Bộ đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2020-2021 có đáp án

Nhằm giúp các bạn học sinh đang chuẩn bị bước vào kì thi có thêm tài liệu ôn tập, TaiLieu.VN giới thiệu đến các bạn Bộ đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường có đáp án để ôn tập nắm vững kiến thức cũng như giúp các em được làm quen trước với các dạng câu hỏi đề thi giúp các em tự tin hơn khi bước vào kì thi học sinh giỏi chính thức sắp tới. Chúc các bạn đạt kết quả cao trong kì thi!

BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ LỚP 10 CẤP TRƯỜNG CÓ ĐÁP ÁN MỤC LỤC Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT Đồng Đậu Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT Liễn Sơn, Vĩnh Phúc Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT Lưu Hồng, Hà Nội Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT Phùng Khắc Khoan, Hà Nội Đề thi học sinh giỏi mơn Vật lí lớp 10 cấp trường năm 2019-2020 có đáp án - Trường THPT Triệu Sơn 4, Thanh Hóa Đề thi học sinh giỏi mơn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2019-2020 - Trường THPT Thu Xà, Quảng Ngãi Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2019-2020 có đáp án - Trường THPT Phùng Khắc Khoan, Hà Nội TRƯỜNG THPT ĐỒNG ĐẬU KÌ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2020-2021 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề Câu 1(3 điểm): Hai xe ô tô bắt đầu chuyển động thẳng, nhanh dần hướng đến ngã tư hình vẽ Tại thời điểm ban đầu, xe A với OA  x01 có gia tốc a1; xe B với OB  x02 có gia tốc a2 Cho a1 = 3m/s2, x01 = -15m; a2= 4m/s2, x02 = -30m a) Tìm khoảng cách chúng sau 5s kể từ thời điểm ban đầu b) Sau hai chất điểm lại gần nhất? Tính khoảng cách chúng lúc x A O B Hình Câu 2(2 điểm): Một ô tô chạy đường thẳng với vận tốc 36m/s vượt qua viên cảnh sát giao thông đứng bên đường Chỉ 1s sau tơ vượt qua, viên cảnh sát phóng xe đuổi theo với gia tốc không đổi 3m/s2, vận tốc ban đầu không a) Sau viên cảnh sát đuổi kịp ô tô kể từ cảnh sát bắt đầu xuất phát? b) Quãng đường mà viên cảnh sát vận tốc anh đuổi kịp ô tô Câu 3(1 điểm): Cần tác dụng lên vật m mặt phẳng nghiêng góc α lực F để vật nằm yên, hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng k , biết vật có xu hướng trượt xuống(Hình 2) Hình Câu 4(1,5 điểm): Một nêm khối lượng M = 2m có dạng A hình vẽ Biết góc  = 300 Vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc ban đầu, không ma sát từ đỉnh A mặt AB a/ Cố định nêm, tính gia tốc m Lấy g = 9,8 m/s2 b/ Nêm trượt khơng ma sát mặt sàn ngang Tính gia tốc nêm Hình Câu 5( 2,5điểm): Một cầu nhỏ có khối lượng m = 500g buộc vào sợi dây không giãn, khối lượng khơng đáng kể Hai đầu cịn lại buộc vào hai đầu thẳng đứng Cho hệ quay xung quanh trục thẳng đứng qua với tốc độ góc  Khi cầu quay mặt phẳng nằm ngang sợi dây tạo thành góc 900( hình vẽ 4) Chiều dài dây a = 30cm, dây b = 40cm Cho gia tốc rơi tự g = 10m/s2 Tính lực căng sợi dây hệ quay với  = 8rad/s Hình x m M  a  b B Câu 6(1 điểm): Một cầu nặng đồng chất treo dây vào điểm cố định tường thẳng đứng Xác định hệ số ma sát tường với cầu cho, cân bằng, điểm nối dây với cầu nằm đường thẳng đứng qua tâm cầu Câu (3 điểm): Thanh OA nhẹ gắn vào tường nhờ lề O Đầu A có treo vật nặng với trọng lượng P Để giữ cho nằm ngang cân ta dùng dây treo điểm B lên Biết OB=2AB (Hình 5) a Tính lực căng T dây phản lực Q lề theo góc α Xác định lực căng nhỏ phản lực nhỏ mà