Đề thi học sinh giỏi vật lý lớp 10 - Đề thi học sinh giỏi cấp trường

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI KHỐI 10

Năm học: 2020 - 2021

MÔN: Vật Lý

Thời gian làm bài: 120 phút

Ngày thi: 21 tháng 01 năm 2020

Bài 1 (3 điểm) :

Một chất điểm chuyển động từ A đến B (cách A một đoạn s = 315m). Cứ chuyển động được 3 giây thì chất điểm lại nghỉ 1 giây. Trong 3 giây đầu chất điểm chuyển động với tốc độ

. Trong các khoảng 3 giây tiếp theo chất điểm chuyển động với tốc độ 2vo, 3v0, nv0. Tìm tốc độ trung bình của chất điểm trên quãng đường AB?

Câu 2 (3 điểm) :

Một ô tô đang chạy với vận tốc v0 thì tài xế hãm phanh do phía trước có chướng ngại vật. Xe chuyển động chậm dần đều và dừng lại sau khi đi được 25 m tính từ vị trí hãm phanh. Biết quãng đường xe đi được trong giây đầu tiên gấp 5 lần quãng đường xe đi được trong giây cuối cùng. Tìm v0 và gia tốc chuyển động của xe.

Câu 3 (4 điểm) : Một vật rơi tự do đi được 10m cuối cùng của quãng đường trong khoảng thời gian 0, 25s. Cho g = 9, 8m/s2. Tính:

A. Vận tốc của vật khi chạm đất và độ cao từ đó vật bắt đầu rơi?

B. Giả sử cũng từ độ cao này người ta ném thẳng đứng một vật thứ hai (cùng một lúc với khi thả vật thứ nhất rơi tự do). Hỏi phải ném vật thứ hai với vận tốc ban đầu có hướng và độ lớn như thế nào để vật này chạm mặt đất trước vật rơi tự do 1 giây.

Câu 4 (5 điểm) : Một vật đặt ở chân mặt phẳng nghiêng một góc a = 300 so với phương nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng là m = 0, 2. Vật được truyền một vận tốc ban đầu v0 = 2 m/s theo phương song song với mặt phẳng nghiêng và hướng lên phía trên. Cho g=10m/s2.

A) Sau bao lâu vật lên tới vị trí cao nhất?

B) Quãng đường vật đi được cho tới vị trí cao nhất là bao nhiêu?

Câu 5 (5 điểm) : Hai vật cùng khối lượng m = 1 kg được nối với nhau bằng sợi dây không dãn và khối lượng không đáng kể. Một trong hai vật chịu tác động của lực kéo F hợp với phương ngang góc a = 300. Hai vật có thể trượt trên mặt bàn nằm ngang. Hệ số ma sát giữa vật và bàn là 0, 268. Biết rằng dây chỉ chịu được lực căng lớn nhất là 10 N. Tính lực kéo lớn nhất để dây không đứt. Lấy

= 1, 732, g=10m/s2.



* * * HẾT -----------

- Thí sinh không được sử dụng tài liệu, cán bộ coi thi không giải thích gì thêm -

Họ và tên thí sinh:. Số báo danh:.

BÀI

NỘI DUNG

ĐIỂM

Bài 1

(3đ)

Đặt:



Gọi quãng đường mà chất điểm đi được sau

giây là s:



Trong đó s1 là quãng đường đi được của chất điểm trong 3 giây đầu tiên. S2, s3, sn là các quãng đường mà chất điểm đi được trong các khoảng 3 giây kế tiếp.

Suy ra:





Với



7, 5n (n+1) = 315





(loại giá trị n=-7)

Thời gian chuyển động:



Tốc độ trung bình:





.

Bài 2

(4đ)



Quãng đường vật đi trong giấy đầu tiên: SAB = v0 + a/2

Quãng đường vật đi trong giấy cuối cùng

SCD = vC + a/2

VD = vC + a. T => vC = - a

Mà sAB = 5sCD => v0 + a/2 = 5 (- a + a/2) => v0 = -3a

Do s = (vD2 – v02) / (2a) => s = - v02/ (2a) = - (-3a) 2/2a => s = - 4, 5a

=> a = - 5, 56 m/s2

=> v0 = 16, 67 m/s

Bài 3

A. Chọn gốc tọa độ tại nơi thả vật, chiều dương hướng xuống, gốc thời gian lúc thả vật.

Tại A (tại mặt đất) :



Tại B (cách mặt đất 10m) :





Từ (1) và (2) ta có:



Thay (3) vào (4) ta có:







B.

và ném xuống

Bài 4

(5đ)

Ta chọn:

- Gốc tọa độ O: Tại vị trí vật bắt đầu chuyển động.

- Chiều dương Ox: Theo chiều chuyển động của vật.

- Chiều dương Oy: Vuông góc với mp nghiêng, hướng lên

- MTG: Lúc vật bắt đầu chuyển động (t0 = 0)

* Các lực tác dụng lên vật:

(vẽ hình)

* Áp dụng định luật II Niu-tơn cho vật:

(1)

Chiếu phương trình (1) lên oy ta có:

N- P. Cosa=0 => N= mgcosa

È Lực ma sát tác dụng lên vật: Fms = m. N = m. Mgcosa

Chiếu phương trình (1) lên ox ta có:

- P. Sina– Fms = ma

- Mgsina - m. Mgcosa = ma

Þ a = - g (sina + mcosa) = - 6, 7 m/s2

A) Thời gian để vật lên đến vị trí cao nhất:



B) Quãng đường vật đi được:



Bài 5

(5đ)



Vật 1 có:



Chiếu xuống Ox ta có: F. Cos 300 - T1 - F1ms = m1a1

Chiếu xuống Oy: Fsin 300 - P1 + N1 = 0

Và F1ms = m N1 = m (mg - Fsin 300)

Þ F. Cos 300 - T1 - m (mg - Fsin 300) = m1a1 (1)

Vật 2:



Chiếu xuống Ox ta có: T - F2ms = m2a2

Chiếu xuống Oy: -P2 + N2 = 0

Mà F2ms = m N2 = mm2g

Þ T2 - mm2g = m2a2

Hơn nữa vì m1 = m2 = m; T1 = T2 = T ; a1 = a2 = a

Þ F. Cos 300 - T - m (mg - Fsin 300) = ma (3)

Þ T - mmg = ma (4)

Từ (3) và (4)