Tổng hợp đề thi Học sinh giỏi Vật lý lớp 10 tập 1

Së GD §T Hµ Néi Trêng THPT tïng thiÖn Céng hoµ x· héi chñ nghÜa ViÖt Nam §éc lËp – Tù do – H¹nh phóc §Ò THI HäC SINH GiáI KhèI 10 M«n: VËt lý ( Thêi gian 60 phót) C©u 1: (6 ®iÓm) Mét vËt ®ang chuyÓn ®éng trªn ®êng ngang víi vËn tèc 20ms th× trît lªn mét c¸i dèc dµi 100m, cao 10m. T×m gia tèc cña vËt khi lªn dèc. VËt cã lªn tíi ®îc ®Ønh dèc kh«ng? NÕu cã, h·y t×m vËn tèc cña vËt t¹i ®Ønh dèc vµ thêi gian lªn dèc? Cho biÕt hÖ sè ma s¸t gi÷a vËt vµ mÆt dèc lµ  = 0,1. LÊy g = 10ms2. C©u 2: (6 ®iÓm) Mét qu¶ cÇu nhá cã khèi lîng m = 500g, treo ë mét ®Çu mét sîi d©y dµi l = 1m, ®Çu trªn cña d©y cè ®Þnh. KÐo qu¶ cÇu ®Ó d©y treo lÖch gãc  0  30 0 so víi ph¬ng th¼ng ®øng råi th¶ nhÑ. a. TÝnh vËn tèc cña qu¶ cÇu khi d©y treo hîp víi ph¬ng th¼ng ®øng gãc  . VËn tèc cña qu¶ cÇu cùc ®¹i ë vÞ trÝ nµo? TÝnh gi¸ trÞ vËn tèc ®ã? b. TÝnh lùc c¨ng cña d©y treo theo gãc  ? LÊy g = 10ms2. Bá qua søc c¶n cña kh«ng khÝ. C©u 3: (4 ®iÓm) Mét b¶n máng kim lo¹i ®ång chÊt h×nh ch÷ T nh trªn h×nh. Cho biÕt AB = CD = 60 cm; EF = HG = 20 cm; AD = BC = 20 cm; EH = FG = 100 cm. H·y x¸c ®Þnh träng t©m cña b¶n? C©u 4: (4 ®iÓm) Mét tªn löa cã khèi lîng 16 tÊn ®îc phãng th¼ng ®øng nhê lîng khÝ phôt ra phÝa sau víi vËn tèc 800ms trong mét thêi gian t¬ng ®èi dµi. TÝnh khèi lîng khÝ mµ tªn löa cÇn phôt ra phÝa sau mçi gi©y trong nh÷ng gi©y ®Çu tiªn ®Ó cho tªn löa ®ã bay lªn rÊt chËm. LÊy g = 10ms2. Bá qua søc c¶n cña kh«ng khÝ. DuyÖt cña tæ trëng tæ VËt lý – KTCN A D B C E H F GSë GD §T Hµ Néi Trêng THPT tïng thiÖn Céng hoµ x· héi chñ nghÜa ViÖt Nam §éc lËp – Tù do – H¹nh phóc ®¸p ¸n §Ò THI HäC SINH GiáI KhèI 10 M«n: VËt lý C©u 1: (6 ®iÓm) H×nh vÏ 0,5 ® C¸c lùc t¸c dông lªn vËt khi lªn dèc lµ: Träng lùc P , ph¶n lùc vu«ng gãc N vµ lùc ma s¸t F ms . 0,25 ® ¸p dông ®Þnh luËt II Niut¬n, ta cã: P + N + ms F = m a . (1) 0,5 ® ChiÕu ph¬ng tr×nh (1) lªn trôc Ox (däc theo mÆt dèc híng lªn) vµ trôc Oy (vu«ng gãc víi mÆt dèc híng lªn): P cos + N = 0 (2) 0,5 ® P sin F ms = ma (3) 0,5 ® Trong ®ã: sin  = h l = 100 10 = 0,1 0,25 ® cos  = 1  cos 2   0,995 0,25 ® Tõ (2) vµ (3) suy ra: Fms=  N=  mg cos  0,25 ® vµ   sin    cos    g (sin    cos  ) m P mg a 0,5 ® a = 1,995ms2. 0,5® Gäi s lµ chiÒu dµi tèi ®a vËt cã thÓ ®i lªn trªn mÆt dèc (cho ®Õn lóc vËn tèc b»ng v = 0) ta cã: ( 4 ) 2 2 0 2 a v v s   , víi v = 0 ms, v0= 20 ms 0,5 ® Suy ra s = 100,25m > l = 100m. Nh vËy, vËt lªn tíi ®îc ®Ønh dèc. 0,5 ® Khi lªn ®Õn ®Ønh dèc, vËn tèc v1 cña vËt tÝnh theo c«ng thøc v12  v 02  2 as , víi s = l = 100m v 2 al v 2 1m s  1   0  . 0,5 ® Thêi gian lªn dèc: s a v v t  1  0  9 ,52 0,5 ® N ms F P x l h y C©u 2: (6 ®iÓm) H×nh vÏ: 0,5 ® a. ChuyÓn ®éng cña qu¶ cÇu tu©n theo ®Þnh luËt b¶o toµn c¬ n¨ng. Chän gèc thÕ n¨ng t¹i B. Ta cã: WM = WA 0,5 ® mv 2  mgh M  mgh A 1 2 0,5 ®  v  2 gl (cos   cos  0 ) (1) 1 ® Tõ (1) ta thÊy v cùc ®¹i khi cos  = 1 hay  = 00. v max  2 gl (1  cos  0 )  1,64 m s 1 ® b. T¹i vÞ trÝ bÊt kú, ph¬ng tr×nh ®Þnh luËt II Niut¬n cho vËt: m a  P  T 0,5 ® ChiÕu ph¬ng tr×nh trªn lªn trôc híng t©m, ta cã: l v P T T mg m l v m 2 2   cos     cos   1 ® Thay v2 tõ ph¬ng tr×nh (1) vµ biÕn ®æi ta ®îc: T = mg( 3cos cos  0 ) 1 ® C©u 3: ( 4 ®iÓm ) 1 ® Ta chia b¶n máng thµnh hai phÇn ABCD vµ EFGH, mçi phÇn cã d¹ng h×nh ch÷ nhËt. V× lý do ®èi xøng, träng t©m cña hai phÇn ®ã n»m t¹i O1 vµ O2 lµ giao ®iÓm cña c¸c ®êng chÐo cña h×nh ch÷ nhËt. Träng lùc P1 vµ P2 cña hai phÇn ®ã cã ®iÓm ®Æt lµ O1 vµ O2. Träng t©m O cña b¶n lµ ®iÓm ®Æt cña hîp c¸c träng lùc P1 vµ P2 cña hai phÇn h×nh ch÷ nhËt. 0,5 ® Theo quy t¾c tæng hîp hai lùc song song cïng chiÒu ta cã: E A C F B D G H O1 O O2 P1 P2 P A M B hM hA2 1 2 1 1 2 m m P P OO OO   (1) 05 ® V× b¶n ®ång chÊt nªn khèi lîng tØ lÖ víi diÖn tÝch: 5 3 60 .20 100 .20 2 1 2 1    S S m m (2) 0,5 ® §ång thêi ta cã: O1O2=O1O + OO2 = 2 AD  EH = 60cm (3) Tõ (1), (2) vµ (3)  : OO1 = 37,5 cm; OO2 = 22,5 cm. 0,5 ® VËy träng t©m O cña b¶n n»m trªn trôc ®èi xøng cña b¶n, c¸ch ®¸y GH mét ®o¹n: OO2 + 2 EH = 22,5 + 50 = 72,5 cm. 1 ® C©u 4: (4 ®iÓm) Bëi v× khÝ phôt r»mt tªn löa trong mét thêi gian t¬ng ®èi dµi nªn ta kh«ng thÓ coi tªn löa nh mét hÖ kÝn vµ kh«ng thÓ ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn ®éng lîng mµ ph¶i ¸p dông ®Þnh luËt II Niut¬n viÕt díi d¹ng kh¸c: F.  t =  p (1) 1 ® Tªn löa bay lªn rÊt chËm cã nghÜa lµ gia tèc cña tªn löa rÊt nhá ( a  0 ) vµ cã thÓ coi lùc ®Èy tªn löa xÊp xØ b»ng träng lùc P cña tªn löa, nghÜa lµ: F = P = Mg (2) (M lµ khèi lîng cña tªn löa) 1 ® BiÕn thiªn ®éng lîng cña khÝ lµ:  p = mv – 0 = mv (3) víi v = 800ms, m lµ khèi lîng cña khÝ. 1 ® Thay (2) vµ (3) vµo (1) ta t×m ®îc khèi lîng khÝ m cÇn phôt ra mçi gi©y: Mg.  t = mv kg v Mg  m   200 1 ® DuyÖt cña tæ trëng tæ VËt lý – KTCNquangvlttyahoo.com.vn Page 1 1262020 Së gi¸o dôc ®µo t¹o hµ néi ®Ò thi olympic Trêng thpt Chuy£n hµ néi amsterdam n¨m häc 2008 2009 M«n: VËt lý. Khèi 10 chuyªn Thêi gian lµm bµi 120 phót Bµi 1 (2,0®) Mét häc sinh thø nhÊt ch¹y trªn ®êng trßn t©m O b¸n kÝnh R 30 m víi tèc ®é kh«ng ®æi b»ng u 3,14 m s . Häc sinh thø hai b¾t ®Çu ch¹y tõ t©m O víi tèc ®é kh«ng ®æi v 2 u vµ lu«n n»m trªn b¸n kÝnh nèi t©m O víi häc sinh thø nhÊt. a) Khi häc sinh thø hai ®Õn ®iÓm M (OM = r) th× vÐc t¬ vËn tèc cña cËu ta hîp víi OM mét gãc . Chøng tá r»ng sin r 2 R . b) Sau bao l©u th× häc sinh thø hai ®uæi kÞp häc sinh thø nhÊt. Bµi 2 (2,0®) Díi pitt«ng trong mét xi lanh cã mét mol khÝ hªli. Ngêi ta ®èt nãng chËm khÝ, khi ®ã thÓ tÝch cña khÝ t¨ng nhng tÇn sè va ch¹m cña c¸c nguyªn tö vµo ®¸y b×nh kh«ng ®æi. T×m nhiÖt dung cña khÝ trong qu¸ tr×nh ®ã. Bµi 3 (2,0®) Cho hÖ c¬ häc nh h×nh vÏ. C¸c sîi d©y nhÑ vµ kh«ng gi·n. HÖ ë tr¹ng th¸i c©n b»ng. BiÕt m 1 m 2 1kg , sîi d©y AB lËp víi ph¬ng th¼ng ®øng gãc 60 0 , sîi d©y BC n»m ngang. Cho g 10 m s 2 . a) TÝnh lùc c¨ng cña mçi sîi d©y. b) TÝnh lùc c¨ng cña c¸c sîi d©y AB vµ BD ngay sau khi ®èt d©y BC. Bµi 4 (3,0®) Mét mÆt ph¼ng nghiªng dµi l 1m lËp víi ph¬ng ngang gãc 30 0 . HÖ sè ma s¸t t¨ng theo kho¶ng c¸ch x tõ ®Ønh ®Õn ch©n mÆt nghiªng theo c«ng thøc x l . ë thêi ®iÓm t = 0 ngêi ta th¶ nhÑ mét vµnh trßn ®ång chÊt, b¸n kÝnh R = 4cm tõ ®Ønh A cña mÆt ph¼ng nghiªng. Cho g 10 m s 2 . Bá qua ma s¸t l¨n. a) T×m theo t : to¹ ®é x cña t©m, gia tèc gãc, vËn tèc gãc cña vµnh khi vµnh cßn l¨n cã trît. b) X¸c ®Þnh thêi ®iÓm vµnh b¾t ®Çu l¨n kh«ng trît. Cho biÕt sin u u 2 th× u 1,89 . Bµi 5 (1,0®) ChØ sö dông thíc ®o chiÒu dµi, h·y nªu ph¬ng ¸n x¸c ®Þnh hÖ sè ma s¸t gi÷a mét thanh cøng, nhÑ víi mét tÊm t«n. A B C m1 D m 2 A Oquangvlttyahoo.com.vn Page 2 1262020 §¸P ¸N §Ò THI OLYMPIC VËT Lý 10 chuyªn 2008 2009 Bài 1. a) Vận tốc góc của HS1 là u R . Do c¶ hai lu«n n»m trªn mét b¸n kÝnh nªn r còng quay quanh t©m víi vËn tèc gãc , hay v sin r . Do ®ã sin r 2 R . b) DÔ dµng thÊy r»ng trong qu¸ tr×nh ®uæi b¾t, gãc thay ®æi tõ 0 ®Õn 6 , (sin 1 2 ) . XÐt trong kho¶ng thêi gian t gãc t¨ng , r t¨ng r , ta cã: Do vËn tèc theo ph¬ng b¸n kÝnh lµ v. cos nªn: Nh vËy thêi gian HS 2 ®æi kÞp häc sinh 1 lµ: Bµi 2. TÇn sè va ch¹m cña c¸c nguyªn tö víi ®¸y b×nh phô thuéc vµo vËn tèc trung b×nh v cña c¸c nguyªn tö vµ mËt ®é nguyªn tö khÝ n. Mµ v ~ T , cßn N V n , trong ®ã N lµ sè nguyªn tö khÝ. Do tÇn sè va ch¹m cña nguyªn tö khÝ víi ®¸y b×nh lµ kh«ng ®æi nªn: const T V , hay T aV 2 víi a lµ h»ng sè. ¸p dông nguyªn lý 1 nhiÖt ®éng lùc häc: dQ dA dU pdV C V dT (1) Theo ph¬ng tr×nh tr¹ng th¸i cña khÝ lý tëng: PV RT P aRV , mÆt kh¸c dT 2 aVdV Rót dV råi tahy vµo (1) ta ®îc: C dT aV RdT dQ aV V 2 R R R C R dT dQ C V 2 3 2 2 2quangvlttyahoo.com.vn Page 3 1262020 VËy nhiÖt dung cña khÝ lµ C 2 R . Bµi 3. a) T BD mg 10 N T N AB 40 T N BC 20 3 b) Ngay sau khi ®èt d©y BC, vÞ trÝ c¸c vËt vÉn nh cò. VËt 1 chØ cã gia tèc tiÕp tuyÕn (vu«ng gãc víi AB). T T cos 60 mg cos 60 0 (1) T cos 30 mg cos 30 ma 1 (2) VËt m2 chØ cã gia tèc theo ph¬ng th¼ng ®øng. Do d©y BD kh«ng gi·n nªn gia tèc hai vËt theo ph¬ng BD ph¶i b»ng nhau nªn: cos 30 mg T ma 2 ma 1 (3) Gi¶i hÖ c¸c ph¬ng tr×nh trªn ta ®îc: 10 7 ( ). 40 7 ( ); T N T N Bµi 4. a) Ban ®Çu vµnh l¨n cã trît: mg cos x l F ms Tõ ph¬ng tr×nh tÞnh tiÕn vµ quay: 2 s . in F R mR mg F ma ms ms Suy ra a g sin xg cos m x Gi¶i pt nµy chó ý ®iÒu kiÖn ban ®Çu ta ®îc: x tg (1 cos t ) , trong ®ã g cos v x tg . . sin t (1 cos ) . cos sin t R g R x g sin ) 1 ( sin t t R g b) Khi vµnh b¾t ®Çu l¨n kh«ng trît: v R 2 sin t 0 t 0 Gi¶i b»ng ®å thÞ cho t 0 1,89 t s 5 3 1,89 1,89 0 Bµi 5. A B m1 D m 2 T T’quangvlttyahoo.com.vn Page 4 1262020 §Æt tÊm t«n n»m cè ®Þnh trªn mÆt ph¼ng ngang. Dùng thanh th¼ng ®øng trªn tÊm t«n. T¸c dông lùc F vµo ®Çu kia cña thanh theo ph¬ng th¼ng ®øng xuèng. Thay ®æi ph¬ng cña lùc F mét chót cho thanh tõ tõ ng¶ xuèng. §Õn khi gãc gi÷a thanh vµ ph¬ng ngang b»ng th× thanh b¾t ®Çu trît, ta cã: F F . cos N F sin ms cot Do ®é cao cña ®Çu thanh khi ®ã b»ng h, chiÌu dµi thanh b»ng l ta ®îc: h l 2 h 2E Tai lieu BDVL10 Le quoc thinh. time 23:12:07 Trêng THPT TÜnh Gia II §Ò thi häc sinh giái líp 10 Tæ VËt Lý n¨m häc 20062007 (Thêi gian lµm bµi: 90 phót, kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò) C©u 1(3,5 ®iÓm=1,5®+1®+1®) Mét qu¶ cÇu A cã kÝch thíc nhá vµ khèi lîng m=50g, ®îc treo díi mét sîi d©y m¶nh, kh«ng gi·n cã chiÒu dµi l=1m. ë vÞ trÝ c©n b»ng O qu¶ cÇu c¸ch mÆt ®Êt n»m ngang mét kho¶ng 0,8m. §a qu¶ cÇu ra khái vÞ trÝ c©n b»ng O sao cho sîi d©y lËp víi ph¬ng th¼ng ®øng mét gãc  =600, råi bu«ng cho nã chuyÓn ®éng kh«ng vËn tèc ban ®Çu. Bá qua lùc c¶n cña m«i trêng. Cho gia tèc träng trêng g=10ms2. 1) TÝnh lùc c¨ng cña sîi d©y khi qu¶ cÇu A qua vÞ trÝ c©n b»ng O. 2) NÕu khi ®Õn O d©y bÞ ®øt, h·y m« t¶ chuyÓn ®éng cña qu¶ cÇu vµ viÕt ph¬ng tr×nh quü ®¹o chuyÓn ®éng cña qu¶ cÇu sau khi d©y bÞ ®øt. 3)X¸c ®Þnh vËn tèc cña qu¶ cÇu khi ch¹m ®Êt vµ vÞ trÝ ®iÓm ch¹m. C©u 2(2®iÓm=0,75®+1,25®) 1) Mét lß xo khèi lîng kh«ng ®¸ng kÓ, cã ®é cøng k=100Nm. Ngêi ta mãc mét ®Çu lß xo vµo khèi gç cã khèi lîng M=3,99kg, ®Çu kia mãc cè ®Þnh vµo mét bøc têng. HÖ ®îc ®Æt lªn mÆt ph¼ng nh½n n»m ngang (h×nh vÏ). Mét viªn ®¹n cã khèi lîng m=10g bay theo ph¬ng ngang víi vËn tèc v0 song song víi lß xo ®Õn ®Ëp vµo khèi gç vµ dÝnh trong gç. Sau va ch¹m, lß xo bÞ nÐn tèi ®a mét ®o¹n lµ xm=30cm. TÝnh v0. 2) Mét c¸i ®Üa cã khèi lîng M=400g treo díi mét lß xo L cã khèi lîng kh«ng ®¸ng kÓ vµ cã ®é cøng k=50Nm. Mét c¸i vßng nhá khèi lîng m=100g ®îc th¶ r¬i tõ ®é cao h=10cm xuèng ®Üa, ®Üa vµ vßng b¾t ®Çu dao ®éng. Coi va ch¹m gi÷a ®Üa vµ vßng lµ va ch¹m mÒm. TÝnh biªn ®é cña dao ®éng nµy. C©u 3(1,5 ®iÓm=0,75®+0,75®) Mét lîng khÝ lý tëng ë 270C ®îc biÕn ®æi qua 2 giai ®o¹n: NÐn ®¼ng nhiÖt ®Õn ¸p suÊt gÊp ®«i, sau ®ã cho gi·n në ®¼ng ¸p vÒ thÓ tÝch ban ®Çu. 1)BiÓu diÔn qu¸ tr×nh trong hÖ to¹ ®é pV vµ VT. 2)T×m nhiÖt ®é cuèi cïng cña khÝ. C©u 4(2,0 ®iÓm=1,75®+0,75®) Cho c¬ hÖ nh h×nh vÏ: vËt khèi lîng m=250g g¾n víi 2 lß xo cã ®é cøng k1=150Nm vµ k2=250Nm. VËt m cã thÓ chuyÓn ®éng kh«ng ma s¸t däc theo mét thanh cøng AB n»m ngang xuyªn qua vËt. Ban ®Çu vËt m ®îc gi÷ ë vÞ trÝ mµ lß xo k1 bÞ gi·n mét ®o¹n l1=1cm, cßn lß xo k2 bÞ nÐn vµo mét ®o¹n l2=3cm. Ngêi ta bu«ng vËt ®Ó nã dao ®éng. 1)VËt m sÏ chuyÓn ®éng theo chiÒu nµo? T×m qu·ng ®êng vËt ®i ®îc tõ vÞ trÝ ban ®Çu ®Õn vÞ trÝ c©n b»ng. 2)T×m vËn tèc vµ ®éng n¨ng cùc ®¹i cña vËt m. C©u 5(1 ®iÓm) Mét hßn ®¸ cã träng lîng P ®îc nÐm th¼ng ®øng lªn trong kh«ng khÝ víi vËn tèc ban ®Çu v0. NÕu f lµ lùc c¶n kh«ng ®æi t¸c dông lªn hßn ®¸ trªn suèt ®êng bay cña nã, chøng minh r»ng: a) §é cao cùc ®¹i cña hßn ®¸ lµ h= 2 (1 ) 2 0 f p g v  . b) VËn tèc hßn ®¸ khi ch¹m ®Êt lµ v=v0 P f P f   hÕt Hä vµ tªn..............................................................Sè b¸o danh............................... (C¸n bé coi thi kh«ng ®îc gi¶i thÝch g× thªm) M m v 0  k k 1 A B k 2 m L hE Tai lieu BDVL10 Le quoc thinh. time 23:12:07 Trêng THPT TÜnh Gia II ®¸p ¸n §Ò thi tuyÓn sinh vµo líp 11 khèi A Tæ VËt Lý n¨m häc 20062007 C©u 1(3,5 ®iÓm) 1)v0= 2 gl (1  cos  ) =3,16ms..................................................................................(0,75®) T=mg(32cos )=1N..............................................................................................(0,75®) 2)x=v0t=3,16t; y= 1 2 gt2=5t2.......................................................................................(0,5®) Suy ra y= 1 2 x2, ®ã lµ ph¬ng tr×nh ®êng Parobol...................................................(0,5®) 3)Theo bµi ra h=0,8m. Qu¶ cÇu ch¹m ®Êt t¹i M cã to¹ ®é yM=h=0,8m, tõ ®ã x M=1,26m.................................................................................................................(0,5®) v M= v 02  2 gh  5,09ms............................................................................................(0,5®) C©u (2 ®iÓm=0,75®+1.25®) 1)Theo ®Þnh luËt b¶o toµn ®éng lîng: v= m M m  v0 (1) ........................................................................................(0,25®) Theo ®Þnh luËt b¶o toµn c¬ n¨ng: 1 2 (m+M)v2= 1 2 kx2 m (2)..........................................................................................(0,25®) Tõ (1) vµ (2) ta cã v0= k ( m M ) xm m  =600ms.........................................................(0,25®) 2)Gäi v lµ vËn tèc cña vßng sau khi ch¹m vµo ®Üa. Theo ®Þnh luËt b¶o toµn c¬ n¨ng ta cã v= 2 gh ...............................................................................................................0.125® Sau va ch¹m, vßng vµ ®Üa cã cïng vËn tèc V: mv=(M+m)V M m mv V    ......................................................................................0.125® Ký hiÖu x0 lµ ®é gi·n thªm cña lß xo khi cã thªm vßng m th× x0= k mg ......................0.25® Nh vËy n¨ng lîng ®Ó kÝch thÝch hÖ dao ®éng b»ngW=           1 2 2 2 2 ( ) 2 02 2 2 M m hk g k M m V kx m . (1).................................................0.5® Gäi A lµ biªn ®é dao ®éng ta cã: W= 1 2 kA2 (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã A= m cm M m g hk k mg 0 .02 3 2 3 ( ) 2 1     =3,46cm........................0.25® C©u 3(2 ®iÓm) 1)Theo bµi ra ta vÏ ®îc ®å thÞ nh 2 h×nh díi ®©y........................................