Trắc nghiệm tổng hợp Vật lí 2023 có đáp án (Phần 4)
-
2836 lượt thi
-
107 câu hỏi
-
60 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Lời giải
Đáp án đúng: D
Gọi t1 và t2 lần lượt là thời gian vật chuyển động với vận tốc 15 km/h và 20 km/h.
Vì độ dài quãng đường đầu gấp 2 lần độ dài quãng đường sau.
Nên ta có: 15.t1 = 2.20.t2 => t2 = \(\frac{3}{8}\).t1
Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường là:
\({v_{tb}} = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}} = \frac{{20.{t_2} + 15.{t_1}}}{{{t_1} + {t_2}}} = \frac{{22,5.{t_1}}}{{\frac{{11}}{8}.{t_1}}} = 16,36km/h\)Câu 2:
Lời giải
Đáp án đúng: A
Gọi t1 và t2 lần lượt là thời gian vật chuyển động với vận tốc 10 km/h và 20 km/h.
Vì độ dài quãng đường đầu gấp 2 lần độ dài quãng đường sau.
Nên ta có: 10.t1 = 2.20.t2 => t2 = \(\frac{1}{4}\).t1
Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường là:
\({v_{tb}} = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}} = \frac{{20.{t_2} + 10.{t_1}}}{{{t_1} + {t_2}}} = \frac{{15.{t_1}}}{{\frac{5}{4}.{t_1}}} = 12km/h\)
Câu 3:
Lời giải
Đáp án đúng: B
Gọi v13 là vận tốc của ca nô so với bờ sông, v23 là vận tốc của nước so với bờ, v12 là vận tốc của ca nô so với dòng nước.
Đổi v = 18 km/h = 5 m/s
Ca nô sẽ đi theo hướng Đông Nam so với bờ sông với vận tốc tối đa nó có thể đạt được là: \({v_{13}} = \sqrt {{v_{12}}^2 + v_{23}^2} = \sqrt {{5^2} + {5^2}} = 5\sqrt 2 \)(m/s)
Câu 4:
Lời giải
Công của lực kéo vật lên là:
A = F.s = 1200.3 = 3600 (J)
Công có ích là:
Ai = P.h =10.m.h =10.300.h =3000.h (J)
Độ cao để đưa vật lên là:
H =\(\frac{{{A_i}}}{A}\).100% ⇔ 80% = \(\frac{{3000.h}}{{3600}}\).100%
⇔ h = \(\frac{{3600.80\% }}{{3000.100\% }}\)= 0,96(m)
Câu 5:
Lời giải
Đáp án đúng: C
Gọi t1 là thời gian rơi tự do của hòn đá từ miệng hang xuống đáy: \({t_1} = \sqrt {\frac{{2.h}}{g}} \)(1)
Gọi t2 là thời gian để âm đi từ đáy đến miệng hang: \({t_2} = \frac{h}{{330}}\)(2)
=> \(\frac{{t_1^2}}{{{t_2}}} = \frac{{\frac{{2h}}{g}}}{{\frac{h}{{330}}}} = \frac{{660}}{g} = \frac{{660}}{{9,8}} \approx 67,3\,\,(3)\)
Mặt khác ta có: t1 + t2 = 4(s) => t2 = 4 – t1 (4)
Từ (3) và (4) => \(t_1^2 + 67,3.{t_1} - 269,2 = 0\)
=> t1 = 3,8s hoặc t1 = -71,1s < 0 (loại)
Thay t1 = 3,8 s vào (1) được: \(h = \frac{{g.t_1^2}}{2} = \frac{{{{9,8.3,79}^2}}}{2} \approx 70,4m\)
Câu 6:
Lời giải
Đáp án đúng: C
Gọi t1 là thời gian rơi tự do của hòn đá từ miệng hang xuống đáy: \({t_1} = \sqrt {\frac{{2.h}}{g}} \)(1)
Gọi t2 là thời gian để âm đi từ đáy đến miệng hang: \({t_2} = \frac{h}{{330}}\)(2)
=> \(\frac{{t_1^2}}{{{t_2}}} = \frac{{\frac{{2h}}{g}}}{{\frac{h}{{330}}}} = \frac{{660}}{g} = \frac{{660}}{{9,8}} \approx 67,3(3)\)
Mặt khác ta có t1 + t2 = 3,96(s) (4)
Từ (3) và (4) =>\(t_1^2 + 67,3.{t_1} - 266,508 = 0\)=> t1 = 3,75s hoặc t1 = -71,05s < 0 (loại)
Thay t1 = 3,75 s vào (1) được: \(h = \frac{{g.t_1^2}}{2} = \frac{{9,8.{{(3,75)}^2}}}{2} \approx 69m\)Câu 7:
Lời giải
Gọi s là chiều dài nửa quãng đường mà người đi xe đạp phải đi.
Như vậy, thời gian đi hết nửa quãng đường đầu s1 = s với vận tốc v1 là:
\({t_1} = \frac{{{s_1}}}{{{v_1}}} = \frac{s}{{{v_1}}}\)(h)
Thời gian đi hết nửa quãng đường còn lại s2 = s với vận tốc v2 là:
\({t_2} = \frac{{{s_2}}}{{{v_2}}} = \frac{s}{{{v_2}}}\)(h)
Vậy tổng thời gian đi hết cả quãng đường là: \({t_1} + {t_2} = \frac{s}{{{v_1}}} + \frac{s}{{{v_2}}}\)(h)
Vận tốc trung bình của người đi xe đạp trên cả quãng đường là:
\({v_{tb}} = \frac{{{s_1} + {s_2}}}{{{t_1} + {t_2}}} = \frac{{2s}}{{\frac{s}{{{v_1}}} + \frac{s}{{{v_2}}}}} = \frac{{2s}}{{\left( {\frac{1}{{{v_1}}} + \frac{1}{{{v_2}}}} \right).s}} = \frac{2}{{\frac{1}{{{v_1}}} + \frac{1}{{{v_2}}}}}\)
\( \Rightarrow \frac{1}{{{v_1}}} + \frac{1}{{{v_2}}} = \frac{2}{{{v_{tb}}}}\)
\( \Rightarrow \frac{1}{{{v_2}}} = \frac{2}{{{v_{tb}}}} - \frac{1}{{{v_1}}} = \frac{2}{8} - \frac{1}{{12}}\)
\( \Rightarrow \frac{1}{{{v_2}}} = \frac{1}{6} \Rightarrow {v_2} = 6\,km/h\)
Câu 8:
Lời giải
Gọi thời gian xe đi đoạn nửa đoạn đầu và nửa đoạn sau là: t1 và t2
Thời gian xe đi nửa quãng đường đầu: \[{t_1} = \frac{{{s_1}}}{{{v_1}}} = \frac{{\frac{s}{2}}}{{12}} = \frac{s}{{24}}\] (h)
Thời gian xe đi nửa quãng đường sau: \[{t_2} = \frac{{{s_2}}}{{{v_2}}} = \frac{{\frac{s}{2}}}{{20}} = \frac{s}{{40}}\] (h)
Vận tốc trung bình của xe là: \[{v_{tb}} = \frac{{{s_1} + {s_2}}}{{{t_1} + {t_2}}} = \frac{s}{{\frac{s}{{24}} + \frac{s}{{40}}}} = \frac{1}{{\frac{1}{{24}} + \frac{1}{{40}}}} = 15km/h\]
Câu 9:
Từ đỉnh tháp cao 80 m so với mặt đất, ném một vật nhỏ theo phương ngang với vận tốc ban đầu v0 = 30 m/s. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy g = 10 m/s2.
a. Tính thời gian chuyển động của vật đến khi chạm đất.
b. Xác định tầm bay xa của vật.
Lời giải
a. Thời gian vật chạm đất là: \[t = \sqrt {\frac{{2.h}}{g}} = \sqrt {\frac{{2.80}}{{10}}} = 4s\]
b. Tầm bay xa là: L = v0.t = 30.4 = 120 (m)Câu 10:
Lời giải
Đến 9 h xe đạp đi được đoạn đường là:
S1 = v1.t1 = 10.(9 - 7) = 20 (km)
Đến 9 h xe máy đi được đoạn đường là:
S2 = v2.t2 = 30.(9 - 8) = 30 (km)
Khi xe 3 xuất phát thì xe máy đang dẫn đầu.
Thời điểm 3 xe cách đều nhau thì xe máy đi đầu, xe đạp và ô tô
Gọi thời gian xe đạp đi đến khi cách đều 2 xe là: t (giờ) ( t > 2)
Các xe cách đều 1 quãng đường là:
S2 − S1 = S1 − S3
⇔ 30.(t −1) −10.t = 10.t − 40.(t − 2)
⇒ t = 2,2 h = 2 giờ 12 phút
Thời điểm đầu tiên 3 xe cách đều nhau là:
7 giờ + 2 giờ 12 phút = 9 giờ 12 phút
Vị trí đó cách A số km là:
2,2 . 10 = 22 (km)
Đáp số: 9 giờ 12 phút và 22 km
Câu 11:
Lời giải
Đáp án đúng: C
AB = 7 cm = 11.0,6 + 0,4 (cm) = 11.\(\frac{\lambda }{2}\)+ 0,4 (cm)
Vì tại A là một bụng sóng nên trong khoảng cách 11.\(\frac{\lambda }{2}\) ta có được 11 nút sóng.
Khoảng cách từ bụng đến nút gần nhất là \(\frac{\lambda }{4}\). Mà 0,4 >\(\frac{\lambda }{4}\)
=> Trong khoảng 0,4cm có thêm 1 nút sóng nữa. Mà số bụng = số nút.
Như vậy trên đoạn AB có 12 nút sóng.Câu 12:
Đổi đơn vị
1mC =.. ....C
1uC=......C
1nC......C
1pC......C
Lời giải
1mC = 10-3C
1uC = 10-6C
1nC = 10-9C
1pC = 10-12C
Câu 13:
Phương trình chuyển động của một chất điểm dọc theo trục Ox có dạng:
x = 4t - 10 (x đo bằng kilômét và t đo bằng giờ). Quãng đường đi được của chất điểm sau 2 h chuyển động là bao nhiêu?
Lời giải
Đáp án đúng: D
Từ PT chuyển động của chất điểm x = 4t - 10
⇒ vận tốc chuyển động thẳng đều của chất điểm là v = 4 km/h.
