Đề giao lưu học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 8 - Năm học 2017-2018

Nội dung text: Đề giao lưu học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 8 - Năm học 2017-2018

1. UBND THỊ XÃ CHÍ LINH ĐỀ GIAO LƯU HỌC SINH GIỎI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2017 - 2018 MÔN: VẬT LÍ- LỚP 8 Thời gian làm bài: 150 phút (Đề gồm 02 trang) Câu 1 (2,5 điểm). a. Hai bến A, B cùng ở bên một bờ sông và cách nhau 120km. Một ca nô đi xuôi dòng từ A đến B mất 4h. Nếu ca nô đi ngược dòng từ B về A với lực kéo của máy như khi xuôi dòng thì thời gian chạy tăng thêm 2h. Tìm vận tốc của ca nô và dòng nước. b. Khi trống tan trường thì hai bố con bạn Lâm bắt đầu đi. Bạn Lâm đi từ trường về nhà với vận tốc v1 = 2 km/h, bố Lâm đi từ nhà đến trường với vận tốc v 2 = 4 km/h. Cùng khởi hành với bố là một con chó nhưng nó chạy nhanh hơn. Khi gặp Lâm chó quay ngay lại để gặp bố, rồi quay ngay lại để gặp Lâm . Chó cứ chạy đi chạy lại như vậy cho tới khi hai bố con Lâm gặp nhau thì nó mới đi theo về nhà. Biết chó chạy đến gặp Lâm có vận tốc v3 = 8 km/h, còn chó quay lại gặp bố có vận tốc v 4 = 12 km/h. Khoảng cách từ nhà đến trường 12km. Tính quãng đường con chó đã chạy Câu 2 (2,0 điểm). Một bình thông nhau có hai nhánh hình trụ thẳng đứng A và B, tiết diện 2 2 ngang tương ứng là S1 = 20cm và S2 = 30cm . Trong bình ban đầu có chứa nước với khối 3 lượng riêng là D0 = 1000kg/m . Thả vào nhánh B một khối hình trụ đặc không thấm nước có 2 diện tích đáy S3 = 10cm , chiều cao h = 10cm và làm bằng vật liệu có khối lượng riêng D = 900kg/m3. Khi cân bằng thì trục đối xứng của khối hình trụ có phương thẳng đứng, khối trụ không chạm đáy bình. a. Tìm chiều dài của phần khối hình trụ ngập trong nước và mực nước dâng lên ở mỗi nhánh. 3 b. Đổ thêm dầu có khối lượng riêng D 1 = 800kg/m vào nhánh B. Tìm khối lượng dầu tối thiểu cần đổ vào để toàn bộ khối trụ bị ngập trong dầu và nước. Câu 3 (2,0 điểm). Một thùng hình trụ đứng đáy bằng chứa nước, mực nước trong thùng cao 80cm. Người ta thả chìm vật bằng nhôm có dạng hình lập phương có cạnh 30cm. Mặt trên của vật được móc bởi một sợi dây (bỏ qua trọng lượng của sợi dây). Nếu giữ vật lơ lửng trong thùng nước thì phải kéo sợi dây một lực 429N. Biết: Khối lượng riêng của 3 3 nước, nhôm lần lượt là D 1 = 1000kg/m , D2 = 2700kg/m , diện tích đáy thùng gấp 3 lần diện tích một mặt của vật. a.Tính lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật. Vật nặng rỗng hay đặc? Vì sao? b.Kéo đều vật từ đáy thùng lên theo phương thẳng đứng với công của lực kéo A 380J . Fk Hỏi vật có được kéo lên khỏi mặt nước không ? Câu 4 (2,0 điểm). Hai vật đặc M1 và M2 được treo vào A B 2 đầu A và B của thanh cứng, rồi treo thanh vào điểm O. (điểm treo O có thể di chuyển được). Vật M1 làm bằng O sắt, vật M2 làm bằng đồng. Thanh cứng có khối lượng M1 M2 không đáng kể và có chiều dài 2m. Vật M1 có khối lượng 2kg. Khi thanh nằm cân bằng(như hình vẽ) điểm 1 treo O ở vị trí sao cho OA AB . 3 a. Tìm khối lượng của vật M2 khi thanh cân bằng b. Móc thêm vật M3 = 0,5kg vào bên dưới vật M1. Để thanh nằm cân bằng trở lại thì phải dịch chuyển điểm treo O về phía nào? Tính độ di chuyển của điểm treo O. Câu 5 (1,5 điểm). Cho một bình đựng nước, một bình đựng dầu, một lực kế, một quả nặng có móc treo. Nêu cách xác định trọng lượng riêng của dầu. Biết quả nặng có thể bỏ lọt và chìm hoàn toàn trong bình đựng nước và bình đựng dầu. Cho trọng lượng riêng của nước là dn. . Hết .