(2x0,375®) 2)Tõ (1) ®Õn (2) lµ qu¸ tr×nh ®¼ng nhiÖt nªn ta cã: p1V1=p2V2 Víi p1=p2 (a).........................................................(0,25®) Tõ (2) ®Õn (3) lµ qu¸ tr×nh gi·n ®¼ng ¸p nªn ta cã: V1=V3 vµ: 2 1 2 2 3 2 3 2 2 3 3 T V V T V V T V T V T     (b).........................................................(0,25®)E Tai lieu BDVL10 Le quoc thinh. time 23:12:07 KÕt hîp (a) vµ (b) ta cã:T3= 2 1 p p T 2=2.300=6000K...................................................(0,25®) C©u 4(2,0 ®iÓm) 1)Ta cã: F1=k1l1=1,5N; F2=k2l2=7,5N Do F1 < F2 nªn sau khi bu«ng vËt sÏ chuyÓn ®éng vÒ B..........................................(0,5®) Khi vÒ ®Õn vÞ trÝ c©n b»ng, lß xo k1 gi·n thªm mét ®o¹n x, lß xo k2 bít nÐn mét ®o¹n x. Ta cã: F1 F 2    =0 suy ra k1(l1+x)+k2(l2x)=0. ..................................................................(0,5®) Tõ ®ã: x= 1 2 2 2 1 1 k k k l k l   =1,5.102m=1,5 (cm)..............................................................(0,25®) 2)Chän gèc thÕ n¨ng t¹i vÞ trÝ c©n b»ng. Theo ®Þnh luËt b¶o toµn c¬ n¨ng ta cã: 1 2 kx2= 1 2 mv2 m m k k x k m v x m 1  2    =0,6ms =60cms...................................(0,5®) §éng n¨ng cùc ®¹i cña vËt: W®Max= 1 2 mv2 m=0,045 (J).......................................(0,25®) C©u 5(1 ®iÓm=0,5®+0,5®) a)Theo ®Þnh luËt b¶o toµn n¨ng lîng ta cã: 1 2 mv 0 2=mgh+fh. Tõ ®ã suy ra h= 2 (1 ) 2 0 f p g v  (§pcm) b) Theo ®Þnh luËt b¶o toµn n¨ng lîng: 1 2 mv2=mghfh=h(Pf). Thay gi¸ trÞ cña h ë trªn vµo ta cã v=v0 P f P f   (§pcm) k 1 A B k 2 m O x V V1=V3 1 3 2 T 0 T1=T2 p 2 3 p2=2p1 p1 1 0 V1=V3

Sở GD & ĐT Hà Nội Tr-ờng THPT tùng thiện Cộng hoà xà hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập Tự Hạnh phúc ********** Đề THI HọC SINH GiáI KhèI 10 M«n: VËt lý ( Thêi gian 60 phút) Câu 1: (6 điểm) Một vật chuyển động đ-ờng ngang với vận tốc 20m/s tr-ợt lên dốc dài 100m, cao 10m Tìm gia tèc cđa vËt lªn dèc VËt cã lªn tíi đ-ợc đỉnh dốc không? Nếu có, hÃy tìm vận tốc vật đỉnh dốc thời gian lên dốc? Cho biết hệ số ma sát vật mặt dốc = 0,1 Lấy g = 10m/s2 Câu 2: (6 điểm) Một cầu nhỏ có khối l-ợng m = 500g, treo đầu sợi dây dài l = 1m, đầu dây cố định Kéo cầu để dây treo lệch góc 30 so với ph-ơng thẳng đứng thả nhẹ a Tính vận tốc cầu dây treo hợp với ph-ơng thẳng đứng góc Vận tốc cầu cực đại vị trí nào? Tính giá trị vận tốc đó? b Tính lực căng cđa d©y treo theo gãc  ? LÊy g = 10m/s2 Bỏ qua sức cản không khí Câu 3: (4 điểm) Một mỏng kim A D loại đồng chất hình chữ T nh- hình E F H G B C Cho biÕt AB = CD = 60 cm; EF = HG = 20 cm; AD = BC = 20 cm; EH = FG = 100 cm H·y xác định trọng tâm bản? Câu 4: (4 điểm) Một tên lửa có khối l-ợng 16 đ-ợc phóng thẳng đứng nhờ l-ợng khí phía sau với vận tốc 800m/s thời gian t-ơng đối dài Tính khối l-ợng khí mà tên lửa cần phía sau giây giây tên lửa bay lên chậm Lấy g = 10m/s2 Bỏ qua sức cản không khí Duyệt cđa tỉ tr-ëng tỉ VËt lý – KTCN Së GD & ĐT Hà Nội Tr-ờng THPT tùng thiện Cộng hoà x· héi chđ nghÜa ViƯt Nam §éc lËp – Tù Hạnh phúc ********** đáp án Đề THI HọC SINH GiỏI KhốI 10 Môn: Vật lý Câu 1: (6 ®iÓm) y x N F ms  0,5 ® h l P Hình vẽ - Các lực tác dụng lên vật lên dốc là: Trọng lực P , phản lực vuông góc N lực ma sát F 0,25 đ ms - áp dụng định luật II Niu-tơn, ta cã: P + N + F = m a (1) - Chiếu ph-ơng trình (1) lên trục Ox (dọc theo mặt dốc h-ớng lên) trục Oy (vuông góc với mặt dốc h-ớng lên): - P cos + N = (2) - P sin  - Fms = ma (3) 0,5 ® ms Trong ®ã: sin  = = h 10 l 100 = 0,1 cos  =  cos Tõ (2) vµ (3) suy ra: vµ a  0,995 Fms=  N=  mg cos 0,25 ® 0,25 ® 0,5 ®    P sin    mg cos  0,5 ® 0,5 ® 0,25 ®    g (sin    cos  ) m a = -1,995m/s2 Gọi s chiều dài tối đa vật lên mặt dốc (cho đến lúc vận tốc b»ng v = 0) ta cã: s  v 0,5 ®  v0 (4) 2a , víi v = m/s, v0= 20 m/s Suy s = 100,25m > l = 100m Nh- vËy, vËt lªn tíi đ-ợc đỉnh dốc Khi lên đến đỉnh dốc, vận tốc v1 cđa vËt tÝnh theo c«ng thøc v  v víi s = l = 100m  Thêi gian lªn dèc: t  v1  v a v1  2 al  v  m / s  , 52 s 0,5® 0,5 ® 2  as , 0,5 ® 0,5 đ Câu 2: (6 điểm) Hình vẽ: 0,5 đ A hA hM M B a Chuyển động cầu tuân theo định luật bảo toàn Chọn gốc B Ta có: WM = WA mv  mgh  v   0,5 ® A  gl (1  cos  1® (1) = hay  = 00 gl (cos   cos  Tõ (1) ta thÊy v cực đại cos v max mgh M 0,5 ® ) 1® )  , 64 m / s b Tại vị trí bất kỳ, ph-ơng trình định luật II Niu-tơn cho vật: 0,5 đ ma P T Chiếu ph-ơng trình lên trục h-íng t©m, ta cã: m v   P cos   T  T  mg cos   m l 1® v l Thay v từ ph-ơng trình (1) biến đổi ta đ-ợc: T = mg( 3cos  - cos  ) C©u 3: ( ®iĨm ) 1® B C F O1 A O E D G 1® P1 P2 O2 H P - Ta chia mỏng thành hai phần ABCD EFGH, phần có dạng hình chữ nhật Vì lý đối xứng, trọng tâm hai phần nằm O O2 giao điểm đ-ờng chéo hình chữ nhật Trọng lực P1 P2 hai phần có điểm đặt O1 O2 Trọng tâm O điểm đặt hợp trọng lực P1 P2 hai phần hình chữ nhật - Theo quy tắc tổng hỵp hai lùc song song cïng chiỊu ta cã: 0,5 ® OO OO  P2 P1  m (1) 05 đ m1 - Vì đồng chất nên khối l-ợng tỉ lệ với diện tích: m m1  S S1  100 20  60 20 0,5 đ (2) - Đồng thêi ta cã: O1O2=O1O + OO2 = AD  EH = 60cm (3) - Tõ (1), (2) vµ (3)  : OO1 = 37,5 cm; OO2 = 22,5 cm - Vậy trọng tâm O nằm trục đối xứng bản, cách đáy GH đoạn: OO2 + EH 0,5 ® 1® = 22,5 + 50 = 72,5 cm Câu 4: (4 điểm) - Bởi khí rằmt tên lửa thời gian t-ơng đối dài nên ta coi tên lửa nh- hệ kín áp dụng định luật bảo toàn động l-ợng mà phải áp dụng định luật II Niu-tơn viết d-ới dạng khác: F t =  p (1) - Tªn lưa bay lªn rÊt chËm có nghĩa gia tốc tên lửa nhỏ ( a  ) vµ cã thĨ coi lùc ®Èy tªn lưa xÊp xØ b»ng träng lùc P cđa tên lửa, nghĩa là: F = P = Mg (2) (M khối l-ợng tên lửa) - Biến thiên động l-ợng khí là: (3) p = mv – = mv víi v = 800m/s, m lµ khối l-ợng khí - Thay (2) (3) vào (1) ta tìm đ-ợc khối l-ợng khí m cần giây: Mg t = mv m  Mg  200 kg 1® 1® 1® 1® v Dut cđa tỉ tr-ëng tỉ VËt lý – KTCN ®Ị thi olympic Sở giáo dục - đào tạo hà nội Tr-ờng thpt ChuyÊn hà nội - amsterdam năm học 2008- 2009 Môn: Vật lý Khối 10 chuyên Thời gian làm 120 phút Bài (2,0đ) Một học sinh thứ chạy đ-ờng tròn tâm O bán kính R 30 m với tốc độ không đổi u ,14 m / s Häc sinh thø hai b¾t đầu chạy từ tâm O với tốc độ không đổi v u nằm bán kính nối t©m O víi häc sinh thø nhÊt a) Khi häc sinh thứ hai đến điểm M (OM = r) véc tơ vận tốc cậu ta hợp với gãc OM Chøng tá r»ng sin r / 2R b) Sau học sinh thứ hai đuổi kịp học sinh thứ Bài (2,0đ) D-ới pittông mét xi lanh cã mét mol khÝ hªli Ng-êi ta ®èt nãng chËm khÝ, ®ã thĨ tÝch cđa khí tăng nh-ng tần số va chạm nguyên tử vào đáy bình không đổi Tìm nhiệt dung khí trình Bài (2,0đ) A Cho hệ học nh- hình vẽ Các sợi dây nhẹ không giÃn Hệ trạng thái cân Biết m m kg , sợi dây AB lập với ph-ơng thẳng đứng góc 60 , sợi d©y BC n»m ngang Cho g B C m1 10 m / s a) Tính lực căng sợi dây b) Tính lực căng sợi dây AB BD sau đốt dây BC D m2 Bài (3,0đ) O Một mặt phẳng nghiêng dài l m lập với ph-ơng ngang góc 30 Hệ số ma sát A tăng theo khoảng cách x từ đỉnh đến chân mặt nghiêng theo công thøc x / l ë thêi ®iĨm t = ng-ời ta thả nhẹ vành tròn đồng chất, bán kính R = 4cm từ đỉnh A mặt phẳng nghiêng Cho g 10 m / s Bỏ qua ma sát lăn a) Tìm theo t : toạ độ x tâm, gia tốc góc, vận tốc góc vành