⇒ Quãng đường đi được của chất điểm sau 2 h chuyển động là:
s = v.t = 4.2 = 8 km/h
Câu 14:
Lời giải
Đổi 54 km/h = 15 m/s
Gia tốc tiếp tuyến ở cuối cung đường là:
v = vo + att.t = 15 + 30. att
Lại có v2 - 152 = 2. att .600
=> v = 85 (km/h); att = \(\frac{7}{3}\) (m/s2)
Vậy gia tốc tiếp tuyến ở cuối cung đường là: att = \(\frac{7}{3}\)m/s2
Gia tốc hướng tâm ở cuối cung đường là:
\({a_n} = \frac{{{{85}^2}}}{{1000}} = 7,225m/{s^2}\)
Gia tốc toàn phần ở cuối cung đường là:
\(a = \sqrt {{a_{tt}}^2 + a_n^{\rm{2}}} = \sqrt {{{\left( {\frac{7}{3}} \right)}^2} + {{7,225}^2}} \)= 7,59 m/s2
Câu 15:
Lời giải
Đáp án đúng: A
Cường độ điện trường trên bề mặt giọt thủy ngân là: \(E = k\frac{{\left| q \right|}}{{{r^2}}} = \frac{{\left| {{{3,2.10}^{ - 13}}} \right|}}{{{{\left( {{{10}^{ - 3}}} \right)}^2}}} = 2880V/m\)
Điện thế của giọt thủy ngân trên bề mặt giọt thủy ngân là
V = E.d = 2800 . 0,001 = 2,88 V
Câu 16:
Lời giải
Ô tô đó đã đi hết số thời gian là: \(t = \frac{s}{v} = \frac{{60}}{{48}} = 1,25(h)\) = 1 giờ 15 phút
Câu 17:
Đặt vật AB vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm, sao cho điểm A nằm trên trục chính và cách thấu kính một khoảng d = 30cm.
a) Hãy xác định vị trí và tính chất (thật hay ảo) của ảnh.
b) Biết AB = 4 cm. Tìm chiều cao của ảnh
Lời giải
OA = d = 30cm; OF = f = 20cm
a. Theo đề bài: f < d < 2f
⇒ Ảnh thật, ngược chiều và lớn hơn vật
b. Ta có: \(\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{{d'}}\) ⇔\(\frac{1}{{20}} = \frac{1}{{30}} + \frac{1}{{d'}}\) ⇔d’ = OA′ = 60 (cm)
ΔABO∼ΔA′B′O(g.g)
⇒\(\frac{{AB}}{{A'B'}} = \frac{{OA}}{{OA'}}\)⇔A′B′ =\(\frac{{AB.OA'}}{{OA}}\) = \(\frac{{4.60}}{{30}}\)= 8(cm)
Câu 18:
Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Vật sáng AB vuông góc với trục chính thấu kính tại A, cách thấu kính 30 cm. Ảnh tạo bởi thấu kính có đặc điểm gì?
Lời giải
Đáp án đúng: B
Theo đề bài: f < d < 2f => Ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ là ảnh thật, ngược chiều và lớn hơn vật.
Ta có \(\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{{d'}}\) ⇔\(\frac{1}{{20}} = \frac{1}{{30}} + \frac{1}{{d'}}\) ⇔d’ = OA′ = 60 (cm)
Lại có \(\frac{h}{{h'}} = \frac{d}{{d'}} = \frac{{30}}{{60}} = \frac{1}{2}\)=> h = \(\frac{1}{2}\)h’ hay AB = \(\frac{1}{2}\)A’B’
Câu 19:
a. Tính lực đẩy Acsimét tác dụng lên vật.
b. Xác định khối lượng riêng của chất làm vật.
Lời giải
Vì vật làm bằng kim loại nên vật chìm hoàn toàn trong nước.
Ta có, thể tích nước dâng lên chính bằng thể tích của vật.
⇒ Vd = V = 265 − 180 = 85 cm3 = 8,5.10-5 m3
Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật: FA = d.V = 10000.8,5.10−5 = 0,85 N
Nếu treo vật vào một lực kế trong điều kiện vật vẫn nhúng hoàn toàn trong nước thì khi đó vật chịu tác dụng của trọng lực P và lực đẩy Acsimet FA. Hai lực này có cùng phương nhưng ngược chiều nhau.
=> P – FA = 7,8N
ó P = FA + 7,8 = 0,85 + 7,8 = 8,65N
Mặc khác trọng lượng của vật P = 10.Dv.V
=> Dv = P : 10V = 8,65 : (10.8,5.10−5 )
⇒ Dv = 10176 (kg/m3)
Câu 20:
Lời giải
Đáp án đúng: D
Khi treo vật nặng vào lò xo thì tại vị trí cân bằng ta có:
P = Fđh ó m.g = k.∆lo \( \Rightarrow \frac{m}{k} = \frac{{\Delta {l_0}}}{g}\)
Chu kì dao động của con lắc là: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} \) \( = 2\pi \sqrt {\frac{{\Delta {l_o}}}{g}} \)
\( \Rightarrow T = 2\sqrt {10} .\sqrt {\frac{{0,025}}{{10}}} = 0,316s\)
Câu 21:
Lời giải
Đáp án đúng: C
\(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} \) \( = 2\pi \sqrt {\frac{{\Delta {l_o}}}{g}} = 2\pi \sqrt {\frac{{0,025}}{{10}}} = 0,316s\)
Câu 22:
Lời giải
- Có 2 lực tác dụng lên vật:
+ Trọng lực có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống.
+ Lực kéo của sợi dây có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên.
- Để vật cân bằng thì 2 lực tác dụng lên vật phải là 2 lực cân bằng.
Vậy lực kéo của sợi dây là: Fk = P = m.g = 4,5.10 = 45N.
Câu 23:
Lời giải
Đáp án đúng: B
- Có 2 lực tác dụng lên vật:
+ Trọng lực có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống
+ Lực kéo của sợi dây có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên
- Để vật cân bằng thì 2 lực tác dụng lên vật phải là 2 lực cân bằng.
Vậy lực kéo của sợi dây là: Fk = P = m.g = 4,5.10 = 45N
Câu 24:
Lời giải
Vận tốc trung bình trên dốc:
v1 = \(\frac{{{s_1}}}{{{t_1}}}\) = \(\frac{{1,2}}{{0,5}}\)= 2,4 m/s
Vận tốc trung bình trên đường ngang:
v2 = \(\frac{{{s_2}}}{{{t_2}}}\) = \(\frac{3}{{1,4}}\)= 2,1 m/s
Vận tốc trung bình cả quãng đường:
V = \(\frac{{{s_1} + {s_2}}}{{{t_1} + {t_2}}}\) = \(\frac{{1,2 + 3}}{{0,5 + 1,4}}\) = 2,2 m/s
Câu 25:
Một viên bi được thả lăn xuống dốc dài 1,2 m với vận tốc trung bình là 2,4 m/s. Khi hết dốc, nó lăn tiếp một quãng đường nằm ngang dài 3 m trong 1,4 s.
a. Tính vận tốc trung bình của viên bi trên quãng đường nằm ngang và trên cả 2 quãng đường.
b. Nêu nhận xét về các kết quả tìm được.
Lời giải
a. Thời gian mà bi lăn trên quãng đường dốc là:
\({t_1} = \frac{{{s_1}}}{{{v_1}}} = \frac{{1,2}}{{2,4}} = 0,5s\)
Vận tốc mà bi lăn trên quãng đường nằm ngang là:
\({v_2} = \frac{{{s_2}}}{{{t_2}}} = \frac{3}{{1,4}} \approx 2,143m/s\)
Vận tốc trung bình mà viên bi lăn trên cả 2 quãng đường là:
\({v_{tb}} = \frac{{{s_1} + {s_2}}}{{{t_1} + {t_2}}} = \frac{{1,2 + 3}}{{1,4 + 0,5}} = \frac{{4,2}}{{1,9}} \approx 2,21\,m/s\)
b. Nhận xét: Vận tốc trên quãng đường dốc khác vận tốc trên quãng đường nằm ngang khác vận tốc trung bình trên cả hai quãng đường.
Câu 26:
Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = R2 = R3 = 6Ω , R4 = 2Ω . Tính điện trở tương đương của mạch khi ta nối M và B bằng một ampe kế có điện trở rất nhỏ?
Lời giải
Đáp án đúng: C
Vì ampe kế có điện trở rất nhỏ nên M và B cùng điện thế.
=> Chập M và B mạch điện được vẽ như hình.
Ta có R2 // (R1 nt (R3//R4))
\(\begin{array}{l}\frac{1}{{{R_{34}}}} = \frac{1}{{{R_3}}} + \frac{1}{{{R_4}}} = > {R_{34}} = \frac{{{R_3}.{R_4}}}{{{R_3} + {R_4}}} = \frac{{6.2}}{{6 + 2}} = 1,5\Omega \\{R_{134}} = {R_1} + {R_{34}} = 6 + 1,5 = 7,5\Omega \end{array}\)
Điện trở tương đương của toàn mạch:
\[\frac{1}{R} = \frac{1}{{{R_2}}} + \frac{1}{{{R_{134}}}} = > R = \frac{{{R_2}.{R_{134}}}}{{{R_2} + {R_{134}}}} = \frac{{6.7,5}}{{6 + 7,5}} = \frac{{10}}{3}\Omega \]
Câu 27:
Lời giải
a. Nối M, B bằng một vôn kế
Vi điện trở của vôn kế rất lớn nên ta có thể bỏ vôn kế ra khỏi mạch.
Mạch: \(\left[ {R{}_1//\left( {{R_2}\,nt\,{R_3}} \right)} \right]\,\,nt\,{R_4}\)
\({R_{23}} = {R_2} + {R_3} = 6 + 6 = 12\Omega \)
\({R_{123}} = \frac{{{R_1}.R{}_{23}}}{{{R_1} + R{}_{23}}} = \frac{{12.6}}{{12 + 6}} = 4\Omega \)
\({R_{1234}} = {R_{123}} + {R_4} = 4 + 2 = 6\Omega \)
\({I_{AB}} = {I_4} = {I_{123}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{1234}}}} = \frac{{18}}{6} = 3A\)
U4 = I4.R4 = 3.2 = 6 V
U23 = U123 = I123 . R123 = 3.4 = 12V
I3 = I23 = U23 : R23 = 12 :12 = 1 A
U3 = I3 . R3 = 1.6 = 6 V
\( \Rightarrow {U_V} = {U_3} + {U_4} = 6 + 6 = 12V\) là số chỉ của vôn kế.
b. Nối M, B bằng ampe kế
Vì điện trở của ampe kế rất nhỏ nên chập hai điểm M, B vì có cùng điện thế.
Mạch trở thành:
Mạch: \[\left[ {{R_1}\,nt\,\,\left( {{R_4}//{R_3}} \right)} \right]//{R_2}\]
\(R{}_{34} = \frac{{{R_3}.{R_4}}}{{{R_3} + {R_4}}} = \frac{{6.2}}{{6 + 2}} = 1,5\Omega \)
\({R_{134}} = {R_1} + {R_{34}} = 6 + 1,5 = 7,5\Omega \)
\({I_2} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_2}}} = \frac{{18}}{6} = 3A\)
\({I_{34}} = {I_{134}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{134}}}} = \frac{{18}}{{7,5}} = 2,4A\)
\( \Rightarrow {U_3} = {I_{34}}.{R_{34}} = 2,4.1,5 = 3,6V\)
\( \Rightarrow {I_3} = \frac{{{U_3}}}{{{R_3}}} = \frac{{3,6}}{6} = 0,6A\)
\( \Rightarrow {I_A} = {I_3} + {I_4} = 3 + 0,6 = 3,6A\)
Vậy số chỉ ampe kế là 3,6 A. Chiều dòng điện qua ampe kế là từ M đến B.
