PHÒNG GDĐT CAM RANH ĐỀ THI HS GIỎI THỊ XÃ NĂM HỌC 2008-2009 MÔN: VẬT LÝ THỜI GIAN: 90 PHÚT Câu 1: (4 điểm) Một người lăn một cái thùng theo một tấm ván nghiêng lên xe ôtô . Sàn xe ôtô cao 1,2m, ván dài 3m. Thùng có khối lượng 100kg. Lực đẩy phải là 420N. a/ Tính công lực ma sát giữa ván và thùng. b/ Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng. Câu 2: (4 điểm) Một ấm nhôm có khối lượng 500g chứa 2 lít nước. Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước trong ấm là 663kJ. Tính nhiệt dung riêng của nhôm. Cho nhiệt dung riêng của nước là C n = 4200J/Kg.K , khối lượng riêng của nước D=1000kg/m 3 . Nhiệt độ ban đầu của nước là 25 0 C. Biết rằng nhiệt độ của ấm nhôm luôn bằng nhiệt độ của nước. Câu 3: (6 điểm) Trên một đường gấp khúc tạo thành tam giác đều ABC, cạnh AB=30m, có 2 xe cùng xuất phát từ A. Xe (I) đi theo hướng AB với vận tốc v 1 =3m/s, xe (II) theo hướng AC với vận tốc v 2 =2m/s (như hình vẽ). Mỗi xe chạy 5 vòng, hai xe chuyển động coi như đều. Hãy xác định các thời điểm mà 2 xe gặp nhau và số lần 2 xe gặp nhau. Câu 4: (6 điểm) Hai bình thông nhau có tiết diện S 1 = 30 cm 2 và S 2 = 10 cm 2 chứa nước. Thả vào bình lớn một vật nặng A hình trụ diện tích đáy S = 25 cm 2 , chiều cao h = 40 cm, có khối lượng riêng 500 kg/m 3 . Tính độ dâng cao của nước trong mỗi bình. Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m 3 . ---------- HẾT ---------- B C A ĐỀ 1 h h 1 = h 2 S S 1 S 2 A Đáp án đề 1: Câu 1: (4 điểm) Tóm tắt đề: h=1,2m ; S=3m ; m=100kg ; F=420N Cần tìm: F ms ; H Công có ích để nâng thùng hàng theo phương thẳng đứng A i =P.h=10.m.h=10.100.1,2=1200J 1đ Công của lực F để nâng thùng hàng bằng tấm ván nghiêng A F =F.S= 420.3 = 1260J 1đ Công của lực ma sát giữa ván nghiêng và thùng hàng A ms =A F – A i = 1260 – 1200 = 60J 1đ Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng: %95100. 1260 1200 100. ≈== F i A A H 1đ Câu 2: (4 điểm) Tóm tát đề: t 1 =25 0 C ; t 2 =100 0 C ; Q=663kJ=663000J m Al = 0,5kg ; V= 2l = 2.10 -3 m 3 ; C n =4200J/kg.K Tìm: C Al Khối lượng của 2 lít nước: M=D.V= 1000.2.10 -3 = 2kg 0,5đ Nhiệt lượng mà nước thu vào khi tăng từ t 1 =25 0 C lên t 2 =100 0 C Q n =m.C n (t 2 -t 1 ) = 2.4200.(100-25)= 630000J 1đ Nhiệt lượng mà nhôm thu vào khi tăng từ t 1 =25 0 C lên t 2 =100 0 C Q Al = Q – Q n =663000 – 630000 = 33000J 1đ Mà: Q Al = m Al .C Al .(t 2 -t 1 ) = 0,5.C Al .