Tải Đề thi học sinh giỏi lớp 10 THPT tỉnh Vĩnh Phúc năm 2012 môn Vật lý - Có đáp án - Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc

Một vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh nêm có góc nghiêng α=30 0 so với phương ngang (hình 1). Mốc thế năng tại chân mặt phẳng nghiêng. a)Nêm được giữ cố định. Kh[r]

SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HSG LỚP 10 NĂM HỌC 2011-2012 VĨNH PHÚC ĐỀ THI MƠN:VẬT LÍ

ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian:180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1:

Một vật bắt đầu chuyển động nhanh dần từ điểm O trục Ox, theo chiều dương với gia tốc a Sau khoảng thời gian t0 vật chuyển động với gia tốc –a Hỏi sau kể từ lúc bắt đầu chuyển động vật lại đến điểm O? Cho biết tính chất chuyển động sau khoảng thời gian t0?

Câu 2:

Một vật nhỏ khối lượng m trượt khơng vận tốc ban đầu từ đỉnh nêm có góc nghiêng α=300 so với phương ngang (hình 1) Hệ số ma sát vật với mặt nêm µ=0,2.Lấy g=10 m/s2 Mốc chân mặt phẳng nghiêng. a)Nêm giữ cố định Khi vật đến chân nêm có phần trăm vật chuyển hóa thành nhiệt năng?

b)Nêm kéo cho trượt sang trái với gia tốc không đổi a =2 m/s2 sàn nằm ngang Tìm gia tốc m so với nêm thả cho chuyển động Câu 3:

Một AB đồng chất, tiết diện khối lượng m=100kg quay tự quanh trục qua đầu A vng góc với mặt phẳng nghiêng hình vẽ (hình 2) Thanh giữ cân theo phương

Fhợp với phương ngang góc α=300 nhờ lực đặt vào đầu B, phương F lực thay đổi được.

Fa) có phương nằm ngang.Tìm giá trị lực F.

b)Tìm giá trị nhỏ lực F để giữ mô tả

Câu 4: Hình 2 Một vật khối lượng m=800g, chuyển động trục Ox theo phương trình x=t2-5t+2(m), t có đơn vị giây Xác định độ biến thiên động lượng vật kể từ thời điểm t0=0 đến thời điểm t1=2s, t2=4s

Câu 5:

Hai bóng nhỏ đàn hồi có khối lượng m1 m2 (m1<m2), đặt lên đỉnh (với khe hở nhỏ chúng) Thả cho chúng rơi tự từ độ cao h xuống sàn (hình 3)

a)Hỏi tỉ số m1/ m2 để bóng nhận phần lớn tồn phần hệ hai bóng?

b)Nếu m1 nhỏ so với m2 bóng nảy lên đến độ cao bao nhiêu?

Hình 3

m

a

SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC

-KÌ THI CHỌN HSG LỚP 10 NĂM HỌC 2011-2012 HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ THANG ĐIỂM

MÔN: VẬT LÝ – KHÔNG CHUYÊN

Câu Nội dung Điểm

1 (2đ)

Chọn gốc thời gian vật bắt đầu chuyển động từ điểm O……… …

Vật chuyển động nhanh dần từ 0s đến thời điểm t0 ………

xo=1 2ato

2

, vo=ato Tại thời điểm to:

………

Sau thời điểm t0 vật chuyển động với gia tốc –a ………

Phương trình chuyển động vật t>to là: t −to¿2=−1

2at

+2 atot − ato2 x=xo+vo(t − to)−1

2a¿

………

Khi vật trở điểm O ta có: x=0………

2

4o 2o o(2 2)

t t t t t t

      

………

Sau thời điểm to, vật bắt đầu chuyển động chậm dần lúc dừng lại tức

thời Sau vật chuyển động nhanh dần theo chiều ngược lại điểm O……

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

2 (2đ)

a) Lực ma sát: Fms = μ.N = μmg.cosα

Công lực ma sát: Ams = Fms.l với l chiều dài nêm

Cơ ban đầu vật: W = mgh = mgl.sinα

Ams

W =

μ tan α =

34,6%

0,25 0,25 0,25 0,25 b) Các lực tác dụng vao vật m hình

vẽ

P+N +F

ms=m(a12+ a) Phương trình định luật II cho

vật:

Chiếu lên phương vng góc với nêm song song với nêm ta được: N + ma.sin α - mg.cos α =

mg.sin α + ma.cos α – Fms = m.a12 g sin α +a cos α − μ ( g cos α − a sin α) a12 = = 5,2 m/s2

HV 0,25

0,25

0,25 0,25 3

(2đ)

a) Các lực tác dụng vào AB không qua trục quay A hình vẽ. α

N

a

ns

F

P

Phương trình mơmen với trục quay A

AB

2 cos α mg = F.AB.sin

α

mg

2 tan α F = = 866

N

HV 0,25

0,25 0,50 b) Muốn F có giá trị nhỏ F phải có phương vng góc với AB

AB

2 cos α mg =

F.AB

mg cos α

2 Fmin = = 433

(N) 0,50 0,25 0,25 4 (2đ)

Áp dụng phương trình chuyển động tổng quát:

x=1 2at

2

+vot +xo ta có: a=2m/s2, v

o=-5m/s, xo=2m v =vo+at=−5+2t phương trình vận tốc vật là:

………

* Sau 2s, vận tốc vật là: v=-5+4=-1m/s………

1

0,8.( 1) 0,8.( 5) 3,

o o

kg m

P P P P P P

s                                                            

- Như sau 2s vật chuyển động ngược chiều dương, nên độ biến thiên động lượng vật là: ……

* Sau 4s, vận tốc vật là: v=-5+8=3m/s………

2

0,8.3 0,8.( 5) 6,

o o

kg m

P P P P P P

s                                                           

- Như sau 4s vật đổi chiều chuyển động chuyển động chiều dương, nên độ biến thiên động lượng vật là:………

……… 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 5 (2đ)

v =√2 gh a) Khi bóng chạm đất hai có vận tốc

Quả chạm đất nảy lên va chạm với Quả nhận lượng lớn sau va chạm với đứng yên Chọn chiều dương hướng lên Gọi u vận tốc sau va chạm với

(m2− m1) v=m1 u Định luật bảo tồn động lượng ta có:

(1)

(m1+m2)v 2=m1

u2

2 Định luật bảo toàn ta có:

0,25 0,25 0,25 0,25 A α F

(2) u=2 v Từ (1) (2) suy ra:

m1 m2=

1

3 Thay u=2v vào (1) ta

………

0,25

(m2− m1) v=m1v1+m2v2 b) (3)

(m1+m2)v 2=m1

v12 2+m2

v22

2 (4)

1

2 (3m m v) v

m m

 

 Từ (3) và (4) suy ra:

………

=3v (vì m1<<m2) Quả bóng nảy lên cao 9h

0,25 0,25 0,25