vành lăn có tr-ợt b) Xác định thời điểm vành bắt đầu lăn không tr-ợt Cho biÕt u sin u u /2 th× , 89 Bài (1,0đ) Chỉ sử dụng th-ớc đo chiều dài, hÃy nêu ph-ơng án xác định hệ số ma sát cứng, nhẹ với tôn quangvltt@yahoo.com.vn Page 12/6/2020 ĐáP áN Đề THI OLYMPIC VËT Lý 10 chuyªn 2008 -2009 Bà i a) Vận tốc góc HS1 u / R Do hai nằm bán kính nên r cịng quay quanh t©m víi vËn tèc gãc , hay v sin / r Do ®ã sin r / 2R b) Dễ dàng thấy trình ®i b¾t, gãc ®Õn / , (sin / 2) Xét khoảng thời gian góc t tăng Do vận tốc theo ph-ơng bán kính thay đổi từ , r tăng r , ta có: nên: v cos Nh- vËy thêi gian HS ®-ỉi kịp học sinh là: Bài Tần số va chạm nguyên tử với đáy bình phụ thuộc vào vận tốc trung bình nguyên tử mật độ nguyên tử khí n Mà v ~ T , n N v , N V số nguyên tử khí Do tần số va chạm nguyên tử khí với đáy bình không đổi nªn: T const , hay T aV víi a số V áp dụng nguyên lý nhiệt ®éng lùc häc: dQ dA dU pdV C V dT (1) Theo ph-ơng trình trạng thái khí lý t-ởng: PV RT P aRV , mặt khác Rút dV tahy vào (1) ta đ-ợc: dT dQ aVdV aV RdT CV aV C quangvltt@yahoo.com.vn dQ R dT CV Page dT R 2 R 2R 12/6/2020 VËy nhiƯt dung cđa khÝ lµ C 2R Bµi a) T mg BD T AB 10 N 40 N T BC 20 A 3N T b) Ngay sau đốt dây BC, vị trí vật nh- cò B m1 VËt chØ cã gia tèc tiÕp tun (vu«ng gãc víi AB) T’ T T ' cos 60 T ' cos 30 mg cos 60 mg cos 30 ma (1) D (2) m2 VËt m2 có gia tốc theo ph-ơng thẳng đứng Do dây BD không giÃn nên gia tốc hai vật theo ph-ơng BD phải nên: mg T ' ma ma cos 30 (3) Giải hệ ph-ơng trình ta đ-ợc: T 40 / ( N ); T ' 10 / ( N ) Bµi a) Ban đầu vành lăn có tr-ợt: x F ms mg cos l Từ ph-ơng trình tịnh tiến quay: mg sin F ms F ms R Suy mR ma g sin a xg cos mx Giải pt ý điều kiện ban đầu ta ®-ỵc: x tg (1 cos t ) , ®ã g cos x' v tg x g cos sin g sin R g sin t (1 cos t) R (t sin t) R b) Khi vµnh bắt đầu lăn không tr-ợt: sin t0 t0 , 89 Giải đồ thị cho v R t0 t0 , 89 , 89 s Bài quangvltt@yahoo.com.vn Page 12/6/2020 Đặt tôn nằm cố định mặt phẳng ngang Dựng thẳng đứng tôn Tác dụng lực F vào đầu theo ph-ơng thẳng đứng xuống Thay đổi ph-ơng cđa lùc F mét chót cho tõ tõ ng¶ xuống Đến góc bắt đầu tr-ợt, ta có: ph-ơng ngang F ms F cos N F sin cot Do ®é cao cđa đầu h, chièu dài l ta đ-ợc: l h h quangvltt@yahoo.com.vn Page 12/6/2020 Tr-êng THPT TÜnh Gia II §Ị thi häc sinh giỏi lớp 10 Tổ Vật Lý năm học 2006-2007 (Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian giao đề) Câu 1(3,5 điểm=1,5đ+1đ+1đ) Một cầu A có kích th-ớc nhỏ khối l-ợng m=50g, đ-ợc treo d-ới sợi dây mảnh, không giÃn có chiều dài l=1m vị trí cân O cầu cách mặt đất nằm ngang khoảng 0,8m Đ-a cầu khỏi vị trí cân O cho sợi dây lập với ph-ơng thẳng đứng góc =600, buông cho chuyển động không vận tốc ban đầu Bỏ qua lực cản môi tr-ờng Cho gia tốc trọng tr-ờng g=10m/s2 1) Tính lực căng sợi dây cầu A qua vị trí cân O 2) Nếu đến O dây bị đứt, hÃy mô tả chuyển động cầu viết ph-ơng trình quỹ đạo chuyển động cầu sau dây bị đứt 3)Xác định vận tốc cầu chạm đất vị trí điểm chạm Câu 2(2điểm=0,75đ+1,25đ) M 1) Một lò xo khối l-ợng không đáng kể, cã ®é cøng k=100N/m m v k Ng-êi ta mãc đầu lò xo vào khối gỗ có khối l-ợng M=3,99kg, đầu móc cố định vào t-ờng Hệ đ-ợc đặt lên mặt phẳng nhẵn nằm ngang (hình vẽ) Một viên đạn có khối l-ợng m=10g bay theo ph-ơng ngang với vận tốc v0 song song với lò xo đến đập vào khối gỗ dính gỗ Sau va chạm, lò xo bị nén tối đa đoạn xm=30cm Tính v0 2) Một đĩa có khối l-ợng M=400g treo d-ới lò xo L có khối l-ợng không đáng kể có độ cứng k=50N/m Một vòng nhỏ khối l-ợng m=100g đ-ợc thả rơi từ độ cao h=10cm xuống