Để đạt thành tích cao trong kì thi sắp tới, các bạn học sinh có thể sử dụng tài liệu Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 10 cấp trường năm 2019-2020 có đáp án - Trường THPT Triệu Sơn 4, Thanh Hóa sau đây làm tư liệu tham khảo giúp rèn luyện và nâng cao kĩ năng giải đề thi, nâng cao kiến thức cho bản thân để tự tin hơn khi bước vào kì thi chính thức. Mời các bạn cùng tham khảo đề thi.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 10 cấp trường năm 2019-2020 có đáp án - Trường THPT Triệu Sơn 4, Thanh Hóa
- SỞ GD & ĐT THANH HÓA ĐỀ THI CHỌN ĐỘI DỰ TUYỂN HSG CẤP TRƯỜNG
TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 4 NĂM HỌC 2019 – 2020
Môn thi: VẬT LÍ – LỚP 10
ĐỀ CHÍNH THỨC Ngày thi: 21 tháng 3 năm 2020
Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Đề thi này có 8 câu, gồm 02 trang
Câu 1:(3,0điểm). Một vật chuyển động qua A với vận tốc 10m/s thì tăng tốc chuyển động nhanh dần đều với
gia tốc 0,4m/s2 về phía B.
a. Tính vận tốc và quãng đường vật đi được sau 10s kể từ khi tăng tốc.
b. Cùng thời điểm tăng tốc của vật thứ nhất, vật thứ 2 chuyển động nhanh dần đều không vận tốc ban
đầu từ B về A với gia tốc 0,6m/s2. Tìm thời điểm và vị trí gặp nhau của hai vật. Biết AB = 112m.
Câu 2: (3 điểm). Một vật nhỏ có khối lượng m trượt không vận tốc
ban đầu từ đỉnh một nêm có góc nghiêng α=300 so với phương ngang m
(hình vẽ). Lấy g=10m/s2.
a. Nêm được giữ cố định. Trong giây thứ 3 vật đi được quãng
đường 2,4m. Tìm hệ số ma sát giữa vật và mặt nêm 𝑎0
b. Nêm được kéo cho trượt sang trái với gia tốc không đổi α
a0=2m/s2 trên sàn nằm ngang. Tìm gia tốc của m so với nêm khi nó
được thả cho chuyển động.
Câu 3: (2 điểm). Viên đạn khối lượng m = 0,8kg đang bay ngang với vận tốc v0 = 12,5m/s ở độ cao H = 20m
thì vỡ thành hai mảnh. Mảnh I có khối lượng m1 = 0,5kg, ngay sau khi nổ bay thẳng đứng xuống và khi bắt đầu
chạm đất có vận tốc v1’ = 40m/s. Lấy g = 10m/s2.
a. Tìm độ lớn và hướng vận tốc của mảnh đạn II ngay sau khi vỡ. Bỏ
qua sức cản của không khí. A
b. Tìm độ cao cực đại mảnh 2 lên tới.
Câu 4: (3 điểm). Cho một quả cầu có kích thước nhỏ trọng lượng P = 45o
100N, một thanh cứng đồng chất trọng lượng P1 = 10N gắn vào tâm B
của quả cầu, đầu còn lại C của thanh gắn với tường thông qua một trục
quay nằm ngang, dây treo AB không giãn khối lượng không đáng kể. B L
Cho khoảng cách AC = L = 1 m, các góc có giá trị như trên hình.
a. Hệ đang ở trạng thái cân bằng. Tìm lực căng của dây và phản
lực của trục quay C tác dụng lên thanh. 60o
b. Cắt dây AB. Tìm các thành phần của phản lực của trục quay
C tác dụng lên thanh ngay tại thời điểm đầu tiên. C
Câu 5: (2 điểm). Một xilanh kín được chia làm hai phần bằng nhau bởi
một pittông cách nhiệt. Mỗi phần có chiều dài l0=30cm chứa một lượng khí giống nhau ở 270C. Nung nóng một
phần thêm 100C và làm lạnh phần kia đi 100C. Hỏi pittông di chuyển một đoạn bao nhiêu?
