Đề thi Olympic 10-3 lần 3 môn Vật lí Lớp 10 năm 2018 - Trường THPT Ea Súp (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi Olympic 10-3 lần 3 môn Vật lí Lớp 10 năm 2018 - Trường THPT Ea Súp (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ OYMPIC 10-3 TỈNH ĐẮC LẮC ĐẮC LẮC NĂM 2018 TRƯỜNG THPT EA SÚP VẬT LÍ LỚP 10 Thời gian 180 phút ( đề gồm 6 câu) Bài 1 Một ô tô đang chạy với vận tốc v 0 thì tài xế hãm phanh do phía trước có chướng ngại vật. Xe chuyển động chầm dần đều và dừng lại sau khi đi được 25 m tính từ vị trí hãm phanh. Biết quãng đường xe đi được trong giây đầu tiên gấp 5 lần quãng đường xe đi được trong giây cuối cùng. Tìm v0 và gia tốc chuyển động của xe. ĐÁP ÁN Quãng đường vật đi trong giấy đầu tiên: sAB = v0 + a/2 Quãng đường vật đi trong giấy cuối cùng sCD = vC + a/2 vD = vC + a.t => vC = - a ( do vD = 0) Mà sAB = 5sCD => v0 + a/2 = 5(- a + a/2) => v0 = -3a 2 2 2 2 Do s = (vD – v0 )/(2a) => s = - v0 /(2a) = -(-3a) /2a => s = - 4,5a => a = - 5,56 m/s2 => v0 = 16,67 m/s 1
2. Bài 2 Một thanh đồng chất AB có tiết diện đều, dài 80cm có khối lượng m 1= 4kg có thể quay quanh bản lề B (gắn vào tường thẳng đứng) được giữ cân bằng nằm C ngang nhờ sợi dây mảnh, không dãn AC, cho BC = 60cm (hình bên). Treo một 2 vật có khối lượng m2 = 6kg vào điểm D của thanh, AD = 20cm. Lấy g = 10m/s . a. Tính độ lớn của lực căng T của dây AC. D  A b. Tính độ lớn của phản lực Q của tường tác dụng vào đầu B  B và góc α hợp bởi Q với AB. ĐÁP ÁN  a/ AB chịu 4 lực tác dụng: T;P1; P2 ; Q . ∆ABC vuông.     y Điều kiện cân bằng: T P1 P2 Q 0 (1) Q T  M 0 (2) Với P1 40N; P2 60N B α  A Chiếu (1) lên 2 trục Ox và Oy x P1 Ox: P2 - T. cos + Q.cosα = 0 AB  - T. + Q.cosα = 0 (3) AC C Oy: T.sin + Q.sinα – P – P = 0 1 2 h BC D T. + Q.sinα – P1 – P2 = 0 (4) A AC B Chọn B làm trục quay: Từ (2) ta có: MT = MP1 + MP2. AB 3AB T.h = P + P 1 2 2 4 BC AB 3AB BC AB 3AB => T.AB = P + P  T.AB = P + P AC 1 2 1 2 2 4 AB2 +BC2 2 4 60 80 3.80 T.80 = P1 + P2  48T 40P1 60P2 802 +602 2 4 40P 60P T = 1 2 = 108,3N 48 Thay T vào (3) và (4): 80 108,3. Qcos 0 100 Q cos 86,64 Ta có:  60 Qsin 35,02 108,3 Qsin 40 60 0 100 Bình phương hai vế của hai phương trình rồi lấy vế cộng vế, ta được Q = 93,45 N; 35,02 35,02 =>sin => 220 Q 93,45 2
3. Bài 3 Cho ba bình thông nhau có thể tích lần lượt là V 1, V2 = 2V1, V3 = 3V1. Ban đầu chứa một lượng khí ở nhiệt độ T 1 = 100K và p0 = 0,5atm. Sau đó giữ V1 V2 nguyên nhiệt độ bình một, nung bình hai lên đến V3 400K và bình ba lên đến 600K (giữa các bình có vách cách nhiệt). Tìm áp suất trong bình sau khi nung? ĐÁP ÁN Gọi m và V là khối lượng và thể tích khí trong bình. m mRT Lúc đầu: PV RT P 1 0  1 0 V m RT m RT m RT Lúc sau: P 1 1 2 2 3 3 (1) V1 (2V1) (3V1) m m1 m2 m3 V V1 V2 V3 6V1 Với m1, m2, m3, V1, V2, V3 là khối lượng, thể tích khí trong mỗi bình sau khi nung. P m 6m 6 6 1 1 P m m m m m m 0 1 2 3 1 2 3 m1 m1 Từ (1) ta lại có m T 1 2 2 1 m1 T2 2 m T 1 3 3 1 m1 T3 2 P 3 P 3.0,5 1,5atm P0 3
