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

̀

́

ƯỜ

TR

NG THPT MINH CHÂU

ĐÊ THI HOC SINH GIOI CÂP TR

̣ ̉

̀ ƯƠ NG

Ổ

Ọ

T  LÝ ­ HOÁ

NĂM H C 2020 ­ 2021

Ậ

ố ể ờ

Môn: V T LÝ – Kh i 10 Th i gian: 120 phút (Không k  th i gian phát đ

ờ ề)

Ứ

Ề

Đ  CHÍNH TH C

ể

ộ ề ươ ề ờ ạ ẳ ộ ọ i h n. Ch n chi u d ớ ậ ố ể M t ô tô đang chuy n đ ng v i v n t c 54km/h thì hãm phanh, sau 30s thì ô   ắ ầ   ố ộ ể ng là chi u chuy n đ ng, m c th i gian là lúc ôtô b t đ u

Câu 1 (2,5 đi m):  ừ tô d ng l hãm phanh.

ố ủ a.Tính gia t c c a ô tô?

ườ ượ ng mà ô tô đi đ c ? b.Tính quãng đ

ườ ượ ượ ng mà ô tô đi đ c sau khi hãm phanh đ c 10s? c.Tính quãng đ

Câu 2 (2 đi m).ể

ố ượ ỏ ữ ọ ọ   ng dây và ròng r c, ma sát gi a dây và ròng r c

ệ ơ ọ ể ư      Cho h  c  h c nh  hình 2. B  qua kh i l không đáng k , dây không dãn.

m 1 Cho m1 = 1 (kg), m 2 = 2 (kg), α = 300, g = 10 (m/s2).

1 tr

10 3

m 2 Hình 2 α ượ ớ ố V t mậ t lên v i gia t c a = m/s2.

1 và m t ph ng nghiêng?

ệ ố ượ ặ ẳ Tính h  s  ma sát tr ữ t gi a m

A

ộ

ắ ơ ề c treo

ẹ ặ ấ ề a ể

060

ng ngang đ  nó có đ ng năng W ị ệ

ị ứ ỏ

ọ ự ả ấ ể M t con l c đ n, g m v t n ng m = 0,2kg, ồ ậ ặ   Câu 3 (2,5 đi m):  ở   ượ dây treo nh , không dãn có chi u dài l = 1m đ  A ộ ậ ố   cách m t đ t là H = 4,9m. Truy n cho m m t v n t c theo ể ộ   ắ ộ ươ đ. Con l c chuy n đ ng ph a = ứ   ươ ẳ ớ ế  so v i ph đ n v  trí dây treo l ch góc  ng th ng đ ng ậ ố ậ   0 = 4 m/s. B  qua thì dây treo b  đ t, khi đó v t m có v n t c v 2.  m i l c c n và ma sát. L y g = 10m/s b

đ?

Hình 3

ị ộ a. Xác đ nh đ ng năng W

ẽ ơ ế ặ ấ ậ ứ b. Bao lâu sau khi dây treo đ t, v t m s  r i đ n m t đ t?

ộ ợ ớ c. N u t b = ủ ậ ặ ị ứ ủ ỹ ạ ậ ậ ạ

ộ ể ặ ấ   ế ừ ị  v  trí c a v t khi dây treo b  đ t có căng m t s i dây khác nghiêng v i m t đ t 030 ạ   ẳ m t góc   i trong m t ph ng qu  đ o c a v t m (Hình 3), thì v t m ch m vào dây t ặ ấ đi m cách m t đ t bao nhiêu?

ạ ằ ở ng 38 kg đang ch y trên đ

ườ ớ ậ ố ố ượ ộ ậ

ặ ấ ậ ố ớ ủ ằ ng n m ngang   ố   ng 2kg bay ngang v i v n t c 7 m/s (đ i ườ   ị ng

ố ượ Câu 4  (2 đi m)ể :     M t xe ch  cát có kh i l ộ ớ ậ ố ỏ không ma sát v i v n t c 1m/s. M t v t nh  kh i l ế ớ v i m t đ t) đ n chui vào cát n m yên trong đó. Xác đ nh v n t c m i c a xe trong hai tr ợ h p sau:

ế ậ ượ ề ạ a) V t bay đ n ng c chi u xe ch y.

1

ế ề ạ ậ b) V t bay đ n cùng chi u xe ch y.