(100-25) = 37,5.C Al 1đ ==> 37,5.C Al = 33000 ==> C Al = 880J/Kg.K 0,5đ Câu 3: (6 điểm) AB=30m ; v 1 =3m/s ; v 2 = 2m/s Cả đoạn đường ABC dài là S=30.3=90m 0,5đ 2 xe gặp nhau khi tổng quãng đường đi được bằng chu vi của tam giác ABC 0,5đ ==> v 1 .t + v 2 .t = 90 1đ Vậy thời gian gặp nhau giữa 2 lần là: ==> 18 5 9090 21 == + = vv t s 1đ Nếu chọn gốc thời gian là lúc khởi hành, thì các thời điểm gặp nhau là: t 1 =18s t 2 =2.18=36s 1đ t 3 =3.18=54s …………… t n =n.18s theo đầu bài, mỗi xe chạy 5 vòng thì xe (I) đi hết thời gian: st 150 3 90.5 ' == 1đ Vậy số lần 2 xe gặp nhau là 8 18 150 ≈ lần (kể cả lần xuất phát) 1đ Câu 4: (6 điểm) Tóm tắt: S 1 = 30 cm 2 = 3.10 -3 m 2 S 2 = 10 cm 2 = 10 -3 m 2 S = 25 cm 2 = 2,5.10 -3 m 2 h = 40 cm = 0,4 m D vật = 500 kg/m 3 D nước = 1000 kg/m 3 Tính: h 1 = ? h 2 = ? 1 điểm Giải: Trọng lượng riêng của vật và nước lần lượt là: d vật = 10.D vật = 10.500 = 5.10 3 (N/m 3 ) d nước = 10.D nước = 10.1000 = 10.10 3 (N/m 3 ) Vì d vật < d nước , nên vật chìm 1 phần trong nước. Khi đó lực đẩy Ác-si- mét F A sẽ cân bằng với trọng lượng P của vật: F A = P V chìm . d nước = S.h.d vật Thể tích vật chìm trong nước là: V chìm = S.h.d vật / d nước = 2,5.10 -3 .0,4.5.10 3 / (10.10 3 ) = 5.10 -4 (m 3 ) Do đó thể tích nước dâng lên một lượng bằng thể tích phần chìm trong nước của vật: V = V chìm Vì hai bình thông nhau nên: h 1 = h 2 = h / Vậy chúng cùng dâng thêm một độ cao h / , sao cho: V = (S 1 + S 2 ).h / Độ dâng cao của nước trong mỗi bình là: h / = V / (S 1 + S 2 ) = 5.10 -4 / ((3+1).10 -3 ) = 0,125(m) = 12,5(cm) 1 điểm 1 điểm 1 điểm 1 điểm 1 điểm * Mọi cách làm khác đúng đều cho điểm tối đa PHÒNG GDĐT CAM RANH ĐỀ 2 h h 1 = h 2 S S 1 S 2 A ĐỀ THI HS GIỎI THỊ XÃ NĂM HỌC 2008-2009 MÔN: VẬT LÝ THỜI GIAN: 90 PHÚT Câu 1: (4 điểm) Một đầu máy xe lửa kéo một đoàn tàu chuyển động đều với vận tốc 54 km/h. Biết lực kéo của đầu máy là 5.10 5 N. Tính: a. Công suất của đầu máy đó. b. Công của đầu máy thực hiện khi chuyển động trên đoạn đường dài 12km. Câu 2: (4 điểm) Trộn lẫn rượu và nước, người ta thu được một hỗn hợp nặng 324g ở nhiệt độ t=50 0 C. Tính khối lượng nước và rượu đã pha, biết rằng ban đầu rượu có nhiệt độ t 1 =20 0 C và nước có nhiệt độ t 2 =90 0 C. Nhiệt dung riêng của rượu và nước là c 1 =2500J/kg.K ; c 2 =4200J/kg.K. Câu 3: (6 điểm) Một miếng gỗ có dạng một khối hộp chữ nhật với chiều dày 10,0cm. Khi thả vào nước, nó nổi trên mặt nước với mặt song song với mặt nước. Phần nổi trên mặt nước là 3,0cm. Xác định trọng lượng riêng của gỗ. Câu 4: (6 điểm) Hai xe ô tô chuyển động thẳng đều ở hai bến A và B. Khi chúng chuyển động lại gần nhau thì cứ sau mỗi khoảng thời gian t =1 giờ, khoảng cách giữa chúng giảm đi một quãng đường S=80km. Nếu chúng giữ nguyên vận tốc và chuyển động cùng chiều, thì cứ sau mỗi khoảng thời gian t’=30 phút, khoảng cách giữa chúng giảm đi S’=4km. Tính vận tốc v 1 , v 2 của mỗi xe (giả sử v 1 >v 2 ). ---------- HẾT ---------- Đáp án đề 2: Câu 1: (4 điểm) Tóm tắt: v = 54 km/h = 15 m/s F = 5.10 5 N 1. Tính P = ? 