đĩa, đĩa vòng bắt đầu dao động Coi L h va chạm đĩa vòng va chạm mềm Tính biên độ dao động Câu 3(1,5 điểm=0,75đ+0,75đ) Một l-ợng khí lý t-ởng 27 C đ-ợc biến đổi qua giai đoạn: Nén đẳng nhiệt đến áp suất gấp đôi, sau cho giÃn nở đẳng áp thể tích ban đầu 1)Biểu diễn trình hệ toạ độ p-V V-T 2)Tìm nhiệt độ cuối khí Câu 4(2,0 điểm=1,75đ+0,75đ) Cho hệ nh- hình vẽ: vật khối l-ợng m=250g gắn với lò xo có độ cứng k1=150N/m k2=250N/m Vật m chuyển động k1 không ma sát dọc theo cứng AB nằm ngang xuyên qua vật A B Ban đầu vật m đ-ợc giữ vị trí mà lò xo k1 bị giÃn đoạn l1=1cm, lò xo k2 bị nén vào đoạn l2=3cm Ng-ời ta buông vật để nã k2 m dao ®éng 1)VËt m sÏ chun ®éng theo chiều nào? Tìm quÃng đ-ờng vật đ-ợc từ vị trí ban đầu đến vị trí cân 2)Tìm vận tốc động cực đại vật m Câu 5(1 điểm) Một đá có trọng l-ợng P đ-ợc ném thẳng đứng lên không khí với vận tốc ban đầu v0 Nếu f lực cản không đổi tác dụng lên đá suốt đ-ờng bay cđa nã, chøng minh r»ng: a) §é cao cực đại đá v0 h= g (1  f ) p b) VËn tèc hßn đá chạm đất v=v0 P f hết P f Họ tên Sè b¸o danh (Cán coi thi không đ-ợc giải thích thêm) E/ Tai lieu/ BDVL10/ Le quoc thinh time 23:12:07 đáp án Đề thi tuyển sinh vào lớp 11 khối A năm học 2006-2007 Tr-ờng THPT Tĩnh Gia II Tổ Vật Lý Câu 1(3,5 điểm) 1)v0= gl (1 cos  ) =3,16m/s (0,75®) T=mg(3-2cos  )=1N (0,75®) 2)x=v0t=3,16t; y= gt2=5t2 .(0,5®) Suy y= x2, ph-ơng trình đ-ờng Parobol (0,5đ) 3)Theo h=0,8m Quả cầu chạm đất M có toạ độ yM=h=0,8m, từ xM=1,26m .(0,5®) vM= v  gh  5,09m/s (0,5đ) Câu (2 điểm=0,75đ+1.25đ) 1)Theo định luật bảo toàn động l-ợng: v= m m M v0 (1) (0,25đ) Theo định luật bảo toàn năng: (m+M)v2= kx2m (2) (0,25®) Tõ (1) vµ (2) ta cã v0= xm k (m  M ) =600m/s .(0,25đ) m 2)Gọi v vận tốc vòng sau chạm vào đĩa Theo định luật bảo toàn ta có v= gh .0.125đ Sau va chạm, vòng đĩa có vận tèc V: mv=(M+m)V  mv V  M  m 0.125đ Ký hiệu x0 độ giÃn thêm lò xo có thêm vòng m x0= Nh- bằngW= ( M m )V kx l-ỵng  m g 2k ®Ĩ  hk  1   M  m  kÝch Gäi A lµ biên độ dao động ta có: W= kA2 thích mg 0.25® k hƯ dao ®éng (1) .0.5đ (2) Từ (1) (2) ta cã A= mg k 1 hk (M  m )g  02 3m  cm =3,46cm 0.25đ Câu 3(2 điểm) 1)Theo ta vẽ đ-ợc đồ thị nh- hình d-ới (2x0,375đ) 2)Từ (1) đến (2) trình đẳng nhiệt nên ta có: p1V1=p2V2 Víi p1=p2 (a) .(0,25®) Từ (2) đến (3) trình giÃn đẳng áp nên ta có: V1=V3 và: V3 T3 V2 T2  T3  V3 V2 T2  V1 V2 (b) .(0,25®) T2 E/ Tai lieu/ BDVL10/ Le quoc thinh time 23:12:07 =3v (vì m1 γ 3v Bài 10: Trên ván đủ dài, khối lượng M = 450g, đặt vật nhỏ khối lượng m = 30g Ban đầu M đứng yên mặt ngang nhẵn, truyền cho vật m tốc độ ban đầu v0 = 3m/s theo phương ngang (hình bên) Xác định tốc độ vật M m dừng lại M? Đơn vị tính: tốc độ(m/s) Cách giải m M + Ngoại lực tác dụng lên hệ vật có phương thẳng đứng => Động lượng hệ bảo toàn theo phương ngang + Khi m dừng lại M vật chuyển động với tốc độ vM + Áp dụng ĐLBTĐL: mv0 = (m + M)vM => vM = mv0 m M = 0,1875m/s  v0 Kết vM = 0,1875m/s m ... mgl (1- cos ) (1) => v1 = ? ?1 10 m/s 0.5đ Áp dụng định luật bảo toàn động lượng lượng va chạm m1v1’ + m2v2’ = m1v1 (2) m 1v1 ' 2 m v '2 + => v? ?1 = v’2 = = m 1v1 2 Bài 2,5đ 0.25đ 0.5đ m1 m m1 m 2m1... mgl (1- cos ) (1) => v1 = ? ?1 10 m/s 0.5đ Áp dụng định luật bảo toàn động lượng lượng va chạm m1v1’ + m2v2’ = m1v1 (2) m 1v1 ' 2 m v '2 + => v? ?1 = v’2 = = m 1v1 2 Bài 2,5đ 0.25đ 0.5đ m1 m m1 m 2m1... (3) V1 V1 ' ta chó ý tổng thể tích phần khí không đổi: V1 V1+V2 = V1’+V2’ V1 V1 V1 n ' n V1 V1 ' P2 P1 ' (n 1) T2 T1 n 2n n Thay vµo (1) ta cã kết quả: V1 ' Thay vào (3) ta đ-ợc: ' n ' n P2 P1 '