Tính khối lượng bi sắt, độ chìm thêm và sự thay đổi mực nước khi bỏ bi ra khỏi ly - Giải chi tiết câu 2 đề thi chuyên Lý vào 10 năm 2025-2026 của Bà Rịa - Vũng Tàu - Blog Góc Vật lí

Hướng dẫn giải chi tiết Đề thi tuyển sinh lớp 10 THPT Chuyên Lý 2025 – 2026
Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu (Câu 2 – Lực đẩy Archimedes)

Giải chi tiết câu 2 đề thi chuyên Lý vào 10 năm 2025-2026 của Bà Rịa - Vũng Tàu. Hướng dẫn tính khối lượng bi sắt, độ chìm thêm và sự thay đổi mực nước khi bỏ bi ra khỏi ly.

📌 Nội dung bài viết:

• ✅ Đề bài Câu 2 (Lực đẩy Archimedes – Sự nổi) trong kỳ thi chuyên Lý tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu ngày 07/6/2025.
• ✅ Hướng dẫn giải chi tiết – dễ hiểu từng ý a, b, c.
• ✅ Phân tích sự thay đổi áp suất, lực đẩy và mực nước.
• ✅ Phù hợp cho học sinh ôn thi vào 10 chuyên Lý và giáo viên tham khảo.

📖 Bài viết trước: Hướng dẫn giải Câu 1 – Tốc độ trung bình và tìm quãng đường. Mời các bạn tham khảo để có cái nhìn tổng thể về đề thi tuyển sinh vào 10 chuyên Lý năm 2025-2026 của sở giáo dục và đào tạo Bà Rịa - Vũng Tàu.

Giải chi tiết câu 2 đề thi chuyên Lý vào 10 năm 2025-2026 của Bà Rịa - Vũng Tàu. Hướng dẫn tính khối lượng bi sắt, độ chìm thêm và sự thay đổi mực nước khi bỏ bi ra khỏi ly

Tính khối lượng bi sắt, độ chìm thêm và sự thay đổi mực nước khi bỏ bi ra khỏi ly - Giải chi tiết câu 2 đề thi chuyên Lý vào 10 năm 2025-2026 của Bà Rịa - Vũng Tàu - Blog Góc Vật lí

📄 Đề bài Câu 2 (2,0 điểm)

Một cái ly nhựa hình trụ có khối lượng 350 g, bên trong chứa một viên bi sắt. Thả cho ly nhựa nổi thẳng đứng bên trong một bình thủy tinh hình trụ chứa nước thì phần ly chìm trong nước có chiều cao 10 cm. Biết diện tích đáy của ly nhựa bằng 60 cm², diện tích đáy của bình thủy tinh là 100 cm², khối lượng riêng của nước là 1 g/cm³.

a) Tính khối lượng của viên bi sắt.

b) Nếu muốn ly chìm sâu thêm 5 cm thì cần thả thêm bao nhiêu viên bi sắt như vậy nữa vào trong ly (ly vẫn chưa chạm đáy bình, nước không tràn ra khỏi bình và không tràn vào ly)?

c) Nếu bỏ viên bi sắt ra khỏi ly nhựa thì mực nước trong bình sẽ dâng lên hay hạ xuống bao nhiêu cm so với lúc đầu?

🔍 Hướng dẫn giải chi tiết

a) Tính khối lượng của viên bi sắt

Phân tích: Ly nhựa (có bi sắt bên trong) nổi cân bằng trong nước. Lực đẩy Archimedes cân bằng với trọng lượng của hệ (ly + bi).

• Thể tích phần ly chìm trong nước: V_chìm = S_ly · h_chìm = 60 · 10 = 600 cm³.
• Lực đẩy Archimedes: F_A = D_nước · V_chìm · g = 1 · 600 · g = 600g (g là gia tốc trọng trường, đơn vị phù hợp).
• Trọng lượng của hệ: P = (m_ly + m_bi) · g = (350 + m_bi) · g (vì khối lượng ly tính bằng gam).
• Điều kiện cân bằng: F_A = P → 600g = (350 + m_bi)g → 600 = 350 + m_bi → m_bi = 250 g.

