Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng

Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng Chuyên đề mơn Vật Lí THCS NHỮNG KIẾN THỨC TỐN HỌC CƠ BẢN I- Số học: * Số nghịch đảo: y ~ x  * Tương quan tỉ lệ :   y ~ x a c * Tỉ lệ thức: = b d II- Đại số: Giải pt ax + by = c ( pp giải : thế, cộng đại số, đồ thị) a ' x + b ' y = c ' 1, Hệ pt bậc nhất:  2, Phương trình bậc 2: 3, Phương trình bậc cao: VD: ax3+bx2+cx+d = ĐK: x > (Đại lượng vật lí) Đốn nghiệm => phân tích ra: (x + x0)(a'x2 + b'x + c) = Thông thường tốn Vật lí nghiệm x0 Phần cịn lại vơ nghiệm nghiệm âm - Tìm cực trị hàm số ( p2) * Hàm bậc 2: Phân tích thành hiệu bình phương số hạng tự ax2 + bx + c = (a' - x0)2 + b' f(x)min (a' - x0)2 = => x0 = a' * Đồ thị: P(x0, y0) b 2a ∆ y0 = − 4a x0 = − * Bất đẳng thức Cosi: a > 0, b > => Hệ quả: a+b ≥ ab * a>0, b>0 a+b = const => Tích lớn a = b * a >0, b>0 mà a.b = const => Tổng (a+b) nhỏ a = b a+b a b ≥ ab , + ≥ 2 b a − ≤ sin, cos ≤ * Lượng giác: => tìm cực trị Có thể từ: (a-b)2 = => III- Hình học: - Tam giác đồng dạng: Tài liệu tập huấn hè 2009 trường hợp tam giác thường trường hợp tam giác vuông Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng IV- Lượng giác: sin α = Đ K Đ K , cos α = , tg α = , cotg α = H H K Đ PHẦN I: CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC I/ Tóm tắt lý thuyết A- Chuyển động thẳng đều: 1, Chuyển động học: a Sự thay đổi vị trí vật so với vật khác => chuyển động Tùy theo vật làm mốc: Chuyển động có tính chất tương đối b Chuyển động đều: Vật quãng đường khoảng thời gian (vận tốc không đổi theo thời gian) c Vận tốc chuyển động đều: Đặc trưng nhanh (chậm) chuyển động v= S t Đơn vị: m/s, km/h… 2, Phương trình đồ thị chuyển động đều: Từ v = S t Đồ thị: => S= vt - Đồ thị đường - Đồ thị vận tốc a, Đồ thị đường đi: S=vt x = x0 + vt Lấy điểm A (A' ) đồ thị Khoảng cách AB, A’B' biểu diễn tgian Khoảng cách OB, xoB' biểu diễn quãng đường 3, Các phương trình: + Pt đường đi: + Pt vận tốc: S = vt v= S t + Pt hoành độ: x = x0 + vt 4, Sự khác pt chuyển động pt hoành độ + Pt đường đi: phụ thuộc S, t + Pt hoành độ: Tọa độ thời điểm Tài liệu tập huấn hè 2009 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng 5, P2 chung giải toán lập pt: - Chọn gốc tọa độ - Chọn mốc thời gian - Chọn chiều dương 6, Đồ thị: α lớn => v lớn Có p2 giải: Bằng cách lập pt Bằng đồ thị: - Cách đọc đồ thị - Cách lập đồ thị 7, Tổng hợp vận tốc: - Cùng phương:(cùng, ngược chiểu) - Có phương đồng quy: v1, v2: Vận tốc thành phần v: Vận tốc tổng hợp    v = v1 + v 8, Tổng hợp chuyển động: A chuyển động B, B chuyển động với C : Chuyển động thành phần A chuyển động C Chuyển động tổng hợp B- Chuyển động biến đổi đều: 1, ĐN: vận tốc thay đổi theo thời gian Tài liệu tập huấn hè 2009 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng 2, Vận tốc trung bình: S S1 + S + + S n v1t1 + v t + v n t n Vtb = t = t + t + + t = t + t + t n n Chú ý: Khi nói Vtb phải cụ thể đoạn đường Vtb khác v II/ Bài tập Bài 1: Hai ô tô khởi hành điểm cách 54km chiều v1 = 54km/h, v2 = 36 km/h, a Sau cách A khoảng xe gặp b Cũng hỏi xe ngược chiều c Nếu xe ngược chiều nhau, sau 30 phút gặp vận tốc xe bao nhiêu? Tóm tắt: vA = 54km/h, vB = 36km/h a t= ?, AC = ? b vA, vB ngược chiều tìm t, AD c t=30 ph vB= ? Giải: a Giả sử gặp C: Xe SA, xe SB SB=vBt SA= SB + 54 Theo ta có: tA=tB=t S S A B t= v = v A B => (1) S A vA = S B vB S A − S B v A − vB = SB vB 54 18 = Thay số ta có: S B 36 (2) => => SB=108 (km) Thay vào (2) ta có: SA= 108 + 54 = 162 S 162 A = 3(h) tA = v = 54 A b Hai xe ngược chiều: SA+SB=54 (km) Theo ta có: Tài liệu tập huấn hè 2009 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng S A SB S A vA = = hay v A vB S B vB S A + S B v A + vB = => S vB B 54 90 = Thay số: => SB = 21,6 (km) S B 36 => SA = 54-21,6=28,4 (km) Vậy cách A quãng đường 28,4 (km) tA=tB= 28,4 = 0,6 (h) 54 c Để xe gặp sau vB= ? Ta có : S A SB = = (h) => SA = vAt = 54.0,5 =27 (km) v A vB SB = 54-27 = 27 (km) => vA=vB=54(km/h) Bài 2: Một động tử X có vận tốc di chuyển m/s Trên đường di chuyển từ A đến C, động tử có dừng lại điểm E thời gian 3s ( cách A khoảng 20cm) Thời gian để X di chuyển từ E đến C 8s Khi X bắt đầu di chuyển khỏi E gặp động tử Y di chuyển ngược chiều Động tử Y di chuyển tới A quay lại C gặp động tử X C (động tử Y di chuyển không thay đổi vận tốc) 1, Vẽ đồ thị toạ độ thể chuyển động 2, Từ đồ thị suy ra: a Vận tốc động tử Y b Vận tốc trung bình động tử X di chuyển từ A đến C c Đối với X động tử Y có vận tốc trung bình Giải: 1, Đầu tiên vẽ đồ thị X Về Y Khi di chuyển v không đổi Nếu lấy đối xứng điểm E qua trục hoành nối C ta đồ thị Y đường gãy khúc EMC 2, a Vận tốc trung bình Y Tài liệu tập huấn hè 2009 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng CC = 9(m / s ) E1C1 b Vận tốc X CC1 = 3,25(m / s ) AC1 c Vận tốc trung bình Y X: CC = 4(m / s ) EC Bài 3: Trên quãng đường AB dài 121km có xe khởi hành lúc 8h để đến B Xe thứ chạy với vận tốc 32km/h xe thứ sau a km vận tốc lại giảm nửa so với vận tốc trước Đoạn đường cịn lại cuối 1km (1km< a), xe hết 12 phút Biết vận tốc xe thứ không vượt 90 km/h xe gặp điểm đường 1, Tính vận tốc xe thứ đoạn a km Vtb AB 2, Xác định vị trí thời điểm xe gặp Giải 1, Giả sử AB chia thành n đoạn a dư km Trên đoạn AnB xe hết 12 phút = 1 = 5(km / h) h => Vn= 1,5 Vận tốc xe đoạn AA1 V02=5.2n -Theo đầu ta có: 5.2n ≤90 => n = 1, 2, 3, để xe xe gặp 5.2n ≥30 => n = 3, 4,… kết hợp (1) (2) => n 3, Vậy với n = => V02 = 40km/h n = => V02 = 80km/h - Tính vận tốc trung bình xe 2: a, Với V02 = 40 km/h (n=3) a= (1) (2) 120 = 40km + Thời gian xe đoạn a1 là: Tài liệu tập huấn hè 2009 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng t1= 40 = 1(h) 40 + Thời gian xe đoạn là: t2= 40 = 2(h) 20 + Thời gian xe đoạn là: t3= 40 = 4(h) 10 + Thời gian xe đoạn cuối 1km 1/5 h Vậy t =t1+t2+t3+1/5 =1+2+4+0,2=7,2 (h) 121 vận tốc trung bình xe là: Vtb= 7,2 =16,8 (km/h) b, Với V02 = 80km/h (n=4) =>a = 30km 30 80 30 + t2= 40 30 + t3= 20 30 + t4= 10 + t1= = 0,375(h) = 0,75(h) = 1.5(h) = 3(h) + t5=0,2(h) => t = 5,825 (h) 121 => Vtb= 5,825 ≈ 20,8(km / h ) 2, Chọn A gốc tọa độ: Ta có bảng tọa độ xe ứng với thời gian sau Bảng 1: Xe X1(km) 30 60 90 t(h) Bảng 2: Với V02=40(km/h) X2(km) 10 12 12,33 60 80 10 11 30 8h22p30s Tài liệu tập huấn hè 2009 121 40 t(h) Bảng 3: X2(km) t(h) 11 120 60 9h7p30s 90 10h37p30s 120 13h37p30s Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng Căn vào bảng 1, 2, ta thấy xe gặp trường hợp chạy từ A với vận tốc 40km/h gặp xe lúc 10h, lúc A 60km (nên giải đồ thị) Bài 4: Một cầu thủ đá bóng từ vị trí A tới tường, phương đá hợp với tường góc 600 Sau đá người chạy theo phương vng góc với phương đá bóng với vận tốc V=2m/s người gặp bóng B Biết khoảng cách từ người đến tường 5m, AB=10m Sau va chạm với bóng bật trở lại với vận tốc cũ theo phương phương tia sáng phản xạ Tìm vận tốc bóng Giải * AI phương bóng đá tới tường IB phương bóng bật trở lại Thời gian người chạy từ A-B AB 10 t1= V = = 5( s) b Thời gian bóng từ A đến I bật lại B là: AI IB AI + IB t2 = V + V = V b b b Để người gặp bóng t1=t2 => AI + IB AI + IB = ⇒ Vb = Vb Ta có: AI2=AH2+HI2 Vì góc HIˆA = 30 ⇒ HI = AI 10 AI2=AH2+ AI2 => AI= 3 => AI2=52=25 (m) * Xét tam giác vng AIB có IB2=AI2+AB2= IB= 100 + 100 20 Tài liệu tập huấn hè 2009 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng 10 Vậy Vb= + 20 = 30 = Vậy Vb= 3m / s vận tốc bóng Bài 5: Hai xe tơ theo đường khác Xe A hướng Tây với vận tốc 50km/h, xe B hướng Nam với vận tốc 30km/h Lúc 8h A B cách giao điểm đường 4,4km 4km tiến phía giao điểm Tìm thời điểm mà khoảng cách xe là: a, Nhỏ b, Bằng khoảng cách lúc 8h Giải Sau thời gian t xe A, B quãng đường: V1t V2t đến M, N Khi OM=OA-V1t ON=OB-V2t Khoảng cách xe: l2=(OA-V1t)2+(OB-V2t)2 =3400t2-680t-35,36 (1) =3400[(t-0,1)2+0,34] l nhỏ tức l2 nhỏ Khi t=0,1h=6 phút Bằng k/c ban đầu: l2=4,42+42=35,36 => 3400t2-680t-35,36=35,36 => t= h = 12 phút Bài 6: Từ bến A dọc theo bờ sông, thuyền bè bắt đầu chuyển động Thuyền chuyển động ngược dòng bè thả trơi theo dịng nước Khi thuyền chuyển động 30 phút đến vị trí B, thuyền quay lại chuyển động xi dịng Khi đến vị trí C, thuyền đuổi kịp bè Hãy tìm: a Thời gian từ lúc thuyền quay lại B lúc thuyền đuổi kịp bè b Vận tốc dòng nước Cho vận tốc thuyền dòng nước không đổi, khoảng cách AC km Giải Gọi vận tốc dòng nước thuyền v , v Tài liệu tập huấn hè 2009 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng AC - Thời gian bè trơi: t = V (1) - Thời gian thuyền chuyển động: t = 0,5 + 0,5(v − v1 ) + AC (2) v1 + v 0,5(v − v1 ) + AC AC - t = t hay V = 0,5 + Giải ta được: AC = v v1 + v - Thay vào (1) ta có t = (h) - Vậy thời gian từ lúc thuyền quay lại B lúc thuyền đuổi kịp bè là: t = - 0,5 = 0,5 (h) - Vận tốc dòng nước: v = AC ⇒ v = ( km/h ) PHÂN II: CƠ CHẤT LỎNG- CƠNG, CƠNG SUẤT-MÁY CƠ ĐƠN GIẢN A- Lí thuyết I- Đại lượng vật lí Khối lượng: m (kg) Lực: - Điểm đặt - Phương chiều - Độ lớn Trọng lực, trọng lượng P=m.g (g: hệ số trọng lượng khối lượng) Khối lượng riêng D= m V (kg/m3) Trọng lượng riêng P mg = = Dg V V (N/m3) * Chất rắn: p = F (N / m2 ) s d= Áp suất * Chất lỏng: p = hd Tài liệu tập huấn hè 2009 (chú ý: F mặt phẳng nghiêng) (h: chiều cao cột chất lỏng 10 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng Pkk Dn Hay V= D g n Thay (2) vào (1) (2) Pkk Dn D= P − P kk n Bài 2: Xác định D chất lỏng Phương án 1: Cho ống đo, chất lỏng cần khảo sát, bình nước, vật nhỏ nước chất lỏng ĐK vật nổi: P ≤ Fa a Rót nước vào ống đo thả vật nước: P = Fa => mg = DngV1 => m = DnV1 b Rót chất lỏng vào ống đo thả vật chất lỏng: m = DclV2 => DnV1=DclV2 V1 Dcl=Dn V2 => V1, V2 xác định qua ống đo Phương án 2: Lực kế , bình nước, chất lỏng cần khảo sát, vật chìm chất lỏng nước a Nhúng chìm vật nước chất lỏng F1 = DngV F2 = DclgV b Dùng lực kế xác định F1, F2 cách đo P k2 chất lỏng F1= P - P1 F2= P - P2 Từ (1) (2) ta có: F (1) (2) P−P 2 Dcl = F Dn = P − P Dn 1 Bài 3: Xác định tỉ số khối lượng riêng chất lỏng cho trước: Cho bình chứa chất lỏng, địn bẩy, nặng có khối lượng m nhau, thước đo Nếu nhúng nặng vào chất lỏng: F1 = D1gV F2 = D2gV Tài liệu tập huấn hè 2009 19 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng D1 F1 = D2 F2 => (1) a Lập cân nặng địn bẩy Chúng cân m b Nhúng đầu vào chất lỏng Lập cân bằng: (P-F1)l = Pl1 (2) c Nhúng đầu vào chất lỏng Lập cân bằng: (P-F2)l=Pl2 (3) Từ (2) (3) F1 l − l1 => F = l − l 2 Kết hợp (4) (1) (4) D1 l − l1 = D2 l − l l, l1, l2 xác định thước đo PHẦN III - NHIỆT HỌC I- Lí thuyết: Cấu tạo chất Nguyên tử, phân tử Nhiệt Dẫn nhiệt Đối lưu, xạ nhiệt Cơng thức tính nhiệt lượng Q= m.c.Δt (1calo = 4,2J) Phương trình cân nhiệt Năng suất tỏa nhiệt nhiên liệu Sự bảo toàn lượng tượng nhiệt 10 Động nhiệt A H= Q 100% II/ Bài tập: Bài 1: Người ta dùng nhiệt kế đo liên tiếp nhiệt độ chất lỏng hai bình nhiệt lượng kế, số nhiệt kế sau: 80 , 16 , 78, 19 Tài liệu tập huấn hè 2009 20 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng Xác định số nhiệt kế lần đo Gi¶i Gọi nhiệt dung bình 1, bình 2, nhiệt kế q , q , q ; t nhiệt độ bình lúc đầu; t số nhiệt kế lần đo Sau đo lần 1, nhiệt độ nhiệt kế bình 80 độ C Sau đo lần 2, nhiệt độ nhiệt kế bình 16 độ C Phương trình cân nhiệt sau lần đo thứ 2: (80 - 16)q = (16 - t)q (1) Phương trình cân nhiệt sau lần đo thứ 3: (80 - 78)q = (78 - 16)q (2) Phương trình cân nhiệt sau lần đo thứ 4: (78 - 19)q = (19 - 16) q (3) Phương trình cân nhiệt sau lần đo thứ 5: (78 - t ) q = (t - 19) q (4) Chia phương trình cho phương trình cho vế theo vế, giải ta t = 76,16 c t = 12,8 c Bµi 2: Một bình hình trụ có bán kính đáy R = 20cm đợc đặt thẳng đứng chứa nớc nhiệt ®é t = 20 c Ngêi ta th¶ cầu nhôm có bán kính R = 10cm ë nhiƯt ®é t = 40 c vào bình cân mực nớc bình ngập cầu Bỏ qua trao đổi nhiệt bình với môi trờng Cho khối lợng riêng nớc D = 1000kg/m nhôm D = 2700kg/m , nhiệt dung riêng nớc C = 4200J/kg.K nhôm