Đang tải... (xem toàn văn)
Câu 23:Người ta dự định đặt bốn bóng điện tròn ở bốn góc của một trần nhà hình vuông mỗi cạnh 4m và một quạt trần ở chính giữa trần nhà. Quạt trần có sải cánh (Khoảng cách từ trục quay đến đầu cánh) là 0,8m. Biết trần nhà cao 3,2m tính từ mặt sàn. Em hãy tính toán thiết kế cách treo quạt để sao cho khi quạt quay. Không có điểm nào trên mặt sàn bị sáng loang loáng.
CHUN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LP Bài tập bdhsg vật lí * Câu 20: Chiếu tia sáng hẹp vào gơng phẳng Nếu cho gơng quay góc quanh trục nằm mặt gơng vuông góc với tia tới tia phản xạ quay góc bao nhiêu? Theo chiều nào? * Câu 21: Hai gơng phẳng M1 , M2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào Cách đoạn d Trên đờng thẳng song song với hai gơng có hai điểm S, O với khoảng cách đợc cho nh hình vẽ a) HÃy trình bày cách vẽ tia sáng từ S đến gơng M1 I, phản xạ đến gơng M2 J phản xạ đến O b) Tính khoảng cách từ I đến A từ J đến B * Câu 22: Một ngời cao 1,65m đứng đối diện với gơng phẳng hình chữ nhật đợc treo thẳng đứng Mắt ngời cách đỉnh đầu 15cm a) Mép dới gơng cách mặt đất để ngời nhìn thấy ảnh chân gơng? b) Mép gơng cách mặt đất nhiều để ngời thấy ảnh đỉnh đầu gơng? c) Tìm chiều cao tối thiểu gơng để ngời nhìn thấy toàn thể ảnh gơng d) Các kết có phụ thuộc vào khỏang cách từ ngời tới gơng không? sao? * Câu 23: Ngời ta dự định đặt bốn bóng điện tròn bốn góc trần nhà hình vuông cạnh 4m quạt trần trần nhà Quạt trần có sải cánh (Khoảng cách từ trục quay đến đầu cánh) 0,8m Biết trần nhà cao 3,2m tính từ mặt sàn Em hÃy tính toán thiết kế cách treo quạt để cho quạt quay Không có điểm mặt sàn bị sáng loang loáng ã Câu 24: Ba gơng phẳng (G1), (G21), (G3) đợc lắp thành lăng trụ đáy tam giác cân nh hình vẽ Trên gơng (G1) có lỗ nhỏ S Ngời ta chiếu chùm tia sáng hẹp qua lỗ S vào bên theo phơng vuông góc với (G1) Tia sáng sau phản xạ lần lợt gơng lại qua lỗ S không bị lệch so với phơng tia chiếu vào HÃy xác định góc hợp cặp gơng với * Câu 20: Hớng dẫn giải CHUYấN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP * Xét gơng quay quanh trục O từ vị trí M1 đến vị trí M2 (Góc M1O M1 = ) lúc pháp tuyến quay góc N1KN2 = (Góc có cạnh tơng ứng vuông góc) * Xét ∆IPJ cã: Gãc IJR2 = ∠JIP + ∠IPJ hay: 2i’ = 2i + β ⇒ β = 2(i’-i) (1) * XÐt ∆IJK cã ∠IJN = ∠JIK + ∠IKJ hay i’ = i + α ⇒ α = 2(i’-i) (2) Tõ (1) vµ (2) ta suy β = 2α Tóm lại: Khi gơng quay góc quanh trục tia phản xạ quay góc theo chiều quay gơng * Câu 21; a) Chọn S1 đối xứng S qua gơng M1 ; Chọn O1 đối xứng O qua gơng M2 , nối S1O1 cắt gơng M1 I , gơng M2 J Nối SIJO ta đợc tia cần vẽ b) ∆S1AI ~ ∆ S1BJ AI S1 A a = = ⇒ BJ S1 B a + d a ⇒ AI = BJ (1) a+d XÐt ∆S1AI ~ ∆ S1HO1 S A AI a = = ⇒ HO1 S1 H 2d a (a + d ).h h thau vµo (1) ta đợc BJ = 2d 2d * Câu 22 : a) Để mắt thấy đợc ảnh chân mép dới gơng cách mặt đất nhiều đoạn IK Xét BBO có IK đờng trung bình nên : BO BA − OA 1,65 − 0,15 IK = = = = 0,75m 2 b) Để mắt thấy đợc ảnh đỉnh đầu mép gơng cách mặt đất đoạn JK Xét OOA có JH đờng trung bình nên : OA 0,15 JH = = = 7,5cm = 0,075m 2 Mặt khác : JK = JH + HK = JH + OB ⇒ AI = CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP ⇒ JK = 0,075 + (1,65 – 0,15) = 1,575m c) ChiÒu cao tối thiểu gơng để thấy đợc toàn ảnh đoạn IJ Ta có : IJ = JK – IK = 1,575 – 0,75 = 0,825m d) C¸c kết không phụ thuộc vào khoảng cách từ ngời đến gơng kết không phụ thuộc vào khoảng cách Nói cách khác, việc giải toán dù ngời soi gơng vị trí tam giác ta xét phần a, b IK, JK đờng trung bình nên phụ thuộc vào chiều cao ngời * Câu 23 : Để quạt quay, không điểm sàn bị sáng loang loáng bóng đầu mút quạt in tờng tối đa đến chân tờng C D Vì nhà hình hộp vuông, ta xét trờng hơph cho bóng, bóng lại tơng tự (Xem hình vẽ bên) Gọi L đờng chéo trần nhà : L = 5,7m Khoảng cách từ bóng đèn đến chân tờng đối diện : S1D = H + L2 = (3,2) + (4 ) = 6,5m T điểm treo quạt, O tân quay cánh quạt A, B đầu mút cánh quạt quay Xét S1IS3 ta H 3,2 R 2.0,8 AB OI AB = = 0,45m cã : = ⇒ OI = IT = S1 S IT S1 S L 5,7 Khoảng cách từ quạt đến điểm treo : OT = IT – OI = 1,6 – 0,45 = 1,15m Vậy quạt phải treo cách trần nhà tối đa 1,15m * Câu 24 : Vì sau phản xạ lần lợt gơng, tia phản xạ ló lỗ S trùng với tia chiếu vào Điều cho thấy mặt phản xạ có trùng tia tới tia ló Điều xảy tia KR tới gơng G3 theo hớng vuông góc với mặt gơng Trên hình vẽ ta thÊy : ˆ ˆ ˆ T¹i I : I = I = A ˆ ˆ T¹i K: K = K ˆ ˆ ˆ ˆ MỈt kh¸c K1 = I + I = A ˆ ˆ ˆ Do KR⊥BC ⇒ K = B = C ˆ ˆ ˆ ⇒ B = C = 2A ˆ ˆ ˆ Trong ∆ABC cã A + B + C = 180 0 ˆ 180 = 36 ⇒ A= ˆ ˆ ˆ = C = A = 72 B ˆ ˆ ˆ ˆ ⇔ A + A + A = A = 180 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP Bµi tËp vật lí Câu 1: Một động tử xuất phát từ A chuyển động thẳng B cách A 120m víi vËn tèc 8m/s Cïng lóc ®ã mét ®éng tử khác chuyển động thẳng từ B A Sau 10s hai động tử gặp Tính vận tốc động tử thứ hai vị trí hai động tử gặp Câu 2: Hai đoàn tàu chuyển động sân ga hai đờng sắt song song Đoàn tàu A dài 65m, đoàn tàu B dài 40m Nếu hai tàu chiều, tàu A vợt tàu B khoảng thời gian tính từ lúc đầu tàu A ngang đuôi tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đầu tàu B 70s Nếu hai tàu ngợc chiều từ lúc đầu tàu A ngang đầu tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đuôi tàu B 14s Tính vận tốc tàu Câu 3: Một động tử xuất phát từ A chuyển động đờng thẳng hớng điểm B với vận tốc ban đầu v1= 32m/s Biết sau giây vận tốc