Đề thi HSG Vật lí lớp 8 ( vòng 2)

PHÒNG DG – ĐT HUYỆN YÊN MÔ ĐỀ THI HSG VẬT LÍ LỚP 8 ( Vòng 2) (Thời gian làm bài: 120 phút – không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 06 câu trong 01 trang) Bài 1(3,5 đ): Hai nhánh của một bình thông nhau chứa chất lỏng có tiết diện S. Trên một nhánh có một pitton có khối lượng không đáng kể. Người ta đặt một quả cân có trọng lượng P lên trên pitton ( Giả sử không làm chất lỏng tràn ra ngoài). Tính độ chênh lệch mực chất lỏng giữa hai nhánh khi hệ đạt tới trạng thái cân bằng cơ học?. Khối lượng riêng của chất lỏng là D Bài 2 (4 đ): Trong một bình nhiệt lượng kế chứa hai lớp nước. Lớp nước lạnh ở dưới và lớp nước nóng ở trên. Tổng thể tích của hai khối nước này thay đổi như thế nào khi chúng sảy ra hiện tượng cân bằng nhiệt?. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường. Bài 3(5,5 đ) Thả một cục nước đá có mẩu thuỷ tinh bị đóng băng trong đó vào một bình hình trụ chứa nước. Khi đó mực nước trong bình dâng lên một đoạn là h = 11mm. Cục nước đá nổi nhưng ngập hoàn toàn trong nước. Hỏi khi cục nước đá tan hết thì mực nước trong bình thay đổi thế nào?. Cho khối lượng riêng của nước là Dn = 1g/cm3. Của nước đá là Dđ = 0,9g/cm3. và của thuỷ tinh là Dt = 2g/cm3. Bài 4(4 đ) Một lò sưởi giữ cho phòng ở nhiệt độ 200C khi nhiệt độ ngoài trời là 50C. Nếu nhiệt độ ngoài trời hạ xuống tới – 50C thì phải dùng thêm một lò sưởi nữa có công suất 0,8KW mới duy trì nhiệt độ phòng như trên. Tìm công suất lò sưởi được đặt trong phòng lúc đầu?. Bài 5(2 đ) Một nhà du hành vũ trụ chuyển động dọc theo một đường thẳng từ A đến B. Đồ thị chuyển động được biểu thị như hình vẽ. (V là vận tốc nhà du hành, x là khoảng cách từ vị trí nhà du hành tới vật mốc A ) tính thời gian người đó chuyển động từ A đến B (Ghi chú: v -1 = ) Bài 6(2,5 đ) Hãy tìm cách xác định khối lượng của một cái chổi quét nhà với các dụng cụ sau: Chiếc chổi cần xác định khối lượng, một số đoạn dây mềm có thể bỏ qua khối lượng, 1 thước dây có độ chia tới milimet. 1 gói mì ăn liền mà khối lượng m của nó được ghi trên vỏ bao ( coi khối lượng của bao bì là nhỏ so với khối lượng cái chổi) -------- Hết ---------- HƯỚNG DẪN CHẤM Bài 1: ( 3,5 đ) Gọi h1 là chiều cao cột chất lỏng ở nhánh không có pitton, h2 là chiều cao cột chất lỏng ở nhánh có pitton. Dễ thấy h1 > h2. 0,5 đ Áp suất tác dụng lên 1 điểm trong chất lỏng ở đáy chung 2 nhánh gồm Áp suất gây ra do nhánh không có pitton: P1 = 10Dh1 0,5 đ Áp suất gây ra do nhánh có pitton: P2 = 10Dh2 + 0,5 đ Khi chất lỏng cân bằng thì P1 = P2 nên 10Dh1 = 10Dh2 + 1 đ Độ chênh lệch mực chất lỏng giữa hai nhánh là: h1 – h2 = 1 đ Bài 2: ( 4 đ) Gọi V1; V2; V’1; V’2 lần lượt là thể tích nước nóng, nước lạnh ban đầu và nước nóng, nước lạnh khi ở nhiệt độ cân bằng. độ nở ra hoặc co lại của nước khi thay đổi 10C phụ thuộc vào hệ số tỷ lệ K. sự thay đổi nhiệt độ của lớp nước nóng và nước lạnh lần lượt là ∆t1 và ∆t2. V1 = V’1 + V’1K∆t1 và V2 = V’2 - V’2K∆t2 1 đ Ta có V1 + V2 = V’1 + V’2 + K(V’1∆t1 - V’2∆t2) 1 đ Theo phương trình cân bằng nhiệt thì: m1C∆t1 = m2C∆t2 với m1, m2 là khối lượng nước tương ứng ở điều kiện cân bằng nhiệt, vì cùng điều kiện nên chúng có khối lượng riêng như nhau 0,5 đ Nên: V’1DC∆t1 = V’2DC∆t2 Þ V’1∆t1 – V’2∆t2 = 0 1 đ Vậy: V1 + V2 = V’1 + V’2 nên tổng thể tích các khối nước không thay đổi. 0,5 đ Bài 3: ( 5,5 đ) Gọi thể tích nước đá là V; thể tích thuỷ tinh là V’, V1 là thể tích nước thu được khi nước đá tan hoàn toàn, S là tiết diện bình. Vì ban đầu cục nước đá nổi nên ta có: (V + V’)Dn = VDđ + V’Dt 1 đ Thay số được V = 10V’ ( 1) 1 đ Ta có: V + V’ = Sh. Kết hợp với (1) có V = (2) 1 đ Khối lượng của nước đá bằng khối lượng của nước thu được khi nước đá tan hết nên: DđV = Dn V1 Þ V1 = 0,9V 1 đ Khi cục nước đá tan hết. thể tích giảm đi một lượng là V – V1 =V – 0,9V = 0,1V 0,5 đ Chiều cao cột nước giảm một lượng là: h’ = 1 (mm) 1 đ Bài 4: ( 4 đ) Gọi công suất lò sưởi trong phòng ban đầu là P, vì nhiệt toả ra môi trường tỷ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ, nên gọi hệ số tỷ lệ là K. Khi nhiệt độ trong phòng ổn định thì công suất của lò sưởi bằng công suất toả nhiệt ra môi trường của phòng. Ta có: P = K(20 – 5) = 15K ( 1) 1 đ Khi nhiệt độ ngoài trời giảm tới -50C thì:(P + 0,8) = K[20 – (-5)] = 25K (2) 1,5 đ Từ (1) và (2) ta tìm được P = 1,2 KW. 1,5 đ Bài 5: ( 2 đ) Thời gian chuyển động được xác định bằng công thức: t = = xv -1 0,5 đ Từ đồ thị ta thấy tích này chính là diện tích hình được giới hạn bởi đồ thị, hai trục toạ độ và đoạn thẳng MN.Diện tích này là 27,5 đơn vị diện tích. 0,5 đ Mỗi đơn vị diện tích này ứng với thời gian là 1 giây. Nên thời gian chuyển động của nhà du hành là 27,5 giây. 1 đ 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 khi chổi nằm cân bằng theo phương ngang, đánh dấu điểm treo là trọng tâm của chổi ( điểm M) 0,5 đ Bước 2: Treo gói mì vào đầu B. làm lại như trên để xác đinh vị trí cân bằng mới của chổi ( điểm N) 0,5 đ Bước 3: vì lực tác dụng tỷ lệ nghịch với cánh tay đòn nên ta có: Pc.l1 = PM.l2 Þ mc .l1 = m .l2 Þ mc = 1 đ Từ đó xác định được khối lượng chổi. các chiều dài được đo bằng thước dây. 0,5 đ + Nếu không có hình vẽ minh hoạ cho bài 7 nhưng lời giải thể hiện được bản chất vật lý của phương pháp thực nghiệm và hợp lý vẫn cho điểm tối đa. +Các lời giải khác với đáp án. Nếu đúng vẫn được điểm tối đa.