Đề thi chon HSG cấp huyện môn Vật Lý năm học 2011-2012

PHÒNG GD&ĐT HÀ TRUNG ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH
GIỎI CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2011 - 2012
MÔN: VẬT LÝ 9 : Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian giao đề )
ĐỀ BÀI:
Câu 1. (4.0 điểm). Trong một cục nước đá lớn ở 0
0
C có một cái hốc với thể tích V =
160cm
3
. Người ta rãt vào hốc đó 60g nước ở nhiệt độ 75
0
C. Hỏi khi nước nguội hẳn
thì thể tích hốc rỗng còn lại bao nhiêu? Cho khối lượng riêng của nước và nước đá lần
lượt là D
n
= 1g/cm
3
, D
d
= 0,9g/cm
3
. Nhiệt nóng chảy của nước đá là: λ = 3,36.10
5
J/kg.
Câu 2. (4.0 điểm). Một khối gỗ hình lập phương cạnh a = 8 cm được thả nổi trong
một bình nước, khi cân bằng khối gỗ ngập trong nước một đoạn h = 6cm.
a. Tính khối lượng riêng của gỗ. Biết khối lượng riêng của nước là D
1
=
1000kg/m
3

.
b. Người ta đổ dầu vào bình đến khi mặt thoáng của dầu ngang bằng mặt trên
của khối gỗ. Tìm chiều cao của lớp dầu. Biết khối lượng riêng của dầu D
2
= 0,6g/cm
3
.
Câu 3. (4.5 điểm): Cho mạch điện như sơ đồ hình vẽ: U = 24V, R
1
= 12
Ω
, R
2
= 9
Ω
,
R
3
= 6
Ω
, R
4
là một biến trở, ampe kế lí tưởng.
a. Cho R
4
= 6
Ω
. Tính cường độ dòng điện qua R
1
, R

4
và số chỉ của ampe kế.
b. Thay ampe kế bằng một vôn kế lí tưởng. Tìm R
4
để số chỉ của vôn kế bằng
16V. Khi đó nếu R
4
tăng giá trị thì số chỉ của vôn kế thay đổi thế nào?
U
R
2
R
3
R
4
R
1
D
C
-
+
A
B
A
Câu 4. (4.5 điểm). Hai xe đồng thời xuất phát từ điểm A chuyển động thẳng đều về
điểm B, đoạn đường AB có độ dài L. Xe thứ nhất trong nửa đầu của đoạn đường AB
đi với vận tốc m, nửa còn lại đi với vận tốc n. Xe thứ hai trong nửa đầu của tổng thời
gian đi với vận tốc m, nửa còn lại đi với vận tốc n. Biết m khác n. Hỏi xe nào đến B
trước và trước bao nhiêu lâu?
Câu 5 . (3.0 điểm). Em hãy nêu cách vẽ một tia tới xuất phát từ điểm S đến mặt một

gương phẳng sao cho tia phản xạ đi đúng vào điểm A ở trước gương. Hãy chứng minh
rằng với tia sáng xuất phát từ S đến gương rồi đi qua A thì đường đi của tia sáng mà
em vừa vẽ được là ngắn nhất.
. A
S.
Hết
Híng dÉn chÊm m«n vËt lÝ thi chän ®éi tuyÓn häc sinh giái
cÊp huyÖn n¨m häc 2011 - 2012
C©u
§¸p ¸n §iÓm
1
Bài 1 (4.0 điểm). Do khối đá lớn ở 0
0
C nên khi đổ 60g nước vào thì
nhiệt độ của nước là 0
0
C. Nhiệt lượng do nước toả ra để nguội đến 0
0
C
là:

JtcmQ 1890075.4200.06,0
==∆=
Nhiệt lượng này làm tan một lượng nước đá là:

gkg
Q
m 25,5605625,0
10.36,3
18900

5
====
λ
Thể tích phần đá tan là:
3
1
5,62
9,0
25,56
cm
D
m
V
d
===
Thể tích của hốc đá bây giờ là
3
1
'
5,2225,62160 cmVVV
=+=+=
Trong hốc chứa lượng nước là:
( )
25,5660
+
lượng nước này có thể tích
là
3
25,116 cm

Vậy thể tích của phần rỗng là:
3
25,10625,1165,222 cm
=−
0,5®
0,75®
0,75®
0,5®
0,5®

0,5®
0,5®
2
Bài 2: ( 4.0 điểm).
a. + Thể tích của khối gỗ: V = a
3
(m
3
)
+ Trọng lượng của khối gỗ là: P = 10DV= 10Da
3
(N) ( với D là khối
lượng riêng của gỗ)
+ Lực đẩy Acsimet tác dụng lên khối gỗ là: F = 10D
1
a
2
h (N)
Khỗi gố nằm cân bằng
⇔

