Tài liệu BD HSG Lí

BỒI DƯỠNG HS GIỎI VẬT LÝ
CHUYÊN ĐỀ NÂNG CAO PHẦN NHIỆT HỌC THCS
KIẾN THỨC CƠ BẢN:
- Ơ điều kiện thường, vật chất tồn tại ở ba trạng thái: rắn – lỏng – khí.
- Vật chất có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái.
- Muốn vật chất thay đổi trạng thái, ta phải làm tăng hoặc giảm nhiệt năng của vật.
- Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên mà chưa chuyển thể được tính bởi công thức:
Q = m.c.
∆
t = m.c (t
2
- t
1
)
- Đa số các chất chỉ chuyển thể khi đạt đến một nhiệt độ xác định gọi là nhiệt chuyển
thể. Trong suốt qúa trình chuyển thể, nhiệt độ của khối chất không thay đổi.
- Nhiệt lượng vật cần thu vào (toả ra) để chuyển thể ở nhiệt độ chuyển thể được tính
bởi công thức:
Q = m.λ
- Nhiệt lượng có thể được truyền qua ba hình thức: dẫn nhiệt, đối lưu hoặc bức xạ
nhiệt.
- Nhiệt lượng luôn được truyền từ vật nóng sang vật lạnh hơn cho đến khi hai vật có
nhiệt độ bằng nhau.
CHỦ ĐỀ 1: BÀI TẬP SỬ DỤNG PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT.
- Nhiệt lượng toả ra bằng với nhiệt lượng thu vào: Q
toả
= Q
thu
- Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn m (kg) nhiên liệu: Q = q . m
(J)
CHỦ ĐỀ 2: BÀI TẬP VỀ HIỆU SUẤT.

Dạng 1: Tính hiệu suất của động cơ ôtô biết ôtô chạy được quãng đường s (km) với lực kéo
trung bình là F (N) tiêu thụ hết m (kg) xăng.
- công thức:
Q
A
H
=
.
 Cách giải:
 Trước hết tính công mà ôtô thực hiện được: A = F . s (J)
 Tính nhiệt lượng do xăng bị đốt cháy tỏa ra: Q = q . m
1
BỒI DƯỠNG HS GIỎI VẬT LÝ
 Từ đó tính được hiệu suất của ôtô:
Q
A
H
=
Dạng 2: Bếp dầu đun nóng m (kg) nước tiêu thụ hết m’ (kg) dầu. Tính hiệu suất
- Công thức:
=
1
Q
H
Q

 Cách giải:
 Trước hết tính nhiệt lượng Q
1
cung cấp cho nước:

Q = c.m.(t
2
– t
1
) = c.m.∆t (J)
 Tính nhiệt lượng do dầu bị đốt cháy tỏa ra: Q = q.m
 Từ đó tính được hiệu suất của bếp:
=
1
Q
H
Q
BÀI TẬP VẬN DỤNG
1. Một thỏi đồng có khối lượng 3.5 kg và nhiệt độ là 260
0
C .sau khi nó toả ra một nhiệt
lượng 250 KJ thì nhiệt độ của nó là bao nhiêu? Cho biết nhiệt dung riêng của đồng là
380 J/kgK.
2. Một cái bình bằng đồng có khối lượng 120g,chứa 800g nước ở nhiệt độ 18
0
C, người
ta thả vào bình một thỏi chì có khối lượng 450g ở nhiệt độ 95
0
C tính nhiệt độ của thỏi
chì, nước, và bình khi cân bằng nhiệt.cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200
J/kgk của đồng 380J/kg.k, của chì 130J/kgk
3. Cần cung cấp một nhiệt lượng bao nhiêu để đun sôi 5 lít nước ở 20
o
C, biết ấm đựng
nước làm bằng nhôm có khối lượng là 200g. Xét hai trường hợp:

a. Bỏ qua nhiệt lượng do môi trường hấp thụ.
b. Môi trường ngoài hấp thụ một lượng nhiệt bằng 1/10 nhiệt lượng mà ấm thu được.
4. Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước ở 25
o
C. Muốn đun sôi
lượng nước đó trong 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Biết rằng nhiệt
dung riêng của nước là C = 4200J/kg.K. Nhiệt dung riêng của nhôm là C
1
=
880J/kg.K và 30% nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh.
5. Một lượng nhiệt kế bằng nhôm có khối lượng m
1
=100g chứa m
2
=400g nước ở nhiệt
độ t
1
=10
o
C. Người ta thả vào nhiệt lượng kế một thỏi hợp kim nhôm và thiếc có khối
lượng m
3
=200g ở nhiệt độ t
2
=120
o
C, nhiệt độ cân bằng của hệ thống là 15
o
C. Tính
khối lượng nhôm có trong hợp kim biết: Cnhôm = 900 J/kgK, Cnước = 4200 J/kgK,

