Đề ôn thi học sinh giỏi Lý

ÔN THI HỌC SINH GIỎI ĐS: a) 5Bài 1. Một vật chuyển động từ A đến B với vận tốc 15m/s. Cùng lúc đó cũng có một vật khác chuyển động từ B về A. Biết sau 0,75 phút kể từ khi xuất phát thì hai vật gặp nhau tại C và khoảng cách từ A đến B là 900m. Tính: a) Vận tốc của vật chuyển động từ B về A b) Vị trí của vật gặp nhau.m/s, b) Vị trí hai vật gặp nhau cách A 675m, cách B 225m Bài 2. Một người đứng cách đường một đoạn là 100m. Trên đường có một ô tô đang tiến lại với vận tốc 36km/h. Khi người đó thấy ôtô còn cách mình một đoạn 206m thì bắt đầu ra đường để đón ôtô theo hướng vuông góc với đường. Hỏi người ấy phải đi với vận tốc là bao nhiêu để có thể vùa gặp được ôtô? ĐS: 5m/s Bài 3. Một chiếc ca nô khi xuôi dòng từ A đến B, rồi ngược dòng từ B đến A mất 2 giờ 30 phút. a) Tính khoảng cách giữa hai bến sông A và B. Biết vận tốc của ca nô khi xuôi dòng là 18km/h và khi ngược dòng là 12km/h. b) Trước khi ca nô khởi hành 30 phút có một chiếc bè trôi theo dòng nước qua A. Tìm thời điểm các lần ca nô và bè gặp nhau và khảng cách từ nơi gặp nhau đến A. ĐS: a) 18km, b) 6p, 1,8km và 1h54p, 7,2km. Bài 4. Một vật làm bằng đồng có khối lượng 1,78kg được thả vào trong nước. Hỏi lực đẩy lực ac-si-met tác dụng lên vật có phương chiều và độ lớn như thế nào? Biết trọng lượng riêng của đồng và nước lần lượt là 8900N/m3 và 10000N/m3. ĐS: 2N Bài 5. Một vật hình hộp chữ nhật có kích thước (30cmx20cmx10cm) a) Tính thể tích của hình chữ nhật b) Tính lực đẩy ac-si-mét tác dụng lên vật khi thả đứng nó vào trong chất lỏng có trọng lượng riêng 12000N/m3. Biết khi đó chiều cao của vật bị chìm trong chất lỏng là 20cm. ĐS: 48N Bài 6. Ba vật có cùng thể tích 500cm2 và trọng lượng riêng lần lượt là 7000N/m3, 12000N/m3 và 1000N/m3 . Hỏi nếu thả ca ba vật đó vào trong nước thì vật nào nổi, chìm hay lơ lửng? Biết trọng lượng riêng của nước là 1000N/m3. Đáp số: vật 1 nổi; vật 2 chìm; vật 3 lơ lửng Bài 7. Kéo một vật trên đoạn đường dài 50m thì phải thực hiện một công là 7500J. Biết lực cản chuyển động trong khi kéo là 15N và hướng chuyển động của vật cùng với hướng của lực kéo. Tính: a) Độ lớn của lực kéo b) Công của lực cản, c) Công cần thực hiện để kéo vật khi không có ma sát. ĐS: a) 150N, b) 750J, c) 6750J Bài 8. Dùng mặt phẳng nghiêng để đưa vật có trọng lượng 1200N lên cao 1,8m bằng một lực kéo 500N. Biết chiều dài của mặt phẳng nghiêng là 5m. a) Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng. b) Tính lực cản lên vật trong trường hợp đó. ĐS: 86,4%, 68N Bài 9. Để nâng một vật lên cao 6m bằng mặt phẳng nghiêng cần thực hiện công là 12kJ. a) Tình trọng lượng của vật, biết hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là 90%. b) tính chiều dài mặt phẳng nghiêng, biết lực cản có độ lớn là 120N. ĐS: a) 1800N, b) 10m. Bài 10. Ác-si-mét nói rằng: “Cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nâng bổng Trái Đất”. Điều đó có thực hiện được không? Giả sử, ác-si-mét dùng đòn bẩy để bẩy Trái Đất, dùng Mặt Trăng làm điểm tựa, lực tác dụng là 500N. Vậy muốn nâng Trái đất lên 1cm hãy tính: a) Đoạn đường mà