Tiêu đề Đề thi HSG môn Vật Lý 10 - Chuyên Quốc Học Huế - Năm 2017-2018 - File word có lời giải chi tiết.pdf ✅

1 TRƯỜNG THPT CHUYÊN QUỐC HỌC HUẾ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM 2018 ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ LỚP 10 Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề. (Đề thi gồm 06 câu in trong 03 trang) HỌ VÀ TÊN THÍ SINH: ......................................................... SỐ BÁO DANH:............................... Bài 1. (5 điểm - Cơ học chất điểm) Một vật nhỏ khối lượng m được phóng trên mặt nghiêng nhẵn của nêm có cùng khối lượng (trong quá trình chuyển động vật luôn tiếp xúc với mặt nghiêng của nêm). Nêm đặt trên một mặt bàn nằm ngang không ma sát. Vận tốc ban đầu của vật bằng và lập một góc 450 v0  với cạnh của nêm. Biết góc nhị diện của nêm cũng bằng 450 (hình vẽ), gia tốc rơi tự do là g. a. Tìm phản lực do nêm tác dụng lên vật. b. Sau bao lâu vật quay trở lại độ cao ban đầu. c. Vận tốc của vật tại điểm cao nhất của quỹ đạo. d. Tính bán kính cong của quỹ đạo tại điểm cao nhất. Giả thiết chuyển động tịnh tiến của nêm chỉ được phép theo hướng vuông góc với cạnh của nó. Bài 2. (4 điểm - Cơ vật rắn) Một quả cầu đặc đồng chất khối lượng m, bán kính R đang quay với tốc độ góc . Trục quay đi qua tâm quả cầu và 0 lập với phương thẳng đứng .  Vận tốc ban đầu của tâm quả cầu bằng không. Đặt nhẹ quả cầu lên mặt bàn nằm ngang. Hãy xác định vận tốc của tâm quả cầu và động ĐỀ NGHỊ v0  0 45 0 45 0
2 năng của quả cầu tại thời điểm nó ngừng trượt trên mặt bàn. Bỏ qua ma sát lăn. Áp dụng số: . 0 0 m 1kg; R 10cm; 10rad / s; 12 Bài 3. Chọn một trong hai bài (Cơ học thiên thể hoặc cơ học chất lưu) 1. (4 điểm - Cơ học thiên thể): Hoàng tử Bé (nhân vật trong tiểu thuyết) sống trên tiểu hành tinh hình cầu có tên B-612. Khối lượng riêng hành tinh là . Hoàng tử nhận thấy 3 5200kg / m rằng nếu ánh ta bước nhanh hơn thì cảm thấy mình nhẹ hơn. Khi đi với vận tốc 2 m/s thì thấy mình ở trạng thái không trọng lượng và bắt đầu quay xung quanh tiểu hành tinh đó như vệ tinh. a. Giả sử tiểu hành tinh đó không quay. Hãy xác định bán kính của nó. b. Xác định vận tốc vũ trụ cấp II đối với tiểu hành tinh đó. c. Giả sử tiểu hành tinh quay xung quanh trục của nó và một ngày có 12 giờ. Xác định vận tốc chạy tối thiểu của tiểu Hoàng tử bé để quay xung quanh tiểu hành tinh. 2. (4 điểm - Cơ học chất lưu) Một đồng hồ nước được sử dụng phổ biến ở thời Hy lạp cổ đại, được thiết kế dưới dạng bình chứa nước với lỗ nhỏ O (hình vẽ). Thời gian được xác định theo mực nước trong bình. Hãy xác định hình dạng của bình để các vạch chia thời gian là đồng đều (các vạch cách nhau cùng độ cao chỉ các khoảng thời gian bằng nhau). Nút A, B để thông khí. Bài 4. (4 điểm – Nhiệt học) Sự thay đổi áp suất của hệ xi lanh mở Dưới pittông của một xi lanh hình trụ chứa một lượng không khí. Ở thành của xi lanh có hai van: van hút khí K1 và van thoát khí K2 . Van hút khí K1 mở khi độ chênh lệch áp suất của không khí ở ngoài so với trong xi lanh vượt quá ∆1=0,2po (po là áp suất khí quyển). Van thoát khí K2 mở khi độ chênh lệch áp suất của không khí bên trong so với bên ngoài xi lanh vượt quá ∆2=0,4po. Pittông thực hiện nhiều lần chuyển động lên xuống rất chậm, sao cho thể tích không khí trong xi lanh thay đổi trong phạm vi Vo đến 2Vo. Nhiệt độ của hệ không đổi và bằng To. Sau nhiều lần cho pittông chuyển động lên xuống ổn định. Hãy: a. Xác định giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của lượng không khí trong xi lanh (tính theo ). 0 0 0 p ,V ,T O B A K1 K1 0 0 p ,T
3 b. Biểu diễn quá trình diễn ra của không khí trong xi lanh ở sơ đồ p-V. c. Trả lời hai câu hỏi của bài toán nếu ∆1=0,4po còn ∆2=0,2po. Bài 5. (3 điểm - Phương án thực hành) Đo hệ số nhớt Biết lực cản tác dụng lên vật hình cầu chuyển động trong chất lỏng được tính theo biểu thức 6 ( là hệ số ma sát nhớt, R và tương ứng là bán kính và vận tốc của vật. C f  Rv  v Cho các dụng cụ: - Một ống thủy tinh dài có vạch chia độ dài, chứa đầy dầu ăn có khối lượng riêng đã biết; 1 - Nước tinh khiết có khối lượng riêng đã biết; 2 - Ống nhỏ giọt (xilanh); - Cân, cốc thủy tinh và đồng hồ bấm giây. a. Trình bày cơ sở lí thuyết xác định hệ số nhớt của dầu ăn. b. Trình bày các bước tiến hành thí nghiệm, thiết kế biểu bảng cần thiết để ghi số liệu. c. Nêu những chú ý hạn chế sai số. ---------------- Hết--------------
4 HƯỚNG DẪN CHẤM Bài 1. (5 điểm - Cơ học chất điểm) a. Kí hiệu là lực tương tác giữa vật và nêm, và lần lượt là gia tốc / N, N a1  a2  của vật so với nêm và gia tốc của nêm. - Xét nêm: (1) 2 N sin  ma - Xét vật: theo phương vuông góc với cạnh của nêm và vuông góc với mặt nêm ta có: 2 1 2 sin os (2) os sin (3) mg ma c ma N mgc ma         Giải hệ các phương trình trên ta được: 2 2 1 2 2 sin os 1 sin 3 2sin 2 2 1 sin 3 2cos 2 1 sin 3 c g a g g a g mg N mg                 Điểm 0,5đ 1,0đ b. Phản lực N không phụ thuộc vào vị trí và vận tốc của vật. Trong hệ quy chiếu gắn với nêm, vật chuyển động như vật bị ném xiên trong trọng trường hiệu dụng . Do vậy, thời gian vật trở lại độ cao ban đầu: / 1 g  a . 0 0 1 2 sin 3 2 v v t a g    0,5đ c. Tại điểm cao nhất vật tốc của vật so với nêm có phương ngang và song song với cạnh của nêm . 0 1 0 os 2 v v  v c   Còn so với mặt đất, vận tốc của vật tại điểm cao nhất:     , với . 2 2 2 2 / 0 1 2 0 2 3 os 4 v v  v v  v c   a t  / 0 3 2 4 t v t g         0,5đ 0,5đ N  a1  a2  F q  p 