Bài tập vật lý lớp 9 nâng cao

Câu 1: Một bếp điện công suất P =1KW, đun lợng nớc có nhiệt độ ban đầu 200C Sau phút nhiệt độ nớc lên đến 450C Ngay sau bị điện phút Vì nhiệt độ nớc giảm xuống, 400C bếp lại tiếp tục đun nớc sôi Xác định: a Khối lợng nớc cần đun b Thời gian cần thiết từ bắt đầu đun nớc sôi Biết nhiệt lợng nớc toả môi trờng tỷ lệ thuận với thời gian; cho Cn = 4200J/kg.độ Câu2:) Cho mạch điện nh hình vẽ UAB = 9V, R0 = Đèn Đ thuộc loại 6V-6W, Rx biến trở Bỏ qua RX A điện trở Ampekế dây nối A Đ B = a Con chạy biến trở vị trí ứng với Rx R0 Tính số Ampekế Độ sáng đèn nh nào? Tìm công suất tiêu thụ đèn b Muốn đèn sáng bình thờng cần di chuyển chạy biến trở phía nào? Tính Rx để thoả mãn điều kiện c Khi đèn sáng bình thờng Tính hiệu suất mạch điện (coi điện làm sáng đèn có ích) Câu 3: Cho mạch điện nh hình vẽ, UMN = 5V Công suất tiêu Đ1 Đ2 thụ đèn: P1=P4=4W, P2=P3=3W, P5=1W Bỏ Đ5 qua điện trở dây nối Tính điện trở bóng M N đèn cờng độ dòng điện qua đèn Đ Đ Bài Cho mạch điện nh hình Biết R1 = R3 = 30 ; R2 = 10 ; R4 biến trở Hiệu điện hai điểm A B UAB = 18V không đổi R1 R2 Bỏ qua điện trở dây nối ampe kế C a Cho R4 = 10 Tính điện trở tơng đơng đoạn mạch AB cờng độ dòng điện mạch ? A B A b Phải điều chỉnh biến trở có điện trở để ampe kế 0,2A dòng điện R3 D R4 chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ? Hình Bài ) Cho mạch điện nh hình Biết : R1 = ; R2 = R3 = ; R4 = ; UAB = 6V không đổi Điện trở ampe kế , khóa K dây nối không đáng kể R4 Hãy tính điện trở tơng đơng đoạn mạch AB R1 R2 số ampe kế hai trờng hợp : C D a Khóa K mở b Khóa K đóng K A Xét trờng hợp K đóng : Thay khóa K điện trở R5 Tính R5 để cờng độ dòng điện chạy qua điện trở R2 không ? A B R Hình Bài Đặt mẩu bút chì AB = cm ( đầu B vót nhọn ) vuông góc với trục thấu kính hội tụ , A nằm trục ( hình ) Nhìn qua thấu kính ngời ta thấy ảnh AB bút chì chiều với vật cao gấp lần vật a Vẽ ảnh AB AB qua thấu kính Dựa vào hình vẽ chứng minh công thức sau : B 1 = OF OA OA' X O Y Hình Khi mẩu bút chì dịch chuyển dọc theo trục lại gần thấu kính ảnh ảo dịch chuyển theo chiều ? Vì ? b Bây đặt mẩu bút chì nằm dọc theo trục thấu kính , đầu A nằm vị trí cũ, đầu nhọn B hớng thẳng quang tâm O Lại nhìn qua thấu kính thấy ảnh bút chì nằm dọc theo trục có chiều dài 25cm Hãy tính tiêu cự thấu kính c Dịch chuyển đầu A mẩu bút chì đến vị trí khác Gọi A ảnh ảo A qua thấu kính , F tiêu điểm vật thấu kính ( hình ) A' F A Bằng phép vẽ , xác định X Y quang tâm O tiêu điểm ảnh F thấu kính Hình F A Bi 7: Mt m un nc bng in cú dõy lũ xo, mi cỏi cú in tr R=120 , c mc song song vi m c mc ni tip vi in tr r=50 v c mc vo ngun in Hi thi gian cn thit un m ng y nc n sụi s thay i nh th no mt ba lũ xo b t? Hd *Lỳc lũ xo mc song song: in tr tng ng ca m: R1 = R = 40() U Dũng in chy mch:I1 = R + r Thi gian t1 cn thit un m nc n sụi: Q = R1.I t1 t1 = Q = R1I Q U R1 R + r Q( R1 + r ) hay t1 = (1) U R1 *Lỳc lũ xo mc song song: (Tng t trờn ta cú ) U Q( R2 + r ) R R2 = = 60() , I2 = R + r , t2 = (2) U + R2 2 t1 t1 R2 ( R1 + r ) 60( 40 + 50) 243 = = = *Vy t1 t2 Lp t s ta c: t2 t R1 ( R2 + r ) 40(60 + 50) 242 Bi trang trớ cho mt quy hng, ngi ta dựng cỏc búng ốn 6V-9W mc ni tip vo mch in cú hiu in th U=240V chỳng sỏng bỡnh thng Nu cú mt búng b chỏy, ngi ta ni tt on mch cú búng ú li thỡ cụng sut tiờu th ca mi búng tng hay gim i bao nhiờu phn trm? U d2 = 4() Bi8: in tr ca mi búng: R= Pd U S búng ốn cn dựng chỳng sỏng bỡnh thng: n= U = 40 (búng) d Nu cú mt búng b chỏy thỡ in tr tng cng ca cỏc búng cũn li l: R = 39R = 156 ( ) Dũng in qua mi ốn bõy gi: I= U 240 = = 1,54( A) R 156 Cụng sut tiờu th mi búng bõy gi l: P = I2.R = 9,49 (W) Cụng sut mi búng tng lờn so vi trc: Pm - P = 9,49 - = 0,49 (W) Ngha l tng lờn so vi trcl: 0,49.100 % 5,4% Bi 9:(2,5im) RV V Cho mch in nh hỡnh v U1=180V ; R1=2000 ; R2=3000 a) Khi mc vụn k cú in tr Rv song R2 R1 A B song vi R1, vụn k ch U1 = 60V.Hóy xỏc nh cng dũng in qua cỏc in tr R1 + U v R2 b)Nu mc vụn k song song vi in trụỷ R2,von ke chi bao nhieõu? Bi 10: (2,5im) Dựng ngun in cú hiu in th khụng i U0 = 32V thp sỏng mt b búng ốn cựng loi (2,5V-1,25W).Dõy ni b ốn cú in tr khụng ỏng k Dõy ni t b búng ốn n ngun in cú in tr l R=1 A/ Tỡm cụng sut ti a m b búng cú th tiờu th a) Tỡm cỏch ghộp búng chỳng sỏng bỡnh thng M A Bi 10: a)Gi I l dũng in qua R, cụng sut ca b ốn l : P = U.I RI2 = 32.I I2 hay : I2 32I + P = Hm s trờn cú cc i P = 256W Vy cụng sut ln nht ca b ốn l Pmax = 256W n N B C b)Gi m l s dóy ốn, n l s ốn mt dóy: *Gii theo cụng sut : Khi cỏc ốn sỏng bỡnh thng : I d = 0,5( A) v I = m I d = 0,5m T ú : U0 I = RI2 + 1,25m.n Hay 32 0,5m = (0,5)2 = 1,25m.n 64 = m + 5n ; m, n nguyờn dng (1) Gii phng trỡnh (1) ta cú 12 nghim sau : n m 59 54 49 44 39 34 29 24 *Gii theo phng trỡnh th :U0 =UAB + IR vi : UAB = 2,5n ; IR = 0,5m.1 = 0,5m Ta c phng trỡnh (1) ó bit 64 = 5n + m *Gii theo phng trỡnh dũng in : 10 11 12 19 14 nRd 5n = V I = m I d = 0,5m m m U0 32 32m = = 5n m + 5n Mt khỏc : I = R + R AB 1+ m 32m 64 = 5n + m Hay : 0,5m = m + 5n RAB = Cõu11: Cho búng ốn (12V - 9W) v (6V - 3W) a Cú th mc ni tip búng ốn ny vo hiu in th U = 18V chỳng sỏng bỡnh thng c khụng? Vỡ sao? -o U o + b Mc búng ốn ny cựng vi bin tr cú chy vo hiu in th c (U = 18V) nh hỡnh v thỡ phi iu chnh bin tr cú in tr l bao nhiờu ốn sỏng bỡnh thng? c Bõy gi thỏo bin tr v thay vo ú l in tr R cho cụng sut tiờu th trờn ốn gp ln cụng sut tiờu th trờn ốn Tớnh R? (Bit hiu in th ngun khụng i) Cõu 11: (3,0 im) Rb a Cng dũng in nh mc qua mi ốn: Pm1 = Um1.Im1 Pdm1 = = 0,75(A) U dm1 12 Pdm Im2 = = = 0,5(A) U dm Ta thy Im1 Im2 nờn khụng th mc ni tip => Im1 = ốn sỏng bỡnh thng b ốn sỏng bỡnh thng thỡ: U1 = Um1 = 12V; I1 = Im1 = 0,75A v U2 = Um2 = 6V; I2 = Im2 = 0,5A Do ốn // Rb => U2 = Ub = 6V Cng dũng in qua bin tr: I1 = I2 + Ib => Ib = I1 I2 = 0,75 0,5 = 0,25(A) Giỏ tr in tr ca bin tr lỳc ú bng: Rb = Ub = = 24 ( ) Ib 0,25 c Theo ta cú: P1 = 3P2 I12.R1 = 3I22.R2 3R2 I1 U dm Pdm1 I1 2.9 = = = = => = 2I1 = 3I2 (1) R1 I2 U dm1 Pdm 12 I2 M I1 = I2 + IR nờn (1) 2(I2 + IR) = 3I2 2I2 + 2IR = 3I2 => I2 = 2IR (2) Do ốn // R nờn U2 = UR I2.R2 = IR.R Thay (2) vo ta c 2.IR.R2 = IR.R => R = 2R2 = U dm 62 = = 24 ( ) Pdm Cõu 12: Hai in tr R1 v R2 c mc vo mt hiu in th khụng i bng cỏch ghộp song song vi hoc ghộp ni tip vi Gi Pss l cụng sut tiờu th ca on mch ghộp song song, Pnt l cụng sut tiờu th ghộp ni tip Chng minh : Pss Pnt Cho bit: R1 + R2 R1 R2 Cõu 12: (2,0 im) - Cụng sut tiờu th ca on mch hai in tr mc song song: U2 R1 R2 R1 + R2 Pss = - Cụng sut tiờu th ca on mch hai in tr mc ni tip: Pnt = U2 R1 + R2 Pss ( R1 + R2 )2 = - Lp t s: ; Pnt R1 R2 - Do : R1 + R2 R1 R2 => (R1 + R2)2 ( R1 R2 )2 , nờn ta cú: Pss 4( R1 R2 ) Pnt R1R2 Pss Pnt Bi 13 : Vt AB t cỏch thu kớnh hi t mt on 30cm.nh A1B1 l nh tht.Di vt n v trớ khỏc,nh ca vt l nh o cỏch thu kớnh 20cm.Hai nh cú cựng ln Tớnh tiờu c ca thu kớnh Bi 13 : im B B A A2 , F B ' I F A1 A O B1 * Vt vớ trớ : vỡ nh A1B1 ca vt l nh tht ,chng t vt AB s c t ngoi khong tiờu c t : OA=d1=30cm (khong cỏch t vt v trớ (1) n thu kớnh) OA1=d1 (khong cỏch nh ca vt v trớ (1) n thu kớnh) OF=OF = f (tiờu c) Ta cú : OAB OA1B1 nờn: FOI FA1B1 nờn: A1B1 OA1 d1' = = AB OA d1 (1) A1B1 F ' A1 OA1 F 'O d1' f = ' = = OI FO F 'O f (2) d '1 d1' f = d1 f M OI = AB ,do ú t (1) & (2) ta cú: d1.d1' f = d1 + d1' (a) * Vt di n v trớ : vỡ nh cho l nh o nờn vt phi c di n gn thu kớnh v nm khong tiờu c f Gi s vt di i on AA = a t : OA = d2 = 30-a (khong cỏch vt t v trớ n thu kớnh) OA2= d2 = 20cm (khong cỏch nh ca vt v trớ n thu kớnh) Ta cú : OAB OA2B2 FOI FA2B2 A2 B2 OA2 d 2' = = A' B ' OA' d nờn: nờn: (3) A2 B2 F ' A2 OA2 + F 'O d 2' + f = ' = = OI FO F 'O f M OI = AB ,do ú t (3) & (4) ta cú: (4) d ' d 2' + f = d2 f d d 2' f = ' d2 d2 (b) Vỡ tiờu c ca thu kớnh khụng thay i nờn t biu thc (a) ,(b) Ta cú : d1.d1' d d 2' = ' d1 + d1' d2 d2 Mt khỏc nh cú ln nh ,nờn : T (1) ,(2) cú : d1' d 2' = d1 d ' d1 = d1 (5) A1B1 A2 B2 = AB A' B ' d 2' 20 600 = 30 = cm d2 30 a 30 a Thay cỏc giỏ tr d1 , d1 ,d2 , d2 vo biu thc (5) v bin i ta c phng trỡnh : a2 110a + 1800 = = (-110)2 4.1800 = 4900= 702 a = 90cm (110) 702 = a2 = 20cm a1,2 = vỡ a = AA = 90 cm > OA =d1 = 30 cm (loi nghim a = 90cm) Vy vt di i mt on a =20cm vo khong tiờu c ca thu kớnh OA = d2 = 30 a = 30 20 = 10 cm Thay d2 = 10 cm , d2 = 20 cm vo biu thc (b) d d 2' 10.20 = 20cm f = d' d = 20 10 2 Cõu 14: Cho mch in nh hỡnh v: U = 12V; R1 = ; R2 = ; R3 = 12 ; R4 = a Tớnh cng dũng in qua mi in tr v hiu in th gia hai u mi iờn tr b Ni M v N bng mt vụn k (cú in tr rt ln) thỡ vụn k ch bao nhiờu? Cc dng ca vụn k phi c mc vi im no? c Ni M v N bng mt ampe k (cú in tr khụng ỏng k) thỡ ampe k ch bao nhiờu? Cõu14: R R M A B R R N + U - a Tớnh c: I1 = I3 = A; I2 = I4 = 1A; U1 = 4V; U3 = 8V; U2 = U4 = 6V b UAM = UAN + UNM => UNM = UAM UAN = = -2V hay UMN = 2V Vy vụn k ch 2V v cc dng ca vụn k c mc vo im M c Lp lun v tớnh c: I1 = 0,85V; I3 = 0,58A Do I1>I3 nờn dũng I1 n M mt phn r qua ampe k (dũng Ia) mt phn qua R3 (dũng I3), ta cú Ia = I1 I3 = 0,85 0,58 = 0,27A Vy ampe k ch 0,27A Cõu 15: (1,5 im) Cho hai gng phng G1 v G2 vuụng gúc vi t mt im sỏng S v im sỏng M trc hai gng cho SM song song vi gng G2 (hỡnh v bờn) G1 S O M G2 a) Hóy v ng i ca tia sỏng t S ti gng G1 phn x ti gng G2 ri qua M Gii thớch cỏch v b) Nu S v hai gng cú v trớ c nh thỡ im M phi cú v trớ th no cú th v c tia sỏng nh cõu a