Vat li 10 bac kan Đề thi, đáp án (đề xuất) trại hè hùng vương

Một quả bóng bàn bắt đầu rơi tự do từ độ cao h so với mặt sàn.. Sau khi va chạm chạm với mặt sàn nó lại nảy lên nhưng mất đi một phần động năng.. Tính thời gian chuyển động của quả bóng

ĐỀ THI ĐỀ XUẤT

(Đề thi gồm có 02 trang)

NĂM 2014

Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian

giao đề)

Bài 1(5 điểm) Một quả bóng bàn bắt đầu rơi tự do từ độ cao h so với mặt sàn Sau

khi va chạm chạm với mặt sàn nó lại nảy lên nhưng mất đi một phần động năng

Tính thời gian chuyển động của quả bóng bàn nếu coi rằng tỉ số của độ lớn vận tốc của nó sau và trước mỗi lần va chạm với mặt sàn không đổi và bằng e( e < 1) Gia tốc rơi tự do bằng g

Bài 2( 5 điểm) Ba vật 1,2,3 có khối lượng m1 , m2, m3 xếp chồng lên nhau thành một khối ( Hình 1) Mặt A( tiếp xúc giữa 1 và 2) có hệ số ma sát nghỉ là μA Mặt B (tiếp xúc giữa 2 và 3) có hệ số ma sát nghỉ là μB

a Vật 3 được kéo sang phải sao cho gia tốc của nó tăng dần Trên mặt nào sẽ xảy ra chuyển động tương đối giữa các vật trước

b Giải lại câu a trong trường hợp vật 3 được kéo sang trái

c Nếu µA = 0,5; µB = 0,8 thì trị số góc α phải bằng bao nhiêu để xảy ra trượt trên

mặt B trước khi kéo vật 3 sang phải và để xảy ra trượt trên mặt A trước khi kéo vật 3 sang trái

Bài 3( 4 điểm) Biết một mol khí lý tưởng đơn nguyên tử khi tăng nhiệt độ

lên 1 độ thì nội năng tăng thêm 1,5R Có 2,0148,31 mol khí lý tưởng đơn nguyên tử

thực hiện một vòng tuần hoàn như hình 2

a Tính nhiệt độ cao nhất của chu trình

b Quá trình từ C đến D là quá trình chất khí thu hay tỏa nhiệt và nhiệt

lượng trao đổi đó là bao nhiêu bao nhiêu?

Bài 4( 4 điểm) Một thanh đồng chất

chiều dài h nằm trên mặt phẳng nghiêng

nhẵn có góc nghiêng α , đầu dưới của

thanh tựa trên một mặt nhám Đầu trên

của thanh được nối với sàn nhờ sợi dây

nhẹ không giãn Biết l = 2h

Tìm điều kiện hệ số ma sát ở đầu dưới

của thanh để nó cân bằng

Bài 5( 2 điểm) Thiết kế phương án thí nghiệm để xác định khối lượng của viên

bi Cho các dụng cụ sau đây: Hai viên bi( Một trong hai viên đã biết khối lượng), bột dẻo, giá thí nghiệm, thước đo độ, hai sợi dây cùng chiều dài

- Hết -Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm

O 2 3 4 V(l)

1 2

3 α

A

B

P(10 5 N/m 2 ) B 4

A C 3

2 D

Hình 2 Hình 1

(Đáp án gồm có 07 trang) MÔN: VẬT LÝ 10

NĂM 2014

1

Quả bóng rơi tự do nên thời gian từ lúc rơi đến lúc chạm

sàn lần đầu tiên là 0

2h t

g

Gọi vận tốc trước và sau lần va chạm đầu tiên là v và v1

Ta có: 2

2

v = gh và v1

e

v =

Sau khi va chạm lần 1 quả bóng nảy lên tới độ cao h1 rồi lại rơi xuống:

2 2 2

2 1

1

v e v

1

Do lực cản của không khí bỏ qua nên độ lớn vận tốc của bóng trước va chạm thứ 2 là v1 và thời gian giữa hai lần va

chạm thứ nhất và thứ 2 là: 1

1

1

Tương tự thời gian ngắn nhất giữa va chạm thứ 2 và thứ 3

là: 2 2

2

t e

g

= và thời gian ngắn nhất giữa va chạm thứ n

và thứ n+1 là : 2 n 2

n

h

t e

g

=

1

Vậy thời gian từ lúc rơi đến va chạm thứ ( n+1) là:

1

( )

2

1 2

2

2

2(1 ) 1

n n

n

h

g

Thời gian chuyển động của quả bóng từ lúc bắt đầu rơi tới

khi dừng hẳn : 1 2

1

n

e h t

e g

→∞

+

=

−

1

2 a Xét 3 vật đứng yên tương đối với nhau, có cùng gia

tốc a hướng sang phải Đầu tiên có thể tính được ma sát tĩnh trên A là fA = m1a

Đối với vật 2 phân tích lực như HV

Theo định luật II Niu – tơn ta có:

