Tai lieu on thi HSG Ly 9 Nam hoc 20102011 Cuc hay

Để xác định ảnh của một điểm sáng qua gương cầu lồi, từ điểm sáng đó ta vẽ hai tia tới gương cầu và xác định hai tia phản xạ tương ứng. nếu hai tia phản xạ có đường kéo dài cắt nhau ở đâ[r]

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN LÝ 9

Năm học: 2010-2011

PHẦN I : CƠ HỌC

CHỦ ĐỀ 1: CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC CHUYỂN ĐỘNG ĐỀU, KHÔNG ĐỀU

I Một số kiến thức cần nhớ.

1 Chuyển động cơ học

- Chuyển động là sự thay đổi vị trí của vật này so với vật khác được chọn làm mốc chuyển động

của một vật mang tính tương đối

2 Chuyển động đều: (v không đổi)

2 1

s s

* Phương pháp giải dạng bài toán 2 vật gặp nhau:

- Nếu 2 vật chuyển động ngược chiều: Khi gặp nhau, tổng quãng đường các vật đã đi bằngkhoảng cách ban đầu giữa 2 vật

- Nếu 2 vật chuyển động cùng chiều nhau: Khi gặp nhau, hiệu quãng đường các vật đã đi bằngkhoảng cách ban đầu giữa 2 vật

II Bài tập vận dụng.

Bài 1: một người đi xe đạp từ A đến B có chiều dài 24km Nếu đi liên tục không nghỉ thì sau hai

giờ người đó sẽ đến B nhưng khi đi được 30 phút, người đó dừng lại 15 phút rồi mới đi tiếp Hỏi :a) ở quãng đường sau người đó phải đi vận tốc bao nhiêu để đến B kịp lúc?

b)Tính vận tốc trung bình trên cả quãng đường

Quãng đường sau còn lại phải đi là: S2 = S – S1 = 24 – 6 = 18 km

Thời gian còn lại để đi hết quãng đường là: t2 = 2 –

1 2

1

Vận tốc phải đi quãng đường còn lại để đến kịp B theo dự định là:

S

/ 4 , 14 4 5

18 2

= 12 (km/ h)

Đáp số: v2 = 14,4 km/ h ; vtb = 12 km/ h

Bài 2: Hai người cùng xuất phát từ 2 địa điểm A và B cách nhau 60km người thứ nhất đi xe máy từ

A đến B với vận tốc v1 = 30km/h, người thứ 2 đi xe đạp ngược từ B đến A với vận tốc v2 = 10km/h.Hỏi sau bao lâu hai người gặp nhau và xác định chỗ gặp nhau đó Coi chuyển động của 2 xe là đều

Giải: Gọi S1, S2 là quãng đường mỗi người đi được cho đến lúc gặp nhau G là điểm gặp nhau

Bài 3: Hai người chuyển động đều khởi hành cùng một lúc Người thứ nhất khởi hành từ A với vận

tốc v1 Người thứ hai khởi hành từ B với vận tốc v2 (v2< v1) AB dài 20 km nếu hai người đi ngượcchiều nhau thì sau 12 phút gặp nhau Nếu hai người đi cùng chiều nhau thì sau 1h người thứ nhấtđuổi kịp người thứ hai Tính vận tốc của mỗi người

Giải:

+ Khi chuyển động ngược chiều nhau thời gian đi để gặp nhau của hai người là:

t =

2 1 2 1

2 1

v v

S v

v

S S

S v

v

S S

/ 20 1

20 '

' '

2 1 2 1 2 1

2 1

Bài 4: Trên một đường thẳng có hai xe chuyển động đều với vận tốc không đổi Xe một chuyển

động với vận tốc 35 km/ h Nếu đi ngược chiều nhau thì sau 30 phút, khoảng cách giữa hai xe giảm

đi 25 km Nếu đi cùng chiều nhau thì sau bao lâu khoảng cách chúng thay đổi 5 km?

Giải : Nếu đi ngược chiều nhau thì thời gian: t1 = 30ph =1/2h được tính : t1 = h

v v

S S

2

1 2 1

2 1

S S

4

1 15 35

5 '

' 2 1

2 1

S S

4

1 35 15

5 '

' 1 2

1 2

- Nếu xe 2 đuổi theo xe 1 (v1< v2) khoảng cách giữa chúng ngày càng tăng.

Bài 5: Lúc 7h một người đi bộ từ A đến B với vận tốc 4km/h Lúc 9h một người đi xe đạp từ A

đuổi theo vận tốc 12km/h

a) Tính thời điểm và vị trí họ gặp nhau?

b) Lúc mấy giờ họ cách nhau 2km?

Giải:

a) Trong khoảng thời gian từ 7h đến 9h

người đi bộ đi được quãng đường là AM = v1 t = 2.4 = 8 (km)

Gọi B là vị trí 2 người gặp nhau

Gọi thời gian gặp nhau là t(h) (t >0)

Ta có MB = 4.t ; AB = 12.t

Ta có Phương trình: AB = AM + MB  12.t = 8 + 4.t => t = 1 (h)

Vị trí gặp nhau cách A là: AB = 12.t = 12 (km)

b) * Khi chưa gặp người đi bộ

Gọi thời gian lúc đó là t1 (h) ta có: (v1 t1 + 8) – v2 t1 = 2







* Sau khi gặp nhau

Gọi thời gian gặp nhau là t2 (h)







Bài 6: Một xuồng máy xuôi dòng từ A → B rồi ngược dòng từ B → A hết 2h30ph

a) Tính khoảng cách AB biết vận tốc xuôi dòng là 18km/h, vận tốc ngược dòng là 12km/h

b) Trước khi thuyền khởi hành 30ph có một chiếc bè trôi từ A Tìm thời điểm và vị trí những lầnthuyền gặp bè?