động tử lại giảm nửa giây động tử chuyển động 1) Sau động tử đến đợc điểm B, biết khoảng cách AB = 60m 2) Ba giây sau kể từ lúc động tử xuất phát, ®éng tư kh¸c cịng xt ph¸t tõ A chun ®éng B với vận tốc không đổi v2 = 31m/s Hai động tử có gặp không? Nếu có hÃy xác định thời điểm gặp Câu 4: Một mẩu hợp kim thiếc Chì có khối lợng m = 664g, khối lợng riêng D = 8,3g/cm3 HÃy xác định khối lợng thiếc chì hợp kim Biết khối lợng riêng thiếc D1 = 7300kg/m3, chì D2 = 11300kg/m3 coi thể tích hợp kim tổng thể tích kim loại thành phần Câu 5: Một mảnh, đồng chất, phân bố khối lợng O quay quanh trục O phía Phần dới nhúng nớc, cân nằm nghiêng nh hình vẽ, nửa chiều dài nằm nớc HÃy xác định khối lợng riêng chất làm Câu 6: Một hình trụ đợc làm gang, đáy tơng đối rộng bình chứa thuỷ ngân phía ngời ta đổ nớc Vị trí hình trụ đợc biểu diễn nh hình vẽ Cho trọng lợng riêng nớc thuỷ ngân lần lợt d1 d2 Diện tích đáy hình trụ S HÃy xác định lực đẩy tác dụng lên hình trụ Nư c í M K E B A Híng dÉn gi¶i * Câu 1: Gọi S1, S2 quÃng đờng đợc 10s động tử (xem hình bên) S A v1 vận tốc động tử chuyển động từ A v2 vận tốc động tử chuyển ®éng tõ B B S1 = v1.t ; S2 = v2.t S1 C TH NG¢N v1 v2 M S2 Khi hai động tử gặp nhau: S1 + S2 = S = AB = 120m CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP S = S1 + S2 = ( v1 + v2 )t S S − v1 ⇔ v1 + v2 = ⇔ v2 = t t 120 Thay sè: v2 = − = (m/s) 10 Vị trí gặp cách A ®o¹n: MA = S1 = v1t = 8.10 = 80m * Câu : Khi hai tàu chiều (hình bên) A QuÃng đờng tàu A đợc SA = vA.t QuÃng đờng tàu B đợc SB = vB.t NhËn xÐt : SA – SB = (vA-vB)t = lA + lB Víi t = 70s ; lA = 65m ; lB = 40m l A + l B 65 + 40 vA – vB = = = 1,5(m / s ) t 70 Khi hai tàu ngợc chiều (hình bên) Tơng tự : SA = vA.t/ SB = vB.t/ SB lA B A SA B SA (1) A B B A SB lA + lB NhËn xÐt : SA + SB = (vA+vB)t/ = lA + lB Víi t/ = 14s l A + l B 65 + 40 = = 7,5(m / s) (2) 14 t/ Tõ (1) vµ (2) suy vA = 4,5 (m/s) VB = (m/s) * C©u : 1) Thêi gian chuyển động, vận tốc quÃng đờng đợc động tử biểu diễn bảng sau : Gi©y thø VËn tèc (m/s) 32 16 Qu·ng ®êng (m) 32 48 56 60 62 63 Căn vào bảng ta thấy : Sau 4s động tử đợc 60m đến đợc điểm B 2) Cũng vào bảng ta thấy hai động tử gặp điểm cách A khoảng 62m Để đợc quÃng đờng động tử thứ hai 2s: s2 = v2t = 31.2 = 62(m) Trong 2s động tử thứ đợc s1 = + = 6m (QuÃng đờng đợc giây thứ 5) Vậy để gặp động tử thứ giây đông tử thứ hai 3s * Câu 4: Ta có D1 = 7300kg/m3 = 7,3g/cm3 ; D2 = 11300kg/m3 = 11,3g/cm3 Gọi m1 V1 khối lợng thể tích thiếc hợp kim Gọi m2 V2 khối lợng thể tích chì hợp kim Ta cã m = m1 + m2 ⇒ 664 = m1 + m2 (1) m m1 m2 664 m1 m2 = + ⇒ = + V = V1 + V2 ⇒ (2) D D D2 8,3 7,3 11,3 664 m1 664 − m1 Tõ (1) ta cã m2 = 664- m1 Thay vào (2) ta đợc (3) = + 8,3 7,3 11,3 Giải phơng trình (3) ta đợc m1 = 438g m2 = 226g * Câu 5: vA + v B = CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP Khi cân bằng, lực tác dụng lên gồm: Trọng lực P lực đẩy Acsimet FA (hình bên) Gọi l chiều dài Ta có phơng trình c©n b»ng lùc: l FA d 2 (1) = = = P d1 3 l Gọi Dn D khối lợng riêng nớc chất làm M khối lợng thanh, S tiết diện ngang Lực đẩy Acsimet: FA = S .Dn.10 (2) Träng lỵng cđa thanh: P = 10.m = 10.l.S.D (3) Thay (2), (3) vµo (1) suy ra: S.l.Dn.10 = 2.10.l.S.D Khối lợng riêng chất làm thanh: D = Dn * Câu 6: Trên đáy AB chịu tác dụng áp suất là: pAB = d1(h + CK) + d2.BK Trong đó: h bề dày lớp nớc đáy d1 trọng lợng riêng nớc d2 trọng lợng riêng thuỷ ngân Đáy MC chịu tác dụng áp suÊt: pMC = d1.h FA d1 P M N c í h K E A C d2 B TH NG¢N Gọi S diện tích đáy trụ, lực đẩy tác dụng lên hình trụ bằng: F = ( pAB - pMC ).S F = CK.S.d1 + BK.S.d2 Nh vËy lực đẩy trọng lợng nớc thể tích EKCM cộng với trngj lợng thuỷ ngân thể tíc ABKE BàiưtậpưVậtưlíư8 * Câu 7: Khi xuôi dòng sông, ca nô đà vợt bè điểm A Sau thời gian t = 60phút, ca nô ngợc lại gặp bè điểm cách A phía hạ lu khoảng l = 6km Xác định vận tốc chảy dòng nớc Biết động ca nô chạy với chế độ hai chiều chuyển động * Câu 8: Một ngời có khối lợng 60kg ngồi xe đạp có khối lợng 15kg Diện tích tiếp xúc lốp xe mặt đất 30cm2 a) Tính áp suất khí tối thiểu phải bơm vào bánh xe, biết trọng lợng ngời xe đợc phân bố nh sau: lên bánh trớc lên bánh sau 3 b) Xác định vận tốc tối đa ngời đạt đợc đạp xe Biết hệ số ma sát xe đờng 0,2 Công suất tối đa ngời đạp xe 1500 J/s * Câu 9: Một bóng bay trẻ em đợc thổi phồng khí Hiđrô tích 4dm3 Vỏ bóng bay có khối lợng 3g buộc vào sợi dây dài có khối lợng 1g 10m Tính chiều dài sợi dây đợc kéo lên bóng đứng cân không khí Biết khối lợng 1lít không khí 1,3g lít Hđrô 0,09g Cho thể tích bóng khối lợng riêng không khí không thay đổi bóng bay lªn CHUN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VT L LP * Câu 10: Một bình chứa chất lỏng có trọng lợng riêng d0 , chiều cao cột chất lỏng bình h0 Cách phía mặt thoáng khoảng h1 , ngời ta thả rơi thẳng đứng vật nhỏ đặc đồng chất vào bình chất lỏng Khi vật nhỏ chạm đáy bình lúc vận tốc không Tính trọng lợng riêng chất làm vật Bỏ qua lực cản không khí chất lỏng vật * Câu11: Một thiết bị đóng vòi nớc tự động bố trí nh hình vẽ Thanh cứng AB cã thĨ quay quanh C mét b¶n lỊ ë đầu A Đầu B gắn với phao B hộp kim loại rỗng hình trụ, diện tích đáy A 2dm2, trọng lợng 10N Một nắp cao su đặt C, AB nằm ngang nắp đậy kín miệng vòi AC = BC áp lực cực đại dòng nớc vòi lên nắp đậy 20N Hỏi mực nớc lên đến đâu vòi nớc ngừng chảy Biết khoảng cách từ B đến đáy phao 20cm Khối lợng AB không đáng