Đề thi học sinh giỏi Vật lý 8

ĐỀ THI VẬT LÍ:
Câu 1: (4 điểm) Ba người chỉ có một chiếc xe đạp cần đi từ A đến B cách nhau S = 20 km trong thời gian ngắn nhất. Thời gian chuyển động được tính từ lúc xuất phát đến thời điểm cả ba người cùng một lúc có mặt tại B. Xe đạp chỉ chở được hai người nên một người phải đi bộ. Đầu tiên người thứ nhất đèo người thứ hai còn người thứ ba đi bộ, đến một vị trí nào đó thì người thứ nhất để người thứ hai đi bộ tiếp đến B còn mình quay xe lại để đón người thứ ba. Tính thời gian chuyển động biết vận tốc người đi bộ là v1 = 4km/h còn vận tốc xe đạp là v2 = 20 km/h.
Câu 2: (3 điểm)Trong 3 bình cách nhiệt giống nhau đều chứa lượng dầu như nhau và có cùng nhiệt độ ban đầu. Đốt nóng một thỏi kim loại rồi thả vào bình thứ nhất. Sau khi bình thứ nhất thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai. Sau khi bình thứ hai thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba. Hỏi nhiệt độ của dầu trong bình thứ ba tăng bao nhiêu nếu dầu trong bình thứ hai tăng 50C và trong bình thứ nhất tăng 200C?
Câu 3: (4 điểm) Trong một bình hình trụ diện tích đáy S có chứa nước, một cục nước đá được giữ bởi một sợi chỉ nhẹ, không giãn có một đầu được buộc vào đáy bình như hình vẽ, sao cho khi nước đá tan hết thì mực nước trong bình hạ xuống một đoạn Dh. Biết trọng lượng riêng của nước là dn. Tìm lực căng của sợi chỉ khi nước đá chưa kịp tan.
Câu 4: (3 điểm) Một tòa nhà cao 10 tầng , mỗi tầng cao 3,4 m. Có một thang máy chở tối đa được 20 người, mỗi người có khối lượng trung bình 50 kg. Mỗi lần lên tầng 10 nếu không dừng ở các tầng khác thì mất 1 phút.
Công suất tối thiểu của động cơ thang máy là bao nhiêu ?
Để đảm bảo an toàn, người ta dùng một động cơ có công suất gấp đôi mức tối thiểu trên. Biết rằng 1kW điện là 750 đồng. Hỏi chi phí mỗi lần lên thang máy là bao nhiêu ?
Câu 5:(4 điểm) Hai gương phẳng G1 và G2 được bố trí hợp với nhau một góc ∝ như hình vẽ. Hai điểm sáng A và B được đặt vào giữa 2 gương.
Trình bày cách vẽ tia sáng xuất phát từ A phản xạ lần lượt lên 
gương G2 đến gương G1 rồi đến B.
.
 A
. 
 B
Nếu ảnh của A qua G1 cách A la 12 cm và ảnh A qua G2 cách A là 16cm. Khoảng cách giữa hai ảnh đó là 20cm. Tính góc ∝ .
Câu 6 ( 2 điểm). 
Hãy thiết lập phương án xác định trọng lượng riêng của một vật rắn không thấm nước. Dụng cụ gồm:
 - Một vật rắn có khối lượng khoảng 100g.
 - Một lực kế có giới hạn đo 1.5N.
 - Một cốc chia độ có giới hạn đo 500cm3 và độ chia nhỏ nhất 1cm3, có miệng rộng để có thể bỏ vật vào.
 - Nước đủ dùng.
 - Dây chỉ.
