Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý

Đề luyện tập số 1 Câu 1: Ông Lâm định đi xe máy từ nhà đến cơ quan, nhưng xe không nổ được máy nên đành đi bộ. ở nhà, con ông sửa được xe liền lấy xe đuổi theo để đèo ông đi tiếp. Nhờ đó thời gian tổng cộng để ông đến cơ quan chỉ bằng nửa thời gian nếu ông phải đi bộ suốt quãng đường, nhưng cũng vẫn gấp đôi thời gian nếu ông đi xe máy ngay từ nhà. Hỏi ông đã đi bộ được mấy phần quãng đường thì con ông đuổi kịp ? Câu 2 Trong một bình đậy kín có một cục nước đá khối lợng M = 0,1 kg nổi trên mặt nước, trong cục đá có một viên chì khối lượng m = 5 g. Hỏi phải tốn một nhiệt lượng bằng bao nhiêu để cục chì bắt đầu chìm xuống nước ? (Cho khối lượng riêng của chì bằng 11,3 g/cm3, của nước đá bằng 0,9 g/cm3 nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4. 105 J/kg). Nhiệt độ nước trong bình là 00 C ? Câu 3 : Bốn điện trở giống hệt nhau ghép nối tiếp vào nguồn điện có hiệu điện thế không đổi UMN = 120 V. Dùng một vôn kế V mắc vào giữa M và C chỉ 80 V. Vậy nếu lấy vôn kế đó mắc vào hai điểm A và B thì số chỉ của vôn kế V là bao nhiêu ? R R R R M A C N B Câu 4 Một bóng đèn hình cầu có đường kính 4 cm đợc đặt trên trục của vật chắn sáng hình tròn, cách vật 20 cm. Sau vật chắn sáng có màn vuông góc với trục của hai vật, cách vật 40 cm : a/ Tìm đường kính của vật chắn sáng biết bóng đen có đường kính bằng 16 cm ? b/ Tìm bề rộng vùng nửa tối ? V M R1 R2 N B A C D R0 Câu 5 : Cho đoạn mạch điện như hình vẽ  Biết R1= 3 , R2= 6 AB là biến trở có điện trở toàn phần phân bố đều R0=18 , C là con chạy có Thể di động trên biến trở, UMN= 9 V, Điện trở vôn kế vô cùng lớn 1/ Hỏi vôn kế chỉ bao nhiêu khi : a- C ở vị trí trùng với A ? b- C ở vị trí sao cho AC có điện trở 10 ? 2/ Tìm vị trí con chạy C để vôn kế chỉ 1 V ? 3/ Khi con chạy dịch chuyển từ A đến B thì số chỉ vôn kế thay đổi như thế nào Đề luyện tập số 2  Câu 1 : Một gương phẳng hình tròn đường kính 10 cm đặt trên bàn cách trần nhà 2 m, mặt phản xạ hướng lên trên. ánh sáng từ một bóng đèn pin (xem nguồn sáng là điểm) cách trần nhà 1 m : a/ Tính đường kính vệt sáng trên trần nhà ? b/ Cần phải dịch bóng đèn về phía nào ? (theo phương vuông góc với gương) một đoạn bao nhiêu để đường kính vệt sáng tăng gấp đôi . Câu 7: Cho mạch điện như hình vẽ (hình 1). Biến trở có điện trở toàn phần RAB = 12Ω, đèn loại 6V-3W, UMN = 15V. Xác định phần điện trở RCB của biến trở để đèn sáng bình thường. Câu2: Một ca nô đi từ A đến B xuôi dòng nước mất thời gian t1, đi từ B về A ngược dòng nước mất thời gian t2. Nếu ca nô tắt máy và trôi theo dòng nước thì nó đi từ A đến B mất thời gian bao nhiêu ?. Câu 3: Một bình thông nhau hình chữ U chứa một chất lỏng có trọng lượng riêng d0. Người ta đổ vào nhánh trái một chất lỏng khác có trọng lượng riêng d >d0 với chiều cao h. Tìm độ chênh lệch giữa hai mực chất lỏng trong hai nhánh. áp dụng với d0 = 8000N/m3, d = 10000N/m3, h = 20cm. Câu 4: Tia sáng mặt trời chiếu xiên hợp với phương nằm ngang một góc 300. Cần đặt tại miệng giếng một gương phẳng như thế nào để được tia phản xạ chiếu xuống đáy giếng theo phương thẳng đứng. Câu 5 : Một dây dẫn đồng chất tiết diện đều, có điện trở R = 100 . Nối chung hai đầu dây lại tại một điểm M. Một con chạy C di chuyển trên dây. M nối đến A qua một ampe kế, con chạy C nối đến B. (hình 2) . Giữa