Câu 28:
Lời giải
Đáp án đúng: B
Chọn chiều dương là chiều hướng từ trên xuống dưới, gốc tọa độ tại vị trí vật một, gốc thời gian là lúc vật một rơi.
Phương trình chuyển động: \(y = {y_o} + {v_0}(t - {t_o}) + \frac{1}{2}g{(t - {t_o})^2}\)
Phương trình chuyển động vật một: \({y_1} = \frac{1}{2}g.{t^2} = 5.{t^2}\)
Phương trình chuyển động vật một: \({y_2} = {v_0}t + \frac{1}{2}g{(t - 1)^2} = {v_0}t + 5{(t - 1)^2}\) (2)
Vì chạm đất cùng một lúc:
\({y_1} = {y_2} = 45 \Rightarrow 45 = 5.{t^2} = > t = 3s\)
Thay vào (2) ta có:
\(45 = {v_o}.t + 5.{(t - 1)^2} \Rightarrow 45 = {v_o}.3 + 5.{(3 - 1)^2} \Rightarrow {v_o} = \frac{{25}}{3}(m/s)\)Câu 29:
Trên một bóng đèn có ghi 6V - 5W. Mắc đèn này vào hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức của nó trong 2 giờ.
a, Tính điện trở của đèn khi đó.
b, Tính tiền điện phải trả khi sử dụng đèn trong 30 ngày .Biết 1kWh = 700đ
Lời giải
a. Điện trở của đèn khi đó là
\(R = \frac{{{U^2}}}{P} = \frac{{{6^2}}}{5} = 7,2\left( \Omega \right)\)
b. Điện năng tiêu thụ là
A = P . t = 5.30.2.3600 = 1080000 (W.s) = 0,3 kWh
Số tiền phải trả khi sử dụng đèn là T = A. 700 = 0,3 .700 = 210 (đ)
Câu 30:
Một quả cầu nặng m = 100 g được treo ở đầu một sợi dây nhẹ, không co dãn, dài l = 1 m (đầu kia của dây cố định). Truyền cho quả cầu ở vị trí cân bằng một vận tốc đầu v0 theo phương ngang. Khi dây treo nghiêng góc α =300 so với phương thẳng đứng thì gia tốc của quả cầu có phương ngang. Cho g = 10 m/s2, bỏ qua mọi ma sát.
a) Tìm vận tốc v0.
b) Tính lực căng dây và vận tốc của vật tại vị trí có góc lệch a = 400.
Lời giải
a. Khi dây treo nghiêng góc \(\alpha = {30^0}\) so với phương thẳng đứng, vật M chịu tác dụng của các lực như hình vẽ. Do gia tốc có phương ngang nên
T . cos 300 = m.g (1)
Mặt khác, xét theo phương hướng tâm MO ta có:
\(T - mg.cos{30^0} = \frac{{m{v^2}}}{\ell }\) (2) (Với v là vận tốc của vật tại M)
Từ (1) và (2) suy ra: \({v^2} = \frac{{g\ell }}{{2\sqrt 3 }}\,\,(3)\)
Áp dụng ĐLBT cơ năng cho hệ khi vật ở vị trí M và khi vật ở vị trí cân bằng ta được:
\(v_0^2 = {v^2} + 2g\ell \left( {1 - cos{{30}^0}} \right) = \frac{{12 - 5\sqrt 3 }}{6}g\ell \)
\( \Rightarrow {v_0} = 2,36\,m/s\)
b. Áp dụng ĐLBT cơ năng cho hệ khi vật ở vị trí \(\alpha = {40^0}\)và khi vật ở vị trí cân bằng ta được:
\(v_0^2 = {v^2} + 2g\ell \left( {1 - cos{{40}^0}} \right)\)\( \Rightarrow v = \sqrt {v_0^2 - 2g\ell \left( {1 - cos{{40}^0}} \right)} \approx 0,94\,m/s\)
Xét theo phương sợi dây ta có:
T = m.g.cos400 + \(\frac{{m{v^2}}}{\ell }\)= 0,1.10.cos400 + \(\frac{{{{0,1.0,94}^2}}}{1} = 0,86\,N\)
Câu 31:
Lời giải
Đáp án đúng: B
Vận tốc của vật rơi tự do khi chạm đất \(v = \sqrt {2gh} = \sqrt {2.10.5} = 10\,m/s\)Câu 32:
Lời giải
Theo hình vẽ ta có: \(\tan \widehat {BCA} = \frac{{AB}}{{AC}} = \frac{{AB}}{8} \Rightarrow \tan {60^0} = \frac{{AB}}{8} \Rightarrow AB = 8\sqrt 3 (m)\)
Câu 33:
Lời giải
- Do không khí có trọng lượng nên Trái Đất và mọi vật trên Trái Đất đều chịu áp suất của lớp không khí bao quanh Trái Đất. Áp suất này được gọi là áp suất khí quyển.
- Áp suất khí quyển tác dụng lên các vật trong khí quyển theo mọi phương.
Ví dụ:
- Khi bác sĩ truyền nước cho bệnh nhân, lúc chai nước gần hết thì ta thấy chai nước bị bóp méo lại.
- Em bé hút một hộp sữa giấy, khi sữa trong hộp hết thì hộp bị bẹp theo nhiều phía.
Câu 34:
Lời giải
- Trên nắp các bình nước lọc thường có một lỗ nhỏ thông với khí quyển để lấy nước dễ dàng hơn.
- Các bình pha trà thường có một lỗ nhỏ trên nắp để thông với khí quyển, như thế sẽ rót nước dễ hơn.
– Hút bớt không khí trong vỏ hộp sữa bằng giấy, ta thấy vỏ hộp bị bẹp theo nhiều phía
– Lấy 1 cây kim chọc 1 đầu quả trứng ta thấy trứng ko chảy ra chọc thêm 1 đầu đối diện thì trứng chảy ra.
Câu 35:
Lời giải
Đáp án đúng: A
Đổi 5 min 24 s = 324 s
Gọi v10 là tốc độ chiến sĩ đi mô tô so với mặt đường, v20 là tốc độ đoàn xe so với mặt đường, v12 là tốc độ chiến sĩ đi mô tô so với đoàn xe.
Quãng đường người chiến sĩ đi xe mô tô ở cả lượt đi và lượt về là như nhau và cùng bằng l = 1500 m.
Ta có: \({\vec v_{12}} = {\vec v_{10}} + {\vec v_{02}} = {\vec v_{10}} + \left( { - {{\vec v}_{20}}} \right)\)
+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động của người chiến sĩ đi xe mô tô
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{v_{12\left( {di} \right)}} = {v_{10}} + {v_{20}}}\\{{v_{12\left( {ve} \right)}} = {v_{10}} - {v_{20}}}\end{array}} \right.\)
+ Theo đề bài suy ra: \(t = \frac{\ell }{{{v_{10}} + {v_{20}}}} + \frac{\ell }{{{v_{10}} - {v_{20}}}} = 324(s)\)
\( \Rightarrow \frac{{1500}}{{{v_{10}} + \frac{{100}}{9}}} + \frac{{1500}}{{{v_{10}} - \frac{{100}}{9}}} = 324\)
\( \Rightarrow 0,216v_{10}^2 - 2{v_{10}} - \frac{{80}}{3} = 0\)
\( \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{v_{10}} = \frac{{50}}{3}\,(m/s)}\\{{v_{10}} = - \frac{{200}}{{27}}\,(m/s)}\end{array}} \right.\)
Ta nhận giá trị v10 dương, v10 = 16,67 m/s = 60 km/h
Vậy tốc độ chiến sĩ đi mô tô là 60 km/h.
Câu 36:
Lời giải
Đáp án đúng: A
Đổi 5 min 24 s = 324 s
Gọi v10 là tốc độ chiến sĩ đi mô tô so với mặt đường, v20 là tốc độ đoàn xe so với mặt đường, v12 là tốc độ chiến sĩ đi mô tô so với đoàn xe.
Quãng đường người chiến sĩ đi xe mô tô ở cả lượt đi và lượt về là như nhau và cùng bằng l = 1500 m.
Ta có: \({\vec v_{12}} = {\vec v_{10}} + {\vec v_{02}} = {\vec v_{10}} + \left( { - {{\vec v}_{20}}} \right)\)
+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động của người chiến sĩ đi xe mô tô
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{v_{12\left( {di} \right)}} = {v_{10}} + {v_{20}}}\\{{v_{12\left( {ve} \right)}} = {v_{10}} - {v_{20}}}\end{array}} \right.\)
+ Theo đề bài suy ra: \(t = \frac{\ell }{{{v_{10}} + {v_{20}}}} + \frac{\ell }{{{v_{10}} - {v_{20}}}} = 324(s)\)
\( \Rightarrow \frac{{1500}}{{{v_{10}} + \frac{{100}}{9}}} + \frac{{1500}}{{{v_{10}} - \frac{{100}}{9}}} = 324\)
\( \Rightarrow 0,216v_{10}^2 - 2{v_{10}} - \frac{{80}}{3} = 0\)
\( \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{v_{10}} = \frac{{50}}{3}\,(m/s)}\\{{v_{10}} = - \frac{{200}}{{27}}\,(m/s)}\end{array}} \right.\)
Ta nhận giá trị v10 dương, v10 = 16,67 m/s
Vậy tốc độ chiến sĩ đi mô tô là 16,67 m/s.
Câu 37:
Lời giải
Một thí nghiệm khác chứng tỏ sóng âm truyền được trong chất rắn:
- Có 3 bạn A, B, C với A, C đứng bên ngoài bức tường, B đứng phía trong bức tường và áp sát tai vào tường.
- Bạn A gõ nhẹ vào bên ngoài bức tường sao cho bạn C đứng cạnh bạn A không nghe thấy, bạn B đứng áp tai vào bên trong bức tường thì bạn B nghe thấy tiếng gõ.
Chứng tỏ âm truyền được trong chất rắn rất tốt.
Câu 38:
Lời giải
- Một người ở phía xa gõ búa vào đường ray, một người áp tai xuống đường ray nghe rõ tiếng búa gõ.
- Lấy 2 ống bơ nối sợi chỉ vào và một người nghe, một người nói.
Câu 39:
Một bàn là được sử dụng đúng với hiệu điện thế định mức 220 V trong 30 phút thì tiêu thụ một điện năng là 1440 kJ.
a. Tính công suất của bàn là?
b. Tính điện trở của bàn là và cường độ dòng điện chạy qua nó khi đó?
Lời giải
A =1440 kJ =1400000 J
a) Công suất của bàn là là:
P = At = 1440.10330.60 = 800 (W)
b. Cường độ dòng điện chạy qua bàn là:
I = P : U = 800 : 220 = 3,64 (A)
Điện trở của bàn là là:
R = U : I = 220 : 3,64 = 60,44(Ω)
Câu 40:
Lời giải
Mạch: R1 nt R2 nt R3
Cường độ dòng điện trong mạch chính:
I = I3 = 2 A
Điện trở tương đương của đoạn mạch:
Rtđ = U : I = 90 : 2 = 45 (Ω)
Ta có:
R1 + R2 + R3 = Rtđ
\( \Rightarrow \)4 R3 + 4 R3 + R3 = 45
\( \Rightarrow \) 9 R3 = 45
\( \Rightarrow \)R3 = 5 (Ω)
\( \Rightarrow \) R1 = R2 = 4R3 = 4.5 = 20 (Ω)
Câu 41:
Lời giải
Đáp án đúng: C
\({v^2} - v_0^2 = 2gh \Rightarrow v = \sqrt {2gh + v_0^2} = \sqrt {2.9,8.39,2 + {{9,8}^2}} = 29,4m/s\).
Câu 42:
Lời giải
Đáp án đúng: B
Từ \(s = {v_0}.t + \frac{1}{2}g{t^2} \Rightarrow 4,9{t^2} + 9,8t - 39,2 = 0 \Rightarrow t = 2(s)\).
Câu 43:
Lời giải
Gọi t là thời gian người thứ 2 gặp người thứ nhất (t (h) > 0).
Ta có, thời gian người thứ nhất đi là \(t + \frac{1}{{15}}(h)\), thời gian người thứ hai đi là t (h)
Quãng đường người thứ nhất đi được là s1 = 5,7 . \(\left( {t + \frac{1}{{15}}} \right)\) (km)
Quãng đường người thứ hai đi được là s2 = 6,3.t (km)
Theo đề bài: s1 + s2 = 4,18 \( \Leftrightarrow 5,7\left( {t + \frac{1}{{15}}} \right) + 6,3t = 4,18\)
\( \Rightarrow \)12t + 0,38 = 4,18 \( \Rightarrow t = \frac{{19}}{{60}}\,(h) = 19\min \)
Câu 44:
Lời giải
Chọn gốc tọa độ O tại vị trí người đi xe đạp dừng lại nghỉ, trục tọa độ là quỹ đạo chuyển động của hai người, chiều dương là chiều chuyển động của người đi bộ; gốc thời gian lúc 9 h.
- Phương trình chuyển động của hai người là
+ Xe đạp: x01 = 0, v1 = 12 km/h, t01 = 0
X1 = x01 + v1 (t – t01) = 12t (1)
+ Người đi bộ: x02 = 12 . 0,5 + 4 . 1 = 10 km, v2 = 4 km/h, t02 = 0
X2 = x02 + v2 (t – t02) = 10 + 4t (2)
- Khi hai người gặp nhau: x1 = x2
\( \Rightarrow \,12t = 10 + 4t \Rightarrow t = 1,25\,h\)= 1 giờ 15 phút
Thay vào (1) \( \Rightarrow x = {x_1} = 12.1,25 = 15\,km\)
Vậy người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ lúc: 9 h + 1 h 15 min = 10 h 15 min
Vị trí gặp nhau cách chỗ dừng lại của người đi xe đạp là 15 km hay cách chỗ gặp trước là (15 – 6) = 9 km.
Câu 45:
Lời giải
Gọi chiều dài quãng đường AB là S
Thời gian đi hết nửa đoạn đường đầu là: \({t_1} = \frac{{S{}_1}}{{{v_1}}} = \frac{S}{{2.16}} = \frac{S}{{32}}\,(h)\)
Vận tốc trung bình trên đoạn đường còn lại
\(v = \frac{{s{}_2 + {s_3}}}{{{t_2} + {t_3}}} = \frac{{{v_2}.\frac{t}{2} + {v_3}.\frac{t}{2}}}{{\frac{t}{2} + \frac{t}{2}}} = \frac{{10.\frac{t}{2} + 4.\frac{t}{2}}}{t} = 7\left( {km/h} \right)\)
Thời gian đi trên nửa quãng đường còn lại là
\({t_2} = \frac{S}{{2v}} = \frac{S}{{14}}\,(h)\)
Vận tốc trung bình của người đó trên cả đoạn đường AB là:
\({v_{tb}} = \frac{{\frac{S}{2} + \frac{S}{2}}}{{\frac{S}{{32}} + \frac{S}{{14}}}} = 9,74\,(km/h)\)
Câu 46:
Vật đặt trên đỉnh dốc dài 165 m, hệ số ma sát \(\mu = 0,2\), góc nghiêng của dốc là \(\alpha \).
a. Với giá trị nào của \(\alpha \) để vật nằm yên không trượt?
b. Cho \(\alpha = {30^0}\). Tìm thời gian vật xuống dốc và vận tốc vật ở chân dốc? Cho tan 110 = 0,2; cos 300 = 0,85.
Lời giải
a. Để vật nằm yên không trượt thì
\({F_{ms}} \ge {P_x} \Rightarrow \mu .{P_y} \ge {P_x} \Leftrightarrow \mu .P.cos\alpha \ge P.\sin \alpha \)
\( \Rightarrow \mu \ge \frac{{\sin \alpha }}{{cos\alpha }} = \tan \alpha \Rightarrow \alpha \le \arctan \left( {0,2} \right) = {11^0}\)
b. Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ
Vật trượt xuống dốc, theo định luật II Newton ta có
\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{0x:{P_x} - {F_{ms}} = m.a}\\{0y:N - {P_y} = 0}\end{array}} \right.\]
\( \Rightarrow P.\sin \alpha - \mu .P.cos\alpha = m.a \Rightarrow a = \frac{{P.\sin \alpha - \mu .P.cos\alpha }}{m} = g(\sin \alpha - \mu cos\alpha )\)
Thay số ta được: a = 10.(sin300 – 0,2.cos300) = 3,3 m/s2
Thời gian vật xuống dưới chân dốc là
S = 0,5.a.t2 \( \Rightarrow t = \sqrt {\frac{{2S}}{a}} = \sqrt {\frac{{2.165}}{{3,3}}} = 10s\)
Vận tốc của vật khi xuống tới chân dốc là
v = a. t = 3,3 . 10 = 33 m/s.
Câu 47:
Lời giải
\(\Delta DAB\) cân tại D có đường trung trực DC trùng với giá của trọng lực \(\vec P\) tác dụng lên vật.
Vật nằm cân bằng nên ta có: \(\vec P + {\vec T_1} + {\vec T_2} = 0\)
\( \Rightarrow \vec P + \vec T = 0 \Rightarrow P = T\) = m.g = 3. 9,8 = 29,4 N
Do vật được treo vào điểm chính giữa của sợi dây nên T1 = T2
Ta có \(T = 2{T_1}.\cos \widehat {ADC} \Rightarrow {T_1} = \frac{T}{{2.\cos \widehat {ADC}}} = \frac{{29,4}}{{2.\frac{{0,1}}{{\sqrt {{{0,1}^2} + {2^2}} }}}} = 294,4N\)
Vậy lực kéo mỗi nửa sợi dây là 294,4 N.
Câu 48:
Cho mạch điện: U = 16V , R0 =4 Ω , R1 = 12 Ω, Rx là giá trị tức thời của một biến trở đủ lớn, ampe kế A và dây nối có điện trở không đáng kể.
1. Tính Rx sao cho công suất tiêu thụ trên nó bằng 9 W và tính hiệu suất của mạch điện. Biết rằng tiêu hao năng lượng trên R1, Rx là có ích, trên R0 là vô ích.
2. Với giá trị nào của Rx thì công suất tiêu thụ trên nó là cực đại? Tính công suất ấy?
Lời giải
Mạch: \({R_0}nt\left( {{R_1}//R{}_x} \right)\)
Đặt Rx = x \(\left( \Omega \right)\)
\({R_{td}} = {R_0} + \frac{{{R_1}.x}}{{{R_1} + x}} = 4 + \frac{{12x}}{{12 + x}} = \frac{{16x + 48}}{{12 + x}}\)
\( \Rightarrow I = \frac{U}{{{R_{td}}}} = \frac{{16}}{{\frac{{16x + 48}}{{12 + x}}}} = \frac{{12 + x}}{{x + 3}}\)
\({U_{Rx}} = U{}_{R1} = U{}_{R1x} = \frac{{12 + x}}{{x + 3}}.\frac{{12x}}{{12 + x}} = \frac{{12x}}{{x + 3}}\)
Mà \(P = \frac{{U_{Rx}^2}}{{{R_x}}} = 9W \Leftrightarrow \frac{{\frac{{144{x^2}}}{{{{\left( {x + 3} \right)}^2}}}}}{x} = 9 \Rightarrow 9{x^2} - 90x + 81 = 0\)
\( \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = 1 \Rightarrow {R_x} = 1\left( \Omega \right)}\\{x = 9 \Rightarrow {R_x} = 9\left( \Omega \right)}\end{array}} \right.\)
Hiệu suất của mạch điện
\(H = \frac{{{P_{1x}}}}{P}.100\% = \frac{{{I^2}.{R_{1x}}}}{{{I^2}.{R_{td}}}}.100\% = \frac{{{R_{1x}}}}{{{R_{td}}}}.100\% = \frac{{3{R_x}}}{{4{R_x} + 12}}.100\% \)
+ Rx = 1\(\left( \Omega \right)\) \( \Rightarrow H = 18,75\% \)
+ Rx = 9\(\left( \Omega \right)\) \( \Rightarrow H = 56,25\% \)
b. Từ câu a
\( \Rightarrow {P_{{R_x}}} = \frac{{{U^2}}}{{{R_x}}} = \frac{{{{\left( {\frac{{12x}}{{x + 3}}} \right)}^2}}}{x} = \frac{{144x}}{{{x^2} + 6x + 9}} = \frac{{144}}{{x + \frac{9}{x} + 6}}\)
Để PRx max khi \((x + \frac{9}{x} + 6)\,\,\min \)\( \Rightarrow \left( {x + \frac{9}{x}} \right)\,\,\min \)
Áp dụng BĐT Cô – si: \(x + \frac{9}{x} \ge 2\sqrt {x.\frac{9}{x}} = 6\)
\( \Rightarrow {P_{Rx\,max}} = \frac{{144}}{{6 + 6}} = 12\,\left( W \right)\)Câu 49:
Cho mạch điện sau:
Cho U = 6 V, r = \(1\,\Omega \) = R1; R2 = R3 = \(3\,\Omega \). Biết số chỉ trên A khi K đóng bằng \(\frac{9}{5}\) số chỉ của A khi K mở. Tính:
a. Điện trở R4?
b. Khi K đóng, tính IK?
