BÀI TẬP ĐỀ THI HSG VẬT LÍ 8

BÀI TẬP ĐỀ THI HSG VẬT LÍ 8 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực...

BÀI TẬP - ĐỀ THI HSG LÍ Câu 4: Một mẩu hợp kim thiếc – Chì có khối lượng m = 664g, khối lượng riêng D = 8,3g/cm3 Hãy xác định khối lượng thiếc chì hợp kim Biết khối lượng riêng thiếc D1 = 7300kg/m3, chì D2 = 11300kg/m3 coi thể tích hợp kim tổng thể tích kim loại thành phần Câu 5: Một mảnh, đồng chất, phân bố khối lượng quay quanh trục O phía O Phần nhúng nước, cân nằm nghiêng hình vẽ, nửa chiều dài nằm nước Hãy xác định khối lượng riêng chất làm Câu 6: Một hình trụ làm gang, đáy tương đối rộng bình chứa thuỷ ngân phía NƯỚC C M người ta đổ nước Vị trí hình trụ biểu diễn hình vẽ Cho trọng lượng riêng nước K E thuỷ ngân d1 d2 Diện tích đáy hình trụ B A S Hãy xác định lực đẩy tác dụng lên hình trụ TH NGÂN HƯỚNG DẪN GIẢI * Câu 4: Ta có D1 = 7300kg/m3 = 7,3g/cm3 ; D2 = 11300kg/m3 = 11,3g/cm3 Gọi m1 V1 khối lượng thể tích thiếc hợp kim Gọi m2 V2 khối lượng thể tích chì hợp kim Ta có m = m1 + m2 ⇒ 664 = m1 + m2 (1) m m1 m2 664 m1 m2 = + ⇒ = + (2) D D D2 8,3 7,3 11,3 664 m1 664 − m1 = + Từ (1) ta có m2 = 664- m1 Thay vào (2) ta 8,3 7,3 11,3 V = V + V2 ⇒ Giải phương trình (3) ta m1 = 438g m2 = 226g * Câu 5:Khi cân bằng, lực tác dụng lên gồm: Trọng lực P lực đẩy Acsimet FA (hình bên) Gọi l chiều dài Ta có phương trình cân lực: (3) FA d1 P d2 1 l FA d 2 = = = P d1 l (1) Gọi Dn D khối lượng riêng nước chất làm M khối lượng thanh, S tiết diện ngang Lực đẩy Acsimet: FA = S .Dn.10 (2) Trọng lượng thanh: P = 10.m = 10.l.S.D (3) S.l.Dn.10 = 2.10.l.S.D ⇒ Khối lượng riêng chất làm thanh: D = Dn Thay (2), (3) vào (1) suy ra: * Câu 6: Trên đáy AB chịu tác dụng áp suất NƯỚC là: pAB = d1(h + CK) + d2.BK Trong đó: h C M h bề dày lớp nước đáy K E d1 trọng lượng riêng nước B A TH NGÂN d2 trọng lượng riêng thuỷ ngân Đáy MC chịu tác dụng áp suất: pMC = d1.h Gọi S diện tích đáy trụ, lực đẩy tác dụng lên hình trụ bằng: F = ( pAB - pMC ).S F = CK.S.d1 + BK.S.d2 Như lực đẩy trọng lượng nước thể tích EKCM cộng với trngj lượng thuỷ ngân thể tíc ABKE BÀI TẬP VẬT LÍ * Câu : Khi cân lực đẩy ácsimet FA khơng khí tác dụng lên bóng tổng trọng lợng : P0 vỏ bóng; P1 khí hiđrơ P2 phần sợi dây bị kéo lên FA = P + P + P ị d2 V = P + d V + P Suy trọng lợng P2 phần sợi dây bị kéo lên là: P2 = d2V - d1V - P0 = V(d2 – d1) – P0 = V (D1 – D2).10 – P0 -3 -3 P2 = 4.10 (1,3 – 0,09).10 – 3.10 10 = 0,018(N) Khối lợng sợi dây bị kéo lên : m2 = 0,018 = 0,0018 (kg) = 1,8g 10 Chiều dài sợi dây bị kéo lên l = 1,8.10 = 18(m) * Câu 10 : C Khi rơi khơng khí từ C đến D vật chịu tác dụng trọng lực P Công trọng lực đoạn CD = P.h1 h1 động vật D : A1 = P.h1 = Wđ D Tại D vật có động Wđ so với đáy bình E Wt = P.h0 FA Vậy tổng vật D : h0 Wđ + Wt = P.h1 + P.h0 = P (h1 +h0) P Từ D đến C vật chịu lực cản lực đẩy Acsimet FA: FA = d.V Công lực đẩy Acsimet từ D đến E E A2 = FA.h0 = d0Vh0 Từ D đến E tác động lực cản lực đẩy Acsimet nên động vật giảm đến E Vậy công lực đẩy Acsimét tổng động vật D: ị P (h1 +h0) = d0Vh0 ị dV (h1 +h0) = d0Vh0 d h0 ịd= h1 + h0 * Câu 11: Trọng lợng phao P, lực đẩy F Acsimét tác dụng lên phao F1, ta có: C B F1 = V1D = S.hD A Với h chiều cao phần phao ngập nF2 ớc, D trọng lợng riêng nớc Lực đẩy tổng cộng tác dụng lên đầu B là: h F = F1 – P = S.hD – P (1) áp lực cực đại nớc vòi tác dụng lên nắp F2 đẩy cần AB xuống dới Để nớc ngừng chảy ta phải có tác dụng lực F trục quay A lớn tác dụng lực F2 A: F.BA > F2.CA (2) Thay F (1) vào (2): BA(S.hD – P) > F2.CA Biết CA = F BA Suy ra: S.hD – P > 3 20 F2 + 10 +P ịh> ịh> ằ 0,8(3)m 0,02.10000 SD Vậy mực nớc bể phải dâng lên đến phần phao