ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 MÔN VẬT LÝ - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG

6 772 6
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 MÔN VẬT LÝ - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 MÔN VẬT LÝ - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG

SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPTNĂM HỌC 2012 – 2013 MÔN: VẬT LÍ Thời gian: 180 phút – Ngày thi 05/4/2013 Đề thi gồm: 02 trang Câu 1 (2,0 điểm): Một vật có trọng lượng P = 100N được giữ đứng yên trên mặt phẳng nghiêng góc so với mặt phẳng ngang bằng một lực có phương ngang (hình 1). Biết ; hệ số ma sát trượt giữa vật mặt phẳng nghiêng là . Xác định điều kiện về F để: 1. Vật có xu hướng đi lên. 2. Vật có xu hướng đi xuống. Câu 2 (2,0 điểm): Thanh AB đồng nhất, trọng lượng P dựa vào tường thẳng đứng sàn nằm ngang (hình 2). Bỏ qua mọi ma sát. Thanh được giữ nhờ dây OI. 1. Chứng tỏ rằng thanh không thể cân bằng nếu . 2. Tìm lực căng dây khi . Câu 3 (2,0 điểm): Một vật có dạng là một bán cầu khối lượng M được đặt nằm ngang trên một mặt phẳng nằm ngang không ma sát (hình 3). Một vật nhỏ có khối lượng m bắt đầu trượt không ma sát, không vận tốc đầu từ đỉnh bán cầu. Gọi là góc mà bán kính nối vật với tâm bán cầu hợp với phương thẳng đứng khi vật bắt đầu tách khỏi bán cầu. 1. Thiết lập mối quan hệ giữa M, m góc . 2. Tìm khi . Cho phương trình có 1 nghiệm . Câu 4 (2,0 điểm): Ba quả cầu có cùng bán kính, khối lượng khác nhau, được buộc vào các sợi dây có chiều dài giống nhau tiếp xúc với nhau (hình 4). Quả cầu m 1 được kéo lệch lên đến độ cao H rồi thả ra. Cho rằng các quả cầu va chạm hoàn toàn đàn hồi xuyên tâm. Sau va chạm giữa quả cầu thứ nhất với quả cầu thứ hai giữa quả cầu thứ hai với quả cầu thứ ba thì cả ba quả cầu có cùng động lượng. 1. Tìm mối liên hệ của m 2 của m 3 theo m 1 . 2. Tìm độ cao cực đại của các quả cầu 1 2 theo H. Câu 5 (2,0 điểm): Trong một xi α F ur tan 0,5 α = 0,2 µ = 2 AB AI ≤ 3 4 AI AB= 0 60 α = α α α M m= 3 6 4 0x x− + = 3 1x = − 1 2 3 : : 4: 3:1V V V = ' ' ' 1 2 3 : : : 2 :1V V V x= 1 ĐỀ CHÍNH THỨC F r α Hình 1 O Hình 2 I B A H m 1 m 2 m 3 Hình 4 α Hình 3 lanh kín đặt thẳng đứng có hai pit tông nặng chia xi lanh thành 3 ngăn (hình 5), mỗi ngăn chứa 1 lượng khí lí tưởng như nhau cùng loại. Khi nhiệt độ trong các ngăn là T 1 thì tỉ số thể tích các phần là . Khi nhiệt độ trong các ngăn là T 2 thì tỉ số thể tích các phần là . Bỏ qua ma sát giữa các pit tông xi lanh. 1. Tìm x. 2. Tìm tỉ số . --------------HẾT-------------- Họ tên thí sinh: Số báo danh: Chữ kí giám thị số 1: .Chữ kí giám thị số 2: 2 1 T T 2 m 1 m 2 (1) (2) (3) Hình 5 SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG HƯỚNG DẪN CHẤM-BIỂU ĐIỂM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 MÔN THI: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 180 phút Đáp án gồm: 04 trang Câu Ý Nội dung Điểm Câu 1 (2 điểm) 1. Vật có xu hướng đi lên: Các lực tác dụng vào vật: Để vật nằm yên có xu hướng đi lên thì: với Thay số ta được: 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 2. Vật có xu hướng đi xuống: khi đó lực ma sát đổi chiều so với hình vẽ ở câu 1 Để vật nằm yên có xu hướng đi xuống thì: với Thay số ta được: 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 2 (2 điểm) 1. + Giả sử I tại trung điểm của thanh AB Thanh chịu tác dụng của Ta thấy mô men đối D khác 0 ⇒ thanh không cân bằng + Nếu mô men của cùng 0,25đ 0,25đ , , , ms N F F P r r r r sin cos sin ms P F P F α α α < ≤ +( .sin os ) ms F N F Pc µ µ α α = = + (sin os ) (tan ) tan os sin 1 tan P c P P F c α µ α α µ α α µ α µ α + + ⇒ < ≤ = − − 100(0,5 0,2) 100.0,5 1 0,2.0,5 F + < ≤ − 700 50 77,8 9 N F N N⇔ < ≤ ≈ sin cos sin ms P F F P α α α − ≤ ≤( .sin os ) ms F N F Pc µ µ α α = = + (tan ) tan 1 tan P F P α µ α µ α − ⇒ ≤ ≤ + 100(0,5 0,2) 50 1 0,2.0,5 F − ≤ ≤ + 300 27,3 50 11 N N F N⇔ ≈ ≤ ≤ , , , A B P N N T uur r r r 2 AB AI < T ur P ur 3 ms F r P r N r O x y F r α B N r A O D I B A N r chiều với mô men của nên thanh không thể cân bằng. 0,5đ 2. Khi : Khi đó đều, I là trung điểm của GB nên Xét momen đối với điểm D ta có: với . Thay ta được: 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 3 (2 điểm) 1. Theo định luật II Niu-tơn ta có: (1) Lúc m bắt đầu rời bán cầu thì: (2) Áp dụng công thức cộng vận tốc: Suy ra: + Theo phương ngang, động lượng của hệ " vật M-m" được bảo toàn: (5) Từ (4) (5) (*) + Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có: (*,*) Thay (2), (3) (*) vào (*,*) rút gọn ta được: với (*,*,*) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 3 4 AI AB= 0 60 α = OGB∆ 0 30GOI β ∠ = = . . 2 OB P T DH= . os .sin .sin OB AB c OH OD AB α α α =   = =  . os sin 2 P c T α β ⇒ = 0 0 60 , 30 α β = = 0 0 . os60 2.sin 30 2 P c P T = = 2 cos .sin q u mg N F m R α α − − = 2 0, 0 cos q N F u gR α = = ⇒ = 1 2 v v u= + r r r 2 2 2 1 2 2 1 2 2 . os (3) cos (4) x v v u v u c v u v α α  = + −  = −  1 2 1 2 0 x x M mv Mv v v m − = ⇒ = 2 cos m v u m M α ⇒ = + 2 2 1 2 (1 os )= 2 2 mv Mv mgR c α − + 2 2 2 (3 cos ) m gR u m M α = − + 2 cosu gR α = 3 cos 3cos 2 0 m m M α α ⇒ − + = + 4 B N r A H O D G I B A N r β u r 2 v r α Hình 3 1 v r q F uur P ur α N uur 2. Khi m=M thì từ (*,*,*) ta có: có nghiệm 0,25đ 0,25đ Câu 4 (2 điểm) 1. + Xét va chạm của quả cầu 1 với quả cầu 2: Gọi v là vận tốc của quả cầu m 1 trước va chạm. Do sau va chạm giữa quả cầu thứ nhất với quả cầu thứ hai giữa quả cầu thứ hai với quả cầu thứ ba thì cả ba quả cầu có cùng động lượng nên vận tốc quả cầu m 1 sau va chạm là . Gọi v 2 là vận tốc quả cầu 2 trước va chạm với quả cầu 3. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: (1) Va chạm hoàn toàn đàn hồi xuyên tâm nên áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có: (2) Giải hệ (1), (2) ta được: + Xét va chạm của quả cầu 2 với quả cầu 3: sau va chạm với quả cầu 3, quả cầu 2 có vận tốc ; quả cầu 3 có vận tốc Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: (3) Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có: (4) Giải hệ (3), (4) ta được: 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 2. Độ cao cực đại m 1 sau va chạm được tìm từ định luật bảo toàn cơ năng: Tương tự: 0,25đ 0,25đ 0,5đ Câu 5 (2 điểm) 1. Ở nhiệt độ T 1 khi các pit tông cân bằng ta có: Trong đó: lần lượt là áp suất trong ngăn 1, 2 3 S là tiết diện của các pit tông Vì nhiệt độ không đổi nên áp dụng định luật Bôi lơ-Mariôt ta có: 0,25đ 0 os 3 1 43c α α = − ⇒ ≈ 3 cos 6cos 4 0 α α ⇔ − + = 3 1 cos 3cos 2 0 2 α α − + = 3 v 1 1 2 2 3 v m v m m v= + 2 2 2 1 1 2 2 9 v m v m m v= + 1 2 2 4 ; 3 2 m v v m= = 2 2 v 3 v 2 2 2 2 3 3 2 v m v m m v= + 2 2 2 2 2 2 2 3 3 4 v m v m m v= + 2 1 3 2 3 3 ; 2 3 6 m m v v m= = = 2 1 1 1 1 2 9 v m m gH= 2 1 2 18 18 9 v gH H H g g ⇒ = = = 2 2 2 2 16 16.2 4 9 8 8 9.8 9 v v gH H H g g g = = = = 1 2 1 ( )m g p p S= − 2 3 2 ( )m g p p S= − 1, 2, 3 p p p 1 1 2 1 2 3 2 3 2 2 1 1 p m p p p p m p p p − − ⇒ = = − − 1 1 2 2 3 3 pV p V p V= = 3 1 2 2 2 1 2 3 ; p p V V p V p V ⇒ = = 5 Do đó ta có: (1) Tương tự khi nhiệt độ các buồng khí là T 2 ta có: (2) Từ (1) (2) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 2. Gọi V là thể tích tổng cộng của cả 3 ngăn Tương tự =(+2+1)= (3) Mặt khác xét riêng lượng khí ở ngăn 3 ở hai trạng thái ứng với nhiệt độ T 1 T 2 ta có (4) Mà hay (5) Từ (3), (4) (5) ta có: 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ ----------HẾT--------- * Lưu ý: Học sinh làm theo cách khác đúng thì vẫn cho điểm tối đa 2 1 1 2 2 3 1 1 8 1 V m V V m V − ⇒ = = − ' ' 1 2 ' ' 1 2 1 ' ' 3 2 2 ' ' 3 2 2 1 1 1 2 2 1 1 1 p V m p V x x p V m x V p − − − − ⇒ = = = = − − − 2 1 16 8 7 x x x − ⇒ = ⇒ = 1 2 3 3 3 (4 3 1) 8 V V V V V V V⇒ = + + = + + ⇒ = V 17 6 ' 3 V ' 3 37 7 V ' 3 7 37 V V⇒ = ' 3 3 56 37 V V ⇒ = ' ' ' ' 3 3 3 3 3 3 2 1 2 1 3 3 p V p V p V T T T T p V = ⇒ = ' ' ' ' 3 3 2 3 2 3 2 3 3 ( ) ( ) 3 2 p p m g p p S p p S p p= − = − ⇒ − = − ' 3 3 4 3 p p = ' ' 3 3 2 1 3 3 4 56 224 . 3 37 111 p V T T p V = = = 6 . . Bỏ qua ma sát giữa các pit tông và xi lanh. 1. Tìm x. 2. Tìm tỉ số . -- -- - -- - -- - -- - HẾT -- - -- - -- - -- - -- Họ và tên thí sinh: ..............................................................Số. (2) (3) Hình 5 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG HƯỚNG DẪN CHẤM-BIỂU ĐIỂM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 201 2-2 013 MÔN THI: VẬT LÍ Thời gian

Ngày đăng: 28/08/2013, 14:12

Hình ảnh liên quan

Hình 1 - ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 MÔN VẬT LÝ - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG

Hình 1.

Xem tại trang 1 của tài liệu.
Hình 3 - ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 MÔN VẬT LÝ - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG

Hình 3.

Xem tại trang 4 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan