Đáp án đề thi khảo sát môn chuyên khối 10 THPT Chuyên Phan Bội Châu năm học 20222023 môn Vật Lý

Đáp án đề thi khảo sát môn chuyên khối 10 THPT Chuyên Phan Bội Châu tỉnh Nghệ An năm học 20222023 môn Vật Lý.ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM KHẢO SÁT MÔN CHUYÊN VẬT LÍ KHỐI 10 NĂM HỌC 2022 2023 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN ĐỀ THI KHẢO SÁT MÔN CHUYÊN KHỐI 10TRƯỜNG THPT CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU NĂM HỌC 2022 – 2023 MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút (Đề thi gồm 2 trang)

ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM KHẢO SÁT MÔN CHUYÊN VẬT LÍ KHỐI 10 NĂM HỌC 2022- 2023 Câu Nội dung Câu 1 (4,5 iểm) đ a) - Vẽ hình - Quả cầu cân khối hộp, AOB tam giác Có thể thấy lực khối tác dụng lên cầu hướng tâm độ lớn, góc lực 600 Các lực O R cân với trọng lực tác dụng lên cầu Vì vậy: Mg  N  N  Mg B A R Điểm b) Để khối hộp cầu đứng cân sau đặt cầu lên lực tác dụng lên khối hộp theo phương ngang phải không lớn ma sát nghỉ cực đại fms Xét lực tác dụng lên khối hộp gồm: 0,5 Trọng lực P = Mg, áp lực cầu F với F  N Phản lực Q bàn với: Q = Mg + Fsin600 = Mg + Nsin600 N cos 60  f ms  N cos 600  k(Mg  N sin 600 ) Mg N  k   2Mg  Mg 2Mg  N 3 0,5 - A điểm tiếp xúc cầu với khối lập phương bên trái, xét thời điểm cầu rơi xuống, AO tạo với phương thẳng đứng góc  Đ ối với điểm A, tâm O cầu có vận tốc theo hướng vng góc với AO 0,25 v  v tan  Liên hệ vận tốc: v1 cos   v sin   - Bảo toàn lượng thời điểm ban đầu AO tạo góc α so với phương thẳng đứng : 0,5 1 22 Mv1  Mv  MgR 1 cos  2 v12   1   2gR 1 cos   tan  α M v1 v -v2v2 v M   v1 2gR 1 cos  tan   tan  Trong HQC chuyển động với vận tốc v2 cầu chuyển động tròn quanh điểm tiếp xúc, thời điểm rời HQC trở thành HQC qn tính, lúc thành phần trọng lực đóng vai trị lực hướng tâm: Mv  Mg cos  R v v sin  0,25 Mv  2   Mgcos  R sin Thay v1 biểu thức vào, phương trình: 12 v  2gR 1 cos  tan  2 tan   gR cos .sin  0,25  cos3   3cos     cos   0,596 - Nếu H  R 1 cos   0,404R cầu chạm đất trước rời hình lập H phương, lúc chạm đất góc φ thỏa mãn H  R 1 cos  1 cos  R Vận tốc trước chạm đất xác định theo định luật bảo toàn lượng liên hệ vận tốc v1  2gR1cos 2 1 cos   cos  v1  (2R  H) 2 2gH 2R  H  2RH - Nếu H  R 1 cos   0,404R sau rơi, cầu chuyển động rơi tự do:  Vận tốc cầu rơi: v21  gR cos .sin   gR cos 1 cos   = 0,384gR Còn cầu cách mặt đất: h  H  R 1 cos   H  0,404R 0,5 0,5 Vận tốc cầu trước đập xuống mặt phẳng ngang: v32  v1  2gh 0,25 v32  1v  2gh  0,384gR  2g(H  0, 404R)  2gH  0, 424gR  v3  Câ u2 (4,5 điểm) 2gH  0, 424gR a Chọn chiều dương cho chuyển động tịnh quay hình vẽ tiến  Fmsn v 0,25 H α Theo định luật II Niutơn cho chuyển động tịnh tiến: ma = mgsin  Fmsn, (1) N = mgcos, (2) 0,25 Phương trình chuyển động quay: mR   mF sn R , (3) 0,25 Điều kiện lăn không trượt: a = R, (4) Giải hệ phương trình ta được: a  g sin  0,25 b Các lực chiều chuyển động tịnh tiến chiều quay hình vẽ Gọi nêm vật 1, hình trụ vật N Fmsn v21 Xét chuyển động nêm HQC mặt a1 đất: (+) 0,5 N Fmsn Ma1 = Nsin  Fmsncos, (5) α Trong HQC gắn với nêm, phương trình chuyển động hình trụ: ma21 = Fqtcos + mgsin  Fmsn, (6) N  mgcos + Fqtsin = 0, (7) a 22 F sn R  11 mR   mR  ma 21  2F sn , mm 2 R 0,5 (8) 0,25 Fqt = ma1, (9) Giải hệ phương trình ta được: a1  3M   2mgsin cos cos cos 2mcos m c Chọn K tâm quay tức thời Ta có mơmen động lượng chuột K (con chuột coi chất điểm): KH  HD  m v L1  KD  m1 v1  R 1 cos m1v1 1 0,25  L1  HD.m v1  N D α P v 0,25 O v N αP H K α Do OD  const suốt trình chuyển động nên HQC mặt đất, vận tốc chuột ln vận tốc trục hình trụ v1  v Suy ra: 0,5 L1  R 1 cos1m R Mơmen động lượng hình trụ K là: L  L0  KO  mv  L  mR   R.mv  2 Mômen động lượng hệ hình trụ + chuột K LK = L1 + L2 = R2ω[ mR  0,5 m + m1(1 + cosα)] Mômen lực K:  MK  KD  m1g  KO  mg  M K  gR sin m1  m) 0,25 Ta được: M K d 3d m  m  cos   L K  gR sin   2m1  m  R  1  2  dt dt 0,5    dt Câu (4 điểm) d   3 m1  m  gsin   R  m  m1 1 cos   1) a Quá trình biến đổi trạng thái 1-2 T2 = 4T1; V =const; A12 = Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học Q12 = C v T  R(T  T )  211 Suy T1  2Q 9R (1) RT 0,5  120K b Quá trình đẳng tích – 2: T2 = 4T1 suy p2 = 4p1 Quá trình – 3: T2 = T3 suy p3V3 = p2V2 =p2V1 suy p3 V 1 p V (2) 0,25 Quá trình -1 : p = aV ; p3 3 aV p11  aV suy p V3  p1 V1 ( 3) 0,25 Từ (2) (3) thu V3 = 2V1 Dựa vào hình vẽ tính cơng khí thực chu trình 0,25 13 A  S1 23  (p  p1 )(V311  V )  p1V 2 (4) Áp dụng phương trình C –M : p1V1 = RT1 Thay (5) vào (4) thu : c Quá trình 2-3: p   A 0,25 21p V  61p V1 (5) RT  1495,8J (6) 0,5 Mặt khác pV  RT  T 1 2 p   = V  p V 𝐶  R V   (7) Từ (7) suy T cực đại V V4 1,5V (8) 0,25 Thay (8)vào (7) ta Tmax  4,5T  540K 0,25 1 d Quá trình 2-3: dQ=dA+dU dQ  pdV  CV dT  pdV  2R R( d ( pV ) ) 0,25 dQ  pdV  (Vdp  pdV )  pdV  Vdp 22  2p 2p   p  dQ   V  p dV  V ( 11 )dV  8 V 15 p dV  1    V1  2V 2V dQ  p1 15   8 V 15 p1   V  1V  V d  V1  V Vậy trình 2-3 thu nhiệt đoạn 2-5 Q25   dQ  V5 p  15 p V V5 V5  V   8 V1 V  15 p dV  p    V V 1 15 15  Q25  4 p1 11V11( 11 11) 1115 p V   4 p V 15 p V 881616   RT A Hiệu suất H   349 Q24 Q121 12 25 0,25 RT R(T T )  211   V 49 0,5 49 pV  0.5  16 RT a) Điện tích tụ: + Hệ xét tương đương hai tụ điện phẳng mắc nối tiếp (4 điểm) + Sử dụng công thức tính điện dung tụ điện phẳng cơng thức tính điện dung hệ ghép nối tiếp ta điện dung hệ : Câu h h h 1      C2  1S2  S2  S 1     S 2  C  h 1   h + Điện tích tụ: 2    Q  CU   0a2 1 2 U 0,5 𝜀 2𝜀1𝜀2 ℎ 𝜀1 + 𝜀2 � � 0,25 b) vmin + Sau va chạm, viên đạn mắc lại điện môi, hai chuyển động với vận tốc v’ Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: m mv  (m  M )v '  v'  v M m + vmin điện môi vừa khỏi tụ điện vận tốc h + Ngay sau va chạm, hệ có lượng điện trường động năng: 1 2 W  CU   M m  v' 2 + Sau điện mơi khỏi tụ điện, tụ có lượng mới, động 21  a2 không: W  C U với C  + Vì tụ ln nối với nguồn điện nên có dịch chuyển điện tích Lượng điện tích bằng: ∆Q = CU – C0U dịch chuyển khỏi tụ + Nguồn thực công: A=∆Q.U = (C0 – C)U2 + Áp dụng định luật bảo toàn lượng cho thời điểm sau va chạm điện môi khỏi tụ điện: + ĐLBTNL: 2 2 A = W2 – W1  (C0 – C)U = C U - CU  M m v ' 2  v'  U CC M m h 0,25 0,25 0,25 0,5   Từ ta có: M m U vmin  v'  mm  m  C C0 M m a U  ( 1 1)  M m  0,25 c) Tại thời điểm t , điện môi nhô khỏi tụ đoạn x , vận tốc u Hệ thống xem gồm tụ ghép: (C1 nt C2)//C3 , điện dung tụ ax a(a  x) a là: C  0  0 211 2  0  x 2  21 (a  x)     2222     hh h   0,25 Tương tự câu a, dùng định luật bảo toàn lượng cho hệ: CU 2 mM v '2  CU 2 mM 0,5 u  (C  C ')U Thay giá trị vào, biến đổi, thu 2 v' u U C C' Mm C C' CC u U2 Mm M m  U2 u  U u  v ' 1 x  a v' M m 1 x x  v ' 1 a a dx a x √𝑎 𝑣′𝑣′ ∫0𝑎 𝑑 𝑥 2𝑎 √𝑀 + 𝑚 0,5 = 𝑈√√ ( − 1) 𝜀 2𝜀 𝜀 ℎ 𝜀𝜀1+ + Bố trí: Với dụng cụ cho ta bố trí hệ đề bài, đó: Dùng 𝑡 = Câu dx x hay  v ' 1 a dt a dt Suy CC C' C0  M m U 0,5 √𝑎 − 𝑥 = cân làm vật m1, treo n cân (n > 2) để tạo vật m2 = n.m1 cho thả tay h (3 điểm) ệ chuyển động (trọng lượng m2 lớn ma sát nghỉ cực đại m1 0,25 mặt bàn) - Nếu m2 chạm đất mà m1 chưa chạm rịng rọc tiếp tục chuyển động chậm dần dừng lại Bố trí độ cao h mép m2 so với đất chiều dài dây 0,5 nối cho m1 dừng lại mà chưa chạm ròng rọc + Tiến hành: Giữ m1 để hệ cân bằng, đo độ cao h từ mép m2 tới đất đánh dấu vị trí ban đầu M m1 mặt bàn 0,5 - Thả tay nhẹ nhàng cho hệ chuyển động, đánh đấu vị trí m1 dừng lại mặt bàn N Đo ℓ = MN 0,5 + Tính μ: Giai đoạn 1: hai vật chuyển động nhanh dần gia tốc: a1= m g  m1g m1  m n  g n 1 m2 chạm đất, vận tốc hai vật: 0,25 0,25 1 n  v = 2a h = gh n 1 - Giai đoạn 2: m1 chuyển động chậm dần tác dụng ma sát trượt: a = - μg 0,25 Kể từ m2 chạm đất đến m1 dừng lại, quãng đường: S = ℓ - h - v12 = 2a2S  n  gh = 2μg(ℓ - h) n 1  μ= n.h n = h  h) (n 1)  n.h h  (n 1) ( m1 m2 h 0,5