Đề khảo sát học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 7 - Năm học 2013-2014 - Phòng GD & ĐT Thành phố Thái Bình

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ THÁI BÌNH
ĐỀ KHẢO SÁT HỌC SINH GIỎI LỚP 8
NĂM HỌC : 2013 – 2014
MÔN : VẬT LÍ
Thời gian làm bài : 120 phút
Bài 1 (2đ): Giải thích tại sao về mùa hè không khí trong nhà mái tôn lại nóng hơn không khí trong nhà mái ngói, còn về mùa đông không khí trong nhà mái tôn lại lạnh hơn không khí trong nhà mái ngói?
Alll
Fell
A
B
Bài 2 (4đ): Hai quả cầu, một bằng nhôm, một bằng sắt có cùng thể tích V được treo vào hai đầu A, B của một thanh loại mảnh, nhẹ có chiều dài l = 105cm. Thanh được giữ cân bằng nhờ dây mắc ở điểm O (hình vẽ).
a, Xác định vị trí điểm O? 
b, Nhúng chìm cả hai quả cầu vào trong O
nước, thanh còn cân bằng không? Nếu
không cân bằng thì nghiêng về phía
nào? Cần phải treo thêm một vật có thể tích
V, có khối lượng riêng 2550 kg/m3 vào vị trí
nào của thanh để thanh cân bằng?
Biết khối lượng riêng của nhôm, sắt, nước lần lượt là 2700kg/m3; 7800 kg/m3; 1000kg/m3.
Bµi 3 (5đ): Một bình hình trụ cao 0,45m, tiết diện trong 200cm2 chứa đầy nước và dầu, không hòa tan vào nhau, khối lượng của nước bằng khối lượng của dầu.
	a, Tính chiều cao của cột nước, dầu trong bình.
	b, Thả nhẹ vào bình một vật hình lập phương có chiều dài mỗi cạnh là 10cm. Tính khối lượng dầu tràn ra và chiều cao cột dầu, nước trong bình.
	c, Vật đang ở trạng thái câu b, tính công nhỏ nhất để nhấn vật chìm hoàn toàn trong nước theo phương thẳng đứng.
Biết trọng lượng riêng của nước, dầu, vật lần lượt là 10000 N/m3; 8000 N/m3; 9000 N/m3. 
Bài 4 (4đ): Hai gương phẳng AB và CD đặt song song, quay mặt phản xạ vào nhau và cách nhau một đoạn a = 10cm. Điểm sáng S đặt cách đều 2 gương. Mắt M của người quan sát cách đều 2 gương (hình vẽ)
A
B
D
C
S
M
Biết AB = CD = 80cm; SM = 85cm 
a, Vẽ đường đi của tia sáng xuất phát từ S
đến mắt M sau khi phản xạ trên gương 
AB hai lần, trên gương CD một lần.	 
b, Xác định số ảnh của S mà người quan sát 
thấy được qua hai gương?
Bài 5 (5đ): Một nhóm 8 người ở cùng nhà, đi làm ở một nơi cách nhà 5km. Họ có một xe máy chở được một người lái và một người ngồi sau. Họ từ nhà ra đi cùng một lúc, 2 người lên xe máy, đến nơi làm việc thì một người ở lại, người đi xe máy quay lại đón thêm trong khi những người còn lại tiếp tục đi bộ, khi gặp xe máy thì một người lên xe đến nơi làm việc. Vận tốc của người đi xe máy, đi bộ lần lượt là 35km/h; 5km/h. Tính:
	a, Quãng đường đi bộ của người đi bộ ít nhất?
	b, Quãng đường đi bộ của người đi bộ nhiều nhất?
	c, Quãng đường đi tổng cộng của xe máy?H5
ĐÁP ÁN VẬT LÍ 8 (2013 – 2014)
Bài
Cách giải
Số điểm
Bài 1:
2đ
HS giải thích được:
- Mái tôn dẫn nhiệt tốt hơn mái ngói.
0,5đ
* Về mùa hè:
- Nhiệt độ ngoài trời cao hơn trong nhà.