Theo phương Ox:

f α − f −N α =m a

Theo phương Oy:

B

f α +N c α = m +m g

Từ đó ta được :

1,5

N

2

f

B

m2a

f

A

α

x O

y

( ) ( )

f = µ N = µ m +m g α −a α

Do đó:

1

os sin

;

( os a sin )

+

−

Đối với vật 1, gia tốc tối đa là a1max do đó:

1max A 1 1 1max A

f = µ m g =m a→a = µ g

Vì khi a > a1max trên mặt A phát sinh chuyển động tương

đối

Đối với vật 2: f Bmax = µB N2 thay vào các công thức trên ta

có:

2 1 2 max 2 2 2 max

B

B

2 max

os sin

sin os

B

B

c

c

−

=

+

Do đó với 2 max

os sin sin os

B

B

c

c

−

≥

+ thì trên B sẽ có sự

chuyển động tương đối

Nếu a1max < a2max tức là Bsinos sinos

A B

c

g c

µ

−

<

+ thì chuyển

động trên mặt A trước;

Nếu a1max > a2max tức là Bsinos sinos

A B

c

g c

µ

−

>

+ thì chuyển

động trên mặt B trước

1,5

b Thay góc α = - α thì Bsinos sinos

A B

c

g c

µ

+

<

− thì trên

mặt A có sự chuyển động trước

c Nếu μA = 0,5 và Nếu μB = 0,8 thì thay vào trên

có: 0,5 0,8 os sin

0,8sin os

c

g c

−

<

+

Do đó ta có αmin = 12,10 ( góc nghiêng này không

lớn hơn góc ma sát)

2

3

Chu trình tuần hoàn là vòng tròn có tâm nằm trên

đường phân giác của góc phần tư thứ nhất mà đường

cong đẳng nhiệt trên hệ PV nhận làm trục đối xứng

Gọi H là tiếp điểm của chu trình với đường đẳng nhiệt

cao nhất, TH là nhiệt độ cao nhất cần tìm:

H H H

p V

T

nR

=

từ đồ thị ta có:

1

P(10 5 N/m 2 )

4 B H

3 A C 2

D

E

O 2 3 4 V(l)

Hình 2

.8,31 8,31

Tính nhiệt độ tại C và D:

3.10 4.10

595,8 2,014

.8,31 8,31

C C C

p V

nR

−

2.10 3.10

298 2,014

.8,31 8,31

D D D

p V

nR

−

1

Sự thay đổi nội năng trong quá trình CD:

.1,5 ( ) 7476

Dấu (-) biểu thị nội năng giảm Trong quá trình CD áp

suất khí giảm nên môi trường đã thực hiện một công

dương đối với chất khí Công này có trị số bằng diện

tích hình thang cong CDEF trên hình vẽ mỗi đơn vị

diện tích bằng 105 10-3 = 100J:

Vậy: (3 1) .12 .100 221,5

4

A= × −π  = J

Theo nguyên lý I NĐLH ta có: Q A+ = ∆U nên

Q = 7697,5J

Khí hấp thụ nhiệt lượng 7697,5J

1

1

4

Các lực tác dụng lên thanh như HV:

N

2

A

D

T

B

l

h

mg

C F ms E

Theo phương ngang và phương thẳng đứng ta có:

( ) ( )

os 1 sin 2

ms

F Tc

N mg T

β β

=

Với điều kiện: F ms ≤ µN ⇒Tcos β µ ≤ (mg T+ sin β) ( )3

Chọn trục quay tại B ta được cos ( )4

4sin

mg

β

=

Từ (3) và (4) suy ra: cos ( )5

tan (4 cos )

α µ

≥

Từ hình vẽ ta lại có: tan sin sin

cos 2 cos

h

l h

β

Thay vào (5) ta được: µ (2 cos ) os(4 cos )sinα c α

+

≥ +

1

5 Buộc một viên bi có khối lượng m1 vào 1 sợi dây dài l,

kéo lệch nó đi một góc α 1 đo bằng thước đo góc và buông

ra Tại điểm thấp nhất của quỹ đạo chuyển động viên bi m1

chúng ta treo viên bi chưa biết khối lượng m2 có gắn một mẩu bột dẻo khối lượng ∆m rất nhỏ

Khi chuyển động viên bi khối lượng m1 va chạm vào viên

bi khối lượng m2 do có bột dẻo nên va chạm của các quả cầu là va chạm mềm, sau đó chúng dính vào nhau nghiêng

đi một góc nào đó bằng α 2 theo định luật bảo toàn động lượng

m v1 1 =(m1 +m2 + ∆m v) 2

Ta tìm được vận tốc v1 của viên bi đã biết khối lượng vào lúc va chạm từ định luật bảo toàn cơ năng

2 1

2

m

m gh = v => v1 = 2gh1 = 2 (1gl −cosα1)

1

v2 = 2gh2 = 2 (1gl −cosα2)

Thay v1 và v2 vào (1) ta tìm được:

1 1

2 2

in

1

2

os os

S c

α α

α α

1