Đáp án tuyển tập các đề thi học sinh giỏi Vật lý 8 (2009) - Tập 1

đáp án tuyển tập các đề thi HSG vật lý 8 (2009) Đề 1: Câu1: (Tối đa là 2 điểm , câu a :1 điểm , câu b : 1 điểm ) a, Gọi quảng đường ôtô đã đi là s . Thời gian để ôtô đi hết nữa quảng đường đầu là : (0,25 điểm) Thời gian để ôtô đi hết nữa quảng đường còn lại là : (0,25 điểm) Vận tốc trung bình của ôtô trên cả quảng đường: (0,5 điểm) b,Gọi thời gian đi hết cả quảng đường là t Nữa thời gian đầu ôtô đi được quảng đường là : (0,25 điểm) Nữa thời gian sau ôtô đi được quảng đường là : (0,25 điểm) Vận tốc trung bình của ôtô trên cả quảng đường là : (0,25 điểm) Câu2: ( 1,5 điểm) Kí hiệu A là vị trí của cầu , C là vị trí quay thuyền trở lại và B là vị trí thuyền gặp can nhựa (hình vẽ) Kí hiệu u là vận tốc của thuyền so với nước và v là vận tốc của nước so với bờ . Thời gian thuyền đi từ C tới B là : (0,5 điểm) Thời gian tính từ khi rơi can nhựa đến khi gặp lại can nhựa là : (0,5 điểm) Rút gọn phương trình trên ta được : 2v = 6 . Vậy v = 3km/h . (0,5 điểm) Câu 3: (1,5 điểm ) Kí hiệu d1 = 1 cm , d2 = 3 cm , d3 = 5 cm . Gọi D0 là khối lượng riêng của nước và D1 là khối lượng riêng của chất lỏng , m là khối lượng của cốc nhựa , S là tiết diện của cốc nhựa . Khi thả cốc không vào trong bình nước , ở trạng thái cân bằng thì lực đẩy Acsimet của nước bằng trọng lượng của cốc : 10m = 10 . Sd2D0 hay m = Sd2D0 (1) (0,25điểm) Khi đổ chất lỏng vào cốc thì : (m + d2 S D1 ) = d3 S D0 (2) (0,25 điểm) Muốn mực chất lỏng trong cốc ngang với mực nước ngoài chậu ta phải đổ thêm chất lỏng vào cốc một độ cao x . Vì bình nước lớn nên coi độ cao mặt thoáng của nước không thay đổi . Khi cốc đứng cân bằng ta có : m+ (d2 +x ) S D1 = (d2 + x + d1 ) S D0 (3) (0,5 điểm) Từ (1) và (2) ta có : Thay số ta được: (4) Từ (1) và (3) ta có : Thay D1 từ (4) và các giá trị đã cho ta được x = 3 cm. (0,5 điểm) Đề 2: Câu1. (2 điểm) V: là vận tốc khi canô yên lặng. Khi xuôi dòng vận tốc thực của canô. V+2,5(km/h) S = AB(V+2,5)t => V+2,5= (0,5đ) Hay V= - 2,5 => V= - 2,5=25,5km/h (0,5đ) khi đi ngược dòng vận tốc thực của canô V’= V- 2,5 = 23km/h (0,5đ) Thời gian chuyển động của canô ngược dòng t’= = =1,83ằ 1h50’ (0,5đ) Câu2: (2 điểm) h là độ chênh lệch mực thuỷ ngân ở hai nhánh A và B. áp xuất tại điểm M ở mức ngang với mặt thuỷ ngân ở nhánh A (có nước) h1d1= h2d2+hd3 => h= (1đ) h==0,019m (1đ) Câu3. (3 điểm) Gọi V2 và V3 là thể tích quả cầu ngập trong dầu và trong nước. V1=V2+V3 (1) (0,5đ) Quả cầu cân bằng trong dầu và nước nên trọng lượng của quả cầu cân bằng với lực đẩy Ac-simét của nước và dầu tác dụng lên quả cầu. V1d1= V2d2+V3d3 (2) (0,5đ) Từ (1) => V2=V1-V3. thay vào (2) ta được V1d1=V1d2+(d3-d2)V3 (1đ) =>V3===40cm3 (1đ) Câu4: (3 điểm) Gọi t là nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt. Nhiệt