Đề thi (đề xuất) trại hè hùng vương lần thứ XII năm 2016 môn vật lý 10 trường chuyên VĨNH PHÚC

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII
TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC
TỈNH VĨNH PHÚC
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT

ĐỀ THI MÔN ..VẬT LÝ..
LỚP 10
(Đề này có ..02. trang, gồm .05.. câu)

M
m1
A
B

Bài 1:
Nêm cố định, bỏ qua ma sát ở các ròng rọc, khối lượng dây và ròng rọc. Biết B là vật hình trụ có bán
kính trong r, bán kính ngoài R, có mô men quán tính đối với trục qua tâm là I, khối lượng M. Biết hình trụ
lăn không trượt. Tìm gia tốc của các vật m1, m2 và gia tốc góc của khối trụ.
Bài 2:
Cho một hệ như hình vẽ. Các vật có khối lượng m1 và m2, các dây treo không dãn, không khối lượng.
Đốt dây AB. Tìm lực căng của dây OA ngay khi dây AB vừa đứt theo m1, m2, g và α.

Bài 3:
Một khẩu pháo có khối lượng M có thể chuyển động trên đường nằm ngang với hệ số ma sát μ. Nòng
pháo hướng lên trên hợp với phương ngang một góc α. Ban đầu khẩu pháo đang đứng yên thì bắn ra tức thời
một viên đạn có khối lượng m với vận tốc u so với nòng.
a. Sử dụng định lý biến thiên xung lượng với giả thiết khẩu pháo không bị nảy lên khỏi đường và bỏ
qua tác dụng của trọng lực trong thời gian thuốc nổ cháy, thời gian đạn chuyển động trong nòng coi là rất
ngắn. Hãy tìm vận tốc của khẩu pháo ngay sau khi đạn ra khỏi nòng.
b. Xác định quãng đường mà khẩu pháo dịch chuyển trên đường sau khi bắn.

Bài 4:
Bên trong một xilanh kín hình trụ đặt nằm ngang, cách nhiệt có chứa một khối không khí. Khối
không khí này bị chia thành hai phần bởi một pittông mỏng, cách nhiệt. Ban đầu áp suất, thể tích và nhiệt độ
của khí trong hai ngăn của xilanh bằng nhau bằng P 0, V0 và T0. Pittông có thể chuyển động có ma sát dọc
P0S
2

theo thành của xilanh, lực ma sát là F ms =
với S là tiết diện của xilanh. Truyền nhiệt chỉ cho ngăn bên
phải để tăng nhiệt độ của ngăn bên phải lên đến giá trị T.
a. Tìm giá trị của T để thể tích khí ở ngăn bên trái giảm đi còn một nửa.
b. Tìm nhiệt lượng đã truyền cho khí ở ngăn bên phải để thực hiện quá trình trên.
Bài 5:
Xác định hệ số ma sát nhớt của chất lỏng
F = 6π .η .v.r
Cho công thức xác định lực ma sát nhớt tác dụng lên bi nhỏ:
Trong đó: η là hệ số ma sát nhớt của chất lỏng, v là tốc độ chuyển động của bi so với chất lỏng, r là bán kính
của bi.
Cho các dụng cụ thí nghiệm:
(1) Một ống thủy tinh hình trụ dài


(2) Một ống nhỏ giọt
(3) Một cân
(4) Một đồng hồ bấm giây
(5) Một thước đo chiều dài
(6) Chậu đựng nước có khối lượng riêng ρ đã biết
(7) Chậu đựng dầu thực vật có khối lượng riêng ρd đã biết.
Trình bày cơ sở lý thuyết, cách bố trí, các bước tiến hành thí nghiệm để xác định hệ số ma sát nhớt của dầu
thực vật đã cho.

.....................HẾT.....................

Người ra đề
Đỗ Văn Tuấn - 0988622986


Bài

Nội dung

Điểm

1.
(2 đ)
Phân tích lực và hình vẽ
r r r
r
P, N , Fms , 2T
Giải: Chọn hệ quy chiếu đất, Các lực tác dụng vào hình trụ là ,
với T1=T2=T
M
m1

+
+
r
2T

r r

P1 , T1
, Vật 1 có

r r
P2 , T2
, Vật 2 có


0,25
0,25
0,25

a) Giả sử trụ lăn lên trên:
Chọn chiều dương như
hình vẽ.

0,25

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
m1g - T = m1a1

(1)

m2g – T = m2a2
a1 + a2 = 2aA

(3)

0,25
0,25

+ 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

(3)

0,25

với Ik = I + MR2

2T ( R − r ) − MgR sin α = ( I + MR 2 )γ 0,25
(4)
Gọi B là điểm tiếp xúc với hình
trụ của dây. Ta có aA = aB
aB = γ ( R − r ) = a A
(5)
Giải hệ:
Lây (1)-(2) ta có g(m1m2)=m1a1-m2a2 (5)
Lấy (1) +(2) ta có 2T=
(m1+m2)g-m1a1-m2a2 (6)
Thay (3),(5),(6) vào (4) ta có


I + MR 2 

I + MR 2 
MgR sin α
a1  m1 +
2
+
a
m
+
= g (m1 + m2 ) −
2  2
2
2 
2( R − r ) 
2( R − r ) 
R−r


(7) Từ (5) và (7) ta có:


0,25
0,25
0,25

a) Giả sử trụ lăn lên trên:
Chọn chiều dương như
hình vẽ.

