19 câu hỏi trắc nghiệm thuộc 40 câu trắc nghiệm Cơ học chất lưu nâng cao (P2)

Câu 1:

Một thùng chứa nước có lỗ rò 1,5cm² ở đáy thùng cách mặt nước 2m. Xác định khối lượng nước chảy qua lỗ trong 1 giây.

A. 2,1 kg/s

B. 0,95 kg/s

C. 5,1 kg/s

D. 1,45 kg/s

Xem đáp án

Đáp án: B

Khối lượng nước chảy qua lỗ rò trong 1 giây bằng ∆m = ρSv (với ρ là khối lượng riêng của nước, S là tiết diện lỗ rò, v là vận tốc nước chảy qua lỗ rò).

Tại thời điểm mặt thoáng của nước cách lỗ khoảng h, vận tốc phần tử nước ở mặt thoáng bằng không, vận tốc phần tử nước ở lỗ là v, ta có :

Do đó ta có:

Câu 2:

Lưu lượng nước trong một ống nằm ngang là 8m³/phút. Hãy xác định vận tốc của chất lỏng tại 1 điểm của ống có đường kính 21cm.

A. 3,58 m/s

B. 3,85 m/s

C. 2,85 m/s

D. 2,58 m/s

Xem đáp án

Đáp án: B

Lưu lượng nước:

Câu 3:

Tiết diện động mạch chủ của người là 3cm², vận tốc máu từ tim ra là 30cm/s. Tiết diện của mỗi mao mạch là 3.10^-7cm², vận tốc máu trong mao mạch là 0,05cm/s. Hỏi người phải có bao nhiêu mao mạch?

A. 6.10⁹ mao mạch

B. 5.10⁹ mao mạch

C. 7.10⁹ mao mạch

D. 4.10⁹ mao mạch

Xem đáp án

Đáp án: A

Trong cơ thể, toàn bộ máu đi qua các mao mạch đều phải qua động mạch chủ.

Gọi n là số các mao mạch, v₀, S₀ lần lượt là vận tốc máu trong động mạch chủ và tiết diện của động mạch chủ; v, S là vận tốc máu trong mao mạch và tiết diện của mỗi mao mạch.

Từ công thức liên hệ giữa vận tốc chất lỏng và tiết diện ống: v₁.S₁ = v₂.S₂

Ta có:

$v_{0} S_{0} = n . v S \Rightarrow n = \frac{v_{0} S_{0}}{v S} = \frac{30.3}{0, 05.3 . 10^{- 7}} = 6 . 10^{9}$ mao mạch

Câu 4:

Mỗi cánh máy bay có diện tích là 25m². Biết vận tốc dòng khí ở phía dưới cánh là 50m/s còn ở phía trên cánh là 65m/s, hãy xác định trọng lượng của máy bay. Giả sử máy bay bay theo đường nằm ngang với vận tốc không đổi và lực nâng máy bay chỉ do cánh gây nên. Cho biết khối lượng riêng của không khí là 1,21kg/m³.

A. 32185,15 N

B. 52181,25 N

C. 32185,15 N

D. 42185,15 N

Xem đáp án

Đáp án: B

Nhận xét: Độ chênh lệch áp suất tĩnh của phần không khí dưới và trên cánh máy bay là nguyên nhân gây ra lực nâng máy bay.

Xét hai điểm A và B: A nằm trong dòng khí bên trên cánh máy bay, B nằm trong dòng khí phía dưới cánh máy bay. Theo định luật Bec-nu-li ta có:

Lực nâng 2 cánh máy bay:

Thay số:

Vì máy bay bay theo phương ngang nên trọng lượng của máy bay bằng đúng lực nâng:

P = F = 52181,25

Câu 5:

Một máy nâng thủy lực dùng không khí nén lên một pittông có bán kính 6cm. Áp suất được truyền sang một pittông khác có bán kính 36cm. Hỏi khí nén phải tạo ra một lực ít nhất là bao nhiêu để nâng một ô tô có trọng lượng 14500N. Áp suất khí nén khi đó bằng bao nhiêu?

A. 502,18 N và 35631,63 Pa

B. 402,78 N và 45535,65 Pa

C. 402,78 N và 35613,57 Pa

D. 502,18 N và 45535,65 Pa

Xem đáp án

Đáp án: C

Theo công thức về máy dùng chất lỏng,

ta có: $\frac{F_{1}}{S_{1}} = \frac{F_{2}}{S_{2}}$

Lực khí nén nhỏ nhất:

Thay số: $F_{1} = \frac{6^{2}}{36^{2}} . 14500 = 402, 78 N$

Áp suất khí nén:

Câu 6:

Trong một máy ép dùng chất lỏng, mỗi lần pittong nhỏ đi xuống một đoạn h = 0,32m thì pittong lớn được nâng lên một đoạn H = 0,008m. Tính lực nén lên pittong nhỏ nếu lực nến của vật lên pittong lớn là F= 22800N.

A. 500 N

B. 400 N

C. 402 N

D. 570 N

Xem đáp án

Đáp án: D

Gọi s, S là diện tích pittong nhỏ và lớn.

Xem chất lỏng không chịu nén thì thể tích chất lỏng chuyển từ xilanh nhỏ sang xilanh lớn:

Ta có: $V = h . s = H . S \Rightarrow \frac{s}{S} = \frac{H}{h}$

Do áp suất được truyền đi nguyên vẹn nên:

Câu 7:

Dưới đáy một thùng gỗ có lỗ hình tròn tiết diện S = 12 cm². Dậy kín lỗ bằng một nắp phẳng được ép từ ngoài vào bởi một lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Đổ vào thùng một lớp nước dày h = 20 cm. Khối lượng riêng của nước là ρ = 10³ kg/m³. Lấy g = 10 m/s². Để nước không bị chảy ra ngoài ở lổ đó thì lò xo bị nén một đoạn ít nhất là bao nhiêu?

A. 5,5 cm

B. 4,1 cm

C. 2,4 cm

D. 5,7 cm

Xem đáp án

Đáp án: C

Áp suất thủy tĩnh ở đáy thùng: p = p_a + ρgh

Áp lực lên nắp đậy: F = p.S = p_a.S + ρgh.S

Lò xo khi bị nét một đoạn x cùng với áp suất của khí quyển đã tác dụng lên nắp đậy một lực từ ngoài vào là:

F’ = k.x + p_a.S

Điềi kiện để nước không chảy ra ngoài là:

Câu 8:

Dùng một lực để ấn píttông có diện tích S₁ của một máy nén dùng chất lỏng đi xuống một đoạn d₁ = 10cm thì píttông có diện tích S₂ = 2S₁/3 dịch chuyển một đoạn d₂ là

A. d₂ = 10cm

B. d₂ = 15cm

C. d₂ = 20cm

D. d₂ = 30cm

Xem đáp án

Đáp án: B

Chất lỏng không bị nén nên ta có: V = S₁.d₁ = S₂.d₂ → d₂ = S₁.d₁/S₂ = 15cm

Câu 9:

Một ống nghiệm có chiều cao h, khi đựng đầy chất lỏng thì áp suất tại đáy ống là p. Thay bằng chất lỏng thứ hai để áp suất tại đáy ống vẫn là p thì chiều cao cột chất lỏng chỉ là 2h/3. Tỉ số hai khối lượng riêng r₁/r₂ của hai chất lỏng này là:

A. 3/2

B. 2/3

C. 5/3

D. 3/5

Xem đáp án

Đáp án: B

Ta có: p₁ = p_a + ρ₁.g.h₁ ;

p₂ = p_a + ρ₂.g.h₂

Vì áp suất tại đáy ống vẫn là p → p₁ = p₂ = p

→ ρ₁.g.h₁ = ρ₂.g.h₂

→ r₁/r₂ = h₂/h₁ = 2/3

Câu 10:

Một bình hình trụ đựng nước, có đường kính đáy là 10cm và chiều cao cột nước là 20cm. Đặt khít lên bề mặt thoáng của nước một pít tông có khối lượng m = 1kg. Xác định áp suất tại đáy bình. Lấy g = 10m/s². Áp suất khí quyển bằng 1,013.10⁵ Pa, khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³.

A. 1,891.10⁵Pa

B. 3,219.10⁵Pa

C. 2,128.10⁵Pa

D. 1,046.10⁵Pa

Xem đáp án

Đáp án: D

Áp dụng định luật Pa-xcan: p = p_ng + rgh. Trong đó p_ngbao gồm p_a và áp suất do trọng lượng pít tông gây ra là $p_{p t} = \frac{m g}{S}$

Câu 11:

Cửa ngoài một nhà rộng 3,4m cao 2,1m. Một trận bão đi qua, áp suất bên ngoài giảm đi còn 0,96 atm. Trong nhà áp suất vẫn giữ 1,0 atm. Hỏi lực toàn phần ép vào của là bao nhiêu?