Giải:

a) Gọi thời gian xuôi dòng là t1 ; ngược dòng là t2 (t1; t2 > 0)

v v

S v

S v

S

18 5

, 2 1 1 5

, 2

2 1 2

* Gặp nhau khi chuyển động cùng chiều :

Trong khoảng thời gian 30ph = 1/2h

Bè trôi được quãng đường là:

AM = vnc 1/2 = 3.1/2 = 1,5 (km)

Gọi M là vị trí bè và xuồng gặp nhau

Gọi thời gian gặp nhau là t(h) (t >0)

Ta có MB =vnc.t = 3.t ; AB = v1 t = 18.t

Ta có Phương trình: AB = AM + MB  18.t = 1,5 + 3.t => t = 0,1 (h)

Vị trí gặp nhau cách A là: AB = 18.t = 18 0,1 = 1,8 (km)

* Gặp nhau khi chuyển động ngược chiều :

Gọi thời gian gặp nhau khi chuyển động

8km

2

B M

ngược chiều tính từ lúc xuồng khởi hành là t2

Gọi điểm gặp nhau khi xuồng quay lại là G

Quãng đường xuồng đi được tính từ lúc

Bài 7: Một người đi xe máy trên đoạn đường dài 60 km Lúc đầu người này dự định đi với vận tốc

30 km/h Nhưng sau 14 quãng đường đi, người này muốn đến nơi sớm hơn 30 phút Hỏi quãng đường sau người này phải đi với vận tốc bao nhiêu?

Lời giải:

Thời gian dự định đi quãng đường trên: t = v s = 3060 = 2 (h)

Thời gian đi được 41 quãng đường: t1 = 4 21

v

s

hThời gian còn lại phải đi 43 quãng đường để đến sớm hơn dự định 30 phút

1 2

1

= 1hVận tốc phải đi quãng đường còn lại là:

v2 =

1 4

60 3 4 3

2 2

Cách 2: Có thể giải bài toán bằng đồ thị:

- Đồ thị dự định đi, được vẽ bằng đường

0,5

t (h) 0

(h)

Lời giải: - Gọi A là điểm thuyền làm rơi phao

v1 là vận tốc của thuyền đối với nước

v2 là vận tốc của nước đối với bờ

Trong khoảng thời gian t1 = 30 phút thuyền đi được : s1 = (v1 - v2).t1

Trong thời gian đó phao trôi được một đoạn : s2 = v2t1

- Sau đó thuyền và phao cùng chuyển động trong thời gian (t) đi được quãng đường s2’ và s1’ gặpnhau tại C

CHỦ ĐỀ II: SỰ CÂN BẰNG LỰC-LỰC MA SÁT-QUÁN TÍNH

CÁC MÁY CƠ ĐƠN GIẢN

I - Một số kiến thức cần nhớ.

- Lực là một đại lượng vectơ được biểu diễn bằng một mũi tên có:

+ Gốc là điểm đặt của lực

+ Phương chiều trùng với phương, chiều của lực

+ Độ dài biểu thị cường độ của lực theo tỉ xích cho trước

- Hai lực cân bằng là hai lực cùng đặt lên một vật có cường độ bằng nhau, có cùng phươngnhưng ngược chiều

- Lực ma sát xuất hiện tại bề mặt tiếp xúc, ngược chiều với chuyển động của vật (Có ma sát

- Đòn bẩy : Lợi bao nhiêu lần về lực thì lại thiệt bấy nhiêu lần về đường đi

+ Điều kiện cân bằng của đòn bẩy khi bỏ qua lực ma sát:

 

1

2 2

1

l

l F

F2 = P/8

P/2 P/4 P/8

- Hiệu suất của máy cơ đơn giản: H =

A

A1

100 %

II - Bài tập tự luyện.

Bài 1:

Học sinh A và học sinh B dùng dây để cùng kéo một vật Để nâng được vật ấy học sinh A kéo một lực F1 = 40 N, học sinh B kéo lực F2 = 30 N (F 1  F 2 ) Học sinh C muốn một mình kéo vật đó

lên thì phải dùng dây kéo theo hướng nào và có độ lớn là bao nhiêu? (Biểu diễn lực kéo của học

sinh C trên cùng hình vẽ)

Gợi ý:

- Kẻ tia Bx //0A ; tia Ay // 0B Giao của hai tia này là điểm C

- Tia 0C chính là hướng phải kéo của HS C

* Tính 0C theo định lý Pi-ta-go ( FC = 50 N)

Bài 2:

Một đầu tàu hỏa kéo đoàn tàu với lực 300 000N Lực cản tác dụng vào đoàn tàu (lực ma sát

ở đường ray và sức cản của không khí) là 285 000N Hỏi lực tác dụng lên đoàn tàu là bao nhiêu và hướng như thế nào?