A và B đặt một hiệu điện thế không đổi U = 6 V. a/ Gọi x là điện trở đoạn (MOC) và y là điện trở đoạn (MPC). Tính theo x và y số chỉ bởi ampe kế. áp dụng số : x = 60 , tính số chỉ của ampe kế lúc này. b/ Di chuyển con chạy C trên dây (MOCPM) nhận thấy có một lúc ampe kế chỉ cường độ dòng điện nhỏ nhất. Tìm giá trị của x, y và số chỉ bởi ampe kế lúc đó. ( Ampe kế và dây nối có điện trở nhỏ không đáng kể) Đề luyện tập số 3 Bài 1 Cho mạch điện như hình vẽ 2; trong đó U = 36 V luôn không đổi , r = 1,5 , điện trở toàn phần của biến trở R = 10 . Đèn Đ1 có điện trở R1 = 6 , đèn Đ2 có điện trở R2 = 1,5 , hai đèn có hiệu điện thế định mức khá lớn. Xác định vị trí của con chạy C trên biến trở để : a/ Công suất tiêu thụ trên đèn Đ1 là 6 W. b/ Công suất tiêu thụ trên đèn Đ2 là 6 W. c/ Công suất tiêu thụ trên đèn Đ2 là nhỏ nhất. Tính công suất đó. Xem điện trở của các đèn không phụ thuộc nhiệt độ. Bài 2 Những tia sáng xuất phát từ A xuyên M F O A B F’ qua một thấu kính hội tụ L có tiêu điểm L F và F’ , phản chiếu trên gương phẳng M thẳng góc với trục chính của thấu kính, rồi trở lại xuyên qua L (hình 3) a/ Chứng tỏ rằng, với bất cứ vị trí nào của gương M tia sáng đi qua F cũng trở về phương cũ theo chiều ngược lại. b/ Tìm vị trí của gương M để cho tia sáng song song với trục chính trở lại đối xứng với tia đó qua trục chính. Vẽ ảnh A’B’ của AB cho bởi hệ thống (L, M, L) ứng với trường hợp này. c/ Gương phẳng bây giờ được đặt ở vị trí M’ cách thấu kính L (hình 3) một khoảng OM’ = 2f (f là tiêu cự của L) và vật AB được đặt cách L một khoảng OB = 2f. Vẽ ảnh A’B’ của AB cho bởi hệ thống (L, M, L) ứng với trường hợp này. Bài 3 Một thấu kính hội tụ L (tiêu cự 18cm) đặt song song với 1 gương phẳng G, trước và cách gương G 1 đoạn a.Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính, ở trong khoảng giữa thấu kính và gương.Qua hệ thấu kính - gương, vật AB cho 2 ảnh : 1 ảnh A/1B/1 ở vô cùng và 1 ảnh thật A//1B//1 cao bằng nửa vật. a/ Giải thích cách tạo ảnh và tính giá trị của a. b/ Nếu tịnh tiến vật AB dọc theo trục chính 1 đoạn x (vật vẫn ở trong khoảng giữa thấu kính và gương) thì nó cho 2 ảnh thật A/2B/2 , A//2B//2 trong đó ảnh này cao gấp 3 lần ảnh kia.Xác định x và chiều tịnh tiến vật. Bài 4 : Cho đoạn mạch điện như hình vẽ.Biết R1 = R2 = R6 = 30W, R3 = 20W, R5 = 60W, R4 là biến trở (có thể biến thiên từ 0 đến vô cùng), ampe kế có điện trở RA = 0, vôn kế có điện trở RV rất lớn.Bỏ qua điện trở của cá dây nối và của khoá K.Đặt vào A, B hiệu điện thế không đổi U. a/ Chọn R4 = 40W, khoá K ngắt, vôn kế chỉ 20V. Tìm giá trị hiệu điện thế U của nguồn. b/ Khoá K đóng. Hãy cho biết sự biến thiên của cường độ dòng điện qua R1 và cường độ dòng điện qua ampe kế khi tăng dần giá trị của biến trở R4 từ 0 đến vô cùng. Bài 5 : Một miếng đồng khối lượng 356g được treo dưới dây mảnh, bên ngoài miếng đồng có một khối lượng 380g nước đá ở 00C bọc lại.Cầm dây thả nhẹ miếng đồng (có nước đá) vào một nhiệt lượng kế chứa sẵn 2 lít nước ở 80C sao cho nó có thể chìm hoàn toàn trong nước mà không chạm đáy.Tìm lực căng dây treo khi đã cân bằng nhiệt.Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và môi trường. Cho : -Nhiệt dung riêng của nước, nước đá lần lượt là c1 = 4200J/kg.K, c2 = 2100J/kg.K -Khối lượng riêng của nước, nước đá và đồng lần lượt là D1 = 1000kg/m3, D2 = 900kg/m3, D3 = 8900kg/m3. -Nhiệt nóng chảy của nước đá ở 00C là l = 336000J/kg đề luyện tập số 4 Bài 1 ( 2,0 điểm ) Hai quả cầu đặc, thể tích mỗi quả là V = 200cm3, được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh, nhẹ, không co dãn, thả trong nước ( Hình 1 ) . Khối lượng riêng của quả cầu bên trên là D1 = 300 kg/m3, còn khối lượng riêng của quả cầu bên dưới là D2 = 1200 kg/m3. Hãy tính : a/ Thể tích phần nhô lên khỏi mặt nước của quả cầu phía trên khi hệ vật cân bằng ? b/ Lực căng của sợi dây ? Cho khối lượng riêng của nước là Dn = 1000kg/ m3 . Hình 1 Bài 2 ( 1,5 điểm ) Dùng một bếp dầu để đun sôi một lượng nước có khối lượng m1 = 1 kg, đựng trong một ấm bằng nhôm có khối lượng m2 = 500g thì sau thời gian t1 = 10 phút nước sôi . Nếu dùng bếp dầu trên để đun sôi một lượng nước có khối lượng m3 đựng trong ấm trên trong cùng điều kiện thì thấy sau thời gian 19 phút nước sôi . Tính khối lượng nước m3 ? Biết nhiệt dung riêng của nước, nhôm lần lượt là c1 = 4200J/kg.K ; c2 = 880J/kg.K và nhiệt lượng do bếp dầu tỏa ra một cách đều đặn . Bài 3 ( 2,0 điểm ) Cho mạch điện như hình 2 . Biết R1 = R3 = 30W ; R2 = 10W ; R4 là một biến trở. Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là UAB = 18V không đổi . Bỏ qua điện trở của dây nối và của ampe kế . a. Cho R4 = 10W . Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện mạch chính khi đó ? b. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở bằng bao nhiêu để ampe kế chỉ 0,2A và dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ? Hình 2 Bài 4 ( 2,0 điểm ) Cho mạch điện như hình 3. Biết : R1 = 8W ; R2 = R3 = 4W ; R4 = 6W ; UAB = 6V không đổi . Điện trở của ampe kế , khóa K và các dây nối không đáng kể . 1. Hãy tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và số chỉ của ampe kế trong hai trường hợp : a. Khóa K mở . b. Khóa K đóng . 2. Xét trường hợp khi K đóng : Thay khóa K bằng điện trở R5 . Tính R5 để cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2 bằng không ? Hình 3 Bài 5 ( 2,5 điểm ) Đặt một mẩu bút chì AB = 2 cm ( đầu B vót nhọn ) vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ , A nằm trên trục chính ( hình 4 ) . Nhìn qua thấu kính người ta thấy ảnh A’B’ của bút chì cùng chiều với vật và cao gấp 5 lần vật . a. Vẽ ảnh A’B’ của AB qua thấu kính . Dựa vào hình vẽ chứng minh công thức sau : ( Hình 4) Khi mẩu bút chì dịch chuyển dọc theo trục chính lại gần thấu kính thì ảnh ảo của nó dịch chuyển theo chiều nào ? Vì sao ? b. Bây giờ đặt mẩu bút chì nằm dọc theo trục chính của thấu kính , đầu A vẫn nằm ở vị trí cũ, đầu nhọn B của nó hướng thẳng về quang tâm O . Lại nhìn qua thấu kính thì thấy ảnh của bút chì cũng nằm dọc theo trục chính và có chiều dài bằng 25cm . Hãy tính tiêu cự của thấu kính . c. Dịch chuyển đầu A của mẩu bút chì đến vị trí khác . Gọi A’ là ảnh ảo của A qua thấu kính , F là tiêu điểm vật của thấu kính ( hình 5 ) . Bằng phép vẽ , hãy xác định quang tâm O và tiêu điểm ảnh F’ của thấu kính . Hình 5 A R1 M N Đ R2 A B K C ( Hình 2 ) Đề luyện tập số 5 Câu 1 : Cho mạch điện như hình 2. Biết: UAB = 21V không đổi, R1 =3, Biến trở có điện trở toàn phần là RMN =4,5 Đèn có điện trở Rđ = 4,5 ampe kế, khóa K và các dây nối có điện trở không đáng kể. a) Khi K đóng, con chạy C ở vị trí N thì ampe kế chỉ 4A. Tính điện trở R2. b) Khi K mở, xác định