Đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Vật lý Lớp 10 - Năm học 2016-2017 - Trường THPT Thuận Thành số 1

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Vật lý Lớp 10 - Năm học 2016-2017 - Trường THPT Thuận Thành số 1

1. TRƯỜNG THPT THUẬN THÀNH SỐ 1 ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG MÔN VẬT LÍ LỚP 10 TỔ VẬT LÍ – CN – TIN HỌC NĂM HỌC 2016-2017 Thời gian làm bài 120 phút Câu 1( 2 điểm ): Thả một vật rơi tự do tại nơi có g = 10 m/s2. Thời gian vật rơi là 10s. Hãy tính: a. Thời gian vật rơi một mét đầu tiên. b. Thời gian vật rơi một mét cuối cùng. Câu 2 ( 3 điểm ): Lúc 7 giờ, xe thứ (1) chuyển động thẳng đều với tốc độ 36 ( km/h ) qua địa điểm A đuổi theo xe thứ (2) đang chuyển động thẳng đều với tốc độ 5 (m/s) qua địa điểm B . Biết AB = 18(km). a. Viết phương trình chuyển động của hai xe? b. Xe thứ (1) đuổi kịp xe thứ (2) lúc mấy giờ và ở đâu? c. Lúc 7 giờ 30 phút xe thứ (3) chuyển động thẳng đều với tốc độ v3 qua A đuổi theo hai xe (1) và (2). Tìm điều kiện của v3 để xe thứ (3) gặp xe thứ (2) trước khi gặp xe thứ (1)? Câu 3 (2 điểm): Hòn đá có khối lượng m = 0,5kg buộc vào một dây dài l = 0,5m quay trong mặt phẳng thẳng đứng. Biết lực căng của dây ở vị trí thấp nhất của quỹ đạo là 45N và tại vị trí vận tốc của hòn đá có phương thẳng đứng hướng lên thì dây đứt. Lấy g =10m/s2 Hãy xác định. a. Tốc độ của hòn đá khi qua vị trí thấp nhất b. Hòn đá sẽ lên độ cao cực đại bao nhiêu sau khi dây đứt ( tính từ vị trí dây bắt đầu đứt) Câu 4 (2 điểm): Khối hộp hình chữ nhật kích thước AB = 2a, AD = a A đặt trên mặt phẳng nghiêng như hình vẽ (H.1): Mặt phẳng nghiêng, D nghiêng góc so với phương ngang, hệ số ma sát nghỉ cực đại giữa B C 3 khối hộp với mặt phẳng nghiêng là N = . 3 (H.1) a. Khối hộp nằm cân bằng trên mặt phẳng nghiêng. Biểu diễn các lực tác dụng lên khối hộp? b. Tìm max để khối hộp vẫn nằm cân bằng trên mặt phẳng nghiêng?
2. Câu 5 (1 điểm): Làm thế nào xác định hệ số ma sát trượt của một thanh trên một mặt phẳng nghiêng mà chỉ dùng một lực kế (hình vẽ H.2 )? Biết độ nghiêng của mặt phẳng là không đổi và không đủ lớn để cho thanh bị trượt. (H.2) Đáp án Đáp án Điểm Câu 1. 1 2 2 a. Quãng đường vật rơi trong thời gian t: s = gt . Suy ra s1 = 1m thì t1 = = 1đ 2 g 0,45s 0,5đ 1 2 2(s 1) b. Thời gian vật rơi ( s – 1) mét đầu tiên là: s’ = s – 1 = gt’ t ' 2 g 1 0,5đ Thời gian vật rơi mét cuối cùng là: t t t ' 10 100 = 0,01s 5 Câu 2. a, Viết phương trình chuyển động: A B x 1đ O - Chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc thời gian lúc 7h - Phương trình chuyển động của xe 1: x1 36 t (km ; h) - Phương trình chuyển động của xe 2: x1 18 18 t (km ; h) b, Vị trí và thời điểm gặp nhau của hai xe: 1đ - Khi hai xe gặp nhau: x1 x 2 36t = 18+18t t = 1h - Toạ độ vị trí gặp nhau : x1= 36.1 = 36 (km) - Hai xe gặp nhau lúc 8h tại vị trí cách A 36 (km) c, Tìm điều kiện của v3 1đ - Phương trình chuyển động của xe thứ 3: x3 v 3 ( t 0,5) (km ; h) - Vị trí gặp nhau của xe thứ 3 và xe thứ 2: 18 0,5v3 27 v 3 x3 x 2 v 3( t 0,5) 18 18 t t x 32 v3 18 v 3 18 - Tọa độ gặp nhau của xe thứ 3 và xe thứ 2 (x32) lớn hơn tọa độ gặp nhau của xe thứ 1 v3 v 2 và xe thứ 2 (x32 = 36km) : x32 36 - Giải hệ trên ta được: 36(km / h ) v 72( km / h ) 3 Câu 3. m. v2 1đ a, Tốc độ hòn đá khi qua VTCB: T mg cb l
3. Suy ra vcb= 40(m / s ) m. v2 m. v2 0,5đ b, Tốc độ hòn đá khi qua vị trí dây vừa đứt: cb m g l 2 2 Suy ra v 30( m / s ) v2 h 1,5m Độ cao cực đại hòn đá lên được là: 2.g 0,5đ Câu 4. Điều kiện để khối hộp nằm cân bằng trên mặt phẳng nghiêng: 2đ + Tổ  ng h  ợp lực tác dụng lên vật bằng không: A D PNF ms 0 Chiếu lên các trục tọa độ ta thu được: tan = N B C tan  N 30o max + Giá của trọng lực phải rơi vào mặt chân đế BC: BC 1 Từ hình vẽ ta có: tan 26,60 max AB 2 max 0 Kết hợp cả hai điều kiên ta có: max 26,6 Câu 5. 1đ Để thanh chuyển động lên đều: FL =  Pcos + Psin (1). Để thanh chuyển động xuống đều: FX =  Pcos - Psin (2). FF FF (1) và (2) sin = LX ; cos = LX sin2 + cos2 = 1. 2P 2P FF FF ( LX )2 + ( LX )2 = 1 2P 2P F F  = L X 2 2 4P FL FX Đo FL, FX, P bằng lực kế và sử dụng công thức trên để suy ra 