đề thi Kỳ thi Olympic vùng Duyên Hải và đồng bằng Bắc Bộ lần thứ 3 môn vật lý 10 (có đáp án)

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
LẦN THỨ III-NĂM 2010-NINH BÌNH
MÔN THI: VẬT LÝ
KHỐI: 10
(Thời gian: 180’ không kể thời gian giao đề)
(Đề thi gồm 05 câu in trong 02 trang)
Bài 1. Động lực học (4 điểm)
Một cái nêm nhẵn khối lượng M,
góc đáy α, ban đầu đứng yên trên một
mặt bàn nằm ngang. Khối lập phương
khối lượng M nằm tiếp xúc với nêm
trên mặt bàn này (hình vẽ). Hệ số ma
sát giữa khối lập phương và mặt bàn là
μ. Trên nêm người ta đặt một xe kéo
khối lượng m, xe kéo có thể trượt
không ma sát trên mặt nêm. Thả xe kéo
cho nó chuyển động không vận tốc ban
đầu từ đỉnh nêm. Tìm vận tốc xe kéo
khi nó đến chân nêm nếu độ cao của
nêm là h .
Bài 2. Tĩnh học (4 điểm)
Trên mặt phẳng nằm ngang đặt một thanh AB đồng chất. Người ta nâng nó lên một
cách từ từ bằng cách đặt vào đầu B của nó một lực F luôn có phương vuông góc với
thanh. Hỏi hệ số ma sát giữa thanh và mặt ngang có giá trị cực tiểu bằng bao nhiêu để
dựng được thanh lên ở vị trí thẳng đứng mà đầu dưới của nó không bị trượt ?
Bài 3. Các định luật bảo toàn (4 điểm)
Một vật có dạng bán cầu nhẵn, khối lượng M, bán
kính R được đặt nằm ngang trên một mặt phẳng nhẵn nằm
ngang. Trên đỉnh của M đặt một vật nhỏ có khối lượng m
=

3
M
.Vật m bắt đầu trượt không ma sát xuống với vận tốc
ban đầu không đáng kể. Tìm vị trí vật m được xác định
bằng góc hợp bởi đường nối vật m và tâm bán cầu với phương thẳng
đứng mà tại đó vật m bắt đầu rời khỏi M.
Cho phương trình
3
12 8 0x x− + =
có một nghiệm là x = 0,695.
1
ĐỀ CHÍNH THỨC
α
2α
MM
m
O
B
A
m
3
Bài 4: Cơ vật rắn (4 điểm)
Một cái thước đồng chất AB khối lượng m
1
= 200g, chiều dài l = 80cm, có trục quay cố
định nằm ngang đi qua điểm O trên thanh và cách đầu A đoạn OA = 20cm. Đầu B của
thước có gắn chặt một quả cầu nhỏ C khối lượng m
2
= 100g. Hệ đang cân bằng thì người ta
bắn theo phương ngang vào quả cầu C một vật nhỏ khối lượng m

3
= 100g với vận tốc v. Biết
va chạm là tuyệt đối đàn hồi và sau va chạm thước đạt góc lệch lớn nhất so với phương thẳng
đứng là 60
0
.
Cho g = 9,8m/s
2
. Bỏ qua lực cản của không khí và ma sát ở trục quay.
1. Tính vận tốc góc của thước ngay sau va chạm?
2. Tính vận tốc v của m
3
ngay trước va chạm?
Bài 5. Nhiệt học (4 điểm)
Cho một mol khí lý tưởng đơn nguyên tử biến
đổi theo một chu trình thuận nghịch được biểu diễn
trên đồ thị như hình vẽ.Trong đó đoạn thẳng 1-2 có
đường kéo dài đi qua gốc toạ độ và quá trình 2-3 là
quá trình đoạn nhiệt. Biết
1
300T K=
;
2 1 4 1
3 ; 4P P V V= =
.
1. Tính các nhiệt độ
2 3 4
, ,T T T
2. Tính hiệu suất chu trình.
3. Chứng minh rằng trong quá trình 1-2 nhiệt dung của khí là hằng số.

Hết
2
2
p
3
p
1
p
0
1
V
2
V
4
V
V
1
3
4
P
2
Giám thị số 1:………………………… Họ tên thí sinh:…………………….
Giám thị số 2:………………………… SBD:………………………
3