Gợi ý: F = Fk – Fc = 300 000 – 285 000 = 15 000N (có hướng theo chiều chuyển động của Fk

đoàn tàu)

Bài 3: Một lò xo xoắn dài 15cm khi treo vật nặng 1N Treo thêm một vật nặng 2N vào thì độ dài

của lò xo là 16cm

a) Tính chiều dài tự nhiên của lò xo khi chưa treo vật nặng vào

b) Tính chiều dài lò xo khi treo vật nặng 6N

Giải:

A B

P C

A B

P

a) Vì độ giãn của lò so tỉ lệ với trọng lượng của vật treo vào nó nên độ giãn thêm của lò so khi treo thêm quả nặng 1N là: 0 , 5 ( )

2

15 16

cm





Vậy chiều dài tự nhiên của lò xo là: 15 – 0,5 = 14,5 (cm)

b) Khi treo vật 6N vào lò xo thì lò xo giãn thêm là: 0,5.6 = 3(cm)

Vậy chiều dài của lò xo khi treo thêm vật nặng 6N là: 14,5 + 3 = 17,5 (cm)

Bài 4: Một đầu tàu khi khởi hành cần một lực kéo 10 000N, nhưng khi đã chuyển động thẳng đều

trên đường sắt thì chỉ cần một lực kéo 5000N

a) Tìm độ lớn của lực ma sát khi bánh xe lăn đều trên đường sắt Biết đầu tàu có khối lượng

10 tấn Hỏi lực ma sát này có độ lớn bằng bao nhiêu phần của trọng lượng đầu tàu ?

b) Đoàn tàu khi khởi hành chịu tác dụng của những lực gì ? Tính độ lớn của hợp lực làm cho đầu tàu chạy nhanh dần lên khi khởi hành

Gợi ý:

a) Khi tàu chuyển động thẳng đều do quán tính

tàu chỉ cần tác dụng thêm 1 lực 5000N nên chứng

Độ lớn của hợp lực làm cho đầu tàu chạy nhanh dần lên khi khởi hành là:

F = Fk - Fms = 10 000 – 5000 = 5000(N)

Bài 5: Một ô tô chuyển động thẳng đều khi lực kéo của động cơ ô tô là 800N

a) Tính độ lớn của lực ma sát tác dụng lên bánh xe ô tô (bỏ qua lực cản không khí)

b) Khi lực kéo của ô tô tăng lên thì ô tô sẽ chuyển động như thế nào nếu coi lực ma sát là không đổi ?

c) Khi lực kéo của ô tô giảm đi thì ô tô sẽ chuyển động như thế nào nếu coi lực ma sát không đổi ?

Gợi ý : a) Khi ôtô chuyển động thẳng đều chịu tác dụng của 2 lực cân bằng Fk & Fms nên độ lớn của lực ma sát tác dụng lên bánh xe ô tô là Fms = Fk = 800N

b) Khi Fk > Fms thì ô tô chuyển động nhanh dần

c) Khi Fk < Fms thì ô tô chuyển động chậm dần

FmsF

Fk

Gợi ý : Giật nhanh tờ giấy ra Do quỏn tớnh chộn nước chưa kịp thay đổi vận tốc nờn sẽ khụng bị

đổ

Bài 7 : Người ta dựng một mặt phẳng nghiờng để kộo một vật cú khối lượng 50kg lờn cao 2m.

a) Nếu khụng cú ma sỏt thỡ lực kộo là 125N Tớnh chiều dài của mặt phẳng nghiờng

b) Thực tế cú ma sỏt và lực kộo vật là 150N Tớnh hiệu suất của mặt phẳng nghiờng

Gợi ý: a) Nếu khụng cú ma sỏt thỡ:

m F

h P l

2 50 10

2 50 10

% 100

.

% 100

l F

h P Atp

Ai

ĐS : a) 8 m b) 83,3 %

Bài 8: Ngời ta lăn một cái thùng theo một tấm ván nghiêng lên xe ôtô sàn xe cao 1,2m, ván dài

3m, thùng có khối lợng 100kg lực phải đẩy là 420N

200 60

30 400

A1 = P h = 1000 1,2 = 1200J Công toàn phần sử dụng mặt phẳng nghiêng để đa vật lên cao là:

A2 = F l = 420 3 = 1260J

Công hao phí sẽ là :

Ahp = Atp – Ai = 1260 – 1200 = 60J Vậy lực ma sát là :

P

P

0

B A

F

Khi thanh cân bằng vị trí điểm B là: F’.OA = P.OB mà OA = l1

P

F l F P

OA

15 400

100 60 ' '

Bài 10: Hai quả cầu A và B có trọng lợng bằng nhau nhng làm bằng hai chất khác nhau đợc treo vào

hai đầu của một đòn cứng có trọng lợng không đáng kể và có độ dài l = 84cm Lúc đầu đòn cân

bằng, sau đó đem nhúng hai quả cầu ngập trong nớc

Ngời ta thấy phải dịch điểm tựa đi 6cm về phía B để đòn trở lại thăng bằng Tính trọng lợng riêngcủa quả cầu B Nếu trọng lợng riêng của quả cầu A là dA = 3.104 N/m3, của nớc là dn = 104 N/m3

Giải

Vì trọng lợng hai quả cầu bằng nhau nên lúc đầu điểm tựa O ở chính giữa đòn:

OA=OB = 42cm Khi nhúng A,B vào nớc O’A = 48cm ; O’B = 36cm

Lực đẩy Acsimet tác dụng lên A và B là:

/ 10 9 10 3 10 4

10 3 10 3 4

3

m N d

d

d d

A n

PA

B

0 0’

