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[r]
(1)TRƯỜNG THCS PHÚ CÁT KÌ THI GIAO LƯU HỌC SINH GIỎI Năm học 2010-2011
Môn: Vật lí 8
Thời gian làm bài: 90 phút
Bài 1: (4 điểm) Một người đánh cá bơi thuyền ngược dịng sơng Khi tới cầu bắc ngang sơng, người đánh rơi can nhựa rỗng Sau giờ, người phát ra, cho thuyền quay lại gặp can nhựa cách cầu km Tìm vận tốc nước chảy, biết vận tốc thuyền nước ngược dòng xi dịng
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 gỗ có khối lượng riêng D2=0,8g/cm3, tiết diện S2=10cm2, cân thấy phần chìm nước h=20cm, đầu gỗ cách đáy bình đoạn Δ h=2cm
a) Tính chiều dài l gỗ
b) Tìm chiều cao mực nước có lúc đầu bình
Bài 3: (4 điểm) Đưa vật khối lượng m=200kg lên độ cao h = 10m người ta dùng hai cách sau:
1) Dùng hệ thống gồm ròng rọc cố định, ròng rọc động Lúc lực kéo dây để nâng vật lên F1=1200N Hãy tính:
a) Hiệu suất hệ thống
b) Khối lượng rịng rọc động, biết hao phí để nâng rịng rọc động ¼ hao phí tổng cộng ma sát
2) Dùng mặt phẳng nghiêng dài l=12m Lực kéo vật lúc F2=1900N Tính lực ma sát
giữa vật mặt phẳng nghiêng, hiệu suất hệ Bài 4: (4 điểm) Người ta ghép ba gương
phẳng bìa để tạo nên hệ gương có mặt cắt ngang hình chữ nhật (như hình vẽ) Trên bìa, điểm A có lỗ nhỏ cho ánh sáng truyền qua
a) Hãy vẽ tia sáng (trên mặt phẳng cắt ngang hình vẽ) từ ngồi truyền qua lỗ A sau phản xạ gương G1; G2; G3 lại qua lỗ A
b) Hãy chứng tỏ chiều dài quãng đường tia sáng hộp nói câu a) khơng phụ thuộc vào vị trí điểm A
A
G1
(2)onthionline.net
Câu 5: (4điểm) Hãy xác định khối lượng riêng D bát sứ có dụng cụ: một bình hình trụ đựng nước (bát lọt bình), bát sứ, thước kẻ có độ chia nhỏ 1mm Biết khối lượng riêng nước D0
HẾT -(Cán coi thi khơng giải thích thêm)
(3)HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ 8 HDC gồm trang
Bài Nội dung Điểm
A
C B
- Ký hiệu A vị trí cầu, C vị trí thuyền quay trở lại B vị trí thuyền gặp can nhựa Ký hiệu u vận tốc thuyền so với nước, v vân tốc nước so với bờ Thời gian thuyền từ C đến B là:
( ).1
CB CA AB
CB
S S S u v
t
u v u v u v
- Thời gian tính từ rơi can nhựa đến gặp lại can nhựa là:
6 ( ).1
1
AC CB
u v t t
v u v
- Rút gọn phương trình ta có: 2.v6 v3 (km/h)
2 3 đ
a 1 đ
Vẽ hình phân tích lực đúng:
Gọi P trọng lượng gỗ, Fa lực đẩy Acsimet tác dụng lên phần chìm gỗ nước
Khi cân ta có:
P = Fa →D2.S2 l = D1.S2.h →l=
D1 D2
.h=
0 8.20 =25 (cm)
0,25
0.25 0.5
b 1đ
Chiều cao mực nước bình h’=h + Δ h=22 (cm) Tổng thể tích nước phần gỗ chìm nước
V’= h’.S1=22.30=660 (cm3)
Thể tích phần gỗ chìm nước là:
Δ V = h.S2=20.10=200 (cm3)
Thể tích nước ban đầu bình V = V’ - Δ V = 460 (cm3) Chiều cao mực nước ban đầu chưa thả khối gỗ là:
(4)onthionline.net
1đ
đủ ngập khối gỗ, chiều cao mực nước là: l'= S V
1− S2
=460
20 =23(cm)
(Vì l’<l nên mực nước chưa đủ ngập khối gỗ)
Phần gỗ chìm thêm nước so với trạng thái cân Δ l = (cm) Lực đẩy cực đại F= dn Δ l.S2 = 104.3.10-2.10-3 = 0.3 (N)
Quãng đường khối gỗ phải thêm s = (cm) Vậy công cần thực A= 12.F.s = 0.003 (j)
0.25
0.5
0.25
1a.Hiệu suất hệ thống
Công nâng vật lên 10 mét là: Ai= P.h =10.m.h = 20000J
Dùng rịng rọc động lợi lần lực lại thiệt nhiêu lần đường đi, nên nâng vật đoạn h kéo dây đoạn s = 2h Do cơng phải dùng là:
Atp=F1.s=F1.2h=1200.2.10 = 24000J
Hiệu suất hệ thống là: H = AAi
tp = 83,33%
1b Khối lượng rịng rọc.
Cơng hao phí: Ahp=Atp-A1= 4000J
Gọi Ar cơng hao phí nâng rịng rọc động, Ams công thắng ma sát
Theo đề ta có: Ar =
1
4Ams => Ams = 4Ar Mà Ar + Ams = 4000 => 5Ar=4000
=> Ar=
400
5 =800J => 10.mr.h = 800 => mr=8kg
2.Lực ma sát – hiệu suất của hệ Cơng tồn phần dùng để kéo vật: A’tp=F2.l =1900.12=22800J
Cơng hao phí ma sát: A’hp=A’tp – A1 =22800-20000=2800J
Vậy lực ma sát: Fms=
hp A'
l =
2800
12 = 233,33N
Hiệu suất mặt phẳng nghiêng: H2=
1
A 100% A'
=87,72%
0,5 0,5
(5)onthionline.net
4 3đ
a 1đ
Hình vẽ đúng: 0.5
Lấy 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 qua AA3 cắt G3 D,kẻ đường thẳng DA2 cắt G2 C, kẻ đường thẳng CA1 cắt G1 B, tia DA tia phản xạ cuối
cùng từ G3 truyền qua lỗ A 0.5
B 2đ
Gọi chiều dài gương G1, G2 a, b; Xét tứ giác ABCD:
Chứng minh ABCD hình bình hành
Chỉ AHD = CKB A1 đối xứng với A qua G1 suy A1I=a 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 tia sáng hộp khơng phụ thuộc vào vị trí điểm A cạnh hình chữ nhật
0.25 0.5 0.5 0.25 0.5 Giám khảo ý:
- Ngoài đáp án trên, học sinh làm theo cách khác mà chất vật lý đáp số cho điểm tối đa
- Nếu học sinh làm từ xuống chưa kết đến bước cho điểm đến bước
- Nếu học sinh làm sai xuất phát từ quan niệm vật lí sai dù có kết khơng cho điểm
- Nếu học sinh không làm câu a mà có kết để làm câu b khơng tính điểm
G
1
G
2
G
3
1
A
2 A3
B
C
D
K
(6)onthionline.net
- Trong học sinh không ghi đơn vị đại lượng cần tìm hai lần ghi sai đơn vị trừ 0,25 điểm cho tồn