Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí Lớp 8 - Năm học 2022-2023 (Có đáp án)

PHÒNG GD&ĐT 
ĐỀ KHẢO SÁT SỐ 1
TRƯỜNG THCS 
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
NĂM HỌC: 2022 - 2023. MÔN: VẬT LÝ – LỚP 8
Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian phát đề)
(Đề thi gồm 06 câu, trong 01 trang)
Câu 1 (4,0 điểm). 
Một thanh đồng chất, tiết diện đều có khối lượng 10kg, chiều dài l. Thanh được đặt ở trên giá đỡ A và B như hình vẽ. Khoảng cách BC = l7. Ở đầu C, người ta buộc một vật nặng hình trụ có bán kính đáy 10cm, chiều cao 32cm, trọng lượng riêng của chất làm vật nặng hình trụ là d = 35000N/m3. Biết thanh ở trạng thái cân bằng và lực ép của thanh trên giá đỡ A bị triệt tiêu. Tính trọng lượng riêng của chất lỏng trong bình. Coi trọng lượng của dây buộc không đáng kể.
Câu 2 (3,0 điểm).
Ba học sinh đi từ điểm A đến điểm B trên một đường thẳng với vận tốc không đổi. Bạn thứ nhất và bạn thứ hai xuất phát cùng lúc với các vận tốc tương ứng là v1 = 10km/h và v2 = 12km/h. Bạn thứ ba xuất phát sau hai bạn nói trên 30 phút. Khoảng thời gian giữa hai lần gặp nhau của bạn thứ ba với hai bạn đi trước là 60 phút. Chọn gốc tọa độ tại A, chiều dương từ A đến B, gốc thời gian là lúc bạn thứ nhất và bạn thứ hai xuất phát.
1. Viết phương trình chuyển động của ba bạn học sinh.
2. Tìm vận tốc của bạn thứ ba.
Câu 3 (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 (có khối lượng riêng là Dn đã biết), một bình hình trụ lớn đựng dầu hỏa, 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 hỏa.
Câu 4 (4,0 điểm).
	1. Hiện giờ là 12 giờ đúng. Hỏi sau ít nhất bao nhiêu lâu nữa thì kim giờ và kim phút sẽ vuông góc với nhau? Lúc đó là mấy giờ?
	2. Bây giờ là 4 giờ. Hỏi sau ít nhất bao lâu nữa thì kim phút và kim giờ tạo với nhau thành một đường thẳng? Lúc đó là mấy giờ?
Câu 5 (2,0 điểm).
	Một xe điện đi trên sân ga với vận tốc không đổi và khoảng thời gian từ khi đầu xe ngang với đầu sân ga và khi đuôi của nó ngang với đầu kia của sân ga là 18 giây. Một xe điện khác cũng với vận tốc không đổi nhưng theo chiều ngược lại, đi qua sân ga này hết 14 giây. Xác định khoảng thời gian khi hai xe điện này đi qua nhau (tức là từ thời điểm hai đầu xe gặp nhau tới khi hai đuôi xe ngang bằng nhau). Biết hai xe có chiều dài bằng nhau và bằng nửa chiều dài sân ga.
Câu 6 (5,0 điểm).
Trên một đoạn thẳng AB dài 81 km, xe thứ nhất đi từ A đến B, cứ sau 15 phút chuyển động thẳng đều, xe này dừng nghỉ 5 phút . Trong khoảng thời gian 15 phút đầu, vận tốc của xe thứ nhất là v1 = 10 km/h và trong các khoảng thời gian kế tiếp, vận tốc của xe lần lượt là 2v1, 3v1, 4v1... Xe thứ hai xuất phát cùng lúc với xe thứ nhất và chuyển động thẳng đều từ B về A với vận tốc v2 = 30 km/h.
a) Tìm thời điểm hai xe gặp nhau tính từ lúc xuất phát và xác định vị trí gặp nhau đó.
b) Xác định vị trí hai xe gặp nhau nếu xe đi từ B xuất phát muộn hơn xe đi từ A là 12 phút.
