Đề thi học sinh giỏi Vật lí Lớp 7 - Đề 3 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi Vật lí Lớp 7 - Đề 3 (Có đáp án)

1. ĐỀ 3: MÔN VẬT LÍ LỚP 7 ( Thời gian làm bài 120 phút, không kể thời gian giao đề) Bài 1 (3 điểm): Tia sáng Mặt Trời nghiêng 1 góc =480 so với phương ngang. Cần đặt một gương phẳng như thế nào để đổi phương của tia sáng thành phương nằm ngang? Bài 2 (2, điểm): Một quả cầu bằng nhôm rất nhẹ nhiễm điện dương treo ở đầu sợi chỉ tơ đặt giữa 2 tấm kim loại song song nhiễm điện trái dấu. a. Thoạt tiên, quả cầu nhôm chuyển động về phía nào? b. Giả sử nó chạm vào một tấm kim loại nhiễm điện, sau đó nó chuyển động về phía nào? Tại sao? + - + + + - + - + - Bài 3 (2,5 điểm): Một nguồn sáng điểm và hai gương nhỏ đặt ở ba đỉnh của một tam giác đều. Tính góc gợp bởi hai gương để một tia sáng đi từ nguồn sau khi phản xạ trên hai gương: a) đi thẳng đến nguồn. b) quay lại nguồn theo đường đi cũ. Bài 4 (2,5 điểm): Có hai bóng đèn Đ1 và Đ2; ba công tắc K1, K2, K3; một nguồn điện. Hãy mắc một mạch điện thỏa mãn đủ các yêu cầu sau: - Khi muốn đèn Đ1 sáng, chỉ bật công tắc K1. - Khi muốn đèn Đ2 sáng, chỉ bật công tắc K2. - Khi Muốn đèn Đ1 và đèn Đ2 cùng sáng, chỉ bật công tắc K3. ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 3 Bài Nội dung Điểm Gọi ,  lần lượt là góc hợp bởi tia sáng mặt trời với phương ngang và góc hợp bởi tia tới với tia phản xạ. Trường hợp 1: Tia sáng truyền theo phương ngang cho tia phản xạ từ trái sang phải. Từ hình 1, Ta có: +  = 1800 1 =>  = 1800 - = 1800 – 480 = 1320 0.5 S  R Hình 1 I
2. Dựng phân giác IN của góc  như hình 2. S N Dễ dang suy ra: i’ = i = 660 Vì IN là phân giác cũng là pháp tuyến nên ta i kẻ đường thẳng vuông góc với IN tại I ta sẽ i' được nét gương PQ như hình 3. R I S N Hình 2 0.5 P i i' R Hình 3 I Xét hình 3: Q Ta có: Q· IR = 900 - i' = 900 - 660 = 240 Vậy ta phải đặt gương phẳng hợp với phương ngang một góc Q· IR =240 Trường hợp 2: Tia sáng truyền theo phương ngang cho tia phản xạ từ phải sang trái. 0 Từ hình 4, Ta có: =  = 48 S 0.5 S Dựng phân giác IN của góc  như  RN Hìnih 4 I hình 5. i' R I Dễ dang suy ra: i’ = i = 240 Hình 5 Vì IN là phân giác cũng là pháp tuyến nên ta kẻ đường thẳng vuông góc với IN tại I ta sẽ được nét gương PQ như hình 6. 0.5 S P N i i' R I Hình 6 Xét hình 6: 0.5 · 0 0 0 0 Ta có: QIR = 90 - i' = 90 - 24 = 66 Q Vậy ta phải đặt gương phẳng hợp với phương ngang một góc Q· IR =660 Vậy có hai trường hợp đặt gương: - TH1: đặt gương hợp với phương ngang một góc 240. - TH2: đặt gương hợp với phương ngang một góc 660.