ác-si-mét phải di chuyển b) Thời gian chuyển động của ác-si-mét để thực hiện công việc đó. Biết khối lượng của Trái Đất là 6.1024kg và khoảng cách từ Mặt Trăng đến Trái đất là 4.105km. ĐS: a) 12.1017, (km); b) 1016 ngày PHẦN II: ĐIỆN HỌC Bài 1. Một bóng đèn khi sán bình thường có điện trở là Rđ = 9W và dòng điện chạy qua đèn khi đó có cường độ I = 0,4A. Bóng đèn này được mắc nối tiếp với một biến trở và mắc vào hiệu điện thế 6V như hình 31. a) Phải điều chỉnh biến trở có trị số điện trở Rb bằng bao nhiêu để đèn sáng bình thường ? b) Biến trở này có điện trở lớn nhất là Rb = 20W với cuộn dây dẫn được làm bằng hợp kim nikênin có tiết diện S = 0,5mm2. Tính chiều dài của dây dẫn dùng làm biến trở này. Hướng dẫn a) Để đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua đèn phải là 0,4A. Điện trở tương đương của toàn mạch: (W). Điện trở của biến trở khi đó Rb = 15 – 9 = 6 (W). b) áp dụng công thức suy ra (m) Bài 2. Hai bóng đèn có hiệu điện thế định mức lần lượt là U1 = 9V, U2 = 6V và khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R1 = 6W và R2 = 5W. Người ta mắc hai đèn này với một biến trở vào hiệu điện thế U = 15V để hai đèn sáng bình thường. a) Vẽ sơ đồ của mạch điện. b) Tính điện trở của biến trở khi đó c) Biến trở này có điện trở lớn nhất là 75W, được quấn bằng dây nicrom có điện trở suất là 1,1.10-6W.m có tiết diện là 0,1mm2. Tính chiều dài của dây nicrom này. Hướng dẫn a) Nhận xét: Ta thấy rằng U = U1 + U2 Mặt khác cường độ dòng điện định mức của hai đèn khác nhau: (A) và (A) hay I1 > I2. Khi cả hai bóng đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế trên mỗi đèn và cường độ dòng điện qua mỗi đèn phải đúng với giá trị định mức của chúng. Vì vậy, cần phải mắc mạch điện như hình 32 để đảm bảo các yêu cầu trên. b) Hiệu điện thế hai đầu biến trở bằng hiệu điện thế ở hai đầu đèn Đ2 và bằng U2= 6V. Cường độ dòng điện qua biến trở: Ib = I1 – I2 = 1,5 – 1,2 = 0,3 (A) Điện trở của biến trở: (W) c) Từ suy ra (m) Bài 3. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U = 54V thì dòng điện chạy qua mạch có cường độ I = 2,7A. Người ta làm giảm cường độ dòng điện xuống còn 1,5A bằng cách nối thêm vào mạch một điện trở Rx. Tính Rx ? Hướng dẫn: Điện trở của mạch: (W) Điện trở của mạch sau khi mắc nối tiếp thêm Rx R’ = R + Rx = 20 + Rx Theo định luật Ôm: hay 20 + Rx = = 36 suy ra Rx = 16 (W) Bài 4. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 45, trong đó điện trở R1 = 40W; R2 = 35W, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AB bằng 120V. Tìm số chỉ của vôn kế và ampe kế ? Hướng dẫn Điện trở tương đương: R12 = R1 + R2 = 40 + 35 = 75 (W) Số chỉ của ampe kế: IA Số chỉ của vôn kế: UV = IAR1 = 1,6.40 = 64 (V) Bài 5. Dùng bếp điện để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 200C. Thời gian đun sôi lượng nước đó là 20 phút. Biết nhiệt dung riêng của nước c = 4,18.103J/kg.