FAA

CHỦ ĐỀ III: ÁP SUẤT, ÁP SUẤT CHẤT LỎNG, ÁP SUẤT CHẤT KHÍ

BÌNH THÔNG NHAU LỰC ĐẨY ÁC-SI-MÉT, ĐIỀU KIỆN NỔI CỦA VẬT

- Trong máy ép dùng chất lỏng ta có công thức: F f S s

- Mọi vật nhúng vào chất lỏng (hoặc chất khí) đều bị đẩy từ dưới lên một lực đúng bằng trọnglượng phần chất lỏng (Chất khí) bị vật chiếm chỗ

- Công thức: FA = d.V

- Điều kiện nổi của vật

+ Vật nổi lên khi; P < FA  dv < dn

a) Hỏi người thợ đó có thể lặn được sâu nhất là bao nhiêu mét?

b)Tính áp lực của nước tác dụng lên cửa kính quan sát của áo lặn có diện tích 200cm2 khi lặnsâu 25m

Gợi ý: a) ADCT: P = dh  h = d p

b) P = d.h P = F S  F = P.S

ĐS: a) 30m b) 5 000N

Bài 2: Một bỡnh thụng nhau chứa nước biển người ta đổ thờm xăng vào một nhỏnh Mặt thoỏng ở

hai nhỏnh chờnh lệch nhau 18mm Tớnh độ cao của cột xăng, cho biết trọng lượng riờng của nước biển là 10 300 N/m3, của xăng là 7000 N/m3

2

d d

h d



ĐS : 5,6 cm

Bài 3: Một quả cầu bằng đồng cú khối lượng 100 g thể tớch 20 cm3 Hỏi quả cầu rỗng hay đặc? Thảvào nước nú nổi hay chỡm? (Biết khối lượng riờng của đồng là 8 900 kg/m3 , trọng lượng riờng củanước là 10 000 N/m3)

Lời giải: a) Giả sử qủa cầu đặc.

ADCT: D = V m  m = D.V = 8 900 0,00 002 = 0,178 kg

- Với khối lượng đó cho 100g thỡ quả cầu phải làm rỗng ruột

b) Trọng lượng của quả cầu : P = 1 N

Lực Ác - si - một đẩy lờn : FA = d.V = 10 000 0,00002 = 0,2 N

- Quả cầu sẽ chỡm khi thả vào nước, vỡ P > FA

Bài 4: Trờn mặt bàn của em chỉ cú 1 lực kế, 1 bỡnh nước ( Do = 1000 kg/m3) Hóy tỡm cỏch xỏc địnhkhối lượng riờng của 1 vật bằng kim loại hỡnh dạng bất kỳ

Lời giải: - Xỏc định trọng lượng của vật (P1)  m = ?

- Thả vật vào nước xỏc định (P2)  FA = P1 - P2

- Tỡm V qua cụng thức: FA = d.V ( d = 10Do)

- Lập tỷ số: D = m / V

Bài 5 : Một khối trụ bằng gỗ có bán kính 7cm, cao 6cm có khối lợng 692g.

a) Tính khối lợng riêng của gỗ

b) Khối trụ đợc thả thẳng đứng vào nớc Tính chiều sâu của khối gỗ chìm trong nớc Biết khối ợng riêng của nớc là 1g/cm3 và tỷ số giữa khối lợng và trọng lợng là 10.

a) Tính khối lợng riêng của gỗ

Thể tích của khối gỗ hình trụ là

V =  R2 h = 3,14 72.6 = 923,16cm3

Khối lợng riêng của gỗ là:

16 , 923

692

cm g V

 dlg S hc = dg S h

=> hc = 4 , 5 ( )

1

6 75 , 0

lg

cm d

FA = dnc V = 10 000 0,25 = 2500 N

c) Tính lực ấn vào khúc gỗ để khúc gỗ chìm hoàn toàn trong nớc:

- Khúc gỗ chịu tác dụng của hai lực cùng phơng ngợc chiều:

+ Trọng lực P = 1750 N hớng xuống dới

+ Lực đẩy FA = 2500 N có hớng đẩy khúc gỗ lên

Vì FA > P nên hợp lực (lực nâng) có độ lớn là : f = FA – P = 2500 – 1750 = 750N

Hợp lực này cùng chỉều với FA do đó muốn khúc gỗ chìm phải ấn vào khúc gỗ một lực fđ =

750 N theo phơng thẳng đứng chiều từ trên xuống dới

III- Bài tập tự luyện.

Bài 1: Một chiếc tàu chở gạo choỏn 12 000 m3 nước cập bến để bốc gạo lờn bờ Sau khi bốc hết gạolờn bờ, tàu chỉ cũn choỏn 6 000m3 nước Sau đú người ta chuyển 7210 tấn than xuống tàu Tớnh:a) Khối lượng gạo đó bốc lờn bờ

b) Lượng choỏn nước của tàu sau khi chuyển than xuống

c) Trọng lượng tàu sau khi chuyển than Khối lượng riờng của nước là 1030kg/m3

Bài 2: Trên đĩa cân bên trái có một bình chứa nước, bên phải là

tích vật (A) bằng V Trọng

lượng riêng của nước bằng d

4.2) Mực nước (h) thay đổi ra sao nếu lấy quả cầu ra thả vào bình nước? Khảo sát các trường hợp

a) Quả cầu bằng gỗ có khối lượng riêng bé hơn của nước

a) Tính lực cản để kéo một vật có khối lượng m2 = 500kg di chuyển đều trên mặt sàn.