0,25đ
- Nhiệt năng từ bên ngoài truyền vào nhà qua mái tôn nhiều hơn qua mái ngói nên không khí trong nhà mái tôn nóng hơn không khí trong nhà mái ngói.
0,5đ
* Về mùa đông:
- Nhiệt độ ngoài trời thấp hơn trong nhà.
0,25đ
- Nhiệt năng từ trong nhà truyền ra bên ngoài qua mái tôn nhiều hơn qua mái ngói nên không khí trong nhà mái tôn lạnh hơn không khí trong nhà mái ngói.
0,5đ
Bài 2:
4đ
a,
Tìm vị trí điểm O
2đ
Theo điều kiện cân bằng của đòn bảy ta có:
 Pnh.OA = PS.OB.
0,25đ
 Dnh.10.OA = DS.10.OB
0,25đ
 => 2700.10.V.OA = 7800.10.V.OB	
0,25đ
 => 27.OA = 78.OB (1)
0,25đ
Mặt khác, theo đầu bài OA + OB = 105 (cm) (2)
0,25đ
Từ (1) và (2) giải pt tìm ra:
 OA = 78 (cm); OB = 27 (cm)
0,5đ
Vậy khoảng cách từ O đến A là 78cm
0,25đ
b,
Đòn bảy còn cân bằng không, nếu không cân bằng thì nghiêng về phía nào? Tìm vị trí đặt vật.
2đ
Khi nhúng cả hai quả cầu ngập trong nước ta có:
* (Pnh – Fnh).OA
 = (Dnh – Dn).10.V.OA
 = (2700 – 1000).10.V.0,78
 = 13260V
0,5đ
* (PS – FS).OB
 = (DS – Dn).10.V.OB
 = (7800 – 1000).10.V.0,27
 = 18360V
0,5đ
Ta thấy 13260V (Pnh – Fnh).OA < (PS – FS).OB
=> Thanh không còn thăng bằng và nghiêng xuống về phía quả cầu sắt. 
0,5đ
* Gọi vị trí treo vật là C (C nằm trong khoảng AO)
Theo điều kiện cân bằng của đòn bảy ta có:
 13260V + OC.DV.10.V = 18360V
Giải pt tìm ra: OC = 0,2 (m) = 20cm.
Vậy phải treo vật ở điểm C sao cho OC = 20cm để thanh cân bằng.
0,5đ
Bài 3:
5đ
a,
Tính được chiều cao của cột dầu, cột nước
2đ
Ta có: md = mn
 => Dd.hd.S = Dn.hn.S	
0,5đ
 => 800.hd = 1000.hn 
 => 4hd = 5hn (1)
0,5đ
Mặt khác: hd + hn = 0,45m (2)
0,25đ
Từ (1) và (2) giải pt để tìm được:
 hd = 0,25 (m); hn = 0,2 (m)
0,5đ
Vậy chiều cao của cột nước, cột dầu trong bình lần lượt là 0,2m; 0,25m.	
0,25đ
b,
Tính được khối lượng dầu tràn ra và chiều cao của cột nước, dầu trong bình: 	
2đ
Do dd hn > hv nên vật nằm cân bằng trong dầu và nước.