C = 880J/kg.K a Tìm nhiệt độ nớc cân nhiệt b Đổ thêm dầu nhiệt độ t = 15 c vào bình cho vừa đủ ngập cầu Biết khối lợng riêng nhiệt dung riêng dầu D = 800kg/m C = 2800J/kg.K Xác định: - Nhiệt độ hệ cân nhiệt - áp suất đáy bình - áp lực cầu lên đáy bình Gi¶i a Tìm nhiệt độ nước cân nhiệt - Khối lượng nước bình là: π R 32 ).D = 10,472 (kg) - Khối lượng cầu là: m = V D = π R 32 D = 11,31 (kg) m = V D = ( π R 12 R - - Phương trình cân nhiệt: c m ( t - t ) = c m ( t - t ) c1 m1t1 + c m2 t Suy ra: t = c m + c m 1 2 b = 23,7 c Tài liệu tập huấn hè 2009 21 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng - Thể tích dầu nước nên khối lượng dầu là: m1 D3 m = D = 8,38 (kg) - Tương tự trên, nhiệt độ hệ cân nhiệt là: tx = c1 m1t1 + c m2 t + c3 m3t ≈ 21 c c1 m1 + c m2 + c3 m3 - Áp suất chất lỏng gây đáy bình là: p = 10 ( D R + D R ) = 1800 (N/m ) - Áp lực cầu lên đáy bình là: F = P (cau ) - F A(cau ) = 10m - π R 32 ( D + D ).10 ≈ 75(N) PHẦN IV - ĐIỆN A- Lí thuyết Cơng thức tính điện trở R= ρ l (Ω) S R(Ω), l(m), S(m2), ρ(Ω.m) Định luật Ôm(đoạn mạch) I= U => U=R.I R I(A), U(V), R(Ω) a, Áp dụng cho đoạn mạch có điện trở mắc nối tiếp - Cường độ dòng điện: I=I1=I2=I3=…=In - Điện trở: R=R1+R2+…+Rn - Hiệu điện thế: U=U1+U2+…+Un b, Áp dụng cho đoạn mạch có điện trở mắc song song - Cường độ dòng điện: I=I1+I2+I3+…+In 1 1 - Điện trở: R = R + R + + R n - Hiệu điện thế: U=U1=U2=…=Un * Chú ý: R1 R2 - R1 song song R2 => R12= R + R Tài liệu tập huấn hè 2009 22 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng - Khi R1=R2=…=Rn => Rtd= R1 n (n: số nhánh) - RtdR= ; Iđm= U Pđm t R đm 1W= 1V.1A 1kW=1kV.1A 1MW=103kW=106W II/ Bài tập: Bài 1: Một mạch điện gồm nguồn điện, điện trở R, biến trở Ampe kế mắc nối tiếp với Hiệu điện nguồn khơng đổi, Ampe kế có điện trở khơng đáng kể Biến trở ghi 100Ω- 2A a, Vẽ sơ đồ mạch điện, nêu ý nghĩa số ghi biến trở b, Biến trở làm ni có ρ=0,4.10 -6 Ω.m đường kính tiết diện 0,2 mm Tính chiều dài dây làm biến trở c, Di chuyển chạy biến trở người ta thấy Ampe kế khoảng 0,5A đến 1,5A Tìm hiệu điện nguồn điện điện trở R Giải a, Sơ đồ: Số ghi biến trở: 100 Ω- Điện trở lớn 2A- Imax phép qua biến trở b, Từ công thức: R.S l d2 => l= ρ với S= π S R.π d => l= thay số l=7,8 (m) 4.S R= ρ Tài liệu tập huấn hè 2009 23 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng c, Gọi U hiệu điện nguồn, Rx điện trở biến trở I= U R + Rx Với U, R không đổi chạy N: Rx=0 I=Imax=1,5A Ta có Imax= U =1,5A R (1) Khi chạy N: Rx=R'=100 Ω I=Imin=0,5A Imin= U U ⇒ = 0,5 R + R' R + 100 Từ (1) (2) suy ra: (2) U=75V, R=50 Ω Bài 2: Người ta mắc biến trở AB làm dây dẫn đồng chất tiết diện có R=100Ω vào mạch h.vẽ U=4,5V Đèn Đ thuộc loại 3V-1,5W Khi dịch chuyển chạy C đến vị trí cách đầu A đoạn 1/4 chiều dài biến trở AB Thì đèn Đ sáng bình thường Xác định: a, Điện trở R0 b, Công suất tỏa nhiệt biến trở AB Giữ nguyên C Nối đầu biến trở AB (H.vẽ) a, Iđ, độ sáng đèn b, Muốn Đ sáng bình thường ta phải di chuyển chạy