b) Tính công của lực để vật m2 đi được đoạn đường s = 10m dùng đồ thị diễn tả lực kéo theoquãng đường di chuyển để biểu diễn công này

Lời giải: a) Do lực cản tỉ lệ với trọng lượng nên ta có: Fc = k.P = k.10.m ( k là hệ số tỷ lệ)

- Do vật chuyển động đều trong hai trường hợp ta có:

1

2



F m

nên ta biểu diễn đồ thị như hình vẽ Căn cứ theo đồ thị thì công A2 =

F2.s chính là diện tích hình chữ nhật 0F2MS

Bài 2:

Một người đi xe đạp đi đều từ chân dốc lên đỉnh dốc cao 5m dài 40m Tính công của người

đó sinh ra Biết rằng lực ma sát cản trở xe chuyển động trên mặt đường là 25N và cả người và xe cókhối lượng là 60 kg Tính hiệu suất đạp xe

Lời giải: Trọng lượng của người và xe : P = 600 (N)

Công hao phí do ma sát: Ams = Fms l = 1000 (J)

Công có ích: A1 = Ph = 3000 (J)

Công của người thực hiện : A = A1 + Ams = 4000 (J)

Hiệu suất đạp xe: H =

A

A1

100% = 75%

Bài 3: Dưới tác dụng của một lực = 4000N, một chiếc xe chuyển động đều lên dốc với vận tốc

5m/s trong 10 phút

a) Tính công thực hiện được khi xe đi từ chân dốc lên đỉnh dốc

b) Nếu giữ nguyên lực kéo nhưng xe lên dốc trên với vận tốc 10m/s thì công thực hiện được

là bao nhiêu?

c) Tính công suất của động cơ trong hai trường hợp trên

Lời giải:

a) Công của động cơ thực hiện được: A = F.S = F.v.t = 12000 kJ

b) Công của động cơ vẫn không đổi = 12000 kJ

c) Trường hợp đầu công suất của động cơ là:

d (do là trọng lượng riêng của nước do=10

000 N/m3) Biết hồ nước sâu 0,8m, bỏ qua sự thay đổi mực nước của hồ

a) Tính công của lực để nhấc khối gỗ ra khỏi mặt nước

b) Tính công của lực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ

- Vì lực nâng khối gỗ biến thiên từ 0 đến 30 N nên : A = F2.S = 30.20,2 = 3 (J)

b) Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên toàn bộ khối gỗ là:

FA = doVg = 10 000.0,0045 = 45 N

- Phần gỗ nổi trên mặt nước là : 10 cm = 0,1 m

* Công để nhấn chìm khối gỗ trong nước: A = F2.S = 452.0,1 = 2,25 (J)

* Công để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy hồ: A = F.S = 45.(0,8 - 0,3) = 22,5 (J)

* Toàn bộ công đã thực hiện là

A = A1 + A2 = 2,25 + 22,5 = 24,75 (J)

ĐS: a) 3 (J)

b) 24,75 (J)



Phần II Quang học

I Ôn tập lớ thuyết

1 Sự truyền thẳng của ánh sáng.

Trong môi trờng trong suốt, đồng tính ánh sáng truyền đi theo đờng thẳng

2 ứng dụng của định luật truyền thẳng của ánh sáng.

+ Bóng tối – Bóng nửa tối

+ Hiện tợng nhật thực – Nguyệt thực

3 Định luật phản xạ ánh sáng

+ Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gơng tại điểm tới

+ Góc phản xạ bằng góc tới i’ = i

4 ảnh của một vật tạo bởi gơng phẳng.

a) Ảnh ảo tạo bởi gương phẳng khụng hứng được trờn màn chắn và lớn bằng vật

b) Khoảng cỏch từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cỏch từ ảnh của điểm đú đếngương

c) Cỏc tia sỏng từ điểm sỏng S tới gương phẳng cho tia phản xạ cú đường kộo dài đi qua ảnh ảoS’

5 Gơng cầu lồi

- Gương cú mặt phản xạ là mặt ngoài của một phần mặt cầu gọi là gương cầu lồi

- Ảnh của một vật tạo bởi gương cầu lồi là ảnh ảo, khụng hứng được trờn màn chắn, luụn nhỏhơn vật

-Vựng nhỡn thấy của gương cầu lồi rộng hơn vựng nhỡn thấy của gương phẳng cú cựng kớchthước

6 Gương cầu lừm:

- Gương cú mặt phản xạ là mặt trong của một phần mặt cầu gọi là gương cầu lừm

- Ảnh của vật tạo bởi gương cầu lừm là ảnh ảo, khụng hứng được trờn màn chắn, luụn lớnhơn vật

- Gương cầu lừm cú tỏc dụng biến đổi một chựm tia tới song song thành một chựm tia phản

xạ hội tụ vào một điểm và ngược lại, biến đổi một chựm tia tới phõn kỡ thớch hợp thành mộtchựm tia phản xạ song song

* Mở rộng :

+ Đối với gương cầu núi chung, người ta đưa ra những qui ước sau:

- Đường thẳng nối tõm C của gương với đỉnh O của gương gọi là trục chớnh

- Đường nối từ tõm C tới điểm tới gọi là phỏp tuyến

- Điểm F (trung điểm của đoạn OC) gọi là tiờu điểm của gương

+ Dựa vào kết quả thực nghiệm người ta rỳt ra được những kết luận sau về tia tới và tia phản xạ:

- Tia tới song song với trục chớnh cho tia phản xạ đi qua (hoặc cú đường kộo dài đi qua) tiờuđiểm F của gương

- Tia tới đi qua (hoặc cú đường kộo dài đi qua) tiờu điểm F cho tia phản xạ song song với trụcchớnh

- Tia tới đi qua tõm C của gương cho tia phản xạ bật ngược trở lại

II Vận dụng

BÀI TẬP VỀ GƯƠNG PHẲNG

Bài 1: Một chùm sáng chiếu đến mặt gơng theo phơng nằm ngang, Muốn có chùm sáng phản xạ

xuống đáy giếng theo phơng thẳng đứng ta cần đặt gơng nh thế nào?

