SỞ GD&ĐT NINH BÌNH TRƯỜNG THPT NHO QUAN A KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN THI: VẬT LÝ 10 Thời gian làm bài: 90 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1 (3 điểm): Một lượng khí lý tưởng ở 27 0 C được biến đổi qua 2 giai đoạn: Nén đẳng nhiệt đến áp suất gấp đôi, sau đó cho giãn nở đẳng áp về thể tích ban đầu. 1) Tìm nhiệt độ cuối cùng của khí. 2) Biểu diễn các quá trình trong hệ toạ độ (p-V); (p -T) và (V-T). Câu 2 (6 điểm): Từ độ cao 7,5m, người ta ném một quả cầu với vận tốc ban đầu là 10m/s. 1) Viết phương trình quỹ đạo của quả cầu trong 2 trường hợp: a) Ném ngang. b) Ném lên xiên góc 45 0 so với phương ngang. 2) Tìm tầm xa đạt được và vận tốc chạm đất của quả cầu trong trường hợp a). Câu 3 (6 điểm): Cho cơ hệ như hình vẽ bên: Vật A có khối lượng m 1 = 3 kg , vật B có khối lượng m 2 = 1kg, ban đầu vật A được giữ đứng yên và cách mặt đất một đoạn là h = 70 cm, vật B ở mặt đất. Sau đó thả cho vật A rơi. Khối lượng ròng rọc, các dây nối và ma sát đều không đáng kể. Xem sợi dây không co, giãn trong quá trình chuyển động. Lấy g = 10 m/s 2 . Hãy tính : a ) Gia tốc của mỗi vật trong quá trình chuyển động và lực căng của đoạn dây nối với vật B và của đoạn dây buộc vào điểm O. b) Độ cao cực đại của vật B đạt được khi vật A chạm đất Câu 4 (5 điểm): Một vật bắt đầu trượt từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng dài 10m, cao 6m. Biết hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng là µ=0,5, lấy g=10m/s 2 . a) Tính thời gian vật đi hết mặt phẳng nghiêng và vận tốc ở chân mặt phẳng nghiêng. b) Khi đi hết mặt phẳng nghiêng, vật tiếp tục trượt lên một cung tròn có bán kính R. Tìm bán kính lớn nhất của cung tròn để vật có thể đi hết được cung tròn đó. Bỏ qua ma sát trên cung tròn. Hết A O SỞ GD&ĐT NINH BÌNH TRƯỜNG THPT NHO QUAN A HD CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN THI: VẬT LÝ 10 Câu Nội dung Điểm Câu 1 (3 đ ) 1. Trạng thái (1) Trạng thái (2) Trạng thái (3) p 1 p 2 = 2p 1 p 3 = p 2 = 2p 1 V 1 T 2 = T 1 V 3 = V 1 T 1 = 300K V 2 T 3 = ? Theo định luật Bôi- lơ Ma-ri -ôt cho quá trình đẳng nhiệt: p 1 V 1 = p 2 V 2 (1) Theo định luật Gay Luytxăc cho quá trình đẳng áp: 3 3 2 2 T V T V = (2) Từ (1) và (2) ⇒ T 3 = 2 23 . V TV = 2 21 . V TV = 2 22 .2 V TV = 2T 2 = 2T 1 = 2.300 = 600 (K) 1,5 đ 0,5 0,5 0,5 p p 1 p 2 O T 1 T 2 T 1 2 3 1,5 đ Câu 2 (6 đ ) 1. Chọn gốc tọa độ O tại nơi ném vật, hệ trục tọa độOxy, trong đó Ox có phương ngang, Oy hướng lên. Gốc thời gian là lúc ném vật. a) Trường hợp ném ngang: Phương trình tọa độ của quả cầu: x = 10t (m) (1) y = 2 1 gt 2 = 5t 2 (m) (2) Từ (1) và (2) ⇒ phương trình quỹ đạo của quả cầu: y = 20 2 x (m) ( x ≥ 0). b) Trường hợp ném xiên góc 45 0 . Phương trình tọa độ của quả cầu: x = v 0 cos α t = 5 2 t (m) (3) y = v 0 sin α t - 2 1 gt 2 = 5 2 t - 5t 2 (m) (4) Từ (3) và (4) ⇒ phương trình quỹ đạo của quả cầu: y = x - 10 2 x (m) ( x ≥ 0). 4 đ 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 0,5 2. + Tầm xa của quả quả cầu là: L = v 0 t (5) với t = g h2 = 1,22(s). Thay vào (5) ⇒ L = 12,24 (m) + Vận tốc của quả cầu lúc chạm đất: v = 22 yx vv + (6) với v x = v 0 ; v y = gt. Thay vào (6) ⇒ v = 15,8 (m/s) 2 đ 0,5 0,5 0,5 0,5 a) + Biểu diễn đúng các lực tác dụng lên mỗi vật 4 đ 0,5 p p 2 =2p 1 2 3 p 1 1 V 1 0 V 1 =V 3 V 1 3 2 T 0 T 1 =T 2 Câu 3 (6 đ ) Phương trình ĐL II Newtơn cho mỗi vật: 1 1 1 1 m g T m a− = 2 2 2 T m g m a− = + T 1 = 2T 2 = 2T 3 + a 1 = a 2 /2 + Từ đó suy ra : 1 2 2 1 2 (2 4 ) 4 m m g a m m − = + = 2,86 m/s 2 ; a 1 = a 2 /2 = 1,43 m/s 2 Và 1 2 2 1 2 3 12,86 4 m m g T N m m = ≈ + ; T 1 = 2T 2 = 25,72N T 2 = T 3 = 12,86 N 0,5 0,5 0,5 1,0 0,5 0,5 b) + Thời gian vật A chạm đất : 2 1 1 2 0,99( ) 2 a t h h t s a = ⇒ = ≈ + Khi vật A chạm đất , B có vận tốc : v 0 = a 2 t ≈ 2,83 m/s + Sau khi A chạm đất ,B tiếp tục chuyển động như một vật được ném lên với vận tốc v 0 .Độ cao cực đại mà B đạt tới tính từ vị trí đó : 2 0 1max 0,4 2 v h m g = = + Độ cao cực đại mà B đạt tới so với mặt đất : h max = 2h + h 1max = 1,8 m 2 đ 0,5 0,5 0.5 0,5 Câu 3 (5 đ ) a) Chọn chiều dương là chiều chuyển động, mốc thời gian lúc bắt đầu chuyển động. +Biểu diễn đúng các lực tác dụng lên vật +Gia tốc của vật trên mặt phẳng nghiêng: a=g(sinα-µcosα)=2m/s 2 +Thời gian đi hết mặt phẳng nghiêng: 2s t a = = 10 (s) +Vận tốc ở chân mặt phẳng nghiêng: v= at = 2 10 (m/s) 0,5 1,0 0,5 0,5 b) +Để vật đi hết cung tròn thì phải qua đỉnh của cung tròn ta xét tại đỉnh cung: P+N=m 2 'v R Để vật không rời khỏi cung tròn thì N≥0 m 2 'v R ≥P với v’ 2 =v 2 -4Rg v 2 -4Rg≥Rg ⇔v 2 ≥5Rg ⇔ R≤ 2 5 v g =0,8(m) 0,5 1,0 1,0 ghi chú.Học sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa . vẽ bên: Vật A có khối lượng m 1 = 3 kg , vật B có khối lượng m 2 = 1kg, ban đầu vật A được giữ đứng yên và cách mặt đất một đoạn là h = 70 cm, vật B ở mặt đất. Sau đó thả cho vật A rơi NINH BÌNH TRƯỜNG THPT NHO QUAN A KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2 010 - 2011 MÔN THI: VẬT LÝ 10 Thời gian làm bài: 90 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1 (3 điểm): Một lượng khí. nối với vật B và của đoạn dây buộc vào điểm O. b) Độ cao cực đại của vật B đạt được khi vật A chạm đất Câu 4 (5 điểm): Một vật bắt đầu trượt từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng dài 10m, cao