Tài liệu đề thi đáp án thi học sinh giỏi vật lí 8

ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI THAM KHẢO MÔN VẬT LÝ LỚP 8 Thời gian làm bài: 90 phút( Không kể thời gian giao đề) Đề 1 Câu1: (2,5 điểm) Hai người cùng xuất phát một lúc từ A và B cách nhau 6km và cùng chuyển động cùng chiều từ A đến B. Người thứ nhất đi từ A với v 1 = 30km/h. Người thứ hai đi từ B với v2 = 10km/h. Hỏi sau bao lâu hai người đó gặp nhau, xác định chổ gặp nhau? Câu2: (2,5 điểm) Cho hệ thống như hình vẽ: m = 50kg; AB = 1,2m; AC = 2m Đặt vào D lực F hướng thẳng xuống dưới. Bỏ qua khối lượng của ròng rọc và dây nối. 1. Bỏ qua ma sát tính F để hệ cân bằng. 2.Có ma sát trên MPN: Khi đó để kéo vật m lên thì lực đặt vào điểm D là F’= 180N. Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng Câu3: (2 điểm) Một thanh thẳng đồng chất thiết diện đều có chiều dài l. Đầu trên của thanh được giữ bởi một bản lề có trục quay nằm ngang. Đầu dưới của thanh nhúng xuống nước. a. Khi thanh cân bằng thì mực nước ngập đến chính giữa thanh ( hình H1 ). Tìm trọng lượng riêng d của thanh biết d nước = 10000 N/m3 b. Nếu nhúng đầu bản lề xuống nước ( hình H2 ). Tính chiều dài phần ngập của thanh trong nước 1 Hình 1 Hình 2 Câu4: (3 điểm) Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 136oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14oC. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18oC và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) và 210J/ (kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. 2 ĐÁP ÁN Bài 1: (2,5điểm) Thời gian mà hai người đi tính từ lúc xuất phát cho tới khi gặp nhau là bằng nhau và bằng t - Quãng đường mà người đi từ A đi được: S1 = 30.t 0,5đ - Quãng đường mà người đi từ B đi được: S2 = 10.t 0,5đ Mà S1 = S2 + SAB Vậy: 30t = 10t + 6. 0,5đ Tính được t = 6/20 = 0,3(h) 0,5đ S1 = 30. 0,3 = 9 (km) S2 = 10. 0,3 = 3 (km) 0,5đ Bài 2: (2,5 điểm) Vẽ hình, phân tích lực tại m 0,5đ 3 1.Ta có: P = 10.m = 500N 0,5đ Ta có thành phần tiếp tuyến của P lên phương // AC là Pt: Pt AB  0, 6 P AC  Pt 0,6.P 300 N 0,5đ Vì O1 và O3 là ròng ròng cố định, O2 là ròng ròng động nên sử dụng hệ thống trên cho ta lợi 2 lần về lực: F = Pt/2 = 150N 0,5đ 2.Hiệu suất của MPN: H F 150  83,3% F ' 180 0,5đ Câu 3: (2 điểm) a. Gọi trọng lượng của thanh là P = S.l.d, có điểm đặt ở chính giũa thanh và hướng xuống dưới (hình vẽ), phương thẳng đứng, hướng từ trên xuống Lực đẩy Acsimet tác dụng lên thanh: FA = S.l/2.dnước, có điểm đặt tại I (Hình vẽ), phương thẳng đứng, hướng từ dưới lên Theo PTCB đòn bẩy : 4 0,5đ P.KN = FA.IM Hay P.OK = FA.OI OK = l/2 OI = l/2 + l/4 = 3l/4 Ta có: l l 3l S .l.d . S . .d nuoc . 2 2 4  d 3d nuoc 3.10000  7500 N / m3 4 4 0,5đ b. Nếu nhúng bản lề xuống nước: Gọi phần ngập trong nước là x 0,5đ Lực đẩy Acsimet tác dụng lên thanh: FA = S.x.dnước Theo PTCB đòn bẩy ta có: P.IN = FA.KM Hay P.OK = FA.OI OK = l/2 5 OI = x/2 Ta có: l x S .l.d . S .x.d nuoc . 