Đề giới thiệu thi duyên hải vật lý khối 10

Trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi

ĐỀ GIỚI THIỆU THI DUYÊN HẢI VẬT LÝ KHỐI 10

Câu 1: Một toa xe nhỏ dài 4m khối lượng m2 = 100kg đang chuyển động trên đường ray với vận tốc v0 = 7,2km/h thì một chiếc vali kích thước nhỏ khối lượng m1 = 5kg được đặt nhẹ vào mép trước của sàn xe. Sau khi trượt trên sàn, vali có thể nằm yên trên sàn chuyển động không? Nếu được thì nằm ở đâu? Tính vận tốc mới của toa xe và vali. Cho biết hệ số ma sát giữa va li và sàn là k = 0,1. Bỏ qua ma sát giữa toa xe và đường ray. Lấy g = 10m/s2.

Câu 2: Trên mặt bàn nằm ngang nhẵn, dọc theo một đường thẳng, người ta đặt 3 quả cầu có cùng kích thước, khối lượng của chúng lần lượt theo thứ tự là m, M và 2M. Quả cầu m đến va chạm đàn

hồi trực diện vào quả cầu M với vận tốc vo. Hỏi với tỉ số nào của thì trong hệ còn xảy ra vừa M

m

đúng một va chạm nữa? (coi các va chạm đều là hoàn toàn đàn hồi và trực diện)

Câu 3: Một pit-tông có khối lượng m, giam một mol khí lí tưởng trong xi-lanh như hình vẽ.

Pit-tông và xi-lanh đều không giãn nở vì nhiệt. Pít-tông được treo bằng một sợi dây

mảnh nhẹ. Ban đầu khoảng cách từ pit-tông đến đáy xi-lanh là h. Khí trong xi lanh lúc

đầu có áp suất bằng áp suất khí quyển p0, nhiệt độ T0. Tìm biểu thức nhiệt lượng cần

cung cấp cho chất khí để nâng pit-tông đi lên rất chậm tới vị trí cách đáy một khoảng

là 2h. Cho biết nội năng của 1 mol khí là U = CT (C là hằng số) gia tốc trọng trường là

g. Bỏ qua ma sát.

Câu 4: Một thanh đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m, chiều dài l. Thanh quay quanh trục thẳng đứng đi qua điểm O như hình vẽ. Biết vận tốc quay của thanh là . Tại trạng thái ổn định, hãy xác  định: 1. Góc mà thanh hợp với phương thẳng đứng.  2. Phản lực tác dụng lên thanh tại O. Bỏ qua ma sát tại tâm quay O.

Câu 5: Hãy nêu phương án xác định nhiệt dung riêng của một vật rắn đồng nhất trong điều kiện có

các dụng cụ sau:

- Nhiệt lượng kế có khối lượng M và cách nhiệt hoàn toàn với môi trường bên ngoài.

- Ấm điện với nguồn điện thích hợp.

- Cốc thủy tinh có vạch chia thể tích, chứa được vật rắn đã cho.

- Thùng đựng nước, nhiệt kế, que gắp.

Nhiệt dung riêng co, khối lượng riêng Do của nước và khối lượng riêng D của vật rắn đã biết trước.

h

ThuVienDeThi.com

ĐÁP ÁN VẬT LÝ KHỐI 10

Câu 1: Giải

Chọn trục Ox hướng theo chuyển động của xe, gắn với đường ray, gốc O tại vị trí mép cuối xe khi thả vali, gốc thời gian lúc thả vali. + Các lực tác dụng lên Vali: Trọng lực P1 = m1g, phản lực N1 và lực ma sát với sàn xe Fms, ta có

1 1 ms 1 1 a m F N P    

   Chiếu lên Ox và phương thẳng đứng ta được:

Fms = m1a1 và N1 = P1 = m1g, suy ra

2

1

1

1

ms 1 1m/s kg m kN m F a    

Xe: Trọng lực P2 = m2g, trọng lượng của vali , phản lực N2 và lực ma sát với vali F’ms. g m P 1 , 1  Ta có

2 2 ms 2 2 ' 1 a m 'F N P P     

    Chiếu lên trục Ox ta được

-F’ms = m2a2

2

2

1

2

ms

2

ms 2 0,05m/s m

g km m

F m

F' a        

Phương trình chuyển động của vali và xe lần lượt

2t 0,025t t v t a 2 1 x

4 0,5t x t a 2 1 x

2 0 2 2 2

2 01 2 1 1

    

   

Vali đến được mép sau xe khi x1 = x2, hay 0,5t2 + 4 = -0,025t2 + 2t Phương trình này vô nghiệm, chứng tỏ vali nằm yên đối với sàn trước khi đến mép sau của xe. Khi vali nằm yên trên sàn, v1 = v2 Với v1 = a1t + v01 = t , v2 = a2t + v0 = -0,05t + 2, suy ra

t = - 0,05t + 2 suy ra t = 1,9s Khi đó vali cách mép sau xe một khoảng 2t 0,025t 4 0,5t x x d

2 2 2 1       Với t = 1,9s ta có d = 2,1m Vận tốc của xe và vali lúc đó v1 = v2 = 1,9m/s.

Câu 2 : Gọi v1, v2 lần lượt là vận tốc của m và M sau va chạm lần 1 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng và động năng:

; 2 1 0 Mv mv mv   2 2 2

2 2 2 1 2 0 Mv mv mv  

;  m M

v m M v     0 1

) (

m M

mv v   0 2

2

.......................................................................................................... Gọi và lần lượt là vận tốc của M và 2M sau va chạm lần 2 / 2v / 3v

; / 3 / 2 2 2Mv Mv Mv   2 2 2 2

2 / 3 2 / 2 2 2 Mv Mv Mv  

0 v

1 N

ms F 1 P'



2 N

1 …