TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ X TRƯỜNG THPT CHUYÊN TUYÊN QUANG * ĐỀ THI ĐỀ XUẤT (MẬT) ĐỀ THI MÔN:VẬT LÍ LỚP:10 Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Đề thi có 02 trang Câu (5 điểm): Một đầu dây không giãn vắt qua ròng rọc cố định treo vật nhỏ B, đầu dây điểm A tay người mặt phẳng ngang theo đường thẳng với vận tốc không đổi v = H A v0 1m/s A cách mặt đất h = 1m Khi người bắt đầu chuyển động, B vật B mặt đất, dây hai bên ròng rọc căng có phương h thẳng đứng Độ cao ròng rọc H = 10m Bán kính ròng rọc không đáng kể a) Tìm quan hệ hàm số độ cao vật B thời gian người chuyển động b) Tìm vận tốc vật B người khoảng thời gian t c) Để vật chạm tới ròng rọc người cần chuyển động khoảng thời gian tối thiểu bao nhiêu? Câu (5 điểm): Một vật nhỏ có khối lượng m thả không vận tốc đầu xuống mặt phẳng nghiêng nêm có khối lượng M góc nghiêng α Giả thiết nêm chuyển động tịnh tiến mặt phẳng ngang Bỏ qua ma sát Biết vận tốc vật trước va chạm v0 a)Tìm vận tốc vật nêm sau va chạm b) Xác định góc α để sau va chạm vận tốc nêm lớn Câu (4 điểm): Một đồng chất OA, tiết diện đều, trọng lượng Q = N quay quanh chốt đầu O Đầu A nối dây không giãn, vắt qua ròng rọc S với vật có trọng lượng P = 1N hình vẽ S độ cao với O OS = OA Khối lượng ròng rọc dây không đáng kể, bỏ qua kích thước ròng rọc α S α O A P a) Tính góc α (góc SOA) ứng với cân hệ thống tìm phản lực chốt O b) Cân bền hay không bền? Câu (4 điểm): Một mol khí lí tưởng đơn nguyên tử thực chu trình hình vẽ 1-2 3-4 trình đẳng tích; 2-3 4-1 trình đẳng áp nằm đường đẳng nhiệt Biết nhiệt độ tương ứng T = 300K, T3 = 600K a)Tính nhiệt độ khí trạng thái b)Tính công mà khí thực chu trình Tính hiệu suất chu trình p P2 P1 O V1 V2 V Câu (2 điểm): Cho dụng cụ gồm: - Một ống thủy tinh hình chữ U - Một thước có độ chia nhỏ đến mm - Một lọ nước (Đã biết khối lượng riêng nước) - Một lọ dầu Hãy trình bày giải thích phương án thí nghiệm để xác định gần khối lượng riêng dầu - HếtKhông sử dụng tài liệu Họ tên người đề: Nguyễn Tuyết Hạnh Số điện thoại: 0915480459 TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ X ĐÁP ÁN MÔN:VẬT LÍ Câu điểm TRƯỜNG THPT CHUYÊN TUYÊN QUANG a)Chọn t = lúc người bắt đầu chuyển động LỚP:10 y v0 H Chọn hệ trục tọa độ xoy hình vẽ, gốc O vị trí h 0,5 điểm x O vật B lúc t = Tại thời điểm t = 0: vật B gốc O, đầu dây A nằm trục oy, cách O đoạn h Như chiều dài dây l = 2H – h (1) 0,5 điểm Tại thời điểm t: vật B có độ cao y, đầu A tọa độ x = v0t điểm Chiều dài dây là: l = H – y + ( H − h) + x2 (2) (3) Thay (1), (2) vào 3, đồng thời thay H = 10m, h = 1m, v0 = 1m/s ta tìm điểm quan hệ hàm số độ cao vật B thời gian người chuyển động y = t + 81 − b) Vận tốc tức thời vật B thời điểm t là: v= ( điểm ) − dy t = t + 81 2t = dt