Đang tải... (xem toàn văn)
Một vật nhỏ có khối lượng m trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh một 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 đ[r]
(1)SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC -ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ
Dành cho học sinh THPT không chuyên
Thời gian làm 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 to 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 to? Câu 2:
Một vật nhỏ có 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=10m/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 khơng đổi
a=2m/s2 sàn nằm ngang Tìm gia tốc m so với nêm thả cho chuyển động. Câu 3:
Một AB đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m=100kg quay tự quanh trục qua đầu A vng góc với mặt phẳng hình vẽ (hình 2) Thanh giữ cân theo phương hợp với phương ngang góc α=300 nhờ lực F đặt vào đầu B, phương F thay đổi được. a) F có phương nằm ngang Tìm giá trị F
b) Tìm giá trị nhỏ lực F để giữ mơ tả Câu 4:
Một vật có khối lượng 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 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 toàn phần hệ hai bóng?
b) Nếu m1 nhỏ so với m2 bóng nảy lên đến độ cao bao nhiêu?
-HẾT -Cán coi thi khơng giải thích thêm
SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KÌ THI CHỌN HSG LỚP 10 NĂM HỌC 2011-2012
A α
B F
Hình 2
α m
a
Hình 1
1
2
h
(2)- 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 ……… Tại thời điểm to: xo=1
2ato
2
, vo=ato
………
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
+2 atot −ato2
x=xo+vo(t − to)−1
2a¿
………
Khi vật trở điểm O ta có: x=0………
2 4 22 0 (2 2)
o o o
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 tanα =
34,6%
0,25 0,25 0,25 0,25 b) Các lực tác dụng vao vật m hình
vẽ
Phương trình định luật II cho vật: P+N+F
ms=m( a12+ a)
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 a12 = g.sinα+a cosα − μ(g cosα − a sinα) = 5,2 m/s2
HV 0,25
0,25
0,25 0,25
(2đ)
a) Các lực tác dụng vào AB khơng qua trục quay A hình vẽ
Phương trình mơmen với trục quay A
HV 0,25
α
N
a
ns
F
P
A α
F
(3)mg AB2 cosα = F.AB.sin
α F = mg
2 tanα = 866
N
0,25 0,50
b) Muốn F có giá trị nhỏ F phải có phương vng góc với AB mg AB
2 cosα =
F.AB Fmin = mg cosα
2 = 433
(N) 0,50 0,25 0,25 (2đ)
Áp dụng phương trình chuyển động tổng quát:
x=1
2at
2
+vot+xo ta có: a=2m/s2, vo=-5m/s, xo=2m
phương trình vận tốc vật là: v=vo+at=−5+2t
………
* Sau 2s, vận tốc vật là: v=-5+4=-1m/s……… - Như sau 2s vật chuyển động ngược chiều dương, nên độ biến thiên động lượng vật là: 1
0,8.( 1) 0,8.( 5) 3,
o o
kg m
P P P P P P
s …… * Sau 4s, vận tốc vật là: v=-5+8=3m/s……… - Như sau 4s vật đổi chiều chuyển động chuyển động chiều dương, nên độ biến thiên động lượng vật là:………
2
0,8.3 0,8.( 5) 6,
o o
kg m P P P P P P
s ……… 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 (2đ)
a) Khi bóng chạm đất hai có vận tốc v=√2 gh
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
Định luật bảo toàn động lượng ta có: (m2− m1).v=m1.u
(1)
Định luật bảo tồn ta có: (m1+m2)v
2=m1u
2 (2)
Từ (1) (2) suy ra: u=2v
Thay u=2v vào (1) ta m1
m2 =1 ……… 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
(4)(m1+m2)v
2
2=m1
v12
2 +m2
v22
2 (4) Từ (3) (4) suy ra:
2 1
2
(3m m v)
v
m m
………
=3v (vì m1<<m2) Quả bóng nảy lên cao 9h