ngập nớc vợt q 8,4cm vòi nớc bị đóng kín BÀI TẬP VẬT LÍ * Câu 16: Nhiệt độ bình thường thân thể người ta 36,60C Tuy người ta không cảm thấy lạnh nhiệt độ không khí 250C cảm thấy nóng nhiệt độ khơng khí 360C Còn nước ngược lại, nhiệt độ 360C người cảm thấy bình thường, 250C , người ta cảm thấy lạnh Giải thích nghịch lí nào? * Câu 17 Một chậu nhôm khối lượng 0,5kg đựng 2kg nước 200C a) Thả vào chậu nhôm thỏi đồng có khối lượng 200g lấy lò Nước nóng đến 21,2 C Tìm nhiệt độ bếp lò? Biết nhiệt dung riêng nhơm, nước đồng là: c1= 880J/kg.K , c2= 4200J/kg.K , c3= 380J/kg.K Bỏ qua toả nhiệt môi trường b) Thực trường hợp này, nhiệt lượng toả môi trường 10% nhiệt lượng cung cấp cho chậu nước Tìm nhiệt độ thực bếp lò c) Nếu tiếp tục bỏ vào chậu nước thỏi nước đá có khối lượng 100g 00C Nước đá có tan hết khơng? Tìm nhiệt độ cuối hệ thống lượng nước đá sót lại tan khơng hết? Biết nhiệt nóng chảy nước đá λ = 3,4.105J/kg * Câu 18 Trong bình đậy kín có cục nước đá có khối lượng M = 0,1kg nước, cục đá có viên chì có khối lượng m = 5g Hỏi phải tốn nhiệt lượng để cục nước đá có lõi chì bắt đầu chìm xuống Cho khối lượng riêng chì 11,3g/cm3, nước đá 0,9g/cm3, nhiệt nóng chảy nước đá λ = 3,4.105J/kg Nhiệt độ nước trung bình 00C * Câu 19 Có hai bình cách nhiệt Bình chứa m1 = 2kg nước t1 = 200C, bình chứa m2 = 4kg nước t2 = 600C Người ta rót lượng nước m từ bình sang bình 2, sau cân nhiệt, người ta lại rót lượng nước m từ bình sang bình Nhiệt độ cân bình lúc t’1 = 21,950C a) Tính lượng nước m lần rót nhiệt độ cân t’2 bình b) Nếu tiếp tục thực lần hai, tìm nhiệt độ cân bình HƯỚNG DẪN GIẢI * Câu 16: Con người hệ nhiệt tự điều chỉnh có quan hệ chặt chẽ với môi trường xung quanh Cảm giác nóng lạnh xuất phụ thuộc vào tốc độ xạ thể Trong khơng khí tính dẫn nhiệt kém, thể người trình tiến hố thích ứng với nhiệt độ trung bình khơng khí khoảng 250C nhiệt độ khơng khí hạ xuống thấp nâng lên cao cân tương đối hệ Người – Khơng khí bị phá vỡ xuất cảm giác lạnh hay nóng Đối với nước, khả dẫn nhiệt nước lớn nhiều so với khơng khí nên nhiệt độ nước 250C người cảm thấy lạnh Khi nhiệt độ nước 36 đến 370C cân nhiệt thể môi trường tạo người không cảm thấy lạnh nóng * Câu 17 a) Gọi t0C nhiệt độ bếp lò, nhiệt độ ban đầu thỏi đồng Nhiệt lượng chậu nhôm nhận để tăng từ t1 = 200C đến t2 = 21,20C: Q1 = m1 c1 (t2 – t1) (m1 khối lượng chậu nhôm ) Nhiệt lượng nước nhận để tăng từ t1 = 200C đến t2 = 21,20C: Q2 = m2 c2 (t2 – t1) (m2 khối lượng nước ) Nhiệt lượng khối đồng toả để hạ từ t0C đến t2 = 21,20C: Q3 = m3 c3 (t0C – t2) (m2 khối lượng thỏi đồng ) Do khơng có toả nhiệt mơi trường xung quanh nên theo phương trình cân nhiệt ta có : Q3 = Q1 + Q2 ⇒ m3 c3 (t0C – t2) = (m1 c1 + m2 c2) (t2 – t1) ⇒ t0C = (m1 c1 + m2 c2 )(t − t1 ) + m3 c3t (0,5.880 + 4200)(21,2 − 20) + 0,2.380 21,2 = m3 c3 0,2.380 t0C = 232,160C b) Thực tế, có toả nhiệt mơi trường nên phương trình cân nhiệt viết lại: Q3 – 10%( Q1 + Q2) = Q1 + Q2 ⇒ Q3 = 110%( Q1 + Q2) = 1,1.( Q1 + Q2) Hay m3 c3 (t’ – t2) = 1,1.(m1 c1 + m2 c2) (t2 – t1) ⇒ t’ = 1,1.(m1 c1 + m2 c2 )(t − t1 ) + m3 c3t 1,1(0,5.880 + 4200)(21,2 − 20) + 0,2.380 21,2 = m3 c 0,2.380 t’ = 252,320C c) Nhiệt lượng thỏi nước đá thu vào để nóng chảy hồn tồn 00C Q = λ.m 3,4.105.0,1 = 34 000J Nhiệt lượng hệ thống gồm chậu nhôm, nước, thỏi đồng toả để giảm từ 21,20C xuống 00C Q’ = (m1.c1 + m1.c1 + m1.c1) (21,2 – 0) = ( 0,5 880 + 4200 + 0,2 380) 21,2 = 189019J Do Q > Q nên nước đá tan hết hệ thống âng lên đến nhiệt độ t’’ tính : ∆Q = Q’ – Q = [m1.c1 + (m2 + m).c2 + m3.c3] t’’ Nhiệt lượng thừa lại dùng cho hệ thống tăng nhiệt độ từ 00C đến t’’ ’ ∆Q 189019 − 34000 t’’ = m c + (m + m).c + m c = 0.5.880 + (2 + 0,1).4200 + 0,2.380 = 16,6 C 1 2 3 * Câu 18 Để cục chì bắt đầu chìm khơng cần phải tan hết đá, cần khối lượng riêng trung bình nước đá cục chì khối lượng riêng nước đủ Gọi M1 khối lượng lại cục nước đá bắt đầu chìm ; Điều kiện để cục chì bắt đầu chìm : M1 + m = Dn Trong V : Thể tích cục đá chì V Dn : Khối lượng riêng nước M m Chú ý : V = D + D da chi M m Do : M1 + m = Dn ( D + D ) da chi ( Dchi − Dn ) Dda (11,3 − 1).0,9 Suy : M1 = m ( D − D ) D = (1 − 0,9).11,3 = 41g n da chi Khối lượng nước đá phải tan : ∆M = M – M1 = 100g – 41g = 59g Nhiệt lượng cần thiết là: Q = λ.∆M = 3,4.105.59.10-3 = 20 060J Nhiệt lượng xem cung cấp cho cục nước đá làm tan * Câu 19 a) Sau rót lượng nước m từ bình sang bình 2, nhiệt độ cân bình t’2 ta có: m.c(t’2- t1) = m2.c(t2- t’2) ⇒ m (t’2- t1) = m2 (t2- t’2) (1) Tương tự cho lần rót tiếp theo, nhiệt độ cân bình t’1 Lúc lượng nước bình (m1 – m) Do m.( t’2 - t’1) = (m1 – m)( t’1 – t1) ⇒ m.( t’2 - t’1) = m1.( t’1 – t1) (2) ’ Từ (1) (2) ta suy : m2 (t2- t 2) = m1.( t’1 – t1) m2 t − m1 (t '1 − t1 ) ⇒t = m2 ’ (3) Thay (3) vào (2) ta rút ra: m1 m2 (t '1 − t1 ) m= m2 (t − t1 ) − m1 (t '1 − t1 ) (4) Thay số liệu vào phương trình (3); (4) ta nhận kết t’2 ≈ 590C; m = 0,1kg = 100g b) Bây bình có nhiệt độ t’1= 21,950C Bình có nhiệt độ t’2 = 590C nên sau lần rót từ bình sang bình ta có phương trình cân nhiệt: m.(t’’2- t’1) = m2.(t’2 – t’’2) ⇒ t’’2(m + m2) = m t’1 + m2 t’2 mt '1 − m2 t ' ⇒t = m + m2 ’’ Thay số vào ta t’’2 = 58,120C Và cho lần rót từ bình sang bình 1: m.( t’’2 - t’’1) = (m1 – m)( t’’1- t’1) ⇒ t’’1 = ⇒ t’’1.m1 = m t’’2 + (m1 - m) t’1 m.t '' + (m1 − m).t '1 = 23,76 C m1 KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP THCS NĂM HỌC 2006 - 2007 Môn: VẬT LÍ Thêi gian: 120 (Kh«ng kĨ thêi gian giao ®Ị) §Ị thi gåm: 01 trang Câu I (1,5 điểm): Hãy chọn câu trả lời tập sau: 1) Tốc độ xe hoả 72km/h , tốc độ xe tơ 18m/s thì: A Tốc độ xe hoả lớn B Tốc độ ô tô lớn C Hai xe có tốc độ D Khơng xác định xe có tốc độ lớn 2) Ba vật đặc A, B, C có tỉ số khối lượng : : tỉ số khối lượng riêng : : Nhúng ba vật chìm vào nước tỉ số lực đẩy Ácsimét nước lên vật là: A 12 : 10 : B 4,25 : 2,5 : C 4/3 : 2,5 : D 2,25 : 1,2 : 3) Có hai khối kim loại Avà B Tỉ số khối lượng riêng A B Khối lượng B gấp lần khối lượng A Vậy thể tích A so với thể tích B là: A 0,8 lần B 1,25 lần C 0,2 lần D lần Câu II.(1.5 điểm): Một người xe đạp đoạn đường MN Nửa đoạn đường đầu người với vận tốc v1 = 20km/h.Trong nửa thời gian lại với vận tốc v2 =10km/hcuối người với vận tốc v3 = 5km/h.Tính vận tốc trung bình đoạn đường MN? CâuIII.(1.5 điểm): Một cốc hình trụ, chứa lượng nước lượng thuỷ ngân khối lượng Độ cao tổng cộng nước thuỷ ngân cốc 120cm.Tính áp suất chất lỏng lên đáy cốc? Cho khối lượng riêng nước , thuỷ ngân 1g/cm3 13,6g/cm3 CâuIV.(2.5 điểm): Một thau nhôm khối lượng 0,5 kg đựng kg nước 200C Thả vào thau nước thỏi đồng có khối lượng 200 g lấy lò ra, nước nóng đến 21,2 0C Tìm nhiệt độ bếp lò? Biết nhiệt dung riêng nhơm, nước, đồng C1=880J/kg.K; C2=4200J/kg.K; C3=380J/kg.K Bỏ qua toả nhiệt mơi trường CâuV.(3.0 điểm): Trong bình đựng hai chất lỏng khơng trộn lẫn có trọng lượng riêng d1=12000N/m3; d2=8000N/m3 Một khối gỗ hình lập phương cạnh a = 20cm có trọng lượng riêng d = 9000N/m3được thả vào chất lỏng 1) Tìm chiều cao phần khối gỗ chất lỏng d1? 