Vat li 10 dien bien Đề thi, đáp án (đề xuất) trại hè hùng vương

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ X TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN ĐIỆN BIÊN ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ KHỐI 10 Đề thi này có 2 trang, gồm 5 câu Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời g

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ X

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN ĐIỆN BIÊN

ĐỀ THI ĐỀ XUẤT

ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ

KHỐI 10

(Đề thi này có 2 trang, gồm 5 câu)

(Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian giao đề )

Bài 1: (5 Điểm)

Cho hệ cơ học như hình vẽ: Nêm có khối lượng M, góc nghiêng α Trên mặt nêm có hai vật có

khối lượng m1 và m2 (m1 > m2) Bỏ qua khối lượng của ròng

rọc và dây

1) Giữ nêm cố định Biết hệ số ma sát giữa hai vật với nêm là k

a) Tìm giá trị cực đại của góc α để hai vật đứng yên

b) Góc α > αmax (ở câu a) Tính gia tốc của hai vật

2) Trường hợp không có ma sát giữa hai vật và nêm, giữa nêm và sàn ngang Tính gia tốc tương đối am của hai vật

với nêm và gia tốc aM của nêm đối với sàn

Bài 2: (5 Điểm)

Trên mặt sàn nằm ngang, nhẵn có một xe lăn khối lượng m1= 4kg, trên xe có giá treo Một sợi dây

không dãn dài = 50 cm buộc cố định trên giá, đầu kia

sợi dây buộc quả bóng nhỏ khối lượng m Xe và bóng

đang chuyển động thẳng đều với vận tốc v0 =3 m/s thì

đâm vào một xe khác có khối lượng m2 = 2kg đang đứng

yên và dính vào nó Biết rằng khối lượng bóng rất nhỏ,

có thể bỏ qua so với khối lượng hai xe Bỏ qua ma sát

của hai xe với sàn, lấy g = 10m/s2

a) Tính góc lệch cực đại của dây treo quả bóng

so với phương thẳng đứng sau khi va chạm

b) Tìm giá trị tối thiểu của vận tốc ban đầu v0 để quả bóng có thể chạy theo hình tròn trong mặt phẳng thẳng đứng quanh điểm treo

m1

m2

M α

Hình 1



1

m

0

v

Hình 2

Bài 3: (4 Điểm)

Hai máng OA và OB nằm trong một

mặt phẳng thẳng đứng và nghiêng góc 1và

2

 so với đường nằm ngang Một thanh

đồng chất MN có trọng lượng P tì lên hai

máng (hình 3) Bỏ qua ma sát giữa thanh và

máng Ở vị trí cân bằng thanh MN nghiêng

góc  so với đường nằm ngang

a) Tìm góc nghiêng  theo 1và

2



b) Áp dụng bằng số: 1=300; 2=450

Bài 4: (4 Điểm)

Một lượng khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện

chu trình như hình vẽ Trạng thái A, B cố định, C có thể

thay đổi, nhưng quá trình AC là đẳng áp

a) Tính công lớn nhất của chu trình nếu nhiệt độ

giảm trong suốt quá trình BC?

b) Tính hiệu suất của chu trình trong trường hợp

này?

Bài 5: (2 Điểm)

Một cốc đong trong thí nghiệm có dạng hình trụ đáy tròn, khối lượng M, thể tích bên trong của cốc là V0 Trên thành cốc, theo phương thẳng đứng người ta khắc các vạch chia để đo thể tích và đo độ cao của chất lỏng trong cốc Coi đáy cốc và thành cốc có độ dày như nhau, bỏ qua sự dính ướt Được dùng một chậu to đựng nước, hãy lập phương án để xác định độ dày d, diện tích đáy ngoài S của cốc Yêu cầu:

1 Nêu các bước thí nghiệm Lập bảng biểu cần thiết

2 Lập các biểu thức để xác định d, S theo các kết quả đo của thí nghiệm (cho khối lượng riêng của nước là )

Hết

Nguyễn Ngọc Thắng – ĐT 0917879171

Hình 3

M

N B

β

2

A

O

Hình 4

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN ĐIỆN BIÊN KHỐI 10

Bài 1: (5,0đ)

1a

1) Nêm đứng yên

a) Tính aMAX để hai vật đứng yên

Vì m1 >m2 nên vật m1 có xu hướng trượt trước

0 sin

.

1g  T F ms 

0 sin

.

2g  T F ms 

 sin ).

2

1 F m m g

F ms  ms  



1

Mà  F ms1F ms2  (m1m2).g sin  Suy ra:

2 1

2

( tan

m m

m m k







2 1

2 1 max

) (

tan

m m

m m k







1b

b) α > αmax tính gia tốc của hai vật



















a m g

km T g

m

a m g

km T g

m

cos

sin

.

cos

sin

2 2

2

1 1

1









=>

2 1

2 1 2

1 ) .sin ( ) .cos (

m m

g m m k g

m m a









(2)

1

2 2) Không có ma sát

Gọi gia tốc của hai vật đối với nêm là 

a; gia tốc của nêm đối với đất là

M a



Ta có phương trình chuyển động cho ba vật là:

































































N T

N N

P a

M

T N

P a

a m

T N

P a

a m

M

M M

2 )

(

) (

2 1

2 2

2 2

1 1

1 1

0.5

Chiếu lên các trục ox và oy của các phương trình ta có:

sin cos ( cos )(1)

M M































) 4 ( sin sin

cos

.

) 3 ( sin sin

cos

.