ĐÁP ÁN:
Câu 1: (4 điểm) 
Gọi thời gian cần tìm là t, t1 là thời gian đi bộ của người thứ ba. Ta có quãng đường người thứ ba đã đi gồm đoạn đi bộ và đoạn đi xe đạp.(1đ)	
S = 20 = v1t1 + v2(t – t1) = 4t1 + 20(t – t1) (1)
A
D
C
B
Gọi C là vị trí người thứ hai xuống xe để đi bộ, D là vị trí người thứ ba lên xe để đi tiếp đến B. Xét người đi xe đạp: Tổng quãng đường người này đi được là:	
20t = AC + CD + DB 	(1 đ)
Mà DB = AC = AB – CB = s – v1t1	(0.5 đ)
 AD = CB = v1t1
Nên CD =AB – AD – CB = s – 2v1t1 	0,5đ
Vậy 20t + 2(s – 2v1t1) + s – 2v1t1  = 3s – 4v1t1 = 60 – 16t1 (1)	1đ
Từ (1) và (2) ta được t = 2h 
Câu 2 (3 điểm) Trong 3 bình cách nhiệt giống nhau đều chứa lượng dầu như nhau và có cùng nhiệt độ ban đầu. Đốt nóng một thỏi kim loại rồi thả vào bình thứ nhất. Sau khi bình thứ nhất thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai. Sau khi bình thứ hai thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba. Hỏi nhiệt độ của dầu trong bình thứ ba tăng bao nhiêu nếu dầu trong bình thứ hai tăng 50C và trong bình thứ nhất tăng 200C?
Nội dung cần đạt
Điểm
Gọi nhiệt độ ban đầu của dầu trong 3 bình là t0 ; nhiệt dung của bình dầu là c1 và của khối kim loại là c2 ; độ tăng nhiệt độ của bình 3 là x. Khối lượng dầu m1 , khối lượng kim loại m2
0,5
Sau khi thả khối kim loại vào bình 1 thì nhiệt độ của bình dầu 1 khi cân bằng nhiệt là: t0 + 20.
0,5
Sau khi thả khối kim loại vào bình 2 thì nhiệt độ của bình dầu 2 khi cân bằng nhiệt là: t0 + 5.
0,5
Phương trình cân bằng nhiệt khi thả khối kim loại vào bình 2 là:
	m1c1.5 = m2c2.[( t0 + 20) – (t0 + 5)] = m2c2.15	 (1)
0,5
Phương trình cân bằng nhiệt khi thả khối kim loại vào bình 3 là:
	m1c1x = m2c2.[(t0 + 5) – ( t0 + x) ] = m2 c2.(5 – x) (2)
0,5
Chia vế với vế của (1) và (2) ta được:
Vậy độ tăng nhiệt độ của bình 3 là: 1,250C
0,5
Câu 3:
(3 điểm)
a. Có 3 lực tác dụng vào cục nước đá như hình vẽ:
FA
P
T
Gọi trọng lượng riêng của nước đá là d; V và Vn lần lượt là thể tích của cục nước đá và của phần nước đá ngập trong nước. 
ĐKCB của cục nước đá: (1)
Khi đá tan hết, do khối lượng nước đá không đổi nên:
 với là thể tích nước tạo ra khi cục nước đá tan hết.
Suy ra: 
Gọi V0 là thể tích nước ban đầu trong bình. Khi tan hết, mực nước đá trong bình hạ xuống một đoạn nên:
 (2) 
Từ (1) và (2) suy ra: 
Câu 4:(3 điểm)
Để lên cao đến tầng 10, thang máy phải vượt qua 9 tầng. Vậy phải lên cao:
 h =3,4.9 = 30,6 (m) (0.5đ)
Khối lượng của 20 người là: m = 50.20 =1000 (kg) (0.5đ)
Trọng lượng của 20 người là: P =10m =10000 (N)
Vậy công phải tiêu tốn cho mỗi lần thang lên tối thiểu là:
 A = P.h = 10000.30,6 =306000 (J) (0,5đ)
Công tối thiểu của động cơ kéo thang lên là :
 P = At =30600060 = 5100 (w) (1đ)
Công suất thực hiện của động cơ là :
 P1 = 2P = 2.5100 =10200 (w) = 10,2(kW)
 Vậy chi phí cho một lần thang máy lên là :
 T = 750.10,260= 127,5 (đồng)
Câu 6
2.0
(2 điểm)
Ta có thể thực hiện phương án sau
Bước 1: Dùng dây chỉ buộc vào vật
0.25
Buớc 2: Treo vật vào lực kế để đo trọng lượng P của vật
0.25
Bước 3: Đổ nước vào bình chia độ đến thể tích V1.
0.25
Bước 4: Cầm dây chỉ, thả nhẹ vật vào bình. Mực nước dâng đến thể tích V2
0.25
Bước 5: Tính trọng lượng riêng của vật là : d =
1