Đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Vật lí lớp 10 năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT Minh Châu

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn tham khảo “Đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Vật lí lớp 10 năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT Minh Châu” sau đây để hệ thống lại kiến thức đã học và biết được cấu trúc đề thi cũng như những nội dung chủ yếu được đề cập trong đề thi để từ đó có thể đề ra kế hoạch học tập và ôn thi một cách hiệu quả hơn. Chúc các bạn ôn tập thật tốt!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Vật lí lớp 10 năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT Minh Châu

TRƯỜNG THPT MINH CHÂU ĐÊ THI HOC SINH GIOI CÂP TR ̀ ̣ ̉ ́ ƯƠNG ̀ TỔ LÝ HOA ́ NĂM HỌC 2020 2021 Môn: VẬT LÝ – Khối 10 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian phát đề) Câu 1 (2,5 điểm): Một ô tô đang chuyển động với vận tốc 54km/h thì hãm phanh, sau 30s thì ô tô dừng lại hẳn. Chọn chiều dương là chiều chuyển động, mốc thời gian là lúc ôtô bắt đầu hãm phanh. a.Tính gia tốc của ô tô? b.Tính quãng đường mà ô tô đi được ? c.Tính quãng đường mà ô tô đi được sau khi hãm phanh được 10s? Câu 2 (2 điểm). Cho hệ cơ học như hình 2. Bỏ qua khối lượng dây và ròng rọc, ma sát giữa dây và ròng rọc không đáng kể, dây không dãn. m1 Cho m1 = 1 (kg), m 2 = 2 (kg), α = 300, g = 10 (m/s2). 10 Hình 2 m2 Vật m1 trượt lên với gia tốc a = m/s2. α 3 Tính hệ số ma sát trượt giữa m1 và mặt phẳng nghiêng? Câu 3 (2,5 điểm): Một con lắc đơn, gồm vật nặng m = 0,2kg, dây treo nhẹ, không dãn có chiều dài l = 1m được treo ở A A cách mặt đất là H = 4,9m. Truyền cho m một vận tốc theo phương ngang để nó có động năng Wđ. Con lắc chuyển động α đến vị trí dây treo lệch góc α = 600 so với phương thẳng đứng thì dây treo bị đứt, khi đó vật m có vận tốc v 0 = 4 m/s. Bỏ qua mọi lực cản và ma sát. Lấy g = 10m/s2. β a. Xác định động năng Wđ? Hình 3 b. Bao lâu sau khi dây treo đứt, vật m sẽ rơi đến mặt đất? c. Nếu từ vị trí của vật khi dây treo bị đứt có căng một sợi dây khác nghiêng với mặt đất một góc β = 300 trong mặt phẳng quỹ đạo của vật m (Hình 3), thì vật m chạm vào dây tại điểm cách mặt đất bao nhiêu? Câu 4 (2 điểm): Một xe chở cát có khối lượng 38 kg đang chạy trên đường nằm ngang không ma sát với vận tốc 1m/s. Một vật nhỏ khối lượng 2kg bay ngang với vận tốc 7 m/s (đối với mặt đất) đến chui vào cát nằm yên trong đó. Xác định vận tốc mới của xe trong hai trường hợp sau: a) Vật bay đến ngược chiều xe chạy. b) Vật bay đến cùng chiều xe chạy. 1
Câu 5 (1 điểm): Một vật nhỏ trượt không vận tốc đầu và không ma sát từ điểm cao nhất của một quả cầu có bán kính R bị giữ chặt trên bề mặt nằm ngang của một cái bàn (Hình 5). Khi vật rơi đến bàn thì hướng rơi tạo với bề mặt bàn một góc bằng bao nhiêu? HẾT Hình 5 Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh:............................................... Chữ ký của giám thị:……………………… Số báo danh:……………….. Phòng thi số:……… 2
