ĐỀ CHÍNH THỨC Môn thi: Vật lý Ngày thi: 19/3/2016 Thời gian làm bài: 150 phút Câu I (4 điểm) Một viên đạn đang bay ngang với vận tốc 100m/s thì nổ thành hai mảnh có khối lượng m1 = 5kg và m2 = 10kg. Mảnh nhỏ bay lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 100m/s. Hỏi mảnh to bay theo phương nào, với vận tốc bao nhiêu? Bỏ qua sức cản không khí và khối lượng thuốc nổ. Câu II (4 điểm) Một quả cầu A có kích thước nhỏ và có khối lượng m = 50g, được treo dưới một sợi dây mảnh, không giãn có chiếu dài l = 1m. Ở vị trí cân bằng 0 quả cầu cách mặt đất nằm ngang một khoảng h = 0, 8m. Đưa quả cầu ra khỏi vị trí cân bằng 0 sao cho sợi dây lập với phương thẳng đứng một góc α = 600, rồi buông cho nó chuyển động không vận tốc ban đầu. Bỏ qua lực cản của môi trường. Cho gia tốc trọng trường g = 10m/s2. 1-Tính lực căng của sợi dây khi quả cầu A qua vị trí cân bằng 0. 2-Nếu khi đến 0 dây bị đứt thì hãy mô tả chuyển động của quả cầu Và viết phương trình quỹ đạo chuyển động của quả cầu sau khi dây đứt. 3-Xác định vận tốc của quả cầu khi chạm đất và vị trí điểm chạm. Câu III (4 điểm) Hai vật khối lượng m1 = 15kg và m2 = 10kg được nối với nhau bằng một Sợi dây vắt qua ròng rọc gắn cố định ở đỉnh mặt phẳng nghiêng góc α = 300 Như hình vẽ. Thả cho hệ hai vật chuyển động thì sau 6, 4s vật m2 Đi xuống được 3, 2m. Bỏ qua khối lượng dây nối và ròng rọc. 1-Tìm hệ số ma sát k của mặt phẳng nghiêng. 2-Tính lực căng dây. Lấy g = 10m/s2. Câu IV (4 điểm) Thanh AB đồng chất dài AB = 60cm khối lượng m1 = 2kg được gắn vào bức tường đứng thẳng bởi bản lề B; đầu A của thanh treo vật nặng khối lượng m2= 2kg và được giữ cân bằng nhờ sợi dây AC nằm ngang có đầu C cột chặt vào bức tường, cách B đoạn BC = 30 cm. Xác định phương, chiều và độ lớn các lực tác dụng lên thanh AB. Lấy g = 10m/s2. Câu V (4 điểm) Một ô tô khối lượng m = 1 tấn chuyển động thẳng đều trên mặt đường nằm ngang với vận tốc v0 = 36km/h. Biết công suất của động cơ ô tô là 5kW. 1-Tính lực ma sát của mặt đường. 2-Sau đó ô tô tăng tốc, chuyển động nhanh dần đều, sau khi đi thêm được quãng đường s = 125m, vận tốc ô tô tăng đến 54km/h. Tính công suất trung bình của động cơ ô tô trên quãng đường này và công suất tức thời của động cơ ở cuối quãng đường. * * *Hết------------------- Họ và tên thí sinh: . Số báo danh: . SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG HÀ ĐÔNG HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI Lớp 10, năm học 2015-2016 Môn thi: Vật lý Câu I (4 điểm) Động lượng trước khi nổ: = (m1+m2). → p = 15.100 = 1500 kg. M/s.. 0, 5đ Động lượng của 2 mảnh đạn sau khi nổ: →p1 = 500 kg. M/s ;.. 0, 5đ Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: = +.. 0, 5đ Vẽ hình minh họa theo công thức cộng véc tơ.. 1đ Áp dụng định lý pitago: P2= →v2= 100m/s ≈ 173m/s.. 1đ Sinα = 0, 5→ α = 300.. 0, 5đ Câu II (4 điểm) 1-chọn mốc tính thế năng tại O Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng tại A và O: V02 = 2gl (1 - cosα) → v0 = m/s.. 1đ Áp dụng định luật II Newton: + = m ; chiếu lên trục hướng tâm: T = m (g +) = mg (3- 2cosα) =1N.. 1đ 2-Sau khi dây đứt quả cầu chuyển động như một vật được ném ngang với vận tốc ban đầu v0 Chọn hệ trục tọa độ xOy, Oy thẳng đứng hướng xuống, Ox cùng chiều vo.. 0, 5đ X=v0t = t; y=g. T2/2 = 5. T2 → y = x2/2.. 0, 5đ 3- quả cầu chạm đất tại M với yM= h =0, 8m; xM=1, 26m.. 0, 5đ Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng vM = = ≈ 5, 1m/s.. 0, 5đ Câu III (4 điểm) 1-Chọn trục tọa độ trùng với quỹ đạo chuyển động Vẽ hình và biểu diễn các lực tác dụng lên 2 vật.. 1đ Tính gia tốc chuyển động của hệ vật: A = 2s/t2 = 0, 15625m/s2.. 0, 5đ Viết phương trình động lực học cho 2 vật, sau đó chiếu lên trục tọa độ đã chọn.. 1đ T – P1. Sinα – Fms =m1a (1) P2 –T = m2 a (2) Từ 2 phương trình trên tính lực ma sát Fms = 21, 1N = µ. P1cosα →µ=0, 162.. 0, 5đ 2- Từ phương trình (2) tìm lực căng dây T = m2 (g - a) =98, 4N.. 1đ Câu IV (4 điểm) Xác định phương, chiều, độ lớn của trọng lực của thanh P1 = m1g = 20N.. 0, 5đ Xác định phương, chiều, độ lớn của lực căng dây T2 tại đầu A: . 0, 5đ T2 = P2 = m2g = 20N Áp dụng quy tắc mô men lực đối với trục đi qua B: . 0, 5đ M (T1) = M (T2) + M (P1) T. BC = T2. AC + P1. AC/2 (1) Xác định góc α=450 nên BC = AC.. 0, 5đ Từ (1) tính T=30N.. 0, 5đ Xác định phản lực N của bản lề bằng điều kiện cân bằng: . 0, 5đ + = (*) Chiếu (*) lên trục nằm ngang và thẳng đứng: – T1 + N1 = 0; -P1 + N2 – T2 = 0 N1 =30N; N2 = 40N → N = 50N.. 0, 5đ Tanβ = ¾ →β ≈ 370.. 0, 5đ Câu V (4 điểm) 1-Xác định các lực tác dụng lên ô tô và viết phương trình chuyển động: . 0, 5đ + = Chiếu (*) lên hướng chuyển động: Fk – Fms= 0.. 0, 5đ Áp dụng công thức P = Fk. V → Fk = 500N → Fms = Fk = 500N.. 0, 5đ 2-Áp dụng định luật II Newton viết phương trình chuyển động.. 0, 5đ + = m Fk – Fms= m. A Tính gia tốc a= (v2 – v02) /2s = 0, 5 m/ss.. 0, 5đ Fk = Fms + ma = 1000N.. 0, 5đ Công suất trung bình = Fk = 12500W.. 0, 5đ Công suất tức thời ở cuối quãng đường :P = Fk. V = 15000W.. 0, 5đ Chú ý: Thí sinh làm theo cách khác mà đúng đáp số và bản chất vật lý vẫn cho đủ
