Đề thi học sinh giỏi Lớp 8 năm học 2015-2016 môn Vật lý - Phòng giáo dục và đào tạo Yên Định (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi Lớp 8 năm học 2015-2016 môn Vật lý - Phòng giáo dục và đào tạo Yên Định (Có đáp án)

1. PHÒNG GD&ĐT YÊN ĐỊNH KÌ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 8 Đề chính thức Năm học: 2015 – 2016 Môn: Vật lý Câu 1: a) Một người đi từ A đến B như sau: đi nửa quãng đường với vận tốc 40km/h, quãng đường còn lại đi với vận tốc 50 km/h. Tìm vận tốc trung bình của người đó trên toàn bộ quãng đường. b) Một người đi từ A đến B. Cứ đi 15 phút lại nghỉ 5 phút. Vận tốc chặng 1 là v1 = 10km/h, chặng 2 là v2 = 20km/h, chặng 3 là v3 = 30km/h , cứ như vậy vận tốc chặng sau lớn hơn vận tốc chặng liền trước đó 10km/h. Biết quãng đường AB là 100km. Tìm vận tốc trung bình của người đó trên toàn bộ quãng đường. Câu 2: Một khối gỗ hình trụ diện tích đáy S = 40 cm2, chiều cao h = 10cm, có khối lượng 160 g. a) Thả khối gỗ vào bể nước rộng và sâu, khối gỗ nổi thẳng đứng trên mặt nước. Tìm chiều cao của 3 phần gỗ nổi trên nước. Cho khối lượng riêng của nước là D0 = 1000 kg/m . 2 b) Bây giờ người ta khoét một lỗ hình trụ có diện tích đáy S1 = 4 cm và độ sâu h1 rồi lấp đầy chì vào lỗ đó . Khi thả vào nước người ta thấy mực nước ngang bằng với mặt trên của khối gỗ (khối gỗ chìm hoàn toàn trong nước và không chạm đáy bể). Tìm h1. Biết khối lượng riêng của chì là D1 = 11300kg/m3. o Câu 3: Một quả cầu bằng sắt có khối lượng m được nung nóng đến nhiệt độ to C. Nếu thả quả cầu đó vào một bình cách nhiệt thứ nhất chứa 5 kg nước ở nhiệt độ 0 oC thì nhiệt độ cân bằng của hệ là 4,2 oC. Nếu thả quả cầu đó vào bình cách nhiệt thứ hai chứa 4 kg nước ở nhiệt độ 25 oC thì nhiệt độ cân bằng của hệ là 28,9 oC. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường. Xác định khối lượng m và nhiệt độ to ban đầu của quả cầu. Biết nhiệt dung riêng của sắt và nước lần lượt là 460 J/kg.K và 4200 J/kg.K. Câu 4: Chiếu một tia sáng nghiêng một góc 45o chiều từ trái sang phải xuống một gương phẳng đặt nằm ngang . Ta phải quay gương phẳng một góc bằng bao nhiêu so với vị trí của 45o gương ban đầu để tia phản xạ có phương nằm ngang. o Câu 5: Có ba phích đựng nước: phích 1 chứa 300g nước ở nhiệt độ t 1 = 40 C, phích 2 chứa nước ở o o nhiệt độ t2 = 80 C, phích 3 chứa nước ở nhiệt độ t3 = 20 C. Người ta rót nước từ phích 2 và phích 3 vào phích 1 sao cho lượng nước trong phích 1 tăng gấp đôi và khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ trong phích 1 là t = 50oC. Tính lượng nước đã rót từ mỗi phích. Câu 6: Lúc 6 giờ, một người đạp xe từ thành phố A về phía thành phố B ở cách thành phố A 114km với vận tốc 18km/h. Lúc 7h, một xe máy đi từ thành phố B về phía thành phố A với vận tốc 30km/h. a) Hai xe gặp nhau lúc mấy giờ và nơi gặp cách A bao nhiêu km? b) Trên đường có một người đi bộ lúc nào cũng cách đều xe đạp và xe máy, biết rằng người đó cũng khởi hành từ lúc 7h. Tính vận tốc của người đó, người đó đi theo hướng nào, điểm khởi hành của người đó cách A bao nhiêu km? Câu 7: Hai xilanh có tiết diện S1; S2 thông với nhau và có chứa nước. Trên mặt nước có đặt các pittông mỏng khối lượng riêng khác nhau. Vì thế mặt nước ở 2 nhánh chênh nhau 1 đoạn h. Đổ 1 lớp dầu lên trên pitông lớn cho đến khi 2 mực nước ngang nhau. Nếu lượng dầu đó được đổ lên pittông nhỏ có độ cao H’ thì mực nước ở 2 xilanh chênh nhau 1 đoạn là bao nhiêu? Áp dụng với trọng lượng riêng của nước và của dầu 3 3 lần lượt là dn= 10000 N/ m ; dd= 8000 N/ m ; h= 4cm; H’= 12cm.
2. HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ 8 1, Gọi quãng đường từ A đến B là S ( S > 0 km). 1 S S Ta có thời gian nửa đầu quãng đường là : 2 (h) 40 80 S 1 S thời gian đi quãng đường còn lại là : 2 (h) 50 100 S S 9S Vậy thời gian đi cả quãng đường là : (h) 80 100 400 1 S S 400 Vậy vận tốc trung bình của người đó là: v 44,4(km / h) TB t 9S 9 1 400 1 2, Ta có quãng đường của người đó đi được chặng 1 là : S .10 ; chặng 2 là : 1 4 1 1 S .20; chặng 3 là : S .30 0,25 2 4 3 4 1 chặng thứ n là : S .10.n n 4 Câu Vậy S1 S2 S3 Sn SAB 0,25 1 1 1 1 1 .1 0 .2 0 .3 0 .1 0 .n 1 0 0 (6đ) 4 4 4 4 1 0 (1 2 3 n ) 1 0 0 4 0,5 1 2 3 n 4 0 n ( n 1) 4 0 n ( n 1) 8 0 2 Vì n N* n 8 Vậy sau 8 chặng người đó đi được quãng đường là: S1 + S2 + S3 + + S8 = 90 km 0,5 10 1 Vậy thời gian đi 10 km cuối cùng là : (h) 90 9 1 1 19 Vậy tổng thời gian người đó đi cả quãng đường là: .8 (h) 4 9 9 19 1 19 2 25 Vậy thời gian cả đi và nghỉ là : .8 (h) 9 12 9 3 9 0,5 Vậy vận tốc trung bình trên toàn bộ quãng đường là: S 100 100.9 v AB 36(km / h) TB t 25 25 9 1) ta có m = 160 g = 0,16kg Pgỗ = m . 10 = 1,6 (N) 0,5 Câu 2 Vậy khi thả vào nước khối gỗ cân bằng. 0,5 (4đ) Gọi h là phần chiều cao phần vật ngập trong nước P = F P = dn . Vngập
3. P 1,6 1,6 0,5 P = dn . h.S1 h 4 4 4 0,04(m) d n .S1 10 .0,004 10 .40.10 Vậy phần nổi là : 10 - 4 = 6 ( cm) 0,5 2, Ta có khối lượng riêng của gỗ là: 0,5 m 0 ,1 6 0 ,1 6 D 4 0 0 k g / m 3 V 4 .1 0 3.1 0 1 4 .1 0 4 Khối lượng gỗ còn lại sau khi khoét là: 0,5 m - m1 = m - V1 . Dgỗ Khối lượng chì lấp vào là: m2 = V1 .D1 Vậy khối lượng tổng cộng là: ( m - m1 + m2) P = 10.m = 10 ( m - m1 + m2) Vì khối gỗ gập hoàn toàn nên P = F 0,5 10( m - m1 + m2) = dn . S . h (*) Thay m1 = Dgỗ . S1 . h1 m2 = Dchì . S1 . h1 Thay vào (*) h1 = 5,5 (cm). - Đối với bình cách nhiệt thứ nhất : Qtỏa1 = Qthu1 1,5 m.cqc.(t0 - 4,2) = m1.c (4,2 - 0) m.cqc.(t0 - 4,2) = 5.4200.4,2 = 88200 - Đối với bình cách nhiệt thứ hai : Qtỏa2 = Qthu2 1,5 m.cqc.(t0 - 28,9) = m2.c (28,9 - 25) Câu 3 m.cqc.(t0 - 28,9) = 4.4200.3,9 = 65520 (6đ) t - 4,2 88200 Từ (1) và (2) ta có : 0 2 t0 28,9 65520 0 t0 100 ( C) Thế t vào (1) ta có : 0 1 m.460.(100 - 4,2) = 88200 m 2 (kg) N 0,5 S A D I G Câu 4 TH1: tia phản xạ hướng từ trái qua phải: Vẽ tia sáng SI tới gương cho tia phản xạ (4đ) ID theo phương ngang (như hình vẽ) Ta có S· ID = 1800 - S¶IA = 1800 - 450 = 1350 IN là pháp tuyến của gương và là đường phân giác của góc SID. 0,5 · , 0 0 0 Góc quay của gương là: DIG mà i + i = 180 – 45 = 135 135 Ta có: i’ = i = 67,5o 2 IN vuông góc với AB N· IG = 900 1,0 D· IG = N· IG - i’ = 900- 67,5 =22,50 Vậy ta phải xoay gương phẳng một góc α = 22,5 0
