Đề 1 thi môn vật lý khối 10 năm 2015 thời gian làm bài 180 phút trường THPT chuyên Hoàng Văn Thụ

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG
TRƯỜNG THPT CHUYÊN HOÀNG VĂN THỤ TỈNH HÒA BÌNH
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ KHỐI 10
NĂM 2015
Thời gian làm bài 180 phút
( Đề này gồm có 2 trang, gồm 5 câu)
Câu 1 ( Động lực học chất điểm ) 4 điểm 
	Cho cơ hệ như hình vẽ. Nêm có khối lượng M, góc giữa mặt nêm và phương ngang là . Cần phải kéo dây theo phương ngang một lực lµ bao nhiªu ®Ó vËt cã khối lượng m chuyển động lên trên theo mặt nêm? Tìm gia tốc của m đối với mặt đất? Bỏ qua mọi ma sát, khối lượng dây nối và ròng rọc.
D
C
B
A
I
1200
1200
2
1
3
m1
Câu 2 ( Các định luật bảo toàn) 4 điểm
Trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang có 4 quả cầu A,B,C,D kích thước như nhau, khối lượng đều bằng m=150g nằm tại 4 đỉnh của một hình thang cân. Giữa chúng được nối với nhau bằng 3 sợi dây mảnh không giãn, khối lượng không đáng kể 1,2,3. Ban đầu 3 sợi dây đều thẳng như hình vẽ. Biết . Dùng một xung lực I=4,2 N.s tác dụng vào quả cầu A theo phương BA làm 4 quả cầu chuyển động. Tính vận tốc thu được của quả cầu C.
M
m1
A
B
Bài 3 (Cơ vật rắn) 4 điểm : Nêm cố định, bỏ qua ma sát ở các ròng rọc, khối lượng dây và ròng rọc. Biết B là vật hình trụ có bán kính trong r, bán kính ngoài R, có mô men quán tính đối với trục qua tâm là I, khối lượng M. Biết hình trụ lăn không trượt. Tìm gia tốc của các vật m1, m2 và gia tốc góc của khối trụ.
Câu 4 (Nhiệt học) 4 điểm: Hệ xi lanh và pít tông có khối lượng M, xi lanh dài 2L, đặt nằm ngang trên sàn. Pít tông tiết diện S được nối với tường bằng một lò xo có độ cứng k. Ban đầu pít tông nằm giữa xi lanh, chứa khí ở áp suất po. Hỏi phải tăng nhiệt độ lên bao nhiêu để thể tích khí tăng lên gấp đôi. Hệ số ma sát giữa xi lanh và sàn là . Ban đầu lò xo bị nén. Cho áp suất khí quyển là pA.
p0 ; T0
Câu 5 x
Hình 1
: (Tĩnh điện: 4 điểm)
Một tụ điện phẳng gồm hai bản cực là 2 tấm kim loại hình vuông, mỗi cạnh dài ℓ, đặt cách nhau một khoảng d. Một tấm điện môi kích thước ℓ x ℓ x d có thể trượt dễ dàng trong khoảng giữa hai tấm kim loại. Tấm điện môi được đưa vào tụ một đoạn x0 và được giữ ở đó. Tụ được tích điện đến hiệu điện thế U.
Hãy xác định lực điện tác dụng vào tấm điện môi khi tấm điện môi đi sâu vào trong tụ một đoạn x trong các trường hợp:
	a) Tụ vẫn nối với nguồn.
	b) Tụ ngắt khỏi nguồn. 
Hết
Người kiểm định Người ra đề 
Thạc sỹ: Đỗ Quốc Tuấn	 Thạc sỹ Nguyễn Minh Loan
ĐT:098.862.2986	ĐT: 098.416.7648
ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM
Câu 
Ý 
Nội dung cần đạt
Điểm 
Câu1
(4đ)
Gọi gia tốc của nêm và vật đối với mặt đất lần lượt là là và . Phương trình động lực học cho m:
chiếu lên ox: 
chiếu lên oy: 
0,5đ
 Nêm chịu tác dụng của hai lực và đè lên ròng rọc và lực nén có độ lớn bằng N.
 Phương trình chuyển động của M: 
 Chiếu lên ox: 
0,5đ
Gọi là gia tốc của m đối với nêm M.
 Theo công thức cộng gia tốc: (4) 
 Chiếu (4) lên 0x: 
 0y: 
 Từ đó suy ra: 
0,5đ
Từ (1), (2), (3) và(5) suy ra: 
 (6) 
0,5đ
	Để m dịch chuyển lên trên nêm thì: 
Giải (I): 
0,5đ
Giải (II):Thay (6) vào (3) rút ra N và từ điều kiện N > 0 ta suy ra: 
0,5đ
Từ (7) và (8) ta suy ra để m leo lên được mặt nêm M thì lực F phải thoả mãn điều kiện 
0,5đ
D
C
B
A
I
1200
1200
2
1
3
I1
I2
I3
 Lúc đó gia tốc của nêm đối với mặt đất là a1 ở (6). Gia tốc của vật đối với mặt đất sẽ là : 
0,5đ
Câu 2
4đ
Trên ba sợi dây có sức căng
 tác dụng vào hai quả cầu 
ở hai đầu dây. Gọi độ lớn 
xung lượng trên các dây
 là I1; I2;I3. Gọi vận tốc 
của quả cầu D theo hướng
 DC là v vậy I3=mv. Vì dây không giãn nên vận tốc quả cầu C theo hướng DC cũng là v.
