HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN BỈNH KHIÊM
TỈNH QUẢNG NAM
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ KHỐI 10
NĂM 2015
Thời gian làm bài 180 phút
(Đề này có 03 trang, gồm 04 câu)
Câu 1 ( 4 điểm) : Các định luật bảo toàn.
Trong một mặt phẳng thẳng đứng, một máng nghiêng được nối với một máng tròn
ở điểm tiếp xúc A của máng tròn với mặt phẳng nằm ngang như hình vẽ. Ở độ cao h trên
máng nghiêng có vật 1 (khối lượng m
1
= 2m); ở điểm A có vật 2 ( khối lượng m
2
= m).
Các vật có thể trượt không ma sát trên máng. Thả nhẹ nhàng cho vật 1 trượt đến va chạm
vào vật 2. Va chạm là hoàn toàn đàn hồi.
a. Với h <
2
R
(R là bán kính của máng tròn), hai vật chuyển động như thế nào sau
va chạm ? Tính các độ cao cực đại h
1
và h
2
mà chúng đạt tới sau va chạm.
b. Tính giá trị cực tiểu h
min
của h để sau va chạm vật 2 có thể đi hết máng mà vẫn

1
trượt trên mặt trụ m
2
,
sau đó hai trụ lăn không trượt lên nhau.
a.Tính các vận tốc góc
1
ω
và
ω
2
của hai hình trụ lúc đã hết trượt.
b.Tính nhiệt lượng tỏa ra do sự trượt.
Câu 4: ( 5 điểm) Nhiệt học và vật lý phân tử.
Một mol khí đơn nguyên tử lí tưởng thực hiện một chu trình như hình vẽ. Quá trình bản
chất là sự giãn đoạn nhiệt. P
b
= 10atm, V
b
= 10
-3
m
3
và V
c
= 8 V
b.
Tính
a. Nhiệt lượng cung cấp cho khí
b. Nhiệt lượng chất khí thải ra

1
= 2m); ở điểm A có vật 2 ( khối lượng m
2
= m).
Các vật có thể trượt không ma sát trên máng. Thả nhẹ nhàng cho vật 1 trượt đến va chạm
vào vật 2. Va chạm là hoàn toàn đàn hồi.
a. Với h <
2
R
(R là bán kính của máng tròn), hai vật chuyển động như thế nào sau
va chạm ? Tính các độ cao cực đại h
1
và h
2
mà chúng đạt tới sau va chạm.
b. Tính giá trị cực tiểu h
min
của h để sau va chạm vật 2 có thể đi hết máng mà vẫn
bám không tách rời máng.
Lời giải
a.Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ; khi vừa tới A vật 1 có vận tốc
1
2
2mv
2
= 2mgh
⇒
v =
gh2
, va chạm đàn hồi vào vật 2

1
=
3
v
và v
2
=
v
3
4
……………………………………… 0.5đ.
Ta thấy v
1
, v
2
cùng dấu v nên sau va chạm 2 vật tiếp tục chuyển động theo chiều ban
đầu của vật 1.
- Định luật bảo toàn cơ năng cho các vật có
1
h
B
O
2
A
2m
2
1
1
2
2

1
<
R
18
1
(<R) và h
2
<
R
9
8
(<R). Nghĩa là 2 vật vẫn còn bám
máng……………………………………………………………………0.5đ.
b.Phương trình động lực học cho vật 2 tại vị trí góc
α
(hình vẽ)
mgcos
α
+ Q =
α
cos
22
mg
R
mv
Q
R
mv
−=⇒
…………………………0.5đ.

≥⇒
2
………………………………………………… 0.25đ.
+ Bảo toàn cơ năng : v
2
2
= v
gRvRg
B
522
2
2
2
≥⇒+
Theo câu a có v
2
2
=
gRghvvv 5
9
32
9
16
9
16
22
2
2
≥==⇒
………… 0.25đ.

………………………………………… 0.5đ.
Chiếu lên phương trình tiếp tuyến, chiều dương như hình vẽ có:
R
t
= mgsin
α
-
α
cos.
2
r
mv
= 0 với r = IM = Rsin
α
………………… 0.25đ.
⇒
mgsin
α
-
α
α
sin
cos
2
R
mv
= 0
⇒
mgsin
α

00sin
ω
α
αα
………………………………………………….0.5đ.
Vậy:
- Với
0=
α
, bi cân bằng tại vị trí A (đáy hình cầu)…………………….0.25đ
- Với
1
α
(
R
g
2
1
cos
ω
α
=
, với g <
R
g
R 〉⇒
22
ωω
) ta có vị trí cân bằng thứ 2 của
bi………………………………………………………………………0.25đ.

