a Hỏi phải đặt súng cách vách hầm một khoảng l bao nhiêu so với phương ngang để tầm xa S của đạn trên mặt đất là lớn nhất?. Câu 2 5 điểm Một viên đạn nặng 50g đang bay theo phương ngang
Trang 1TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ TRƯỜNG THPT CHUYÊN TỈNH HÀ GIANG LỚP 10
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT (Đề này có: 02 trang, gồm: 05
câu)
Câu 1 (4 điểm):
Người ta đặt một súng cối dưới một căn hầm có độ sâu h Biết vận tốc đầu của đạn khi rời súng làv0
a) Hỏi phải đặt súng cách vách hầm một khoảng l bao nhiêu so với phương ngang để tầm
xa S của đạn trên mặt đất là lớn nhất?
b) Tính tầm xa lớn nhất của đạn trên mặt đất?
Câu 2 (5 điểm)
Một viên đạn nặng 50g đang bay theo phương
ngang với tốc độ 16m/s thì mắc vào một túi cát nặng
150g Túi cát được treo vào một xe nhỏ có khối lượng
600g, có thể trượt không ma sát trên một đường ray;
dây treo nhẹ, không dãn, dài 1,2m
a) Giả sử toàn bộ động năng mất mát do va chạm giữa
đạn và túi cát đều chuyển thành nhiệt năng Xác định
lượng nhiệt này?
b) Sau va chạm túi cát lên được tới độ cao lớn nhất bằng bao nhiêu so với vị trí thấp nhất của nó? Xác định lực căng dây treo tại vị trí cao nhất đó?
c) Khi từ bên phải trở về vị trí thấp nhất, túi cát có tốc độ bằng bao nhiêu Xác định lực căng dây treo khi đó?
Câu 3 (4 điểm):
Một mol khí đơn nguyên tử được giam trong một xi lanh diện tích tiết diện ngang S
Lò xo có độ cứng k được đặt nằm ngang, một đầu gắn với pittông, còn một đầu được giữ
cố định (hình vẽ) Ban đầu khối khí có áp suất p0, thể tích V0, nhiệt độ T0, và pittông ở trạng thái cân bằng Người ta làm nóng khí thật chậm để thực hiện một quá trình cân bằng chuyển khí đến trạng thái có áp suất p1, thể tích V1 = 2V0 và nhiệt độ T1 Bỏ qua ma sát giữa pittông và thành xi lanh Giả thiết sự trao đổi nhiệt giữa khối khí với môi trường là không đáng kể
a) Tìm giá trị của p1 và T1?
b) Biểu diễn quá trình này trên đồ thị p –V Tính công mà khối
khí sinh ra?
c) Tính nhiệt lượng mà khối khí nhận được?
0 0 0
p , V , T
Trang 2Câu 4 (5 điểm):
Một khối trụ đồng chất có khối lượng M, bán kính R, có mômen quán tính đối với
2
MR
I , được đặt lên mặt phẳng nghiêng một góc 30 0 Giữa chiều dài khối trụ
có một khe hẹp trong đó có lõi có bán kính
2
R
Một sợi dây nhẹ không dãn được quấn nhiều vòng vào lõi rồi vắt qua ròng rọc B
(khối lượng không đáng kể) Đầu còn lại của
dây mang một vật C khối lượng
5
M
m Phần dây AB song song với mặt phẳng nghiêng Hệ
số ma sát nghỉ cực đại (cũng là hệ số ma sát
trượt) là và gia tốc trọng trường là g
a) Tìm điều kiện của để khối trụ lăn không
trượt trên mặt phẳng nghiêng?
b) Tính gia tốc a0 của trục khối trụ và gia tốc
a của m khi đó?
