Đề khảo sát đội tuyển HSG (Lần 1) môn Vật lí 11 - Trường THPT Thuận Thành số 1 2019-2020 (Có đáp án)

Nội dung tài liệu: Đề khảo sát đội tuyển HSG (Lần 1) môn Vật lí 11 - Trường THPT Thuận Thành số 1 2019-2020 (Có đáp án)

1. SỞ GD – ĐT BẮC NINH ĐỀ KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HSG LẦN 1 TRƯỜNG THPT THUẬN THÀNH SỐ 1 NĂM HỌC 2019 -2020 Môn: VẬT LÝ 11 Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Câu 1 (2.0 điểm): Từ A, xe (I) chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc a1, tốc độ ban đầu 5 m/s đuổi theo xe (II) khởi hành cùng lúc tại B cách A 30 m. Xe (II) chuyển động thẳng nhanh dần đều không tốc độ ban đầu với gia tốc a2 = 2a1. Biết khoảng cách ngắn nhất giữa 2 xe là 5 m. Bỏ qua ma sát, khối lượng của hai xe là m1 = m2 = 1 tấn. Tìm lực kéo của động cơ mỗi xe. Câu 2 (2,5 điểm): Hai xe ô tô bắt đầu chuyển động thẳng, x2 nhanh dần đều hướng đến một ngã tư như hình vẽ. Tại thời điểm ban đầu, xe 1 ở A với OA x và có gia tốc a1; xe 2 ở 01 A O x1 B với OB x02 và có gia tốc a2. 2 2 1. Cho a1 = 3 m/s , x01 = -15 m; a2= 4 m/s , x02 = -30 m a) Tìm khoảng cách giữa 2 xe sau 5 s kể từ thời điểm ban đầu. B b) Sau bao lâu hai xe lại gần nhau nhất? Tính khoảng cách giữa chúng lúc đó. 2. Tìm điều kiện x01, x02, a1, a2 để hai xe gặp nhau. A Câu 3 (1,5 điểm): Từ 3 điểm A, B, C trên một vòng tròn thẳng C đứng, người ta đồng thời thả cho 3 vật chuyển động. Vật thứ nhất rơi theo phương thẳng đứng AM qua tâm vòng tròn, vật B thứ hai chuyển động không ma sát theo dây BM, vật thứ 3 chuyển động không ma sát theo dây CM. Hỏi vật nào tới M trước tiên? M Câu 4 (2,5 điểm): Cho cơ hệ như hình vẽ bên, m1 = m2 = 200g m , lò xo có độ cứng k = 50 N/m, dây không dãn và bỏ qua mọi 2 ma sát, bỏ qua khối lượng của ròng rọc, cho g = 10 m/s2. a. Tìm độ dãn của lò xo khi hệ cân bằng. b. Từ vị trí cân bằng kéo m1 thẳng đứng xuống 6 cm m1 rồi buông nhẹ. Xác định tốc độ của các vật khi chúng đi qua vị trí cân bằng và khi lò xo có chiều dài tự nhiên. Câu 5 (1,5 điểm): Xác định vận tốc chảy của nước ra khỏi vòi máy nước. Cho các đồ dùng: Cốc hình trụ, thước kẹp, đồng hồ bấm giây. Hết
2. HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ ĐÁP ÁN - Chọn gốc toạ độ tại A, chiều dương là chiều chuyển động 0,25 1 2 - Phương trình chuyển động của xe I: xA = 5t + a1t (m) 2 0,5 1 2 2 - Phương trình chuyển động của xe (II): xB = 30+ a2t = 30+a1t (m) 2 1 2 - Khoảng cách giữa 2 xe x = a1t - 5t + 30 0,5 Câu 1 2 1 2 - Để khoảng cách ngắn nhất là 5 m thì phương trình: a1t - 5t + 30 = 5 có nghiệm 2 1 0,5 kép: = 25 - 4. a1.25 = 0 2 2 2 a1 = 0,5 m/s , a2 = 1 m/s F1 = 500 N, F2 = 1000 N 0,25 1 2 2 x1 x 01 a 1 t 15 1,5 t 0,25 - Phương trình chuyển động của xe đi từ A: 2 Câu 2 1 2 2 x2 x 02 a 2 t 30 2 t 0,25 - Phương trình chuyển động của xe đi từ B: 2 - Khoảng cách giữa hai xe tại thời điểm t 2 2 21 2 2 4 2 2 2 a. dxx 1 2 ()() aat 1 2 axaxtxx 101 202 0102 0,75 4 - Sau 5 s, khoảng cách giữa chúng: d = 30,1 m 2 2 2 2 2 2 2 225 4 2 25 2 d x1 x 2 1,5 t 15 2 t 30 t 165 t 1125 t 13,2 36 b. 4 4 0,75 2 d 36 dmin 6 m ; dmin 6 m t 13,2 3,63 s a1 x01 c. - Để hai xe gặp nhau: x1 x 2 0 0,5 a2 x 02 - Quãng đường đi và gia tốc của vật thứ nhất: S1 = 2R, a1 = g. 0,5 - Quãng đường đi và gia tốc của vật thứ hai: S2 = 2Rcos(AMB), 0,5 a2 = gcos(AMB). - Quãng đường đi và gia tốc của vật thứ ba: 0,5 Câu 3 S3 = 2Rcos(AMC), a3 = gcos(AMC). - Áp dụng phương trình đường đi của chuyển động biến đổi đều ta suy ra thời gian rơi 4R của mỗi vật đều bằng t = . g - Các lực tác dụng vào m khi cân bằng có 4 lực     1 PNTF2 0 Câu 4 0,5 m1 g - Chiếu lên phương ngang F T 0; T m1 g 0 x 0 Thay số x0 4 cm k a. 1 2 - Chọn mốc thế năng là vị trí cân bằng của hệ, thế năng của hệ là Wt kx 2 b. - Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ tại 2 vị trí thả cho hệ dao động và vị trí 1,0 cân bằng W1 = W2
3. 12 1 2 1 2 1 2 kx1 ()() m 1 m 2 v 1 kx 2 m 1 m 2 v 2 2 2 2 2 Thay số xác định được v2 0, 45 0,67 m/s - Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vị trí ban đầu và vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên W = W 1 3 1,0 12 1 2 1 2 1 2 kx1 ()() m 1 m 2 v 1 kx 3 m 1 m 2 v 3 2 2 2 2 Thay số xác định được v3 0, 25 = 0,5 m/s - Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian t nước chảy đầy cốc. sau đó dùng thước kẹp đo 0,5 chiều cao đáy cốc h và đường kính đáy cốc d. .d 2 - Tính thể tích cốc và cũng chính là thể tích nước: V 1 h 4 Câu 5 2 0,5 ’ .d - Đo đường kính tiết diện vòi nước máy d và tính tiết diện vòi: S 2 4 2 0,5 V d1 .h - Xác định vận tốc nước chảy v 2 S.t d 2 .t