Đề thi khảo sát học sinh giỏi Vật lí Lớp 8 - Năm học 2012-2013 - Trường THCS Bồ Lý

PHÒNG GD & ĐT TAM ĐẢO
TRƯỜNG THCS BỒ LÝ
ĐỀ THI KHẢO SÁT HỌC SINH GIỎI
NĂM HỌC: 2012 – 2013
Môn: Vật lý 8
Thời gian: 120 phút ( không tính thời gian giao đề)
Câu 1. 
Một khách bộ hành lúc đầu đi trong một phần ba thời gian đi bộ trên đường đất với vận tốc v1= 2km/h; tiếp theo người đó đi trong một phần ba quãng đường đi bộ trên đường nhựa với vận tốc v2; cuối cùng người khách liền quay trở lại địa điểm khởi hành theo đường cũ với vận tốc v3.
Tính vận tốc trung bình của khách bộ hành trên cả đoạn đường đã đi.
Câu 2.
Một cục nước đá đang tan trong nó có chứa một mẩu chì được thả vào trong nước. Sau khi có 100g đá tan chảy thì thể tích phần ngập của cục nước đá giảm hai lần. Khi có thêm 50g đá nữa tan chảy thì cục nước đá bắt đầu chìm. 
	Tìm khối lượng của mẩu chì. Cho biết khối lượng riêng của nước đá; nước và chì lần lượt là 0,9g/cm3; 1,0g/cm3 và 11,3g/cm3.
Câu 3.
Một bình cách nhiệt chứa đầy nước ở nhiệt độ to= 200C. Người ta thả vào bình một hòn bi nhôm ở nhiệt độ t= 1000C, sau khi xảy ra cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của nước trong bình là t1= 30,30C. Người ta lại thả vào bình một hòn bi nữa giống hệt hòn bi trên thì nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt là t2= 42,60C.
	Xác định nhiệt dung riêng của hòn bi nhôm nói trên. Biết khối lượng riêng của nước và của nhôm lần lượt là 1000kg/m3 và 2700kg/m3; nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K
Câu 4.
Người ta dùng một máy điện để kéo một thang máy có khối lượng 500kg lên cao 8m hết thời gian 10 giây.
Tính công suất của máy điện và vận tốc của thang máy coi như thang máy chuyển động đều.
Nếu đặt thêm vào thang máy 200kg nữa thì máy điện có thể kéo thang máy lên với vận tốc là bao nhiêu?
Lưu ý: Giám thị coi thi không giải thích gì thêm.
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI KHẢO SÁT HỌC SINH GIỎI
Môn: Vật lý 8 
A. HƯỚNG DẪN CHUNG:
- Khi học sinh làm theo cách khác mà có lời giải đúng; phù hợp với nội dung kiến thức đã học thì giáo khảo chấm vẫn cho điểm tương ứng với thang điểm.
- Học sinh làm được đến đâu thì cho điểm tương ứng phần đó
- Nếu các phép biến đổi sau hoặc kết quả đúng trong khi các phần biến đổi ở trước sai thì giám khảo không cho điểm.
B. HƯỚNG DẪN CHẤM – THANG ĐIỂM CỤ THỂ:
Câu
Đáp án
Điểm
1
(2 điểm)
- Gọi tổng quãng đường người bộ hành đã đi là S( km)
 Gọi tổng thời gian người đó đã đi hết quãng đường S là t(h)
Quãng đường đi được trong 1/3 thời gian đi bộ ( trên đường đất):
 S1 = 1/3.t.v1 = 2/3.t
Quãng đường đi được trên đường nhựa:
 S2 = S/3
Quãng đường người khách quay trở lại địa điểm cũ:
 S3 = S/2
Như vậy theo đề bài ta có: S3 = S1 + S2 
 ↔ S/2 = S/3 + 2/3.t 
 ↔ 4.t = S
Vậy vận tốc trung bình trên cả quãng đường của khách bộ hành là:
 VTB = s/t = 4t/t = 4 (km/h)
 Đ.s : 4km/h
0,25
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
2
( 2,5điểm)
- Gọi khối lượng của chì và nước đá là mc và mđ.
