Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 8 - Năm học 2017-2018 - Phòng Giáo dục và đào tạo huyện Hậu Lộc

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 8 - Năm học 2017-2018 - Phòng Giáo dục và đào tạo huyện Hậu Lộc

1. GV: Tô Văn Đại THCS Minh Lộc PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN BẬC HUYỆN HẬU LỘC THCS NĂM HỌC 2017- 2018 Môn: Vật Lý - Lớp 8 Thời gian làm bài: 150 phút Câu 1:(4,0 điểm). Một chiếc ca nô chạy đi chạy lại nhiều lần trên quãng sông thẳng nhất định, người lái ca nô nhận thấy: để đi hết quãng sông, những hôm nước sông chảy thì thời gian ca nô khi xuôi dòng ít hơn thời gian những hôm nước sông đứng yên là 9 phút, khi ngược dòng thì mất nhiều thời gian hơn và để đi hết quãng sông phải mất một khoảng thời gian là 1h24 phút. Tính thời gian ca nô chạy hết quãng sông những hôm nước sông yên lặng. Coi tốc độ dòng nước những hôm nước sông chảy đối với bờ là không đổi và công suất ca nô luôn luôn ổn định. Câu 2: (3,0điểm) . Một thùng hình trụ đứng đáy bằng chứa nước , mực nước trong thùng cao 80cm . Người ta thả chìm vật bằng nhôm có dạng hình lập phương có cạnh 20cm. Mặt trên của vật được móc bởi một sợi dây (bỏ qua trọng lượng của sợi dây) . Nếu giữ vật lơ lửng trong thùng nước thì 3 phải kéo sợi dây một lực 120N. Biết: Trọng lượng riêng của nước, nhôm lần lượt là d 1 = 1000N/m , 3 d2 = 27000N/m , diện tích đáy thùng gấp 2 lần diện tích một mặt của vật .Vật nặng rỗng hay đặc ? Vì sao ? Kéo đều vật từ đáy thùng lên theo phương thẳng đứng với công của lực kéo A 120 .J Fk Hỏi vật có được kéo lên khỏi mặt nước không ? Câu 3. (4,0 điểm).Một nhiệt lượng kế ban đầu chưa đựng gì, đổ vào nhiệt lượng kế một ca nước nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 5 0C . Sau đó lại đổ thêm một ca nước nóng nữa thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế lại tăng thêm 3 0C . Hỏi nếu đổ tiếp vào nhiệt lượng kế ba ca nước nóng thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa ? (bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường, các ca nước nóng được coi là giống nhau). Câu 4: (4,0 điểm) S Hai gương phẳng G 1 và G2 được đặt vuông góc với mặt bàn thí nghiệm, góc hợp bởi hai mặt phản xạ của hai gương là . Một điểm G1 G2 sáng S cố định trên mặt bàn, nằm trong khoảng giữa hai gương. Gọi I  J I và J là hai điểm nằm trên hai đường tiếp giáp giữa mặt bàn lần lượt với các gương G1 và G2 (như hình vẽ). Cho gương G 1 quay quanh I, gương G2 quay quanh J, sao cho trong khi quay mặt phẳng các gương vẫn luôn vuông góc với mặt bàn. Ảnh của S qua G 1 là S1, ảnh của S qua G2 là S2. Biết các góc SIJ = và SJI =  . Tính góc hợp bởi hai gương sao cho khoảng cách S1S2 là lớn nhất. Bài 5: (3điểm). Một điểm sáng đặt cách màn 1 khoảng 2m, giữa điểm sáng và màn người ta đặt 1 đĩa chắn sáng hình tròn sao cho đĩa song song với màn và điểm sáng nằm trên trục đi qua tâm và vuông góc với đĩa. a) Tìm đường kính của bóng đen in trên màn biết đường kính của đĩa d = 20cm và đĩa cách điểm sáng 50 cm. b) Cần di chuyển đĩa theo phương vuông góc với màn một đoạn bao nhiêu, theo chiều nào để đường kính bóng đen giảm đi một nửa?
