Đề thi HSG Vật Lí 10 Trường THPT Chuyên Huỳnh Mẫn Đạt - Kiên Giang

TRƯỜNG THPT CHUYÊN HUỲNH MẪN ĐẠT
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ TỈNH KIÊN GIANG LỚP 10 ĐỀ ĐỀ XUẤT
(Đề thi gồm 03 trang) Câu 1. (4,0 điểm)
Một quả cầu sắt A khối lượng m = 2 kg có thể trượt không ma sát dọc theo một thanh cố
định nằm ngang, thanh xuyên qua quả cầu. Một quả cầu B cùng khối lượng m, được nối với
quả cầu A bằng một sợi dây mảnh, không dãn, chiều dài L = 1,6 m. Ban đầu các quả cầu
đứng yên, sợi dây nối căng ngang và tổng chiều dài đúng bằng chiều dài thanh. Khi đó thả
nhẹ quả cầu B để nó bắt đầu rơi với vận tốc đầu bằng không. Lấy g = 10 m/s2.
1. Xác định dạng quỹ đạo chuyển động của quả cầu B.
2. Tính vận tốc của quả cầu B tại điểm thấp nhất của quỹ đạo.
3. Tính áp lực của thanh lên quả cầu A và lực căng dây khi quả cầu B ở vị trí thấp nhất. Câu 2. (4,0 điểm)
Hai quả cầu đặc đồng chất 1 và 2 có bán kính tương ứng là R và 2R được làm bởi cùng
một loại vật liệu, được dán chặt với nhau để tạo thành vật rắn. Ban đầu hai quả cầu được đặt
thẳng đứng trên mặt bàn nằm ngang, quả nhỏ ở dưới (Hình 2). Do sự mất cân bằng nhẹ, hệ bị
đổ xuống. Tìm vận tốc của tâm các quả cầu ở thời điểm ngay trước khi quả cầu lớn chạm
sàn. Xét hai trường hợp:
1. Ma sát giữa quả bóng ở dưới và bề mặt là rất lớn do đó không có hiện tượng trượt
trong suốt thời gian chuyển động.
2. Hoàn toàn không có ma sát giữa quả bóng dưới và bề mặt. 2R R Hình 2 Trang 1/3 Câu 3. (4,0 điểm)
Một trạm thăm dò vũ trụ P bay quanh hành tinh E theo quỹ đạo tròn có bán kính R. Khối
lượng của hành tinh E là M.
1. Tìm vận tốc và chu kỳ quay quanh hành tinh E của trạm P.
2. Một sự kiện không may xảy ra: có một thiên thạch T bay đến hành tinh E theo
đường thẳng đi qua tâm của hành tinh với vận tốc
. Thiên thạch va chạm rồi dính
vào trạm P nói trên. Sau va chạm thì trạm vũ trụ cùng với thiên thạch chuyển sang quỹ đạo
elip. Biết khối lượng của trạm P gấp 10 lần khối lượng của thiên thạch T. Hãy xác định:
a) vận tốc của hệ (P và T) ngay sau va chạm.
b) khoảng cách cực tiểu từ hệ đó đến tâm hành tinh E. Câu 4. (4,0 điểm)
Một động cơ nhiệt có tác nhân là một mol khí lí tưởng đơn nguyên tử hoạt động theo chu
trình như hình 3; trong đó:
+ Quá trình 1-2 được biểu diễn bằng đường thẳng.
+ Quá trình 2-3 là quá trình đẳng áp.
+ Quá trình 3-1 là quá trình đẳng tích. p p1 (1) p1 (3) 8 (2) V O V1 4 ,5V1 Hình 3
1. Vẽ đồ thị chu trình trên trong hệ tọa độ VOT. Xác định thể tích của chất khí khi tác
nhân có nhiệt độ cao nhất trong chu trình trên.
2. Trong quá trình 1-2 có một giá trị V* sao cho khi V <V <V ¿ 1
thì chất khí thu nhiệt, còn khi
thì chất khí tỏa nhiệt. Tính giá trị V*.
3. Tính hiệu suất động cơ nhiệt. Trang 2/3 Câu 5. (4,0 điểm)
Người ta nhúng một dây đun bằng mayso vào một bình nước. Biết công suất toả nhiệt P
của dây đun và nhiệt độ môi trường ngoài không đổi, nhiệt lượng của nước truyền ra môi
trường ngoài tỉ lệ thuận với độ chênh lệch nhiệt độ giữa nước trong bình và môi trường.
Nhiệt độ của nước trong bình ở thời điểm x được ghi bằng bảng dưới đây: x(phút) 0 1 2 3 4 5 T(0C) 20 26,3 31,9 36,8 41,1 44,7
Hãy dùng cách tính gần đúng và xử lý số liệu trên để trả lời các câu hỏi sau.
1. Nếu đun tiếp thì nước có sôi không? Nếu không sôi thì nhiệt độ cực đại của nước là bao nhiêu?
2. Nếu khi nhiệt độ của nước là 600C thì rút dây đun ra. Hỏi nước sẽ nguội đi bao nhiêu
độ sau thời gian 1phút? 2 phút?
………………………HẾT……………………… Trang 3/3
TRƯỜNG THPT CHUYÊN HUỲNH MẪN ĐẠT
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ TỈNH KIÊN GIANG LỚP 10
ĐÁP ÁN ĐỀ ĐỀ XUẤT
(Đáp án gồm 8 trang) Trang 4/3