Bộ 20 đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Vật lí Lớp 8 (Có đáp án)

Nội dung text: Bộ 20 đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Vật lí Lớp 8 (Có đáp án)

1. ĐỀ 1 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG MÔN VẬT LÍ LỚP 8 Câu 1 (4 điểm): Lúc 7h, hai ô tô cùng xuất phát từ thành phố Lai Châu và thị trấn Than Uyên cách nhau 100km, chúng chuyển động thẳng đều và đi cùng chiều nhau. Xe thứ nhất đi từ thành phố Lai Châu với vận tốc 30km/h xe thứ hai khởi hành từ thị trấn Than Uyên với vận tốc 40km/h. a. Tính khoảng cách của hai xe sau khi chúng khởi hành được 2h. b. Sau khi đi được 2h xe thứ nhất bắt đầu tăng tốc và đạt vận tốc 60km/h. Hai xe gặp nhau lúc mấy giờ và nơi gặp nhau cách thị trấn Than Uyên bao nhiêu kilô mét ? Câu 2 (4 điểm): Một khối gỗ hình trụ nặng tiết diện S = 100 cm2, chiều cao h = 15cm 3 có khối trọng lượng riêng d1 = 8000 N/m được thả nhẹ trong nước. a. Hãy xác định phần nhô lên mặt nước của khối gỗ biết trọng lượng 3 riêng của nước là d2 = 10000 N/m . 3 b. Nối khối gỗ vào vật nặng có trọng lượng riêng d 0 = 20000 N/m thì khối gỗ vừa ngập trong nước. Tìm trọng lượng của vật nặng đó? Câu 3 (4 điểm): Đưa một vật khối lượng m = 200 kg lên độ cao h = 10m, người ta dùng một trong hai cách sau: 1. Dùng mặt phẳng nghiêng dài l = 12m. Lực kéo vật lúc này là F1 = 1900N. a. Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng ? b. Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng ? 2. Dùng hệ thống gồm một ròng rọc cố định và một ròng rọc động. Lúc này lực kéo dây để nâng vật lên là F2 = 1200N. Hãy tính hiệu suất của hệ thống? Câu 4 (4 điểm): Hai quả cầu A, B có trọng lượng bằng nhau được làm bằng hai chất khác nhau được treo vào hai đầu của một đòn cứng có trọng lượng không đáng kể và có độ dài l = 84cm. Lúc đầu đòn cân bằng. Sau đó, đem nhúng cả hai quả cầu ngập trong nước. Người ta thấy phải dịch chuyển điểm tựa đi 6cm về phía B để đòn trở lại thăng bằng. Tính trọng lượng 3 riêng của quả cầu B nếu trọng lượng riêng của quả cầu A là dA = 30000 N/m , của nước là 3 d0 = 10000 N/m . Câu 5 (4 điểm): Hai gương phẳng M 1, M2 đặt song song, mặt phản xạ quay vào nhau và cách nhau một khoảng AB = 6cm. Trên đoạn AB có đặt một điểm sáng S cách gương M một đoạn SA=4cm xét một điểm O nằm trên đường thẳng đi qua S và vuông góc với AB một khoảng cách OS = 18cm. a. Trình bày cách vẽ tia sáng xuất phát từ S đến O trong hai trường hợp: - Đến gương M tại I rồi phản xạ đến O - Phản xạ lần lượt trên gương M tại J, trên gương N tại K rồi truyền đến O. b. Tính khoảng cách I, J, K đến AB. Hết - Thí sinh không được sử dụng tài liệu - Giám thị coi thi không giải thích gì thêm. HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ THI KHẢO SÁT MÔN: Vật lí – Lớp 8 Trang 1
