Đề thi học sinh giỏi năm học 2008 -2009 Môn thi: Vật lý lớp 8 Thời gian: 90 phút Câu 1.(5điểm) Tại hai địa điểm A và B trên cùng một đờng thẳng cách nhau 120km, hai ô tô cùng khởi hành một lúc ngợc chiều nhau. Xe đi từ A có vận tốc v 1 = 30km/h; xe đi từ B có vận tốc v 2 = 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 nhng đợc chế tạo từ các chất liệu khác nhau, đợc móc vào hai lực kế rồi nhúng vào nớc. Các chỉ số F 1 , F 2 , F 3 (nh hình vẽ). Hỏi chỉ số F 1 có giá trị là bao nhiêu ? b) Ngời ta thả một khối gỗ đặc vào chậu chất lỏng, thấy phần gỗ chìm trong chất lỏng có thể tích V 1 (cm 3 ). Tính tỉ số thể tích giữa phần gỗ ngoài không khí (V 2 ) và phần gỗ chìm (V 1 ). Cho khối lợng riêng của chất lỏng và gỗ lần lợt là D 1 = 1,2 g/cm 3 ; D2 =0,9 g/cm 3 gỗ không thấm chất lỏng. Câu 3. (4điểm) Một chiếc cốc nổi trong bình chứa nớc, trong côcs có một hòn đá. Mức nớc trong bình thay đổi thế nào, nếu lấy hòn đá trong cốc ra rồi thả vào bình nớc. Câu 4. (6 điểm) một bình cách nhiệt chứa 5 lít nớc ở 40 0 C; thả đồng thời vào đó một khối nhôm nặng 5kg đang ở 100 0 C và một khối đồng nặng 3kg đang ở 10 0 C . Tính nhiệt độ cân bằng. Cho hiệt dung riêng của nớc, nhôm, đồng lần lợt là 4200 J/kg K; 880 J/kg K; 380 J/kg.K. ĐáP áN BIểU ĐIểM MÔN: Vật Lý 8 Câu Nội dung Điểm 1 a. Công thức xác định vị trí của hai xe: Giả sử hai xe chuyển động trên đờng thẳng Abx Quãng đờng mỗi xe đi đợc sau thời gian t: - Xe đi từ A: S 1 = v 1 t = 30t - Xe di từ B: S 2 = v 2 t = 50t Vị trí của mỗi xe đối với A - Xe đi từ A: x 1 AM 1 => x 1 = S 1 = v 1 t = 30t (1) - Xe đi từ B: x 2 = AM 2 => x 2 =AB - S 2 => x 2 = 120 - v 2 t = 120 - 50t (2) Vẽ các hình minh hoạ đúng b. Thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau: + Khi hai xe gặp nhau thì x 1 = x 2 Từ (1) và (2) ta có: 30t = 120 - 50t => 80t = 120 => t = 1,5h; hai xe gặp nhau sau khi khởi hành 1,5h Vị trí gặp nhau cách A + Thay t = 1,5h vào (1) ta đợc: x 1 = x 2 = 30 x 1,5 = 45km Vẽ minh hoạ đúng 0,5 0,5 0,5 0,75 0,75 0,5 0,5 0,5 0,5 2 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: + Lực dảy Ac-si-met tác dụng lên quả cầu V 2 là F A = 8,9 - 7 = 1,9N + Vì vậy F 1 = 2,7 - 1,9 = 0,8N b. + Gọi d 1 ; d 2 lần lợt là trọng lợng riêng của chất lỏng và gỗ. Khối gỗ nổi cân bằng trên mặt chất lỏng nên F = P => d 1 V 1 = d 2 (V 1 + V 2 ) + => D 1 V 1 = D 2 (V 1 + V 2 ) => + => V 2 / V 1 = (D 1 / D 2 ) - 1 => V 2 / V 1 =1/3 0,75 0,5 0,5 1,25 1 1 3 + Goi h là độ cao ban đàu của nớc trong bình. S là diện tích đáy của bình D n là trọng lợng riêng của nớc. P đá là trọng lợng riêng của viên đá + áp lực của nớc tác dụng lên đáy bình F 1 = d n .h.S + Khi lấy hòn đá từ trong cốc ra rồi thả vào bình nớc thì mức nớc trong bình thay đổi thành h + áp lực của nớc tác dụng lên đáy bình là: F 2 = d n .h.S + P đá Trọng lợc của cốc, nớc và viên đá ở trong bình không đổi nên; 0,5 0,5 0,25 0,75 F 1 = F 2 = d n .h.S = d n .h.S + P đá Vì P đá > 0 d n .h.S > d n .h.S + P đá h > h Vậy mực nớc trong bình giảm xuống thành h. 1 1 + Gọi m 1 = 5kg (vì v = 5 lít); t 1 = 40 0 C ; c 1 = 4200 J/kg.K: m 2 = 5 kg; t 2 = 100 0 C; c 2 = 880 J/kg.K: m 3 = 3kg; t 3 = 10 o C; c 3 = 380 J/kg.K lần lợt là khối lợng, nhiệt độ dầu và nhiệt dung riêng của nớc, nhôm, đồng. + Ba vật cùng trao đổi nhiệt vì t 3 < t 1 < t 2 + Nhôm chắc chắn toả nhiệt; đồng chắc chắn thu nhiệt; Nớc có thể thu hoặc toả nhiệt. + Giả sử nớc thu nhiệt. Gọi t là nhiệt độ cân bằng, ta có phơng trình cân bằng nhiệt: Q toả ra = Q thu vào m 1 c 1 (t-t 1 ) + m 3 c 3 (t-t 3 ) =m 2 c 2 (t 2 -t) m 1 c 1 t - m 1 c 1 t 1 + m 3 c 3 t - m 3 c 3 t 3 ) =m 2 c 2 t 2 -m 2 c 2 t m 1 c 1 t + m 3 c 3 t + m 2 c 2 t = m 2 c 2 t 2 + m 1 c 1 t 1 + m 3 c 3 t 3 (m 1 c 1 + m 3 c 3 + m 2 c 2 )t = m 2 c 2 t 2 + m 1 c 1 t 1 + m 3 c 3 t 3 t = (m 2 c 2 t 2 + m 1 c 1 t 1 + m 3 c 3 t 3 ) : (m 1 c 1 + m 3 c 3 + m 2 c 2 ) (*) thay số vào và tính: t = 48,7 0 C Vậy nhiệt độ sau khi cân bằng là 48,7 0 C b) Ghi chú: Thí sinh có thể giả sử nớc toả nhiệt. Khi đó vẫn tìm đợc ph- ơng trình cân bằng nhiệt giống hệt phơng trình (*) t = (m 2 c 2 t 2 + m 1 c 1 t 1 + m 3 c 3 t 3 ) : (m 1 c 1 + m 3 c 3 + m 2 c 2 ) (*) => t = 48,7 0 C > t 1 (Không phù hợp với giả thiết nứoc toả nhiệt) Thí sinh kết luận trong trờng hợp này nớc thu nhiệt Nừu thí sinh không đề cập đến sự phụ thuộc của kết quả với giả thiết cũng cho điểm tối đa. 1 1 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 . (m 1 c 1 + m 3 c 3 + m 2 c 2 )t = m 2 c 2 t 2 + m 1 c 1 t 1 + m 3 c 3 t 3 t = (m 2 c 2 t 2 + m 1 c 1 t 1 + m 3 c 3 t 3 ) : (m 1 c 1 + m 3 c 3 + m 2 c 2 ) (*) thay số vào và tính: t = 48, 7 0 C Vậy. m 1 c 1 (t-t 1 ) + m 3 c 3 (t-t 3 ) =m 2 c 2 (t 2 -t) m 1 c 1 t - m 1 c 1 t 1 + m 3 c 3 t - m 3 c 3 t 3 ) =m 2 c 2 t 2 -m 2 c 2 t m 1 c 1 t + m 3 c 3 t + m 2 c 2 t = m 2 c 2 t 2 + m 1 c 1 t 1 + m 3 c 3 t 3 . 1,9N + Vì vậy F 1 = 2,7 - 1,9 = 0,8N b. + Gọi d 1 ; d 2 lần lợt là trọng lợng riêng của chất lỏng và gỗ. Khối gỗ nổi cân bằng trên mặt chất lỏng nên F = P => d 1 V 1 = d 2 (V 1 + V 2 ) +