Bài tập cho học sinh giỏi vật lý 8

Nguyễn văn tú tr ờng thcs thanh mỹ Bài tập vật lí 8 Câu 1: Một động tử xuất phát từ A chuyển động thẳng đều về B cách A 120m với vận tốc 8m/s. Cùng lúc đó một động tử khác chuyển động thẳng đều từ B về A. Sau 10s hai động tử gặp nhau. Tính vận tốc của động tử thứ hai và vị trí hai động tử gặp nhau Câu 2: Hai đoàn tàu chuyển động đều trong sân ga trên hai đờng sắt song song nhau. Đoàn tàu A dài 65m, đoàn tàu B dài 40m. Nếu hai tàu đi cùng chiều, tàu A vợt tàu B trong khoảng thời gian tính từ lúc đầu tàu A ngang đuôi tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đầu tàu B là 70s. Nếu hai tàu đi ngợc chiều thì từ lúc đầu tàu A ngang đầu tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đuôi tàu B là 14s. Tính vận tốc của mỗi tàu. Câu 3: Một động tử xuất phát từ A chuyển động trên đờng thẳng hớng về điểm B với vận tốc ban đầu v 1 = 32m/s. Biết rằng cứ sau mỗi giây vận tốc của động tử lại giảm đi một nửa và trong mỗi giây đó động tử chuyển động đều. 1) Sau bao lâu động tử đến đợc điểm B, biết rằng khoảng cách AB = 60m 2) Ba giây sau kể từ lúc động tử xuất phát, một động tử khác cũng xuất phát từ A chuyển động về B với vận tốc không đổi v 2 = 31m/s. Hai động tử có gặp nhau không? Nếu có hãy xác định thời điểm gặp nhau đó. Câu 4: Một mẩu hợp kim thiếc Chì có khối lợng m = 664g, khối lợng riêng D = 8,3g/cm 3 . Hãy xác định khối lợng của thiếc và chì trong hợp kim. Biết khối lợng riêng của thiếc là D 1 = 7300kg/m 3 , của chì là D 2 = 11300kg/m 3 và coi rằng thể tích của hợp kim bằng tổng thể tích các kim loại thành phần. Câu 5: Một thanh mảnh, đồng chất, phân bố đều khối l- ợng có thể quay quanh trục O ở phía trên. Phần dới của thanh nhúng trong nớc, khi cân bằng thanh nằm nghiêng nh hình vẽ, một nửa chiều dài nằm trong nớc. Hãy xác định khối lợng riêng của chất làm thanh đó. Câu 6: Một hình trụ đợc làm bằng gang, đáy tơng đối rộng nổi trong bình chứa thuỷ ngân. ở phía trên ngời ta đổ nớc. Vị trí của hình trụ đợc biểu diễn nh hình vẽ. Cho trọng lợng riêng của nớc và thuỷ ngân lần lợt là d 1 và d 2 . Diện tích đáy hình trụ là S. Hãy xác định lực đẩy tác dụng lên hình trụ Hớng dẫn giải * Câu 1: Gọi S 1 , S 2 là quãng đờng đi đợc trong 10s của các động tử (xem hình bên) v 1 là vận tốc của động tử chuyển động từ A v 2 là vận tốc của động tử chuyển động từ B S 1 = v 1 .t ; S 2 = v 2 .t v 1 S v 2 B Bài tập hsg vật lý 8 15 15 O N ớc TH. NGÂN M E A B K C A B A AB B Nguyễn văn tú tr ờng thcs thanh mỹ S 1 M S 2 Khi hai động tử gặp nhau: S 1 + S 2 = S = AB = 120m S = S 1 + S 2 = ( v 1 + v 2 )t v 1 + v 2 = t S v 2 = 1 v t S Thay số: v 2 = 48 10 120 = (m/s) Vị trí gặp nhau cách A một đoạn: MA = S 1 = v 1 t = 8.10 = 80m * Câu 2 : S B Khi hai tàu đi cùng chiều (hình bên) Quãng đờng tàu A đi đợc S A = v A .t Quãng đờng tàu B đi đợc S B = v B .t Nhận xét : S A S B = (v A -v B )t = l A + l B Với t = 70s ; l A = 65m ; l B = 40m v A v B = )/(5,1 70 4065 sm t ll BA = + = + (1) l A S A S A Khi hai tàu đi ngợc chiều (hình bên) Tơng tự : S A = v A .t / S B = v B .t / Nhận xét : S A + S B = (v A +v B )t / = l A + l B Với t / = 14s v A + v B = )/(5,7 14 4065 / sm t ll BA = + = + (2) Từ (1) và (2) suy ra v A = 4,5 (m/s) V B = 3 (m/s) S B l A + l B * Câu 3 : 1) Thời gian chuyển động, vận tốc và quãng đờng đi đợc của động tử có thể biểu diễn bởi bảng sau : Giây thứ 1 2 3 4 5 6 Vận tốc (m/s) 32 16 8 4 2 1 Quãng đờng (m) 32 48 56 60 62 63 Căn cứ vào bảng trên ta thấy : Sau 4s động tử đi đợc 60m và đến đợc điểm B 2) Cũng căn cứ vào bảng trên ta thấy hai động tử sẽ gặp nhau tại điểm cách A một khoảng là 62m. Để đợc quãng đờng này động tử thứ hai đi trong 2s: s 2 = v 2 t = 31.2 = 62(m) Trong 2s đó động tử thứ nhất đi đợc s 1 = 4 + 2 = 6m (Quãng đờng đi đợc trong giây thứ 4 và 5). Vậy để gặp nhau động tử thứ nhất đi trong 5 giây còn đông tử thứ hai đi trong 3s * Câu 4: Ta có D 1 = 7300kg/m 3 = 7,3g/cm 3 ; D 2 = 11300kg/m 3 = 11,3g/cm 3 Gọi m 1 và V 1 là khối lợng và thể tích của thiếc trong hợp kim Gọi m 2 và V 2 là khối lợng và thể tích của chì trong hợp kim Bài tập hsg vật lý 8 16 16 A A B N ớc TH. NGÂN M E A B K C Nguyễn văn tú tr ờng thcs thanh mỹ Ta có m = m 1 + m 2 664 = m 1 + m 2 (1) V = V 1 + V 2 3,113,73,8 664 21 2 2 1 1 mm D m D m D m +=+= (2) Từ (1) ta có m 2 = 664- m 1 . Thay vào (2) ta đợc 3,11 664 3,73,8 664 11 mm += (3) Giải phơng trình (3) ta đợc m 1 = 438g và m 2 = 226g * Câu 5: Khi thanh cân bằng, các lực tác dụng lên thanh gồm: Trọng lực P và lực đẩy Acsimet F A (hình bên). Gọi l là chiều dài của thanh. Ta có phơng trình cân bằng lực: 3 2 4 3 2 1 1 2 === l l d d P F A (1) Gọi D n và D là khối lợng riêng của nớc và chất làm thanh. M là khối lợng của thanh, S là tiết diện ngang của thanh F A d 1 P d 2 Lực đẩy Acsimet: F A = S. 2 1 .D n .10 (2) Trọng lợng của thanh: P = 10.m = 10.l.S.D (3) Thay (2), (3) vào (1) suy ra: 2 3 S.l.D n .10 = 2.10.l.S.D Khối lợng riêng của chất làm thanh: D = 4 3 D n * Câu 6: Trên đáy AB chịu tác dụng của một áp suất là: p AB = d 1 (h + CK) + d 2 .BK. Trong đó: h là bề dày lớp nớc ở trên đối với đáy trên d 1 là trọng lợng riêng của nớc d 2 là trọng lợng riêng của thuỷ ngân Đáy MC chịu tác dụng của một áp suất: p MC = d 1 .h h Gọi S là diện tích đáy trụ, lực đẩy tác dụng lên hình trụ sẽ bằng: F = ( p AB - p MC ).S F = CK.S.d 1 + BK.S.d 2 Nh vậy lực đẩy sẽ bằng trọng lợng của nớc trong thể tích EKCM cộng với trngj lợng của thuỷ ngân trong thể tíc ABKE Bài tập Vật lí 8 * Câu 7: Khi đi xuôi dòng sông, một chiếc ca nô đã vợt một chiếc bè tại điểm A. Sau thời gian t = 60phút, chiếc ca nô đi ngợc lại và gặp chiếc bè tại một điểm cách A về phía hạ lu một khoảng l = 6km. Xác định vận tốc chảy của dòng nớc. Biết rằng động cơ của ca nô chạy với cùng một chế độ ở cả hai chiều chuyển động. Bài tập hsg vật lý 8 17 17 Nguyễn văn tú tr ờng thcs thanh mỹ * Câu 8: Một ngời có khối lợng 60kg ngồi trên một chiếc xe đạp có khối lợng 15kg. Diện tích tiếp xúc giữa mỗi lốp xe và mặt đất là 30cm 2 . a) Tính áp suất khí tối thiểu phải bơm vào mỗi bánh xe, biết rằng trọng lợng của ngời và xe đợc phân bố nh sau: 3 1 lên bánh trớc và 3 2 lên bánh sau b) Xác định vận tốc tối đa ngời đạt đợc khi đạp xe. Biết hệ số ma sát giữa xe và đờng là 0,2. Công suất tối đa của ngời khi đạp xe là 1500 J/s * Câu 9: Một quả bóng bay của trẻ em đợc thổi phồng bằng khí Hiđrô có thể tích 4dm 3 . Vỏ bóng bay có khối lợng 3g buộc vào một sợi dây dài và đều có khối lợng 1g trên 10m. Tính chiều dài của sợi dây đợc kéo lên khi quả bóng đứng cân bằng trong không khí. Biết khối l- ợng 1lít không khí là 1,3g và của 1 lít Hđrô là 0,09g. Cho rằng thể tích quả bóng và khối l- ợng riêng của không khí không thay đổi khi quả bóng bay lên. * Câu 10: Một bình chứa một chất lỏng có trọng lợng riêng d 0 , chiều cao của cột chất lỏng trong bình là h 0 . Cách phía trên mặt thoáng một khoảng h 1 , ngời ta thả rơi thẳng đứng một vật nhỏ đặc và đồng chất vào bình chất lỏng. Khi vật nhỏ chạm đáy bình cũng đúng là lúc vận tốc của nó bằng không. Tính trọng lợng riêng của chất làm vật. Bỏ qua lực cản của không khí và chất lỏng đối với vật. * Câu11: Một thiết bị đóng vòi nớc tự động bố trí nh hình vẽ. Thanh cứng AB có thể quay quanh một bản lề ở đầu A. Đầu B gắn với một phao là một hộp kim loại rỗng hình trụ, diện tích đáy là 2dm 2 , trọng lợng 10N. Một nắp cao su đặt tại C, khi thanh AB nằm ngang thì nắp đậy kín miệng vòi AC = 2 1 BC áp lực cực đại của dòng nớc ở vòi lên nắp đậy là 20N. Hỏi mực nớc lên đến đâu thì vòi nớc ngừng chảy. Biết khoảng cách từ B đến đáy phao là 20cm. Khối lợng thanh AB không đáng kể Hớng dẫn giải * Câu7 : Gọi v 1 là vận tốc của dòng nớc (chiếc bè) A C 1 v D 1 vv B v là vận tốc của ca nô khi nớc đứng yên Khi đó vận tốc ca nô: l - Khi xuôi dòng : v + v 1 - Khi ngợc dòng: v v 1 Giả sử B là vị trí ca nô bắt đầu đi ngợc, ta có: AB = (v + v 1 )t Khi ca nô ở B giả sử chiếc bè ở C thì: AC = v 1 t Ca nô gặp bè đi ngợc lại ở D thì: l = AB BD (Gọi t / là thời gian ca nô ngợc lên gặp bè) l = (v + v 1 )t (v v 1 )t / (1) Mặt khác : l = AC + CD Bài tập hsg vật lý 8 18 18 B C A h 1 F A D P h 0 Nguyễn văn tú tr ờng thcs thanh mỹ l = v 1 t + v 1 t / (2) Từ (1) và (2) ta có (v + v 1 )t (v v 1 )t / = v 1 t + v 1 t / vt + v 1 t vt / + v 1 t / = v 1 t + v 1 t / vt = vt / t = t / (3) Thay (3) vào (2) ta có : l = v 1 t + v 1 t v 1 = == 2 6 2t l 3(km/h) * Câu 8 : a) áp suất khí của bánh xe bằng áp suất của xe lên mặt đờng ở bánh trớc : p tr = 2 27778 003,0.3 10.75 10. 3 1 m N S m = ở bánh sau : p s = 2 55554 003,0.3 10.75.2 10. 3 2 m N S m = b) Lực kéo xe chuyển động là : F MS = k.m.10 = 0,2.75.10 = 150(N) Vận tốc tối đa của xe đạp là : v = )/(10 150 1500 sm F P == = 36km/h * Câu 9 : Khi cân bằng lực đẩy ácsimet F A của không khí tác dụng lên quả bóng bằng tổng trọng lợng : P 0 của vỏ bóng; P 1 của khí hiđrô và P 2 của phần sợi dây bị kéo lên F A = P 0 + P 1 + P 2 d 2 V = P 0 + d 1 V + P 2 Suy ra trọng lợng P 2 của phần sợi dây bị kéo lên là: P 2 = d 2 V - d 1 V - P 0 = V(d 2 d 1 ) P 0 = V (D 1 D 2 ).10 P 0 P 2 = 4.10 -3 (1,3 0,09).10 3.10 -3 .10 = 0,018(N) Khối lợng sợi dây bị kéo lên là : m 2 = 0018,0 10 018,0 = (kg) = 1,8g Chiều dài sợi dây bị kéo lên là l = 1,8.10 = 18(m) * Câu 10 : C Khi rơi trong không khí từ C đến D vật chịu tác dụng của trọng lực P. Công của trọng lực trên đoạn CD = P.h 1 đúng bằng động năng của vật ở D : A 1 = P.h 1 = W đ Tại D vật có động năng W đ và có thế năng so với đáy bình E là W t = P.h 0 Vậy tổng cơ năng của vật ở D là : W đ + W t = P.h 1 + P.h 0 = P (h 1 +h 0 ) Từ D đến C vật chịu lực cản của lực đẩy Acsimet F A : F A = d.V Công của lực đẩy Acsimet từ D đến E là E A 2 = F A .h 0 = d 0 Vh 0 Từ D đến E do tác động của lực cản là lực đẩy Acsimet nên cả động năng và thế năng của vật đều giảm. đến E thì đều bằng 0. Vậy công của lực đẩy Acsimét bằng tổng động năng và thế năng của vật tại D: Bài tập hsg vật lý 8 19 19 F F 2 h Nguyễn văn tú tr ờng thcs thanh mỹ P (h 1 +h 0 ) = d 0 Vh 0 dV (h 1 +h 0 ) = d 0 Vh 0 d = 01 00 hh hd + * Câu 11: Trọng lợng của phao là P, lực đẩy Acsimét tác dụng lên phao là F 1 , ta có: F 1 = V 1 D = S.hD Với h là chiều cao của phần phao ngập n- ớc, D là trọng lợng riêng của nớc. Lực đẩy tổng cộng tác dụng lên đầu B là: F = F 1 P = S.hD P (1) áp lực cực đại của nớc trong vòi tác dụng lên nắp là F 2 đẩy cần AB xuống dới. Để nớc ngừng chảy ta phải có tác dụng của lực F đối với trục quay A lớn hơn tác dụng của lực F 2 đối với A: F.BA > F 2 .CA (2) Thay F ở (1) vào (2): BA(S.hD P) > F 2 .CA Biết CA = 3 1 BA. Suy ra: S.hD P > 3 2 F h > SD P F + 3 2 h > 10000.02,0 10 3 20 + 0,8(3)m Vậy mực nớc trong bể phải dâng lên đến khi phần phao ngập trong nớc vợt quá 8,4cm thì vòi nớc bị đóng kín. Bài tập vật lí 8 * Câu 12: a) b) Một vật có trọng lợng P đợc giữ cân bằng nhờ hệ thống nh hình vẽ với một lực F 1 = 150N. Bỏ qua khối lợng của ròng rọc a) Tìm lực F 2 để giữ vật khi vật đợc treo vào hệ thống ở hình b) b) Để nâng vật lên cao một đoạn h ta phải kéo dây một đoạn bao nhiêu trong mỗi cơ cấu (Giả sử các dây đủ dài so với kích thớc các ròng rọc) * Câu 13: Hai quả cầu bằng kim loại có khối lợng bằng nhau đợc treo vào hai đĩa của một cân đòn. Hai quả cầu có khối lợng riêng lần lợt là D 1 = 7,8g/cm 3 ; D 2 = 2,6g/cm 3 . Nhúng quả cầu thứ nhất vào chất lỏng có khối lợng riêng D 3 , quả cầu thứ hai vào chất lỏng có khối lợng riêng D 4 thì cân mất thăng bằng. Để cân thăng bằng trở lại ta phải bỏ vào đĩa có quả cầu thứ hai một khối lợng m 1 = 17g. Đổi vị trí hai chất lỏng cho nhau, để cân thăng bằng ta phải thêm m 2 = 27g cũng vào đĩa có quả cầu thứ hai. Tìm tỉ số hai khối lợng riêng của hai chất lỏng. Bài tập hsg vật lý 8 20 20 B C A F 1 F 2 P P Nguyễn văn tú tr ờng thcs thanh mỹ * Câu 14: Một xe đạp có những đặc điểm sau đây Bán kính đĩa xích: R = 10cm; Chiều dài đùi đĩa (tay quay của bàn đạp): OA = 16cm; Bán kính líp: r = 4cm; Đờng kính bánh xe: D = 60cm A 1) Tay quay của bàn đạp đặt nằm ngang. Muốn khởi động cho xe chạy, ngời đi xe phải tác dụng lên bàn đạp một lực 400N thẳng đứng từ trên xuống. a) Tính lực cản của đờng lên xe, cho rằng lực cản đó tiếp tuyến với bánh xe ở mặt đờng b) Tính lực căng của sức kéo 2) Ngời đi xe đi đều trên một đoạn đờng 20km và tác dụng lên bàn đạp một lực nh ở câu 1 trên 1/10 của mỗi vòng quay a) Tính công thực hiện trên cả quãng đờng b) Tính công suất trung bình của ngờng đi xe biết thời gian đi là 1 giờ * Câu 15: Rót nớc ở nhiệt độ t 1 = 20 0 C vào một nhiệt lợng kế(Bình cách nhiệt). Thả trong nớc một cục nớc đá có khối lợng m 2 = 0,5kg và nhiệt độ t 2 = - 15 0 C. Hãy tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt đợc thiết lập. Biết khối lợng nớc đổ vào m 1 = m 2 . Cho nhiệt dung riêng của nớc C 1 = 4200J/Kgđộ; Của nớc đá C 2 = 2100J/Kgđộ; Nhiệt nóng chảy của nớc đá = 3,4.10 5 J/kg. Bỏ qua khối lợng của nhiệt lợng kế ỏp ỏn - hng dn gii * Cõu 12a) Trong cơ cấu a) do bỏ qua khối lợng của ròng rọc và dây khá dài nên lực căng tại mọi điểm là bằng nhau và bằng F 1 . Mặt khác vật nằm cân bằng nên: P = 3F 1 = 450N Hoàn toàn tơng tự đối với sơ đồ b) ta có: P = 5F 2 Hay F 2 = 5 450 5 = P = 90N b) + Trong cơ cấu hình a) khi vật đi lên một đoạn h thì ròng a) b) Rọc động cũng đi lên một đoạn h và dây phải di chuyển một đoạn s 1 = 3h + Tơng tự trong cơ cấu hình b) khi vật đi lên một đoạn h thì dây phải di chuyển một đoạn s 2 = 5h * Câu 13: Bài tập hsg vật lý 8 21 21 F 1 P F P F 1 F 2 F 2 Nguyễn văn tú tr ờng thcs thanh mỹ Do hai quả cầu có khối lợng bằng nhau. Gọi V 1 , V 2 là thể tích của hai quả cầu, ta có D 1 . V 1 = D 2 . V 2 hay 3 6,2 8,7 2 1 1 2 === D D V V Gọi F 1 và F 2 là lực đẩy Acsimet tác dụng vào các quả cầu. Do cân bằng ta có: (P 1 - F 1 ).OA = (P 2 +P F 2 ).OB Với P 1 , P 2 , P là trọng lợng của các quả cầu và quả cân; OA = OB; P 1 = P 2 từ đó suy ra: P = F 2 F 1 hay 10.m 1 = (D 4. V 2 - D 3 .V 1 ).10 Thay V 2 = 3 V 1 vào ta đợc: m 1 = (3D 4 - D 3 ).V 1 (1) Tơng tự cho lần thứ hai ta có; (P 1 - F 1 ).OA = (P 2 +P F 2 ).OB P = F 2 - F 1 hay 10.m 2 =(D 3 .V 2 - D 4 .V 1 ).10 m 2 = (3D 3 - D 4 ).V 1 (2) 43 34 2 1 D -3D D -3D )2( )1( == m m m 1 .(3D 3 D 4 ) = m 2 .(3D 4 D 3 ) ( 3.m 1 + m 2 ). D 3 = ( 3.m 2 + m 1 ). D 4 21 12 4 3 3 3 mm mm D D + + = = 1,256 * Câu 14: 1. a) Tác dụng lên bàn đạp lực F sẽ thu đợc lực F 1 trên vành đĩa, ta có : F. AO = F 1 . R F 1 = R Fd (1) Lực F 1 đợc xích truyền tới vành líp làm cho líp quay kéo theo bánh xe. Ta thu đợc một lực F 2 trên vành bánh xe tiếp xúc với mặt đờng. Ta có: F 1 . r = F 2 . 2 D A F 2 = NNF DR rd F D r 3,85400. 10.60 16.4.2 22 1 == Lực cản của đờng bằng lực F 2 là 85,3N b) Lực căng của xích kéo chính là lực F 1 . theo (1) ta có F 1 = N640 10 16.400 = 2. a) Mỗi vòng quay của bàn đạp ứng với một vòng quay của đĩa và n vòng quay của líp, cũng là n vòng quay của bánh xe. Ta có: 2R = 2rn do đó n= 4 4 16 == r R Mỗi vòng quay của bàn đạp xe đi đợc một quãng đờng s bằng n lần chu vi bánh xe. s = Dn = 4D Muốn đi hết quãng đờng 20km, số vòng quay phải đạp là: N = D l 4 b) Công thực hiện trên quãng đờng đó là: A = J D Fdl D dl F dN F 664106 6,0.20 20000.16,0.400 204.20 2 20 2 ==== c) Công suất trung bình của ngời đi xe trên quãng đờng đó là: Bài tập hsg vật lý 8 22 22 F 1 F 1 F 2 2 22 Nguyễn văn tú tr ờng thcs thanh mỹ P = W s J t A 30 3600 664106 == * Câu 15: Khi đợc làm lạnh tới 0 0 C, nớc toả ra một nhiệt lợng bằng: Q 1 = m 1 .C 1 (t 0) = 0,5.4200.20 = 42 000J Để làm nóng nớc đá tới 0 0 C cần tốn một nhiệt lợng: Q 2 = m 2 .C 2 (0 t 2 ) = 0,5.2100.15 = 15 750J Bây giờ muốn làm cho toàn bộ nớc đá ở 0 0 C tan thành nớc cũng ở 0 0 C cần một nhiệt lợng là: Q 3 = .m 2 = 3,4.10 5 .0,5 = 170 000J Nhận xét: + Q 1 > Q 2 : Nớc đá có thể nóng tới 0 0 C bằng cách nhận nhiệt lợng do nớc toả ra + Q 1 Q 2 < Q 3 : Nớc đá không thể tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần. Vậy sau khi cân bằng nhiệt đợc thiết lập nớc đá không tan hoàn toàn và nhiệt độ của hỗn hợp là 0 0 C Bài tập vật lí 8 * Câu 16: Nhiệt độ bình thờng của thân thể ngời ta là 36,6 0 C. Tuy vậy ngời ta không cảm thấy lạnh khi nhiệt độ không khí là 25 0 C và cảm thấy rất nóng khi nhiệt độ không khí là 36 0 C. Còn ở trong nớc thì ngợc lại, khi ở nhiệt độ 36 0 C con ngời cảm thấy bình thờng, còn khi ở 25 0 C , ngời ta cảm thấy lạnh. Giải thích nghịch lí này nh thế nào? * Câu 17 Một chậu nhôm khối lợng 0,5kg đựng 2kg nớc ở 20 0 C a) Thả vào chậu nhôm một thỏi đồng có khối lợng 200g lấy ở lò ra. Nớc nóng đến 21,2 0 C. Tìm nhiệt độ của bếp lò? Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nớc và đồng lần lợt là: c 1 = 880J/kg.K , c 2 = 4200J/kg.K , c 3 = 380J/kg.K . Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trờng b) Thực ra trong trờng hợp này, nhiệt lợng toả ra môi trờng là 10% nhiệt lợng cung cấp cho chậu nớc. Tìm nhiệt độ thực sự của bếp lò. c) Nếu tiếp tục bỏ vào chậu nớc một thỏi nớc đá có khối lợng 100g ở 0 0 C. Nớc đá có tan hết không? Tìm nhiệt độ cuối cùng của hệ thống hoặc lợng nớc đá còn sót lại nếu tan không hết? Biết nhiệt nóng chảy của nớc đá là = 3,4.10 5 J/kg * Câu 18 Trong một bình đậy kín có một cục nớc đá có khối lợng M = 0,1kg nổi trên nớc, trong cục đá có một viên chì có khối lợng m = 5g. Hỏi phải tốn một nhiệt lợng bằng bao nhiêu để cục nớc đá có lõi chì bắt đầu chìm xuống. Cho khối lợng riêng của chì bằng 11,3g/cm 3 , của nớc đá bằng 0,9g/cm 3 , nhiệt nóng chảy của nớc đá là = 3,4.10 5 J/kg. Nhiệt độ nớc trung bình là 0 0 C * Câu 19 Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa m 1 = 2kg nớc ở t 1 = 20 0 C, bình 2 chứa m 2 = 4kg nớc ở t 2 = 60 0 C. Ngời ta rót một lợng nớc m từ bình 1 sang bình 2, sau khi cân bằng nhiệt, ngời ta lại rót một lợng nớc m nh thế từ bình 2 sang bình 1. Nhiệt độ cân bằng ở bình 1 lúc này là t 1 = 21,95 0 C a) Tính lợng nớc m trong mỗi lần rót và nhiệt độ cân bằng t 2 của bình 2 b) Nếu tiếp tục thực hiện lần hai, tìm nhiệt độ cân bằng của mỗi bình Hớng dẫn giải * Câu 16: Bài tập hsg vật lý 8 23 23 Nguyễn văn tú tr ờng thcs thanh mỹ Con ngời là một hệ nhiệt tự điều chỉnh có quan hệ chặt chẽ với môi trờng xung quanh. Cảm giác nóng và lạnh xuất hiện phụ thuộc vào tốc độ bức xạ của cơ thể. Trong không khí tính dẫn nhiệt kém, cơ thể con ngời trong quá trình tiến hoá đã thích ứng với nhiệt độ trung bình của không khí khoảng 25 0 C. nếu nhiệt độ không khí hạ xuống thấp hoặc nâng lên cao thì sự cân bằng tơng đối của hệ Ngời Không khí bị phá vỡ và xuất hiện cảm giác lạnh hay nóng. Đối với nớc, khả năng dẫn nhiệt của nớc lớn hơn rất nhiều so với không khí nên khi nhiệt độ của nớc là 25 0 C ngời đã cảm thấy lạnh. Khi nhiệt độ của nớc là 36 đến 37 0 C sự cân bằng nhiệt giữa cơ thể và môi trờng đợc tạo ra và con ngời không cảm thấy lạnh cũng nh nóng * Câu 17 a) Gọi t 0 C là nhiệt độ của bếp lò, cũng là nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng. Nhiệt lợng chậu nhôm nhận đợc để tăng từ t 1 = 20 0 C đến t 2 = 21,2 0 C: Q 1 = m 1 . c 1 . (t 2 t 1 ) (m 1 là khối lợng của chậu nhôm ) Nhiệt lợng nớc nhận đợc để tăng từ t 1 = 20 0 C đến t 2 = 21,2 0 C: Q 2 = m 2 . c 2 . (t 2 t 1 ) (m 2 là khối lợng của nớc ) Nhiệt lợng khối đồng toả ra để hạ từ t 0 C đến t 2 = 21,2 0 C: Q 3 = m 3 . c 3 . (t 0 C t 2 ) (m 2 là khối lợng của thỏi đồng ) Do không có sự toả nhiệt ra môi trờng xung quanh nên theo phơng trình cân bằng nhiệt ta có : Q 3 = Q 1 + Q 2 m 3 . c 3 . (t 0 C t 2 ) = (m 1 . c 1 + m 2 . c 2 ). (t 2 t 1 ) t 0 C = 380.2,0 2,21.380.2,0)202,21)(4200.2880.5,0( ))( ( 33 233122211 ++ = ++ cm tcmttcmcm t 0 C = 232,16 0 C b) Thực tế, do có sự toả nhiệt ra môi trờng nên phơng trình cân bằng nhiệt đợc viết lại: Q 3 10%( Q 1 + Q 2 ) = Q 1 + Q 2 Q 3 = 110%( Q 1 + Q 2 ) = 1,1.( Q 1 + Q 2 ) Hay m 3 . c 3 . (t t 2 ) = 1,1.(m 1 . c 1 + m 2 . c 2 ). (t 2 t 1 ) t = 380.2,0 2,21.380.2,0)202,21)(4200.2880.5,0(1,1 ))( (1,1 33 233122211 ++ = ++ cm tcmttcmcm t = 252,32 0 C c) Nhiệt lợng thỏi nớc đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở 0 0 C Q = .m 3,4.10 5 .0,1 = 34 000J Nhiệt lợng cả hệ thống gồm chậu nhôm, nớc, thỏi đồng toả ra để giảm từ 21,2 0 C xuống 0 0 C là Q = (m 1 .c 1 + m 1 .c 1 + m 1 .c 1 ) (21,2 0) = ( 0,5. 880 + 2. 4200 + 0,2. 380). 21,2 = 189019J Do Q > Q nên nớc đá tan hết và cả hệ thống âng lên đến nhiệt độ t đợc tính : Q = Q Q = [m 1 .c 1 + (m 2 + m).c 2 + m 3 .c 3 ]. t Nhiệt lợng còn thừa lại dùng cho cả hệ thống tăng nhiệt độ từ 0 0 C đến t t = C Q 0 332211 6,16 380.2,04200).1,02(880.5.0 34000189019 .cm m).c (m .cm = +++ = +++ * Câu 18 Để cục chì bắt đầu chìm không cần phải tan hết đá, chỉ cần khối lợng riêng trung bình của nớc đá và cục chì trong nó bằng khối lợng riêng của nớc là đủ Gọi M 1 là khối lợng còn lại của cục nớc đá khi bắt đầu chìm ; Điều kiện để cục chì bắt đầu chìm là : n D V mM = + 1 Trong đó V : Thể tích cục đá và chì Bài tập hsg vật lý 8 24 24 [...]... 58, 120C Và cho lần rót từ bình 2 sang bình 1: m.( t2 - t1) = (m1 m)( t1- t1) t1.m1 = m t2 + (m1 - m) t1 m.t '' 2 + (m1 m).t '1 = 23,76 0 C t 1= m1 Bài tập vật lí 8 * Câu 20: Chiếu một tia sáng hẹp vào một gơng phẳng Nếu cho gơng quay đi một góc quanh một trục bất kì nằm trên mặt gơng và vuông góc với tia tới thì tia phản xạ sẽ quay đi một góc bao nhiêu? Theo chiều nào? * Câu 21: Bài tập hsg vật. .. OB JK = 0,075 + (1,65 0,15) = 1,575m Bài tập hsg vật lý 8 27 Nguyễn văn tú trờng thcs thanh mỹ 28 c) Chiều cao tối thiểu của gơng để thấy đợc toàn bộ ảnh là đoạn IJ Ta có : IJ = JK IK = 1,575 0,75 = 0 ,82 5m d) Các kết quả trên không phụ thuộc vào khoảng cách từ ngời đến gơng do trong các kết quả không phụ thuộc vào khoảng cách đó Nói cách khác, trong việc giải bài toán dù ngời soi gơng ở bất cứ vị... I1 + I2 = 2 A Do KRBC K 2 = B = C B = C = 2A Trong ABC có A + B + C = 180 0 0 180 = 36 0 A= 5 = C = 2 A = 72 0 B A + 2 A + 2 A = 5 A = 180 0 Bài tập hsg vật lý 8 28 Nguyễn văn tú 29 Bài tập hsg vật lý 8 trờng thcs thanh mỹ 29 ... đó cho thấy trên từng mặt phản xạ có sự trùng nhau của tia tới và tia ló Điều này chỉ xảy ra khi tia KR tới gơng G3 theo hớng vuông góc với mặt gơng Trên hình vẽ ta thấy : Tại I : I1 = I2 = A Tại K: K1 = K 2 Mặt khác K1 = I1 + I2 = 2 A Do KRBC K 2 = B = C B = C = 2A Trong ABC có A + B + C = 180 0 0 180 = 36 0 A= 5 = C = 2 A = 72 0 B A + 2 A + 2 A = 5 A = 180 0 Bài tập hsg vật. .. sáng sau khi phản xạ lần lợt trên các gơng lại đi ra ngoài qua lỗ S và không bị lệch so với phơng của tia chiếu đi vào Hãy xác định góc hợp bởi giữa các cặp gơng với nhau * Câu 20: Hớng dẫn giải Bài tập hsg vật lý 8 26 Nguyễn văn tú * Xét gơng quay quanh trục O từ vị trí M1 đến vị trí M2 (Góc M1O M1 = ) lúc đó pháp tuyến cũng quay 1 góc N1KN2 = (Góc có cạnh tơng ứng vuông góc) * Xét IPJ có: Góc IJR2 =... góc với tia tới thì tia phản xạ sẽ quay đi một góc bao nhiêu? Theo chiều nào? * Câu 21: Bài tập hsg vật lý 8 25 Nguyễn văn tú 26 Hai gơng phẳng M1 , M2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào nhau Cách nhau một đoạn d Trên đờng thẳng song song với hai gơng có hai điểm S, O với các khoảng cách đợc cho nh hình vẽ a) Hãy trình bày cách vẽ một tia sáng từ S đến gơng M1 tại I, phản xạ đến gơng M2 tại J rồi... ta chỉ xét trờng hơph cho một bóng, các bóng còn lại là tơng tự (Xem hình vẽ bên) Gọi L là đờng chéo của trần nhà : L = 4 2 5,7m Khoảng cách từ bóng đèn đến chân tờng đối diện là : S1D = H 2 + L2 = (3,2) 2 + (4 2 ) 2 = 6,5m T là điểm treo quạt, O là tân quay của cánh quạt A, B là các đầu mút khi cánh quạt quay Xét S1IS3 ta có : AB = OI OI = AB IT = S1 S 2 IT S1 S 2 H 3,2 2.0 ,8 2 = 2 = 0,45m L 5,7... 41g = 59g Nhiệt lợng cần thiết là: Q = .M = 3,4.105.59.10-3 = 20 060J Nhiệt lợng này xem nh chỉ cung cấp cho cục nớc đá làm nó tan ra * Câu 19 a) Sau khi rót lợng nớc m từ bình 1 sang bình 2, nhiệt độ cân bằng của bình 2 là t2 ta có: m.c(t2- t1) = m2.c(t2- t2) m (t2- t1) = m2 (t2- t2) (1) Tơng tự cho lần rót tiếp theo, nhiệt độ cân bằng của bình 1 là t1 Lúc này lợng nớc trong bình 1 chỉ còn (m1 m)... ở bốn góc của một trần nhà hình vuông mỗi cạnh 4m và một quạt trần ở chính giữa trần nhà Quạt trần có sải cánh (Khoảng cách từ trục quay đến đầu cánh) là 0,8m Biết trần nhà cao 3,2m tính từ mặt sàn Em hãy tính toán thiết kế cách treo quạt để sao cho khi quạt quay Không có điểm nào trên mặt sàn bị sáng loang loáng * Câu 24: Ba gơng phẳng (G1), (G21), (G3) đợc lắp thành một lăng trụ đáy tam giác cân nh . Trong ABC có 0 180 =++ CBA 0 0 0 36 5 180 180 5 2 2 ====++ AAAAA 0 72 2 === ACB Bài tập hsg vật lý 8 28 28 NguyÔn v¨n tó tr êng thcs thanh mü Bµi tËp hsg vËt lý 8 29 29 . = 0,0 18( N) Khối lợng sợi dây bị kéo lên là : m 2 = 00 18, 0 10 0 18, 0 = (kg) = 1,8g Chiều dài sợi dây bị kéo lên là l = 1 ,8. 10 = 18( m) * Câu 10 : C Khi rơi trong không khí từ C đến D vật chịu. cả động năng và thế năng của vật đều giảm. đến E thì đều bằng 0. Vậy công của lực đẩy Acsimét bằng tổng động năng và thế năng của vật tại D: Bài tập hsg vật lý 8 19 19 F F 2 h Nguyễn văn tú