BÀI TẬP VẬT LÝ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LỚP 9

Bài 1(4đ):
Vật sáng AB có độ cao h được đặt
vuông góc với trục chính của thấu
kính phân kỳ có tiêu cự f, điểm A
nằm trên trục chính và có vị trí tại
tiêu điểm F của thấu kính
(Hình vẽ 1).
1. Dựng ảnh của A/B/ của AB qua thấu kính
Nêu rõ chiều, độ lớn, tính chất của ảnh so với vật.
2. Bằng hình học, xác định độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính. Biết h = 3 cm; f = 14 cm.
Giải
1. Dựng ảnh của AB:
ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ
Hơn vật



2. Gọi chiều cao của ảnh là A/B/. Ta có tứ giác ABCO là hình chữ nhật nên B/ là trung điểm của BO và AO.
Mặt khác AB//A/B/ nên A/B/ là đường trung bình của tam giác ABO
Suy ra A/B/ =
và OA/ =

Vậy chiều cao của ảnh bằng 1,5 cm và ảnh cách tâm thấu kính một khoảng bằng 7 cm.
Bài 2 : Trong một bình hình trụ tiết diện S chứa nước có chiều cao H= 15cm. Người ta thả vào bình một thanh đồng chất, tiết diện đều sao cho nó nỗi trong nước thì mực nước dâng lên một đoạn h=8cm
a)Nếu nhấn chìm thanh hoàn toàn thì mực nước sẽ cao bao nhiêu ?(Biết khối lượng riêng của nước và thanh lần lượt là D1 = 1g/cm3 ; D2 = 0,8g/cm3
b)Tính công thực hiện khi nhấn chìm hoàn toàn thanh, biết thanh có chiều dài l = 20cm ; tiết diện S’ = 10cm2.

Gọi tiết diện và chiều dài thanh là S’ và l. Ta có trọng lượng của thanh:
P = 10.D2.S’.l
Thể tích nước dâng lên bằng thể tích phần chìm trong nước :
V = ( S – S’).h
Lực đẩy Acsimet tác dụng vào thanh : F1 = 10.D1(S – S’).h

Do thanh cân bằng nên: P = F1
( 10.D2.S’.l = 10.D1.(S – S’).h
(
(*) (0,5đ)
Khi thanh chìm hoàn toàn trong nước, nước dâng lên một lượng bằng thể tích thanh.
Gọi Vo là thể tích thanh. Ta có : Vo = S’.l
Thay (*) vào ta được:


Lúc đó mực nước dâng lên 1 đoạn (h ( so với khi chưa thả thanh vào)



Từ đó chiều cao cột nước trong bình là: H’ = H +(h =H +

H’ = 25 cm (0,5đ)
Lực tác dụng vào thanh lúc này gồm : Trọng lượng P,
lực đẩy Acsimet F2 và lực tác dụng F. Do thanh cân bằng nên :
F = F2 - P = 10.D1.Vo – 10.D2.S’.l
F = 10( D1 – D2).S’.l = 2.S’.l = 0,4 N
Từ pt(*) suy ra :



Do đó khi thanh đi vào nước thêm 1 đoạn x có thể tích (V = x.S’ thì nước dâng thêm một đoạn:


Mặt khác nước dâng thêm so với lúc đầu:

nghĩa là :

Vậy thanh đợc di chuyển thêm một đoạn: x +
. (0,5đ) Và lực tác dụng tăng đều từ 0 đến F = 0,4 N nên công thực hiện được:

(0,5đ)
Bài 3:Một ấm đun nước bằng điện có 3 dây lò xo, mỗi cái có điện trở R=120
, được mắc song song với nhau. Ấm được mắc nối tiếp với điện trở r=50
và được mắc vào nguồn điện. Hỏi thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến khi sôi sẽ thay đổi như thế nào khi một trong ba lò xo bị đứt?
GIẢI
*Lúc 3 lò xo mắc song song:
Điện trở tương đương của ấm:
R1 =
(0,25đ )
Dòng điện chạy trong mạch:
I1 =
(0,25đ )
Thời gian t1 cần thiết để đun ấm nước đến khi sôi:
Q = R1.I2.t1
hay t1 =
(1) ( 0,25đ )
*Lúc 2 lò xo mắc song song: (Tương tự trên ta có )
R2 =
( 0,