KIỂM TRA HK2 VẬT LÝ 10
PHẦN I : Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn.
Câu 1: Gọi A là công mà một lực đã sinh ra trong thời gian t để vật đi được quãng đường s. Công suất là:
Câu 2: Động năng là một đại lượng:
Câu 3: Năng lượng mà vật có được do vị trí của nó so với vật khác được gọi là:
Câu 4: Hiệu suất là tỉ số giữa
Câu 5: Hai vật có khối lượng m1 = 2m2 chuyển động với vận tốc có độ lớn v1 = 2v2. Động lượng của hai vật có quan hệ
Câu 6: Xung lượng của lực $\vec{F}$ là đại lượng
Câu 7: biểu nào sau đây là đúng? Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng
Câu 8: Động năng của một vận động viên có khối lượng 70kg chạy đều hết quãng đường 400m trong thời gian 40s là
Câu 9: Một vật có khối lượng 1,0 kg có thế năng 1,0 J đối với mặt đất. Lấy g = 9,8 m/s2. Khi đó, vật ở độ cao là
Câu 10: Một máy bay có khối lượng 200 tấn bay với tốc độ 720 km/h. Động lượng của máy bay có độ lớn là
Câu 11: Viên đạn khối lượng 20 g đang bay với vận tốc 600 m/s thì gặp một cánh cửa thép. Đạn xuyên qua cửa trong thời gian 0,002 s. Sau khi xuyên qua cửa, vận tốc của đạn còn lại 300 m/s. Lực cản trung bình của cửa tác dụng lên đạn có độ lớn bằng
Câu 12: Một môtơ điện quay quanh trục với tốc độ 3600 (vòng/phút). Tốc độ góc của môtơ này xấp xỉ bằng
PHẦN II : Câu trắc nghiệm đúng sai.
Câu 1: Một ô tô có khối lượng 4 tấn chuyển động qua một chiếc cầu vồng lên có bán kính 50 m với tốc độ 72 km/h. Lấy g = 10 m/s².
a) Áp lực của ô tô nén lên cầu khi đi qua điểm cao nhất là lớn nhất.
b) Hợp lực tác dụng lên ô tô là trọng lực và phản lực đóng vai trò là lực hướng tâm.
c) Gia tốc hướng tâm của ôtô khi qua cầu bằng 2,5 m/s2.
d) Áp lực của ô tô nén lên cầu khi nó đi qua điểm cao nhất (giữa cầu) bằng 8000N.
Câu 2: Một quả bóng có khối lượng m = 300 gam va chạm vào tường và nảy trở lại với cùng tốc độ. Vận tốc bóng trước va chạm là 5 m/s. Chọn chiều dương là chiều của quả bóng bay vào tường.
a) Động lượng của vật trước khi chạm vào tường có giá trị là 1,5 kg.m/s.
b) Vận tốc bóng bật ngược lại có giá trị là 5 m/s.
c) Động lượng của vật khi bật lại có giá trị là –1,5 kg.m/s.
d) Độ biến thiên động lượng của bóng có độ lớn là 3 kg.m/s.
PHẦN III : Trả lời ngắn.
Câu 1: A và B chuyển động tròn đều lần lượt trên hai đường tròn có bán kính khác nhau với R1 = 3R2, nhưng có cùng chu kì. Nếu vật A chuyển động với tốc độ bằng 15 m/s, thì tốc độ của vật B là bao nhiêu? (5m/s)

Hướng dẫn giải:

Ta có chu kì T=2πR1 / v1

Ngoài ra: T=2πR2 / v2=2πR1 / 3v2

Vậy : v2 = v1/3 = 5m/s

Câu 2: Một vật chuyển động tròn đều với tốc độ là 3 m/s và có tốc độ góc là 10 rad/s. Tính gia tốc hướng tâm của vật đó.

Hướng dẫn giải:

Gia tốc hướng tâm: $a_{ht}$ = v²/R = Rω²

Vậy : $a_{ht}$ = vω = 3.10 = 30m/s²

Câu 3: Một chiếc xe đạp chạy với tốc độ 36 km/h trên một vòng đua có bán kính 100 m. Tính gia tốc hướng tâm của xe.

Hướng dẫn giải:

Ta có: v = 36km/h = 10m/s

Không gian mẫu (Ω)= C(3,35) = 6545

$a_{ht}$ = v2/R=102/100= 1m/s2

Câu 4: Một ô tô có khối lượng 4 tấn chuyển động qua một chiếc cầu vồng lên có bán kính cong 50 m với tốc độ 72 km/h. Lấy g = 10 m/s2. Tính áp lực của ô tô nén lên cầu khi nó đi qua điểm cao nhất (giữa cầu).

