Đề số 4 - Đề kiểm tra học kì 2 - Vật lí 9

Đề bài

Câu 1 (2,0 điểm)

Thế nào là dòng điện xoay chiều? Nêu hai cách tạo ra dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn dây dẫn kín.

Câu 2 (2,5 điểm)

a) Viết công thức tính công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện khi truyền tải điện năng đi xa.

b) Do nguyên nhân nào mà việc truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn cũng bị hao phí một phần điện năng?

c) Một máy phát điện xoay chiều có hiệu điện thế giữa hai cực của máy là \(2000V\). Muốn công suất hao phí giảm \(100\)  lần khi tải điện đi xa thì phải dùng máy biến thế có hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp bằng bao nhiêu?

Câu 3 (2,5 điểm)

a) Kính lúp là gì? Viết công thức tính số bội giác của kính lúp.

b) Số bội giác nhỏ nhất của kính lúp là \(1,5x\). Vậy tiêu cự dài nhất của kính lúp sẽ là bao nhiêu?

Câu 4 (1,0 điểm)

Một người cận thị phải đeo kính có tiêu cự bằng \(50cm\). Hỏi khi không đeo kính thì người ấy nhìn rõ được vật xa nhất cách mắt bao nhiêu? Tại sao?

Câu 5 (2,0 điểm)

Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng \(5cm\), vật AB có dạng mũi tên đặt vuông góc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính và cách thấu kính một khoảng bằng \(15cm\).

a) Vẽ ảnh  của vật \(AB\) qua thấu kính hội tụ (không cần đúng tỉ lệ). Nêu tính chất của ảnh.

b) Vận dụng kiến thức hình học hãy tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính.

Lời giải chi tiết

Câu 1 (TH):

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết bài dòng điện xoay chiều.

Cách giải:

- Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và cường độ thay đổi theo thời gian.

- Hai cách tạo ra dòng điện xoay chiều:

+ Cách 1: Cho nam châm quay xung quanh trước cuộn dây dẫn kín.

+ Cách 2: Cho cuộn dây quay trong từ trường (thả một cuộn dây dẫn kín quay quanh một trục thẳng đứng trong từ trường của một nam châm).

Câu 2 (VD):

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết bài truyền tải điện năng đi xa.

Cách giải:

a)

Ta có: Công suất của dòng điện: \(P = UI \Rightarrow I = \frac{P}{U}\,\,\,\,\;\left( 1 \right)\)

Công suất tỏa nhiệt (hao phí): \({P_{hp}} = R{I^2}\,\,\,\left( 2 \right)\)

Thay (1) vào (2) ta được Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện khi truyền tải điện năng đi xa là: \({P_{hp}} = \frac{{R{P^2}}}{{{U^2}}}\)

b)

Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây.

c)

Ta có: \({U_1} = 2000V\)

Công suất hao phí : \({P_{hp}} = \frac{{R{P^2}}}{{{U^2}}}\,\,\,\left( 1 \right)\)

Công suất hao phí giảm 100 lần: \(\frac{{{P_{hp}}}}{{100}} = \frac{{R{P^2}}}{{U_2^2}}\,\,\,\,\;\left( 2 \right)\)

Từ (1) và (2) suy ra: \(U_2^2 = 100U_1^2 \Leftrightarrow {U_2} = 20000V\)

Vậy muốn công suất hao phí giảm 100 lần khi truyền tải điện năng đi xa thì phải dùng máy biến thế có hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp bằng \(20000V\).

Câu 3 (VD):

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết bài kính lúp.

Cách giải:

a)

- Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, dùng để quan sát các vật nhỏ.

- Công thức tính số bội giác của kính lúp: \(G = \frac{{25}}{f}\;\), trong đó tiêu cự f đo bằng đơn vị cm.

b)

Từ công thức tính số bội giác của kính lúp ta thấy số bội giác tỉ lệ nghịch với tiêu cự

\( \Rightarrow \) Kính lúp có số bội giác càng lớn thì có tiêu cự càng nhỏ.

Vậy nếu số bộ giác nhỏ nhất của kính lúp là \(1,5x\) thì tiêu cự dài nhất của kính lúp là:

\(G = \frac{{25}}{f} \Rightarrow f = \frac{{25}}{G} = \frac{{25}}{{1,5}} \approx 16,67cm\)

Câu 4 (VD):

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết về mắt cận: Mắt cận nhìn rõ những vật ở gần, nhưng không nhìn rõ những vật ở xa. Kính cận là thấu kính phân kì. Kính cận thích hợp có tiêu điểm F trùng với điểm cực viễn C_V của mắt.

Cách giải:

Mắt cận nhìn rõ những vật ở gần, nhưng không nhìn rõ những vật ở xa. Kính cận là thấu kính phân kì. Kính cận thích hợp có tiêu điểm \(F\)  trùng với điểm cực viễn \({C_V}\) của mắt.

Một người cận thị phải đeo kính có tiêu cự \(50cm\)  

\( \Rightarrow \) Khi không đeo kính thì người ấy nhìn rõ được vật xa nhất cách mắt \(50cm\).

Câu 5 (VD):

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết đặc điểm của ảnh của mọt vật tạo bởi thấu kính hội tụ.

\(d > 2f\): ảnh thật ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.

\(f < d < 2f\): ảnh thật ngược chiều với vật và lớn hơn vật.

\(d < f\): ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật.

Sử dụng  tính chất của hai tam giác đồng dạng.

Cách giải:

a)

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}f = 5cm \Rightarrow 2f = 10cm\\d = 15cm\end{array} \right. \Rightarrow d > 2f\)

\( \Rightarrow \) Ảnh thật ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật. 

Hình vẽ:

b)

Trên hình vẽ, xét hai cặp tam giác đồng dạng:

\(\Delta ABO\) và ;  và .

Từ hệ thức đồng dạng ta được: \(\frac{{AB}}{{A\prime B\prime }} = \frac{{AO}}{{A\prime O}};\frac{{OI}}{{A\prime B\prime }} = \frac{{OF}}{{F\prime A}}\prime  = \frac{{OF}}{{OA\prime  - OF\prime }}\)

Mà AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)

\( \Rightarrow \frac{{AO}}{{A\prime O}} = \frac{{OF\prime }}{{A\prime O - OF\prime }} \Leftrightarrow \frac{{15}}{{A\prime O}} = \frac{5}{{A\prime O - 5}}\)

\( \Rightarrow 5A\prime O = 15.(A\prime O - 5) \Leftrightarrow A\prime O = 7,5cm\)

Vậy khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là \(7,5cm\).

Nguồn: Sưu tầm