giá trị phần điện trở RMC của biến trở để độ sáng của đèn yếu nhất. c)Khi K mở, dịch con chạy C từ M đến N thì độ sáng của đèn thay đổi như thế nào? Câu 2 : Một vật sáng nhỏ có dạng đoạn thẳng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và nằm ở ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính đó. a) Gọi d là khoảng cách từ vật đến thấu kính, d là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính, f là tiêu cự của thấu kính. Hãy vẽ ảnh của vật qua thấu kính và chứng minh công thức: += b) Đặt vật sáng trên ở một phía của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm, song song với trục chính và cách trục chính một đoạn l = 20 cm. Biết các điểm A và B cách thấu kính lần lượt là 40 cm và 30 cm. Tính độ lớn ảnh của vật AB qua thấu kính. Câu 3 : Hai bến A và B ở cùng một phía bờ sông. Một ca nô xuất phát từ bến A, chuyển động liên tục qua lại giữa A và B với vận tốc so với dòng nước là v1 = 30 km/h. Cùng thời điểm ca nô xuất phát, một xuồng máy bắt đầu chạy từ bến B theo chiều tới bến A với vận tốc so với dòng nước là v2 = 9 km/h. Trong thời gian xuồng máy chạy từ B đến A thì ca nô chạy liên tục không nghỉ được 4 lần khoảng cách từ A đến B và về A cùng lúc với xuồng máy. Hãy tính vận tốc và hướng chảy của dòng nước. Giả thiết chế độ hoạt động của ca nô và xuồng máy là không đổi ; bỏ qua thời gian ca nô đổi hướng khi đến A và B; chuyển động của ca nô và xuồng máy đều là những chuyển động thẳng đều . Câu 4 : 0 40 30 20 t0C N(giọt) 200 500 Trong một bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa m0 = 100g nước ở nhiệt độ t0 = 200C . Người ta nhỏ đều đặn các giọt nước nóng vào nước đựng trong bình nhiệt lượng kế. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ nước trong bình nhiệt lượng kế vào số giọt nước nóng nhỏ vào bình được biểu diễn ở đồ thị hình bên . Hãy xác định nhiệt độ của nước nóng và khối lượng của mỗi giọt nước . Giả thiết rằng khối lượng của các giọt nước nóng là như nhau và sự cân bằng nhiệt được thiết lập ngay sau khi giọt nước nhỏ xuống; bỏ qua sự mất mát nhiệt do trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh và với nhiệt lượng kế khi nhỏ nước nóng . Câu 5 : Từ một hiệu điện thế U1 = 2500V, điện năng được truyền bằng dây dẫn điện đến nơi tiêu thụ. Biết điện trở dây dẫn là R = 10 và công suất của nguồn điện là 100kW. Hãy tính : Công suất hao phí trên đường dây tải điện . Hiệu điện thế nơi tiêu thụ . Nếu cần giảm công suất hao phí đi 4 lần thì phải tăng hiệu điện thế của hai cực nguồn điện lên mấy lần? Câu6 : (2,0 điểm) Một vật phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ sao cho điểm B của vật nằm trên trục chính của thấu kính và cách quang tâm của thấu kính một khoảng OB = a. Người ta nhận thấy rằng, nếu dịch chuyển vật đi một khoảng b = 5cm lại gần hoặc ra xa thấu kính thì đều được ảnh của vật có độ cao bằng 3 lần vật, trong đó một ảnh cùng chiều và một ảnh ngược chiều với vật . Dùng cách vẽ đường đi của các tia sáng từ vật đến ảnh của nó qua thấu kính, hãy tính khoảng cách a và tiêu cự của thấu kính . Câu 7: (1,0 điểm) Treo một vật kim loại vào một lực kế . Trong không khí lực kế chỉ P1 ; khi nhúng vật vào nước lực kế chỉ P2. Cho biết khối lượng riêng của không khí là D1, khối lượng riêng của nước là D2. Tính khối lượng và khối lượng riêng của vật kim loại đó .