Bồi dưỡng HSG Lý 8

Phần dới của thanh nhúng trong nớc, khi cân bằng thanh nằm nghiêng nh hình vẽ, một nửa chiều dài nằm trong nớc.. * Câu 10: Một bình chứa một chất lỏng có trọng lợng riêng d0 , chiều cao

TRẦN HỮU THễNG TRƯỜNG THCS LỘC AN

Bài tập vật lí 8

Câu 1:

Một động tử xuất phát từ A chuyển động thẳng đều về B cách A 120m với vận tốc 8m/s Cùng lúc đó một động tử khác chuyển động thẳng đều từ B về A Sau 10s hai động tử gặp nhau Tính vận tốc của động tử thứ hai và vị trí hai động tử gặp nhau

Câu 2:

Hai đoàn tàu chuyển động đều trong sân ga trên hai đờng sắt song song nhau Đoàn tàu A dài 65m, đoàn tàu B dài 40m.

Nếu hai tàu đi cùng chiều, tàu A vợt tàu B trong khoảng thời gian tính từ lúc đầu tàu A ngang đuôi tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đầu tàu B là 70s Nếu hai tàu đi ng ợc chiều thì từ lúc

đầu tàu A ngang đầu tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đuôi tàu B là 14s Tính vận tốc của mỗi tàu.

Câu 3:

Một động tử xuất phát từ A chuyển động trên đờng thẳng hớng về điểm B với vận tốc ban

đầu v 1 = 32m/s Biết rằng cứ sau mỗi giây vận tốc của động tử lại giảm đi một nửa và trong mỗi giây đó động tử chuyển động đều.

1) Sau bao lâu động tử đến đợc điểm B, biết rằng khoảng cách AB = 60m

2) Ba giây sau kể từ lúc động tử xuất phát, một động tử khác cũng xuất phát từ A chuyển

động về B với vận tốc không đổi v 2 = 31m/s Hai động tử có gặp nhau không? Nếu có hãy xác định thời điểm gặp nhau đó.

Câu 4:

Một mẩu hợp kim thiếc -chì có khối lợng m = 664g, khối lợng riêng D = 8,3g/cm 3 Hãy xác

định khối lợng của thiếc và chì trong hợp kim Biết khối lợng riêng của thiếc là D 1 =7300kg/m 3 , của chì là D 2 = 11300kg/m 3 và coi rằng thể tích của hợp kim bằng tổng thể tích các kim loại thành phần.

Câu 5:

Một thanh mảnh, đồng chất, phân bố đều khối

l-ợng có thể quay quanh trục O ở phía trên Phần

dới của thanh nhúng trong nớc, khi cân bằng

thanh nằm nghiêng nh hình vẽ, một nửa chiều

dài nằm trong nớc Hãy xác định khối lợng

riêng của chất làm thanh đó.

Câu 6:

Một hình trụ đợc làm bằng gang, đáy tơng đối rộng nổi

trong bình chứa thuỷ ngân ở phía trên ngời ta đổ nớc.

Vị trí của hình trụ đợc biểu diễn nh hình vẽ Cho trọng

lợng riêng của nớc và thuỷ ngân lần lợt là d 1 và d 2 Diện

tích đáy hình trụ là S Hãy xác định lực đẩy tác dụng

lên hình trụ

Hớng dẫn giải

* Câu 1:

Gọi S1, S2 là quãng đờng đi đợc trong 10s

của các động tử (xem hình bên)

v1 là vận tốc của động tử chuyển động từ A

v2 là vận tốc của động tử chuyển động từ B

S1 = v1.t ; S2 = v2.t

v1 S v2

B

Bài tập hsg vật lý 8

O

N ớc

TH NGÂN

M

E

K C

B

TRẦN HỮU THễNG TRƯỜNG THCS LỘC AN

S1 M

S2 Khi hai động tử gặp nhau: S1 + S2 = S = AB = 120m

S = S1 + S2 = ( v1 + v2 )t

 v1 + v2 =

t

S

 v2 = v1

t

S

 Thay số: v2 = 8 4

10

120



 (m/s)