Lời giải
- Khi K mở, mạch ngoài: \(\left( {{R_1}\,nt\,\,{R_3}} \right)//\left( {{R_2}\,nt\,\,{R_4}} \right)\)
Điện trở toàn mạch là: \({R_{tm}} = r + \frac{{\left( {{R_1} + {R_3}} \right).\left( {{R_2} + {R_4}} \right)}}{{{R_1} + {R_2} + {R_3} + {R_4}}} = 1 + \frac{{4.\left( {3 + {R_4}} \right)}}{{7 + {R_4}}} = \frac{{19 + 5{R_4}}}{{7 + {R_4}}}\)
Cường độ dòng điện trong mạch chính là
\(I = \frac{U}{{{R_{tm}}}} = \frac{{U\left( {7 + {R_4}} \right)}}{{19 + 5{R_4}}}\)
Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là
\({U_{AB}} = I.{R_N} = \frac{{U\left( {7 + {R_4}} \right)}}{{19 + 5{R_4}}}.\frac{{4\left( {3 + {R_4}} \right)}}{{7 + {R_4}}} = \frac{{4U\left( {3 + {R_4}} \right)}}{{19 + 5{R_4}}}\)
Số chỉ ampe kế khi k mở là
\({I_A} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_2} + {R_4}}} = \frac{{4U\left( {3 + {R_4}} \right)}}{{\left( {19 + 5{R_4}} \right).\left( {3 + {R_4}} \right)}} = \frac{{4U}}{{19 + 5{R_4}}}\)
- Khi K đóng, mạch: \(\left( {{R_1}\,//\,{R_2}} \right)\,\,nt\,\,\left( {{R_3}\,//\,\,{R_4}} \right)\)
Điện trở toàn mạch là
\(R_{tm}^' = r + {R_{12}} + {R_{34}} = r + \frac{{{R_1}.{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} + \frac{{{R_3}.{R_4}}}{{{R_3} + {R_4}}} = 1 + \frac{{1.3}}{{1 + 3}} + \frac{{3.{R_4}}}{{3 + {R_4}}} = \frac{{21 + 19{R_4}}}{{4.\left( {3 + {R_4}} \right)}}\)
Cường độ dòng điện trong mạch chính là
\(I' = \frac{U}{{R{'_{tm}}}} = \frac{{4U\left( {3 + {R_4}} \right)}}{{21 + 19{R_4}}}\)
Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là
\(U{'_{AB}} = I.R{'_N} = \frac{{4U\left( {3 + {R_4}} \right)}}{{21 + 19{R_4}}}.\frac{{9 + 6{R_4}}}{{4.\left( {3 + {R_4}} \right)}} = \frac{{U\left( {9 + 6{R_4}} \right)}}{{21 + 19{R_4}}}\)
Mà I’ = I’12 = I’34 = I’3 + I’4, I’4 = I’A, U’3 = U’4 = U’34
U’34 = I34 . R34 = \(\frac{{4U\left( {3 + {R_4}} \right)}}{{21 + 19{R_4}}}.\frac{{3{R_4}}}{{3 + {R_4}}} = \frac{{12UR{}_4}}{{21 + 19{R_4}}}\)
Số chỉ ampe kế khi k đóng là
\(I{'_A} = \frac{{U{'_4}}}{{{R_4}}} = \frac{{12U{R_4}}}{{\left( {21 + 19{R_4}} \right){R_4}}} = \frac{{12U}}{{21 + 19{R_4}}}\)
Theo đề bài thì \(I'{}_A = \frac{9}{5}{I_A} \Leftrightarrow \frac{{12U}}{{21 + 19{R_4}}} = \frac{9}{5}.\frac{{4U}}{{19 + 5{R_4}}}\)
\( \Rightarrow \frac{1}{{21 + 19{R_4}}} = \frac{3}{{5\left( {19 + 5{R_4}} \right)}} \Rightarrow {R_4} = 1\,\Omega \)
b. Khi K đóng thay R4 vào ta tính được
I’ = 2,4 A = I’12; I’A = 1,8 A;
\( \Rightarrow U{'_{12}} = I{'_{12}}.{R_{12}} = 2,4.\frac{3}{4} = 1,8V\)
\( \Rightarrow I{'_2} = \frac{{U{'_{12}}}}{{{R_{12}}}} = \frac{{1,8}}{3} = 0,6A\)
Mà I’2 + IK = I’4 = I’A \( \Rightarrow {I_K} = I{'_A} - I{'_2} = 1,8 - 0,6 = 1,2A\)
Câu 50:
Một vật được ném từ một điểm M ở độ cao h = 45 m với vận tốc ban đầu vo = 20 m/s lên trên theo phương hợp với phương nằm ngang một góc 450. Lấy g = 10 m/s2, bỏ qua lực cản của không khí. Hãy xác định:
a. Quỹ đạo của vật, độ cao cực đại vật đạt đươc so với mặt đất và thời gian vật bay trong không khí.
b. Tầm bay xa của vật, vận tốc của vật khi chạm đất.
c. Xác định thời gian để vật có độ cao 50 m và xác định vận tốc của vật khi đó.
Lời giải
a. Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, gốc thời gian là lúc khảo sát vật.
Chiếu lên trục ox có:
\[\left\{ \begin{array}{l}\begin{array}{*{20}{c}}{{x_0} = 0\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,}\\\begin{array}{l}{v_{0x}} = {v_0}.cos\alpha = 20.cos{45^0} = 10\sqrt 2 \left( {m/s} \right)\\{a_x} = 0\end{array}\end{array}\\{v_x} = 10\sqrt 2 \left( {m/s} \right)\end{array} \right.\]
\( \Rightarrow x = 10\sqrt 2 .t\,\,(m)\)
Chiếu lên trục oy có:
\[\left\{ \begin{array}{l}\begin{array}{*{20}{c}}{{y_0} = 0\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,}\\\begin{array}{l}{v_{0y}} = {v_0}.\sin \alpha = 20.\sin {45^0} = 10\sqrt 2 \left( {m/s} \right)\\{a_y} = - g = - 10\,m/{s^2}\end{array}\end{array}\\{v_y} = 10\sqrt 2 - 10t\end{array} \right.\]
\( \Rightarrow y = 45 + 10\sqrt 2 t - 5{t^2}\,\,(m)\)
Phương trình quỹ đạo của vật là: \(y = 45 + x - \frac{{{x^2}}}{{40}}\)
\( \Rightarrow \) Vật có quỹ đạo là một Parabol
Khi lên đến độ cao max thì:
vy = 0 \( \Rightarrow 10\sqrt 2 - 10t = 0 \Rightarrow t = \sqrt 2 \,(s)\)
Độ cao vật đạt được là: \(H = 45 + 10\sqrt 2 .\sqrt 2 - 5.{\left( {\sqrt 2 } \right)^2} = 55\,\,(m)\)
Khi vật chạm đất thì y = 0
\( \Rightarrow 45 + 10\sqrt 2 t - 5{t^2} = 0\,\, \Rightarrow t = 4,73\,s\)
Vậy sau 4,73s thì vật chạm đất
b. Tầm xa của vật: L = x = \(10\sqrt 2 .4,73 = 66,89\,(m)\)
Vận tốc vật khi chạm đất:
\(v = \sqrt {v_x^2 + v_y^2} = \sqrt {{{\left( {10\sqrt 2 } \right)}^2} + {{\left( {10\sqrt 2 - 10.4,73} \right)}^2}} = 36,05\,(m/s)\)
c. Khi vật có độ cao 50 m thì
\(45 + 10\sqrt 2 t - 5{t^2} = 50\)
\( \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{t_1} = 0,414\,(s) \Rightarrow {v_{y1}} = 10\sqrt 2 - 10.0,414 \approx 10m/s}\\{{t_2} = 2,414\,(s) \Rightarrow {v_{y2}} = 10\sqrt 2 - 10.2,414 \approx - 10m/s}\end{array}} \right.\)
Tại t1 vật đang đi lên, t2 vật đang đi xuống.
Câu 51:
Lời giải
Vận tốc trung bình của xe đạp trên cả quãng đường là
\({v_{tb}} = \frac{{\frac{S}{2} + \frac{S}{2}}}{{\frac{S}{{2{v_1}}} + \frac{S}{{2{v_2}}}}} = \frac{1}{{\frac{1}{{2.20}} + \frac{1}{{2.30}}}} = 24km/h\)
Câu 52:
Lời giải
Áp dụng công thức: \(s = {v_o}.t + \frac{1}{2}.a.{t^2}\)
Quãng đường đi được trong 4 giây đầu là:
\({s_1} = 4{v_o} + 8a = 24m\,(1)\)
Quãng đường đi được trong 8 giây là
\(s = {s_1} + {s_2} = 24 + 64 = 88 = 8{v_o} + 32a = (2)\)
Từ (1) và (2), ta được: v0 = 1 m/s, a = 2,5 m/s2
Câu 53:
Lời giải
Gọi t là thời gian vật rơi tới khi chạm đất
Quãng đường vật rơi trong thời gian t là
\({S_t} = \frac{1}{2}g{t^2}\)
Quãng đường vật rơi trong thời gian (t – 1) là
\({S_{t - 1}} = \frac{1}{2}g{\left( {t - 1} \right)^2}\)
Trong giây cuối vật rơi được 35 m
\(S{}_t - {S_{t - 1}} = \frac{1}{2}g.{t^2} - \frac{1}{2}g.{\left( {t - 1} \right)^2} = 35m\)
\( \Rightarrow 5{t^2} - 5{\left( {t - 1} \right)^2} = 35 \Rightarrow 10t - 5 = 35 \Rightarrow t = 4s\)
Câu 54:
Một vật chuyển động thẳng biến đổi đều với phương trình chuyển động thẳng là: x = 4 + 20t + 0,4t2 (m;s).
a. Tính quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian từ t1 = 1 s đến t2 = 4 s và vận tốc trung bình trong khoảng thời gian này.
b. Tính vận tốc của vật lúc t = 6 s.
Lời giải
a. Ta có phương trình quãng đường: s = 20t + 0,4t2
Quãng đường vật đi được sau 1 s là
S1 = 20.1 + 0,4 .12 = 20,4 m
Quãng đường vật đi được sau 4 s là
S2 = 20.4 + 0,4 .42 = 86,4 m
Quãng đường vật đi được từ thời điểm t1 = 1s đến thời điểm t2 = 4s là
\(\Delta S = {S_2} - {S_1} = 86,4 - 20,4 = 66m\)
Vận tốc trung bình: \(v = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}} = \frac{{66}}{{4 - 1}} = 22m/s\)
b. Vận tốc của vật lúc t = 6 s
v = v0 + at = 20 + 0,8.6 = 24,8 m/s
Câu 55:
Một vật chuyển động thẳng nhanh dần đều có vận tốc đầu là 18 km/h. Trong giây thứ năm, vật đi được quãng đường là 5,9 m.
a. Tính gia tốc của vật.
b. Tính quãng đường vật đi được sau khoảng thời gian là 10 s kể từ khi vật bắt đầu chuyển động.