Cthiếc = 230 J/kgK.
6. Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng 0,1kg, chứa 1 lít nước ở 10
o
C. Người ta
thả vào đó một hợp kim nhôm và đồng có khối lượng 0,5kg ở 150
o
C thì nhiệt độ cuối
cùng là 19
o
C. Tính khối lượng nhôm và đồng trong hợp kim.
2
BỒI DƯỠNG HS GIỎI VẬT LÝ
7. Một ấm điện loại 220V-880W được mắc vào hiệu điện thế U=220V đề đun sôi 1.5 lít
nước từ nhiệt độ ban đầu 20
0
C .hiệu suất của ấm là 95%.
a. Tính thời gian đun sôi nước biết nhiệt dung riêng của nước là C=4200J/Kg.K
b. Mỗi ngày đun sôi 3lít nước bằng ấm nói trêntrong 30 ngày phải trả bao nhiêu tiền
cho việc đun nước này?cho biết giá điện là 700đ/Kw.h
8. Có hai bình cách nhiệt: bình thứ nhất chứa 5 lít nước ở nhiệt độ t
1
= 60
0
C, bình thứ
hai chứa 1 lít nước ở nhiệt độ t
2
= 20
0
C. Đầu tiên rót một lượng nước m từ bình thứ
nhất sang bình thứ hai. Sau khi trong bình thứ hai đã đạt cân bằng nhiệt, lại rót từ

bình thứ hai sang bình thứ nhất một lượng nước m. Khi đạt cân bằng nhiệt thì nhiệt
độ nước trong bình thứ nhất là t
1
= 59
0
C. Cho khối lượng riêng của nước D = 1000
kg/m
3
, bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của các bình và môi trường.
a. Hỏi nhiệt độ sau khi cân bằng nhiệt lần đầu?
b. Tính m.
9. Một bình nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m=150 (g) chứa m
1
=350 (g) nước
ở nhiệt độ t=25
o
C.
a. Thêm vào bình một khối lượng nước là m
2
ở nhiệt độ t
1
= 7
o
C. Khi cân bằng nhiệt
ta thấy nhiệt độ của nước trong bình là t
2
=10
o
C. Tính m
2

b. Sau đó thả vào bình một lượng nước đá có khối lượng là m
3
ở nhiệt độ t
3
=
-10
o
C. Khi cân bằng nhiệt ta thấy trong bình còn lại 200 g nước đá chưa tan. Tính
m
3
? (Biết nhiệt dung riêng của nhôm là C =880 (J/kg.K), của nước là C1=4200
(J/kg.K), của nước đá là C3=2100 (J/kg.K), nhiệt độ nóng chảy của nước đá là
=340 000 J/kg. Bỏ qua sự chao đổi nhiệt với môi trường).
10. Người ta đổ m
2
= 200 gam nước nóng ở nhiệt độ t
2
= 100
0
c vào một cái ống thuỷ tinh
khối lượng m
1
= 120 gam và ở nhiệt độ t
1
= 20
0
C .Sau thời gian t = 5 phút nhiệt độ
của cốc và nước trở thành t
3
= 40

0
C . Giả sử sự hao phí nhiệt toả ra đều đặn . Hãy tìm
nhiệt lượng hao phí (do toả ra môi trường) trong mỗi giây. Cho biết nhiệt dung riêng
của thuỷ tinh c = 480 J/Kg độ .
11.Một bếp dầu hoả có hiệu suất 30%.
a. Tính nhiệt lượng toàn phần mà bếp toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 30g dầu hoả?
b. Với lượng dầu hoả nói trên có thể đun được bao nhiêu lít nước từ 30
0
C đến 100
0
C.
Biết năng suất toả nhiệt của dầu hoả là 44.10
6
J/kg , nhiệt dung riêng của nước là
4200J/kg.K.
12. Một bình bằng đồng có khối lượng 800g có chứa 1kg nước ở nhiệt độ 40
0
C. Thả vào
đó một thỏi nước đá ở nhiệt độ -10
0
C. Khi có cân bằng nhiệt thấy còn sót lại 200g
nước đá chưa tan. Hãy xác định khối lượng thỏi nước đá thả vào bình. Biết nhiệt dung
riêng của nước là 4200 J/ kg.K, của đồng là 380J/ kg.K, của nước đá là 1800 J/ kg.K,
3
BỒI DƯỠNG HS GIỎI VẬT LÝ
nhiệt lượng để làm nóng chảy hoàn toàn 1kg nước đá ở 00C là 3,4.10
5
J. Sự toả nhiệt
ra môi trường chiếm 5%.
13. (lớp 10 chuyên) Xác định nhiệt độ của hỗn hợp nước "3 sôi, 2 lạnh" sau khi có sự cân

bằng nhiệt? Biết nhiệt độ ban đầu của nước sôi là 100
0
C và của nước lạnh là 20
0
C.
Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường.
14. (cấp quận) Người ta thả một chai sữa của trẻ em vào phích đựng nước ở nhiệt độ t =
40
0
C. Sau khi đạt cân bằng nhiệt, chai sữa nóng tới nhiệt độ t
1
= 36
0
C, người ta lấy
chai sữa này ra và tiếp tục thả vào phích một chai sữa khác giống như chai sữa trên.
Hỏi chai sữa này khi cân bằng sẽ được làm nóng tới nhiệt độ nào? Biết rằng trước khi
thả vào phích, các chai sữa đều có nhiệt độ t
0
=18
0
C.
15. Một bếp dầu đun sôi 1 lít nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng m
2
= 300g thì
sau thời gian t
1
= 10 phút nước sôi. Nếu dùng bếp trên để đun 2 lít nước trong cùng
điều kiện thì sau bao lâu nước sôi? (Biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt
là c
1

= 4200J/kg.K ; c
2
= 880J/kg.K. Biết nhiệt do bếp dầu cung cấp một cách đều đặn
16. Trong một bình đậy kín có một cục nươớc đá khối lơợng M = 0,1 kg nổi trên mặt
nước, trong cục đá có một viên chì khối lơượng 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/cm
3
, của nước đá bằng 0,9 g/cm
3
nhiệt nóng chảy của nước đá là
3,4.10
5
J/kg). Nhiệt độ nước trong bình là 0
o
C ?
17. Có hai bình cách nhiệt. Bình thứ nhất chứa 5 lít nước ở nhiệt độ t
1
= 60
0
C, bình thứ
hai chứa 1 lít nước ở nhiệt độ t
2
= 20
0
C. Đầu tiên, rót một phần nơước từ bình thứ
nhất sang bình thứ hai, sau đó khi trong bình thứ hai đã cân bằng nhiệt người ta lại rót
trở lại từ bình thứ hai sang bình thứ nhất một lượng nước để trong hai bình lại có
dung tích nước bằng lúc ban đầu. Sau các thao tác đó nhiệt độ nước trong bình thứ
nhất là t

1
=59
0
C. Hỏi đã rót bao nhiêu nước từ bình thứ nhất sang bình thứ hai và
ngược lại ?
18. Người ta cho vòi nước nóng 70
0
C và vòi nước lạnh 10
0
C đồng thời chảy vào bể đã có
sẳn 100kg nước ở nhiệt độ 60
0
C. Hỏi phải mở hai vòi trong bao lâu thì thu được nước
có nhiệt độ 45
0
C. Cho biết lưu lượng của mỗi vòi là 20kg/phút.
19. Một bếp điện được sử dụng ở hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua bếp có
cường độ 3A. Dùng bếp này đun sôi được 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu 20
0
C trong
thời gian 20 phút. Tính hiệu suất của bếp điện, biết nhiệt dung riêng của nước c =
4200J/kg.K.
CHUYÊN ĐỀ NÂNG CAO PHẦN CƠ HỌC THCS
KIẾN THỨC CƠ BẢN:
4
BỒI DƯỠNG HS GIỎI VẬT LÝ
I. Chuyển động cơ :
- Vận tốc trung bình:
1 2
1 2

...
...
tb
s s
v
t t
+ +
=
+ +
- Quãng đường đi:
.s v t
=
- Để xác định một chuyển động, người ta cần chọn một vật mốc và một gốc thời gian.
Khi một vật chuyển động trên một đường thẳng, ta chọn một trục tọa độ Ox nằm
trùng với đường thẳng đó, gốc tọa độ O tại vật mốc. Khi đó mỗi vị trí của vật đặc
trưng bời một tọa độ x nhất định. Khi vật chuyển động, tọa độ của vật thay đổi.
Phương trình biểu thị sự thay đổi của tọa độ vào thời gian được gọi là phương trình
chuyển động. Có các loại phương trình chuyển động thường gặp sau:
o Chuyển động thẳng đều: x = x
o
+ vt <bậc nhất>
o Chuyển động thẳng biến đổi đều: x = x
o
+ v
o
t + at
2
<bậc hai>
Các bài toán thường gặp:
o Tính vận tốc trung bình.

o Lập phương trình chuyển động, vẽ đồ thị chuyển động.
o Thời điểm, vị trí hai vật gặp nhau.
 Hai xe cách nhau khoảng AB, chuyển động ngược chiều, thời gian gặp
nhau là
1 2
=
+
AB
t
v v
 Hai xe cách nhau khoảng AB, chuyển động cùng chiều, thời gian gặp
nhau là
1 2
=
−
AB
t
v v
o Chuyển động tương đối (thuyền trên sông)
 Khi xuôi dòng: v + v
nc
 Khi nước đứng yên: v
 Khi xuôi dòng: v - v
nc
5