IMSO 2004 Khoa học — Thực nghiệm Đài Loan I–IV

Đầu đề nguồn: Olympic Toán học và Khoa học quốc tế dành cho tiểu học (IMSO) 2004 · Cuộc thi Khoa học tại Đài Loan. Các ô: Họ tên, Trường, Lớp, Mã số. Nguồn không ghi vòng thi hoặc thời gian. Gói bốn thí nghiệm này dùng chung thời gian mặc định 120 phút, không khẳng định đây là thời gian lịch sử.

## Thí nghiệm I: Sự kỳ diệu của ánh sáng

**Quy trình (đủ sáu bước nguồn):**

1\. Đặt đèn pin trước màn giấy kẻ ô.

2\. Bật đèn pin và quan sát ảnh dạng góc như trong hình gốc trên màn.

3\. Đánh dấu vị trí trên cùng và dưới cùng của ảnh lên giấy kẻ ô trên màn (Hình 2).

4\. Đo khoảng cách $x$. Hình 1 minh họa $x=20\,\mathrm{cm}$; $y$ là khoảng cách bên trong từ nguồn sáng đến vật.





5\. Di chuyển màn để lặp lại với ba khoảng cách khác nhau.

6\. Vẽ lại tất cả dấu cùng khoảng cách của chúng lên một tờ giấy kẻ ô khác. Nguồn cho các kết quả sau (chiều cao ảnh tính bằng cm, theo lời giải viết tay):

| Vị trí | Khoảng cách x (cm) | Chiều cao ảnh (cm) |
|---|---|---|
| Thứ nhất | 15 | 3.20 |
| Thứ hai | 13 | 2.88 |
| Thứ ba | 5 | 1.60 |

**Bài 1 (25 điểm).** Tính chiều cao ảnh tại $x=10\,\mathrm{cm}$.

**Bài 2 (25 điểm).** Tính khoảng cách $y$ trong Hình 1.

**Bài 3 (25 điểm).** Không dùng thước, tính chiều cao $h$ của vật trên đèn pin (Hình 3).



**Bài 4 (25 điểm).**

(a) Bố trí các dụng cụ được cấp để nhìn thấy ảnh đổi bên trái–phải. Dụng cụ: hai gương phẳng, hai thấu kính hội tụ, hai thấu kính phân kỳ, hai gương cầu lồi và hai gương cầu lõm.

(b) Trên giấy được cấp, vẽ vị trí các gương, màn và đường đi tia sáng.



Chú thích hình: graph paper screen = màn giấy kẻ ô; flashlight = đèn pin; mark of top/bottom position of image = dấu vị trí trên/dưới ảnh; illuminated object = vật được chiếu sáng. Giữ nguyên các hình và hướng ảnh đích trong nguồn. Bảng là dữ liệu nguồn cung cấp, không phải phép đo mới của bản biên soạn.

Đầu đề nguồn: Olympic Toán học và Khoa học quốc tế dành cho tiểu học (IMSO) 2004 · Cuộc thi Khoa học tại Đài Loan. Các ô: Họ tên, Trường, Lớp, Mã số. Nguồn không ghi vòng thi hoặc thời gian. Gói bốn thí nghiệm này dùng chung thời gian mặc định 120 phút, không khẳng định đây là thời gian lịch sử.

## Thí nghiệm II: Chuỗi thức ăn

**Hướng dẫn gốc:** Viết đúng tên loài sinh vật được thể hiện trong **CÁC HÌNH CỦA THÍ NGHIỆM II** vào các chuỗi thức ăn sau.

**Thiếu nguồn:** bộ hình sinh vật riêng đó không có trong các tệp được cung cấp; cũng không có khóa tên loài cho Thí nghiệm II. Chưa thể hoàn thành chính xác bài cho đến khi tìm lại bộ hình. Không tự thay tên loài rồi coi đó là các sinh vật trong hình bị thiếu.

**A. Chuỗi thức ăn ở ruộng lúa:** sinh vật sản xuất (2), sinh vật tiêu thụ bậc một (2), sinh vật tiêu thụ bậc hai (2), sinh vật phân giải (1).



**B. Chuỗi thức ăn ở đầm lầy:** sinh vật sản xuất (2), tiêu thụ bậc một (2), tiêu thụ bậc hai (2), phân giải (1).



**C. Chuỗi thức ăn ở “TROPICAL RAI”** (tiêu đề bị cụt trong bản gốc, có lẽ chỉ rừng mưa nhiệt đới): sinh vật sản xuất (**1**, dù in hai dòng chấm), tiêu thụ bậc một (2), tiêu thụ bậc hai (2), phân giải (1).



Chú thích: SUN = Mặt Trời; Producers = sinh vật sản xuất; Primary consumers = tiêu thụ bậc một; Secondary consumers = tiêu thụ bậc hai; Decomposer = sinh vật phân giải; Inorganic materials = chất vô cơ; Organic materials/Decaying product = chất hữu cơ/sản phẩm phân hủy. Giữ nguyên mũi tên và ô trống. Có 20 vị trí sinh vật yêu cầu:7+7+6. Nguồn không in điểm; phân bổ biên soạn một điểm mỗi vị trí thành 20 điểm, chỉ dùng để chấm minh bạch khi có lại các hình bị thiếu.

Đầu đề nguồn: Olympic Toán học và Khoa học quốc tế dành cho tiểu học (IMSO) 2004 · Cuộc thi Khoa học tại Đài Loan. Các ô: Họ tên, Trường, Lớp, Mã số. Nguồn không ghi vòng thi hoặc thời gian. Gói bốn thí nghiệm này dùng chung thời gian mặc định 120 phút, không khẳng định đây là thời gian lịch sử.

