Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý lớp 9

NỘI DUNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI ĐỀ 1: 1. Một động tử xuất phát từ A và chuyển động 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. Đáp số: (V 2 = 4m/s, chỗ gặp nhau cách A: 80m) - Gọi S 1 , S 2 là quãng đường đi được trong 10s của các động tử. V 1 , V 2 là vận tốc của vật chuyển động từ A và từ B. Ta có: S 1 = v 1 .t ; S 2 = v 2 .t Khi hai vật gặp nhau: S = S 1 + S 2 = (v 1 +v 2 )t 1 2 120 12 10 S v v t ⇒ + = = = Suy ra: v 2 = 12 – v 1 = 12 – 8 = 4m/s. Vị trí gặp nhau cách A: S 1 = v 1 .t = 8.10 = 80m 2. Một người đi xe máy từ A đến B cách nhau 400m. Nửa quãng đường đầu, xe đi trên đường nhựa với vận tốc không đổi V 1 , nửa quãng đường sau xe chuyển động trên cát nên vận tốc chỉ bằng 1 2 2 V V V = . Hãy xác định các vận tốc V 1 , V 2 sao cho sau 1 phút người ấy đến được điểm B.Đáp số: ( V 1 =10m/s, V 2 =5m/s) - Theo bài cho, ta có: t 1 + t 2 = t hay t 1 +t 2 =60s 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3.400 2 2 60 60 2 20 10 / 2 2 2 2 S S S S S v v m s v v v v v v ⇔ + = + ⇔ = ⇔ = ⇔ = ⇒ = Và v 2 = 1 10 5 / 2 2 v m s= = 3. Năng suất tỏa nhiệt của củi khô là 10.10 6 J/kg. Nếu dùng 2kg củi khô có thể đun sôi được 50 lít nước từ 20 o C đựng trong một nồi nhôm khối lượng 3kg được hay không? (Cho rằng không có năng lượng hao phí). Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg độ, nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg độ. Đáp số: ( Được, Q củi = 20.106J) - Nhiệt lượng thu vào của nước: Q 1 = m.C. ∆ t = 50.4200.80 = 16800000J Nhiệt lượng thu vào của ấm: Q 2 = m.C. ∆ t = 3.880.80 = 211200J Nhiệt lượng cả ấm nước: Q 12 = Q 1 + Q 2 = 16800000 + 211200 = 17011200 = 17.10 6 J Nhiệt lượng tỏa ra của củi: Q = m.q = 2.10.10 6 = 20.10 6 J. Vì Q củi > Q 12 nên đun được 50 lít nước như bài đã cho. 4. Động cơ của một máy bay cần có công suất bằng bao nhiêu để nâng được máy bay lên cao 2km trong thời gian 2 phút. Biết rằng trọng lượng máy bay là 30 000N. Đáp số: ( 500 000W ) - Ta có: P = . 30000.2000 500000 120 A P h W t t = = = 5. Một ôtô có khối lượng m=1000kg chạy lên một cái dốc cao 12m với vận tốc 36km/h và đi từ chân dốc đến đỉnh dốc hết 12 giây. Cho biết hiệu suất của con dốc( mặt phẳng nghiêng) là 80%. a/ Xác định lực kéo của động cơ. b/ Xác định độ lớn của lực ma sát. c/ Tính công suất động cơ xe nói trên. Giải: a) Công có ích đưa ô tô lên cao 12m: A i = P.h = 10000.12 = 120000(J). Công toàn phần do lực kéo của động cơ: H = 120000 150000( ) 0,8 i i tp tp A A A J A H ⇒ = = = Lực kéo của động cơ: A = Fk.S k A F S ⇒ = mà S = v.t = 10.12 = 120(m ) nên k A 150000 F 1250(N) S 120 = = = b)Lực ma sát: F ms = ms A S mà A ms = A tp – A i = 150000 – 120000 = 30000(N ) nên ms ms A 30000 F 250(N) S 120 = = = c) Công suất đông cơ: P = tp A t = 150000 12500(W) 12,5(kW) 12 = = ĐỀ 2: 1. Một cầu thang cuốn đưa hành khách từ tầng trệt lên tầng lầu trong siêu thị. Cầu thang trên đưa một người hành khách đứng yên lên lầu trong thời gian t 1 = 1 phút. Nếu cầu thang không chuyển động thì người hành khách đó phải đi 1 mất thời gian t 2 = 3 phút. Hỏi nếu cầu thang chuyển động, đồng thời người khách đi trên nó thì phải mất bao lâu để đưa người đó lên lầu? Đáp số: t = 3/4 phút - Gọi v 1 : vận tốc chuyển động của thang; v 2 : vận tốc người đi bộ. Nếu người đứng yên, thang chuyển động thì chiều dài thang được tính: S = v 1 .t 1 1 1 S v t ⇒ = (1) Nếu thang đứng yên, còn người chuyển động trên mặt thang thì chiều dài thang được tính: S = v 2 .t 2 2 2 S v t ⇒ = (2). Nếu thang chuyển động với v 1 , đồng thời người đi bộ trên thang với v 2 , thì chiều dài thang được tính: S = (v 1 + v 2 )t 1 2 S v v t ⇒ + = (3) Thay (1),(2) vào (3) ta được: 1 2 1 2 1 2 1 2 .1 1 1 1.3 3 1 3 4 t tS S S t t t t t t t t t + = ⇔ + = ⇔ = = = + + (phút) 2. Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước ở 25 o C. Muốn đun sôi lượng nước đó trong 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Biết rằng nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và 30% nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh. Đáp số: 789,3( )W=P - Nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ 25 o C tới 100 o C là: Q 1 = m 1 .c 1 (t 2 – t 1 ) = 0,5.880.(100 – 25) = 33000(J) Nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của nước: Q = m 2 .c 2 .(t 2 – t 1 ) = 2.4200.(100 – 25) = 630000(J). Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết: Q = Q 1 + Q 2 = 33000 + 630000 = 663000J. Mặt khác, nhiệt lượng có ích để đun nước do ấm điện cung cấp trong thời gian 20 phút là: Ta có: H = . .100 100 tp i i tp Q H Q Q Q ⇒ = (với H = 100% - 30% = 70%) Hay Q i = .100 . . 663000.100 789,3 100 . 70.1200 i Q P t H P W H t ⇒ = = = 3. Cho mạch điện như hình vẽ: U=180V; R 1 =2000 Ω ; R 2 =3000 Ω . a) Khi mắc vôn kế có điện trở R v song song với R 1 , vôn kế chỉ U 1 =60V. Hãy xác định cường độ dòng điện qua các điện trở R 1 và R 2 . b) Nếu mắc vôn kế song song với điện trở R 2 , vôn kế chỉ bao nhiêu? Đáp số: a/ I 2 = 0,04(A) b/ U BC = 90(V) a) Cường độ dòng điện qua R 1 ( Hình vẽ) I 1 = 1 1 60 0,03 2000 U A R = = Cường độ dòng điện qua R 2 : I 2 = 2 180 60 0,04 3000 AB U U A R − − = = b) Điện trở của vôn kế R V . Theo hình vẽ ở câu a ta có: I 2 = I V + I 1 hay I V = I 2 – I 1 = 0,04 – 0,03 = 0,01A. Vậy R V = 1 V U I = 60 6000 0,01 = Ω Điện trở tương đương của đoạn mạch BC: R BC = 2 2 . 6000.3000 2000 6000 3000 V V R R R R = = Ω + + Cường độ dòng điện toàn mạch: I = 1 180 0,045 2000 2000 AB BC U A R R = = + + Hiệu điện thế giữa hai điểm BC: U BC = I.R BC = 0,045.2000 = 90V 4. Người ta muốn có 100kg nước ở nhiệt độ 35 o C, phải đổ bao nhiêu nước có nhiệt độ độ 15 o C và bao nhiêu nước sôi? Đáp số: Nước ở 15 0 C: m = 76,47(kg) Nước ở 100 0 C là: 23,53(kg) - Gọi m là khối lượng nước ở 15 o C, nước ở 100 o C là: 100 – m . Nhiệt lượng do m nước ở 15 o C nhận vào để tăng lên 35 o C: Q 1 = mc.(t – t 1 ) Nhiệt lượng do (100 – m)nước sôi tỏa ra để còn 35 o C: Q 2 = (100 – m)c(t 2 – t) Phương trình cân bằng nhiệt cho: Q 1 = Q 2 Hay: mc(t –t 1 ) = (100 – m)c(t 2 – t) 2 B R V U V + - A R 1 R 2 c ⇔ m(35 – 15) = (100 – m)(100 – 35) ⇔ 20m = 6500 – 65m 6500 76,47 85 m kg⇒ = = Lượng nước sôi cần dùng là: 100 – 76,47 = 23,53 kg 5. Hiệu điện thế của lưới điện là U=220V được dẫn đến nơi tiêu thụ cách xa l=100m bằng hai dây dẫn bằng đồng có điện trở suất ρ =1,7. 8 10 m − Ω (hình vẽ) Nơi tiêu thụ gồm 100 bóng đèn loại 75W và 5 bếp loại 1000W mắc song song. Tính đường kính dây dẫn, biết rằng hiệu điện thế các dụng cụ trên lúc cùng hoạt động chỉ còn 200U V ′ = . Đáp số: d = 3,7 (mm) Giải: Cường độ dòng điện qua mỗi đèn và mỗi bếp điện: 1 1 2 2 75 0,375( ) 200 1000 5( ) 200 I A U I A U = = = ′ = = = ′ P P Vì các dụng cụ điện trên mắc song song nên I chạy trong dây dẫn là: I = 100I 1 + 5I 2 = 100. 0,375 + 5.5 = 62,5(A) Gọi R là điện trở cả 2 dây dẫn (cả đi và về) thì: U = I.R + U ′ 8 6 2 2 220 200 0,32( ) 62,5 .2 2 2.1,7.10 .100 10,625.10 10,625 0,32 U U I l l VôùiR S m mm S R ρ ρ − − ′ − − = Ω = ⇒ = = = = Tiết diện của dây dẫn là: 2 . 4 4.10,625 3,7( ) 4 3,14 d S S d mm π π = ⇒ = = = ĐỀ 3: 1. Hai bến sông A và B cách nhau 24km, dòng nước chảy đều theo hướng AB với vận tốc 6km/h. Một ca nô chuyển động đều từ A đến B hết 1 giờ. Hỏi ca nô đi ngược từ B về A trong bao lâu, biết rằng khi đi xuôi và khi đi ngược công suất của máy ca nô là như nhau. Đáp số: t ′ = 2(h) Gọi V là vận tốc của ca nô khi nước yên lặng. Khi đi xuôi dòng vận tốc thực của ca nô là: V + 4 (km/h) Ta có: S=AB=(V+4)t => V+4 = S t V= 24 6 18( / ) 1 km h− = Khi đi ngược dòng vận tốc thực của ca nô là: 6 18 6 12( / )V V km h ′ = − = − = Vậy 24 2( ) 12 S t h V ′ = = = ′ 2. Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m 1 = 100g chứa m 2 = 400g nước ở nhiệt độ t 1 = 10 o C. Người ta thả vào nhiệt lượng kế một thỏi hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng m = 200g được nung nóng đến nhiệt độ t 2 = 120 o C. Nhiệt độ cân bằng của hệ thống là 14 o C. Tính khối lượng nhôm và thiếc có trong hợp kim. Cho nhiệt dung riêng của nhôm, nước và thiếc lần lượt là C 1 = 900J/kg.K; C 2 = 4200J/kg.K; C 3 = 230J/kg.K Đáp số: m 3 =0,031kg; m 4 = 0,169kg Gọi t là nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt. Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế nhôm hấp thụ là: 1 1 1 1 . ( )Q m C t t= − Nhiệt lượng do nước hấp thụ là: 2 2 2 1 . ( )Q m C t t= − Nhiệt lượng do thỏi hợp kim nhôm tỏa ra: 3 3 3 2 . ( )Q m C t t= − 3 U U’ b ñ Nhiệt lượng do thỏi thiếc tỏa ra: 4 4 4 2 . ( )Q m C t t= − Khi có cân bằng nhiệt: 1 2 3 4 1 1 2 2 1 3 3 4 4 2 1 1 2 2 1 3 3 4 4 2 3 3 4 4 ( ) ( ) ( ) 66,7 ( ) 66,7(1) Q Q Q Q m C m C t t m C m C t t m C m C t t m C m C t t m C m C + = + ⇔ + − = + − + − ⇒ + = = − ⇔ + = Và 3 4 0,2(2)m m+ = Theo đề bài 3 4 0,2m m⇒ = − (*) . Thay (*) vào (1) Ta có: m 3 =0,031kg; m 4 = 0,169kg 3. Trộn lẫn rượu vào nước người ta thu được một hỗn hợp 188g ở nhiệt độ 30 o C. Tính khối lượng nước và rượu đã pha. Biết rằng lúc đầu rượu có nhiệt độ 20 o C và nước có nhiệt độ 80 o C. Cho nhiệt dung riêng của rượu là 2500J/kg.độ và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.độ. Bỏ qua sự bốc hơi của rượu? Đáp số: m 1 =20g; m 2 = 168g Nhiệt lượng rượu hấp thu: 1 1 1 1 1 ( ) 25000.Q m C t t m= − = Nhiệt lượng do nước tỏa ra: 2 2 2 2 1 2 ( ) 210000.Q m C t t m= − = Phương trình cân bằng nhiệt: Và 1 2 2 2 1 188 9,4 188 188 20( ) 9,4 188 20 168( ) m m m m g m g + = ⇔ = ⇒ = = = − = 4. Một cục nước đá có khối lượng 1,2kg ở nhiệt độ -12 o C. Tính nhiệt lượng cần dùng để làm nóng chảy hoàn toàn cục nước đá này. Biết nhiệt dung riêng của nước đá là 1800J/kg.độ; nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.10 5 J/kg? Đáp số: Q= 433920(J) Nhiệt lượng khối nước đá tăng nhiệt độ từ -12 0 C-> 0 0 C Q 1 =mC(t 2 – t 1 ) = 1,2.1800.(0-(-12) = 25920(J) Nhiệt lượng khối nước đá ở 0 0 C đến nóng chảy hoàn toàn: Q 2 = 5 1,2.3,4.10 408000( )m J λ = = Tổng nhiệt lượng cần thiết: Q 1 + Q 2 = 25920 + 408000 = 433920 (J) 5. Người ta dùng 1 đòn bẩy bằng kim loại dài 2m để nâng một vật nặng có trọng lượng 2000N. Hỏi phải đặt điểm tựa ở vị trí nào trên đòn bẩy để chỉ dùng một lực 500N tác dụng lên đầu kia của thanh kim loại thì đòn bẩy đạt điều kiện cân bằng? Đáp số: Đặt điểm tựa tại địa điểm cách vật 0,4m. Gọi x là khoảng cách từ người đến điểm tựa(l 1 ) 2-x là khoảng cách từ vật đến điểm tựa(l 2 ) Điều kiện cân bằng của đòn bẩy: Vậây đặt điểm tựa tại địa điểm cách vật 0,4m.( Tự vẽ hình ) ĐỀ 4: 1. Một cốc có dung tích 250cm 3 . Đầu tiên người ta bỏ vào đó vài miếng nước đá có nhiệt độ -8 o C, sau đó rót thêm nước ở nhiệt độ 35 o C vào cho tới miệng cốc. Khi đá tan hết thì nhiệt độ của nước là 15 o C. a) Khi đá tan hết thì mực nước trong cốc hạ xuống hay tràn ra ngoài? b) Tính khối lượng nước đá ban đầu. Biết nhiệt dung riêng của nước đá C đ = 2100J/kg.độ. Nhiệt nóng chảy của nước đá ở 0 o C là Q = 335.10 3 J/kg. Nhiệt dung riêng của nước là C n = 4200J/kg.