kể Hớngưdẫnưgiải * Câu7 : Gọi v1 vận tốc cđa dßng níc (chiÕc bÌ) A C v1 D v v1 B v vận tốc ca nô nớc đứng yên Khi vận tốc ca nô: l - Khi xuôi dòng : v + v1 - Khi ngợc dòng: v v1 Giả sử B vị trí ca nô bắt đầu ngợc, ta có: AB = (v + v1)t Khi ca n« ë B giả sử bè C thì: AC = v1t Ca nô gặp bè ngợc lại D thì: l = AB – BD (Gäi t/ lµ thêi gian ca nô ngợc lên gặp bè) l = (v + v1)t (v v1)t/ (1) Mặt khác : l = AC + CD ⇒ l = v1t + v1t/ (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã (v + v1)t – (v – v1)t/ = v1t + v1t/ ⇔ vt + v1t –vt/ + v1t/ = v1t + v1t/ ⇔ vt = –vt/ ⇔ t = t/ (3) l = = 3(km/h) Thay (3) vµo (2) ta cã : l = v1t + v1t ⇒ v1 = 2t * Câu : a) áp suất khí bánh xe áp suất xe lên mặt đờng m.10 75.10 N ë b¸nh tríc : ptr = = ≈ 27778 S 3.0,003 m CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP m.10 2.75.10 N ë b¸nh sau : ps = = ≈ 55554 S 3.0,003 m b) Lực kéo xe chuyển động : FMS = k.m.10 = 0,2.75.10 = 150(N) VËn tèc tèi ®a cđa xe đạp : v = P 1500 = = 10(m / s ) = 36km/h F 150 * C©u : Khi cân lực đẩy ácsimet FA không khí tác dụng lên bóng tổng trọng lợng : P0 vỏ bóng; P1 khí hiđrô P2 phần sợi dây bị kéo lên F A = P0 + P1 + P2 ⇒ d2V = P0 + d1V + P2 Suy träng lỵng P2 cđa phần sợi dây bị kéo lên là: P2 = d2V - d1V - P0 = V(d2 – d1) – P0 = V (D1 – D2).10 – P0 P2 = 4.10-3(1,3 – 0,09).10 – 3.10-3.10 = 0,018(N) 0,018 = 0,0018 (kg) = 1,8g Khối lợng sợi dây bị kéo lên : m2 = 10 Chiều dài sợi dây bị kéo lên l = 1,8.10 = 18(m) * Câu 10 : Khi rơi không khí từ C đến D vật chịu tác dụng trọng lực P Công trọng lực đoạn CD = P.h1 động vật D : A1 = P.h1 = Wđ Tại D vật có động Wđ so với đáy bình E Wt = P.h0 Vậy tổng vật D : W® + Wt = P.h1 + P.h0 = P (h1 +h0) Từ D đến C vật chịu lực cản cđa lùc ®Èy Acsimet FA: FA = d.V C h1 D FA h0 P Công lực đẩy Acsimet từ D đến E E A2 = FA.h0 = d0Vh0 Từ D đến E tác động lực cản lực đẩy Acsimet nên động vật giảm đến E Vậy công lực đẩy Acsimét tổng động vật D: P (h1 +h0) = d0Vh0 ⇒ dV (h1 +h0) = d0Vh0 ⇒d= * C©u 11: d h0 h1 + h0 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT L LP Trọng lợng phao P, lực đẩy Acsimét tác dụng lên phao F1, ta có: F1 = V1D = S.hD Víi h lµ chiỊu cao phần phao ngập nớc, D trọng lợng riêng nớc Lực đẩy tổng cộng tác dụng lên đầu B lµ: F = F1 – P = S.hD – P (1) ưưưưưáp lực cực đại nớc vòi tác dụng lên nắp F2 đẩy cần AB xuống dới Để nớc ngừng chảy ta phải có tác dụng lực F trục quay A lớn tác dụng lực F2 A: F B CF2 h A F.BA > F2.CA (2) Thay F ë (1) vµo (2): BA(S.hD – P) > F2.CA F BiÕt CA = BA Suy ra: S.hD – P > 3 20 F2 + 10 +P ⇒h> ⇒h> ≈ 0,8(3)m 0,02.10000 SD VËy mùc níc bể phải dâng lên đến phần phao ngập nớc vợt 8,4cm vòi nớc bị đóng kín Bàiưtậpưvậtưlíư8 * Câu 12: a) F1 Một lực F1 = a) Tìm b) F2 b) vật có trọng lợng P đợc giữ cân nhờ 150N Bỏ qua khối lợng ròng rọc lực F2 để giữ vật vật đợc treo vào hệ thống Để nâng vật lên cao đoạn h ta P nhiêu cấu (Giả sử các ròng rọc) hệ thống nh hình vẽ với hình b) phải kéo dây đoạn bao dây đủ dài so với kích thớc * Câu 13: Hai cầu kim loại có khối lợng đợc treo vào hai đĩa cân đòn Hai cầu có khối lợng riêng lần lợt D1 = 7,8g/cm3; D2 = 2,6g/cm3 Nhúng cầu thứ vào chất lỏng có khối lợng riêng D3, cầu thứ hai vào chất lỏng có P khối lợng riêng D4 cân thăng Để cân thăng trở lại ta phải bỏ vào đĩa có cầu thứ hai khối lợng m1 = 17g Đổi vị trí hai chất lỏng cho nhau, để cân thăng ta phải thêm m2 = 27g vào đĩa có cầu thứ hai Tìm tỉ số hai khối lợng riêng hai chất lỏng * Câu 14: Một xe đạp có đặc điểm sau Bán kính đĩa xích: R = 10cm; Chiều dài đùi đĩa (tay A quay bàn đạp): OA = 16cm; Bán kính líp: r = 4cm; Đờng kính bánh xe: D = 60cm 1) Tay quay bàn đạp đặt nằm ngang Muốn khởi động cho xe chạy, ngời xe phải tác dụng lên bàn đạp lực 400N thẳng đứng từ xuống CHUYấN BI DNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP a) TÝnh lực cản đờng lên xe, cho lực cản tiếp tuyến với bánh xe mặt đờng b) Tính lực căng sức kéo 2) Ngời xe đoạn đờng 20km tác dụng lên bàn đạp lực nh câu 1/10 vòng quay a) Tính công thực quÃng đờng b) Tính công suất trung bình ngờng xe biết thời gian * Câu 15: Rót nớc nhiệt độ t1 = 200C vào nhiệt lợng kế(Bình cách nhiệt) Thả nớc cục nớc đá có khối lợng m2 = 0,5kg nhiệt độ t2 = - 150C HÃy tìm nhiệt độ hỗn hợp sau cân nhiệt đợc thiết lập Biết khối lợng nớc đổ vào m1 = m2 Cho nhiƯt dung riªng cđa níc C1 = 4200J/Kgđộ; Của nớc đá C2 = 2100J/Kgđộ; Nhiệt nóng chảy nớc đá = 3,4.105J/kg Bỏ qua khối lỵng cđa nhiƯt lỵng kÕ Đáp án - hướng dẫn giải * Câu 12 a) Trong c¬ cÊu a) bỏ qua khối lợng ròng rọc dây dài nên lực căng điểm F1 Mặt khác vật nằm cân nên: P = 3F1= 450N Hoàn toàn tơng tự sơ đồ b) ta có: P = 5F2 P 450 Hay F2 = = = 90N 5 b) + Trong cấu hình a) vật lên đoạn h ròng F1 F1 F F2 F2 P b) a) P Rọc động lên đoạn h dây phải di chuyển đoạn s1 = 3h + Tơng tự cấu hình b) vật lên đoạn h dây phải di chuyển đoạn * Câu 13: Do hai cầu có khối lợng Gọi V1, V2 thể tích hai cầu, ta có V D 7,8 =3 D1 V1 = D2 V2 hay = = V1 D2 2,6 Gäi F1 vµ F2 lµ lùc đẩy Acsimet tác dụng vào cầu Do cân b»ng ta cã: (P1- F1).OA = (P2+P’ – F2).OB Víi P1, P2, P trọng lợng cầu cân; OA = OB; P1 = P2 từ ®ã suy ra: P’ = F2 – F1 hay 10.m1 = (D4.V2- D3.V1).10 Thay V2 = V1 vµo ta đợc: m1 = (3D4- D3).V1 (1) Tơng tự cho lần thø hai ta cã; (P1- F’1).OA = (P2+P’’ – F’2).OB ⇒ P’’ = F’2 - F’1 hay 10.m2=(D3.V2- D4.V1).10 ⇒ m2= (3D3- D4).V1 s2 = 5h (2) 10 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP Vì sau vật lên, nên FA > P Hợp lực tác dụng lên vật vật rơi nước là: F = FA – P = 10D’V – 10DV Công lực là: A2 = (10D’V – 10DV)h’ Theo định luật bảo tồn cơng: A1 = A2 ⇒ 10DVh = (10D’V – 10DV)h’ h' D' ⇒ D= h + h' Thay số, tính D = 812,5 Kg/m3 Bài 3(3 đ): Gọi diện tích đáy cốc S khối lượng riêng cốc D0, Khối lượng riêng nước D1, khối lượng riêng chất lỏng đổ vào cốc D2, thể tích cốc V Trọng lượng cốc P1 = 10D0V Khi thả cốc xuống nước, lực đẩy ác si mét tác dụng lên cốc là: FA1 = 10D1Sh1 Với h1 phần cốc chìm nước ⇒ 10D1Sh1 = 10D0V ⇒ D0V = D1Sh1 (1) Khi đổ vào cốc chất lỏng có độ cao h2 phần cốc chìm nước h3 Trọng lượng cốc chất lỏng là: P2 = 10D0V + 10D2Sh2 Lực đẩy ác si mét là: FA2 = 10D1Sh3 Cốc đứng cân nên: 10D0V + 10D2Sh2 = 10D1Sh3 Kết hợp với (1) ta được: h3 − h1 D1 D1h1 + D2h2 = D1h3 ⇒ D2 = (2) h2 Gọi h4 chiều cao lượng chất lỏng cần đổ vào cốc cho mực chất lỏng cốc cốc ngang Trọng lượng cốc chất lỏng là: P3 = 10D0V + 10D2Sh4 Lực ác si mét tác dụng lên cốc chất lỏng là: FA3 = 10D1S( h4 + h’) (với h’ bề dày đáy cốc) Cốc cân nên: 10D0V + 10D2Sh4 = 10D1S( h4 + h’) h3 − h1 h4 =h4 + h’ ⇒ D1h1 + D2h4 = D1(h4 + h’) ⇒ h1 + h2 h1 h2 − h' h2 ⇒ h4 = h1 + h2 − h3 Thay h1 = 3cm; h2 = 3cm; h3 = 5cm h’ = 1cm vào Tính h4 = cm Vậy lượng chất lỏng cần đổ thêm vào – = ( cm) Bài 4(4 đ) :cứ giây chuyển động ta gọi nhóm chuyển động Dễ thấy vận tốc động tử n nhóm chuyển động là: 30 m/s; 31 m/s; 32 m/s …… , 3n-1 m/s ,…… , quãng đường tương ứng mà động tử nhóm thời gian tương ứng là: 4.30 m; 4.31 m; 4.32 m; … ; 4.3n-1 m;…… Vậy quãng đường động tử chuyển động thời gian là: Sn = 4( 30 + 31 + 32 + ….+ 3n-1) Đặt Kn = 30 + 31 + 32 + … + 3n – ⇒ Kn + 3n = + 3( + 31 + 32 + … + 3n – 1) 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.5 0.25 0.25 0.5 0.5 0.5 29 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP ⇒ Kn + 3n = + 3Kn ⇒ Kn = 3n − Vậy: Sn = 2(3n – 1) Vậy ta có phương trình: 2(3n -1) = 6000 ⇒ 3n = 2999 Ta thấy 37 = 2187; 38 = 6561, nên ta chọn n = Quãng đường động tử nhóm thời gian là: 2.2186 = 4372 m Quãng đường lại là: 6000 – 4372 = 1628 m Trong quãng đường lại động tử với vận tốc ( với n = 8): 37 = 2187 m/s 1628 = 0,74( s) Thời gian hết quãng đường lại là: 2187 Vậy tổng thời gian chuyển động động tử là: 7.4 + 0,74 = 28,74 (s) Ngồi q trình chuyển động động tử có nghỉ lần ( không chuyển động) lần nghỉ giây, nên thời gian cần để động tử chuyển động từ A tới B là: 28,74 + 2.7 = 42,74 giây Bài 5(4 đ): Từ đồ thị ta thấy: đường, hai xe cách 400m Trên cầu chúng cách 200 m Thời gian xe thứ chạy cầu T1 = 50 (s) Bắt đầu từ giây thứ 10, xe thứ lên cầu đến giây thứ 30 xe thứ lên cầu Vậy hai xe xuất phát cách 20 (s) Vậy: V1T2 = 400 ⇒ V1 = 20 (m/s) V2T2 = 200 ⇒ V2 = 10 (m/s) Chiều dài cầu l = V2T1 = 500 (m) Bài 6(2 đ): Gọi diện tích đáy cốc S, Khối lượng riêng cốc D0; Khối lượng riêng nước D1; khối lượng riêng chất lỏng cần xác định D2 thể tích cốc V chiều cao cốc h Lần 1: thả cốc khơng có chất lỏng vào nước phần chìm cốc nước h1 Ta có: 10D0V = 10D1Sh1 ⇒ D0V = D1Sh1 (1) h ⇒ D0Sh = D1Sh1 ⇒ D0 = D1 ⇒ xác định khối lượng riêng cốc h Lần 2: Đổ thêm vào cốc lượng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng ( vừa phải) có chiều cao h2, phần cốc chìm nước có chiều cao h3 Ta có: D1Sh1 + D2Sh2 = D1Sh3 ( theo (1) P = FA) D2 = (h3 – h1)D1 ⇒ xác định khối lượng riêng chất lỏng Các chiều cao h, h1, h2, h3 xác định thước thẳng D1 biết PHÒNG GD&ĐT 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25 0.25 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG 30 CHUN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP Trường THCS Môn thi: Vật lí Thời gian: 60 phút (không kể thời gian phát đề) Câu 1: Một vật chuyển động từ A đến B cách 180m Trong nửa đoạn đường đầu vật với vận tốc v1=5m/s, nửa đoạn đường lại vật chuyển động với vận tốc v2= 3m/s a.Sau vật đến B? b.Tính vận tốc trung bình vật đoạn đường AB Câu 2: Hai sắt đồng có chiều dài 2m 300C Hỏi chiều dài dài dài nung nóng hai lên 2000C? Biết nung nóng lên thêm 10C sắt dài thêm 0,000018 chiều dài ban đầu, đồng dài thêm0,000012 chiều dài ban đầu Câu 3:Một chùm tia sáng chiếu lên mặt gương phẳng theo phương nằm ngang, muốn có chùm tia phản xạ chiếu xuống đáy giếng theo phơg thẳng đứng ta cần phải đặt gương nào? Câu 4: Số ampe kế A1 A2 hình vẽ 1A 3A Số vôn kế V là 24V Hãy cho biết: a/Số ampe kế A bao nhiêu? Hiệu điện hai cực nguồn điện bao nhiêu? b/Khi công tắc K ngắt, số vôn kế ampe kế bao nhiêu? Coi nguồn điện pin K Đ1 A A1 Đ2 A2 V Hình ĐÁP ÁN LÍ Câu 1:(2,5 điểm).a.Thời gian nửa đoạn đường đầu: t1= Thời gian nửa đoạn đường sau: t2= AB 180 = = 18 (s) 2v1 2.5 AB 180 = = 30 (s) 2v 2.3 Thời gian đoạn đường: t = t1 + t2 = 18 + 30 = 48 (s) Vậy sau 48 giây vật đến B 31 CHUN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP b.Vận tốc trung bình : AB 180 = = 3,75 (m/s) v= t 48 Câu 2: Gọi chiều dài sắt đồng nhiệt độ chúng 0C làl0s vàl0đ Ta có: l0s=l0đ=2m Theo đề ta biết, nhiệt độ tăng lên thêm 0C độ dài tăng thêm là: ∆ L0s=0,000018 L0s ∆ L0đ=0,000018 L0đ Nhiệt độ tăng thêm hai sắt đồng là: ∆ t= 200 – 30 =170 (00C) Chiều dài tăng thêm sắt là: l1 = ∆ L0s ∆ t =0,000018 170= 0,00612 (m) Chiều dài tăng thêm đồng là: l2 = ∆ L0đ ∆ t =0,000012 170= 0,00408 (m) Vậy chiều dài tăng sắt nhiều chiều dài tăng thêm đồng Độ dài chiều dài sắt dài đồng 200 0C là: l3= l1 – l2 = 0,00612 – 0,0048 = 0,00204 (m) Câu 3: Tia tới SI có phương nằm ngang Tia phản xạ có phương thẳng đứng I Do : góc SIâR = 900 S Suy : SIââN=NIâR =450 Vậy ta phải đặt gương hợp với phương nằm ngang N góc 450, có mặt phản chiếu quay xuống hình vẽ Câu 4:a/Số ampe kế A tổng số ampe kế A A2 tức 1+3 = (A) Hiệu điện hai cực nguồn 24V b/Khi công tắc K ngắt, số ampe kế A, A1, A2 số vôn kế V 24V ( Vì pin nên coi hieọu ủieọn theỏ cuỷa pin laứ khoõng ủoồi) kỳưthiưhọcưsinhưgiỏiưlớpư8ưcấpưthịưxà nămưhọcư2008-2009 §Ò ChÝnh thøc 32 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GII MễN VT L LP đề thi môn vật lý (Thời gian 150phút - Không kể giao đề) Bài 1/ (4 điểm) Một ngời du lịch xe đạp, xuất phát lúc 30 phút với vận tốc 15km/h Ngời dự định đợc nửa quÃng ®êng sÏ nghØ 30 vµ ®Õn 10 giê sÏ tới nơi Nhng sau nghỉ 30 phút phát xe bị hỏng phải sửa xe 20 phút Hỏi đoạn đờng lại ngời phải với vận tốc để đến đích nh dự định? Bài 2/ (4 điểm) Từ dới đất kéo vật nặng lên cao ngời ta mắc hệ thống gồm ròng rọc động ròng rọc cố định Vẽ hình mô tả cách mắc để đợc lợi: a) lÇn vỊ lùc b) lÇn vỊ lùc Mn đạt đợc điều ta phải ý đến điều kiện gì? Bài 3/ (4 điểm) Trong tay ta có cân 500gam, thớc thẳng kim loại có vạch chia số sợi dây buộc Làm để xác nhận lại khối lợng vật nặng 2kg vật dụng đó? Vẽ hình minh hoạ Bài 4/ (4 điểm) Hai gơng phẳng G1 , G2 quay mặt phản xạ vào tạo với góc 60 Một điểm S nằm khoảng hai gơng a) HÃy nêu cách vẽ đờng tia sáng phát từ S phản xạ lần lợt qua G1, G2 quay trở lại S ? b) TÝnh gãc t¹o bëi tia tíi xt phát từ S tia phản xạ qua S ? Bài 5: (4 điểm) Thả 1,6kg nớc đá -100C vào nhiệt lợng kế đựng 2kg nớc 600C Bình nhiệt lợng kế nhôm có khối lợng 200g nhiệt dung riêng 880J/kg.độ a) Nớc đá có tan hết không? b) Tính nhiệt độ cuối nhiệt lợng kế? Biết Cnớc đá = 2100J/kg.độ , Cnớc = 4190J/kg.độ , nớc đá = 3,4.105J/kg, - HÕt Bài (4đ) Hớngưdẫnưchấm Thời gian từ nhà ®Õn ®Ých lµ 10 giê – giê 30’ = 4,5 Vì dự định nghỉ 30 nên thời gian đạp xe đờng Thời gian nửa đầu đoạn đờng là: 4: = Vậy nửa quÃng đờng đầu có độ dài: S = v.t = 15 x = 30km 1,0® 1,0 ® 33 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VT L LP còn: Trên nửa đoạn đờng sau, phải sửa xe 20 nên thời gian ®êng thùc tÕ chØ giê – 1/3 giê = 5/3 Vận tốc nửa đoạn đờng sau lµ: V = S/t = 30: 5/3 = 18 km/h Trả lời: Ngời phải tăng vận tốc lên 18 km/h ®Ĩ ®Õn ®Ých nh dù kiÕn 0,5 ® 1,0 ® 0,5® Bµi (4 ®) a/ VÏ ®óng (0,5 đ) b/ Vẽ (1,5 đ) Điều kiện cần ý là: - Khối lợng ròng rọc, dây nối không đáng kể so với trọng vật - Ma s¸t ë c¸c ỉ trơc nhá cã thĨ bá qua - Các đoạn dây đủ dài so với kích thớc ròng rọc để coi nh chúng song song với 0,5đ 0,5 đ 1,0đ Bài (4 đ) Vẽ hình: 0,5 điểm Chọn điểm kim loại làm điểm tựa Vận dụng nguyên lý đòn bảy Buộc vật nặng điểm gần sát điểm mút kim loại Điều chỉnh vị trí treo cân cho thăng nằm ngang Theo nguyên lý đòn bảy: P1/P2 = l2/l1 Xác định tỷ lệ l1/l2 cách đo độ dài OA OB Nếu tỷ lệ 1/4 khối lợng vật nặng 2kg Câu (4 đ) 1,0® 0,5® 0,5® 0,5® 1,0® a/ (1,5 ®iĨm) LÊy S1 ®èi xøng víi S qua G1 ; lÊy S2 ®èi xøng víi S qua G2 , nèi S1 vµ S2 cắt G1 I cắt G2 J Nối S, I, J, S ta đợc tia sáng cần vẽ b/ (2 điểm) Ta phải tính góc ISR Kẻ pháp tuyến I J cắt K 34 CHUN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LP Trong tứ giác ISJO có góc vuông I vµ J ; cã gãc O = 600 Do góc lại K = 1200 Suy ra: Trong tam gi¸c JKI : I1 + J1 = 600 C¸c cặp góc tới góc phản xạ I1 = I2 ; J1 = J2 Tõ ®ã: I1 + I2 + J1 +J2 = 1200 XÐt tam gi¸c SJI cã tỉng góc I J = 1200 (Vẽ hình 0,5 ®iĨm) Tõ ®ã: gãc S = 600 Do vËy : góc ISR = 1200 Câu (4 đ) Tính giả định nhiệt lợng toả 2kg nớc từ 600C xuống 00C So sánh với nhiệt lợng thu vào nớc đá để tăng nhiệt từ -100C nóng chảy 00C Từ kết luận nớc đá có nóng chảy hết không Nhiệt lợng cần cung cấp cho 1,6kg nớc đá thu vào để tăng nhiệt độ tõ -10 0C lªn 0C: Q1 = C1m1∆t1 = C1m1 (0 – (-10)) = 2100 x 1,6 x 10 = 33600 (J) Nhiệt lợng nớc đá thu vào để nóng chảy hoàn hoàn 00C Q2 = m1 = 3,4.105 x 1,6 = 5,44.105 = 544000 (J) NhiƯt lỵng 2kg nớc toả để hạ nhiệt độ từ 500C ®Õn 00C Q3 = c2m2(60 – 0) = 4190 x x 60 = 502800 (J) NhiƯt lỵng nhiệt lợng kế nhôm toả để hạ nhiệt ®é tõ 800C xuèng tíi 00C Q4 = c3m3(60 – 0) = 880 x 0,2 x 60 = 10560 (J) Q3 + Q4 = 502800 + 10560 = 513360 (J) Q1+ Q2 = 33600 + 544000 = 577600 (J) 1,0® 0,5đ 0,5đ 0,5đ HÃy so sánh Q1 + Q2 Q3 + Q4 ta thÊy: Q1 + Q2 > Q3 + Q4 Vì Q thu > Q toả chứng tỏ nớc đá cha tan hết 0,5 đ b) Nhiệt độ cuối hỗn hợp nớc nớc đá nhiệt độ cuối 1,0 đ nhiệt lợng kế 00C (Học sinh làm cách khác đợc tính điểm) PHềNG GD&ĐT ĐỀ THI HSG LỚP – MÔN VẬT LÝ Thời gian làm bài: 120 phút ( Đề thi gồm trang) 1 thể tích, thả dầu thể tích Hãy xác định khối lượng riêng dầu, biết khối lượng riêng nước 1g/cm Bài 2(3,5 đ): Một vật nặng gỗ, kích thước nhỏ, hình trụ, hai đầu hình nón thả khơng có vận tốc ban đầu từ độ cao 15 cm xuống nước Vật tiếp tục rơi nước, tới độ sâu 65 cm dừng lại, từ từ lên Xác định gần khối lượng riêng vật Coi có lực ác si mét lực cản đáng kể mà Biết khối lượng riêng nước 1000 kg/m3 Bài 3(3 đ): Một cốc hình trụ có đáy dày 1cm thành mỏng Nếu thả cốc vào bình nước lớn cốc thẳng đứng chìm 3cm nước.Nếu đổ vào cốc chất lỏng chưa xác định có độ cao 3cm cốc chìm nước cm Hỏi phải đổ thêm vào cốc lượng chất lỏng nói có độ cao để mực chất lỏng cốc cốc Bài 1(3,5 đ): Một khối gỗ thả nước 35 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP Bài 4(4 đ): Một động