2. Họ và tên thí sinh: Số báo danh:
3. UBND THỊ XÃ CHÍ LINH HƯỚNG DẪN CHẤM PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ GIAO LƯU HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2017 - 2018 MÔN: VẬT LÍ - LỚP 8 Câu Ý Nội dung Điểm 1 Gọi vận tốc ca nô là v (km/h) 0,25 - Vận tốc dòng nước là v0 (km/h) - Vận tốc khi ca nô xuôi dòng, ngược dòng là: v + v0, v - v0(km/h) 0,25 a - Do ca nô đi xuôi dòng mất 4h nên ta có: 120 = (v + v0) 4 (1) 0,5 - Ca nô đi ngược dòng thì thời gian tăng lên 2h ta có: 120 = (v - v0) 6 (2) 0,5 -Từ (1) và (2) ta có Vận tốc ca nô là v = 25(km/h) 0,5 Vận tốc dòng nước là v0 = 5(km/h) b A A1 A2 M B2 B1 B Gọi: - Quãng đường từ nhà đến trường là AB. AB = 12km -A1,A2 là các điểm mà con chó gặp bố Lâm -B1,B2 là các điểm mà con chó gặp Lâm - M là điểm hai bố con lâm gặp nhau -S1 là tổng quãng đường con chó chạy đến Lâm -S2 là tổng quãng đường con chó chạy từ chỗ Lâm đến gặp bố Lâm - Do hai bố con Lâm xuất phát cùng lúc, thời gian để hai bố con Lâm gặp tại M là AB 12 t 2h 0,25 v1 v2 2 4 - Quãng đường AM là: AM = v2.t = 4.2 = 8km - Theo hình vẽ ta có: AB1 = A A1 + A1B1 A1B2 = A1A2+ A2B2 Cộng vế với vế ta có: S1 = AM + S2. Hay S1 = 8 + S2 (1). 0,25 S1 S2 S1 S2 Mà ta có: t 2 S S1 S2 17,6km v3 v4 8 12 Vậy quãng đường chó chạy là 17,6 km 2 a Gọi h1 là chiều cao của phần khối trụ chìm trong nước Phân tích lực tác dụng lên khối trụ hoặc vẽ hình biểu diễn lực S1 S2 S A B 3 h h1 0,25
4. Khối trụ nổi, lực đẩy Acsimet cân bằng với trọng lực tác dụng lên vật 0,5 FA = P => S3h1D0.10 = S3 h D.10 D 900 h1 = .h .10 9(cm) 0,25 D0 1000 Chiều cao mực nước dâng lên ở mỗi nhánh là: Vc S h h 3 1 1,8(cm) 0,25 S1 S2 S1 S2 b - Đổ thêm dầu vào nhánh B sao cho toàn bộ khối trụ bị ngập trong nước và dầu. Khi đó chiều cao phần khối trụ ngập trong nước là h2. - Lực đẩy Acsimet tổng cộng của nước và dầu (F ; F ) A1 A2 0,25 bằng trọng lượng của khối trụ: FA1 + FA2= P => S3h2D0.10 + S3(h - h2)D1.10= S3h.D.10 => h2(D0 - D1)= h(D - D1) D D1 900 800 => h2= .h .10 5cm D0 D1 1000 800 0,25 Khối lượng tối thiểu cần đổ thêm là: m1= (h - h2)(S2 - S3)D1 -4 -4 = 0,05.