Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí Lớp 8 - Đề 1 - Năm học 2013-2014 - Nguyễn Thị Duyên (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí Lớp 8 - Đề 1 - Năm học 2013-2014 - Nguyễn Thị Duyên (Có đáp án)

1. ĐỀ THI HSG MÔN VẬT LÍ LỚP 8ĐỀ 1 Năm học (Thời gian làm bài 120 phút) Câu 1: (6đ) Một động tử xuất phát từ A chuyển động trên đường thẳng hướng về điểm B với vận tốc ban đầu v1=32m/s. Biết rằng cứ sau mỗi giây vận tốc của động tử lại giảm đi một nửa và trong mỗi giây đó động tử chuyển động đều. a) Sau bao lâu động tử đến được điểm B, biết rằng khoảng cách AB = 60m. b) Ba giây sau kể từ lúc động tử xuất phát có một động tử thứ hai cũng xuất phát từ A chuyển động về phía B với vận tốc v 2 = 31m/s. Hai động tử có gặp nhau không? Nếu có hãy xác định thời điểm gặp nhau kể từ khi động tử thứ nhất xuất phát và vị trí gặp nhau cách B bao nhiêu m? Câu 2: (5đ) 1.(2đ) Hai bình thông nhau và chứa một chất lỏng không hòa tan trong nước có trọng lượng riêng 12700 N/m3. Người ta đổ nước vào một bình tới khi mặt nước cao hơn 30 cm so với mặt chất lỏng trong bình ấy. Hãy tìm chiều cao của cột chất lỏng ở bình kia so với mặt ngăn cách của hai chất lỏng. Cho biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3. 2.(3đ) Trong một bình đựng hai chất lỏng không trộn lẫn có trọng lượng riêng d1 = 3 3 12000 N/m ; d2 = 8000 N/m . Một khối gỗ lập phương có cạnh a=20cm có trọng lượng riêng d = 9000 N/m3 được thả vào chất lỏng sao cho luôn có một cạnh song song với đáy bình. a) Tìm chiều cao của phần gỗ trong chất lỏng d1 b) Tính lực tác dụng vào khối gỗ sao cho khối gỗ nằm trọn trong chất lỏng d1 Câu 3: (4đ) Để kéo đều một vật có khối lượng m = 60 kg lên độ cao h = 5 m người ta dùng một trong hai cách sau: a) Dùng hệ thống gồm 1 ròng rọc cố định và 1 ròng rọc động, thấy lực kéo dây nâng vật lên là F1 = 360 N. Hãy tính: + Hiệu suất của hệ thống + Khối lượng của ròng rọc động, biết hao phí để nâng ròng rọc động bằng ¼ hao phí tổng cộng do ma sát. b) Dùng mặt phẳng nghiêng dài l = 12 m. Lực kéo vật lúc này là 320N . Tính lực ma sát giữa vật với mặt phẳng nghiêng và hiệu suất của hệ này. Câu 4: (5đ) 0 Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa m1 = 2kg nước ở t1= 20 C , bình 2 chứa m2 = 0 4kg nước ở t2 = 60 C . Người ta rót một lượng nước m từ bình 1 sang bình 2, sau khi cân bằng nhiệt, người ta lại rót một lượng nước m như thế từ bình 2 sang bình 1. Nhiệt độ cân bằng ở bình 1 lúc này là t = 220C. a) Tính lượng nước m trong mỗi lần rót và nhiệt độ cân bằng ở bình 2 b) Ngay sau đó trút toàn bộ nước ở bình 1 vào bình 2 thì nhiệt độ cân bằng của nước trong bình 2 là bao nhiêu ? (Xem như chỉ có nước trong các bình trao đổi nhiệt với nhau)