Câu 6: (2 điểm) Từ mặt đất, một vật khối lượng 1 kg được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 5 m/s. Bỏ qua sức
cản của không khí. Lấy g = 10 m/s2.
a. Tính cơ năng của vật tại vị trí ném và độ cao cực đại mà vật đạt được so với đất.
b. Ở độ cao nào thì thế năng của vật gấp bốn lần động năng, tại đó vận tốc của vật bằng bao nhiêu?
Trang 1/7 – HSG Toán 10
- Câu 7: (3 điểm). Một đoàn tàu có khối lượng m=150 tấn chuẩn bị khởi hành từ ga Hà Nội.
a. Em hãy giải thích tại sao tàu lại khó khởi hành hơn ô tô, xe máy?
b. Để khởi động một đoàn tàu, trước tiên người lái tàu phải cho tàu lùi lại rồi sau đó mới cài số để tiến
về phía trước. Tại sao với phương pháp này thì đoàn tàu dễ khởi hành hơn?
c. Muốn cho đầu tàu kéo được nhiều toa thì nó phải có khối lượng lớn em hãy giải thích vì sao?
d. Khi đi qua đoạn đường thẳng nằm ngang tàu chạy với tốc độ không đổi v 72 km/h. Hãy tính công
suất của đoàn tàu lúc đó. Biết hệ số ma sát giữa giữa bánh tàu và thanh ray là 0,02, lấy g 10m/s2.
e. Đoàn tàu đang chuyển động trên đoạn đường nằm ngang nói trên thì gặp một trận mưa lớn, trong một
giây có một khối lượng nước mưa m0 100 kg rơi xuống tàu theo phương thẳng đứng rồi chảy từ thành toa tàu
xuống đất. Hỏi đầu tàu cần tăng công suất thêm bao nhiêu để nó vẫn chuyển động thẳng đều với vận tốc
72km/h. Bỏ qua sự thay đổi hệ số ma sát khi trời mưa.
Câu 8: (2 điểm) Nêu phương án thực hành xác định hệ số ma sát trượt giữa một vật hình hộp với một mặt phẳng
nghiêng, với dụng cụ là một lực kế. Biết rằng góc nghiêng của mặt phẳng là α không đổi và không đủ lớn để vật
tự trượt.
Hết
(Giám thị coi thi không giải thích gì thêm)
Trang 2/7 – HSG Toán 10
- SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG
THANH HOÁ Năm học 2019-2020
Trường THPT Triệu Sơn 4 Môn thi: VẬT LÍ - Lớp 10 THPT
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu Đáp án chi tiết Điểm
1 a. Chọn trục tọa độ trùng với đường thẳng AB. Gốc tọa độ tại A; chiều
Câu a.
3 điểm dương từ A đến B; gốc thời gian là lúc khảo sát chuyển động. (0,5 điểm)
Vận tốc của vật ở thời điểm t được xác định:
v= v0+ at. Thay số ta được :
v = 10+0,4*10= 14m/s (0,5 điểm)
Quãng đường đi được của vật sau 10s:
S= v0t+ at2/2 = 120m (0,5 điểm)
b. Đối với vật chuyển động từ A ta có:
x01= 0; v01= 10m/s; a1= 0,4m/s2 ; t01=0
→ x1= 10t + 0,2t2. (0,5 điểm)
Đối với vật chuyển động từ B ta có:
x02= 112m; v02= 0m/s; a2= -0,6m/s2 ; t02=0
→ x2= 112- 0,3t2
Khi hai vật gặp nhau thì: x1=x2 = x (0,5 điểm)
↔ 10t + 0,2t2 = 112- 0,3t2
Giải ra ta được: t = 8s
Vị trí gặp nhau: x = x1 = 112 – 0,3*82 = 92,8m
KL: Hai vật gặp nhau sau 8s chuyển động, tại vị trí cách A 92,8m (0,5 điểm)
Câu 2 a. Xác định và biểu diễn đúng các lực tác dụng lên vật khi nêm 0.5 điểm
3 điểm đứng yên: 𝑁
𝐹𝑚𝑠 m
Theo bài ra quãng đường đi được
𝑃 𝑃
trong giây thứ 3:
α (0,5 điểm)
ΔS3= 2,5 a = 2,4⇒ a= 0,96m/s2
Gia tốc của vật trên mặt phẳng nghiêng:
a= g( sinα - µcosα) ⇒ µ = 0.47. (0,5 điểm)
b. Chọ Hệ trục xOy gắn với mặt phẳng nghiêng.
0.25 điểm
Khi nêm chuyển động với gia tốc a = 2m/s thì có thêm lực quán tính tác
2
dụng lên vật. phương trình định luật II:
(0,25 điểm)
𝑃 + 𝑁 + 𝐹𝑚𝑠 + 𝐹0 = 𝑚𝑎 (1)
0.25 điểm
𝑁 Oy
𝐹𝑚𝑠 m
𝐹0
𝑎0 𝑃 Trang 3/7 – HSG Toán 10
α
Ox
- (0,5 điểm)
chiếu phương trình (1) lên hệ trục xOy ta suy ra
𝑃𝑠𝑖𝑛𝛼 + 𝐹0 𝐶𝑜𝑠𝛼 − 𝐹𝑚𝑠 (0,25 điểm)
𝑎=
𝑚
= 𝑎0 𝑐𝑜𝑠𝛼 + 𝑔𝑠𝑖𝑛𝛼 − 𝜇(𝑔𝑐𝑜𝑠𝛼 − 𝑎0 𝑠𝑖𝑛𝛼)
Thay số ta được a= 3,13m/s2
Câu 3 a) Vận tốc của mảnh 1 ngay sau khi nổ: v012 2 gh = 20 3 m/s (0,25 điểm)
2 điểm (0,25 điểm)
Bảo toàn động lượng vẽ được hình (0,25 điểm)
Tính được vận tốc mảnh 2: 200/3 m/s (0,25 điểm)
Hướng chuyển động của mảnh 2 tạo phương ngang góc 600
b) Độ cao cực đại mảnh 2 lên tới (thiết lập được công thức) (0,5 điểm)
H max =20+v022 sin602/2g
Tính ra kết quả=187m. (0,5 điểm)
Câu 4 a) Các lực tác dụng lên thanh như hình vẽ. (0,5 điểm)
3 điểm Trong đó: Rx, Ry là thành phần của phản lực A
của tường tác dụng lên thanh theo phương ngang 45o
và phương thẳng đứng.
T
Ta có: P T P1 R x R y 0
B L
Rx T sin 45o
Suy ra: Ry
P P1 Ry T cos 45
o
o
P 60
Đối với trục quay C ta có:
P1 (0,5 điểm)
Rx C
BC
M C 0 P.BC.sin 60o P1.
2
sin 60o T .BC.sin 75o
Lực căng dây: T = 94,1 N.
Rx = 66,6 N, Ry = 43,4 N.
Phản lực của tường tác dụng lên thanh: R Rx2 Ry2 79,4 N (0,5 điểm)
b) Ngay sau khi cắt dây thanh quay với gia tốc góc
Ta có: M C I C .
l l2
Pl sin 60 o P1 sin 60 o (ml 2 m1 ). (với l là chiều dài thanh (0,25 điểm)
2 3
BC)
Theo định lý hàm số sin trong tam giác ABC:
L l L sin 45o
l 0,732 m.
sin 75o sin 45o sin 75o (0,25 điểm)
Do đó: γ 12 rad/s2.
Khối tâm G của hệ “ quả cầu + thanh’’ nằm cách C một đoạn:
Trang 4/7 – HSG Toán 10
- 21 (0,25 điểm)
GC = l 0,7 m.
22
Gia tốc của G gồm có hai thành phần:
Tiếp tuyến: at = γ.GC = 8,37 m/s2.
Hướng tâm : aht = 0.