2. Câu Nội dung Điểm a. Quãng đường xe thứ nhất đi được trong thời gian t = 2h là 0,5 S1 = V1.t = 30.2 = 60km - Quãng đường xe thứ hai đi được trong thời gian t = 2h là 0,5 S2 = V2.t = 40.2 = 80km - Sau 2h khoảng cách giữa hai xe là S = 100 – S1 + S2 = ( 100 + S2 ) – S1 0,5 = ( 100 + 80) - 60 1 = 120km 0,5 ( 4điểm) b. Sau khi xuất phát được 2h khoảng cách giữa hai xe là 120km. Gọi t1 là thời gian hai xe đi đến để gặp nhau sau khi mỗi xe đi được 2h 0,5 Quãng đường xe thứ nhất sau khi tăng tốc đi được sau thời gian t1 là S1’ = 60t1 0,5 Quãng đường xe thứ hai đi được sau thời gian t1 là S2’ = 40t1 Khi hai xe gặp nhau ta có : S1’ = 120 + S2’ 60t1 = 120 + 40tt 0,5 20t1 = 120 => t1 = 6h - Hai xe gặp nhau lúc : 7h + 2h + 6h = 15h 0,5 -Nơi gặp nhau cách thị trấn Than Uyên một S2’ = 40. 6 = 240km a. Gọi thể tích của khối gỗ là V = S.h - Thể tích phần chìm của khối gỗ là V1 = S.(h-h1) h là chiều cao khối gỗ h1 là chiều cao phần gỗ nổi trên mặt nước - Trọng lượng của vật : P = d1.V = d1. S.h 0,25 - Lực đẩy Ác si mét tác dụng lên vật : FA = d2.V1 = d2.S(h-h1) 0,25 - Khi cân bằng ta có:` P = FA d1. S.h = d2.S(h-h1) 0,5 d1.S.h 0,25 (h-h1) = d2.S 8000.0,15 h-h1 = 0,25 2 10000 0,25 (4điểm) h-h1 = 0,12m → h1 = h- 0,12 → h1 = 0,15 - 0,12 0,25 → h1 = 0,03m =3cm Vậy chiều cao phần gỗ nổi trên mặt nước là 3cm b. Gọi P0 là trọng lượng của vật nặng FA0 là lực đẩy Ác si mét tác dụng lên vật nặng V0 là thể tích của vật nặng 0,25 Khi cân bằng ta có: P + P0 = FA + FA0 0,25 d1. S.h + d0.V0 = d2. S.h + d2.V0 0,25  d0.V0 - d2.V0 = d2. S.h - d1. S.h 0,25  V0.( d0 - d2) = S.h (d2 - d1.) Trang 2
3. S S S S - Thời gian đi hết quãng đường là : t = t1 + t2 t = + = + 2v1 v2 v 3 40 15 S 40.15 - Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường là : vtb= = 10,9( km/h ) t 40 15 Cõu 3: a. Thời gian bơi của vận động viên bằng thời gian trôi của quả bóng , vận tốc dòng nước chính là 15 0,9 vận tốc quả bóng. Vn=Vb=AC/t = =1,8(km/h) 1/ 3 Gọi vận tốc của vận động viên so với nước là Vo.vận tốc so với bờ khi xuôi dòng và ngược dòng làV1vàV2 => V1=Vo+Vn ; V2=Vo-Vn Thời gian bơi xuôi dòng t1=AB/V1=AB/(Vo+Vn) (1) Thời gian bơi ngược dòng t2=BC/V1=BC/(Vo-Vn) (2) Theo bài ra ta có t1+t2=1/3h (3) 2 Từ (1) (2) và (3) ta có Vo – 7,2Vo= o => Vo=7,2(km/h ) =>Khi xuôi dòng V1=9(km/h) Khi ngược dòng V2=5,4(km/h) b. Tổng thời gian bơi của vận động viên chính là thời gian bóng trôi từ Ađến B t = = 0,83h ĐỀ 17 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG MÔN VẬT LÍ LỚP 8 Câu 1: Một người đi xe đạp trên đoạn đường MN. Nửa đoạn đường đầu người ấy đi với vận tốc v1 = 20km/h.Trong nửa thời gian còn lại đi với vận tốc v2 =10km/h cuối cùng người ấy đi với vận tốc v3 = 5km/h. Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường MN? Câu2: Lúc 10h Hai xe máy cùng khởi hành từ hai địa điểm A và B cách nhau 96 km, đi ngược chiều nhau. Vận tốc của xe đi từ A là 36 km/h, của xe đi từ B là 28 km/h. a. Xác định vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau. b. Sau bao lâu thì hai xe cách nhau 32km? Câu3: Một thỏi hợp kim có thể tích 1dm3 và khối lượng 9,850kg tạo bởi bạc và thiếc. Xác định khối lượng của bạc và thiếc trong thỏi hợp kim đó.Biết rằng khối lượng riêng của bạc là 10500kg/m3. và của thiếc là 2700kg/m3 . Câu 4: Cho điểm sáng S, gương phẳng MN và điểm A như hình vẽ. S • A • M N a. Hãy vẽ ảnh của S.(Nêu rõ cách vẽ.) b. Vẽ 1 tia phản xạ đi qua A (Nêu rõ cách vẽ.) ĐÁP ÁN Câu 1: - Gọi S là chiều dài quãng đường MN, t1 là thời gian đi nửa đoạn đường, t2 là thời gian đi nửa đoạn đường còn lại theo bài ra ta có: Trang 45
4. S1 S t1= = v1 2v1 t2 t2 - Thời gian người ấy đi với vận tốc v2 là S2 = v2 2 2 t2 t2 - Thời gian đi với vận tốc v3 cũng là S3 = v3 2 2 S t2 t2 S S - Theo điều kiện bài toán: S2 + S 3= v2 + v3 = t2 = 2 2 2 2 v2 v 3 S S S S - Thời gian đi hết quãng đường là : t = t1 + t2 t = + = + 2v1 v2 v 3 40 15 S 40.15 - Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường là : vtb= = 10,9( km/h ) t 40 15 Câu 2: a. Ta có đường đi của hai xe: S1 = v1.t = 36t S2 = v2.t = 28t Và vị trí của hai xe: x1 = S1 = 36t x2 = AB – S2 = 96-28t Lúc hai xe gặp nhau thì: x1 = x2 → 36t = 96-28t → 64t = 96 → t = 1,5h Vậy: x1 = S1 = 54km hai xe gặp nhau lúc 11,5h. b. Sau bao lâu hai xe cách nhau 32km? Trước khi gặp nhau ta có: x2 – x1 = l → 96-28t1+36t1 = 32 → 64t1 = 64t → t1 = 1h.thời điểm gặp nhau lúc 11h Saukhi gặp nhau ta có: x1 – x2 = l → 36t2 – (96-28t2 ) = 32 → 64t2 = 128 → t2 = 2h thời điểm gặp nhau lúc 12h. Câu 3: Gọi khối lượng của bạc là m1 thể tích là V1 và khối lượng riêng là D1. Ta có: D1 = m1/ V1 (1) Tương tự: thiếc có: D2 = m2/ V2 (2) Khối lượng riêng của hỗn hợp là: D = m/ V = (m1 + m2 )/(V1+V2) (3) Thay các giá trị (1)và(2) vào (3) ta có: D = (m1 + m2 )/(m1/ D1 + m2/ D2 ) = (m1 + m2 )D2D1 /(m1/ D2 +m2/ D1 ) Vì: M = m1 + m2 nên m2 = M - m1 Vậy:D = MD1D2/m1D2+(M-m1)D1) = M/V → VD1D2 = m1 D2 + m1D1 → m1 = D1 (M-VD2)/D1-D2) thay số có: m1= 9,625kg Câu 4: HS vẽ được hình sau: ĐỀ 18 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG MÔN VẬT LÍ LỚP 8 Trang 46
5. Câu 1: (2điểm) Trờn đường thẳng AB cú chiều dài 1200m xe thứ nhất chuyển động từ A theo hướng AB với vận tốc 8m/s. Cựng lỳc đú một xe khỏc chuyển động thẳng đều từ B đến A với vận tốc 4m/s a. Tính thời gian hai xe gặp nhau. b. Hỏi sau bao lõu hai xe cỏch nhau 200m Câu 2. (2 điểm) Lúc 7 giờ, hai ô tô cùng khởi hành từ 2 địa điểm A, B cách nhau 180km và đi ngược chiều nhau. Vận tốc của xe đi từ A đến B là 40km/h, vận tốc của xe đi từ B đến A là 32km/h. a. Tính khoảng cách giữa 2 xe vào lúc 8 giờ. b. Đến mấy giờ thì 2 xe gặp nhau, vị trí hai xe lúc gặp nhau cách A bao nhiêu km ? Câu 3. (2 điểm) Hai ôtô chuyển động thẳng đều trên cùng một đường thẳng. Nếu đi ngược chiều để gặp nhau thì sau 10 giây khoảng cách giữa hai ôtô giảm 16 km. Nếu đi cùng chiều thì sau 10 giây, khoảng cách giữa hai ôtô chỉ giảm 4 km. a. Tính vận tốc của mỗi ôtô . b. Tính quãng đường của mỗi ôtô đi được trong 30 giây. Câu 4 (2điểm): Một ô tô chuyển động từ địa điểm A đến địa điểm B cách nhau 180km. Trong nửa đoạn đường đầu xe đi với vận tốc v 1= 45 km/h, nửa đoạn đường còn lại xe chuyển động với vận tốc v2 = 30 km/h. a. Sau bao lâu xe đến B? b. Tính vận tốc trung bình của xe trên cả đoạn đờng AB. Câu 5( 2 điểm) Một vật chuyển động trên đoạn đường thẳng AB . 1/2 đoạn đường đầu đi với vận tốc V1 = 25 km/h . 1/2 đoạn đường còn lại vật chuyển động theo hai giai đoạn : Giai đoạn 1 trong 1/3 thời gian đi với vận tốc V 2= 17 km/h . Giai đoạn 2 trong 2/3 thời gian vật chuyển động với vận tốc V3= 14 km/h . Tính vận tốc trung bình của vật trên cả đoạn đường AB. ĐÁP ÁN Câu 1. Giải: Cho biết AB = 1200m; v1 = 8m/s; v2 = 4m/s a. Tính thời gian hai xe gặp nhau.( 1điểm) Chon A làm mốc.Gọi quóng đường AB là S, Giả sử tại thời điểm t xe thứ nhất đi đến tại C cỏch A là S1 = v1t S2 cỏch A một khoảng là (tại D) là S2 = S - v2t Giả sử thời gian hai xe gặp nhau là t: Ta cú S1 = S2 v1t + v2t = 1200m hay t(v1 + v2) = 1200m Thay vào ta cú: t.(8+4)m/s = 1200m vậy t = 1200 : 12 = 100(s) ĐS 100s b. * Trường hợp hai xe khi chưa gặp nhau và cỏch nhau 200m ( 1điểm) Khi hai xe chưa gặp nhau S2  S1 ta cú: S2 - S1 = 200m 1000 250 Giải ra ta cú: t1 = s = s 12 3 Trường hợp hai khi hai xe đi qua nhau và cỏch nhau 200 m Khi hai xe đó vượt qua nhau S1  S2 ta cú: S1 - S2 = 200m S1 - S2 = 200 Thay vào ta cú: v1t - S + v2t = 200 v1t + v2t = S +200 Trang 47
6. 1400 350 giải ra ta được: t2 = = (s) 12 3 250 350 ĐS: t1 = s; t2 = s 3 3 A C D B V1 V2 7h 7h A C E D B 8h Gặp 8h nhau Câu 2 S = 180 km, t = 7h, t = 8h. Cho AB 1 2 v1 = 40 km/h , v2 = 32 km/h a/ S CD = ? Tìm b/ Thời điểm 2 xe gặp nhau. SAE = ? a. Quãng đường xe đi từ A đến thời điểm 8h là : (1 điểm) SAc = 40.1 = 40 km Quãng đường xe đi từ B đến thời điểm 8h là : SAD = 32.1 = 32 km Vậy khoảng cách 2 xe lúc 8 giờ là : SCD = SAB - SAc - SAD = 180 - 40 - 32 = 108 km. b. Gọi t là khoảng thời gian 2 xe từ lúc bắt đầu đi đến khi gặp nhau, Ta có.(1 điểm) Quãng đường từ A đến khi gặp nhau là : SAE = 40.t (km) Quãng đường từ B đến khi gặp nhau là : SBE = 32.t (km) Mà : SAE + SBE = SAB Hay 40t + 32t =180 => 72t = 180 => t = 2,5 Vậy : - Hai xe gặp nhau lúc : 7 + 2,5 = 9,5 (giờ) Hay 9 giờ 30 phút - Quãng đường từ A đến điểm gặp nhau là :SAE = 40. 