Đề thi môn vật lý khối 10 năm 2015 thời gian làm bài: 180 phút trường THPT chuyên nNguyễn Tất Thành tỉnh Yên Bái6243

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ KHỐI 10 TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TẤT THÀNH TỈNH YÊN BÁI NĂM 2015 ĐỀ THI ĐỀ XUẤT Thời gian làm bài: 180 phút (Đề có 02 trang, gồm 05 câu) Câu 1.Cơ chất điểm (4,0 điểm) Một thuyền chuyển động với tốc độ u không đổi nước, theo hướng vuông góc với dịng nước Biết tốc độ chảy nước tăng tỉ lệ với khoảng cách từ bờ đến giá trị v0 sông Khoảng cách hai bờ sông l Hãy xác định: a) Khoảng cách thuyền bị dịng nước đữa trơi b) Quỹ đạo chuyển động thuyền Câu 2: Định luật bảo tồn (4,0 điểm) Một máy bắn bóng dùng lị xo: Quả bóng khối lượng m=100g ép vào lị xo có độ cứng k=1N/cm, bị nén đoạn ℓ Sau thả ra, bóng chuyển động với hệ số ma sát =0,1 đoạn đường nằm ngang PS Khi đến S lị xo Hình trạng thái tự nhiên, bóng rời lị xo định hướng chuyển động không ma sát lên mặt AO nêm cố định, nêm AOB có dạng tam giác vuông cân O, cạnh OB=l= m Cơ hệ mơ tả hình vẽ Lấy g=10m/s2 Cho l=20cm Hãy xác định: a Vectơ vận tốc bóng đỉnh O nêm b Tốc độ lớn bóng tồn trình chuyển động Xác định ℓ để bóng sau vượt qua đỉnh O mặt nêm chạm mặt OB lần điểm B Câu Nhiệt học (4,0 điểm) Một động nhiệt có tác nhân sinh cơng n mol khí lý tưởng đơn ngun tử thực chu trình kín biểu diễn hệ tọa độ (p – V) hình vẽ (Hình 3) Các đại lượng po, Vo biết Tính nhiệt độ áp suất khí trạng thái (3) Tính cơng chất khí thực chu trình Tính hiệu suất động nhiệt ThuVienDeThi.com p 5p0 p0 V O 3V0 Hình 7V0 Câu Cơ học vật rắn (4,0 điểm) Một thẳng OA đồng chất, tiết diện có chiều dài  khối lượng M quay khơng ma sát xung quanh trục cố định nằm O ngang qua đầu O Mơmen qn tính A OA trục quay O I  M Lúc đầu, giữ nằm ngang, sau thả rơi không vận tốc đầu Khi tới vị trí cân bằng, đầu A đập vào vật B có kích thước nhỏ có khối lượng m, B đặt giá đỡ phẳng nằm ngang (Hình 4) Va A chạm hồn tồn đàn hồi a Xác định vận tốc góc OA vận tốc vật B sau va chạm Biện luận trường hợp xảy chuyển động OA sau va chạm Hình b Xác định góc lớn mà OA quay so với vị trí thẳng đứng sau va chạm c Xác định quãng đường mà vật B từ thời điểm sau va chạm lúc dừng lại Biết hệ số ma sát mặt giá đỡ vật B tỉ lệ bậc với độ dời, hệ số tỉ lệ k, giá đỡ đủ dài Câu Phương án thực hành (2,0 điểm) Cho dụng cụ sau: - Một mặt phẳng nghiêng - Một khối gỗ nhỏ có khối lượng m biết - Một thước có độ chia tới mm - Một đồng hồ bấm giây Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để xác định nhiệt lượng tỏa khối gỗ trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng Yêu cầu: Nêu sở lý thuyết xây dựng cơng thức cần thiết Vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm, trình