Đề thi học sinh giỏi 2018 môn vật lý chuyên lam sơn, thanh hóa

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 TRƢỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THANH HÓA Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỀ ĐỀ XUẤT KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DHĐBBB NĂM HỌC 2017- 2018 Môn thi VẬT LÝ 10 Thời gian làm 180 phút Đề thi gồm có 02 trang Câu (5 Điểm ) Một sợi nhẹ không co giãn dài l = 30 cm có đầu gắn với đáy bình chứa nƣớc hình trụ, đầu gắn cầu gỗ nhƣ hình vẽ Khoảng cách từ điểm gắn sợi đến tâm đáy bình r = 20 cm Bình bắt đầu quay xung quanh trục thẳng đứng Hãy xác định tốc độ góc quay bình sợi bị lệch khỏi hƣớng thẳng đứng góc  = 300, lấy g = 9,8 m/s2 Câu (4 điểm ) Một khối trụ đặc khối trụ đặc khối lƣợng M, bán kính Rlăn xuống mặt phẳng nghiêng góc α Giả sử khối trụ lăn khơng trƣợt Hãy tính gia tốc khối tâm hệ số ma sát nghỉ Cho hệ số ma sát khối trụ mặt phẳng nghiêng μ Hỏi với điều kiện μ khối trụ lăn khơng trƣợt, lăn có trƣợt? Câu (4 điểm ) Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Một hành tinh có khối lƣợng m chuyển động theo đƣờng elip quanh Mặt Trời cho khoảng cách lớn nhỏ từ Mặt Trời tới lần lƣợt r1 r2 Tìm độ lớn momen động lƣợng hành tinh tâm Mặt Trời Câu (4 điểm ) Biết n mol khí lý tƣởng nhiệt độ T  2T0 có nhiệt dung CV   nR , với T  2T0 nhiệt dung CV2   CV1 ,  ,  haip Chu kỳ tuần hồn thể nhƣ hình 1:p2 số lớn B (2T0) C (3T0) ABCDA hình chữ nhật p1 a Tìm nhiệt độ TD chất khí trạng thái D O A(T0) V1 D V2 b Vẽ đồ thị biến đổi nội theo nhiệt độ Câu (3 điểm ) Xác định hệ số ma sát nhớt chất lỏng Cho công thức xác định lực ma sát nhớt tác dụng lên bi nhỏ: F  6  v.r Trong đó: η hệ số ma sát nhớt chất lỏng, v tốc độ chuyển động bi so với chất lỏng, r bán kính bi Cho dụng cụ thí nghiệm: (1) Một ống thủy tinh hình trụ dài (2) Một ống nhỏ giọt (3) Một cân (4) Một đồng hồ bấm giây (5) Một thƣớc đo chiều dài V Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 (6) Chậu đựng nƣớc có khối lƣợng riêng ρ biết (7) Chậu đựng dầu thực vật có khối lƣợng riêng ρd biết Trình bày sở lý huyết, cách bố trí, bƣớc tiến hành thí nghiệm để xác định hệ số ma sát nhớt dầu thực vật cho TRƯỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THANH HĨA Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐÁP ÁN ĐỀ ĐỀ XUẤT ĐBDHBB NĂM HỌC 2017 -2018 Câu + Do khối lƣợng riêng cầu nhỏ khối lƣợng riêng nƣớc nên hình trụ quay cầu lệch phía trục quay hình trụ (Xét “quả cầu nƣớc” vị trí cầu gỗ sợi dây Fy Fx P thẳng đứng hình trụ nƣớc quay Khi chịu tác dụng lực li tâm lực phần tử nƣớc khác đẩy Hai lực cân Nếu thay vào cầu gỗ lực qn tính li tâm nhỏ lực đẩy nƣớc khơng đổi, cầu bị đẩy vào phía trục quay) + Giả sử chƣa buộc cầu vào sợi hình trụ nƣớc quay Xét phần tử nƣớc tích thể tích cầu (V) vị trí cầu có Những lực tác dụng vào phần tử nƣớc gồm: P = DngV, lực F phần tử nƣớc xung quanh tác dụng: lực gồm hai thành phần: Fy cân với P Fx hƣớng tâm Fy = DngV ; Fx = m 2 R = DnV 2 (r - lsin  ) (*) Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 * Bây nghiên cứu trƣờng hợp có cầu gỗ hình trụ nƣớc quay + Quả cầu chịu tác dụng phần tử nƣớc lại Fx Fy; trọng lực P’ = DgVg lực căng dây T + Xét theo phƣơng thẳng đứng: Fy - DgVg - Tcos  = (1) + Xét theo phƣơng ngang: Fx - Tsin  = m’ 2 R = DgV 2 ( 2 (r - lsin  ) (2) + Từ (*); (1) (2): = g.tg r  l sin   10,6 (rad/s) Câu Áp dụng định luật II + Psinα –Fms = MaG (1) + N = Pcosα (2) + Phƣơng trình chuyển động quay quanh khối tâm G + R.Fms = IG.γ ( 3) với IG = a 1 MR ,   G thay vào phƣơng trình (3) => Fms = MaG thay vào (1) 2 R => aG = g sin  + Vì ma sát ma sát nghỉ vậy: Fms   n N =>  n  Từ (1) (3) ta suy => aG  =>   Mg sin   Fms M Fms MR tan  Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 + Gọi K điểm tiếp xúc khối trụ mặt nghiêng: + aK = aG – γR=> aK = gsinα – 3μgcosα + Biện luận: + aK = khối trụ lăn không trƣợt =>   + aK > khối trụ lăn có trƣợt =>   tan  tan  Câu L = mr2ω = mr 2  mr121  mr222 (1) Định luật bảo tồn cho vị trí r1; r2 m 2 GMm m 2 GMm 1 r1   2 r2  r1 r2  r    r    r   2 2 r12 1 2 r22   1   r1 1   1   GM       2 r r  2  r1 r2  2GM  r121  1  r1 r2 Thay vào (1) ta đƣợc: 2GMr1r2 r1  r2 Lm 2GMr1r2 r1  r2 Câu Từ đồ thị cho biết: A  B q trình đẳng tích, tăng áp; B  C trình giãn nở đẳng áp; C  D trình hạ áp đẳng tích; D  A q trình nén đẳng áp Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Giả thiết: trạng thái A: p1 ,V1 , T0 ; trạng thái B: p2 ,V1 , 2T0 ; trạng thái C: p2 ,V2 ,3T0 ; trạng thái D: p1 ,V2 , TD a Phƣơng trình trạng thái khí lí tƣởng: p2 2T0 p2 3T0  ;   TD  T0 p1 T0 p1 TD Từ biết từ C  D qua trạng thái F mà có nhiệt độ 2T0 b Cơng thức nội khí lý tƣởng: U  CV T Ở trạng thái A: U A  CV T0   nRT0 Ở trạng thái B: U B  CV 2T0  2 nRT0 Ở trạng thái C: UC  CV 3T0  3 nRT0 Ở trạng thái F: U F  CV 2T0  2 nRT0 Ở trạng thái D: U D  CV 1,5T0  1,5 nRT0 Khi chất khí trạng thái B F (nhiệt độ 2T0 ) có đột biến nhiệt dung Ý nghĩa chuyển động tự phân tử vừa đạt đƣợc nhiệt độ 2T0 tức hệ trạng thái B, trạng thái kích thích: hấp thụ nhiệt mà không tăng nhiệt độ, nội U B Ở trạng thái F, xuất tỏa nhiệt mà nhiệt độ không giảm, nội U F Do biểu đạt hệ hồn chỉnh quan hệ nội U nhiệt độ T là: U  CV1 T   nRT , với T  2T0 U  CV2 T   nRT , với T  2T0 U /  nRT0 3 2 T T0 2T0 3T0 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  nRT  U   nRT , với T  2T0 Từ quan hệ U T ta có đồ thị Câu Cơ sở lý thuyết Vật rơi môi trƣờng chịu tác dụng lực cản tỷ lệ với tốc độ chuyển động vật Ban đầu vật rơi nhanh dần, nên tốc độ tăng dần, đến lực cản môi trƣờng đủ lớn để cân với trọng lực lực đẩy Acsimet vật chuyển động Xét viên bi nhỏ bán kính r chuyển động dầu với tốc độ v: + Phân tích lực: trọng lực P , lực đẩy Acsimet F A , lực ma sát nhớt F + Viên bi chuyển động nên ta có: P  FA  F   F = P – FA r   d .g  6.v.r   r   d .g     v Nhận xét: Để đo η, ta cần đo bán kính r tốc độ chuyển động v viên bi Ống nhỏ giọt Tiến hành thí nghiệm a Bố trí thí nghiệm nhƣ Hình 2: b Tiến trình thí nghiệm: Giọt nước CĐ S Nước Hình Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Bƣớc 1: Thí nghiệm với ống nhỏ giọt - Dùng cân điện tử để cân khối lƣợng: ống nhỏ giọt, ống nhỏ giọt có chứa nƣớc để xác định khối lƣợng m nƣớc ống - Đếm số giọt nƣớc N Bƣớc 2: Cho giọt nƣớc từ ống nhỏ giọt rơi vào dầu từ độ cao h xác định (để giọt nƣớc có tốc độ ban đầu đủ lớn) Mỗi giọt nƣớc chuyển động ống dầu, quan sát chuyển động giọt nƣớc: - Dùng thƣớc đo quãng đƣờng S (quan sát thấy giọt nƣớc chuyển động đều) - Dùng đồng hồ đo khoảng thời gian t chuyển động tƣơng ứng Chú ý: Khi tiến hành bƣớc nhiều lần mức chất lỏng nƣớc ống dâng lên nên ta phải ý: điều chỉnh vị trí ống nhỏ giọt (để độ cao h không đổi); vị trí đo quãng đƣờng S (do mức nƣớc dâng lên) Xử lý số liệu a Xác định bán kính giọt nƣớc: Đo m, đếm N - Khối lƣợng giọt nƣớc: m0  - Bán kính giọt nƣớc: r  m N 3V 3.m 3 4 4  b Xác định tốc độ chuyển động giọt nƣớc dầu: v S t c Xác định hệ số nhớt dầu: r   d .g v   Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 ... số ma sát nhớt dầu thực vật cho TRƯỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THANH HĨA Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐÁP ÁN ĐỀ ĐỀ XUẤT ĐBDHBB NĂM HỌC 2017 -2 018 Câu + Do khối lƣợng... DgVg lực căng dây T + Xét theo phƣơng thẳng đứng: Fy - DgVg - Tcos  = (1) + Xét theo phƣơng ngang: Fx - Tsin  = m’ 2 R = DgV 2 ( 2 (r - lsin  ) (2) + Từ (*); (1) (2): = g.tg r  l sin... http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  nRT  U   nRT , với T  2T0 Từ quan hệ U T ta có đồ thị Câu Cơ sở lý thuyết Vật rơi môi trƣờng chịu tác dụng lực cản tỷ lệ với tốc độ chuyển động vật