Hướng dẫn giải:

Hợp lực tác dụng lên ô tô: $\vec{F}$ = $\vec{P}$ + $\vec{N}$

Chiếu lên phương hướng tâm: $F_{ht}$ = mv²/r = P - N

=> N = P − mv²/r=mg−mv²/r = 4000(10−20250) = 8000N

Câu 5: Một vật nhỏ khối lượng 200 g chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính 1 m. Biết trong 1 phút vật quay được 120 vòng. Tính độ lớn lực hướng tâm gây ra chuyển động tròn của vật.

Hướng dẫn giải:

Tốc độ góc: ω = 2πf = 2πn/t = 2π.120/60 = 4π(rad/s)

$F_{ht}$ = mω²R = 0,2(4π)2.1 ≈ 31,6N

Câu 6: Vòng xiếc là một vành tròn bán kính R = 15 m, nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Một người đi xe đạp trong vòng xiếc này, khối lượng cả xe và người là 95 kg. Lấy g = 10 m/s2. Biết tốc độ của xe không đổi là v = 15 m/s. Tính lực ép của xe lên vòng xiếc tại điểm thấp nhất.

Hướng dẫn giải:

Hợp lực của áp lực và trọng lực đóng vai trò là lực hướng tâm :

$\vec{F}_{ht} = \vec{P} + \vec{N}$

Khi ở điểm thấp nhất, áp lực hướng lên và ngược chiều trọng lực.

Chọn chiều dương hướng về tâm quay nên ta có:

$F_{ht}$ = - P + N <=> mv²/R = -mg + N

N = m(v²/R + g) = 2375

Câu 7: Một người buộc hòn đá khối lượng 300 g vào đầu một sợi dây rồi quay trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá chuyển động trên đường tròn bán kính 50 cm với tốc độ góc không đổi 8 rad/s. Lấy g = 10 m/s². Tính lực căng của sợi dây ở điểm thấp nhất của quỹ đạo.

Hướng dẫn giải:

Hợp lực của lực căng dây và trọng lực đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động tròn:

$\vec{F}_{ht} = \vec{P} + \vec{N}$

Khi ở điểm thấp nhất, −→Fht có chiều hướng về tâm quay (hướng lên): $\vec{F}_{ht}$

$F_{ht}$ = -P + T

=> T = $F_{ht}$ + P = mω²r + mg = 0,3(8².0,5+10) = 12,6N

Câu 8: Một ô tô có khối lượng 5 tấn chuyển động với tốc độ 54 km/h đi qua một chiếc cầu vồng lên có bán kính cong 1000 m. Lấy g= 10 m/s². Tính áp lực của ô tô nén lên cầu khi ô tô ở vị trí mà đường nối tâm quỹ đạo với ô tô tạo với phương thẳng đứng một góc 30 độ.

Hướng dẫn giải:

Đổi 54 km/h = 15 m/s

Hợp lực tác dụng lên ô tô đóng vai trò là lực hướng tâm:

$\vec{F}_{ht} = \vec{P} + \vec{N}$

Chiếu lên phương hướng tâm: $\vec{F}_{ht}$ = mv²/r = P.cos30 − N

=> N = Pcos30 - mv²/r = 5000 (10.cos30 − 1521000) ≈ 42176N

PHẦN IV : Câu hỏi tự luận.
Câu 1: Một ô tô có khối lượng là 2 tấn đang chuyển động trên cầu võng xuống có bán kính 400 cm với tốc độ 18 km/h. Lấy g = 10 m/s2 và bỏ qua ma sát giữa bánh xe với mặt cầu. Lực nén của ô tô lên mặt cầu khi đi qua điểm chính giữa cầu là bao nhiêu kN?

Hướng dẫn giải:

Đổi đơn vị: m = 2000 kg; R = 4 m; v = 5 m/s.

Công thức lực nén tại điểm thấp nhất của cầu võng: N = m * (g + v^2 / R)

Thay số: N = 2000 * (10 + 5^2 / 4) = 32500 Newton = 32,5kN

Câu 2: Một vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc 3 m/s đến va chạm với một vật có khối lượng 0,5m đang đứng yên. Sau va chạm, hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc. Xác định tốc độ của hai vật ngay sau va chạm.

Hướng dẫn giải:

Vật 1: Khối lượng m1 = m; vận tốc v1 = 3 m/s.

Vật 2: Khối lượng m2 = 0,5m; vận tốc v2 = 0 m/s (đứng yên).

Sau va chạm, hai vật dính vào nhau nên có cùng vận tốc V. Đây là va chạm mềm.

Theo định luật bảo toàn động lượng: m1.v1 + m2.v2 = (m1 + m2).V

m * 3 + 0,5m * 0 = (m + 0,5m) * V

V = 3 / 1,5 = 2 (m/s)

Câu 3: Một đầu đạn khối lượng 10 g được bắn ra khỏi nòng của một khẩu súng khối lượng 5 kg với vận tốc 600 m/s. Nếu bỏ qua khối lượng của đầu đạn thì vận tốc giật của súng là bao nhiêu m/s?

Hướng dẫn giải:

Khối lượng đầu đạn: m = 10 g = 0,01 kg.

Vận tốc đầu đạn: v = 600 m/s.

Khối lượng khẩu súng: M = 5 kg.

Vận tốc giật của súng: V (m/s).

Trước khi bắn, hệ súng và đạn đứng yên nên tổng động lượng bằng 0.

Theo định luật bảo toàn động lượng, sau khi bắn ta có: M * V + m * v = 0

V = - (0,01 * 600) / 5 = -1,2(m/s)

Câu 4: Một viên đạn khối lượng m1 = 200 g chuyển động thẳng với vận tốc v1 = 100 m/s, đến va chạm mềm dính vào một bao cát đang đứng yên có khối lượng m2 = 100 kg. Vận tốc của đạn và bao cát ngay sau va chạm bằng bao nhiêu m/s? (Lấy 1 chữ số có nghĩa)

Hướng dẫn giải:

Khối lượng viên đạn: m1 = 200 g = 0,2 kg.

Vận tốc viên đạn: v1 = 100 m/s.

Khối lượng bao cát: m2 = 100 kg.

Vận tốc bao cát: v2 = 0 m/s.

Gọi V là vận tốc của hệ (đạn + bao cát) sau va chạm.

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: m1 * v1 + m2 * v2 = (m1 + m2) * V

0,2 * 100 + 100 * 0 = (0,2 + 100) * V => V = 20 / 100,2 = 0,1996 (m/s)

Câu 5: Một đoàn tàu có khối lượng m = 10 tấn chuyển động nhanh dần đều từ địa điểm A đến địa điểm B cách nhau 2 km, khi đó vận tốc tăng từ 10 m/s (tại A) đến 20 m/s (tại B). Cho biết hệ số ma sát là mu = 0,005. Lấy g = 9,8 m/s2. Công suất trung bình của đầu máy tàu trên đoạn đường AB là bao nhiêu kW.

Hướng dẫn giải:

Gia tốc của tàu: a = (vB^2 - vA^2) / (2 * s) = (20^2 - 10^2) / (2 * 2000) = 300 / 4000 = 0,075 (m/s2).

Lực ma sát: Fms = mu * m * g = 0,005 * 10000 * 9,8 = 490 (N).

Lực kéo của đầu máy (theo định luật II Newton: Fk - Fms = m * a):

Fk = m * a + Fms = 10000 * 0,075 + 490 = 750 + 490 = 1240 (N).

Vận tốc trung bình trên đoạn AB:

v_tb = (vA + vB) / 2 = (10 + 20) / 2 = 15 (m/s).

Công suất trung bình:

P_tb = Fk * v_tb = 1240 * 15 = 18600 (W) = 16,8 kW

Câu 6: Một quả bóng khối lượng 250 g bay tới đập vuông góc vào tường với tốc độ v1 = 5 m/s và bật ngược lại với vận tốc v2 = 3 m/s. Động lượng của vật đã thay đổi một lượng bằng bao nhiêu kg.m/s?

Hướng dẫn giải:

Độ biến thiên động lượng của vật được xác định bởi công thức:

delta p = p2 - p1 = m * v2 - m * v1

delta p = m * (v2 - v1) = 0,25*(-3 - 5)

|delta p| = 2 (kg.m/s)

Câu 7: Một quả bóng khối lượng 75 g bay vuông góc đến tường với tốc độ 6 m/s rồi bật ra theo phương cũ với cùng tốc độ. Độ biến thiên động lượng của quả bóng có độ lớn là bao nhiêu kg.m/s?

Hướng dẫn giải:

Công thức tính độ biến thiên động lượng:

delta p = m * v2 - m * v1 = m * (v2 - v1)

|delta p| = 0,9 (kg.m/s)

Câu 8: Vật khối lượng 10 kg bắt đầu trượt không ma sát dưới tác dụng theo phương ngang của lực có độ lớn không đổi bằng 5 N. Công suất tức thời của lực ở cuối giây thứ năm là bao nhiêu W?

Hướng dẫn giải:

Phép thử là chọn ngẫu nhiên 2 tấm thẻ từ hộp.

a = F / m = 5 / 10 = 0,5 (m/s2).