Vị trí gặp nhau cách A một đoạn: MA = S1 = v1t = 8.10 = 80m

* Câu 2 : SB

Khi hai tàu đi cùng chiều (hình bên)

Quãng đờng tàu A đi đợc SA = vA.t

Quãng đờng tàu B đi đợc SB = vB.t

Nhận xét : SA – SB = (vA-vB)t = lA + lB

Với t = 70s ; lA = 65m ; lB = 40m

vA – vB = 1 , 5 ( / )

70

40 65

s m t

l

l A B









(1)

lA

SA

SA

Khi hai tàu đi ngợc chiều (hình bên)

Tơng tự : SA = vA.t/

SB = vB.t/

Nhận xét : SA + SB = (vA+vB)t/ = lA + lB

Với t/ = 14s

vA + vB = 7 , 5 ( / )

14

40 65

t

l

l A B









(2)

Từ (1) và (2) suy ra vA = 4,5 (m/s)

VB = 3 (m/s)

SB

lA + lB

* Câu 3 :

1) Thời gian chuyển động, vận tốc và quãng đờng đi đợc của động tử có thể biểu diễn bởi bảng sau :

Căn cứ vào bảng trên ta thấy : Sau 4s động tử đi đợc 60m và đến đợc điểm B

2) Cũng căn cứ vào bảng trên ta thấy hai động tử sẽ gặp nhau tại điểm cách A một khoảng

là 62m Để đợc quãng đờng này động tử thứ hai đi trong 2s: s2 = v2t = 31.2 = 62(m)

Trong 2s đó động tử thứ nhất đi đợc s1 = 4 + 2 = 6m (Quãng đờng đi đợc trong giây thứ 4

và 5) Vậy để gặp nhau động tử thứ nhất đi trong 5 giây còn đông tử thứ hai đi trong 3s

* Câu 4:

Ta có D1 = 7300kg/m3 = 7,3g/cm3 ; D2 = 11300kg/m3 = 11,3g/cm3

Gọi m1 và V1 là khối lợng và thể tích của thiếc trong hợp kim

Gọi m2 và V2 là khối lợng và thể tích của chì trong hợp kim

Bài tập hsg vật lý 8

A A

B

N ớc

TH NGÂN

M

E

K C

TRẦN HỮU THễNG TRƯỜNG THCS LỘC AN

Ta có m = m1 + m2  664 = m1 + m2 (1)

V = V1 + V2 

3 , 11 3 , 7 3 , 8

2

2 1

D

m D

m D

m









Từ (1) ta có m2 = 664- m1 Thay vào (2) ta đợc

3 , 11

664 3 , 7 3 , 8

664 m1  m1



Giải phơng trình (3) ta đợc m1 = 438g và m2 = 226g

* Câu 5:

Khi thanh cân bằng, các lực tác dụng lên

thanh gồm: Trọng lực P và lực đẩy Acsimet

FA (hình bên)

Gọi l là chiều dài của thanh Ta có phơng

trình cân bằng lực:

3 2 4

3

2

1

1

2  



l

l d

d

P

F A

(1)

Gọi Dn và D là khối lợng riêng của nớc và

chất làm thanh M là khối lợng của thanh, S

là tiết diện ngang của thanh

F A d1

P

d2

Lực đẩy Acsimet: FA = S

2

1

Trọng lợng của thanh: P = 10.m = 10.l.S.D (3)

Thay (2), (3) vào (1) suy ra:

2

3 S.l.Dn.10 = 2.10.l.S.D

 Khối lợng riêng của chất làm thanh: D =

4

3

Dn

* Câu 6:

