Đề thi olympic vật lý lớp 10 2016 2017 trường THPT chuyên tiền giang tiền giang file word có lời giải chi tiết

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất 1 THPT CHUYÊN TIỀN GIANG – TIỀN GIANG Câu 1: 5,0 điểm Một quả lựu đạn treo ở độ cao h bị nổ, các mảnh văng ra

Trang 1

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất 1

THPT CHUYÊN TIỀN GIANG – TIỀN GIANG

Câu 1: (5,0 điểm)

Một quả lựu đạn treo ở độ cao h bị nổ, các mảnh văng ra đều đặn theo các phương xuyên tâm với các vận tốc có cùng độ lớn v Bỏ qua sức cản không khí Sau bao lâu thì: 0

1 Một nửa số mảnh rơi tới đất?

2 Tất cả các mảnh đều rơi tới đất?

Câu 2: (5,0 điểm)

Trên mặt phẳng nghiêng góc  so với phương ngang có hai

vật A, B khối lượng m , m được nối với nhau bởi một sợi A B

dây Vật A ở vị trí thấp hơn vật B Hệ số ma sát giữa A, B với

mặt phẳng nghiêng là  A, B Hai vật trượt xuống với vận tốc

không đổi Hãy biện luận sự tồn tại của lực đàn hồi trên sợi dây

nối hai vật A và B theo hệ số ma sát  A, B?

Câu 3: (5,0 điểm)

Một thanh mỏng đồng chất OA, khối lượng m, chiều dài l có thể quay trong mặt phẳng thẳng đứng

quanh trục cố định O nằm ngang P là điểm tiếp xúc của thanh đối với khối trụ đặt trên mặt phẳng nằm ngang Khối trụ được giữ cân bằng bởi một tấm chắn thẳng đứng Biết góc nghiêng của thanh so với phương ngang là  Đoạn AP

4

 l Bỏ qua mọi ma sát Hỏi khối trụ tác dụng lên tấm chắn một lực là bao nhiêu?

Câu 4: (5,0 điểm)

Có rất nhiều khúc gỗ giống nhau, khối lượng m xếp sát nhau thành một dãy thẳng trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát Hai khúc gỗ cạnh nhau được nối với nhau bằng đoạn dây không dãn dài L Dùng lực F không đổi để kéo khúc gỗ thứ nhất theo phương sắp xếp các khúc gỗ Sau đó các khúc gỗ theo thứ tự lần lượt được kéo chuyển động Vận tốc của khúc gỗ thứ n khi nó bắt đầu được kéo chuyển động là bao nhiêu?

Câu 5: (5,0 điểm)

Hai bình có thể tích V140 dm3 và V2 10 dm3 thông nhau bằng ống có khoá, ban đầu khoá đóng Khoá này chỉ mở khi p1p210 Pa5 (p là áp suất khí trong bình 1, 1 p là áp suất khí trong bình 2) 2

Trang 2

Ban đầu bình 1 chứa khí ở áp suất 5

0

p 0,9.10 Pavà nhiệt độ T0 300K Trong bình 2 là chân không Người ta nung nóng đều 2 bình từ T đến T0 500K

1 Tới nhiệt độ nào thì khoá mở

2 Tính áp suất cuối cùng trong mỗi bình (khi nhiệt độ 2 bình là 500K)

Câu 6: (5,0 điểm)

Một mol khí lý tưởng đơn nguyên tử biến đổi theo một chu trình thuận

nghịch được biểu diễn trên đồ thị như hình vẽ Trong đó đoạn thẳng 1-2

có đường kéo dài đi qua gốc toạ độ và quá trình 2-3 là quá trình đoạn

nhiệt Biết T1300K; p2 3p ; V1 4 4V1

1 Tính các nhiệt độ T , T , T 2 3 4

2 Tính hiệu suất chu trình

3 Chứng minh rằng trong quá trình 1-2 nhiệt dung của khí là hằng số

Trang 3

HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 1:

- Tốc độ ném là như nhau

Nếu v0 nằm ngang thì thời gian rơi tới đất bằng thời gian rơi tựu do từ độ cao h: t0 2h

g



Nếu v0chếch xuống một góc  (so với phương ngang) thì thành phần vy v sin0  gt; ( Oy thẳng đứng từ trên xuống) nên  càng lớn thì vật tới đất càng sớm; mảnh văng thẳng đứng xuống sẽ tới đất sớm nhất

Nếu v0chếch lên một góc  (so với phương ngang) thì giai đoạn lên cao chậm dần một đoạn

0

v sin

s

2g



 rồi rơi tựu do từ độ cao (h + s)

1 Một nửa số mảnh rơi tới đất

- Trong các mảnh có v0chếch xuống (1/2 số mảnh) thì tới đất muộn nhất là các mảnh có v0 nằm ngang

- Vậy sau thời gian t0 2h

g

 thì một nửa số mảnh đã rơi tới đất

2 Tất cả các mảnh đều rơi tới đất

- Trong các mảnh có v0chếch lên (1/2 số mảnh) thì tới đất muộn nhất là các mảnh có v0 thẳng đứng lên trên

- Nó đi lên một khoảng

2 0

v s 2g

 mất thời gian 0

1

v t g

 rồi rơi tự do quãng đường (s + h) mất thời gian

2

0

2

v 2gh

t

g



- Vậy sau thời gian

2

1 2

v v 2gh

t t t

g

Câu 2:

Vật A chịu tác dụng của các lực: trọng lực PA, phản lực NA , lực căng dây TA và lực ma sát fA Vật B chịu tác dụng của các lực: trọng lực PB, phản lực NB, lực căng dây TB và lực ma sát fB

Giả sử tồn tại lực đàn hối T của dây nối

- Các vật chuyển động thẳng đều, xét chiều dương cùng chiều chuyển động ta có:

m g.sin T f (2a)

msA A A

f   m g.cos (2b)

m g.sin T f (2c)

msB B B

f   m g.cos (2d)

Từ (2a), (2b), (2c), (2d) ta có:

Trang 4

A B

m m G

T T

m m

Biện luận:

- Nếu    A B tan thì TA TB 0 Vậy khi   A B thì không có lực đàn hồi trên dây nối A và B

- Nếu tồn tại lực đàn hối (lực căng dây) thì chỉ là lực kéo T thì T > 0

Từ (2e) ta có   B A thì mới có lực đàn hồi trên dây

Và nếu   B A thì cũng không có lực đàn hồi trên dây

Câu 3:

- Vẽ hình phân tích tất cả các lực tác dụng lên thanh OA, khối trụ

- Xét thanh OA(1) khi cân bằng: thanh chịu tác dụng của 3 lực: trọng lực P1, phản lực N21 của hình trụ và lực tác dụng N0 của bản lề O

- Áp dụng qui tắc momen đối cới trục quay tại O cho thanh OA:

3

P cos N

2l   4l Giải ra N21 2mg.cos

3



- Xét khối trụ (2) cân bằng: khối trụ chịu tác dụng của các lực: trọng lực P2, áp lực N21 của thanh OA, phản lực N của mặt phẳng ngang và phản lực Ntc 2 của tấm chắn

Áp dụng điều kiện cân bằng cho khối trụ theo phương ngang:

tc 2 12

Từ (3a) và (3b) ta được: Ntc 2 mg.sin 2

3







- Theo định luật III Newton, lực do khối trụ (2) tác dụng lên tấm chắn là:

2 tc tc 2

mg.sin 2

N N

3



Câu 4:

- Do dây nối không dãn nên mỗi khúc gỗ sau khi chuyển động sẽ chuyển động cùng gia tốc với những khúc gỗ phía trước, chúng cùng chuyển động trên đoạn L, sau đó đoạn dây tiếp theo lại được kéo căng

và làm cho khúc gỗ tiếp sau chuyển động; cứ như vậy cho đến khúc gỗ thứ n chuyển động

- Gọi vn 1 là vận tốc của khúc gỗ thứ n 1  khi nó vừa được khéo chuyển động Sau khi nó đi quãng đường bằng L thì vận tốc đạt được là vn 1 Khi đó nó bắt đầu kéo khúc gỗ thứ n, sau khi khúc gỗ thứ n được kéo thì vận tốc khúc n là v n

- Áp dụng định lý động năng ta có:

FL n 1 mv n 1 mv

- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ n khúc gỗ:

n 1 mv  n 1 nmvn

Suy ra: v 'n 1 n vn

n 1

- Từ (4a) và (4b) suy ra:   2 2  2 2

2FL

n 1 n v n 1 v

Trang 5

- Từ (4c) lần lượt cho n2, 3, , n 1   ta được:

n 1

n n 1 2FL



- Khi bắt đầu kéo khúc gỗ thứ nhất v10 nên:  

n

FL n 1 v

m.n



Câu 5:

1 Tới nhiệt độ nào thì khoá mở

Khoá chỉ mở khi p1p2 10 Pa5

Ban đầu bình 2 là chân không p2 0; khoá sẽ mở khi 5

1 m

p p 10 Pa Nung nóng đẳng tích 2 bình đến lúc khoá mở:

m 0

T T 333K

T  T   p 

Khi khoá mở một ít khí bị tràn sang bình 2, áp suất p giảm đi, nhưng nhiệt độ vẫn tiếp tục tăng nên 1 1

p lại tăng, khoá lại mở Có thể coi khoá luôn giữ cho chênh lệch áp suất 2 bình  p 10 Pa5

2 Tính áp suất cuối cùng trong mỗi bình (khi nhiệt độ 2 bình là 500K)

Tới nhiệt độ T500K thì áp suất ở bình 2 là p, ở bình 1 là p p

Số mol khí ở bình 2 là n , ở bình 1 là 2 n 1

Tổng số mol khí 2 bình: nn1n2 (1)

Lúc đầu: v V0 1 nRT0 (2)

Lúc sau: p p V 1n RT; pV1 2 n RT2 (3)

Thay (2), (3) vào (1): 0 1   1 2

0

p p V

RT RT RT

 

Thay số ta được áp suất bình 2: p0, 4.10 Pa5 ; áp suất bình 1: p  p 1, 4.10 Pa5

Câu 6:

1 Tính các nhiệt độ T , T , T 2 3 4

- Quá trình 1-2: paV

V V 3V

V  V   p 

1 1 2 2

2 1

p V p V

T 9T 2700K

T  T   

- Quá trình 2-3:

5 3 2

1

p V p V p p p 0, 619p 1,857p



 

2 1

3

T V T V T T T 0,825T 7, 43T 2229K



 

Trang 6

- Quá trình 4-1: 4 1 4

4 1

T T 1200K

T  T   V 

2 Tính hiệu suất chu trình

- Quá trình 1-2:

U C T T 8C T 12RT

A 0, 5 p p V V 4p V 4RT

Q  U A 16RT

- Quá trình 2-3: A23  U23  CVT3T22, 355RT ; Q1 23 0

- Quá trình 3-4: U34 CVT4T3 5,145RT ; A1 34 0

- Quá trình 4-1:

U C T T 4, 5RT

A p V V  3p V  3RT

Q  U A  7,5RT

- Công khí thực hiện trong chu trình:

AA A A A 4RT 2,355RT 3RT 3,355RT

- Nhiệt lượng mà khí nhận được là QQ12

- Hiệu suất chu trình:

12

A

H 20, 97%

Q

3 Chứng minh rằng trong quá trình 1-2 nhiệt dung của khí là hằng số

- Vi phân 2 vế phương trình:

pVRTpdVVdpRdT (1)

pV const pV dV V dp   0 (2)

- Giải hệ (1) và (2): pdVVdp0, 5RdT

V

dQC dTpdV 1,5RdT 0,5RdT  2RdT

- Nhiệt dung quá trình 1-2: C dQ 2R const

dT

    đpcm

Định dạng
Số trang	6
Dung lượng	482,5 KB