Đề thi học sinh giỏi lý 8

PHÒNG GD&ĐT LỆ THỦY ĐỀ KIỂM TRA HSG LỚP NĂM HỌC: 2013 - 2014 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn : Vật Lý Thời gian làm 120 phút (không kể thời gian giao đề) Câu (2 điểm) Một ca nô ngược dòng gặp bè trôi xuôi Sau gặp bè 30 phút động ca nô bị hỏng thả trôi theo dòng nước Sau 15 phút sửa xong, ca nô quay lại đuổi theo bè (vận tốc ca nô nước không đổi) gặp lại bè điểm gặp cách điểm gặp trước đoạn l =2,5 km Tìm vận tốc dòng nước? Câu (2,5 điểm) Bình thông gồm hai nhánh hình trụ tiết diện S1, S2 có chứa nước hình vẽ Trên mặt nước có đặt pittông mỏng, khối lượng tương ứng m 1, m2 Mực nước hai S1 nhánh chênh đoạn h = 10cm S2 a Tính khối lượng m cân đặt lên pittông lớn để h mực nước hai nhánh ngang b Nếu đặt cân sang pittông nhỏ mực nước hai nhánh lúc chênh đoạn H bao nhiêu? Cho khối lượng riêng nước D = 1000kg/m 3, S1 = 200cm2, S2 = 100cm2 bỏ qua áp suất khí Hình vẽ Câu 3.(2 điểm) Cho hệ thống hình vẽ 2, OB có khối lượng không đáng kể Vật m1 có khối • lượng 10kg, vật m2 có khối lượng 6kg Cho khoảng cách AB = 20cm Tính chiều dài OB để hệ cân B A O • Hình vẽ Câu (2,5 điểm) Nước phòng có nhiệt độ 35 0C Nước đá tủ lạnh có nhiệt độ -10 0C Phải lấy nước đá nước phòng để tạo 200g nước nhiệt độ 100C Cho biết: Nhiệt nóng chảy nước đá λ = 335KJ/kg, nhiệt dung riêng nước đá Cđ = 2100J/kg.K, nhiệt dung riêng nước Cn = 4200J/kg.K Câu (1,0 điểm) Ba vật có khối lượng m1, m2, m3 tỉ lệ với 5,7,9 Để xác định khối lượng ba vật người ta dùng cân Robecvan Biết rằng: đặt vật m m2 lên đĩa cân muốn cân thăng bên đĩa cân đặt vật m với cân 15g Tìm khối lượng ba vật PHÒNG GD&ĐT LỆ THỦY HƯỚNG DẪN CHẤM KIỂM TRA HSG MÔN VẬT LÍ Câu Nội dung Điểm 1(2đ) Đổi 30 phút = 0,5h; 15phút = 0,25h Gọi vận tốc ca nô nước v1(km/h); vận tốc nước 0,25đ v2(km/h) v1>v2>0 (vận tốc nước vận tốc bè trôi) Quãng đường bè trôi sau 30 phút là: Sb = 0,5v2 Quãng đường ca nô sau 30 phút là: Sc= 0,5(v1-v2) 0,25đ Trong thời gian sửa máy ca nô bè trôi theo dòng nước nên khoảng cách chúng không đổi, hai trôi đoạn: S'b = S'c= 0,25v2 0,25đ Trong thời gian t quay lại đuổi theo bè, ca nô quảng đường là: S''c= (v1 + v2)t bè trôi đoạn S''b= v2t 0,25đ Theo ta có: Sb + S'b + S''b= 2,5 ⇔ 0,5v2 + 0,25v2 +v2t = 2,5 ⇔ 0,75v2 + v2t = 2,5 (1) 0,25đ Và: S''c + S'c - Sc= 2,5 ⇔ (v1 + v2)t + 0,25v2 - 0,5(v1-v2) = 2,5 ⇔ v1t + v2t + 0,75v2 - 0,5v1 = 2,5 (2) 0,25đ Thay (1) vào (2) ta có: v1t = 0,5v1 ⇔ t = 0,5 (h) 0,25đ Với t = 0,5 thay vào (1) ta được: 1,25 v2 = 2,5 ⇔ v2 = (km/h) 0,25đ Vận tốc dòng nước là: 2km/h 2(2,5đ) Tóm tắt thống đơn vi 0,25đ a Áp suất mặt pittông nhỏ : 10m2 10m1 m2 m1 0,25đ = + 10 Dh = + Dh (1) S S S S 2 - Khi đặt cân m lên pittông lớn mực nước hai bên ngang nên: 10m2 