Tải Đề thi Olympic truyền thống 30-4 lần VI năm 2013 trường THPT Chuyên Quốc Học Huế môn Vật lý lớp 10 (Có đáp án) -

điểm trước và sau khi làm thí nghiệm thì kết quả chưa được chính xác khi ở nhiệt độ thấp nhiệt lượng kế và nước sẽ nhận nhiệt từ môi trường bên ngoài.. Muốn xác định t1 và chính xác ta [r]

TRƯỜNG THPT

CHUYÊN QUỐC HỌC HUẾ +++++++@http://ngoclinhson.violet.vn, http://ngoclinhson.co.cc,

http://ngoclinhson.freevnn.com , http://ngoclinhson.tk

- website đang xây dựng, cập nhật phần mềm, tài liệu cá nhân có trong quá trình làm việc,KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN

THỐNG 30/4 LẦN THỨ VI (2012-2013)

ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ LỚP 10

Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề.

HỌ VÀ TÊN THÍ SINH: ………

SỐ BÁO DANH:……….

Câu 1 (5 điểm):

h=2m h=2m h=2m Một khung rắn vuông AOB () nằm trong

mặt phẳng thẳng đứng, quay quanh trục OO’ thẳng đứng sao cho Một

thanh rắn nhẹ dài có gắn 2 vòng nhỏ, nhẹ ở hai đầu có thể trượt không

ma sát dọc các cạnh OA và OB của khung Tại trung điểm của thanh

có gắn quả nặng nhỏ Vận tốc góc quay của khung bằng bao nhiêu để

thanh nằm ngang?

h=2m Câu 2 (5,0 điểm): Một quả bóng đàn hồi rơi tự do từ độ cao Sau mỗi va chạm

với sàn ngang cơ năng chỉ còn lại k = 81% so với trước lúc va chạm Quỹ đạo bóng luôn

thẳng đứng

Lấy g = 9.8m/s2 Hỏi sau bao lâu thì bóng dừng, trong thời gian đó

bóng đi được quãng đường dài bao nhiêu?

Câu 3 (4,0 điểm): Động cơ nhiệt là một khối hình trụ (xy lanh) chứa

đầy khí, trong đó có một pittông mà chuyển động của nó bị giới hạn

bởi các cữ chặn AA và BB Khí được nung nóng từ từ cho đến khi

pittông bị cữ chặn BB giữ lại Sau đó đáy của lò xo được dịch chuyển

từ vị trí CC đến vị trí DD Rồi khí được làm lạnh từ từ cho đến khi

pittông bị cữ chặn AA giữ lại và đáy lò xo được dịch chuyển ngược

lại trở về vị trí CC Sau đó khí lại được nung nóng v.v…Tìm hiệu

suất của động cơ này biết khối trụ chứa khí Hêli, tiết diện pittông S =

10 cm2, độ cứng lò xo k = 10 N/m, chiều dài tự nhiên của lò xo là l0 =

60 cm và áp suất bên ngoài bằng không

o , m

C

B A

C D

D 20c

@ http://ngoclinhson.violet.vn , http://ngoclinhson.co.cc ,

http://ngoclinhson.freevnn.com , http://ngoclinhson.tk

4 (4,0 điểm): Vành mảnh bán kính R, bắt đầu lăn không trượt trên mặt nghiêng góc với

phương ngang từ độ cao H (R<<H) Cuối mặt nghiêng vành va chạm hoàn toàn đàn hồi với thành nhẵn vuông góc với mặt nghiêng (hình vẽ) Bỏ qua tác dụng của trọng lực trong quá trình va chạm Hãy xác định:

a.Vận tốc của vành trước va chạm

+++++++

@ http://ngoclinhson.violet.vn, http://ngoclinhson.co.cc,

http://ngoclinhson.freevnn.com, http://ngoclinhson.tk

- website đang xây dựng, cập nhật phần mềm, tài liệu cá nhân có trong quá trình làm việc,b.Độ cao cực đại mà vành đạt được sau va chạm Hệ số ma sát trượt giữa vành và mặt nghiêng là



H R



Câu 5: (2 điểm):

Cho các dụng cụ sau:

- Nhiệt lượng kế có nhiệt dung riêng c1

- Cân kĩ thuật

- Nhiệt kế

- Đồng hồ bấm giây

- Nước đá

- Giấy thấm nước

- Nước cất có nhiệt dung riêng c2

Yêu cầu: Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá

-HẾT -TRƯỜNG THPT CHUYÊN

QUỐC HỌC HUẾ

+++++++

@ http://ngoclinhson.violet.vn , http://ngoclinhson.co.cc , http://ngoclinhson.freevnn.com , http://ngoclinhson.tk

- website đang xây dựng, cập nhật phần mềm, tài liệu cá nhân có trong quá trình làm việc,

HƯỚNG DẪN CHẤM

KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4

LẦN THỨ V (2011-2012)

MÔN THI: VẬT LÝ KHỐI: 10

(Hướng dẫn chấm gồm 06 trang)

Bài 1

(5điểm)

