Đề thi học sinh giói cấp tỉnh lớp 10 môn Vật lý bảng B

1
Họ và tên thí sinh:…………………… ………… Chữ ký giám thị 1:
Số báo danh:…………………………… ……… …………….………………
SỞ GDĐT BẠC LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10, 11 VÒNG TỈNH
NĂM HỌC 2011 - 2012

* Môn thi: VẬT LÝ


* Bảng: B
* Lớp: 10
* Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)

ĐỀ

Câu 1: (4 điểm)
Một xe khách chuyển động thẳng đều với vận tốc 72km/h. Một hành khách
đang đứng cách đường đoạn a = 60m. Người này nhìn thấy xe khách vào thời điểm
cách xe đoạn b = 400m
a. Nếu người này chạy đều với vận tốc 18km/h để đón được xe thì phải chạy
theo hướng nào?
b. Nếu muốn gặp được xe với vận tốc nhỏ nhất thì người đó phải chạy theo
hướ
ng nào? Vận tốc nhỏ nhất là bao nhiêu?

Câu 2: (4 điểm)
Cho hệ thống như hình vẽ, trong đó m
1
=4m
2
. Khoảng cách

từ m
1
đến mặt đất là h=20cm. Khối lượng ròng rọc và các dây nối
không đáng kể. Người ta buông tay cho hệ thống chuyển động.
Tính độ cao cực đại mà vật m
2
đạt được, biết rằng ban đầu m
2
ở
ngay sát mặt đất, các ròng rọc có cùng bán kính, bỏ qua các ma sát.

Câu 3: (4 điểm)
Một khối hình lập phương có tiết diện thẳng a
2
(Hình vẽ) được kéo trượt đều
trên mặt phẳng ngang bằng một chiếc dây thừng với góc kéo α có thể thay đổi được.
Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là k. Tìm góc α khi vật bắt đầu bị nhấc lên?





Câu 4: (4 điểm)
Hạt khối lượng m chuyển động với vận tốc
v đến va chạm với một hạt đứng yên khối lượng
m/2 và sau va chạm đàn hồi thì bay ra theo
phương hợp với phương chuyển động ban đầu
(Gồm 02 trang)
ĐỀ CHÍNH THỨC
a/2

α

F
m
v
m/2

m

m/2
α
Trước va chạm
Sau va chạm
Hình 1
2
một góc α = 30
0
(Hình 1). Tìm vận tốc chuyển động của hạt thứ hai?

Câu 5: (4 điểm)
Một ống thủy tinh tiết diện nhỏ có chiều dài L = 50cm, hai đầu hở, được nhúng
thẳng đứng vào một chậu nước cho ngập 2/3 chiều dài ống. Sau đó người ta lấy tay bịt
kín đầu trên và nhấc ra. Độ cao còn lại của cột nước trong ống bao nhiêu? Biết áp suất
khí quyển p
0
= 10
5
Pa; khối lượng riêng của nước là ρ = 1000 kg/m
3

và gia tốc trọng
trường g = 10 m/s
2
. Bỏ qua hiện tượng mao dẫn.

HẾT









1
SỞ GDĐT BẠC LIÊU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10, 11 VÒNG TỈNH
NĂM HỌC 2011 - 2012

* Môn thi: VẬT LÝ


* Bảng: B
* Lớp: 10
* Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)

HƯỚNG DẪN CHẤM

Câu 1: (4 điểm)
- Hình vẽ (0,5đ)

- Chọn gốc thời gian (t
0
= 0) lúc người nhìn thấy xe
- Gọi vận tốc của người đón xe là v
1
= 18km/h = 5 m/s
- Gọi vận tốc của xe khách là v
2
= 72km/h = 20 m/s
- Giả sử C là điểm người và xe gặp nhau
a. Xác định hướng chạy của người đón xe
+ Quãng đường người chạy kể từ khi nhìn thấy xe đến khi gặp xe là
S
1
= AC = v
1
Δ
t
(0.5đ)
+ Quãng đường xe chạy kể từ khi người nhìn thấy xe đến khi người gặp xe là
S
2
= BC = v
2
Δ
t
(0.5đ)
+ Xét tam giác ABC. Áp dụng định lý hàm sin ta có

βα
sinsin
BCAC
=
hay
βα
sin
.v
sin
.v
21
tt Δ
=
Δ
(1.0đ)

=> sin
β
=
1
2
sin.v
v
α
, với sin
α
=
b
a
=

40
6
(0.25đ)

- Thay số xác định được:
β
= 36
0
52 (0.25đ)
b. xác định vân tốc nhỏ nhất
- Từ phương trình
βα
sin
.v
sin
.v
21
tt Δ
=
Δ
=>
1
v =
β
α
sin
sin.v
2
, với sin
α

