de-thi-hsg-vat-ly-9-cap-huyen-de-4

PHỊNG GD&ĐT HẢI LĂNG
VỊNG 1

ĐỀ THI THI HSG VĂN HĨA CẤP HUYỆN
NĂM HỌC 2019-2020
Môn: Vật lý
Thời gian làm bài: 120 phút

Câu 1: (6,0 điểm)
1. Một cốc hình lăng trụ, đáy hình vng có cạnh a chứa một chất lỏng. Tính độ cao H
của cột chất lỏng để áp lực F tác dụng lên thành cốc có giá trị bằng áp lực của chất lỏng lên
đáy cốc.
2. Một cái thớt bằng gỗ, khối lượng riêng D 1 = 850kg/m3, có hai mặt phẳng song song
cách nhau một khoảng h = 8cm được đặt trong một cái chậu.
a. Người ta đổ nước vào chậu, cho đến kho áp suất do nước và do cái thớt tác dụng lên
đáy chậu bằng nhau. Tính độ cao của cột nước.
b. Sau đó từ từ rót vào chậu một chất lỏng không trộn lẫn được với nước cho đến khi
mặt trên của thớt ngang với mặt thống của chất lỏng, thì thấy lớp chất lỏng dày 4,8cm. Xác
định khối lượng riêng của chất lỏng đó.
c. Nếu lại tiếp tục rót thêm chất lỏng đó cho mực chất lỏng cao thêm 3cm, thì phần chìm
trong chất lỏng của thớt tằng hay giảm bao nhiêu?
Câu 2: (5,0 điểm)
Một bình hình trụ có bán kính đáy R 1 = 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ
t 1 = 20 0 c. Người ta thả một quả cầu bằng nhơm có bán kính R 2 = 10cm ở nhiệt độ t 2 = 40 0 c
vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu.
Cho khối lượng riêng của nước D 1 = 1000kg/m 3 và của nhôm D 2 = 2700kg/m 3 , nhiệt
dung riêng của nước C 1 = 4200J/kg.K và của nhôm C 2 = 880J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt
với bình và với mơi trường.
a. Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt.
b. Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t 3 = 15 0 C vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối
lượng riêng và nhiệt dung riêng của dầu D 3 = 800kg/m 3 và C 3 = 2800J/kg.K.

Xác định: Nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt? Áp lực của quả cầu lên đáy bình?
Câu 3: (5,0 điểm)
Cho mạch điện như hình 1. Biết: U = 28V, r = 2  ,
các bóng đèn có ghi Đ1(6V-3W), Đ2 (12V-12W), Đ3 (12VĐ2
3W), Rb là một biến trở.
Đ1
a. Có thể điều chỉnh biến trở R b để cả ba đèn đều
sáng bình thường được khơng? Tại sao?
Đ3
b. Giữ ngun vị trí các đèn, người ta mắc thêm một
điện trở R1 rồi điều chỉnh Rb cho cả ba đèn đều sáng bình
thường. Hỏi phải mắc R1 vào đâu?
+
r
Rb
Khi đó giá trị của R1 và Rb là bao nhiêu?
Câu 4: (4,0 điểm)
U
Một tia sáng bất kỳ SI chiếu tới một hệ quang gồm hai
J
gương phẳng, sau đó ra khỏi hệ theo phương song song và
Hình 1
ngược chiều với tia tới như hình vẽ.
K
a) Nêu cách bố trí hai gương phẳng trong quang hệ đó.
I
b) Có thể tịnh tiến tia ló SI ( tức tia tới ln ln song song
với tia ban đầu) sao cho tia ló JK trùng với tia tới được khơng?
Nếu có thì tia tới đi qua vị trí nào của hệ
S

----- Hết -----


ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM VẬT LÝ VÒNG 1.
THI HSG VĂN HĨA CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2018-2019
Câu

Ý

1
(2,0đ)

Nội dung
Diện tích một mặt thành bình tiếp xúc với chất lỏng S1 = a.H
Vì áp suất chất lỏng tăng đều theo độ sâu nên ta lấy giá trị trung bình
của áp suất tại điểm giữa cột chất lỏng, để áp lực ( lực ép) lên thành
bình: F1 

d .H
d .H .a.H d .a.H 2
.S1 

2
2
2

0,5
0,5

Ap lực của chất lỏng lên đáy: F2 = d.H.a2

Theo điều kiện bài toán


Điểm

d .a.H 2
 d .H .a 2  H  2a
2

0,5
0,5

a) Áp suất của thớt tác dụng lên đáy chậu là
p1 =

P 10.m 10.D1.V 10.D1.S .h



= 10.D1.h
S
S
S
S

0,5

3

Thay số ta được p1 = 10.850.0,08 = 680(N/m )

Áp suất do cột nước đổ vào gây ra cho đáy bình là
P2 = dn . hn = 10.Dn.hn
Mà Áp suất của thớt và của nước tác dụng lên đáy bình là bằng nhau
nên ta có

1
(6,0
đ)

P1 = p2 hay 680 = 10.Dn.hn  hn =

680
680

= 0,068(m) =
10.Dn 10.1000

6,8(cm)
2
(4,0đ)

b) Do mặt trên của thớt ngang với mặt thoáng của dầu chứng tỏ thớt lơ
lửng trong dầu và nước, Vậy lực đẩy Ác-Si-Mét của dầu và nước tác
dụng lên thớt là
FA = 10S.D2.h1 + 10.S.dn.h2 ( h1 = 8 -4,8 = 3,2 cm)
Trọng lượng của vật là P = 10.m = 10.D1.V = 10.D1.S.h
Theo điều kiện vật lơ lửng ta có: FA = P hay 10S.D2.h1 + 10.S.dn.h2 =
10.D1.S.h
Biến đổi ta được D2 =

2
(5,0
đ)

a

D1.h  Dn h2 850.0, 08  1000.0, 032

= 750(kg/m3)
h1
0, 048

c) Do rót lần 1 thớt đã chìm hẳn trong dầu và đứng cân bằng. Vậy có
rót thêm dầu vào thì thớt vẫn chỉ chìm trong dầu và nước như lần 1.
Lực P hướng xuống không thay đổi. Nên độ cao của hai phần chìm
trong dầu và nước khơng thay đổi
a) Nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt:
- Khối lượng của nước trong bình là:

0,5

0,5

0,5
0,5
0,5

1,0

1 4

.  R 32 ).D 1  10,467 (kg).
2 3
4
- Khối lượng của quả cầu là: m 2 = V 2 .D 2 =  R 32 .D 2 = 11,304 (kg).
3

0,5

- Phương trình cân bằng nhiệt: c 1 m 1 ( t - t 1 ) = c 2 m 2 ( t 2 - t )

0,5

m 1 = V 1 .D 1 = (  R 12 .R 2 -

Suy ra: t =

c1 m1t1  c 2 m2 t 2
= 23,7 0 c.
c1 m1  c 2 m2

0,5

1,0


b) Thể tích của dầu và nước bằng nhau nên khối lượng của dầu là:
m3=

m1 D3
= 8,37 (kg).

D1

0,5

- Tương tự như trên, nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt là:
b

tx =

c1 m1t1  c 2 m2 t 2  c3 m3t 3
 21 0 c
c1 m1  c 2 m2  c3 m3

1,0

- Áp lực của quả cầu lên đáy bình là:
F = P2- FA= 10.m2 -

1 4
.  R 32 ( D 1 + D 3 ).10  75,4(N)
2 3

- Giả sử ba đèn sáng bình thường:
I1 = Iđm1 = 0,5 A
I2 = Iđm2 = 1 A
I3 = Iđm3 = 0,25 A
- Tại nút C, ta phải có: I1 = I2 + I3  Iđm1 = Iđm2 + Iđm3
Thay số: 0,5 = 1 + 0,25 (vơ lí)
Vậy khơng thể điều chỉnh Rb để cả ba đèn sáng bình thường.
a

(2,0)

1,0
0,2
5
0,25
0,25
0,75

Đ2

I2

Đ1

A I1

C

B

Đ3

I3
+

r

Rb

U

3
(5,0
đ)

Hình 1

- Học sinh giải thích đi đến kết luận R 1 mắc song song với Đ1
- Do ba đèn sáng bình thường:
I1 = Iđm1 = 0,5 A I1
Đ1
I2
Đ2
I2 = Iđm2 = 1 A
I3 = Iđm3 = 0,25
AA
C
B
'
I
Suy ra 1 = I2 + I3 – I1 = 0,75 A
I3
Đ3
UAC = Uđm1 = 6 V
b
(3,0)

- Vậy R 1 =

+
U AC
6I
=
=8 
'
I1
0,75
U

r

Rb

- Cường độ dịng điện trong mạch chính I = I2 + I3 = 1,25 A
- Hiệu điện thế trên điện trở r: Ur = I.r = 1,25.2 = 2,5 V
- Hiệu điện thế trên biến trở Rb:
Ub = U – UAB – Ur = 28 – (6 + 12) – 2,5 = 7,5 V
- Giá trị của biến trở Rb: Rb =

Ub
7,5
=
=6 
I
1,25

0,5

1,0

0,5
0,5
0,5


- Hai gương phẳng này phải quay mặt phản xạ vào nhau.
·
·
a. Ta có SI//JK => KNM+
SMN
N
=
1800
Theo định luật phản xạ:
1 2

J

4
(4,0
đ)

a
(2,0đ )

O'

K

O

1
2

M

I
S

b
(2,0đ)

Khi SI  JK thì MN = 0
=> SI phải đến O tức là I  O.

·
·
KNM=
2O'NM
·
·
và SMN=
2O'MN
·
·
=> O'NM+
O'MN=
900 =>
·

MO'N=
900

2,0

=> Tứ giác MONO’ là
hình chữ nhật
=> hai gương hợp nhau
một góc 900.

2.0