HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ TRƯỜNG THPT CHUYÊN TỈNH LÀO CAI ĐỀ THI ĐÈ XUẤT ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ KHỐI 10 NĂM 2015 Thời gian làm 180 phút (Đề có 02 trang, gồm.05 câu) Câu 1: Động học chất điểm Hai kim loại có chiều dài OA = l1; OB = l2, liên kết với khớp nối O, đặt mặt bàn nhẵn nằm ngang Người ta kéo hai đầu A, B theo phương AB hai phía ngược chiều với vận tốc khơng đổi v1 , v2 Tìm gia tốc khớp nối O lúc hai vuông góc? Câu : Động lực học- định luật bảo toàn Buộc vào hai đầu sợi dây dài 2l hai cầu nhỏ A B giống có khối lượng m, sợi dây gắn cầu nhỏ khác khối lượng M Đặt ba cầu đứng yên mặt bàn nằm ngang nhẵn, dây kéo căng.(Hình vẽ 1) Truyền tức thời cho vật M vận tốc V0 theo phương vuông góc với dây Tính lực căng dây hai cầu A B trước đập vào A M V0 B Câu Nhiệt Hình vẽ Trong xilanh cách nhiệt dài nằm ngang có nhốt mol khí lí tưởng đơn ngun tử có khối lượng m nhờ hai pittơng cách nhiệt có khối lượng M chuyển động khơng ma sát xilanh (Hình 4) Lúc đầu hai pittơng đứng n, nhiệt độ khí xilanh To Truyền cho hai pittông vận tốc ThuVienDeThi.com v1 , v2 chiều (v1=3vo, v2=vo) Tìm nhiệt độ cực đại mà khí xilanh đạt được, biết bên ngồi chân khơng m M F1 M V1 V2 F2 (2) (1) Câu 4: Cơ vật rắn Một khung sắt hình tam giác ABC vng góc, với góc B = 300 đặt thẳng đứng, cạnh huyền nằm ngang Hai bi nối với cứng, trọng lượng khơng đáng kể, trượt khơng ma sát hai cạnh góc vng Bi I cạnh AB có trọng lượng P1, bi J cạnh AC trọng lượng P2 Khi hệ thống cân bằng, tính góc Cân bền hay khơng bền Xét hai trường hợp: a) P1 = P2 b) P2 = 3P1 Câu 5: Thực nghiệm Xác định hệ số ma sát nhớt Cho dụng cụ: Một ống hình trụ (kích thước chiều cao đủ lớn), can lớn đựng đầy dầu nhớt, viên bi xe đạp nhỏ, thước kẹp (Panme), thước dài, đồng hồ bấm giây, vòng dây đàn hồi Biết khối lượng riêng thép dầu nhớt 0 , gia tốc rơi tự g Lực cản lên bi tính biểu thức fC = 6 Rv đó: hệ số ma sát nhớt, R bán kính viên bi, v vận tốc viên bi Yêu cầu xây dựng phương án thí nghiệm: -Trình bày sở lý thuyết -Cách bố trí thí nghiệm -Cách tiến hành thí nghiệm xử lý kết Người đề: Lại Thị Hương Số ĐT: 0978715292 ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN VẬT LÝ KHỐI 10 Câu Lời giải Thang điểm Câu điểm Kí hiệu � véc tơ gia tốc toàn phần khớp nối O Tại thời điểm hai OA, Ob hợp với góc 900 Ta có � = �1+�2 với a1 a2 thành phần gia tốc dọc theo 0,5 OA OB � : Khơng đổi HQC qn tính nên ta xét chuyển động hệ HQC chuyển động với vận tốc v2 sang trái Trong hệ đầu B OB đứng yên đầu A thành OA chuyển động sang phải với vận tốc �� = �1+�2 (độ lớn vA= v1+v2), đồng thời điểm O vạch theo 0,5 quỹ đạo trịn tâm B, bán kính l2 ta có: � = �1+�2 TẠi thời điểm mà hai vng góc với véc tơ vận tốc khớp nối O nằm dọc theo OA, Vì OA cứng nên nên hình chiếu vận tốc �� đầu A phải độ lớn v, nghĩa : 0,5 �1 v = vAcosα = (v1+ v2) �21 + �22 0,5 �2 độ lớn gia tốc a2 = (a2 gia tốc hướng tâm B) �2 0,5 2 (�1 + �2) �1 a2 = (�21 + �22)�2 Lập luận tương tự ta tìm a1 = (�1 + �2)2�22 (�21 + �22)�1 0,5 0,5 Véc tơ gia tốc toàn phần � khớp nối O có độ lớn a = 2 ( �1 + �2)2 �2 + �1 �21 + �22 = 0,5 ��211 + �22)�1�2 ( �2 �2 �1 �1 � � � hợp với OA góc cho tan = = � � � �2 � () �1 � ThuVienDeThi.com Câu 2: điểm y T 0,5 Hệuurkín động lượng bảo toàn O ur ur r MV0 mv1 mv2 M v T T v1y T x v2 y MV0 mv1 y mv2 y MvM mv1x mv2 x v2 y Ta ln có: v1 y v2 y ; v1x v2 x Khi hai cầu đập vào nhau: v2 y v2 y v1y MV0 v 2m M v2 x 0,5 v1 y v2 y vM v y vy v1x v2 y 0,5 0,5 v2 y Áp dụng định luật bảo toàn lượng: 1 1 MV02 mv y2 mvx2 Mv y2 2 2 0,5 ( v x độ lớn vận tốc hai cầu A,B lúc chúng đập vào nhau) mvx2 mMV02 2m M Gia tốc cầu M: a 2T M Trong hệ quy chiếu gắn với M hai cầu m chuyển động tròn áp dụng định luật Niutơn, chiếu xuống phương Oy: mMV02 2T vx2 T m T Fq m M l (2m M ) l Lực căng dây đó: T mM 2V02 l (2m M ) ThuVienDeThi.com 0,5 0,5 0,5 m M F1 M V1 (1) V2 F2 (2) Câu điểm - Đối với pittông (1): lực tác dụng vào pittông theo phương ngang lực đẩy F1 ngược chiều v1 nên pittông (1) chuyển động chậm dần - Đối với pittông (2): tương tự, lực đẩy F2 chiều v2 nên pittông (2) chuyển động nhanh dần - Trong trình hai pittơng chuyển động, khối khí nhốt xi lanh chuyển động theo - Chọn hệ quy chiếu gắn với pittông (2), vận tốc pittông (1) pittông (2) là: v12 v1 v2 pittông (1) chuyển động phía pittơng (2) chậm dần dừng lại lúc to, sau t>to pittơng (1) chuyển động xa dần với pittơng (2) khí lại giãn nở - Gọi G khối tâm khối khí xi lanh lúc tto: khí bị giãn, G chuyển động xa dần pittông (2) Vậy nhiệt độ to vG=0 hai pittơng khối khí chuyển động vận tốc v - Định luật bảo tồn động lượng ta có: M3vo+Mvo=(2M+m)v v=4Mvo/(2M+m) 0,25 0,25 0,5 0,5 - Động hệ lúc đầu: Wđ1= M (v12 v22 ) 5Mvo2 - Động hệ lúc to là: Wđ2= (2M m)v 0,5 Mvo2 (2 M 5m) Độ biến thiên động năng: W=Wđ2-Wđ1= 2M m i 3 - Nội khí: U nRT nRT U nRT nR(Tmax To ) 2 2 2 Mvo (2 M 5m) - Vì U=W nên Tmax To (do n=1) 3R 2M m 0,5 0,5 0,5 0,5 ThuVienDeThi.com A m1 I m2 J 300 C B Câu điểm Khi hệ thống cân bằng: - Chọn mốc mặt phẳng ngang qua A Đặt IJ l , hệ là: 0,5 o o U Plc os sin 30 P2 l sin cos30 0,5 3P2l Pl sin U cos 2 0,5 - Đạo hàm U theo ta có: dU l P1 sin 3P2 cos d 1,0 dU l Pc os P2 sin d 2 - Khi cân 3P2 dU (*) tan d P1 1,0 Khảo sát cân bằng: - Khi P1=P2, thay vào (*) ta được: tan 60 o d 2U d nên cân 60 o 0,75 bền - Khi P2=3P1, thay vào (*) ta được: tan 3 79o bền ThuVienDeThi.com d 2U d nên cân 79o 0,75 Vạch số Vạch số Câu điểm Cơ sở lí thuyết +áp dụng định luật II Niutơn ta có phương trình chuyển động viên bi: ma = Vg( - o) - 6 v1y Rv +Khi v đạt giá trị đủ lớn thì: Vg ( - o) - 6 v1y Rv Bi chuyển động Vg ( 0 ) R g ( 0 ) (*) 6 Rv v +Nếu dùng phép tính chi tiết ta có kết rõ ràng hơn: +Suy ra: m = 0, dv = Vg( - o) - 6 v Rv dt 1y d (Vg ( 0 ) 6 Rv) dt dv dt 6 R Vg ( 0 ) 6 Rv Vg ( 0 ) 6 Rv m m 6 R t Vg ( 0 ) (1 e m ) v= 6 R +Khi t đủ lớn e-t v = 0,5 Vg ( 0 ) R g ( 0 ) 6 R Vg ( 0 ) R g ( 0 ) = 6 Rv v 0,5 Bố trí thí nghiệm – cách tiến hành: + Dựng ống thẳng đứng +Đổ dầu nhớt vào gần đầy ống +Dùng vòng dây lồng vào phần phần ống + Bước 1: Dùng thước kẹp đo đường kính viên bi số lần, suy giỏ trị trung bỡnh bán kính viên bi Ghi lại kết đo 0,25 + Bước 2: - Thả thử viên bi để xác định tương đối vị trí bắt đầu chuyển động đều, vịng dây vị trí (vạch số 1) Vạch gần đáy (cách khoảng - 10cm), vạch số 0,25 Đo khoảng cách D1D2= l, ghi lại kết + Bấm đồng hồ bi từ vạch số tới vach số 2, ta đo khoảng thời gian chuyển động bi t, ghi lại kết +Thay đổi vị trí D1 xuống gần D2 hơn, thả bi, đo lại l t trê ThuVienDeThi.com +Thay đổi D1 số lần tiến hành trước +Sau lần đo ta ghi tất kết tương ứng vào giấy Xử lý số liệu +Ta thay giá trị R, l, t tương ứng lần đo vào công thức (*) Đánh giá sai số nhận xét +Sau lần thay đổi l, t ta lại tìm giá trị v1y +Tính sai số v 1y +Kết luận hệ số ma sát nhớt : v1y = + v 1y +Sai số : Đo kích thước bi xác định vị trí vạch số chưa xác, bấm đồng hồ đo thời gian không kịp thời ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,5 ... -Trình bày sở lý thuyết -Cách bố trí thí nghiệm -Cách tiến hành thí nghiệm xử lý kết Người đề: Lại Thị Hương Số ĐT: 0978715292 ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN VẬT LÝ KHỐI 10 Câu Lời... chuyển động đều, vịng dây vị trí (vạch số 1) Vạch gần đáy (cách khoảng - 10cm), vạch số 0,25 Đo khoảng cách D1D2= l, ghi lại kết + Bấm đồng hồ bi từ vạch số tới vach số 2, ta đo khoảng thời gian chuyển... 1y +Sai số : Đo kích thước bi xác định vị trí vạch số chưa xác, bấm đồng hồ đo thời gian không kịp thời ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,5