Đề thi chọn học sinh giỏi cấp THCS - Môn thi: Vật lý 8

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp THCS - Môn thi: Vật lý 8

1. PHÒNG GD&ĐT SA PA ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP THCS Năm học: 2012 – 2013 Môn thi : Vật lý 8 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm có 01 trang, 5 câu) Câu 1: (4 điểm) Từ một điểm A trên một khúc sông thẳng, có một quả bóng trôi theo dòng nước và một người bơi ngược dòng nước, sau 10 phút, người đó bơi ngược trỏ lại và đuổi kịp quả bóng tại một điểm cách điểm A là 1 km. biết nước sông chảy đều và sức người bơi không thay đổi. Tính vận tốc dòng nước. Câu 2: (4 điểm) Hai quả cầu A, B có trọng lượng bằng nhau nhưng làm bằng hai chất khác nhau, được treo vào đầu của một đòn cứng có trọng lượng không đáng kể và có độ dài l = 84cm. Lúc đầu, đòn cân bằng. Sau đó, đem nhúng cả hai quả cầu ngập trong nước. Người ta thấy phải dịch chuyển điểm tựa đi 6cm về phía B để đòn trở lại thăng bằng. Tính trọng lượng riêng của quả cầu B nếu trọng lượng riêng của quả cầu A là d A = 4 3 4 3. 3.10 N/m , của nước là dn = 10 N/m Câu 3: (4 điểm) Ba gương phẳng (G1), (G2), (G3) được lắp thành một lăng trụ đáy tam giác cân như hình vẽ Trên gương (G1) có một lỗ nhỏ S. Người ta chiếu một chùm tia sáng hẹp qua lỗ S vào bên trong theo phương vuông góc với (G1). Tia sáng sau khi phản xạ lần lượt trên các gương lại đi ra ngoài qua lỗ S và không bị lệch so với phương của tia chiếu đi vào. Hãy xác định góc hợp bởi giữa các cặp gương với nhau. Câu 4: (4 điểm) Cho hệ cơ như hình 1. Bỏ qua khối lượng các ròng rọc và dây treo, dây không giãn, ma sát không đáng kể. Khi nhúng ngập quả cầu A trong nước, hệ thống cân bằng khi ta kéo dây tại B một lực F 1= 1,4N. Khi nhúng ngập quả cầu A trong dầu, hệ thống cân bằng khi ta kéo dây tại B một lực F 2 = 1,5N. Cần kéo dây tại B một lực là bao nhiêu để hệ cân bằng khi đặt A ở ngoài không khí. 3 Cho trọng lượng riêng của nước là d1 = 10000N/m 3 Cho trọng lượng riêng của dầu là d2 = 9000N/m Câu 5: (4 điểm) Một bạn làm thí nghiệm như sau: Móc một lực kế thẳng vào một khối gỗ hình hộp chữ nhật rồi kéo khối gỗ trượt lên cao trên một mặt phẳng nghiêng. Lực kế song song với mặt nghiêng và luôn chỉ khoảng 5,4N. Biết trọng lượng của khối gỗ là 18N, mặt nghiêng dài 100cm và cao 0,25m. Hãy giúp bạn xác định: a. Lực ma sát giữa mặt phẳng nghiêng và khối gỗ. b. Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng. ___Hết___ Giám thị coi thi không giải thích gì thêm