PHÒNG GD&ĐT 
TRƯỜNG THCS 
HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
NĂM HỌC: 2022 – 2023. MÔN: VẬT LÝ – LỚP 8
(Hướng dẫn chấm gồm 05 trang)
I. Hướng dẫn chung:
1. Bài làm của học sinh đúng đến đâu cho điểm đến đó.
2. Học sinh có thể sử dụng kết quả câu trước làm câu sau.
3. Nếu thí sinh làm bài không theo cách nêu trong đáp án mà đúng vẫn cho điểm đủ từng phần như hướng dẫn, thang điểm chi tiết do Ban chấm thi thống nhất.
4. Việc chi tiết hoá thang điểm (nếu có) so với thang điểm trong hướng dẫn phải đảm bảo không sai lệch và có biên bản thống nhất trong toàn Ban chấm thi.
5. Tuyệt đối không làm tròn điểm. 
II. Hướng dẫn chấm và biểu điểm:
Đáp án
Điểm
Câu 1 (4,0 điểm). E
P1
FA
D
 P0
Biểu diễn đúng lực
Gọi P là trọng lượng của thanh AC
P2
P1 là trọng lượng đoạn BC: P1= 
P2 là trọng lượng đoạn AB : P2=
l là chiều dài thanh AC, 
V là thể tích vật chìm trong nước 
d3 là độ dài đoạn BC : d3= 
d2 là khoảng cách từ B đến D : d2 = 
d1 là khoảng cách từ B đến E : d1 = 
0,5
0,5
0,5
* Vì lực ép của thanh lên điểm A bị triệt tiêu nên theo điều kiện cân bằng lực ta có phương trình cân bằng lực sau :
 P1d1 + Fd3 = P2d2 (1) 
* Vì vật nằm lơ lửng trong lỏng chất lỏng nên : 
 F = V.d – Vdx = V(d – dx) (2)
Từ (1) và (2) ta có :
 P1d1 + Fd3 = P2d2 
 35P = 14F 
 35P = 14 V( d – dx )
( d – dx ) = 
 dx = d - ( 3 ) 
0,5
0,25
0,75
P = 10. m = 10.10 = 100 (N)
V = S .h = = 3,14 .0,12 . 0,32 = 0,01(m3)
0,5
Thay vào ( 3) ta có 
 dx = 35000 - 35.10014.0,01 = 10000 (N/m3)
0,5
Câu 2 (3,0 điểm).
Chọn gốc toạ độ tại A, chiều dương từ A đến B, gốc thời gian là lúc bạn thứ nhất và thứ hai xuất phát.
Phương trình chuyển động của mỗi bạn học sinh lần lượt là:
 x1 = v1t = 10t
 x2 = v2t = 12t
 x3 = v3 (t – t0) = v3 (t – 0,5)
0,25
0,75
Vì bạn thứ v2 > v1 nên bạn thứ ba gặp bạn thứ nhất trước sau đó gặp bạn thứ hai.
Bạn thứ ba gặp bạn thứ nhất:
 x1 = x3 10t1 = v3 (t1 – 0,5) 
Gọi t2 là thời gian từ lúc xuất phát đến lúc bạn thứ ba gặp bạn thứ hai:
Ta có: x2 = x3 12t2 = v3 (t2 – 0,5) 
0,25
0,25
0,25
0,25
Theo bài ra: 
Nghiệm cần tìm phải lớn hơn v1 và v2 nên ta có: v3 = 15km/h
0,25
0,5
0,25
Câu 3 (2,0 điểm).
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,5
Câu 4 (4,0 điểm).
1. + Vận tốc của kim phút là: vp = 1 vòng/giờ 
Vận tốc của kim giờ là: vg = 1/12 vòng/giờ
Coi như kim giờ đứng yên so với kim phút, khi đó vận tốc của kim phút so với kim giờ là: v = vp - vg = 11/12 vòng/giờ 
Khoảng cách ban đầu giữa hai kim là 
Khi hai kim vuông góc với nhau thì kim phút và kim giờ cách nhau vòng.
Vậy quãng đường kim phút phải quay thêm so với kim giờ là: 
= vòng.
