SỞ GD & ĐT TT HUẾ ĐỀ THI HỌC KỲ I NĂM HỌC 2008-2009 TRƯỜNG PTTH THUẬN AN Môn: Vật Lý 10 CB Thời Gian: 60 Phút (Đề bài gồm có 10 câu) Câu 1: a) Sự rơi tự do là gì? Nêu các đặc điểm của sự rơi tự do. b) Một vật được thả rơi từ độ cao 80m. Tính thời gian rơi và vận tốc của vật khi chạm đất? lấy g = 10m/s 2 . Câu 2:a) Tổng hợp lực là gì? Phát biểu quy tắc hình bình hành. b) Cho hai lực F 1 =F 2 = 20N. Hãy tìm độ lớn hợp lực của hai lực khi chúng hợp với nhau một góc bằng 90 0 . Câu 3: Phát biểu định luật I Newton? Quán tính là gì? Cho ví dụ quán tính và giải thích. Câu 4: Momen lực đối với một trục quay là gì? Phát biểu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định( hay quy tắc momen lực). Câu 5: Một vật được ném theo phương ngang với vận tốc 10m/s từ một vị trí cách mặt đất 20m. lấy g=10m/s 2 . a) Viết phương trình quỹ đạo của vật. Quỹ đạo này có dạng gì? b) Xác định tầm ném xa của vật, và vận tốc của vật khi chạm đất. Câu 6: Một lò xo có độ dài tự nhiên l 0 = 30cm, khối lượng lò xo không đáng kể. Treo lò xo thẳng đứng và móc vào đầu dưới một quả cân có khối lượng m = 100g thì lò xo dài 31cm. Tính độ cứng của lò xo. Lấy g=10m/s 2. Câu 7: Một đoàn tàu bắt đầu chuyển động nhanh dần đều. Sau thời gian 10s đi được quãng đường 5m. Tính khối lượng của toa xe,biết hợp lực tác dụng vào toa xe là 2400N. Câu 8: Hai quả cầu bằng đồng có cùng khối lượng và được đặt sát vào nhau. Tính lực hấp dẫn giữa chúng nếu bán kính của quả cầu R= 20cm và khối lượng riêng của đồng D= 8,9.10 3 kg/m 3 , 10 2 ≈ π . Câu 9: Một người dùng dây kéo một vật có khối lượng 4kg trượt trên mặt sàn nằm ngang với lực kéo F = 17N. Dây nghiêng một góc 30 0 so với phương ngang, hệ số ma sát giữa hai mặt phẳng là µ =0,3, lấy g =10m/s 2 . Tính gia tốc của vật. Câu 10: Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng m = 600kg bay quanh trái đất ở độ cao h bằng bán kính trái đất. Cho bán kính trái đất R = 6400km và lấy g = 10m/s 2 . Tính: a) Vận tốc dài b) Chu kỳ quay của vệ tinh c) Lực hấp dẫn tác dụng lên vệ tinh. ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM ĐỀ THI HỌC KÌ I (NĂM HỌC 08-09) MÔN VẬT LÝ 10 CƠ BẢN Số Câu Đề Bài Đáp Án Thang Điểm 1 a)Sự rơi tự do là gì ? Nêu các đặc điểm của sự rơi tự do. b)Một vật được thả rơi từ độ cao 80m. Tính thời gian rơi và vận tốc của vật khi chạm đất? lấy g = 10m/s 2 . a 1 ) Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực. a 2 ) Đặc điểm : + phương thẳng đứng(phương của dây dọi) + chiều từ trên xuống dưới + chuyển động thẳng nhanh dần đều + công thức tính vận tốc v = gt +công thức tính quãng đường s= 2 1 gt 2 b)Thời gian rơi của vật : Ta có : s = h = 2 1 gt 2 , với h = 80m, g=10m/s 2 Thời gian rơi của vật là: t 2 = g h2 ⇔ t= g