lượng do sắt hấp thụ Q1=m1c1(t-t1) (0,5đ) Nhiệt lượng do đồng hấp thụ Q2=m2c2(t-t2) (0,5đ) Nhiệt lượng do nước toả ra Q3=m3c3(t-t3) (0,5đ) Khi có cân bằng nhiệt Q1+Q2=Q3 => m1c1(t-t1)+m2c2(t-t2)= m3c3(t-t3) (0,5đ) =>t= (0,5đ) thay số ta được t=62,40C (0,5đ) Đề 3: Câu 1: (2đ) Gọi vận tốc của canô là V0 , của dòng nước là V1. Vận tốc của ca nô khi xuôi dòng là: V0 + V1 = S/t1 = 36/2 = 18 (km/h) (1) Vận tốc canô khi ngược dòng là: V0 - V1 = S/t2 = 36/3 = 12 (km/h) (2) Từ (1) và (2) ta suy ra: V0 = 15 (km/h); V1 = 3(km/h) Vậy vận tốc của canô là 15 km/h; vận tốc dòng nước là 3 km/h Câu 2: (2đ) Các quả cân có cùng trọng lượng, ròng rọc cố định không làm thay đôit giá trị lực kéo nên lực tác dụng lên đầu A của thanh ngang là F1, lực tác dụng lên thanh ngang ở B là F2. Đầu C coi là điểm tựa. AC được coi là đòn bẩy CA là tay đòn của lực F1, CB là tay đòn của lực F2. /////////////////////////////////////// Ta có: A B C Suy ra Do đó Câu 3 (2đ) FA = P0 - Pn = 3 - 1,8 = 1,2 (N) V = FA/dn = 1,2/10 000 = 1,2.10-4 (m3) Fl = P0 - Pl = 3 - 2,04 = 0,96 (N) Fl = dl . V => dl = Fl/V = 0,96/1,2.10-4 = 8000 (N/m3) Câu 4: Khi thả vật nung nóng tới 1000C vào bình nước thì phương trình cân bằng nhiệt là: C1m1(100 - 30) = C2m2 (30 - 20) (1) (0,5đ) Trong đó C1; C2 và m1 ; m2 lần lượt là nhiệt dung riêng và khối lượng của chất rắn và nước. Từ (1) ta suy ra: 70 C1m1 = 10 C2m2 => C1m1 : C2m2 = 10 : 70 = 1 : 7 (0,5đ) Khi thả cả hai vật nung nóng vào bình, gọi nhiệt độ cuối cùng của nước và vật là t ta có phương trình cân bằng nhiệt là: C1m1(100 - t) + C1m1(50 - t) = C2m2(t - 20) (0,5đ) => C1m1(100 - t + 50 - t) = C2m2(t - 20) => C1m1(150 - 2t) = C2m2(t - 20) => C1m1 : C2m2 = (t - 20) : (150 - 2t) (2) Từ (1) và (2) ta có: (t - 20) : (150 : 2t) = 1 : 7 => 150 - 2t = 7t - 140 => t = 32,20C (0,5đ) đề 4: Câu 1: a) (1đ). Thể tích của phần chất lỏng ló ra khỏi mặt nước. Khối lượng của cục nước đá: m = V.D = 0,3312 (kg) (0,25đ). Trọng lượng của cục nước đá: P = 10.m = 3,312 (N) (0,25đ). Thể tích phần chìm trong nước: (0,25đ). Thể tích phần cục đá nhô ra khỏi mặt nước: rV = V - V' = 28,8 (cm3). (0,25đ). b) (1đ). Giả sử khi chưa tan, cục đá lạnh có thể tích V1, trọng lượng riêng d1. Khi cục đá tan ra có thể tích V2 và trong lượng riêng d2 = dn. Khối lượng không đổi, tức: V1.d1 = V2.d2 = V2.dn. (0,5đ). Vì d1 V2 < V1. Tức là khi chưa tan thành nước, lượng nước có thể tích nhỏ hơn so với thể tích cục đá. (0,5đ). Câu 2. a. (1đ). Tính được: F = P.10m = 5 800 (N) (0,5đ). A = F.s = 725 (kJ) b. (1đ). đề 5: Câu 1: Giật tờ giấy ra khổi chén nước (1điểm) Do quán tính chén nước chưa kịp thay đổi vận tốc nên chén nước không bị đổ (1 điểm) Câu 2: đặt cục đá lên trên lon nước ( 0,5 điểm) Do hiện tượng đối lưu lớp nước ngọt phía trên trong lon lạnh đi và chìm xuống và lớp nước ngọt chưa lạnh ở dưới sẽ lên thay thế, mặt khác không khí lạnh xung quanh cục đá cũng đi xuống vào bao bọc lon nước làm lon nước lạnh đi nhanh hơn. Câu 3: Nhiệt do quả cầu thép toả ra khi hạ từ 6000C đến 500C Q1 = m1. C1(600 – 50) = 2. 