✅ Kết quả: Khối lượng viên bi sắt là 250 g.

b) Số viên bi cần thêm để ly chìm sâu thêm 5 cm

Phân tích: Khi thả thêm bi vào ly, tổng khối lượng tăng lên, ly sẽ chìm sâu hơn để lực đẩy Archimedes cân bằng với trọng lượng mới.

• Độ chìm tăng thêm: Δh = 5 cm.
• Thể tích phần chìm tăng thêm: ΔV = S_ly · Δh = 60 · 5 = 300 cm³.
• Lực đẩy tăng thêm cần thiết: ΔF_A = D_nước · ΔV · g = 1 · 300 · g = 300g.
• Lực đẩy tăng thêm này phải cân bằng với trọng lượng của số bi thêm vào: ΔP = n · m_bi · g (với n là số viên bi cần thêm).
• Vậy: n · 250 · g = 300g → n = 300 / 250 = 1,2.
• Vì số viên bi phải là số nguyên, và để ly chìm sâu ít nhất 5 cm, cần thêm 2 viên bi (khi đó độ chìm thêm sẽ là 2×250/60 = 8,33 cm > 5 cm).
• Lưu ý: Nếu đề yêu cầu chính xác 5 cm thì không thể với số nguyên viên bi, vì mỗi viên bi có khối lượng 250g tương ứng độ chìm thêm 250/60 ≈ 4,17 cm. Do đó đáp án thực tế là 2 viên để đảm bảo yêu cầu “chìm sâu thêm 5 cm” (tức là ít nhất 5 cm).

✅ Kết quả: Cần thêm 2 viên bi để ly chìm sâu thêm ít nhất 5 cm.

c) Sự thay đổi mực nước khi bỏ viên bi ra khỏi ly

Phân tích: Khi bỏ viên bi ra khỏi ly, khối lượng của hệ giảm, ly sẽ nổi cao hơn (chìm ít hơn), đồng thời viên bi chìm xuống đáy bình chiếm một thể tích nước. Ta cần xác định mực nước trong bình thay đổi như thế nào.

• Bước 1: Xét sự thay đổi thể tích nước bị chiếm chỗ bởi ly:
  • Lúc đầu: ly chìm 10 cm → V_chìm,đầu = 60×10 = 600 cm³.
  • Lúc sau (bỏ bi): khối lượng ly là 350 g, cần lực đẩy 350g → thể tích chìm mới: V_chìm,sau = 350 cm³ (vì D_nước=1 g/cm³).
  • Độ giảm thể tích chiếm chỗ của ly: ΔV_ly = 600 – 350 = 250 cm³.
• Bước 2: Xét viên bi sắt:
  • Khối lượng bi: 250 g. Khối lượng riêng của sắt khoảng 7,8 g/cm³ (có thể lấy 7,8 – 8 g/cm³). Tuy nhiên đề bài không cho D_sắt, nhưng ta có thể suy luận: viên bi chiếm một thể tích V_bi = m_bi / D_sắt.
  • Vì không có D_sắt trong đề, ta phải xét theo cách khác: Khi bi ở trong ly, nó góp phần làm tăng thể tích chiếm chỗ của ly (thông qua lực đẩy). Khi bỏ bi ra, bi chìm xuống đáy, chiếm một thể tích đúng bằng thể tích của nó.
  • Thể tích của bi: V_bi = m_bi / D_sắt. Nếu lấy D_sắt ≈ 7,8 g/cm³ thì V_bi ≈ 250 / 7,8 ≈ 32,05 cm³.
• Bước 3: So sánh sự thay đổi tổng thể tích chiếm chỗ:
  • Lúc đầu: thể tích chiếm chỗ = V_chìm,đầu = 600 cm³ (do ly chìm).
  • Lúc sau: thể tích chiếm chỗ = V_chìm,sau + V_bi = 350 + 32,05 ≈ 382,05 cm³.
  • Như vậy, tổng thể tích chiếm chỗ giảm: ΔV_tổng = 600 – 382,05 ≈ 217,95 cm³.
  • Do đó, mực nước trong bình sẽ hạ xuống.
• Bước 4: Tính độ hạ của mực nước:
  • Độ hạ mực nước: Δh_nước = ΔV_tổng / S_bình = 217,95 / 100 ≈ 2,18 cm.
  • Vậy mực nước hạ xuống khoảng 2,18 cm.

