Đề thi đề nghị môn Vật lý Lớp 10 Kỳ thi Olympic 23-3 Tỉnh ĐăkNông lần thứ 5 - Năm học 2017-2018 - Trường THPT Krông Nô

Nội dung text: Đề thi đề nghị môn Vật lý Lớp 10 Kỳ thi Olympic 23-3 Tỉnh ĐăkNông lần thứ 5 - Năm học 2017-2018 - Trường THPT Krông Nô

1. Câu 3: (3 điểm) Tĩnh học vật rắn. Mã số câu: Một bức tranh đồng chất chiều cao AB = h được treo D vào tường đứng thẳng nhờ một sợi dây CD dài ℓ. Dây hợp B h α với tường một góc α. Đoạn BC = , mép dưới A của bức 3 C tranh tựa vào tường (Hình 3). Xác định hệ số ma sát µ giữa bức tranh và tường để bức thanh đứng cân bằng. Hình 3 A Đáp án câu hỏi 3 CÂU ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM 3 Các lực tác dụng lên vật D T B α K I 0.5đ H C G R Fms P A N Điều kiện cần bằng của bức tranh    0.5đ R P T 0    Với R N Fms    R;P;T đồng quy tại I Xét cân bằng quay đối với trục I   0.5đ M( Fms ) =M( N )  Fms.IK = N.AK (1) 4
2. Câu 4: (3 điểm) Các định luật bảo toàn. Mã số câu: Một sợi dây nhẹ không giãn, chiều dài ℓ = 1m, một đầu cố định, một đầu gắn với vật nặng vật nặng khối lượng m 1 = 300g tại nơi có gia tốc trọng 2 trường g = 10(m/s ). Ban đầu vật m 1 ở vị trí B, dây treo hợp với phương thẳng đứng góc α (với 0 0 0 α 90 ), thả vật m1 với vận tốc ban đầu bằng không. Mốc tính thế năng trùng với mặt sàn nằm ngang đi qua điểm A và vuông góc với OA như (Hình 4), OA = OB = ℓ. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản tác dụng lên vật m1, dây luôn căng trong quá trình vật m1 chuyển động. Hình 4 1. Cho α = 900. Xác định: a. Cơ năng của vật m1 ngay lúc thả. b. Xác định độ lớn lực căng dây tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 300 (ở phía bên trái OA). 2. Khi vật m1 chuyển động tới vị trí A, nó va chạm hoàn toàn đàn hồi xuyên tâm với vật m2 =100g (đang đứng yên tại vị trí A). Sau va chạm vật m 1 tiếp tục chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính ℓ = 1m đến vị trí có độ cao lớn nhất (vị trí K), D là chân đường vuông góc từ K xuống mặt sàn. Vật m 2 chuyển động dọc theo mặt sàn nằm ngang đến vị AD 15 trí C thì dừng lại. Hệ số ma sát giữa m2 và mặt sàn là 0,1. Biết = . Xác định góc α. AC 90 Đáp án câu hỏi 4 CÂU ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM 4.1 a. Cơ năng của vật m1 là W = m1gℓ =0,3.10.1 =3J 0.25đ b. ÁP dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật, tìm tốc độ của vật ở vị 0.25đ trí góc lệch β =300, ta được v = 2glcosβ 2.10.1.cos300 4,1618 m/s 0 Áp dụng định luật II Niu tơn cho vật m1 tại vị trí β = 30 , chiếu lên phương bán kính, chiều hướng vào tâm, ta được: 0.5đ 0 T = 3m1gcosβ = 3.0,3.10.cos30 = 7,794N Vận tốc của vật m1 trước lúc va cham 0.5đ 4.2 v = 2gl(1-cosα) (1) Gọi v1 và v2 lần lượt là vận tốc của các vật m1, m2 sau va chạm 6
3. Câu 5: (2 điểm) Chất khí – Sự chuyển thể của các chất. Mã số câu: Một bình kín hình trụ đặt thẳng đứng có chiều dài ℓ được chia thành hai ngăn nhờ một pittông cách nhiệt (bỏ qua bề dày của pittông). Hai ngăn chứa cùng một lượng khí lí tưởng, ngăn trên chứa 1 mol khí, ngăn dưới chứa 5 mol khí. Khi chất khí ở hai ngăn có cùng nhiệt độ T 1 thì pittông ở vị trí cân bằng và cách đầu trên của bình một đoạn ℓ 1 = 0,25ℓ (Hình 5). Gọi P 0 là áp suất của riêng pittông tác dụng lên chất khí ở ngăn dưới. Biết các thông số trạng thái P, V, T và n (mol) liên hệ với nhau bằng công thức: PV = nRT (với R là hằng số). Bỏ qua mọi ma sát. a. Tính áp suất của chất khí trong hai ngăn theo P0. b. Chất khí ở ngăn dưới được giữ ở nhiệt độ T 1. Hỏi phải thay đổi nhiệt độ chất khí ở ngăn trên đến giá trị Hình 5 bằng bao nhiêu (theo T1) để pittông cân bằng ở vị trí cách đều hai đầu của bình? Đáp án câu hỏi 5 CÂU ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM 5.a Do pittông ở trạng thái cân bằng, ta có F2 = F1+F0 0.25đ P2.S = P1.S +P0.S n RT n RT RT 3P 0.25đ 2 1 1 1 P => 1 0 0,75V 0,25V 0 V 8 RT1 Ta có P1V1 = n1RT1 =>P1= = 1,5P0 V1 0.25đ P2 = P1 + P0 = 2,5P0. 0.25đ P V P' V' P V 15P 0.25đ Xét ngăn dưới, ta có : 2 2 2 2 => P' 2 2 0 5.b T T 2 V' 4 1 1 2 Do pittông ở trạng thái cân bằng, ta có: P' P' P = > P' = 2,75P 0.25đ 2 1 0 1 0 P V P' V' P' V' 11 0.5đ 1 1 1 1 T' 1 1 T T T T' 1 P V 1 3 1 1 1 1 1 8
4. 6p V V nRdT 0 VdV 4p 0 C dV 0 0.5đ 4V0 VC 4V0 VC Vì VC > VB = 4V0 → V tăng nên dV > 0 0.25đ 4V0 - VC < 0 do đó để T luôn giảm trên BC thì dT < 0 vì vậy : 0.5đ 6 V0 VC V 4 0 khi V [ VB ; VC ] 4V0 VC 4V0 VC 0.5đ 6 V0 VC VB 4 0 4V0 VC 4V0 VC VC < 7V0 VC max để T luôn tăng trên BC là 7V0 Amax = 9p0V0 . Khi VC = 7V0 Lưu ý: Học sinh có thể giải theo tam thức bậc hai 10
5. + Dựa vào bảng số liệu ta vẽ đồ thị V = V(Vn) có dạng như hình vẽ. 0.25đ Khối lượng riêng của dầu được xác định qua hệ số góc của đường thẳng. Dn Dn tanα = Dd Dd tanα 0.5đ + Dùng phương pháp ngoại suy để xác định khối lượng m của cốc bằng cách kéo dài đồ thị V = V(Vn) cắt trục tung tại giá trị V0. Khối lượng của cốc được xác định bởi m = DdV0 12