Thời gian nhỏ nhất để hai kim tạo với nhau một góc vuông là:
 giờ
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
2. + Vận tốc của kim phút là: (vòng/giờ)
+ Vận tốc của kim giờ là: (vòng/giờ)
+ Coi như kim giờ đứng yên so với kim phút, khi đó vận tốc của kim phút so với kim giờ là: (vòng/giờ)
+ Lúc giờ, kim giờ đang ở số còn kim phút đang ở số nên khoảng cách ban đầu giữa hai kim là: vòng vòng
+ Để kim phút thẳng hàng với kim giờ trong thời gian ngắn nhất thì kim phút phải vượt kim giờ sau đó đi thêm vòng nữa nên tổng quãng đường kim phút phải đi thêm là: vòng
+ Thời gian nhỏ nhất để hai kim tạo với nhau một đường thẳng là: giờ
+ Vậy thời điểm lúc đó là: giờ
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
Câu 5 (2,0 điểm).
+ Gọi chiều dài sân ga là L, nên chiều dài xe điện là L2.
+ Thời gian xe điện thứ nhất qua sân ga là: .
+ Thời gian xe điện thứ hai qua sân ga là: .
+ Chọn xe thứ 2 làm mốc thì: 
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 6 (5,0 điểm).
+ Thời gian mỗi lần xe chuyển động là: 
+ Thời gian mỗi lần xe nghỉ: 
+ Trong khoảng thời gian đầu xe đi được quãng đường 
+ Các quãng đường xe đi được trong các khoảng thời gian kế tiếp sau đó là:
+ Gọi S là tổng quãng đường mà xe đi được trong n lần:
Với (n nguyên)
a) Gọi t1 là thời gian kể từ khi hai xe xuất phát đến khi hai xe gặp nhau.
Giả sử sau n lần đi và nghỉ thì hai xe gặp nhau 
+ Khi hai xe gặp nhau thì: 
+ Vì n là số nguyên . Vậy sau 4 lần đi và nghỉ thì xe 1 đã đi được quang xđường là và thời gian đã đi và nghỉ là lúc này xe 1 đang ở vị trí A, cách A đoạn 25 cm.
+ Trong thời gian xe 2 đã đi được quãng đường:
+ Suy ra lúc này xe 2 đang ở B1 cách A đoạn 41 km
+ Do đó khoảng cách giữa A1 và B1 là: A1B1 = 41-25 = 16km
+ Để hai xe gặp nhau thì xe 1 tiếp tục đi lần 5 với vận tốc 5v1.
Gọi là thời gian kể từ khi đi lần 5 đến khi 2 xe gặp nhau.
Ta có: 
+ Vậy thời điểm 2 xe gặp nhau (kể từ khi xuất phát) là:
+ Vị trí 2 xe gặp nhau cách A đoạn: 
b) Gọi t1 là thời gian kể từ khi xe 1 xuất phát đến khi hai xe gặp nhau. Giả sử sau n lần đi và nghỉ thì hai xe gặp nhau 
+ Khi hai xe gặp nhau thì:
+ Vì n là số nguyên Þ n = 4. Vậy sau 4 lần đi và nghỉ thì xe 1 đã đi được quãng đường là S1=1,25.4(4+1)= 25km và thời gian đã đi và nghỉ là lúc này xe 1 đang ở vị trí A1 cách A đoạn 25cm.
+ Trong thời gian h, xe 2 đã đi được quãng đường:
+ Suy ra lúc này xe 2 đang ở B1 cách A đoạn 47 km
+ Do đó khoảng cách giữa A1 và B1 là: A1B1=47-25=22km
+ Để hai xe gặp nhau thì xe 1 tiếp tục đi lần 5 với vận tốc 5v1.
Gọi là thời gian kể từ khi đi lần 5 đén khi hai xe gặp nhau:
Ta có: 
+ Vậy thời điểm 2 xe gặp nhau (kể từ khi xe 1 xuất phát) là:
+ Vị trí 2 xe gặp nhau cách A đoạn: 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25