1 Câu 1 (3,5 điểm): Động học và động lực học chất điểm
Mười khúc gỗ hình hộp kích thước như nhau, được xếp kề nhau thành một hàng thẳng trên mặt sàn nằm ngang. Mỗi khúc có khối lượng m = 0,4kg, dài l = 0,45m.
v0 l
1 2
M
-
Hệ số ma sát nghỉ cực đại cũng như hệ số ma sát trượt giữa chúng và sàn đều bằng μ2 = 0,1. Đầu bên trái của một khúc gỗ người ta đặt một vật khối lượng M = 1kg coi như là chất điểm (hình 1). Hệ số ma sát nghỉ cực đại cũng như hệ số ma sát trượt giữa vật nhỏ M và các khúc gỗ đều bằng μ1 = 0,2.
Truyền cho vật M vận tốc ban đầu v0 = 4 m/shướng sang phải làm cho nó trượt trên các khúc gỗ.
Lấy g = 10m/s2. Xét hai trường hợp sau:
1. Vật nhỏ đặt ở đầu bên trái của khúc gỗ số 10. Vật nhỏ sẽ rơi xuống đất hay dừng lại trên khúc gỗ. Nếu vật rơi xuống thì vận tốc của vật nhỏ so với khúc gỗ ngay trước lúc rơi bằng bao nhiêu?
2. Vật nhỏ đặt ở đầu bên trái của khúc gỗ số 1.
a) Vật nhỏ trượt đến khúc gỗ thứ bao nhiêu thì khúc gỗ đó sẽ chuyển động?
b) Xác định vận tốc của vật nhỏ khi bắt đầu gặp khúc gỗ chuyển động ở ý a) ? Câu 2: (3,5 điểm) Các định luật bảo toàn
Trên một tấm ván phẳng, khối lượng m đặt trên sàn nằm ngang có gắn một thanh cứng nhẹ, thẳng đứng. Một vật nhỏ cũng có khối lượng m được treo vào đầu thanh bằng sợi dây nhẹ, không dãn, chiều dài l (hình 2). Ban đầu hệ đứng yên, truyền cho vật một vận tốc ban đầu v0 có phương nằm ngang. Trong suốt quá trình chuyển động dây không vướng vào thanh, gia tốc trọng trường là g. Xét hai trường hợp sau:
1. Tấm ván cố định. Tìm v0 nhỏ nhất để vật quay tròn quanh điểm treo.
2. Ma sát giữa tấm ván và sàn không đáng kể. Tìm v0 nhỏ nhất để vật quay tròn quanh điểm treo.
Câu 3 (4 điểm): Nhiệt học
1. Có 1 mol khí lí tưởng đơn nguyên tử thực hiện một quá trình biến đổi khép kín 1231 được biểu diễn trên hệ tọa độ p – V gồm 2 quá trình đẳng áp và 2 quá trình đẳng tích (hình 3.1). Tỉ số giữa áp suất cực đại và áp suất cực tiểu bằng tỉ số giữa thể tích cực đại và thể tích cực tiểu và bằng k.
Tìm hiệu suất của máy nhiệt làm việc theo chu trình đã cho.
TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XIII TUYÊN QUANG 2017
ĐỀ THI OLYMPIC MÔN VẬT LÍ LỚP 10
Ngày thi: 29 tháng 7 năm 2017
Thời gian làm bài:180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi có 02 trang)
ĐỀ CHÍNH THỨC
m m
Hình 2 1=2
l
Hình 3.1
3.133.1 O
p0
(1)
V0 kV0
(2)
(3)
V
kp0
p
Hình 1
10
2
2. Có 1 mol khí lí tưởng đơn nguyên tử thực hiện một quá trình biến đổi khép kín 1231 được biểu diễn trên hệ tọa độ p – V (hình 3.2), gồm đoạn thẳng đứng 1-2, đoạn nằm ngang 3 – 1 và đường bậc thang 2 – 3 gồm n bậc. Trên mỗi bậc thang như vậy, áp suất và thể tích của khí thay đổi cùng một số lần như nhau. Tỉ số giữa áp suất cực đại và áp suất cực tiểu bằng tỉ số giữa thể tích cực đại và thể tích cực tiểu và bằng k. Tìm hiệu suất của máy nhiệt làm việc theo chu trình đã cho. Áp dụng: k = 5; n = 20
Câu 4 (3,5 điểm ): Cơ học vật rắn
Một vành tròn mảnh khối lượng m, bán kính R, quay quanh trục đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng của vành với vận tốc góc 0. Tại thời điểm t = 0, người ta đặt nhẹ vành xuống chân của một mặt phẳng nghiêng. Mặt phẳng nghiêng này hợp với phương ngang một góc (Hình 4). Hệ số ma sát trượt giữa vành và mặt phẳng nghiêng là , gia tốc trọng trường g. Bỏ qua ma sát lăn.
1. Tìm điều kiện của để vành đi lên trên mặt phẳng nghiêng.
2. Hệ số ma sát trượt giữa vành với mặt phẳng nghiêng 2.tan a) Tính thời gian và quãng đường vành lên đến điểm cao nhất.
b)Tính công suất nhiệt trung bình toả ra do ma sát trong thời gian trên.
Câu 5 (3,5 điểm): Tĩnh điện
Một vòng dây bán kính R = 5 cm, tích điện Q phân bố đều trên vòng dây, vòng được đặt trong mặt phẳng thẳng đứng, M là một điểm nằm trên trục vòng dây, cách tâm vòng dây một khoảng x.
a) Tính cường độ điện trường do vòng dây gây ra tại điểm M.
b)Tìm x để cường độ điện trường tại M cực đại.
c) Một quả cầu nhỏ khối lượng m = 1g tích điện q = Q được treo vào điểm cao nhất của vòng dây bằng sợi dây mảnh cách điện, không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l = 7,2 cm. Khi cân bằng, quả cầu nằm trên trục của vòng dây, gia tốc trọng trường g = 9,8m/s2. Tính điện tích Q của vòng dây.
Câu 6 (2,0 điểm) Phương án thực hành: Xác định hệ số ma sát trượt giữa gỗ và gỗ.
Dụng cụ:
- Một giá treo, một mặt phẳng bằng gỗ có gắn móc treo, một thước chia đến milimet.
- Một lò xo được xem là lý tưởng, một quả cân đã biết khối lượng.
- Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có móc treo.
Hãy thiết lập một phương án đo hệ số ma sát trượt giữa gỗ và gỗ. Coi gia tốc trọng trường đã biết.
………….HẾT………….
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
Họ và tên thí sinh:……… Số báo danh:……….
0
Hình 4 Hình 3.2
3.2
Bậc 1
O p0
kp0
V0 kV0
(1) (2)
(3)
p
V Bậc n
