Đề thi olympic vật lý lớp 10 2016 2017 trường THPT chuyên nguyễn chí thanh đắk nông file word có lời giải chi tiết

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 THPT NGUYỄN CHÍ THANH – ĐẮK NƠNG Câu 1: (5 điểm) Hai vật nhỏ A B nằm đường thẳng đứng có độ cao chênh lệch b  2m Ném đồng thời hai vật lên cao theo phương hợp với phương nằm ngang góc  A  300 B  450 Hai vật chuyển động ngược chiều có vận tốc ban đầu v0A  4m / s; v0B  5m / s Bỏ qua sức cản khơng khí coi độ cao ban đầu đủ lớn, lấy g  10m / s Tính khoảng cách hai vật vận tốc tồn phần chúng vng góc với Câu 2: (5 điểm) Hai khối lập phương nêm hình lăng trụ đáy tam giác bố trí hình vẽ Các vật làm từ chất Chiều dài cạnh hình lập phương, chiều cao hình lăng trụ cạnh đáy hình lăng trụ có giá trị l = 0,5m Ban đầu hai khối lập phương sát Biết ma sát hai khối lập phương mặt phẳng ngang không đáng kể Hệ số ma sát khối lập phương nêm   0, Tìm tốc độ hình lập phương chúng vừa rời khỏi nêm Câu 3: (5 điểm) Trên hình trụ bán kính R, vị trí cách trục khoảng 2R , người ta khoan lỗ hình trụ R , trục lỗ hình trụ song song với (hình vẽ) Đổ vào lỗ chất có khối lượng riêng lớn gấp 11 lần khối lượng riêng chất làm hình trụ Hình trụ đặt nằm ván nhẹ Nhấc chậm đầu ván lên Tìm góc nghiêng  cực đại ván với phương ngang để co hình trụ nằm cân bằng? Hệ số ma sát ván hình trụ k = 0,3 có bán kính Câu 4: (5 điểm) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Hai vật nhỏ khối lượng m1  400g m2  200g nối với lò xo lý tưởng có độ 80 N / m , chiều dài tự nhiên l0  20cm Tất đặt mặt sàn nằm ngang không ma sát Cho vận tốc m3  200g chuyển động dọc theo trục lò xo với vận tốc v0  3m / s tới va chạm đàn cứng k  hồi xuyên tâm với m1 a Tìm chiều dài lớn nhất, nhỏ lò xo hệ m1 , m2 chuyển động b Tìm vận tốc lớn nhất, nhỏ m2 hệ qui chiếu phòng thí nghiệm Câu 5: (5 điểm) Một xilanh chiều dài 2l, bên có pittơng có tiết diện S Xilanh trượt có ma sát mặt phẳng ngang với hệ số ma sát  (hình vẽ) Bên xilanh, phía bên trái có khối khí nhiệt độ T0 áp suất áp suất khí bên ngồi P0 , pittông cách đáy khoảng l Giữa tường thẳng đứng pittơng có xo nhẹ độ cứng K Cần phải tăng nhiệt độ khối khí xilanh lên lượng T để thể tích tăng lên gấp đơi, ma sát xilanh pittơng bỏ qua Khối lượng tổng cộng xilanh pittông m Câu 6: (5 điểm) Một lượng khí lí tưởng thực biến đổi từ trạng thái A sang trạng thái B (hai trạng thái có nhiệt độ) theo hai cách hình vẽ: Cách 1: Đầu tiên nén đoạn nhiệt theo q trình AC làm lạnh đẳng tích theo q trình CB Cách 2: Đầu tiên nung nóng đẳng tích theo trình AD nén đẳng áp BD Cách thực cơng hơn? Ở trạng thái C hay D khí có nhiệt độ cao hơn? 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: Chọn hệ trục toạ độ hình vẽ Gốc toạ độ O vật B, gốc thời gian lúc bắt đầu ném hai vật, ta có:  v   v 0A cos  0A  2 Vật A:  Ax  v Ay  v 0A sin  0A  gt   10t  v Bx  v 0B cos  0B  2,5 Vật B:   v By  v 0B sin  0B  gt  2,5  10t Vận tốc thành phần hai vật vng góc với thì: vOA vOB    v Ax v By  v Ay v By    t  0, 63s  2 3.2,5    10t  2,5  10t     t  0, 08s   loai  Toạ độ hai vật thời điểm t = 0,63s là:    x A   v0A cos  0A t  2 3t  2,18  Vật A:   y A  b  v0A sin  0A t  gt  1, 28   x B  v0B cos  0B t  2,5 2t  2, 23  Vật B:   y B  v0B sin  0B t  gt  0, 24  Khoảng cách hai vật A, B hai vận tốc tồn phần chúng vng góc là: d  x B  x A    yB  yA  2  4,5  m  Câu 2: Gọi a1 , a gia tốc nêm khối lập phương Gọi N áp lực khối lập phương nêm, Fms lực ma sát chúng Biểu thức định luật II Niuton cho nêm: m1 a1  P1  N1  Fms1  N  Fms2 Chiếu lên chiều chuyển động nêm: m1a1  m1g  2N cos   2Fms sin  (1) Biểu thức định luật II Niuton cho khối lập phương: m a  N1  Fms1  Q  P2 Chiếu lên chiều chuyển động: m2a  N sin   Fms cos  (2) Gọi x1 , x quãng đường nêm khối lập phương quãng thời gian t chưa rời nhau, ta có: x1 a  tan    tan  x2 a2 Gọi m1 m2 khối lượng nêm hình lập phương: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 l l l m1 V1 2    m2 V2 l Từ (1) (2) suy ra: m1  g  a1   N cos   Fms sin    cos   sin   g a     m2a N sin   Fms cos  a2 a2  sin    cos   Thay g  10m / s2 ,   600   0, vào phương trình ta tính a  1,73m / s Khi khối lập phương vừa rời khỏi nêm, quãng đường: s  l  0, 25 m Do khối lập phương đạt tốc độ v  2a 2s  2.1, 73.0, 25  0,93m / s Câu 3: * Gọi m khối lượng hình trụ đồng chất không bị khoét, m1 khối lượng dư vật đem đặt vào R    h 5m lỗ trống Ta có: m1   2 10m  R h * Khi góc  tăng hình trụ trượt lăn - Gọi 1 góc mà kể từ hình trụ bắt đầu trượt, ta có phương trình chuyển động tịnh tiến hình trụ:  m  m1  g sin 1  k  m  m1  g cos 1  tan 1  k  0,3 - Gọi  góc mà kể từ hình trụ bắt đầu lăn khơng trượt: + Vì hình trụ khơng trượt lực ma sát phải nhỏ giá trị lớn  m  m1  sin  + Để hình trụ khơng quay momen lực ma sát trục quay qua O không vượt giá trị lớn momen trọng lực m1g , tương ứng với trường hợp đường thẳng OO1 song song với phương ngang Vì với    , ta có phương trình cân momen trục quay qua O: R  m  m1  g sin   2R m1g 5m 10 vào phương trình ta tìm sin   39 * Ta thấy tan   0, 26  tan 1 ta tăng góc  cân momen quay bị phá vỡ trước Thay m1  cân trượt Vậy góc nghiêng  cực đại ván với phương ngang hình trụ nằm cân là: 10 sin      14,860 39 Câu 4: a Chọn trục x’x trùng với v Vận tốc hai vật sau va chạm: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  m1  m3  v1  2m3v0  m / s    m1  m3   m  m1  v3  2m1v1  1 m / s v '3     m1  m3  v '1  m / s Khi lò xo biến dạng cực đại m1 m2 chuyển động với vận tốc vG Lúc lò xo Vận tốc khối tâm G: từ m1v '1   m1  m  vG  vG  cực đại: 1 kx max  Wđ  m1v '12   m1  m  vG2  J 2 15 4.2  0, 02  0,14  m  15.k Vậy chiều dài lớn nhất, nhỏ lò xo: lmax  l0  x max  34cm; lmin  l0  x max  6cm  x max  l (với l chiều dài lò xo) - Trong hệ quy chiếu khối tâm coi m2 gắn với đầu lò xo có độ cứng b Vì m1  2m2 nên m2 cách G khoảng 3k  40N / m đầu lại lò xo gắn với điểm G, độ nén, dãn cực đại lò xo 2 x 2 max   x max  0, 094 m Tốc độ cực đại m2 hệ quy chiếu gắn với khối tâm G là: k2  1 k x 22 max   m v 2G  max   v 2G  max    m / s  2 Vận tốc lớn m2 hệ quy chiếu phòng thí nghiệm là: vG  v 2Gmax   m / s Vận tốc nhỏ m2 hệ quy chiếu phòng thí nghiệm là: v G  v 2Gmax   m / s  Câu 5: Trường hợp 1: Fms  kl  mg  kl Khi xilanh đứng yên Gọi T nhiệt độ cuối khối khí thì: kl   P0   2Sl   P0Sl  kl  S   T  2T0 1   T0 T  SP0   kl  Từ đó: T  T  T0  T0 1    SP0  Trường hợp 2: mg  kl Gọi x độ nén cực đại lò xo Pittơng đứng n kx  mg  x  mg k http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Gọi T1 nhiệt độ khối khí thời điểm lò xo nén cực đại P1 áp suất chất khí xilanh thời điểm thì: mg S - Áp dụng phương trình trạng thái ta có: mg   P0    l  x  S  mg   mg  P0Sl  S    T1  1   1   T0 T0 T1 SP0   kl   PS  P0S  kx  P0S  mg  P1  P0  Khi T  T1 pittơng bắt đầu dịch chuyển, thời điểm áp suất chất khí xilanh khơng đổi Ta có:  mg  T12 S  l  x  T 1 x 2T1    1    T   2T0 1   T0 mg T S.2l T 2 l P S   1 kl  2mg  Từ ta tìm được: T  T  T0  T0 1   SP0   Câu 6: Công cần thực trường hợp 1: 1  VA  1   1 VB  p A VA   VA    1   A1  A AC  A CB  A 'AC      p A VA     VB    1   Công cần thực trường hợp 2: V  V  A  A AD  A DB   A 'DB  p B VB  A    p A VA  A    VB   VB  Do VA  VB     suy A1  A Như công cần thực trường hợp nhỏ trường hợp V V TD  TB D  TB A VB VB 1 A Mặt khác TA V 1 B  TC V V   TC  TA  A   VB  1 V   TB  A   VB  1 Suy TD  TC http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... C hay D khí có nhiệt độ cao hơn? 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: Chọn... nhau, ta có: x1 a  tan    tan  x2 a2 Gọi m1 m2 khối lượng nêm hình lập phương: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com... là: 10 sin      14,860 39 Câu 4: a Chọn trục x’x trùng với v Vận tốc hai vật sau va chạm: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com