Câu 5 (2 điểm):
Cho các dụng cụ sau:
+ Một ống thủy tinh thẳng, dài có đường kính trong 3mm
+ Cốc đựng chất lỏng
+ Một thước có độ chia nhỏ nhất đến mm
Hãy xây dựng phương án thí nghiệm để xác định khối lượng riêng của chất lỏng trên (Trình bày cơ sở lý thuyết, trình tự thí nghiệm và những chú ý trong quá trình làm thí nghiệm để giảm sai số)
HẾT
Người ra đề
Triệu Thị Kim Thoa
SĐT: 0919042188
B
A C
Trang 3HƯỚNG DẪN CHẤM
MÔN: VẬT LÍ - LỚP: 10 Lưu ý: Các cách giải khác hướng dẫn chấm, nếu đúng cho điểm tối đa theo thang điểm đã định.
1 a) Chọn Oxy như hình vẽ
Phương trình vận tốc của vật :
v x v0cos
v y v0 sin gt
Phương trình chuyển động:
2 sin
2 0
gt t v
Để tầm xa x là lớn nhất thì tại A vận tốc của vật phải hợp với mặt ngang
một góc 450 có nghĩa là tại A:
0
cos sin
v g
t v
(1) Hơn nữa ta phải có sau thời gian này:
) 3 ( 2
sin
) 2 ( cos
2 0
0
h
gt t v
l t v
h y
l x
0
v
l
t
) cos (sin
cos
2
g
v
Thay t từ (1) vào (3) ta được:
sin 2 21
0
2
v
gh
2
0
2
2
1 cos
v
gh
Thế vào (4):
02 (sin cos cos 2 )
g
v l
0
l
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,5
y
x
0
v
l
Trang 4b) Từ (1) :
Ta có:
0
0
1 2
y
y
g
gh
v
0
1
2
x
gh
v
2
2 2 0
m
v v
0,25
0,25
0,25 0,25
0,5
2
a) Xác định vận tốc sau và chạm và nhiệt lượng tỏa ra:
Sau va chạm viên đạn nằm trong túi cát tạo thành vật mới có khối lượng:
m2 m0 m1
Định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang:
m v0 0 m v2 2 v2 4 m/s
Định luật bảo toàn năng lượng:
0 0 2 2 4,8
0,25 0,25
0,5 b) Xác định độ cao lớn nhất
T
1
T
1
T
P
'' 2
v
3
v
' 2
v
' 2
v
+ 0
Trang 5Tại vị trí cao nhất vận tốc của túi cát so với xe:v 23 0 Xe và túi cát có
cùng vận tốc '
2
v Định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang:
' '
Định luật bảo toàn cơ năng:
, 2 2
2 3 2
2 2
2 ax ax
0,6
m
m
m v
m gh
ax (1 os ) 60
m
* Xác định lực căng dây:
So với xe thì túi cát chuyển động tròn dưới tác dụng của trọng lực, lực
căng dây, lực quán tính (nếu khi đó xe có gia tốc) Xe chuyển động theo
phương ngang dưới tác dụng của lực căng dây
Tại vị trí cao nhất, gia tốc của xe là:
3
sin
T a m
Túi cát chuyển động tròn quanh xe, tại vị trí cao nhất v 23 0 :
2
3 2
2
3 2
cos
0,8 sin
qt
m m g
0,25
0,25
0,25 0,25
0,25
0,25
0,25
0,25 c) Vận tốc của túi cát và xe khi từ bên phải về vị trí thấp nhất lân lượt là
''
2
v và v3
Định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang:
''
2 2 2 2 3 3
Định luật bảo toàn cơ năng:
2 22 2 2'' 2 3 32
m v
Thế phương trình trên vào phương trình dưới tìm ra nghiệm:
''
hoặc:
''
Kết quả trên là đi từ trái sang, lấy kết quả dưới cho trường hợp đi từ phải
sang
Khi ở vị trí thấp nhất gia tốc của xe: a = 0 nên không có lực quán tính tác
dụng lên túi cát
0,25 0,25
0,25
0,25
0,25
Trang 6Ta cú: 2 23'2
1 2
ht
m v
l
Mà: ' ''
23 2 3 2 2 4 /
'2
2 23
1 m v 2 4,67
l
0,25 0,25 0,25
0
0
0
(1) (2)
(3)
kx
S
S
0,5 0,5 0,5 0,5
b) Quỏ trỡnh biến đổi của khớ biểu diễn bởi phương trỡnh (3)
Đường biểu diễn trờn đồ thị p – V ở hỡnh bờn, là một đoạn thẳng.
