Đang tải... (xem toàn văn)
a) Nêu tính chất chuyển động của mỗi giai đoạn.[r]
(1)1 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI
CỤM HÀ ĐƠNG – HỒI ĐỨC ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI OLYMPIC
NĂM HỌC 2009 – 2010
Mơn thi: VẬT LÍ 10
(Thời gian làm : 150 phút)
(Đề thi có trang, gồm câu)
Bài 1: (4 điểm)
Chuyển động cầu thang máy đ−ợc mô tả đồ thị vận tốc - thời gian cú dạng nhưhỡnh
vẽ bên
a) Nờu tớnh chất chuyển động giai đoạn b) Lập phương trỡnh tọa độ giai đoạn Tính qu'ng đ−ờng cầu thang máy đ−ợc c) Vẽ đồ thị tọa độ – thời gian chuyển động
Bài 2 (4 điểm)
Người đứng khí cầu chuyển động lên cao thẳng đứng đánh rơi vật nhỏ
ngồi khí cầu Biết vật rơi không làm thay đổi vận tốc v = 4m/s khí cầu Hỏi sau 2,4 giây
kể từ vật rơi thì:
a) Vật cách khí cầu đoạn bao nhiêu?
b) Vật quãng đường đất?
Cho g = 10m/s2
Bài3 (4 điểm)
Trên ván B khối lượng M , nằm mặt phẳng nằm ngang không ma sát giữ
bằng sợi dây buộc vào tường Một vật nhỏ A khối lượng m trượt từ mép ván với vận tốc
v0 tác dụng lực F ρ
không đổi , tạo với mặt phẳng ngang góc α Hệ số ma sát vật A
tấm ván B µ
a) Tính độ lớn lực F
ρ ?
b) Khi vật A đoạn ván
người ta cắt dây Hãy mô tả chuyển động vật
tấm ván sau cắt dây tính gia tốc chúng Cho
biết A không trượt khỏi ván? Bài (4 điểm)
Một vật m = 350g gắn bên lò xo k =1,4N/cm hộp kín, đầu lị xo gắn chặt với đáy hộp cốđịnh, chiều cao hộp 10cm Khi mở nắp hộp, vật bật lên theo phương thẳng đứng làm
lò xo giãn độ dài cực đại lò xo 40cm Lấy g = 10 m/s2 Bỏ qua ma sát lực cản khơng
khí Coi bề dày vật khơng đáng kể Hãy xác định :
a) Độ giãn cực đại lò xo?
b) Độ bị nén ban đầu lò xo?
c) Vận tốc vật qua vị trí lị xo khơng biến dạng? Bài 5 (4 điểm)
Một phong vũ biểu sai có khơng khí lọt vào Khi áp suất khí
quyển 755 mmHg phong vũ biểu 748 mmHg Khi áp suất khí
quyển 740 mmHg phong vũ biểu 736 mmHg Coi diện tích mặt
thủy ngân chậu đủ lớn, tiết diện ống nhỏ Nhiệt độ
khơng khí khơng đổi, tìm chiều dài ống phong vũ biểu?
- HẾT -
15 5 10
t(s) v(m/s)
5
0
h
Fρ α
(2)2
ĐỀ CHÍNH THỨC ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM
KỲ THI OLYMPIC VẬT LÍ10
NĂM HỌC 2009 – 2010
Câu ý Nội dung Điểm
1
(4điểm)
a - 5s : av>0 cđ nhanh dần theo chiều d−ơng a = 1m/s2
- 10s : cđ thẳng theo chiều d−ơng a = m/s2 10 - 15s : av<0 cđ chậm dần theo chiều d−ơng a = -1m/s2
0,5® 0,5® 0,5® b
- 5s : ph−ơng trình tọa độ x=
2
2
t
- 10s : ph−ơng trình tọa độ x= 12,5 + 5(t-5)
10 - 15s : ph−ơng trình tọa độ x= 37,5 + 5(t-10) -
2 ) 10
(
−
t
0,5đ
0,5đ
0,5đ c s= |x-x0 | = 50m (thay t=10s) giải đồ thị diện tính hình thang
s = 50m
2 ) 15 (
= +
Vẽ đồ thị tọa độ –thời gian
chuyển động
0,5đ
0,5đ
2
(4điểm)
a * Chọn trục tọa độ OY thẳng đứng hướng lên Gốc O vị trí vật bắt đầu rơi
Gốc thời gian lúc bắt đầu rơi
- Phương trình chuyển động vật khí cầu:
2
gt y
2
= −
Tại thời điểm t = 2,4s vật cách khí cầu: |y| = 28,8m
2đ
b * Đối với đất vật chuyển động bị ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu vận tốc khí cầu v = 4m/s
- Thời gian vật lên tới độ cao cực đại:
v t 0, 4s
g
= =
- Quãng đường vật thời gian t1 :
2
v
S 0,8m 2g
= =
- Thời gian vật rơi tự xuống: t2 = t – t1 = 2s - Quãng đường vật thời gian t2 :
2 2
gt
S 20m
= =
Vật tổng quãng đường : S = S1 + S2 = 20,8m
2đ
3
(4điểm)
a 2đ
t(s) 15
5 10
50
0
12,5 37,5
X
Fρ
A
Nρ
ms
Fρ
A
Pρ
B
Nρ
B
Pρ
A
Nρ′
ms
Fρ′
O x
(3)3
Lực tác dụng lên A có : P , N , F, FrA rA r rms (do B gây ra)
A chuyển động , suy : PrA+Nr A+ +F Fr rms =0r (1) Chiếu lên trục Oy : NA + Fsinα = mg ⇒ NA = mg - Fsinα Chiếu lên trục Ox : Fcosα = Fms = µNA = µmg - µFsinα Suy F mg
cos sin
µ =
α + µ α
b Khi dây chưa đứt A chuyển động đều, aA = 0, B đứng yên , aB =
Sau dây đứt, A trượt B với vận tốc đầu v0đối với B B chuyển
động nhanh dần tác dụng lực P , N , N , Fr rB ′A r B rms′ (do A gây ra) Theo định luật hai Niutơn: PrB+Nr′A+Nr B+Frms′ =MarB (2)
Chiếu lên trục Ox:
( )
ms
ms B B
F cos mg cos
F Ma a
M M cos sin
′ α µ α
′ = ⇒ = =
α + µ α
Sau thời gian: 0 ( ) B
v M cos sin
v t
a mg cos
α + µ α = =
µ α
B đạt vận tốc v0 trở thành đứng yên A Sau hệ "A+B" chuyển động với gia tốc a:
( )( )
Fcos mg cos
a
M m M m cos sin
α µ α
= =
+ + α + µ α
2đ
4
(4điểm)
a Chọn mức O vị trí ban đầu vật
Gọi x1 độ bị nén ban đầu, x2 độ giãn cực đại lò xo: h = x1 + x2 = ℓmax - ℓ = 0,3m
Áp dụng bảo tồn cho hệở vị trí đầu giãn cực đại:
2
1
1
kx kx mgh
2 = + ( )
2
1
1
k x h x mgh
2
⇔ − − =
2đ
b Độ bị nén ban đầu : x1 = 17,5cm
Độ giãn cực đại: x2 = 12,5cm
0,5 0,5 c Áp dụng bảo toàn cho hệ vị trí đầu vị trí lị xo khơng biến
dạng:
2
1
1 mv
kx mgx = + Vận tốc vật ⇒ v = 2,958 m/s ≈ m/s
1
5
(4điểm)
*Xét lượng khí khơng đổi lọt vào ống Gọi ℓ chiều dài ống
*Độ cao h cột Hg cho biết áp suất biểu kiến (chỉ sai) phong vũ biểu :
h = pbk
Trạng thái : áp suất khí : p1 = 755 – 748 = (mmHg) Thể tích khí: V1 = (ℓ – p1bk).S
Trạng thái : áp suất khí : p2 = 740 – 736 = (mmHg) Thể tích khí: V2 = (ℓ – p2bk).S
Áp dụng định luật Bôi lơ – Mariôt :
p1.V1 = p2.V2 ⇔ 7.(ℓ - 748) = 4.(ℓ - 736)
⇒ ℓ = 764 mm
1đ
1đ
1đ