tử xuất phát từ A đường thẳng hướng B với vận tốc ban đầu V0 = m/s, biết sau giây chuyển động, vận tốc lại tăng gấp lần chuyển động giây động tử ngừng chuyển động giây chuyển động động tử chuyển động thẳng Sau động tử đến B biết AB dài 6km? Bài 5(4 đ): Trên đoạn đường thẳng dài, ô tô chuyển động với vận tốc không đổi v1(m/s) cầu chúng phải L(m) chạy với vận tốc không đổi v2 (m/s) 400 Đồ thị bên biểu diễn phụ thuộc khoảng Cách L hai ô tô chạy 200 Thời gian t tìm vận tốc V1; V2 chiều Dài cầu Bài 6(2 đ): Trong tay có cốc thủy tinh hình0 10 30 mỏng, bình lớnT(s nước, thước thẳng trụ thành đựng 60 80 có vạch chia tới milimet Hãy nêu phương án thí nghiệm để xác định khối lượng ) riêng chất lỏng khối lượng riêng cốc thủy tinh Cho bạn biết khối lượng riêng nước -HẾT HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI HSG LỚP NĂM HỌC 2007 – 2008 Môn: Vật lý Đáp án Bài 1: (3,5 đ) Gọi thể tích khối gỗ V; Trọng lượng riêng nước D trọng lượng riêng dầu D’; Trọng lượng khối gỗ P 2.10 DV Khi thả gỗ vào nước: lực Ác si met tác dụng lên vât là: FA = 2.10 DV =P Vì vật nên: FA = P ⇒ (1) Khi thả khúc gỗ vào dầu Lực Ác si mét tác dụng lên vật là: 3.10 D'V F 'A = 3.10 D'V =P Vì vật nên: F’A = P ⇒ (2) 2.10 DV 3.10 D'V = Từ (1) (2) ta có: Ta tìm được: D' = D Thay D = 1g/cm3 ta được: D’ = g/cm3 Bài 2(3,5 đ):Vì cần tính gần khối lượng riêng vật vật có kích thước nhỏ nên ta coi gần vật rơi tới mặt nước chìm hồn tồn Gọi thể tích vật V khối lượng riêng vật D, Khối lượng riêng nước D’ h = 15 cm; h’ = 65 cm Khi vật rơi khơng khí Lực tác dụng vào vật trọng lực Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 36 CHUN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP P = 10DV Công trọng lực là: A1 = 10DVh Khi vật rơi nước lực ác si mét tác dụng lên vật là: FA = 10D’V Vì sau vật lên, nên FA > P Hợp lực tác dụng lên vật vật rơi nước là: F = FA – P = 10D’V – 10DV Công lực là: A2 = (10D’V – 10DV)h’ Theo định luật bảo tồn cơng: A1 = A2 ⇒ 10DVh = (10D’V – 10DV)h’ h' D' ⇒ D= h + h' Thay số, tính D = 812,5 Kg/m3 Bài 3(3 đ): Gọi diện tích đáy cốc S khối lượng riêng cốc D0, Khối lượng riêng nước D1, khối lượng riêng chất lỏng đổ vào cốc D2, thể tích cốc V Trọng lượng cốc P1 = 10D0V Khi thả cốc xuống nước, lực đẩy ác si mét tác dụng lên cốc là: FA1 = 10D1Sh1 Với h1 phần cốc chìm nước ⇒ 10D1Sh1 = 10D0V ⇒ D0V = D1Sh1 (1) Khi đổ vào cốc chất lỏng có độ cao h2 phần cốc chìm nước h3 Trọng lượng cốc chất lỏng là: P2 = 10D0V + 10D2Sh2 Lực đẩy ác si mét là: FA2 = 10D1Sh3 Cốc đứng cân nên: 10D0V + 10D2Sh2 = 10D1Sh3 Kết hợp với (1) ta được: h3 − h1 D1 D1h1 + D2h2 = D1h3 ⇒ D2 = (2) h2 Gọi h4 chiều cao lượng chất lỏng cần đổ vào cốc cho mực chất lỏng cốc cốc ngang Trọng lượng cốc chất lỏng là: P3 = 10D0V + 10D2Sh4 Lực ác si mét tác dụng lên cốc chất lỏng là: FA3 = 10D1S( h4 + h’) (với h’ bề dày đáy cốc) Cốc cân nên: 10D0V + 10D2Sh4 = 10D1S( h4 + h’) h3 − h1 h4 =h4 + h’ ⇒ D1h1 + D2h4 = D1(h4 + h’) ⇒ h1 + h2 h1 h2 − h' h2 ⇒ h4 = h1 + h2 − h3 Thay h1 = 3cm; h2 = 3cm; h3 = 5cm h’ = 1cm vào Tính h4 = cm Vậy lượng chất lỏng cần đổ thêm vào – = ( cm) Bài 4(4 đ) :cứ giây chuyển động ta gọi nhóm chuyển động Dễ thấy vận tốc động tử n nhóm chuyển động là: 30 m/s; 31 m/s; 32 m/s …… , 3n-1 m/s ,…… , quãng đường tương ứng mà động tử nhóm thời gian tương ứng là: 4.30 m; 4.31 m; 4.32 m; … ; 4.3n-1 m;…… Vậy quãng đường động tử chuyển động thời gian là: Sn = 4( 30 + 31 + 32 + ….+ 3n-1) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.5 0.25 0.25 0.5 0.5 37 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP Đặt Kn = 30 + 31 + 32 + … + 3n – ⇒ Kn + 3n = + 3( + 31 + 32 + … + 3n – 1) 3n − n Kn = ⇒ Kn + = + 3Kn ⇒ Vậy: Sn = 2(3n – 1) Vậy ta có phương trình: 2(3n -1) = 6000 ⇒ 3n = 2999 Ta thấy 37 = 2187; 38 = 6561, nên ta chọn n = Quãng đường động tử nhóm thời gian là: 2.2186 = 4372 m ®Ị thi chän ®éi tun häc sinh giái Qng đường cịn lại là: 6000 – 4372 = 1628 m VËt Lý Môn Năm học 2008 vi n = 8): Trong quóng đường lại động tử với vận tốc l ( 2009 (Thời gian làm 150 phút không kĨ thêi gian giao ®Ị) 37 = 2187 m/s 1628 = 0,74( s) Thời gian hết quãng đường lại là: 2187 Vậy tổng thời gian chuyển động động tử là: 7.4 + 0,74 = 28,74 (s) Ngồi q trình chuyển động động tử có nghỉ lần ( không chuyển động) lần nghỉ giây, nên thời gian cần để động tử chuyển động từ A tới B là: 28,74 + 2.7 = 42,74 giây Bài 5(4 đ): Từ đồ thị ta thấy: đường, hai xe cách 400m Trên cầu chúng cách 200 m Thời gian xe thứ chạy cầu T1 = 50 (s) Bắt đầu từ giây thứ 10, xe thứ lên cầu đến giây thứ 30 xe thứ lên cầu Vậy hai xe xuất phát cách 20 (s) Vậy: V1T2 = 400 ⇒ V1 = 20 (m/s) V2T2 = 200 ⇒ V2 = 10 (m/s) Chiều dài cầu l = V2T1 = 500 (m) Bài 6(2 đ): Gọi diện tích đáy cốc S, Khối lượng riêng cốc D0; Khối lượng riêng nước D1; khối lượng riêng chất lỏng cần xác định D2 thể tích cốc V chiều cao cốc h Lần 1: thả cốc khơng có chất lỏng vào nước phần chìm cốc nước h1 Ta có: 10D0V = 10D1Sh1 ⇒ D0V = D1Sh1 (1) h ⇒ D0Sh = D1Sh1 ⇒ D0 = D1 ⇒ xác định khối lượng riêng cốc h Lần 2: Đổ thêm vào cốc lượng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng ( vừa phải) có chiều cao h2, phần cốc chìm nước có chiều cao h3 Ta có: D1Sh1 + D2Sh2 = D1Sh3 ( theo (1) P = FA) D2 = (h3 – h1)D1 ⇒ xác định khối lượng riêng chất lỏng Các chiều cao h, h1, h2, h3 xác định thước thẳng D1 biết 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25 0.25 38 