a.Xác định độ cao lớn nhất mà quả đạn đạt được và độ lớn vận tốc quả đạn khi chạm đất b.. Xác định khoảng thời gian giữa 2 lần quả đạn có độ lớn vận tốc 50m/s Câu 2: 4 điểm Một chiếc ca
Trang 1SỞ GD VÀ ĐT THANH HÓA
TRƯỜNG THPT THƯỜNG XUÂN 2 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2016 – 2017
Môn: VẬT LÍ 10 Thời gian làm bài: 150 phút
ĐỀ BÀI
Câu 1: (3 điểm) Một viên đạn pháo nặng 2kg được bắn thẳng đứng lên từ độ cao cách mặt đất 20m,
với vận tốc 100m/s Bỏ qua sức cản không khí, lấy g =10m/s2, chọn trục toạ độ thẳng đứng lên trên, gốc toạ độ ở mặt đất
a.Xác định độ cao lớn nhất mà quả đạn đạt được và độ lớn vận tốc quả đạn khi chạm đất
b Xác định khoảng thời gian giữa 2 lần quả đạn có độ lớn vận tốc 50m/s
Câu 2: (4 điểm ) Một chiếc ca nô chở hàng đang đi ngược dòng sông qua điểm A thì một kiện hàng
nhẹ bị rơi nhưng người chủ hàng không biết Ca nô chạy 20 phút nữa thì hỏng máy Sau 10 phút máy được sửa xong và người chủ phát hiện hàng bị rơi liền cho ca nô ngay lập tức quay lại lấy hàng Biết điểm lấy được hàng cách A một khoảng 2km Coi công suất ca nô không đổi trong suốt quá trình chuyển động Tính thời gian kể từ lúc ca nô làm rơi hàng đến lúc lấy được hàng và vận tốc dòng nước?
Câu 3: (3 điểm ) Một con lắc đơn có khối lượng vật treo là m1 = 200g Chiều dài dây treo l = 40cm.
Quả cầu nhỏ khối lượng m2 = 100g bay tới theo phương ngang với vận tốc v0 va chạm với m1 đang đứng cân bằng Bỏ qua mọi ma sát và lấy g = 10m/s2 Cho va chạm là mềm, sau va chạm hai vật dính vào nhau và cùng chuyển động Tính v0 tối thiểu cần thiết để hai vật chuyển động hết vòng tròn
Câu 4: ( 5 điểm ) Cho cơ hệ như (hình vẽ 2) Biết α = 300, m1 = 3 kg, m2 = 2 kg, M = 2 kg, ma sát giữa m2 và M là không đáng kể Bỏ qua khối lượng dây nối và ròng rọc, dây không dãn, lấy g = 10 m/s2
1 M đứng yên
a Tìm gia tốc của các vật m1 và m2
b Tìm áp lực của dây lên ròng rọc
2 Tìm điều kiện của hệ số ma sát giữa M và
mặt bàn nằm ngang để M không bị trượt trên bàn
Câu 5: (3 điểm ) Hai thanh sắt AB = l1 = 0,5m và
AC = l2 = 0,7m được nối với nhau và với tường
( thẳng đứng ) bằng các chốt
BC = d = 0,3m ( Hình vẽ) Treo một vật có khối
lượng m = 45kg vào chốt A Các thanh có khối
lượng không đáng kể Tính lực mà mỗi thanh phải
chịu, lực ấy là lực kéo hay lực nén? Lấy g =
10m/s2
Câu 6: (2 điểm) Xác định vận tốc chảy của nước ra khỏi vòi máy nước Cho các đồ dùng: Cốc hình
trụ, thước kẹp, đồng hồ bấm giây
Hết.
Trang 2Đáp án đề thi hsg trường năm học 2016 -2017
Câu
1
(3 đ)
a.