’ theo đường tròn bán kính

Phương trình chuyển động của quả nặng theo phương thẳng đứng và theo

phương hướng tâm:

asin 2 α

(1đ)

Vì thanh nhẹ:

asin 2 α

(1đ)

Vì thanh không quay trong mặt phẳng thẳng đứng nên đối với trục quay nằm

o

o,

N

, mg

m a



ĐỀ NGHỊ

ω=√ g

asin 2 α

Từ các phương trình trên ta tìm được:

asin 2 α

(1,5đ)

Bài 2

(5 ®iÓm)

i

Cơ năng ban đầu của bóng:

i

i Sau va chạm thứ i :

và độ cao bóng đạt được là:

(0,5đ)

Thời gian bóng bay từ sau va chạm thứ i đến va chạm tiếp theo với sàn là:

i

(0,5đ)

Thời gian để bóng dừng là:

i=1

n

g với , n là số lần va chạm.

(0,5đ)

i=1

n

(√k)i

n+1

−1

→ 0 Vì nên khi thì Do đó:

(1,5đ)

Quãng đường đi được của bóng là:

i =1

n

i=1

n

n +1

− 1

1− k

(2đ)

Bài 3

(4 ®iÓm)

Chu trình hoạt động của động cơ gồm 4 quá trình

- Quá trình thứ nhất: pittông chuyển động từ AA đến BB

Nung nóng khí giãn nở từ thể tích V 1 = S.l 1 = 10 -3 0,2 = 2.10 -4 m 3 đến V 2 = S.l 2

= 10 -3 0,4 = 4.10 -4 m 3

Trong quá trình này lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ với thể tích của khí: F đh = kx =

kV/S

2

dh

p

Do đó áp suất khí:

4

3 1

10.2.10

2.10 (10 )

kV p

S





Nên trong quá trình này áp suất khí tăng từ: Pa

4

3 2

10.4.10

4.10 (10 )

kV p S





Đến Pa

(0,5đ)

- Quá trình thứ hai: đáy pittông chuyển động từ CC đến DD khí trong xy lanh

không biến đổi trạng thái còn lực đàn hồi của lò xo giảm từ 4 N xuống 3 N.

(0,25đ)

- Quá trình thứ ba: làm lạnh từ từ cho đến khi pittông bị cữ chặn AA giữ lại.

Trong quá trình này có hai giai đoạn:

Giai đoạn một: Khí trong bình giảm áp suất từ p2 = 4.10 3 Pa về p 3 = 3.10 3 Pa

đến khi bằng áp suất do lò xo gây ra và thể tích khí không đổi là V 2

0

k

S

Giai đoạn hai: Khí bị nén và pittông dịch chuyển từ BB về AA,

trong giai đoạn này áp suất khí giảm từ p 3 = 3.10 3 Pa về p 4 = 10 3 Pa theo phương

trình trong đó V 0 là thể tích khí chiếm chỗ trong trường hợp khi lò xo bị giữ chặt

ở vị trí DD không giãn được nữa và V 0 = 0,1.10 -3 = 10 -4 m 3 và thể tích giảm từ

V 3 = S.l 2 = 4.10 -4 m 3 về V 4 = S.l 1 = 2.10 -4 m 3

(0,5đ)

- Quá trình thứ tư: đáy lò xo dịch chuyển từ DD về lại CC thì lực đàn hồi tăng

từ 1 N lên đến 2N.

Sau đó tiếp tục làm nóng khí thì khí bắt đầu giãn khí áp suất lớn hơn p 1 = 2.10 3

Nếu tiếp tục làm nóng thì khí bắt đầu lại một chu trình mới.

Chu trình hoạt động của động cơ có thể biểu diễn trong hệ tọa độ p – V như sau:

(0,5đ)

Công của khí thực hiện trong một chu trình chính là diện tích hình bình hành:

2

2

A’ = (V 2 – V 1 ) - (V 2 – V 1 )

1 1 2



= 10 3 (4 – 2).10 -4 = 0,2 J

(0,5đ)

Khí nhận nhiệt trong các quá trình 1 → 2 và 4 → 1

Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học cho các quá trình 1 → 2 và 4 → 1 ta được:

Q = Q 12 + Q 41 = ΔU 12 – A 12 + ΔU 41

3 2

2

2 = νR(T 2 – T 1 ) + (V 2 – V 1 ) + νR(T 1 – T 4 )

3 2

2

= (p 2 V 2 – p 4 V 4 ) + (V 2 – V 1 ) = 2,7 J

(1đ)

Hiệu suất của động cơ

7, 4%

2,7

A H Q

(0,5đ)

Bài 4

(4 ®iÓm)

trước va chạm là v 0 Vì vành lăn không trượt nên vận tốc góc của chuyển động quay quanh tâm lúc này là: (1)

(0.25đ)

Do R<<H Theo định luật bảo toàn cơ năng:

2

V(10-4m3) 0

2

p(kPa) 4

3

1

1

2 3 4

0



ms

F ⃗

0

v ⃗

mgH=mv02⇒ v0=√gH Hay (2)

b.Ngay sau va chạm đàn hồi, vận tốc khối tâm đổi ngược hướng, độ lớn vận tốc không đổi và do bỏ qua tác dụng của trọng lực trong quá trình va chạm, thành nhẵn nên chuyển động quay không thay đổi Kể từ thời điểm này có sự trượt giữa vành và mặt nghiêng Xét chuyển động lúc này.