h2 = 10 802 × = 4s Vận tốc của vật khi chạm đất : = v gt =10.4 = 40 m/s 0,25 0,25 0,25 0,25 2 a 1 )Tổng hợp lực là gì a 2 )Phát biểu quy tắc hình bình hành. b)Cho hai lực F 1 =F 2 = 20N. Hãy tìm độ lớn hợp lực của hai lực khi chúng hợp với nhau một góc bằng 90 0 a 1 )Tồng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy. Lực thay thế này giọi là hợp lực a 2 ) Quy tắc hình bình hành : Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng. Vẽ hình: Áp dụng định lý Pitago cho tam giác lực có: F 2 = 2 2 2 1 FF + ⇔ F= 2 2 2 1 FF + = )2020( 22 + Vậy F = 20 2 N. 0,25 0,25 0,25 0,25 3 a 1 )Phát biểu định luật I Newtơn? a 2 )Quán tính là gì? a 3 )Cho ví dụ quán tính. a 4 ) giải thích a 1 ) Định luật I New tơn Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẻ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẻ tiếp tục chuyển động thẳng đều. a 2 ) Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc, cả về hướng và độ lớn. a 3 ) Cho ví dụ a 4 ) Giải thích 0,25 0,25 0,25 0,25 4 a 1 ) Momen lực đối với một trục quay là gì? a 2 ) Phát biểu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định( hay quy tắc momen lực). a 1 ) Momen lực đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó. Biểu thức: M=F.d Nói rõ ý nghĩacác đại luợng và đơn vị M:momen lực (N.m) F:lực (N) D:cánh tay đòn (m) a 2 ) Quy tắc momen lực: Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo ngược chiều kim đồng hồ. 0,25 0,25 0,25 0,25 5 Một vật được ném theo phương ngang với vận tốc 10m/s từ một vị trí cách mặt đất 20m. lấy g=10m/s 2 . a)Viết phương trình quỹ đạo của vật. Quỹ đạo này có dạng gì? b)Xác định tầm ném xa của vật, và vận tốc của vật khi chạm đất a)Viết phương trình quỹ đạo của vật -Chọn hệ trục toạ độ Oxy như hình vẽ Gốc thời gian là lúc ném vật. -Phương trình quỹ đạo: y= 2 2 0 2 x v g với v 0 =10 m/s, g=10 m/s 2 Nên y = 22 2 05,0 10.2 10 xx = Quỹ đạo này có dạng parabol b 1 ) Tầm ném xa của vật: 0,25 0,25 0,25 → P y x x O y h v Tầm ném xa : L= g h vx 2 0max = = 10 202 10 × = 20m Vậy L = 20m. b 2 ) Vận tốc vật khi chạm đất : Thời gian vật rơi đến mặt đất(y=h) y= h = g h tgt 2 2 1 2 =⇔ = 10 202 10 × = 2s Vận tốc của vật khi chạm đất là: 222 yx vvv += Mà gtv vv y x = = 0 ⇒ 22 0 2 )(gtvv += 22 0 )(gtvv +=⇔ = ( ) 22 2010 + = 22,36 m/s Vậy 36,22 = v m/s 0,25 6 Một lò xo có độ dài tự nhiên l 0 = 30cm, khối lượng lò xo không đáng kể. Treo lò xo thẳng đứng và móc vào đầu dưới một quả cân có khối lượng m = 100g thì lò xo dài 31cm. Tính độ cứng của lò xo. Lấy g =10m/s 2. Vẽ hình,đổi đơn vị: m =100g = 0,1 kg l = 31cm l 0 = 30 cm. Độ biến dạng của lò xo: mcmlll 01,013031 0 ==−=−=∆ Vật m đứng cân bằng do đó: )1(0 =+ đh Fp Chiếu (1) lên Ox như hình vẽ ta có: lkmgFpFp đhđh ∆=⇔=⇔=− 