Trả lời

Tia tới SI theo phơng ngang

Tia phản xạ IP theo phương thẳng đứng

Trờn hỡnh vẽ là một gương phẳng và hai điểm M,N M

Hóy tỡm cỏch vẽ tia tới và tia phản xạ của nú sao cho tia lú đi

qua điểm M cũn tia phản xạ đi qua điểm N

Hướng dẫn

Vỡ cỏc tia sỏng tới gương đều cho tia phản xạ cú đường kộo dài đi qua ảnh của nú nờn ta cúcỏch vẽ như sau: N

a) Lấy điểm M’ đối xứng với M qua gương phẳng M

b) Nối M’ với Ncắt gương tại I, khi đú I là điểm tới I

Tia MI chớnh là tia tới và tia IN là tia phản xạ cần vẽ

Bài tập 4:

Một người muốn mua một cỏi gương để cú thể soi được toàn bộ cơ thể mỡnh Theo em chỉ cầnmua một cỏi gương cao khoảng bao nhiờu? Đặt như thế nào?

Hướng dẫn

Trên hình vẽ 12.2 là sơ đồ tạo ảnh của người qua Đ K Đ’

gương Qui ước: Đ là đầu, M là mắt và C là chân của M M’

học sinh Các ảnh tương ứng trong gương là Đ’, M’

và C’ Quan sát hình vẽ ta thấy chỉ cần mua một cái

gương có chiều cao bằng đoạn KH ta có thể quan sát H

được toàn bộ ảnh của mình trong gương Gương phải C I C’

treo thẳng đứng cách mặt đất một đoạn bằng HI

Bài 5: Một vũng nước nhỏ ở trên mặt đất cách chân cột đèn 8m Một HS đứng trên đường thẳng

nối liền từ chân cột đèn đến vũng nước và cách chân cột đèn 10m nhìn thấy ảnh của ngọn đèn ởtrong vũng nước Mắt HS ở cao hơn mặt đất 1,5m Hãy vẽ hình biểu diễn đường đi của tia sáng từđỉnh cột đèn đến vũng nước rồi phản xạ tới mắt Từ đó tính chiều cao của cột đèn B

B MA

MC OA

C B

6 2

5 , 1 8

Vì B’ đối xứng với B qua gương nên BC = B’C = 6m

Vậy độ cao của cột đèn là 6m

Bài 6: Một hồ nước yên tĩnh rộng 8m Trên bờ hồ có một cái cột đèn cao 3,2m có treo một bóng

đèn ở đỉnh Một người đứng ở bờ đối diện quan sát ảnh của bóng đèn mắt người này cách mặt đất1,6m

a) Vẽ chùm tia sáng từ bóng đèn phản xạ trên mặt nước tới mắt người qua sát

b) Người ấy lùi ra xa hồ tới khoảng cách nào thì không còn thấy ảnh của bóng đèn nữa?

Hướng dẫn A

a) Gọi AB là cột đèn O

A là bóng đèn B

A’ là ảnh của bóng đèn qua mặt nước I J C

Các tia tới bất kì AI, AJ sẽ phản xạ theo

hướng A’I; A’J đến mắt người quan sát A’

b) Dựa trên hình vẽ nếu người A

quan sát ra ngoài khoảng HC O

thì mắt không còn thấy ảnh A’

của A qua mặt hồ vì khi đó B

không còn tia phản xạ nào từ H C

mặt hồ đến mắt người đó được

Xét OCH ~ A’BH có: A’

m B

A

OC BH CH B

6 , 1 8 '

.



Vậy khi người đó rời xa hồ từ 4m trở đi thì không còn thấy ảnh của bóng đèn nữa

Bài 7: Một vật sáng A đặt trong khoảng giữa hai gương phẳng  và hướng mặt phản xạ vào nhau.

Hỏi sẽ thu được bao nhiêu ảnh Vẽ các ảnh đó

Hướng dẫn:

* Vật sáng A qua hai gương sẽ thu được 3 ảnh I

A1 là ảnh của A qua gương I

A2 là ảnh của A qua gương II A1 A

A3 là ảnh của A1 qua gương II, đồng thời là ảnh

của A2 qua gương I

* Ảnh qua gương phẳng là ảnh ảo đối xứng

với vật qua gương nên ta có : II

A1 đối xứng với A qua gương I

A2 đối xứng với A qua gương II

A3 đối xứng với A1 qua gương II và A3 A2

A3 đối xứng với A2 qua gương I

Ta dễ dàng vẽ được các ảnh của A qua hai gương như hình vẽ dựa vào các yếu tố trên

Bài 8: Một điểm sáng A nằm giữa hai gương phẳng song song và quay mặt phản xạ vào nhau Hỏi

sẽ thu được bao nhiêu ảnh trong hai gương?

Trả lời: Về nguyên tắc khi điểm sáng S Đặt giữa hai gương phẳng quay mặt phản xạ vào nhau sẽ

thu được vô số ảnh của S qua hai gương đó vì ảnh của S qua gương này lại đóng vai trò là vật đốivới gương kia, quá trình tạo ảnh cứ tiếp diễn mãi

Bài 9: Hai gương phẳng G1 và G2 tạo với nhau 1 góc  Hai điểm O và M ở trong góc  ( hình vẽ) a) Vẽ tia sáng đi từ O phản xạ trên gương G1 trước rồi phản xạ tiếp trên G2 tới M

b) Vẽ tia sáng đi từ O phản xạ trên gương G2 trước rồi phản xạ tiếp trên G1 tới M

Hướng dẫn: O1 G1

a) Vẽ O1 đối xứng với O qua G1 I O

M1 đối xứng với M qua G2  M

Nối O1M1 cắt G1 và G2 tại I và J

Ta được tia OIJM là tia phải tìm J

M1 G2

M2 đối xứng với M qua gương G1 G1

Nối O2M2 cắt G2 tại K cắt G1 tại H

Nối OKHM là tia phải tìm H

O

 M

K

O2 G2

BÀI TẬP VỀ GƯƠNG CẦU LỒI - GƯƠNG CẦU LÕM

* Để xác định ảnh của một điểm sáng S qua gương cầu lồi từ điểm sáng đó ta vẽ hai tia cơ bản tớigương cầu và xác định hai tia phản xạ tương ứng Nếu hai tia phản xạ có đường kéo dài cắt nhau ởđâu thì giao điểm đó chính là ảnh của điểm sáng qua gương cầu

* Để xác định ảnh của một vật sáng AB ta làm tương tự như trên (xét hai điểm đầu và cuối của vật)

 A’B’ là ảnh ảo, nhỏ hơn vật

Bài tập 1:

Vận dụng kiến thức về định luật phản xạ ánh sáng, tìm hiểu đặc điểm của các tia phản xạ khi các tiasáng sau đây đến gặp gương cầu lồi và vẽ các tia phản xạ đó:

- Tia tới (1) có đường kéo dài đi qua tâm C của gương

- Tia tới (2) đến đỉnh O của gương

- Tia tới (3) song song với trục chính của gương

Hướng dẫn

(3)

(2) (1)

0 F

C

Gọi F là trung điểm của đoạn OC

- Tia tới (1) có đường kéo dài đi qua tâm C của gương cho tia phản xạ bật ngược trở lại, khi đó tiaphản xạ trùng với tia tới

- Tia tới (2) đến đỉnh O của gương cho tia phản xạ đối xứng với tia tới qua trục chính của gương(tức góc phản xạ và góc tới bằng nhau)

- Tia tới (3) song song với trục chính của gương cho tia phản xạ có đường kéo dài đi qua tiêu điểm

F Trên hình 3.3 là đường đi của các tia sáng

Bài tập 2:

Gương cầu lõm có tác dụng biến một chùm tia tới song song thành một chùm tia hội tụ(chùm tia phản xạ) Vậy nó có thể làm ngược lại: Biến chùm tia hội tụ thành chùm tia song songđược không

Hướng dẫn

Gương cầu lõm có tác dụng biến một chùm tia song song thành một chùm tia hội tụ nhưng nókhông thể biến chùm tia hội tụ thành chùm tia song song được Để tạo chùm tia song song thì chùmtia tới phải là chùm tia phân kì thích hợp như hình vẽ

I2

I1 F C

Bài tập 3:

Để xác định ảnh của một điểm sáng qua gương cầu lồi, từ điểm sáng đó ta vẽ hai tia tớigương cầu và xác định hai tia phản xạ tương ứng nếu hai tia phản xạ có đường kéo dài cắt nhau ởđâu thì giao điểm đó chính là ảnh của điểm sáng qua gương cầu Theo cách làm trên, em hãy vẽ ảnhcủa điểm sáng S trên hình 3.7

S F

Hướng dẫn:

Từ S ta vẽ hai tia SI song song với trục chính và SO đến đỉnh gương

- Tia SI cho tia phản xạ IR có đường kéo dài đi qua tiêu điểm F

- Tia SO cho tia phản xạ OK đối xứng với nó qua trục chính

Hai tia IR và Ok có đường kéo dài cắt nhau tại S’ Khi đó S’ là ảnh của S qua gương như hình vẽ13.1 ảnh S’ là ảnh ảo

S'

S 0

K

R I

Bài tập 4:

Để vẽ ảnh của một điểm sáng qua gương cầu lõm, ta dùng nguyên tắc sau: Từ điểm sáng đó

ta vẽ hai tia tới gương cầu lõm sau đó xác định hai tia phản xạ của chúng

Nếu hai tia phản xạ cắt nhau thực sự thì giao điểm cắt nhau đó là ảnh thật của điểm sáng, nếu hai tiaphản xạ không cắt nhau thực sự mà chỉ có đường kéo dài của chúng cắt nhau, thì giao điểm cắtnhau đó là ảnh ảo của điểm sáng

Hãy vẽ ảnh của điểm sáng S trên hình 3.8a và 3.8b

0 F C

S'

I S

F

a) b)

