Bộ 5 đề thi chọn HSG Vật Lý 10 năm 2021 Trường THPT Ngọc Lâm có đáp án

TRƯỜNG THPT NGỌC LÂM

ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG NĂM HỌC 2020-2021 MÔN: VẬT LÝ 10 Thời gian làm bài: 150 phút

 

1. ĐỀ SỐ 1

Bài 1 (4 điểm): 

Một chất điểm chuyển động từ A đến B (cách A một đoạn s = 315m) . Cứ chuyển động được 3 giây thì chất điểm lại nghỉ 1 giây. Trong 3 giây đầu chất điểm chuyển động với vận tốc v_o=5m/s. Trong các khoảng 3 giây tiếp theo chất điểm chuyển động với vận tốc 2v_o, 3v₀, …, nv_0.  Tìm vận tốc trung bình của chất điểm trên quãng đường AB?

Bài 2(4 điểm): Một vật dạng bán cầu, bán kính R được đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Trên đỉnh bán cầu có đặt một vật nhỏ khối lượng m (xem hình 1).Vật m bắt đầu trượt xuống với vận tốc ban đầu không đáng kể. Bỏ qua ma sát giữa vật m và bán cầu. Tìm vị trí vật m bắt đầu rời khỏi bán cầu trong hai trường hợp:

 1) Bán cầu được giữ cố định.

 2) Bán cầu có khối lượng M = m và có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang.

Bài 3 (4 điểm): Một ván trượt dài L = 4m, khối lượng phân bố đều theo chiều dài, đang chuyển động với vận tốc v₀ = 5m/s trên mặt băng nằm ngang thì gặp một dải đường nhám có chiều rộng l = 2m vuông góc với phương chuyển động (xem hình 2). Sau khi vượt qua dải nhám ván có vận tốc v = 3m/s. Lấy g = 10m/s². Tính hệ số ma sát trượt giữa ván trượt với dải đường nhám.

Bài 4: (3 điểm)

Một thanh AB đồng chất khối lượng m = 20kg dựa vào tường trơn nhẵn dưới góc nghiêng α. Hệ số ma sát giữa thang và sàn là 0,6

a) Thang đứng yên cân bằng, tìm các lực tác dụng lên thanh khi α=45^o

b) Tìm các giá trị α để thang đứng yên không trượt trên sàn

c) Một người có khối lượng m = 40kg leo lên thang khi α=45^o. Hỏi người này lên tới vị trí M nào trên thang thì thang sẽ bị trượt. Biết rằng thang dài l = 2m. Lấy g = 10m/s².

Bài 5 (3điểm): Một ống hình trụ thẳng đứng có thể tích V. Ở phía dưới pít tông khối lượng m, diện tích S, có một lượng khí lý tưởng đơn nguyên tử ở nhiệt độ T_0. Pít tông ở vị trí cân bằng chia ống thành hai nửa bằng nhau. Người ta đun nóng khí từ từ đến khi nhiệt độ khí là 4T_0. Ở phía trên có làm hai vấu để pít tông không bật ra khỏi ống.Hỏi khí trong ống đã nhận được một nhiệt lượng là bao nhiêu? Bỏ qua bề dày pít tông và ma sát giữa pít tông và thành ống. Cho áp suất khí quyển bên ngoài là P₀ và nội năng của một mol khí lý tưởng đơng nguyên tử được tính theo công thức U=3/2RT

Bài 6: (2 điểm). Trình bày phương án thí nghiệm xác định hệ số ma sát giữa một mẩu gỗ với mặt phẳng nghiêng, biết rằng độ nghiêng của mặt phẳng là không đổi và không đủ lớn để cho mẩu gỗ tự trượt xuống. Dụng cụ cho: Lực kế, mẩu gỗ, mặt phẳng nghiêng, sợi chỉ đủ dài.

