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

 HỘI THI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN 
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
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 học chất điểm ) 4 điểm
Ba con chó ban đầu nằm tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a. Chúng cùng bắt đầu chuyển động với cùng tốc độ v không đổi nhưng hướng của vận tốc thay đổi sao cho con chó thứ nhất luôn hướng về con chó thứ hai, con chó thứ hai luôn hướng về con chó thứ ba, con chó thứ ba luôn hướng về con chó thứ nhất. Hỏi sau bao lâu ba con chó gặp nhau
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 X=4,2 N.s tác dụng vào quả cầu A theo phương BA làm 4 quả cầu chuyển động. Tính vận tốc ban đầu của quả cầu C.
p0 ; T0
Câu 3 (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, khí lí tưởn ở áp suất po.nhiệt độ T0 như hình vẽ. 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.
Câu 5 (phương án thực hành) 3 điểm:
Cho một chiếc bình kim loại mỏng, miệng rất nhỏ trong đó nước được đổ lưng chừng. Trong bình có một vật hình trụ, đặt thẳng đứng, chìm hoàn toàn và nằm ở đáy bình. Một sợi chỉ được buộc vào tâm mặt trên của vật và đầu tự do của sợi chỉ được luồn qua miệng bình ra ngoài. Cho các dụng cụ: một lực kế, một tờ giấy kẻ ô tới mm và một cái thước, hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định khối lượng riêng r của vật trong bình, chiều cao l của vật, chiều cao mực nước h trong bình khi vật còn chìm trong đó, chiều cao mực nước h0 trong bình khi đã đưa vật ra khỏi nước. Coi khối lượng riêng r0 của nước đã biết. Bỏ qua lực căng mặt ngoài
Hết
Người ra đề : Thạc sỹ Nguyễn Minh Loan 
 ĐT: 098.416.7648
ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN LÝ KHỐI 10
Câu 
Ý 
Nội dung cần đạt
Điểm 
Câu1
(4đ)
A1
B1
C1
C2
B2
A2
O
H
Nhận xét : Vẽ hình qua ta nhận thấy bao con chó luôn nằm trên một đường tròn tâm O có bán kính giảm dần
0,5đ
Giả sử tại thời điểm t ba con chó 
nằm tại A1, B1,C1 và 
lúc t+ dt chúng nằm tại A2, B2,C2
vì lý do đối xứng nên 
A1B1C1 và A2B2C2 
là các tam giác đều
gọi ; được đánh dấu như trên hình vẽ
ta có và (1)
1đ
Vì trong khoảng thời gian dt rất nhỏ thì A2 rất gần A1 nên góc rất bé nên và gần như cùng hướng với
Nên (2)
1đ
Từ (1) và (2) ta có 
0,5đ
1đ
Câu 2
4đ
D
C
B
A
X
1200
1200
2
1
3
X1
X2
X3
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 X1; X2;X3. Gọi vận tốc 
của quả cầu D theo hướng
 DC là v vậy X3=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 X3 và X2. 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)
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 4
5đ
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
0,5đ
m1g - T = m1a1	(1)
m2g – T = m2a2	(2)
0,5đ
a1 + a2 = 2aA 	(3)
0,5đ
+ 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)
1đ
Gọi B là điểm tiếp xúc với hình trụ của dây. Ta có aA = aB
	(5)
0,5đ
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
0,25đ
Câu 5
(3đ)
0 x1 x2 x3 x4 x
F
F2
F1
Hình 10.10
* Dùng thước đo chiều cao H của bình.
* Đặt thước thẳng đứng phía trên miệng bình.
* Ngoắc đầu trên của sợi chỉ vào lực kế và kéo đều lực kế để vật được nâng chậm ra khỏi nước. Khi đó vừa quan sát sự thay đổi của số chỉ lực kế F theo độ dài x của phần chỉ được kéo ra khỏi bình (lực F đọc trên lực kế, còn chiều dài x đọc theo thước).
* Dựng đồ thị phụ thuộc của F theo x trên giấy kẻ ô sẽ được dạng đồ thị như hình 10.10.
0,5đ
Trong quá trình kéo vật, ta chú ý giai đoạn khi sợi dây bắt đầu bị căng thì xuất hiện lực căng của dây và dó đó số chỉ của lực kế biến thiên từ không đến giá trị F1, trong quá trình này, lò xo của lực kế sẽ giãn ra, do đó giá trị của x trên thước biến thiên từ một giá trị nào đó đến giá trị x1. Giá trị x1 ta có thể xác định được khi mà số chỉ lực kế bắt đầu đạt trị số ổn định.
Trên đồ thị thể hiện rõ:
Khi kéo đều lên được một đoạn x1, vật bắt đầu rời khỏi đáy bình và được nâng lên đến chiều dài ```````x2. Số chỉ F1 của lực kế trong quá trình này là không đổi và bằng: 
 F1= rgV – r0gV (1)
0,5đ
Trong đó V là thể tích của vật, r là khối lượng riêng của vật. Đến vị trí x2 thì mặt trên của vật bắt đầu nhô ra khỏi mặt nước và số chỉ của lực kế tăng dần đến giá trị F2. Khi toàn bộ vật vừa thoát ra khỏi mặt nước (ứng với chiều dài x3) thì số chỉ của lực kế đạt đến giá trị cực đại, đúng bằng trọng lượng của vật: 
F2= rgV (2)
Từ chiều dài đó trở đi thì số chỉ của lực kế sẽ không thay đổi nữa.
0,5đ
Khi kéo đều đến chiều cao x4 thì mặt trên của vật chạm vào thành trên của bình và không thể kéo thêm được nữa (nếu muốn bình vẫn nằm yên).
* Từ đó, ta tìm được chiều cao mực nước trong bình khi đã kéo vật ra khỏi nước: h0= x3 – x1.
* Chiều cao của vật: l = H – (x4 – x1).
0,5đ
* Chiều cao mực nước trong bình khi chưa kéo vật ra: 
Khi mặt trên của vật vừa chạm mặt nước thì ta đọc được x2, khi mặt dưới của vật vừa rời khỏi mặt nước thì đọc được x3. Trong quá trình này, nếu mặt nước nằm yên thì ta phải kéo đều lên một đoạn bằng l, nhưng do mặt nước hạ xuống một đoạn bằng (h – h0) nên: x3 – x2= l – (h – h0).
Từ đó, sau khi thay giá trị của h0, ta suy ra: h = l + (x2 – x1).
0,5đ
* Từ các hệ thức (1) và (2) suy ra khối lượng riêng của vật: vật: 
0,5đ
Người làm đề và đáp án
 Thạc sỹ: Nguyễn Minh Loan
Điện thoại liên hệ 098.416.7648