A. 1,89.10⁴N

B. 3,19.10⁴N

C. 2,89.10⁴N

D. 4,19.10⁴N

Xem đáp án

Đáp án: C

Độ chênh áp suất tác dụng lên diện tích cửa là:

∆p = p_tr - p_ng = (1-0,96)

= 0,04 atm = 0,04.1,013.10⁵ Pa

→ Lực toàn phần ép vào cửa:

F = ∆p.S = 0,04.1,013.10⁵.3,4.2,1

= 2,89.10⁴N

Câu 12:

Một ống dẫn nước vào tầng trệt có đường kính trong là d, tốc độ nước là 1,5 m/s và áp suất 2.10⁵ Pa. Sau đó ống thắt hẹp dần đến đường kính trong là d/4 khi lên đến tầng lầu cao 5 m so với tầng trệt. Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³ và lấy g = 10 m/s². Áp suất nước ở tầng lầu bằng bao nhiêu ?

A. 1,33.10⁵ Pa

B. 4,33.10⁵ Pa

C. 3,35.10⁵ Pa

D. 2,35.10⁵ Pa

Xem đáp án

Đáp án: A

Gọi tốc độ nước ở tầng lầu là v₂:

Áp dụng phương trình Béc-nu-li cho ống dòng không nằm ngang :

Biến đổi biểu thức này và chú ý z₂ – z₁ = 5m‎ sẽ tìm được p₂ = 1,33.10⁵ Pa.

Câu 13:

Đường kính tiết diện của một ống nước nằm ngang ở vị trí đầu bằng 2 lần đường kính ờ vị trí sau. Biết vận tốc nước ở vị trí đầu là 2 m/s và áp suất ở vị trí này là 5.10⁵ Pa. Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³. Áp suất nước ở vị trí sau là bao nhiêu ?

A. 5,7.10⁵ Pa

B. 4,7.10⁵ Pa

C. 4,1.10⁵ Pa

D. 3,1.10⁵ Pa

Xem đáp án

Đáp án: B

d₁ = 2d₂; v₁ = 2m/s, p₁ = 5.10⁵ (Pa)

Đề tìm được p₂ theo định luật Béc-nu-li, ta cần phải tìm vận tốc dòng v₂:

Ta có: $v_{1} S_{1} = v_{2} S_{2} \to v_{2} = v_{1} \frac{S_{1}}{S_{2}}$

Với tiết diện hình tròn là: $S = π \frac{d^{2}}{4}$

kết quả:

Vận dụng phương trình Béc-nu-li cho ống dòng nằm ngang:

Câu 14:

Áp suất khí quyển ở điều kiện chuẩn bằng 1,013.10⁵ Pa. Một cơn bão đến gần, chiều cao của cột thủy ngân trên phong vũ biểu giảm đi 20 mm so với lúc bình thường. Biết khối lượng riêng thủy ngân là ρ = 13,59 g/cm³. Hỏi áp suất khí quyển lúc đó bằng bao nhiêu ?. Lấy g = 10m/s².

A. 1,517.10⁵ Pa

B. 0,497.10⁵ Pa

C. 0,421.10⁵ Pa

D. 0,986.10⁵ Pa

Xem đáp án

Đáp án: D

Áp suất khí quyển cân bằng với áp suất của cột thủy ngân, do đó ta phải xác định được chiều cao cột thủy ngân khi cơn bão đến gần.

Muốn vậy trước tiên ta tìm chiều cao của cột thủy ngân tiêu chuẩn theo công thức:

p_a = ρ.g.h

→ h = p_a/( ρ.g) = 1,013.10⁵ / (13590.10) = 0,745 m

Chiều cao cột thủy ngân khi cơn bảo đến gần là:

h’ = h -∆h = 0,725 m.

→ áp suất khí quyển lúc này: p’ = ρ.g.h’ = 0,986.10⁵ Pa.

Câu 15:

Một ống tiêm có đường kính 1cm lắp với một kim tiêm có đường kính 1mm. Nếu bỏ qua ma sát và trọng lực thì khi ấn vào píttông với lực 10N thì nước trong ống tiêm phụt ra với vận tốc

A. 16 m/s

B. 20m/s

C. 24m/s

D. 36m/s

Xem đáp án

Đáp án: A

Theo định luật Bec-nu-li ta có:

Hệ thức giữa vận tốc và tiết diện:

Thay d₂ = d₁/10, p₁ = p_a + F/S₁; p₂ = p_a → ∆p = F/S₁

Câu 16:

Một học sinh xác định gần đúng vận tốc nước chảy của vòi nước trong nhà bằng cách sử dụng một cái cốc hình trụ có đường kính trong là D, chiều cao h đặt gần sát vòi nước. Học sinh đó dùng đồng hồ bấm giây và ghi lại được thời gian nước chảy đầy cốc là t. Sau đó đo đường kính trong của vòi nước là d. Công thức xác định gần đúng vận tốc nước chảy ra ngay tại đầu vòi là:

A.