✅ Kết luận: Mực nước trong bình sẽ hạ xuống khoảng 2,18 cm so với lúc đầu (với D_sắt ≈ 7,8 g/cm³).

Lưu ý: Nếu đề bài không cho khối lượng riêng của sắt, ta có thể giữ kết quả dưới dạng biểu thức: Δh_nước = (250 – 250/D_sắt) / 100 (cm), với D_sắt tính bằng g/cm³.

💡 Nhận xét & mẹo làm bài

• Công thức cần nhớ:
  • Lực đẩy Archimedes: F_A = D_{chất lỏng} · V_chìm · g.
  • Điều kiện nổi: F_A = P (trọng lượng vật).
  • Khi thêm vật vào ly, độ chìm tăng thêm: ΔV_chìm = S_ly · Δh.
• Sai lầm thường gặp:
  • Quên đổi đơn vị diện tích từ cm² sang m² (hoặc ngược lại). Trong bài này, vì D_nước = 1 g/cm³, ta có thể giữ nguyên cm và g để tính toán trực tiếp.
  • Ở ý b, nhiều bạn tính ra 1,2 viên và làm tròn sai. Cần nhớ rằng số viên bi là số nguyên, và phải đảm bảo độ chìm thêm ít nhất 5 cm.
  • Ở ý c, cần phân biệt rõ sự thay đổi thể tích chiếm chỗ của ly và của bi. Khi bi ở trong ly, nó “đóng góp” vào lực đẩy thông qua khối lượng, không phải thể tích trực tiếp.
• Mẹo làm bài nhanh:
  • Vẽ hình minh họa để hình dung rõ các lực tác dụng.
  • Viết phương trình cân bằng lực cho từng trường hợp (có bi, thêm bi, bỏ bi).
  • Chú ý đến thể tích nước dâng lên hay hạ xuống phụ thuộc vào tổng thể tích chiếm chỗ của các vật trong bình.

📢 Các câu còn lại (Câu 3 – Điện, Câu 4 – Quang, Câu 5 – Bài tập tổng hợp) sẽ được Góc Vật Lí giải chi tiết trong những bài viết tiếp theo. Hãy theo dõi và chia sẻ để nhận thông báo mới nhất nhé!

🔗 Bài viết trước: Hướng dẫn giải Câu 1 – Tốc độ trung bình và tìm quãng đường

🎯 Lời kết

Trên đây là toàn bộ hướng dẫn giải câu 2 – đề thi chuyên Lý tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu năm 2025-2026. Hy vọng bài viết giúp các em nắm vững phương pháp giải các bài toán về lực đẩy Archimedes và sự nổi. Hãy luyện thêm các dạng tương tự để thành thạo nhé!

Đừng quên để lại bình luận bên dưới nếu có thắc mắc, hoặc chia sẻ bài viết đến bạn bè cùng học tốt. Chúc các em đạt kết quả cao trong kỳ thi sắp tới!

📬 Mọi thắc mắc xin gửi về Góc Vật Lí tại buicongthang.blogspot.com
© 2025 Góc Vật Lí – Tài liệu ôn thi vào 10 chuyên Lý