2. PHÒNG GD&ĐT SA PA ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI: CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN THCS Năm học: 2012 – 2013 Môn:Vật lý 8 (Đáp án - thang điểm gồm có 3 trang) Nội dung Điểm Bài 1 Gọi v1 là vận tốc của người, v 2 là vận tốc của dòng nước, thời gian bơi 0,25 của người là t 10 phút = 1 h 6 1 Quãng đường mà người đó bơi ngược dòng là : s (v v ) 1 1 2 6 0,25 1 Quãng đường mà người đó bơi xuôi dòng là : s (v v )(t ) 2 1 2 6 0,25 Quãng đường quả bóng trôi là : s3 v2t 0,25 Vì s2 s1 s3 Ta có: 0,5 1 1 (v v )(t ) (v v ) v t 1 2 6 1 2 6 2 0,5 1 1 1 1 v t v t v v v v v t 1 2 6 1 2 6 6 1 2 6 2 0,25 1 1 v t v v 0 1 6 1 6 1 0,25 1 v t v 0 1 3 1 0,25 1 v (t ) 0 1 3 0,25 1 t 3 0,5 s Vận tốc của dòng nước là: v 3 3 2 t 0,5 2 Vì trọng lượng của hai quả cầu bằng nhau nên lúc đầu điểm tựa O nằm 0,5 chính giữa đòn (OA = OB = 42cm) Khi nhúng cả hai quả cầu vào nước thì O’A = 48cm và O’B = 36cm. 0,5 Lực đẩy Acsimet tác dụng lên A và B là: P P FA dn  ; FB dn  dA dB 1 Điều kiện cân bằng của đòn bẩy khi A,B được nhúng trong nước: (P – FA).O’A = (P – FB). O’B 1 Thay các giá trị FA, FB vào ta có: 3dndA 4 3 dB 9 10 N / m 4dn dA 0,5
3. 4 3 Vậy trọng lượng riêng của quả cầu B là dB = 9.10 N/m . 0,5 3 Vì sau khi phản xạ lần lượt trên các gương, tia 0,5 phản xạ ló ra ngoài lỗ S trùng đúng với tia chiếu vào. Điều đó cho thấy trên từng mặt phản xạ có sự trùng nhau của tia tới và tia ló. Điều này chỉ xảy ra khi tia KR tới gương G3 theo hướng 0,5 vuông góc với mặt gương. Trên hình vẽ ta thấy: ˆ ˆ ˆ Tại I: I1 I 2 = A 0,25đ ˆ ˆ 0,25đ Tại K: K1 K 2 0,25đ Mặt khác:Kˆ = Iˆ Iˆ 2Aˆ 1 1 2 0,5đ Do KR  BC Kˆ Bˆ Cˆ Bˆ Cˆ 2Aˆ 2 0,25đ Trong ABC có : Aˆ Bˆ Cˆ 1800 (1,0đ) 1800 Aˆ 2Aˆ 2Aˆ 5Aˆ 1800 Aˆ 360 5 0,5đ 4 Gọi P là trọng lực do quả cầu A tạo ra và Fn, Fd lần lược là lực đẩy 0,25 (4 asimet của nước, dầu tác dụng vào quả cầu. điểm) - Khi nhúng A ngập trong nước: P – Fn = 8F1 => P = 8F1 + Fn 0,25 - Khi không nhúng A trong nước: P = 8F 0,25 - 8F1 Fn 8F Fn 8(F F1 ) (1) 0, 5 - Khi nhúng A ngập trong dầu: 0,25 P – Fd = 8F2 => P = 8F2 + Fd 0,25 0,25 - 8F2 Fd 8F Fd 8(F F2 ) (2) 0,25 - Có F V.d ; F V.d n 1 d 2 0,25 F V.d 10 n 1 F V.d 9 d 2 0,25 F 8(F F ) - Chia (1) cho (2) vế theo vế được:. n 1 Fd 8(F F2 ) 0,25 F F 10 1 F F2 9 0,25 - 9F 9F1 10F 10F2 0,25 0,25 F 10F2 9F1 - Thay số được: F = 10.1,5 – 9.1,4 = 2,4 (N) 0,25 5 - Gọi F là lực cần để kéo khối gỗ trược trên AC (khi không có ma sát) P.AB Có: F.AC = P.AB F 0,25 AC - Gọi F1 là lực ma sát, F2 là lực cần để kéo khối gỗ trược trên AC (khi có ma sát) 0,25 P.AB F + F1 = F2 F F F F 1 2 2 AC 0,5
4. 18.25 - Thay số được: F 5,4 5,4 4,5 0,9 (N) 0,25 1 100 - Công có ích: P.AB 0,25 - Công toàn phần: F2.AC 0,5 - Hiệu suất: 0,5 P.AB H F2 AC 0,5 18.0,25.100 5,4.1 0, 5 83.3% Vậy Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là H 83.3% 0,5