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP đề Câu Có thuỷ tinh mảnh lụa HÃy trình bày cách làm để phát cầu kim loại treo sợi không soắn mang điện tích âm hay điện tích dơng Biết cầu nhiễm điện Câu Một ngời tiến lại gần gơng H phẳng AB đờng trùng với đờng trung A B I trực đoạn thẳng AB Hỏi vị trí 90 để ngời nhìn thấy ảnh ngời thứ hai đứng trớc gơng AB (hình vÏ) BiÕt AB = 2m, BH = 1m, HN = 1m, N1 vị trí bắt đầu xuất phát ngời thứ nhất, N2 N2 vị trí ngêi thø hai .N (Ngêi thø hai) (Ngêi thứ nhất) Câu Cùng lúc từ hai địa điểm cách 20km đờng thẳng có hai xe khởi hành chạy chiều Sau xe chạy nhanh đuổi kịp xe chạy chậm Biết xe cã vËn tèc 30km/h a) T×m vËn tèc cđa xe lại b) Tính quÃng đờng mà xe đợc lúc gặp Câu Bình thông có hai nhánh tiết diện, ngời ta đổ chất lỏng có trọng lợng riêng d1 vào bình cho mùc chÊt láng b»ng nưa chiỊu cao H bình Rót tiếp chất lỏng khác có trọng l ợng riêng d2 đầy đến miệng bình nhánh Tìm chiều cao cột chất lỏng (Chất lỏng có trọng lợng riêng d2) Giả sử chất lỏng không trộn lẫn chất lỏng có trọng lợng riêng d1 bên nhánh lại không tràn khỏi bình Câu Một ngời vận động viên xe đạp khởi hành điểm chiều đờng tròn có chu vi 1800m Vận tốc ngời xe đạp 6m/s, ngời 1,5m/s Hỏi ngời đi đợc vòng gặp ngời xe đạp lần Tính thời gian địa điểm gặp Hết Chú ý: Cán coi thi không giải thích thêm Câu đáp án thi chọn đội tuyển học sinh giỏi môn vật lí Bài giải * Đầu tiên cọ sát thuỷ tinh vào mảnh lụa, sau cọ sát thuỷ tinh nhiễm điện dơng * Sau đa đầu thuỷ tinh đà nhiễm điện dơng lại gần (nhng không chạm) cầu kim loại treo, nếu: + Quả cầu kim loại bị hút lại gần thuỷ tinh cầu kim loại nhiễm điện âm N2 + Quả cầu kim loại bị đẩy xa thuỷ tinh cầu kim loại nhiễm điện d ơng điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 I H A B N N1’ N 900 (Ngêi thø nhÊt) (Ngêi thø hai) 39 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP 3 Cho biÕt: AB = 2m, BH = 1m HN2 = 1m Tìm vị trí ngời thứ để nhìn thấy ảnh ngời thứ hai Giải: * Khi ngời thứ tiến lại gần gơng AB vị trí mà ngời nhìn thấy ảnh ngời thứ hai N1 vị trí giao tia sáng phản xạ từ mép gơng B (Tia phản xạ có đợc tia sáng tới từ ngời thứ hai đến phản xạ mép gơng B) * Gọi N2 ảnh cđa ngêi thø hai qua g¬ng, ta cã HN2’ = HN2 = 1m 1 I trung điểm cđa AB nªn IB = AB = = 1(m) 2 ta thÊy ∆IBN1’ = ∆HBN2’ ®ã IN1’ = HN2 = 1(m) Vây, vị trí mà ngời thứ tiến lại gần gơng đờng trung trực gơng nhìn thấy ảnh ngời thứ hai cách gơng 1m Cho biết: S = 20km, t = 2h, v = 30km/h T×m: a) T×m vËn tốc xe lại b) Tìm quÃng đờng mà hai xe đợc lúc gặp Giải: a) Vận tốc xe lại: * Nếu vận tốc xe chạy nhanh 30km/h, gọi vận tốc xe chạy chậm v1 + QuÃng đờng mà hai xe đợc hai là: - Đối với xe chạy nhanh hơn: S1 = v.t; S1 = 30.2 = 60(km) - Đối với xe chạy chËm h¬n: S2 = v1.t; S2 = 2v1(km) + Ta cã: S = S1 – S2 hay 60 – 2v1 = 20 ⇒ v1 = 20(km/h) * NÕu vËn tèc xe chạy chậm 30km/h, gọi vận tốc xe chạy nhanh v2 + QuÃng đờng mà hai xe đợc hai là: - Đối với xe chạy nhanh hơn: S3 = v2t; S3 = 2v2 - Đối với xe chạy chậm hơn: S4 = vt; S4 = 2.30 = 60(km) + Ta cã: S = S3 – S4 hay 2v2 – 60 = 20 ⇒ v2 = 40(km/h) b) QuÃng đờng hai xe đợc ®Õn lóc gỈp nhau: * NÕu vËn tèc cđa xe chạy nhanh 30km/h: + QuÃng đờng mà xe chạy nhanh đợc là: S1 = 30.2 = 60(km) + QuÃng đờng mà xe chạy chậm đợc là: S2 = 20.2 = 40(km) * Nếu vận tốc xe chạy chậm 30km/h: + QuÃng đờng mà xe chạy nhanh đợc là: S1 = 40.2 = 80(km) + QuÃng đờng mà xe chạy chậm đợc là: S2 = 30.2 = 60(km) * Gọi B điểm nằm mặt phân cách chất lỏng có trọng lợng riêng d2 chất lỏng có trọng lợng riêng d1, A điểm nằm nhánh lại bình thông h2 nằm mặt phẳng ngang so với điểm B h1 Gäi h2 lµ chiỊu cao cđa cét chÊt láng có trọng lợng riêng d2, h1 chiều cao cét chÊt láng d1 tÝnh tíi ®iĨm A Ta cã: + áp suất A là: pA = d1h1 + áp suất B là: pB = d2h2 A B 2,0 (vÏ h×nh) 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 40 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP pA = pB ⇒ d1h1 = d2h2 (1) * Mặt khác, tiết diện hai bình nên chÊt láng ë nh¸nh chøa chÊt láng cã träng lợng riêng d2 hạ xuống đoạn h chất lỏng nhánh lại dâng lên đoạn h Tõ ®ã ta cã: H + h1 H h1 = 2∆h vµ h = + ∆h ⇒ h = (2) 2 d1 H tõ (1) vµ (2) suy ra: h = 2d − d d1 H VËy, chiỊu cao cđa cét chÊt láng cã trọng lợng riêng d2 h = 2d d * Giả sử A vị trí xuất phát ban dầu Khi ngời xe đạp hết vòng (trở lại điểm A) A ngời đà đến vị trí B cách A khoảng AB = v1t (trong t thời gian ngời xe đạp B hết vòng trở lại điểm A, t = 1800:6 = 300(s)) Giả sử A1 vị trí gặp lần thứ nhất, t khoảng thời gian A1 để ngời từ B đến A1 (ngời xe đạp tø A ®Õn A1) * Ta cã: AA1 = AB + BA1 hay: v2t = v1t’ + v1t; (t’ = 300s) v1 t ' 1,5.300 ⇒t= ;t = = 100(s) v − v1 − 1,5 Nh vËy, thêi điểm gặp lần thứ là: t1 = t + t; t1 = 300 + 100 = 400(s) vÞ trí gặp cách A: S1 = v2t; S1 = 6.100 = 600(m) * Gọi vị trí gặp thứ hai A2, giải toán tơng tự nhng với điểm xuất phát A1, ta có thời điểm gặp thø hai lµ: t2 = 400s + 400s = 800s vị trí A2 cách A là: S2 = 600 + 600 = 1200(m) * Tơng tự với vị trí A3: t3 = 400 + 400 + 400 = 1200(s) S3 = 600 + 600 + 600 = 1800(m) t3 = 1200s thời gian ngời đi hết vòng (trở lại điểm A) nên điểm gặp thứ t rơi vào đầu vòng thứ hai cđa ngêi ®i bé VËy, ngêi ®i bé ®i hết vòng gặp ngời xe đạp lần (Trừ điểm xuất phát) 0,5 0,5 0,25 0,25 5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 Chó ý: NÕu häc sinh giải theo cách khác cho điểm tối đa ĐỀ THI HSG