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

PHÒNG GD&ĐT HẢI LĂNG VÒNG ĐỀ THI THI HSG VĂN HĨA CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2019-2020 Mơn: Vật lý Thời gian làm bài: 120 phút Câu 1: (6,0 điểm) Một cốc hình lăng trụ, đáy hình vng có cạnh a chứa chất lỏng Tính độ cao H cột chất lỏng để áp lực F tác dụng lên thành cốc có giá trị áp lực chất lỏng lên đáy cốc Một thớt gỗ, khối lượng riêng D = 850kg/m3, có hai mặt phẳng song song cách khoảng h = 8cm đặt chậu a Người ta đổ nước vào chậu, kho áp suất nước thớt tác dụng lên đáy chậu Tính độ cao cột nước b Sau từ từ rót vào chậu chất lỏng khơng trộn lẫn với nước mặt thớt ngang với mặt thống chất lỏng, thấy lớp chất lỏng dày 4,8cm Xác định khối lượng riêng chất lỏng c Nếu lại tiếp tục rót thêm chất lỏng cho mực chất lỏng cao thêm 3cm, phần chìm chất lỏng thớt tằng hay giảm bao nhiêu? Câu 2: (5,0 điểm) Một bình hình trụ có bán kính đáy R = 20cm đặt thẳng đứng chứa nước nhiệt độ t = 20 c Người ta thả cầu nhơm có bán kính R = 10cm nhiệt độ t = 40 c vào bình cân mực nước bình ngập cầu Cho khối lượng riêng nước D = 1000kg/m nhôm D = 2700kg/m , nhiệt dung riêng nước C = 4200J/kg.K nhôm C = 880J/kg.K Bỏ qua trao đổi nhiệt với bình với mơi trường a Tìm nhiệt độ nước cân nhiệt b Đổ thêm dầu nhiệt độ t = 15 C vào bình cho vừa đủ ngập cầu Biết khối lượng riêng nhiệt dung riêng dầu D = 800kg/m C = 2800J/kg.K Xác định: Nhiệt độ hệ cân nhiệt? Áp lực cầu lên đáy bình? Câu 3: (5,0 điểm) Cho mạch điện hình Biết: U = 28V, r =  , bóng đèn có ghi Đ1(6V-3W), Đ2 (12V-12W), Đ3 (12VĐ2 3W), Rb biến trở Đ1 a Có thể điều chỉnh biến trở R b để ba đèn sáng bình thường khơng? Tại sao? Đ3 b Giữ nguyên vị trí đèn, người ta mắc thêm điện trở R1 điều chỉnh Rb cho ba đèn sáng bình thường Hỏi phải mắc R1 vào đâu? + r Rb Khi giá trị R1 Rb bao nhiêu? Câu 4: (4,0 điểm) U Một tia sáng SI chiếu tới hệ quang gồm hai J gương phẳng, sau khỏi hệ theo phương song song Hình ngược chiều với tia tới hình vẽ K a) Nêu cách bố trí hai gương phẳng quang hệ I b) Có thể tịnh tiến tia ló SI ( tức tia tới luôn song song với tia ban đầu) cho tia ló JK trùng với tia tới khơng? Nếu có tia tới qua vị trí hệ S - Hết - ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM VẬT LÝ VỊNG THI HSG VĂN HĨA CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2018-2019 Câu Ý (2,0đ) Nội dung Diện tích mặt thành bình tiếp xúc với chất lỏng S1 = a.H Vì áp suất chất lỏng tăng theo độ sâu nên ta lấy giá trị trung bình áp suất điểm cột chất lỏng, để áp lực ( lực ép) lên thành bình: F1  d H d H a.H d a.H S1   2 0,5 0,5 Ap lực chất lỏng lên đáy: F2 = d.H.a2 Theo điều kiện toán  Điểm d a.H  d H a  H  2a 0,5 0,5 a) Áp suất thớt tác dụng lên đáy chậu p1 = P 10.m 10.D1.V 10.D1.S h    = 10.D1.h S S S S 0,5 Thay số ta p1 = 10.850.0,08 = 680(N/m ) Áp suất cột nước đổ vào gây cho đáy bình P2 = dn hn = 10.Dn.hn Mà Áp suất thớt nước tác dụng lên đáy bình nên ta có (6,0 đ) P1 = p2 hay 680 = 10.Dn.hn  hn = 680 680  = 0,068(m) = 10.Dn 10.1000 6,8(cm) (4,0đ) b) Do mặt thớt ngang với mặt thoáng dầu chứng tỏ thớt lơ lửng dầu nước, Vậy lực đẩy Ác-Si-Mét dầu nước tác dụng lên thớt FA = 10S.D2.h1 + 10.S.dn.h2 ( h1 = -4,8 = 3,2 cm) Trọng lượng vật 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 D2 = (5,0 đ) a D1.h  Dn h2 850.0, 08  1000.0, 032  = 750(kg/m3) h1 0, 048 c) Do rót lần thớt chìm hẳn dầu đứng cân Vậy có rót thêm dầu vào thớt chìm dầu nước lần Lực P hướng xuống không thay đổi Nên độ cao hai phần chìm dầu nước không thay đổi a) Nhiệt độ nước cân nhiệt: - Khối lượng nước bình là: 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0  R 32 ).D  10,467 (kg) - Khối lượng cầu là: m = V D =  R 32 D = 11,304 (kg) 0,5 - Phương trình cân nhiệt: c m ( t - t ) = c m ( t - t ) 0,5 m = V D = (  R 12 R - Suy ra: t = c1 m1t1  c m2 t = 23,7 c c1 m1  c m2 0,5 1,0 b) Thể tích dầu nước nên khối lượng dầu là: m3= m1 D3 = 8,37 (kg) D1 0,5 - Tương tự trên, nhiệt độ hệ cân nhiệt là: b tx = c1 m1t1  c m2 t  c3 m3t  21 c c1 m1  c m2  c3 m3 1,0 - Áp lực cầu lên đáy bình là: F = P2- FA= 10.m2 -  R 32 ( D + D ).10  75,4(N) - Giả sử ba đèn sáng bình thường: I1 = Iđm1 = 0,5 A I2 = Iđm2 = A I3 = Iđm3 = 0,25 A - Tại nút C, ta phải có: I1 = I2 + I3  Iđm1 = Iđm2 + Iđm3 Thay số: 0,5 = + 0,25 (vơ lí) Vậy khơng thể điều chỉnh Rb để ba đèn sáng bình thường a (2,0) 1,0 0,2 0,25 0,25 0,75 Đ2 I2 Đ1 A I1 C B Đ3 I3 + r Rb U (5,0 đ) Hình - Học sinh giải thích đến kết luận R mắc song song với Đ1 - Do ba đèn sáng bình thường: I1 = Iđm1 = 0,5 A I1 Đ1 I2 Đ2 I2 = Iđm2 = A I3 = Iđm3 = 0,25 AA C B ' I Suy = I2 + I3 – I1 = 0,75 A I3 Đ3 UAC = Uđm1 = V b (3,0) - Vậy R = + U AC 6I = =8  ' I1 0,75 U r Rb - Cường độ dịng điện mạch I = I2 + I3 = 1,25 A - Hiệu điện điện trở r: Ur = I.r = 1,25.2 = 2,5 V - Hiệu điện biến trở Rb: Ub = U – UAB – Ur = 28 – (6 + 12) – 2,5 = 7,5 V - Giá trị biến trở Rb: Rb = Ub 7,5 = =6  I 1,25 0,5 1,0 0,5 0,5 0,5 - Hai gương phẳng phải quay mặt phản xạ vào · · a Ta có SI//JK => KNM+ SMN N = 1800 Theo định luật phản xạ: J (4,0 đ) a (2,0đ ) O' K O M I S b (2,0đ) Khi SI  JK MN = => SI phải đến O tức I  O · · KNM= 2O'NM · · SMN= 2O'MN · · => O'NM+ O'MN= 900 => · MO'N= 900 2,0 => Tứ giác MONO’ hình chữ nhật => hai gương hợp góc 900 2.0