2) Tính cơng để nhấn chìm khối gỗ hồn tồn chất lỏng d1? Bỏ qua thay đổi mực nước ****Hết**** ĐÁP ÁN , HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Nội dung đáp án Điểm I II Chọn A Chọn D Chọn B 1,5 0,5 0,5 0,5 1.5 -Gọi S chiều dài quãng đường MN, t1 thời gian nửa đoạn đường, t2 thời gian nửa đoạn đường lại theo ta có: S S1 t1= = v1 2v1 t2 t ⇒ S2 = v2 2 t t -Thời gian với vận tốc v3 ⇒ S3 = v3 2 S S S t t -Theo điều kiện toán: S2 + S 3= ⇒ v2 + v3 = ⇒ t2 = v2 + v 2 2 S S S S -Thời gian hết quãng đường : t = t1 + t2 ⇒ t = + = + v + v 40 15 2v1 S 40.15 -Vận tốc trung bình đoạn đường : vtb= = ≈ 10,9( km/h ) t 40 + 15 -Thời gian người với vận tốc v2 III 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 1.5 - Gọi h1, h2 độ cao cột nước cột thuỷ ngân, S diện tích đáy bình - Theo ta có h1+h2=1,2 (1) - Khối lượng nước thuỷ ngân nên : Sh1D1= Sh2D2 (2) ( D1, D2 khối lượng riêng nước thủy ngân) - áp suất nước thuỷ ngân lên đáy bình là: 10 S h1 D + 10 Sh2 D2 p= (3) = 10(D1h1 +D2h2) S D + D2 h1 + h2 1,2 D2 1,2 D1 h = = ⇒ - Từ (2) ta có: = ⇒ h1= h1 D2 h1 D1 + D2 D2 h2 - Tương tự ta có : h2= D11,2 D1 + D2 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ -Thay h1 h2 vào(3)ta có : p = 22356,2(Pa) 0,25đ 1.5 IV -Gọi t0C nhiệt độ bếp lò , nhiệt độ ban đầu thỏi đồng - Nhiệt lượng thau nhôm nhận để tăng từ 200C đến 21,20C: Q1= m1C1(t2 - t1) (1) 0,5đ -Nhiệt lượng nước nhận để tăng từ 200C đến 21,20C: Q2= m2C2(t2 - t1) (2) -Nhiệt lượng thỏi đồng toả để hạ từ t0C đến 21,20C: Q3= m3C3(t0C - t2) (3) 0,5đ 0,5đ -Do khơng có toả nhiệt bên ngồi nên theo phương trình cân nhiệt ta có: Q3=Q1+Q2 (4) -Từ (1),(2),(3) thay vào (4) ta có t = 160,78 C Chú ý: Nếu HS viết công thức thay số vào tính sai cho 0,25đ ý V - Do d2 Q toả chứng tỏ nước đá chưa tan hết b) Nhiệt độ cuối hỗn hợp nước nước đá nhiệt 1,0 đ độ cuối nhiệt lượng kế 00C PHÒNG GD&ĐT ĐỀ THI HSG LỚP – MÔN VẬT LÝ 32 HUYỆN YÊN MÔ Thời gian làm bài: 120 phút ( Đề thi gồm trang) Bài 1(3,5 đ): Một khối gỗ thả nước 1 thể tích, thả dầu thể tích Hãy xác định khối lượng riêng dầu, biết khối lượng riêng nước 1g/cm3 Bài 2(3,5 đ): Một vật nặng gỗ, kích thước nhỏ, hình trụ, hai đầu hình nón thả khơng có vận tốc ban đầu từ độ cao 15 cm xuống nước Vật tiếp tục rơi nước, tới độ sâu 65 cm dừng lại, từ từ lên Xác định gần khối lượng riêng vật Coi có lực ác si mét lực cản đáng kể mà Biết khối lượng riêng nước 1000 kg/m3 Bài 3(3 đ): Một cốc hình trụ có đáy dày 1cm thành mỏng Nếu thả cốc vào bình nước lớn cốc thẳng đứng chìm 3cm nước.Nếu đổ vào cốc chất lỏng chưa xác định có độ cao 3cm cốc chìm nước cm Hỏi phải đổ thêm vào cốc lượng chất lỏng nói có độ cao để mực chất lỏng cốc cốc Bài 4(4 đ): Một động tử xuất phát từ A đường thẳng hướng B với vận tốc ban đầu V0 = m/s, biết sau giây chuyển động, vận tốc lại tăng gấp lần chuyển động giây động tử ngừng chuyển động giây chuyển động động tử chuyển động thẳng Sau động tử đến B biết AB dài 6km? Bài 5(4 đ): Trên đoạn đường thẳng dài, L(m) ô tô chuyển động với vận 400 tốc không đổi v1(m/s) cầu chúng phải chạy với vận tốc không đổi v2 (m/s) 200 Đồ thị bên biểu diễn phụ thuộc khoảng Cách L hai ô tô chạy 10 30 60 T(s Thời gian t tìm vận tốc V1; V2 chiều 80 ) Dài cầu Bài 6(2 đ): Trong tay có cốc thủy tinh hình trụ thành mỏng, bình lớn đựng nước, thước thẳng có vạch chia tới milimet Hãy nêu phương án thí nghiệm để xác định khối lượng riêng chất lỏng khối lượng riêng cốc thủy tinh Cho bạn biết khối lượng riêng nước -HẾT - HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI HSG LỚP NĂM HỌC 2007 – 2008 Môn: Vật lý 33 Đáp án Điểm 34 Bài 1: (3,5 đ) Gọi thể tích khối gỗ V; Trọng lượng riêng nước D trọng lượng riêng dầu D’; Trọng lượng khối gỗ P Khi thả gỗ vào nước: lực Ác si met tác dụng lên vât là: FA = Vì vật nên: FA = P ⇒ 2.10 DV =P 2.10 DV (1) 0,5 0,5 Khi thả khúc gỗ vào dầu Lực Ác si mét tác dụng lên vật là: 0,5 3.10 D'V 3.10 D 'V =P Vì vật nên: F’A = P ⇒ 2.10 DV 