2. GV: Tô Văn Đại THCS Minh Lộc Bài 6: ( 2,0 điểm.Cho một thanh gỗ thẳng dài có thể quay quanh một trục lắp cố định ở một giá thí nghiệm, một thước chia tới milimet, một bình hình trụ lớn đựng nước (đã biết khối lượng riêng của nước), một bình hình trụ lớn đựng dầu hoả, một lọ nhỏ rỗng, một lọ nhỏ chứa đầy cát có nút đậy kín, hai sợi dây. Hãy trình bày một phương án xác định khối lượng riêng của dầu hoả. Hết
3. GV: Tô Văn Đại THCS Minh Lộc Đáp án Nội dung Ghi Câu chú Gọi độ dài quãng sông, vận tốc ca nô, vận tốc của nước sông lần lượt là S, v, u. Vận tốc tổng hợp của ca nô khi xuôi dòng sẽ là vx= v + u ; khi ngược: vn = v – u S Thời gian ca nô chạy hết quãng sông khi nước sông đứng yên là t = v S Thời gian ca nô chạy hết quãng sông khi xuôi dòng tx = v u S 7 Thời gian ca nô chạy hết quãng sông khi ngược dòng tn = = 1h24phút= (1) v u 5 3 S S 3 Theo bài ra ta có: t – tx = 9 phút = h - = (2) 20 v v u 20 1 1 3 Từ (2) và (1) ta được: (v-u). v v u 28 1 Biến đổi và rút gọn ta được: 28u2 – 25v.u + 3v2 = 0 u v Suy ra: 28. + 3. - 25 = 0 v u Đặt x = v/u 3x + 28/x – 25 = 0 3x2 – 25x + 28 = 0 x = 7 và x = 4/3 Với x =7 v/u = 7 hay u = v/7 thay vào (2) 6 S/v = h = 1h12phút=72 phút 5 Đây cũng chính là thời gian ca nô chạy hết quãng sông khi nước sông đứng yên 7 Với x=4/3 v/u = 4/3 hay u = 3v/4 thay vào (2) ,biến đổi S/v =h = 21 phút 20 Đây cũng chính là thời gian ca nô chạy hết quãng sông khi nước sông đứng yên Cả 2 nghiệm đều được chấp nhận 2 10cm
4. GV: Tô Văn Đại THCS Minh Lộc 3 -3 3 a.Thể tích vật V = 0,2 = 8.10 m , giả sử vật đặc thì trọng lượng của vật P =Vd2 =216N +Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật : FA = V.d1 = 80N. +Tổng độ lớn lực nâng vật F = 120N + 80N do F<P nên vật này bị rỗng. Trọng lượng thực của vật 200N. b.Khi nhúng vật ngập trong nước Sđáy thùng=2S.mv , nên mực nước dâng thêm trong thùng là: 10cm.Mực nước trong thùng là: 80 + 10 = 90(cm). . Công của lực kéo vật từ đáy thùng đến khi mặt trên tới mặt nước: - Quãng đường kéo vật: l = 90 – 20 = 70(cm) = 0,7(m). - Lực kéo vật: F = 120N - Công kéo vật : A1 = F.l = 120.0.7 = 84(J) . Công của lực kéo tiếp vật đến khi mặt dưới vật vừa lên khỏi mặt nước: 120 200 - Lực kéo vật tăng dần từ 120N đến 200N F 160(N) tb 2 Kéo vật lên độ cao bao nhiêu thì mực nước trong thùng hạ xuống bấy nhiêu nên quãng đường kéo vật : l/ = 10 cm = 0,1m. - Công của lực kéo Ftb : A2 = - Tổng công của lực kéo : A = A1 + A2 = 100J Ta thấy A 120J A như vậy vật được kéo lên khỏi mặt nước . Fk Gọi m,c là khối lượng và nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế, m0, c0 là khối lượng và nhiệt dung riêng của 1 ca nước t0, t lần lượt là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và của nước nóng. Nhiệt độ mà nhiệt lượng kế tăng thêm khi đổ 3 ca nước là t 0C. + Nếu đổ 1 ca nước nóng : Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế thu