Đề thi HSG Vật Lí 10 Trường THPT Chuyên Thái Bình

O A B A
HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DH & ĐBBB
KHU VỰC DH & ĐBBB Hình 2
TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH NĂM HỌC 2023- 2024
MÔN THI: VẬT LÝ LỚP 10 ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
(Thời gian làm bài 180 phút)
(Đề thi gồm 02 trang) Câu 1: (4,0 điểm) z 
Thanh AB được giữ bởi dây HB quay đều quanh trục Az với tốc độ B H
góc  (như hình vẽ). Khi cân bằng, thanh lệch góc  so với trục thẳng
đứng Az. Thanh có khối lượng m và chiều dài L.
a) Tìm độ lớn lực quán tính li tâm tác dụng vào thanh. 
b) Điểm đặt I của lực quán tính li tâm cách A bao nhiêu. A c) Tìm lực căng dây HB Câu 2: (4,0 điểm)
Một thanh thẳng OA đồng chất, tiết diện đều có chiều
dài  và khối lượng M có thể quay không ma sát xung quanh trục cố định nằm ngang đi qua
đầu O của nó. Lúc đầu, thanh được giữ nằm ngang, sau được thả rơi không vận tốc đầu. Khi
thanh tới vị trí cân bằng, đầu A của nó đập vào một vật B có kích thước nhỏ và có khối lượng
m, đặt trên một giá đỡ phẳng nằm ngang (Hình 2). Va chạm là hoàn toàn đàn hồi.
a) Xác định tốc độ góc của thanh OA và vận tốc của vật B ngay sau va chạm. Biện luận các
trường hợp có thể xảy ra đối với chuyển động của thanh OA ngay sau va chạm.
b) Xác định góc lớn nhất mà thanh OA quay được so với vị trí thẳng đứng sau va chạm. Bỏ
qua mọi ma sát đối với thanh.
c) Giữa B và giá đỡ có ma sát. Hệ số ma sát giữa mặt giá đỡ và vật B tỉ lệ bậc nhất với độ
dịch chuyển với hệ số tỉ lệ là k. Cho rằng giá đỡ đủ dài để vật B chuyển động. Xác định quãng
đường mà vật B đi được từ thời điểm ngay sau va chạm cho tới lúc nó dừng lại. Câu 3: (4,0 điểm)
Giả sử Mặt trăng là quả cầu có tâm O, v0
khối lượng M, bán kính R và đứng yên đối
với một hệ quy chiếu quán tính. Một con tàu O b
vũ trụ có khối lượng m từ Trái đất (coi như ở a vA
rất xa) chuyển động tới Mặt trăng theo quỹ
đạo hypebol với đường tiệm cận cách tâm O
của Mặt trăng một khoảng b và tốc độ lúc mới phóng là v0. Khoảng cách bé nhất từ con tàu đến
tâm Mặt trăng là a. Giả thiết rằng con tàu chỉ chịu tác dụng lực hấp dẫn của Mặt trăng. Gia tốc
rơi tự do ở bề mặt của Mặt trăng là g0. 1. Tìm v0 theo M, a và b.
2. Tàu phụt khí chuyển sang quỹ đạo tròn với tốc độ v = R
. Sau nhiều vòng quay thì tại
một điểm B trên quỹ đạo, tàu phóng ra một tên lửa có khối lượng mT =
để tàu có thể đổ bộ
xuống Mặt trăng. Tốc độ tên lửa khi rời con tàu đối với Mặt trăng là vT = theo hướng bán kính OB.
a) Tìm độ lớn vận tốc v’ con tàu sau khi đã phóng tên lửa, góc tạo bởi và phương bán
kính và năng lượng tiêu tốn để thực hiện sự phóng tên lửa theo các đại lượng m, R, g0, a. b) Tìm tỉ số
để sau khi phóng tên lửa thì tàu có thể đổ bộ xuống Mặt trăng. Câu 4: (4,0 điểm)
Một chất khí lí tưởng có số mol là . Nhiệt dung mol P
đẳng tích là CV. Khối khí này thực hiện quá trình biến đổi A
trạng thái theo đường cong AB như hình vẽ. Nếu tịnh tiến P0
đường cong AB theo phương thẳng đứng xuống dưới 1 C B P0 D O V
đoạn P0 thì ta được đường cong CD là đường biểu diễn quá trình đẳng nhiệt của chất khí này ở nhiệt độ T0.
a) So sánh nhiệt độ TA, TB của khối khí tại trạng thái A và trạng thái B.
b) Gọi C là nhiệt dung mol của khối khí. Viết phương trình sự phụ thuộc của C theo áp suất
P trong quá trình biến đổi AB và vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của C vào áp suất P.
Câu 5: (4,0 điểm) Xác định hệ số ma sát Cho các dụng cụ sau:
• Một sợi dây xích dài với các mắt xích được làm từ sợi dây thép có tiết diện ngang giống nhau;
• Một bàn gỗ đặt trên sàn ngang, có mặt bàn song song với sàn và cách mặt sàn đủ cao;
• Một thước thẳng có độ chia nhỏ nhất 1 mm.
Giả thiết giữa dây xích với mặt bàn có hệ số ma sát nghỉ bằng hệ số ma sát trượt µ.
Yêu cầu: Nêu cơ sở lý thuyết. Xây dựng phương án thí nghiệm. Thiết lập công thức xác định µ.
Lập bảng để ghi số liệu đo. Viết biểu thức tính µ.
------------- HẾT ---------------
HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
KHU VỰC DH & ĐB BẮC BỘ
KHU VỰC DH & ĐB BẮC BỘ
ĐỀ THI GIỚI THIỆU NĂM HỌC 2023 - 2024
MÔN THI: VẬT LÝ LỚP 10
(Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề)
1. Tìm độ lớn lực quán tính li tâm tác dụng vào thanh (1,5 điểm)
Khối lượng một đơn vị chiều dài là  =
=> Khối lượng 1 đoạn dl là: dm = . dl 0,5
Xét trong hệ quy chiếu gắn với thanh AB, ta có:
Lực li tâm tác dụng lên phần tử dm ở cách A một đoạn l là: 0,5
dFlt = dm.2.(l.sin) = .2.(l.sin).dl
Lực li tâm tác dụng lên toàn bộ thanh là: F 0,5 lt = = = 2.sin. Câu 1 4 điểm =
2. Điểm đặt I của lực quán tính li tâm cách A bao nhiêu (1,5 điểm) 1,5
Điểm đặt của lực li tâm là: =
3. Tìm lực căng dây HB (1,0 điểm) 0,5
Xét trục quay đi qua A, ta có: P. .sin + Flt. .cos = T.L.cos 0,5 Lực căng dây là: T =