Đề đề xuất thi chọn học sinh giỏi khu vực duyên hải và đồng bằng bắc bộ - 2015 môn thi Vật lí - Lớp 10 thời gian làm bài 180 phút

1

TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN

HÀ NỘI

ĐỀ ĐỀ XUẤT THI CHỌN HỌC SINH GIỎI

KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐB BẮC BỘ - 2015

MÔN THI: Vật lí - Lớp 10

Thời gian làm bài :180 phút

(Đề thi có 02 trang, gồm 05 bài)

Bài 1 (4 điểm): Động lực học chất điểm

Một cốc hình trụ, đáy phẳng, cao h = 0,1m trượt

không ma sát trên mặt phẳng nghiêng góc . Tại 0 45 

thời điểm cốc bắt đầu trượt thì có vật nhỏ rơi từ miệng

của cốc và va chạm đàn hồi với đáy cốc. Tìm quãng

đường cốc trượt được đến lần va chạm thứ n = 5 giữa

vật và đáy cốc.

Bài 2 (5 điểm): Các định luật bảo toàn

Hai viên bi giống nhau, được nối với nhau

bằng một sợi dây nhẹ, không giãn, dài 2l, đặt trên

mặt phẳng nằm ngang nhẵn. Người ta truyền cho

một trong hai viên bi đó một vận tốc v0 hướng theo

phương thẳng đứng lên trên. Bỏ qua lực cản của

không khí.

a) Giả sử trong quá trình chuyển động, sợi dây luôn căng và viên bi dưới không

bị nhấc lên khỏi mặt phẳng ngang. Lập phương trình quĩ đạo của viên bi trên.

b) Tìm điều kiện của v0 để thỏa mãn điều giả sử ở câu a, có thể thừa nhận rằng

viên bi dưới sẽ dễ bị nhấc lên khỏi mặt phẳng ngang nhất khi dây ở vị trí thẳng

đứng.

Bài 3 (5 điểm): Cơ học vật rắn

Người ta uốn theo thành của một khối trụ đứng khối lượng M, bán kính R,

chiều cao H một ống thành một vòng xoắn. Khối trụ có thể quay xung quanh một

Ov

α

h

ThuVienDeThi.com

2

trục cố định Oz. Một quả cầu khối lượng m có thể trượt

không ma sát theo ống này. Ban đầu khối trụ đứng yên,

quả cầu được thả không vận tốc ban đầu vào lỗ ở đầu

trên của ống. Bỏ qua khối lượng của ống và ma sát ở

trục quay. Giả thiết . Tìm vận tốc của 2 2 , R H   4 M m 

quả cầu và tốc độ góc của khối trụ khi quả cầu thoát

khỏi lỗ dưới của ống.

Bài (4 điểm): Nhiệt học

Một mol khí lí tưởng đơn nguyên tử

thực hiện một chu trình biến đổi được biểu

diễn bằng đồ thị như hình vẽ. 1 – 2 là một

phần của nhánh parabol đỉnh O, 2 – 3 song

song với trục OT và 3 – 1 là đoạn thẳng đi

qua gốc tọa độ O.

a) Tính công mà chất khí thực hiện

trong chu trình theo T1, T2.

b) Tìm nhiệt dung mol của khí trong quá trình 1-2.

Bài 5 (2 điểm): Phương án thực hành

Cho các dụng cụ sau:

- Một cốc thí nghiệm hình trụ, bằng thủy tinh, bề dày của thành cốc và đáy cốc

là không đáng kể so với kích thước của nó, trên thành cốc có các vạch chia độ để đo

thể tích chất lỏng trong cốc.

- Một chậu đựng nước sạch, biết khối lượng riêng của nước là Dn.

- Một chậu đựng chất lỏng là một loại dầu thực vật chưa biết khối lượng riêng.

Hãy trình bày phương án thí nghiệm xác định khối lượng m của cốc, khối

lượng riêng Dd của loại dầu thực vật này.

……………….Hết ………………

Z

O

H

H

R

T O

3

2

1

V

ThuVienDeThi.com

3

ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM

Môn Vật lý – Lớp 10

Câu Đáp án Điể m Câu 1 (4đ)

- Trong HQC gắn đất, gia tốc của cốc trên mặt phẳng nghiêng có độ lớn

sin a g  

- Trong HQC gắn với cốc, gia tốc tổng hợp của vật là: ' g g a

    

+ Từ (1) và (2) vuông góc với mặt phẳng nghiêng, tức là song ' g

  song với thành ống. Vậy trong HQC gắn cốc, vật “rơi tự do” từ độ cao h với gia tốc . ' os g gc   + Vì va chạm là đàn hồi nên vật chỉ rơi xuống và nảy lên liên tục tại cùng một điểm của cốc. + Thời gian rơi từ khi thả đến khi chạm cốc lần thứ nhất là:

1

2 2 ' os h h t g gc   

+Thời gian rơi từ khi thả đến khi chạm cốc lần thứ n là: 1 1 1 ( 1)2 (2 1) nt t n t n t      - Trong HQC gắn đất, quãng đường cốc trượt được trong thời gian là: nt

2

2 S (2 1) . .tan 2

n at n h    

- Với n = 5, có S = 8,1m.

0.5

1.0

0,5

0,5

0.5

0.5

0.5

Câu 2 (5đ)

a) + Vì bỏ qua ma sát nên khối tâm của hệ (trung điểm của sợi dây) chỉ chuyển động theo phương thẳng đứng. + Phương trình chuyển động của viên bi 2 (viên bi trên)  sin l x   cos 2l y  => Phương trình quĩ đạo

(1) 1 4

2

2

2

2

 l

y l x

=> Quĩ đạo của viên bi trên là (nửa) elip.

1.0

0.5

α

h

g’

-a

g

a

α

ThuVienDeThi.com