Đề kiểm tra giữa học kì 2 Vật lí 10 - Đề số 02 có lời giải chi tiết

Đề bài

A – TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN (3,0 ĐIỂM)

Câu 1.  Đơn vị của động năng là

A. N.                                      B. J

C. m.                                      D. m/s.

Câu 2. Véc tơ động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc \(\vec v\) là đại lượng được xác định bởi công thức

A. \(\vec p = m.\vec v\)

B. \(p = m.v\)

C. \(p = m.a\)

D. \(\vec p = m.\vec a\)

Câu 3. Chọn phát biểu sai

A. Động năng là một đại lượng vô hướng

B. Động năng luôn luôn dương

C. Động năng có tính tương đối

D. Động năng tỉ lệ nghịch với vận tốc

Câu 4. Tập hợp 3 thông số trạng thái nào sau đây xác định trạng thái của một lượng khí xác định.

A. Áp suất, thể tích, khối lượng.

B. Áp suất, nhiệt độ, thể tích.

C. Thể tích, khối lượng, áp suất.

D. Áp suất, nhiệt độ, khối lượng.

Câu 5. Khi vận tốc của một vật giảm hai lần, thì

A. gia tốc của vật tăng gấp hai.

B. động lượng của vật tăng gấp bốn.

C. động năng của vật giảm bốn lần.

D. thế năng của vật tăng gấp hai.

Câu 6. Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của

A. Trọng lực tác dụng lên vật đó 

B. Lực phát động tác dụng lên vật đó

C. Lực cản tác dụng lên vật đó 

D. Hợp lực tác dụng lên vật đó          

Câu 7.  Quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí xác định trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình

A. Đẳng nhiệt.

B. Đẳng tích.

C. Đẳng áp.

D. Đoạn nhiệt.

Câu 8. Trong hệ tọa độ (p,T)  đường đẳng tích có dạng

A. Đường hypebol.                                                                                                              

B. Một phần đường thẳng nếu kéo dài thì đi qua gốc tọa độ.

C. Đường thẳng không đi qua gốc tọa độ.                                       

D. Đường thẳng song song với trục áp suất.

Câu 9. Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Sác – lơ.

A. \(p\~t\)

B. \(\frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}}\)

C. \(\frac{p}{t} = const\)

D. \(\frac{{{p_1}}}{{{p_2}}} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}}\)

Câu 10. Đồ thị nào sau đây biểu diễn quá trình đẳng áp.

 

A. Hình A                              B. Hình B 

C. Hình C                              D. Hình D

B – BÀI TẬP TỰ LUẬN (7,0 ĐIỂM)

Bài 1 (2,0 điểm):

a) Một lò xo độ cứng lò xo \(k = 100N/m\) bị nén \(0,05m\). Tính thế năng đàn hồi của lò xo với mốc thế năng tại vị trí lò xo không biến dạng.

b) Tính độ lớn động lượng của vật có khối lượng \(3kg\)  đang chuyển động với tốc độ \(2m/s\).

Bài 2 (2,5 điểm):

a) Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 9 lít đến thể tích 6 lít thì thấy áp suất khí là \(1,2kPa\). Hỏi áp suất ban đầu của khí là bao nhiêu.

b) Đun nóng đẳng tích một khối khí lên \({20^0}C\) thì áp suất khí tăng thêm \(\frac{1}{{40}}\) áp suất khí ban đầu. Nhiệt độ ban đầu của khí là bao nhiêu \(^0C\)?

Bài 3 (1,25 điểm):

Một con lắc đơn gồm vật nặng khối lượng \(1kg\), dây treo mảnh, nhẹ , không dãn có chiều dài \(1m\),  kéo con lắc lệch so với phương thẳng đứng góc \(\alpha  = {60^0}\) rồi thả nhẹ. Bỏ qua lực cản không khí, lấy \(10m/{s^2}\). Tìm vận tốc của con lắc khi nó đi qua vị trí  dây treo hợp với phương  thẳng đứng  một góc \({30^0}\).

Bài 4 (1,25 điểm):

Một vật có khối lượng \(800g\), chuyển động trên trục Ox theo phương trình \(x = {t^2} - 5t + 2{\rm{ }}\left( m \right)\) (t có đơn vị là giây). Xác định độ biến thiên động lượng của vật kể từ thời điểm \({t_0} = 0\) đến thời điểm \({t_1} = 2s,{t_2} = 4s.\)

Lời giải chi tiết

1. B	2. A	3. D	4. B	5. C
6. D	7. A	8. B	9. B	10. D

A – TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN

Câu 1 :

Phương pháp:

Động năng là dạng năng lượng của một  vật có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức : \({W_d} = \frac{1}{2}m{v^2}\)

Cách giải:

Đơn vị của động năng là Jun, kí hiệu J.

Chọn B.

Câu 2:

Phương pháp:

Động lượng \(\overrightarrow p \) của một vật là một vecto cùng hướng với vận tốc của vật và được xác định bởi công thức \(\overrightarrow p  = m.\overrightarrow v \).

Cách giải:

Công thức xác định vecto động lượng: \(\overrightarrow p  = m.\overrightarrow v \)

Chọn A.

Câu 3 :

Động năng là dạng năng lượng của một  vật có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức : \({W_d} = \frac{1}{2}m{v^2}\)

Cách giải:

Ta có : \({W_d} = \frac{1}{2}m{v^2}\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{W_d} \sim m\\{W_d} \sim {v^2}\end{array} \right.\)

\( \Rightarrow \) Phát biểu sai là : Động năng tỉ lệ nghịch với vận tốc.

Chọn D.

Câu 4 :

Phương pháp:

Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T. Những đại lượng này được gọi các thông số trạng thái của một khí lí tưởng.

Cách giải:

Tập hợp ba thông số số áp suất, nhiệt độ, thể tích xác định trạng thái của một lượng khí xác định.

Chọn B.

Câu 5:

Phương pháp:

Động năng: \({W_d} = \frac{1}{2}m{v^2}\)

Động lượng : \(p = mv\)

Thế năng trọng trường : \({W_t} = mgz\)

Cách giải:

Ta có \({W_d} = \frac{1}{2}m{v^2} \Rightarrow {W_d} \sim {v^2}\)

\( \Rightarrow \) Khi vận tốc của một vật giảm đi hai lần thì động năng của vật giảm bốn lần.

Chọn C.

Câu 6:

Phương pháp:

Định lí động năng: Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật.

Cách giải:

Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của hợp lực tác dụng lên vật đó.      

Chọn D.

Câu 7:

Phương pháp:

Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ không đổi.

Cách giải:

Quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí xác định trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt.

Chọn A.

Câu 8:

Phương pháp:

+ Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích.

+ Định luật Saclo: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Hệ thức: \(p\~T \Rightarrow \frac{p}{T} = const\)

+ Trong hệ tọa độ \(\left( {p,T} \right)\) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.

Cách giải:

 

Trong hệ toạ độ (p,T) đường đẳng tích có dạng một phần đường thẳng nếu kéo dài thì đi qua gốc tọa độ.

Chọn B.

Câu 9:

Phương pháp:

Định luật Sác - lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Hệ thức: \(p\~T \Rightarrow \frac{p}{T} = const\)

Cách giải:

Theo định luật Saclo ta có: \(p\~T \Rightarrow \frac{p}{T} = const\\ \Rightarrow \frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}}\)

Chọn B.

Câu 10:

Phương pháp:

Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp.

Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Cách giải:

Đường đẳng áp trong các hệ tọa độ:

Chọn D.

B – BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1:

Phương pháp:

Thế năng đàn hồi: \({W_{dh}} = \frac{1}{2}k.{\left( {\Delta l} \right)^2}\)

Động lượng: \(p = mv\)

Cách giải:

a) Ta có: \(k = 100N/m;\Delta l = 0,05m\)

Thế năng đàn hồi của lò xo:

\({W_{dh}} = \frac{1}{2}k.{\left( {\Delta l} \right)^2} \\= \frac{1}{2}.100.0,{05^2} = 0,125J\)

b) Có: \(m = 3kg;v = 2m/s\)

Độ lớn động lượng: \(p = mv = 23.2 = 6kg.m/s\)

Bài 2:

Phương pháp:

+ Định luật Bô-lơ - Ma-ri-ốt: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.

