Đề thi HSG Vật Lí 10 Trường THPT Chuyên Hùng Vương - Bình Dương

TRƯỜNG THPT CHUYÊN
KỲ THI CHỌN HỌC SINH CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG-BD
KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ
LẦN THỨ XV, NĂM 2024
(Đề thi gồm 2 trang)
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ – LỚP 10
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Bài 1. Cơ chất điểm(4,0 điểm)
Vật nhỏ có khối lượng M được đặt trên một tấm
phẳng BD có khối lượng m. Hệ được giữ cân bằng ở vị
trí nghiêng ứng với góc φ=300 nhờ ba sợi dây không co
dãn AB, BC, DE (Hình 1). Tính gia tốc của vật M và
tấm phẳng BD ngay sau khi dây AB bị cắt đứt trong các trường hợp sau:
1. Vật M được ghép cứng với tấm BD.
2. Vật M có thể trượt có ma sát trên tấm BD với hệ
số ma sát trượt giữa chúng là μ. Áp dụng bằng số: g =
10 m/s2; M = 10 kg; m = 25 kg; μ= √3. 4
Bài 2. Cơ Vật rắn (4,0 điểm)
1. Trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn đặt một cái nêm hình lăng trụ tam giác ABD có khối
lượng m với góc nghiêng α. Hình trụ tròn đồng chất khối lượng m lăn không trượt dọc theo cạnh AB của lăng trụ.
a. Xác định vận tốc tâm C của hình trụ tại thời điểm khi nó hạ xuống độ cao h. Ban đầu hệ nằm yên (Hình 2a).
b. Giữ nêm cố định. Cho bán kính hình trụ tròn là R. Trên bề mặt hình trụ có một con bọ khối
lượng m1 đang chạy sao cho nó luôn giữ ở vị trí cao nhất của hình trụ. Tính gia tốc góc của hình trụ (Hình 2b).
2. Đặt hình trụ lên một băng tải nhám. Tại thời điểm t = 0 đứng yên tại vị trí xC = 0. (Hình 2c).
Băng tải chuyển động với vận tốc v0 không đổi. Hệ số ma sát trượt giữa trụ tròn và băng tải là µ =
2tanα. Trục của băng tải là cố định. Hãy tìm:
a. Thời điểm t1 kể từ đó trụ tròn lăn không trượt trên băng tải.
b. Giá trị cực đại của x mà trọng tâm C của trụ đạt được? 1 x v0 C y α Hình 2a Hình 2b Hình 2c
Bài 3. Cơ hành tinh – Cơ chất lưu (4,0 điểm)
Trong một phương án phóng tàu vũ trụ trong hệ Mặt trời, người ta dự định dùng một tấm buồm
mặt trời diện tích s = 1km2. Buồm được mở ra (coi như tức thời) khi tàu chuyển động quanh Mặt
trời trên quỹ đạo của Trái đất. Buồm luôn luôn hướng vuông góc với tia mặt trời. Áp suất của tia
mặt trời trên quỹ đạo Trái đất bằng P = 10-5Pa. Bán kính quỹ đạo của Trái đất RĐ = 1,5.108 km
1) Hỏi tàu phải có khối lượng bằng bao nhiêu thì nó có thể vượt ra khỏi hệ Mặt trời?
2) Với khối lượng cực đại nào của tàu thì nó có thể đạt đến quỹ đạo sao hỏa? Biết bán
kính quỹ đạo sao hỏa RH = 2,3.108 km. Bỏ qua ảnh hưởng của Trái đất và các hành tinh khác.
Cho biết G.MT = 1,3.1011 km3/s2 (G là hằng số hấp dẫn, MT là khối lượng Mặt trời)
Bài 4. Nhiệt học (4,0 điểm)
Một xilanh cách nhiệt cố định nằm ngang, được chia làm hai phần bằng một
pittông cách nhiệt có độ dày không đáng kể, khối lượng m, nối với thành bên
phải bằng 1 lò xo nhẹ nằm ngang. Pittông có thể dịch chuyển không ma sát
dọc theo thành của xi lanh (Hình 2). Phần bên trái chứa 1 mol khí lí tưởng
đơn nguyên tử, phần bên phải là chân không. Lò xo có chiều dài tự nhiên
bằng chiều dài của xi lanh. Hình 2
1. Xác định nhiệt dung của hệ. Bỏ qua nhiệt dung của xi lanh,
của pittông và của lò xo.
2. Dựng đứng xi lanh lên sao cho phần chứa khí ở phía dưới. Khi pittông ở vị trí cân bằng,
pittông cách đáy xi lanh một khoảng bằng h, khí trong xi lanh có nhiệt độ T1. Xác định độ dịch
chuyển của pittông khi nhiệt độ khí trong xi lanh tăng từ T1 đến T2.
Bài 5. Phương án thực hành (4,0 điểm) Cho các dụng cụ sau:
- Một ống thủy tinh thẳng, dài, hở hai đầu, có đường kính trong 2-3 mm.
- Cốc đựng một loại chất lỏng.
- Một thước thẳng có độ chia nhỏ nhất đến mm. 2
Hãy trình bày và giải thích một phương án thí nghiệm để xác định khối lượng riêng của chất lỏng trong cốc.
Yêu cầu: Trình bày cơ sở lý thuyết, trình tự thí nghiệm, bảng số liệu, cách tính sai số và những
chú ý trong quá trình làm thí nghiệm để giảm sai số.
------------- Hết ------------- 3 TRƯỜNG THPT CHUYÊN
KỲ THI CHỌN HỌC SINH CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG -BD
KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
LẦN THỨ XV, NĂM 2024 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: VẬT LÝ – LỚP 10 Bài 1. (4 điểm) Ý Nội dung Điểm 1
Khi dây AB bị cắt đứt, hệ chuyển động tịnh tiến. 0,25 (2 đ)
Vì M ghép cứng với BD nên gia tốc của M bằng gia tốc của BD. 0,25 0,25
Tại thời điểm ngay sau khi cắt dây, gia tốc của BD chỉ có thành phần tiếp tuyến vuông 0,25
góc với dây BC và hướng xuống dưới. Thành phần gia tốc pháp tuyến lúc này bằng 0
Phương trình định luật II Niu-tơn cho hệ 0,25
(m+M ) ⃗g+⃗T +⃗T =(m+M ) ⃗a B D
Chiếu lên phương vuông góc dây ta được 0,25
a=g . sin φ= g =5 m/s2 2 2 0,25 (3 đ)
Ta có các lực tác dụng lên M như hình vẽ
Xét vật M trong hệ quy chiếu gắn với BD 0,5
Phương trình định luật II cho ta ⃗ N +⃗
F + M ⃗g+⃗ F =M ⃗a ms qt M /m
Chiếu lên các trục toạ độ ta được 4