de thi hsg mon vat ly 8 tp bac giang nam 2016 2017

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ BẮC GIANG ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2016 - 2017 Mơn: VẬT LÍ LỚP Thời gian làm 150 phút (Đề thi gồm có 02 trang) Bài 1: (4 điểm) Một tàu hỏa chuyển động thẳng 1) Một người ngồi toa tàu thấy sau 40 giây nghe thấy có 62 tiếng đập bánh xe xuống chỗ nối hai ray Tính vận tốc tàu cm/s, km/h? Biết ray có độ dài 10m, bỏ qua kích thước khe hở hai ray 2) Một người khác ngồi toa tàu nói trên, nhìn thẳng qua cửa sổ thấy sau 44,2 giây có 14 cột điện lướt qua mắt Tìm khoảng cách hai cột điện Biết cột điện cách thẳng hàng theo đường thẳng song song với đường ray 3) Một người khác ngồi toa tàu nói quay mặt phía trước nhìn vào gương phẳng treo thẳng đứng có mặt phản xạ vng góc với phương chuyển động tàu gương cách người khoảng 2m a) Người nhìn thấy gương ảnh cách 5m hành khách ngồi phía sau Hỏi hành khách cách người mét? b) Hỏi người thấy ảnh hàng ven đường chạy với vận tốc bao nhiêu? Bài 2: (4 điểm) Hai bình hình trụ thẳng đứng, tiết diện cm2 20 cm2 có đáy thơng với ống nằm ngang, ngắn, tiết diện không đáng kể 1) Người ta rót vào bình lớn 544g thủy ngân Tính áp suất đáy bình, biết khối lượng riêng thủy ngân 13600 kg/m3 2) Sau đó, người ta rót vào bình nhỏ 100 cm3 nước Tính độ tăng, giảm mức thủy ngân bình, biết khối lượng riêng nước 1000 kg/m3 3) Nếu bình thơng nói chứa nước Người ta thả vào bình lớn tích 100 cm3 có khối lượng riêng 800 kg/m3 a) Tính độ dâng cao thêm mức nước bình b) Mức nước bình dâng nhiều hơn? c) Nếu thả vào bình nhỏ, độ dâng mức nước bình bao nhiêu? Bài 3: (5 điểm) Một điểm sáng đặt cách chắn khoảng 2m Giữa điểm sáng chắn người ta đặt đĩa ngăn sáng hình tròn cho đĩa song song với điểm sáng nằm trục đĩa 1) Tìm đường kính bóng tối in màn? Biết đường kính đĩa 20cm khoảng cách từ điểm sáng đến đĩa 50cm 2) Cần di chuyển đĩa theo phương vng góc với đoạn bao nhiêu? theo chiều để đường kính bóng tối giảm nửa? 3) Biết đĩa di chuyển với vận tốc 2m/s Tìm tốc độ thay đổi đường kính bóng tối 4) Giữa ngun vị trí đĩa câu 2, thay điểm sáng vật sáng hình cầu đường kính cm a) Tìm vị trí đặt vật sáng để đường kính bóng tối kết câu b) Tính diện tích vùng nửa tối xung quanh bóng tối, lấy  = 3,14 Bài 4: (5 điểm) Một khối gỗ đồng chất, phân bố đều, hình lập phương có cạnh dài 10cm, nhúng chìm hồn tồn thùng nước hình trụ Khối gỗ giữ sợi dây nhẹ khơng dãn, cho mép cách mặt nước đoạn x0 = cm (hình vẽ) Khi sức căng sợi dây có giá trị F0 = 20N Biết trọng lượng riêng nước d2 = 10000 N/m3, tiết diện ngang đáy thùng S2 = 0,03 m2 1) Xác định trọng lượng riêng khối gỗ 2) Kéo từ từ sợi dây để khối gỗ chuyển động thẳng đứng lên Bỏ qua lực cản Hỏi: a) Áp suất nước lên đáy bình giảm so với giá trị ban đầu khối gỗ dịch chuyển đoạn x = 5cm, x = 10cm b) Công tối thiểu để kéo khối gỗ lên khỏi mặt nước Bài 5: (2 điểm) Trình bày phương án thí nghiệm để xác định trọng lượng riêng chất lỏng với dụng cụ: 01 lực kế; cốc nước biết trọng lượng riêng dn; cốc chất lỏng cần xác định trọng lượng riêng dx; vật nặng không thấm nước, chìm nước chất lỏng; dây nối mảnh, có khối lượng khơng đáng kể -Hết -Họ tên thí sinh: Số báo danh: -Cán coi thi khơng giải thích thêm HƯỚNG DẪN – ĐÁP ÁN MƠN VẬT LÍ LỚP Bài 4,0 điểm 1) 1,5 điểm - Thời gian để tàu hỏa quãng đường l (thời gian hai tiếng đập bánh xe) t = 0,5 điểm 40 (s) 62  - Vận tốc v tàu hỏa là: v = l0 10.100(62  1)   1525 cm/s t 40 0,5 điểm - Vận tốc v tàu hỏa theo đơn vị km/h là: v = 54,9 km/h 2) 1,0 điểm - Đặt l khoảng cách hai cột điện thời gian t1 để tàu hỏa quãng đường l là: t1 = 44,2  3,4(s) 14  0,5 điểm - Khoảng cách hai cột đèn là: l = v.t1 = 1525.3,4 = 5185 cm = 51,85 m 3) 1,5 điểm a) 1,0 điểm - Vẽ hình H - Khoảng cách từ người đến khách b Từ hình vẽ ta có b = HH' HH'  L a = L 2 0,5 điểm H' 0,25 điểm N b => b = a - 2L = - 2.2 = 1m b) 0,5 điểm - Vẽ hình - Vì người quan sát chuyển động với gương, nên vận tốc ảnh bên đường so với người vận tốc ảnh so với gương Từ hình vẽ ta có: Vận tốc tương đối ảnh so với gương C bằng: v= C 2G  C1G1 t  t1 0,5 điểm L a 0,5 điểm 0,25 điểm G1 G2 C1 C2 (1) Do tính chất đối xứng ảnh: v= G C  G1C t  t1 (2) Vế phải (2) vận tốc dịch chuyển gương theo tầu, tức vận tốc tầu Vậy, người tàu quan sát qua gương thấy ảnh chuyển động với vận tốc vận tốc tầu Bài 4,0 điểm 1) 1,0 điểm - Thể tích thủy ngân đổ vào bình là: V = M 544   40cm V 13,6 0,5 điểm 0,25 điểm - Chiều cao cột thủy ngân bình h= 0,25 điểm V 40   1,6cm S  s 20  - Áp suất đáy bình 16 mmHg 2) 1,5 điểm - Chiều cao cột nước là: h1 = 0,5 điểm v 100   20cm s 0,25 điểm - Mực thủy ngân ống nhỏ hạ thấp xuống, đồng thời mực thủy ngân ống lớn dâng cao lên độ chênh lệch mức thủy ngân hai ống 0,25 điểm h= 20  1,47cm 13,6 - Độ tăng, giảm độ cao cột thủy ngân tỉ lệ nghịch với tiết diện ống Mực thủy ngân ống nhỏ hạ thấp gấp lần mức dâng cao thủy ngân ống to Độ giảm mực thủy ngân ống nhỏ là: h - h' = 0,5 điểm 1,47.4  1,176cm - Độ tăng mực thủy ngân ống to h'' - h = 1,47  0,294cm 3) 1,5 điểm - Thanh có khối lượng riêng nhỏ khối lượng riêng nước, thả vào nước Phần chìm nước tích là: 0,5 điểm 0,5 điểm 800 v = 100  80cm 1000 - Nước ống phải dâng cao, thể tích nước tăng 80 cm3 Vì hai bình thơng nhau, nên mức nước hai bình dâng lên độ cao h h= V 80   3,2cm S  s 20  0,25 điểm a) Độ dâng cao mức nước ống 3,2 cm 0,25 điểm b) Mức nước hai ống dâng độ cao 3,2 cm 0,25 điểm c) Nếu thả vào ống nhỏ, độ dâng cao mức nước ống 3,2 cm 0,25 điểm Bài 5,0 điểm 1) 1,0 điểm - Vẽ hình A' - Gọi A'B' đường kính bóng tối in 0,25 điểm A2 Xét SAB  SA'B' A1 A I' AB SI SI I1 S I  ta có => A' B'  AB 0,5 điểm A' B' SI' SI' B2 B B1 Thay số ta A'B' = 80cm 0,25 điểm B' 2) 1,0 điểm - Nhìn hình vẽ ta thấy, để đường kính bóng tối giảm ta phải dịch chuyển đĩa phía - Gọi A2B2 đường kính bóng đen lúc Theo đề ta có 0,25 điểm A B2  A' B'  40cm 0,25 điểm - Mặt khác ta có SA1B1  SA2B2 ta có A1B1 SI AB AB => SI    SI' = 100 cm A B2 SI' A B2 A B2 0,25 điểm - Vậy phải di chuyển đĩa phía đoạn: II1 = SI1 - SI = 100 - 50 = 50 cm 0,25 điểm 3) 1,0 điểm - Do đĩa di chuyển với vận tốc v = 2m/s quãng đường s = II1 = 50cm = 0,5m nên thời gian là: t = s 0,5   0,25s v 0,5 điểm - Tốc độ thay đổi đường kính bóng đen là: v' = A' B'A B2 80  40   160cm/s = 1,6 m/s t 0,25 0,5 điểm 4) 2,0 điểm - Vẽ hình 0,25 điểm a) 1,0 điểm - Gọi MN đường kính vật sáng, O tâm vật sáng, P giao điểm MA' NB' Xét PA1B1  PA'B' PI1 A1B1 20    PI' A' B' 80 A2 4PI1 = PI' = PI1 + I1I' I I' 100 PI1 =  cm 3 A' (1) - Xét PMN  PA1B1 P PO MN    PI1 A1B1 20 M N A1 I1 I' B1 B' 2 100 40 PI1  cm 5 3 100 40 60 - Mà OI1 = PI1 - PO =    20cm 3 PO = => Tâm vật sáng đặt cách đĩa 20cm b) 0,75 điểm - Gọi K giao điểm NA2 MB2 Xét KMN  KA1B1 ta có KO MN    KI1 A1B1 20 2 2 KI  (OI1  KO)  OI1  KO 5 5 40 => OI1  KO hay KO = OI1  cm 5 7 => KO = 0,25 điểm B2 0,25 điểm 0,5 điểm - Xét KA1B1  PA2B2 Ta có KI1 A1B1 KI' hay A2B2 =  A1B1 KI' A B2 KI1 0,25 điểm 100  100 KI1  I1I' => A2B2 = A1B1  20 100 KI1 => A2B2 = 160 cm (A2B2 đường kính ngồi vùng nửa tối) - Từ diện tích vùng nửa tối 0,25 điểm A B2 A' B'2 π S= π π  (A B2  A' B'2 ) 4 3,14 Thay số S = (1602  802 )  15072 cm 0,25 điểm Bài 5,0 điểm 1) 1,25 điểm: - Các lực tác dụng lên khối gỗ: Trọng lực P, lực đẩy Ác-si-mét: FA, lực 0,25 điểm căng dây: F0 - Khi khối gỗ cân bằng: F0 + FA = P F0 + d2.V1 = d1.V1 0,25 điểm 3 -3 - Thể tích khối gỗ là: V = d = 10 cm = 10 m 0,25 điểm => d1 = d  F0 20  104  3  3.104 N/m V1 10 0,5 điểm 2) 3,75 điểm: a) 2,0 điểm Xác định độ giảm áp suất - Khi khúc gỗ dịch chuyển đoạn x0 = (cm) đầu tiên, mực nước thùng không thay đổi nên áp suất nước lên đáy thùng không thay đổi - Khối gỗ tiếp tục dịch chuyển đoạn X = x - x0 tính từ thời điểm mép 0,25 điểm khối gỗ bắt đầu chạm mặt nước Khi mức nước bình giảm đoạn Y Chất lỏng không chịu nén nên: S1.X = (S2-S1)Y => X S2  S1 S2    (1) Y S1 S1 - Ta có S1 = l2 = 10-2 m2; S2 = 10-2 m2 Thay vào (1) ta có: - Độ cao phần gỗ nhơ lên mặt nước h = X + Y - Khi khúc gỗ bắt đầu thoát khỏi mặt nước: X + Y = l = 0,1 Từ (2) (3) ta có: X= 0,25 điểm X  (2) Y 0,25 điểm (3) 0,2 20 0,1 10 20 10 m  cm ; Y = m  cm (Khi X≥ cm Y = cm ) 3 3 3 0,25 điểm - Tính từ thời điểm ban đầy, khối gỗ dịch chuyển đoạn x1 = (cm) X1 = x1 - x0 = 3cm < 20 X cm , mực nước hạ xuống Y1 =   1,5cm 2 - Độ giảm áp suất nước lên đáy thùng so với ban đầu P1 = Y1.d2 = 1,5.10-2.104 = 150 (Pa) 0,25 điểm - Tính từ thời điểm ban đầu khối gỗ dịch chuyển đoạn x2 = 10 cm X2 = 10 - = (cm) > đầu: Y2 = 0,25 điểm 20 cm Mực nước thùng hạ xuống so với ban 10 cm 0,25 điểm - Độ giảm áp suất nước lên đáy thùng so với ban đầu: P2 = Y2.d2 = 10 1000 10-2.104 =  333,3 (Pa) 3 b) 1,75 điểm 0,25 điểm Công tối thiểu để kéo khúc gỗ lên khỏi mặt nước ứng với trường hợp vật chuyển động đều: F = P - FA - Khi ≤ x0 ≤ cm F = F0 = 20 N - Khi cm V = thay (4) vào (3) ta có: P3 = P1 - dx => dx = P1  P3 dn P1  P2 P1  P2 dn P1  P2 dn (4) 0,25 điểm (5) 0,25 điểm 2) Thực hành 0,25 điểm - Xác định trọng lượng vật nặng khơng khí P1 - Xác định trọng lượng vật nặng nước P2 - Xác định trọng lượng vật nặng chất lỏng cần xác định trọng lượng 0,25 điểm riêng P3 - Thay giá trị đo vào (5) ta xác định trọng lượng riêng chất 0,25 điểm lỏng Hướng dẫn chung: - Học sinh giải nhiều cách khác cho điểm tối đa - Học sinh làm đến đâu cho điểm đến (nếu trình lập luận biến đổi bước trước sai bước sau khơng cho điểm) - Thiếu sai đơn vị đo kết trừ 0,25 điểm/1 lỗi Tồn trừ tối đa khơng q 0,5 điểm - Điểm tồn khơng làm tròn số  ... tích là: 0,5 điểm 0,5 điểm 80 0 v = 100  80 cm 1000 - Nước ống phải dâng cao, thể tích nước tăng 80 cm3 Vì hai bình thơng nhau, nên mức nước hai bình dâng lên độ cao h h= V 80   3,2cm S  s 20 ... là: t1 = 44,2  3,4(s) 14  0,5 điểm - Khoảng cách hai cột đèn là: l = v.t1 = 1525.3,4 = 5 185 cm = 51 ,85 m 3) 1,5 điểm a) 1,0 điểm - Vẽ hình H - Khoảng cách từ người đến khách b Từ hình vẽ ta... lên đáy bình giảm so với giá trị ban đầu khối gỗ dịch chuyển đoạn x = 5cm, x = 10cm b) Công tối thi u để kéo khối gỗ lên khỏi mặt nước Bài 5: (2 điểm) Trình bày phương án thí nghiệm để xác định