độ, hiệu suất của bếp H = 80%. Tính công suất của bếp điện (Giả sử rằng nhiệt do bếp toả ra truyền hoàn toàn cho nước). Hướng dẫn: Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước: Q1 = mc(t2 – t1) Nhiệt lượng có ích do bếp cung cấp trong thời gian t: Q2 = HPt Trong đó P là công suất của bếp, H là hiệu suất. Q1 = Q2 nên (W) Bài 6. Cho mạch diện như hình 48. Biết: R1 = 10W; R2 = 8W; R3 = 12W; Rx có thể thay đổi được. Hiếu điện thế hai đầu đoạn mạch UAB = 36V. a) Cho Rx = 24W. Tính điện trở tương đương của mạch và cường độ dòng điện trong mạch chính. b) Xác định Rx để cường độ dòng điện qua Rx nhỏ hơn 4 lần so với cường độ dòng điện qua điện trở R1. Hướng dẫn: a) Ta có R12 = R1 +R2 = 10 + 8 = 18(W) R3x = R3 + Rx = 2 + 24 = 36 (W) Cường độ dòng điện trong mạch chính: . b) Muốn cường độ dòng điện qua Rx nhỏ hơn cường độ dòng điẹn qua R1 4 lần thì R3 + Rx = (R1 + R2), suy ra Rx = 4(R1 + R2) – R3 = 4(10 + 8) – 12 = 60 (W) Bài 7.Cho mạch điện như hình 49. Trong đó R1 = 20W; R2 = 6W; R3 = 4W; R4 = 40W; hiệu điện thế UAB = 72,8V. a) Tính điện trở tương đương của mạch điện b) Tìm cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và hiệu điện thế UAD Hướng dẫn: a) Ta có: R23 = R2 + R3 = 6 + 4 = 10 (W) (W) Điện trở tương đương của mạch: R = R1 + R234 = 20 + 8 = 28 (W) b) Cường độ dòng điện qua mạch R1: Hiệu điện thế UCB = IR234 = 2,6.8 = 20,8 (W) Cường độ dòng điện qua R2 và R3: I23 = Cường độ dòng điện qua R4: I4 = I1 – I23 = 2,6 – 2,08 = 0,52 (A) Hiệu điện thế: UAD = UAC +UCD Hay UAD = I1R1 + I23R2 = 2,6.20 + 2,08.6= 64,48 (V) Bài 8. Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R = 80W và cường độ dòng điện qua bếp khi đó là 2,75A. a) Tính nhiệt lượng mà bếp toả ra trong 1 giây. b) Dùng bếp điện trên để đun sôi 2 lít nước có nhiệt độ ban đầu là 300C thì thời gian đun nước là 20 phút. Coi rằng nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là có ích, tính hiệu suất của bếp, cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4 200J/kg.K. c) Mỗi ngày sử dụng bếp điện này 4 giờ. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bếp điện đó trong 30 ngày, nếu giá 1kWh điện là 700 đồng. Hướng dẫn a) Nhiệt lượng mà bếp toả ra trong 1 giây. Q = I2Rt = 2,752.80.1 = 605 (J) Đây cũng là công suất toả nhiệt của bếp: P = 605 (W) b) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 2 lít nước (2kg nước). Q1 = mc(t2 – t1) = 2.4 200.(100 – 30) = 588 000(J) Nhiệt lượng do bếp toả ra trong thời gian 20 phút: Q2 = Pt = 608.20.60 = 726 000 (J) Hiệu suất của bếp: c) Điện năng bếp tiêu thụ trong 30 ngày A = Pt = 0,605.30.4 = 72,6(kWh) Tiền điện phải trả: M = 72,6.700 = 50 820 (đồng) Bài 9. Cho hai điện trở R1 và R2. Hãy chứng minh rằng: a) Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 nối tiếp thì nhiệt lượng toả ra ở mỗi điện trở tỷ lệ thuận với các điện trở: b) Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc song song thì nhiệt lượng toả ra ở mỗi điện trở tỷ lệ nghịch với các điện trở: Hướng dẫn a) Trong đoạn mạch mắc nối tiếp, cường độ dòng điện I qua các điện trở là như nhau. Trong cùng thời gian t, nhiệt lượng toả ra trên các điện trở là: Q1 = I2R1t và Q2 = I2R2t. Lập tỷ số ta được: b) Trong đoạn mạch mắc song song, hiệu điện thế U giữa hai đầu các điện trở là như nhau. Trong cùng thời gian t, nhiệt lượng toả ra trên các điện trở là: và . Lập tỷ số ta được: PHẦN III. QUANG HỌC M I P A Q Bài1. Trên hình 184 cho biết M là vị trí đặt mắt để nhìn thấy ảnh của đồng xu trong nước. A là vị trí thực của đồng xu, PQ là mặt trước.