Đây là đề thi học sinh giỏi môn vật lí . Nó giúp bạn đọc không chi là một đê thi mà còn là dạng bài tập hay và khó, cùng đó là đáp án củ thể để bạn đọc rút ra kinh nghiệm làm bài thi thật tốt. Chúc bạn thành công .
Trang 1UBND TỈNH HÀ TĨNH
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Đề chính thức
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2010 -2011
Môn thi: Vật lý
Thời gian làm bài: 150 phút
Câu 1 Vật A được ném thẳng đứng lên trên từ độ cao 300m so với mặt đất với vận tốc ban đầu 20 /m s Sau đó 1s vật B được ném thẳng đứng lên trên từ độ cao 250m so với măt đất với vận tốc ban đầu 25 /m s Bỏ qua sức cản không khí, lấy g= 10 /m s2 Chọn gốc toạ độ
ở mặt đất, chiều dương hướng thẳng đứng lên trên, gốc thời gian là lúc ném vật A
1 Viết phương trình chuyển động của các vật A, B; tính thời gian chuyển động của các vật
2 Thời điểm nào hai vật có cùng độ cao; xác định vận tốc các vật tại thời điểm đó
3 Trong thời gian chuyển động khoảng cách lớn nhất giữa hai vật là bao nhiêu và đạt được lúc nào
Câu 2 Thanh CD vuông góc với trục thẳng
đứng OZ và quay quanh trục này với vận tốc
góc ω Hai hòn bi A và B có khối lượng M và
m nối với nhau bằng một lò xo khối lượng
không đáng kể, có độ cứng k và có chiều dài tự
nhiên l0 (Hình vẽ 1) Hai hòn bi có thể trượt
không ma sát trên thanh
Tính các khoảng cách OA x OB= ; = y ứng với trạng thái cân bằng của hai hòn bi;
biện luận
Áp dụng: M =0,1kg=2 ;m l0 =0, 2( );m k =40 / ;N m ω=3vòng/s
Tính x, y và lực đàn hồi của lò xo
Câu 3 Một quả cầu nặng đồng chất được treo bằng dây vào một điểm cố định trên tường
thẳng đứng Xác định hệ số ma sát giữa tường với quả cầu sao cho, khi cân bằng, điểm nối dây với quả cầu nằm trên đường thẳng đứng đi qua tâm quả cầu
Bài 4: Cho cơ hệ như (hình vẽ 2) Biết α = 300, m1 = 3 kg, m2 = 2 kg, M = 2 kg, ma sát giữa m2 và M là không đáng kể Bỏ qua khối lượng dây nối và ròng rọc, dây không dãn, lấy g = 10 m/s2
1 M đứng yên
a Tìm gia tốc của các vật m1 và m2
b Tìm áp lực của dây lên ròng rọc
2 Tìm điều kiện của hệ số ma sát giữa M và
mặt bàn nằm ngang để M không bị trượt trên bàn
-Hết -Họ và tên thí sinh:……….SBD:……….
o
B
Z
D C
A
Hình 1
M
2
m
1
m
α
Hình 2
Trang 2HỨỚNG DẪN CHẤM HSG LÝ 10 NĂM HỌC 2010 – 2011
Câu 1 1. Viết phương trình chuyển động của các vật:
Chọn trục Ox hướng lên , gốc tại mặt đất, t = 0 khi ném vật A ta có;
1
2
2 2
300 20 5
250 25( 1) 5( 1) ; 1
1 0; 300 20 5 0
x = → + t− t =
Giải pt ta có: t11=10 ;s t12= − <6s 0 (loại)
………
Vật B chạm đất khi
2 2
21 2
0 250 25( 1) 5( 1) 0
………
Thời gian chuyển động của B là: ∆ = − =t t21 1 10s.
………
2. Hai vật cùng độ cao khi:
1 2
300 20 5 250 25( 1) 5( 1) 5,3
x x
=
→ =
………
Vận tốc của A khi đó: v A =20− = −gt 33 /m s
………
Vận tốc của B khi đó: v B =25 10( 1) 18 / − t− = m s
………
3 Khoảng cách lớn nhất giữa hai vật
Khoảng cách giữa hai vật trong thời gian chuyển động:
2 1 80 15
∆ = − = − ; với điều kiện: 1s≤ t ≤ 10s.
………
( ax)M 80 15.10 70
(5đ) 0,5 0,5 0,5
0,5 0,5
0,5
0,5 0,5
0,5
0,5
Câu 2
Khi cân bằng lò xo bị giãn một đoạn ∆ = + −l x y l0.
………
Lực đàn hồi của lò xo F = ∆k l chính là lực hướng tâm của hai hòn bi
1 2
F =F =F .
F =Mω x F =mω y F k x= = −y l
………
(5đ) 0,5 0,5
0,5
Trang 3Đẳng thức F1=F2 cho ta: x m
y =M (1)
………
Đẳng thức: F =F1 2
0
Mω x k x y l
………
Biện luận: Với điều kiện x 0;y 0 (M m k)
Mm
→
f f p ; ( nghĩa là độ cứng lò xo đủ lớn để giữ hai hòn bi)
………
Áp dụng bằng số: ax
ax
( 1)
34,6 /
M
M
M k
M vong s rad s
ω
+
………
Thay các giá trị vào (3) ta có: x=0,095 ;m y =0,19 ;m lV =0,085m
………
Lực đàn hồi: F k l= V =3, 4N
0,5 0,75 0,75
0,5
0,5 0,5
Câu 3 Khi quả cầu đứng cân bằng các lực tác dụng vào nó:
Sức căng T; lực ma sát Fms; phản lực N;trọng lực P
………
Đối với trục quay lqua điểm A,
vuông góc mặt phẳng hình vẽ :
Fms.R – N.R = 0
………
hay Fms = N
………
Mặt khác Fms ≤ k.N → k ≥1.
(4đ) 1
1,5 1 0,5
Câu 4 Chọn chiều dương là chiều chuyển động.
Đối với m1 có các lực tác dụng: P1; T1
Đối với m1 có các lực tác dụng: P2; T2
P1 – T1 = m1a1
T2 – P2sinα = m2a2
Do dây không dãn nên: a1 = a2 = a; T1 = T2 = T
a1 = a2 = (P1 – P2sinα)/(m1 + m2) = 4 m/s2
(6đ) 0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
A
P
T
Fms N
Trang 4T
2
T
Q
T = P1 – m1a = 18 N
Áp lực tác dụng lên trục của ròng rọc:
2
1 T
T
Q= +
Độ lớn: Q = 2T.cos300 = 18 3N
0,25 0,25 Hvẽ0,25 0,25
Các lực tác dụng vào vật M:
P, N ,T2,T1, '
2
N ,F ms
N2’ = P2cosα = 10 3N
Fmsn = T2x – N2x = 4 3N
N = P + T1 + T2y + N2y’
= P + T1 + T2sinα + N2x’cosα
= 62 N
Để M không bị trượt trên bàn thì ma sát giữa M và bàn là ma sát
nghỉ: Fmsn≤µN
→µ≥ Fmsn/N = 0,11
Hình 1 Hình 2
0,25
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
0,25
0,25
H vẽ2: 1
M
2
m
1
m
αP2
T1
N2
T2 T2
T1
P1
P
N
Fmsn
N2’
T1 T 2