P= F
⇔
10 D a
3
= 10D
1
a
2
h
⇔
D =
2
3
1
2
1000.6.10
750( / )
8.10
D h
kg m
a
−
−
= =
b. Khi đổ dầu vào bình nước và ngập khối gỗ:
Gọi chiều cao phần gỗ ngập trong nước là x (m)
Suy ra phần gỗ ngập trong dầu là (a-x)
+ Lực đẩy Acsimet do nước và dầu tác dụng lên khối gỗ lần lượt là:
F
1

= 10D
1
a
2
x (N) và F
2
= 10D
2
a
2
(a-x) (N)
+ Khối gỗ cân bằng khi và chỉ khi: P = F
1
+ F
2
⇔
10Da
3
= 10D
1
a
2
x + 10D
2
a
2
(a-x)
⇔
x =
2

2
1 2
750 600
.8.10 0,03( ) 3
1000 600
D D
a m cm
D D
−
− −
= = =
− −
Suy ra chiều cao của lớp dầu là : a- x = 8-3 = 5(cm)
0,5®
0,5®
0,5®
0,5®
0.5®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
Bài 3: ( 4.5 điểm).
3
U
R
2
R

3
R
4
R
1
D
C
-
+
A
B
A
a. Vì ampe kế lí tưởng nên mạch điện gồm:
[ ]
3 4 2 1
( / / ) / /R R ntR R
+ I
1
=
1
24
2( )
12
U
A
R
= =
+ R
34
=

3 4
3 4
3( )
R R
R R
= Ω
+
+ R
234
= R
2
+R
34
= 9+3 = 12(
Ω
)
+ I
2
=
234
24
2( )
12
U
A
R
= =
+ I
3
= I

4
= 1(A)
+ Tại C: I
a
=I
1
+I
4
= 2+1= 3(A)
b. Thay ampe bằng vôn kế lí tưởng mạch điện gồm:
[ ]
1 4 2 3
( ) / /R ntR R ntR
Ta có:
+ U
1
= U- U
V
= 24-16= 8(V)
+ I
1
=
1
1
8 2
( )
12 3
U
A
R

= =
+ I
1
2
1 2 4 4
. 9
( )
21
I R I
A
R R R R
=
+ + +
̃
I =
4
1 4
2
(21 )
(21 )
3
( )
9 9
R
I R
A
+
+
=
+ U

V
= U
3
+U
4
= I.R
3
+ I
1
R
4
4 4
2 2(21 ).6
16
3 27
R R
+
⇔ = +
4
6( )R
⇔ = Ω
* Ta có : R
AD
=
14 14
2 14 14
14
1
12
12

1
R R
R R R
R
= =
+ +
+
Từ đó suy ra: khi R
4
tăng giá trị thì R
14
tăng
̃
R
AD
tăng
̃
R
AB
tăng giá
trị
̃
I giảm giá trị
̃
U
3
= I.R
3
giảm
̃

U
AD
tăng ( vì U
AD
+ U
3
= U
không đổi)
̃
I
2
tăng
̃
I
1
= I – I
2
giảm
̃
U
1
= I
1
R
1
giảm
̃
U
V
tăng ( vì

U
1
+U
v
= U không đổi)
Vậy khi tăng giá trị của R
4
thì số chỉ của vôn kế tăng.
0,5®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
Bài 4: ( 4.5 điểm).
- Thời gian để xe 1 chuyển động từ A dến B là:

1
( )

2 2 2
L L m n L
t
m n mn
+
= + =
- Xe 2:
2 2
2 2
t t
L m n
= +
0,75®
0,75®
4
=>
2
2L
t
m n
=
+

2
1 2
( )
0
2 ( )
L m n
t t

mn m n
−
− = >̃
+

=>
1 2
t t
>̃
=> Xe 2 đến B trước
Trước một khoảng thời gian là:
2
( )
2 ( )
L m n
mn m n
−
+
0,75®
0,75®
0,75®
0,75®
5
. A
S.
I K
S
’
Bài 5: ( 3.0 điểm).
Cách vẽ: Vẽ S

’
đối xứng với S qua gương. Nối S
’
với A và giao điểm của
S
’
A với mặt phẳng gương ta được điểm tới I. Nối S với I ta được tia tới
cần vẽ.
Với điểm tới cần vẽ là I ta nhận thấy tổng đường đi của tia sáng là đoạn
(SI + IA) = S
’
A.
Giả sử tia sáng không đến I mà đến một điểm khác trên gương, ví dụ đến
điểm K trên gương. Ta thấy tổng đường đi của tia sáng là đoạn (SK +
KA)= S
’
K +KA.
Xét tam giác S
’
AK ta luôn có
S
’
K + KA > S
’
A ( tổng độ dài 2 cạnh luôn lơn hơn độ dài một cạnh)
Vậy đường đi của tia sáng tuân theo định luật phản xạ ánh sáng luôn là
ngắn nhất.
0,5®
0,5®
0,5®

0,5®
0,5®
0,5®
Chú ý:
- Nếu thí sinh giải cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa.