Đề khảo sát đội tuyển học sinh giỏi lớp 8 môn lý

Tìm khối lượng của quả cầu.. Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng, hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.. Một tia sáng chiếu vào hai gương phẳng có đường truyền như hình

TRƯỜNG THCS TAM DƯƠNG ĐỀ THI KHẢO SÁT HỌC SINH GIỎI KHỐI 8

LẦN 1 NĂM HỌC 2017-2018

Môn: Vật lý

Thời gian làm bài: 120 phút

Bài 1 (2,0 điểm) Một người đi từ A đến B Một phần ba quãng đường đầu người đó đi với

vận tốc v1, hai phần ba thời gian còn lại đi với vận tốc v2, quãng đường cuối cùng đi với vận tốc v3 Tính vận tốc trung bình của người đi đó trên cả quãng đường Áp dụng bằng số v1=

10 km/h; v2=15 km/h; v3=18km/h

Bài 2 (2,5 điểm).

1) Một quả cầu đặc (quả cầu 1) có thể tích V = 100cm3 được thả vào trong một bể nước đủ rộng Người ta thấy quả cầu chìm 25% thể tích của nó trong nước và không chạm đáy bể Tìm khối lượng của quả cầu Cho khối lượng riêng của nước là D=1000kg/m3

2) Người ta nối quả cầu trên với quả cầu đặc khác (quả cầu 2) có cùng kích thước bằng một sợi dây nhỏ, nhẹ không co dãn rồi thả cả hai quả vào bể nước Quả cầu 2 bị chìm hoàn toàn (không chạm đáy bể) đồng thời quả cầu 1 bị chìm một nửa trong nước

a) Tìm khối lượng riêng của quả cầu 2 và lực mà sợi dây tác dụng lên nó

b) Người ta đổ dầu từ từ vào bể cho đến khi phần thể tích Vx của quả cầu 1 chìm trong dầu bằng phần thể tích của nó chìm trong nước Tìm Vx biết khối lượng riêng của dầu Dd = 800kg/m3

Bài 3 (2,5 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 có hiệu suất là 80% Hãy tính:

a) Lực kéo dây để nâng vật lên

b) Công nâng 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 F2=1900N Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng, hiệu suất của mặt phẳng nghiêng

Bài 4 (2,0 điểm).

Một tia sáng chiếu vào hai gương phẳng có đường truyền như hình vẽ

Tính góc B AC trong 2 trường hợp sau đây:

1 Biết tam giác ABC cân ( AB = AC), tia tới SI1 song song với đáy BC

và tia phản xạ I2K vuông góc với đáy BC

2 Biết tam giác ABC cân ( AB = AC), tia tới SI1vuông góc với cạnh AB

và tia phản xạ I2K vuông góc với đáy BC

Bài 5 (1,0 điểm).

Một lọ thủy tinh có vỏ dày chứa đầy thủy ngân, được nút chặt bằng nút thủy tinh Vì thủy ngân rất độc nên không thể đổ thủy ngân ra cân được Người ta muốn xác định khối lượng của thủy ngân trong lọ

Cho các dụng cụ:

- Cân

- Bình chia độ chứa nước có thể bỏ lọt được lọ thủy ngân vào trong

Hãy nêu một phương án xác định khối lượng thủy ngân trong lọ mà không mở nút ra Biết khối lượng riêng của thủy tinh và thủy ngân lần lượt là D1 và D2.

Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm!

====== HẾT =====

Họ và tên thí sinh: SBD:

K

I 2

A

I 1 S

Trường THCS Tam Dương HƯỚNG DẪN CHẤM KHẢO SÁT HSG LỚP 8

Môn: Vật lí

điểm 1(2đ)

Gọi s1 là

3

1 quãng đường đi với vận tốc v1, mất thời gian t1

s2 là quãng đường đi với vận tốc v2, mất thời gian t2

s3 là quãng đường cuối đi với vận tốc v3 trong thời gian t3

s là quãng đường AB

Theo đề bài ta có:

1 1 1 1 1

3

3

1

v

s t t v s

Và:

3

3 3 2

2

v

s t v

s

Do: t2 = 2.t3 nên

3

3 2

2 2 :

v

s v

s

 (2)

Mà:

s s s

3

2

3

2   (3) Giải phương tình (2) và (3) ta được:

t3= 2s/(3(2v2+v3)) (4)

 2 3

2 2

2

2 3

4

v v

s t

v

s





 (5) Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là:

3 2

1 t t t

s

v tb





 thay(1), (4), (5) vào ta được:

3 2 1

3 2 1

3 2 3

2 1

2 6

2 3 2

3

4 2

3

2 3

1

1

v v v

v v v v

v v

v v

v tb



















Áp dụng bằng số: vtb= 3.10(2.15+18)/(6.10+2.15+18) =40/3(km/h)

=13,33(km/h)

0,25 0,25

0,25

0,25

0,5

0,5 2(2,5đ) Khi quả cầu cân bằng nó chịu tác dụng của hai lực cân bằng là lực đẩy

Acsimet và trọng lực Ta có: FA = P1

� 10.D.0,25.V = m1.10� m1 = 1000.0,25.100.10-6 = 0,025(kg )

a) Vì dây nhỏ nhẹ nên bỏ qua trọng lượng của dây và lực đẩy Acsimet tác

dụng lên dây

* Lực tác dụng lên quả cầu 1: P1, T1 và FA1

Lực tác dụng lên quả cầu 1: P2, T2 và FA2

Điều kiện cân bằng: FA1 = T1 + P1 (1)

FA2 + T2 = P2 (2)

Vì dây không giãn: T1 = T2 = T;

(1) + (2) � FA1 + FA2 = P1 + P2

0,5

0,5

� 10.D.V + 10.D.