0,5đ
+Áp dụng biến thiên động lượng cho hệ hai quả cầu C và D theo hướng DC ta có..
0,5đ
+ Gọi vBC là vận tốc quả cầu C theo phương BC. Áp dụng biến thiên động lượng cho quả cầu C theo hướng BC. ta có
0,5đ
Áp dụng biến thiên động lượng cho hệ hai quả cầu B và C theo hướng CB . 
0,5đ
+ Gọi vB là vận tốc quả cầu B theo phương AB. Áp dụng biến thiên động lượng cho quả cầu B theo hướng BA. ta có
0,5đ
+ Áp dụng biến thiên động lượng cho hệ hai quả cầu Avà B theo hướng BA .
0,5đ
+ Bây giờ ta tìm phương và độ lớn vận tốc quả cầu C. Vì quả cầu C chịu tác dụng của I3 và I2. Bằng cách áp dụng định lý co sin cho ta giác dễ dàng tìm được
Mà 
0,5đ
Goi là góc giữa phương CB và phương của vận tốc quả cầu ta có
0,5đ
Câu 3
4đ
Phân tích lực và hình vẽ 
Giải: Chọn hệ quy chiếu đất, Các lực tác dụng vào hình trụ là ,, Vật 1 có , Vật 2 có với T1=T2=T
M
m1
+
+
Giả sử trụ lăn lên trên: Chọn chiều dương như hình vẽ.
Gọi aA là gia tốc của ròng rọc A với đất, 
a1,a2 lần lượt là gia tốc của vật 1 và vật 2 với đất
0,25đ
m1g - T = m1a1	(1)
m2g – T = m2a2	(2)
0,5đ
a1 + a2 = 2aA 	(3)
0,25đ
+ Với hình trụ trên mặt phẳng nghiêng, 
gọi K là tiếp điểm của hình trụ và mặt phẳng nghiêng. Đối với trục quay qua K ta có
với Ik = I + MR2
 (4)
0.5đ
Gọi B là điểm tiếp xúc với hình trụ của dây. Ta có aA = aB
	(5)
0,25đ
Giải hệ:
Lây (1)-(2) ta có g(m1-m2)=m1a1-m2a2 (5)
Lấy (1) +(2) ta có 2T= (m1+m2)g-m1a1-m2a2 (6)
0,25đ
Thay (3),(5),(6) vào (4) ta có 
 (7) Từ (5) và (7) ta có:
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Câu 4
(4đ)
Ban đầu lò xo nén được ,
Pít tông cân bằng poS = pA.S + k∆lo 
0,5đ
Trường hợp 1: khi lực ma sát lớn thì Xi lanh đứng yên .
Áp dụng phương trình trạng thái cho lượng khí ở hai trạng thái trên ta có:
 	(1)
0,5đ
Phương trình cân bằng lực cho pít tông ở vị trí sau
p1S = pA.S + k(∆lo + L) 	(2)
0,5đ
Thay (2) vào (1) ta có 
0,5đ
Trường hợp 2: Khi pít tông nén đoạn () thì đứng yên còn xi lanh bắt đầu trượt trên sàn cho đến khi thể tích là 2V0. 
Ta có (3)
0,5đ
Áp dụng phương trình trạng thái cho lượng khí trong xinh lanh ở hai trạng thái trên là. 	(4)
0,5đ
Phương trình cân bằng lực cho pít tông ở vị trí sau
p2S = pA.S + k(∆lo + x) (5)
0,5đ
thay (3) vào thay p2 vào (4) ta có 
Lưu ý học sinh thường hay làm trường hợp 1 mà quên trường hợp 2
0,5đ
Câu 5
(4đ)
- Điện dung bộ tụ: ; => 
0,5đ
a) Tụ vẫn nối với nguồn: U không đổi
Khi tấm điện môi dịch chuyển chậm: 
 => 
=> 	(1)
0,5đ
Thay vào (1) => 
0,5đ
0,5đ
b) Tụ tách khỏi nguồn: Điện tích tụ không đổi => 
	Anguon=0
0,5đ
0,5đ
Thay vào (1) ta được: 
	=> 
0,5đ
0,5đ
Người kiểm định Người ra đề 
Thạc sỹ: Đỗ Quốc Tuấn	 Thạc sỹ Nguyễn Minh Loan
ĐT:098.862.2986	ĐT: 098.416.7648