Hệ thức: \(p\~\frac{1}{V} \Rightarrow \;PV = const\)

+ Định luật Sác - lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Hệ thức: \(p\~T \Rightarrow \frac{p}{T} = const\)

Cách giải:

a)  

Áp dụng định luật Bô-lơ - Ma-ri-ốt ta có:

\({p_1}{V_1} = {p_2}{V_2}\\ \Rightarrow {p_1} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{V_1}}} \\= \frac{{1,2.6}}{9} = 0,8kPa\)

b)

Áp dụng định luật Saclo ta có:

\(\begin{array}{l}\frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}} \Leftrightarrow \frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{\frac{{41}}{{40}}{p_1}}}{{{T_1} + 20}} \\\Leftrightarrow \frac{1}{{{T_1}}} = \frac{{41}}{{40.\left( {{T_1} + 20} \right)}}\\ \Rightarrow 40.\left( {{T_1} + 20} \right) = 41.T\\ \Rightarrow {T_1} = 800K \\\Rightarrow {t_1} = {527^0}C\end{array}\)

Bài 3:

Phương pháp:

Công thức tính động năng: \({W_d} = \frac{1}{2}m{v^2}\)

Công thức tính thế năng trọng trường: \({W_t} = mgh\)

Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường:

\(W = {W_d} + {W_t} \\= \frac{1}{2}m{v^2} + mgh\)

Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn.

Cách giải:

Gọi vị trí vật khi dây treo có phương thẳng đứng là H (Chọn H làm gốc thế năng)

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{z_A} = OH - OM = l - l.\cos {60^0} \\= l.\left( {1 - \cos {{60}^0}} \right) = 0,5m\\{z_B} = OH - ON = l - l.\cos {30^0} \\= l.\left( {1 - \cos {{30}^0}} \right)\\ = \frac{{2 - \sqrt 3 }}{2}\end{array} \right.\)

Cơ năng tại A: \({W_A} = {W_{tA}} = mg{z_A}\)

Cơ năng tại B: \({W_B} = {W_{tB}} = mg{z_B} + \frac{1}{2}mv_B^2\)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có:

\(\begin{array}{l}{W_A} = {W_B} \Leftrightarrow mg{z_A} = mg{z_B} + \frac{1}{2}mv_B^2\\ \Rightarrow {v_B} = \sqrt {2g.\left( {{z_A} - {z_B}} \right)} \\ = \sqrt {2.10.\left( {0,5 - \frac{{2 - \sqrt 3 }}{2}} \right)}  \\= \sqrt {10\sqrt 3  - 10} \,\left( {m/s} \right)\end{array}\)

Bài 4:

Phương pháp:

Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng biến đổi đều: \(x = {x_0} + {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}\)

Phương trình vận tốc: \(v = {v_0} + at\)

Động lượng: \(\overrightarrow p  = m\overrightarrow v \)

Độ biến thiên động lượng:

\(\overrightarrow {\Delta p}  = \overrightarrow {{p_2}}  - \overrightarrow {{p_1}} \)

Cách giải:

Ta có: \(x = {t^2} - 5t + 2{\rm{ }}\left( m \right) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_0} = 2m\\{v_0} =  - 5m/s\\a = 2m/{s^2}\end{array} \right.\)

\( \Rightarrow \) Phương trình vận tốc của vật là: \(v = {v_0} + at =  - 5 + 2t\,\,\left( {m/s} \right)\)

+ Sau 2s, vận tốc của vật là: \(v =  - 5 + 2.2 =  - 1m/s\)

Như vậy sau 2s thì vật vẫn chuyển động ngược chiều dương, nên độ biến thiên động lượng của vật là:

\(\overrightarrow {\Delta p}  = \overrightarrow {{p_1}}  - \overrightarrow {{p_0}}  \Rightarrow \Delta p = {p_1} - {p_0} \\= 0,8.\left( { - 1} \right) - 0,8.\left( { - 5} \right) \\= 3,2\left( {\frac{{kg.m}}{s}} \right)\)

+ Sau 4s, vận tốc của vật là: \(v =  - 5 + 2.4 = 3m/s\)

Như vậy sau 4s thì vật đổi chiều chuyển động và chuyển động cùng chiều dương, nên độ biến thiên động lượng của vật là:

\(\overrightarrow {\Delta p}  = \overrightarrow {{p_2}}  - \overrightarrow {{p_0}}  \Rightarrow \Delta p = {p_2} - {p_0}\\ = 0,8.\left( 3 \right) - 0,8.\left( { - 5} \right) \\= 6,4\left( {\frac{{kg.m}}{s}} \right)\).