Tiêu đề Đề thi HSG môn Vật Lý 10 - Chuyên Bắc Ninh - Năm 2017-2018 - File word có lời giải chi tiết.doc ✅

TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINH ĐỀ THI CHỌN HSG KHU VỰC DHBB NĂM HỌC 2017 – 2018 Môn: Vật lý – Lớp 10 Thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian phát đề) Bài 1: Cơ học chất điểm (4 điểm) Cho con lắc có một đầu gắn cố định tại điểm O, một đầu treo vật nhỏ bằng sợi dây nhẹ không dãn, chiều dài L. Tại vị trí P ở dưới điểm O, cách O đoạn L/2 có gắn đinh. Con lắc được thả nhẹ từ vị trí A với OA có phương nằm ngang như hình vẽ. Khi con lắc tới vị trí B, chỉ phần dưới điểm P có thể tiếp tục đi lên. a) Giả sử khi con lắc tới vị trí C, sợi dây bị đứt. Tính góc tạo bởi PC và phương thẳng đứng. b)Sau khi dây đứt, vật nhỏ chuyển động tới vị trí D đạt độ cao cực đại. Tìm độ cao cực đại của vật so với điểm P. c)Vật đi qua điểm E ở ngay dưới điểm O. Tìm khoảng cách OE. Bài 2: cơ học vật rắn-(5 điểm) Một quả cầu bán kính b đang nằm yên ở trên một quả cầu cố định bán kính a, a>b, vị trí ban đầu θ=0 0 . Quả cầu bên trên di chuyển nhẹ để nó lăn dưới tác dụng của trọng lực như hình bên. Hệ số ma sát nghỉ µ s >0, hệ số ma sát trượt µ=0. a)Viết phương trình chuyển động lăn thuần túy của quả cầu phía trên từ đó rút ra phương trình chuyển động theo ̇̇ và θ khi quả cầu lăn không trượt. b)Tìm phương trình liên hệ ̇ và θ từ đó tìm sự phụ thuộc của θ theo t, giả sử 0< θ(0)<< θ(t). Sử dụng 2lntan 4 sin 2 dxx x        Bài 3: Cơ học thiên thể (4 điểm) Sự đi qua của sao Kim là hiện tượng khi sao Kim ở vị trí giữa Mặt trời và Trái đất. Trên hình bên, hai người quan sát ở hai vị trí A, B khác nhau trên Trái đất, sao Kim xuất hiện như hai điểm đen phân biệt A’ và B’ trên bề mặt Mặt trời. a)Giả sử chu kỳ quay của sao Kim quanh Mặt trời là 225 ngày, tính tỉ số a E /a V , với a E , a V là khoảng cách trung bình từ Trái đất và sao Kim đến Mặt trời. b)Vào ngày sao Kim đi qua, hai người quan sát tại A và B với khoảng cách địa lý của hai điểm A, B là 1800km, B ở 37 0 Tây Nam của điểm A. Tính khoảng cách A’B’. c)Một người quan sát khác thấy đường kính Mặt trời bằng 290 lần khoảng cách giữa hai điểm đen A’B’. Tính đường kính của Mặt trời. d)Tính hiệu thời gian (theo đơn vị phút) sao Kim đi qua theo quan tại điểm A và B. Bài 4: Nhiệt học (3 điểm ): Câu 3 ( 4đ). Phương trình trạng thái, nguyên lí I, II Một mol khí lí tưởng lưỡng nguyên tử thực hiện chu trình biến đổi khí trong đó p phụ thuộc tuyến tính vào thể tích (gồm bốn đoạn thẳng như hình vẽ), (12) và (34) đi qua gốc toạ độ. Các điểm 1, A ’’ B’ A B Mặt trời Trái đất Sao Kim-V
4 có cùng nhiệt độ 1T = 300K , các điểm 3, 2 có cùng nhiệt độ 2T = 400K, các điểm 2 và 4 có cùng thể tích V. Xác định công của chu trình. Bài 5: Phương án thực hành (3 điểm ): 1) Mục đích thí nghiệm: Có một bình nước nóng đậy kín, chỉ có thể lấy được nước ra qua một vòi có khoá. Cần làm thí nghiệm để xác định nhiệt độ của nước trong bình. 2) Thiết bị thí nghiệm: a) Một ống nghiệm nhỏ, dung tích khoảng 30 cm 3 . b) Nhiệt kế thuỷ ngân chia độ đến 0,1 0 C. c) Bút dạ viết được lên thuỷ tinh. d) Đồng hồ bấm giây. 3) Yêu cầu xây dựng phương án thí nghiệm: a) Trình bày cơ sở