Đề thi HSG môn Vật lý lớp 10 năm 2019-2020 trường THPT Nguyễn Đình Chiểu có đáp án

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (960.76 KB, 9 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

TRƯỜNG THPT NGUYỄN ĐÌNH CHIỂU 
---  ---

ĐỀ CHÍNH THỨC

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG 
NĂM HỌC 2019 - 2020

MÔN VẬT LÝ 10

(Thời gian làm bài 90 phút, không kể thời gian giao đề )
Đề gồm 04 trang

PHẦN I: TOÁN CHO VẬT LÍ (4 ĐIỂM)

Bài 1: (3 điểm) Một quả bóng khối lượng m bắt đầu thả rơi từ độ cao h. Trong quá trình chuyển động quả

bóng ln chịu tác dụng của lực cản tỉ lệ với vận tốc Fc  v , trong đó  là hệ số tỉ lệ ( là hằng số
dương). Chọn trục Ox thẳng đứng hướng xuống, gốc O tại vị trí thả quả bóng.

1. Chứng minh rằng phương trình động lực học (phương trình định luật II Newton) trong chuyển động
của quả bóng có thể đưa về dạng: dx v

dv  gv . Tìm biểu thức, đơn vị của  và vận tốc lớn nhất mà
quả bóng đạt được?

2. Phương trình chuyển động của quả bóng có dạng g 1(1 t)

x t e 

 



 

    

  Hãy xác định:
a. Vận tốc quả bóng theo thời gian.

b. Trong trường hợp lực cản là nhỏ và thời gian chuyển động không quá lớn (t1). Chứng minh
rằng vận tốc và phương trình chuyển động quả bóng có thể đưa về các phương trình của vật rơi tự
do: vgt; 1 2

2
x gt .

Cho

2 3

1 ...

2! 3!

x x x

e   x  

Bài 2: (1 điểm) Một chất điểm khối lượng 100 (g) chuyển động trong mặt phẳng xOy với các tọa độ phụ

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Bài 3: (3 điểm) Cho hai vật m1 = 3 (kg) và m2 = 4 (kg) được treo vào
hệ thống dây và rịng rọc như hình vẽ. Bỏ qua ma sát, khối lượng của
rịng rọc. Dây nhẹ khơng dãn. Ban đầu người ta giữ cho hai vật m1 và
m2 ở ngang nhau, sau đó bng tay để chúng chuyển động.

Lấy g = 10 (m/s2
)

a. Tính gia tốc (so với đất) của các vật m1 và m2?
b. Tính lực căng của dây treo các vật?

c. Sau bao lâu từ lúc buông tay hai vật cách nhau 1 (m)?
Bài 4: (2 điểm)

Một hạt cườm khối lượng m được xâu vào một thanh dài 2l .
Hạt cườm có thể trượt không ma sát dọc theo thanh. Tại thời
điểm ban đầu hạt cườm ở giữa thanh. Cho thanh chuyển động
tịnh tiến trong mặt phẳng thẳng đứng với gia tốc a theo phương
ngang làm thành 1 góc  so với thanh.

a, Với điều kiện nào của a thì hạt cườm trượt lên, trượt xuống,
đứng yên đối với thanh.

b. Hãy xác định gia tốc tương đối của hạt cườm đối với thanh và
thời gian hạt cườm rời khỏi thanh?

Bài 5: (1 điểm)

Một bán cầu có bán kính R trượt đều theo đường thẳng nằm ngang. Một

quả cầu nhỏ cách mặt phẳng ngang một đoạn bằng R. Ngay khi đỉnh bán cầu
đi qua quả cầu nhỏ thì nó được bng rơi tự do. Tìm vận tốc nhỏ nhất của bán
cầu để nó khơng cản trở chuyển động rơi tự do của quả cầu nhỏ. Cho R = 80
(cm), gia tốc trọng trường là 10 (m/s2)

---HẾT---

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

HƯỚNG DẪN CHẤM THI

MƠN THI: VẬT LÍ

Bài Nội dung

Bài 1 
(3 điểm)

1. Phương trình động lực học: ma mg v a g v
m



    

Cách 1: dx dx dv. v dx.a dx v v

dt  dv dt   dv  dv  a gv với m

 
Cách 2: a dv dv dx. vdv dx v v

dt dx dt dx dv a g v

     

 với m


 
Đơn vị của  là N s. kg

m  s
Đơn vị của  là 1/s

Vận tốc lớn nhất quả bóng đạt được:

Cách 1: Khi Fc = mg vật chuyển động đều với v = vmax nên

vmax =

m g
g
  

Cách 2: vmax dv 0 g v 0 v g

dx  

      

2. a. Vận tốc quả bóng theo thời gian:

2 2
2
'( ) ( )
(1 )
t
t
t

g g g

x t e

g g

v x t e

g
v e



  

 




  
    

  

b. Khi t 1 t1
Có

2 2

1 ...

t t

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Với x lấy gần đúng bậc 2 ta có

2 2

2
1

(1 1 )

2
1
( )
2
1

2
g t

x t t

g t

x t t

x gt


 


