Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh THPT năm 2011 môn Vật lý 10 - Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Tĩnh

Chia sẻ: Minh Thư | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

342
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kì thi học sinh giỏi là kì thi quan trọng đối với mỗi học sinh, dưới đây là "Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh THPT năm 2011 môn Vật lý 10 - Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Tĩnh" giúp các em kiểm tra lại đánh giá kiến thức của mình và có thêm thời gian chuẩn bị ôn tập cho kì thi sắp tới được tốt hơn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh THPT năm 2011 môn Vật lý 10 - Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Tĩnh

SỞ GD & ĐT HÀ TĨNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM 2011 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: Vật lý Thời gian làm bài: 150 phút Bài 1: Quả cầu nhỏ ( được xem là chất điểm) có khối lượng m = 500 gam được treo vào điểm cố định 0 bằng dây treo mảnh, nhẹ, có chiều dài L = 1,0 m. Kéo quả cầu tới vị trí dây treo tạo với phương thẳng đứng góc α rồi buông nhẹ. Lấy g = 10m/s2. Bỏ qua mọi ma sát 1) Cho α = 900. Hãy xác định lực căng dây, vận tốc và gia tốc của quả cầu khi nó đi qua vị trí mà dây treo tạo với phương thẳng đứng góc β = 300. 2) Khi quả cầu qua vị trí cân bằng, dây treo vướng đinh ở điểm I cách 0 một khoảng b = 0,7m. Xác định góc α để quả cầu thực hiện được chuyển động tròn trong mặt phẳng thẳng đứng quanh I Bài 2: Một vật dạng bán cầu, bán kính R được đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Trên đỉnh bán cầu có đặt một m vật nhỏ khối lượng m (xem hình 1).Vật m bắt đầu trượt xuống với vận tốc ban đầu không đáng kể. Bỏ qua ma sát giữa vật m và bán cầu. Tìm vị trí vật m bắt đầu rời R khỏi bán cầu trong hai trường hợp: 1) Bán cầu được giữ cố định. Hình 1 2) Bán cầu có khối lượng M = m và có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang. Bài 3: Một ván trượt dài L = 4m, khối lượng phân bố đều theo chiều dài, đang chuyển động với vận tốc v 0 = r v0 5m/s trên mặt băng nằm ngang thì gặp một dải đường nhám có chiều rộng l = 2m vuông góc với phương chuyển động (xem hình 2). Sau khi vượt qua dải nhám Hình 2 ván có vận tốc v = 3m/s. Lấy g = 10m/s2. Tính hệ số ma sát trượt giữa ván trượt với dải đường nhám. l Bài 4: Một ống hình trụ thẳng đứng có thể tích V. Ở phía dưới pít tông khối lượng m, diện tích S, có một lượng khí lý tưởng đơn nguyên tử ở nhiệt độ T 0. Pít tông ở vị trí cân bằng chia ống thành hai nửa bằng nhau. Người ta đun nóng khí từ từ đến khi nhiệt độ khí là 4T 0. Ở phía trên có làm hai vấu để pít tông không bật ra khỏi ống.Hỏi khí trong ống đã nhận được một nhiệt lượng là bao nhiêu? Bỏ qua bề dày pít tông và ma sát giữa pít tông và thành ống. Cho áp suất khí quyển bên ngoài là P0 và nội năng của một mol khí lý tưởng đơng nguyên tử được tính 3 theo công thức U = RT 2 ..............Hết..................
