Đề 1 thi môn Vật lý khối 10 năm 2015 thời gian làm bài 180 phút trường THPT chuyên Vĩnh Phúc

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC

ĐỀ THI ĐỀ XUẤT

ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ KHỐI 10

NĂM 2015 Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề

(Đề thi gồm 02 trang, gồm 05 câu)

Câu 1 (4 điểm): Trên một xe lăn khối lượng m đặt trên sàn nằm ngang có gắn một thanh nhẹ thẳng đứng đủ dài. Một vật nhỏ cũng có khối lượng m buộc vào đầu thanh bằng một dây treo nhẹ, không dãn, chiều dài l (hình 1). Ban đầu xe lăn và vật cùng ở vị trí cân bằng. Truyền tức thời cho vật một vận tốc ban đầu v0 có phương nằm ngang trong mặt phẳng hình vẽ. Bỏ qua mọi ma sát.

a) Tìm v0 nhỏ nhất để vật quay tròn quanh điểm treo.

b) Với v0 = 2 . Tìm lực căng dây khi dây treo hợp với phương gl

thẳng đứng một góc α = 300 và vật vẫn ở dưới điểm treo.

Câu 2(4 điểm): Trên mặt phẳng ngang có một bán cầu khối lượng m. Từ điểm cao nhất của bán cầu có một vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc đầu xuống. Ma sát giữa vật nhỏ và bán cầu có thể bỏ qua. Gọi  là góc giữa phương thẳng đứng và bán kính nối từ tâm bán cầu tới vật (Hình 2). 1. Giả sử bán cầu được giữ đứng yên. a) Xác định vận tốc của vật, áp lực của vật lên mặt bán cầu khi vật chưa rời bán cầu, từ đó tìm góc m khi vật bắt đầu rời bán cầu. b) Xét vị trí có  < m. Viết các biểu thức thành phần gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến của vật theo g và . Viết biểu thức tính áp lực của bán cầu lên mặt phẳng ngang theo m, g và  khi đó. 2. Giả sử giữa bán cầu và mặt phẳng ngang có hệ số ma sát là . Tìm  biết rằng khi  = 300 thì bán cầu bắt đầu bị trượt trên mặt phẳng ngang. 3. Giả sử không có ma sát giữa bán cầu và mặt phẳng ngang. Tìm góc  khi vật bắt đầu rời bán cầu.

Câu 3 (4 điểm): Xi lanh có tiết diện trong S =100 cm2 cùng với pittông p và vách ngăn V làm bằng chất cách nhiệt (Hình 2). Nắp K của vách mở khi áp suất bên phải lớn hơn áp suất bên trái. Ban đầu phần bên trái của xi lanh có chiều dài l=1,12 m chứa m1=12 g khí Hêli, phần bên phải cũng có chiều dài l=1,12 m chứa m2=2 g khí Hêli và nhiệt độ cả hai bên đều bằng T0 =273 K. Ấn từ từ pittông sang trái, ngừng một chút khi nắp mở và đẩy pittông tới sát vách V. Tìm công đã thực hiện biết áp suất không khí bên ngoài P0 =105 N/m2 nhiệt dung riêng đẳng tích và đẳng áp của Hêli bằng: Cv = 3,15.103 J/kg.độ; Cp=5,25.103J/kg.độ. Bỏ qua mọi ma sát.

Câu 4 (5 điểm): Cho một vành hình trụ mỏng đều, đồng chất, bán kính R và có khối lượng M. Trong lòng vành trụ có gắn cố định ở A một quả cầu nhỏ (bán kính rất nhỏ so với R), khối lượng m. Biết A nằm trong mặt phẳng mà mặt phẳng này vuông góc với trục của hình trụ và đi qua khối tâm C của vành hình trụ. Người ta đặt vành trụ trên mặt phẳng nằm ngang. Biết gia tốc rơi tự do là g. Giả thiết không có ma sát giữa

m

m

l

Hình 1

ThuVienDeThi.com

vành trụ và mặt phẳng. Đẩy vành trụ sao cho AC nghiêng một góc αo so với phương thẳng đứng rồi buông ra cho hệ chuyển động với vận tốc ban đầu bằng không (Hình 4). a) Tính động năng cực đại của hệ. b) Viết phương trình quỹ đạo của A trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất. c) Xác định tốc độ góc của bán kính AC khi AC lệch một góc α (α< αo) so với phương thẳng đứng. Câu 5 (3 điểm): Một đĩa mỏng bằng kim loại, bán kính , bề dày , tích điện dương . R ( ) d d R = oq 1. Xác định véc tơ cường độ điện trường do từng mặt đĩa gây ra tại tâm đĩa. 2. Đặt một quả cầu nhỏ tích điện dương trên trục đi qua tâm đĩa và vuông góc với mặt phẳng đĩa, cách tâm O của đĩa một khoảng là , thì thấy đĩa đứng yên. ( ) h h R = a) Xác định dấu và độ lớn của điện tích xuất hiện trên từng mặt đĩa và véc tơ cường độ điện trường do từng mặt đĩa gây ra tại tâm đĩa. b) Tính điện tích của quả cầu. Áp dụng bằng số: . q 50 ; 1 ; 0,5 ; 1 o h cm R cm d mm q pC     Giả thiết: - Bỏ qua tác dụng của trọng trường - Coi điện tích trên mỗi mặt đĩa phân bố đều, trên vành đĩa không có điện tích. - Coi cường độ điện trường do quả cầu gây ra tại các điểm trên mỗi mặt đĩa có cùng một giá trị.

-------------Hết-----------

Người phản biện: Phan Dương Cẩn Người ra đề: Nguyễn Văn Quyền

ĐT: …