ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP 10

KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN

KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
LẦN THỨ X, NĂM 2017

ĐỀ CHÍNH THỨC

ĐỀ THI MÔN:VẬT LÝ LỚP 10
Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 15/4/2017

(Đề thi gồm 02 trang)
BÀI 1: CƠ CHẤT ĐIỂM (5,0 điểm)
Một cái vòng khối lượng M bán kính R được treo bởi một sợi dây
nhẹ không dãn. Người ta lồng vào vòng hai vật nhỏ giống hệt nhau, có
khối lượng m và ban đầu chúng được giữ ở đỉnh A của vòng như Hình 1.
Sau đó, người ta thả đồng thời hai vật không vận tốc đầu để chúng trượt
xuống. Các vật có thể chuyển động không ma sát trên vòng.
a) Xác định khoảng cách giữa hai vật nhỏ khi độ lớn của phản
lực do vòng tác dụng lên chúng đạt giá trị cực tiểu.
b) Tìm giá trị nhỏ nhất của tỉ số

M
để vòng không bị nhấc lên.
m

Hình 1

BÀI 2: CƠ VẬT RẮN (4,0 điểm)
Một thanh OA chiều dài l, khối lượng không đáng kể, có thể quay

O

A

trong mặt phẳng thẳng đứng quanh trục O nằm ngang, cố định. Một đĩa

1
2

tròn đồng chất bán kính R, khối lượng m, momen quán tính I A = mR 2

A1

có thể quay trong mặt phẳng thẳng đứng với trục quay gắn với đầu A
(song song với trục O của thanh) như Hình 2. Ban đầu có chi tiết gắn
chặt đĩa với thanh. Người ta đưa thanh OA đến vị trí nằm ngang rồi thả

Hình 2

không vận tốc ban đầu. Khi thanh quay đến vị trí thẳng đứng OA 1 thì chi tiết gắn chặt đĩa với thanh
nhả ra cho đĩa tự do quay quanh trục của nó. Thanh đi tới vị trí OA2, A2 có độ cao cực đại h (tính từ
độ cao của A1). Bỏ qua ma sát, sức cản của không khí.
a) Xác định tốc độ góc của thanh khi quay đến vị trí thẳng đứng OA1
b) Tính độ cao cực đại h.
BÀI 3: CƠ HỌC THIÊN THỂ (4,0 điểm)
Trái Đất và Sao Hỏa chuyển động quanh Mặt Trời trên các quỹ đạo gần tròn nằm trong
cùng một mặt phẳng với các chu kì lần lượt là TE = 1,00 năm, TM �2,00 năm. Biết khoảng cách
1

giữa Trái Đất và Mặt Trời là aE �1,5.1011m. Coi bán kính Trái Đất và Sao Hỏa là rất nhỏ so với
khoảng cách giữa chúng và khoảng cách tới Mặt Trời.
a) Hãy xác định khoảng cách cực đại và cực tiểu giữa Trái Đất và Sao Hỏa.
b) Một nhóm các nhà du hành muốn lên Sao Hỏa. Họ lên tàu vũ trụ và được phóng lên
quỹ đạo là elip với mặt trời là tiêu điểm, điểm phóng trên Trái Đất là điểm cận nhật còn điểm
viễn nhật là một điểm trên quỹ đạo của Sao Hỏa. Hỏi theo phương án đó, sau khi rời Trái Đất
bao lâu thì các nhà du hành có thể đổ bộ được lên Sao Hỏa?
BÀI 4: NHIỆT HỌC (4,0 điểm)
hiện một chu trình biến đổi trạng thái được biểu diễn

B

P

Một lượng khí lý tưởng lưỡng nguyên tử thực
4P0

trên đồ thị POV như Hình 3. Các trạng thái A và B là cố
định, trạng thái C có thể thay đổi, nhưng quá trình CA
luôn là đẳng áp .
a) Xác định công lớn nhất mà khí có thể thực
hiện trong cả chu trình theo P0 và V0. Biết rằng: nhiệt độ

A
P0

C

của khí trong quá trình biến đổi trạng thái từ B đến C luôn
giảm.

V

O
b) Tìm hiệu suất của chu trình trong trường hợp

công mà khí thực hiện trong cả chu trình là lớn nhất.
BÀI 5: PHƯƠNG ÁN THỰC HÀNH (3,0 điểm)

V0

4V0
Hình 3

Một cốc thí nghiệm hình trụ bằng thuỷ tinh, bề dày thành cốc và đáy cốc là không đáng
kể, trên thành cốc có các vạch chia để đo thể tích chất lỏng đựng trong cốc. Cho một chậu đựng
nước sạch với khối lượng riêng của nước là ρn đã biết, một chậu đựng dầu thực vật chưa biết
khối lượng riêng, một dụng cụ nhỏ giọt.
Trình bày phương án thí nghiệm xác định khối lượng riêng ρd của dầu thực vật và khối
lượng m của cốc. Yêu cầu:
- Nêu cơ sở lí thuyết và lập các biểu thức tính toán cần thiết.
- Nêu các bước tiến hành thí nghiệm, vẽ sơ đồ thí nghiệm, lập bảng số liệu.
- Vẽ dạng đồ thị và nêu cách tính ρd và m.
-------------- HẾT -------------(Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)
Họ và tên thí sinh: .............................................................. Số báo danh: …………………

2