2,5 =100km. Câu 3 ( 2 điểm) - Khi đi ngược chiều, độ giảm khoảng cách của hai vật bằng tổng quãng đường hai vật đã đi: S1 + S2 = 16km s1 s 2 16 S1 + S2 =(v1 + v2) .t = 16 => v1 + v2 = 1,6(1) t 10 - Khi đi cùng chiều (hình b), độ giảm khoảng cách của hai vật bằng hiệu của quãng đường hai vật đã đi: S1 – S2 = 4km s1 s 2 4 S1 – S2 = ( v1 – v2 ) t => v1 – v2 = 0,4(2) ( 1 điểm) t 10 a. Từ (1) và (2), ta có: v1 + v2 = 1,6 và v1 – v2 = 0,4. ( 0,5 điểm) suy ra v1 = 1m/s; v2 = 0,6m/s. b. Quãng đường xe 1 đi được là: S1 = v1t = 1. 10 = 10(m) Quãng đường xe 2 đi được là: S2 = v2t = 0,6.10 = 6(m) ( 0,5 điểm) Câu 4(2đ): Trang 48
7. a. Thời gian xe đi nửa đoạn đờng đầu: AB 180 t1= 2 giờ (0,5đ) 2v1 2.45 Thời gian xe đi nửa đoạn đờng sau : AB 180 t2 = 3 giờ (0,5đ) 2.v2 2.30 Thời gian xe đi cả đoạn đờng : t = t1 + t2 = 2+ 3= 5 giờ . AB 180 b. Vận tốc trung bình của xe : v = 36km/h t 5 Câu 5 (2 điểm) - Gọi S là độ dài của đoạn đường AB . ( 0,5 đ) t1 là thời gian đi 1/2 đoạn đường đầu. t2 là thời gian đi 1/2 đoạn đường còn. t là thời gian vật đi hết đoạn đường t=t1+t2. S 2 S S t2 2t2 3S t1 t1 ; V2 V3 t2 (0,5điểm) V1 2V1 2 3 3 2(V1 2V2 ) Thời gian đi hết quãng đường: S 3S 8S t t1 t2 t ( 0,5 đ) 2V1 2(V2 2V3 ) 150 Vận tốc trung bình : (0,5điểm) s S 150 v 18,75(km / h) ( 0,5 đ) t 8S 8 150 ĐỀ 19 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG MÔN VẬT LÍ LỚP 8 Câu 1.(5điểm) Tại hai địa điểm A và B trên cùng một đường thẳng cách nhau 120km, hai ô tô cùng khởi hành một lúc ngược chiều nhau. Xe đi từ A có vận tốc v 1= 30km/h; xe đi từ B có vận tốc v2= 50km/h. a. Lập công thức xác định vị trí của hai xe đối với A vào thời điểm t, kể từ lúc hai xe cùng khởi hành (vẽ sơ đồ). b. Xác định thời điểm và vị trí (đối với A) lúc hai xe gặp nhau (vẽ sơ đồ). Câu 2. (5điểm) a. Hai quả cầu không rỗng, có thể tích bằng nhau nhưng được chế tạo từ các chất liệu khác nhau, được móc vào hai lực kế rồi nhúng vào nước. Các chỉ số F 1, F2, F3 (như hình vẽ). Hỏi chỉ số F1 có giá trị là bao nhiêu ? b. Người ta thả một khối gỗ đặc vào chậu chất lỏng, 3 thấy phần gỗ chìm trong chất lỏng có thể tích V 1 (cm ). Tính tỉ số thể tích giữa phần gỗ ngoài không khí (V 2) 3 và phần gỗ chìm (V 1). Cho khối lượng riêng của chất lỏng và gỗ lần lượt là D 1= 1,2 g/cm ; D2 =0,9 g/cm 3gỗ không thấm chất lỏng. Trang 49
8. Câu 3. (4điểm) Một chiếc cốc nổi trong bình chứa nước, trong côcs có một hòn đá. Mức nước trong bình thay đổi thế nào, nếu lấy hòn đá trong cốc ra rồi thả vào bình nước. Câu 4. (6 điểm) một bình cách nhiệt chứa 5 lít nước ở 40 0C; thả đồng thời vào đó một khối nhôm nặng 5kg đang ở 100 0C và một khối đồng nặng 3kg đang ở 10 0C . Tính nhiệt độ cân bằng. Cho hiệt dung riêng của nước, nhôm, đồng lần lượt là 4200 J/kg K; 880 J/kg K; 380 J/kg.K. ĐÁP ÁN Câu Nội dung Điểm a. Công thức xác định vị trí của hai xe: Giả sử hai xe chuyển động trên đường thẳng Abx Quãng đường mỗi xe đi được sau thời gian t: - Xe đi từ A: S1 = v1t = 30t 