KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4
LẦN THỨ XIII TẠI THÀNH PHỐ HUẾ

ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ LỚP 10
Thời gian làm bài 180’

Chú ý: Mỗi câu hỏi thí sinh làm trên 01 tờ giấy riêng biệt
(Đề thi có 2 trang)

Câu 1(4 điểm):
Một quả cầu nhỏ nằm ở chân nêm AOB
vuông cân, cố định cạnh l (hình vẽ).
Cần truyền cho quả cầu vận tốc bằng
bao nhiêu hướng dọc mặt nêm để quả cầu
rơi đúng điểm B trên nêm. Bỏ qua mọi ma
sát, coi mọi va chạm tuyệt đối đàn hồi.

Câu 2 (4 điểm): Một đầu máy xe lửa nặng 40 tấn, trọng lượng chia đều cho 8 bánh xe. Trong đó có 4 bánh phát động. Đầu máy kéo 8 toa, mỗi toa nặng 20 tấn. Hệ số ma sát giữa bánh xe với đường ray là 0,07. Bỏ qua ma sát ở các ổ trục. Trên trần toa xe có một quả cầu nhỏ khối lượng 200 gam treo bằng dây nhẹ, không giãn.(cho g = 10 m/s2).
1/ Tính thời gian ngắn nhất kể từ lúc khởi hành đến lúc đoàn tàu đạt vận tốc 20km/h. Tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng và lực căng của dây treo.
2/ Sau thời gian trên, tàu hãm phanh. Biết rằng lúc này động cơ không truyền lực cho các bánh. Tính quãng đường tàu đi từ lúc hãm phanh cho đến lúc dừng; góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng và lực căng dây trong 2 trường hợp:
a. Chỉ hãm các bánh ở đầu máy
b. Hãm tất cả các bánh của đoàn tàu

Câu 3 (4 điểm): Một tấm ván khối lượng M được treo vào một dây dài nhẹ, không giãn. Nếu viên đạn có khối lượng m bắn vào ván với vận tốc v0 thì nó dừng lại ở mặt sau của ván, nếu bắn với vận tốc v1 > v0 thì đạn xuyên qua ván.
Tính vận tốc v của ván ngay sau khi đạn xuyên qua.Giả thiết lực cản của ván đối với đạn không phụ thuộc vào vận tốc của đạn. Lập luận để chọn dấu trong nghiệm.

Câu 4 (4 điểm): Hai viên bi A và B có khối lượng M và
m nối với nhau bằng một lò xo có độ cứng k và chiều dài
tự nhiên l0. Luồn hệ thống M, m, lò xo vào trục ngang XY
như hình vẽ và quay xung quanh trục OZ với vận tốc góc (.
Hai bi M, m trượt không ma sát trên thanh XY. Tìm vị trí
cân bằng của hai viên bi và khoảng cách giữa chúng.
Câu 5 (4 điểm):
Cho một ống tiết diện S nằm ngang được ngăn với bên ngoài bằng 2 pittông Pittông thứ nhất được nối với lò xo như hình vẽ. Ban đầu lò xo không biến dạng, áp suất khí giữa 2 pittông bằng áp suất bên ngoài p0. Khoảng cách giữa hai pittông là H và bằng
chiều dài hình trụ. Tác dụng lên pittông thứ 2 một lực F để nó chuyển động từ từ sang bên phải Tính F khi pittôn thứ 2 dừng lại ở biên phải của ống trụ.
































ĐÁP ÁN

Đáp án câu số : 1

Đáp án
Điểm


Chọn mốc thế năng ở mặt phẳng chứa AB
Gọi
là vận tốc của quả cầu khi
lên đến đỉnh nêm
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng


Sau khi rời O, quả cầu chuyển động
như vật ném xiên với
tạo với phương
ngang một góc 450.

+ Theo trục OY:
ay = -
; vy = v -
; y = vt -

Khi chạm B: y = 0 ( t =

Vận tốc quả cầu ngay trước va chạm: vy = v -
-v
Do va chạm đàn hồi, nên sau va chạm vận tốc quả cầu dọc theo OY là
nên bi lại chuyển động như trên.
Khoảng cách giữa hai lần va chạm liên tiếp giữa bi và mặt nêm OB là t =

+ Theo trục OX:
ax =
; v0x = 0 : quả cầu chuyển động nhanh dần đều
Quãng đường đi được dọc theo Ox sau các va chạm liên tiếp:
x1 : x2 : x3 : … = 1 : 3 : 5 :…: (2n-1)
x1 =
axt2 =

Để quả cầu rơi đúng điểm B:
x1 + x2 + … + xn = [1 + 3 + 5 + … + (2n - 1)]x1 = n2x1 = l
(
n2 = l
( v0 =

4điểm





0,5