Đề thi chọn học sinh giỏi khu vực duyên hải và đồng bằng bắc bộ năm học 2014-2015 môn Vật lý 10 thời gian 180 phút

Sở GD&ĐT Hưng Yên Trường THPT Chuyên

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ

Năm học 2014-2015

Môn: Vật lý 10 Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu 1 (4 điểm): Trên mặt sàn nằm ngang có đặt một khung hình chữ nhật ABCD có cạnh AD dài L. Trong khung đặt một quả bóng nhỏ có khối lượng là m đứng yên so với sàn. Cho khung chuyển động thẳng đều dọc theo cạnh AD với tốc độ là v0 (như hình bên). Biết hệ số ma sát giữa bóng và mặt sàn là µ và gia tốc trọng trường là g.

Xác định khoảng thời gian giữa hai lần va chạm liên tiếp giữa quả bóng và thành sau AB. Biết va chạm giữa bóng với thành AB là tuyệt đối đàn hồi. Câu 2 (4 điểm): Một quả cầu đặc đồng chất có tâm C bán kính R và khối lượng m1=1kg, được đặt trên mặt nghiêng AB của một nêm ABD có góc nghiêng là α = 450, khối lượng của nêm là m2 = 2kg. Bỏ qua ma sát trượt giữa nêm và mặt sàn nằm ngang, lấy g = 10m/s2 (như hình vẽ bên). Hãy xác định lực F theo phương ngang cần tác dụng lên thành AB của nêm để:

a. Quả cầu C vẫn đứng yên trên mặt nêm. b. Quả cầu C lăn không trượt đi lên đỉnh A với gia tốc a = 2m/s2. Câu 3 (4 điểm): Ba quả cầu đồng chất giống nhau, mỗi quả có khối lượng m và bán kính R đặt trên mặt bàn nằm ngang nhẵn. Dùng một sợi dây nhẹ không giãn buộc ba quả cầu lại. Đặt quả cầu đồng chất có bán kính R nhưng khối lượng là 3m lên trên ba quả cầu kia. Bỏ qua ma sát giữa các quả cầu.

a. Tính độ tăng của lực căng dây khi có thêm quả cầu 3m. b. Người ta cắt dây. Tìm vận tốc của quả cầu 3m khi nó sắp chạm sàn. Câu 4 (4 điểm): Một xi lanh tiết diện S đặt dựng đứng chứa một chất khí đơn nguyên tử . Trong xi lanh có hai pittong mỗi pittong có khối lượng m như hình vẽ . Khoảng cách giữa đáy xilanh và pitong phía dưới là H, còn khoảng cách giữa hai pitong là 2H. Thành xilanh và pitong phía phía trên không dẫn nhiệt. Pitong phía dưới dẫn nhiệt và có thể bỏ qua nhiệt dung của nó.

Mỗi pitong sẽ di chuyển được 1 khoảng là bao nhiêu sau khi cấp cho khí 1 nhiệt lượng bằng Q? Áp suất bên ngoài là không đổi và bằng , gia tốc rơi tự do là g. Bỏ qua ma sát. 0p Câu 5 (4 điểm): Người ta nhúng một dây đun bằng mayso vào một bình nước. Biết công suất toả nhiệt P của dây đun và nhiệt độ môi trường ngoài không đổi, nhiệt lượng của nước truyền ra môi trường ngoài tỉ lệ thuận với độ chênh lệch nhiệt độ giữa nước trong bình và môi trường. Nhiệt độ của nước trong bình ở thời điểm x được ghi bằng bảng dưới đây:

x(phút) 0 1 2 3 4 5 T(0C) 20 26,3 31,9 36,8 41,1 44,7 Hãy dùng cách tính gần đúng và xử lý số liệu trên để trả lời các câu hỏi sau.

a. Nếu đun tiếp thì nước có sôi không? Nếu không sôi thì nhiệt độ cực đại của nước là bao nhiêu?

b. Nếu khi nhiệt độ của nước là 600C thì rút dây đun ra. Hỏi nước sẽ nguội đi bao nhiêu độ sau thời gian 1phút? 2 phút?

--------------------------Hết ------------------------

A D

C B

v0 m

C A

B

F

D

0p

2H

H

ThuVienDeThi.com

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ

Môn: Vật lý 10 ----------------------------------------------------

Câu 1: (4 điểm)

Đáp án Điểm

+ Chọn hệ quy chiếu gắn với khung ABCD. Ban đầu mặt đất và bóng chuyển động ngược lại so với khung với vận tốc - . 0v

+ Thời điểm đầu tiên bóng va chạm với thành AB chuyển động ngược lại với vận tốc

. Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của bóng 0v

+ Gia tốc của bóng đối với khung là a = = - g m Fms 

* Trường hợp 1: Bóng chuyển động chậm dần đều không đến được thành CD thì dừng lại. + Khoảng thời gian từ khi bóng va chạm vào thành AB lần 1 cho đến khi dừng lại đối

với khung là: g v a

v t 

0 0   

+ Sau đó, bóng chuyển động nhanh dần đều về phía thành AB với gia tốc a' = g.

Khoảng thời gian bóng va chạm vào thành AB lần 2 là: t' = . g v t 

0 

+ Vậy, khoảng thời gian liên tiếp giữa hai lần bóng va chạm vào thành AB là:

g v t t 

0 2 2   

* Trường hợp 2: Bóng chuyển động chậm dần đều đến được thành CD với vận tốc v1. + Khoảng thời gian từ khi bóng va chạm vào thành AB lần 1 cho đến khi bóng …