0 độ cứng của lò xo: m N l mg k 100 01,0 10.1,0 == ∆ =⇔ 0,25 0,25 0,25 0,25 7 Một đoàn tàu bắt đầu chuyển động nhanh dần đều. Sau thời gian 10s đi được quãng đường 5m. Tính khối lượng của toa xe, biết hợp lực tác dụng vào toa xe là 2400N. Chọn gốc toạ độ là vị trí vật bắt đầu chuyển động. Thời gian là lúc vật bắt đầu chuyển động Ta có 2 0 2 1 attvs += với s=5m, 0 v =0, t=10s Do đó : 2 2 1 ats = Gia tốc của toa xe là: 2 2 t s a = = 2 10 52 × Vậy a= 0,1 m/s 2 . Áp dụng định luật II Newtơn: F = ma Do đó khối lượng của toa xe là : 2424000 1,0 2400 ====⇔ kg a F m tấn 0,25 0,25 0,25 0,25 8 Hai quả cầu bằng đồng có cùng khối lượng và được đặt sát vào nhau. Tính lực hấp dẫn giữa chúng nếu bán kính của quả cầu R= 20cm và khối lượng riêng của đồng D=8,9.10 3 kg/m 3 , 10 2 ≈ π . R= 20cm =0,2m, m = m 1 = m 2 , r = 2R Thể tích của mổi quả cầu: 3 3 4 Rv π = Khối lượng của mỗi quả cầu: 33 3 4 3 4 DRRDVDm ππ =×=×= Lực hấp dẫn giữa hai quả cầu: 2 3 2 2 2 21 4 ) 3 4 ( )2( R RD G R m G r mm GF × == × = π = 2 622 49 16 R RD G ×× ×× π = 422 9 4 RGD π Vậy lực hấp dẫn là: F hd = 542311 10.7,3)2,0(10.)10.9,8).(10.67,6( 9 4 −− = N Vậy F hd = 3,7.10 -5 N. 0,25 0,5 0,25 9 Một người dùng dây kéo một vật có khối lượng 4kg trượt trên mặt sàn nằm ngang với lực kéo F = 17N. Dây nghiêng một góc 30 0 so với phương ngang, hệ số ma sát giữa hai mặt phẳng là µ =0,3,lấy g =10m/s 2 . Tính gia tốc của vật. Vẽ hình ,phân tích lực Chọn hệ trục toạ độ Oxy như hình vẽ : Áp dụng định luật II Newtơn ta có: amNPFF ms =+++ (1). Chiếu (1) lên Oxy ta có: Ox : maNFmaFF msx =−⇔=− µα cos (2) Oy : 0sin0 =−+⇔=−+ PNFPNF Y α (3) Từ (3) αα sinsin FmgFPN −=−=⇔ thay vào(2) Ta có : m FmgF a maFmgF )sin(cos )sin(cos αµα αµα −− =⇔ =−− Gia tốc của vật là: a= m FmgF m FmgF )30sin(30cos)sin(cos 00 −− = −− µαµα = 2 /32,1 4 ) 2 1 17104(3,0 2 3 17 sm = −×− Vậy a=1,32m/s 2 . 0,25 0,25 0,25 0,25 N Fms p X F Y F 0 30= α O X Y F 10 Một vệ tinh nhân tạo bay quanh trái đất ở độ cao h bằng bán kính trái đất. Cho bán kính trái đất R = 6400km và lấy g = 10m/s 2 . Tính: a) Vận tốc dài b) Chu kỳ quay của vệ tinh c) Lực hấp dẫn tác dụng lên vệ tinh. a) Vận tốc dài : Ta có lực hấp dẫn đóng vai trò lực hướng tâm )1( 2 2 4 2 )( 2 2 2 2 R GM v R mv R GMm R mv hR GMm FF hthđ =⇔ =⇒= + ⇔= Mặt khác, trên mặt đất ta có: P = mg = 2 22 /10 sm R MG g R MGm ≈=⇒ Thay vào(1) R= 6400km=6400 000 m= 64.10 5 m R GM v 2 = = 2 Rg = 2 10.10.64 5 =5600m/s 2 hay v = 5,6km/s 2 b) chu kì quay của vệ tinh Chu vi của đường tròn: C=2 π r mà r =2R Do đó :C = 4 π R Vậy chu kỳ quay của vệ tinh : T= v R π 4 T= phs 2429,14354 5000 106414,34 5 ≈≈ ××× c) Lực hấp dẫn tác dụng lên vệ tinh là: F hd = F ht = N R mv 1470 10.64.2 )5600.(600 2 5 2 2 = 0,25 0,25 0,25 0,25