Quả cầu 2 bị chìm hoàn toàn (không chạm đáy bể) đồng thời quả cầu 1 bị chìm một nửa trong nước. a) Tìm khối lượng riêng của quả cầu 2 và lực mà sợi dây tác dụng lên nó... b) Người ta đổ [r]
Trang 1PHONG GD-ĐT TRIỆU PHONG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN LỚP 8.
KHÓA THI NGÀY 17 THÁNG 5 NĂM 2012
Thời gian làm bài thi 120 phút (Không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (5 điểm) Lúc 7 giờ sáng, một người đi xe đạp từ thành phố A về phía thành phố B
cách A 114km với vận tốc 18km/h Lúc 8 giờ, một người đi xe máy đi từ thành phố B về phía thành phố A với vận tốc 30km/h
a) Xác định vị trí và thời điểm hai người gặp nhau
b) Một người đi bộ khởi hành lúc 8 giờ và lúc nào cũng cách đều xe đạp và xe máy cho tới khi ba người gặp nhau Hỏi điểm xuất phát của người đó cách A bao xa? Tính vận tốc của người đó
Câu 2: (5 điểm) Đưa một vật khối lượng m=200kg lên độ cao h = 10m người ta dùng một trong hai cách sau:
Cách 1:Dùng hệ thống gồm một ròng rọc cố định, một ròng rọc động có hiệu suất là 83,33% Hãy tính: Lực kéo dây để nâng vật lên.
Cách 2: Dùng mặt phẳng nghiêng dài l =12m Lực kéo vật lúc này là F 2 =1900N Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng, hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.
Câu 3: (5 điểm)
1) Một quả cầu đặc (quả cầu 1) có thể tích V = 100cm 3 được thả vào trong một bể nước đủ rộng Người ta thấy quả cầu chìm 25% thể tích của nó trong nước và không chạm đáy bể Tìm khối lượng của quả cầu Cho khối lượng riêng của nước là D=1000kg/m 3
2) Người ta nối quả cầu trên với quả cầu đặc khác (quả cầu 2) có cùng kích thước bằng một sợi dây nhỏ, nhẹ không co dãn rồi thả cả hai quả vào bể nước Quả cầu 2 bị chìm hoàn toàn (không chạm đáy bể) đồng thời quả cầu 1 bị chìm một nửa trong nước
a) Tìm khối lượng riêng của quả cầu 2 và lực mà sợi dây tác dụng lên nó.
b) Người ta đổ dầu từ từ vào bể cho đến khi phần thể tích V x của quả cầu 1 chìm trong dầu bằng phần thể tích của nó chìm trong nước Tìm V x biết khối lượng riêng của dầu D d = 800kg/m 3
Câu 4: (5 điểm)
Hai gương phẳng M 1 , M 2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào nhau, cách nhau một đoạn d
= 120 cm Nằm trong khoảng hai gương có hai điểm O và S cùng cách gương M 1 một đoạn a = 40 cm; ( biết OS = h = 60 cm).
a) Hãy trình bày cách vẽ một tia sáng từ S đến gương M 1 tại I, phản xạ đến gương M 2 tại J rồi phản xạ đến O.
b) Tính khoảng cách từ I đến A và từ J đến B (AB là đường thẳng đi qua S và vuông góc với mặt phẳng của hai gương).
Hết
(Giám thị không giải thích gì thêm)
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 2HƯỚNG DẪN CHẤM HSG LỚP 8
NĂM HỌC 2011 - 2012
Môn: Vật lí
1
(5 điểm)
Chọn A làm mốc
Gốc thời gian là lúc 8h
Chiều dương từ A đến B
0,5đ
Lúc 8h xe đạp đi được từ A đến C
AC = v1 t = 18.1 = 18km
Phương trình chuyển động của xe đạp là :
x1 = x01 + v1.t1= 18 + 18 t
0,5đ
0,5đ Phương trình chuyển động của xe máy là :
x2 = x02 - x2.t2 = 114 – 30t
0,5đ
Hai xe gặp nhau khi:
x1 = x2
18 + 18t = 114 – 30t
Suy ra x = 18 + 18.2 = 48 ( km )
Vậy 2 xe gặp nhau lúc : 8 + 2 = 10 giờ và nơi gặp cách A một khoảng
54km
0,5đ
Vì người đi bộ lúc nào cũng cách người đi xe đạp và xe máy nên:
Lúc 8 giờ phải xuất phát tại trung điểm của CB tức cách A là:
AD = AC + CB/2 = 18 + 114− 182 = 66 (km)
0,75đ
Lúc 10 giờ 3 người gặp nhau tức cách A: 54 km
Vậy sau khi chuyển động được 2h người đi bộ đã đi được quãng đường là:
S = 66 - 54 = 12( km )
0,75đ
Vận tốc của người đi bộ là : v3 = S t = 122 = 6 (km/h) 0,5đ 2
(5 điểm)
Cách 1 Công nâng vật trực tiếp lên 10 mét là: Ai= P.h =10.m.h = 20000J
Công nâng vật bằng hệ thống ròng rọc là:
từ công thức H= A i
Atp 100% => Atp= Ai 100%/H
=> A1 = 20000/0.8333 24000(J)
Dùng ròng rọc động lợi bao nhiêu lần về lực thì lại thiệt bấy nhiêu lần về
đường đi, nên khi nâng vật 1 đoạn h thì kéo dây một đoạn s = 2h Do đó
lực kéo dây là:
Atp=F1.s=F1.2h => F1= Atp/2.h = 24000/2.10 = 1200(N)
Cách 2.Lực ma sát – hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.
Công toàn phần dùng để kéo vật:A’tp=F2.l =1900.12=22800(J)
0,5đ 0,5đ
0,5đ 0,5đ 0,5đ
Trang 3Công hao phí do ma sát: A’hp=A’tp – A1 =22800-20000=2800(J)
Vậy lực ma sát: Fms=
hp
A'
2800
12 = 233,33N
Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng: H2=
1 tp
A 100%
A' =87,72%
0,5đ 0,5đ
0,5đ 3
(5 điểm)
Khi quả cầu cân bằng nó chịu tác dụng của hai lực cân bằng là lực đẩy
Acsimet và 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 và lực đẩy Acsimet tác
dụng lên dây
* Lực tác dụng lên quả cầu 1: P1, T1 và FA1
Lực tác dụng lên quả cầu 1: P2, T2 và 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 V2 = 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 và P1 (F’A1: lực đẩy Ácsimét
do dầu,FA1’’ là lực đẩy Acsimet do nước tác dụng lên quả cầu 1)
Lực tác dụng lên quả cầu 2: FA2, T’2 và 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 =
d
D D D
D D
V = 5V/13 ≈ 27,78(cm3
0,5đ 1đ
1đ
0,75đ
1đ
0,5đ 4
(5 điểm)
a)- Vẽ được hình đúng
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 như sau:
Chọn S1 đối xứng S qua gương M1
Chọn O1 đối xứng O qua gương M2
Nối S1O1 cắt gương M1 tại I,
1đ
1đ
S
A S1
O1
2
J
I
Trang 4Cắt gương M2 tại J.
Nối SIJO ta được 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
1đ
1đ
1đ
Lưu ý: HS làm theo các cách khác mà đúng bản chất vật lí vẫn cho điểm tối đa.