2 2  l 2 .7500  x 2 .10000 x l. 0,5đ 7500 75 l 3 l.  10000 100 2 Bài 4: (3 điểm) Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, ta có: mc + mk = 0,05(kg). (1) 0,5đ - Nhiệt lượng do chì và kẽm toả ra: Q1 = m c cc (136 - 18) = 15340m c 0,5đ Q 2 = m k c k (136 - 18) = 24780m k . 0,5đ - Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là: Q3 = m n cn (18 - 14) = 0,05 4190 4 = 838(J) ; Q 4 = 65,1(18 - 14) = 260,4(J) . 0,5đ - Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q 4  15340mc + 24780mk = 1098,4 (2) 0,5đ - Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: mc  0,015kg; mk  0,035kg. Đổi ra đơn vị gam: mc  15g; mk  35g. 6 ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI THAM KHẢO MÔN VẬT LÝ LỚP 8 Thời gian làm bài: 90 phút( Không kể thời gian giao đề) Đề 2 Câu 1 ( 5 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 V2= 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. Câu 2 ( 3 điểm ) B Xe A có vận tốc là 36km/h và xe B có vận tốc là 8m/s chuyển động đều đến O ( như hình vẽ) . A Hỏi hai xe có gặp nhau tại O không ? Nếu khoảng cách OA = OB. O Câu 3 ( 3 điểm ) Thể tích của miến sắt là 2dm3, Tính lực đẩy ácsi mét tác dụng lên miêếng sắết nhúng chìm trong nước và trong rượu . Nêếu miêếng sắết đ ược nhúng ở đ ộ sâu khác nhau thì l ực đ ẩy ácsimét có thay đổi không ? tại sao ? 7 Câu 4( 4 điểm ) B Cho A1 hệ nhưOhình vẽ ,thanh AB có khối lượng không đáng kể , ở hai đầu có treo hai quả cầu bằng nhôm có trọng lượng PA và PB.Thanh được PA P treo nằm ngang bằng một Bsợi dây tại điểm O hơi lệch về phía A . Nếu nhúng hai quả cầu này vào nước thì thanh còn cân bằng nữa không? tại sao? Câu 5 ( 5 điểm ) Một nhiệt lượng kế có khối lượng m1= 120g, chứa một lượng nước có khối lượng m2= 600g ở cùng nhiệt độ t1=200C . Người ta thả vào đó hỗn hợp nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m =180g đã được nung nóng tới 1000C . Khi cân bằng nhiệt ,nhiệt độ là t =240C. Tính khối lượng m3 của nhôm và m4của thiếc có trong hỗn hợp . Nhiệt dung riêng của các chất làm nhiệt lượng kế, của nước,của nhôm, của thiếc lần lượt là : c1 = 460J/kg.K; c2=4200J/kg.K; c3= 900/kg.K ; c4= 230J/kg.K. ----------------Hết--------------ĐÁP ÁN Câu Lời giải sơ lược - Gọi S là độ dài của đoạn đường AB . 1(5điểm) 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 t 2t S S 3S t1  2  t1  ; V2 2  V3 2  t2  V1 2V1 2 3 3 2(V1  2V2 ) Điểm 1điểm 2điểm Thời gian đi hết quãng đường: t t1  t2  S 3S 8S   t 2V1 2(V2  2V3 ) 150 1điểm Vận tốc trung bình : s S 150 v   18, 75(km / h) t 8S 8 150 1điểm 1điểm 8 2(3điểm) Xe A có vận tốc : v 36km / h  36000 10m / s . 