Người ta thả thẳng đứng một thanh gỗ có khối lượng riêng D2=0,8g/cm3, tiết diện S2=10cm2, khi cân bằng thì thấy phần chìm trong nước là h=20cm, đầu dưới của thanh gỗ cách đáy bình một đo
Trang 1Năm học 2010-2011 Môn: Vật lí 8
Thời gian làm bài: 90 phút
Bài 1: (4 điểm) Một người đánh cá bơi thuyền ngược dòng sông Khi tới chiếc cầu bắc
ngang sông, người đó đánh rơi một cái can nhựa rỗng Sau 1 giờ, người đó mới phát hiện
ra, cho thuyền quay lại và gặp can nhựa cách cầu 6 km Tìm vận tốc của nước chảy, biết rằng vận tốc của thuyền đối với nước khi ngược dòng và xuôi dòng là như nhau
Bài 2: (4 điểm) Trong bình hình trụ tiết diện S1=30cm2 có chứa nước, khối lượng riêng
D1=1g/cm3 Người ta thả thẳng đứng một thanh gỗ có khối lượng riêng D2=0,8g/cm3, tiết diện S2=10cm2, khi cân bằng thì thấy phần chìm trong nước là h=20cm, đầu dưới của thanh gỗ cách đáy bình một đoạn ∆h=2cm
a) Tính chiều dài l của thanh gỗ.
b) Tìm chiều cao mực nước đã có lúc đầu trong bình
Bài 3: (4 điểm) Đưa một vật khối lượng m=200kg lên độ cao h = 10m người ta dùng một trong hai cách sau:
1) Dùng hệ thống gồm một ròng rọc cố định, một ròng rọc động Lúc này lực kéo dây để nâng vật lên là F 1 =1200N Hãy tính:
a) Hiệu suất của hệ thống.
b) Khối lượng của ròng rọc động, biết hao phí để nâng ròng rọc động bằng ¼ hao phí tổng cộng do ma sát.
2) Dùng mặt phẳng nghiêng dài l=12m Lực kéo vật lúc này là F 2 =1900N Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng, hiệu suất của cơ hệ này.
Bài 4: (4 điểm) Người ta ghép ba chiếc gương
phẳng và một tấm bìa để tạo nên một hệ gương
có mặt cắt ngang là một hình chữ nhật (như
hình vẽ) Trên tấm bìa, tại điểm A có một lỗ
nhỏ cho ánh sáng truyền qua
a) Hãy vẽ một tia sáng (trên mặt phẳng cắt ngang như hình vẽ) từ ngoài truyền qua
lỗ A sau khi phản xạ lần lượt trên các gương G1; G2; G3 rồi lại qua lỗ A ra ngoài
b) Hãy chứng tỏ rằng chiều dài quãng đường đi của tia sáng trong hộp nói ở câu a)
là không phụ thuộc vào vị trí của điểm A
1
A
G1
G2
G3
Trang 2Câu 5: (4điểm) Hãy xác định khối lượng riêng D của một bát sứ nếu có các dụng cụ: một
bình hình trụ đựng nước (bát lọt bình), 1 cái bát sứ, một thước kẻ có độ chia nhỏ nhất là 1mm Biết khối lượng riêng của nước là D0
HẾT
-(Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)
Họ tên thí sinh SBD:
Trang 3HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ 8
HDC này gồm 3 trang
A
- Ký hiệu A là vị trí của cầu, C là vị trí thuyền quay trở lại và B là vị
trí thuyền gặp can nhựa Ký hiệu u là vận tốc của thuyền so với nước,
v là vân tốc của nước so với bờ Thời gian thuyền đi từ C đến B là:
( ).1 6
CB CA AB CB
t
- Thời gian tính từ khi rơi can nhựa đến khi gặp lại can nhựa là:
1
AC CB
u v
+
- Rút gọn phương trình trên ta có: 2.v= 6 ⇒ v= 3 (km/h)
2
3 đ
a
1 đ
Vẽ hình và phân tích lực đúng:
Gọi P là trọng lượng của thanh gỗ, Fa là lực đẩy Acsimet tác dụng lên phần chìm của thanh gỗ trong nước
Khi cân bằng ta có:
P = Fa →D2.S2 l = D1.S2.h →l=
20 8 0
1 2
1 h=
D
D
=25 (cm)
0,25
0.25 0.5