vào khi tăng nhiệt độ thêm 50C Q(thu1) = mc t1 = 5 mc (J) 0 0 Nhiệt lượng mà nước toả ra để giảm nhiệt độ từ t C (t0 + 5) C Q(toả1) = m0c0 t1 = m0c0 t (t0 5) (J) Theo phương trình cân bằng nhiệt : Q(thu1) = Q(toả1) 5mc = m0c0 t (t0 5) (1) 3 + Nếu đổ thêm 1 ca nước nóng nữa : Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế và 1 ca nước ban đầu thu vào khi tăng nhiệt độ thêm 03C Q(thu2) = (mc + m0c0) t 2 = 3 (m0c0 + mc) (J) 0 0 Nhiệt lượng mà nước toả ra để giảm nhiệt độ từ t C (t0+3+5) C Q(toả2) = m0c0 t2 = m0c0 t (t0 8) (J) Theo phương trình cân bằng nhiệt : Q(thu2) = Q(toả2) 3(m0c0 + mc) = m0c0 t (t0 8) (2) + Nếu đổ thêm 3 ca nước nóng nữa: Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế và 2 ca nước thu vào tăng nhiệt độ thêm t 0C Q(thu3) = (2m0c0 + mc) t3 = (2m0c0 + mc) t (J) 0 0 Nhiệt lượng mà nước toả ra để giảm nhiệt độ từ t C (t0+ t +8) C Q(toả3) = 3m0c0 t3 =3m0c0 t (t0 t 8) (J)
5. GV: Tô Văn Đại THCS Minh Lộc Theo phương trình cân bằng nhiệt : Q(thu3) = Q(toả3) (2m0c0+mc) t 3m0c0 t (t0 t 8) (3) 5 (t t0 5) 0 Từ (1) cho (2) ta có: t t0 20 C 3 (t t0 11) 0 Thay (t t0 ) 20 C vào (1) mc = 3 m0c0 thay vào (3) Nhiệt lượng kế tăng thêm 4,50 C . Theo tính chất đối xứng của ảnh S qua gương, ta có: G2 IS = IS1 = không đổi M JS = JS2 = không đổi N G1  nên khi các gương G1, G2 quay quanh I, J thì: ảnh S1 di chuyển I J trên đường tròn tâm I bán kính S S 2 IS; ảnh S2 di chuyển trên 1 S’ K đường tròn tâm J bán kính JS. S G2 M N - Khi khoảng cách S1S2 lớn G1 4 nhất:  S Lúc này hai ảnh S1; S2 nằm 1 S2 hai bên đường nối tâm JI. I J Tứ giác SMKN: = 1800 – MSN = 1800 – (MSI + ISJ + JSN) 0 0 =180 – ( /2 + 180 - -  + /2) = ( +)/2 K A' A A A2 Công 1 nhận I bài S I' 5 I1 này dễ B B1 B2 thở hơn B' a. Gọi AB, A’B’ lần lượt là đường kính của đĩa và của bóng đen. Theo định lý Talet ta
6. GV: Tô Văn Đại THCS Minh Lộc có: AB SI AB.SI' 20.200 A'B' 80cm A'B' SI' SI 50 b. Gọi A2, B2 lần lượt là trung điểm của I’A’ và I’B’. Để đường kính bóng đen giảm đi một nửa(tức là A2B2) thì đĩa AB phải nằm ở vị trí A 1B1. Vì vậy đĩa AB phải dịch chuyển về phía màn . Theo định lý Talet ta có : A1B1 SI1 A1B1 20 SI1 .SI' .200 100cm A2B2 SI' A2B2 40 Vậy cần dịch chuyển đĩa một đoạn II1 = SI1 – SI = 100-50 = 50 cm l’ l0 F P P0 - Lắp thanh gỗ vào trục quay để có 1 đòn bẩy. Treo lọ rỗng vào đòn bên phải, treo lọ đầy cát vào một vị trí ở đòn bên trái sao cho đòn bẩy cân bằng nằm ngang. Ta có: P 0.l0 = P.l (1) - Nhúng lọ đựng đầy cát ngập trong nước rồi tìm vị trí treo nó sao cho đòn bẩy cân bằng: P0. l0 = (P – F). l’ (2) 6 - Từ (1) và (2): F = P(l’ – l)/l’ mà F = dnước.V P l' l Suy ra: dnước = V l' - Lặp lại thí nghiệm bằng cách thay nước bằng dầu hoả, tìm vị trí l’’ treo lọ cát để đòn bẩy cân bằng. P l'' l - Ta có: ddầu = V l'' (l'' l)l' ddầu = dnước (l' l)l'' (l'' l)l' hay: Ddầu = Dnước (l' l)l'' Hết
7. GV: Tô Văn Đại THCS Minh Lộc