Đề thi học sinh giỏi môn lý 8 năm học 2015 2016 trường chu mạnh chinh

Câu 3 2,5 ñiểm Một gương phẳng hình tròn ñường kính 10cm ñặt trên bàn cách trần nhà 2m, mặt phản xạ hướng lên trên.. b Giải thích tại sao trên trần nhà xuất hiện một vệt sáng hơn và tín

tr−êng thcs

chu m¹nh Trinh §Ò thi häc sinh giái cÊp tr−êng

n¨m häc 2015 - 2016 M«n: VËt Lý 8

Ngµy thi: 12 th¸ng 05 n¨m 2016

Thêi gian lµm bµi: 120 phót

-Câu 1 (2,5 ñiểm)

Hai ñiểm A, B nằm trên cùng một bờ sông, ñiểm C nằm trên bờ ñối diện sao cho ñoạn AC vuông góc với dòng chảy Các ñoạn AB và AC bằng nhau Một lần, người ñánh

cá từ A hướng mũi thuyền ñến C1 ñể thuyền cập bến ở C rồi bơi ngay về A theo cách ñó thì mất t1 giờ

Lần sau, ông hướng mũi thuyền sang C thì bị trôi xuống ñiểm C2,

phải bơi ngược lên C, sau ñó bơi ngay về A theo cách ñó thì mất t2 giờ

Lần thứ ba, ông bơi xuống B rồi về A thì mất t3 giờ

Biết rằng tỉ số giữa t1 và t3 là 4/5

a) Hỏi lần bơi nào mất ít thời gian nhất?

Lần bơi nào mất nhiều thời gian nhất?

b) Xác ñịnh tỉ số giữa vận tốc vn của dòng nước và vận tốc v của thuyền

Câu 2 (2,5 ñiểm)

Một chiếc ống bằng gỗ có dạng hình trụ rỗng chiều cao h = 10cm, bán kính trong

R1 = 8cm, bán kính ngoài R2 = 10cm Ống không thấm nước và xăng Khối lượng riêng của gỗ làm ống là Dg = 0,8g/cm3, của nước là Dn = 1g/cm3, của xăng là Dx = 0,75g/cm3 a) Ban ñầu người ta dán kín một ñầu ống bằng nilon mỏng (ñầu này ñược gọi là ñáy) Đổ ñầy xăng vào ống rồi nhẹ nhàng thả ống xuống nước theo phương thẳng ñứng sao cho xăng không tràn ra ngoài Tìm chiều cao phần nổi của ống

b) Đổ hết xăng ra khỏi ống, bóc ñáy nilon ñi và ñặt ống trở lại trong nước theo phương thẳng ñứng, sau ñó từ từ ñổ xăng vào ống Tìm khối lượng xăng tối ña có thể ñổ vào trong ống

Câu 3 (2,5 ñiểm)

Một gương phẳng hình tròn ñường kính 10cm ñặt trên bàn cách trần nhà 2m, mặt phản xạ hướng lên trên Đặt một bóng ñèn pin (xem là nguồn sáng ñiểm S) cách trần nhà 1m

a) Hãy vẽ chùm tia tới lớn nhất xuất phát từ S ñến gương và chùm tia phản xạ tương ứng

b) Giải thích tại sao trên trần nhà xuất hiện một vệt sáng hơn và tính ñường kính của vệt sáng hơn ?

Vn

B

A

C1

C

C2

c) Cần phải dịch bóng ñèn (theo phương vuông góc với gương) về phía nào và dịch một ñoạn bằng bao nhiêu ñể ñường kính vệt sáng hơn tăng gấp ñôi ?

Câu 4 (2,5 ñiểm)

a) Có ba bình cách nhiệt giống nhau, ñều chứa lượng dầu như nhau ở nhiệt ñộ của phòng Đốt nóng một hình trụ kim loại rồi thả vào bình thứ nhất Sau khi bình thứ nhất thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai Sau khi bình thứ hai thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba Nhiệt ñộ của dầu trong bình thứ ba tăng bao nhiêu nếu dầu trong bình thứ hai tăng 5oC và trong bình thứ nhất tăng 20oC

b) Trình bày một phương án xác ñịnh nhiệt dung riêng của dầu hỏa

Cho dụng cụ: 1 chai dầu hỏa (nút kín), 1 bình nước, 2 cốc thủy tinh giống nhau, 1 cân Rôbécvan không có hộp quả cân, cát khô, nhiệt lượng kế, nhiệt kế, nguồn nhiệt Biết nhiệt dung riêng của nước là Cn, của chất làm cốc trong nhiệt lượng kế là Ck