Vận tốc của vật ở cuối giây thứ năm (t = 5 s):

v = v0 + a * t = 0 + 0,5 * 5 = 2,5 (m/s).

Tính công suất tức thời:

Công suất tức thời của lực F tại thời điểm t được tính theo công thức: P = F * v

P = 5 * 2,5 = 12,5 (W).

Câu 9: Hai vật có khối lượng m1 = 1 kg và m2 = 3 kg chuyển động với các vận tốc v1 = 3 m/s và v2 = 1 m/s. Vectơ v1 và vectơ v2 hợp với nhau góc alpha = 120 độ. Tổng động lượng của hệ có độ lớn là bao nhiêu kg.m/s?

Hướng dẫn giải:

Động lượng vật 1: p1 = m1 * v1 = 1 * 3 = 3 (kg.m/s).

Động lượng vật 2: p2 = m2 * v2 = 3 * 1 = 3 (kg.m/s).

Động lượng tổng cộng của hệ là: vecto(p) = vecto(p1) + vecto(p2).

Vì góc giữa vecto(p1) và vecto(p2) là alpha = 120 độ, ta áp dụng công thức:

p^2 = p1^2 + p2^2 + 2 * p1 * p2 * cos(alpha)

p^2 = 3^2 + 3^2 + 2 * 3 * 3 * cos(120 độ)

p^2 = 18 - 9 = 9

p = căn(9) = 3 (kg.m/s)

Câu 10: Một vật quả cầu bằng kim loại có khối lượng 150 g chuyển động thẳng đều với tốc độ 40 cm/s thì động lượng của vật có độ lớn là bao nhiêu kg.m/s?

Hướng dẫn giải:

p = m * v

p = 0,15 * 0,4 = 0,06 (kg.m/s)

Câu 11: Một viên đạn chuyển động với tốc độ 300 m/s theo phương ngang thì nổ thành hai mảnh. Mảnh một có khối lượng 5 kg chuyển động với tốc độ 400 * căn(3) m/s thẳng đứng lên trên; còn mảnh thứ hai có khối lượng 15 kg bay hợp với phương ngang một góc alpha. Xác định động lượng của mảnh 2 và góc alpha.

Hướng dẫn giải:

Viên đạn (trước khi nổ): m = m1 + m2 = 5 + 15 = 20 kg; v = 300 m/s (phương ngang).

Mảnh 1: m1 = 5 kg; v1 = 400 * căn(3) m/s (thẳng đứng lên trên).

Mảnh 2: m2 = 15 kg; v2 bay hợp với phương ngang góc alpha.

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: vecto(p) = vecto(p1) + vecto(p2).

Độ lớn động lượng mảnh 2 (theo Pitago): p2^2 = p^2 + p1^2

p2^2 = (6000)^2 + (2000 * căn(3))^2

p2^2 = 36.000.000 + 12.000.000 = 48.000.000

p2 = căn(48.000.000) = 4000 * căn(3) (xấp xỉ 6928 kg.m/s).

Ta có tan(alpha) = p1 / p (vì p2 là cạnh huyền, p là cạnh kề phương ngang).

tan(alpha) = (2000 * căn(3)) / 6000 = căn(3) / 3 => alpha = 30 độ.

Câu 12: Một tên lửa vũ trụ mang nhiên liệu có khối lượng tổng cộng là M = 10000 kg. Khi đang bay với tốc độ V = 360 km/h tên lửa phụt nhanh ra phía sau nó một lượng khí nhiên liệu là m = 1000 kg với tốc độ v = 800 m/s so với tên lửa. Bỏ qua lực cản không khí. Ngay sau khi khối khí phụt ra, tốc độ của tên lửa là bao nhiêu m/s?

Hướng dẫn giải:

Tổng khối lượng hệ (tên lửa + khí): M = 10000 kg.

Vận tốc ban đầu của hệ: V = 360 km/h = 100 m/s.

Khối lượng khí phụt ra: m = 1000 kg.

Khối lượng tên lửa còn lại: M' = M - m = 10000 - 1000 = 9000 kg.

Vận tốc khí đối với tên lửa: v_kt = - 800 m/s (dấu âm vì phụt ngược chiều bay).

Gọi V' là vận tốc tên lửa ngay sau khi khí phụt ra.

Vận tốc khí đối với đất: v_d = V' + v_kt = V' - 800 (m/s).

Động lượng của hệ trước khi phụt khí bằng động lượng của hệ sau khi phụt khí:

M * V = M' * V' + m * v_d

10000 * 100 = 9000 * V' + 1000 * (V' - 800)

V' = 1.800.000 / 10000 = 180 (m/s)

90:00