Định luật II Newton cho hệ : 𝑃 + 𝑃1 + 𝑅 = (𝑚 + 𝑀)𝑎 (0,25 điểm)
Chiếu lên phương tiếp tuyến và hướng tâm ta được :
P P1 sin 60 R t m M a t
P P1 cos 60 R n 0 (0,25 điểm)
R 55
n
R t 3, 2
R = 55,1 N. (0,25 điểm)
Câu 5 Khi pittông đứng yên (trước và sau khi di chuyển), áp suất của khí hai bên
2 điểm pittông bằng nhau. Áp dụng PTTT cho khí trong mỗi phần của xi lanh:
pV pV1
- Phần bị nung nóng: 0 0
T0 T1
pV pV2 (0,5 điểm)
- Phần bị làm lạnh: 0 0
T0 T2
V1 V2
(*) (0,5 điểm)
T1 T2
Đặt khoảng dịch chuyển của pittông là x, từ (*) ta có:
l0 x l0 x
(0,5 điểm)
T1 T2
l0 (T1 T2 )
x 1cm
T1 T2
(0,5 điểm)
Câu 5. mv02 1.52
2 điểm a. Cơ năng của vật tại vị trí ném là: W= 12,5( J ) (0,5 điểm)
2 2
v02 52
Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có: hmax= 1,25(m) (0,5 điểm)
2 g 2.10
b. Ở độ cao h1 thì thế năng bằng bốn lần động năng. Theo định luật bảo toàn
cơ năng ta có:
5 5 4
Wt W mgh1 mghmax h1 hmax 1(m) (0,5 điểm)
4 4 5
Tại đó ta có: Wt = 4Wđ =>
mv12 gh1 10.1
mgh1 4. v1 2,236(m / s) . (0,5 điểm)
2 2 2
Trang 5/7 – HSG Toán 10
- Câu 6 Theo định luật II Niu tơn: 𝑎 =
∆𝑣 𝐹 𝐹
= 𝑚 → ∆𝑣 = 𝑚 ∆𝑡 (0,5 điểm)
∆𝑡
3 điểm
vì khối lượng của tàu lớn hơn rất nhiều lần so với ô tô, xe máy nên
quán tính của tàu lớn vì vậy tàu khó khởi động hơn ô tô, xe máy.
Khi cáp nối giữa các toa tàu bị kéo căng thì lực kéo của đầu tàu phải (0,5 điểm)
truyền một gia tốc cho cả đoàn tàu cùng lúc nên khó dịch chuyển hơn.
Nếu đoàn tàu trước tiên lùi lại, thì cáp nối giữa các toa tàu sẽ chùng
lại và với lực kéo như cũ đầu tàu có thể truyền những gia tốc lớn hơn
nhiều trước tiên cho toa gần nhất, sau đó mới tuần tự đến những toa
còn lại.
Lực phát động có tác dụng kéo đoàn tàu đi chính là lực ma sát nghỉ (0,5 điểm)
do đường ray tác dụng lên các bánh xe phát động của đầu tàu. Muốn đầu
tàu kéo được nhiều toa, lực ma sát này phải lớn nên đầu tàu phải có khối
lượng lớn..
Khi tàu chuyển động thẳng đều F=mg (0,5 điểm)
công suất của tàu N=Fv=mgv= 0,6(MW).
Khi trời mưa xuống khối lượng của tàu thay đổi nên động lượng của tàu
thay đổi vì vậy cần phải tăng thêm một công suất để kéo tàu đi với vận (0,25 điểm)
tốc không đổi.
Vì khối lượng của tàu thay đổi nên ta áp dụng định luật 2 niu tơn dưới
(0,25 điểm)
dạng khác. F.t = Ps – Pt
Trong đó
Động lượng trước khi có mưa Pt = mv
Động lượng sau khi trời mưa Ps = (m+m0)v F.t = (m+m0)v – mv = (0,25 điểm)
m0 v. Với t = 1s ta có F = m0v.
Cần tăng công suất lên N=Fv=m0v2 =40(kW) (0,25 điểm)
Câu 8 Fms Fms
Fms = μ.N μ = = (0,5 điểm)
2 điểm Cơ sở lí thuyết: N P.cosα (1)
Dùng lực kế xác định trọng lượng P của vật
Dùng lực kế kéo vật chuyển động đều theo phương song song mặt phẳng
nghiêng => Đọc số chỉ của lực kế ta được Fk (0,5 điểm)
Trang 6/7 – HSG Toán 10
- Vật không tự trượt => Kéo vật lên dốc: Fk = P.sinα + Fms => Fms = Fk – (0,5 điểm)
P.sinα
(0,5 điểm)
Vật không tự trượt => Kéo vật xuống dốc: Fk + P.sinα = Fms
Xác định được hệ số ma sát trượt theo công thức (1)
Trang 7/7 – HSG Toán 10
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
