Title Đề thi HSG môn Vật Lý 10 - Trại hè Hùng Vương - Năm 2019 - File word có lời giải chi tiết.pdf ✅

1 Họ và tên thí sinh:................................................Số báo danh:........................ Câu 1 (4,0 điểm) Người ta buộc một vật nặng khối lượng vào m một sợi dây mảnh, nhẹ, mềm, và không dãn rồi buộc đầu còn lại vào một điểm cố định cách mặt sàn nằm ngang một khoảng . Sau 2R đó, người ta vắt sợi dây lên một hình trụ bán kính sao cho R sợi dây nằm trong một mặt phẳng thẳng đứng và Oxy m ở độ cao so R với mặt sàn nằm ngang (hình 1). Tại thời điểm , khi t  0 trục của trụ đang chứa gốc tọa độ , O người ta bắt đầu kéo trụ chuyển động không vận tốc ban đầu với gia tốc không đổi cùng chiều dương với trục . a Ox 1. Trong hệ quy chiếu gắn với sàn và trong khi m vẫn đang trượt trên bề mặt của trụ a. Viết phương trình chuyển động của . m b. Tìm vận tốc, tốc độ và gia tốc của m tại thời điểm . t 2. Bỏ qua mọi ma sát, xác định áp lực mà trụ tác dụng lên m tại thời điểm khi t m đang trượt trên bề mặt hình trụ. Câu 2 (4,0 điểm) Tại một thời điểm nào đó một người quan sát ở trên Trái Đất thấy hai ngôi sao có khối lượng và m1 cách nhau một khoảng có vận tốc lần lượt là và . Biết rằng hướng xuyên tâm từ đến m2  1v 2v 1v m1 m2 và vuông góc với đường nối tâm của và , hai ngôi sao này ở rất xa các ngôi sao khác. 2v m1 m2 1. Tìm cơ năng toàn phần và momen động lượng toàn phần của hai ngôi sao trong hệ quy chiếu gắn với khối tâm chung của chúng, lấy mốc thế năng tương tác hấp dẫn giữa hai vật là khi chúng ở rất xa nhau. 2. Biết rằng khoảng cách cực đại giữa hai ngôi sao là , tìm 2 khoảng cách cực tiểu giữa chúng. Câu 3 (3,0 điểm) Khi khảo sát một nhiệt kế thủy ngân, người ta thấy nó có chiều cao độ chia e (đo bằng ) và mm / K bán kính cột thủy ngân là . r Biết rằng vỏ thủy tinh của nhiệt kế có thành rất mỏng, hệ số nở dài của thủy tinh là ,  hệ số nở khối của thủy ngân là ,  thể tích của khối thủy ngân trong nhiệt kế rất lớn so với , 3 r hệ số nở dài và  hệ số nở khối  thỏa mãn . 1 3 1,00K     1. Tìm thể tích của khối thủy ngân chứa trong nhiệt kế. 2. Tìm chiều cao độ chia của nhiệt kế trên nếu thay thủy ngân bằng chất lỏng khác có hệ số nở khối .  ' Ở một thời điểm nào đó, khi nhiệt kế thủy ngân nói trên đang cân bằng nhiệt ở nhiệt độ thì người ta T0 đem nó nhúng vào một bình chất lỏng đủ lớn thì thấy nhiệt độ đọc được trên nhiệt kế giảm dần đến giá trị TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XV – SƠN LA 2019 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MÔN: VẬT LÝ - KHỐI: 10 Ngày thi: 27 tháng 7 năm 2019 Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm có 02 trang ĐỀ CHÍNH THỨC m x y O a hình 1
2 cực tiểu T rồi từ từ tăng lên đến giá trị ổn định. Biết , tìm giá trị cực tiểu của . T T  T0 T Câu 4 (4,0 điểm) Để giữ một hình trụ đặc, đồng chất, bán kính , r khối lượng m nằm cân bằng trên mặt phẳng nghiêng của một chiếc nêm khối lượng M đang nằm yên trên mặt phẳng nằm ngang sao cho trục của song song m với mặt phẳng nằm ngang người ta sử dụng các sợi dây mềm, mảnh, nhẹ và không dãn nối vào các điểm cao nhất của nêm và buộc tiếp xúc chúng vào các điểm cao nhất của . m Biết rằng các sợi dây vuông góc với trục của và song song m với mặt phẳng nằm ngang và cách sàn một khoảng , h mặt nghiêng của nêm hợp với phương nằm ngang một góc , gia  tốc rơi tự do tại nơi đặt nêm là . g 1. Tìm hệ số ma sát tối thiểu giữa và . m M 2. Tại một thời điểm nào đó, các sợi dây giữ m đồng loạt đứt, vì thế m lăn không trượt trên còn M M trượt không ma sát trên sàn. a. Tìm gia tốc của so M với sàn. b. Tìm gia tốc góc của trong m hệ quy chiếu gắn với sàn. c. Tìm vận tốc và vận tốc góc của m tại thời điểm ngay trước khi nó va chạm với sàn. Câu 5 (3,0 điểm) Đặt n tấm kim loại phẳng diện tích S đủ rộng mang điện tích lần lượt là song song với 1 2 , ,, n q q q nhau trong chân không và ở rất xa các điện tích khác. Khoảng cách giữa hai tấm ngoài cùng d thỏa mãn nên điện tích trên các mặt của mỗi tấm kim loại trên gần như phân bố đều. Biết 2 d  S n  3 1. Tính mật độ điện tích trên mỗi mặt của tấm kim loại thứ . k 2. Tính hiệu điện thế giữa tấm kim loại thứ và k tấm kim loại thứ k 1 biết khoảng cách của khe hở giữa hai tấm này là . k d Câu 6 (2,0 điểm) Cho các dụng cụ và thiết bị sau  01 chai dầu ăn  01 gói bông y tế  01 giá đỡ  01 nồi đun nước có nhiệt kế đo nhiệt độ của nước.  01 chai nước cất  01 ống nghiệm hình trụ có các vạch chia độ cách đều nhau.  02 tờ giấy vẽ đồ thị Trình bày một phương án thí nghiệm xác định độ không tuyệt đối ( 0K tương ứng với bao nhiêu ). °C ...........................HẾT.......................... Lưu ý: - Thí sinh không được sử dụng tài liệu - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm m α M hình 2
3 Lưu ý: - Nếu thí sinh làm cách khác mà cho kết quả chính xác, có chứng cứ khoa học vẫn cho điểm tối đa. - Giám khảo làm tròn điểm tổng bài thi đến 0,25 điểm. Câu 1 (4,0điểm) ĐỀ BÀI Người ta buộc một vật nhỏ khối lượng vào m một một đầu của một sợi dây mảnh, nhẹ, mềm và không dãn rồi buộc đầu còn lại của sợi dây vào một điểm cố định cách mặt sàn nằm ngang một khoảng 2R . Sau đó, người ta vắt sợi dây lên một hình trụ bán kính sao cho R sợi dây nằm trong một mặt phẳng thẳng đứng và Oxy m ở độ cao so R với mặt sàn nằm ngang (hình 1). Biết rằng trục của hình trụ vuông góc với Oxy và đi qua . O Từ thời điểm , t  0 người ta kéo trụ chuyển động tịnh tiến, không vận tốc ban đầu với gia tốc không đổi cùng chiều với chiều a dương của . Ox 3. Trong hệ quy chiếu gắn với sàn và trong khi m vẫn đang trượt trên bề mặt của trụ c. Viết phương trình chuyển động của . m d. Tìm vận tốc, tốc độ và gia tốc của m tại thời điểm . t 4. Bỏ qua mọi ma sát, xác định áp lực mà trụ tác dụng lên m tại thời điểm khi t m đang trượt trên bề mặt hình trụ. HƯỚNG DẪN CHẤM Ý Nội dung Điểm 0,50 1a 1,25 điểm   2 cos ; sin 2        m mx R at y R R     0,50 TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XV–SƠN LA 2019 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MÔN: VẬT LÍ - KHỐI: 10 Ngày thi: 27 tháng 7 năm 2019 Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) m x y O a hình 1 HƯỚNG DẪN CHẤM m x y O a φ
4 2 2 2 cos 2 2 sin 2              mm at at x R R at y R R 0,25 0,50 ' 2 2 2 ; ; ;                      m t n m t n v v v v a t v v at a a a a a a a R R 0,50   2 2 1 sin 1 sin 2 cos cos 2                 mx my at v v at R at v v at R   0,25 2 2 2 2 sin 4 4           m mx my at v v v at R  0,25 2 2 sin cos cos sin         mx my v a a a R v a a R    0,25 1b 2,00 điểm 2 2 2 2 2 2 1 sin cos 2 2 cos sin 2 2                      mx my at at at a a R R R at at at a a R R R 0,25 0,25   2 sin cos                       t n at T mg N m a a a mg N ma R   0,25 2 0,75 điểm 2 2 2 2 sin cos 2 2          at at a t N m g a R R R 0,25 m x yO aφat an v′ vm x yO aφat anT v N