VẬT LÍ LỚP ( Vịng 2) (Thời gian làm bài: 120 phút – không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 06 câu 01 trang) Bài 1(3,5 đ): Hai nhánh bình thơng chứa chất lỏng có tiết diện S Trên nhánh có pitton có khối lượng khơng đáng kể Người ta đặt cân có trọng lượng P lên pitton ( Giả sử không làm chất lỏng tràn ngồi) Tính độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh hệ đạt tới trạng thái cân học? Khối lượng riêng chất lỏng D Bài (4 đ): Trong bình nhiệt lượng kế chứa hai lớp nước Lớp nước lạnh lớp nước nóng Tổng thể tích hai khối nước thay đổi chúng sảy tượng cân nhiệt? Bỏ qua trao đổi nhiệt với bình với mơi trường Bài 3(5,5 đ) Thả cục nước đá có mẩu thuỷ tinh bị đóng băng vào bình hình trụ chứa nước Khi mực nước bình dâng lên đoạn h = 11mm Cục nước đá ngập hoàn 41 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP tồn nước Hỏi cục nước đá tan hết mực nước bình thay đổi nào? Cho khối lượng riêng nước Dn = 1g/cm3 Của nước đá Dđ = 0,9g/cm3 thuỷ tinh Dt = 2g/cm3 Bài 4(4 đ) Một lò sưởi giữ cho phịng nhiệt độ 200C nhiệt độ ngồi trời 50C Nếu nhiệt độ trời hạ xuống tới – 50C phải dùng thêm lị sưởi có cơng suất 0,8KW trì nhiệt độ phịng Tìm cơng suất lị sưởi đặt phòng lúc đầu? Bài 5(2 đ) Một nhà du hành vũ trụ chuyển động dọc theo đường thẳng từ A đến B Đồ thị chuyển động biểu thị hình vẽ (V vận tốc nhà du hành, x khoảng cách từ vị trí nhà du hành tới vật mốc A ) tính thời gian người chuyển động từ A đến B (Ghi chú: v -1 = ) v Bài 6(2,5 đ) Hãy tìm cách xác định khối lượng chổi quét nhà với dụng cụ sau: Chiếc chổi cần xác định khối lượng, số đoạn dây mềm bỏ qua khối lượng, thước dây có độ chia tới milimet gói mì ăn liền mà khối lượng m ghi vỏ bao ( coi khối lượng bao bì nhỏ so với khối lượng chổi) HƯỚNG DẪN CHẤM Bài 1: ( 3,5 đ) Gọi h1 chiều cao cột chất lỏng nhánh khơng có pitton, h2 chiều cao cột chất lỏng nhánh có pitton Dễ thấy h1 > h2 Áp suất tác dụng lên điểm chất lỏng đáy chung nhánh gồm Áp suất gây nhánh khơng có pitton: P1 = 10Dh1 P Áp suất gây nhánh có pitton: P2 = 10Dh2 + S P Khi chất lỏng cân P1 = P2 nên 10Dh1 = 10Dh2 + S P Độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh là: h1 – h2 = 10 DS Bài 2: ( đ) Gọi V1; V2; V’1; V’2 thể tích nước nóng, nước lạnh ban đầu nước nóng, nước lạnh nhiệt độ cân độ nở co lại nước thay đổi 10C phụ thuộc vào hệ số tỷ lệ K thay đổi nhiệt độ lớp nước nóng nước lạnh ∆t1 ∆t2 V1 = V’1 + V’1K∆t1 V2 = V’2 - V’2K∆t2 Ta có V1 + V2 = V’1 + V’2 + K(V’1∆t1 - V’2∆t2) Theo phương trình cân nhiệt thì: m1C∆t1 = m2C∆t2 với m1, m2 khối lượng nước tương ứng điều kiện cân nhiệt, điều kiện nên chúng có khối lượng riêng Nên: V’1DC∆t1 = V’2DC∆t2 ⇒ V’1∆t1 – V’2∆t2 = Vậy: V1 + V2 = V’1 + V’2 nên tổng thể tích khối nước không thay đổi Bài 3: ( 5,5 đ) Gọi thể tích nước đá V; thể tích thuỷ tinh V’, V1 thể tích nước thu nước đá tan hồn tồn, S tiết diện bình Vì ban đầu cục nước đá nên ta có: (V + V’)Dn = VDđ + V’Dt Thay số V = 10V’ ( 1) 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 1đ 1đ 1đ 1đ 0,5 đ 1đ 0,5 đ 1đ 1đ 42 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP 10Sh (2) 11 Khối lượng nước đá khối lượng nước thu nước đá tan hết nên: DđV = Dđ V = 0,9V Dn V1 ⇒ V1 = Dn Khi cục nước đá tan hết thể tích giảm lượng V – V1 =V – 0,9V = 0,1V 0,1V 10 Sh.0,1 = = (mm) Chiều cao cột nước giảm lượng là: h’ = S S 11 Bài 4: ( đ) Gọi cơng suất lị sưởi phịng ban đầu P, nhiệt toả mơi trường tỷ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ, nên gọi hệ số tỷ lệ K Khi nhiệt độ phịng ổn định cơng suất lị sưởi cơng suất toả nhiệt mơi trường phịng Ta có: P = K(20 – 5) = 15K ( 1) Khi nhiệt độ ngồi trời giảm tới -50C thì:(P + 0,8) = K[20 – (-5)] = 25K (2) Từ (1) (2) ta tìm P = 1,2 KW x Bài 5: ( đ) Thời gian chuyển động xác định công thức: t = = xv -1 v Từ đồ thị ta thấy tích diện tích hình giới hạn đồ thị, hai trục toạ độ đoạn thẳng MN.Diện tích 27,5 đơn vị diện tích Mỗi đơn vị diện tích ứng với thời gian giây Nên thời gian chuyển động nhà du hành 27,5 giây Bài 6: ( 2,5 đ) ( xem hình vẽ phía dưới) Bước 1: dùng dây mềm treo ngang chổi di chuyển vị trí buộc dây tới chổi nằm cân theo phương ngang, đánh dấu điểm treo trọng tâm chổi ( điểm M) Bước 2: Treo gói mì vào đầu B làm lại để xác đinh vị trí cân chổi ( điểm N) Bước 3: lực tác dụng tỷ lệ nghịch với cánh tay địn nên ta có: Pc.l1 = PM.l2 m.l ⇒ mc l1 = m l2 ⇒ mc = l1 Từ xác định khối lượng chổi chiều dài đo thước dây Ta có: V + V’ = Sh Kết hợp với (1) có V = 1đ 1đ 0,5 đ 1đ 1đ 1,5 đ 1,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 1đ 0,5 đ 0,5 đ 1đ 0,5 đ + Nếu khơng có hình vẽ minh hoạ cho lời giải thể chất vật lý phương pháp thực nghiệm hợp lý cho điểm tối đa +Các lời giải khác với đáp án Nếu điểm tối đa 43 ... THI HỌC SINH GIỎI VÒNG 30 CHUN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP Trường THCS Môn thi: Vật lí Thời gian: 60 phút (không kể thời gian phát đề) Câu 1: Một vật chuyển động từ A đến B cách 180 m... ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP Hết Họ tên thí sinh: SBD Ghi chú: Cán coi thi không cần giải thích thêm! ưưưưưưưưưưưưưưưưư kỳưthiưchọn? ?học? ?sinh? ?ưnăngưkhiếu? ?lớp? ?8 năm? ?học? ?2007-20 08 hớng... ˆ Trong ∆ABC cã A + B + C = 180 0 ˆ 180 = 36 ⇒ A= ˆ ˆ ˆ = C = A = 72 B ˆ ˆ ˆ ˆ ⇔ A + A + A = A = 180 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP Bài tập vật lí Câu 1: Một động tử xuất phát