độ. Đáp số: a) Không có giọt nước nào tràn ra ngoài. b) m 1 =0,042kg; m 2 = 0,208kg Giải:a) Nước đá có D nhỏ hơn nước nên nổi lên mặt nước. Theo định luật Acsimet: 4 1 2 1 2 1 2 25000 210000 8,4 Q Q m m m m = ⇔ = ⇒ = 1 2 2 1 500 2 2000 500 4000 2000 2500 4000 1,6( ) F l x F l x x x x x m − = ⇔ = ⇔ = − ⇔ = ⇒ = P ỏ = P nc b choỏn ch . M ming nc ỏ ch choỏn ch ca phn nc t ming cc tr xung, do ú khi tan thnh nc, ch nc y ch cú trng lng bng ch nc b choỏn ch, s khụng cú git no trn ra ngoi. b) Khi nc ỏ tan ht thỡ nc cng va ti ming cc nờn: Tng khi lng ỏ v khi lng nc ch bng khi lng ca 250cm 3 nc tc 250g. Gi m 1 : Khi lng nc ỏ m 2 = 0,25 m 1 (Khi lng ca nc) Nhit lng do cc nc ỏ thu vo qua cỏc giai on bin i: q 1 = m 1 .C ( t 2 t 1 ) = 2100m 1 (0-(-8)=16800m 1 q 2 = m 1 . = 335000m 1 q 3 = m 1 .C n ( t 3 t 2 ) = 4200m 1 (15-0 = 63000m 1 Nhit lng tt c do cc nc ỏ thu vo: Q 1 = q 1 +q 2 +q 3 = 414800m 1 Nhit lng do nc ta ra: Q 2 =m 2 .C n (t 4 -t 3 )= 4200m 2 (35-15)=84000m 2 Hay: Q 2 = 84000(0,25-m 1 ) Ta cú phng trỡnh cõn bng nhit: Q 1 = Q 2 2. Mt pa lng gm mt rũng rc c nh O v t rũng rc ng O c dựng kộo vt M cú khi lng 60kg lờn cao. Ngi kộo dõy cú khi lng 65kg ng trờn mt bn cõn t ng (cõn ng h). Hi: a) S ch ca cõn lỳc ang kộo. b) Lc F tỏc dng vo im treo rũng rc O lỳc ang kộo. ỏp s: a) S ch ca cõn lỳc ang kộo: 85kg b) Lc F tỏc dng vo im treo rũng rc O lỳc ang kộo: 400N Gii: a) Trng lng vt M P = 10M = 10. 60 = 600( N ) Theo cỏch mc pa lng ny thỡ li 3 ln v lc: Vy lc kộo F l: F = 600 : 3 = 200 ( N ). Lc ny tng ng vi trng lc tỏc dng vo vt cú khi lng m: m = P : 10 =F :10 = 200 : 10 = 20 ( kg ) Lc kộo F hng lờn, thng ng, dõy xut hin phn lc kộo ngi xung cựng bng lc F. Nh vy khi lng ca ngi nh tng thờm 20kg v ch s ca cõn l: M = M + m =65 + 20 = 85 ( kg ) b/ Rũng rc O chu lc kộo ca hai dõy. Vùy lc tỏc dng vo im treo ca nú l: F = 2F = 2. 200 = 400 ( N ). 3. Mt khi g hỡnh hp cú chiu cao h = 10cm, cú khi lng riờng D 1 = 880kg/cm 3 , c th trong mt bỡnh nc cú khi lng riờng D = 1000kg/m 3 . a) Tỡm chiu cao ca mt g nhụ lờn khi mt nc. b) thờm vo bỡnh mt lp du khụng trn ln vi nc cú khi lng riờng D 2 = 700kg/m 3 . Tớnh chiu cao phn g nhụ lờn khi mt nc. ỏp s: a) 1,2cm b) 6 cm Gii a/ Gi V : th tớch khi g h 1 : chiu cao phn g chỡm trong nc. V : th tớch phn g chỡm trong nc. Ta cú: V : V = h : h h = h . ( V :V ) ( 1 ) Vt ni trờn mt nc nờn trng lng vt M bng vi lc y Acsimet (tc l bng vi trng lng khi nc cú th tớch V). P M = F Ar V. D 1 = V.D nc / 1 880 (2) 1000 nửụực D V V D = = T (1) v (2) ta suy ra: h = 10. 880 8,8 1000 cm= Chiu cao phn g nhụ lờn khi mt nc: 10 8,8 = 1,2cm b) Mi dm 3 ca vt phn chỡm trong nc chu tỏc dng ca lc hng lờn, lc ny bng hiu ca lc y Acsimet v trng lc tỏc dng vo 1dm 3 y: f = 10(D nc D 1 ) = 10(1 0,88) = 1,2N. Mi dm3 ca phn chỡm trong du cng chu tỏc dng ca mt lc tng t nhng hng xung: f = 10(D 1 - D du ) = 10(0,88 0,7) = 1,8N hay / 1,2 2 1,8 3 f f = = 5 1 1 1 2 414800 84000(0,25 ) 0,042( ) 0,25 0,042 0,208( ) m m m kg vaứ m kg = = = = Để vật cân bằng thì lực tác dụng vào 2 phần này phài bằng nhau. Do đó, thể tích của hai phần này tỉ lệ với f và f’, nghĩa là tỉ lệ với 2 và 3. Nhưng thể tích lại tỉ lệ với chiều cao nên chiều cao phần chìm trong nước bằng 3 2 chiều cao phần chìm trong dầu, tức bằng 3 5 chiều cao của vật. Vậy chiều cao khối gỗ chìm trong nước: 3 .10 6 5 cm= 4. a) Bóng đèn thứ nhất Đ 1 ( có điện trở R 1 ) chịu được hiệu điện thế lớn nhất là 120V. Bóng đèn thứ hai Đ 2 ( có điện trở R 2 = 0,5.R 1 ) chịu được hiệu điện thế lớn nhất là 30V.Ghép hai bóng đèn trên nối tiếp nhau giữa hai điểm có hiệu điện thế U. Hỏi U lớn nhất là bao nhiêu? b) Một dây dẫn đồng tính, tiết diện đều AB có điện trở R=60 Ω . Một vôn kế có điện trở R v mắc giữa hai điểm A và B thì chỉ một hiệu điện thế 110V. Mắc vôn kế đó giữa A và C ( AC = 1/3 AB) thì vôn kế chỉ 30V. Hỏi khi mắc vôn kế giữa C và B thì vôn kế chỉ bao nhiêu? Đáp số: a) Đèn 1: U lớn nhất = 60V b) U CB = 60V Giải: a) Cường độ dòng điện qua đèn: I = 1 2 2 2 2 ( ) ( 2 ) 3 U U U R R R R R = = + + ( Vì R 2 = 0,5R 1 ⇒ R 1 =2R 2 ) Hiệu điện thế hai đầu đèn 1 là: U 1 = R 1 .I = 2 2 2 .2 3 3 U U R R = . Vì U 1 ≤ 120V nên 2 120 180 3 U U V≤ ⇒ ≤ Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn 2: U 2 = I.R 2 = 2 2 2 . 30 30 90 3 3 3 U U U R VìU V neân U V R = ≤ ≤ ⇒ ≤ Từ kết quả trên ta suy ra U lớn nhất là bằng 60V. b) Ta có: U AB = 110V Khi U AC = 30V thì U CB = 80V. Hai đoạn AC và CB nối tiếp nhau nên: 30 3 30 8 AC AB CB CB R U R U = = = . Điện trở đoạn AC là: 60 20 3 = Ω và điện trở đoạn CB là 40 Ω . Điện trở tương đương giữa A và C: R AC = 20 20 . 20 (2) 20 V V V V R R R R R R = + + Từ (1): R AC = 3 3 .40 15 8 8 CB R = = Ω . Thay R AC = 15 Ω vào(2), ta được R V = 60 Ω . Khi mắc vôn kế giữa C và B thì điện trở đoạn AC là 20 Ω , điện trở tương đương giữa C và B: R CB = .40 60.40 24 40 60 40 V V R R = = Ω + + . Khi đó U CB là: U CB = . 110.24 60 20 24 CB AC CB U R V R R = = + + ĐỀ 5: 1. a) Một khí cầu có thề tích 10m 3 chứa khí hidro có thể kéo lên trên một vật nặng bằng bao nhiêu? Biết trọng lượng của vỏ khí cầu là 100N, trọng lượng riêng của không khí là 12,9 N/m 3 , của khí hidro là 0,9N/m 3 b) Muốn kéo một nhười nặng 60kg lên thì khí cầu có thểà tích tối thiểu là bao nhiêu, nếu coi trọng lượng vỏ khí cầu vẫn không đổi? Đáp số: a)Trọng lượng tối đa của vật mà khí cầu có thể kéo lên là: 20N. b) Thể tích của khí cầu khi kéo người lên là: 58,33m 3 . 2. Phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở loại 5 Ω để mắc thành mạch điện trở 8 Ω ?Vẽ sơ đồ cách mắc. Đáp số: Có 4 cách mắc và dùng tối thiểu là 10 điện trở loại 5 Ω . 3. Một ôtô công suất của động cơ là P 1 = 30kW, khi có trọng tải ôtô chuyển động với vận tốc là v 1 = 15m/s. Một ô tô khác công suất của động cơ là P 2 = 20kW, cùng trọng tải như ô tô trước thì ô tô này chuyển động với vận tốc là v 2 = 10m/s. Nếu nối hai ô tô này một dây cáp thì chúng sẽ chuyển động với một vận tốc nào? Đáp số: V= 12,5 m/s 4. Một học sinh kéo đều một trọng vật 12N lên theo mặt phẳng nghiêng dài 0,8m và cao 20cm. Lực kéo có hướng song song với chiều dài mặt phẳng. Dùng lực kế đo được giá trị lực kéo đó là 5,4N. Tính: a) Lực ma sát. b) Hiệu suất mặt phẳng nghiêng. 6 5Ω 5Ω 5Ω 5Ω T 5 Ω 5 Ω 5 Ω 5 Ω T c) Lực cần thiết để chuyển dịch đều trọng vật xuống phía trước mặt phẳng nghiêng. Đáp số: a) F=3N b) H = 56% c) F ′ = 0,6N 5. Một bóng đèn hình cầu có đường kính 4cm dược đặt trên trục của vật chắn sáng hình tròn, cách vật 20cm. Sau vật chắn sáng có một màn vuông góc với trục của hai vật, cách vật 40cm. a) Tìm đường kính của vật, biết bóng đèn có đường kính 16cm. b) Tìm bề rộng vùng nửa tối. Đáp số: a) d = A 1 B 1 = 8cm. b) Bề rộng vùng nửa tối: 8cm Giải: Câu 1: ( 3 điểm) a – Trọng tâm của khí hiđro trong khí cầu : 3 3 . 0,9 / . 10 9 H H P d V N m m N= = = Trọng lượng của khí cầu : 100 9 129 V H P P P N N N= + = + = Lực đẩy Acsimet tác dụng lên khí cầu: 3 3 . 12,9 / .10 129 A K F d V N m m N= = = Trọng lượng tối đa của vật mà khí cầu có thể kéo lên là: ' 129 109 20 A P F P N N N= − = − = b - Gọi thể tích của khí cầu khi kéo người là V x trọng lượng của khí trong khí cầu đó là: ' . H H x P d V= Trọng lượng của người: 10. 10.60 600 N P m N= = = Lực đẩy Acsimet : ' . A K x F d V= Muốn bay lên được thì khí cầu phải thỏa mãn điều kiện sau: ' ' A V H N F P P P> + = . 100 . 600 K x H x d V d V> + + ( ) 700 x K H V d d− > 3 700 700 58,33 12,9 0,9 x K H V m d d > = = − − Câu 2: - Để có điện trở 8Ω phải mắc nối tiếp với điện trở 5Ω một điện trở X mà: 5 8 3X X+ = Ω ⇒ = Ω - Đề có điện trở X = 3Ω phải mắc song song với điện trở 5Ω điện trở Y sao cho : 1 1 1 7,5 5 3 Y Y + = ⇒ = Ω - Để có điện trở Y = 7, 5 Ω phải mắc nối tiếp với điện trở 5Ω và một điện trở Z mà : 5 7,5 2,5Z Z+ = Ω ⇒ = Ω - Để có điện trở Z = 2,5Ω phải mắc song song với điện trở 5Ω một điện trở T mà : 1 1 1 5 5 2,5 T T + = ⇒ = Ω 7 5Ω x 5Ω 5Ω Y 5Ω 5Ω 5Ω Z = − = − = ' ms F F f 3N 2,4N 0,6N ∆ ∆ = = = ⇒ = 1 KIB KI A,tacó: 2 KI IB AB 1 KI I A A B 2 1 1 1 1 KI 2KI ～ = ∆ ∆ = ⇒ = × + + = × = ⇒ = = − = − = 1 1 1 2 1 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 40 KI cm 3 xét KI A KI C,tacó KI I A KI I C I A KI I C KI 40 40 KI I I 3 hayI C I A .4 40 KI 3 I C 16cm Từ đó,bềrộngvùngnửatối : A C I C I A 16 8 8cm ～ = = = = ⇒ = = = = + ⇒ = = 2 2 2 2 2 2 2 OI IA BA 4 1 OI I A B A 16 4 4OI OI OI II OI 60 3.OI 60 hay OI 20cm ∆ ∆ = = + + ⇒ = = × = ⇒ = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 OIA OI A OI IA BA Tacó: OI I A B A OI OI II 20 20 A B .AB AB .4 OI OI 20 A B 8cm ～ Câu 4: a) Theo định luật về cơng ta có: 0,2 . . 