## Thí nghiệm III: Mạch điện trong hộp đen

Được cấp một hộp đen chứa mạch điện. Công tắc hai vị trí chọn mạch: S1 ứng với Hình 1, S2 ứng với Hình 2. Vôn kế $V_m$ đo hiệu điện thế hai đầu điện trở $R_m$. Nguồn liệt kê các số đo $0,2.5,3,3.75,\ldots,15\,\mathrm V$.







**A. Đặt công tắc ở S1.** Nguồn viết “Điện trở được thay đổi như trong.” (câu chưa hoàn chỉnh).

A1. Khi thay đổi $R_1$, đọc $V_m$ ở cột 3 Bảng 1.

A2. Chọn đáp án đúng. Về lý thuyết, dòng qua $R_1$: (a) nhỏ hơn dòng qua $R_m$; (b) bằng dòng đó; (c) lớn hơn; (d) nhỏ hơn hoặc bằng; (e) lớn hơn hoặc bằng. **13 điểm.**

A3. Giữ $R_m$ và điện áp pin không đổi, khi tăng $R_1$: (a) điện áp $V_{R1}$ tăng; (b) $V_{R1}$ giảm; (c) $V_m$ tăng; (d) $V_m$ giảm; (e) $V_{R1}$ không đổi; (f) $V_{Rm}$ không đổi. Nguồn ghi “chọn đáp án đúng”. **6 điểm.**

A4. Điền Bảng 1 bằng cách tính dòng qua $R_1$. **3 điểm.** Giữ trống hai cột cần tính:

| Vị trí núm | R1 (ohm) | Vm (V), đã cho | VR 1=E−Vm (V) | IR 1=VR 1/R1 (mA) |
|---|---|---|---|---|
|1|500|2.50|____|____|
|2|400|3.00|____|____|
|3|300|3.75|____|____|
|4|200|5.00|____|____|
|5|100|7.50|____|____|
|6|0|15.00|____|____|

A5. Vẽ đồ thị $V_m$ theo dòng qua $R_1$. **6 điểm.**

A6. Hệ số góc (độ biến thiên điện áp chia độ biến thiên dòng điện) bằng ______. **5 điểm.**

A7. Hệ số góc biểu diễn đại lượng nào? (a) $R_1$; (b) $R_2$; (c) $R_m$; (d) dòng qua $R_1$; (e) dòng qua $R_2$; (f) điện áp pin $E$. **5 điểm.**

A8. Tính dòng qua $R_1$ khi $R_1=0$. **6 điểm.**

**B. Đặt công tắc ở S2.** Điện trở chưa biết $R_2$ thay đổi theo vị trí núm xoay.

B1. Đọc các giá trị vôn kế cho sẵn ở cột 2 Bảng 2.

B2. Tính điện áp hai đầu $R_2$, điền cột 3. **6 điểm.**

**C. Phân tích dữ liệu.** Ước tính $R_2$ từ dữ liệu, ghi vào Bảng 2. **24 điểm.**

| Vị trí núm | Vm (V), đã cho | VR 2=E−Vm (V) | R2 (ohm) |
|---|---|---|---|
|1|12.50|____|____|
|2|10.00|____|____|
|3|7.50|____|____|
|4|6.00|____|____|
|5|5.00|____|____|
|6|3.00|____|____|

Chú thích gốc: on/off = bật/tắt; S1/S2 = vị trí công tắc; R1/R2/Rm = điện trở; Vm = vôn kế/điện áp đo; E = điện áp nguồn. Mọi số đo liệt kê do nguồn cung cấp, không phải quan sát mới. Tổng điểm các phần in trong nguồn là 74.

Đầu đề nguồn: Olympic Toán học và Khoa học quốc tế dành cho tiểu học (IMSO) 2004 · Cuộc thi Khoa học tại Đài Loan. Các ô: Họ tên, Trường, Lớp, Mã số. Nguồn không ghi vòng thi hoặc thời gian. Gói bốn thí nghiệm này dùng chung thời gian mặc định 120 phút, không khẳng định đây là thời gian lịch sử.

## Thí nghiệm IV: Sao Hỏa, người hàng xóm của chúng ta

Nguồn ghi: “Ngày 27 tháng 8 năm 2003, Sao Hỏa ở vị trí xung đối (vị trí gần Trái Đất nhất).” Hình gốc biểu diễn sự kiện đó:



Có thể ước tính lần xung đối tiếp theo bằng

$$\frac1{P_{\mathrm{opp}}}=\frac1E-\frac1M.$$

$P_{\mathrm{opp}}$ là chu kì giữa hai lần xung đối của Sao Hỏa; chu kì quay quanh Mặt Trời của Trái Đất $E=365$ ngày, của Sao Hỏa $M=687$ ngày.

1\. Tìm chu kì xung đối của Sao Hỏa. **5 điểm.**

2 a\. Sao Hỏa phải quay bao nhiêu vòng quanh Mặt Trời để đến lần xung đối tiếp theo? **3 điểm.**

2 b\. Trái Đất phải quay bao nhiêu vòng quanh Mặt Trời để đến lần xung đối tiếp theo với Sao Hỏa? **4 điểm.**

3\. Dự đoán gần đúng ngày, tháng, năm của lần xung đối tiếp theo. **8 điểm.**

4\. Vẽ sơ đồ lần xung đối tiếp theo. **6 điểm.**

Chú thích hình: Sun = Mặt Trời; Earth = Trái Đất; “Mar” = chữ Mars/Sao Hỏa bị cụt. Giữ cách diễn đạt và ngày bắt đầu của nguồn để tính; lời giải sẽ nêu giới hạn thiên văn. Tổng 26 điểm in sẵn.