- Trọng lượng của cục nước đá: P = ( mc + mđ ) . 10
 + Trước khi tan 100g nước đá: P = ( mc + mđ ) . 10 = Vc . Dn. 10 
 ( Với Vc là thể tích chiếm chỗ của đá trong nước)
 + Sau khi 100g nước đá tan chảy: 
 P’ = ( mc + mđ ─ 100 ). 10 = 1/2 . Vc . Dn. 10
 → P’ = ½. P ↔ mc + mđ = 200 (1)
 + Thể tích của khối nước đá sau khi tan chảy 150g là:
 V = mc / Dc + ( mđ ─ 150) / Do 
 + Khi cục nước đá bắt đầu chìm:
 ( mc + mđ ─ 150).10 = V. Do.10
 → mc + mđ ─ 150 = [mc / Dc + ( mđ ─ 150) / Do] . Dn
 ↔ mc ( 1 ─ Dn / Dc ) + mđ (1 ─ Dn / Do) = 150 . (1 ─ Dn / Do)
- Thay các giá trị khối lượng riêng của đá Do; nước Dn và chì Dc đã cho, ta được: 
 ( 103/113). mc ─ (1/9). mđ = - 50/3 (2)
Từ (1) và (2) ta có: 
 mc + mđ = 200 
 ( 103/113). mc ─ (1/9). mđ = - 50/3 
- Giải ra được mc ≈ 5,43 (g) ; mđ ≈ 194,5 (g)
 Vậy khối lượng của mẩu chì là : mc ≈ 5,43 (g) 
 Đ.s: mc ≈ 5,43 (g) 
0,15
0,25
0,3
0,3
0,3
0,45
0,3
0,3
0,15
3 
(3 điểm)
- Gọi Vn là thể tích nước chứa trong bình ; Vb là thể tích hòn bi nhôm
 Dn là khối lượng riêng của nước; Db là khối lượng riêng của nhôm
 cn là nhiệt dung riêng của nước; cb là nhiệt dung riêng của nhôm
- Vì bình đang chứa đầy nước nên khi thả viên bi vào thì thể tích nước tràn ra ngoài bằng thể tích của bi: Vtr = Vb
- Ta có phương trình cân bằng nhiệt thứ nhất ( nước thu nhiệt; bi toả nhiệt ):
 mb. cb. ( t ─ t1) = m’n . cn. ( t1 ─ to)
 (m’n là khối lượng nước còn lại sau khi bị tràn ra một phần)
 ↔ Vb. Db. cb. ( t ─ t1) = ( Vn ─ Vb ). Dn . cn . ( t1 ─ to)
 ↔ Vb . 2700. cb .(100 ─ 30,3) = (Vn ─ Vb). 1000. 4200. (30,3─ 20)
 ↔ Vb . cb . 188190 = 43260000. (Vn ─ Vb)
 ↔ Vb . ( cb . 188190 + 43260000 ) = 43260000 . Vn (1)
- Khi thả thêm một viên bi nữa thì phương trình cân bằng nhiệt thứ hai [ ( nước + bi I ) thu nhiệt ; bi II toả nhiệt ]:
 ( m’’n là khối lượng nước còn lại sau khi thả hai viên bi)
 ↔ (m’’n . cn + mb . cb). ( t2 ─ t1 ) = mb . cb . ( t ─ t2 )
 ↔ ( Vn─ 2.Vb). Dn .cn.(t2 ─ t1) + Vb.Db.cb(t2 ─ t1) = Vb.Db.cb( t─ t1 )
 ↔ Vn .5166.104 ─ 2.Vb . 5166.104+ Vb .cb. 33210= Vb . cb . 154980
 ↔ Vb . ( 121770 . cb + 10332. 104 ) = Vn . 5166. 104 (2)
 Chia vế với vế của (1) cho (2) rồi rút gọn ta được:
 101970 . cb + 86520000 = 188190. cb + 43260000
 ↔ 86220 . cb = 43260000 
 ↔ cb ≈ 501,7 ( J/ kg.K )
- Vậy nhiệt dung riêng của hòn bi nhôm là cb ≈ 501,7 ( J/ kg.K )
 Đ.s : ≈ 501,7 ( J/ kg.K )
0,25
0,25
0,75
0,75
0,75
0,25
4
( 2,5điểm)
a) - Công suất của máy điện được tính theo công thức:
 N = A / t ( 1)
 Trong đó A là công của máy thực hiện được trong thời gian t= 10s
 - Ta có: A = F . s
 ( Lực F để kéo thang máy lên đều phải cân bằng với trọng lực P, nghĩa là F = P).
 Ta đã biết: P = m.g
 Quãng đường dịch chuyển của thang máy theo phương của lực đúng bằng độ cao lên được: s = h = 8m
 Thay (1) ta tính được công suất của máy điện là :
 N = A / t = F.s / t = m.g.h/ t
 → N = ( 5000 . 9,8 . 8 ) / 10 = 3920 kW
 - Mặt khác : N = F .v do đó : v = N / F = N / m.g 
 = 3920 / ( 500 . 9,8 )
 = 0,8 (m/s)
b) Vận tốc của thang máy:
 - Công suất N của máy điện không đổi; nếu tăng thêm khối lượng đặt vào thang máy thì phải tăng lực kéo lên thành:
 F1 = P1 = ( 500 + 200). 9,8
Và vận tốc của thang máy giảm xuống còn v1
Ta có: N = F . v = F1 . v1 
Suy ra: v1 = ( F/ F1).v = [ ( 500 . 9,8 ) / ( 700 . 9,8 ) ] . 0,8 
 = 5,5 ( m/s ) 
0,35
0,35
0,25
0,25
0,35
0,35
0,15
0,15
0,15
0,15
----------------------HẾT--------------------