Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 9 cấp huyện có đáp án - Đề 4

PHÒNG GD&ĐT HẢI LĂNG ĐỀ THI THI HSG VĂN HÓA 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 vuông 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 D1 = 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 thoáng 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 = 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt

độ t = 20 c. Người ta thả một quả cầu bằng nhôm có bán kính R = 10cm ở nhiệt độ t = 40 c vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu.

Cho khối lượng riêng của nước D = 1000kg/m và của nhôm D = 2700kg/m , nhiệt

dung riêng của nước C = 4200J/kg.K và của nhôm C = 880J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường.

a. Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt.

b. Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t = 15 C vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối

lượng riêng và nhiệt dung riêng của dầu D = 800kg/m và C = 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 (12V- 3W), Rb là một biến trở.

a. Có thể điều chỉnh biến trở Rb để cả ba đèn đều sáng bình thường được không? Tại sao?

b. Giữ nguyên 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?

Khi đó giá trị của R1 và Rb là bao nhiêu? Câu 4: (4,0 điểm)

Một tia sáng bất kỳ SI chiếu tới một hệ quang gồm hai gương phẳng, sau đó ra khỏi hệ theo phương song song và ngược chiều với tia tới như hình vẽ.

a) Nêu cách bố trí hai gương phẳng trong quang hệ đó. b) Có thể tịnh tiến tia ló SI ( tức tia tới luôn luôn song song

Đ 2 Đ1

Đ3

+ r Rb U Hình 1

VÒNG 1

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

Câu Ý Nội dung Điểm

1 (6,0

đ)

1 (2,0đ)

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:

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

Theo điều kiện bài toán

0,5

0,5

0,5

0,5

2 (4,0đ)

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

p1 = = 10.D1.h Thay số ta được p1 = 10.850.0,08 = 680(N/m3) 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

P1 = p2 hay 680 = 10.Dn.hn hn = = 0,068(m) = 6,8(cm)

0,5

0,5

0,5

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 = = 750(kg/m3)

0,5 0,5

0,5

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 không thay đổi

1,0

2 (5,0

đ)

a a) Nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt: - Khối lượng của nước trong bình là:

m = V .D = ( R .R - . R ).D 10,467 (kg).

0,5

- Khối lượng của quả cầu là: m = V .D = …