Đề thi học sinh giỏi 2018 môn vật lý chuyên tuyên quang

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 TRƯỜNG THPT CHUYÊN TUYÊN QUANG -ĐỀ THI ĐỀ XUẤT KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ XI, NĂM 2018 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ LỚP 10 Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 02 trang) Bài 1: Một tàu vũ trụ chuyển động tự quanh trái đất theo quỹ đạo tròn với vận tốc v0 độ cao h, biết bán kính trái đất R >> h Để hạ cánh an toàn xuống trái đất người ta mở động thời gian ngắn để truyền cho tàu vận tốc phụ v 1.Tính v hai trường hợp sau: a, v ngược hướng với v0 b, v hướng phía tâm trái đất Biết nhiên liệu động hoạt động đốt cháy bay khỏi động với vận tốc không đổi Tìm tỉ số khối nhiên liệu mà động dùng hai trường hợp Bài Động học – động lực học Hai cầu nhỏ giống có khối lượng m, nối với sợi dây dài ℓ, không dãn, nhẹ, lúc đầu chúng đứng yên, dây thẳng Truyền cho A vận tốc v0 thẳng đứng Biết q trình chuyển động dây ln căng, B không bị nhấc lên, bỏ qua ma sát Xác định quỹ đạo chuyển động A, tìm thơng số quỹ đạo Tìm điều kiện v0 để tượng xảy Bài Nhiệt học Một lượng khí đơn nguyên tử thực chu trình p 123a1 hình vẽ Biết độ biến thiên thể tích từ trạng thái sang có giá trị độ biến p2 thiên thể tích từ trạng thái sang thể a tích ban đầu Độ biến thiên áp suất từ trạng thái sang giá trị áp suất ban đầu Đường biểu diễn chu trình 123b1 có diện tích giới hạn p1 diện tích đường tròn bán kính độ dài b đường biểu diễn trạng thái sang trạng thái sang Cung tròn 3a1 cung 3b1 O V1 V2 V3 Cơng mà khí thực chu trình A Hãy xác định nhiệt lượng trình theo A, cho biết q trình khí nhận hay tỏa nhiệt? Bài Cơ học vật rắn Tấm ván dài có khối lượng M nằm mặt 0 phẳng nằm ngang nhẵn Một cầu đặc khối m lượng m bán kính R quay quanh trục nằm ngang qua tâm với tốc độ góc  thả khơng vận tốc ban đầu từ độ cao h xuống ván Trong suốt trình h va chạm cầu ván, cầu bị trượt Độ lớn vận tốc theo phương thẳng đứng M cầu sau trước va chạm với ván liên hệ: v 'y vy  e  số Cho hệ số ma sát V Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 ván cầu  Coi trọng lực cầu nhỏ so với lực tương tác va chạm a) Tính tốc độ góc quay quanh khối tâm cầu sau va chạm với ván b) Tìm vận tốc khối tâm cầu sau va chạm với ván Bài Phương án thí nghiệm Giả sử bạn cần phải lấy nước từ vòi để chứa đẩy bể lớn có dung tích biết trước nhờ ống dẫn mềm có đầu cuối ống kim loại hình trụ Bạn muốn biết trước thời gian hồn tất cơng việc chán ngất Liệu bạn tính thời gian khơng, bạn có tay thước? (Trình bày sở lý thuyết, trình tự thí nghiệm, bảng số liệu, cách tính sai số ý trình làm thí nghiệm để giảm sai số)./ Người đề : Đinh Ngọc Tuyến- 0915.195.288 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 TRƯỜNG THPT CHUYÊN TUYÊN QUANG HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ LỚP 10 Bai 1: Một tàu vũ trụ chuyển động tự quanh trái đất theo quỹ đạo tròn với vận tốc v0 độ cao h, biết bán kính trái đất R >> h Để hạ cánh an toàn xuống trái đất người ta mở động thời gian ngắn để truyền cho tàu vận tốc phụ v 1.Tính v hai trường hợp sau: a, v ngược hướng với v0 b, v hướng phía tâm trái đất Biết nhiên liệu động hoạt động đốt cháy bay khỏi động với vận tốc không đổi Tìm tỉ số khối nhiên liệu mà động dùng hai trường hợp Giải” Tính v  v0   a, Truyền v1 ngược hướng v0 Bảo toàn moomen động lượng L = m (v0 - v1) (R+h) = mvB R (1) Bảo toàn GMm GMm m (v0 - v1)2 = m vB2 R+h R Lực hướng tâm lực hấp dẫn mv02 GMm = (3) R+h (R+h)2 Khi hạ cánh vB = Giải hệ (1),(2), (3) ta được: h h v1 = v0 ≈ v0 2(2R+h) 4R  b, Truyền v2 hướng vào tâm trái đất R B (2)  v1  vB  v0 h C Bảo toàn moomen động lượng L = m (v0 (R+h) = mvC R (1) Bảo toàn A  GMm GMm v2 m (v02 + v22 ) = m vC2 (2) R+h R Lực hướng tâm lực hấp dẫn mv02 GMm = (3) R+h (R+h)2 Khi hạ cánh vC = Giải hệ (1),(2), (3) gần ta được: h v2 ≈ v0 = v1 R Gọi M0 khối lượng tàu, m0 khối lượng nhiên liệu cần tiêu thụ để truyền cho tàu vận tốc v: m0 mv02  - 5mg ≤ mg  v02 ≤ 3gℓ ℓ  mv02 - 5mg ≥  v02 ≥ 2,5 gℓ ℓ 2,5gℓ ≤ v0 ≤ 3gℓ y vA A’ v0 x x G y B vB O A A  vA T T  vB x B B’ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Bài Một lượng khí đơn nguyên tử thực chu trình 123a1 hình vẽ Biết độ biến thiên thể tích ptừ trạng thái sang có giá trị độ biến thiên thể tích p2 từ trạng thái sang thể tích ban đầu Độ biến thiên áp suất từ trạng thái sang giá trị áp suất ban đầu Đường biểu diễn chu trình 123b1 có diện tích giới hạn a 1 p1 diện tích đường tròn bán kính độ dài đường biểu diễn trạng thái sang trạng thái sang Cung tròn 3a1 cung 3b1 Cơng mà khí thực chu trình A Hãy xác định nhiệt lượng trình theo A, cho biết q trình khí O nhận hay tỏa nhiệt? Lời giải: b V1 V2 V3 V2  V1  V3  V2  V  V1 Vì p2  p1  p2  p3  p  p1 Và đường biểu diễn chu trình có diện tích giới hạn diện tích đường tròn bán kính độ dài đường biểu diễn trạng thái sang trạng thái sang Nên p p2  a p1 1    300 tan   V V1   tan 300   p1  O3V1 p p1 3 b V1 Cơng khí thực chu trình : 1 A = 2pV -  (p2 + V2) + 2pV = V12 - V12 3A  V12 = (1) 3-2 - Xét trình  2, độ biến thiên nội năng: 9 3A U12 = nCV(T2 - T1) = (2p1V1- p1V1) = V1 = (2) 2 3-2 Công khí thực q trình  : 3 3 3A A12 = (p1 + V1)(V2 - V1) = V1 = 2 3-2 Nhiệt lượng khí nhân q trình 12 : 3A Q12 = U12 + A12 = 3- - Xét trình 2 3, độ biến thiên nội năng: 3 3 3A U23 = nCV(T3 - T2) = (p3V3 - p2V2) = V1 = 2 3-2 Cơng khí thực trình 23: V2 V3 V V Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 A23 = A12 = 3 3 3A V1 = 2 3-2 Nhiệt lượng khí trình 23 : Q23  U 23  A23  - Xét q trình từ 31: Khí thực chu trình nên U =  Q = A  Q31 = Q - Q12 - Q23 = A - Q12 - Q23 = A - 3A