KIỂM TRA HSG MÔN VẬT LÍ 8 (Thời gian làm bài 90 phút) Câu 1: Lúc 4h30ph hai xe đạp cùng xuất phát tại một điểm trên một vòng tròn đua bán kính 250m với vận tốc không đổi lần lượt là 32,5km/h và 35km/h. Hỏi: a) Lần đầu tiên 2 xe gặp nhau lúc mấy giờ? Khi đó mỗi xe đi được quãng đường bao nhiêu km? b) Trong thời gian biểu diễn 1,5h hai xe gặp nhau bao nhiêu lần? Câu 2: Một xe tải chuyển động đều đi lên một cái dốc dài 4km, cao 60m. Công để thắng lực ma sát bằng 40% công của động cơ thực hiện. Lực kéo xe của động cơ là 2500N. Tính: a) Khối lượng của xe tải và lực ma sát giữa xe tải và mặt đường? b) Vận tốc của xe tải khi lên dốc? Biết khi đó công suất của động cơ là 20kW. c) Lực hãm phanh của xe khi xuống dốc. Biết xe chuyển động đều. Câu 3: Cho cơ hệ như hình vẽ, AB là một thanh đồng chất có khối lượng 2kg đang ở trạng thái cân bằng. Ròng rọc có khối lượng 0,5kg. Biết đầu A được gắn vào 1 bản lề, m B = 5,5kg, m C = 10kg và AC = 20cm. Tìm độ dài của thanh AB. Câu 4: Một bếp dầu dùng để đun sôi 2 lít nước đựng trong một ấm nhôm có khối lượng 200g ở 20 0 C sau 10 phút nước sôi. Biết bếp tỏa nhiệt một cách đều đặn. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K và nhiệt dụng riêng của nước là 4200J/kg.K, năng suất tỏa nhiệt của dầu là 44.10 6 J/kg. a) Tính nhiệt lượng thu vào của ấm nước trong một phút. b) Tính thời gian cần thiết để đun lượng nước đó từ 20 0 C cho đến khi bay hơi hoàn toàn. Biết cứ 1kg nước bay hơi hoàn toàn ở 100 0 C cần phải cung cấp một nhiệt lượng là 2,3.10 6 J (trong quá trình bay hơi nhiệt độ không thay đổi) c) Tính hiệu suất của bếp biết để đun sôi lượng nước nói trên thì phải đốt cháy hết 52g dầu hỏa. A C m C m B B Hướng dẫn chấm Câu Yêu cầu nội dung Điểm 1 (2,5đ) a) Thời điểm 2 xe gặp nhau Chu vi của một vòng đua: CV = 2 π .R = 2.3,14.250 = 1570m = 1,57km. 0.25 Gọi t là thời gian từ khi xuất phát đến khi hai xe gặp nhau lần đầu, thì quãng đường đi được của mỗi xe là: S 1 = v 1 .t = 32,5.t. S 2 = v 2 .t = 35t. 0.5 Vì gặp nhau lần đầu tiên nên quãng đường đi được của xe thứ 2 sẽ lớn hơn xe thứ nhất đúng bằng chu vi của vòng đua. Nên: S 1 + CV = S 2 hay 32,5.t + 1,57 = 35.t <=> 2,5t – 1,57 => t = )(628,0 5,2 57,1 h= = 38ph 0.5 Vậy hai xe gặp nhau lúc : 4h30ph + 38ph = 5h8ph. 0.25 b) Số lần 2 xe gặp nhau trong thời gian 1,5h n = 4,2 626,0 5,1 = lần 0.5 Do n phải nguyên nên trong 1,5h, 2 xe gặp nhau 2 lần. 0.5 2 (2,5đ) a) Gọi A, A ci, và