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

m2 m1 A C B Hình vẽ Trường THPT Chuyên Sơn La ĐÊ THI TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG NĂM 2014 Môn: VẬT LÍ - Lớp 10 Câu (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 vẽ ) 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? Câu điểm Gia tốc vật mặt phẳng nghiêng: a1 = gsinα, a2 = gcosα AB = (gsinα)t2/2 AC = (gcosα)t2/2 AC = a AB tan α điểm t2 = 2t1 → (1) Mặt khác tanα = AC AB 0,5 0,5 0,5 0,5 (2) → tanα = → α = 63,40 để t1 = t2 nêm phải chuyển động phía bên trái nhanh nhanh dần Trong hệ quy chiếu gắn với nêm: a1n = gsinα - a0cosα a2n = gcosα + a0sinα AC a2 n gcos α + a sin α b a1n gsinα − a 0cosα AB điểm Vì t1 = t2 → tanα = = = =2 Thay số ta a0 = g 0,5 = 7,5 m/s2 Câu (5 điểm): Một ván trượt dài L = 4m, khối lượng phân bố theo chiều dài, chuyển động với vận tốc v0 = 5m/s mặt băng nằm ngang gặp dải đường nhám có chiều rộng l = 2m vuông góc với phương chuyển động (hình vẽ) Sau vượt qua dải nhám ván có vận tốc v=3m/s Lấy g = 10m/s2 Tính hệ số ma sát trượt ván trượt với dải đường nhám r v0 l - Chọ hệ tọa độ 0x hình - Khi đầu ván có tọa độ : 0≤ x≤l Câu điểm tác dụng lên xe có độ lớn: Fms1 = µ mg Fms1 = l ⇒ 2L - Khi l≤ x≤L ,lực ma sát µ mg x L x µ mg l L : lực ma sát không đổi có độ lớn µ mg l F = 0≤ x≤l ms 2L - Khi đuôi ván có tọa độ : : m µ mgl µ mgl (v − v ) = + (L − l ) L L - áp dụng định lý đông năng,ta có : ⇒µ= v 20 − v = 0, gl x 1.0 1.0 Fms = 0,5 0,5 0,5 1.0 1.0 1.0 C B A Câu (4 điểm): Cho hệ cân hình vẽ Thanh AB tiết diện đồng chất, khối lượng m = kg, chiều dài l = 40 cm quay quanh lề A Sợi dây CB vuông góc với tạo với tường thẳng đứng góc α = 300 Đĩa tròn hình trụ bán kính R =10cm, khối lượng M = kg Tìm độ lớn lực tác dụng vào đĩa AB Bỏ qua ma sát Lấy g = 10m/s2 Câu điểm Đối với đĩa: Pđ = Mg = 80 N, Pt = mg = 20 N N2cos300 = Mg → N2 = N1 = N2sin300 → N1 = Mg 160 = 3 0,5 0,5 N ≈ 92,4 N 0,5 80 N ≈ 46,19 N Đối với AB: AH = Rtan60 = R cm Áp dụng quy tắc mô men trục quay A l mg cos300 + N3.R =T.l 0,5 0,5 l mg cos300 + N 3.R l →T= ≈ 48,7 N Phản lực trục quay A: Nx + N3sin300 = Tsin300 → 0 Ny + Tcos30 = mg + N3cos30 → N +N x Nx ≈ - 21,9 N Ny ≈ 57,9 N y Phản lực trục quay: N = 0,5 0,5 0,5 = 61,9 N Câu (4điểm): Một ống hình trụ thẳng đứng tích V Ở phía pít tông khối lượng m, diện tích S, có lượng khí lý tưởng đơn nguyên tử nhiệt độ T Pít tông vị trí cân chia ống thành hai nửa Người ta đun nóng khí từ từ đến nhiệt độ khí 4T Ở phía có làm hai vấu để pít tông không bật khỏi ống Hỏi khí ống nhận nhiệt lượng bao nhiêu? Bỏ qua bề dày pít tông ma sát pít tông thành ống Cho áp suất khí bên P0 nội mol khí lý tưởng đơng nguyên tử tính theo U= công thức Câu 4 điểm RT mg V0 s - Khi pít tông VTCB, Các thông số khí : P1= P0 + ; ; T0 PV PV n = 1 = mol RT1 RT0 ⇒ Số mol khí - Trong giai đoạn đầu,pít tông chưa chạm vấu khí biến đổi đẳng áp, bắt đầu chạm vấu khí có nhiệt độ T2 V1 V2 V = ⇒ T2 = T0 = 2T0 T1 T2 V Áp dung: - Nhiệt lượng truyền cho khí trình : V PV PV Q1 = A + ∆U = P1 + n R(T2 − T1 ) = + RT0 PV 2 2 RT0 = - Sau pít tông chạm vấu, thể tích không đổi,dây trình đẳng tích Khí nhận nhiệt lượng làm tăng nội năng: PV 3 Q2 = n R 2T0 = R 2T0 = PV 2 RT0 2 ⇒ Tổng nhiệt lượng mà khí nhận : 1.0 1.0 1.0 1.0 Q = Q1 + Q2 = 11 11 mg PV = ( P0 + )V 4 s Câu 5: Thực hành: ( điểm) Cho dụng cụ sau: Một vật nhỏ gỗ Một mặt bàn nằm ngang đầu có đóng đinh thẳng đứng Một lò xo nhẹ Thước dài có độ chia nhỏ mm Giá treo Một cuộn nhỏ Hãy xây dựng phương án thực nghiệm lập bảng biểu cần thiết để đo hệ số ma sát vật mặt bàn Đáp án: điểm Cơ sở lý thuyết: - Treo lò xo vào giá, đầu gắn vật nhỏ Khi Fđh=P ⇔ k ∆l0 = mg (1) - Gắn lò xo theo phương ngang đầu cố định, đầu gắn với vật mặt bàn nằm ngang Kéo vật khỏi vị trí cân để lò xo giãn đoạn A1, thả đến vị trí lò xo nén cực đại A2 Biến thiên năng: 2 kA1 − kA2 = µ mg ( A1 + A2 ) 2 ⇒ ⇒ A1 − A2 = µ= µ mg k A1 − A2 2∆l0 (1) (2) Cách tiến hành thí nghiệm: 0,5đ - Đo chiều dài tự nhiên lò xo (2) - Treo hệ vật, lò xo vào giá đỡ: Đo chiều dài l1 lò xo: ∆l0 = l1 − l0 - Gắn đầu lò xo vào đinh, đầu gắn vật mặt bàn nằm ngang Kéo vật lệch khỏi vị trí cân A1, thả quan sát; xác định độ nén cực đại A2 lò xo Bảng số liệu: 0,5đ Lần đo … l0 l ∆l0 A1 A2 µ