ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2018- 2019 Mơn thi: Vật lí - Lớp 10 Thời gian làm bài: 150 phút ( Không kể thời gian giao đề) SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG THPT THUẬN THÀNH ĐỀ CHÍNH THỨC Câu 1:(4điểm) Có hai xe xuất phát từ A chuyển động (hình 1).Xe thứ chuyển động theo hướng ABCD với vận tốc v1=40 km/h.Ở địa điểm B C xe nghỉ 15 phút.Hỏi: a, Xe thứ hai chuyển động theo hướng ACD phải với vận tốc v2 để gặp xe thứ C b,Nếu xe thứ hai nghỉ C với thời gian 30 phút phải với vận tốc để D lúc với xe thứ ?Biết AB=CD=30 km, BC =40km B C A D Hình Câu 2:(3điểm)Một vật hình trụ lăn không ma sát mặt phẳng nghiêng hình vẽ (hình 2).Người ta nhận thấy góc nghiêng 𝛼𝛼 =00 lò xo dài l0=20 cm 𝛼𝛼 =900 lò xo dài 26 cm.Biết độ dãn lò xo tỉ lệ thuận với lực tác dụng vào đầu lò xo.Hỏi lò xo dài khi: a, 𝛼𝛼 =300 b, 𝛼𝛼 =600 α hình Câu 3:(4điểm) Một vật có trọng lượng P=100N giữ đứng yên mặt phẳng nghiêng góc α lực F có phương nằm ngang (hình 3) Biết tanα=0,5 hệ số ma sát trượt μ=0,2 Lấy g=10m/s2 a) Tính giá trị lực F lớn b) Tính giá trị lực F nhỏ  F α Hình Câu :(4điểm) Một AB đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m=100kg quay tự quanh trục qua đầu A vng góc với mặt phẳng hình vẽ (hình 4) Thanh giữ cân theo phương   hợp với phương ngang góc α=300 nhờ lực F đặt vào đầu B, phương F thay đổi Lấy g = 10m/s2  a F có phương nằm ngang Tìm giá trị lực tác dụng lên b Tìm giá trị nhỏ lực F để giữ mơ tả A α Hình B  F Câu :(5điểm) Một vật có khối lượng 10kg đặt mặt sàn nằm ngang, hệ số ma sát trượt vật mặt sàn µ=0,2 Vật bắt đầu kéo lực F=50 N theo phương hợp với phương ngang góc 𝛼𝛼 =600 hướng lên a, Tính gia tốc vật b, Tính quãng đường vật sau 10s c, Sau lực F ngừng tác dụng, tính qng đường vật tiếp lúc dừng lại Lấy g=10𝑚𝑚/𝑠𝑠 Hết……………………… ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LÝ 10 CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2018-2019 Câu1:(4điểm) a, Ta có: AC2 = AB2 + BC2 = 2500 → AC = 50km 𝐴𝐴𝐴𝐴 30 + Thời gian xe đoạn AB : 𝑡𝑡1 = = = h 𝑣𝑣1 40 + Thời gian xe nghỉ B, C là: 15 phút = 0,25h 𝐵𝐵𝐵𝐵 40 + Thời gian xe đoạn BC là: 𝑡𝑡2 = = = 1h 𝑣𝑣1 * TH1: xe gặp xe lúc xe vừa tới C Vận tốc xe phải là: 𝑣𝑣2 = 𝐴𝐴𝐴𝐴 40 𝑡𝑡1 + 𝑡𝑡2 + = 25 (km/h) * TH2: xe gặp xe lúc xe bắt đầu rời khỏi C 𝐴𝐴𝐴𝐴 Vận tốc xe phải : 𝑣𝑣2′ = 1 = 22,22 (km/h) 𝑡𝑡1 + 𝑡𝑡2 + + 4 Vậy để gặp xe C xe phải với vận tốc 22,22 ≤ 𝑣𝑣2 ≤25 (km/h) b, Thời gian xe hết quãng đường ABCD là: 1 𝑡𝑡3 = 𝑡𝑡1 + + 𝑡𝑡2 + = 3h 4 + Để xe D lúc với xe thời gian xe phải quãng đường ACD : 𝑡𝑡4 = 𝑡𝑡3 - = 2,5 h + Vận tốc xe : 𝑣𝑣2′′ = 𝐴𝐴𝐴𝐴+𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑡𝑡4 = 32km/h 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ 1đ 025đ 0,25đ 0,5đ Câu 2: (3điểm) + Chiều dài 𝑙𝑙0 = 20cm ( Khi α = 0° ) chiều dài tự nhiên lò xo, 