⇒
+ Nếu g -
2
ω
R>0
2
ω
⇔
<
R
g
thì R
t
>0
⇒
bi trở lại A nên A là vị trí cân bằng
bền…………………………………………………………….0.5đ.
+ Nếu g -
2
ω
R < 0
2
ω
⇔
>
R
g
thì R
t
< 0

g -
2
ω
Rcos
α
> 0 tức R
t
> 0
⇒
vật trở về vị trí cân bằng
1
α
.
( )
1
…………………………………………………… …0.5đ.
- Khi bi tụt xuống một chút
α
<
α
1

⇒
g -
2
ω
Rcos
α
< 0
⇒

vận tốc góc
0
ω
. Người ta áp vào hình trụ trên một hình trụ thứ 2 có khối lượng m
2
, bán
kính R
2
sao cho chúng có chung đường sinh. Lúc đầu mặt trụ m
1
trượt trên mặt trụ m
2
,
sau đó hai trụ lăn không trượt lên nhau.
a.Tính các vận tốc góc
1
ω
và
ω
2
của hai hình trụ lúc đã hết trượt.
b.Tính nhiệt lượng tỏa ra do sự trượt.
Lời giải
a.Tính các vận tốc
1
ω
và
ω
2
của hai trụ.

→
ω
2

Có
∆
( I
ω
) = I
2

2
ω
; I
2
=
2
1
m
2
R
2
2
……………………………0.5đ.
⇒
M.
τ
∆
= FR
2

τ
∆
= I
1
(
ω
0
-
ω
1
) ; I
1
=
2
1
m
1
R
2
1
⇒
F.
τ
∆
=
2
22
R
ω
Ι

b.Nhiệt lượng tỏa ra do sự trượt:
Động năng ban đầu của trụ m
1
: W
0

2 2 2
1 0 1 1 0
1 1
2 4
I m R
ω ω
= =
…………… 0.5đ.
Động năng các trụ lúc sau:
W
1
=
2
21
1
2
11
2
1






m m
ω ω
 
= =
 ÷
+
 
……………………………….0.25đ.
Vậy nhiệt lượng tỏa ra Q = W
0
- W
1
- W
2

2
1 2
0
1 2
4
m m R
Q
m m
ω
⇒ =
+
……….0.5đ.
Câu 4: ( 5 điểm) Nhiệt học và vật lý phân tử.
Một mol khí đơn nguyên tử lí tưởng thực hiện một chu trình như hình vẽ. Quá
trình bc là sự giãn đoạn nhiệt. P

∆
T với
µ
m
R(T
b
– T
a
) = P
b
V
b
– P
a
V
a
; i=3 ……0.5đ.
Nên Q
ab
=
2
3
(P
b
P
b
– P
a
V
a

c
5
3
c
V
mà P
c
= P
a
, V
c
= 8V
a
= 8V
b
…………………… 0.25đ.
⇒
P
b
5
3
b
V
= P
a
(8V
a
)
5/3
= P

8
b
P
…………………………………………0.25đ.
Vậy Q
ab
=






−
B
b
bb
V
P
VP .
8
2
3
3/5
=
2
3
P
b
V

=
5/3 5/3
3
.8
2 8 8
b b
b b
P P
V V
 
−
 ÷
 
…………………………0.5đ.
=






−
3/53/5
8
8
8
1
2
3
bb

khí sinh công A
/
= 906,25J……………………………………0.5đ.
d.Hiệu suất của chu trình:
H =
'
ab
A
Q
=
125,1453
25,906

≈
64% 1đ.
Câu 5: ( 2 điểm) Phương án thực hành.
Một cốc đong trong thí nghiệm có dạng hình trụ đáy tròn, khối lượng M, thể tích
bên trong của cốc là V
0
. Trên thành cốc, theo phương thẳng đứng người ta khắc các vạch
chia để đo thể tích và đo độ cao của chất lỏng trong cốc. Coi đáy cốc và thành cốc có độ
dày như nhau, bỏ qua sự dính ướt. Được dùng một chậu to đựng nước, hãy lập phương án
để xác định độ dày d, diện tích đáy ngoài S và khối lượng riêng
c
ρ
của chất làm cốc.
Yêu cầu:
a.Nêu các bước thí nghiệm. Lập bảng biểu cần thiết
b.Lập các biểu thức để xác định d, S theo các kết quả đo của thí nghiệm (cho khối
lượng riêng của nước là

n1
h
n2
V
1
V
2
d S
b.Các biểu thức
Phương trính cân bằng cho cốc có nước sau khi thả vào chậu:
ρ
g (d + h
n
).S = (M + m
t
)g……………0.25đ.
→
ρ
(d + h
n
).S = M + V
t
.
ρ
( )
1
Từ
( )
1
ta thấy h

, h
n2
, … trên vạch chia thành cốc. Lấy
( )
3
-
( )
2
⇒
S =
2 1
2 1n n
V V
h h
−
−
………………………………….0.25đ.
Thay đổi các giá trị V
2
, V
1
, h
n2
, h
n1
nhiều lần để tính S
Sau đó ta thay vào
( )
2
tính được

là diện tích đáy trong của cốc.
Ta có
h = h
0
+ d; h
0
=
2
00
r
V
S
V
t
t
t
π
=
; R = r + d =
π
S
…….0.25đ.
⇒
r =
π
S
- d……………………………………….0.25đ.
c
ρ


=
π
0.25đ.

Người ra đề: Nguyễn Thị Ngọc Én - ĐT liên hệ: 0982543038
Ký tên: