BÀI TẬP BỒI DƯỠNG HSG THỰC HÀNH (BỒI DƯỠNG HGS LÝ)

Trình bày phương án thí nghiệm xác định hệ số ma sát giữa một mẩu gỗ với mặt phẳng nghiêng, biết rằng độ nghiêng của mặt phẳng là không đổi và không đủ lớn để cho mẩu gỗ tự trượt xuống. Dụng cụ cho: Lực kế, mẩu gỗ, mặt phẳng nghiêng, sợi chỉ đủ dài.

BÀI TẬP BỒI DƯỠNG HSG THỰC HÀNH Bài 1: Trình bày phương án thí nghiệm xác định hệ số ma sát mẩu gỗ với mặt phẳng nghiêng, biết độ nghiêng mặt phẳng không đổi không đủ lớn mẩu gỗ tự trượt xuống Dụng cụ cho: Lực kế, mẩu gỗ, mặt phẳng nghiêng, sợi đủ dài Bài 2: Cho dụng cụ : ăcquy chưa biết suất điện động điện trở nó, ampe kế, điện trở R0 biết giá trị, điện trở Rx chưa biết giá trị, dây dẫn Bỏ qua điện trở ampe kế dây dẫn Trình bày phương án xác định giá trị điện trở Rx Bài Một người sử dụng điện chiều muốn biết nguồn điện nằm phía đường dây ( gồm hai dây dẫn dài có điện trở đáng kể ) Chỉ dùng vôn kế nhạy điện trở trình bày cách làm Bài Sử dụng dụng cụ: cuộn dây đồng; cân với cân; ăcquy; vôn kế; ampe kế số bảng tra cứu vật lý Hãy xác định thể tích phịng lớn hình khối hộp chữ nht Bi HÃy trình bày ý tởng đo vận tốc đầu đầu đạn có khối lợng nhỏ bắn đạn khỏi nòng súng phơng pháp va ch¹m Bài Cho ống dây có lõi sắt , khóa điện, pin 1,5V , pin 6V, hai đèn 6V, giá thí nghiệm, thước thép, dây dẫn.Hãy vẽ sơ đồ lắp ráp mạch điện dùng rowle điện từ để điều khiển cho: - Khi đóng khóa điện đèn tối sáng - Khi đóng khóa điện đèn sáng tối - Khi đóng khóa điện đèn sáng, đèn tối, ngắt khóa điện đèn sáng tắt , đèn sáng lên Bài Cho bóng đèn xe đạp A có ghi 6V-3W, bóng đèn ơtơ B có ghi 6V-3A, nguồn điện có hiệu điện khơng đổi 6V, khóa điện, dây dẫn Hãy lắp mạch điện thõa mãn yêu cầu sau: - Khi đóng khóa điện đèn sáng bình thường đèn tắt hắn; mở khóa điện đèn tắt sang lên, đèn sáng khơng sáng - Khi đóng khóa điện đèn sáng bình thường , đèn tắt hẳn, mở khóa điện đang sáng sáng chút, đèn không sáng - Khi đóng khóa điện hai đèn sáng bình thường, mở khóa điện hai đèn tắt Bài Có hai ống dây gồm nhiều vịng, lõi sắt hình chữ U, lõi hình chữ I, cuộn dây tròn lắp đế, lịng cuộn dây có kim nam châm nhỏ nằm ngang thăng theo đường kính quay tự quanh mũi nhọn tâm cuộn dây, pin, khóa điện, dây dẫn Hãy làm thí nghiệm mà bạn nghĩ để tao dịng điện cảm ứng Mơ tả kết giải thích Bài Cho hộp kín hai đầu dây dẫn ngồi , bên hộp có chứa điện trở loại 1, 2 3 Cho ăcquy 2V, ampekế loại 2A dây dẫn.Xác định thực nghiệm để tìm sơ đồ thực mạch điện hộp cho Bài10 Trong tecmơt có chứa hỗn hợp nước đá đập vụn nước Mở nắp tecmôt cho thông với khơng khí phịng để nước đá nóng chảy hết tăng nhiệt độ Xác định khối lượng nước đá khối lượng nước tecmôt vào lúc bắt đầu mở nắp Cho phép dùng thêm đồng hồ, nhiệt kế, bình chia độ bảng tra cứu SGK Bỏ qua trao đổi nhiệt hỗn hợp với tecmơt Bài 11:Cho bình chia độ hình trụ rỗng, cân địn có hộp , bình nước , gói muối tinh khơ, trứng, que nhỏ Hãy tìm hai cách để xác định khối lượng riêng trứng So sánh kết tìm qua thực nghiệm Bài 12 Chuyển 100 viên gạch từ đất lên sàn gác cách dùng tay tung hứng cách dùng quang gánh Cần phải có cụ đo để xác định hiệu suất làm việc cho trường hợp So sánh hiệu suất Bài 13:Một dây cáp vỏ cao su gồm bốn sợi dây đồng có vỏ nhựa giống hệt Đầu cuối dây cáp hai phóng cách xa Dùng pin, bóng đèn pin bốn sợi dây dẫn ngắn cần phải thực phép thử xem đèn có sáng hay khơng để tìm đầu cuối sợi dây dẫn bên dây cáp Mô tả cách thực Bài 14:Cho gỗ phẳng cỡ 60x500x 5(mm), hai vỏ lon bia ( hay vỏ hộp sữa) giống bỏ nắp , bình chia độ, chai đựng nước , cốc đựng cát khô Xác định khối lượng riêng cát khơ với mức xác cao đạt Bài 15 Cho dụng cụ sau - Một bóng đèn sợ đốt - Nguồn điện - Một nam châm điện Hãy trình bày giải thích phương án thực nghiệm để xác định nguồn điện loại xoay chiều hay không đổi Bài 16 Cho dụng cụ sau: Một cốc nước,một tìa muối ăn,một cuộn dây đồng,một xốp nhỏ kẽm lấy từ vỏ pin cũ Hãy tìm cách xác định hướng kinh tuyến từ giải thích cách làm Bài 17 Bạn Minh ngồi xem ti vi Bạn Tuấn đưa nam châm cũ màu đánh dấu cực từ nam châm nhờ Minh xác định cực từ nam châm Hãy nêu phương án thí nghiệm để Bạn Minh xác định cực từ nam châm.Giải thích Bài 18.Một ống dây bọc kín gồm nhiều cuộn dây đồng có vỏ cách điện mắc nối tiếp với bấn núm bắt điện A,B,C,D.Dùng thêm pin ( 4,5V) dây dẫn, lõi sắt, đinh, sợi chỉ, nam châm thẳng biết cực, làm thí nghiệm để xác định: a.Các đầu cuộn dây có vịng dây cuộn dây có nhiều vịng b.Cực nguồn điện hộp nguồn mắc với ống dây Bài 19:Cho hốp kín bên đựng pin (loại 4,5V) có hai đầu dây dẫn ngồi màu xanh màu vàng.Mơ tả phương án thí nghiệm để xác định xem dây dẫn màu nối với cực dương pin a.Khi có dây dẫn đủ dài, điện trở 4, kim nam châm b.Khi có pin 1,5V, đèn 6V, dây dẫn c.Khi có vơn kế 6V d.Khi có cốc đứng thuốc rửa ảnh( dung dịch có chứa muối bạc) R1 M R2 A B hai lõi pin cũ e.Khi có nam châm chữ U, cuộn dây trịn nhẹ có hai dây dẫn R3 mềm đủ dài, giá thí nghiệm Bài 20.Ba điện trở R1, R2 , R3 mắc theo hình vẽ.Khơng mắc máy đo điện vào điểm nối chung cố định ba điện trở M xác định độ lớn C điện trở.Cho phép sử dụng đồ dùng có phịng thí nghiệm Bài 21.Cho dụng cụ sau: -Một vỏ đồ hộp rỗng -Một đồng hồ bấm giây Hãy trình bày phương án thí nghiệm để đo chiều cao ngơi nhà? Giải thích? HƯỚNG DẪN GIẢI Bài 1:- Móc lực kế vào mẩu gỗ kéo trượt lên mặt phẳng nghiêng, ta có: F = kPcos + Psin (1), (F1 số lực kế đó) - Tương tự, kéo vật chuyển động xuống ta có: F2 = kPcos - Psin (2) F  F2 - Trừ vế với vế (1) cho (2) ta có: F1-F2=2Psin  sin   (3) 2P F  F2 - Cộng vế với vế phương trình (1) (2) ta có: cos   (4) 2P F1  F2 F1  F2 F1  F2 - Do sin2+cos2 = nên ta có: ( P )  ( 2kP )  k  P  ( F1  F2 ) - Các lực đo lực kế, nên k hoàn toàn đo Bài 2: - Gọi E, r suất điện động điện trở nguồn điện - Lần thứ nhất, mắc mạch điện nối tiếp gồm ăcquy, ampe kế điện trở R0 E Dòng điện chạy qua mạch I1 : I1 = (1) R0 + r - Lần thứ hai, thay điện trở Rx vào vị trí R0 mạch điện Dịng điện qua mạch trường hợp : E I2 = (2) Rx + r - Để xác định đại lượng E, r, Rx ta cần ba phương trình Do cần phải có thêm phương trình Lần thứ ba, ta mắc R0 Rx nối tiếp vào mạch điện đo cường độ dòng điện I mạch : E I3 = (3) R0 + Rx + r I (I3 - I1 ) R0 - Giải hệ phương trình (1), (2) (3) ta có : R x = I1 (I3 - I ) Chú ý: Học sinh trình bày cách mắc R0 // Rx mắc vào mạch lần mắc thứ ba Khi đó, cường độ dịng điện mạch : E I4 = R 0R x (3’) +r R0 + Rx Giải hệ pt (1), (2) (3’) ta có: R x = I1 (I - I2 ) R0 I (I - I1 ) Bài 3: - Thiết kế mạch điện (HV) Mắc điện trở R vào hai điểm đường dây, mắc vôn kế vào điểm A B đọc số vôn kế ( U1) Mắc vôn kế vào điểm C D đọc số vôn kế ( U2) + Trường hợp 1:Nếu U1 > U2 nguồn bên trái A B + Trường hợp 2: Nếu U2 < U1 nguồn bên phải A B - Giải thích: Áp dụng định luật Ơm cho tồn mạch: I  E ( khơng đổi ) r  Rtm A C V B R D U = I.RN Khi RN tăng U tăng, Rn giảm U giảm Bài - Xác định điện trở R đoạn dây đồng có chiều dài l độ cao phòng, cách mắc mạch điện gồm ăcquy, đoạn dây dẫn xét, ampe kế mắc nối tiếp vôn kế mắc song song với đoạn dây Ta có : U l R   (1) (S tiết diện ngang dây,  điện trở suất đồng) I S - Mặt khác, khối lượng m đoạn dây dẫn xác định cân biểu diễn hàm l, S khối lượng riêng D đồng : m DlS (2) - Nhân hai đẳng thức (1) (2) ta được: mU mU   D.l tính được: l  (*) I  D.I Các giá trị I, U, m xác định thực nghiệm Các giá trị  D tra cứu bảng vật lý Bằng cách đó, ta xác định chiều dài, chiều rộng phòng, từ xác định thể tích phịng - Nếu độ giảm hiệu điện đoạn dây có chiều dài (hoặc chiều rộng) phịng nhỏ khó đo vơn kế cần phải mắc đoạn dây có chiều dài (hoặc chiều rộng) số nguyên lần Bài + B¾n trực tiếp vào lắc cát đủ dày Coi va chạm mềm mu0 = (M + m)V (M + m)V2/2 = (M + m)gl(1 - cos) + Ta cã: u  M m gl (1  cos  ) m +BiĨu thøc nµy cho phÐp thực đo đạc để tính vận tốc ban u0 đạn Bi iu khin ốn sỏng hay tắt theo yêu cầu dùng rơle điện từ mắc theo sơ đồ sau *Đóng K-đèn sáng lờn 6V đầu K 6V *úng K- ốn tt  K *Đóng K-đèn A tắt cịn đèn B sáng lên 6V   K Bài Theo đề ta mắc mạch theo sơ đồ sau đây: Vì RA gấp khoảng lần RB nên trường hợp a K đống đèn B sáng định mức, đèn A tắt Khi K mở UA  6UB nên đèn A sáng lên bình thường chút cịn đèn B khơng sáng Với trường hợp b K đóng đèn A sáng định mức, đèn B tắt.Khi K mở UA  6UB nên đèn A sáng lên bình thường chút cịn đèn B không sáng Với 6V trường hợp c dễ dàng 6V giải thích 6V    A    K  Hình a B  A   6V A   K B   Hình b A   K B   Hình c B    K  Bài a.Lắp hai ống dây A B vào hai nhánh lõi sắt hình chữ U , nối hai đầu ống dây A với pin khóa điện mở, nối hai đầu ống dây B với hai đầu cuộn dây trịn có kim nam châm nhỏ nằm mặt phẳng cuộn dây Đóng khóa điện, ống dây A thành nam châm điện, lõi sặt hình chữ U nhiễm từ.Cầm ống dây B rút nhanh khỏi khỏi sắt thấy kim nam châm lòng cuộn dây tròn quay góc , lắp nhanh ống dây B vào lõi sắt thấy kim nam châm quay ngược lại.Vầy dòng điện cảm ứng xuất ống dây B chuyển động từ trường nam châm điện tạo từ trường quanh cuộn dây làm quay kim nam châm b.Đặt thêm lõi sắt hình chữ I nối liền hai đầu lõi sắt hình chư U để tạo thành lõi sắt hình khung kín có hai ống dây A B Khi đóng khóa điệnthấy kim nam châm quay góc, mở khóa điện thấy kim nam châm quay theo chiều ngược lại ( minh họa hình vẽ để rõ hơn) Bài Đoạn mạch gồm điện trở 1, 2, 3có thể mắc với theo sơ đồ sau: Cách ghép R1ntR2ntR3 (R1ntR2)// (R1ntR3)// (R2ntR3)// R1//R2//R3 (R1//R2) (R1//R3) (R2//R3) Điện trở tương đương 6 ntR3 ntR2 ntR1 R3 R2 R1 11  11  11     Mắc hai đầu hộp kín với mạch điện hình vẽ  11 A A B U Biết UAB = 2V , đọc I từ ampekế  R AB = , từ giá trị RAB suy mạch điện trở I ( Theo kiện cho xem ăc quy có điện trở nhỏ có tính tìm được) Bài 10 Khi mở nắp tecmơt nước đá có khối lượng m1 nước có khối lượng m2 00C Do tiếp xúc với không khí phịng nên chúng nhận nhiệt lượng làm cho nước đá nóng chảy thành nước 0C, sau tồn nước tăng nhiệt độ đến nhiệt độ  0C, đo nhiệt kế Gọi nhiệt lượng mà khơng khí cung cấp cho nước đá nước giây q Đo thời giam t 1mà nước đá chảy hết thành nước 00C thời gian t2 để nước từ 00C nóng lên đến nhiệt độ ( khoảng đến 30C) Nhiệt lượng làm nóng chảy nước đá : Q1 = m1λ = qt1 Nhiệt lượng làm nóng nước từ 00C đến 0C là: Q2  m1  m2  c     qt2 Q t m1  m1  m2  c.θ.t1  1  Vậy m1  Q2 t2  m1  m2  c.  t2 (m1 + m2 ) = M tổng khối lượng nước lúc cuối, xác định bình chia độ biết khối lượng riêng nước Đo khối lượng nước vừa mở nắp tecmôt :m2 = M – m1 Bài 11 Cách 1: Xác định khối lượng trứng M cân thể tích V bình chia độ M Tính khối lượng riêng trứng   V Cách 2: Hòa tan muối ăn vào nước thấy trứng nối mà gần không bị nhơ lên khỏi mặt nước muối Khi trọng lượng trứng trọng lượng khối nước muối trứng chiêm chỗ, tích thể tích V Suy khối lượng trứng M bắng khối lượng khối nước muối tích V mm  mn trứng = nước muối = Vnm Rót 100 cm nước vào bình chia độ, ta có mn = 100g.Cân 50 g muối tinh đổ dần vào nước, hịa tan dần vào nước có nước muối khối lượng riêng trứng Cân lại khối lượng muối lại m để xác định mm = 50-m Xác định thể tích muối bình chia độ , ta Vnm Bài 12 Dùng cân hay lực kế để xác định trọng lượng P1của 1viên gạch  Trọng lượng P 100 viên gạch.Dùng dây thước đo độ cao h sàn gác so với mặt đất  Cơng có ích A1 = 100P.h Khi ném gạch phải dùng lực tối thiểu P1 độ lớn phải tung lên độ cao > h để đến tầm tay A1 người hứng.Cơng tồn phần A2 > 100P1.h Hiệu suất H1  100% A2 Khi dùng quang gánh cịn phải thực cơng để đưa thêm người quang gánh lên cao, nên A3 >A2 A1 Hiệu suất H  100% Ta thấy H1 > H2 A3 Bài 13 Bước 1: Đánh số 1,2,3,4 cho bốn đầu dây dẫn phía a đầu dây cáp Nối lõi đầu dây số 2,3,4 với  cực pin lõi dây số với cực pin lại.Nối đầu dây a b đèn vào lõi bốn dây phía dây cáp chạm đầu dây b đèn với hai ba lõi lại -Nếu sau hai lần thử (chạm đầu b với lõi dây dẫn) thấy đèn sáng đầu dây a nối với cuối dây số -Nếu sau hai lần thử không thấy đèn sáng lõi chưa thử cuối dây số -Nếu lần thử thấy đèn sáng , lần thử thấy đèn tối lõi mà đầu b đèn chạm vào khí sáng lõi cuối dây số Ta đánh dấu cuối dây Bước 2:Nối lõi đầu dây số với cực pin, a nối lõi đầu dây số với cực pin lại.Nối chặt đầu a  b đèn vào cuối lõi đầu dây cáp Chạm đầu b đèn vào lõi hai dây 1 lại(trừ dây số 1) - Nếu thấy hai lần thử sáng đèn lõi nối với đầu a lõi cuối dây - Nếu lần thử đèn sáng lần thử đèn tối đầu b nối lúc đèn sáng cuối lõi dây Ta đánh dấu cuối dây Bước 3:Nối lõi đầu dây số số với cực pin Nối chặt đầu a đèn vào cuối dây b  a Chạm đầu dây b đèn vào hai lõi cuối hai dây lại.Nếu đèn sáng lõi cuối dây 4, suy lõi cuối dây 3.Nếu đèn khơng sáng cuối dây 3, suy cuối dây Bài 14 Đặt gỗ nằm thăng mép bàn với hai vỏ hộp giống hai đầu gỗ Đổ thể tích cát khơ V1 vào vỏ hộp A , đổ thể tích nước V2 vào vỏ hộp B cho gỗ chớm nghiêng Khi ta có : mcát = mnước 1 V1 = 1 V2 V2 Khi ta đo khối lượng riêng cát: 1  V1 l l Bài 15: Dựa vào tương tác từ trường dòng điện - Đưa nam châm lại gần bóng đèn cho đường sức từ gần vng góc với sợi đốt - Nếu thấy sợi đốt rung mạnh lên dịng điện dịng điện xoay chiều - Nếu khơng thấy rung dịng điện dịng điện khơng đổi Giải thích: Từ trường nam châm tác dụng lên sợi đốt có dòng điện chạy qua Nếu dòng điện xoay chiều có chiều thay đổi liên tục lực từ đổi chiều liên tục làm sợi đốt bị rung Bài 16:Vận dụng tương tác từ trường Trái Đất với từ trường khung dây có dịng điện chạy qua - Dùng dây đồng quấn thành khung dây tròn, cứng - Xuyên hai đầu khung dây qua miếng xốp, không để tiếp xúc nhau, đầu nhô khoảng cm - Cạo lớp sơn cách điện hai đầu dây, sau đầu nối với miếng kẽm nhỏ, đầu để nguyên dây đồng - Pha muối vào nước thành dung dịch điện phân - Thả khung dây gắn xốp vào cốc nước muối cho hai đầu dây ngập dung dịch điện phân, khung không chạm vào cốc - Đợi khung ổn định, mặt phảng khung dây bị định hướng vng góc với kinh tuyến từ Trái Đất Giải thích : -Nước muối với hai cực đồng, kẽm tạo pin cung cấp dòng điện qua khung dây tạo từ trường khung dây -Từ trường Trái Đất tương tác với từ trường khung dây làm cho khung dây làm cho khung bị định hướng kim nam châm Bài 17: -Bạn Minh đưa nam châm lại gần hình tivi, quan sát xem hình bị lệch về hướng - Biết