Trên đáy AB chịu tác dụng của một áp suất

là: pAB = d1(h + CK) + d2.BK Trong đó:

h là bề dày lớp nớc ở trên đối với đáy trên

d1 là trọng lợng riêng của nớc

d2 là trọng lợng riêng của thuỷ ngân

Đáy MC chịu tác dụng của một áp suất:

pMC = d1.h

h

Gọi S là diện tích đáy trụ, lực đẩy tác dụng lên hình trụ sẽ bằng:

F = ( pAB - pMC ).S

F = CK.S.d1 + BK.S.d2

Nh vậy lực đẩy sẽ bằng trọng lợng của nớc trong thể tích EKCM cộng với trngj lợng của thuỷ ngân trong thể tíc ABKE

Bài tập Vật lí 8

* Câu 7:

Khi đi xuôi dòng sông, một chiếc ca nô đã vợt một chiếc bè tại điểm A Sau thời gian

t = 60phút, chiếc ca nô đi ngợc lại và gặp chiếc bè tại một điểm cách A về phía hạ lu một khoảng l = 6km Xác định vận tốc chảy của dòng nớc Biết rằng động cơ của ca nô chạy với cùng một chế độ ở cả hai chiều chuyển động

* Câu 8:

Bài tập hsg vật lý 8

TRẦN HỮU THễNG TRƯỜNG THCS LỘC AN

Một ngời có khối lợng 60kg ngồi trên một chiếc xe đạp có khối lợng 15kg Diện tích tiếp xúc giữa mỗi lốp xe và mặt đất là 30cm2

a) Tính áp suất khí tối thiểu phải bơm vào mỗi bánh xe, biết rằng trọng lợng của ngời

và xe đợc phân bố nh sau: 13 lên bánh trớc và 32 lên bánh sau

b) Xác định vận tốc tối đa ngời đạt đợc khi đạp xe Biết hệ số ma sát giữa xe và đờng

là 0,2 Công suất tối đa của ngời khi đạp xe là 1500 J/s

* Câu 9:

Một quả bóng bay của trẻ em đợc thổi phồng bằng khí Hiđrô có thể tích 4dm3 Vỏ bóng bay có khối lợng 3g buộc vào một sợi dây dài và đều có khối lợng 1g trên 10m Tính chiều dài của sợi dây đợc kéo lên khi quả bóng đứng cân bằng trong không khí Biết khối lợng 1lít không khí là 1,3g và của 1 lít Hđrô là 0,09g Cho rằng thể tích quả bóng và khối l -ợng riêng của không khí không thay đổi khi quả bóng bay lên

* Câu 10:

Một bình chứa một chất lỏng có trọng lợng riêng d0 , chiều cao của cột chất lỏng trong bình là h0 Cách phía trên mặt thoáng một khoảng h1 , ngời ta thả rơi thẳng đứng một vật nhỏ đặc và đồng chất vào bình chất lỏng Khi vật nhỏ chạm đáy bình cũng đúng là lúc vận tốc của nó bằng không Tính trọng lợng riêng của chất làm vật Bỏ qua lực cản của không khí và chất lỏng đối với vật

* Câu11:

Một thiết bị đóng vòi nớc tự động

bố trí nh hình vẽ Thanh cứng AB có thể

quay quanh một bản lề ở đầu A Đầu B

gắn với một phao là một hộp kim loại

rỗng hình trụ, diện tích đáy là 2dm2,

trọng lợng 10N Một nắp cao su đặt tại

C, khi thanh AB nằm ngang thì nắp đậy

kín miệng vòi AC =

2

1 BC

áp lực cực đại của dòng nớc ở vòi lên nắp đậy là 20N Hỏi mực nớc lên đến đâu thì vòi nớc ngừng chảy Biết khoảng cách từ B đến đáy phao là 20cm Khối lợng thanh AB không đáng kể

Hớng dẫn giải

* Câu7 :

Gọi v1 là vận tốc của dòng nớc (chiếc bè) A C v1 D v  v1 B

vlà vận tốc của ca nô khi nớc đứng yên

- Khi xuôi dòng : v + v1

- Khi ngợc dòng: v – v1

Giả sử B là vị trí ca nô bắt đầu đi ngợc, ta có: AB = (v + v1)t

Khi ca nô ở B giả sử chiếc bè ở C thì: AC = v1t

Ca nô gặp bè đi ngợc lại ở D thì: l = AB – BD (Gọi t/ là thời gian ca nô ngợc lên gặp bè)  l = (v + v1)t – (v – v1)t/ (1)

Mặt khác : l = AC + CD

 l = v1t + v1t/ (2)

Từ (1) và (2) ta có (v + v1)t – (v – v1)t/ = v1t + v1t/  vt + v1t –vt/ + v1t/ = v1t + v1t/

Bài tập hsg vật lý 8

A

FA D

P

h0

TRẦN HỮU THễNG TRƯỜNG THCS LỘC AN  vt = –vt/  t = t/(3)

Thay (3) vào (2) ta có : l = v1t + v1t  v1 =  

2

6

2t

l

3(km/h)

* Câu 8 :

a) áp suất khí của bánh xe bằng áp suất của xe lên mặt đờng

ở bánh trớc : ptr =

2

27778 003

, 0 3

10 75 10 3 1

m

N S

m





ở bánh sau : ps =

2

55554 003

, 0 3

10 75 2 10 3 2

m

N S

m





b) Lực kéo xe chuyển động là : FMS = k.m.10 = 0,2.75.10 = 150(N)

Vận tốc tối đa của xe đạp là : v = F P 1500150 10(m/s)= 36km/h

* Câu 9 :

Khi cân bằng lực đẩy ácsimet FA của không khí tác dụng lên quả bóng bằng tổng trọng lợng : P0 của vỏ bóng; P1 của khí hiđrô và P2 của phần sợi dây bị kéo lên

FA = P0 + P1 + P2

 d2V = P0 + d1V + P2

Suy ra trọng lợng P2 của phần sợi dây bị kéo lên là: P2 = d2V - d1V - P0

= V(d2 – d1) – P0

= V (D1 – D2).10 – P0

P2 = 4.10-3(1,3 – 0,09).10 – 3.10-3.10 = 0,018(N)

Khối lợng sợi dây bị kéo lên là : m2 = 0 , 0018

10

018 , 0

 (kg) = 1,8g Chiều dài sợi dây bị kéo lên là l = 1,8.10 = 18(m)

* Câu 10 : C

Khi rơi trong không khí từ C đến D vật chịu tác dụng

của trọng lực P Công của trọng lực trên đoạn CD = P.h1

đúng bằng động năng của vật ở D : A1 = P.h1 = Wđ

Tại D vật có động năng Wđ và có thế năng so với đáy

bình E là Wt = P.h0

Vậy tổng cơ năng của vật ở D là :

Wđ + Wt = P.h1 + P.h0 = P (h1 +h0)

Từ D đến C vật chịu lực cản của lực đẩy Acsimet FA:

FA = d.V

Công của lực đẩy Acsimet từ D đến E là E

A2 = FA.h0 = d0Vh0

Từ D đến E do tác động của lực cản là lực đẩy Acsimet nên cả động năng và thế năng của vật đều giảm đến E thì đều bằng 0 Vậy công của lực đẩy Acsimét bằng tổng động năng và thế năng của vật tại D:

 P (h1 +h0) = d0Vh0

 dV (h1 +h0) = d0Vh0

 d =

0 1

0 0

h h

h d



Bài tập hsg vật lý 8

F2 h

TRẦN HỮU THễNG TRƯỜNG THCS LỘC AN

* Câu 11:

Trọng lợng của phao là P, lực đẩy

Acsimét tác dụng lên phao là F1, ta có:

F1 = V1D = S.hD

Với h là chiều cao của phần phao ngập

n-ớc, D là trọng lợng riêng của nớc

Lực đẩy tổng cộng tác dụng lên đầu B là:

F = F1 – P = S.hD – P (1)

