Tấm ván M được tác dụng bởi lực F có phương nằm ngang, độ lớn không thay đổi trong suốt quá trình khảo sát và ban đầu ván đang chuyển động thẳng đều.. 5 điểm _ Các định luật bảo toàn Qu
Trang 1TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ X
TRƯỜNG PT VÙNG CAO VIỆT BẮC
Đề giới thiệu
(Đề thi có 03 trang, gồm 5 câu)
ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ
KHỐI 10
(Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian giao đề)
Câu 1 (5 điểm) _ Động học, động lực học chất điểm
Khối m = 1kg được đặt trên tấm ván M = 4kg, khối m được nối với tường cố định bằng một sợi dây không dãn
như hình 1 Giữa m và M có hệ số
ma sát k = 0,25, giữa tấm ván M và
sàn không có ma sát Tấm ván M
được tác dụng bởi lực F có phương nằm ngang, độ lớn không thay đổi trong suốt quá trình khảo sát và ban đầu ván đang chuyển động thẳng đều Lấy g =10m/s2
a) Tìm lực tác dụng F và lực căng của dây nối
b) Tấm ván M đang chuyển động với vận tốc 2m/s thì ta cắt dây nối giữa m và tường Mô tả chuyển động của m và M sau đó
c) Sau bao lâu kể từ lúc cắt dây lực ma sát giữa m và M thay đổi tính chất? Tìm quãng đường trượt của m trên ván M Giả sử ván đủ dài để vật không rơi ra khỏi ván
Câu 2 ( 5 điểm) _ Các định luật bảo toàn
Quả cầu nhỏ A khối lượng m nằm trên đỉnh
của một bán cầu nhẵn bán kính R được giữ cố
định trên mặt sàn nằm ngang
1 Đẩy quả cầu với vận tốc ban đầu 0
v theo
phương ngang (hình 2) Xác định 0
v để quả
cầu không rời bán cầu ngay lúc đó Tìm vị trí quả cầu rời khỏi bán cầu sau đó
2 Giả sử khi quả cầu ở độ cao h (so với mặt phẳng ngang) thì vận tốc của nó là
v Tìm lực nén của quả cầu lên bán cầu khi quả cầu ở độ cao h' < h và chưa rời bán cầu
R
Hình 2
0
v A
M
m
F
Hình 1
Trang 2a) Xác định vị trí quả cầu rời bán cầu.
b) Sau khi rời khỏi bán cầu quả cầu rơi xuống sàn rồi nảy lên (va chạm giữa quả cầu và sàn là va chạm hoàn toàn đàn hồi) Tìm độ cao H mà quả cầu đạt tới sau
va chạm với sàn
Câu 3 (4 điểm) _ Phương trình trạng thái, nguyên lý I
Một khối khí lí tưởng đơn nguyên tử
thực hiện một chu trình được diễn tả bằng
đồ thị trong hệ tọa độ pOV như hình 3
a) Tính công khí thực hiện trong chu
trình
b) Tính hiệu suất của chu trình
Câu 4 (4 điểm) _ Tĩnh học
Một thanh đồng chất AB, khối lượng m,
đầu A dựa vào mặt phẳng nằm ngang, đầu B
dựa vào mặt phẳng nghiêng (hình 4) Góc
giữa hai mặt phẳng là Đặt vào đầu B của
thanh một lực F hướng dọc theo mặt phẳng
nghiêng Hỏi độ lớn của lực này để thanh cân
bằng? Bỏ qua ma sát giữa thanh và hai mặt phẳng đỡ?
Áp dụng bằng số: m = 2kg; g = 10m/s2; 30 0
Câu 5 (2 điểm) _ Phương án thực hành
Cho các dụng cụ sau:
- Một tấm gỗ phẳng đủ dài đặt nằm nghiêng cố định (mặt phẳng tấm gỗ hợp với phương nằm ngang một góc α), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo đường dốc chính
- 01 lò xo được coi là lý tưởng
- 01 cây bút chì
- 01 cuộn chỉ mảnh, không dãn,
1,5 p
0
1 2
3
p
0
V
p
2V0
V0 O
Hình 3
A
B
Hình 4
Trang 3- 01 thước đo độ dài.
- 01 khối gỗ hình hộp có gắn sẵn móc
Hãy thiết kế phương án thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt giữa khối gỗ
và tấm ván đã cho?
-HẾT -Họ và tên học sinh: , Số báo danh:
Họ và tên giám thị 1: , Họ và tên giám thị 2:
Thí sinh không được sử dụng tài liệu, giám thị không giải thích gì thêm.
Người ra đề
Lương Văn Luyện
SĐT liên hệ: 0988143050
TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ X
TRƯỜNG PT VÙNG CAO VIỆT BẮC
(Đáp án có 06 trang)
ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ
KHỐI 10
Trang 4Câu 1 (5,0 điểm)
a (1 đ)
Ván M chịu tác dụng của lực ma sát trượt Fmstvới m, lực kéo
F và chuyển động thẳng đều nên: Fmst=F=kN=2,5N
0,5
Khối m ở trạng thái cân bằng dưới tác dụng của lực ma sát
trượt '
mst
F với M và lực căng dây T
nên: '
mst mst
F F T=2,5N 0,5
b (2,5 đ)
Khi dây nối đứt, lực căng dây triệt tiêu, '
mst
F
cung cấp gia tốc cho m, m chuyển động nhanh dần trên M với gia tốc am
'
2 mst
m
F
a = =2,5m/s m
1,0
Khi tốc độ của m đạt tới bằng tốc độ chuyển động đều đang có
của M (v=2m/s) thì m dừng lại trên M, lực ma sát giữa chúng
trở thành lực ma sát nghỉ Lúc này m và M trở thành một hệ
vật chịu tác dụng của ngoại lực F nên chúng thu cùng một gia
tốc: 0,5 / 2
F
m M
1,0
Như vậy sau cùng hệ hai vật gắn liền nhau và chuyển động
nhanh dần đều với vận tốc v=2m/s và gia tốc a=0,5m/s2
0,5
c (1,5 đ)
Thời điểm lực ma sát giữa m và M thay đổi tính chất từ ma sát
trượt sang ma sát nghỉ là lúc m đạt tốc độ v=2m/s bằng với tốc
độ chuyển động đều của M: - 0
0,8
m
v v
Gia tốc của m đối với M khi trượt:
2 m/M m M m
a =a -a =a =2,5m/s (vì lúc này M chuyển động đều) 0,5 Quãng đường trượt của m trên M trong thời gian này:
2 /
2
m M
m M
a t
Câu 2 (5điểm)
Trang 51 (1,5 đ)
Áp dụng định luật II Niuton ta có:
2 0 mv
mg - N =
R (với N là phản lực của bán cầu tác dụng lên quả cầu A)
Điều kiện để quả cầu không rời khỏi bán cầu:
N 0 v0 gR (1)
0,5
Tại vị trí C quả cầu rời bán cầu (OC hợp với phương thẳng
đứng góc α), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo0), khi đó N = 0 Vậy:
2
0
mv = mgcosα), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
0
0
= + mgR(1 - cosα), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo )
0,5
Từ (2) và (3) suy ra:
2 0 0
cosα), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo = +
3 3gR (4) 0,5
2.(1,5 đ)
Khi vật ở độ cao h' < h, áp dụng định luật II Niuton và định
luật bảo toàn cơ năng ta có:
mgcosα), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo' - N = mv'2 mg - N = h' mv'2
R R R (5)
mgh' + = mgh +
2 2 (6)
1,0
Từ (5) và (6) ta suy ra:
2
N = (3h' - 2h - )
R g (7) 0,5
3.a(1 đ)
Lập luận tương tự như ý 1, khi vật rời khỏi bán cầu thì
cosα), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo0 2
3
v =2 2gR
3
0 0
2R
H = Rcosα), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo =
3
1,0
Vì va chạm là hoàn toàn đàn hồi nên sau va chạm, quả cầu lại
α), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo0
0
v A
Trang 63.b.(1 đ)
lên tới độ cao H0 với vận tốc v có độ lớn v = 2gR
3 và hợp với phương ngang một góc đúng bằng α), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo0 Sau đó quả cầu lên
thêm một đoạn H1
Áp dụng định lý động năng ta có:
2 y
1
mv = mgH 2
với v = v.sinα), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theoy 0 mà 2
5 sinα), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo 1 os
3
c
0,5
Suy ra: H = 1 5R
27 Vậy độ cao cực đại mà vật đạt được sau khi va chạm với sàn:
H = H + H = 0 1 23R
27
0,5
Câu 3 (4điểm)
a (1 đ)
- Công mà khí thực hiện trong chu trình
A’ = (p3 – p2)(V1 – V2) = 1
b.(3 đ)
-Ta xét từng quá trình để xác định Q
+ Quá trình 1-2: Đẳng áp: V giảm => T giảm
Q12 = nCpΔT < 0 ( Khí tỏa nhiệt)T < 0 ( Khí tỏa nhiệt)
0,5 + Quá trình 2-3: Đẳng tích => A = 0
Q23 = nCvΔT < 0 ( Khí tỏa nhiệt)T = 3
2(1,5p0 – p0)V0 =
3
4p0V0 >0 ( Khí nhận nhiệt) 0,5 + Quá trình 3-1:
Phương trình đường thẳng 3-1: 0
0 0
p
2V
0
=> Tmax 0 0 1
2p V
T nR
0,5
Q31 = A’31 + ΔT < 0 ( Khí tỏa nhiệt)U31
= 1
2(1,5p0 + p0)V0 + 3
2(p1V1 - p3V3) = 2p0V0 >0 ( Khí nhận 0,5
Trang 7Hiệu suất H = 0 0
23 31
0 0
1
p V
9,1 3
Q Q ( 2)p V 11
4
Câu 4 (4điểm)
0,25
Thanh cân bằng với trục quay qua B:
MP = MN1 .2.cos 1 .cos 1 2
P N l
N l
Thanh cân bằng: PN1N2F 0 (2) 0,25 Chiếu (2) lên Oxy:
) 4 )(
90 cos(
) 90 sin(
: 0
) 3 )(
90 cos(
) 90 sin(
: 0
2 1
2
F N
N P y
N F
0,5
Từ (1)(3)(4) tìm được F Psin2 1,0
Câu 5 (2điểm)
Bước 1:
- Dùng thước đo chiều dài tự nhiên l0 của lò xo 0,25
A
B
2
N
1
N
P
Trang 8- Treo vật nặng lên lò xo, đo chiều dài mới của lò xo
- Xác định độ cứng của lò xo
0
mg k l
Bước 2:
- Buộc sợi chỉ vào 1 đầu lò xo, đầu kia buộc vào vật nặng
(sợi chỉ đủ dài) Đặt hệ thống lên tấm gỗ sao cho sợi chỉ có
phương trùng với vạch kẻ sẵn Cố định đầu tự do của sợi chỉ
(phía trên)
- Kéo khối gỗ xuống 1 đoạn l1 n l1 0(chọn n1 nguyên) sử
dụng bút chì đánh dấu vị trí khối gỗ, thả cho khối gỗ trượt
lên trên theo phương dốc chính Đo quãng đường l1mà khối
gỗ trượt được
- ĐLBT năng lượng: 12 1 1
1
2k l mgl mgl (1)
0,25
Bước 3:
Tương tự bước 2, đặt ngược lại, đầu tự do của lò xo gắn cố
định (phía dưới) Kéo khối gỗ lên trên một đoạn l2 n l2 0,
sử dụng bút chì đánh dấu vị trí khối gỗ Thả cho khối gỗ
chuyển động theo phương dốc chính Dùng thước đo quãng
đường l2mà khối gỗ trượt được
ĐLBT năng lượng:
1 22 2 2
2k l mgl mgl (2)
0,25
Xác định các biểu thức
- Thay k vào (1), (2):
2
1 0 1
os sin 2
n l
c
2
2 0 2
os sin 2
n l
c
- Giải hệ 2 pt (3), (4)
0
1
4
n n l
l l
4
l n n c
l l
2
4 cos 4 1 sin
0,5
Trang 9Đặt : A = sin2α), trên đó có vạch sẵn đường thẳng hướng theo ; B =
2 2
2
1 2
1 2
(n n )
l l Ta có
0
4 1
A
Bước 4: Lặp lại các bước 2, 3 hoành thành bảng số liệu
Lần đo n1 n2 l1 (mm) l2 (mm) μ 1
2 3 4
Bước 5: Xử lý số liệu
- Tính 1 2 3 4 5
5
- Sai số tỉ đối: i i
- Sai số tuyệt đối:
n n
, với n là số
lần đo
- Kết quả phép đo:
0,5
* Lưu ý:
- Học sinh giải đúng theo cách khác vẫn cho điểm tối đa
- Điểm của mỗi ý trong câu có thể thay đổi nhưng phải được sự nhất trí của toàn bộ tổ chấm
- Nếu thiếu từ 2 đơn vị trở lên, trừ 0,5 điểm cho toàn bài thi