TRƯỜNG THPT MINH CHÂU ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG TỔ LÝ HOA ́ NĂM HỌC 2020 2021 Môn: VẬT LÝ – Khối 10 Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian phát đề) ĐÁP ÁN Câu 1 (2,5 điểm): Một ô tô đang chuyển động với vận tốc 54km/h thì hãm phanh, sau 30s thì ô tô dừng lại hẳn. Chọn chiều dương là chiều chuyển động, mốc thời gian là lúc ôtô bắt đầu hãm phanh. a.Tính gia tốc của ô tô? b.Tính quãng đường mà ô tô đi được ? c.Tính quãng đường mà ô tô đi được sau khi hãm phanh được 10s? Đáp án v − v0 a.Tính gia tốc của ô tô: a= t1 − t0 Có: v0 = 54km/h = 15m/s, v = 0, t1 = 30 s, t0 = 0 s (0,5đ) Thay số vào, ta được: 0 − 15 (0,5đ) a= = −0,5m / s 2 30 1 b.Quãng đường mà ô tô đi được : S1 = v0 (t1 − t0 ) + a(t1 − t0 ) 2 2 1 (1đ) � S1 = 15.30 + (−0,5). ( 30 ) = 225m 2 2 c.Quãng đường mà ô tô đi được sau khi hãm phanh được 10s : t2 = 10s 1 1 (0,5đ) S 2 = v0 (t2 − t0 ) + a (t2 − t0 ) 2 = 15.10 + (−0,5). ( 10 ) = 125m 2 2 2 Câu 2 (2 điểm). Cho hệ cơ học như hình 2. Bỏ qua khối lượng dây và ròng rọc, ma sát giữa dây và ròng rọc không đáng kể, dây không dãn. Cho m = 1 (kg), m = 2 (kg), α = 300, g = 10 (m/s2). m1 1 2 10 Vật m1 trượt lên với gia tốc a = m/s2. Hình 2 m2 3 α Tính hệ số ma sát trượt giữa m1 và mặt phẳng nghiêng? Đáp án m1 Vẽ hình, phân tích lực (0,25đ) 3 α m2
ur ur r ur r Phương trình động lực học cho hệ: P1 + P 2 + Fms + N = ( m1 + m 2 ) a (*) (0,25đ) Tìm được: N = m1g cosα (0,5đ) Chiếu (*) lên chiều chuyển động của hệ, ta được: => m2g m1g sinα μm1g cosα = (m1 + m2).a (0,5đ) Thay số: 15 μ.5 =10 → μ = 1 (0,5đ) 3 3 Câu 3 (2,5 điểm): Một con lắc đơn, gồm vật nặng m = 0,2kg, dây treo nhẹ, không dãn có chiều dài l = 1m được treo ở A A cách mặt đất là H = 4,9m. Truyền cho m một vận tốc theo phương ngang để nó có động năng Wđ. Con lắc chuyển động α đến vị trí dây treo lệch góc α = 600 so với phương thẳng đứng thì dây treo bị đứt, khi đó vật m có vận tốc v 0 = 4 m/s. Bỏ qua mọi lực cản và ma sát. Lấy g = 10m/s2. β a. Xác định động năng Wđ? b. Bao lâu sau khi dây treo đứt, vật m sẽ rơi đến mặt đất? Hình 3 c. Nếu từ vị trí của vật khi dây treo bị đứt có căng một sợi dây khác nghiêng với mặt đất một góc β = 300 trong mặt phẳng quỹ đạo của vật m (Hình 3), thì vật m chạm vào dây tại điểm cách mặt đất bao nhiêu? Đáp án A a. Chọn gốc thế năng tại C, áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: v0 1 (1đ) α WC = WO = mgl(1− cosα)+ mv20 = 2,6J 2 O b. Chọn hqc xOy như hình vẽ. Chuyển động của vật theo hai trục là x = (v0cos )t (1) M 1 y = gt2 − (v0 sinα)t (2) (0,5đ) O α x C 2 (2) y = 5t2 − 2 3t (3) M Khi chạm đất y = 4,4m =>t 1,35s. h? β (0,5đ) y x 5 c. (1)  t = => y = x2 − 3x (4) 2 4 Mặt khác dây là một đoạn thẳng có PT: y = (tan )x  x = 3y (0,25đ) 15 2 16 16 10 y − 4y = 0 y= m. =>y = m và điểm đó cách mặt đất m (0,25đ) 4 15 15 3 4