 
 
      
 
 
     
 
 

Bài 2

(1 điểm) a. Nhận thấy x = 5sin(10t - 3


); y = 5cos(

3


- 10t) = 5cos(10t -
3


)

' 50 os(10 )
3
x

v  x c t
' 50sin(10 )
3
y

v  y   t

2 2

50(cm/ s)
x y

v v v

   

b. ' 500sin(10 )

3
x x

a v   t
' 500 cos(10 )

3
y y

a v   t

2 2 2 2

500( . ) 5( . )
x y

a a a cm s m s

    

. 0,1.5 0,5( )

F m a N

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Bài 3 
(3 điểm)

a, Chọn hệ quy chiếu gắn với mặt đất
Nhận thấy a1 = -2a2 ; T2 = 2T1 (*)
Áp dụng định luật II Newton:

Vật 1: P1 T1 m a1 1

Vật 2: P1 T1 m a1 1

Chiếu lên chiều thẳng đứng hướng xuống dưới

1 1 1 1

2 2 2 2

(1)
(2)

m g T m a

 

Thay (*) vào 1 và 2 ta có:

1 1 1 2

2 1 2 2

2
2

m g T m a
m g T m a

  


  



Giải ra 1 2 2

1 2

(2 )

1, 25( . )
4

m m g

a m s

m m

 
  


2
1 2
1
1 2
2(2 )

2,5( . )
4

m m g

a m s

m m



 



Vậy m1 đi xuống, m2 đi lên
b. T1m g1( a1)22,5( )N

2 2 1 45( )

T  T  N

c. Khoảng cách 2 vật là:
2
2
2
1
1
2 2

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Bài 4 
2 điểm

Chọn hệ quy chiếu gắn với thanh, hạt cườm chuyển động với gia tốc a1.
Có: P N Fqt ma1

Chiếu lên Ox: mgsinmacos ma1
So với thanh

- Để hạt cườm chuyển động lên trên thì a1 0  a gtan
- Để hạt cườm chuyển động xuống dưới thì a1  0  a gtan
- Hạt cườm đứng yên  a gtan

b. Khi hạt cườm trượt lên thì a1acosgsin

thời gian trượt là

2 2

cos sin

l l

t

a a  g 

 



Khi hạt cườm trượt xuống thì a1 acosgsin

thời gian trượt là

2 2

cos sin

l l

t

a a  g 

 

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Bài 5

(1 điểm)

Chọn hệ quy chiếu gắn với bán cầu, ta có thể coi bán cầu đứng yên còn quả cầu chuyển
động ném ngang từ độ cao R với vận tốc ban đầu có độ lớn là v0.

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ

Các phương trình chuyển động của quả cầu nhỏ là:

0
2

1

2 x

v t

y

gt













- Phương trình quỹ đạo: 2 2

2 g

y

x

v



- Quỹ đạo của quả cầu trong hệ quy chiếu gắn với bán cầu là một parabol. Để quả cầu nhỏ
rơi tự do thì parabol này phải không cắt mặt bán cầu. Xét một điểm M trên parabol, ta phải
có: yM ≤ OH

Có

OH

 

R



x

M2

2
2
0

2

M

g

x

v





2 2

M

R



R



x

2 2

M

R

x







2
0

2

M

g

R

x

v



</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

Bất đẳng thức trên thỏa mãn với mọi giá trị của x khi:
2 0

1 0

Rg

v

Rg

v

 





Vậy vận tốc nhỏ nhất của bán cầu để nó khơng cản trở sự rơi tự do của quả cầu nhỏ là:





0 min

0,8.10

2 2

/

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội
dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,
giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên 
danh tiếng.

I.

Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng
các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng

TS.Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II.

Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6,
7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ
thi HSG.

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng 5 phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho
học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần Nam 
Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành
tích cao HSG Quốc Gia.

III.

Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn
học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

</div>

Đề thi HSG môn Vật lý lớp 10 năm 2019-2020 trường THPT Nguyễn Đình Chiểu có đáp án

<b>HƯỚNG DẪN CHẤM THI </b>

<b>MƠN THI: VẬT LÍ </b>

<b> </b>

1

2

<i>x</i>

<i>v t</i>

<i>y</i>

<i>gt</i>













2

<i>g</i>

<i>y</i>

<i>x</i>

<i>v</i>



<i>OH</i>

 

<i>R</i>

<i>R</i>



<i>x</i>

2

<i>g</i>

<i>x</i>

<i>v</i>





<i>R</i>



<i>R</i>



<i>x</i>

<i>R</i>

<i>x</i>







2

<i>g</i>

<i>R</i>

<i>x</i>

<i>v</i>



1 0

<i>Rg</i>

<i>v</i>

<i>Rg</i>

<i>v</i>

 









0,8.10

2 2

/

<b>I.</b>

<b>Luyện Thi Online</b>

<b>II.</b>

<b>Khoá Học Nâng Cao và HSG </b>

<b>III.</b>

<b>Kênh học tập miễn phí</b>

<i><b>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai </b></i>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về