3600 Xe B có vận tốc v= 8m/s. Ta có OA =OB nên hai xe này không gặp nhau xe nào có vận tốc lớn hơn thì xe đó đến trước . Vậy xe A đến trước còn xe B đến sau. 3(3điểm) Tóm tắt v= 2dm3 =2.10-3 m3 dnước= 10000N/m3 drượu =8000 N/m3 FA = ? - Lực đẩy ác si mét tác dụng lên miếng sắt khi nhúng trong nước. FA=dnước.v =10000.2.10-3 =20(N). - Lực đẩy ácsi mét tác dụng lên miếng sắt khi nhúng trong nước. FA=drượu.v =8000 2.10-3 =16 (N). - nhúng miếng sắt ở các độ sâu khác nhau thì FA không đổi vì chỉ phụ thuộc vào V và d 1điểm 1điểm 1điểm 1điểm 1điểm +Vì O lệch về phía A nên PA > PB khi chưa nhúng vào nước, 4(4điểm) PA OA PA d .VA VA OA thanh AB cân bằng P OB với P = d.V thì: P  dV  V  OB B B B B + Khi nhúng quả cầu A và B vào nước , các quả cầu chịu lực đẩy ác si mét: - Quả cầu A : FA=dn.VA; - Quả cầu B : FB=dn.VB ; + Lực kéo của mỗi quả cầu là : - Đầu A : P’A = PA – FA = VA( d - dn ). - Đầu B : P’B = PB – FB = VB( d - dn ) Lập tỉ số : PA ' VA PA OA     thanh vẫn cân bằng. P ' B VB PB OB Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc toả ra: - Nhôm : Q3= m3.c3.( t2- t ) 5(5điểm) - Thiếc : Q4= m4.c4.( t2- t ) Nhiệt lượng và do lược kế hấp thu : - Nước : Q2= m2.c2.(t- t2) khi cân bằng nhiệt Q1 + Q2 = Q3 + Q4 (m1.c1 + m2.c2 )( t - t1) =( m3.c3 + m4.c4 )( t2- t ) 9 1,5điểm 1điểm 1,5điểm 1điểm 2điểm (m1.c1  m2 .c2 )(t  t1 )  m3 .c3  m4c4 135,5 t2  t Mà m3 +m4 = 0,18  m3 .900 + m4.230 = 135.5  m3 =140 gam và m4 =40 gam  m3 .c3  m4c4  - Gọi S là độ dài của đoạn đường AB . 1(5điểm) 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 t 2t S S 3S t1  2  t1  ; V2 2  V3 2  t2  V1 2V1 2 3 3 2(V1  2V2 ) 1điểm 1điểm 1điểm 2điểm Thời gian đi hết quãng đường: t t1  t2  S 3S 8S   t 2V1 2(V2  2V3 ) 150 1điểm Vận tốc trung bình : s S 150 v   18, 75(km / h) t 8S 8 150 2(3điểm) Xe A có vận tốc : v 36km / h 36000 10m / s . 3600 Xe B có vận tốc v= 8m/s. Ta có OA =OB nên hai xe này không gặp nhau xe nào có vận tốc lớn hơn thì xe đó đến trước . Vậy xe A đến trước còn xe B đến sau. 3(3điểm) Tóm tắt v= 2dm3 =2.10-3 m3 dnước= 10000N/m3 drượu =8000 N/m3 FA = ? - Lực đẩy ác si mét tác dụng lên miếng sắt khi nhúng trong nước. FA=dnước.v =10000.2.10-3 =20(N). - Lực đẩy ácsi mét tác dụng lên miếng sắt khi nhúng trong nước. FA=drượu.v =8000 2.10-3 =16 (N). - nhúng miếng sắt ở các độ sâu khác nhau thì FA không đổi vì chỉ phụ thuộc vào V và d 10 1điểm 1điểm 1điểm 1điểm 1điểm 1điểm 1điểm +Vì O lệch về phía A nên PA > PB khi chưa nhúng vào nước, 4(4điểm) PA OA PA d .VA VA OA thanh AB cân bằng P OB với P = d.V thì: P  dV  V  OB B B B B + Khi nhúng quả cầu A và B vào nước , các quả cầu chịu lực đẩy ác si mét: - Quả cầu A : FA=dn.VA; - Quả cầu B : FB=dn.VB ; + Lực kéo của mỗi quả cầu là : - Đầu A : P’A = PA – FA = VA( d - dn ). - Đầu B : P’B = PB – FB = VB( d - dn ) Lập tỉ số : PA ' VA PA OA     thanh vẫn cân bằng. P ' B VB PB OB Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc toả ra: - Nhôm : Q3= m3.c3.( t2- t ) 5(5điểm) - Thiếc : Q = m .c .( t - t ) 4 4 4 2 Nhiệt lượng và do lược kế hấp thu : - Nước : Q2= m2.c2.(t- t2) khi cân bằng nhiệt Q1 + Q2 = Q3 + Q4 (m1.c1 + m2.c2 )( t - t1) =( m3.c3 + m4.c4 )( t2- t ) (m1.c1  m2 .c2 )(t  t1 )  m3 .c3  m4c4 135,5 t2  t Mà m3 +m4 = 0,18  m3 .900 + m4.230 = 135.5  m3 =140 gam và m4 =40 gam  m3 .c3  m4c4  11 1,5điểm 1điểm 1,5điểm 1điểm 2điểm 1điểm 1điểm