Đề thi HSG Vật lý 8 huyện Nho Quan năm 2011-2012

UBND HUYỆN NHO QUAN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HỌC SINH GIỎI LỚP 8 Năm học 2011 – 2012 MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 120 phút (Đề này gồm 05 câu, 01 trang) Câu 1: (5 điểm) Một chiếc thuyền đi từ bến sông A đến bến sông B cách nhau 6km mất thời gian 1 giờ. Sau đó lại đi từ B trở về A mất 1giờ 30 phút. Biết vận tốc của thuyền so với nước và vận tốc của nước so với bờ không đổi. Hỏi: a, Nước chảy theo chiều nào? b, Tính vận tốc của thuyền so với nước và vận tốc của dòng nước so với bờ? c, Muốn thời gian đi từ B về A cũng là 1 giờ thì vận tốc của thuyền so với nước phải là bao nhiêu? Câu 2: (4điểm) Để đưa một vật khối lượng m = 200kg lên độ cao h = 10m người ta dùng một trong hai cách sau: Cách 1: Dùng hệ thống gồm một ròng rọc cố định, một ròng rọc động. Tính lực kéo dây để nâng vật lên và độ dài sợi dây đi được. Bỏ qua hao phí. Cách 2: Dùng mặt phẳng nghiêng dài l = 12m. Lực kéo vật lúc này F = 1900N. Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng, hiệu suất của cơ hệ này? Câu 3: (3điểm) Một quả cầu đặc có thể tích V = 100cm3 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 trọng lượng riêng của nước là d =10000N/m3. Câu 4: (5điểm) Một bình nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m 1 = 200g chứa m2 = 400g nước ở nhiệt độ t1 = 200C. a, Đổ thêm một lượng nước m ở nhiệt độ t 2 = 50C vào bình. Khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ nước trong bình là t = 100C. Tìm m? b, Sau đó người ta thả vào bình một lương nước đá có khối lượng m 3 ở nhiệt độ t3=-50C. Khi cân bằng nhiệt thì thấy trong bình còn lại 100g nước đá. Tìm m3? Cho biết: Nhiệt dung riêng của nhôm là C 1= 880J/kg.K, của nước là C2 = 4200 J/kg.K, của nước đá là C3 = 2100J/kg.K. Nhiệt nóng chảy của nước đá là = 34000J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Câu 5:(3điểm) M1 Hai gương phẳng M1, M2 đặt song song có mặt phản xạ quay M2 vào nhau, cách nhau một đoạn d = 120 cm. Nằm trong khoảng O. hai gương có hai điểm O và S cùng cách gương M1 một đoạn a = 40 cm; (biết OS = h = 60 cm). Như hình vẽ a) Hãy trình bày cách vẽ một tia sáng từ S đến gương M1 tại I, phản xạ đến gương M2tại J rồi phản xạ đến O. b) Tính khoảng cách từ I đến A và từ J đến B. A S B a d UBND HUYỆN NHO QUAN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHÁM ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HỌC SINH GIỎI LỚP 8 Năm học 2011 – 2012 MÔN: VẬT LÝ (Hướng dẫn này gồm trang) Câu Hướng dẫn Điểm a) (1điểm) Nước chảy từ A đến b Vì thời gian thuyền đi từ A đến B < Thời gian thuyền đi từ B về A (1h < 1h30ph) 1đ b) (3điểm) Gọi vận tốc của thuyền so với nước là v1 vận tốc của nước so với bờ là v2 Vận tốc khi xuôi dòng là vx = v1+v2 Câu 1Vận tốc khi ngược dòng là vn = v1 - v2 (5điểm)Thời gian thuyền xuôi dòng là t1 = s/(v1+v2) Hay v1+v2 = 6 (1) Thời gian thuyền ngược dòng là t2 = s/(v1 - v2) Hay v1 – v2 = 4 (2) Từ (1) và (2) ta tìm được v1 = 5 km/h; v2 = 1 km/h 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 c) (1điểm) Gọi vận tốc của thuyền so với nước lúc này là v Để thời gian đi từ B về A là 1h, t = 1h thì ta có v - v2 = S/t = 6 => v – 1 = 6 => v = 7km - Trọng lượng của vật là: P = 10m = 2000N * Khi dùng hệ thống có một ròng rọc động và 1 ròng rọc cố định Thì: - Ròng rọc cố định chỉ có tác dụng làm thay đổi hướng của lực - Ròng rọc động cho ta lợi 2 lần về lực và thiệt 2 lần về đường đi Nên: - Lực kéo dây để nâng vật lên là: F = P/2 = 1000 N - Quãng đường mà sợi dây chuyển động là: s = 2h = 20 (m) * Khi dùng mặt phẳng nghiêng Câu 2 Công có ích dùng để kéo vật là Ai = P.h = 2000 . 10 = 20 000 (J) (4điểm) Công toàn phần kéo vật lúc này là: Atp= F.l = 1900.12 = 22 800 (J) Công hao phí do ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là: Ahp = Atp – Ai = 22800-20000 = 2800(J) Lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là: 1đ 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là: H= = Câu 3 Khi quả cầu cân bằng nó chịu tác dụng của hai lực cân bằng là lực (3điểm) đẩy Acsimet và trọng lực. Ta có: FA = P d.Vc = 10.m d.0,25.V = 10.m m = 1000.0,25.100.10-6 = 0,025(kg) = 25 (g) 1,0 0,5 0,5 1,0 a) (2 điểm) - Nhiệt lượng của bình nhiệt lượng kế tỏa ra để hạ nhiệt độ từ t1 = 200C xuống t = 100C là: Q1 = (m1C1 + m2C2).(t1 – t) - Nhiệt lượng mà m kg nước thu vào để tăng nhiệt độ từ t2 = 50C Đến t = 100Clà: Q2 = mC2.(t – t2) - Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có Qtỏa ra = Qthu vào Q1 = Q2 (m1C1 + m2C2).(t1 – t) = mC2.(t – t2) 1,0 0,5 0,5 0,5 m= Thay số tìm được m = 0,8838 (kg) = 883,8 (g) b) (3 điểm) Câu 4 - Nhiệt lượng của bình nhiệt lượng kế và nước trong bình tỏa ra để (5điểm) hạ nhiệt độ từ t = 100C xuống 00C là: Q3 = [m1C1 + (m2 +m).C2].(t – 0) - Nhiệt lượng mà m3 kg nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ t3 = -50C đến 00C là: Q4 = m3C3.(0 – t3) - Khi có cân bằng nhiệt trong bình vẫn còn 100g = 0,1kg nước đá. Nên chỉ có (m3 - 0,1)kg nước đá nóng chảy. Do đó nhiệt lượng mà (m3 - 0,1)kg nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở 00C là: Q5 = (m3 - 0,1). - Theo phương trình cân bằng nhiệt thì: Q3 = Q4 + Q5 [m1C1 + (m2 +m).C2].(t – 0) = m3C3.(0 – t3) + (m3 - 0,1). 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 m3 = 0,5 Thay số m3 = m3 0,256 (kg) = 256 (g) a) (1 điểm) a)- Vẽ được hình đúng 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 ảnh của O qua M2. Ta có cách dựng như sau: Chọn S1 đối xứng S qua gương M1 . Chọn O1 đối xứng O qua gương M2 . Nối S1O1 cắt gương M1 tại I, Cắt gương M2 tại J. Nối SIJO ta được tia cần vẽ. 0,5 M2 O M1 O1 0,5 J I S1 A a S B H a d (d-a) b) (2 điểm) Xét S1AI đồng dạng với S1BJ (g-g) => AI / BJ = S1A / S1B = a /(a+d) => AI = BJ . a /(a+d) (1) Câu 5 Xét S1AI đồng dạng với S1HO1 (g-g) => AI / HO1 = S1A / S1H (3điểm) = a/2d => AI = a.h /2d = 10 cm thay vào (1) ta được: BJ = (a+d)h/2d = 40 cm 0,5 0,5 0,5 0,5