2 2

2

1 1

1













a m T

N g m

a m T

N g m

) 5 ( sin

sin cos

2T  N1  N2  M a M

0.75

Từ (1) và (2):

) 6 ( )

( cos ) (

sin )

(N1 N2   m1m2 a  m1 m2 a M

) 7 ( ) (

cos ) (

cos 2 sin )

(N1N2  T  m1 m2 a  m1m2 a M

Từ (3) và (4): (m1 m2).g (N1 N2)cos (m1m2)a.cos(8)

Từ (5) và (7):  M.a M (m1 m2).a.cos(m1m2).a M

Hay (( ). .cos) (9)

2 1

2 1

M m m

a m m

a M









0.75

Thay (9) vào (6):



sin )

(

2 1

2 1 2

1 2

m m M

m m M m m N





















Giải hệ (8) và (10) ta có:

0.5





2 2 1 2

2 2 1 2 1

2 1 2 1

cos 4

sin ) (

) (

sin ) )(

(

m m m

m m m M

g m m m m M a

























2 2 1 2

2 2 1 2 1

2 2 1

cos 4

sin ) (

) (

cos sin ) (

m m m

m m m M

g m m

a M













Bài 2: (5,0đ)

a

- Vì vận tốc của bóng rất nhỏ nên áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta

1 2

m

- Ngay sau va chạm, vận tốc của hai xe là 2 m/s, nhưng vận tốc của qủa

bóng vẫn là 3 m/s Như vậy vận tốc bóng đối với xe sau va chạm là vb = 1m/

- Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng trong hệ quy chiếu gắn với xe (hệ

quán tính):

2

b

v 1

2         2g   

1

b

- Gọi vb’ là vận tốc bóng đối với xe ở điểm cao nhất

- Điều kiện bài toán là T 0 Khi v0 có giá trị tối thiểu thì ở điểm cao nhất

T = 0

0.5

- Khi đó:

2 2 b' b'

v

mg m  v  g

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng trong hệ quy chiếu gắn với xe:

1



Bài 3: (4,0đ)

hình, phân

0.5 1

N

M

B

β

2

N

P 

Thanh cân bằng với trục quay qua M:

MP/M=MN2/M .2.cos .sin(90 ( 2 ))

0

) cos(

cos

.

2   2 2  

(1)

0.5

Thanh cân bằng với trục quay qua N:

MP/N=MN1/N .2.cos .sin(90 ( 1 ))

0

) cos(

cos

.

2   1 1 

(2)

0.5

Từ (1) và (2) ta có: cos(cos( ))

1

2 2

1















N

N

Thanh cân bằng: PN1N2  0 (4)

Chiếu (4) lên trục Ox ta được: N1 sin1 N2 sin2 (5) 0.5

Từ (3) (5) ta có:

) cos(

) cos(

sin

sin

1

2 1

2







































sin sin cos

cos

sin sin cos

cos sin

sin

1 1

2 2

1

2









0.5

Biến đổi được: 















2

1 tan

1 tan

1 2

1 tan





b b Thay 1=300; 2=450 vào (6) tìm được =200 0.5

Bài 4: (4,0đ)

a Để công của chu trình ABC là lớn nhất thì thể tích của khí ở trạng thái C là

lớn nhất

Phương trình biến đổi áp suất theo thể tích của khí trên BC là:

P = aV + b (1) Trong đó a, b là các hệ số được xác định:

Tại B: P = 4P 0 , V = 4V 0

Tại C: P = P 0 , V = V C

0.5

Thay các giá trị trên vào phương trình (1) ta tính được các hệ số a, b 0.5

 0

0

0

4 3

,

C

P



Sự phụ thuộc của nhiệt độ theo thể tích trên quá trinh BC:

2

Nhiệt độ lớn nhất khi:

0 0

0

0 0

0

4

2.3 3 4

C C

C

P











0.5

Để nhiệt độ luôn giảm trên BC thì VB  Vm

0

2 4

3 7

C

C







Vậy thể tích tại C lớn nhất VC  7 V0

0.5

Công lớn nhất của chu trình:

max

max 0 0

9



0.5

b Quá trình AB khí nhận nhiệt

1

0 0

0 0 0 0 0 0

1 0 0

3

30

  







0.5

Quá trình BC có nhiệt lượng trao đổi

2

0 0

0 0 0 0 0 0

1 0 0

3

(4 ) (7 16 )

13,5

  







0.5

Vậy quá trình BC khí nhận nhiệt

Hiệu suất của chu trình

0 0

1 0 0

9

30%

30

H

Bài 5: (2,0đ)

1

Phương án và các bước:

- Cho nước vào bình với thể tích V1, thả

bình vào chậu, xác định mực nước ngoài bình

hn1 (đọc trên vạch chia)

- Tăng dần thể tích nước trong bình: V2,

V3, và lại thả bình vào chậu, xác định các

mực nước hn2, hn3,

- Khi đo phải chờ cho nước phẳng lặng

*Lập bảng số liệu:

1

2

Các biểu thức

Gọi hn là mực nước ngoài bình,  là khối lượng riêng của nước, mt và Vt

tương ứng là khối lượng và thể tích nước trong bình Phương trình cân bằng

cho bình có nước sau khi thả vào chậu:

g(d+hn)S = (M+mt)g

 (d+hn)S = M+Vt  (1)

Từ (1) ta thấy hn phụ thuộc tuyến tính vào Vt Thay Vt bởi các giá trị V1,

V2,

(d+hn1)S = M+V1 (2)

(d+hn2)S = M+V2 (3)

Đọc hn1, hn2, trên vạch chia thành bình Lấy (3) trừ (2) rồi rút S ra:

S = (V2-V1)/(hn2-hn1) (4) Thay đổi các giá trị V2, V1,hn2, hn1 nhiều lần để tính S

Sau đó lắp vào (2) để tính d:

1

2 1





n n

M V h h

M V





1

d

S

Vạch chia

h n

Vt