C đến vị trí AB Giải 1, Phần điện trở Rx biến trở tham gia vào mạch Rx 10 = ⇒ Rx = = 2,5(Ω) R 4 Đèn Đ sáng bình thường: Pđm I=Iđm= U đm = 1,5 = 0,5( A) Rđ= U đm 32 = = 6(Ω) Pđm 1,5 Mặt khác: U U I= R + R + R ⇒ R0 = I − ( R x + Rđ ) = 0,5(Ω) x đ b, Công suất tỏa nhiệt: 24 Tài liệu tập huấn hè 2009 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng Px=I2Rx=0,52.2,5=0,625(W) Ta vẽ lại mạch hình bên: RAC=2,5(Ω) => RBC=7,5(Ω) R AC R BC = 1,875(Ω) AC + R BC U => I'đ= R'+ R + R = 0,537( A) đ R'x= R I'đ>Iđm => Đ sáng mức bình thường b, Muốn sáng bình thường: R'x=Rx=2,5(Ω) = R/4 => Con chạy C biến trở AB Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ UAB không đổi = 12V, R1=6 Ω Biến trở Rx có giá trị lớn 18 Ω Con chạy C nằm vị trí cho MC=1/3 MN Điện trở Vơn kế lớn a, Tính điện trở mạch AB b, Số Vôn kế c, Di chuyển C phía M Số Vơn kế thay đổi Tìm số nhỏ lớn Vôn kế C di chuyển biến trở Giải a, Khi MC= MN 3 R'x= Rx= 18=6(Ω) Vậy RAB=R1+ Rx=12(Ω) b, Số Vôn kế: U1=I.R1 U U 12 = = = 1( A) Với I = R + R R AB 12 x Vậy U1=1.6=6(V) Cách khác R1= Rx => U1 = U   ⇒ U1 = U U1 + U = U  U R1 = U R2 Tài liệu tập huấn hè 2009 25 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng c, Di chuyển C phía M: Rx giảm => RAB giảm => I tăng Mặt khác: U1=I.R1 mà R1 không đổi Nên I tăng U1 tăng Số Vơn kế tăng Khi C trùng M U1=UAB=12V U 12 Khi C trùng N I=Imin= R + R = + 18 = 0.5( A) x Số Vôn kế: U1=I.R1=0,5.6=3(V) Vậy: Umax=12V, Umin=3V Bài 4: Cho mạch điện hình vẽ Biết U khơng đổi, đèn Đ1 sáng bình thường cơng suất mạch 32W Nếu thay Đ1 Đ2 có cơng suất định mức Đ1 r Đ1 Đ2 sáng bình thường cơng suất mạch 8W a, Tính tỉ số I qua r trường hợp b, Công suất định mức đèn c, Điện trở đèn theo r d, Nếu Đ1, Đ2 mắc song song nối với r cơng suất mạch Giải: I1 U I P1 12 a, I = U I = P = = 1,5 2 b, P=PĐ+Pr => P-PĐ=Pr Cách 1: 12-PĐ=I21.r = (1,5.I2)2r (vì I1=1,5I2) Cách 2: 8-PĐ=I22.r Chia vế: 12 − PĐ = 2,25 ⇒ PĐ = 4,8W − PĐ c, Vì đèn r mắc nối tiếp Pr r = PĐ R Đ - Khi mắc Đ1: Thay vào trên: Pr = P-PĐ=12-4,8=7,2W 7,2 r = ⇒ R Đ1 = r 4,8 R Đ1 d, Khi đèn mắc song song RĐ = RĐ1 R Đ = r R Đ1 + R Đ 13 Rtm = r + R Đ = r + 13 U (1) 19r Tài liệu tập huấn hè 2009 26 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng U2 U2 = = 12 W Trường hợp mắc Đ1 nối tiếp với r thì: Ptm= r + r r U 12.5 = = 20 => r 13 Thay vào (1) ta có Ptm= 20 = 13,7W 19 Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ Dây điện trở BC có chiều dài l=50cm, R1=12Ω, U=6V Điện trở điện kế g=82 Ω, RA=0 a, Điều chỉnh chạy đến D cách B khoảng 20cm Ig=0, IA=0,9A Xác định Rx, RBC b, Dây BC làm chất có ρ=2.10-5 Tính S dây c, Di chuyển chạy đến C có dịng điện qua G khơng? Tại sao? Tính IA trường hợp Giải: a, Khi Ig=0 => VM=VD UBD=UBM UDC=UMC U BD R BD BD 20 = = = = U DC R DC DC 30 U BM R x = U MC R1 U BD U BM R = ⇒ X = U DC U DC R1 ⇒ RX = R1 = 8(Ω) Tính RBC: I BMC = U = = 0,3( A) R X + R1 + 12 I BC = I − I BMC = 0,9 − 0,3 = 0,6( A) U = = 10(Ω) I BC 0,6 l ρ l −6 2 