0,25

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
m1g - T = m1a1

(1)

m2g – T = m2a2
a1 + a2 = 2aA

(3)

0,25
0,25

+ 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

(3)

0,25

với Ik = I + MR2

2T ( R − r ) − MgR sin α = ( I + MR 2 )γ 0,25
(4)

Gọi B là điểm tiếp xúc với hình
trụ của dây. Ta có aA = aB
aB = γ ( R − r ) = a A
(5)
Giải hệ:
Lây (1)-(2) ta có g(m1m2)=m1a1-m2a2 (5)
Lấy (1) +(2) ta có 2T=
(m1+m2)g-m1a1-m2a2 (6)
Thay (3),(5),(6) vào (4) ta có


I + MR 2 
I + MR 2 
MgR sin α
a1  m1 +
2
+
a
m
+
= g (m1 + m2 ) −
2  2
2
2 
2( R − r ) 
2( R − r ) 
R−r


(7) Từ (5) và (7) ta có:

0,25
0,25
0,25

a) Giả sử trụ lăn lên trên:
Chọn chiều dương như
hình vẽ.

0,25

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
m1g - T = m1a1

(1)

m2g – T = m2a2
a1 + a2 = 2aA

(3)

0,25
0,25

+ 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

(3)

0,25

với Ik = I + MR2

2T ( R − r ) − MgR sin α = ( I + MR 2 )γ 0,25
(4)
Gọi B là điểm tiếp xúc với hình
trụ của dây. Ta có aA = aB
aB = γ ( R − r ) = a A
(5)
Giải hệ:
Lây (1)-(2) ta có g(m1m2)=m1a1-m2a2 (5)
Lấy (1) +(2) ta có 2T=
(m1+m2)g-m1a1-m2a2 (6)
Thay (3),(5),(6) vào (4) ta có


I + MR 2 
I + MR 2 
MgR sin α
a1  m1 +
2
+
a

m
+
= g (m1 + m2 ) −
2  2
2
2 
2( R − r ) 
2( R − r ) 
R−r


(7) Từ (5) và (7) ta có:


5.
(2 đ)
1. Cơ sở lý thuyết
Vật rơi trong một môi trường chịu tác dụng của lực cản tỷ lệ với tốc độ chuyển động của vật. Ban
đầu vật rơi nhanh dần, nên tốc độ tăng dần, đến khi lực cản của môi trường đủ lớn để cân bằng với trọng lực
và lực đẩy Acsimet thì vật chuyển động đều.
Xét một viên bi nhỏ bán kính r chuyển động đều trong dầu với tốc độ v:
r
ur
r
FA
P
F
+ Phân tích lực: trọng lực , lực đẩy Acsimet
, lực ma sát nhớt .
+ Viên bi chuyển động đều nên ta có:

ur uur r r
P + FA + F =0
Þ

F = P – FA

2
4
2 r r - r d ) .g
Þ 6ph.v.r = p.r 3 ( r - r d ) .g Þ h = × (
3
9
v

Nhận xét: Để đo η, ta cần đo bán kính r và tốc độ chuyển động v của viên bi.
Ống nhỏ giọt
Giọt nước CĐ đều.
Nước
S

Hình 2
2. Tiến hành thí nghiệm


a. Bố trí thí nghiệm như Hình 2
b. Tiến trình thí nghiệm:
Bước 1: Thí nghiệm với ống nhỏ giọt
- Dùng cân điện tử để cân khối lượng: ống nhỏ giọt,
ống nhỏ giọt có chứa nước để xác định khối lượng
m của nước trong ống.

- Đếm số giọt nước N.
Bước 2: Cho giọt nước từ ống nhỏ giọt rơi vào dầu
từ một độ cao h xác định (để giọt nước có tốc độ
ban đầu đủ lớn). Mỗi giọt nước chuyển động trong
ống dầu, quan sát chuyển động của giọt nước:
- Dùng thước đo quãng đường S (quan sát thấy giọt
nước chuyển động đều).
- Dùng đồng hồ đo khoảng thời gian t chuyển động
tương ứng.
Chú ý: Khi tiến hành bước 2 nhiều lần mức chất
lỏng và nước trong ống sẽ dâng lên nên ta phải chú
ý: điều chỉnh vị trí của ống nhỏ giọt (để độ cao h
không đổi); vị trí đo quãng đường S (do mức nước
dâng lên).
3. Xử lý số liệu
a. Xác định bán kính của một giọt nước: Đo m, đếm
N
m
m0 =
N
- Khối lượng 1 giọt nước:
.
r =3

3V
3.m
=3
4p
4pr
.

- Bán kính 1 giọt nước:
.
b. Xác định tốc độ chuyển động đều của giọt nước
trong dầu:
S
v=
t
c. Xác định hệ số nhớt của dầu:
2
2 r r - r d ) .g
h= × (
9
v

0,25
0,25

0,25
0,25

0,25
0,25
0,25
0,25