Đề thi HSG Vật Lí 10 Trường THPT Chuyên Lào Cai

SỞ GD&ĐT LÀO CAI
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG THPT CHUYÊN
CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DH&ĐBBB NĂM HỌC 2023 - 2024 ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ - LỚP 10
Thời gian làm bài 180 phút
(Đề thi gồm có 02 trang, gồm 05 câu)
Câu 1 (4 điểm): Cơ chất điểm
Trên mặt phẳng ngang nhẵn có một chiếc nêm khối lượng m, góc nêm là . Coi sức cản của
không khí không đáng kể.
1. Một vật nhỏ khối lượng bắt đầu trượt không ma sát từ A. Biết AB = l
Hãy xác định gia tốc của nêm và quãng đường mà nêm đã trượt theo phương ngang kể từ khi
vật bắt đầu trượt từ A đến khi nó rời khỏi nêm tại B.
2. Giả sử nêm đang có vận tốc đến va
chạm hoàn toàn đàn hồi vào một quả cầu nhỏ có
khối lượng 2m đang đứng yên. 2m m
a. Sau va chạm nêm không nẩy lên. 
Để nêm tiếp tục chuyển động theo hướng ban đầu thì góc nêm  phải nhỏ hơn một góc
giới hạn 0 . Tìm 0 .
b. Cho V0 = 5m/s ; g = 10m/s2 ;  = 300. Xác định khoảng thời gian quả cầu va chạm với nêm lần 2 ?
Câu 2 (4 điểm): Cơ vật rắn
Trên một mặt ngang nhẵn có một tấm ván dài khối lượng m2. Có một khối trụ đặc, đồng chất
có khối lượng m1, bán kính R.
1) Cho khối trụ quay quanh trục của nó với vận tốc góc
, rồi đặt nhẹ nhàng lên tấm
ván, trục của khối trụ song song với mặt phẳng của tấm ván. Vận tốc ban đầu của tấm ván
bằng không. Bỏ qua lực ma sát lăn, nhưng tính đến ma sát trượt giữa khối trụ và tấm ván, tìm
vận tốc góc của khối trụ sau khi nó chỉ lăn thuần tuý.
2) Ban đầu khối trụ nằm yên trên tấm ván. Khối tâm của khối trụ được truyền vận tốc
đầu v0 theo phương song song với mặt phẳng của tấm ván. Hệ số ma sát giữa hình trụ và tấm
ván là μ. Xác định thời gian mà trụ lăn có trượt trên tấm ván? 1
Câu 3 (4 điểm): Cơ học thiên thể
1) Một hành tinh có khối lượng là m, chuyển động xung quanh mặt trời có khối lượng
M theo một quỹ đạo Elip. Biết rằng khoảng cách nhỏ nhất và lớn nhất từ hành tinh đó đến mặt
trời lần lượt là và (Trục lớn là
). Hãy chứng minh rằng cơ năng toàn phần của
hành tinh được tính theo công thức
2) Tàu vũ trụ thực hiện chuyến bay từ Trái Đất đến Hoả tinh theo quỹ đạo tối ưu - quỹ
đạo elip tiếp xúc với quỹ đạo Trái Đất và Hoả tinh (quỹ đạo các hành tinh được coi là tròn).
Tìm vận tốc tương đối của tàu và Hoả tinh khi chúng đến gần nhau. Cho rằng khi tàu vũ trụ
đến gần Hoả tinh, thì vận tốc của tàu và của Hoả tinh cùng hướng, bỏ qua lực hấp dẫn do Trái
Đất và Hoả tinh tác dụng lên tàu vũ trụ, chỉ tính lực hấp dẫn của Mặt Trời. Vận tốc Trái Đất trên quỹ đạo là
, bán kính quỹ đạo Hoả tinh
lớn hơn bán kính quỹ đạo Trái Đất k = 1,524 lần.
Câu 4 (4 điểm): Nhiệt học
Một mol khí lí tưởng thực hiện một chu trình 1→2→3→1
như hình vẽ. Quá trình 2→3 là quá trình đoạn nhiệt. Quá
trình 1→2 đối xứng với quá trình 2→3 qua đường thẳng
đứng. Các thông số α, β, p0, V0 đã biết. Tính hiệu suất của chu trình.
Câu 5 (4 điểm): Phương án thực hànhTrình bày phương án thực hành xác định gần đúng hệ
số ma sát trượt giữa gỗ và mặt sàn nhà ngang phẳng với các dụng cụ sau:
+ 01 thước thẳng độ chia nhỏ nhất đến mm.
+ 01 vật rắn là khối gỗ hình hộp chữ nhật có kích thước
20cm x 30cm x 60cm (không được coi là chất điểm đối với sàn nhà)
+ 01 bút viết còn mực. (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******************** 2 SỞ GD&ĐT LÀO CAI
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG THPT CHUYÊN
CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DH&ĐBBB NĂM HỌC 2023 - 2024
HDC ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ - LỚP 10
Thời gian làm bài 180 phút
(Đề thi gồm có 02 trang, gồm 05 câu)
Câu 1 (4 điểm): Cơ chất điểm Nội dung Điểm 1.Xác định gia tốc y của nêm và quãng N A đường nêm trượt m/ 2 0 x Fqt 0,25 theo phương a m a ngang. p 0 B Hình 1 Xét hệ qui chiếu gắn với nêm.
a : gia tốc của vật đối với nêm
a0: gia tốc nêm đối với sàn
Gia tốc của vật đối với sàn: (1) Định luật II Niu Tơn: 0,25 (2) Chiếu lên phương AB: (3) 0,25
Chọn hệ tạo độ xoy như hình vẽ. Chiếu (1) lên ox: 3 am = a.cos - a0 (4)
Vì không có ngoại lực theo phương ngang: động lượng bảo toàn. (5) 0,25 Thế (4) vào (5) suy ra : acos - a0 = 2a0 (6) Thế (3) vào (6) suy ra:
* Quãng đường mà nêm trượt theo phương ngang.
Gọi S là quãng đường mà nêm trượt, s là quãng đường dịch chuyển theo
phương ngang của vật so với nêm.
Từ định luật bảo toàn động lượng: 0,5 .
2. Ngay khi nêm va chạm vào quả cầu phản lực F truyền cho quả cầu
vận tốc V2 . Ngay sau va chạm xung lực F có phương vuông góc với mặt
nêm, nên V2 có phương hợp với phương thẳng đứng 1 góc . Xét theo phương ox : 0,5
Theo Định luật bảo toàn động lượng: mV0 = mV1 + 2mV2sin V0=V1+2V2.sin (1) 4