Đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Vật Lý Lớp 10 - Năm học 2017-2018 - Trường THPT Thuận Thành

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Vật Lý Lớp 10 - Năm học 2017-2018 - Trường THPT Thuận Thành

1. SỞ GDĐT BẮC NINH ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT THUẬN THÀNH 1 Môn thi: VẬT LÝ Lớp 10 - Năm học: 2017 – 2018 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 120 phút, không kể thời gian giao đề Bài 1(2,0 điểm). Hai học sinh chạy thi trên một đoạn đường. Học sinh A: Nửa đoạn đường đầu chạy với tốc độ 20km/h, nửa đoạn đường sau chạy với tốc độ 18km/h. Học sinh B: Nửa thời gian đầu chạy với tốc độ 20km/h, nửa thời gian sau chạy với tốc độ 18km/h. Hỏi học sinh nào về đích trước? Bài 2(2,0 điểm). Một vật rơi tự do từ độ cao H so với mặt đất đi được 10 m cuối cùng trong khoảng thời gian 1 s. Cho g = 10 m/s2. Tính: a. Tính tốc độ của vật ngay khi chạm đất và độ cao H. b. Tìm độ cao của vật so với mặt đất để động năng bằng 2 lần thế năng vật. Chọn mốc thế năng tại mặt đất. Bài 3(2,0 điểm). Một khẩu đại bác đang đứng yên có khối lượng tổng cộng là m1 = 7,5 tấn, nòng súng hướng theo phương ngang. Khi bắn một viên đạn có khối lượng m2 = 2 20kg, súng giật lùi lại với vận tốc v1 = 1m/s. Bỏ qua ma sát. Lấy g = 10 m/s . a. Tính vận tốc viên đạn lúc rời khỏi nòng súng. b. Tính động lượng của súng và động lượng của đạn ngay khi bắn. Bài 4(2,0 điểm). Xác định hệ số ma sát nghỉ giữa gỗ và gỗ với các dụng cụ sau: 1 máng gỗ AB dài 1m, 1 thanh gỗ CD cùng loại, 1 cái thước dây. Nêu các bước tiến hành thí nghiệm. Bài 5(2,0 điểm). Một chất điểm có khối lượng m= 100g trượt không vận tốc đầu từ độ cao h= 60cm trên một máng cong có phần dưới uốn thành một vòng tròn có bán kính R = 20cm. Bỏ qua ma sát. M a. Tính lực do chất điểm nén lên điểm cao nhất M của vòng tròn b. Tìm h nhỏ nhất để chất điểm có thể vượt qua vòng h tròn Hết Họ và tên thí sinh . Số báo danh (Đề gồm 01 trang; giám thị coi thi không giải thích gì thêm) Thí sinh xem đáp án tại website www.thptthuanthanh1.bacninh.edu.vn
2. Đáp án Nội dung Điểm Câu Ta tìm tốc độ trung bình, học sinh nào có tốc độ trung bình lớn hơn sẽ đến 1 trước. -Tốc độ trung bình của học sinh A: s s s s s 2v v 2.18.20 v 1 2 1 2 18,95(km / h) 0.75 t t t s s s 1 1 v v 18 20 1 2 1 2 2v 2v 1 2 2 v1 v2 -Tốc độ trung bình của học sinh B: t t v v s s s 1 2 v v 18 20 v 1 2 2 2 1 2 19(km / h) 0.75 t t1 t 2 t 2 2 0.5 =>Học sinh B đến trước. Câu a. Chọn gốc tọa độ tại mặt đất, chiều dương hướng lên, gốc thời gian lúc thả 0.25 vật. 2 g t 2 Quãng đường vật đi được đến A (tại mặt