Đề thi (đề xuất) trại hè hùng vương lần thứ XII năm 2016 môn vật lý 10 trường chuyên sơn LA

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII TRƯỜNG THPT CHUYÊN SƠN LA ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ KHỐI 10 NĂM 2016 Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề (Đề thi gồm 02 trang, gồm 05 câu) Câu 1: (5 điểm) Một nêm có tiết diện tam giác ABC vuông A hai mặt bên AB AC Cho hai vật m1 m2 chuyển động đồng thời không vận tốc đầu từ A hai mặt nêm Bỏ qua ma sát Lấy g = 10m/s2 (Hình ) a Giữ nêm cố định, thời gian hai vật m1 m2 trượt đến chân mặt nêm AB AC tương ứng t1 t2 với t2=2t1 Tìm α b Để t1 = t2 cần phải cho nêm chuyển động theo phương ngang gia tốc a0 không đổi bao nhiêu? A m2 m1 B α C Hình Bài 2: (5 điểm) Một lắc đơn gồm cầu nhỏ có khối lượng m = 100g treo vào sợi dây nhẹ không giãn dài l = 1m Kéo lệch sợi dây theo phương thẳng đứng góc α = 300 truyền cho m1 vận tốc V0 theo phương vuông góc với sợi dây để vật vị trí cân Khi m chuyển động lực căng dây cực đại lần trọng lực a) Tìm V0 b) Khi m1 qua vị trí thấp va chạm đàn hồi xuyên tâm với cầu m chuyển động ngược chiều với m1 với vận tốc V2 tìm V2 biết sau va chạm góc lệch cực đại dây treo vật m1 hợp với phương thẳng đứng góc 450 Cho g = 10m/s2 m2 = 160g c) Giả sử với vận tốc V2 mà va chạm hoàn toàn không đàn hồi (sau va chạm vật dính vào nhau) sau va chạm vật làm sợi dây lệch góc cực đại so với phương đứng Bài 3: (4 điểm) Một bình hình lập phương kín, cạnh a=1m, lấp đầy không khí điều kiện thường có áp suất po ngăn đôi pittông mỏng Qua vòi nước nửa bên trái, người ta cho nước vào ngăn cách từ từ lúc h=a/2 Hỏi pitông dịch chuyển đoạn bao nhiêu? Bỏ qua ma sát, bỏ qua áp suất nước; bỏ qua thay đổi nhiệt độ biết pitông thẳng đứng Cho po=105pa; Dn = 103kg/m3; g=10m/s2 Bài 4: (4 điểm) Thả nhẹ cầu đặc, đồng chất có khối lượng m lên đỉnh nêm có khối lượng M Khi cầu vị trí nhận mặt nêm mặt tiếp tuyến hình vẽ Nêm đặt mặt sàn hoàn toàn nhẵn Hệ số ma sát trượt hệ số ma sát nghỉ cầu mặt nêm µ Hình a) Tìm điều kiện góc nghiêng α mặt nêm so với phương ngang để cầu lăn không trượt nêm b) Quả cầu lăn không trượt nêm, xác định vận tốc cầu so với nêm cầu quãng đường s mặt nêm Bài 5: (2 điểm) Hệ hình bên (hình 3) mô hình gợi ý phương án thực nghiệm để xác định hệ số ma sát trượt μt vật AB mặt mặt phẳng nghiêng Hãy nêu cách bố trí thí nghiệm, bước tiến hành biểu thức xác định hệ số ma sát trượt μt vật Hình AB mặt phẳng nghiêng với dụng cụ sau: - Vật đặt mặt phẳng nghiêng hình vẽ - Độ nghiêng mặt phẳng nghiêng không đổi không đủ lớn để vật AB bị trượt - Một lực kế -Hết Người phản biện: Người đề: Nguyễn Duy Nghiệp ĐT: 0917.628.801 TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII TRƯỜNG THPT CHUYÊN SƠN LA ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN VẬT LÝ 10 NĂM 2016 Ghi chú: Nếu thí sinh sai thiếu đơn vị đáp số trung gian đáp số cuối lần sai thiếu trừ 0,25đ, tổng số điểm trừ phần không nửa số điểm phần kiến thức Nếu thí sinh làm cách khác cho đủ điểm STT Bài điểm NỘI DUNG ĐIỂM a) Gia tốc vật mặt phẳng nghiêng: a1 = gsinα, a2 = gcosα AB = (gsinα)t2/2 AC = (gcosα)t2/2 AC t2 = 2t1 → AB = tan α (1) 0.5 điểm 0.5 điểm 0.5 điểm AC 0.5 điểm