- Hết -

tr−êng thcs

chu m¹nh Trinh

H−íng dÉn chÊm

§Ò thi häc sinh giái cÊp tr−êng

n¨m häc 2015 - 2016 M«n: VËt Lý 8

Ngµy thi: 12 th¸ng 05 n¨m 2016

a, Gọi vn là vận tốc của nước ñối với bờ sông

v là vận tốc của thuyền ñối với nước

* Xét lần 1: Người ñánh cá từ A hướng mũi thuyền ñến C1 ñể thuyền

cập bến ở C rồi bơi ngay về A theo cách ñó thì mất t1 giờ

Gọi vt là vận tốc của thuyền ñối với bờ sông

Biểu diễn các véc tơ vận tốc như hình vẽ

Ta có: v t v
n

n

Thời gian thuyền ñi từ A ñến C là:

2 2 1

2

n

AC t

v

AC t

−

=

⇒

=

0.25

* Xét lần 2: Người ñánh cá hướng mũi thuyền sang C thì bị trôi xuống

ñiểm C2, phải bơi ngược lên C, sau ñó bơi ngay về A theo cách ñó thì

mất t2 giờ

Gọi vo là vận tốc của thuyền ñối với bờ sông

Biểu diễn các véc tơ vận tốc như hình vẽ

Thời gian thuyền ñi từ A ñến C2 là:

to =

v

v AC CC

v

CC v

AC v

n o

.

2 2

Thời gian thuyền ñi từ A ñến C2 ñến C là:

n n

n

AC t

v v v

v AC v

AC v

v

CC v

AC t

−

=

⇒

− +

=

− +

) (

.

0.25

* Xét lần 3: Ông bơi xuống B rồi về A thì mất t3 giờ

Ta có: t3 = 22 .2

n n

v AC v

v

BA v

v

AB

−

=

−

+

Theo ñầu bài: 1 3

3

1

5

4

t t t

t

<

⇒

= (1)

2

2 2

t t v

v

v AC

v v v v

v AC t

t

n n

n

<

⇒

<

+

=

−

−

Từ (1) và (2) suy ra: t1<t3<t2 Vậy lần 1 mất ít thời gian nhất, lần 2 mất

Câu 1

(1,25 ñ)

b, Ta có:

5

4 5

4 2

2 5

2 2 3

−

⇔

=

v

v v v

AC

v v v v

AC t

n

n

v

C1

C

C2

B

A

v

t

v

n

v

C

C2

B

A v

o

v

5

3 25

9 25

16 1

25

16

2

2 2

2 2

2 2

=

⇔

=

⇔

=

−

⇔

=

−

⇔

v

v v

v v

v v

v

Vậy tỉ số

5

3

=

v

v n

0,25

a, Gọi chiều cao phần nổi của ống là a

Khi ống nổi cân bằng ta có tổng trọng lượng của vỏ ống và xăng bằng

lực ñẩy Ácsimét của nước tác dụng lên phần chìm của ống:

10.Dg ( ) 10 10 2( )

2

2 1

2 1

2

π

0,5 0.25

Thay số tính ñược a = 2,32cm

Vậy chiều cao phần nổi của ống là 2,32cm 0,25

b, Từ từ ñổ xăng vào ống thì xăng

sẽ từ từ ñẩy nước ra khỏi ñáy ống

- Khi xăng ñầy ñến miệng ống thì

trong ống sẽ có cột xăng có ñộ cao là x

và cột nước ở dưới có ñộ cao là (h-x)

- Gọi chiều cao phần ống chìm trong

nước là y

0,25

Khi ống nổi cân bằng ta có trọng lượng của vỏ ống bằng lực ñẩy

Ácsimét của nước tác dụng lên phần chìm của vỏ ống:

10.Dgπ(R22 −R12).h=10.D n.π.(R22−R12).y⇔0,8.10= y⇔ y=8cm 0,5

Xét hai ñiểm A và B nằm trong nước và nằm trên cùng mặt phẳng nằm

ngang là ñáy ống

Ta có: pA = pB ⇔10Dn.y = 10Dn.(h-x) + 10Dx.x

⇔ 8 = (10-x) + 0,75.x ⇔ x = 8cm 0,5

Câu 2

(2,75 ñ)

Khối lượng xăng tối ña có thể ñổ vào ống là:

m = Dx Vx = Dx.π R12.x = 0,75.3,14.82.8 = 1205,76 g = 1,20576 kg 0,5 Câu 3

(3,0 ñ)