ta nhận thay đổi vị trí điểm treo C b Vì dây treo chịu lực căng tối đa 4P Hãy xác định vị trí C dây treo để dây khơng bị đứt Dây đặt vị trí lực căng dây nhỏ nhất? C α A O B Hình P Câu 8(1 điểm): Một ếch khối lượng m = 150 g ngồi đầu ván có khối lượng M = 4,5 kg chiều dài L = 0,8 m nằm yên mặt nước Ếch bắt đầu nhảy lên theo hướng dọc chiều dài ván Hỏi phải nhảy với vận tốc ban đầu v0 để với bước nhảy tới mép cuối ván, góc nhảy hợp với phương ngang góc   150 ? Bỏ qua lực cản nước Lấy g = 10 m/s2 Câu (3 điểm): Một lắc đơn gồm hịn bi A có khối lượng m = 1000 g treo sợi dài l = 1m (Hình 6) Kéo lắc lệch khỏi phương thẳng đứng góc 𝛼 = 300 thả không vận tốc đầu Bỏ qua lực cản môi trường lực ma sát a Tìm vận tốc hịn bi A qua vị trí cân Lấy g = 9,8 m/s b Khi đến vị trí cân bằng, viên bi A va chạm đàn hồi xuyên tâm với bi B có khối lượng m1 = 500 g đứng n mặt bàn Tìm vận tốc hai hịn bi sau va chạm c Giả sử bàn cao 0,8 m so với sàn nhà bi B nằm mép bàn Xác định quỹ đạo chuyển động bi B Sau bi B rơi đến sàn nhà điểm rơi cách chân bàn O bao nhiêu? A B 0,8m Hình Câu 10 (2 điểm): Cho gỗ thẳng dài quay quanh trục lắp cố định giá thí nghiệm, thước chia tới milimet, bình hình trụ lớn đựng nước (đã biết khối lượng riêng nước), bình hình trụ lớn đựng dầu hoả, lọ nhỏ rỗng, lọ nhỏ chứa đầy cát có nút đậy kín, hai sợi dây Hãy trình bày phương án xác định khối lượng riêng dầu hoả Hết Thí sinh không sử dụng tài liệu Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh:……………………………….Số báo danh:……………………………… HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Đáp án Điểm 0,5 x1  x01  a1t  15  1,5t 2 a Phương trình chuyển động xe từ A: Phương trình chuyển động xe từ B: x2  x02  a2 t  30  2t 2 0,5 Khoảng cách hai xe thời điểm t 2 d  x12  x22  (a12  a22 )t  (a1 x01  a2 x02 )t  x01  x02    d  x12  x22  1,5t  15  2t  30  0,5   25 25  t  165t  1125  t  13,  36 4 Sau 5s, khoảng cách chúng: d= 30,1 m 0,5 b d  36  dmin  0,5 dmin   t  13,  3,63s 0,5 a Chọn Ox chiều chuyển động tơ, ≡ vị trí đứng cảnh sát, t =0 lúc cảnh sát xuất phát Phương trình chuyển động hai xe: tơ: x1 = 36(t – 1) = 36t + 36 cảnh sát: x2 = 𝑎𝑡 = 1,5t2 - Khi cảnh sát đuổi kịp ô tô: x1 = x2 → t ≈ 25s Sau chuyển động 25s cảnh sát đuổi kịp ô tô b Vận tốc cảnh sát đuổi kịp ô tô: v = at = 25.3 ≈ 75(m/s) Quãng đường cảnh sát được: s = 2at2 ≈ 935,5m 0,5 0,5 0,5 0,5 HV (0,25) Chọn hệ trục Oxy hình vẽ Áp dụng định luật II Niu-tơn ta có:     F P N  Fms  0,25 Chiếu phương trình lên trục Oy: N - Pcos α - Fsin α = => N = Pcos α + F sin α 0,25 Fms = kN = k(mgcos α + F sin α ) Chiếu phương trình lên trục Ox : Psin α - F cos α - Fms = => F cos α = Psin α - Fms = mg sin α - kmg cos α - kF sin α F mg(sin  kcox) mg(tg  k )  cos  k sin  ktg 0,25 a/ Gia tốc m: a = g.sin  = 9,8.sin300 = 4,9 m/s2 b/ Xét m HQC gắn với nêm: ⃗N ⃗ N = mg.cos  - Fqt.sin  = mg.cos  - ma.sin  a gia tốc nêm Xét chuyển động nêm HQC O: a ⃗N ⃗’ N’sin  = 2ma; mà N = N’ => (mg.cos  - ma.sin  ) sin  = 2ma => g cos  sin  = (sin2  + 2).a g sin 2 => a  Thay số được: a  1,886 m/s2 2(sin   2) Xét hệ quy chiếu quay Điều kiện cân vật :      P  Ta  TB  Fqt  (1)  mg cos   Tb  Fqt cos   (2) cos   r  b ab a2  b2 HV(0,5) O 0,5 HV(0,5) 0,5  Chiếu lên phương sợi dây:  mg cos   Ta  Fqt cos   2 Với : Fqt  mr  m 0,5 r a 0,5 b a 0,5  a2  b2 r b cos    a a2  b2 Thay giá trị Fqt , cos  , cos   = 8rad/s vào (1) (2) ta : a ab Ta  mg  m 2 = 9,14N