dethi hsg l10 2013 hatinh vatly 7975 merge

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT NĂM HỌC 2012 - 2013 Môn thi: VẬT LÝ – lớp 10 Thời gian làm 180 phút (Đề thi có 01 trang, gồm 05 câu) Câu 1: Trên đường thẳng đứng, người ta ném đồng thời hai vật theo phương ngang Vật A độ cao h1 vật B độ cao h (so với sàn nằm ngang) với vận tốc ban đầu tương ứng v01 v02 Bỏ qua lực cản Lấy g = 10 m/s2 a Cho h1 = 80 m v01 = 10 m/s Viết phương trình quỹ đạo vật A Tìm khoảng cách từ vị trí ném vật A đến điểm mà vật A chạm sàn lần b Vật B va chạm đàn hồi với sàn, nẩy lên rơi xuống sàn lần thứ hai v h vị trí thời điểm với vật A chạm sàn lần Tìm tỷ số 01 v02 h2 Câu 2: Con lắc đơn gồm sợi dây có chiều dài l = m, khối lượng m = 500 g,  treo vào điểm cố định Kéo lắc khỏi vị trí cân cho dây treo hợp 0 phương thẳng đứng góc 0 = 60 thả nhẹ Khi vật chuyển động đến vị trí dây treo hợp phương thẳng đứng góc  = 300 va chạm đàn hồi với mặt phẳng cố định thẳng đứng Bỏ qua ma sát, dây không giãn Lấy g = 10m/s2.(Hình vẽ 1) a Tìm vận tốc vật lực căng sợi dây trước vật va chạm với mặt phẳng Hình vẽ b Tìm độ cao lớn mà vật đạt sau lần va chạm thứ Câu 3: Một xilanh đặt nằm ngang, hai đầu kín, tích 2V0 chứa khí lí tưởng áp suất p0 Khí xilanh chia thành hai phần nhờ pit-tông mỏng, cách nhiệt có khối lượng m Chiều dài xilanh 2l Ban đầu khí xilanh có nhiệt độ T0, pit-tông chuyển động không ma sát dọc theo xi lanh a Nung nóng chậm phần khí xilanh để nhiệt độ tăng thêm T làm lạnh chậm phần lại để nhiệt độ giảm T Hỏi pit-tông dịch chuyển đoạn có cân bằng? b Đưa hệ trạng thái ban đầu (có áp suất p0, nhiệt độ T0) Cho xilanh chuyển động nhanh dần theo phương ngang dọc theo trục xi lanh với gia tốc a thấy pit-tông dịch chuyển đoạn x so với vị trí cân ban đầu Tìm gia tốc a C Coi nhiệt độ không đổi pit-tông di chuyển khí phân bố Câu 4: 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  = 30 Đĩa tròn hình trụ bán kính R = 10 cm, khối lượng M = kg Tìm độ lớn lực tác dụng vào đĩa AB Bỏ qua ma sát Lấy g = 10m/s2 Câu 5: Một nêm có tiết diện tam giác ABC vuông A, hai mặt bên AB AC A Cho hai vật m1 m2 chuyển động đồng thời không vận tốc đầu từ A m2 A hai mặt nêm Bỏ qua ma sát Lấy g = 10m/s (Hình vẽ 3) m 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  b Để t1 = t2 cần phải cho nêm chuyển động theo phương B  ngang gia tốc a không đổi bao nhiêu? Hình vẽ HẾT - Thí sinh không sử dụng tài liệu - Giám thị không giải tích thêm Họ tên thí sinh ……………………………………………………SBD………………………….………………………  B Hình vẽ C SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH HDC ĐỀ CHÍNH Câu KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT NĂM HỌC 2012 - 2013 Thời gian làm 180 phút (Đề thi có 01 trang, gồm 05 câu) điểm x  v 01t  gx x  Chọn: hệ tọa độ Oxy, gốc tọa độ, gốc thời gian gt   y   2v 01 20 y    a 2h1 1,5 điểm Thời gian rơi chạm đất: t  4s g Tầm xa mà vật đạt L = v01t = 40 m Điểm 0,5 0,5 0,5 Khoảng cách AM  802  402  40 5m  89, 4m Va chạm B sàn đàn hồi nên thành phần nằm ngang vận tốc không đổi A 0,5  v01 h1 B  v02 H C h2 b 2,5 điểm HM = v01t = v02t  v01 =1 v02 Xét vật A: gt (1) h1 = M 0,5 (t thời gian kể từ lúc ném vật A đến hai vật 0,5 chạm M) gt22 (2) (t2 thời gian chuyển động từ B đến C) HM = 3HC  v01t = 3v02t2  t = 3t2 (3) Xét B: h2 = Từ (1), (2) (3) ta h1 t = =9 h2 t22 0,5 0,5 Câu điểm Chọn mốc tính độ cao vị trí va chạm Áp dụng định luật bảo toàn mgh = mv2/2  v = (2gh)1/2 a Với h = l(cos - cos0) 1,5 điểm  v = [2gl(cos - cos0)]1/2 = 2,7 m/s Áp dụng định luật II Niu–tơn: T - mgcos = mv2/2  T = mg(3cos - 2cos0) = 7,79 N Vì va chạm đàn hồi với mặt phẳng cố định nên sau va chạm vật có vận tốc đối xứng với vận tốc trước va chạm qua mặt phẳng thẳng đứng b v’ = v = (2gh)1/2 2,5 điểm Ngay sau va chạm thành phần vận tốc v’x = v’sin300 = (2gh)1/2sin300 kéo vật chuyển động lên Áp dụng định luật bảo toàn năng: mgHmax = mv’x2/2  Hmax = h/4  cm Câu điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 a điểm Phần xi lanh bi nung nóng: PoVo PV PV 1  1 To T1 T0  T 0,5 Phần xi lanh bị làm lạnh: PoVo P2V2 PV   2 To T2 T0  T 0,5 (1) 0,5 Vì P1 = P2  V1  T0  T T0  T V2 Gọi đoạn di chuyển pit-tông x, ta có: (2)  l  x  S T0  T  x =   l  x  S T0  T Từ (1) (2) ta có b điểm P2V2 = P0V  P2 = P0V0 /(l - x)S (1) P1V1 = P0V  P2 = P0V0/(l + x)S (2) Xét pit-tông: F2 - F1 = ma  (P2 - P1)S = ma F2 (3) Câu  a = 2P0V0x/(l – x2)m C a điểm b điểm  Đối với AB: AH = Rtan600 = R cm Áp dụng quy tắc mô men trục quay A l mg cos300 + N3.R =T.l l mg cos30  N R T=  48,7 N l Phản lực trục quay A: Nx + N3sin30 = Tsin300  Nx  - 21,9 N Ny + Tcos30 = mg + N3cos300  Ny  57,9 N 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 80 N ≈ 46,19 N Phản lực trục quay: N = Câu P2, V2 N2cos30 = Mg  N2 = 2Mg  160 N ≈ 92,4 N N1 = N2sin30  N1 = F1 P1, V1 Pđ = Mg = 80 N, Pt = mg = 20 N 0,5 lT T0 ( P0V - PV )S = ma S (l  r ) S (l  r ) Từ (1), (2), (3) điểm Đối với đĩa: V1 = (l + x)S V2 = (l - x)S 0,5 N N O Pđ G A P t N x2  N y2 = 61,9 N điểm Gia tốc vật mặt phẳng nghiêng: a1 = gsin, a2 = gcos AB = (gsin)t2/2 AC = (gcos)t2/2 AC t2 = 2t1  (1)  AB tan  AC Mặt khác tan = (2)  tan =   = 63,40 AB để t1 = t2 nêm phải chuyển động phía bên trái nhanh nhanh dần Trong hệ quy chiếu gắn với nêm: a1n = gsin - a0cos a2n = gcos + a0sin AC a2 n gcos  + a sin  Vì t1 = t2  tan = = = =2 AB a1n gsin  a cos Thay số ta a0 = g = 7,5 m/s2 H B 0,5 N3 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT – NĂM HỌC 2012 – 2013 MÔN: VẬT LÍ Thời gian: 180 phút – Ngày thi 05/4/2013 Đề thi gồm: 02 trang Câu (2,0 điểm): Một vật có trọng lượng P = 100N giữ đứng yên mặt phẳng nghiêng góc  so với mặt  phẳng ngang lực F có phương ngang (hình 1) Biết tan   0,5 ; hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng nghiêng   0, Xác định điều kiện F để: Vật có xu hướng lên Vật có xu hướng xuống Câu (2,0 điểm): Thanh AB đồng nhất, trọng lượng P dựa vào tường thẳng đứng sàn nằm ngang (hình 2) Bỏ qua ma sát Thanh giữ nhờ dây OI Chứng tỏ cân AI  Tìm lực căng dây AI  AB   600 Câu (2,0 điểm): Một vật có dạng bán cầu khối lượng M đặt nằm ngang mặt phẳng nằm ngang không ma sát (hình 3) Một vật nhỏ có khối lượng m bắt đầu trượt không ma sát, không vận tốc đầu từ đỉnh bán cầu Gọi  góc mà bán kính nối vật với tâm bán cầu hợp với phương thẳng đứng vật bắt đầu tách khỏi bán cầu Thiết lập mối quan hệ M, m góc  Tìm  M  m Cho phương trình x  x   có nghiệm x   Câu (2,0 điểm): Ba cầu có bán kính, khối lượng khác nhau, buộc vào sợi dây có chiều dài giống tiếp xúc với (hình 4) Quả