Lời giải
a. Quãng đường vật đi được sau 4 s là
\({s_4} = 4{v_0} + 8a\)
Quãng đường vật đi được sau 5 s là
\({s_5} = 5{v_0} + 12,5a\)
Quãng đường vật đi được trong giây thứ 5 là
\(\Delta s = {s_5} - {s_4} = {v_0} + 4,5a = 5,9\)
\( \Rightarrow a = \frac{{5,9 - 5}}{{4,5}} = 0,2\,m/{s^2}\)
b. Quãng đường vật đi được sau 10 s là
\({s_{10}} = 10.5 + \frac{1}{2}{.0,2.10^2} = 60\,m\)
Câu 56:
Lời giải
Đáp án đúng: C
Ta thấy u cùng pha i \( \Rightarrow \) mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng
ZL = ZC \( \Rightarrow Z = R\)
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB bằng
\(P = \frac{{{U^2}.R}}{{{Z^2}}} = \frac{{{U^2}.R}}{{{R^2}}} = \frac{{{U^2}}}{R} = \frac{{{{200}^2}}}{{100}} = 400\,W\)
Câu 57:
Lời giải
Đáp án đúng: A
Quãng đường vật đi được là S = 0,5at2 = 4,5a
Gọi t1 là thời gian vật đi được 1/9 quãng đường đầu
\(S' = 0,5at_1^2 \Rightarrow \frac{S}{9} = 0,5at_1^2 = \frac{{4,5a}}{9} = 0,5a \Rightarrow {t_1} = 1s\)
Thời gian vật đi trong 8/9 quãng đường cuối là
t2 = t – t1 = 3 – 1 = 2 s
Câu 58:
Một xe ô tô đang chuyển động thẳng thì đột ngột dừng lại. Hành khách trên xe sẽ như thế nào? Hãy chọn câu trả lời đúng.
Lời giải
Đáp án đúng: C
Khi xe ô tô đang chuyển động thẳng thì đột ngột dừng lại. Hành khách trên xe sẽ ngã về phía trước do có quán tính.
Câu 59:
Lời giải
Công của lực kéo là
\(A = F.s.cos\alpha = 150.15.cos{45^0} \approx 1591J\)
Công suất thực hiện là
\(P = \frac{A}{t} = F.v = 150.1,5 = 225\,\,W\)
Câu 60:
Lời giải
Đáp án đúng: A
Cường độ dòng điện qua mạch chính là
\(I = \frac{E}{{R + r}} = \frac{3}{{2 + 1}} = 1\,A\)
Công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là P = I2. R = 12. 2 = 2 W
Hiệu suất của nguồn điện là \(H = \frac{R}{{R + r}}.100\% = \frac{2}{{2 + 1}}.100\% = 66,66\% \)Câu 61:
Lời giải
Cường độ dòng điện qua mạch chính là
\(I = \frac{E}{{R + r}} = \frac{3}{{2 + 1}} = 1\,A\)
Công suất của nguồn điện là P = E. I = 3. 1 = 3 W
Câu 62:
Lời giải
Đáp án đúng: C
- Một tụ điện phẳng có điện dung C, được mắc vào một nguồn điện, sau đó ngắt khỏi nguồn điện. Người ta nhúng hoàn toàn tụ điện vào chất điện môi có hằng số điện môi ε. Khi đó tụ điện cô lập về điện nên điện tích của tụ điện không thay đổi.
- Điện dung của tụ điện được tính theo công thức: \(C = \frac{{\varepsilon .S}}{{{{9.10}^9}.4\pi d}}\) nên điện dung của tụ điện tăng lên ε lần: \(C' = \varepsilon C\)
- Hiệu điện thế giữa hai bản cực của tụ điện được tính theo công thức:
\(U' = \frac{Q}{{C'}} = \frac{Q}{{\varepsilon C}} = \frac{U}{\varepsilon }\)
suy ra hiệu điện thế giảm đi ε lần.
Câu 63:
Lời giải
Khi đặt trong không khí điện tích của tụ là
Q = C. U = 500 . 10-12 . 300 = 1,5.10-7 C
Ngắt tụ khỏi nguồn và nhúng vào chất điện môi thì:
- Điện tích trên tụ là không đổi: Q’ = Q = 1,5.10-7 C
- Điện dung của tụ: \(C' = \varepsilon C = {2.500.10^{ - 12}} = {10^{ - 9}}\,F\)
Hiệu điện thế của tụ lúc này là \(U' = \frac{{Q'}}{{C'}} = \frac{{{{1,5.10}^{ - 7}}}}{{{{10}^{ - 9}}}} = 150\,V\)
Câu 64:
Lời giải
Đáp án đúng là: A
Vật nằm cân bằng nên \(\vec T + \vec P + \vec N + {\vec F_{ms}} = 0\)
Chiếu phương trình trên lên Ox, Oy ta được
\({F_{ms}} = \mu .N = \mu .P.cos{45^0} = \mu .m.g.cos{45^0} = 0,5.0,5.9,8.cos{45^0} = 1,73\,N\)
Câu 65:
Lời giải
Đáp án đúng: B
Ta có: \(s = {v_o}.t + \frac{1}{2}g{t^2} \Leftrightarrow 39,2 = 9,8t + 4,9{t^2}\)
\( \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{t = 2\left( s \right)\,(nhan)}\\{t = - 4\left( s \right)(loai)}\end{array}} \right.\)
Câu 66:
Lời giải
Đáp án đúng: C
Ta có: \({v^2} - v_0^2 = 2gh \Rightarrow v = \sqrt {v_0^2 + 2gh} = \sqrt {{{9,8}^2} + 2.9,8.39,2} = 29,4m/s\)Câu 67:
Một người kéo một thùng nước có khối lượng 12 kg từ giếng sâu 8 m. Lấy g = 10 m/s2.
a) Tính công và công suất của người khi kéo đều thùng nước hết 16 s.
b) Nếu dùng máy để kéo thùng nước nói trên đi lên nhanh dần đều và thời gian kéo mất 2 s thì công và công suất của máy bằng bao nhiêu?
Lời giải
a.
Thùng nước chuyển động đều nên Fkéo= P = m.g = 12. 10 = 120 N
Công của người khi kéo đều thùng nước là
AF = F. s = 120 . 8 = 960 m
Công suất của người khi kéo đều thùng nước là
\(P = \frac{A}{t} = \frac{{960}}{{16}} = 60\,\left( W \right)\)
b.
Gia tốc của thùng nước là
\(a = \frac{{2s}}{{{t^2}}} = \frac{{2.8}}{{{2^2}}} = 4\,m/{s^2}\)
Chọn chiều dương là chiều thùng nước đi lên.
Ta có: F’ = P + m.a = m.g + m.a = 12 . 10 + 12. 4 = 168 (N)
Công của máy kéo thùng nước là A’ = F’. s = 168 . 8 = 1344 N
Công suất của máy kéo thùng nước là
\(P' = \frac{{A'}}{{t'}} = \frac{{1344}}{2} = 672\,\left( W \right)\)Câu 68:
Lời giải
Đáp án đúng: C
Gàu nước chuyển động đều nên Fkéo= P = m.g = 12. 10 = 120 N
Công kéo đều gàu nước là
AF = F. s = 120 . 5 = 600 m
Thời gian kéo gàu nước là
\(t = \frac{A}{P} = \frac{{600}}{6} = 100s\)Câu 69:
Một bóng đèn có ghi 220V – 40W. Mắc bóng đèn này vào nguồn điện 220V.
a. Tính điện trở của đèn và nói rõ sự chuyển hoá năng lượng khi đèn hoạt động.
b. Tính công suất tiêu thụ của đèn và điện năng tiêu thụ của nó trong 5 phút. Đèn có sáng bình thường không. Vì sao?
Lời giải
a. Điện trở của đèn là
\(R = \frac{{{U^2}}}{P} = \frac{{{{220}^2}}}{{40}} = 1210\left( \Omega \right)\)
Khi đèn hoạt động thì điện năng chuyển hóa thành quang năng và nhiệt năng.
b. Khi mắc đèn vào nguồn điện 220 V, hiệu điện thế qua đèn bằng hiệu điện thế định mức của đèn, đèn sáng bình thường.
\( \Rightarrow \)Công suất tiêu thụ của đèn bằng công suất định mức bằng 40 W.
Điện năng tiêu thụ trong 5 phút = 5 . 60 = 300 s là
A = P . t = 40 . 300 = 12000 (J)
Câu 70:
Một vật khối lượng m = 1 kg được kéo chuyển động ngang bởi một lực \(\vec F\) hợp với phương ngang một góc \(\alpha \)= 30° và có độ lớn F = 2 N. Biết khi bắt đầu chuyển động được 2 s vật đi được quãng đường 1,66 m. Cho g = 10 m/s2, \(\sqrt 3 = 1,73\).
a, Tính hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt sàn.
b, Tính hệ số ma sát với lực kéo nói trên vật chuyển động thẳng đều.
Lời giải
Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ.
Vật chịu tác dụng của các lực \(\vec F,\,{\vec F_{ms}},\vec N,\,\vec P\)
Theo định luật II Newton, ta có: \(\vec F + {\vec F_{ms}} + \vec N + \vec P = m.\vec a\)
Chiếu lần lượt lên Ox, Oy, ta được:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{F_x} - {F_{ms}} = m.a \Rightarrow {F_x} - \mu .N = m.a\,(1)}\\{{F_y} + N - P = 0 \Rightarrow N = P - F{}_y\,(2)}\end{array}} \right.\)
Thay (2) vào (1), được:
\(F.cos{30^0} - \mu \left( {P - F.\sin {{30}^0}} \right) = m.a\,\,\left( 3 \right)\)
Lại có: \(s = {v_0}.t + \frac{1}{2}a.{t^2} \Rightarrow a = \frac{{2s}}{{{t^2}}} = \frac{{2.1,66}}{{{2^2}}} = 0,83\,m/{s^2}\)
Thay vào (3) \( \Rightarrow \mu = \frac{{F.cos{{30}^0} - m.a}}{{P - F.\sin {{30}^0}}} = \frac{{2.\frac{{\sqrt 3 }}{2} - 1.0,83}}{{1.10 - 2.0,5}} \approx 0,1\)
b. Khi vật chuyển động thẳng đều thì a = 0
\( \Rightarrow \mu = \frac{{F.cos{{30}^0} - m.a}}{{P - F.\sin {{30}^0}}} = \frac{{2.\frac{{\sqrt 3 }}{2} - 1.0}}{{1.10 - 2.0,5}} \approx 0,192\)
Câu 71:
Lời giải
Đáp án đúng: A
Đổi 0,5 dm3 = 5.10-4 m3
Khi nhúng vật ngập vào trong nước thì thể tích nước bị vật chiếm chỗ chính là thể tích của vật là 5.10-4 m3
FA = d. V = 10000. 5. 10-4 = 5 N
Giá trị của lực kế khi nhúng vật vào nước chính là
F = P – FA \( \Rightarrow P = F + {F_A} = 5 + 5 = 10\,N\)
Vậy trọng lượng thực của vật là 10 N.Câu 72:
Lời giải
Gọi s1, t1 là quãng đường, thời gian người đi bộ, s2, t2 là quãng đường, thời gian đi xe đạp; s là tổng quãng đường người phải đi.
Đổi 28 phút = \(\frac{7}{{15}}\,(h)\)
Ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{s_1} = {s_2} \Rightarrow 5{t_1} = 12{t_2} \Rightarrow {t_2} = \frac{5}{{12}}{t_1}}\\{{s_1} + {s_2} = s \Rightarrow 5{t_1} + 12{t_2} = 5({t_1} + {t_2} + \frac{7}{{15}})}\end{array}} \right.\)
\( \Rightarrow {t_1} = \frac{4}{5}\,(h) \Rightarrow {t_2} = \frac{5}{{12}}.\frac{4}{5} = \frac{1}{3}(h)\)
Người đó đã đi hết toàn bộ quãng đường mất thời gian là
t = t1 + t2 = \(\frac{4}{5} + \frac{1}{3} = \frac{{17}}{{15}}\,(h) \approx 1,13\,(h)\)
Câu 73:
Lời giải
Gọi s1, t1 là quãng đường, thời gian người đi bộ, s2, t2 là quãng đường, thời gian đi xe đạp; s là tổng quãng đường người phải đi.
Đổi 28 phút = \(\frac{7}{{15}}\,(h)\)
Ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{s_1} = {s_2} \Rightarrow 5{t_1} = 12{t_2} \Rightarrow {t_2} = \frac{5}{{12}}{t_1}}\\{{s_1} + {s_2} = s \Rightarrow 5{t_1} + 12{t_2} = 5({t_1} + {t_2} + \frac{7}{{15}})}\end{array}} \right.\)
\( \Rightarrow {t_1} = \frac{4}{5}\,(h) \Rightarrow {t_2} = \frac{5}{{12}}.\frac{4}{5} = \frac{1}{3}(h)\)
Thời gian dự định đi lúc đầu là
t = t1 + t2 + \(\frac{7}{{15}}\,\)= \(\frac{4}{5} + \frac{1}{3} + \frac{7}{{15}} = \frac{8}{5}\,(h) \approx 1,6\,(h)\)
Câu 74:
Lời giải
Đáp án đúng: D
Hai nguồn sóng giống nhau tức là có độ lệch pha △φ = 0.
Biên độ sóng tại N là
\({A_N} = 2a\left| {cos\left( {\pi \frac{{NB - NA}}{\lambda }} \right)} \right| = 2a\left| {cos\left( {\pi \frac{{10 - 25}}{{10}}} \right)} \right| = 2a\left| {cos\frac{{\left( { - 3\pi } \right)}}{2}} \right| = 0\)
Câu 75:
Lời giải
Đáp án đúng: A
Ta có M là một cực đại mà giữa M và trung trực của AB còn có 2 đường cực đại khác
\( \Rightarrow \) M thuộc cực đại bậc 3 (k = 3)
\( \Rightarrow {d_2} - {d_1} = k\lambda \Rightarrow \lambda = \frac{{{d_2} - {d_1}}}{k} = \frac{{24 - 18}}{3} = 2\left( {cm} \right)\)
Vận tốc truyền sóng là \(v = \lambda f = 2.12 = 24\left( {cm/s} \right)\)
Câu 76:
Cho mạch điện như hình vẽ.
Trong đó \(r = 2\Omega ;\,\,{R_1} = 1\Omega ;\,\,{R_2} = 4\Omega ;\,\,{R_3} = 3\Omega ;\,\)\({R_4} = 8\Omega \) và UMN = 1,5 V. Điện trở của dây nối không đáng kể. Suất điện động của nguồn là
Lời giải
Đáp án đúng: A
Mạch: (R1 nt R3) // (R2 nt R4)
Điện trở mạch ngoài là \(R = \frac{{\left( {{R_1} + {R_3}} \right).\left( {{R_2} + {R_4}} \right)}}{{{R_1} + {R_3} + {R_2} + {R_4}}} = \frac{{\left( {1 + 3} \right).\left( {4 + 8} \right)}}{{1 + 3 + 4 + 8}} = 3\Omega \)
Mà UAB = U13 = U24 \( \Leftrightarrow I.R = {I_{13}}\left( {{R_1} + {R_3}} \right) = {I_{24}}\left( {{R_2} + {R_4}} \right)\)
\( \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{I_{13}} = I.\frac{R}{{{R_1} + {R_3}}} = I.\frac{3}{{1 + 3}} = 0,75I}\\{{I_{24}} = I.\frac{R}{{{R_2} + {R_4}}} = I.\frac{3}{{4 + 8}} = 0,25I}\end{array}} \right.\)
Lại có: UMN = UMB + UBN = UMB - UNB = U3 – U4 = I13. R3 – I24.R4
\( \Rightarrow 0,75I.3 - 0,25I.8 = 1,5 \Rightarrow I = 6A\)
Mặt khác: \({\rm{E}} = I\left( {R + r} \right) = 6\left( {3 + 2} \right) = 30V\)
Câu 77:
Lời giải
Đáp án đúng: A
Cường độ dòng điện chạy qua đèn là
\(I = \frac{A}{{U.t}} = \frac{{1800}}{{120.1.60}} = 0,25A\)
Câu 78:
Lời giải
Đáp án đúng: C
Năng lượng mà nguồn cung cấp cho đèn trong 5 phút là
A = U. I. t = 120 . 0,5 . 5 . 60 = 18000 J
Câu 79:
Một vật làm bằng kim loại nếu bỏ vào bình chứa có vạch chia thể tích thì làm cho nước trong bình dâng lên thêm 100 cm3 nếu treo vật vào một lực kế thì lực kế chỉ 7,8 N, cho trọng lượng riêng của nước bằng 10000 N/m3.
a. Tính lực đẩy Ác - si - mét tác dụng lên vật.
b. Xác định khối lượng riêng của chất làm lên vật.
Lời giải
a. Thể tích nước dâng lên bằng thể tích của vật: V = 100 cm3 = 10-4 m3
Lực đẩy Ác - si - mét tác dụng lên vật là
FA = d. V = 10000 . 10-4 = 1 N
b. Số chỉ của lực kế chính là trọng lượng của vật: P = 7,8 N
Khối lượng riêng của chất làm lên vật là
\(D = \frac{d}{{10}} = \frac{P}{{10.V}} = \frac{{7,8}}{{{{10.10}^{ - 4}}}} = 7800kg/{m^3}\)
Câu 80:
Một vật bằng kim loại, nếu bỏ vào bình chứa có vạch chia thể tích thì làm cho nước trong bình dâng lên thêm 50 cm3. Nếu treo vật vào một lực kế thì lực kế chỉ 3,9 N. Cho biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/m3.
a. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật.
b. Xác định khối lượng riêng của chất làm lên vật.
Lời giải
a. Thể tích nước dâng lên bằng thể tích của vật: V = 50 cm3 = 5.10-5 m3
Lực đẩy Ác - si - mét tác dụng lên vật là
FA = d. V = 10000 . 5. 10-5 = 0,5 N
b. Số chỉ của lực kế chính là trọng lượng của vật: P = 3,9 N
Khối lượng riêng của chất làm lên vật là
\(D = \frac{d}{{10}} = \frac{P}{{10.V}} = \frac{{3,9}}{{{{10.5.10}^{ - 5}}}} = 7800kg/{m^3}\)Câu 81:
Hai gương phẳng G1, G2 quay mặt phản xạ vào nhau và tạo với nhau một góc 600. Một điểm S nằm trong khoảng 2 gương.
a. Hãy nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt qua G1, G2 rồi quay trở lại S.
b. Tính góc tạo bởi tia xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S.
Lời giải
a.
Cách vẽ:
- Lấy S1 đối xứng S qua gương G1 (S1 là ảnh của S qua gương G1).
- Lấy S2 đối xứng S qua gương G2 (S2 là ảnh của S qua gương G2).
- Nối S1 với S2 cắt gương G1 tại I và cắt gương G2 tại J.
- Nối S, I, J ta được đường của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt qua G1, G2 rồi quay trở lại S.
b.
b. Kẻ pháp tuyến IN và JK
Xét tứ giác OISJ có:
\[\widehat {OIS} + \widehat {ISJ} + \widehat {SJO} + \widehat {IOJ} = 360{}^0\]
\( \Rightarrow {90^0} + i + \widehat {ISJ} + {90^0} + i' + {60^0} = {360^0}\)
\( \Rightarrow i + i' + \widehat {ISJ} = {120^0}\) (1)
Xét tam giác OIJ có:
\[\widehat {OIJ} + \widehat {IJO} + \widehat {IOJ} = {180^0}\]
\( \Rightarrow {90^0} - i + {90^0} - i' + {60^0} = {180^0}\)
\( \Rightarrow i + i' = {60^0}\) (2)
Thay (2) vào (1), được \(\widehat {ISJ} = {120^0} - {60^0} = {60^0}\)
Góc tạo bởi tia tới xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S là
\(\widehat {ISR} = {180^0} - {60^0} = {120^0}\)
Câu 82:
Cho mạch điện hình vẽ:
Biết \(R = 4\Omega \), đèn Đ ghi 6 V – 3 W, UAB = 9 V không đổi, Rx là biến trở. Điện trở của đèn không đổi. Xác định giá trị của Rx để đèn sáng bình thường.
Lời giải
Đáp án đúng: C
Vì đèn sáng bình thường nên UDB = UĐ = URx= 6 V.
