ĐỀ THI CHÍNH THỨC TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ VIII MÔN VẬT LÝ 10

1
TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG
KỲ THI ÔLYMPIC HÙNG VƯƠNG NĂM 2012
LẦN THỨ VIII – CAO BẰNG
MÔN THI: VẬT LÝ - LỚP 10
Thời gian: 150’ không kể thời gian giao đề


( Đề thi gồm 05 câu in trong 02 trang)


Câu 1 (4 điểm)
Một máng có khối lượng m, bán kính R, hình
bán trụ đứng yên trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang (Hình 1).
Một vật nhỏ có cùng khối lượng với máng được thả không
vận tốc ban đầu từ mép máng sao cho nó bắt đầu
trượt không ma sát trong lòng. Tính vận tốc của
vật tại thời điểm khi vật trượt tới vị trí thấp hơn vị
trí ban đầu một khoảng R/2. Tạ
i điểm thấp nhất vật
đè lên máng một lực bằng bao nhiêu? Trong trường
hợp mặt phẳng ráp, hỏi hệ số ma sát giữa máng và mặt phẳng
phải bằng bao nhiêu để máng luôn luôn đứng yên trong quá trình chuyển động của vật? Coi vật
chuyển động trong tiết diện thẳng đứng của hình trụ.
Câu 2 (4 điểm)
Trên một mặt phẳng nghiêng góc
α
, người ta đặt một hình trụ đặc A có khối lượng m
1

= 4kg, bán kính r = 5cm, cách chân C của mặt phẳng nghiêng một đoạn 2m. Người ta xuyên
dọc theo trục của hình trụ một thanh nhỏ không có khối lượng, tì vào các ổ bi. Dùng một sợi
dây không giãn, có khối lượng không đáng kể, nối vào thanh lõi của hình trụ một vật B có khối
lượng m
2
= 2kg.
a) Tìm lực căng của dây nối và
thời gian hình trụ lăn đến C kể từ
khi bắt đầu thả vật B khi
góc nghiêng
α
= 30
0
.
b) Nếu
α
= 45
0
thì có hiện tượng
gì xảy ra?
Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là
μ
= 0,2. Bỏ qua ma sát giữa các ổ bi và ma sát lăn,
hình trụ lăn không trượt.
Câu 3 (4điểm)
Cho
moln 8=
khí lí tưởng biến đổi theo chu trình
1-2-3-1 trên đồ thị TOV như H.3. Trong đó:
12→

: là đoạn kéo dài qua O
23→
: là đoạn thẳng song song OT
31→ : là một cung parabol có một nhánh qua O.
Biết T
1
=T
3
= 300K, T
2
= 400K.
a) Vẽ lại chu trình biến đổi khí trên trong hệ toạ độ POV

m
m
g
→

R
Hình 1

ĐỀ CHÍNH THỨC
A
B
α
C
3
2
1
T

2

T
1

V
T
H.3
O

2
b) Tính tổng công do khí thực hiện và công do khí nhận từ bên ngoài vào trong một chu trình.
Lấy
KmolJR ./31,8=
Câu 4 (4 điểm)
Một xilanh cách nhiệt nằm ngang kín hai đầu, được chia
làm hai ngăn nhờ một pitông mỏng có khối lượng
m = 400g, diện tích tiết diện S = 100cm
2
. Pitông cách nhiệt và
có thể dịch chuyển không ma sát bên trong xilanh. Hai ngăn của
xilanh có hai lò xo nhẹ có độ cứng bằng nhau và bằng k =
10N/m.
Lò xo thứ nhất có chiều dài tự nhiên l
1
=50cm được gắn một đầu với đầu A của xi lanh và một
đầu gắn với pitông, lò xo thứ hai có chiều dài tự nhiên l
2
= 30cm được gắn một đầu với đầu B
của xilanh và một đầu gắn với pitông như hình vẽ. Lúc đầu ngăn bên trái của xi lanh chứa 2g

khí He và ngăn bên phải của xi lanh chứa 3g khí O
2
, áp suất khí hai bên xi lanh bằng nhau là
1,2.10
5
N/m
2
, pitông cân bằng và các lò xo dài tự nhiên.
a) Tính chênh lệch nhiệt độ ở hai ngăn của xilanh?
b) Nếu cho xilanh quay với vận tốc góc
ω
xung quanh trục thẳng đứng OZ đi qua trọng tâm
của xi lanh thì khi có cân bằng tương đối, pitông đã dịch chuyển một đoạn
x = 10cm. Bỏ qua sự thay đổi của nhiệt độ. Tính
ω

Câu 5 (4,0 điểm)
Xây dựng phương án thí nghiệm, xử lí làm khớp số liệu, các phép tính sai số
Có các dụng cụ: một chiếc cân (không có quả cân), hai nhiệt lượng kế điện có que
khuấy, nhiệt kế, nguồn điện, ngắt điện, dây dẫn điện, cốc, nước, dầu hoả, cát để làm bì trên đĩa
cân và đồng hồ bấm dây. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200
.
J
kg K
, nhiệt dung riêng
của nhiệt lượng kế là 380
.
J
kg K
.

a) Để xác định nhiệt dung riêng của dầu người ta tiến hành đun nóng dầu và nước. Hãy xây
dựng cơ sở lí thuyết của thí nghiệm và nêu phương án tiến hành thí nghiệm.
b) Kết quả của quá trình thí nghiệm ghi lại được số liệu sau :
T
1
(phút) 0 1 2 3 4
Nước
t
1
°C 30,0 32,4 34,7 37,0 39,2
T
2
(phút) 0 1 2 3 4
Dầu
t
2
°C 30,0 34,2 38,1 42,5 46,2
Bỏ qua những sự mất mát nhiệt lượng trong quá trình nung nóng. Xác định nhiệt dung riêng
của dầu hỏa dựa vào bảng số liệu trên. Tính sai số của phép đo.
Hết

Thí sinh không được sử dụng tài liệu, cán bộ không giải thích gì thêm
Họ và tên thí sinh:…………………………………… Số báo danh:………………


A

B
l
1

l
2
O
Z

3