12 3 0,8 F h h F P N N P l l = ⇒ = = = Lực ma sát : 5,4 3 2,4 K ms ms K f F f f f F N N N= + → = − = − = b) Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng: = = = = co ùích toànphần K A P.h 12N.0,2m H .100% .100% .100% 56% A f .l 5,4N.0,8m c) Lực cần thiết để chuyển dịch đều trọng vật xuống phía dưới mặt phẳng nghiêng : Câu 5: a) Xét ∆ ∆ 2 2 OIA OI A～ ta có : Tương tự : Xét b) Xét : (1) Mặt khác : IK + KI 1 = II 1 = 20cm (2) Từ (1) và (2) ta suy ra : 8 o A B A 1 B 1 I 1 B 2 D I 2 A 2 C K I ĐỀ 6: Câu 1: Tính hiệu suất của động cơ một ô tô, biết rằng khi nó chuyển động với vận tốc v = 72km/h thì động cơ có công suất là P = 20kW và tiêu thụ V = 10 lít xăng trên quãng đường S = 100km, cho biết khối lượng riêng và năng suất tỏa nhiệt của xăng là D = 0,7.10 3 kg/m 3 ; q = 4,6.10 7 J/kg. Câu 2: Với 2 lít xăng, một chiếc xe máy có công suất 1,4KW chuyển động với vận tốc 36Km/h thì sẽ đi được quãng đường dài bao nhiêu? Biết rằng hiệu suất của động cơ 30%, khối lượng riêng của xăng là 700kg/m 3 và năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.10 6 J/kg. Câu 3: Năng suất tỏa nhiệt của củi khô là 10.10 6 J/kg. Nếu dùng 2kg củi khô có thể đun sôi được 50lít nước từ 20 o C đựng trong một nồi nhôm khối lượng 3kg được hay không?( Cho rằng không có năng lượng hao phí). Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.độ, nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.độ. Giải: - Nhiệt lượng thu vào của nước: Q 1 = m.C. ∆ t = 50.4200.80 = 16800000J Nhiệt lượng thu vào của ấm: Q 2 = m.C. ∆ t = 3.880.80 = 211200J Nhiệt lượng cả ấm nước: Q 12 = Q 1 + Q 2 = 16800000 + 211200 = 17011200 = 17.10 6 J Nhiệt lượng tỏa ra của củi: Q = m.q = 2.10.10 6 = 20.10 6 J. Vì Q củi > Q 12 nên đun được 50 lít nước như bài đã cho. Câu 4: Động cơ của một máy bay cần có công suất bằng bao nhiêu đề nâng được máy bay lên cao 2km trong thời gian 2 phút. Biết rằng trọng lượng máy bay là 30000N. Giải:- Ta có: P = . 30000.2000 500000 120 A P h W t t = = = Câu 5: Một xe ôtô có khối lượng m = 1000kg chạy trên một con dốc 12m với vận tốc 36Km/h và đi từ chân dốc đến tới đỉnh dốc hết 12 giây. Cho biết hiệu suất của con dốc ( mặt phẳng nghiêng) là 80%. a) Xác định lực kéo của động cơ. b) Xác định độ lớn lực ma sát. c) Tính công suất động cơ xe nói trên. Giải: a) Công có ích đưa ô tô lên cao 12m: A i = P.h = 10000.12 = 120000(J). Công toàn phần do lực kéo của động cơ: H = 120000 150000( ) 0,8 i i tp tp A A A J A H ⇒ = = = Lực kéo của động cơ: A = F k .S k A F S ⇒ = mà S = v.t = 10.12 = 120(m ) nên k A 150000 F 1250(N) S 120 = = = b)Lực ma sát: F ms = ms A S mà A ms = A tp – A i = 150000 – 120000 = 30000(N ) nên ms ms A 30000 F 250(N) S 120 = = = c) Công suất đông cơ: P = tp A t = 150000 12500(W) 12,5(kW) 12 = = Câu 6: Tại sao về mùa hè đi xe đạp không nên bơm căng bánh xe hơn về mùa đông. ĐỀ 7: Câu 1: Tại hai điểm A, B cách nhau 72 km. Cùng lúc một ô tô đi từ A và một xe đạp đi từ B ngược chiều nhau và gặp nhau sau 1 giờ 12 phút. Sau đó, ô tô tiếp tục về B rồi quay lại với vận tốc cũ và gặp xe đạp sau 48 phút, kể từ lần gặp trước. a- Tính vận tốc của ô tô và xe đạp. b- Nếu ô tô tiếp tục đi về A rồi quay lại thì sẽ gặp người đi xe đạp sau bao lâu kể từ lần gặp thứ hai. Giải: a) V 1 : vận tốc ô tô Vận tốc giữa hai xe khi chuyển động ngược V 2 : vận tốc xe đạp chiều: V = V 1 + V 2 = AB 1 S 72 60km / h t 1,2 = = S AB = 72km Sau thời gian t 2 hai xe chuyển động đến gặp t 1 = 1 giờ 20 phút = 