2. s = 12 km = 12000 m Tính A = ? 1 điểm Giải: 1. Công suất của đầu máy xe lửa là: P = A/t = F.s/t = F.v = 5.10 5 .15 = 75.10 5 (W) 2. Thời gian xe lửa đi hết quãng đường 12km là: t = s/v = 12000 / 15 = 800 (s) Công của đầu máy thực hiện khi chuyển động trên đoạn đường dài 12km: A= P.t = 75.10 5 . 800 = 6.10 9 (J) 1 điểm 1 điểm 1 điểm Câu 2: (4 điểm) Cho: m=m 1 + m 2 = 324g ; t=50 0 C ; t 1 =20 0 C ; t 2 = 90 0 C C 1 =2500J/kg.K ; C 2 =4200J/kg.K Tìm: m 1 ; m 2 Gọi m 1 , m 2 lần lượt là khối lượng của rượu và của nước trong hỗn hợp m 1 + m 2 = 324g = 0,324kg (1) 0,75đ Theo phương trình cân bằng nhiệt,ta có: m 1 C 1 (t-t 1 ) = m 2 C 2 (t 2 -t) 1đ m 1 .2500(50-20) = m 2 .4200(90-50) m 1 = 2,24m 2 (2) 0,75đ Thay (2) vào (1), suy ra: 2,24m 2 + m 2 = 0,324 ==> 3,24m 2 = 0,324 1đ ==> m 2 =0,1kg ==> m 1 = 0,224kg 0,5đ Câu 3: (6 điểm) Cho: h=10cm ; h n =3cm ; d 2 = 10000N/m 3 Tìm : d 1 Khối gỗ chịu tác dụng của 2 lực: + Trọng lực P: P=10m=10.D 1 .V 0,75đ + Lực đẩy Ác-Si-Mét : F A = d 2 .V 0,75đ (D 1 : khối lượng riêng miếng gỗ ; V: thể tích miếng gỗ V c : thể tích phần miếng gỗ chìm) Do miếng gỗ nổi cân bằng, nên theo điều kiện cân bằng của vật nổi, ta có: ` ` P = F A 0,75đ ==> 10.D1.V=d 2 .V c ==> 2 1 10 d D V V c = (1) 0,5đ Gọi chiều cao của khối gỗ là h, chiều cao phần chìm là h c , chiều cao phần nổi là h n (1) 2 1 d d h h c =⇒ ==> h c = h d d . 2 1 0,75đ ==> h n =h-h c = h - h d d . 2 1 = ( ) 12 2 dd d h − 1đ ==> 2 1 2 12 10000 10 3 d d d dd h h n − =⇔ − = 0,75đ ==> 0,3d 2 + d 1 = 10000 ==> d 1 = 10000 – 0,3d 2 = 10000 – 0,3.10000 = 7000N/m 3 0,75đ Vậy trọng lượng riêng của gỗ là 7000N/m 3 Câu 4: (6 điểm) Cho: t=1 giờ ; S=80km ; t’= 30 phút=0,5 giờ ; S’=4km Tìm: v 1 ; v 2 Gọi v 1 , v 2 lần lượt là vận tốc của xe một và xe hai - Khi 2 xe chuyển động ngược chiều nhau: S 1 + S 2 = S ==> v 1 .t + v 2 .t = S 1,5đ ==> (v 1 +v 2 ).1 = 80 (1) 0,5đ - Khi 2 xe chuyển động cùng chiều nhau: S 1 - S 2 = S’ ==> v 1 .t’ - v 2 .t’ = S’ 1,5đ ==> (v 1 – v 2 ).0,5 = 4 ==> v 1 – v 2 = 8 (2) 0,5đ Lấy (1) cộng (2), suy ra: 2v 1 = 80 + 8 = 88 ==> v 1 = 44km/h 1đ Thay v 1 vào (1) ==> v 2 = 80 – 44 = 36km/h 1đ • Mọi cách làm khác đúng đều cho điểm tối đa . 1 điểm * Mọi cách làm khác đúng đều cho điểm tối đa PHÒNG GDĐT CAM RANH ĐỀ 2 h h 1 = h 2 S S 1 S 2 A ĐỀ THI HS GIỎI THỊ XÃ NĂM HỌC 2008-2009 MÔN: VẬT LÝ. PHÒNG GDĐT CAM RANH ĐỀ THI HS GIỎI THỊ XÃ NĂM HỌC 2008-2009 MÔN: VẬT LÝ THỜI GIAN: 90 PHÚT Câu 1: (4