b, RBC = ρ S ⇒ S = R = 10 m = 1mm BC R BC = c, Khi D trùng C: UMC khác Ig khác Tính IA: Trường hợp này: [(G//R1)nt RX]// RBC g.R RG,l= g + R = 6(Ω) Tài liệu tập huấn hè 2009 27 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng Rg,l,x=Rg, l + Rx=6+8=14(Ω) R BMC R BC 10.14 = = 5,8(Ω) 10 + 14 BMC + R BC U I'A= R' = 5,8 = 1,03( A) R'= R Bài 6: Cho mạch hình vẽ Nếu UAB=100V UCD=10V Khi I2=1A Ngược lại UCD=60V UAB=15V Tính: R1, R2, R3 Giải: a, R1//(R2 nt R3) U1=U2+U3 => U2=U1-U3=100-40=60V I2=I3=1(A) R2 = U 60 = = 60(Ω) I2 R3 = U 40 = = 40(Ω) I3 b, R3//(R1 nt R2) U3=U1+U2 => U2=U3-U1=60-15=45(V) U R1 U 15 = ⇒ R1 = R2 = 60 = 20(Ω) U R2 U2 45 A Bài 7: Cho mạch điện nh h×nh vÏ U AB = 6V, R = 0,4 Ω , R = 0,6 Ω ; biÕn trở có điện trở toàn phần R MN = R1 Vôn kế có điện trở vô lớn Xác định: a/ Số vôn kế chạy C MN b/ Vị trí chạy C để công suất toàn biến trở cực đại Tính giá trị cực đại số vôn kế a/ Khi C MN R nt R nt( R CM Giải: R CN RCM RCN = 3( Ω ) RCM + RCN U + Cờng độ dòng điện mạch chính: I = AB = (A) R + §iƯn trë cđa m¹ch: R = R + R + + Sè chØ v«n kÕ: U V = U AB - I.R = - 2.0,4 = 4,8(V) b/ Khi C vị trí công suất toàn biến trở đạt cực đại + Đặt R CM = x Ta có điện trở tơng đơng toàn biến trở; Tài liệu tập huấn hè 2009 28 B v R2 M C N Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng 1 = + =y Rb x 8− x 1+ y = y y 6y = 1+ y + Điện trở toàn mạch: R = R + R + R b = + U AB R + Cờng độ dòng điện mạch chính: I = 36 36 y 6y + C«ng suất toàn biến trở: P b = I R b = [ ] = 1+ 2y + y2 = + y + 1+ y y y 36 Theo bất đẳng thức cô si : + y ≥ => P b ≤ = (W) y 2+2 => P b cực đại khi: = y => y = y 1 => + = => x - 8x + = => x = - 2 ( Ω ) vµ x = + 2 ( Ω ) x 8− x VËy: Con ch¹y ë vÞ trÝ cho R CM = - 2 ( Ω ) hc R CM = + 2 ( ) công suất toàn biến trở cực đại + Khi P mà = w Sè chØ v«n kÕ: U V = U AB - I.R = U AB - 6y R = - = 3(V) 1+ y PHẦN V- QUANG HỌC I- Những kiến thức cần nắm Khái niệm vật ảnh a, Vật: giao điểm tia sáng tới dụng cụ quang học (Vật thật - Vật ảo ) b, Ảnh: giao điểm tia sáng phản xạ hay khúc xạ từ dụng cụ quang học cho dụng cụ ( Ảnh thật- Ảnh ảo ) Định luật truyền thẳng ánh sáng Nguyên nhân: bóng đen, nửa tối, nhật thực, nguyệt thực Sự phản xạ ánh sáng Định luật phản xạ ánh sáng - Hiện tượng phản xạ ánh sáng - Định luật: + Tia phản xạ thuộc mặt phẳng tới + i'=i - Gương phẳng: + Điểm ảnh + Cách vẽ ảnh + Tính chất ảnh 29 Tài liệu tập huấn hè 2009 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng + Ứng dụng - Gương cầu: Lồi, lõm Sự khúc xạ ánh sáng a Hiện tượng khúc xạ ánh sáng b Kết luận khúc xạ ánh sáng - Tia IR mp (SI, IN) - Góc i tăng r tăng khơng tỉ lệ thuận Mở rộng: sin i = n21 sin r (i = => r = igiới hạn => phản xạ tồn phần Ngun lí ngược chiều truyền) c Ảnh tạo thành khúc xạ ánh sáng Vật thật => ảnh ảo Vật ảo => ảnh thật d Thấu kính * Các đại lượng đặc trưng thấu kính * Đường tia sáng đặc biệt qua thấu kính Tia tới qua O Tia tới song song xx' Tia tới qua F Tia * Dựng ảnh vật qua thấu kính -Dựng ảnh điểm đặc biệt * Các cơng thức TK: - Độ phóng đại, cơng thức vị trí OA = d, OA' = d' AB = h, A'B' = h' FO = OF' = f 1 = − f d' d h' d ' = =K h d K: Độ phóng đại K> 0: Ảnh chiều vật K< 0: Ảnh ngược chiều Vật Quy ước: Vật thật d0 Tài liệu tập huấn hè 2009 30 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng Ảnh thật d' >0 Ảnh ảo d' 0 Thấu kính phân kì f Mắt O không thấy S Tài liệu tập huấn hè 2009 31 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng b, ∆ O'1IA~ ∆ O'1HS O'1 I IA = ⇒ O'1 I = 30cm O'1 H HS Mắt dời lại gần gương đoạn OO1=10cm thấy S Bài 2: Hai gương phẳng song song M, N quay mặt sáng vào đặt cách đoạn AB=a Giữa gương đường thẳng AB người ta đặt điểm sáng S cách gương M khoảng SA=a Xét điểm O nằm đường thẳng qua S vng góc với AB có khoảng cách OS=h a,Vẽ đường tia sáng xuất phát từ S phản xạ gương N I truyển qua O b,Vẽ đường xuất phát từ S phản xạ N M K truyền qua O c, Tính khoảng cách từ I, H, K đến AB Giải: a, Tia SIO b, Tia SHKO c, ΔS2AK~ΔS2SO * KA= h ( 2d − a ) 2d ΔS1BH~ΔS1AK h (d − a ) 2d h * IB = * HB= Bµi 3: Mét chïm tia s¸ng song song víi trơc chÝnh cđa mét thÊu kÝnh héi tô L, qua thÊu kÝnh cho điểm sáng F Đặt thêm gơng phẳng G sau thấu kính L, ta thu đợc điểm sáng S Gơng cắt trục thấu kính I nghiêng với trục góc 45 ( Hình vẽ ) BiÕt OF = 50 cm, OI = 40 cm a/ Tính khoảng cách S F Ti liu tập huấn hè 2009 32 L O G I Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng b/ Cè định L chùm tia ló, quay gơng quanh trục I góc Điểm sáng S chuyển động đờng Tính độ dài quÃng đờng theo Giải a/ S F đối xứng với qua G IF hợp với gơng 45 => SIF = 1V Xét tam giác vuông SIF, SF cạnh huyền => SF = IF = ( OF - OI ) = 10.1,414 = 14,2 (cm) b/ Chùm tia tới, L, điểm I cố định Vậy IF cố định, IS = IF không đổi => S chuyển cung tròn tâm I, bán kính IF Gơng quay góc => Tia phản xạ IS quay góc => Độ dài l quảng đờng đợc S là: L= IF 4π 10.α π α = = (cm) 360 360 S/ Bài 4:Cho hình vẽ nh hình Biết: PQ trục thấu kính, S nguồn sáng điểm, S / ảnh S tạo h/ S l h bëi thÊu kÝnh H/ P H a X¸c định loại thấu kính, quang tâm O tiêu điểm thấu kính cách vẽ đờng truyền c¸c tia s¸ng b BiÕt S, S/ c¸ch trơc chÝnh PQ khoảng tơng ứng h = SH = 1cm; h/ = S/H/ = 3cm vµ HH/ = l = 32cm Tính tiêu cự f thấu kính khoảng cách từ điểm sáng S tới thấu kính c Đặt bìa cứng vuông góc với trục phía trớc che kín nửa thấu kính Hỏi bìa phải đặt cách thấu kính khoảng nhỏ để không quan sát thấy ảnh S/ ? Biết đờng kính đờng rìa thấu kính D = 3cm Giải S/ L h/ P H/ l S h I O H F Q Lập luận đợc: - Do S/ phía với S qua trục nên S/ ảnh ảo L/ / - Do ảnh ảo S xa trục S nên thấu kính hội tụ Vẽ hình, xác định đợc vị trí thấu kính Vẽ, xác định đợc vị trí tiêu điểm Đặt H/H = l ; HO = d ; OF = f Ta có: S/H/F đồng dạng với IOF: Ti liệu tập huấn hè 2009 33 Q ... H 0: Ảnh chiều vật K< 0: Ảnh ngược chiều Vật Quy ước: Vật thật d0 Tài liệu tập huấn hè 2009 30 Chuyên đề: Bài tập vật lí THCS đặc trưng Ảnh thật d'' >0 Ảnh ảo d''