3.10 D'V = Từ (1) (2) ta có: Ta tìm được: D' = D F 'A = Thay D = 1g/cm3 ta được: D’ = (2) 0,5 0,5 g/cm3 Bài 2(3,5 đ):Vì cần tính gần khối lượng riêng vật vật có kích thước nhỏ nên ta coi gần vật rơi tới mặt nước chìm hồn tồn Gọi thể tích vật V khối lượng riêng vật D, Khối lượng riêng nước D’ h = 15 cm; h’ = 65 cm Khi vật rơi khơng khí Lực tác dụng vào vật trọng lực P = 10DV Công trọng lực là: A1 = 10DVh Khi vật rơi nước lực ác si mét tác dụng lên vật là: FA = 10D’V Vì sau vật lên, nên FA > P Hợp lực tác dụng lên vật vật rơi nước là: F = FA – P = 10D’V – 10DV Công lực là: A2 = (10D’V – 10DV)h’ Theo định luật bảo tồn cơng: A1 = A2 ⇒ 10DVh = (10D’V – 10DV)h’ ⇒ D= h' D' h + h' 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 Thay số, tính D = 812,5 Kg/m3 0,25 Bài 3(3 đ): Gọi diện tích đáy cốc S khối lượng riêng cốc D0, 0.25 Khối lượng riêng nước D1, khối lượng riêng chất lỏng đổ vào cốc D2, thể tích cốc V Trọng lượng cốc P1 = 10D0V Khi thả cốc xuống nước, lực đẩy ác si mét tác dụng lên cốc là: 0.25 FA1 = 10D1Sh1 Với h1 phần cốc chìm nước ⇒ 10D1Sh1 = 10D0V ⇒ D0V = D1Sh1 (1) 0.25 Khi đổ vào cốc chất lỏng có độ cao h2 phần cốc chìm nước 0.25 35 h3 Trọng lượng cốc chất lỏng là: P2 = 10D0V + 10D2Sh2 Lực đẩy ác si mét là: FA2 = 10D1Sh3 Cốc đứng cân nên: 10D0V + 10D2Sh2 = 10D1Sh3 Kết hợp với (1) ta được: D1h1 + D2h2 = D1h3 h −h ⇒ D2 = D1 h2 (2) Gọi h4 chiều cao lượng chất lỏng cần đổ vào cốc cho mực chất lỏng cốc cốc ngang Trọng lượng cốc chất lỏng là: P3 = 10D0V + 10D2Sh4 Lực ác si mét tác dụng lên cốc chất lỏng là: FA3 = 10D1S( h4 + h’) (với h’ bề dày đáy cốc) Cốc cân nên: 10D0V + 10D2Sh4 = 10D1S( h4 + h’) ⇒ D1h1 + D2h4 = D1(h4 + h’) ⇒ h1 + ⇒ h4 = h3 − h1 h4 =h4 + h’ h2 h1 h2 − h' h2 h1 + h2 − h3 Thay h1 = 3cm; h2 = 3cm; h3 = 5cm h’ = 1cm vào Tính h4 = cm Vậy lượng chất lỏng cần đổ thêm vào – = ( cm) Bài 4(4 đ) :cứ giây chuyển động ta gọi nhóm chuyển động Dễ thấy vận tốc động tử n nhóm chuyển động là: 30 m/s; 31 m/s; 32 m/s …… , 3n-1 m/s ,…… , quãng đường tương ứng mà động tử nhóm thời gian tương ứng là: 4.30 m; 4.31 m; 4.32 m; … ; 4.3n-1 m;…… Vậy quãng đường động tử chuyển động thời gian là: Sn = 4( 30 + 31 + 32 + ….+ 3n-1) Đặt Kn = 30 + 31 + 32 + … + 3n – ⇒ Kn + 3n = + 3( + 31 + 32 + … + 3n – 1) ⇒ Kn + 3n = + 3Kn ⇒ Kn = 3n − Vậy: Sn = 2(3n – 1) Vậy ta có phương trình: 2(3n -1) = 6000 ⇒ 3n = 2999 Ta thấy 37 = 2187; 38 = 6561, nên ta chọn n = Quãng đường động tử nhóm thời gian là: 2.2186 = 4372 m Quãng đường lại là: 6000 – 4372 = 1628 m Trong quãng đường lại động tử với vận tốc ( với n = 8): 37 = 2187 m/s 1628 = 0,74( s) Thời gian hết quãng đường lại là: 2187 Vậy tổng thời gian chuyển động động tử là: 7.4 + 0,74 = 28,74 (s) Ngoài q trình chuyển động động tử có nghỉ lần ( không 0.25 0.25 0.25 0.25 0.5 0.25 0.25 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 36 chuyển động) lần nghỉ giây, nên thời gian cần để động tử chuyển động từ A tới B là: 28,74 + 2.7 = 42,74 giây Bài 5(4 đ): Từ đồ thị ta thấy: đường, hai xe cách 400m Trên cầu chúng cách 200 m Thời gian xe thứ chạy cầu T1 = 50 (s) Bắt đầu từ giây thứ 10, xe thứ lên cầu đến giây thứ 30 xe thứ lên cầu Vậy hai xe xuất phát cách 20 (s) Vậy: V1T2 = 400 ⇒ V1 = 20 (m/s) V2T2 = 200 ⇒ V2 = 10 (m/s) Chiều dài cầu l = V2T1 = 500 (m) Bài 6(2 đ): Gọi diện tích đáy cốc S, Khối lượng riêng cốc D0; Khối lượng riêng nước D1; khối lượng riêng chất lỏng cần xác định D2 thể tích cốc V chiều cao cốc h Lần 1: thả cốc khơng có chất lỏng vào nước phần chìm cốc nước h1 Ta có: 10D0V = 10D1Sh1 ⇒ D0V = D1Sh1 (1) ⇒ D0Sh = D1Sh1 ⇒ D0 = h1 D1 ⇒ xác định khối lượng riêng h cốc Lần 2: Đổ thêm vào cốc lượng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng ( vừa phải) có chiều cao h2, phần cốc chìm nước có chiều cao h3 Ta có: D1Sh1 + D2Sh2 = D1Sh3 ( theo (1) P = FA) D2 = (h3 – h1)D1 ⇒ xác định khối lượng riêng chất lỏng Các chiều cao h, h1, h2, h3 xác định thước thẳng D1 biết UBND HUYỆN VĂN YÊN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25 0.25 ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ NĂM HỌC 2008 – 2009 (THỜI GIAN LÀM BÀI 150 PHÚT KHÔNG KỂ THỜI GIAN GIAO ĐỀ) ĐỀ BÀI C©u Cã mét thủ tinh mảnh lụa Hãy trình bày cách làm để phát cầu kim loại treo sợi 37 không soắn mang điện tích âm hay điện tích dơng Biết cầu nhiễm điện Câu Một ngời tiến lại gần H A B I gơng phẳng AB đ900 ờng trùng với đờng trung trực đoạn thẳng AB Hỏi vị trí để ngời có N2 thể nhìn thấy ảnh N1 (Ngi ngời thứ hai đứng trớc gơng th hai) AB (hình vẽ) BiÕt AB = 2m, (Người thứ nhất) BH = 1m, HN2 = 1m, N1 vị trí bắt đầu xuất phát ngời thứ nhất, N2 vị trí ngêi thø hai C©u Cïng mét lóc tõ hai địa điểm cách 20km đờng thẳng có hai xe khởi hành chạy chiều Sau xe chạy nhanh đuổi kịp xe chạy chậm Biết mét xe cã vËn tèc 30km/h a) T×m vËn tèc xe lại b) Tính quãng đờng mà xe đợc lúc gặp Câu Bình thông có hai nhánh tiết diện, ngời ta đổ chất lỏng có trọng lợng riêng d1 vào b×nh cho mùc chÊt láng b»ng nưa chiỊu cao H bình Rót tiếp chất lỏng khác có trọng lợng riêng d2 đầy đến miệng bình nhánh Tìm chiều cao cột chất lỏng (Chất lỏng có trọng lợng riêng d2) Giả sử chất lỏng không trộn lẫn chất lỏng có trọng lợng riêng d1 bên nhánh lại không tràn khỏi bình Câu Một ngời vận động viên xe đạp khởi hành điểm chiều đờng tròn có chu vi 1800m Vận tốc ngời xe đạp 6m/s, ngời 1,5m/s Hỏi ngời đi đợc vòng gặp ngời xe đạp lần Tính thời gian địa điểm gặp HT Chỳ ý: Cỏn b coi thi khơng giải thích thêm 38 ĐÁP ÁN BÀI THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ CÂU BÀI GIẢI ĐIỂM * Đầu tiên cọ sát thuỷ tinh vào mảnh lụa, sau cọ sát thuỷ 0,5 tinh nhiễm điện dương * Sau đưa đầu thuỷ tinh nhiễm điện dương lại gần (nhưng không 0,5 chạm) cầu kim loại treo, nếu: + Quả cầu kim loại bị hút lại gần thuỷ tinh cầu kim loại 0,5 nhiễm điện âm + Quả cầu kim loại bị đẩy xa thuỷ tinh cầu kim loại 0,5 nhiễm điện dương N2’ Cho biết: AB = 2m, BH = 1m HN2 = 1m Tìm vị trí người thứ để nhìn thấy ảnh I người thứ hai H A Giải: 2,0 B 90 * Khi người thứ tiến lại gần (vẽ gương AB vị trí mà người hình) nhìn thấy ảnh người thứ hai N2 N1’ N1’ vị trí giao tia 1,0 N (Người sáng phản xạ từ mép gương B (Tia thứ hai) phản xạ có tia sáng tới (Người từ người thứ hai đến phản xạ thứ nhất) mép gương B) * Gọi N2’ ảnh người thứ hai qua gương, ta có HN2’ = HN2 = 1m 1 0,5 I trung điểm AB nên IB = AB = = 1(m) 2 0,5 ta thấy ∆IBN1’ = ∆HBN2’ IN1’ = HN2’ = 1(m) 0,5 Vây, vị trí mà người thứ tiến lại gần gương đường trung 0,5 trực gương nhìn thấy ảnh người thứ hai cách gương 1m Cho biết: S = 20km, t = 2h, v = 30km/h Tìm: a) Tìm vận tốc xe lại b) Tìm quãng đường mà hai xe lúc gặp Giải: a) Vận tốc xe lại: * Nếu vận tốc xe chạy nhanh 30km/h, gọi vận tốc xe chạy chậm v1 + Quãng đường mà hai xe hai là: - Đối với xe chạy nhanh hơn: S1 = v.t; S1 = 30.2 = 60(km) - Đối với xe chạy chậm hơn: S2 = v1.t; S2 = 2v1(km) + Ta có: S = S1 – S2 hay 60 – 2v1 = 20 ⇒ v1 = 20(km/h) 0,5 0,5 0,5 0,5 39 * Nếu vận tốc xe chạy chậm 30km/h, gọi vận tốc xe chạy nhanh v2 + Quãng đường mà hai xe hai là: - Đối với xe chạy nhanh hơn: S3 = v2t; S3 = 2v2 - Đối với xe chạy chậm hơn: S4 = vt; S4 = 2.30 = 60(km) + Ta có: S = S3 – S4 hay 2v2 – 60 = 20 ⇒ v2 = 40(km/h) b) Quãng đường hai xe đến lúc gặp nhau: * Nếu vận tốc xe chạy nhanh 30km/h: + Quãng đường mà xe chạy nhanh là: S1 = 30.2 = 60(km) + Quãng đường mà xe chạy chậm là: S2 = 20.2 = 40(km) * Nếu vận tốc xe chạy chậm 30km/h: + Quãng đường mà xe chạy nhanh là: S1 = 40.2 = 80(km) + Quãng đường mà xe chạy chậm là: S2 = 30.2 = 60(km) * Gọi B điểm nằm mặt phân cách chất lỏng có trọng lượng riêng d2 chất lỏng có trọng lượng riêng d1, A điểm nằm h2 nhánh lại bình thơng h1 nằm mặt phẳng ngang so với điểm B Gọi h2 chiều cao cột chất lỏng có trọng lượng riêng d2, h1 chiều cao cột chất lỏng d1 tính A B tới điểm A Ta có: + áp suất A là: pA = d1h1 + áp suất B là: pB = d2h2 pA = pB ⇒ d1h1 = d2h2 (1) * Mặt khác, tiết diện hai bình nên chất lỏng nhánh chứa chất lỏng có trọng lượng riêng d2 hạ xuống đoạn ∆h chất lỏng nhánh lại dâng lên đoạn ∆h Từ ta có: H + h1 H + ∆h ⇒ h = 2 d1 từ (1) (2) suy ra: h = 2d − d H h1 = 2∆h h = (2) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 d Vậy, chiều cao cột chất lỏng có trọng lượng riêng d2 h = 2d − d H * Giả sử A vị trí xuất phát ban dầu Khi người A xe đạp hết vòng (trở lại điểm A) người đi đến vị trí B cách A khoảng B AB = v1t’ (trong t’ thời gian người xe đạp hết vòng trở lại điểm A, A1 t’ = 1800:6 = 300(s)) Giả sử A1 vị trí gặp lần thứ nhất, t khoảng thời gian để người từ B đến A1 (người xe đạp tứ A đến A1) * Ta có: AA1 = AB + BA1 hay: v2t = v1t’ + v1t; (t’ = 300s) ⇒t= v1 t ' 1,5.300 ;t = = 100(s) v − v1 − 1,5 0,25 0,5 0,5 0,5 40 Như vậy, thời điểm gặp lần thứ là: t1 = t’ + t; t1 = 300 + 100 = 400(s) vị trí gặp cách A: S1 = v2t; S1 = 6.100 = 600(m) * Gọi vị trí gặp thứ hai A2, giải toán tương tự với điểm xuất phát A1, ta có thời điểm gặp thứ hai là: t2 = 400s + 400s = 800s vị trí A2 cách A là: S2 = 600 + 600 = 1200(m) * Tương tự với vị trí A3: t3 = 400 + 400 + 400 = 1200(s) S3 = 600 + 600 + 600 = 1800(m) t3 = 1200s thời gian người đi hết vòng (trở lại điểm A) nên điểm gặp thứ tư rơi vào đầu vòng thứ hai người Vậy, người đi hết vòng gặp người xe đạp lần (Trừ điểm xuất phát) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 Chó ý: NÕu häc sinh gi¶i theo cách khác cho điểm tối đa PHềNG DG – ĐT ĐỀ THI HSG VẬT LÍ LỚP ( Vòng 2) HUYỆN N MƠ (Thời gian làm bài: 120 phút – không kể thời gian giao đề) Bài 1(3,5 đ): Hai nhánh bình thơng chứa chất lỏng có tiết diện S Trên nhánh có pitton có khối lượng khơng đáng kể Người ta đặt cân có trọng lượng P lên pitton ( Giả sử không làm chất lỏng tràn ngồi) Tính độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh hệ đạt tới trạng thái cân học? Khối lượng riêng chất lỏng D Bài (4 đ): Trong bình nhiệt lượng kế chứa hai lớp nước Lớp nước lạnh lớp nước nóng Tổng thể tích hai khối nước thay đổi chúng sảy tượng cân nhiệt? Bỏ qua trao đổi nhiệt với bình với mơi trường Bài 3(5,5 đ) Thả cục nước đá có mẩu thuỷ tinh bị đóng băng vào bình hình trụ chứa nước Khi mực nước bình dâng lên đoạn h = 11mm Cục nước đá ngập hoàn toàn nước Hỏi cục nước đá tan hết mực nước 41 bình thay đổi nào? Cho khối lượng riêng nước Dn = 1g/cm3 Của nước đá Dđ = 0,9g/cm3 thuỷ tinh Dt = 2g/cm3 Bài 4(4 đ) Một lò sưởi giữ cho phòng nhiệt độ 200C nhiệt độ trời 50C Nếu nhiệt độ ngồi trời hạ xuống tới – 50C phải dùng thêm lò sưởi có cơng suất 0,8KW trì nhiệt độ phòng Tìm cơng suất lò sưởi đặt phòng lúc đầu? Bài 5(2 đ) Một nhà du hành vũ trụ chuyển động dọc theo đường thẳng từ A đến B Đồ thị chuyển động biểu thị hình vẽ (V vận tốc nhà du hành, x khoảng cách từ vị trí nhà du hành tới vật mốc A ) tính thời gian người chuyển động từ A đến B (Ghi chú: v -1 = ) v Bài 6(2,5 đ) Hãy tìm cách xác định khối lượng chổi quét nhà với dụng cụ sau: Chiếc chổi cần xác định khối lượng, số đoạn dây mềm bỏ qua khối lượng, thước dây có độ chia tới milimet