Ảnh A’B’ của AB được biểu diễn như hình vẽ

Trên hình vẽ ta thấy ảnh A’B’ nhỏ hơn vật AB đây là ảnh thật (hứng được trên màn)

PhÇn III NhiÖt häc

I ¤n tËp lí thuyết

1 Sự nở vì nhiệt của các chất rắn, lỏng, khí

Chất khí nở vì nhiệt nhiều hơn chất lỏng, chất lỏng nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn

2 Nội năng - các cách làm biến đổi nội năng của vật

Hai cách làm biến đổi nội năng của vật: Thực hiện công

b) Sự hoá hơi – ngưng tụ

Q = m L ( L là nhiệt hoá hơi)

II Vận dụng

Bài 1: Một ấm nhôm khối lượng 250g chứa 1kg nước đá ở -100C

a) Tính nhiệt lượng cần thiết để đun lượng nước đá nói trên hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi Biếtnhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4 105J/kg, nhiệt dung riêng của nước đá là 2400J/kg.K, của nước

là 4200J/kg.K, nhiệt hoá hơi của nước là 2,3 106J/kg nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.Kb) Tính lượng củi khô cần đun để hoá hơi hết lượng nước đá nói trên Biết năng suất toả nhiệt củacủi khô là 10 106 J/kg và hiệu suất sử dụng nhiệt của bếp lò là 30%

c) Tính thời gian cần để đun nước Biết bếp cung cấp nhiệt một cách đều đặn và kể từ lúc đun đến

Q2 = m  = 1 3,4 105 = 340 000JNhiệt lượng cần cho nước tăng từ 00C  1000C là:

Q3 = m1 c2 ( t0

3 – t0

2) = 1 4200 ( 100 – 0 ) = 420 000J

% 30

% 100

Q Q

% 100 3108200

% 30

% 100

t2 = ph 42 , 7ph

808200

15 2300000



Vậy thời gian cần thiết để đun nước là:

T = t1 + t2 = 15 + 42,7 = 57,7 (phút)

Đáp số: 3 108 200J ; 1,036kg ; 57,7phút.

Bài 2: Người ta thả một miếng đồng có khối lượng 0,3kg vào 500g nước, miếng đồng nguội từ

800C  200C Hỏi nước đã nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu? Nước nóng thêm bao nhiêu

độ và tìm nhiệt độ ban đầu của nước biết Cdồng = 380 J/ kg.K ;

Bài 3: Một miếng chì có khối lượng 50g và một miếng đồng có khối lượng 100g cùng được đun

nóng đến 1000C rồi thả vào một chậu nước Nhiệt độ cuối cùng của nước là 600C Hỏi nhiệt lường

nước thu vào là bao nhiêu Nếu nhiệt độ ban đầu của nước là 500C thì chậu nước có khối lượng làbao nhiêu?

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qthu = Qtoả = 1780JKhối lượng của nước trong chậu là:

Q

n

) 50 60 (

4200

1780 ( 0

2

0 0

2 = 280C Hãy xác định nhiệt độ của lò Bỏ qua trao đổi nhiệt với vỏ bình.Nhiệt dung riêng của sắt là c1 = 460J/kg.K; của nước là

Hay: m1 c1 (t0 – t0

2 ) = m2 c2 (t0

2 – t0

1)  0,5 460 (t0 – 28) = 4 4200 (28 – 18)  230.t0 – 6440 = 168 000

 t0  758,40C

Đáp số: t0  758,40C

Bài 5: Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g

nước ở nhiệt độ 130C một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng tới 1000C nhiệt độkhi có cân bằng nhiệt là 200 C Tính nhiệt dung rriêng của kim loại bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế

và không khí Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4190J/kg.K

4190 5 , 0 7

80

7 2

1

m

c m





Đáp số:  458J/kg.K

Bài 6: Bỏ một quả cầu đồng thau có khối lượng 1kg được nung nóng đến 1000C vào một thùng sắt

có khối lượng 500g đựng 2kg nước ở 200C Bỏ qua sự trrao đổi nhiệt với môi trường

a) Tìm nhiệt độ cuối cùng của nước Biết nhiệt dung riêng của đồng thau, sắt, nước làn lượt là: c1 =0,38.103 J/kg.K ; c2 = 0,45.103 J/kg.K ; c3 = 4,2 103 J/kg.K

b) Tìm nhiệt lượng cần thiết để đun nước từ nhiệt độ như ở câu a) (có cả quả cầu) đến 50 0 C.

1=

100C  t0 = 140C là:

Qtp = 1785000 ( )

4 , 0

, 0 10 44

Bài tập 9: Một ôtô chạy với vận tốc 36 km/h thì máy phải sinh một công suất P = 3220W Hiệu suất

của máy là H = 40% Hỏi với một lít xăng xe đi được bao nhiêu km Biết khối lượng riêng và năng suất toả nhiệt của xăng là D = 700kg/m3; q = 4,6.107 J/kg.

Khối lượng xăng là: Từ D = m / V  m = D V = 700 10-3 = 0,7 (kg)

Nhiệt lượng do xăng toả ra khi ôtô chạy là:

% 40 10 22 ,

12 880 000 (J)Thời gian ôtô chạy là:

Từ A = P t  t = 4000 ( )

3220

12880000

s P

3220

% 100 22 , 3

 (1)Mặt khác nhiệt lượng này được tính theo công thức :

I = I1 = I2 I = I1 + I2

U = U1 + U2 U = U1 = U2