Đề thi olympic vật lý lớp 10 2016 2017 trường THPT chuyên lý tự trọng cần thơ file word có lời giải chi tiết

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 THPT CHUYÊN LÝ TỰ TRỌNG – CẦN THƠ Câu 1: (5 điểm) Hai nến có chiều cao ban đầu h đặt cách đoạn a nến lại đặt cách tường gần đoạn a (hình vẽ) Tìm vận tốc bóng đen nến tường, biết nến thứ cháy hết thời gian t1 nến thứ hai cháy hết thời gian t Câu 2: (5 điểm) Vật khối lượng m1  200g Vật khối lượng m2  100g Hai vật nối với dây không dãn l = 0,4m Dây nối hai vật bắt qua ròng rọc cố định đầu A giá AB đặt nghiêng 30 so với phương ngang Vật trượt AB với hệ số ma sát k = 0,2 Quay tròn hệ quanh trục thẳng đứng qua dây treo vật với vận tốc góc  Cho   10 rad / s Khi quay không làm lệch dây treo vật vật Xác định vị trí vật Làm lệch dây treo vật khỏi phương thẳng đứng đồng thời quay hệ quanh trục thẳng đứng qua tâm ròng rọc với vận tốc góc 1 cho dây nối vật căng thẳng vật nằm đường thẳng trùng với đường thẳng căng dây nối Xác định vị trí vật vận tốc góc 1 Câu 3: (5 điểm) Hai cầu có khối lượng m1  100g m2  500g , nối với dây không dãn Đặt cầu lòng trụ rỗng quay tròn quanh trục nằm ngang qua trục khối trụ Các cầu đứng yên lòng khối trụ Bán kính nối tâm khối trụ với cầu lệch góc 150 so với phương thẳng đứng Bán kính nối tâm khối trụ với cầu lệch góc 30 so với phương thẳng đứng Hệ số ma sát cầu với lòng trụ k1  0,1 Xác định: Lực căng dây nối cầu Hệ số ma sát k cầu lòng trụ http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Câu 4: (5 điểm) Một cứng AB khối lượng không đáng kể, chiều dài l, hai đầu có gắn chặt hai viên bi nhỏ giống nhau, viên bi có khối lượng m Ban đầu đặt đứng yên trạng thái thẳng đứng, viên bi tiếp xúc với mặt phẳng ngang trơn, viên bi (hình vẽ) Một viên bi nhỏ thứ có khối lượng m chuyển động với vận tốc v hướng vuông góc với AB đến va chạm dính chặt vào bi 1, sau hệ ba viên bi liên kết với chuyển động Hãy tìm điều kiện v để hai viên bi không rời mặt phẳng ngang? Độ lớn vận tốc viên bi nao nhiêu chạm vào mặt phẳng ngang lần đầu? Câu 5: (5 điểm) Một xilanh đặt theo phương thẳng đứng, bên có pit tơng nặng khối lượng M, diện tích S, trượt không ma sát Pittông đáy xilanh nối với lò xo có độ cứng k Trong xilanh có chứa khối khí với khối lượng m, phân tử gam  a Hệ thống đặt khơng khí.Ở nhiệt độ T1 , lò xo giãn ra, pittông cách đáy khoảng h1 Hỏi nhiệt độ T2 pittơng cách đáy khoảng h ( h  h1 )? b Hệ thống đặt chân không Trong xilanh lúc chứa mol khí lý tưởng đơn nguyên tử thể tích V0 , nhiệt độ t  370 C Ban đầu, lò xo trạng thái khơng co giãn Sau truyền cho khí V0 , nhiệt độ 147 C Biết thành xilanh cách nhiệt, R  8,31J / mol.K Tìm nhiệt lượng truyền cho khối khí? nhiệt lượng Q, thể tích khí lúc Câu 6: (5 điểm) Một động nhiệt có tác nhân sinh cơng n mol khí lý tưởng đơn ngun tử thực chu trình kín biểu diễn hệ toạ độ (p-V) hình vẽ Các đại lượng p0 , V0 biết Tính nhiệt độ áp suất khí trạng thái (3) Tính cơng chất khí thực chu trình Tính hiệu suất động nhiệt http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 1: Giả sử thời điểm t, nến (1) cháy hết đoạn h1 , nến (2) cháy hết đoạn h bóng đen in lên tường bên trái bên phải (h – x) (h – y), với: x  h1   h1  h   2h1  h y  h   h1  h   2h  h1 Ngồi ra: nến (1) cháy thời gian t1 v1  h h  h1  t t1 t1 nến (2) cháy thời gian t v  h h  h  t t2 t2 Vậy vận tốc bóng đen bên trái là: h h t t t t2 x 2h  h h h h v1    2    2t  t1  t t t t1 t t1t Vận tốc bóng đen bên phải là: h h t t t t1 y 2h  h1 h h h v2    2    2t1  t  t t t t t1 t1t Biện luận: + Nếu t1  t : nến (1) cháy nhanh nến (2) v1  v âm: bóng đen tường trái dịch chuyển xuống, bóng đen bên tường phải dịch chuyển lên + Nếu t1  t : tượng xảy ngược lại Câu 2: Tìm vị trí vật: Theo định luật Newton ta có: Vật 2: T  P2  m g  1 N  (1) Vật 1: Ox: N.sin 300  T.cos300  Fms cos300  m12 l1.cos300 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 3  N  T  kN  0, 2.100.l1 2 1 3  N   0,  10 l1    2 (2) Oy: P1  Fms sin 300  T.sin 300  N cos300 1   0, 2.N   N  N  3, 26  N  2 Thế (3) vào (2) tìm l1  17,  cm  (3) Suy ra: l2  l  l1  40  17,  22,3  cm  Tìm vị trí vật 1 : Khi quay quanh trục thẳng đứng với tốc độ 1 , vật nằm đường thẳng AB, lúc vật quay theo Theo định luật Newton ta có: Vật 2: Oy: T sin 300  m 2g  T   N  Ox: T cos 300  m 12 l2 cos 300  12 l2  T   20 m 0,1 (4) Vật 1: Oy: P1  Fms sin 300  Tsin 300  N cos300 1   0, 2N   N  N  3,916  N  2 Ox: N.sin 300  T.cos300  Fms cos300  m1.12 l2 cos300 3 3,916   0, 2.3,916  0, 2.12 l1  12 l1  25, 22 (5) 2 2 Từ (4) (5) suy ra: l '1  22,3  cm  ; l '2  17,  cm  ; 1  10, 63  rad / s  Câu 3: Hai câu nằm cân lòng khối trụ trỗng Mỗi cầu chịu lực tác dụng gồm trọng lực, phản lực, lực căng lực ma sát Phân tích lực hình vẽ Áp dụng điều kiện cân cầu, ta có: Quả cầu 1: Ox: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  6 6 2     N1  0,924.T 40   (1) Oy: P1  N1.sin 750  T.cos 67,50  F1.sin 750  6 6 2      N1  T.0,382 40   (2) Từ (1) (2) tìm được: N1  0,944  N  T  0,166  N  Quả cầu 2: Ox: N2 cos 600  T.cos 22,50  F2 cos300  N2  T.0,924  k N 2 (3) Oy: P2  T.sin 22,50  N2 sin 600  F2 sin 300   0,166.0,383  N  10,127  3N  k N  k 2N2 2 (4) Từ (3) (4) tìm được: N  4,3  N  ; k  0, 62 Câu 4: Tìm v để hai cầu không rời mặt phẳng ngang: * Ngay sau va chạm mềm bi 3, hệ cầu 13 chuyển động theo phương ngang: bảo toàn v động lượng theo phương ngang, độ lớn vận tốc v13 : mv0  2mv13  v13  * Xét hệ gồm ba viên bi, bi va chạm với khối tâm C bi C có vận tốc theo phương v ngang v C : bảo toàn động lượng theo phương ngang, ta có: mv0  3mvC  vC  * Chọn hệ qui chiếu (Q) gắn với khối tâm C, viên bi 13 chuyển động C có vận tốc: v v v v13/C     gia tốc hướng tâm viên bi 13 C: a ht /C  v0    v02     l 12l * Mặt khác: khối tâm C hệ chuyển động theo phương thẳng đứng tác dụng P N NP Theo định luật II Newton, ta có: a C  3m v02 N  P  12l 3m v P * Nếu viên bi 13 nâng lên N = a13  nên:   v02  12gl 12l 3m Vậy viên bi 13 đất có gia tốc là: a13  a ht /C  a C  http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Vậy để vật 13 khơng nâng lên thì: v02  12gl Vận tốc viên bi chạm vào mặt phẳng ngang lần đầu: Chọn hệ qui chiếu gắn với sàn, viên bi 13 trượt không ma sát sàn Ngay trước bi chạm sàn, vận tốc hệ bi theo phương ngang nhau: v v1n  v 2n  v3n  1 v  Theo định luật bảo toàn năng: mv02  mgl  m    mv 22 2  3 7v02 Vậy: v2  2gl  Câu 5: a Gọi p0 , p1 , p áp suất khí quyển, áp suất khí trạng thái đầu áp suất khí trạng thái sau khí; x1 , x độ biến dạng lò xo hai trạng thái đầu cuối Điều kiện cân pit tông hai trạng thái cho ta: (1) Mg  p0S  k.x1  p1S Mg  p0S  k.x  p2S (2) Từ (1) (2) suy ra: k  x  x1    p  p1  S Mà: x  x1  h  h1  p  p1  k  h  h1  S mRT2 mRT1 k    h  h1  Sh Sh1 S Giải ta được: T2  T1h kh   h  h1  h1 mR b Các trạng thái khí lúc đầu lúc sau:  p , V0 , T0   p3 , V3 , T3  với V3  Sau truyền nhiệt lượng Q, pittông dịch chuyển lên đoạn x  V0 V V0   V0  3xS S 3S Mg  p0S Xét điều kiện cân pittông lúc đầu lúc sau, ta có:  Mg  kx  p3S Cơng mà khí thực được: 1 1 1  1 A  Mgx  kx  p V0   p3  p  V0  p V0  p3V3  nR  T0  T3   1731, 25  J  6 8  6 nR  T3  T0   2742,3  J    13 Nhiệt lượng truyền cho khí: Q  U  A  nR  T3  T0   4473,55  J   8 Độ tăng nội khí: U  CV T  Câu 6: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Đường 2-3 có dạng: p V k p0 V0 V 3p + Trạng thái 3: V3  3V0 ; p3  kp  V0 + Trạng thái 2: V2  7V0 ; p  p0  k  p3V3 9p0 V0  nR nR 64p0 V0 Cơng chất khí thực có giá trị: A  S 123  Khí nhận nhiệt tồn q trình 3-1 phần trình 1-2, đoạn 1-I + Xét q trình đẳng tích 3-1: 144p V0 i pV p V  Q31  U  nR T  nR  1    Q31  2 nR   nR + Xét trình 1-2: p  aV  b + Theo phương trình Claperon-Mendeleep: T3  TT1: 5p0  a.3V0  b TT2: p   p0 p V  8p  a   b  8p0 V0 V0 Vì trình 1-2 có phương trình: p   p0 V  8p0 V0 nRT vào ta có: V p p nRT   V  8p0 V  nRT  2 V.V  8p V V0 V0 (1) Thay p  (2) + Theo NL I: Khi thể tích biến thiên V ; nhiệt độ biến thiên T nhiệt lượng biến thiên: (3) Q  nRT  pV   p + Thay (1), (2) vào (3) ta có: Q   20p0  V  V V0    Q  điểm I V1  5V0 p1  3p0 Như 3V0  V  5V0 Q  tức chất khí nhận nhiệt lượng p p nR  TI  T1   I  VI  V1   8p0 V0 2 A  32% * Hiệu suất chu trình là: H  Q31  Q1I Q12  Q1I  U1I  A1I  http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... U  CV T  Câu 6: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Đường 2-3 có dạng: p V k p0 V0 V 3p +... hiệu suất động nhiệt http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 1: Giả sử thời điểm... điều kiện cân cầu, ta có: Quả cầu 1: Ox: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  6 6 2  