gói mì ăn liền mà khối lượng m ghi vỏ bao ( coi khối lượng bao bì nhỏ so với khối lượng chổi) Hết HƯỚNG DẪN CHẤM Bài 1: ( 3,5 đ) Gọi h1 chiều cao cột chất lỏng nhánh khơng có pitton, h2 chiều cao cột chất lỏng nhánh có pitton Dễ thấy h1 > h2 Áp suất tác dụng lên điểm chất lỏng đáy chung nhánh gồm Áp suất gây nhánh pitton: P1 = 10Dh1 Áp suất gây nhánh có pitton: P2 = 10Dh2 + P S Khi chất lỏng cân P1 = P2 nên 10Dh1 = 10Dh2 + 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ P S 1đ 42 Độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh là: h1 – h2 = P 10 DS 1đ Bài 2: ( đ) Gọi V1; V2; V’1; V’2 thể tích nước nóng, nước lạnh ban đầu nước nóng, nước lạnh nhiệt độ cân độ nở co lại nước thay đổi 10C phụ thuộc vào hệ số tỷ lệ K thay đổi nhiệt độ lớp nước nóng nước lạnh ∆t1 ∆t2 V1 = V’1 + V’1K∆t1 V2 = V’2 - V’2K∆t2 Ta có V1 + V2 = V’1 + V’2 + K(V’1∆t1 - V’2∆t2) Theo phương trình cân nhiệt thì: m1C∆t1 = m2C∆t2 với m1, m2 khối lượng nước tương ứng điều kiện cân nhiệt, điều kiện nên chúng có khối lượng riêng Nên: V’1DC∆t1 = V’2DC∆t2 ⇒ V’1∆t1 – V’2∆t2 = Vậy: V1 + V2 = V’1 + V’2 nên tổng thể tích khối nước khơng thay đổi Bài 3: ( 5,5 đ) Gọi thể tích nước đá V; thể tích thuỷ tinh V’, V1 thể tích nước thu nước đá tan hồn tồn, S tiết diện bình Vì ban đầu cục nước đá nên ta có: (V + V’)Dn = VDđ + V’Dt Thay số V = 10V’ ( 1) Ta có: V + V’ = Sh Kết hợp với (1) có V = 10Sh (2) 11 1đ 1đ 0,5 đ 1đ 0,5 đ 1đ 1đ 1đ Khối lượng nước đá khối lượng nước thu nước đá tan hết nên: DđV = Dn V1 ⇒ V1 = Dđ V = 0,9V Dn 1đ Khi cục nước đá tan hết thể tích giảm lượng V – V1 =V – 0,9V = 0,1V 0,1V 10 Sh.0,1 = = (mm) Chiều cao cột nước giảm lượng là: h’ = S S 11 1đ Bài 4: ( đ) Gọi cơng suất lò sưởi phòng ban đầu P, nhiệt toả môi trường tỷ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ, nên gọi hệ số tỷ lệ K Khi nhiệt độ phòng ổn định cơng suất lò sưởi cơng suất toả nhiệt mơi trường phòng Ta có: P = K(20 – 5) = 15K ( 1) Khi nhiệt độ trời giảm tới -50C thì:(P + 0,8) = K[20 – (-5)] = 25K (2) Từ (1) (2) ta tìm P = 1,2 KW Bài 5: ( đ) Thời gian chuyển động xác định công thức: t = 0,5 đ x = xv -1 v Từ đồ thị ta thấy tích diện tích hình giới hạn đồ thị, hai trục toạ độ đoạn thẳng MN.Diện tích 27,5 đơn vị diện tích Mỗi đơn vị diện tích ứng với thời gian giây Nên thời gian chuyển động nhà du hành 27,5 giây Bài 6: ( 2,5 đ) ( xem hình vẽ phía dưới) Bước 1: dùng dây mềm treo ngang chổi di chuyển vị trí buộc dây tới chổi nằm cân theo phương ngang, đánh dấu điểm treo trọng tâm chổi ( điểm M) Bước 2: Treo gói mì vào đầu B làm lại để xác đinh vị trí cân chổi ( điểm N) Bước 3: lực tác dụng tỷ lệ nghịch với cánh tay đòn nên ta có: Pc.l1 = PM.l2 1đ 1,5 đ 1,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 1đ 0,5 đ 0,5 đ 1đ 43 ⇒ mc l1 = m l2 ⇒ mc = m.l l1 Từ xác định khối lượng chổi chiều dài đo thước dây 0,5 đ + Nếu khơng có hình vẽ minh hoạ cho lời giải thể chất vật lý phương pháp thực nghiệm hợp lý cho điểm tối đa +Các lời giải khác với đáp án Nếu điểm tối đa 44 ... GD&ĐT Trường THCS ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VỊNG Mơn thi: Vật lí Thời gian: 60 phút (không kể thời gian phát đề) Câu 1: Một vật chuyển động từ A đến B cách 180 m Trong nửa đoạn đường đầu vật với vận tốc... Hình 28 ĐÁP ÁN LÍ Câu 1:(2,5 điểm).a.Thời gian nửa đoạn đường đầu: t1= AB 180 = = 18 (s) 2v1 2.5 AB 180 = = 30 (s) 2v 2.3 Thời gian đoạn đường: t = t1 + t2 = 18 + 30 = 48 (s) Vậy sau 48 giây vật. .. 54cm3 - 20cm3 = 34 cm3 (0.5 điểm) (0.5 điểm) 23 PHÒNG GD&ĐT ĐỀ THI HSG LỚP – MÔN VẬT LÝ Thời gian làm bài: 120 phút ( Đề thi gồm trang) Bài 1(3,5 đ): Một khối gỗ thả nước 1 thể tích, thả dầu thể