(30.10 - 10.10 ).800 0,25 = 0,08kg = 80g 3 a Thể tích vật V = 0,33 = 27.10-3 m3, 0,25 Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật : FA = V.d1 = 270N. 0,25 giả sử vật đặc thì trọng lượng của vật P = V. d2 = 729N 0,25 - Tổng độ lớn lực nâng vật F = 429N + 270N = 699N 0,25 Do F< P nên vật này bị rỗng. Trọng lượng thực của vật 699N. 0,25 b - Khi nhúng vật ngập trong nước Sđáy thùng 3Svât nên mực nước dâng thêm trong thùng là: 10cm. Mực nước trong thùng là: 80 + 10 = 90(cm). - Công của lực kéo vật từ đáy thùng đến khi mặt trên vật vừa 0,25 chạm mặt nước: - Quãng đường kéo vật: l = 90 – 30 = 60(cm) = 0,6(m). - Lực kéo vật: F = 429N - Công kéo vật : A1 = F.l = 429.0.6 = 257,4(J) - Công của lực kéo tiếp vật đến khi mặt dưới vật vừa lên khỏi 0,25 mặt nước: - Lực kéo vật tăng dần từ 429N đến 699N 429 699 F 564(N) tb 2 Kéo vật lên độ cao x thì mực nước trong thùng hạ xuống một đoạn y. Vdâng= Vhạ s.x = ( S – s) y
5. Và x +y = 30cm. Nên ta có nên quãng đường kéo vật : l/ = x = 20 cm = 0,2m. - Công của lực kéo Ftb : A2 = Ftb.l 564.0,2 112,8(J) 0,25 - Tổng công của lực kéo: A = A1 + A2 = 370,2J Ta thấy A 380J A như vậy vật được kéo lên khỏi mặt Fk nước 4 a Khi thanh nằm cân bằng thì A L1 L2 B P1.l1 P2.l2 0,25 O 0,25 10M1.OA 10M 2.OB 0,25 M1 2.M 2 M 2 1kg M1 M2 0,25 b Khi móc thêm vật M3 vào vật M1 thì (P1 P3 ).l1 P2.l2 Để thanh cân bằng trở lại thì giảm L1 và tăng L2. Di 0,25 chuyển điểm treo O về phía đầu A. . Khi thanh AB cân bằng ở vị trí điểm treo mới thì ' ' (P P3 ).l 1 P2.l 2 10(M M ).O' A 10M .O'B 1 3 2 0,25 (2 0,5).O' A 1.(2 O' A) 4 O' A m 7 0,25 2 Theo câu a ta có OA m Nên độ dịch chuyển của điểm treo 3 2 4 2 0,25 O là OA O' A ; 0,095m 3 7 21 5 Ta lần lượt làm như sau: - Bước 1: Treo quả nặng vào lực kế ở trong không khí, số chỉ lực kế là P0 0,25 - Bước 2: Nhúng chìm quả nặng trong nước, số chỉ của lực kế là P1 Lực đẩy Ác-si-mét của nước tác dụng lên vật là: 0,25 FA1 = P0 – P1=> dnV = P0 – P1 (V là thể tích của vật) P - P => V = 0 1 0,25 dn - Bước 3: Nhúng chìm quả nặng trong dầu, số chỉ của lực kế là P2 0,25 Tương tự trên ta có: FA2 = P0 – P2 P - P (P - P ).d => d = 0 2 = > d = 0 2 n d V d P - P 0 1 0,25 (dd là trọng lượng riêng của dầu) Biện luận: Sai số của phép đo là do lực kế và do mắt nhìn khi đọc số chỉ của lực kế. Vậy để kết quả thu được có sai số nhỏ 0,25 ta nên làm như trên vài lần rồi lấy giá trị trung bình Ghi chú: Trong các bài tập trên nếu học sinh có cách giải khác so với đáp án nhưng vẫn đảm bảo chính xác về kiến thức và cho đáp số đúng thì vẫn cho điểm tối đa.