0,5

a

A B

y

x

C

S2

B

A

So

O

N

M

S1

S

a, - Vẽ S1 là ảnh của S qua gương phẳng MN bằng cách lấy S1 ñối

xứng S qua gương phẳng

- Chùm tia tới lớn nhất xuất phát từ S ñến gương là chùm tia giới hạn

bởi hai tia SM và SN

- Chùm tia phản xạ tương ứng (có ñường kéo dài qua ảnh S1) ñược giới

hạn bởi hai tia MA và NB

0,5

b, Trên nền sáng của trần nhà do nhận ñược ánh sáng từ nguồn sáng, ta

thấy xuất hiện vệt sáng hơn hình tròn có ñường kính AB do ñồng thời

nhận ñược ánh sáng từ nguồn sáng và ánh sáng phản xạ từ gương

Đổi 1m = 100cm; 2m = 200cm

- Ta có MN//AB (gt) suy ra tam giác S1MN ñồng dạng với tam giác

S1AB

cm AB

AB H

S

O S AB

MN

30 200

100

100 10

1

+

=

⇔

=

⇒

Vậy ñường kính vệt sáng hơn trên trần nhà là 30cm

0,75

0,75

c, Giả sử dịch bóng ñèn ñến vị trí So thì ñường kính vệt sáng hơn tăng

gấp ñôi Khi ñó ảnh ở vị trí S2 ñối xứng So qua gương phẳng

Đường kính vệt sáng hơn là CD = 2AB = 60cm

- Ta có MN//CD (gt) suy ra tam giác S2MN ñồng dạng với tam giác

S2CD

cm O

S SO SS

cm O

S O S cm O

S O

S

O S H

S

O S CD

MN

o o

o

60 40 100

40 40

200 60

10

2 2

2

2 2

2

=

−

=

−

=

⇒

=

=

⇒

=

⇔ +

=

⇔

=

⇒

- Vậy phải dịch bóng ñèn (theo phương vuông góc với gương) về phía

gương phẳng một ñoạn bằng 60cm ñể ñường kính vệt sáng hơn tăng

gấp ñôi

0,5

a, Gọi nhiệt ñộ của phòng là t, nhiệt dung của mỗi bình dầu là q1, nhiệt

dung của khối kim loại là q2, ñộ tăng nhiệt ñộ của bình 3 là ∆t

- Khi thả khối kim loại vào bình 1 thì nhiệt ñộ chung khi có cân bằng

- Khi nhấc khối kim loại từ bình 1 cho sang bình 2 thì nhiệt ñộ chung

khi có cân bằng nhiệt là (t + 5) Ta có phương trình cân bằng nhiệt:

q1.5 = q2.[(t+20)-(t+5)] = 15.q2 (1) 0,5

- Khi nhấc khối kim loại từ bình 2 cho sang bình 3 thì nhiệt ñộ chung

khi có cân bằng nhiệt là (t +∆t) Ta có phương trình cân bằng nhiệt:

q1 ∆t = q2.[(t+5)-(t+∆t)] = q2 (5-∆t) (2)

0,5

Chia vế với vế của (1) cho (2) tính ñược ∆t= 1,25oC 0,5

Câu 4

(3.0 ñ)

b, *Lấy ra một lượng dầu và một lượng nước có khối lượng bằng nhau

và bằng khối lượng của cốc trong nhiệt lượng kế (NLK)

Bước 1: - Đặt cốc của NLK và cốc thủy tinh 1 lên một ñĩa cân, ñổ cát

lên ñĩa bên kia sao cho cân thăng bằng

- Nhấc cốc của NLK ra ngoài, rót nước vào cốc thủy tinh 1 cho

ñến khi cân thăng bằng Ta có mn = mk

0,25

Bước 2: - Đặt cốc của NLK và cốc thủy tinh 2 lên một ñĩa cân, ñổ cát

lên ñĩa bên kia sao cho cân thăng bằng

- Nhấc cốc của NLK ra ngoài, rót dầu hỏa vào cốc thủy tinh 2

cho ñến khi cân thăng bằng Ta có md = mk

Vậy sau bước 1 và bước 2 ta có: mn = md = mk

Bước 3: - Dùng nhiệt kế ño nhiệt ñộ của cốc dầu hỏa là t1

- Đổ hết nước ở cốc thủy tinh vào cốc của NLK, dùng nguồn

nhiệt ñun nóng ñến nhiệt ñộ t2<100oC

- Đổ hết dầu hỏa ở cốc thủy tinh vào NLK rồi khuấy ñều và ño

nhiệt ñộ chung khi có cân bằng nhiệt là t3

0,25

0,25

Bước 4: Tính toán

Ta có phương trình cân bằng nhiệt:

mdCd(t3 – t1) = (mnCn + mkCk)(t2 – t3) ⇒ Cd = (Cn+Ck)

1 3

3 2

t t

t t

−

−

Vậy nhiệt dung riêng của dầu hỏa là Cd = (Cn+Ck)

1 3

3 2

t t

t t

−

−

0,25

Chú ý:

- Nếu học sinh làm cách khác ñúng kết quả và bản chất vật lí cho ñiểm tối ña

- Học sinh viết thiếu hoặc viết sai ñơn vị từ hai lần trở lên thì trừ 0,25 ñiểm của

toàn bài

- Nếu học sinh làm ñúng ñáp số nhưng sai bản chất vật lí thì không cho ñiểm

- Hết -