=
b
a
=
40
6
(0.5đ)
- Để vận tốc chạy của người đón xe
1
v là nhỏ nhất thì sin
β
là lớn nhất
=>
β
= 90
0
(0.25đ)
- Vận tốc chạy nhỏ nhất:
1
v
=
2
v
sin
α
= 3 m/s (0.25đ)

Câu 2: (4 điểm)
Hình vẽ (0,25 điểm)
Vật m

1
:
1111
2 amTP
G
G
G
=+

1111
2 amTgm =−⇒

(0.25đ)

(Gồm 03 trang)
ĐỀ CHÍNH THỨC
A
C
B
2
v

1
v
b
a
α

β

2
Vật m
2
:
2222
amTP
G
GG
=+

2222
amgmT =−⇒

(0.25đ)

Mà

1
2
2
aa =
(0.25đ)

TTT ==
21
(0.25đ)
111
221
2
2

mg T ma
Tmgma
−=
⇒
−=

44
)2(
21
21
1
g
mm
mmg
a =
+
−
=⇒
(0.5đ)

Vận tốc của vật m
1
khi chạm đất:
2
2
11
gh
hav ==

(0.25đ)

Vận tốc của m
2
khi m
1
chạm đất: gh
gh
vv 2
2
22
12
===
(0.5đ)

Khi vật m
1
chạm đất vật m
2
đã đi lên một quãng đường S
1
= 2h.
Ngay sau khi vật m
1
chạm đất dây bắt đầu chùng nên vật m
2
tiếp tục chuyển động như
1 vật ném lên thẳng đứng với vận tốc là v
2
.
(0.5đ)

Quãng đường mà vật m
2
đi thêm một đoạn sau khi vật m
1
chạm đất à
2
2
2
2
v
Sh
g
==

(0.5đ)
Vậy m
2
lên đến độ cao cực đại so với đất là:
max 1 2
23hSShhh
=
+=+=

(0.5đ)

Câu 3: (4 điểm)
+ Chọn hệ tọa độ Oxy và biểu diễn các lực: NFFP
ms
,,, (0.25đ)

+ Điều kiện để vật chuyển động thẳng đều
(0.5đ)

0=+++ PNFF
ms
(1)
+ Chiếu lên (1) lên các trục tọa độ ta có:
)sin(cos
α
α
FPkF −= =>
α
α
sincos
k
kP
F
+
= (2) (1.0đ)
+ Điều kiện để vật bị nâng lên:
JFJP
MM
//
≤
)cos.
2
sin(
2
αα
a

aF
a
P −≤⇒
(3) (1.0đ)
+ Thay (2) vào (3) ta có:
α
α
α
α
cos sin 2sin cos. akakaka
−
≤+
k
k 1
tan
+
≥⇒
α
(0.75đ)

k
k 1
tan
min
+
=⇒
α

(0.5đ)

J

P
a/2

α
P
N
F
x
y
O
3

Câu 4: (4 điểm)







• Bảo toàn động lượng:
'
2
m
mv mv u

=+
G
JG G
(0.5đ)
• Từ hình vẽ suy ra:
() ( )
2
22
2
'2 'os30
2
mu
mv mv m v v c
⎛⎞
+− =
⎜⎟
⎝⎠
(1.0đ)
()
2
22 22
'2'os30 ' 3'1
4
o
u
vv vvc vv vv⇔=+− =+−
(0.5đ)
• Bảo toàn cơ năng:
()
2

22 2 22
11 1
''2
22 22 2
mu
mv mv u v v=+ ⇔=−
(1.0đ)
• Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình
2
22
2
22
'
'3'
3
4
2
'
3
2
v
u
v
vv vv
v
u
u
vv
⎧
⎧

=
=+−
⎪
⎪
⎪⎪
⇔
⎨⎨
⎪⎪
=
=−
⎪⎪
⎩
⎩
(1.0đ)

Câu 5: (4 điểm)
+ Cột không khí trong ống lúc đầu:
V
1
= S.L/3; p
1
= p
0
= 10
5
Pa (S: tiết diện thẳng của pittông) (1.0 đ)
+ Cột không khí trong ống lúc sau:
V
2
= S.(L – x); p

2
= p
0
– ρgx (x: độ cao cột nước còn lại trong ống) (1.0 đ)
+ Nhiệt độ khí không đổi nên: p
1
V
1
= p
2
V
2
(0.5đ)
Æ 3ρg.x
2
– 3(ρgL + p
0
).x + 2p
0
L = 0 (0.5đ)
Thay số: 3.x
2
– 31,5.x + 10 = 0 (0.5đ)
+ Giải phương trình, nhận nghiệm x = 0,3277 (m) (0.5đ)

HẾT
mv’

mv

mu/2

α