Phương trình chuyển động tịnh tiến:

⇒a=−(g sin α+μg cos α)

Vành chuyển động chậm dần đều với gia tốc a,

(0,25đ) (0,25đ) (0,5đ)

Vận tốc khối tâm:

Phương trình chuyển động quay:

μg cos α R

β Vành quay chậm dần đều với gia tốc góc Vận tốc góc của vành:

(0,5đ)

2

động xuống Quãng đường đi được trong thời gian t 1 là:

(0,5đ)

(0,5đ

Từ đó độ cao cực đại mà vật đạt được là:

2

H sin α 2(sin α+μ cos α)

(1đ

Bài 5

- Nếu truyền nhiệt lượng cho vật rắn kết tinh thì năng lượng dao động nhiệt của các hạt ở nút mạng tăng và do đó nhiệt độ của vật rắn tăng

Tuy nhiên, khi vật rắn bắt đầu nóng chảy thì nhiệt độ của nó không tăng lên nữa mặc dù ta vẫn tiếp tục cung cấp nhiệt lượng Nhiệt lượng truyền cho vật lúc này là để phá vỡ mạng tinh thể Vậy, nhiệt lượng cần thiết để chuyển một đơn vị khối lượng vật chất chuyển từ pha rắn sang pha lỏng ở nhiệt độ nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy Ở nhiệt độ nóng chảy, vật chất có thể đồng thời hai pha rắn và lỏng

 - Bỏ cục nước đá có khối lượng m ở nhiệt độ 00C vào nhiệt lượng

kế đựng nước Nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế hạ từ t1 đến

(0,5đ)

Nhiệt lượng tỏa ra bởi nước và nhiệt lượng kế làm tan nước đá từ 00C

đến Nếu gọi m1 và c1 là khối lượng và nhiệt dung riêng của nhiệt

lượng kế; m2 và c2 là khối lượng và nhiệt dung riêng của nước cất, ta

có :

+ Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước cất tỏa ra :

1 ( 1 1 2 2 )( 1 )

+ Nhiệt lượng mà khối nước đá nhận được làm nó nóng chảy hoàn toàn

thành nước :

 t0  00CTrong đó, là nhiệt nóng chảy của nước đá,

Ta có :

1 1 2 2 1

2

c m



Từ các biểu thức trên, ta tính được :

(0,5đ)

b Các bước thực hành

- Xác định khối lượng nhiệt lượng kế và que khuấy m1, khối lượng

nước cất m2 bằng cân kĩ thuật Sau đó cho nước cất vào trong bình

nhiệt lượng kế

- Xác định khối lượng nước đá : không cân trực tiếp nước đá vì nó sẽ bị

tan khi cân Khối lượng m của nước đá chính là độ tăng của khối lượng

nhiệt lượng kế và nước cân trước và sau khi làm thí nghiệm

- Khuấy đều nước trong 10 phút, ghi nhiệt độ từng phút một Lấy cục

nước đá khoảng 20g dùng giấy hút nước thấm khô rồi bỏ vào nhiệt

lượng kế Khuấy đều cho nước đá tan sau 0,5 phút ghi nhiệt độ nước

trong nhiệt lượng kế một lần

- Xác định t1 và :

( )

tf T + Nếu dùng trực tiếp nhiệt kế đo nhiệt độ ở các thời

điểm trước và sau khi làm thí nghiệm thì kết quả chưa được chính

xác khi ở nhiệt độ thấp nhiệt lượng kế và nước sẽ nhận nhiệt từ

môi trường bên ngoài Muốn xác định t1 và chính xác ta phải hiệu

chính bằng đồ thị Vẽ đường biểu diễn , trong đó t là nhiệt độ và

T là thời gian (gọi tp là nhiệt độ phòng):

+ Quá trình thí nghiệm có thể chia làm 3 thời kỳ

1 Khi chưa bỏ nước đá vào nhiệt lượng kế, nhiệt độ tròng

(0,25đ)

(0,25đ)

(0,5đ)

D

0

t C

1

t

p

t

 F C

M E B A

bình ít biến đổi Đồ thị được biễu diễn bằng đoạn AB.

2 Quá trình trao đổi nhiệt giữa nước và nước đá Nhiệt độ trong nhiệt lượng kế giảm nhanh Đồ thị được biễu diễn bằng đoạn BC

3 Quá trình nước đá đã tan hết Nhiệt độ trong nhiệt lượng kế bắt đầu tăng lên do hấp thụ nhiệt từ môi trường bên ngoài Đồ thị được biễu diễn bằng đoạn CD

+ Đoạn thẳng BC cắt đường tp tại M Từ M vẽ đường song song với trục tung cắt đoạn AB kéo dài tại E và cắt đoạn CD kéo dài tại F Chiếu

E, F xuống trục tung ta thu được t1 và

-HẾT -Lưu ý: Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm