KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN THỨ VI (2012-2013) ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ LỚP 10 TRƯỜNG THPT CHUYÊN QUỐC HỌC HUẾ

TRƯỜNG THPT CHUYÊN QUỐC HỌC HUẾ KY ̀ THI OLYMPIC TRUYÊ ̀ N THÔ ́ NG 30/4 LÂ ̀ N THƯ ́ VI (2012-2013) ĐÊ ̀ THI MÔN VẬT LÝ LỚP 10 Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề. HỌ VÀ TÊN THÍ SINH: ………………………………………………… SỐ BÁO DANH:…………………………. Câu 1 (5 điểm): Một khung rắn vuông AOB () nằm trong mặt phẳng thẳng đứng, quay quanh trục OO ’ thẳng đứng sao cho . Một thanh rắn nhẹ dài có gắn 2 vòng nhỏ, nhẹ ở hai đầu có thể trượt không ma sát dọc các cạnh OA và OB của khung. Tại trung điểm của thanh có gắn quả nặng nhỏ. Vận tốc góc quay của khung bằng bao nhiêu để thanh nằm ngang? Câu 2 (5,0 điểm): Một quả bóng đàn hồi rơi tự do từ độ cao . Sau mỗi va chạm với sàn ngang cơ năng chỉ còn lại k = 81% so với trước lúc va chạm. Quỹ đạo bóng luôn thẳng đứng. Lấy g = 9.8m/s 2 . Hỏi sau bao lâu thì bóng dừng, trong thời gian đó bóng đi được quãng đường dài bao nhiêu? Câu 3 (4,0 điểm): Động cơ nhiệt là một khối hình trụ (xy lanh) chứa đầy khí, trong đó có một pittông mà chuyển động của nó bị giới hạn bởi các cữ chặn AA và BB. Khí được nung nóng từ từ cho đến khi pittông bị cữ chặn BB giữ lại. Sau đó đáy của lò xo được dịch chuyển từ vị trí CC đến vị trí DD. Rồi khí được làm lạnh từ từ cho đến khi pittông bị cữ chặn AA giữ lại và đáy lò xo được dịch chuyển ngược lại trở về vị trí CC. Sau đó khí lại được nung nóng v.v…Tìm hiệu suất của động cơ này biết khối trụ chứa khí Hêli, tiết diện pittông S = 10 cm 2 , độ cứng lò xo k = 10 N/m, chiều dài tự nhiên của lò xo là l 0 = 60 cm và áp suất bên ngoài bằng không. 0 90 ˆ = BOA α = ' ˆ OOA a2 mh 2 = 1 α C BA A B C D D 20cm 20cm 20cm 10cm Câu 4 (4,0 điểm): Vành mảnh bán kính R, bắt đầu lăn không trượt trên mặt nghiêng góc với phương ngang từ độ cao H (R<<H). Cuối mặt nghiêng vành va chạm hoàn toàn đàn hồi với thành nhẵn vuông góc với mặt nghiêng (hình vẽ). Bỏ qua tác dụng của trọng lực trong quá trình va chạm. Hãy xác định: a.Vận tốc của vành trước va chạm. b.Độ cao cực đại mà vành đạt được sau va chạm. Hệ số ma sát trượt giữa vành và mặt nghiêng là . Câu 5: (2 điểm): Cho các dụng cụ sau: - Nhiệt lượng kế có nhiệt dung riêng c 1 - Cân kĩ thuật - Nhiệt kế - Đồng hồ bấm giây - Nước đá - Giấy thấm nước - Nước cất có nhiệt dung riêng c 2 Yêu cầu: Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá α µ 2 H R α -------------HẾT---------------- 3 4 TRƯỜNG THPT CHUYÊN QUỐC HỌC HUẾ HƯỚNG DẪN CHẤM KY ̀ THI OLYMPIC TRUYÊ ̀ N THÔ ́ NG 30/4 LÂ ̀ N THƯ ́ V (2011-2012) MÔN THI: VẬT LÝ KHỐI: 10 (Hướng dẫn chấm gồm 06 trang) BÀI Nội dung điểm Bài 1 (5điểm) Các lực tác dụng lên quả nặng và lên thanh như trên hình vẽ.(). (1đ) Khi thanh nằm ngang, quả nặng quay quanh trục OO ’ theo đường tròn bán kính Phương trình chuyển động của quả nặng theo phương thẳng đứng và theo phương hướng tâm: ( là góc tạo bởi với phương thẳng đứng). (1đ) Vì thanh nhẹ: và (1đ) Vì thanh không quay trong mặt phẳng thẳng đứng nên đối với trục quay nằm ngang qua trung điểm thanh: (0,5đ) Từ các phương trình trên ta tìm được: (1,5đ) Bài 2 (5 ®iÓm) Cơ năng ban đầu của bóng: Sau va chạm thứ i : và độ cao bóng đạt được là: (0,5đ) Thời gian bóng bay từ sau va chạm thứ i đến va chạm tiếp theo với sàn là: (0,5đ) Thời gian để bóng dừng là: gmN   , ' 21 ,, NNN  NNN == '  αα π 2cos2 2 sin aar =       −= αωωβ β 2cossin cos 22 amrmN mgN == = β N  0sinsincos 0 21 ' 21 =−−⇒ =++ αβα NNN NNN  0coscossin 21 =−+ βαα NNN αα cossin 21 aNaN = α ω 2sina g = mghE = 0 i o i i mghkEkE == hkh i i = ( ) i i i kgh g h t /22 2 2 == ∑ = += n i i ttt 1 0 g h t 2 0 = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) k kk gh k k ghgh kkghgh kghght nn n n i i − −+ = − − +−=       ++++−= += ++ = ∑ 1 21 2 1 1 222 .1222 222 11 1 1 < k ∞→ n ( ) 0 1 → + n k s k k ght 12 1 1 2 ≈ − + = ( ) ( ) k kk h k k hhkkkhh kkkhhkhhhhs nn n n n i i n i i − −+ = − − +−=+++++−= ++++=+=+= ++ == ∑∑ 1 21 1 1 2 .12 .222 11 2 2 11 1 < k ∞→ n 0 1 → + n k m k k hS 1.19 1 1 ≈ − + = 2 dh F kV p S S = = 4 3 1 1 2 3 2 10.2.10 2.10 (10 ) kV p S − − = = = 4 3 2 2 2 3 2 10.4.10 4.10 (10 ) kV p S − − = = = 0 2 ( ) k p V V S = − 1 2 2 p p+ 3 4 2 p p+ 1 1 2 +3 2 1 2 2 p p+3 2 3 2 1 2 2 p p+ ' 0,2 7,4% 2,7 A H Q = = = R v 0 0 = ω 2222 2 0 2 2 0 2 0 2 0 ω ω mR mvImv mgH +=+= gHvmvmgH =⇒= 0 2 0 )cossin( cos sin αµα αµµ α gga mgNF maFmg ms ms +−=⇒ == =−− tggvv )cossin( 0 αµα +−= R g mR RF mRIRF ms ms αµ βββ cos 2 2 −=−=⇒==− β t R g αµ ωω cos 0 −= )cossin( 0 1 αµα gg v tt + == αµαµ ω coscos 00 2 g v g R tt === 12 tt > α sin2 max 2 0 h a v s =−= )cos(sin2 sin sin 2 2 0 max αµα α α + =−= H a v h θθ 1 1 1 2 2 1 ( )( )Q c m c m t θ = + − 2 2 0 ( )Q m c m t λ θ = + − λ 0 0 0t C= 1 2 Q Q= 1 1 2 2 1 2 ( )( )c m c m t c m θ λ θ + − = − θθ ( )t f T= θ 5 ĐỀ NGHỊ α β C BA A B C D D 20cm 20cm 20cm 10cm V(10 -4 m 3 ) 0 2 p(kPa) 4 3 1 2 4 1 2 3 4 α 0 ω ms F  0 v  ----------------HẾT------------------- Lưu ý: Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm 6 . 0 ω ω mR mvImv mgH +=+= gHvmvmgH =⇒= 0 2 0 )cossin( cos sin αµα αµµ α gga mgNF maFmg ms ms +−=⇒ == =−− tggvv )cossin( 0 αµα +−= R g mR RF mRIRF ms ms αµ. )( )c m c m t c m θ λ θ + − = − θθ ( )t f T= θ 5 ĐỀ NGHỊ α β C BA A B C D D 20cm 20cm 20cm 10cm V(10 -4 m 3 ) 0 2 p(kPa) 4 3 1 2 4 1 2 3 4 α 0 ω ms F 