0,5đ tức chiều dài lò xo chưa bị tác dụng lực + Chiều dài l = 26cm (Khi α =90° ) chiều dài lò xo bị 0,5đ tác dụng trọng lực P vật trụ → trọng lượng P làm lò xo dãn thêm đoạn ∆𝑙𝑙0 = 6cm 0,5đ a, Khi α = 30° : lực kéo lò xo 𝐹𝐹1 = P.sin 𝛼𝛼 𝑃𝑃 → 𝐹𝐹1 = ∆𝑙𝑙0 → ∆𝑙𝑙1 = = 3cm Chiều dài lò xo α = 30° 𝑙𝑙1 = 𝑙𝑙0 + ∆𝑙𝑙1 = 23cm 0,25đ 0,25đ b, Khi α = 60° lực kéo lò xo lực 𝐹𝐹2 𝐹𝐹2 = P.sin 𝛼𝛼 = → ∆𝑙𝑙2 = ∆𝑙𝑙0 √3 0,5đ 𝑃𝑃√3 0,25đ = 3√3cm 0,25đ Chiều dài lò xo : 𝑙𝑙2 = 𝑙𝑙0 + ∆𝑙𝑙2 = 20 + 3√3 (cm) Câu 3: (4điểm) a) Lực F có giá trị lớn vật có xu hướng lên Khi lực tác      dụng lên vật hình vẽ Do vật cân nên N + F + Fms + P = Chiếu lên phương mặt phẳng nghiêng phương vng góc với mặt phẳng nghiêng ta được: Fms = F cos α − P sin α  F Fms P(sin α + µ cos α ) P(tan α + µ ) = cos α − µ sin α − µ tan α P(tan α + µ ) = − µ tan α Do : Fms ≤ µN ⇒ F ≤ ⇒ Fmax 0,5đ  N N = F sin α + P cos α 0,5đ  P α 0,5đ 0,5đ Thay số ta được: Fmax ≈ 77,8 N b) Lực F có giá trị nhỏ vật có xu hướng xuống Khi lực ma      sátđổi chiều so với hình vẽ Do vật cân nên N + F + Fms + P = Chiếu lên phương mặt phẳng nghiêng phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng ta được: Fms = − F cos α + P sin α N F sin α + P cos α = Do : Fms ≤ µ N ⇒ F ≥ ⇒ Fmin P(sin α − µ cos α ) P(tan α − µ ) = cos α + µ sin α + µ tan α P(tan α − µ ) = + µ tan α Thay số ta được: Fmax ≈ 27, 27 N 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ Câu 4: (4điểm) a, Các lực tác dụng lên AB:   Trọng lực P , Lực F lực liên kết lề N Đối với trục quay qua A, điều kiên cân là: 1đ 0,5đ l P P cos = α Flsin α ⇒ = F cot = α 866N 2 Ngoài ra, hợp lực tác dụng lên vật không:     0,5đ P+N+T = Chiếu lên phương ngang phương thẳng đứng ta có: Nx = T Ny = P ⇒ N= 1đ N 2x + N 2y= 1322,9N A α  P B b,  Để F có giá trị nhỏ F vng góc với AB Khi đó: l P P cos= cos= α Fmin l ⇒ F= α 433N 2 Câu 5: (4điểm) �⃗ , ������⃗ a, + Các lực tác dụng vào vật: 𝐹𝐹⃗ , 𝑃𝑃�⃗ , 𝑁𝑁 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 �⃗ + ������⃗ + áp dụng ĐL II Niu-tơn : 𝐹𝐹⃗ + 𝑃𝑃�⃗ + 𝑁𝑁 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 = m𝑎𝑎⃗ (1) ° * Chiếu pt (1) lên Ox: F.cos 60 - 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 = ma (2) ° (3) * Chiếu pt (1) lên Oy: N + F.sin 60 - 𝑃𝑃 = ° (4) Từ (3) → N = P - F.sin 60 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 = µN = 11,34 N F.cos 60° −𝐹𝐹 𝑚𝑚𝑚𝑚 Gia tốc vật là: a = 𝑚𝑚 = 1,366 (m/𝑠𝑠 ) b, Quãng đường vật sau 10s là: S= 𝑎𝑎𝑡𝑡 2 = 68,3 m c, Gia tốc vật sau lực F ngừng tác dụng là:  F 0,5đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 1đ 𝑎𝑎′ = −𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑚𝑚 = -2 (m/𝑠𝑠 ) 0,5đ Vận tốc vật sau 10s là: 𝑣𝑣0 = at = 1,366.10 = 13,66 (m/s) 0,5đ Quãng đường vật tiếp lúc dừng lại là: ADCT: 𝑣𝑣 − 𝑣𝑣0 = 2𝑎𝑎′ S → S = −𝑣𝑣0 2𝑎𝑎′ = 46,6489 (m) 1đ