cầu m1 kéo lệch lên đến độ cao H thả Cho cầu va chạm hoàn toàn đàn hồi xuyên tâm Sau va chạm H cầu thứ với cầu thứ hai cầu thứ hai với cầu thứ ba ba cầu có động lượng Tìm mối liên hệ m2 m3 theo m1 Tìm độ cao cực đại cầu theo H AB  F  Hình A I  O B Hình  Hình m1 m2 m3 Hình Câu (2,0 điểm): Trong xi lanh kín đặt thẳng đứng có hai pit tông nặng chia xi lanh thành ngăn (hình 5), ngăn chứa lượng khí lí tưởng loại Khi nhiệt độ ngăn T1 tỉ số thể tích phần V1 : V2 : V3  : :1 Khi nhiệt độ ngăn T2 tỉ số thể tích phần V1' : V2' : V3'  x : :1 Bỏ qua ma sát pit tông xi lanh (1) m1 (2) m2 (3) Hình Tìm x Tìm tỉ số T2 T1 HẾT -Họ tên thí sinh: Số báo danh: Chữ kí giám thị số 1: Chữ kí giám thị số 2: SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG Câu Câu (2 điểm) HƯỚNG DẪN CHẤM-BIỂU ĐIỂM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 MÔN THI: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 180 phút Đáp án gồm: 04 trang Nội dung Ý Vật có xu hướng lên:     Các lực tác dụng vào vật: N , F , Fms , P y Điểm 0,25đ  Fms O   N  P x  F Để vật nằm yên có xu hướng lên thì: P sin   F cos   P sin   Fms với Fms   N   ( F sin   Pcos )  P tan   F  P(sin    cos ) P (tan    )  cos   sin    tan  0,25đ 0,25đ Thay số ta được: 100.0,5  F  100(0,5  0, 2) 700  50 N  F  N  77,8 N  0, 2.0, 0,25đ Vật có xu hướng xuống: lực ma sát đổi chiều so với hình vẽ câu Để vật nằm yên có xu hướng xuống thì: P sin   Fms  F cos   P sin  với Fms   N   ( F sin   Pcos ) P(tan    )  F  P tan    tan  100(0,5  0, 2) 300 Thay số ta được:  F  50  27,3 N  N  F  50 N  0, 2.0,5 11  Câu (2 điểm) AB + Giả sử I trung điểm     Thanh chịu tác dụng P, N A , N B , T A  NA  NB P B O 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ D  I T  0,25đ 0,25đ Ta thấy mô men đối D khác  không cân   AB + Nếu AI  mô men T chiều với mô men P nên 0,5đ cân Khi AI  AB   600 : Khi OGB đều, I trung điểm GB nên GOI    300 0,25đ Xét momen điểm D ta có: OB  T DH OB  AB.cos với  OH  OD.sin   AB.sin  P  cos  T sin  Thay   600 ,   300 P.cos60 P ta được: T   2.sin 300 0,25đ P  NA A D 0,25đ  G P I T  O  NB  u2 R Lúc m bắt đầu rời bán cầu thì: N  0, F   u  gR cos  q    Áp dụng công thức cộng vận tốc: v1  v  u v  v  u  2v2 u.cos Suy ra:  v1 x  u cos   v2  N  u (2)  0,25đ 0,25đ 0,25đ  v1  Fq  P (1)  v2 (3) (4) 0,25đ B Theo định luật II Niu-tơn ta có: mg cos   N  Fq sin   m Câu (2 điểm) H Hình  + Theo phương ngang, động lượng hệ " vật M-m" bảo toàn: mv1x  Mv2   v1x  Từ (4) (5)  v2  M v2 m m u cos  mM (5) (*) 0,25đ + Áp dụng định luật bảo toàn ta có: mgR (1  cos )= mv12 Mv22  2 (*,*) 0,25đ ... CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT – NĂM HỌC 2012 – 2013 MÔN: VẬT LÍ Thời gian: 180 phút – Ngày thi 05/4 /2013 Đề thi gồm: 02 trang Câu (2,0 điểm): Một vật có trọng lượng P =... DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH HDC ĐỀ CHÍNH Câu KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT NĂM HỌC 2012 - 2013 Thời gian làm 180 phút (Đề thi có 01 trang, gồm 05 câu) điểm x  v 01t  gx x  Chọn: hệ tọa... Câu Câu (2 điểm) HƯỚNG DẪN CHẤM-BIỂU ĐIỂM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012 -2013 MÔN THI: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 180 phút Đáp án gồm: 04 trang Nội dung Ý Vật có xu hướng