1,2 giơ ø nhau tại (D). Ô tô đi được quãng đường: t 2 = 48 phút – 0,8 giờ S 1 ’ + S 1 ’’ = V 1 .t 2 . Xe đạp đi được quãng đường: V 1 =? V 2 = ? t 3 = ? S 2 ’ = V 2 .t 2 . Ta có: S 1 ’ + S 1 ’’ =2S 2 + S 2 ’ 9 Hay V 1 .t 2 = 2V 2 .t 1 + V 2 .t 2 (1) 0,8V 1 = 2.1,2.V 2 + 0,8V 2 0,8.V 1 = 3,2.V 2 V 1 = 4V 2 (2) Từ (1) và (2) ta có: V 1 = 48km/h và V 2 = 12km/h b) Quãng đường xe đạp đã đi được là: S BD = S 2 + S 2 ’.V 2 (t 1 + t 2 ) = 12(1,2 + 0,8) = 24km Sau thời gian t 3 hai xe cùng chuyển động đến gặp nhau ( tại E). Xe đạp đi được quãng đường: S DE = V 2 .t 3 . Ô tô đi được là S DA + S AE = V 1 .t 3 . Mặt khác: S DA + S AE +S DE = 2AD hay V 1 .t 3 + V 2 .t 3 = 2AD  (V 1 + V 2 ) t 3 = 2 (AB – BD ) 60 t 3 = 2.48  t 3 = 96: 60 = 1,6 Vậy t 3 = 1giờ 36 phút Câu 2: Một thỏi hợp kim chì kẽm có khối lượng 500g ở 120 0 C được thả vào một nhiệt lượng kế có nhiệt dung 300J/độ chứa 1kg nước ở 20 0 C. Nhiệt độ khi cân bằng là 22 0 C. Tìm khối lượng chì, kẽm có trong hợp kim. Biết: nhiệt dung riêng của chì là 130J/kg.độ, nhiệt dung riêng của kẽm là 400J/kg.độ, nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.độ Giải: Gọi m 1 là khối lượng chì có trong hợp kim, m 2 là khối lượng kẽmcó trong hợp kim. Ta có: m = m 1 + m 2 = 0,5 kg (1) Nhiệt lượng do chì tỏa ra: Q 1 = C 1 .m 1 .( t 1 – t ) Nhiệt lượng do kẽm tỏa ra: Q 2 = C 2 .m 2 .( t– t 2 ) Nhiệt lượng do nhiệt kế thu vào: Q 3 = C 3 m 3 ( t – t 2 ) Nhiệt lượng do nước thu vào: Q 4 .m 4 ( t – t 2 ) Theo phương trình cân bằng nhiệt: Ta có: Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 hay ( C 1 m 1 + C 2 m 2 ) ( t 1 – t ) = ( C 3 m 3 + C 4 m 4 ) (t - t 2 ) C 1 m 1 + C 2 m 2 = ( C 3 m 3 + C 4 m 4 ). ( t – t 2 ): ( t 1 - t ) ⇔ 130 m 1 + 400m 2 = 92 Giải hệ ( 1 ) và ( 2 ) ta được: m 1 = 0,4 kg và m 2 = 0,1 kg. Câu 3: Một thuyền máy và một thuyền chèo cùng xuất phát xuôi dòng từ A đến B. Biết AB dài 14km. Thuyền máy chuyển động với vận tốc 24km/h so với nước. Nước chảy với vận tốc 4km/h so với bờ. Khi thuyền máy đến B nó lập tức quay về A và lại tiếp tục quay về B. Biết thuyền máy và thuyền chèo đến B cùng lúc. a) Tìm vận tốc thuyền chèo so với nước. b) Không kể 2 bến sông A, B, trong quá trình chuyển động hai thuyền gặp nhau ở đâu? Giải: a) SAB = 14km a) Gọi V 1 là vận tốc thuyền máy so với nước V1 = 24km/h V 2 là vận tốc nước so với bờ V2 = 4km/h V 3 là vận tốc thuyền so với nước V3 = ?km/h; vị trí gặp? S là chiều dài quãng đường AB Ta có: vận tốc thuyền máy khi xuôi dòng: V 1 ’ = V 1 + V 2 Vận tốc thuyền máy khi ngược dòng: V1’’ = V1 – V2 Vận tốc thuyền chèo khi xuôi dòng: V3’ = V3 + V2 Do hai thuyền cùng xuất phát và cùng về đến địch, theo đề bài ta có: / / // 3 1 1 2S S S V V V = + 3 3 2 1 2 1 2 3 2 1 2 1 34 4,24 / 4 24 4 24 4 280 S S S V km h V V V V V V V = + ⇔ = + = ⇒ = + + − + + − b) Thời gian thuyền máy xuôi dòng: (A → B) t 1 = / 1 1 2 14 0,5 24 4 S S h V V V = = = + + . Trong thời gian này thuyền chèo đi được: 10 [...]... 6.10 19 ) 2 f = 9. 1 09 = 2,3.10 19 N - Lc tng tỏc l lc hỳt (1 09 ) 2 qq 2 9 q1q2 b) Khong cỏch gia hai in tớch: F = 9. 1 09 1 2 2 r = 9. 10 f r 9 7 8 9. 10 5.10 4.10 r2 = = 104 r =102 m =1cm 1,8 c) Tớnh q1 = q2 =q r 2 f (3.102 ) 2 0, 4 q2 = = = 4.1014 q = 2.10-7N 9 9 9. 10 9. 10 2 q3 nm cõn bng thỡ q3 phi nm trờn on AB, ng thi cỏc lc tỏc dng lờn q3 phi cú ln bng nhau, q1q3 q2 q3 9 ngha l: 9. 1 09 2 = 9. 10... nhau, mun vy q3 phi l in tớch õm, qq 9 q q dng thi ln ca hai lc ú bng nhau, ngha l: 9. 1 09 1 2 2 = 9. 10 1 2 3 (2) a r 5 a) T cụng thc P= U.I suy ra dũng in chy trong dõy dn: I = 18 õy a l khong cỏch AB, x l khong cỏch MA T (1) v (2) rỳt ra: 2 q2 q2 a q x2 a x q2 = = 2 + 1 q3 = 2 q2 ; 2 ; ữ= a q1 x q1 a x q1 Thay s ta c: a 22,5.108 5 4 = + 1 = x = a = 4,8cm 7 x 9. 10 4 5 2 16 4,8 7 q3 = ữ q2 =... v v Gi S l khong cỏch t Trỏi t n Mt Trng, nờn S = S//2 Túm tt : v = 300.000km/s t = 2,66s Bi lm: Tớnh S = ? km Quóng ng tia lade i v v 22 S/ = v t = 300.000 x 2,66 = 798 .000km Khong cỏch t Trỏi t n Mt Trng S = S//2 = 798 .000 / 2 = 399 .000 km Bi 4 : Hai ngi xut phỏt cựng mt lỳc t 2 im A v B cỏch nhau 60km Ngi th nht i xe mỏy t A n B vi vn tc V1 = 30km/h Ngi th hai i xe p t B ngc v A vi vn tc V2 = 10km/h... = mc(t2 t1) = VDc(t2 t1) ị Qớch = 2.1.4200(100 20) = 672000J t1 = 20oC t2 = 100oC Nhit lng m bp ta ra trong 10 phỳt l: c = 4200 J/kg.K Qton phn = Q1.t2 = 96 000.10 = 96 0000J Q ớch 672000 D = 1kg/l Hiu sut ca bp l: H = ?% H= = 100% = 70% Q tp 96 0000 c) t = 2,5 gi c) Nu s dng bp ny mi ngy 2,5 gi thỡ s m ca cụng t in trong 1 thỏng (30 ngy) bng: n = 30 ngy A = nRI2t = 30.100.42.2,5 = 120kWh = 120 s A... Cho bit in lng ca ht nhõn nguyờn t hidro v ca electron bng nhau v bng 1,6.10-19C, khong cỏch gia chỳng bng 10-9m b) Hai in tớch im q1 = 5.10-7C; q2 = 4.10-8C y nhau mt lc l 1,8N Tớnh khong cỏch gia hai in tớch ú c) Tớnh cỏc in tớch q1 = q2 = q, bit khi t cỏch nhau mt on 3cm thỡ chỳng y nhau mt lc l 0,4N 2 Cho in tớch im q1 = 9. 10-7C t ti A v in tớch im q2 = 22,5.10-8C t ti B Hai in tớch q1,q2 l hai in... 3 90 0 +m 4 230 =135,5 => m3 = 140g v m4 = 40g 2 Khi dựng bp ci un sụi 3 lớt nc t 240C ngi ta ó t ht 1,5 kg ci khụ Tớnh nhit lng ó b mt mỏt trong quỏ trỡnh un nc Cho Cnc=4200J/kg. Gii: Nhit lng cn thit un sụi nc: Q = m.c.V t = 3.4200.(100 24) = 95 7600(J) Nhit lng ta ra khi t chỏy hon ton 1,5kg ci khụ:Q/ = q.m = 107.1,5= 15000000(J) Nhit lng ó mt trong quỏ trỡnh un nc l: V Q = Q/ - Q = 15000000 95 7600... 15000000 95 7600 = 14042400(J) 3 Mt ụtụ chy vi vn tc v = 54km/h thỡ cụng sut mỏy phi sinh ra l 45kW Hiu sut mỏy l H = 30% Hóy tớnh lng xng cn thit xe i c 150km Cho bit khi lng riờng ca xng D =700kg/m 3, nng sut ta nhit ca xng q = 4,6.107J/kg Gii: S Cụng sinh ra trờn quóng ng S: A= P t = P v A P.S Nhit lng do xng ta ra sinh cụng ú: Q = = H H v Mt khỏc, nhit lng ta ra khi xng b t chỏy hon ton: Q P.S Q... = 0,375.24 = 9V U2 = I.R2 = 0,375.8 = 3V( hoc U2 = U U1 = 12 9 = 3V) + Song song: Hiu in th 2 u mi in tr: U1 = U2 = U = 12V U 12 = = 2A Cng dũng in mch chớnh: I= R 'td 6 U 12 U 12 = = 0,5 A = = 1,5 A Cng dũng in qua mi in tr: I1 = I2 = R1 24 R2 8 c) + Ni tip: Cụng sut ca dũng in qua mi in tr: P =U1 I (1) 1 P2 =U 2 I (2) P U } P =U 1 2 + Song song: 1 2 P '1 = I1 U P '2 =U I 2 9 = = 3 P = 3P2... 364160J Mt khỏc, nhit lng m dũng in ta ra trờn in tr un sụi m nc trong thi gian t l: U2 Q = RI 2 t = t R U2 220 2 R= t= 10.60 = 79, 75 W Giỏ tr in tr ca dõy in tr l: Q 364160 4 Túm tt: Gii: a) R = 100W a) Nhit lng m bp ta ra trong 1 phỳt l: I =2A Q1 = RI2t = 100.42.60 = 96 000J = 96 kJ t1 = 1 phỳt b) Nhit lng m bp cung cp lm sụi nc ( phn Q =? nhit lng cú ớch) l: b) V = 2l Q ớch = mc(t2 t1) = VDc(t2 t1)... Quóng ng m ụ tụ ó i l : S2= V2.(t - 7) = 75.(t-7) Quóng ng tng cng m hai xe i n gp nhau AB = S1 + S2 AB = 50 (t - 6) + 75 (t - 7) 300 = 50t - 300 + 75t - 525 125t = 1125 t = 9 (h) S1=50 ( 9 - 6 ) = 150 km Vy hai xe gp nhau lỳc 9 h v hai xe gp nhau ti v trớ cỏch A: 150km v cỏch B: 150 km b/ V trớ ban u ca ngi i b lỳc 7 h Quóng ng m xe gn my ó i n thi im t = 7h AC = S1 = 50.( 7 - 6 ) = 50 km Khong cỏch . electron: 19 2 9 19 9 2 (1,6.10 ) 9. 10 . 2,3.10 (10 ) f N − − − = = - Lực tương tác là lực hút. b) Khoảng cách giữa hai điện tích: F = 9. 10 9 . 1 2 2 q q r 2 9 1 2 9. 10 . q q r f ⇒ = 9 7 8 2 4 2 9. 10. trong khí cầu : 3 3 . 0 ,9 / . 10 9 H H P d V N m m N= = = Trọng lượng của khí cầu : 100 9 1 29 V H P P P N N N= + = + = Lực đẩy Acsimet tác dụng lên khí cầu: 3 3 . 12 ,9 / .10 1 29 A K F d V N m m N=. .4.10 10 10 1 1,8 r r m cm − − − − = = ⇒ = = c) Tính q1 = q2 =q. q 2 = 2 2 2 14 9 9 . (3.10 ) .0,4 4.10 9. 10 9. 10 r f − − = = ⇒ q = 2.10 -7 N 2. Để q 3 nằm cân bằng thì q 3 phải nằm trên đoạn