áp lực cực đại của nớc trong vòi tác dụng

lên nắp là F2 đẩy cần AB xuống dới Để nớc

ngừng chảy ta phải có tác dụng của lực F đối

với trục quay A lớn hơn tác dụng của lực F2

đối với A:

Thay F ở (1) vào (2): BA(S.hD – P) > F2.CA

Biết CA =

3

1

BA Suy ra: S.hD – P >

3 2

F

 h >

SD

P

F

 3

2

 h >

10000

02 , 0

10 3

20



 0,8(3)m

Vậy mực nớc trong bể phải dâng lên đến khi phần phao ngập trong nớc vợt quá 8,4cm thì vòi nớc bị đóng kín

Bài tập vật lí 8

* Câu 12:

a)

b)

b)

* Câu 13:

2,6g/cm 3 Nhúng quả cầu thứ nhất vào chất lỏng có khối lợng riêng D 3 , quả cầu thứ hai vào chất lỏng có khối lợng riêng D 4 thì cân mất thăng bằng Để cân thăng bằng trở lại ta phải bỏ vào đĩa có quả cầu thứ hai một khối lợng m 1 = 17g Đổi vị trí hai chất lỏng cho nhau, để cân thăng bằng ta phải thêm m 2 = 27g cũng vào đĩa có quả cầu thứ hai Tìm tỉ số hai khối lợng riêng của hai chất lỏng.

* Câu 14:

Bài tập hsg vật lý 8

A

P

P

TRẦN HỮU THễNG TRƯỜNG THCS LỘC AN

Một xe đạp có những đặc điểm sau đây

Bán kính đĩa xích: R = 10cm; Chiều dài đùi đĩa

(tay quay của bàn đạp): OA = 16cm; Bán kính

líp: r = 4cm; Đờng kính bánh xe: D = 60cm

A

1) Tay quay của bàn đạp đặt nằm ngang Muốn khởi động cho xe chạy, ngời đi xe phải tác dụng lên bàn đạp một lực 400N thẳng đứng từ trên xuống.

a) Tính lực cản của đờng lên xe, cho rằng lực cản đó tiếp tuyến với bánh xe ở mặt đờng b) Tính lực căng của sức kéo

2) Ngời đi xe đi đều trên một đoạn đờng 20km và tác dụng lên bàn đạp một lực nh ở câu 1 trên 1/10 của mỗi vòng quay

a) Tính công thực hiện trên cả quãng đờng

b) Tính công suất trung bình của ngờng đi xe biết thời gian đi là 1 giờ

* Câu 15:

Rót nớc ở nhiệt độ t 1 = 20 0 C vào một nhiệt lợng kế(Bình cách nhiệt) Thả trong nớc một cục nớc đá có khối lợng m 2 = 0,5kg và nhiệt độ t 2 = - 15 0 C Hãy tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt đợc thiết lập Biết khối lợng nớc đổ vào m 1 = m 2 Cho nhiệt dung riêng của nớc C 1 = 4200J/Kgđộ; Của nớc đá C 2 = 2100J/Kgđộ; Nhiệt nóng chảy của nớc đá  = 3,4.10 5 J/

kg Bỏ qua khối lợng của nhiệt lợng kế

Đỏp ỏn - hướng dẫn giảing d n gi iẫn giải ải

* Cõu 12a) Trong cơ cấu a)

do bỏ qua khối lợng của ròng

rọc và dây khá dài nên lực

căng tại mọi điểm là bằng

nhau và bằng F1 Mặt khác vật

nằm cân bằng nên:

P = 3F1= 450N

Hoàn toàn tơng tự đối với sơ

đồ b) ta có: P = 5F2

Hay F2 =

5

450

5 

P

= 90N b) + Trong cơ cấu hình a) khi

vật đi lên một đoạn h thì ròng

a)

b)