lý thuyết. Viết các công thức cần thiết. b) Trình bày một phương án thí nghiệm để xác định nhiệt độ của nước trong bình, trong hai trường hợp sau: - ống nghiệm được bọc ngoài bằng bông cách nhiệt tốt. - ống nghiệm được bọc ngoài bằng bông cách nhiệt không tốt. c) Tìm công thức tính sai số của nhiệt độ đo được. -------------- Hết------------ (Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) Họ và tên thí sinh: ………………………………….Số báo danh: ………… (Đề thi này có 02 trang) TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINH HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG KHU VỰC DHBB
NĂM HỌC 2017 – 2018 Môn: Vật lý – Lớp 10 ĐÁP ÁN Bài số Hướng dẫn Thang điểm 1 (4 điểm) a)Gọi θ là góc tạo bởi PC và phương thẳng đứng. Cơ năng bảo toàn tại vị trí A và C suy ra: 2(1os) CvgLc Từ định luật II Niuton: 2 cos /2 Cv Tmgm L Tại C, T=0 suy ra cosθ=2/3 => θ=48 0 . b)Tại C, vận tốc 2(1os)/3 CvgLcgL , v C tạo với phương ngang góc θ. Sau khi dây đứt, vật chuyển động như vật bị ném xiên. Tại độ cao cực đại, v y =0, suy ra 22 sin5 254 CvL y g   Vị trí vật đạt độ cao cực đại so với điểm P là Lcosθ/2+5L/54=23L/54. c)Chọn P là gốc tọa độ, khi đó tọa độ của vật được xác định bởi x=Lsinθ/2-v C cosθ.t y=Lcosθ/2+v C sinθ.t-gt 2 /2 Tại điểm E, x=0 suy ra t= sin 2osC L vc   thay vào y=9L/32. Vậy E cách O là 7L/32. 1,0 1,0 0,75 1,25 2 (5 điểm) a)Ban đầu O,A,O’,B ở trên cùng đường thẳng đứng. Khi quả cầu bên trên lăn được góc  thì tâm của nó dịch chuyển được đoạn θ.OO’. Điều kiện cho chuyển động lăn thuần túy: (a+b).θ=b.  . Phương trình chuyển động của quả cầu bên trên là: m(a+b) ̇̇ =mgsinθ-f I ̇̇ =2mb 2 ̇̇ /5=fb, với f là lực ma sát nghỉ trên mặt cầu. Khi quả cầu lăn không trượt, ta có: (a+b). ̇̇ =b. ̇̇ . Vậy ta được 5sin 7() g ab    ̇̇ b)Sử dụng 2 1 2 d d   ̇ ̇̇ , từ phương trình trên ta được 210os 7() gc C ab    ̇ . Với ̇ =0 tại θ=0 rút ra 10 7() g C ab  => 210(1os) 7() gc ab     ̇ . ̇ = 20 sin 7()2 g ab   Tại t=0, θ 0 =θ(0) => 00 20 7() sin 2 t dg dt ab      0,25 0,5 0,5 0,25 0,75 0,75 0,25 0,75
 0 tan 4 ln tan 4        =kt, với k= 5 7() g ab ta được 0 4arctantan 4 kt e     . 0,5 0,5 3 (4 điểm) a)Theo định luật 3 Keple: 32 32 365 225 E V a a => a E /a V =1,3806. b) ''''1 AA''/1EV ABAVAV ABAVAVaa  =2,6273. =>A’B’=4729 km. c)Đường kính của Mặt trời là: A’B’.290=1,37.10 6 km. d)Gọi v E là vận tốc của Trái đất quanh Mặt trời. Khối lượng Mặt trời là M S Sử dụng công thức v 2 =GM S /r. Vận tốc của sao Kim bằng /EEVvaa =1,175 v E . Quan sát từ Trái đất thì vận tốc của sao Kim là /EEVvaa -v E = 0,175 v E ; vận tốc của Mặt trời là –v E . Chiếu lên bề mặt của Mặt trời, vận tốc của bóng sao Kim là 0,175 v E . a E /a V =0,2416 v E . Do đó vận tốc của bóng tối sao Kim quét trên bề mặt Mặt trời là /1/1EEVEVvaaaa =1,2416 v E . v E =2πr E /T E =29886 m/s. Hiệu thời gian cần tìm là : 4729 1,241629886 =127 s=2,13 phút. 0,5 0,75 0,5 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 4 (4 điểm) * Quá trình 12 : p=aV với a là hằng số 121122 22 1212 1212 22 1221 pppVpV a VVVV RTRTVT VVVT   * Quá trình 34 : p= b V với là hằng số 3333344442 2222 34323421 ppVRTVppVRTT b VVVVVVVT 0,5 0,25 Nhận xét : 1 2 V V = 2 22 3 31 VV V VV 0,25