hình ti vi phát sáng nhờ tia điện tử đập vào Từ suy chiều dịng điện từ phía hình đến đuôi đèn - Áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều từ trường suy cực nam châm Bài 18 a.Cho lõi sắt vào lòng ống dây, dùng treo đinh gần đầu lõi sắt Nối hai cực pin với cặp đầu dây nối với núm A,B,C,D ống dây Dây treo đinhcang lệch nghiêng nhiều, bị lõi sắt nhiễm từ hút mạnh số vòng dây ống dây nhiều b.Tùy theo chiều dòng điện chạy vào ống dây mà đầu ống dây cực từ bắc nam Dùng nam châm thẳng để xác định tên cực từ ống dây Sau dùng quy tắc đinh ốc để tìm chiều dịng điện ống dây suy tên cực nguồn điện hộp mắc với ống dây Bài 19 a.Nối dây màu xanh hộp kín đựng pin với đầu điện trở 4, dùng dây dẫn dài nối cuối điện trở với đầu dây màu vàng hộp kín Căn vào chiều quay kim la bàn ta xác định chiều đường sức từ trường quanh đoạn dây dẫn thẳng có dịng điện chỗ đặt cực Bắc kimla bàn Dùng quy tắc đinh ốc xác định chiều dịng điện đoạn dây từ xác định cực nguồn điện b.Nối dây dẫn màu xanh hộp đựng nguồn với cực âm pin 1,5V, nối cực dương pin với đầu đèn nối đầu đèn với dây dẫn màu vàng hộp nguồn Nếu thấy đèn 6V sáng gần bình thường dây dẫn màu xanh nối với cực dương hộp nguồn Nếu thấy đèn V sáng yếu dây dẫn màu xanh nối với cực âm hộp nguồn c Mắc núm (+) vôn kế với dây dẫn màu xanh, núm (-) với dây dẫn màu vàng Nếu kim vôn kế quay theo chiều thuận dây dẫn màu xanh nối với cực dương hộp nguồn Nếu kim quay ngược dây dẫn màu xanh nối với cực âm hộp nguồn, phải ngắt mạch điện , không hỏng vôn kế d.Nối hai thỏi than pin cũ với hai dây dẫn khác màu hộp nguồn nhúng chúng vào dung dịch thuốc rửa ảnh(muối bạc) vừa pha chế Sau thời gian thấy lớp bạc bám vào thỏi than dây dẫn màu nối với nối với cực âm hộp nguồn e.Treo cuộn dây trịn nhẹ vào giá thí nghiệm, cho nằm bao quanh cực Bắc nam châm chữ U Nối hai đầu cuộn dây với hai dầu cuộn dây hộp nguồn Cạnh cuộn dây có có dịng điện chịu tác dụng lực điện từ nằm từ trường nam châm chữ U Dựa vào quy tắc bàn tay trái ta xác định chiều dòng điện qua cuộn dây, từ xác định tên cực hộp nguồn Bài 20 A Mắc mạch điện theo sơ đồ hình bên, V Vơn kế U1, ampekế I1 ta có I1 = U1 U  R1 +R = (1) R +R I1 P A R1 Mắc đầu P với đầu A đầu dây N với đầu C thấy Vơn kế U2 , ampekế I2 ta có I2 = U2 U  R +R = (2) R1 +R I2 M R2 N B R3 C Mắc đầu P với đầu C đầu dây N với đầu B thấy Vôn kế U3 , ampekế I3 ta có I3 = U3 U  R +R = (3) R +R I3  U1 U U3   U1 U3 U   U U U1  + + + -   , R2 =   R =   I1 I I3   I1 I3 I   I2 I I1  Giải R =  Bài 21 -Thả cho hộp rơi từ nhà đồng thời bấm đồng hồ bấm giây nghe thấy tiềng hộp chạm đất đất bấm đồng hồ dừng lại -Thời gian đồng hồ : thời gian rơi hộp (t1) thời gian nghe tiếng động (t2) h  gt12 Ta có : Với va = 340 m/s tốc độ truyền âm khơng khí h va t2 Mà t t1  t2  2h h  Từ xác định độ cao ngơi nhà g va