460 . 550 = 50600 (J) (1đ) Gọi mx là lượng nước đá có trong hỗn hợp. Nhiệt của nước đá nhận để tăng đến 00C là: Q1= m2 . Nhiệt cả hỗn hợp nhận để tăng từ 00C đến 500C là: Q2 = m2 .C2 ( 50 -0 ) = 2. 4200 . 50 = 420000 ( J ) (1điểm) Qx + Q2 = Q1 Mx = 0,253 kg = 253(g) (1điểm) Câu: 4 Gọi x là khối lượng nước ở 15 0C, y là klhối lượng nước đang sôi X +y = 100kg (1) (0,5điểm) Nhiệt lượng y kg nước đang sôi toả ra : Q1 = y. 4190(100 – 35 ) Nhiệt lượng x kg nước ở 150C thu vào Q2 = x . 4190 ( 35 – 15 ) (2) ( 1 điểm ) Q1 = Q2 x . 4190 ( 35 – 15 ) = y . 4190. ( 100- 35) (3) (0,5 đ) Từ (1) , (2) và (3) Ta suy ra được: x = 76,5 kg ; y = 23,5 kg Phải đổ 23 ,5 kg nước đang sôi vào 76, 5 lít nước ở 15 0C (1điểm) đề 6: C D E B A T T PB . Câu 1: ( 3 đ ) Do không có ma sát nên đối với mặt phẳng nghiêng ta có : = (0.5 đ) = mB= mA/4= = 2.5 (kg) (0.5 đ ) Khi có ma sát, công có ích là công nâng mA lên độ cao DE, ta có: A1= PA.DE = 10.mA.DE (0.25 đ) A2= 10.10.1 = 100 (J) (0.25 đ) Công toàn phần: A = T.CD (0.25 đ) Do A chuyển động đều : T = P’B (Với T là lực căng dây kéo) (0.25 đ) P = P’B.CD = 10m’B.CD (0.25 đ) A = 10..3kg.4m = 120J (0.25 đ) Vậy hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là : I C A H B H = .100% = .100% = 83.33% (0.5 đ) Câu 2 : ( 3 đ) Thời gian truyền âm từ A đến B là : t1= = (s) (0.5 đ) Do tiếng vang đến sau một giây nên thời gian truyền âm từ B đến C rồi (bức tường) rồi phản xạ đến A là : t = t1 + t2 = + 1 = (s) (0.5 đ) S = v.t = 340. = 540 (m) (0.5 đ) Do tam giác ABC cân nên: CA = = 270 (m) (0.25 đ) Mà AC2 = AH2 + HC2 (0.25 đ) HC = AI = (0.25 đ) Với: AH = = 100 (m) (0.25 đ) Suy ra : AI = = 250.8 ( m ) (0.25 đ) Vậy khoảng cách từ người quan sát đến bức tường là : 250.8 mét (0.25 đ) Câu 3: (4 đ) a.Tính khối lượng m2 của nước đá. Nhiệt lượng hơi nước toả ra khi chuyển từ hơi nước sang nước ở 100oC và hạ xuống đến 10oC : Q1 = m1L + m2C1(t1- t) (0.5 đ) Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng từ – 4oC đến 0oC sau đó tan thành nước ở 0oC và từ nước ở 0oC tăng đến 10oC: Q2 = m2C2(t3- t2) + m2l + m2C1(t- t3) (0.5 đ) áp dụng phương trình cân bằng nhiệt : m1L + m2C1(t1- t) = m2[C2(t3- t2) + l + C1(t- t3)] (0.5 đ) m2 = (0.25 đ) m2 = 0.68(kg) (0.25 đ) Lượng dầu cần dùng. Nhiệt lượng cần thiết để 100g nước ở 20oC biến thành hơi ở 100oC : Q = m1C1(t1-t4) + mL (0.5 đ) Q = 263.6x103 (J) (0.25 đ) Nhiệt lượng dầu cần phải toả ra là Q’ . H = (0.25 đ) Q’= (0.25 đ) Q’= 659.103 ( J ) (0.25 đ) Lượng dầu cần dùng : Q’= qm m = (0.25 đ) Q’= 14 g (0.25 đ)