Download Đề thi HSG vật lý 8- có đáp án

Tìm cách xác khối lượng thuỷ ngân trong lọ mà không được mở nút, biết khối lượng riêng của thuỷ ngân và và thuỷ tinh lần lượt là D1 và D2.. ĐỀ CHÍNH THỨC.[r]

PHỊNG GD&ĐT

LÊ ĐÌNH KIÊN ĐỀ HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2011 - 2012 Mơn: Vật lí

Thời gian làm 150 phút

Câu 1: Một người từ A đến B Một phần ba quãng đường đầu người đó với vận tốc v1, hai phần ba thời gian còn lại với vận tốc v2, quãng đường cuối cùng với vận tốc v3 Tính vận tốc trung bình của người đó cả quãng đường.Áp dụng số v1= 10 km/h; v2=15 km/h; v3=18km/h

Câu 2: 1) Một quả cầu đặc (quả cầu 1) có thể tích V = 100cm3 thả vào một bể nước đủ rộng Người ta thấy quả cầu chìm 25% thể tích của nó nước không chạm đáy bể Tìm khối lượng của quả cầu Cho khối lượng riêng của nước D=1000kg/m3. 2) Người ta nối quả cầu với quả cầu đặc khác (quả cầu 2) có cùng kích thước một sợi dây nhỏ, nhẹ không co dãn thả cả hai quả vào bể nước Quả cầu bị chìm hoàn tồn (khơng chạm đáy bể) đồng thời quả cầu bị chìm một nửa nước

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

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

Câu 3: Đưa một vật khối lượng m=200kg lên độ cao h = 10m người ta dùng một hai cách sau:

1) Dùng hệ thống gồm một ròng rọc cố định, một ròng rọc động có hiệu suất 80% Hãy tính: a) Lực kéo dây để nâng vật lên

b) Công nâng ròng rọc động, biết hao phí để nâng ròng rọc đợng ¼ hao phí tổng cợng ma sát

2) Dùng mặt phẳng nghiêng dài l=12m Lực kéo vật lúc F2=1900N Tính lực ma sát vật mặt phẳng nghiêng, hiệu suất của mặt phẳng nghiêng

Câu 4: Hai gương phẳng M1, M2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào nhau, cách một đoạn d = 120 cm Nằm khoảng hai gương có hai điểm O S cùng cách gương M1 một đoạn a = 40 cm; ( biết OS = h = 60 cm)

a) Hãy trình bày cách vẽ một tia sáng từ S đến gương M1 tại I, phản xạ đến gương M2 tại J phản xạ đến O

b) Tính khoảng cách từ I đến A từ J đến B (AB đường thẳng qua S vuông góc với mặt phẳng của hai gương)

Câu 5:Một lọ thuỷ tinh đựng đầy thuỷ ngân, nút chặt nút thuỷ tinh Tìm cách xác khối lượng thuỷ ngân lọ mà không mở nút, biết khối lượng riêng của thuỷ ngân và thuỷ tinh D1 D2 Cần dụng cụ gì?

PHỊNG GD&ĐT LÊ ĐÌNH KIÊN

HƯỚNG DẪN CHẤM HSG LỚP NĂM HỌC 2011 - 2012

Mơn: Vật lí

Bài Nợi dung Thang

điểm 1(2đ)

Gọi s1 13 quãng đường với vận tốc v1, thời gian t1 s2 quãng đường với vận tốc v2, thời gian t2

s3 quãng đường cuối với vận tốc v3 thời gian t3 s quãng đường AB

Theo đề ta có: s1=13.s=v1.t1⇒t1=3sv

1 (1)

Và: t2=s2 v2

;t3=s3 v3

Do: t2 = 2.t3 nên : s2 v2

=2 s3 v3

(2) Mà: s2+s3=

2

3s (3) Giải phương tình (2) (3) ta được:

t3= 2s/(3(2v2+v3)) (4) s2

v2

=t2= 4s 3(2v2+v3)

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

vtb= s t1+t2+t3

thay(1), (4), (5) vào ta được:

vtb=

1 3v1+

2 3(2v2+v3)

+ 3(2v2+v3)

=3v1(2v2+v3) 6v1+2v2+v3

Áp dụng 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)

1)(0,75đ) 2)(1,75)

Khi quả cầu cân nó chịu tác dụng của hai lực cân lực đẩy Acsimet 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 lực đẩy Acsimet tác dụng lên dây

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

Lực tác dụng lên quả cầu 1: P2, T2 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  10.D.V + 10.D. V

2 = 10.D1.V + 10.D2.V

 D2 = 1,5D – D1 = 15D -

1

m

V = 1250(kg/m3 )

* (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 P1 (F’A1: lực đẩy Ácsimét

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

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

D D D D D

 

 .V = 5V/13 ≈ 27,78(cm3 ).

0,5

0,25 0,5

0,25

0,5 3(2,25đ)

1)(1,5đ)

2 (0,75đ)

1a. Công nâng vật trực tiếp lên 10 mét là: Ai= P.h =10.m.h = 20000J

Công nâng vật hệ thống ròng rọc là: từ công thức H= Ai

Atp

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

Dùng ròng rọc động lợi lần về lực thì lại thiệt nhiêu lần về đường đi, nên nâng vật 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) bCông hao phí: Ahp=Atp-A1= 5000(J)

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

Theo đề 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

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

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

Vậy lực ma sát: Fms= hp A'

l =

2800

12 = 233,33N

Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng: H2= A

100% A'

=87,72%

0,25 0,25

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

a(1đ)

b(1đ)

Để tia sáng từ S tới gương M1 có tia phản xạ tới M2 cho tia phản xạ qua O

thì tia phản xạ từ gương M1 phải có đường kéo dài qua ảnh của O qua M2

Ta có cách dựng sau:

Chọn S1 đối xứng S qua gương M1

Chọn O1 đối xứng O qua gương M2

Nối S1O1 cắt gương M1 tại I,

Cắt gương M2 tại J

Nối SIJO ta tia cần vẽ (b) Xét  S1AI ~  S1BJ

=> AI / BJ = S1A / S1B = a /(a+d)

=> AI = BJ a /(a+d) (1) Xét  S1AI ~  S1HO1

=> AI / HO1 = S1A / S1H

= a/2d

=> AI = a.h /2d = 10 cm thay vào (1) ta được:

BJ = (a+d)h/2d = 40 cm

0,25

0,5

0,5

0,5 5(1,25đ) Dùng cân xác định khối lượng tổng cộng của cả lọ m( Gồm khối

lượng của thuỷ ngân m1 khối lượng của thuỷ tinh m2): m= m1+ m2 (1)

-Dùng bình chia độ xác định thể tích V của cả lọ bao gồm thể tích V1 của thuỷ ngân thể tích V2 của thuỷ tinh:

V= V1+ V2 =

1

1

m m

D + D (2)

Rút m2 từ (1) thay vào (2) khối lượng của thuỷ ngân:

1

1

1

D (m VD ) m

D D

-=

-Các dụng cụ cần dùng là: Cân, bình chia độ , nước

0,25