B.

C.

D.

Xem đáp án

Đáp án: B

Thể tích nước chảy ra tại vòi và thể tích nước chảy vào cố sau thời gian t là như nhau

Ta có: V = S₁.h = S₂.v.t

Câu 17:

Ba ống giống nhau và thông nhau chứa nước chưa đầy (H.vẽ), đổ vào bên trái một cột dầu cao h₁ = 20cm và đổ vào bên phải một cột dầu cao h₂ = 25cm. Hỏi mực nước ở ống giữa sẽ dâng cao bao nhiêu so với lúc đầu. Biết khối lượng riêng của nước, dầu lần lượt là ρ₁ = 1000 kg/m³ và ρ₂ = 800 kg/m³. Lấy g = 10m/s².

A. 1,6 cm

B. 2,1 cm

C. 0,12 m

D. 0,36m

Xem đáp án

Đáp án: C

Khi chưa đổ nước vào 2 nhánh thì áp suất của 3 nhánh đều bằng nhau nên ta có:

p₁ = p₂ = p₃ = p_bđ

Khi đổ dầu vào 2 nhánh thì áp suất tổng cộng bổ sung thêm của 2 cột dầu này gây ra là.

∆p = ρ₂.g.h₁ + ρ₂.g.h₂ = ρ₂.g.(h₁ + h₂) = 8000.0,45 = 3600(Pa)

Khi đã ở trạng thái cân bằng thì áp suất tại đáy của 3 nhánh lúc này lại bằng nhau nên ta có

p₁^’ = p₂^’ = p₃^’ = p_bđ +∆p/3 = p_bđ + 1200 (Pa)

Do dầu nhẹ hơn nước nên ở nhánh giữa không có dầu và như vậy áp suất do cột nước ở nhánh giữa gây lên đáy là:

p₂^’ = p_bđ + ρ₁.g.∆h₂

Vậy mực nước ở nhánh giữa sẽ dâng lên thêm 0,12(m)

Câu 18:

Hai xi lanh có tiết diện S₁ và S₂ thông với nhau và có chứa nước. Trên mặt nước có đặt các pít tông mỏng có khối lượng riêng khác nhau nên mực nước ở 2 bên chênh nhau một đoạn h (H.vẽ). Đổ 1 lớp dầu lên pít tông S₁ sao cho mực nước nước ở 2 bên ngang nhau. Tính độ chênh lệch x của mực nước ở 2 xi lanh (theo S_1;S₂ và h) nếu lấy lượng dầu đó từ bên S₁ đổ lên pít tông S₂.

A.

B.

C.

D.

Xem đáp án

Đáp án: D

Gọi P₁; P₂lần lượt là trọng lượng của pít tông S₁; S₂

ρ₁; ρ₂ lần lượt là khối lượng riêng của dầu và nước

h₁ ; h₂ lần lượt là chiều cao của dầu trên pít tông có tiết diện S₁; S₂

Ban đầu khi mực nước ở 2 bênh chênh nhau 1 đoạn h nên ta có

Khi đổ dầu vào S₁ ta có:

Khi đổ dầu vào S₂ ta có

Từ (1) và (2) → ρ₂.g.h = ρ₁.g.h₁

Mà thể tích dầu không đổi nên V₁ = V₂ ⇔ h₁.S₁ = h₂.S₂

Từ (1) và (3)

Thay (4) vào (5) $\to x = \frac{S_{1} + S_{2}}{S_{2}} . h$

Câu 19:

Dưới đáy của một thùng có lỗ hình tròn đường kính 2cm. Lỗ này được đạy kín bằng một lắp phẳng được ép từ ngoài vào bằng một lò so tác dụng một lực ép bằng 40N. Người ta đổ thủy ngân vào thùng. Hỏi độ cao cực đại của mực thủy ngân để nắp không bị bật ra? Biết khôi lượng riêng của thủy ngân là 13600kg/m³. Lấy g = 10m/s².

A. 0,936 m

B. 2,231 m

C. 34,56 cm

D. 0,36m

Xem đáp án

Đáp án: A

Lực ép của thủy ngân lên nắp ở đáy bình có diện tích s là: F = p.S

Áp suất của thủy ngân lên đáy bình khi mực thủy ngân có độ cao h là: p = ρ.g.h

→ F = ρ.g.h.S

Nắp đậy sẽ không bị bật ra khi F < 40N nên ta có ρ.g.h.S < 40 ,trong đó S = π.r²