Kì thi chọn học sinh giỏi khu vực mở rộng năm học 2011- 2012 môn thi Vật lý lớp 10

Trang 1

HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DH & ĐB BẮC BỘ

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC MỞ RỘNG NĂM HỌC 2011- 2012

MÔN THI: VẬT LÝ LỚP 10

Ngày thi: 21 tháng 4 năm 2012

(Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề)

Đề thi gồm 02 trang

Bài 1: (5 điểm): Thanh cứng OA, nghiêng một góc α không đổi so với

phương thẳng đứng OB 0 (0 90 ) α < < . Một hòn bi nhỏ có khối lượng m có thể

trượt trên thanh OA nhờ một lỗ xuyên tâm với hệ số ma sát µ .

a. Thanh OA đứng yên. Tìm giá trị của α để hòn bi đứng yên.

b. Lồng lò xo nhẹ có độ cứng k, độ dài tự nhiên l 0 vào thanh OA, một

đầu của lò xo được gắn vào O, đầu kia gắn vào bi m. Cho thanh OA quay đều

quanh trục thẳng đứng OB với tốc độ góc ω . Xác định chiều dài lò xo khi bi ở

vị trí cân bằng.

Bài 2: (5 điểm): Hai thanh cứng, nhẹ dài l gắn với nhau bằng một

bản lề khối lượng m. Đầu kia của mỗi thanh gắn với các quả cầu khối

lượng 2m và 3m. Tại thời điểm ban đầu, các thanh được đặt thẳng

đứng trên sàn nằm ngang. Bằng tác động nhẹ, hai quả cầu bắt đầu

trượt ra xa nhau. Trong suốt quá trình chuyển động, các thanh đều

nằm trên mặt phẳng thẳng đứng (hình vẽ). Bỏ qua ma sát. Xác định:

a. Vận tốc của bản lề tại thời điểm ngay trước khi chạm sàn

b. Vận tốc của hai quả cầu và bản lề tại thời điểm góc giữa hai thanh là 900 .

Bài 3: (4 điểm): Một mol khí lí tưởng lưỡng nguyên tử có nội năng

5 2 U RT = , trong đó R là hằng số khí, T là nhiệt độ tuyệt đối của khối khí.

a. Khối khí trên thực hiện một chu trình thuận nghịch được biểu diễn

như hình vẽ bên. Biết công mà khí thực hiện trong quá trình đẳng áp 1-2

lớn gấp 3 lần công mà ngoại lực thực hiện để nén khí trong quá trình đoạn

nhiệt 3-1. Tìm hiệu suất của chu trình.

b. Giả sử khối khí trên thực hiện một quá trình nào đó mà nhiệt

dung mol C của khối khí biến đổi theo quy luật / C T α = , trong đó α là đại lượng không đổi. Hãy

ĐỀ CHÍNH THỨC

α

A B

O

3

2 1

0 V2 V1

p2

p

p1

V

p3

m

2m 3m

ThuVienDeThi.com

Trang 2

xác định công A mà khối khí thực hiện khi tăng nhiệt độ của nó từ T1 lên T2 = 2T1 và thiết lập mối

liên hệ giữa các thông số P, V trong quá trình đó.

Bài 4 (4 điểm): Một thanh cứng OA đồng chất, tiết diện đều, khối lượng M, chiều dài L,

thanh có thể quay không ma sát quanh trục quay đi qua O trong mặt phẳng thẳng đứng

như hình vẽ. Thanh đang đứng yên tại vị trí cân bằng thì có một vật nhỏ khối lượng m

chuyển động theo phương ngang với vận tốc v

G

tới va chạm đàn hồi vào điểm B trên

thanh với 2 3 OB L = . Ngay sau va chạm, vật m không đổi hướng chuyển động. Xác định:

a. Tốc độ của vật m và tốc độ góc ω của thanh ngay sau va chạm.

b. Góc lệch cực đại m θ của thanh khỏi phương thẳng đứng.

c. Độ giảm động năng tương đối k của vật m trong va chạm theo tỉ số / n m M = .

Tìm n để k có giá trị cực đại.

Bài 5: (2 điểm)

Có các dụng cụ: một chiếc cân, một bộ quả cân, hai nhiệt lượng kế điện giống nhau có que khuấy,

nhiệt kế, nguồn điện một chiều, ngắt điện, dây dẫn điện, cốc, nước, dầu hoả và đồng hồ bấm giây.

Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 . J kg K , nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế là 380

. J kg K . Bỏ qua những sự mất mát nhiệt lượng trong quá trình nung nóng.

a. Hãy xây dựng cơ sở lí thuyết của thí nghiệm và nêu phương án tiến hành thí nghiệm để xác

định nhiệt dung riêng của dầu.

b. Người ta thực hiện thí nghiệm trên với khối lượng nước mn, khối lượng dầu md và khối lượng

bình nhiệt lượng kế mk bằng nhau ( n d k m m m = = ). Kết quả của quá trình thí nghiệm ghi lại

được số liệu sau :

T1(phút) 0 1 2 3 4 Nước t1 (°C) 30,0 32,4 34,7 37,0 39,2

T2(phút) 0 1 2 3 4 Dầu t2 (°C) 30,0 34,2 38,1 42,5 46,2

Với T1, T2 lần lượt là thời gian dòng điện chạy qua bình nhiệt lượng kế chứa nước và dầu.

t1, t2 lần lượt là số chỉ của nhiệt kế trong bình nhiệt lượng kế chứa nước và chứa dầu.

Xác định giá trị trung bình (chính xác đến hàng đơn vị) của nhiệt dung riêng của dầu hỏa dựa vào

bảng số liệu trên.

…………………….. HẾT ……………………

O

A

L

G

m v G B

ThuVienDeThi.com