Cơ năng của vật: W = 10400 J
Độ cao cực đại:
m mg
W
hmax = =520
Vận tốc khi chạm đất :
s m s
m gh
v= 2 max =20 26 / =102 /
0.1
0,5 0,5
b Khi vật từ vị trí cao nhất rơi xuống và có vận tốc 50m/s thì Δt = 5s
Suy ra t = 2Δt = 10s
0,5 0.5
Câu
2
(4đ)
Sau thời gian t1 = 20ph = 1/3h hàng trôi được 1/3.vn (km)
Canô ngược dòng được trong thời gian đó là: 1/3(v – vn) (km) Vậy lúc hỏng máy canô cách hàng một khoảng:
S = 1/3vn + 1/3(v – vn) = 1/3v
Trong thời gian sửa máy, chúng cùng trôi nên khoảng cách không đổi
Sau khi sửa máy xong canô xuôi dòng với vận tốc vxd = (v + vn)
Khoảng thời gian canô đuổi kịp hàng là:
1/ 3 1
3
Khoảng thời gian kể từ lúc đánh rơi hàng đến lúc lấy được hàng là:
t = 1/3 + 1/6 + 1/3 = 5/6(h)
Vận tốc dòng nước là:
2
2, 4( / ) 5
6
n
AB
t
( B là điểm lấy được hàng )
0,5 0,5 1 0,5 0,5 0,5 0,5
Câu
3
( 3 đ)
Nếu va chạm là mềm thì chỉ có cơ năng của hệ được bảo toàn
(v3 là vận tốc của hai quả cầu sau va chạm)
Ta có:
m v = m +m v
(3) Điều kiện để quả cầu đi hết vòng tròn: Nó phải lên tới điểm cao nhất và tại đó dây không bị chùng tức T ≥0
Ta có định luật bảo toàn cơ năng cho quả cầu 1 là: (v4 là vận tốc của quả cầu 1 khi
ở điểm cao nhất A)
1 3 1 4
1 2
m v m v
m g l
(4) Tại điểm cao nhất ta có:
1 ht
P T+ =m a
ur ur uur
⇒
2 4
v
l
⇒
Điều kiện để quả cầu đi hết vòng tròn là:
0, 5
0,5
0,5
0,5
0,5 0,5
Trang 3M 2
P2
T1 N2
T2
T2
T1 P1
P
N
Fmsn N2’
T1 T2
2
2 4
(5) Giải hệ (3), (4), (5) ta có:
1 2 0
1
5 6 5( / )
m
+
Vậy vận tốc tối thiểu là:
0 6 5 13, 41( / )
v = ≈ m s
Câu
4
(5đ)
1.a
Hình vẽ 1 Chọn chiều dương là chiều chuyển động
Ðối với m1 có các lực tác dụng: P1; T1 Ðối với m1 có các lực tác dụng: P2; T2
P1 – T1 = m1a1
T2 – P2sinα = m2a2
Do dây không dãn nên: a1 = a2 = a; T1 = T2 = T
a1 = a2 = (P1 – P2sinα)/(m1 + m2) = 4 m/s2
1đ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 1b T = P1 – m1a = 18 N
Áp lực tác dụng lên trục của ròng rọc: 1 2
T T
Ðộ lớn: Q = 2T.cos300 = 18
3 N
0,25 0,5 Hvẽ0,25 0,5
2
Các lực tác dụng vào vật M:
P
, N ,T2 ,T1,
' 2
N
,
ms
F
N2’ = P2cosα = 10
3 N
Fmsn = T2x – N2x = 4
3 N
N = P + T1 + T2y + N2y’
= P + T1 + T2sinα + N2x’cosα = 62 N Hvẽ2: 1
Ðể M không bị trýợt trên bàn thì ma sát giữa M và bàn là ma sát nghỉ: Fmsn≤µN
→µ≥ Fmsn/N = 0,11
0,25 0,25 0,25 0,25
Câu
5
(3đ)
Vẽ hình biểu diễn các lực như hình vẽ (FB, FC là các lực do các thanh sinh ra để cân bằng với ngoại lực)
Gọi
C
R P F= +
ur ur uur
Ta có FB cân bằng với R nên FB = R
Xét ∆ABC: ∆AED
ta có:
1
1
2
T
1
T Q
Trang 42 2 2 0,7
45.10 1050( )
0.3
C
C
(Lực nén)
45.10 750( )
0.3
B
B
(Lực kéo)
1
Câu
6
(2 đ)
Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian t nước chảy đầy cốc sau đó dùng thước kẹp
đo chiều cao đáy cốc h và đường kính đáy cốc d
Tính thể tích cốc và cũng chính là thể tích nước:
h
d V
4
2 1
π
=
Đo đường kính tiết diện vòi nước máy d’ và tính tiết diện vòi: 4
2 2
d
S =π
Xác định vận tốc nước chảy
t d
h d t S
V v
2 2
2 1
=
=
0,5 0,5 0,5 0,5