Mặt khác tanα = AB (2) 0.5 điểm → tanα = → α = 63,4 b) để t1 = t2 nêm phải chuyển động phía bên trái nhanh nhanh dần 0.5 điểm Trong hệ quy chiếu gắn với nêm: a1n = gsinα - a0cosα 0.5 điểm 0.5 điểm a2n = gcosα + a0sinα AC a2 n gcos α + a sin α Vì t1 = t2 → tanα = AB = a = gsinα − a cosα = 1n Thay số ta a0 = Bài điểm g= 0.5 điểm 7,5 m/s2 0.5 điểm a) Tìm V0 Sức căng dây đạt Tmax m1 qua VTCB B 0.5 điểm Phương trình chuyển động tròn có: Tmax − m1 g = B mV l α m1VB2 ⇒ V12 = lg (1) → 2m1 g − m1 g = l u r T Chọn gố B ĐLBTNL có: 1 m1 g l( − cosα ) + m1V02 = m1V12 2 ⇒ V0 = g l − ≈ 2, m / s ( ) ' ' b) Gọi V1 V2 vận tốc cầu nhận sau va chạm ur Chon chiều (+) chiều V1 ĐLBTĐL có :m1V1 – m2V2 = m1V1' + m2V2' (2) A uu r uur V0 u B r VB 0.5 điểm 0.5 điểm 0.5 điểm P 0.25 điểm 0.25 điểm 1 1 m1V12 + m2V22 = m1V1'2 + m2V2'2 (3) 2 2 m2 Từ (2) & (3) Với m = 1, 3, V + 0, V → V1' = − (4) → V1' < sau va chạm m1 bị bật ngược trở lại 2, Xét m1: ĐLBTNL có; m1V1'2 = mg l( − cosα ) với α = 450 thay số có ' V1 = 2, 42m / s ĐLBTNL có: Từ (1) có V1 = lg = 3,16 m/s Thay V1' V1 vào (4) → V2 = 1,37m / s c) Nếu va chạm mềm: 0.5 điểm 0.5 điểm 0.5 điểm 0.5 điểm ĐLBTĐL có: m1V1 – m2V2 = (m1 + m2)V → V = 0,372 m/s MV = Mg l( − cosα1 ) (M khối lượng hệ) 2 gl− V → cos α1 = → cos α1 = 0,993 Vậy α1 = 6, 2gl ĐLBTNL có: Bài điểm 0.5 điểm + Gọi áp suất thể tích lượng khí hai bên pitông lúc đầu po; Vo= 0.5 điểm a3 + Xét sau phitông dịch chuyển đoạn x đứng yên cân - Lượng khí ngăn bên trái có áp suất p thoả mãn: 0.5 điểm a a a3 = po 2 p0 a - ⇒ p1 = a + x (1) p1.( + x).a 0.5 điểm - Lượng khí ngăn bên phải có áp suất p2 thoả mãn: a a3 − x ) a a p2 = po 2 p0 a ⇒ p2 = a + 2x 0.5 điểm 0.5 điểm (2) - Lượng nước ngăn bên trái gây cho pitông áp suất trung bình 0.5 điểm a là: p3 = ρg (3) 2 S + điều kiện cân pitông là: p1S + p3 = p2S + Giải hệ (1); (2); (3) (4) được: x ≈ 17cm 0.5 điểm 0.5 điểm (4) Bài 4 điểm 0.5 điểm a) Khi chịu tác dụng lực biểu diễn trên, nêm chuyển động sang ngang với gia tốc a1, vật lăn không trượt với gia tốc a so với nêm, gia tốc góc : 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm Vật lăn không trượt: a= r Giải hệ ta giải được: 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm Điều kiện không trượt: 0,5điểm b) 0,75điểm Chú ý: học sinh làm theo định luật bảo toàn cho điểm tối đa • Định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang: • Định luật bảo toàn năng: Thay v1 từ phương trình vào phương trình ta rút được: Bài điểm + Bố trí thí nghiệm: Móc lực kế vào theo phương song song với mặt phẳng nghiêng + Tiến hành thí nghiệm: - Kéo chuyển động lên theo phương mặt phương mặt phẳng nghiêng; ghi lại số lực kế FL - Kéo chuyển động xuống theo phương mặt phương mặt phẳng nghiêng; ghi lại số lực kế FX - Sử dụng lực kế xác định trọng lượng P + Biểu thức xác định hệ số mă sát trượt - Để chuyển động lên đều: FL = µ Pcos α + Psin α (1) - Để chuyển động xuống đều: FX = µ Pcos α - Psin α (2) FL − FX F + FX ; cos α = L èsin2 α + cos2 α = 2P 2P F + FX )2 + ( L ) =1 2P (1) (2) è sin α = è( FL − FX 2P è µ= FL + FX P − ( FL − FX ) 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm Người phản biện: 0.25 điểm Người đề: Nguyễn Duy Nghiệp ĐT: 0917.628.801