2. Đáp án và biểu điểm đề thi môn Vật lí lớp 8 Câu Nội dung Điểm 1 1) Thời gian chuyển động, vận tốc và quãng đường đi được của động tử có thể biểu diễn bằng bảng sau: Giây 1 2 3 4 5 6 (3đ) thứ Vận 32 16 8 4 2 1 tốc Quãng 32 48 56 60 62 63 đường Căn cứ vào bảng trên ta thấy: Sau 4 giây động tử đi được 60 m và đến được điểm B 2) Cũng căn cứ vào bảng trên ta thấy hai động tử sẽ gặp nhau tại điểm cách A một khoảng 62 m. Thật vậy, để đạt được quãng (3đ) đường 62 m động tử thứ hai đi trong 2 giây S2 = v2.t2 = 31.2 = 62 (m) Trong 2 giây đó động tử thứ nhất đi được 4+2 = 6m. Đây chính là quãng đường nó đi được trong giây thứ 4 và 5. Quãng đường tổng cộng, động tử thứ nhất đi trong 5 giây là 62m. Vậy hai động tử gặp nhau sau 5 giây kể từ khi động tử thứ nhất xuất phát và cách B là 62-60 = 2m 2 1. Vẽ hình sau khi đã đổ nước vào đúng 0.5 đ Xác định điểm A thuộc mặt phân cách giữa nước và chất lỏng và B thuộc nhánh bên kia sao cho A và B cùng nằm trên một mặt phẳng nằm ngang ta có áp suất tại hai điểm bằng nhau pA = dn . h1 1,5 đ pB = d . h2 h2 = (0,3.10000) : 12700 = 0,236(m) h1 h2 = 23,6 cm A B vậy chiều cao cột chất lỏng so với mặt phân cách giữa chất lỏng và nước là 23,6 cm 2. a)Vẽ hình phân tích lực đúng do trọng lượng riêng của khối gỗ 0,5đ d2 P nên lực F phải có cùng hướng với lực P
3. 3 3 và P + F = F3 F = a .d1 – a . d = 24 N 3 a) Công có ích đưa vật lên cao 5 m là : 0,5đ A = P.h = 10.m.h = 10.60.5 = 3000 (J) Khi dùng ròng rọc động vật lên cao một đoạn thì dây kéo phải đi một đoạn s =2 h = 2.5 =10 m Vậy công toàn phần kéo vật lên cao là Atp = F.s = 360 .10 = 3600 (J) Hiệu suất của hệ thống là: 0,5đ H = A/Atp = (3000: 3600) .100% = 83,33% + Công hao phí tổng cộng là Ahp = 3600 – 3000 = 600 (J) 0,5đ Công hao phí để nâng ròng rọc động là: A’ = ¼ .Ahp = ¼ .600 = 150 (J) Mà A’ = 10.m’.h Khối lượng ròng rọc động là (m’) 0,5 đ m’= A’: (10.h) = 1,5 kg b) Công toàn phần kéo vật lên theo mặt phẳng nghiêng là: 0,5đ Atp = F .l = 320.12 = 3840 (J) Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là : 0,5đ H = A/ATP = (3000:3840).100% = 78,125 % Công hao phí do ma sát là : Ahp = 3840-3000 = 840 (J) 0,5đ Lực ma sát là Ahp : l = 840 :12 = 70 N 0,5đ 4 a)Gọi nhiệt độ cân bằng sau lần trao đổi thứ nhất là t (0C) PTCBN : mc(t-t1) = m2c.(60-t) (1) 1đ Lần trao đổi thứ hai rót lượng nước m trở về bình 1 PTCBN : mc (t-22) = (m1-m)c(22-20) (2) 1 đ Từ (1) và (2) tìm được t = 59 0C và m = 0,1 kg 1đ b) Lúc này nhiệt độ ở bình 1 là 22 0C và khối lượng vẫn là 2 kg và bình 2 khối lượng là 4 kg, nhiệt độ là 590c 1đ Đổ hết bình 1 và bình 2 gọi nhiệt độ cân bằng là t’ PTCBN : m1c(t’-22) = m2c(59-t’) 1đ t’ 46,7 0C (Nếu thiếu công thức trong các bài tập thì trừ 0,25 điểm cho mỗi công thức) Nếu học sinh làm cách khác mà đúng thì vẫn cho điểm tối đa) Bình Minh, ngày 21 tháng 03 năm 2014 TM NHÀ TRƯỜNG NGƯỜI RA ĐỀ Nguyễn Thị Duyên