Đề thi môn vật lý lớp 10 trường THPT chuyên Cao Bằng tỉnh Cao Bằng

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI
TRƯỜNG THPT CHUYÊN CAO BẰNG TỈNH CAO BẰNG
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ 
LỚP 10 
(Đề này có 02 trang, gồm 05 câu)
Câu 1: (Động lực học chất điểm) 
 Một tấm gỗ có khối lượng M = 8 kg, chiều dài l = 5 m đặt trên mặt sàn nằm ngang. Một vật nhỏ có khối lượng m = 2 kg đặt trên tấm gỗ ở sát một đầu. Lực F = 20N tác dụng lên tấm gỗ theo phương nằm ngang. Ban dầu hệ đứng yên. Lấy g= 10m/s2. Tính thời gian vật m trượt trên tấm gỗ trong các trường hợp sau: 
M
m
a) Bỏ qua ma sát ở các mặt tiếp xúc.
b) Hệ số ma sát trượt giữa vật m và tấm gỗ là , 
ma sát giữa tấm gỗ và sàn nhà bỏ qua.
c) Hệ số ma sát trượt giữa vật m và tấm gỗ là , ma sát giữa tấm gỗ và sàn nhà là 0,08
Câu 2: (Các định luật bảo toàn)
R
 Một vật nhỏ khối lượng m được đặt trên đỉnh bán cầu cố định bán kính R. Vật được thả không vận tốc ban đầu xuống. Bỏ qua masat giữa vật nhỏ và bán cầu. Xác định vận tốc vật, áp lực của vật lên bán cầu khi vật chưa rời bán cầu, từ đó tìm góc lớn nhất khi vật bắt đầu rời bán cầu.
Câu 3: (Cơ học vật rắn)
Một thanh cứng đồng chất, chiều dài L, khối lượng M được giữ nằm ngang sao cho đầu B tựa trên mép của một chiếc bàn. Buông thanh, đồng thời tác dụng một xung lực X vào đầu A theo phương thẳng đứng. Cho mômen quán tính của thanh đối với trục quay qua khối tâm và vuông góc với khối tâm của thanh là: .
A
B
X
Tìm xung lực do bàn tác dụng vào đầu B.
Tìm độ lớn của X sao cho thanh bay lên rồi trở
lại vị trí ban đầu nhưng hai đầu đổi chỗ cho nhau.
Câu 4: (Nhiệt học – nguyên lí I)
Một xylanh cách nhiệt kín hai đầu đặt nằm ngang, bên trong có pittông. Bên trái pittông chứa một mol khí lí tưởng đơn nguyên tử, bên phải là chân không, lò xo một đầu gắn với pittông, đầu kia gắn vào thành của xylanh như hình vẽ. Lúc đầu lò xo không biến dạng, khí có thể tích V1, áp suất p1, nhiệt độ T1. Thả pittông cho nó chuyển động tự do và sau đó dừng lại, lúc này thể tích của khí tăng gấp đôi V2 =2V1. Xác định T2 và p2 lúc này. Bỏ qua nhiệt dung riêng của xylanh và pittông.
Câu 5: (Tĩnh điện)
Hai quả cầu nhỏ khối lượng m, M mang điện tích –q và +Q tương ứng (. Ban đầu hai quả cầu cách nhau một khoảng bằng l, được đặt trong một điện trường sao cho véc tơ có hướng từ m đến M. Tìm gia tốc chuyển động giữa các quả cầu và cường độ điện trường . Biết rằng khoảng các giữa hai quả cầu luôn không đổi. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.
---------------- Hết--------------
 Người thẩm định	 Người ra đề
 Vũ Minh Hạnh
 ĐT: 0948 099 501
HƯỚNG DẪN CHẤM
 MÔN: VẬT LÝ – LỚP 10
Câu 
Đáp án 
Điểm
1
4đ
a) Bỏ qua ma sát ở các mặt tiếp xúc m tiếp tục đứng yên, gia tốc của M
F1'
F1
M
m
. m trượt trên tấm gỗ trong thời gian 
 t 
b) Bỏ qua ma sát giữa tấm gỗ và sàn nhà. Chỉ xét các lực tác dụng lên hệ theo phương ngang. Giả sử m trượt trên tấm gỗ 
. Gia tốc của hai vật:
 a2 > a1 nên tấm gỗ trượt về phía trước với gia tốc a2/1 = a2 - a1 = 1,25 m/s2. Ta có 
F2
F1'
F1
M
m
3. Có ma sát giữa tấm gỗ và sàn nhà, khi đó . Giả sử m vẫn trượt trên tấm gỗ, gia tốc của hai vật là
. a2 > a1 nên tấm gỗ trượt về phía trước với gia tốc a2/1 = a2 - a1 = 0,25 m/s2. 
Ta có 
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
2
4đ
Chọn mốc tính thế năng tại mp ngang qua đỉnh bán cầu
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng tại vị trí ban đầu và vị trí góc 
- mgR(1-cos+m
=> v = 
- Áp dụng định luật II Newton cho vật khi vật có vận tốc v
 Pcos - N =
=>Q = N = mg(3cos-2)
Khi vật rời khỏi quả cầu Q=0-> Cosmax=2/3
1
0,5
1
0,5
1
3
4đ
a) Chọn trục quay qua khối tâm G của thanh và gọi Y là xung lực do bàn tác dụng lên đầu B của thanh, ta có:
Biến thiên động lượng của thanh: MvG = X+Y (2)( là vận tốc khối tâm của thanh ngay sau khi chịu tác dụng của xung lực). 
Từ (1) và (2) suy ra: 
b) Khi thanh bay lên khỏi mặt bàn, khối tâm G chuyển động tịnh tiến với gia tốc –g, còn thanh quay đều quanh khối tâm với tốc độ góc ω. 
 Từ (1) và (3) suy ra: 
Gọi α là góc quay của thanh trong suốt quá trình chuyển động. Để thanh trở lại vị trí ban đầu và hai đầu A, B đổi chỗ cho nhau thì: 
 α = (2k+1)π (với k=0,1,2,3, ...). (5)
Mặt khác: α = ωt =
Từ (5) và (6) suy ra: với k Î N
1
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
4
4đ
- Xylanh cách nhiệt : Q=0 nên U =A
Vì khí giãn nở sinh công nên A = - kx2 = (1)
Độ biến thiên nội năngU =nCv(T2 -T1) =3/2R(T2 -T1) (2) 
Từ (1) và (2) ta có (T2 -T1) = (3) 
- Khi pít tông cân bằng. Các lực tác dụng lên pitông gồm lực đàn hồi F1= Kx và áp lực của khí trong xy lanh tác dụng lên pittông : F2 =P2 .S
Ta có F1=F2 k = P2 .S 
- Phương trình trạng thái cho một mol khí hydrô: 
 P2V2 =R.T2 => P2 = = k
 => = 
- Thay vào (3) được : T2 =T1 
- Phương trình cho 2 trạng thái : P1 .V1 =R.T1 và P2.V2 =P2.2V1=RT2 
 Suy ra : P2 =P1
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
5
4đ
- Phân tích các lực tác dụng lên hai quả cầu 
Ta có F12=F21= kqQ/l2, F1 = , F2= QE
Gia tốc của hai vât là
a = 
a =
Từ đó rút ra
E= và a=
1
1
1
1