Đường truyền của tia sáng từ đồng xu đến mắt là AIM. Hãy cho biết mắt sẽ nhìn thấy ảnh của đồng xu ở vị trí nào? Trả lời bằng phương pháp vẽ ảnh. Bài 2. Đặt vật AB vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f và cách thấu kính 18cm thì thấy ảnh là thật và cao bằng nửa vật. Hãy xác định tiêu cự của thấu kính. Đáp số : 6cm Bài 3. Hình 185 cho biết (D) là trục chính của một thấu kính, S là điểm sáng, S’ là ảnh của S tạo bởi thấu kính đó. Bằng cách vẽ hãy xác định quang tâm O, hai tiêu điểm F,F’ của thấu kính đã cho. Đó là thấu kính gì? Bài 4. Khoảng cách từ thể thuỷ tinh đến màng lưới mắt 2,2cm, không đổi. Khi nhìn một vật ở rất xa thì mắt không phải điều tiết và tiêu điểm của thuỷ tinh nằm đúng trên màng lưới. Hãy tính độ thay đổi tiêu cự của thuỷ tinh khi chuyển từ trạng thái nhìn một vật ở rất xa sang trạng thái nhìn một vật cách mắt 100cm. Hướng dẫn Khi nhìn một vật ở rất ra thì mắt không phải điều tiết và tiêu điểm của thể thuỷ tinh nằm đúng trên màng lưới, lúc đó tiêu cự của thể thuỷ tinh là f1 = 2,2cm. Khi nhìn một vật cách mắt 100cm, ảnh của vật hiện rõ trên màng lưới. Coi thể thuỷ tinh như một thấu kính hội tụ thì ta có: Suy ra f = Df = f1 – f = 2,2 – 2,153 = 0,047 (cm) Bài 5. Có chiếc kính lúp mà trên vành kính, kí hiệu về số bộ giác đã bị mờ, không đọc được. Một học sinh đã xác định lại kí hiệu này bằng cách đặt vật sáng AB có dạng mũi tên được đặt vuông góc với trục chính của kính, cách kính 16cm (A nằm trên trục chính) và thu được ảnh trên màn cao gấp ba lần vật. Hỏi học sinh đó đã xác định được giá trị của số bội giác là bao nhiêu. Hướng dẫn: Vì phép kiểm tra cho ảnh thật nên ta áp dụng công thức thấu kính hội tụ. và Với d = 16cm nên d’ = 3d = 48cm. Tiêu cự của thấu kính: f = Số bội giác của kính: G = Vậy học sinh đó đã xác định được số bội giác là G = 2,083. Bài 6. Một người già phải đeo sát mắt một thấu kính hội tụ có tiêu cự 120cm thì mới nhìn rõ được những vật gần nhất cách mắt 30cm. a) Mắt người ấy là mắt cận hay mắt lão? b) Khi không đeo kính thì người ấy nhìn rõ được những vật gần nhất cách mắt bao nhiêu? Hướng dẫn: a) Mắt người ấy là mắt lão. B1 O A1 A B A’ F Cc B’ I Fm F b) Khi đeo sát mắt thầu kính hội tụ có tiêu cự 120cm thì người ấy mới nhìn rõ được những vật gần nhất cách mắt 30cm, khi đó ảnh của vật qua kính đã hiện rõ ở điểm cực cận của mắt như hình 176. Hình 176 Gọi d là khoảng cách từ vật đến kính (d = 30cm), d’ là khoảng cách từ ảnh đến kính (d’ = OCc). Áp dụng công dụng: suy ra d’ = Vậy, khi không đeo kính thì người ấy nhìn rõ được những vật gần nhất cách mắt 40cm. Bài 7. Một người về già, mắt bị lão hóa: a.Người đó phải đeo kính gì để sửa tật nói trên? b.Biết điểm cực cận cách mắt người đó là 62cm. Khi đeo kính, mắt người đó có thể nhìn vật cách mắt gần nhất là 24cm. Tính tiêu cự của thấu kính ? Hướng dẫn: Đeo kính lão ( TKHT) b. f = 39,16cm