3. 0.5 a) Thoạt tiên quả cầu chuyển động về phía tấm kim loại mang điện tích 0.5 âm. b) Sau khi chạm vào tấm kim loại mang điện tích âm nó nhận thêm 0.5 electron, có hai trường hợp sảy ra: - Quả cầu vẫn còn nhiễm điện dương thì nó sẽ bị lệch về phía tấm kim 0.5 2 loại mang điện tích âm. - Quả cầu bị nhiễm điện âm thì nó sẽ bị hút về phía tấm kim loại mang điện tích dương. 0.5 a) Để tia phản xạ trên gương thứ hai đi S thẳng đến nguồn, đường đi của tia sáng có dạng như hình 1. 0.5 Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: 600 Iµ =Iµ 300 => J¶IO=600 1 2 2 1 Tương tự ta có: I¶JO=600 2 0 J Do đó: I¶OJ=60 I 0.75 Vậy: hai gương hợp với nhau một góc 600 b) Để tia sáng phản xạ trên S gương thứ hai rồi quay lại nguồn theo phương cũ, Hình 1 đường đi của tia sáng có 3 dạng như hình 2 O 1 2 I J 0.5 Hình 2 Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: O
4. 600 Iµ =Iµ 300 => J¶IO=600 1 2 2 Trong Δ V IJO ta có: 0.75 I Oµ 900 Oµ 900 I 900 600 300 Vây: hai gương hợp với nhau một góc 300 + - Đ1 K1 4 K3 2.5 K2 Đ2 ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 4 Câu Nội dung Điểm a) Trường hợp là góc nhọn: * cách vẽ : - Xác định ảnh A’ của A qua gương (M1) - Xác định ảnh B’ của B qua gương (M2) 0.5 - Nối A’ với B’ cắt gương (M1) và (M2) lần lượt tại I và J - Nối A, I, J, B ta được đường truyền tia sáng cần tìm. A' I A 0.75 (M1) 1 B α (M ) J b) Trường hợp là 2 góc tù: B' * cách vẽ : - Xác định ảnh A’ của A qua A gương (M1) (M1) - Xác định ảnh B’ của B qua 1.25 gương (M2) A' I B α J (M2 ) B'
5. - Nối A’ với B’ cắt gương (M1) và (M2) lần lượt tại I và J - Nối A, I, J, B ta được đường truyền tia sáng cần tìm. c) Điều kiện để phép vẽ thực hiện được: Từ trường hợp và trường hợp hai như trên ta thấy: đối với hai điểm A, B cho trước, phép vẽ thực hiện được khi A’ B’ cắt gương tại hai điểm I và J. 0.5 a. Khoảng cách d giữa người quan sát và vách núi d = 340.0,6 = 204(m) 1 2 b. Khỏng cách tối thiểu giữa người quan sát và vách núi để nghe được tiếng 1 1 vang: dmin = 340. 17(m) 20 Có ba trường hợp: - Ban đầu ống nhôm chưa bị nhiễm điện: Khi vật nhiễm điện dương chạm vào ống nhôm thì ống nhôm bị nhiễm điện dương do tiếp xúc, 1 kết quả là ống nhôm và vật bị nhiễm điện đều nhiễm điện dương, chúng đẩy nhau và ống nhôm bị đẩy ra xa vật nhiễm điện. - Ban đầu ống nhôm đã nhiễm điện âm và độ lớn điện tích của ống nhôm và vật nhiễm điện là khác nhau: Khi vật nhiễm điện dượng chạm vào ống nhôm nhiễm điện âm thì thì ống nhôm và vật bị nhiễm 3 điện cùng dấu với nhau, chúng vẫn đẩy nhau và ống nhôm sẽ bị đẩy ra xa vật nhiễm điện. 0.5 - Trường hợp đặc biệt, nếu ban đầu ống nhôm đã nhiễm điện âm và độ lớn điện tích của ống nhôm và vật nhiễm điện là như nhau: Sau khi tiếp xúc, ống nhôm và vật bị nhiễm điện trở thành các vật trung hòa, chúng không tương tác với nhau và dây treo ống nhôm không bị lệch. 0.5 a. Đ Đ Đ 1 2 3 M 4 A V 1 K + -
6. b. Trong đoạn mạch nối tiếp, hiệu điện thế của nguồn điện bằng tổng hiệu điện thế đặt vào các thiết bị điện nên ta có: U = 3.1,5 + 3 = 7,5V 1 c. Một đèn bị cháy các đèn còn lại không sáng do mạch hở. Hiệu điện thế trên mỗi đèn và động cơ bằng 0, hiệu điện thế ở hai đầu nguồn điện khi đó bằng 7,5V. 1