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THPT NĂM 2011 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ LỚP 10 Bài Đáp án Điểm 1) 3.0 điểm Bảo toàn cơ năng với gốc thế năng ở VTCB: mv 2 � v = 2 gL cos β mgL mgL(1cos β ) = = 10 3 = 4,16m / s 0.5 2 Áp dụng định luật II Niu tơn: mv 2 m 0.5 Tmgcos β = � T = mg cos β + 2 gl cos β = 3mg cos β = 13 N l l Gia tốc tiếp tuyến : at =gsin β = 5m/s2 0.5 v2 Gia tốc pháp tuyến: an = = 2 g cos β = 10 3m / s 2 0.5 l Bài 1 Gia tốc toàn phần: a = at 2 + an 2 = 18m / s 2 0.5 r r 5 điểm Hướng của a : a tạo với bán kính nối vật với tâm 0 một góc ϕ với a tan ϕ = t = 0, 29 an 0.5 2) 2.0 điểm Gọi v1 là vận tốc quả cầu ở vị trí cao nhất của quỹ đạo tròn tâm I,bán kính R,ta có mv 2 mgl(1 cos α ) mg2R = 1 � v12 = 2 gl (1 − cosα ) − 4 gR (1) 0.5 2 Điều kiện để quả cầu quay được quanh I trong mặt phẳng thẳng đứng là: 0.5 mv 2 T = 1 − mg 0 (2) R 5R 0.5 Từ (1) và (2) suy ra : cos α 1 − = 0, 25 2l α 75,50 0.5 r N 1) 2.0 điểm áp dụng định lý động năng: α r P Vận tốc tại M: v 2 = 2 gR (1 − cosα ) (1) 0.5 Định luật II Niu tơn : Bài 2
5 điểm mv 2 0.5 mgcos α − N = (2) R Từ (1) và (2) suy ra : N =mg(3cos α 2) 0.5 2 vật bắt đầu trượt khi N = 0 � cosα = 0.5 3 2) 3.0 điểm M m r V α r P r r Gọi V là vận tốc bán cầu, u là vận tốc của M so với bán cầu. Vận tốc của m so với đất là : r vr = ur + V Theo phương ngang động lượng bảo oàn nên : mu cos α 0.5 mvx = MV � m(u cos α − V ) = MV � V = (1) M +m 0.5 mu 2 Khi m bắt đầu rời khỏi M thì : mg cos α = � u 2 = gR cos α (2) R 0.5 Mặt khác ; v 2 = V 2 + u 2 − 2uV cos α (3) mv 2 MV 2 0.5 Ap dụng định luật bảo toàn cơ năng : mgR (1 − cosα ) = + (4) 2 2 m Từ (1),(2),(3),(4) suy ra: cos3α − 3cos α + 2 = 0 0.5 M +m Với M=m ,ta có : cos3α − 6 cos α + 4 = o 0.5 Giải phương trình này ta được cos α = 3 − 1 Chọ hệ tọa độ 0x như hình Khi đầu tấm ván có tọa độ : 0 x l ,lực ma sát x 0x µ mg tác dụng lên xe có độ lớn: Fms1 = x 1.0 L Bài 3 µ mg Fms1 = l 2L 5 µ mg Khi l x L : lực ma sát không đổi và có độ lớn Fms 2 = l 1.0 điểm L µ mg 1.0 Khi đuôi của ván có tọa độ : 0 x l : Fms 3 = l 2L m µ mgl 2 µ mgl áp dụng định lý đông năng,ta có : (v 20 − v 2 ) = + (L − l) 2 L L 1.0
v 20 − v 2 � µ = = 0, 4 1.0 2 gl mg V0 Khi pít tông ở VTCB, Các thông số khí : P1= P0 + ; ; T0 s 2 PV PV Số mol khí n = = 1 0 mol 1 1 RT1 2 RT0 Trong giai đoạn đầu,pít tông chưa chạm vấu khí biến đổi đẳng áp, khi bắt đầu chạm vấu khí có nhiệt độ T2 1.0 V1 V2 V Áp dung: = � T2 = T0 = 2T0 T1 T2 V 2 1.0 Bài 4 Nhiệt lượng truyền cho khí trong quá trình này : 5 điểm V 3 PV PV 3 5 Q1 = A + ∆U = P1 + n R (T2 − T1 ) = + 1 RT0 = PV 1 1 2 2 2 2 RT0 2 4 Sau khi pít tông chạm vấu, thể tích không đổi,dây là quá trình đẳng tích Khí nhận nhiệt lượng chỉ làm tăng nội năng: 1.0 3 PV 3 3 Q2 = n R 2T0 = 1 R 2T0 = PV 1 2 2 RT0 2 2 Tổng nhiệt lượng mà khí đã nhận : 11 11 mg 1.0 Q = Q1 + Q2 = PV 1 = ( P0 + )V 4 4 s 1.0