bày bước tiến hành, đo đạc tính tốn SĐT: 0915305750 Người đề (Họ tên, ký tên ) Lê Thị Hoài ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN VẬT LÝ KHỐI 10 Câu Nội dung cần đạt Ý Điểm a) Chọn gốc tọa độ O trùng với vị trí xuất phát thuyền Gốc thời gian lúc thuyền xuất phát, hình vẽ 0,5 Phương trình chuyển động theo Ox: x  ut (1) Theo đề bài: v y  kx thỏa mãn: x Câu a 2v 2v l  v y  v0  k   v y  x (2) l l Liên hệ v y với thời gian t Thay (1) vào (2): v y  2v0u 2v u t  at với a  l l Phương trình chuyển động theo trục Oy là: y v0u at  t l (3) v u l2 vl l l Khi x  t1  yC   2u l 4u 4u Khi sang tới bờ bên B thuyền bị nước đưa trôi khoảng là: L  yC  b 0,5 v0l 2u Quỹ đạo thuyền.Rút t từ (1) thay vào (3), ta được: y  v0l x 2u Suy quỹ đạo chuyển động parabol Chọn mốc mặt phẳng chứa AB   Gọi v vận tốc bóng lên đến đỉnh nêm, v0 vận tốc bóng chân nêm S a Bảo toản lượng cho q trình chuyển động bóng từ Vị trí ban đầu đến đỉnh nêm O: Câu k l l mv   mg l  mg  2 v k l   g l  gl (*) ; m Thay số: v=4,43m/s  v : Hướng lên dọc theo mặt nêm hợp với phương ngang góc 450 b Trong trình chuyển động đoạn đường ma sát, ban 0,5 đầu lực đàn hồi lớn lực ma sát nên bóng chuyển động nhanh ThuVienDeThi.com dần, đến thời điểm Fđh=Fms vật chuyển động đều, sau Fđh>Fms nên vận tốc cực đại bóng đạt vị trí Fđh=Fms:  mg Fms  Fdh   mg  kx  x  k 2 + Bảo toàn lượng: k l  mvm2 ax  kx  Fms S => 1 k l  mvm2 ax  kx   mg (  x) (1) 2 vmax k l kx    g (l  x)  =6,29m/s m m 0,5 Áp dụng định luật bảo toàn  Sau rời O, cầu chuyển động vật ném xiên với v tạo với phương ngang góc 450 Trục Oxy chọn hình vẽ y O x 0,5  v0 B A + Theo trục Oy: ay = - g g t ; y = vt  const ; vy = v 2 g 2 gt Khi chạm B: y =  t = + Theo trục Ox: ax = 2v g 0,5 g  const ; v0x = ; x = axt2: 2 2 2 22  v v   l  + Khi chạm B : x = axt2 = l  l  g  g 2  g  Câu Thay (*) vào ta có phương trình : 50l  0,1l  1, 25  ; suy : l=0,1591m=15,91cm Đường 2-3 có dạng: p p V =k p0 V0 TT2: V2 = 7V0 ; p2 = p0  5p0 I pI p0 k= V O ThuVienDeThi.com 3V V 7V0 0.75 + TT3: V3 = 3Vo; p3 = kp0 3p V3 = V0 + Theo phương trình C-M: T3 = 0,25 p3V3 9p V = 0 nR nR 0,5 Cơng chất khí thực có giá trị: A = S(123) = 64 p0V0 0.5 Khí nhận nhiệt tồn q trình – phần trình - 2, đoạn - I + Xét q trình đẳng tích 3-1: Q31 = U = nR 0,25 i pV p V T = nR( 1 - 3 ) 2 nR nR  Q31 = + Xét trình 1-2: 144 p0V0 p = aV+b TT1: 5po = a.3V0 + b TT2: po = - po V + 8po V0  Vì q trinh 1-2 có phương trình: Thay p = a=p=- po V0 b = 8p0 0,25 po V + 8po (1) V0 nRT vào ta có: V p nRT = - o V2 + 8poV V0 p  nR  T = -2 o  V + 8po  V (2) V0 + Theo NL I: Khi thể tích khí biến thiên  V; nhiệt độ biến thiên  T nhiệt lượng biến thiên: 0,25 0,25  Q = nR  T + p  V (3) + Thay (2) vào (3) ta có:  Q = (20po - po V)  V V0   Q = điểm I VI = 5Vo pI = 3po 0,25 Như 3Vo  V  5Vo  Q > tức chất khí nhận nhiệt lượng Q12 = Q1I =  U1I + A1I = p p nR (TI-T1) + I (VI-V1) = = 2 ThuVienDeThi.com 0,25 8p0V0 * Hiệu suất chu trình là: H = A = 32% Q31  Q1I 0,5 + Gọi ω0 vận tốc góc trước va chạm với vật B Mg 0,5  Mg  3g  I 0  0    2 I + Gọi  vận tốc góc v vận tốc vật B sau va chạm Áp dụng định luật bảo tồn mơmen động lượng cho hệ trước sau va chạm: I0  I  mv  I 0  =mv 0,5 1 + Va chạm hoàn toàn đàn hồi nên động bảo toàn: Câu a 1 2 mv 3mv 2 2 I0  I  mv  0    = 2 I M 2   M  3m M  3m 3g 0    M  3m  M  3m    + Giải hệ (1) (2) ta được:  2M 3g   v  3m  M   0,5 0,5 + Nếu 3m > M v  0,   sau va chạm, B chuyển động sang trái, A bi bật ngược lại + Nếu 3m = M v  0,   sau va chạm A dừng lại 0,5 + Nếu 3m < M   0, sau va chạm vật B chuyển động sang trái tiếp tục lên + Gọi  góc lệch cực đại OA sau va chạm, áp dụng định luật bảo toàn cho sau va chạm: b I2  2 I  Mg 1  cos   cos   1 2 Mg 3g + Thế giá trị ω vào, ta cos  c 12m M  3m 0,5 0,5 + Chọn trục Ox nằm ngang có gốc O trùng với vị trí ban đầu vật B, chiều dương trùng với chiều chuyển động Lực ma sát tác dụng lên vật có biểu thức: Fms  N  kmg.x 0,25 + Công lực ma sát thực vật thực độ dời (quãng 0,25 ThuVienDeThi.com s s đường) x = s A   Fms dx   kmg  xdx   kmgs 0 + Áp dụng định lý động năng: 1 Wđ  A  mv2  mv   kmg.s  v  kg.s 2 2 2M sv  kg M  3m k 0,5 Cơ sở lý thuyết để tiến hành: Nhiệt lượng tỏa phần vật trượt đến chân mặt nghiêng h   Gọi : h chiều cao mặt nghiêng; l chiều dài mặt nghiêng Chọn mốc chân mặt nghiêng Vận tốc ban đầu Vận tốc chân mặt nghiêng v Câu Q  m.g.h  a.t 2 m.v a Với v  2.a. ;   t 2.  Q  m(g.h  ) t Cách tiến hành: + Thả cho vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt nghiêng đến chân mặt nghiêng Đồng thời bấm đồng hồ đo thời gian t vật chuyển động từ đỉnh tới chân mặt phẳng nghiêng + Đo chiều cao h mặt nghiêng + Đo chiều dài  mặt nghiêng Thay vào công thức xác định Q SĐT: 0915305750 Người đề (Họ tên, ký tên ) Lê Thị Hoài ThuVienDeThi.com ... ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN VẬT LÝ KHỐI 10 Câu Nội dung cần đạt Ý Điểm a) Chọn gốc tọa độ O trùng với vị trí xuất phát thuyền Gốc thời gian lúc thuyền xuất phát, hình vẽ 0,5 Phương... Q  m(g.h  ) t Cách tiến hành: + Thả cho vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt nghiêng đến chân mặt nghiêng Đồng thời bấm đồng hồ đo thời gian t vật chuyển động từ đỉnh tới chân mặt phẳng... cầu: Nêu sở lý thuyết xây dựng công thức cần thi? ??t Vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm, trình bày bước tiến hành, đo đạc tính tốn SĐT: 0915305750 Người đề (Họ tên, ký tên ) Lê Thị Hoài ThuVienDeThi.com ĐÁP