Title Đề thi HSG môn Vật Lý 10 - Chuyên Lam Sơn - Năm 2017-2018 - File word có lời giải chi tiết.pdf ✅

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THANH HÓA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỀ ĐỀ XUẤT KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DHĐBBB NĂM HỌC 2017- 2018 Môn thi VẬT LÝ 10 Thời gian làm bài 180 phút Đề thi gồm có 02 trang Câu 1 (5 Điểm ) Một sợi chỉ nhẹ không co giãn dài l = 30 cm có một đầu gắn với đáy một bình chứa nước hình trụ, đầu kia gắn một quả cầu gỗ như hình vẽ. Khoảng cách từ điểm gắn sợi chỉ đến tâm đáy bình là r = 20 cm. Bình bắt đầu quay đều xung quanh trục thẳng đứng của nó. Hãy xác định tốc độ góc quay của bình nếu sợi chỉ bị lệch khỏi hướng thẳng đứng góc =  300 , lấy g = 9,8 m/s2 . Câu 2 (4 điểm ) Một khối trụ đặc khối trụ đặc khối lượng M, bán kính Rlăn xuống mặt phẳng nghiêng góc α. 1. Giả sử khối trụ lăn không trượt. Hãy tính gia tốc của khối tâm và hệ số ma sát nghỉ 2. Cho hệ số ma sát giữa khối trụ và mặt phẳng nghiêng là μ. Hỏi với điều kiện nào của μ thì khối trụ lăn không trượt, lăn có trượt? Câu 3 (4 điểm ) Một hành tinh có khối lượng m chuyển động theo đường elip quanh Mặt Trời sao cho khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ Mặt Trời tới nó lần lượt là r1 và r2. Tìm độ lớn momen động lượng của hành tinh này đối với tâm Mặt Trời.
p p2 p1 A(T0) B (2T0) C (3T0) D V1 V2 V O Câu 4 (4 điểm ) Biết n mol khí lý tưởng ở nhiệt độ có nhiệt dung , với 0 T  2T V1 C nR nhiệt dung của nó là , trong đó là hai 0 T  2T V2 V1 C  C , hằng số lớn hơn 1. Chu kỳ tuần hoàn của nó thể hiện như trên hình 1: ABCDA là hình chữ nhật. a. Tìm nhiệt độ chất khí ở trạng thái D. TD b. Vẽ đồ thị sự biến đổi nội năng theo nhiệt độ. Câu 5 (3 điểm ) Xác định hệ số ma sát nhớt của chất lỏng Cho công thức xác định lực ma sát nhớt tác dụng lên bi nhỏ: F  6..v.r Trong đó: η là hệ số ma sát nhớt của chất lỏng, v là tốc độ chuyển động của bi so với chất lỏng, r là bán kính của bi. Cho các dụng cụ thí nghiệm: (1)Một ống thủy tinh hình trụ dài (2)Một ống nhỏ giọt (3)Một cân (4)Một đồng hồ bấm giây (5)Một thước đo chiều dài (6)Chậu đựng nước có khối lượng riêng ρ đã biết (7)Chậu đựng dầu thực vật có khối lượng riêng ρd đã biết. Trình bày cơ sở lý huyết, cách bố trí, các bước tiến hành thí nghiệm để xác định hệ số ma sát nhớt của dầu thực vật đã cho.
TRƯỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THANH HÓA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐÁP ÁN ĐỀ ĐỀ XUẤT ĐBDHBB NĂM HỌC 2017 -2018 Câu 1 + Do khối lượng riêng của quả cầu nhỏ hơn khối lượng riêng của nước nên khi hình trụ quay thì quả cầu lệch về phía trục quay của hình trụ (Xét một “quả cầu nước” ở vị trí của quả cầu gỗ và sợi dây thẳng đứng khi hình trụ nước quay. Khi đó nó chịu tác dụng của lực li tâm và lực do các phần tử nước khác đẩy nó. Hai lực này cân bằng nhau. Nếu thay vào đó là quả cầu gỗ thì lực quán tính li tâm nhỏ đi còn lực đẩy của nước thì vẫn không đổi, do đó quả cầu bị đẩy vào phía trục quay) + Giả sử chưa buộc quả cầu vào sợi chỉ và hình trụ nước đang quay Xét một phần tử nước có thể tích đúng bằng thể tích quả cầu (V) và ở đúng vị trí quả cầu nếu có nó. Những lực tác dụng vào phần tử nước này gồm: P = DngV, lực F do các phần tử nước xung quanh tác dụng: lực này gồm hai thành phần: Fy cân bằng với P và Fx hướng tâm. Fy = DngV ; Fx = m R = DnV (r - lsin ) (*) 2  2   * Bây giờ nghiên cứu trường hợp có quả cầu gỗ trong hình trụ nước đang quay. + Quả cầu chịu tác dụng của các phần tử nước còn lại chính là Fx và Fy; trọng lực P’ = DgVg và lực căng dây T + Xét theo phương thẳng đứng: Fy - DgVg - Tcos = 0 (1)  + Xét theo phương ngang: Fx - Tsin = m’ R = D  gV ( (r - lsin ) (2) 2  2  2   + Từ (*); (1) và (2): = 10,6 (rad/s)  g.tg r lsin     Fy Fx P
Câu 2 1. Áp dụng định luật II + Psinα –Fms = MaG (1) + N = Pcosα (2) + Phương trình chuyển động quay quanh khối tâm G + R.Fms = IG.γ ( 3) với IG = , thay vào phương trình (3) => Fms = thay vào (1) 2 2 1 MR R aG   M G a 2 1 => aG = sin 3 2 g + Vì ma sát là ma sát nghỉ do vậy: Fms =>   n .N 3 tan  n  2. Từ (1) và (3) ta suy ra => M Mg F a ms G   sin => MR 2Fms   + Gọi K là điểm tiếp xúc giữa khối trụ và mặt nghiêng: + aK = aG – γR=> aK = gsinα – 3μgcosα + Biện luận: + aK = 0 khối trụ lăn không trượt => 3 tan   + aK > 0 khối trụ lăn có trượt => 3 tan  