đất ): SH A (1) A 2 0.25 Quãng đường vật đi được đến B (cách mặt đất 10m) : 0.25 g t 2 SH 10 B (2) B 2 Có t t 1 s t t 1 (3) ABBA gt2 gt 2 Từ (1) và (2) ta có : AB 10 (4) 2 2 2 2 Thay (3) vào (4) ta có : gtAAAA g t 1 20 5 t 10 20 t 6 s 0.25 v gt 60 m / s AA 0.25 g. t 2 h A 180 m 2 0.25 b. Ta có W = Wđ + Wt Wđ = 2 Wt 0.25 => W = 3 Wt => m.g.H = 3.m.g.zc => H = 3.zc => zc = 60m. 0.25 Câu a. hệ gồm : súng và đạn 3 ngoại lực tác dụng lên hệ là trọng lực và phản lực. Các lực này theo phương
3. thẳng đứng lên động lượng theo phương ngang bảo toàn. 0.25 Chọn chiều dương của trục ox cùng chiều với chiều bay của viên đạn, phương nằm ngang. - động lượng hệ ngay trước va chạm: 0.25 ⃗ = 0 - Động lượng hệ ngay sau va chạm là: 0.25 ⃗ = ⃗ + đ⃗ = ( − ). ⃗ + . ⃗ - vì động lượng bảo toàn nên: ( − ). ⃗ + . ⃗ = 0 Chiếu pt trên lên ox : -( − ).v1 + m2.v2 = 0 0.25 => v2 = 374 m/s b. Động lượng của súng sau khi bắn là 0.5 = −( − ). = −7480 . / Động lượng của viên đạn sau khi bắn là = . = 7480 kg.m/s 0.5 Câu - B1: đặt thanh gỗ lên trên máng gỗ, hai vật đặt trên mặt bàn nằm ngang. 0.25 4 - B2: nâng dần đầu A của máng gỗ lên, sao cho đầu B vẫn tiếp xúc với mặt 0.25 bàn. Tạo hệ thống thành mặt phẳng nghiêng. Như hvẽ. - B3: nâng dần dần đầu A lên trên đến khi thanh CD bắt đầu trượt trên 0.25 thanh AB. Trọng lực P phân tích thành 2 thành phần theo phương vuông góc với mpn và song song với mpn 0.25 Lúc này lực P1x cân bằng với lực ma sát nghỉ. - P1x = Fms Fms => m.g. sinα = µ.m.g.cosα 0.25 => tanα = µ A - B4 : Tính góc α: P1x + từ A hạ vuông góc xuống P 0.25 H mặt phẳng ngang tại H. B + Dùng thước đo HA và BH 0.25 + tính =
4. - B5: thay số tính µ ( Vẽ hình cho 0,25) Câu a. 5 - chọn gốc thế năng tại mặt đất - bỏ qua ma sát nên cơ năng của vật bảo toàn 0.25 - cơ năng tại A là: WA = mgh 2 - cơ năng tại M là: WM = 2.m.g.R + ½. m.v . 0.25 - Áp dụng công thức bảo toàn cơ năng tại A và M là: 2 WA = WM => mgh = 2.m.g.R + ½. m.v . 0.25 Thay số v = 2 m/s Xét vật chuyển động trong vòng xiếc: vật chịu tác dụng của hai lực ⃗ và ⃗ - phương trình định luật II Newton cho vật tại điểm B bất kì trên vòng xiếc: ⃗ + ⃗ = . ⃗ (1) - chiếu (1) lên phương hướng tâm: P. cosα + N = m.aht . 0.25 => P cosα + N = M . => N = - P cosα (2) A B α Tại M thì cosα = 1. Ta có: h . 0.25 => N = − = 1(N) 0.25 b. Để quả cầu có thể vượt qua hết vòng xiếc thì quả cầu luôn phải nén lên vòng xiếc khi chuyển động, nghĩa là N >0 với mọi vị trí 0.25 từ biểu thức(2) thấy N nhỏ nhất khi cos α = 1 , quả cầu đi qua điểm cao nhất của vòng xiếc N ≥ 0 . => - P cosα ≥ 0 => m.g.( − 5) ≥ 0 => h ≥ 2,5.R 0.25 => h ≥ 50 cm