 ĐÁP ÁN

Bài 1: 4 điểm

Đặt: t₁=3s

Gọi quãng đường mà chất điểm đi được sau nt₁ giây là s:

   s=s₁+s₂+..+s_n

Trong đó s₁ là quãng đường đi được của chất điểm trong 3 giây đầu tiên. s₂,s₃,…,s_n là các quãng đường mà chất điểm đi được trong các khoảng 3 giây kế tiếp      (1điểm)

      Suy ra:

\(\begin{array}{l}
s = {v_{0.}}{t_1} + 2{v_0}{t_1} + ... + n{v_0}{t_1} = {v_0}{t_1}(1 + 2 + ... + n)\\
s = \frac{{n(n + 1)}}{2}{v_0}{t_1} = 7,5n(n + 1)
\end{array}\)      (1 điểm   )      

Với 7,5n(n+1) = 315 n=6, n=-7 (loại giá trị n=-7)      (1 điểm)

       Thời gian chuyển động:

t=nt₁+n-1=23s                                   

       Vận tốc trung bình:    v=s/t=315/23  (1 điểm)

=> v=13,7m/s

Bài 2: 4 điểm

- áp dụng định lý động năng:

Vận tốc tại M: 
\({v^2} = 2gR(1 - c{\rm{os}}\alpha )\) (1)

- Định luật II Niu tơn :

   mgcosα-N=mv²/R  (2)

- Từ (1) và (2) suy ra : N =mg(3cosα-2)

- vật bắt đầu trượt khi N = 0 => cosα=2/3

2) 2.0 điểm                                                                        

- Gọi V là vận tốc bán cầu, u là vận tốc của M so với bán cầu. Vận tốc của m so với đất là :

\(\vec v = \vec u + \vec V\)

- Theo phương ngang động lượng bảo oàn nên :

\(m{v_x} = MV \Rightarrow m(u\cos \alpha  - V) = MV \Rightarrow V = \frac{{mu\cos \alpha }}{{M + m}}\) (1)

- Khi m bắt đầu rời khỏi M thì :

\(mg\cos \alpha  = \frac{{m{u^2}}}{R} \Rightarrow {u^2} = gR\cos \alpha (2)\)

- Mặt khác:

\({v^2} = {V^2} + {u^2} - 2uV\cos \alpha \) (3)

- Ap dụng định luật bảo toàn cơ năng :

\(mgR(1 - c{\rm{os}}\alpha ) = \frac{{m{v^2}}}{2} + \frac{{M{V^2}}}{2}\)  (4)

- Từ (1),(2),(3),(4) suy ra:

\(\frac{m}{{M + m}}c{\rm{o}}{{\rm{s}}^3}\alpha  - 3\cos \alpha  + 2 = 0\)

- Với M=m ,ta có :  

\(c{\rm{o}}{{\rm{s}}^3}\alpha  - 6\cos \alpha  + 4 = o\)

- Giải phương trình này ta được cosα= √3-1

...

--(Nội dung tiếp theo của phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--

Bài 1:(4điểm) Có 2 xe cùng khởi hành từ A về B. Vận tốc xe 1 trên nửa đoạn đường đầu là 45 km/h, nửa đoạn đường còn lại là 30 km/h .Vận tốc xe 2 trong nửa thời gian đầu là 45 km/h và trong nửa thời gian còn lại 30 km/h .Tính:

1. Vận tốc trung bình mỗi xe ? từ đó cho biết xe nào đến B sớm hơn ?
2. Chiều dài quãng đường AB và thời gian chuyển động mỗi xe? Biết xe này đến sớm hơn xe kia 6 phút .

Bài 2:(4điểm )Cho vật m = 2kg có thể  trượt có ma sát (µ=0,1) trên mặt phẳng ngang ( g= 10 m/s2)(hình 1)

1. Truyền cho vật vận tốc ban đầu v₀ = 1 m/ s theo phương ngang .Xác định : Thời gian và quãng đường vật chuyển động cho đến khi dừng lại ?
2. Tác dụng lực F tạo với phương ngang góc α= 30⁰ làm vật chuyển động đều .Xác định: Lực F?  
3. Góc  α phải bằng bao nhiêu để vật trượt đều

Với lực F nhỏ nhất ?

...

--(Nội dung tiếp theo của đề và phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--

Câu 1(4đ):

1. (2đ)Trên trục Ox một chất điểm chuyển động biến đổi đều theo chiều dương có hoành độ ở các thời điểm t₁; t₂; t₃ tương ứng là x₁; x₂; x₃. Biết rằng: t₃-t₂=t₂-t₁=t. Hãy tính gia tốc theo x₁; x₂; x₃ và t, cho biết tính chất chuyển động.
2. (2đ)  Trên quãng đường nhất định, một chất điểm chuyển động nhanh dấn đều không vận tốc đầu với gia tốc a mất thời gian T. Tính thời gian chất điểm chuyển động trên quãng đường này nếu chuyển động của chất điểm là luôn phiên giữa chuyển động với gia tốc a trong thời gian T₁ = T/10 và chuyển  động đều trong thời gian T₂ =T/20.

Câu 2: (4 điểm) Cho cơ hệ như hình vẽ:                                        

Cho biết: Hệ số ma sát giữa M và sàn là k₂, giữa M và m là k_1.Tác dụng một lực F lên M theo phương hợp với phương ngang một góc α. Hãy tìm F_min để m thoát khỏi M và tính góc α tương ứng

...

--(Nội dung tiếp theo của đề và phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--

Câu 1 (4 điểm).

1.1. Lúc 6 giờ sáng một người đi xe đạp chuyển động đều với vận tốc 12 km/h gặp một người đi bộ đi ngược chiều, chuyển động đều với tốc độ 4 km/h trên cùng một đoạn đường thẳng. Người đi xe đạp dừng lại lúc 6 giờ 30 phút để nghỉ 30 phút, sau đó anh ta quay lại đuổi theo người đi bộ với vận tốc như trước. Hãy xác định vị trí người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ.

1.2. Hai xe ô tô chuyển động thẳng đều theo hai con đường vuông góc với nhau, xe A đi về hướng Tây với tốc độ 50 km/h, xe B đi về hướng Nam với tốc độ 30 km/h. Lúc 8h, xe A và B còn cách giao điểm của hai đường lần lượt là 4,4 km và 4 km và đi về phía giao điểm. Xác định thời điểm mà khoảng cách giữa hai xe nhỏ nhất.

Câu 2 (4 điểm).

Đặt một vật A có khối lượng m_A = 4 kg trên một mặt bàn nằm ngang. Trên vật A có đặt vật B có khối lượng m_B = 2 kg nối với vật A bằng một sợi dây vắt qua ròng rọc cố định như hình vẽ 1. Bỏ qua khối lượng của ròng rọc và của dây. Cho biết hệ số ma sát giữa vật A và vật B bằng 0,5 và gia tốc trọng trường g = 10 m/s².

2.1. Khi ma sát giữa vật A và mặt bàn không đáng kể. Tính độ lớn của lực  cần kéo vật A theo phương ngang để nó chuyển động với gia tốc có độ lớn bằng 5 m/s².

2.2. Nếu kéo vật A với một lực F như trên và để vật A chuyển động thẳng đều thì hệ số ma sát giữa vật A và mặt bàn có giá trị bằng bao nhiêu?

...

--(Nội dung tiếp theo của đề và phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--

Câu 1 ( 4^đ )

Một chất điểm chuyển động từ A đến B cách A một đoạn s. Cứ chuyển động được 3 giây thì chất điểm lại nghỉ 1 giây. Trong 3 giây đầu chất điểm chuyển động với vận tốc không đổi v₀ = 5 m/s.  Trong các khoảng thời gian 3 giây tiếp theo chất điểm chuyển động với vận tốc 2v_o, 3v₀, … , nv₀. Tìm tốc độ trung bình của chất điểm trên quãng đường AB trong các trường hợp:

   a.  s = 315 m    

   b.  s = 325 m

Câu 2 ( 4 ^đ ):

       Một vật bắt đầu trượt từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng dài 10m, cao 6m. Biết hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng là m=0,5, lấy g=10m/s².

a) Tính thời gian vật đi hết mặt phẳng nghiêng và vận tốc ở chân mặt phẳng nghiêng.

b) Khi đi hết mặt phẳng nghiêng, vật tiếp tục trượt lên một cung tròn có bán kính R. Tìm bán kính lớn nhất của cung tròn để vật có thể đi hết được cung tròn đó. Bỏ qua ma sát trên cung tròn.

...

--(Nội dung tiếp theo của đề và phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Bộ 5 đề thi chọn HSG Vật Lý 10 năm 2021 có đáp án Trường THPT Ngọc Lâm. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.