Đề thi môn Vật lý Lớp 8 - Kỳ thi học sinh giỏi - Năm học 2019-2020 - Trường THCS Văn Thủy

Nội dung text: Đề thi môn Vật lý Lớp 8 - Kỳ thi học sinh giỏi - Năm học 2019-2020 - Trường THCS Văn Thủy

1. TRƯỜNG THCS VĂN THỦY ĐỀ THI HSG LỚP 8 NĂM HỌC 2019 - 2020 MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài 120 phút Câu 1 (2.0 điểm). Một người dự định đi bộ một quãng đường với vận tốc không đổi là 5km/h, nhưng khi đi được 1/3 quãng đường thì được bạn đèo bằng xe đạp đi tiếp với vận tốc 12km/h do đó đến sớm hơn dự định là 28 phút. Hỏi nếu người đó đi bộ hết quãng đường thì mất bao lâu? Câu 2 (2.5 điểm). 1) Một quả cầu đặc (quả cầu 1) có thể tích V = 100cm 3 được thả vào trong một bể nước đủ rộng. Người ta thấy quả cầu chìm 25% thể tích của nó trong nước và không chạm đáy bể. Tìm khối lượng của quả cầu. Cho khối lượng riêng của nước là D=1000kg/m3. 2) Người ta nối quả cầu trên với quả cầu đặc khác (quả cầu 2) có cùng kích thước bằng một sợi dây nhỏ, nhẹ không co dãn rồi thả cả hai quả vào bể nước. Quả cầu 2 bị chìm hoàn toàn (không chạm đáy bể) đồng thời quả cầu 1 bị chìm một nửa trong nước. a) Tìm khối lượng riêng của quả cầu 2 và lực mà sợi dây tác dụng lên nó. b) Người ta đổ dầu từ từ vào bể cho đến khi phần thể tích V x của quả cầu 1 chìm trong dầu bằng phần thể tích của nó chìm trong nước. Tìm V x biết khối lượng riêng của 3 dầu Dd = 800kg/m . Câu 3 (2.0 điểm). Đưa một vật khối lượng m=200kg lên độ cao h = 10m người ta dùng một trong hai cách sau: 1) Dùng hệ thống gồm một ròng rọc cố định, một ròng rọc động có hiệu suất là 80%. Hãy tính: a) Lực kéo dây để nâng vật lên. b) Công nâng ròng rọc động, biết hao phí để nâng ròng rọc động bằng ¼ hao phí tổng cộng do ma sát. 2) Dùng mặt phẳng nghiêng dài l=12m. Lực kéo vật lúc này là F 2=1900N. Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng, hiệu suất của mặt phẳng nghiêng. Câu 4 (2.5 điểm). Hai gương phẳng M 1, M2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào nhau, cách nhau một đoạn d = 120 cm. Nằm trong khoảng hai gương có hai điểm O và S cùng cách gương M1 một đoạn a = 40 cm; ( biết OS = h = 60 cm). a) Hãy trình bày cách vẽ một tia sáng từ S đến gương M1 tại I, phản xạ đến gương M2 tại J rồi phản xạ đến O. b) Tính khoảng cách từ I đến A và từ J đến B (AB là đường thẳng đi qua S và vuông góc với mặt phẳng của hai gương). Câu 5 (1.0 điểm). Một nhiệt lượng kế có khối lượng m 1= 120g, chứa một lượng nước có khối lượng m2= 600g ở cùng nhiệt độ t 1=200C . Người ta thả vào đó hỗn hợp nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m =180g đã được nung nóng tới 100 0C . Khi cân bằng 0 nhiệt, nhiệt độ là t =24 C. Tính khối lượng m 3 của nhôm và m4 của thiếc có trong hỗn hợp . Nhiệt dung riêng của các chất làm nhiệt lượng kế, của nước,của nhôm, của thiếc lần lượt là : c1 = 460J/kg.K; c2=4200J/kg.K; c3= 900/kg.K ; c4= 230J/kg.K.
2. Đáp án Câu 1(2 Gọi S1, S2 là quãng đường đầu và quãng đường cuối. 0.25 đ) v1, v2 là vận tốc quãng đường đầu và vận tốc trên quãng đường cuối t1, t2 là thời gian đi hết quãng đường đầu và thời gian đi hết quãng đường cuối v3, t3 là vận tốc và thời gian dự định. Theo bài ra ta có: 0.25 S 2 v3 = v1 = 5 Km/h; S1 = ; S2 = S ; v2 = 12 3 3 Km/h 0.25 Do đi xe nên người đến xớm hơn dự định 28ph nên: 28 t t t (1) 3 60 1 2 0.25 S S Mặt khác: t3 S 5t3 (2) v3 5 S S S 1 3 0.5 và: t1 v1 5 15 S S t t (3) 2 1 2 S 15 18 S2 3 2 S t2 S v2 12 36 18 Thay (2) vào (3) ta có: t 5t t t 3 3 0.25 1 2 3 18 So sánh (1) và (4) ta được: 28 t 5t t 3 3 t 1,2h 3 60 3 18 3 0.25 Vậy: nếu người đó đi bộ thì phải mất 1h12ph. 2(2,5đ) Khi quả cầu cân bằng nó chịu tác dụng của hai lực cân bằng là 1)(0,75đ) lực đẩy Acsimet và trọng lực. Ta có: F = P A 1 0,5 -6 10.D.0,25.V = m1.10 m1 = 1000.0,25.100.10 = 0,025(kg ) 2)(1,75) a) Vì dây nhỏ nhẹ nên bỏ qua trọng lượng của dây và lực đẩy Acsimet tác dụng lên dây. * Lực tác dụng lên quả cầu 1: P1, T1 và FA1 Lực tác dụng lên quả cầu 1: P2, T2 và FA2 Điều kiện cân bằng: FA1 = T1 + P1 (1) FA2 + T2 = P2 (2) 0,5
3. Vì dây không giãn: T1 = T2 = T; (1) + (2) FA1 + FA2 = P1 + P2 V 10.D.V + 10.D. = 10.D1.V + 10.D2.V 2 m1 3 0,25 D2 = 1,5D – D1 = 15D - = 1250(kg/m ) V * (1) T = - P1 + FA1 = - 10.D1.V + 10.D.0,5.V = 0,25(N) 0,5 b) Lực tác dụng lên quả cầu 1: F’A1, F’’A1, T’1 và P1 (F’A1: lực đẩy Ácsimét do dầu,FA1’’ là lực đẩy Acsimet do nước tác dụng lên quả cầu 1). Lực tác dụng lên quả cầu 2: FA2, T’2 và P2 0,25 Tương tự phần a điều kiện cân bằng: F’A1 + F’’A1 = T’1 + P1 (3) FA2 + T’2 = P2 (4) Lấy (3) + (4) F’A1 + F’’A1 + FA2 = P1 + P2 10.Dd.Vx + 10.D.Vx + 10.D.V = 10.(D1 + D2).V 0,5 D1 D2 D 3 Vx = .V = 5V/13 ≈ 27,78(cm ). Dd D 3(2đ) 1a. Công nâng vật trực tiếp lên 10 mét là: Ai= P.h =10.m.h = 1)(1,25đ) 20000J Công nâng vật bằng hệ thống ròng rọc là: 0,25 Ai từ công thức H= 100% => Atp= Ai 100%/H= 20000/0.8 = Atp 25000(J) Dùng ròng rọc động lợi bao nhiêu lần về lực thì lại thiệt bấy 0,25 nhiêu lần về đường đi, nên khi nâng vật 1 đoạn h thì kéo dây 0,25 một đoạn s = 2h. Do đó lực kéo dây là: Atp=F1.s=F1.2h => F1= Atp/2.h = 25000/2.10 = 1250(N) 0,25 bCông hao phí: Ahp=Atp-A1= 5000(J) Gọi Ar là công hao phí do nâng ròng rọc động, Ams là công thắng 0,25 ma sát 1 Theo đề bài ta có: Ar = Ams => Ams = 4Ar 2 4 (0,75đ) Mà Ar + Ams = 4000 => 5Ar=5000 0,25
4. => Ar=5000/5=1000(J ) 0,25 2.Lực ma sát – hiệu suất của mặt phẳng nghiêng. 0,25 Công toàn phần dùng để kéo vật:A’tp=F2.l =1900.12=22800(J) Công hao phí do ma sát: A’hp=A’tp – A1 =22800-20000=2800(J) A'hp 2800 Vậy lực ma sát: Fms= = = 233,33N l 12 A1 Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng: H2=100% =87,72% A'tp 4(2.5đ) a)- Vẽ được hình đúng 0,5 a(1.5đ) Để tia sáng từ S tới gương M1 có tia phản xạ tới M2 cho tia phản xạ qua O thì tia phản xạ từ gương M1 phải có đường kéo dài qua 0,5 ảnh của O qua M2. Ta có cách dựng như sau: Chọn S đối xứng S qua 1 O M2 O1 gương M1 . Chọn O1 đối xứng O qua gương M2 . J 0,5 Nối S1O1 cắt gương M1 b(1đ) tại I, Cắt gương M tại J. 2 I Nối SIJO ta được tia cần 0,5 vẽ. S1 A S B H (b) Xét S 1AI ~ a a S1BJ d (d-a) => AI / BJ = S1A / S1B = a /(a+d) => AI = BJ . a /(a+d) (1) 0,5 Xét S1AI ~ S1HO1 => AI / HO1 = S1A / S1H = a/2d => AI = a.h /2d = 10 cm thay vào (1) ta được: BJ = (a+d)h/2d = 40 cm Câu 5 Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc toả ra: 0.5 (1đ) - Nhôm : Q3= m3.c3.( t2- t ) - Thiếc : Q4= m4.c4.( t2- t ) Nhiệt lượng và do lược kế hấp thu : 0.5
5. - Nước : Q2= m2.c2.(t- t2) khi cân bằng nhiệt Q1 + Q2 = Q3 + Q4 (m1.c1 + m2.c2 )( t - t1) =( m3.c3 + m4.c4 )( t2- t ) 0.5 (m1.c1 m2.c2 )(t t1) m3.c3 m4c4 m3.c3 m4c4 135,5 t2 t 0.5 Mà m3 +m4 = 0,18 m3 .900 + m4.230 = 135.5 m3 =140 gam và m4 =40 gam