a  b2 a2  b2 Tb  mg b  m a 2b = 0,6N a2  b2 0,5 a2  b2 Khi cầu đứng cân lực tác dụng vào nó: ⃗⃗ ;trọng lực P Sức căng T ; lực ma sát Fms ; phản lực N Đối với trục quay lqua điểm A, vng góc mặt phẳng hình vẽ : Fms.R – N.R = hay Fms = N HV(0,5) A ⃗⃗ N 0,5 Mặt khác Fms ≤ k.N  k  a Chọn hệ toạ độ Oxy hình vẽ + Điều kiện cân mơmen HV(0,5) vật với trục quay qua O là: C α A B O x O y MT  M P   T.OB.sin   P.OA  T  +Điều kiện cân lực là: 3P 2sin  0,25 QTP0 0,25 3P cos  2sin  3P P  Q y   Theo phương Oy: Q y  P  Tsin   Q y  P  2 Theo phương Ox: Q x  Tcos    Q x  0,25 0,25 + Phản lực Q lề tác dụng lên là: 9P P2 P Q Q Q  cotan    9cotan2  4 3P + Từ biểu thức lực căng T  ta thấy Tmin   90 (dây treo thẳng đứng) 2sin  3P P lực căng T  Cũng vị trí cotan    Q  Qmin  2 x 0,25 y 0,25 b Theo giả thiết ta có: Tmax  4P  3P  4P  sin    220    1580 2sin  0,5 Vậy để dây không bị đứt ta phải chọn điểm treo C cho góc treo α thoả mãn 220    1580 + Vì T ln dương, nên T sin  max,   90 Vậy dây đặt vng góc với OA B lực căng dây đạt giá trị nhỏ – Động lượng hệ ếch-ván bảo toàn theo phương ngang, nên : mv0cos  Mu (1) Trong v0 vận tốc ếch u vận tốc ván mặt nước nằm yên o 0,5 0,25 0,5 Để ếch nhảy tới mép L  u.t   v0cos  t (2) cuối Với t thời gian nhảy ếch Thay t  ván, cần thỏa mãn điều kiện: 2v0 sin  vào phương trình (2) g gL  3,93 m / s Giải hệ (1) (2) ta được; v0  m    1 sin 2 M  a Áp dụng định luật bảo toàn : Vận tốc bi A qua vị trí cân bằng: V0A= 0,25 gl (1  cos  ) = 1,62 m/s b Va chạm đàn hồi : Bảo toàn động lượng bảo toàn động 0,5 mV0A= m VA+m1V0B 1 m V02A = mVA2 + mV02B 2 0,5 => VA=0,54m/s; V0B= 2,16m/s c Hòn bi B chuyển động ném ngang: t= 10 2h = 0,4s =>S= V0B.t = 0,864m g - Lắp gỗ vào trục quay để có địn bẩy l l0 Treo lọ rỗng vào đòn bên phải, treo lọ đầy cát vào vị trí địn bên trái cho địn bẩy cân nằm ngang Ta có: P0.l0 = P.l (1) F - Nhúng lọ đựng đầy cát ngập nước tìm vị trí treo cho địn bẩy cân bằng: P0 l0 = (P – F) l’ (2) - Từ (1) (2): P0 P F = P(l’ – l)/l’ mà F = dnước.V P l 'l Suy ra: dnước =  V l' - Lặp lại thí nghiệm cách thay nước dầu hoả, tìm vị trí l’’ treo lọ cát để địn bẩy cân P l ' 'l - Ta có: ddầu =  V l' ' (l ' 'l )l ' - Suy ddầu = dnước  (l 'l )l ' ' (l ' 'l )l ' hay: Ddầu = Dnước  (l 'l )l ' ' 0,5 0,5 0,5 0,5 SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT LIỄN SƠN ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2020 – 2021 ĐỀ THI MƠN: VẬT LÍ ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phút khơng kể thời gian giao đề Bài 1: Một đồng hồ tính gồm kim phút dài 2,5 cm kim dài 2,0 cm (hình 1) Coi kim quay mặt phẳng a) Tính tốc độ góc kim phút kim b) Mỗi ngày đêm, có lần kim phút kim gặp nhau, thời điểm ? Bài 2: Một chất điểm khối lượng m=2kg, chuyển động thẳng với đồ thị vận tốc thời gian hình vẽ a) Tính gia tốc nêu tính chất chuyển động chất điểm giai đoạn b) Xác định phương, chiều, độ lớn hợp lực tác dụng lên vật giai đoạn c) Viết phương trình chuyển động chất điểm chặng biết thời điểm ban đầu (t=0) vật có li độ xo = Hình v (m/s) A C B O t(s) Bài 3: Ba vật có khối lượng m = 5kg nối với sợi dây không giãn, khối lượng không đáng kể mặt bàn ngang Biết dây chịu lực căng tối đa T0=20N Hệ số ma sát bàn vật 1, m1 m2 2, 1 =0,3; 2 =0,2; 3 = 0,1 Người ta m3 kéo vật với lực F nằm ngang hình vẽ Lấy g=10m/s2 a) Tính gia tốc vật lực căng dây nối F=31,5N b) Tăng dần độ lớn lực F, hỏi Fmin để hai dây bị đứt? Bài 4: Một vật đặt chân mặt phẳng nghiêng (dài vô hạn) góc α = 300 so với phương nằm ngang Hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng nghiêng µ = 0,2 Vật truyền vận tốc ban đầu v0 = m/s theo phương song song với mặt phẳng nghiêng hướng lên phía Cho g=10m/s2 a) Sau vật lên tới vị trí cao nhất? b) Quãng đường vật vị trí cao bao nhiêu? Bài 5: Một thang AB=l, đầu A tựa sàn ngang, đầu B tựa vào tường thẳng đứng Khối tâm C thang cách A đoạn l Thang hợp với sàn góc α 1) Chứng minh thang khơng thể đứng cân khơng có ma sát 2) Gọi hệ số ma sát thang với sàn tường k Biết góc α=600 Tính giá trị nhỏ k để thang đứng cân 3) Khi k=kmin, thang có bị trượt khơng, nếu: a) Một người có trọng lượng trọng lượng thang đứng điểm C b) Người đứng vị trí D cách A đoạn 2l 4) Chứng minh α nhỏ để thang khơng trượt ma sát lớn Tính kmin α=450 ( khơng có người) Bài 6: Xác định hệ số ma sát vật hình hộp với mặt phẳng nghiêng, với dụng cụ lực kế Biết góc nghiêng mặt phẳng α không đổi không đủ lớn để vật tự trượt -HẾT -Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh:……………………………Số báo danh:…………………Phịng thi… Câu 7: (3 điểm) Một đồn tàu có khối lượng m=150 chuẩn bị khởi hành từ ga Hà Nội a Em giải thích tàu lại khó khởi hành ô tô, xe máy? b Để khởi động đoàn tàu, trước tiên người lái tàu phải cho tàu lùi lại sau cài số để tiến phía trước Tại với phương pháp đoàn tàu dễ khởi hành hơn? c Muốn cho đầu tàu kéo nhiều toa phải có khối lượng lớn em giải thích sao? d Khi qua đoạn đường thẳng nằm ngang tàu chạy với tốc độ khơng đổi v  72 km/h Hãy tính cơng suất đồn tàu lúc Biết hệ số ma sát giữa bánh tàu ray   0,02, lấy g  10m/s2 e Đoàn tàu chuyển động đoạn đường nằm ngang nói gặp trận mưa lớn, giây có khối lượng nước mưa m0  100 kg rơi xuống tàu theo phương thẳng đứng chảy từ thành toa tàu xuống đất Hỏi đầu tàu cần tăng công suất thêm để chuyển động thẳng với vận tốc 72km/h Bỏ qua thay đổi hệ số ma sát trời mưa Câu 8: (2 điểm) Nêu phương án thực hành xác định hệ số ma sát trượt vật hình hộp với mặt phẳng nghiêng, với dụng cụ lực kế Biết góc nghiêng mặt phẳng α khơng đổi không đủ lớn để vật tự trượt Hết (Giám thị coi thi khơng giải thích thêm) Trang 2/7 – HSG Toán 10 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ Trường THPT Triệu Sơn ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG Năm học 2019-2020 Môn thi: VẬT LÍ - Lớp 10 THPT Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu Đáp án chi tiết Câu a a Chọn trục tọa độ trùng với đường thẳng AB Gốc tọa độ A; chiều điểm dương từ A đến B; gốc thời gian lúc khảo sát chuyển động Vận tốc vật thời điểm t xác định: v= v0+ at Thay số ta : v = 10+0,4*10= 14m/s Quãng đường vật sau 10s: S= v0t+ at2/2 = 120m Câu điểm b Đối với vật chuyển động từ A ta có: x01= 0; v01= 10m/s; a1= 0,4m/s2 ; t01=0 → x1= 10t + 0,2t2 Đối với vật chuyển động từ B ta có: x02= 112m; v02= 0m/s; a2= -0,6m/s2 ; t02=0 → x2= 112- 0,3t2 Khi hai vật gặp thì: x1=x2 = x ↔ 10t + 0,2t2 = 112- 0,3t2 Giải ta được: t = 8s Vị trí gặp nhau: x = x1 = 112 – 0,3*82 = 92,8m KL: Hai vật gặp sau 8s chuyển động, vị trí cách A 92,8m a Xác định biểu diễn lực tác dụng lên vật nêm đứng yên: 𝑁 𝐹𝑚𝑠 Theo quãng đường (0,5 điểm) (0,5 điểm) (0,5 điểm) (0,5 điểm) (0,5 điểm) (0,5 điểm) 0.5 điểm m 𝑃 𝑃 giây thứ 3: Điểm (0,5 điểm) α ΔS3= 2,5 a = 2,4⇒ a= 0,96m/s2 Gia tốc vật mặt phẳng nghiêng: a= g( sinα - µcosα) ⇒ µ = 0.47 (0,5 điểm) b Chọ Hệ trục xOy gắn với mặt phẳng nghiêng 0.25 điểm Khi nêm chuyển động với gia tốc a = 2m/s có thêm lực qn tính tác dụng lên vật phương trình định luật II: (0,25 điểm) 𝑃 + 𝑁 + 𝐹𝑚𝑠 + 𝐹0 = 𝑚𝑎 (1) 𝐹𝑚𝑠 𝑎0 0.25 điểm 𝑁 m 𝑃 Oy 𝐹0 Trang 3/7 – HSG Toán 10 α Ox (0,5 điểm) chiếu phương trình (1) lên hệ trục xOy ta suy 𝑎= 𝑃𝑠𝑖𝑛𝛼 + 𝐹0 𝐶𝑜𝑠𝛼 − 𝐹𝑚𝑠 𝑚 (0,25 điểm) = 𝑎0 𝑐𝑜𝑠𝛼 + 𝑔𝑠𝑖𝑛𝛼 − 𝜇(𝑔𝑐𝑜𝑠𝛼 − 𝑎0 𝑠𝑖𝑛𝛼) Thay số ta a= 3,13m/s2 Câu điểm Câu điểm (0,25 điểm) (0,25 điểm) (0,25 điểm) (0,25 điểm) a) Vận tốc mảnh sau nổ: v012  gh = 20 m/s Bảo tồn động lượng vẽ hình Tính vận tốc mảnh 2: 200/3 m/s Hướng chuyển động mảnh tạo phương ngang góc 600 b) Độ cao cực đại mảnh lên tới (thiết lập công thức) H max =20+v022 sin602/2g Tính kết quả=187m a) Các lực tác dụng lên hình vẽ Trong đó: Rx, Ry thành phần phản lực tường tác dụng lên theo phương ngang phương thẳng đứng Ta có: P  T  P1  R x  R y   Rx  T sin 45o Suy ra:  o P  P1  Ry  T cos 45 Đối với trục quay C ta có: C   P.BC.sin 60o  P1 (0,5 điểm) A (0,5 điểm) 45o T L B Ry P o 60 P1 Rx M (0,5 điểm) (0,5 điểm) C BC sin 60o  T BC.sin 75o Lực căng dây: T = 94,1 N  Rx = 66,6 N, Ry = 43,4 N Phản lực tường tác dụng lên thanh: R  Rx2  Ry2  79,4 N (0,5 điểm) b) Ngay sau cắt dây quay với gia tốc góc  Ta có:  M C  I C  l l2  Pl sin 60 o  P1 sin 60 o  (ml  m1 ). (với l chiều dài BC) Theo định lý hàm số sin tam giác ABC: L l L sin 45o  l   0,732 m sin 75o sin 45o sin 75o Do đó: γ  12 rad/s2 Khối tâm G hệ “ cầu + thanh’’ nằm cách C đoạn: (0,25 điểm) (0,25 điểm) Trang 4/7 – HSG Toán 10 (0,25 điểm) 21 l  0,7 m 22 Gia tốc G gồm có hai thành phần: Tiếp tuyến: at = γ.GC = 8,37 m/s2 Hướng tâm : aht = (0,25 điểm) Định luật II Newton cho hệ : 𝑃 + 𝑃1 + 𝑅 = (𝑚 + 𝑀)𝑎 Chiếu lên phương tiếp tuyến hướng tâm ta :  P  P1  sin 60  R t   m  M  a t  (0,25 điểm)  P  P1  cos 60  R n  R  55  n R t  3, (0,25 điểm)  R = 55,1 N Khi pittông đứng yên (trước sau di chuyển), áp suất khí hai bên GC = Câu điểm pittơng Áp dụng PTTT cho khí phần xi lanh: pV pV1 - Phần bị nung nóng: 0  T0 T1 pV pV2 - Phần bị làm lạnh: 0  T0 T2  V1 V2 (*)  T1 T2 (0,5 điểm) (0,5 điểm) Đặt khoảng dịch chuyển pittông x, từ (*) ta có: l0  x l0  x  T1 T2 x Câu điểm (0,5 điểm) l0 (T1  T2 )  1cm T1  T2 (0,5 điểm) a Cơ vật vị trí ném là: W= mv02  1.5  12,5( J ) v02 52 Theo định luật bảo toàn ta có: hmax=   1,25(m) g 2.10 (0,5 điểm) (0,5 điểm) b Ở độ cao h1 bốn lần động Theo định luật bảo tồn ta có: 5 Wt  W  mgh1  mghmax  h1  hmax  1(m) 4 (0,5 điểm) Tại ta có: Wt = 4Wđ => mv12 mgh1   v1  gh1 10.1   2,236(m / s) 2 (0,5 điểm) Trang 5/7 – HSG Toán 10 Câu điểm Theo định luật II Niu tơn: 𝑎 = ∆𝑣 ∆𝑡 𝐹 𝐹 = 𝑚 → ∆𝑣 = 𝑚 ∆𝑡 (0,5 điểm) khối lượng tàu lớn nhiều lần so với ô tô, xe máy nên qn tính tàu lớn tàu khó khởi động tơ, xe máy Khi cáp nối toa tàu bị kéo căng lực kéo đầu tàu phải (0,5 điểm) truyền gia tốc cho đồn tàu lúc nên khó dịch chuyển Nếu đồn tàu trước tiên lùi lại, cáp nối toa tàu chùng lại với lực kéo cũ đầu tàu truyền gia tốc lớn nhiều trước tiên cho toa gần nhất, sau đến toa cịn lại Lực phát động có tác dụng kéo đồn tàu lực ma sát nghỉ (0,5 điểm) đường ray tác dụng lên bánh xe phát động đầu tàu Muốn đầu tàu kéo nhiều toa, lực ma sát phải lớn nên đầu tàu phải có khối lượng lớn Khi tàu chuyển động thẳng F=mg (0,5 điểm) công suất tàu N=Fv=mgv= 0,6(MW) Khi trời mưa xuống khối lượng tàu thay đổi nên động lượng tàu thay đổi cần phải tăng thêm công suất để kéo tàu với vận (0,25 điểm) tốc khơng đổi Vì khối lượng tàu thay đổi nên ta áp dụng định luật niu tơn dạng khác F.t = Ps – Pt (0,25 điểm) Trong Động lượng trước có mưa Pt = mv Động lượng sau trời mưa Ps = (m+m0)v  F.t = (m+m0)v – mv = (0,25 điểm) m0 v Với t = 1s ta có F = m0v Cần tăng công suất lên N=Fv=m0v2 =40(kW) Câu điểm Cơ sở lí thuyết: Fms = μ.N  μ = Fms Fms = N P.cosα (1) (0,25 điểm) (0,5 điểm) Dùng lực kế xác định trọng lượng P vật Dùng lực kế kéo vật chuyển động theo phương song song mặt phẳng nghiêng => Đọc số lực kế ta Fk (0,5 điểm) Trang 6/7 – HSG Tốn 10 Vật khơng tự trượt => Kéo vật lên dốc: Fk = P.sinα + Fms => Fms = Fk – P.sinα Vật không tự trượt => Kéo vật xuống dốc: Fk + P.sinα = Fms (0,5 điểm) (0,5 điểm) Xác định hệ số ma sát trượt theo công thức (1) Trang 7/7 – HSG Toán 10 SỞ GD-ĐT QUẢNG NGÃI TRƯỜNG THPT THU XÀ ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG Năm học: 2019-2020 MÔN THI: VẬT LÝ – LỚP 10 Thời gian làm bài: 120 phút ĐỀ THI CHÍNH THỨC Câu ( điểm): Một ô tô chạy với vận tốc v0 tài xế hãm phanh phía trước có chướng ngại vật Xe chuyển động chầm dần dừng lại sau 25 m tính từ vị trí hãm phanh Biết quãng đường xe giây gấp lần quãng đường xe giây cuối Tìm v0 gia tốc chuyển động xe Câu ( điểm) Mét ®ång hå treo t-êng cã kim dµi 8cm vµ kim giê dµi cm Cho r»ng kim quay a.Tính tốc độ dài, tốc độ góc điểm đầu hai kim, số vòng mà kim phút, kim quay đ-ợc sau thời gian t = 100 phút b Tìm thời điểm kim trïng kim kĨ tõ lóc 0h Câu 3( điểm) Một vật bắt đầu trượt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng dài 10m, cao 6m Biết hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng nghiêng =0,5, lấy g=10m/s2 a) Tính thời gian vật hết mặt phẳng nghiêng vận tốc chân mặt phẳng nghiêng b) Khi hết mặt phẳng nghiêng, vật tiếp tục trượt lên cung trịn có bán kính R Tìm bán kính lớn cung trịn để vật hết cung trịn Bỏ qua ma sát cung tròn Câu 4( điểm ) 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 Thanh giữ cân theo phương hợp với phương ngang góc α=300 nhờ lực F có phương nằm ngang đặt vào đầu B, phương F thay đổi Lấy g = 10m/s2 Tìm giá trị lực tác dụng lên A α F B Câu 5( điểm ) Từ thực hành: Xác định hệ số ma sát ( sách giáo khoa ) Hãy : a Nêu mục đích thí nghiệm b Nêu dụng cụ cần thiết để tiến hành thí nghiệm c Viết biểu thức kết xác định hệ số ma sát trượt === Hết === SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT PHÙNG KHẮC KHOAN KHOAN – THẠCH THẤT Đề thức ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2019-2020 Đề thi môn: Vật lý 10 Thời gian làm bài: 150 phút ( Không kể thời gian giao đề) Bài (4 điểm) Một đoạn đường dốc AB có độ dài 400m Một người xe đạp với vận tốc 2m/s bắt đầu xuống dốc đỉnh A với gia tốc 0,2m/s2, lúc ô tô lên từ chân dốc B chậm dần với vận tốc 20m/s gia tốc 0,4 m/s2 a) Viết phương trình tọa độ phương trình vận tốc hai xe b) Sau hai xe gặp nhau, tìm vị trí gặp vận tốc xe lúc gặp ? c) Xác định thời điểm để hai xe cách 40m ? Bài (4 điểm) a) Một ô tô khối lượng m = tấn, chuyển động đoạn đường nằm ngang Hệ số ma sát lăn bánh xe mặt đường µ = 0,1 Lấy g =10m/s2 Tính lực kéo động ô tô trường hợp sau: - Ơ tơ chuyển động thẳng - Ô tô khởi hành chuyển động thẳng nhanh dần sau 10s 100m b) Nếu tơ chuyển động đoạn đường nằm ngang cung trịn bán kính 100m Ơ tơ đạt vận tốc tối đa để xe không bị trượt văng khỏi đường? Biết hệ số ma sát trượt tơ đường µ = 0,1 Lấy g =10m/s2 Bài (4 điểm) C Một sắ t đồ ng chấ t, tiế t diê ̣n đề u, dài AB = 1,5m có khố i lươ ̣ng m = 3kg đươ ̣c giữ nghiêng mô ̣t góc α mă ̣t sàn nằ m ngang nhờ mô ̣t sơ ̣i dây BC nằ m ngang có chiề u dài BC = 1,5m Nố i đầ u B của AB với mô ̣t bức tường thẳ ng đứng, đầ u dưới A của tựa mă ̣t sàn (hình vẽ) Biế t ̣ số ma sát giữa và mă ̣t sàn là / a) Góc nghiêng α phải có giá tri ̣bao nhiêu để O có thể cân bằ ng b) Tính đô ̣ lớn các lực tác du ̣ng lên và khoảng cách OA từ đầ u A của đế n góc tường α = 450 Lấ y g = 10m/s2 B α A Bài (4 điểm) Cho hệ vật hình vẽ với khối lượng vật vật m2 hai m1  1kg; m2  2kg , hai vật nối sợi dây khơng dãn có khối lượng khơng đáng kểhệ số ma sát hai vật mặt phẳng nằm ngang   1  2  0,1 Tác dụng lực F vào vật hợp với phương ngang góc   300 Lấy g=10m/s2 a) Khi lực F= 8N Tính gia tốc chuyển động lực căng sợi dây m1 F  b) Biết dây chịu lực căng lớn 14N Tìm lực kéo lớn để dây không bị đứt Bài ( điểm) Một sợi dây nhẹ chiều dài   1m có đầu buộc vào điểm cố định O, đầu mang hình cầu nhỏ khối lượng m= 100g Nâng cầu lên tới vị trí phía điểm O khoảng  từ phóng ngang cầu phía bên phải với vận tốc ( Hình vẽ) Sau lúc, dây lại bị căng thẳng, kể từ cầu dao động lắc quanh trục O Cho biết lúc dây vừa bị căng thẳng hợp với phương thẳng đứng góc 60 Bỏ qua sức cản Hãy tính: a) Vận tốc ban đầu cầu lúc vừa phóng ra? b) Xung lượng lực đặt vào trục O dây vừa bị căng thẳng? -HẾT - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT PHÙNG KHẮC KHOAN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2019-2020 Đáp án Đề thi môn: Vật lý 10 Thời gian làm bài: 150 phút ( Không kể thời gian giao đề) HƯỚNG DẪN CHẤM: Bài a(1,5đ) - Chọn chiều dương chiều từ đỉnh đến chân dốc, gốc toạ độ đỉnh A, gốc thời gian lúc xe A xuống dốc -Gọi vận tốc ban đầu v0 (m/s); tọa độ ban đầu x0(m); gốc thời gian t0=0; gia tốc a(m/s2) Phương trình tọa độ vân tốc tổng quát: x= x0+v0t+ at (m) 4,0 0,5 ; v=v0+at( m/s)   - Đối với xe A: x0A   m  ; v0A   m / s  ;a A  0,2 m / s ; xA  2t  0,2.t  2t  0,1t 2 vA   0,2t (m) 0,5 (m/s)  - Đối với xe B: x0B  400  m  ; v0B  20  m / s  ;a B  0,4 m / s2 x B  400  20t  0,4.t  400  20t  0,2.t 2 vB  20  0,4t b(1,5đ) (m) 0,5 (m/s) Vì hai xe gặp xA  xB nên t  200s  2t  0,1t  400  20t  0,2t  0,1t  22t  400    t  20s + Với t1  200s ta có: x  2.200  0,2.2002  4400m  400m ( loại) + Với t2  20s ta có: x  2.20  0, 2.202  80m  400m (thỏa mãn) Vận tốc xe A: vA   0,2.20   m / s  Vận tốc xe B: vB  20  0,4.20  12  m / s  c( 1đ)  0,5 0,5 0,5 xA  x B  40 Để hai xe cách 40m xA  xB  40    x B  xA  40 + Khi xA  xB  40  2t  0,1t  400  20t  0,2t  40  0,1t  22t  440   t  22,25  s  0,5 + Khi xB  xA  40  400  20t  0,2t  2t  0,1t  40  0,1t  22t  360   t  17,8  s  0,5 Bài a - Chọn chiều dương chiều chuyển động (Ox)  (2đ) - Ơ tơ chịu tác dụng lực P, N , Fmsn , Fk   4,0  - Theo định luật II- Niutơn : P  N  Fk + Fm s = m a - Chiếu lên phương chuyển động, chiều dương chiều chuyển động, ta có: Fk – Fms = ma + Khi ơtơ chuyển động thẳng a=0 nên Fk= Fms= mg = 0,1x1000x10= 1000(N) 0,5 0,5 + Khi ô tô 100m thời gian 10 giây: s  a' t  Gia tốc a’ = m/s2 Độ lớn lực kéo: F’k = ma’ + Fms = 1000x2+0,1x1000x10= 3000(N) b (2đ) - Ơ tơ chịu tác dụng lực P, N , Fmsn Trong P  N  - Lúc tơ chuyển động trịn nên Fmsn đóng vai trị lực hướng tâm Fht  Fmsn 0,5 0,5 0,5 0,5 v   mg R  v  R g  v  R g - Để ô tô không trượt đường  m 0,5 Thay số ta vận tốc tối đa