Đề thi HSG môn Vật lý lớp 10 năm 2019-2020 trường THPT Nguyễn Đình Chiểu có đáp án

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm m[r]

TRƯỜNG THPT NGUYỄN ĐÌNH CHIỂU

-  -

ĐỀ CHÍNH THỨC

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG

NĂM HỌC 2019 - 2020 MÔN VẬT LÝ 10

(Thời gian làm bài 90 phút, không kể thời gian giao đề )

Đề gồm 04 trang

PHẦN I: TOÁN CHO VẬT LÍ (4 ĐIỂM)

Bài 1: (3 điểm) Một quả bóng khối lượng m bắt đầu thả rơi từ độ cao h Trong quá trình chuyển động quả

bóng luôn chịu tác dụng của lực cản tỉ lệ với vận tốc F c  v , trong đó  là hệ số tỉ lệ ( là hằng số dương) Chọn trục Ox thẳng đứng hướng xuống, gốc O tại vị trí thả quả bóng

1 Chứng minh rằng phương trình động lực học (phương trình định luật II Newton) trong chuyển động

của quả bóng có thể đưa về dạng: dx v

dv  gv Tìm biểu thức, đơn vị của  và vận tốc lớn nhất mà

quả bóng đạt được?

2 Phương trình chuyển động của quả bóng có dạng g 1(1 t)



  Hãy xác định:

a Vận tốc quả bóng theo thời gian

b Trong trường hợp lực cản là nhỏ và thời gian chuyển động không quá lớn (t1) Chứng minh rằng vận tốc và phương trình chuyển động quả bóng có thể đưa về các phương trình của vật rơi tự

do: vgt; 1 2

2

x gt

Cho

2 3

2! 3!

e   x   Bài 2: (1 điểm) Một chất điểm khối lượng 100 (g) chuyển động trong mặt phẳng xOy với các tọa độ phụ

thuộc vào thời gian theo công thức x = 5sin(10t - 

); y = 5cos(

- 10t) (x,y tính theo cm; t tính theo s)

Bài 3: (3 điểm) Cho hai vật m1 = 3 (kg) và m2 = 4 (kg) được treo vào

hệ thống dây và ròng rọc như hình vẽ Bỏ qua ma sát, khối lượng của

ròng rọc Dây nhẹ không dãn Ban đầu người ta giữ cho hai vật m1 và

m2 ở ngang nhau, sau đó buông tay để chúng chuyển động

Lấy g = 10 (m/s2

)

a Tính gia tốc (so với đất) của các vật m1 và m2?

b Tính lực căng của dây treo các vật?

c Sau bao lâu từ lúc buông tay hai vật cách nhau 1 (m)?

Bài 4: (2 điểm)

Một hạt cườm khối lượng m được xâu vào một thanh dài 2l

Hạt cườm có thể trượt không ma sát dọc theo thanh Tại thời

điểm ban đầu hạt cườm ở giữa thanh Cho thanh chuyển động

tịnh tiến trong mặt phẳng thẳng đứng với gia tốc a theo phương

ngang làm thành 1 góc  so với thanh

a, Với điều kiện nào của a thì hạt cườm trượt lên, trượt xuống,

đứng yên đối với thanh

b Hãy xác định gia tốc tương đối của hạt cườm đối với thanh và

thời gian hạt cườm rời khỏi thanh?

Bài 5: (1 điểm)

Một bán cầu có bán kính R trượt đều theo đường thẳng nằm ngang Một

quả cầu nhỏ cách mặt phẳng ngang một đoạn bằng R Ngay khi đỉnh bán cầu

đi qua quả cầu nhỏ thì nó được buông rơi tự do Tìm vận tốc nhỏ nhất của bán

cầu để nó không cản trở chuyển động rơi tự do của quả cầu nhỏ Cho R = 80

(cm), gia tốc trọng trường là 10 (m/s2)

-HẾT -

R

HƯỚNG DẪN CHẤM THI MÔN THI: VẬT LÍ

Bài 1

(3 điểm)

1 Phương trình động lực học: ma mg v a g v

m





    

Cách 1: dx dx dv v dx.a dx v v

dt  dv dt   dv  dv  a gv với m



 

Cách 2: a dv dv dx v dv dx v v

dt dx dt dx dv a g v

 với m



 

Đơn vị của  là N s. kg

Đơn vị của  là 1/s Vận tốc lớn nhất quả bóng đạt được:

Cách 1: Khi Fc = mg vật chuyển động đều với v = vmax nên

vmax = m g g

  

Cách 2: vmax dv 0 g v 0 v g



2 a Vận tốc quả bóng theo thời gian:

2 2

2

'( ) ( )

(1 )

t

t

t

g









 









b Khi t 1 t1

Có

2 2

2

e t 

Với x lấy gần đúng bậc 2 ta có

2 2

2 2

2

1

2 1

2 1

2









      

 

Bài 2

(1 điểm) a Nhận thấy x = 5sin(10t - 3

 ); y = 5cos(

3



- 10t) = 5cos(10t -

3

 )

' 50 os(10 )

3

x

v  x c t

' 50sin(10 )

3

y

v  y   t

2 2

50(cm/ s)

x y

b ' 500sin(10 )

3

x x

a v   t

' 500 cos(10 )

3

y y

a v   t

500( ) 5( )

x y

0,1.5 0,5( )

Bài 3

(3 điểm)

a, Chọn hệ quy chiếu gắn với mặt đất Nhận thấy a1 = -2a2 ; T2 = 2T1 (*)

Áp dụng định luật II Newton:

Vật 1: P1 T1 m a1 1

Vật 2: P1 T1 m a1 1

Chiếu lên chiều thẳng đứng hướng xuống dưới

1 1 1 1

2 2 2 2

(1) (2)

 

Thay (*) vào 1 và 2 ta có:

1 1 1 2

2 1 2 2

2 2

m g T m a

  



2

1 2

1, 25( ) 4





2

1 2 1

1 2

2(2 )

2,5( ) 4





 Vậy m1 đi xuống, m2 đi lên

b T1m g1( a1)22,5( )N

2 2 1 45( )

c Khoảng cách 2 vật là:

2 2 2 1

1

0, 73( )

a t

a t d

 

Bài 4

2 điểm

Chọn hệ quy chiếu gắn với thanh, hạt cườm chuyển động với gia tốc a1 Có: P N F qt ma1

Chiếu lên Ox: mgsinmacos ma1

So với thanh

- Để hạt cườm chuyển động lên trên thì a1 0  a gtan

- Để hạt cườm chuyển động xuống dưới thì a1  0  a gtan

- Hạt cườm đứng yên  a gtan

b Khi hạt cườm trượt lên thì a1acosgsin

thời gian trượt là

1

cos sin

t

Khi hạt cườm trượt xuống thì a1 acosgsin

thời gian trượt là

1

cos sin

t

Bài 5

(1 điểm)

Chọn hệ quy chiếu gắn với bán cầu, ta có thể coi bán cầu đứng yên còn quả cầu chuyển động ném ngang từ độ cao R với vận tốc ban đầu có độ lớn là v0

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ

Các phương trình chuyển động của quả cầu nhỏ là:

0 2

1 2













- Phương trình quỹ đạo: 2 2

0

2

g

v



- Quỹ đạo của quả cầu trong hệ quy chiếu gắn với bán cầu là một parabol Để quả cầu nhỏ rơi tự do thì parabol này phải không cắt mặt bán cầu Xét một điểm M trên parabol, ta phải có: yM ≤ OH

Có OH   R R2 xM2

2 2 0

g x v

M

2 2

M

2 0

g

v



2

O

R

x

H

y

x

M

Bất đẳng thức trên thỏa mãn với mọi giá trị của x khi:

2 0

0

1 0

Rg

Vậy vận tốc nhỏ nhất của bán cầu để nó không cản trở sự rơi tự do của quả cầu nhỏ là:

 2

0 min 0,8.10 2 2 /

v  Rg   m s

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn

II Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6,

7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho

học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam

Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành

tích cao HSG Quốc Gia

III Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn

học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí