Đề thi học sinh giỏi môn vật lý lớp 10 (10)

Sở GD&ĐT Đồng Tháp KỲ THI OLIMPIC TRUYỀN THỐNG 30-04 LẦN THỨ XIV Trường THPT TPCL ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: VẬT LÍ ; LỚP: 10 ÑAÙP AÙN MOÂN : LÝ 10 ***** Câu 1: +Hình vẽ 2 (1đ) +Lập luận: hai quãng đường bằng nhau khi hai diện tích bằng nhau S ABC = S CDK (1đ) 2 1 ⇒ AC.BH = 2 1 CK.DK (1đ) )( 232 tt DK BH t −=⇒ )( )( . 23 12 22 tt tt t CK HC t − − == (1đ) )( 12223 ttttt −+=⇒ (1đ) Câu 2: *Chọn trục x’x theo hướng chuyển động của xe. -Lực ma sát giữa vật và xe là: F ms = k.mg (0,5đ) -Vật trượt trên sàn, gia tốc a đối với đất là a = kg = 1m/s 2 (0,5đ) -Xe chuyển động chậm dần đều, gia tốc A là A = 2 /1,0 sm M F ms −= − (0,5đ) -Đối với đất, vật có vận tốc u = at, xe có vận tốc U = v 0 + at (0,5đ) -Đến thời điểm t 0 , hai vận tốc bằng nhau, vật nằm yên trên sàn: at 0 = v 0 + At 0 ⇒ t 0 ≈ 1,82 (s) (0,5đ) -Lúc này đối với đất, vật đi được s = 2 0 2 t a = 1,65 (m) (0,5đ) -Xe đi được S = v 0 t 0 + 2 0 2 t A = 3,47 (m) (1đ) -Đối với xe, vật đi được S-s = 1,82(m) < 5(m) (0,5đ) -Vậy vật nằm yên trên sàn và cách mép trước 1,82(m). (0,5đ) 1 M m x x’ 0 v  ms F  t O t 1 t 2 v D K t 3 H C B Hình 2 A Câu 3: +Điều kiện cân bằng của quả cầu: 0   =+++ ms FTNP (1) (0,5đ) +Áp dụng quy tắc momen đối với trục quay A: P.R.sin α = F ms .2R (0,5đ) F ms = 2 sin α P (0,5đ) Giá trị của lực ma sát thỏa điều kiện: F ms ≤ kN (2) (0,5đ) +Chiếu (1) lần lượt lên trục ox và trục oy: Ox: T + F ms - Psin α = 0 (0,5đ) Oy: N - Pcos α = 0 (0,5đ) ⇒ T = Psin α - F ms (3) (0,5đ) N = Pcos α (4) (0,5đ) + Từ (2) và (4) ta có 3 3 2cos 2 sin ≤⇔≤⇔≤ ααα α tgktgkP P (0,25đ) Góc α lớn nhất: max α = 30 0 (0,25đ) +Từ (3) suy ra giá trị của lực căng dây T = P(sin α - kcos α ) = 4 P (0,5đ) Câu 4: a) Bảo toàn động lượng theo phương ngang: mv 0 = 2mv x ⇒ v x = 2 0 v = 2,5 m/s. (1 đ) • Bảo toàn cơ năng: mgRmvmvmv xy ++= 222 0 2 1 2 1 2 1 (0,5 gRvvv yx 22 222 0 ++= (0,5đ) 102 2 2 0 =−=⇒ gR v v y m/s (0,5đ) • Điều kiện để mẫu sắt vượt qua B: v 0 > 2 24,2=gh m/s (0,5đ) • Theo số liệu thì điều kiện trên thỏa. (0,5đ) b) Sau khi rời B mẫu sắt chuyển động theo quỹ đạo parabol, với chiều cao đỉnh là h: 5,0 2 2 2 2 ==⇒= g v hghv y y m (0,5đ) Độ cao so với mặt đất H = h + R = 0,625 m. (1đ) Câu 5 : (5 điểm) a) * Ở phần 1 : p 1 V 1 = 1 1 0 . m RT µ (1) * Ở phần 2 : p 2 V 2 = 2 2 0 . m RT µ (2) 2 α A N  T  P  ms F  O y x A R B m 0 v  y v  v  x v  2 1 1 2 22 11 . . . )2( )1( T T Vp Vp µ µ =⇒ (3) * p 1 = p 2 V 2 = 2V 1 ⇒ T 2 = 300 0 K (1đ) b) * Tương tự trên : (3) ⇔ ' 2 ' 1 1 2 ' 2 ' 2 ' 1 ' 1 . . .p T T Vp V µ µ = (4) * ' 1 p = 1,5 ' 2 p ' 1 l = x + 4 = 24cm ' 2 l = 36cm ' 2 l = 1,5 ' 1 l ⇒ ' 2 V = 1,5 ' 1 V * (4) ⇒ ' 1 T = 600 0 K (2đ) c) Quá trình đẳng nhiệt : Áp dụng định luật Bôi – Mariôt cho khí trong mỗi phần khi chúng chiếm thể tích cả hai phần : p 1 V 1 = ' 1 p (V 1 + V 2 ) ⇒ ' 1 p = 21 11 V VV p + p 2 V 2 =- ' 2 p (V 1 + V 2 ) ⇒ ' 2 p = 21 22 V VV p + * p 1 = p 2 Áp dụng định luật Đantôn : p = ' 1 p + ' 2 p = p 1 = p 2 (2đ) Câu 6 : (5 điểm) a) Áp dụng phương trình trạng thái tìm được : V 1 ≈ 0,05m 3 V 2 = 0,2m 3 V 3 = 0,1m 3 p 4 = 5.10 4 Pa Đồ thị như hình vẽ : (0,5đ) 3 1 2 3 4 0,20,1 0,05O 2,5.10 4 5.10 4 10 5 p (P a ) V(m 3 ) b) * Quá trình 1 – 2 : T = const ⇒ ∆U = 0 : Nhiệt nhận được bằng công sinh ra. Q 1 = A 1 = R.T.Ln 1 2 V V ≈ 6912J (1đ) * Quá trình 2 – 3 : ∆U 2 = C V . ∆T = 2 5 .R. (T 3 – T 2 ) = - 6232,5J Khí nhận công A 2 : A 2 = p 2 (V 3 – V 2 ) = - 2500J Khí tỏa nhiệt Q 2 : Q 2 = ∆U 2 + A 2 = - 8732,5J (1đ) * Quá trình 3 -4 : ∆U 3 = 0 Khí nhận công và tỏa nhiệt : Q 3 = A 3 = R.T.Ln 3 4 V V = - 1728J (1đ) * Quá trình 4 – 1 : V = const ⇒ A 4 = 0 Khí nhận nhiệt : Q 4 = ∆U 4 = C V . ∆T = 6232,5J (0,5đ) * Vậy trong cả chi trình thì : Khí nhận nhiệt : Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 = 2685J (0,25đ) Khí sinh công : A = A 1 + A 2 + A 3 = 2684J (0,25đ) 4 . Sở GD&ĐT Đồng Tháp KỲ THI OLIMPIC TRUYỀN THỐNG 30-04 LẦN THỨ XIV Trường THPT TPCL ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: VẬT LÍ ; LỚP: 10 ÑAÙP AÙN MOÂN : LÝ 10 ***** Câu 1: +Hình vẽ 2 (1đ) +Lập. 0,1m 3 p 4 = 5 .10 4 Pa Đồ thị như hình vẽ : (0,5đ) 3 1 2 3 4 0,20,1 0,05O 2,5 .10 4 5 .10 4 10 5 p (P a ) V(m 3 ) b) * Quá trình 1 – 2 : T = const ⇒ ∆U = 0 : Nhiệt nhận được bằng công sinh ra. Q 1 . này đối với đất, vật đi được s = 2 0 2 t a = 1,65 (m) (0,5đ) -Xe đi được S = v 0 t 0 + 2 0 2 t A = 3,47 (m) (1đ) -Đối với xe, vật đi được S-s = 1,82(m) < 5(m) (0,5đ) -Vậy vật nằm yên trên