Đề thi học sinh giỏi vật lý 8

ĐỀ KHẢO SÁT HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ 8 CẤP TRƯỜNG (Lần 2)
Thời gian làm bài : 120 phút
Câu 1. (2.5 điểm) Một chiếc phà xi dịng từ bến A đến bến B, dừng lại ở bến B 30
phút rồi lại ngược dòng về bến A hết 2 giờ 18 phút. Biết vận tốc của phà khi xi dịng
là 25km/h, lúc ngược dịng là 20km/h
a) Tính khoảng cách từ A đến B
b) Tính thời gian phà đi từ A đến B và thời gian đi từ B về A
c) Tính vận tốc của phà so với dịng nước và vận tốc của
dịng nước so với bờ sơng ?
Câu 2. (2 điểm) Hai quả cầu sắt giống hệt nhau được treo
vào hai đầu A, B của một thanh kim loại mảnh, nhẹ. Thanh
được giữ thăng bằng nhờ dây mắc tại điểm O, biết OA = OB
= l = 20cm. Nhúng quả cầu ở đầu B vào chậu đựng chất
lỏng người ta thấy thanh A mất thăng bằng. Để thanh cân
bằng trở lại người ta phải dịch điểm treo O về phía A một
đoạn x = 1,08cm. Tìm khối lượng riêng của chất lỏng, biết
khối lượng riêng của sắt là D = 7,8 g/cm3.
Câu 3: (2.5 điểm) Một bình hình trụ, ban đầu chứa m n = 3kg nước ở 24oC. Người ta thả
vào bình một cục nước đá có khối lượng m đ = 1,4kg đang ở 0oC. Biết chỉ có nước đá và
nước trao đổi nhiệt với nhau; nhiệt dung riêng của nước là C n = 4200J/kg.K; nhiệt lượng
λ=

cần cung cấp cho 1kg nước đá nóng chảy hồn tồn ở 0 oC là 3,36.105J (
3,36.105J/kg). Khi có cân bằng nhiệt, hãy tìm:
a) Nhiệt độ của nước trong bình? Khối lượng nước trong bình?
b) Độ chênh lệch giữa mực nước trong bình khi có cân bằng nhiệt so với khi chưa
thả cục nước đá? Biết diện tích đáy trong của bình là S = 200cm 2; khối lượng riêng của
nước là Dn = 1000kg/m3.
Câu 4. (3 điểm) Một quả cầu đặc đồng chất có khối lượng M = 12kg, bán kính R =
16cm được thả vào một hồ có mực nước sâu H = 3,5m.
a) Quả cầu sẽ nổi hay chìm trong nước? Vì sao? Biết khối lượng riêng của nước là

4
π
3

Dn = 1000kg/m3; thể tích hình cầu được tính bằng cơng thức V =
R3.
b) Người ta buộc quả cầu vào một dây xích bằng đồng có chiều dài lđ = 3,5m và khối
lượng mđ = 7kg rồi thả lại vào hồ nước, bây giờ quả cầu lơ lửng trong nước. Hỏi khi đó
tâm quả cầu cách mặt nước một khoảng bao nhiêu? Biết khối lượng riêng của đồng là
Dđ = 8800kg/m3; khối lượng dây xích được phân bố đều theo chiều dài của dây.
----- Hết ----Học sinh không được sử dụng tài liệu


ĐÁP ÁN
Câu 1:

Câu 2.

Câu 3 a. Giả sử khi cân bằng nhiệt, trạng thái hỗn hợp trong bình ở 0oC.
Nhiệt lượng do nước đá thu vào để tan chảy hoàn toàn ở 0oC là:
λ=
Qthu = mđ .
1,4. 3,36. 105 = 470400 (J)
Nhiệt lượng do nước tỏa ra là:


∆

Qtỏa = mn .Cn. t = 3. 4200.( 24 - 0) = 302400 (J)
Ta thấy Qthu > Qtỏa chứng tỏ chỉ 1 phần nước đá bị tan ra.

Như vậy khi cân bằng nhiệt, hỗn hợp gồm cả nước và nước đá.
⇒

Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hỗn hợp là t = 0oC.
Khối lượng phần nước đá tan ra là:
λ
Qtỏa = mtan.
Qtoa 302400
=
= 0,9( kg )
λ
336000

⇒

mtan =
Khối lượng nước có trong bình khi cân bằng nhiệt là:
mn’ = mn + mtan = 3 + 0,9 = 3,9 (kg)
b. Thể tích phần nước có trong bình ban đầu là:
Vn =

mn
3
=
= 0,003(m 3 ) = 3000(cm 3 )
Dn 1000

h =

Vn 3000

=
= 15(cm)
S
200

Mực nước ban đầu là:
Thể tích phần nước có trong bình sau khi có cân bằng nhiệt là:
Vn ' =

mn '
3,9
=
= 0,0039(m 3 ) = 3900(cm 3 )
Dn 1000

Khối lượng phần nước đá còn lại là:
m = 1,4 - 0,9 = 0,5 (kg)
Phần nước đá này nổi trên mặt nước sẽ chịu 2 lực cân bằng:
FA = P

⇒

Vchìm. dn = m.10

⇒

Vchìm. Dn = m

m
0, 5

=
= 0, 0005m3 = 500cm 3
D n 1000

⇒

Vchìm =
Mực nước sau cân bằng nhiệt là :
h' =

V ' n +Vchìm 3900 + 500
=
= 22(cm)
S
200

Nước trong bình đã dâng lên thêm là:

∆h = h'− h = 22 − 15

Câu 4

4
π
3

a. Thể tích quả cầu là: V =
R3 =
Khối lượng riêng của quả cầu là :
D=

Ta thấy D < Dn

⇒

= 7(cm)

4
3,14
3

(0,16)3

≈

0,01715 m3

M
12
=
≈ 700kg / m 3
V
0,01715

Quả cầu sẽ nổi trên mặt nước.

b. Hệ thống chịu tác dụng của các lực:
- Trọng lực Pc của quả cầu.

.

FAc

hx

FAx

- Trọng lực Px của phần dây xích lơ lửng.
- Lực đẩy Acsimet FAc tác dụng lên quả cầu.
- Lực đẩy Acsimet FAx tác dụng lên phần dây xích lơ lửng.
Khi hệ thống cân bằng:
Pc + Px = FAc + FAx
⇒
⇒

Px
lxx

M.10 + mx. 10 = Vc. dn + Vx. dn
Vc D n +

M + mx =

⇒ mx
⇒ mx =

H

1−

(

Dn
Dđ

mx
Dn
Dđ

) = Vc.Dn – M

Vc Dn − M 0,01715.1000 − 12
=
≈ 5,81(kg )
Dn
1000
1−
1−
8800
Dđ

..............................

mx l x
m .l
5,81.3,5
= ⇒ lx = x đ =
≈ 2,9(m)
mđ l đ

mđ
7

Theo đề bài ta có:
Tâm quả cầu cách mặt nước một khoảng là:
hx = H - lx - R = 3,5 - 2,9 - 0,16 = 0,44(m).

P=Cc