Đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường năm học 2018-2019 môn Vật lý Lớp 10 - Trường THPT Lưu Hoàng (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường năm học 2018-2019 môn Vật lý Lớp 10 - Trường THPT Lưu Hoàng (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT LƯU HOÀNG NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn thi: Vật Lý - Lớp: 10 (Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC Bài 1 (3 điểm): Phương trình chuyển động của một vật chuyển động thẳng biến đổi đều là: x=2t2+8t+20(m,s) a) Tính gia tốc, và tính chất chuyển động của vật ? b) Phương trinh vận tốc của vật chuyển động ? Tính vận tốc lúc t =2 (s)? c) Vật ở vị trí 62m ở thời điểm nào? d) Định vị trí của vật khi vật có vận tốc là 24m/s? e) Quãng đường vật đi được sau 2 s? Bài 2 (4 điểm). Một người dùng dây buộc vào một thùng gỗ và kéo nó trượt trên sân bằng một lực 90N. Thùng có khối lượng 20 kg. Lấy g = 9.8 m/s 2. Hệ số ma sát trượt giữa đáy thùng và sân là 0,2 Tìm gia tốc của thùng và công của lực kéo sau 5 giây. a) Khi lực kéo theo phương ngang song song với mặt sân. F b) Khi lực kéo theo hướng hợp với mặt sân 30o. m Bài 3 (2 điểm):Tìm lực nhỏ nhất F tác dụng theo phương nằm ngang vào vật có khối lượng m = 2kg, đang nằm trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng = 300 để cho nó để cho nó chuyển động đều lên trên mặt phẳng nghiêng như hình vẽ 1? Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là k = 0,3. lấy g=10m/s2 Hình 1. Bài 4 (5 điểm): Một người khối lượng m 1 = 50kg đang chạy với vận tốc v 1 = 4m/s thì nhảy lên một chiếc xe khối lượng m2 = 80kg. sau đó xe và người chuyển động theo phương cũ. Coi người và xe là hệ kín Tính vận tốc xe và động lượng của hệ sau khi người này nhảy lên xe nếu ban đầu . a) Xe đang đứng yên. b) Xe chuyển động với vận tốc v2 = 3m/s cùng chiều với người. c) Xe chuyển động với vận tốc v2 = 3m/s ngược chiều với người. Bài 5 (2 điểm): Một lò xo có l0 = 40cm được treo thẳng đứng. Treo vào đầu dưới của lò xo một quả cân 500g thì chiều dài của lò xo là 45cm. Hỏi khi treo vật có m = 600g thì chiều dài lúc sau là bao nhiêu? g = 10m/s2 Bài 6 (4 điểm) Một vật bắt đầu trượt từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng dài 10m, cao 5m. Biết bỏ qua ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng, lấy g=10m/s2. a) Tính vận tốc ở chân mặt phẳng nghiêng và thời gian vật đi hết mặt phẳng nghiêng b) Khi đi hết mặt phẳng nghiêng, vật tiếp tục trượt lên một cung tròn có bán kính R. Tìm bán kính lớn nhất của cung tròn để vật có thể đi hết được cung tròn đó. Bỏ qua ma sát trên cung tròn. HẾT Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm! Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Chữ ký giám thị coi thi số 1: Chữ ký giám thị coi thi số 2:
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI HƯỚNG DẪN CHẤM TRƯỜNG THPT LƯU HOÀNG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn thi: Vật Lý - Lớp: 10 ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC I. Hướng dẫn chung: Học sinh nếu làm theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa II. Đáp án và thang điểm Bài 1 (3 đ) Điể m a. a= 4m/s; v0 = 8m/s; a.v>0 vật chuyển động thẳng nhanh dần đều. 0,5 b. v= v0 +at = 8+4t (m,s). 0,S5 v=8+ 4.2=16 (m/s) (t=2s). 0,25 c. x=2t2+8t+20 = 62 => t=3(s).hoặc t=-7 (s) t=4(s). 0,25  2 X= 2t +8t +20 (thay t= 4s). 0,25  X= 2.42+8.4+20 =84 (m) vật cách gốc tọa độ 84m. 2 2 0,25 e. s= v0t+ at /2 = 8t + 2t 2 0,25 Với t= 2(s) => s = 8.2+2.2 =24(m). 0,25 Bài 2 (4,0 đ) Thùng chịu tác dụng của 4 lực: Trọng lực , lực đẩy , lực pháp tuyến và lực ma sát trượt 0,25 của sàn. 0,25 Phương trình định luật II Niu-tơn dưới dạng vectơ: 0,25 + + + = m. (1) Chiếu (1)theo hai trục toạ độ: 0,25 Giải hệ phương trình: N = P = mg = 20.9,8 = 196N
3. 0,25 = 0,2.196 = 39,2 N a = 2,54m/s2 0,25 - Công của lựcA = F.s.cos 0,25 2 - mặt khác S= v0.t + ½ at =31,75m 0,25 A = F.s.cos =2857,5(J) Thùng chịu tác dụng của bốn lực :Trọng lực , lực kéo , lực pháp tuyến và lực ma sát 0,25 của sàn. 0,25 Phương trình định luật II Niu-tơn dưới dạng vectơ: 0,25 + + + = m. (1) Chiếu (1)theo hai trục toạ độ: 0,25 Giải hệ phương trình: 0,25 N = P - Fsin = 20.9,8 - 90.0,5 N = 151 (N). = 0,2.151 = 30,2 N. 0,25 a = 2,39m/s2 - Công của lựcA = F.s.cos 0,25 2 - mặt khác S= v0.t + ½ at =29,83m 0,25 A = F.s.cos =2325,7(J) Bài 3 (2đ) + Các lực tác dụng lên vật gôm có: P, N, F và Fms. 0,25 + Sử dụng định luật II Newton ta có: 0,25 ma P N Fms F
4. 0,5 + ma = Fcos - Psin - F = Fcos - Psin - kN = 0 ( Vì chuyển ms 0,25 động thẳng đều) 0,25 + 0 = - Pcos - Fsin + N suy ra N = Pcos + Fsin : Thay vào 0,5 phương trình trện ta thu được: k(Pcos Fcos - Psin - F=21,22N + Fsin ) = 0 rút ra: F Bài 4 (5,0 đ) Xét hệ: Xe + người là hệ kín.chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe 0,5 Theo định luật BT động lượng m .v1 m .v2 m m v 1 2 1 2 0,5 a/ Khi xe ban đầu đứng yên v2 = 0m/s m1 v1 0,5 v= m1 m2 v=1,54m/s.theo chiều của người Động lượng của hệ sau khi người nhảy lên xe 0,5 p=(m1 + m2) .v=200 kg.m/s b/ Khi người cùng chiều xe thì 0,75 m v m v 50.4 80.3 v 1 1 2 2 3,38m / s - Vậy xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận m1 m2 50 80 tốc 3,38 m/s. Động lượng của hệ sau khi người nhảy lên xe 0,75 p=(m1 + m2) .v= 440 kg.m/s c/ Khi người nhảy ngược chiều xe thì 0,75 m v m v 50.4 80.3 v/ 1 1 2 2 0,3m / s Vậy xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận m1 m2 50 80 tốc 0,3m/s. Động lượng của hệ sau khi người nhảy lên xe 0,75 p=(m1 + m2) v= 40 kg.m/s Bài 5 (2 đ) F = P 0,5
5. k l mg k 100N / m 0,5 Khi m = 600g: F’ = P k(l ' l ) m g l ' 0,46m 0,5 0 2 0,5 Bài 6(4 đ) a) chọn mốc thế năng tại chân dốc 0,25 Cơ năng tại đỉnh dốc A: WA = WtA + WđA = mghA 0,25 2 Cơ năng tại chân dốc B: WB = WtB + WđB = ½ mv B 0,25 Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: 2 WA = WB => mghA = ½ mv B 0,25 2 v B = 2ghA v B = 10m/s 0,25 thời gian vật đi hết mặt phẳng nghiêng t= (vB – vA )/ a (1) 0,25 2 2 2 mặt khác a=( v B - v A )/ (2s) = 5m/s (2) 0,25 từ (1) và (2) => t= 2s 0,25 b) +Để vật đi hết cung tròn thì phải qua đỉnh của cung tròn ta xét tại đỉnh cung: 0,25 v '2 P+N=m 0,5 R 0,25 Để vật không rời khỏi cung tròn thì N 0 0,25 v '2 m P với v’2=v2-4Rg R 0,5 v2 1,0 v2-4Rg Rg v2 5Rg R =2(m) 0,5 5g 1,0