0,5 - Xe di từ B: S2 = v2t = 50t 0,5 Vị trí của mỗi xe đối với A - Xe đi từ A: x1 AM1 1 => x1 = S1 = v1t = 30t (1) 0,5 - Xe đi từ B: x2 = AM2 => x2 =AB - S2 => x2 = 120 - v2t = 120 - 50t (2) 0,75 Vẽ các hình minh hoạ đúng 0,75 b. Thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau: + Khi hai xe gặp nhau thì x1 = x2 0,5 Từ (1) và (2) ta có: 30t = 120 - 50t => 80t = 120 => t = 1,5h; hai xe gặp nhau sau khi khởi hành 1,5h 0,5 Vị trí gặp nhau cách A + Thay t = 1,5h vào (1) ta được: x1 = x2 = 30 x 1,5 = 45km 0,5 Vẽ minh hoạ đúng 0,5 a)+ Vì hai quả cầu có thể tích bằng nhau và chìm hẳn trong cùng một chất lỏng nên lực đẩy Ac-si-met tác dụng lên chúng bằng nhau: 0,75 + Lực dảy Ac-si-met tác dụng lên quả cầu V2 là FA= 8,9 - 7 = 1,9N 0,5 + Vì vậy F = 2,7 - 1,9 = 0,8N 0,5 2 1 b. + Gọi d1 ; d2 lần lượt là trọng lượng riêng của chất lỏng và gỗ. Khối gỗ nổi cân bằng trên mặt chất lỏng nên F = P => d1V1 = d2 (V1 + V2) 1,25 + => D1V1 = D2 (V1 + V2) => 1 + => V2 / V1 = (D1 / D2) - 1 => V2 / V1 =1/3 1 + Goi h là độ cao ban đàu của nước trong bình. S là diện tích đáy của bình Dn là trọng lượng riêng của nước. P là trọng lượng riêng của viên đá 3 đá + áp lực của nước tác dụng lên đáy bình 0,5 F1 = dn.h.S 0,5 + Khi lấy hòn đá từ trong cốc ra rồi thả vào bình nước thì mức nước trong bình thay đổi thành h’ 0,25 Trang 50
9. + áp lực của nước tác dụng lên đáy bình là: F2 = dn.h’.S + Pđá 0,75 Trọng lược của cốc, nước và viên đá ở trong bình không đổi nên; F1 = F2 = dn.h.S = dn.h’.S + Pđá 1 Vì Pđá > 0 d n.h.S > dn.h’.S + Pđá  h > h’ Vậy mực nước trong bình giảm xuống thành h’. 1 0 + Gọi m 1 = 5kg (vì v = 5 lít); t1 = 40 C ; c1 = 4200 J/kg.K: m2 = 5 kg; t2 = 0 o 100 C; c2 = 880 J/kg.K: m3 = 3kg; t3 = 10 C; c3 = 380 J/kg.K lần lượt là khối lượng, nhiệt độ dầu và nhiệt dung riêng của nước, nhôm, đồng. + Ba vật cùng trao đổi nhiệt vì t3 t = 48,7 C > t1 (Không phù hợp với giả thiết nứoc toả nhiệt) Thí sinh kết luận trong trường hợp này nước thu nhiệt Nừu thí sinh không đề cập đến sự phụ thuộc của kết quả với giả thiết cũng cho điểm tối đa. ĐỀ 20 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG MÔN VẬT LÍ LỚP 8 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 Trang 51
10. 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 d 1 = 12000 3 3 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 m 1 = 2kg nước ở t 1= 20 C , bình 2 chứa m2 = 4kg 0 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) Đáp án và biểu điểm 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 (3đ) quãng 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. Trang 52
11. 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 3 3 lực P 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) Trang 53
12. 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) Trang 54