A ms là công do động cơ thực hiện, công có ích và công để thắng lực ma sát. A = A ci + A ms => A ci = A – A ms = A- 0,4.A = 0,6.A 0.25 Mà A ci = P.h và A = F.s nên P.h = 0,6. F.s => P = )(100000 60 40000.2500.6,0 6,0 N h sF == 0.25 Vậy khối lượng của xe tải: m = )(10000 10 100000 10 kg P == 0.25 Ta có A ms = 0,4.A <=> F ms .s = 0,4.F.s => F ms = 0,4.F = 0,4.2500 = 1000N. 0.25 b) Vận tốc của xe khi lên dốc: Ta có: P = vF t sF t A . . == => v = )/(8 2500 20000 sm F P == 0.5 c) Lực hãm phanh khi xuống dốc đều: - Nếu không có ma sát: F h0 .l =P.h => F h0 = )(1500 4000 60.100000. N l hP == 0.5 - Nếu có ma sát: F h = F h0 -F ms = 1500 – 1000 = 500(n) 0.5 3 (2,5đ) 1 Dựa vào phân tích lực ở hình vẽ trên, ta có lực tác dụng vào đầu B là: F B = )(30 2 )5,05,5(10 2 N PP RRB = + = + 0.5 Khi thanhAB thăng bằng, ta có: P C .AC + P AB .GA = F B .AB 0.5 Mà GA = 2 AB nên 10.10.0,2 + 10.2. 2 AB =30.AB <=> 20 + 10. AB = 40.AB <=> 20.AB = 20 => AB = 1(m) 0.5 4 (2,5đ) a) Nhiệt lượng cần cung cấp để cho nước và ấm sôi: Q 1 = Q a + Q n = (m a c a +m n c n )(t 2 -t 1 ) = (0,2.880 + 2.4200)(100-20) = 686080 (J) 0.5 Do bếp tỏa nhiệt đều đặn nên nhiệt lượng ấm và nước thu vào trong 1 phút: Q 1p = )(68608 10 686080 10 1 J Q == 0.25 b) Nhiệt lượng cần cung cấp để cho nước hóa hơi: Q 2 = m n .2,3.10 6 = 2.2,3.10 6 = 4,6.10 6 (J) 0.5 Trong thời gian nước hóa hơi nhiệt độ của nước không đổi ở 100 0 nên ấm nhôm không thu nhiệt. Thời gian nước hóa hơi: t’ = 67 68608 10.6,4 6 1 2 == p Q Q (ph) = 1h7ph 0.5 Vậy thời gian đun nước từ 20 0 C đến khi hóa hơi hoàn toàn: T = t +t’ = 10ph + 67ph = 77ph = 1h17ph. 0.25 c) Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 0,052kg dầu: Q d = m. q = 0,052.44.10 6 = 2,288.10 6 (J) 0.25 Hiệu suất của bếp dầu: 0.25 A C m C m B B P AB P C P B F B T T G H = %303,0 2288000 686080 1 =≈= d Q Q . (m a c a +m n c n )(t 2 -t 1 ) = (0,2 .88 0 + 2.4200)(100-20) = 686 080 (J) 0.5 Do bếp tỏa nhiệt đều đặn nên nhiệt lượng ấm và nước thu vào trong 1 phút: Q 1p = )( 686 08 10 686 080 10 1 J Q == 0.25 b) Nhiệt. 0,052kg dầu: Q d = m. q = 0,052.44.10 6 = 2, 288 .10 6 (J) 0.25 Hiệu suất của bếp dầu: 0.25 A C m C m B B P AB P C P B F B T T G H = %303,0 2 288 000 686 080 1 =≈= d Q Q . hay 32,5.t + 1,57 = 35.t <=> 2,5t – 1,57 => t = )(6 28, 0 5,2 57,1 h= = 38ph 0.5 Vậy hai xe gặp nhau lúc : 4h30ph + 38ph = 5h8ph. 0.25 b) Số lần 2 xe gặp nhau trong thời gian 1,5h n = 4,2 626,0 5,1 =