Rọc động cũng đi lên một đoạn h và dây phải di chuyển một đoạn s 1 = 3h

+ Tơng tự trong cơ cấu hình b) khi vật đi lên một đoạn h thì dây phải di chuyển một đoạn s 2

= 5h

* Câu 13:

Bài tập hsg vật lý 8

F 1

P

F

P

F1

F2

F2

TRẦN HỮU THễNG TRƯỜNG THCS LỘC AN

Do hai quả cầu có khối lợng bằng nhau Gọi V 1 , V 2 là thể

tích của hai quả cầu, ta có

6 , 2

8 , 7 2

1 1

2







D

D V V

Gọi F 1 và F 2 là lực đẩy Acsimet tác dụng vào các

quả cầu Do cân bằng ta có:

(P 1 - F 1 ).OA = (P 2 +P ’ – F 2 ).OB

Với P 1 , P 2 , P ’ là trọng lợng của các quả cầu và quả cân;

OA = OB; P 1 = P 2 từ đó suy ra:

P ’ = F 2 – F 1 hay 10.m 1 = (D 4 V 2 - D 3 V 1 ).10

Thay V 2 = 3 V 1 vào ta đợc: m 1 = (3D 4 - D 3 ).V 1 (1)

Tơng tự cho lần thứ hai ta có;

(P 1 - F ’

1 ).OA = (P 2 +P ’’ – F ’

2 ).OB

 P ’’ = F ’

2 - F ’

1 hay 10.m 2 =(D 3 V 2 - D 4 V 1 ).10

4 3

3 4 2

1

D -3D

D -3D

)

2

(

)

1

(





m

m

 m1.(3D3 – D4) = m2.(3D4 – D3)  ( 3.m1 + m2) D3 = ( 3.m2 + m1) D4



2 1

1 2 4

3 3

3

m m

m m D

D





* Câu 14:

1 a) Tác dụng lên bàn đạp lực F sẽ thu đợc

lực F 1 trên vành đĩa, ta có :

F AO = F 1 R  F 1 =

R

Fd

(1) Lực F 1 đợc xích truyền tới vành líp làm cho

líp quay kéo theo bánh xe Ta thu đợc một lực

F 2 trên vành bánh xe tiếp xúc với mặt đờng.

Ta có: F 1 r = F 2

2

D

A

 F 2 = 2D r F1 2DR rd F 260.4..1016.400N 85,3N

Lực cản của đờng bằng lực F2 là 85,3N

b) Lực căng của xích kéo chính là lực F1 theo (1) ta có F1 = 640N

10

16 400



2 a) Mỗi vòng quay của bàn đạp ứng với một vòng quay của đĩa và n vòng quay của líp, cũng là n vòng quay của bánh xe Ta có: 2R = 2rn do đó n= 4

4

16





r R

Mỗi vòng quay của bàn đạp xe đi đợc một quãng đờng s bằng n lần chu vi bánh xe s

= Dn = 4D

Muốn đi hết quãng đờng 20km, số vòng quay phải đạp là: N =

D

l



4 b) Công thực hiện trên quãng đờng đó là:

D

Fdl D

dl F dN

6 , 0 20

20000 16 , 0 400 20

4 20

2 20

2













 c) Công suất trung bình của ngời đi xe trên quãng đờng đó là:

Bài tập hsg vật lý 8

TRẦN HỮU THễNG TRƯỜNG THCS LỘC AN

s

J t

A

30 3600

664 106





* Câu 15:

Khi đợc làm lạnh tới 00C, nớc toả ra một nhiệt lợng bằng:

Q1 = m1.C1(t – 0) = 0,5.4200.20 = 42 000J

Để làm “nóng” nớc đá tới 00C cần tốn một nhiệt lợng:

Q2 = m2.C2(0 – t2) = 0,5.2100.15 = 15 750J Bây giờ muốn làm cho toàn bộ nớc đá ở 00C tan thành nớc cũng ở 00C cần một nhiệt lợng là: Q3 = .m2 = 3,4.105.0,5 = 170 000J