b
1đ
Chiều cao mực nước hiện tại trong bình là h’=h + ∆h=22 (cm) Tổng thể tích nước và phần gỗ chìm trong nước là
V’= h’.S1=22.30=660 (cm3) Thể tích phần gỗ chìm trong nước là:
∆V = h.S2=20.10=200 (cm3) Thể tích nước ban đầu là trong bình là V = V’ - ∆V = 460 (cm3) Chiều cao mực nước ban đầu khi chưa thả khối gỗ là:
30
460 1
S
V
15,33(cm)
0.25
0.25 0.25
0.25
c
1đ
Khi nhấn chìm khối gỗ xuống tới đáy bình, mực nước dâng lên chưa
đủ ngập khối gỗ, chiều cao của mực nước mới là:
F
a
P
1
Trang 4l'= 23( )
20
460 2
1
cm S
S
−
(Vì l’<l nên mực nước chưa đủ ngập khối gỗ)
Phần gỗ chìm thêm trong nước so với trạng thái cân bằng là ∆l = 3 (cm) Lực đẩy cực đại là F= dn.∆l.S2 = 104.3.10-2.10-3 = 0.3 (N)
Quãng đường khối gỗ phải đi thêm là s = 2 (cm) Vậy công cần thực hiện là A= .F s
2
1
= 0.003 (j)
0.25
0.5
0.25
1a Hiệu suất của hệ thống
Công nâng vật lên 10 mét là: A i = P.h =10.m.h = 20000J Dùng ròng rọc động lợi bao nhiêu lần về lực thì lại thiệt bấy nhiêu lần về đường đi, nên khi nâng vật 1 đoạn h thì kéo dây một đoạn s = 2h Do đó công phải dùng là:
A tp =F 1 s=F 1 2h=1200.2.10 = 24000J
Hiệu suất của hệ thống là: H =
tp
i
A
A
= 83,33%
1b Khối lượng của ròng rọc.
Công hao phí: A hp =A tp -A 1 = 4000J Gọi Ar là công hao phí do nâng ròng rọc động, A ms là công thắng ma sát Theo đề bài ta có: A r = 1
4 A ms => A ms = 4A r
Mà A r + A ms = 4000 => 5A r =4000
=> A r =400
5 =800J => 10.m r h = 800 => m r =8kg
2.Lực ma sát – hiệu suất của cơ hệ.
Công toàn phần dùng để kéo vật:
A’ tp =F 2 l =1900.12=22800J Công hao phí do ma sát: A’ hp =A’ tp – A 1 =22800-20000=2800J Vậy lực ma sát: F ms = A'hp
2800
12 = 233,33N
Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng: H 2 = 1
tp
A 100%
0,5 0,5
0,5 0,5
4
3đ
a
1đ
A
G1
G2
G3
A
A3
B
C
D H
K I
2
Trang 5Lấy A1 đối xứng với A qua G1; Lấy A2 đối xứng với A1 qua G2; lấy A3 đối xứng với A2 qua G3;
Kẻ đường thẳng đi qua AA3 cắt G3 tại D,kẻ đường thẳng DA2 cắt G2 tại C, kẻ đường thẳng CA1 cắt G1 tại B, tia DA là tia phản xạ cuối
B
2đ
Gọi chiều dài gương G1, G2 lần lượt là a, b;
Xét tứ giác ABCD:
Chứng minh được ABCD là hình bình hành
Chỉ ra được ∆AHD = ∆ CKB và A1 đối xứng với A qua G1 suy ra
A1I=a và CI=b; AB+BC= A1C;
A1C2=A1I2+IC2 =a2+b2 Vậy AB+BC+CD+DA=2(a2+b2) không đổi
Vậy chiều dài quãng đường đi của tia sáng trong hộp không phụ thuộc vào vị trí của điểm A trên cạnh của hình chữ nhật
0.25
0.5 0.5 0.25 0.5
Giám khảo chú ý:
- Ngoài đáp án trên, nếu học sinh làm theo cách khác mà vẫn đúng bản chất vật lý và đáp số thì vẫn cho điểm tối đa
- Nếu học sinh làm đúng từ trên xuống nhưng chưa ra kết quả thì đúng đến bước nào cho điểm đến bước đó
- Nếu học sinh làm sai trên đúng dưới hoặc xuất phát từ những quan niệm vật lí sai thì dù có ra kết quả đúng vẫn không cho điểm
- Nếu học sinh không làm được câu a mà vẫn có kết quả để làm câu b thì bài đó không được tính điểm
- Trong mỗi bài nếu học sinh không ghi đơn vị của các đại lượng cần tìm hai lần hoặc ghi sai đơn vị thì trừ 0,25 điểm cho toàn bài
-3