ộ ậ ậ ố ầ

ị ữ ặ ộ ỏ ượ  đi m cao nh t c a m t qu  c u có bán kính R b  gi

ậ ơ ế ộ

ấ ủ ủ ớ ề ặ ơ ạ ằ Câu 5 (1 đi m)ể :  M t v t nh  tr t không v n t c đ u và không ma ả ầ ừ ể  ch t trên sát t ề ặ ằ b  m t n m ngang c a m t cái bàn (Hình 5). Khi v t r i đ n bàn thì ộ ướ h ng r i t o v i b  m t bàn m t góc b ng bao nhiêu?

Hình 5

ọ

ữ

ủ

H  và tên thí sinh:...............................................

ị Ch  ký c a giám th :………………………

ố

ố S  báo danh:……………….. Phòng thi s :………

2

Ế ­­­­­­­­­­­­­­­H T­­­­­­­­­­­­­­ ộ ả Cán b  coi thi không gi i thích gì thêm.

Ấ Ề

ƯỜ

TR

NG THPT MINH CHÂU

ĐÁP ÁN Đ  THI HSG C P TR ƯỜ   NG

Ọ

Ổ

NĂM H C 2020 ­ 2021

T  LÝ ­ HOÁ

Ậ

ờ

ố Môn: V T LÝ – Kh i 10 ể ờ Th i gian: 120 phút (Không k  th i gian phát

đ )ề

ĐÁP ÁN

ể

ộ ề ươ ề ờ ạ ẳ ộ ọ i h n. Ch n chi u d ớ ậ ố ể M t ô tô đang chuy n đ ng v i v n t c 54km/h thì hãm phanh, sau 30s thì ô   ắ ầ   ố ộ ể ng là chi u chuy n đ ng, m c th i gian là lúc ôtô b t đ u

Câu 1 (2,5 đi m):  ừ tô d ng l hãm phanh.

ố ủ a.Tính gia t c c a ô tô?

ườ ượ ng mà ô tô đi đ c ? b.Tính quãng đ

ườ ượ ượ ng mà ô tô đi đ c sau khi hãm phanh đ c 10s? c.Tính quãng đ

Đáp án

=

a

v v 0 t t 1

0

- ố ủ a.Tính gia t c c a ô tô: -

Có: v0 = 54km/h = 15m/s, v = 0, t1 = 30 s, t0 = 0 s (0,5đ)

2

=

= -

a

m s

0,5 /

0 15 30

2

=

- ượ ố Thay s  vào, ta đ c: (0,5đ)

t

t

+ )

)

S 1

v t ( 0 1

0

a t ( 1

0

1 2

- - ườ ượ b.Quãng đ ng mà ô tô đi đ c :

=

+

(

) 2 =

�

m

15.30

( 0,5). 30

225

S 1

1 2

(1đ) -

2 = 10s

ườ ượ ượ c.Quãng đ ng mà ô tô đi đ c sau khi hãm phanh đ c 10s :   t

=

(0,5đ) - - -

(

) 2

t

S

t

m

+ )

a t (

= 2 )

+ 15.10

= ( 0,5). 10

125

2

v t ( 0

2

0

2

0

1 2

1 2 Câu 2 (2 đi m).ể

ữ ọ ố ượ ỏ ọ   ng dây và ròng r c, ma sát gi a dây và ròng r c

ệ ơ ọ ể ư      Cho h  c  h c nh  hình 2. B  qua kh i l không đáng k , dây không dãn.

m 1 Cho m1 = 1 (kg), m 2 = 2 (kg), α = 300, g = 10 (m/s2).

1 tr

10 3

ượ ố ớ V t mậ t lên v i gia t c a = m/s2. m 2 Hình 2 α

1 và m t ph ng nghiêng?

ệ ố ượ ẳ ặ Tính h  s  ma sát tr ữ t gi a m

m 1

Đáp án

3

α

m 2

ẽ ự V  hình, phân tích l c (0,25đ)

+

+

+

=

+

(

)

ms

ur P 1

ur P 2

r F

r ur N m m a 1

2

ươ ự ọ ệ ộ Ph ng trình đ ng l c h c cho h : (*)  (0,25đ)

1g cos  α (0,5đ)

ượ Tìm đ c: N = m

ủ ệ ế ề ể ộ ượ Chi u (*) lên chi u chuy n đ ng c a h , ta đ c:

1g cos  = (mα

1 + m2).a

=> m2g ­ m1g sin  ­ μmα (0,5đ)

3

1 3

ố Thay s : 15­ μ.5 =10 μ =→ (0,5đ)

A

ộ

ắ ơ ề c treo

ẹ ặ ấ ề a ể

060

ng ngang đ  nó có đ ng năng W ị ệ

ị ứ ỏ

đ?

Hình 3

ọ ự ả ấ ồ ể M t con l c đ n, g m v t n ng m = 0,2kg, ậ ặ   Câu 3 (2,5 đi m):  ở   ượ dây treo nh , không dãn có chi u dài l = 1m đ  A ộ ậ ố cách m t đ t là H = 4,9m. Truy n cho m m t v n t c theo   ộ   ể ắ ộ ươ đ. Con l c chuy n đ ng ph a = ứ   ẳ ươ ớ ế ng th ng đ ng  so v i ph đ n v  trí dây treo l ch góc  ậ ố ậ thì dây treo b  đ t, khi đó v t m có v n t c v   0 = 4 m/s. B  qua 2.  m i l c c n và ma sát. L y g = 10m/s b ị ộ a. Xác đ nh đ ng năng W

ẽ ơ ế ặ ấ ậ ứ b. Bao lâu sau khi dây treo đ t, v t m s  r i đ n m t đ t?

ộ ợ ớ c. N u t b = ủ ậ ặ ị ứ ủ ỹ ạ ậ ậ ạ

ộ ể ặ ấ   ế ừ ị  v  trí c a v t khi dây treo b  đ t có căng m t s i dây khác nghiêng v i m t đ t 030 ạ   ẳ m t góc   i trong m t ph ng qu  đ o c a v t m (Hình 3), thì v t m ch m vào dây t ặ ấ đi m cách m t đ t bao nhiêu?

A

Đáp án

v

0

ế ọ ạ ậ ả ụ ơ ị i C, áp d ng đ nh lu t b o toàn c  năng: ố a. Ch n g c th  năng t

=

=

2,6J

=2 W W mgl(1 cos )+ mv 0

O

C

1 2

O

a (1đ) - a

ọ ủ ậ ư ụ ẽ ể ộ

M

C

b. Ch n hqc xOy nh  hình v . Chuy n đ ng c a v t theo hai tr c là x = (v0cos(cid:0) )t                (1)

x

2 gt

(v sin )t

0

O

1 2

=

a - a y = (2) (0,5đ)

2 y 5t 2 3t

M

- (2) (3)

h?

(cid:0) ạ ấ Khi ch m đ t y = 4,4m =>t 1,35s. b

y

=

(0,5đ)

t

y

3x

x =   => 2

25 x 4

- (4) c. (1) 

=

3y

ặ ạ ẳ

ộ M t khác dây là m t đo n th ng có PT:  y = (tan(cid:0) )x    x (0,25đ)

= (cid:0) y 4y 0

= y

m

215 4

16 15

16 15

10 3

4

- ặ ấ ể . =>y = m và đi m đó cách m t đ t m  (0,25đ)

ạ ằ ở ng 38 kg đang ch y trên đ

ườ ớ ậ ố ố ượ ộ ậ

ặ ấ ậ ố ớ ủ ằ ng n m ngang   ố   ng 2kg bay ngang v i v n t c 7 m/s (đ i ườ   ị ng

ố ượ Câu 4  (2 đi m)ể :     M t xe ch  cát có kh i l ộ ớ ậ ố ỏ không ma sát v i v n t c 1m/s. M t v t nh  kh i l ế ớ v i m t đ t) đ n chui vào cát n m yên trong đó. Xác đ nh v n t c m i c a xe trong hai tr ợ h p sau:

ượ ề c chi u xe ch y.

ậ ậ ế ế ề ạ ạ a) V t bay đ n ng b) V t bay đ n cùng chi u xe ch y.

Đáp án

ướ ủ ể ộ ng là chi u chuy n đ ng c a xe cát tr c va ch m.

v v ,P N

ọ ệ ạ ạ ự ạ ệ ề ệ ướ c và sau va ch m là h  kín vì các ngo i l c tri t tiêu theo

2) sau va ch m.ạ

ươ ề ươ     ­ Ch n chi u d ậ      ­ H  xe và v t ngay tr ng ngang Ox. ph

=

+

=

+

c va ch m. ạ

1) + v t (mậ ạ ướ c va ch m. ạ c va ch m:

r p 1

r r r p m v m v . 2 2 1 2 1

+

ượ ậ ố ệ G i: ọ V: v n t c h  xe cát (m ậ ố v1: v n t c xe cát tr ậ ố ậ ướ v2: v n t c v t tr ủ ệ ướ ng c a h  tr ộ     ­ Đ ng l

ur m m V

)

2

= ( p=v v p

1 '

ượ ủ ệ (0,5đ)

r p uur ' p ng:

ur

ur

=

=

+

ng c a h  sau va ch m:           ị ậ ả ạ ộ ượ ộ     ­ Đ ng l ụ     ­ Áp d ng đ nh lu t b o toàn đ ng l

ur V

ur m m V

)

(

uur + m v m v 2 2

1 1

1

2

1

=

=

(cid:0) ụ ằ Trên tr c n m ngang Ox: (0,5đ)

V

m s

0, 6 /

(cid:0)v ạ 1 v

v v 2

uur + m v m v 1 2 2 1 + m m 2 + - 38.1 2( 7) + 38 2

(cid:0) ượ ề ậ     a) V t bay ng c chi u xe ch y :    v2= ­ 7m/s   V y: ậ (0,5đ)

ể ạ ộ ướ ớ ậ ố ầ ớ Sau va ch m xe chuy n đ ng theo h ng cũ v i v n t c 0,6m/s gi m so v i ban đ u.

=

=

V

m s

1,3 /

(cid:0)v ạ 1 v

v v 2

(cid:0) ề ậ b) V t bay cùng chi u xe ch y :      v2 = 7m/s     (cid:0) (0,5đ) ả + 38.1 2.7 40 ể ạ ộ ướ ớ ậ ố ầ ớ Sau va ch m xe chuy n đ ng theo h ng cũ v i v n t c 1,3m/s tăng so v i ban đ u.

ậ ố ầ

ả ầ

ỏ ượ ộ ậ ộ ấ ủ  đi m cao nh t c a m t qu  c u có bán kính R b  gi ủ ộ ớ ề ặ ừ ể ề ặ ằ ướ ơ ạ ằ ộ Câu 5 (1 đi m)ể :   : M t v t nh  tr   t không v n t c đ u và không ị ữ ặ   ma sát t  ch t ậ ơ ế   trên b  m t n m ngang c a m t cái bàn (Hình 5). Khi v t r i đ n bàn thì h ng r i t o v i b  m t bàn m t góc b ng bao nhiêu?

Hình 5

Đáp án

ả ầ ỏ ộ ướ ướ   c (cid:0) ậ ố ờ ủ ậ c khi r i kh i qu  c u thì chuy n đ ng c a v t là chuy n đ ng tròn không đ u, tr ể  th i đi m nó r i qu ộ ể ủ ậ ở ờ  và v n t c v c a v t ể ả

ờ ­ Tr ế h t ta tìm góc  c u.ầ (cid:0) ề uur N r ur v ự ọ ộ ươ ng trình đ ng l c h c cho ph ng xuyên tâm:

mg

­ N = man = mv2/R (cid:0) ậ ờ ả ầ th i đi m v t r i qu  c u thì N = 0 nên:

ur 1v

ươ ­ Ph mgcos(cid:0) Ở ờ ể v2 = gRcos(cid:0) (1) (0,25đ)

2/2 = mgR(1­ cos(cid:0) ) (2)

5

ậ ả ụ ơ ị ­ Áp d ng đ nh lu t b o toàn c  năng ta có: mv

v (cid:0)

2gR 3

(cid:0) ừ ­ T  (1) và (2) ta có: cos = 2/3, .    (0,25đ)

ậ ố ủ ậ ậ ả ạ ơ ị ­ Theo đ nh lu t b o toàn c  năng ta có, v n t c c a v t khi ch m bàn là v ả 1 tho  mãn:

ậ ụ V n d ng ậ Nh n bi ế t Thông  hi uể Tên Ch  đủ ề C ngộ ấ ộ ấ C p đ  th p ấ ộ C p đ  cao ấ ộ (C p đ  1) ấ ộ (C p đ  2) ấ ộ ấ ộ (C p đ  3) (C p đ  4)

ổ ố T ng s  câu: 5 câu

ộ 15% 5% 5% ấ   ọ Đ ng h c ch t đi mể 25%

ấ ự ọ   ộ Đ ng l c h c ể ch t đi m 10% 10% 10% 45% 15%

10% 30% 5% 5% 10% ả ậ   ị Các đ nh lu t b o toàn

100% 30% 20% 20% 30% C ngộ (3đi m)ể (2đi m)ể (3đi m)ể (2đi m)ể (10đi mể )

mgR

gR

2

2

v 1

2 mv 1 2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) .   (0,25đ)

o

ậ ố ả ầ ể ầ ậ ờ ộ ­ Sau khi r i qu  c u, v t tham gia chuy n đ ng ném xiên xu ng nên thành ph n v n t c theo

b

=

b

cos

74

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) ươ ổ ph ng ngang là không đ i. Do đó: vcos = v1cos(cid:0) .(0,25đ) ố 6 9

Ọ Ậ Ề Ỏ Ấ ƯỜ Ậ MA TR N Đ  THI H C SINH GI I C P TR NG MÔN V T LÝ 10

6

Ọ NĂM H C 2020 – 2021

7