vmax= 10m/s Bài a (2,5đ) 0,5 4,0 Y T C N G α Fms O B P X 0,5 A Áp du ̣ng điề u kiê ̣n cân bằ ng quay đố i với tru ̣c qua điể m A: M T  M P  T OC  P AG cos   T AB sin   mg T  mg cos  mg cot g  (1) 2sin  AB cos  0,5 - Áp du ̣ng điề u kiê ̣n cân bằ ng tinh ̣ tiế n: P  N  Fms  T  (2) + Chiế u (2) lên tru ̣c OX đươ ̣c: Fms – T = (3) + Chiế u (2) lên tru ̣c OY đươ ̣c: N – P = (4) - Muố n cân bằ ng thì lực ma sát phải là lực ma sát nghỉ nên: Fms < μN (5) mg cot g - Từ (1), (3), (4) và (5) suy ra:   mg  cot g  2    300 0,5 0,5 0,5 b (1,5đ) Khi α = 450 ta có: + Từ (1) (2) ta có Fms = T = 15N; + Từ (4) N = P = 30N; + Từ hình vẽ : OA = BC – ABcosα ≈ 0,44m 0,5 0,5 0,5 Bài 4,0 Phân tích lực tác dụng lên hệ vật y N2 x O F N1 T2 Fms  T1 0,5 Fms1 P1 Chọn hệ quy chiếu hình vẽ hình vẽ, chiều dương (+) chiều chuyển động Xét vật : Áp dụng định luật II Newton ta có F  Fms1  N  P  T1  m1a Chiếu lên Ox: F cos   Fms1  T1  m1a (1) Chiếu lên Oy: N1  P1  F sin    N1  m1 g  F sin  thay vào (1) F cos     m1 g  F sin    T1  m1a (*) Ta được: Tương tự vật 2: Fms  N  P2  T2  m2 a a  Fms  T2  m2 a (2) (2,5đ) Chiếu lên Ox: Chiếu lên Oy: N  P2  m2 g thay vào (2) Ta  m2 g  T2  m2 a (**) Vì dây khơng dãn nên T  T1  T2 Từ (*) (**) ta có hệ phương trình  F cos     m1 g  F sin    T1  m1a(3)     m2 g  T2  m2 a(4) Cộng vế ta có : F cos     m1 g  F sin     m2 g  (m1  m2 )a F cos    (m1 g  F sin  )   m2 g a (5) a   (m1  m2 )  8.cos 300  0,1 1.10  8.sin 300  0,1.2.10 1   1,44 m / s2  Thay vào (4) ta có T  m2 a   m2 g  2.1, 44  0,1.2.10  4,88  N  0,5 0,5 0,5 0,5 Tương tự từ phần a:Thay (5) vào (4) ta có F cos    (m1 g  F sin  )   m2 g (m1  m2 ) Theo đầu T  Tmax F cos    (m1 g  F sin  )   m2 g  Tmax   m2 g +m2 (m1  m2 ) T  T1  T2 b (1,5đ) =  m2 g +m2  T max  m2 g m1  m2   gm2 m1  m2     F   cos   sin     Fmax = 45,85N 0,5 0,5 0,5 4,0 Bài a (2đ) - Khi phóng ra, dây nối chưa căng, cầu chịu tác dụng trọng lực => Chuyển động chuyển động ném ngang - Chọn hệ trục tọa độ xOy cho gốc O trùng với điểm trục O, Ox chiều với vận tốc ban đầu, Oy hướng thẳng đứng xuống, gốc thời gian lúc cầu bắt đầu phóng => Gọi t thời điểm để dây nối bị căng 0,5 + Tại vị trí dây nối căng ra, ta có phương trình liên hệ với chuyển động ném ngang vật là:  x  v0 t  .sin 60     y   g t   cos60  +Thay số v0= 15m / s  3,87m / s   t   2g   v  gl  0,5 0,5 0,5 b (2đ) - Véctơ v phương thẳng đứng hình vẽ:  v x  v0  6.g       - Ta có: v  vx  v y , Với :  v  g t  .g  y => v  vx2  v y2  2.g. = - Ta có: tan   vx  vy 0,5 20m / s  4,47m / s 0,5 0,5 =>   60 - Gọi v vận tốc cầu dây vừa bị căng Gọi β góc hợp  => Khi dây treo bắt đầu bị căng ra, góc hợp vận tốc v với phương thẳng đứng 60  => vận tốc v có phương trùng với phương sợi dây Sau đó, cầu nhận xung lực căng dây Cũng thời gian đó, điểm treo O nhận xung lực độ lớn với xung lực mà cầu nhận => Xung lực điểm treo O nhận là: F t  m.v   m g   0,45( N s) 0,5 ...MỤC LỤC Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT Đồng Đậu Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT... Phúc Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT Lưu Hoàng, Hà Nội Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2020-2021 có đáp án - Trường. .. Hà Nội Đề thi học sinh giỏi mơn Vật lí lớp 10 cấp trường năm 2019-2020 có đáp án - Trường THPT Triệu Sơn 4, Thanh Hóa Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 10 cấp trường năm 2019-2020 - Trường