Câu 4 (2 điểm): Một xe chở cát có khối lượng 38 kg đang chạy trên đường nằm ngang không ma sát với vận tốc 1m/s. Một vật nhỏ khối lượng 2kg bay ngang với vận tốc 7 m/s (đối với mặt đất) đến chui vào cát nằm yên trong đó. Xác định vận tốc mới của xe trong hai trường hợp sau: a) Vật bay đến ngược chiều xe chạy. b) Vật bay đến cùng chiều xe chạy. Đáp án Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe cát trước va chạm. v v Hệ xe và vật ngay trước và sau va chạm là hệ kín vì các ngoại lực P, N triệt tiêu theo phương ngang Ox. Gọi: V: vận tốc hệ xe cát (m1) + vật (m2) sau va chạm. v1: vận tốc xe cát trước va chạm. v2: vận tốc vật trước va chạm. r r r r r Động lượng của hệ trước va chạm: p = p1 + p2 = m1.v1 + m2v2 uur ur Động lượng của hệ sau va chạm: p ' = (m1 + m2 )V (0,5đ) v v Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: p = p ' ur uur ur uur ur ur m v1 + m2 v2 Trên trục nằm ngang Ox: m1 v1 + m2 v2 = (m1 + m2 )V V= 1 (0,5đ) m1 + m2 v v 38.1 + 2( −7) a) Vật bay ngược chiều xe chạy v1 v2 : v2= 7m/s Vậy: V = = 0, 6m / s (0,5đ) 38 + 2 Sau va chạm xe chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 0,6m/s giảm so với ban đầu. v v 38.1 + 2.7 b) Vật bay cùng chiều xe chạy v1 v2 : v2 = 7m/s V = = 1,3m / s (0,5đ) 40 Sau va chạm xe chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 1,3m/s tăng so với ban đầu. Câu 5 (1 điểm): : Một vật nhỏ trượt không vận tốc đầu và không ma sát từ điểm cao nhất của một quả cầu có bán kính R bị giữ chặt trên bề mặt nằm ngang của một cái bàn (Hình 5). Khi vật rơi đến bàn thì hướng rơi tạo với bề mặt bàn một góc bằng bao nhiêu? Hình 5 Đáp án Trước khi rời khỏi quả cầu thì chuyển động của vật là chuyển động tròn không đều, trước uu r hết ta tìm góc và vận tốc v của vật ở thời điểm nó rời quả N cầu. r Phương trình động lực học cho phương xuyên tâm: ur v mg mgcos N = man = mv2/R Ở thời điểm vật rời quả cầu thì N = 0 nên: ur v1 v2 = gRcos (1) (0,25đ) Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có: mv2/2 = mgR(1 cos ) (2) 5
2gR Từ (1) và (2) ta có: cos = 2/3, v . (0,25đ) 3 Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có, vận tốc của vật khi chạm bàn là v1 thoả mãn: Thông Vận dụng Nhận biết Tên Chủ đề hiểu Cấp độ thấp Cấp độ cao Cộng (Cấp độ 1) (Cấp độ 2) (Cấp độ 3) (Cấp độ 4) Tổng số câu: 5 câu Động học chất 15% 5% 5% điểm 25% Động lực học chất điểm 10% 10% 15% 10% 45% Các định luật 10% 30% 5% 5% 10% bảo toàn 100% 30% 20% 30% 20% Cộng (10điểm (3điểm) (2điểm) (3điểm) (2điểm) ) mv12 2mgR v1 2 gR . (0,25đ) 2 Sau khi rời quả cầu, vật tham gia chuyển động ném xiên xuống nên thành phần vận tốc theo 6 phương ngang là không đổi. Do đó: vcos = v1cos cos β = β 74o .(0,25đ) 9 MA TRẬN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG MÔN VẬT LÝ 10 NĂM HỌC 2020 – 2021 6
7