Nhận xét:

+ Q1 > Q2 : Nớc đá có thể nóng tới 00C bằng cách nhận nhiệt lợng do nớc toả ra

+ Q1 – Q2 < Q3 : Nớc đá không thể tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần

Vậy sau khi cân bằng nhiệt đợc thiết lập nớc đá không tan hoàn toàn và nhiệt độ của hỗn hợp là 00C

Bài tập vật lí 8

* Câu 16:

Nhiệt độ bình thờng của thân thể ngời ta là 36,60C Tuy vậy ngời ta không cảm thấy lạnh khi nhiệt độ không khí là 250C và cảm thấy rất nóng khi nhiệt độ không khí là 360C Còn ở trong nớc thì ngợc lại, khi ở nhiệt độ 360C con ngời cảm thấy bình thờng, còn khi ở

250C , ngời ta cảm thấy lạnh Giải thích nghịch lí này nh thế nào?

* Câu 17

Một chậu nhôm khối lợng 0,5kg đựng 2kg nớc ở 200C

a) Thả vào chậu nhôm một thỏi đồng có khối lợng 200g lấy ở lò ra Nớc nóng đến 21,20C Tìm nhiệt độ của bếp lò? Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nớc và đồng lần lợt là:

c1= 880J/kg.K , c2= 4200J/kg.K , c3= 380J/kg.K Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trờng

b) Thực ra trong trờng hợp này, nhiệt lợng toả ra môi trờng là 10% nhiệt lợng cung cấp cho chậu nớc Tìm nhiệt độ thực sự của bếp lò

c) Nếu tiếp tục bỏ vào chậu nớc một thỏi nớc đá có khối lợng 100g ở 00C Nớc đá có tan hết không? Tìm nhiệt độ cuối cùng của hệ thống hoặc lợng nớc đá còn sót lại nếu tan không hết? Biết nhiệt nóng chảy của nớc đá là  = 3,4.105J/kg

* Câu 18

Trong một bình đậy kín có một cục nớc đá có khối lợng M = 0,1kg nổi trên nớc, trong cục đá có một viên chì có khối lợng m = 5g Hỏi phải tốn một nhiệt lợng bằng bao nhiêu để cục nớc đá có lõi chì bắt đầu chìm xuống Cho khối lợng riêng của chì bằng 11,3g/cm3, của nớc đá bằng 0,9g/cm3, nhiệt nóng chảy của nớc đá là  = 3,4.105J/kg Nhiệt

độ nớc trung bình là 00C

* Câu 19

Có hai bình cách nhiệt Bình 1 chứa m1 = 2kg nớc ở t1 = 200C, bình 2 chứa m2 = 4kg nớc ở t2 = 600C Ngời ta rót một lợng nớc m từ bình 1 sang bình 2, sau khi cân bằng nhiệt, ngời ta lại rót một lợng nớc m nh thế từ bình 2 sang bình 1 Nhiệt độ cân bằng ở bình 1 lúc này là t’

1 = 21,950C

a) Tính lợng nớc m trong mỗi lần rót và nhiệt độ cân bằng t’

2 của bình 2 b) Nếu tiếp tục thực hiện lần hai, tìm nhiệt độ cân bằng của mỗi bình

Hớng dẫn giải

* Câu 16:

Con ngời là một hệ nhiệt tự điều chỉnh có quan hệ chặt chẽ với môi trờng xung quanh Cảm giác nóng và lạnh xuất hiện phụ thuộc vào tốc độ bức xạ của cơ thể Trong

Bài tập hsg vật lý 8

TRẦN HỮU THễNG TRƯỜNG THCS LỘC AN không khí tính dẫn nhiệt kém, cơ thể con ngời trong quá trình tiến hoá đã thích ứng với nhiệt độ trung bình của không khí khoảng 250C nếu nhiệt độ không khí hạ xuống thấp hoặc nâng lên cao thì sự cân bằng tơng đối của hệ Ngời – Không khí bị phá vỡ và xuất hiện cảm giác lạnh hay nóng

Đối với nớc, khả năng dẫn nhiệt của nớc lớn hơn rất nhiều so với không khí nên khi nhiệt độ của nớc là 250C ngời đã cảm thấy lạnh Khi nhiệt độ của nớc là 36 đến 370C sự cân bằng nhiệt giữa cơ thể và môi trờng đợc tạo ra và con ngời không cảm thấy lạnh cũng nh nóng

* Câu 17

a) Gọi t0C là nhiệt độ của bếp lò, cũng là nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng

Nhiệt lợng chậu nhôm nhận đợc để tăng từ t1 = 200C đến t2 = 21,20C:

Q1 = m1 c1 (t2 – t1) (m1 là khối lợng của chậu nhôm ) Nhiệt lợng nớc nhận đợc để tăng từ t1 = 200C đến t2 = 21,20C:

Q2 = m2 c2 (t2 – t1) (m2 là khối lợng của nớc ) Nhiệt lợng khối đồng toả ra để hạ từ t0C đến t2 = 21,20C:

Q3 = m3 c3 (t0C – t2) (m2 là khối lợng của thỏi đồng )

Do không có sự toả nhiệt ra môi trờng xung quanh nên theo phơng trình cân bằng nhiệt ta có : Q3 = Q1 + Q2

 m3 c3 (t0C – t2) = (m1 c1 + m2 c2) (t2 – t1)

380 2 , 0

2 , 21 380 2 , 0 ) 20 2 , 21 )(

4200 2 880 5 , 0 ( )

)(

.

.

(

3 3

2 3 3 1 2 2 2

1









c m

t c m t t c

m

c

m

t0C = 232,160C b) Thực tế, do có sự toả nhiệt ra môi trờng nên phơng trình cân bằng nhiệt đợc viết lại: Q3 – 10%( Q1 + Q2) = Q1 + Q2

 Q3 = 110%( Q1 + Q2) = 1,1.( Q1 + Q2) Hay m3 c3 (t’ – t2) = 1,1.(m1 c1 + m2 c2) (t2 – t1)

380 2 , 0

2 , 21 380 2 , 0 ) 20 2 , 21 )(

4200 2 880 5 , 0 ( 1 , 1 )

)(

.

.(

1

,

1

3 3

2 3 3 1 2 2 2 1









c m

t c m t t c m

c

m

t’ = 252,320C

c) Nhiệt lợng thỏi nớc đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở 00C

Q = .m 3,4.105.0,1 = 34 000J Nhiệt lợng cả hệ thống gồm chậu nhôm, nớc, thỏi đồng toả ra để giảm từ 21,20C xuống 00C là Q’ = (m1.c1 + m1.c1 + m1.c1) (21,2 – 0)

= ( 0,5 880 + 2 4200 + 0,2 380) 21,2 = 189019J

Do Q > Q’ nên nớc đá tan hết và cả hệ thống âng lên đến nhiệt độ t’’ đợc tính :

Q = Q’ – Q = [m1.c1 + (m2 + m).c2 + m3.c3] t’’

Nhiệt lợng còn thừa lại dùng cho cả hệ thống tăng nhiệt độ từ 00C đến t’’

3 3 2 2

1 1

6 , 16 380 2 , 0 4200 ).

1 , 0 2 ( 880 5 0

34000 189019

.c m m).c (m

.c













* Câu 18

Để cục chì bắt đầu chìm không cần phải tan hết đá, chỉ cần khối lợng riêng trung bình của nớc đá và cục chì trong nó bằng khối lợng riêng của nớc là đủ

Gọi M1 là khối lợng còn lại của cục nớc đá khi bắt đầu chìm ; Điều kiện để cục chì bắt đầu chìm là : D n

V

m M



 1

Trong đó V : Thể tích cục đá và chì

Dn : Khối lợng riêng của nớc

Bài tập hsg vật lý 8