2

V

= 10.D1.V + 10.D2.V � D2 = 1,5D – D1 = 15D - m1

V = 1250(kg/m

3 )

* (1) � T = - P1 + FA1 = - 10.D1.V + 10.D.0,5.V = 0,25(N)

b) Lực tác dụng lên quả cầu 1: F’A1, F’’A1, T’1 và P1 (F’A1: lực đẩy Ácsimét

do dầu,FA1’’ là lực đẩy Acsimet do nước tác dụng lên quả cầu 1)

Lực tác dụng lên quả cầu 2: FA2, T’2 và P2

Tương tự phần a điều kiện cân bằng:

F’A1 + F’’A1 = T’1 + P1 (3)

FA2 + T’2 = P2 (4) Lấy (3) + (4) � F’A1 + F’’A1 + FA2 = P1 + P2

� 10.Dd.Vx + 10.D.Vx + 10.D.V = 10.(D1 + D2).V

� Vx = 1 2

d

 .V = 5V/13 ≈ 27,78(cm3 ).

0,25 0,5

0,25

0,5

3(2,5đ)

1)(1,5đ)

2

(1,0 đ)

Công nâng vật bằng hệ thống ròng rọc là:

từ công thức H=

tp

i A

A

100% => Atp= Ai..100%/H= 20000/0.8 = 25000(J) 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 lực

kéo dây là:

Atp=F1.s=F1.2h => F1= Atp/2.h = 25000/2.10 = 1250(N)

Gọi Ar là công hao phí do nâng ròng rọc động, Ams là công thắng ma sát

Theo đề bài ta có: Ar = 1

4Ams => Ams = 4Ar

Mà Ar + Ams = 4000 => 5Ar=5000

=> Ar=5000/5=1000(J )

2.Lực ma sát – hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.

Công toàn phần dùng để kéo vật:A’tp=F2.l =1900.12=22800(J)

Công hao phí do ma sát: A’hp=A’tp – A1 =22800-20000=2800(J)

Vậy lực ma sát: Fms= A'hp

2800

12 = 233,33N

Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng: H2= 1

tp

A 100%

0,25

0,25

0,25 0,25

0,25

0,25

0,25 0,25 0,25 0,25

4

Vẽ

I 2

A

I 1

B

S

C

I 2

A

I 1

B S

C

( 2,0

điểm )

1

Tia SI1//BC suy ra SI1 vuông góc với đường phân giác góc BAC

và góc tới tại điểm I1 là i Aˆ

2

1

1  Theo định luật phản xạ ánh sáng ta nhận thấy 2i1 Aˆ

Góc tới ở điểm I2 là i A i Aˆ

2

3 '

ˆ

1

2    Góc phản xạ ở điểm I2 là i B Aˆ Bˆ

2

3 ˆ '

Tam giác ABC cân nên ta có: Aˆ BˆCˆ Aˆ2Bˆ Aˆ 3Aˆ

Aˆ

4

1800 



Hay góc B ACAˆ 450

2.Tia SI1 vuông góc với cạnh BC, pháp tuyến ở điểm I1 vuông góc với

cạnh AC nên góc tới i1 Aˆ

Góc tới ở điểm I2 là i2 Aˆi1'2Aˆ

Góc phản xạ ở điểm I2 là i2'Bˆ  2Aˆ Bˆ

Tam giác ABC cân nên ta có AˆBˆCˆ Aˆ2Bˆ Aˆ4Aˆ

Aˆ

5

1800 



Hay góc B AC Aˆ 360

0,5đ

0,25đ

0,5đ

0,25đ

0,5đ

5

(1 điểm)

Dùng cân để xác định khối lượng tổng cộng của lọ thủy ngân m (bao

gồm khối lượng m1 của vỏ và nút thủy tinh + khối lượng m2 của thủy

ngân):

m = m1 + m2 (1)

0,25 đ

Bỏ lọ thủy ngân vào bình chia độ đựng nước sao cho lọ thủy ngân

chìm hoàn toàn trong nước Xác định thể tích nước dâng lên V (bằng

thể tích V1 của vỏ và nút thủy tinh + thể tích V2 của thủy ngân):

V = V1 + V2

0,25 đ

Ta có:

2

2 1

1

D

m D

m

Giải hệ (1) và (2), khối lượng của thủy ngân:

1 2

2 1 2

) (

D D

D VD m m





Lưu ý: HS làm theo các cách khác mà đúng bản chất vật lí vẫn cho điểm tối đa