giới hạn bởi hai cạnh song song với trục tung
2
(6)
v
S
Hỡnh
Vẽ : 0,5
0,5
c) Theo nguyờn lớ I:
'
0
0
kV
S p
2
kV
S
0,5
0,5
Để khối trụ lăn không trợt, điểm tiếp xúc giữa khối trụ và mặt phẳng
nghiêng đứng yên tức thời chính là tâm quay tức thời
Gọi là gia tốc góc của khối trụ quanh trục, cũng chính là gia tốc góc
quanh tâm quay tức thời
Ta có: a0 R . và 3 0
a R
a R (1)
Hỡnh
vẽ 0,5
B
A
C
1
T
1
P
T
ms F
P
N
V S
x
p
Trang 7Theo định luật II Niutơn, M và m chịu các lực tác dụng thỏa mãn hệ thức
sau: T mg ma (2)
Mgsin T F msMa0 (3)
Chuyển động quay quanh trục của khối trụ:
0
1
a R
R
Từ (3) và (4): sin
3
ms
Mg
Điều kiện để khối trụ lăn không trợt là:F ms N
cos
Mg
Mg
(6)
0,5
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
b) Từ (1) (2) (3) (4) ta cú gia tốc a0 của trục trụ:
0
2 sin 3 4 2.
3(3 2 ) 39
Gia tốc a của vật: 3 0 2
2 13
0,5 0,5
5 * Cơ sở lý thuyết:
Nhỳng thẳng ống thủy tinh vào chất lỏng, đo chiều cao ban đầu của cột
khớ trong ống
Bịt đầu trờn ống, từ từ nõng thẳng đứng ống lờn gần đến ngang mặt
thoỏng chất lỏng, đo lại chiều cao cột khớ
Xem như trong quỏ trỡnh di chuyển ống, nhiệt độ cột khớ trong ống
khụng thay đổi
Áp dụng định luật Bụilơ-Mariụt:
1 2 2 1 2 2
1 2 2
a
Mà: p2 p a gh
2
.
a
gh h
p a: ỏp suất khớ quyển
h: chiều cao cột chất lỏng trong ống thủy tinh so với mặt thoỏng của
0,25
0,25
Trang 8nước trong cốc
h 1 , h 2: chiều cao cột khí trong ống trước và sau khi di chuyển ổng thủy
tinh
* Tiến hành thí nghiệm
- Đặt cốc đựng chất lỏng ở trạng thái cân bằng sau đó nhúng thẳng ống
thủy tinh vào chất lỏng và đo chiều cao h1 ban đầu của cột khí trong ống
- Bịt đầu trên ống rồi từ từ nâng thẳng đứng ống lên gần đến ngang mặt
thoáng chất lỏng, đo lại chiều cao h2 cột khí và chiều cao h cột nước
trong ống
- Khối lượng riêng của chất lỏng xác định theo công thức:
2 1 2
.
a
gh h
*Những chú ý khi tiến hành thí nghiệm để giảm sai số:
- Trong quá trình nâng ống thủy tinh lên thì ta phải nâng từ từ sao cho
co thể coi là nhiệt độ không đổi và phải bịt kín đầu trên của ống để
không có sự trao đổi khí, khi đó định luật Bôi Lơ – Mariốt được nghiệm
đúng và giảm được sai số
- Quá trình giữ ống cố định để đọc kết quả thì phải giữ thẳng ống, người
đọc kết quả phải đọc chính xác kết quả đo Tránh đọc nhầm kết quả
0,25
0,25
0,5
0,5