0,25đ
Gọi chiều cao phần chìm của vật trong dầu, trong nước là a1, a2. Ta có:
 a2.a1.dn + a2.a2.dd = a2.a.dv
 => 10000.a1 + 8000.a2 = 9000.a
 => 10a1 + 8a2 = 9a (1)
0,5đ
Mặt khác: a1 + a2 = 0,1 (2)
Từ (1) và (2) giải pt => a1 = 0,05 (m); a2 = 0,05 (m)
0,5đ
* Chiều cao của cột nước (h1):
 h1 = hn + = 20 + = 22,5 (cm) = 0,225m
0,25đ
* Chiều cao của cột dầu (h2):
 h2 = 0,45 – 0,225 = 0,225 (m)
0,25đ
* Khối lượng dầu tràn ra là:
 md = Vv.Dd = (0,1)3.800 = 0,8 (kg)
0,25đ
c,
Tính công để nhấn vật:
1đ
Lực tăng đều từ 0 -> F0 với F0 = FA – P
 = (0,1)2.10000 – (0,1)2.9000 = 1 (N)
 => F1 = = 0,5 (N)
0,5đ
Quãng đường dịch chuyển:
S = a1 - = 2,5 (cm) = 0,025 m
0,25đ
Công để nhấn vật:
 A = F.S = 0,5.0,025 = 0,0125 (J)
0,25đ
Bài 4:
4đ
a,
M
S
M1
S1
S2
I
D
A
B
C
K
J
Vẽ đúng đường đi của tia sáng
2đ
1đ
Cách vẽ:
 - Vẽ ảnh S1 của S tạo bởi gương AB
 - Vẽ ảnh S2 của S1 tạo bởi gương CD
 - Vẽ ảnh M1 của M tạo bởi gương AB
 - Nối M1 với S2, cắt gương AB ở K, gương CD ở J
 - Nối S1 với J cắt gương AB ở I
Ta được đường đi của tia sáng từ S -> I -> J -> K -> M.
1đ
b,
Sn
S1
S
S1,
M
D
C
A
B
K
Số ảnh mắt quan sát được qua 2 gương
2đ
0,5đ
Sơ đồ tạo ảnh:
 G1 G2 G1
 S S1 S’2 S3 
 G2 G1 G2
 S S’1 S2 S’3 
Ta có: SS1 = a SS’1 = a
 SS2 = 2a SS’2 = 2a
 SS3 = 3a SS’3 = 3a
 SSn = na SS’n = na
0,5đ
Mắt tại M nhìn thấy ảnh thứ n nếu tia phản xạ trên gương AB tại K lọt vào mắt và kéo dài qua ảnh Sn.
Vậy điều kiện để mắt nhìn thấy ảnh Sn là (n: nguyên dương)
 AK ≤ AB
0,25đ
 Δ SnSM Δ SnAK
 => 
 => AK = .SM
 = .SM
 = .85 ≤ 80
 => n ≤ 8,5. Do n nguyên, dương nên n = 8
0,5đ
Vậy mắt tại M nhìn thấy 16 ảnh qua hai gương
0,25đ
Bài 5:
5đ
a,
Quãng đường đi bộ của người đi bộ ít nhất:
2,5đ
 A C D E B
Gọi nhà là A, nơi làm việc là B.
Người đi xe máy gặp người đi bộ thứ nhất, thứ hai, thứ ba, thứ sáu ở C, D, E,  K.
Gọi thời gian từ khi xuất phát đến khi người đi xe máy gặp người đi bộ thứ nhất là t1 (h), ta có:
 v1.t1 + v2.t1 = 2S
0,5đ
 => t1.(v1 + v2) = 2S
0,5đ
 => t1 = 
0,5đ
Thay số tính được t1 = (h)
0,5đ
Vậy quãng đường đi bộ của người đi bộ ít nhất là:
 SAC = v2.t1 = 5. = S = 1,25 (km)
0,5đ
b,
Quãng đường đi bộ của người đi bộ nhiều nhất:
2đ
 SCB = S - S = S (km)
0,25
Gọi thời gian từ khi xe máy xuất phát từ C đến khi gặp người đi bộ thứ hai ở D là t2 (h), ta có:
 v1.t2 + v2.t2 = 2SCB
Thay số tính được: t2 = (h)
0,5đ
 SDB = SCB – v2.t2
Thay số tính được: SDB = .S (km)
0,25đ
Tương tự ta có: SEB = .S (km)
0,25đ
  SKB = .S = .5 ≈ 0,89 (km)
0,5đ
Vậy quãng đường đi bộ của người đi bộ nhiều nhất là: 
 SAK = S – SKB = 5 – 0,89 = 4,11 (km)
0,25đ
c,
Tổng quãng đường của người đi xe máy là:
 Sx = .35 + 0,89 = 29,67 (km)
0,5đ