4. Bài 4 Vật A có khối lượng m1 = 3 kg , vật B có khối lượng m2 = 1 kg, Ban đầu vật A được giữ đứng yên và cách mặt đất một đoạn là h = 70 cm, vật B ở mặt đất . Sau đó thả cho vật A rơi. Khối lượng ròng rọc, các dây nối và ma sát đều không đáng kể. Xem sợi dây không co, giãn trong quá trình chuyển động. Lấy g = 10 m/s2. Hãy tính : a /Gia tốc của mỗi vật trong quá trình chuyển động. A và lực căng của đoạn dây nối với vật B và B lực căng của đoạn dây nối với vật A h b/ Độ cao cực đại của vật B đạt được khi vật A chạm đất ĐÁP ÁN a) ĐL II newtơn cho mỗi vật: m1 g T1 m1a1 T2 m2 g m2a2 + T1= 2T2 + a1 = a2 /2 a2 m1g 2T2 m1 2m1g 4T2 m1a2 => 2  4T 4m g 4m a 2 2 2 2 T T2 m2 g m2a2 2 T2 Vế cộng vế, Từ đó suy ra : T + (2m1 4m2 )g 2 2 1 a2 = 2,86 m/s ; a1 = a2 /2 = 1,43 m/s m1 4m2 + T2 Và T2 m2 (g a2 ) 12,86N ; P T1= 2T2 = 25,72N 1 b) 2 a1t 2h Thời gian vật A chạm đất : h t 0,99(s) P2 2 a1 + Khi vật A chạm đất , B có vận tốc : v0 = a2t 2,83 m/s + Sau khi A chạm đất ,B tiếp tục chuyển động như một vật được ném lên với vận tốc v0.Độ cao cực đại mà B đạt tới tính từ vị trí đó : v2 h 0 0,4m 1max 2g + Độ cao cực đại mà B đạt tới so với mặt đất : hmax = 2h + h1max= 1,8 m 4
5. Bài 5 0 Cho cơ hệ như hình vẽ . Biết = 30 , m1 = 3 kg, m2 = 2 kg, M = 2 kg, ma sát giữa m2 và M là không đáng kể. Bỏ m2 qua khối lượng dây nối và ròng rọc, dây không dãn, lấy g = m 2 1 10 m/s . M 1. M đứng yên. a. Tìm gia tốc của các vật m1 và m2. b. Tìm áp lực của dây lên ròng rọc. 2. Tìm điều kiện của hệ số ma sát giữa M và mặt bàn nằm ngang để M không bị trượt trên bàn ĐÁP ÁN 1. T2 N2 a)Chọn chiều dương là chiều chuyển động. T2 T1 m2 T1 Đối với m1 có các lực tác dụng: P1; T1. Đối với m có các lực tác dụng: P ; T m1 1 2 2 P2 M P1 P1 – T1 = m1a1 T2 – P2sin = m2a2 Do dây không dãn nên: a1 = a2 = a; T1 = T2 = T 2 a1 = a2 = (P1 – P2sin )/(m1 + m2) = 4 m/s T1 = P1 – m1a = 18 N T2 b) Áp lực tác dụng lên trục của ròng rọc: T1 600 Q T T Độ lớn: Q = 2T. cos = 18 3 N 1 2 2 Q N 2.Các lực tác dụng vào vật M:  ' T2 y P , N ,T2 ,T1 , N2 (do m2 gây ra), Fmsn Với N2’ = P2cos = 10 3 N T1 Để vật M không trượt thì P N T T N ' F 0 (*) 2 1 2 msn Fmsn Chiếu (*) lên hai trục Ox, Oy ta được: Ox: Fmsn - T2x + N’2x = 0 N2’ x  Fmsn = T2x - N’2x => F = T cos300 – N’ sin300 = 4 3 (N). msn 2 2 P Oy: N - P - T1 - T2y - N’2y = 0 N = P + T1 + T2y + N’2y 0 0 => N = P + T1 + T2sin30 + N’2cos30 1 3 = 2.10 + 18+ 18. + 10 3 . = 62 (N) 2 2 Để M không bị trượt trên bàn thì ma sát giữa M và bàn là ma sát nghỉ: Fmsn N F  msn = 0,112 N 5
6. Bài 6 Một lượng khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện một quá trình T biến đổi trạng thái, trên hệ toạ độ T-p quá trình này được biểu diễn 2 bằng đoạn 1-2 của một parabol mà đỉnh của nó trùng với gốc toạ độ (hình vẽ). Hỏi nhiệt lượng mà khí nhận vào trong quá trình này được sử dụng bao nhiêu phần trăm để làm biến đổi nội năng và 1 bao nhiêu phần trăm để thực hiện công? Biết nội năng của 1 mol 3 khí lý tưởng đơn nguyên tử là U = RT. O 2 p ĐÁP ÁN Dựa vào đồ thị 1-2 đã cho ta được: T = p2 ( : hằng số) (1) Áp dụng phương trình C-M: pV = nRT (2) 1 Từ (1) và (2) => p = V (3) nR 1 Vì = hằng số nên đồ thị biểu diễn quá trình này trên hệ toạ độ p-V là đoạn thẳng 1-2 kéo nR dài qua gốc toạ độ. Dựa vào đồ thị này ta tính được công mà khí thực hiện (bằng diện tích hình thang A12B): p p V p V nR(T T ) A = 2 2 1 1 = 2 1 (4) 2 2 2 Độ biến thiên nội năng của khí: 3 U = nR(T2 – T1) (5) 2 1 Theo nguyên lí I của NĐLH nhiệt lượng mà khí nhận vào: Q = U + A = 2nR(T2 – T1) (6) O Tỉ lệ nhiệt lượng chuyển thành công là: A B V A 1 = 25% Q 4 U 3 và làm biến thiên nội năng là: = 75% Q 4 6