t + 81 c) Khi vật vừa chạm ròng rọc y = 10m điểm Giải phương trình 10 = t + 81 − ta t = 16,73s Câu điểm a) Gọi V v vận tốc nêm M vật m sau va chạm 0,5điểm Theo định luật bảo toàn năng: ( ) 2 m mv0 = mv + MV → V = v0 − v (1) 2 M v V β v0 α Áp dụng định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang: MV – mvcosβ = 0,5điểm 0,5điểm m v cos β (2) (β góc hợp v phương ngang) → V = M Từ (1) (2) suy v= 0,5điểm v0 ( 3) m + cos β M Do ma sát, va chạm m chịu tác dụng phản lực vuông góc 0,5điểm với mặt nghiêng, theo phương mặt nêm vận tốc vật m bảo toàn nên v0sinα = vcos(α + β) v0 = v(cotαcosβ – sinβ) ( ) v02 = v cot α cos β − cot α sin β cos β + sin β ( 4) Từ (3) (4) đồng thời thay sin2β = 1- cos2β suy ra: m cos β cot α − − = cot α sin β cos β M 1 m → tan β = cot α − 1 + = K 2 cot α M → cos β = 0,5điểm 1+ K Thay cos2β vào (3) ta có vận tốc vật m sau va chạm là: v0 v= m 1+ M (1 + K ) 0,5điểm Thay v vào (1) ta vận tốc nêm sau va chạm là: m v0 V= M m 1+ K + M 0,5điểm b) Để sau va chạm vận tốc nêm lớn K2 phải đạt giá trị nhỏ m nhất, tức Khi cot α = + M 1điểm Vậy với góc α thỏa mãn biểu thức cot α = + m vận tốc nêm M sau va chạm đạt giá trị cực đại Câu 0,5 điểm điểm Gọi R phản lực chốt O OH đường cao tam giác cân AOS Góc OAH = 900- α Chọn hệ trục tọa độ xoy hình vẽ: Rx = Psin 0,5 điểm α Ry= Q - Pcos α Xét mômen lực với trục quay O ( OH = lcos α ; l chiều dài OA), ta 0,5 điểm có: Plcos α l = Q cos α 2 Đặt cos (1) α Q = x, ta Px = (2x2 - 1) 2 (2) điểm Thay P = 1N; Q = N vào (2) ta được: x − x − = (*) Giải (*) ta x = Rx = 0,5N; Ry = α = cos → α = 60 ( lấy nghiệm dương) 2 3 N; R = R x2 + R y2 = N b) Từ phương trình (1), ta đặt y1 = Pcos α α = cos 2 y2 = Q cos α = 0,5 điểm điểm cos α Ta thấy cân xảy α = 600 Khi α tăng y1 giảm chậm, y2 giảm nhanh Do mômen lực căng lớn mômen trọng lực Q Vì bị kéo vị trí cân ban đầu Vì cân bền Câu 4 điểm 0,5 điểm p a) Gọi T = T2 = T4 p1V1 = RT1; p2V2 = RT3; p2V1 = RT; p1V2 = RT; P1 O p1 T1 = ; p2 T P2 V1 V V2 điểm p1 T = → T = T1T3 = 424,26K p2 T3 b) Công thực chu trình: A = (p2 - p1).(V2 - V1) = p1V1 +p2V2 - (p1V2 + p2V1) ( ) điểm Vậy A = R(T1 + T3 - T1T3 = R T1 − T3 = 427,73J Nhiệt lượng chu trình nhận vào có độ lớn là: Q1 = Q12 + Q23 3 Q1 = R ( T − T1 ) + R( T3 − T ) + p2 (V2 − V1 ) = RT3 − RT1 − RT = 5199,9 J 2 2 điểm 0,5 điểm Hiệu suất H = A/Q1 = 8,23% Câu - Để ống chữ U thẳng đứng điểm - Đổ nước vào ống chữ U 0,5 điểm - Đổ thêm dầu vào vào nhánh chữ U Mặt thoáng hai nhánh chênh lệch, bên dầu có mặt thoáng cao 0,5 điểm - Lập biểu thức tính áp suất thủy tĩnh: 0,5 điểm + Tại điểm A (mặt phân cách dầu nước): pA = po + ρdghd + Tại điểm B ( độ cao nhánh bên kia): pB = po + ρnghn - Vì pA = pB suy ρ d = ρ n hn hd - Đo hn, hd, biết ρn tính khối lượng riêng dầu ρ2 0,5 điểm