Đề thi chọn HSG 8

PHỊNG GIÁO DỤC KIM SƠN ĐỀ THI KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2009 - 2010 MƠN: VẬT LÝ 8 Thời gian làm bài: 150 phút (khơng kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 05 câu trong một trang) C©u 1: (2®iĨm) Khèi lỵng cđa mét tÊm bia kû niƯm lµ 100 tÊn, ®Ỉt trªn bƯ ®¸. BƯ ®¸ cao 1m, khèi lỵng riªng lµ 2.10 3 kg/m 3 . NÕu mỈt ®Êt chÞu ®ỵc ¸p st lín nhÊt lµ 6,86.10 4 pa th× diƯn tÝch ®¸y cđa bƯ ®¸ tèi thiĨu ph¶i lµ bao nhiªu? C©u 2. (3 ®iĨm) §em qu¶ cÇu nhá, ®Ỉc th¶ nhĐ vµo b×nh ®ùng ®Çy níc. Khi qu¶ cÇu ®øng yªn th× cã 54g níc trµo ra. NÕu lµm nh thÕ víi b×nh ®ùng ®Çy cån th× cã 48g cån trµo ra. a) Qu¶ cÇu nhá trong hai chÊt láng nãi trªn cã thĨ ®Ịu nỉi hay ®Ịu ch×m hay kh«ng? V× sao? b) H·y nãi râ t×nh tr¹ng ch×m hay nỉi cđa qu¶ cÇu nhá trong níc vµ trong cån. c) TÝnh khèi lỵng riªng cđa qu¶ cÇu nhá. C©u 3. (2 ®iĨm) Ngêi ta trång rõng ®Ĩ ®iỊu hßa nhiƯt ®é kh«ng khÝ. Mçi ngµy 1ha rõng hÊp thơ n¨ng lỵng MỈt Trêi lµ 1,7.10 10 J. NÕu n¨ng lỵng nµy tr¶i trªn 1 ha mỈt ®Êt, trun ®Õn mét ®é s©u nhÊt ®Þnh øng víi khèi lỵng 3,96.10 6 kg th× nhiƯt ®é mỈt ®Êt t¨ng bao nhiªu ®é? Cho nhiƯt dung riªng cđa ®Êt lµ 840J/Kg.K. C©u 4. (6 ®iĨm) Hai qu¶ cÇu b»ng kim lo¹i cã khèi lỵng b»ng nhau ®ỵc treo vµo hai ®Üa cđa mét c©n ®ßn. Hai qu¶ cÇu cã khèi lỵng riªng lÇn lỵt lµ D 1 = 7,8g/cm 3 ; D 2 = 2,6g/cm 3 . Nhóng qu¶ cÇu thø nhÊt vµo chÊt láng cã khèi lỵng riªng D 3 , qu¶ cÇu thø hai vµo chÊt láng cã khèi lỵng riªng D 4 th× c©n mÊt th¨ng b»ng. §Ĩ c©n th¨ng b»ng trë l¹i ta ph¶i bá vµo ®Üa cã qu¶ cÇu thø hai mét khèi lỵng m 1 = 17g. §ỉi vÞ trÝ hai chÊt láng cho nhau, ®Ĩ c©n th¨ng b»ng ta ph¶i thªm m 2 = 27g còng vµo ®Üa cã qu¶ cÇu thø hai. T×m tØ sè hai khèi lỵng riªng cđa hai chÊt láng. C©u 5. (7 ®iĨm) Một thau nhôm khối lượng 0,5kg đựng 2kg nước ở 20 0 C. a) Thả vào thau nước một thỏi đồng khối lượng 200g lấy ra ở bếp lò. Nước nóng đến 21,2 0 C. Tìm nhiệt độ của bếp lò. Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lần lượt là: c 1 = 880J/kg.K, c 2 = 4200J/kg.K, c 3 = 380J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. b) Nếu tiếp tục bỏ vào thau nước một thỏi nước đá có khối lượng 100g ở 0 0 C. Nước đá có tan hết không? Tìm nhiệt độ cuối cùng của hệ thống . Biết để 1kg nước đá ở 0 0 C nóng chảy hoàn toàn cần cung cấp một nhiệt lượng là 3,4.10 5 J. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. §¸p ¸n v bià ểu điểm C©u 1: ¸p st t¸c dơng lªn mỈt ®Êt cã ®é lín: p = 4 21 10.86,6 .1.20001000000 = + = + S S S PP  S = 20m 2 (2 ®iĨm) C©u 2. a) §Ịu kh«ng thĨ nỉi: lùc ®Èy Acsimet F 1 = P 1 kh¸c F 2 = P 2 . §Ịu kh«ng thĨ ch×m v× thĨ tÝch chÊt láng trµo ra V 1 = 3 1 1 54 1 54 cm D m == kh¸c V 2 = 3 2 2 60 8,0 48 cm D m == . (1 ®iĨm) b) Nỉi trong níc vµ ch×m trong cån ( 0, 5 ®iĨm) c) ThĨ tÝch qu¶ cÇu b»ng thĨ tÝch cån trµn ra : V = 60 cm 3 =60.10 -6 m 3 Träng lỵng cđa qu¶ cÇu b»ng lùc ®Èy acsimet khi nã nỉi trong níc: P=F 1 =d 1 .V 1 = 0,54N => Khèi lỵng riªng cđa qu¶ cÇu: D = === V P V m V m 1010 .10 900kg/m 3 (1,5 ®) C©u 3: §é t¨ng nhiƯt ®é cđa ®Êt lµ: C Cm Q t 0 2,3 . ==∆ . (2 ®iĨm) C©u 4: Do hai qu¶ cÇu cã khèi lỵng b»ng nhau. Gäi V 1 , V 2 lµ thĨ tÝch cđa hai qu¶ cÇu, ta cã D 1 . V 1 = D 2 . V 2 hay 3 6,2 8,7 2 1 1 2 === D D V V (1,5 ®iĨm) Gäi F 1 vµ F 2 lµ lùc ®Èy Acsimet t¸c dơng vµo c¸c qu¶ cÇu. Do c©n b»ng ta cã: (P 1 - F 1 ).OA = (P 2 +P ’ – F 2 ).OB Víi P 1 , P 2 , P ’ lµ träng lỵng cđa c¸c qu¶ cÇu vµ qu¶ c©n; OA = OB; P 1 = P 2 tõ ®ã suy ra: P ’ = F 2 – F 1 hay 10.m 1 = (D 4. V 2 - D 3 .V 1 ).10 Thay V 2 = 3 V 1 vµo ta ®ỵc: m 1 = (3D 4 - D 3 ).V 1 (1) (1,5 ®iĨm) T¬ng tù cho lÇn thø hai ta cã; (P 1 - F ’ 1 ).OA = (P 2 +P ’’ – F ’ 2 ).OB ⇒ P ’’ = F ’ 2 - F ’ 1 hay 10.m 2 =(D 3 .V 2 - D 4 .V 1 ).10 ⇒ m 2 = (3D 3 - D 4 ).V 1 (1,5 ®iĨm) (2) 43 34 2 1 D -3D D -3D )2( )1( == m m ⇒ m 1 .(3D 3 – D 4 ) = m 2 .(3D 4 – D 3 ) ⇒ ( 3.m 1 + m 2 ). D 3 = ( 3.m 2 + m 1 ). D 4 ⇒ 21 12 4 3 3 3 mm mm D D + + = = 1,256 ( 1,5 ®iĨm). C©u 5. a) Nhiệt độ của bếp lò(3 điểm)ø: ( t 0 C cũng là nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng) Nhiệt lượng của thau nhôm nhận được để tăng nhiệt độ từ t 1 = 20 0 C lên t 2 = 21,2 0 C: Q 1 = m 1 .c 1 (t 2 - t 1 ) Nhiệt lượng của nước nhận được để tăng nhiệt độ từ t 1 = 20 0 C lên t 2 = 21,2 0 C Q 2 = m 2 .c 2 (t 2 - t 1 ) Nhiệt lượng của thỏi đồng toả ra để hạ nhiệt độ từ t 0 C xuống t 2 = 21,2 0 C: Q 3 = m 3 .c 3 (t – t 2 ) Vì không có sự toả nhiệt ra môi trường nên theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q 3 = Q 1 + Q 2 => m 3 .c 3 (t - t 2 ) = m 1 .c 1 (t 2 - t 1 ) + m 2 .c 2 (t 2 - t 1 ) => t = [(m 1 .c 1 + m 2 .c 2 ) (t 2 - t 1 ) / m 3 .c 3 ] + t 2 Thế số ta tính được t = 160,78 0 C b) Nhiệt độ cuối cùng của hệ thống: (4 điểm) + Nhiệt lượng thỏi nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở 0 0 C: Q = 3,4.10 5 .0,1 = 34000(J) + Nhiệt lượng cả hệ thống (thau, nước, thỏi đồng) toả ra khi hạ 21,2 0 C xuống 0 0 C: Q’= (m 1 .c 1 + m 2 .c 2 + m 3 .c 3 ) (21,2 0 C - 0 0 C) = 189019,2(J) + So sánh ta có: Q’ > Q nên nhiệt lượng toả ra Q’ một phần làm cho thỏi nước đá tan hoàn toàn ở 0 0 C và phần còn lại (Q’-Q) làm cho cả hệ thống (bao gồm cả nước đá đã tan) tăng nhiệt độ từ 0 0 C lên nhiệt độ t” 0 C. + (Q’-Q) = [m 1 .c 1 + (m 2 + m)c 2 + m 3 .c 3 ] (t”- 0) => t” = (Q’-Q) / [m 1 .c 1 + (m 2 + m)c 2 + m 3 .c 3 ] Thế số và tính được t” = 16,6 0 C. . PHỊNG GIÁO DỤC KIM SƠN ĐỀ THI KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2009 - 2010 MƠN: VẬT LÝ 8 Thời gian làm bài: 150 phút (khơng kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 05 câu trong một trang) C©u. độ của bếp lò. Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lần lượt là: c 1 = 88 0J/kg.K, c 2 = 4200J/kg.K, c 3 = 380 J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. b) Nếu tiếp tục bỏ vào thau. riªng cđa ®Êt lµ 84 0J/Kg.K. C©u 4. (6 ®iĨm) Hai qu¶ cÇu b»ng kim lo¹i cã khèi lỵng b»ng nhau ®ỵc treo vµo hai ®Üa cđa mét c©n ®ßn. Hai qu¶ cÇu cã khèi lỵng riªng lÇn lỵt lµ D 1 = 7,8g/cm 3 ; D 2