4. 1,0 TH2: Tia phản xạ hướng từ phải qua trái 1 Tương tự ta có α =67,5o Câu 5 Gọi khối lượng nước đã rót từ phích 2 và phích 3 vào phích 1 lần lượt là m2 và m3. Vì lượng nước trong phích 1 tăng gấp đôi nên ta có: m2 + m3 = 0,3 (1) Khi cân bằng nhiệt ta có phương trình: m2.c.(t2 - t) = m1.c.(t – t1) + m3.c.( t- t3) m2(80 - 50) = 0,3.(50 - 40) + m3(50 - 20) 30m2 = 3 + 30m3 m2 - m3 = 0,1 (2) Từ (1) và (2), ta có: 2m2 = 0,4 m2 = 0,2 (kg) m3 = 0,1 (kg) Vậy khối lượng nước đã rót từ phích 2 và phích 3 vào phích 1 lần lượt là 200g và 100g. Câu 6 Chọn A làm mốc Gốc thời gian là lúc 7hA. C. B . a Chiều chuyển động từ A đến B Lúc 7h xe đạp đi được từ A đến C: AC = v1. t = 18. 1 = 18Km. Phương trình chuyển động của xe đạp so với mốc A là: S1 = AC + v1. t1= 18 + 18 t1 ( 1 ) Phương trình chuyển động của xe máy so với mốc A ( ngược chiều đã chọn ) là: S2 = AB - v2. t2 = 114 – 30 t2 Khi hai xe gặp nhau: t1 = t2= t và S1 = S2 18 + 18t = 114 – 30t t = 2 ( h ) Thay vào (1 ) ta được: S = 18 + 18. 2 = 54 ( km ) Vậy 2 xe gặp nhau lúc: 7 + 2 = 9 h và nơi gặp cách A là 54 km b Vì người đi bộ lúc nào cũng cách đều người đi xe đạp và xe máy nên: * Lúc 7h người đi bộ phải xuất phát tại trung điểm D của CB tức cách A là: 114 18 AD = AC + CB/2 = 18 + = 66 ( km ) 2 * Lúc 9h người đi bộ ở vị trí hai xe gặp nhau tức cách A: 54 Km Vậy sau khi chuyển động được 2h người đi bộ đã đi được quãng đường là : S 0 = 66- 54 = 12 ( km ) S0 12 Vận tốc của người đi bộ là: v3 = = = 6 (km/h) t 2 Ban đầu người đi bộ cách A: 66km, sau khi đi được 2h thì cách A là 54 km nên người đó đi theo chiều từ B về A. Điểm khởi hành cách A là 66km. Câu 7 Xét áp suất p trong nước ở 2 xilanh ngang mặt đáy S2 - Lúc đầu khi mực nước chênh nhau là h: P2 P1 d n h (1) S 2 S1 - Đổ dầu lên S1, chiều cao lớp dầu là H, theo bài ra ta có:
5. P2 P1 d d .H (2) S 2 S1 d Từ (1) và (2) => H= n h (3) d d - Đổ lượng dầu đó sang S2 thì chiều cao là H' S1 Vì thể tích dầu không đổi: S1H=S2H' => H'= H S 2 d S thay (3) vào: H'= n 1 h (4) d d S 2 - Mực nước 2 bên chênh nhau một đoạn x nên: P2 P1 d d H ' d n x (5) S 2 S1 d H ' d h Từ (5) và (1) => x = d n dn Thay số:(h= 4cm= 0,04m; H’= 12cm= 0,12m) 8000.0,12 10000.0,04 X = 0,136(m) 13,6(cm) 10000