Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 10 cấp trường năm 2019-2020 có đáp án - Trường THPT Triệu Sơn 4, Thanh Hóa

Để đạt thành tích cao trong kì thi sắp tới, các bạn học sinh có thể sử dụng tài liệu Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 10 cấp trường năm 2019-2020 có đáp án - Trường THPT Triệu Sơn 4, Thanh Hóa sau đây làm tư liệu tham khảo giúp rèn luyện và nâng cao kĩ năng giải đề thi, nâng cao kiến thức cho bản thân để tự tin hơn khi bước vào kì thi chính thức. Mời các bạn cùng tham khảo đề thi.

SỞ GD & ĐT THANH HÓA TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN ĐỘI DỰ TUYỂN HSG CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2019 – 2020 Môn thi: VẬT LÍ – LỚP 10 Ngày thi: 21 tháng năm 2020 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề thi có câu, gồm 02 trang Câu 1:(3,0điểm) Một vật chuyển động qua A với vận tốc 10m/s tăng tốc chuyển động nhanh dần với gia tốc 0,4m/s2 phía B a Tính vận tốc quãng đường vật sau 10s kể từ tăng tốc b Cùng thời điểm tăng tốc vật thứ nhất, vật thứ chuyển động nhanh dần không vận tốc ban đầu từ B A với gia tốc 0,6m/s2 Tìm thời điểm vị trí gặp hai vật Biết AB = 112m Câu 2: (3 điểm) 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 vẽ) Lấy g=10m/s2 a Nêm giữ cố định Trong giây thứ vật quãng đường 2,4m Tìm hệ số ma sát vật mặt nêm b Nêm kéo cho trượt sang trái với gia tốc không đổi a0=2m/s2 sàn nằm ngang Tìm gia tốc m so với nêm thả cho chuyển động m 𝑎0 α Câu 3: (2 điểm) Viên đạn khối lượng m = 0,8kg bay ngang với vận tốc v0 = 12,5m/s độ cao H = 20m vỡ thành hai mảnh Mảnh I có khối lượng m1 = 0,5kg, sau nổ bay thẳng đứng xuống bắt đầu chạm đất có vận tốc v1’ = 40m/s Lấy g = 10m/s2 a Tìm độ lớn hướng vận tốc mảnh đạn II sau vỡ Bỏ qua sức cản khơng khí b Tìm độ cao cực đại mảnh lên tới Câu 4: (3 điểm) Cho cầu có kích thước nhỏ trọng lượng P = 100N, cứng đồng chất trọng lượng P1 = 10N gắn vào tâm B cầu, đầu lại C gắn với tường thông qua trục quay nằm ngang, dây treo AB không giãn khối lượng không đáng kể Cho khoảng cách AC = L = m, góc có giá trị hình a Hệ trạng thái cân Tìm lực căng dây phản lực trục quay C tác dụng lên b Cắt dây AB Tìm thành phần phản lực trục quay C tác dụng lên thời điểm A 45o L B 60o C Câu 5: (2 điểm) Một xilanh kín chia làm hai phần pittơng cách nhiệt Mỗi phần có chiều dài l0=30cm chứa lượng khí giống 270C Nung nóng phần thêm 100C làm lạnh phần 100C Hỏi pittông di chuyển đoạn bao nhiêu? Câu 6: (2 điểm) Từ mặt đất, vật khối lượng kg ném thẳng đứng lên cao với vận tốc m/s Bỏ qua sức cản không khí Lấy g = 10 m/s2 a Tính vật vị trí ném độ cao cực đại mà vật đạt so với đất b Ở độ cao vật gấp bốn lần động năng, vận tốc vật bao nhiêu? Trang 1/7 – HSG Toán 10 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 ... Toán 10 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ Trường THPT Triệu Sơn ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG Năm học 201 9-2 020 Mơn thi: VẬT LÍ - Lớp 10 THPT Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ... 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... 0,2t2 Đối với vật chuyển động từ B ta có: x02= 112m; v02= 0m/s; a2= -0 ,6m/s2 ; t02=0 → x2= 11 2- 0,3t2 Khi hai vật gặp thì: x1=x2 = x ↔ 10t + 0,2t2 = 11 2- 0,3t2 Giải ta được: t = 8s Vị trí gặp