10(m1 + m) m m +m = ⇔ = (2) S2 S1 S2 S1 Từ (1) (2) ta có : m1 + m m1 = + Dh S1 S1 m  S = D.h => m = DS1h =1000 0,02 0,1 = 2(kg) 0,5đ 0,25đ 0,25đ b Khi chuyển cân sang pittông nhỏ ta có: 10( m2 + m) 10m1 m + m m1 m m m = + 10 DH  = + DH  = − + DH (3) S2 S1 S2 S1 S S1 S 0,5đ Kết hợp (1), (3) m = DS1h ta có : S  H = h( + S ) = 0,11 + 3(2đ)  0, 02  0, 01 ÷  0,25đ H = 0,3m 0,25đ - Trọng lượng vật m1: P1 = F1 = 10.m1 = 100N 0,25đ - Trọng lượng vật m2: P2 = F2 = 10.m2 = 60N 0,25đ - Do vật m1 nặng m2 nên m1 xuống đầu B có xu lên: - Vì thông qua ròng động cho ta lợi hai lần lực nên độ lớn lực tác dụng lên đầu B: F'= F 100 = = 50 N 2 0,25đ - Áp dụng điều kiện cân đòn bảy ta có: F ' OA OA 50 OA = = =  F2 OB OA + AB 60 OA + 20 5(OA+20) = 6OA OA = 100 (cm) - Chiều dài OB: OB = OA + AB = 100 + 20 = 120 (cm) 4(2,5đ) Tóm tắt - thống đơn vị Gọi m1 khối lượng nước đá, m2 khối lượng nước (tính kg) phải lấy để tạo 0,2 kg nước 100C - Nhiệt lượng để đá nóng lên từ -100C đến 00C là: Q1 = m1Cđ(t2 - t1) = m1.2100(0+10) = 21000m1 (J) - Nhiệt lượng để đá nóng chảy 00C là: Q2 = λ m1 = 335000m1 (J) - Nhiệt lượng để nước đá nóng lên từ 00C đến 100C đến là: Q3 = m1Cn(t3 - t2) = m1.4200(10 - 0) = 42000m1 (J) Vậy nhiệt lượng mà m1 kg đá hấp thụ là: Qthu = Q1 + Q2 + Q3 = (21000 + 335000 + 42000)m1 = 398000 m1 (1) - Nhiệt lượng mà m2 kg nước đá tỏa nguội từ 350C đến 100C là: Qtỏa = m2Cn(t4 - t3) = m2.4200(35 -10) = 105000m2 (2) Ta lại có: m1 + m2 = 0,2 kg, vào (2) ta được: Qtỏa = 105000(0,2 - m1) Khi có cân nhiệt: Qthu = Qtỏa ⇔ 398000 m1 = 105000(0,2 - m1) Giải m1 ≈ 0,042 kg = 42(g) Và m2 = 200 - m1 = 200 - 42 = 158 (g) Vậy để tạo 200g nước 100C phải dùng hỗn hợp 42g đá - 100C 258g nước 350C 5(1đ) Gọi khối lượng ba vật m1, m2, m3 (g) Khi cân thăng bằng, ta có: m1 + m2 = m3 + 15 Vì m1, m2, m3 tỉ lệ với 5,7,9 nên ta có: m1 m2 m3 = = Theo tính chất dãy tỷ số nhau: m1 m2 m3 m1 + m2 m3 + 15 = = = = 7+5 12 m m + 15 ⇒ m3 = 45 (g) Từ ta có: = 12 0,5đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Do đó: m1 = m 45 45 ⇒ m2 = 25 (g); ⇒ m1 = 25 (g); = 5 Vậy khối lượng vật là: m1 = 25g, m2 = 35g, m3 = 45g - Học sinh làm cách khác cho điểm tối đa 0,25đ ... nhiệt: Qthu = Qtỏa ⇔ 3 980 00 m1 = 105000(0,2 - m1) Giải m1 ≈ 0,042 kg = 42(g) Và m2 = 200 - m1 = 200 - 42 = 1 58 (g) Vậy để tạo 200g nước 100C phải dùng hỗn hợp 42g đá - 100C 258g nước 350C 5(1đ) Gọi... 45 45 ⇒ m2 = 25 (g); ⇒ m1 = 25 (g); = 5 Vậy khối lượng vật là: m1 = 25g, m2 = 35g, m3 = 45g - Học sinh làm cách khác cho điểm tối đa 0,25đ ... (J) Vậy nhiệt lượng mà m1 kg đá hấp thụ là: Qthu = Q1 + Q2 + Q3 = (21000 + 335000 + 42000)m1 = 3 980 00 m1 (1) - Nhiệt lượng mà m2 kg nước đá tỏa nguội từ 350C đến 100C là: Qtỏa = m2Cn(t4 - t3) =