Mà UAB = UAD + UDB \( \Rightarrow {U_{AD}} = 9 - 6 = 3V\)
Cường độ dòng điện mạch chính là
\(I = {I_{DB}} = {I_R} = {I_{AD}} = \frac{{{U_{AD}}}}{R} = \frac{3}{4} = 0,75A\)
Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là
IĐ = \(\frac{P}{U} = \frac{3}{6} = 0,5A\)
Cường độ dòng điện qua biến trở là
IRx = I – IĐ = 0,75 – 0,5 = 0,25 A
Điện trở của biến trở là \({R_x} = \frac{{{U_{Rx}}}}{{{I_{Rx}}}} = \frac{6}{{0,25}} = 24\Omega \)
Câu 83:
Lời giải
- Khi K mở mạch trở thành: (R2 // (R1 nt R4)) nt R3
R14 = R1 + R4 = 45 + R4
\({R_{124}} = \frac{{{R_2}.\left( {45 + {R_4}} \right)}}{{{R_2} + 45 + {R_4}}} = \frac{{90\left( {45 + {R_4}} \right)}}{{135 + {R_4}}}\)
\({R_{1234}} = {R_3} + {R_{124}} = 45 + \frac{{90\left( {45 + {R_4}} \right)}}{{135 + {R_4}}} = \frac{{10125 + 135{R_4}}}{{135 + {R_4}}}\)
Lại có:
I = I3 = I124 = \(\frac{{{U_{AB}}}}{{R{}_{1234}}} = \frac{{90\left( {135 + {R_4}} \right)}}{{10125 + 135{R_4}}}\)
I124 = I2 + I14 \( \Rightarrow {I_1} = {I_4} = {I_{14}} = {I_{124}} - {I_2}\)
Mà U2 = U14 = U124
Nên \({I_4} = {I_{124}} - \frac{{{U_{124}}}}{{{R_2}}} = {I_{124}} - \frac{{{I_{124}}.{R_{124}}}}{{{R_2}}} = {I_{124}}\left( {1 - \frac{{{R_{124}}}}{{{R_2}}}} \right)\)
\[ \Rightarrow {I_4} = \frac{{90\left( {135 + {R_4}} \right)}}{{10125 + 135{R_4}}}\left( {1 - \frac{{90\left( {45 + {R_4}} \right)}}{{\left( {135 + {R_4}} \right).90}}} \right)\]
\( \Rightarrow {I_4} = \frac{{8100}}{{10125 + 135{R_4}}} = \frac{{180}}{{225 + 3{R_4}}}\) (1)
- Khi K đóng mạch trở thành: R1 // (R2 nt (R3 //R4))
\({R_{34}} = \frac{{{R_3}.{R_4}}}{{{R_3} + {R_4}}} = \frac{{45{R_4}}}{{45 + {R_4}}}\)
\({R_{234}} = {R_2} + {R_{34}} = 90 + \frac{{45{R_4}}}{{45 + {R_4}}} = \frac{{4050 + 135{R_4}}}{{45 + {R_4}}}\)
\({R_{1234}} = \frac{{{R_1}.{R_{234}}}}{{{R_1} + {R_{234}}}} = \frac{{45.\left( {4050 + 135{R_4}} \right)}}{{\left( {45 + {R_4}} \right).\left( {45 + \frac{{4050 + 135{R_4}}}{{45 + {R_4}}}} \right)}} = \frac{{4050 + 135{R_4}}}{{135 + 4{R_4}}}\)
Ta có: UAB = U234 = U1; U234 = U2 + U34; U34 = U3 = U4
Nên \({I_4} = \frac{{{U_4}}}{{{R_4}}} = \frac{{{U_{34}}}}{{{R_4}}} = \frac{{{U_{234}} - {U_2}}}{{{R_4}}} = \frac{{{U_{AB}} - {U_2}}}{{{R_4}}} = \frac{{{U_{AB}} - {I_2}.{R_2}}}{{{R_4}}}\)
Mà I2 = I234 = \(\frac{{{U_{234}}}}{{{R_{234}}}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{234}}}}\)
\( \Rightarrow {I_4} = \frac{{{U_{A{\bf{B}}}} - \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{234}}}}.{R_2}}}{{{R_4}}} = \frac{{90 - \frac{{90.90}}{{{R_{234}}}}}}{{{R_4}}} = \frac{{90{R_{234}} - 8100}}{{{R_4}.{R_{234}}}}\) (*)
Thay R234= \(\frac{{4050 + 135{R_4}}}{{45 + {R_4}}}\) vào (*) ta được:
\({I_4} = \frac{{4050}}{{4050 + 135{R_4}}}\) (2)
Vì I4 trong 2 trường hợp là bằng nhau nên (1) = (2)
\(\frac{{180}}{{225 + 3{R_4}}}\)\( = \frac{{4050}}{{4050 + 135{R_4}}}\)\( \Rightarrow \frac{6}{{75 + {R_4}}} = \frac{{135}}{{1350 + 45{R_4}}}\)
\( \Rightarrow 8100 + 270{R_4} = 10125 + 135{R_4} \Rightarrow {R_4} = 15\Omega \)
Câu 84:
Lời giải
Đáp án đúng: B
Để có được ảnh rõ nét trên màn tức là di chuyển thấu kính đến vị trí mà màn chắn hứng được ảnh thật của vật.
Ta có 2 vị trí có thể cho ảnh rõ nét là khi vật cách thấu kính một đoạn d hoặc d' = L - d sao cho thỏa mãn: \(\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{{d'}}\)\( \Rightarrow f\left( {d + d'} \right) = d.d'\) (2)
Ta có: L = d + d’; l = d – d’
\( \Rightarrow {L^2} - {l^2} = {\left( {d + d'} \right)^2} - {\left( {d - d'} \right)^2} = 4.d.d'\left( 1 \right)\)
Thay (2) vào (1) được: \({L^2} - {l^2} = 4f\left( {d + d'} \right) = 4f.L\)\( \Rightarrow f = \frac{{{L^2} - {l^2}}}{{4L}}\)
Thay L = 90 cm, l = 30 cm vào (*) được: f = 20 cm.
Câu 85:
Lời giải
Đáp án đúng: A
Vận tốc thực của ca nô khi đi xuôi là
V = vcano + vnước = 25 + 5 = 30 (km/h)
Thời gian ca nô đi hết đoạn sông đó là
t = S : V = 150 : 30 = 5 h.Câu 86:
Lời giải
Đáp án đúng: C
Ở cùng một độ cao, vật thả rơi tự do và vật được ném theo phương ngang có thời gian rơi như nhau.
Câu 87:
Lời giải
Cảm kháng của cuộn dây là \({Z_L} = \omega .L = 100\pi .\frac{2}{\pi } = 200\Omega \)
Dung kháng của tụ điện là \({Z_C} = \frac{1}{{\omega .C}} = \frac{\pi }{{100\pi {{.100.10}^{ - 6}}}} = 100\Omega \)
Tổng trở: \(Z = \sqrt {{{\left( {R + r} \right)}^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} \)
\( \Rightarrow Z = \sqrt {{{\left( {180 + 20} \right)}^2} + {{\left( {200 - 100} \right)}^2}} = 100\sqrt 5 \Omega \)
Cường độ dòng điện hiệu dụng: \(I = \frac{{I{}_0}}{{\sqrt 2 }} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\,(A)\)
Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là
U = I. Z = \(\frac{1}{{\sqrt 2 }}.100\sqrt 5 = 50\sqrt {10} \left( V \right)\)
Câu 88:
Lời giải
Đáp án đúng: D
Cường độ điện trường tại A là
\({E_A} = k.\frac{{\left| Q \right|}}{{r_A^2}} = 36\,V/m\)
Cường độ điện trường tại B là
\({E_B} = k.\frac{{\left| Q \right|}}{{r_B^2}} = 9V/m\)
\( \Rightarrow \frac{{{E_A}}}{{{E_B}}} = \frac{{r_B^2}}{{r_A^2}} = \frac{{36}}{9} = 4 \Rightarrow {r_B} = 2{r_A}\)
M là trung điểm của AB nên \({r_M} = \frac{{{r_A} + {r_B}}}{2} = \frac{{{r_A} + 2{r_A}}}{2} = \frac{3}{2}{r_A}\)
Cường độ điện trường tại M là
\({E_M} = k.\frac{{\left| Q \right|}}{{r_M^2}} = k.\frac{{\left| Q \right|}}{{{{\left( {\frac{3}{2}{r_A}} \right)}^2}}} = \frac{4}{9}.k.\frac{{\left| Q \right|}}{{r_A^2}} = \frac{4}{9}.36 = 16\,V/m\)Câu 89:
Lời giải
Vì hai cặp bản tích điện cùng dấu của hai tụ điện nối với nhau nên hai tụ này được ghép song song với nhau: Cb = C1 + C2 = 2 + 3 = \(5\mu F\)
Nối hai cặp bản tích điện cùng dấu thì điện tích của bộ tụ là
Q = Q1 + Q2 = C1 . U1 + C2 . U2 = 2 . 200 + 3. 400 = \(1600\mu F\)
Hiệu điện thế của bộ tụ là \(U = \frac{{{Q_b}}}{{{C_b}}} = \frac{{1600}}{5} = 320V\)
Câu 90:
Lời giải
- Thời gian ô tô đi trên nửa đoạn đường đầu AB là
\({t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{v_1}}} = \frac{S}{{2{v_1}}} = \frac{S}{{120}}\,(h)\)
- Trên nửa đoạn đường còn lại:
+ Quãng đường vật đi được với v2 = 40 km/h là
S2 = v2 . t2 = 40t2
+ Quãng đường vật đi được với v3 = 20 km/h là
S3 = v3 . t3 = 20t3 = 20t2 (vì t2 = t3)
Mà \({S_2} + {S_3} = \frac{S}{2} \Rightarrow 40{t_2} + 20{t_2} = \frac{S}{2}\)
\( \Rightarrow {t_2} = \frac{S}{{120}}\,(h)\, = {t_3}\)
Vận tốc trung bình của ô tô trên cả quãng đường AB là
\({v_{tb}} = \frac{S}{{{t_1} + {t_2} + {t_3}}} = \frac{S}{{\frac{S}{{120}} + \frac{S}{{120}} + \frac{S}{{120}}}} = 40\,(km/h)\)
Câu 91:
Lời giải
Thời gian ô tô đi đoạn đường 60 km với v1 = 60 km/h là
t1 = S : v1 = 60 : 60 = 1 (h)
Thời gian ô tô đi đoạn đường 60 km với v2 = 30 km/h là
t2 = S : v2 = 60 : 30 = 2 (h)
Thời gian ô tô đã đi cả hai đoạn đường là 1 + 2 = 3 (h)
Câu 92:
Hai xe I và II chuyển động trên cùng một đường thẳng tại hai điểm A và B. Biết tốc độ xe I và xe II lần lượt là 50 km/h và 30 km/h. Tính vận tốc tương đối của xe I so với xe II khi:
a) Hai xe chuyển động cùng chiều.
b) Hai xe chuyển động ngược chiều.
Lời giải
Vận tốc tương đối của xe I so với xe II là
\({\vec v_{I,II}} = {\vec v_I} - {\vec v_{II}}\) (*)
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe I.
a. Khi hai xe chuyển động cùng chiều, chiếu (*) lên chiều dương, ta được
Vận tốc tương đối của xe I so với xe II là
vI, II = vI – vII = 50 – 30 = 20 (km/h)
b. Khi hai xe chuyển động ngược chiều, chiếu (*) lên chiều dương, ta được
Vận tốc tương đối của xe I so với xe II là
v’I, II = vI – (- vII)= 50 + 30 = 80 (km/h)
Câu 93:
Lời giải
Gọi f1, f2 lần lượt là lực tác dụng lên pit – tong lớn và pit – tong nhỏ.
s1, s2 lần lượt là diện tích pit – tong lớn và pit – tong nhỏ.
Áp suất tác dụng lên pit – tong nhỏ là
\(p = \frac{{{f_2}}}{{{s_2}}} = \frac{{480}}{{{{2,5.10}^{ - 4}}}} = 1920000\,(Pa)\)
Ta có: \(\frac{{{f_1}}}{{{f_2}}} = \frac{{{s_1}}}{{{s_2}}}\) \( \Rightarrow {f_1} = \frac{{{f_2}.{s_1}}}{{{s_2}}}\)
Áp lực tác dụng lên pit - tong lớn là
\({f_1} = \frac{{{f_2}.{s_1}}}{{{s_2}}} = \frac{{200.480}}{{2,5}} = 38400\,(N)\)
Câu 94:
Lời giải
- Ví dụ có lợi: Khi bút mực bị tắc, ta vẩy mạnh bút rồi dừng lại đột ngột, theo quán tính mực tiếp tục chuyển động xuống ngòi bút giúp ta lại viết được.
- Ví dụ có hại: Khi đang đi trên đường vô tình vấp phải hòn đá đột ngột, ta sẽ ngã về phía trước.
Câu 95:
Từ đỉnh ngọn tháp cao 80 m, một quả cầu được ném theo phương ngang với vận tốc đầu 20 m/s.
a. Viết phương trình tọa độ của quả cầu. Xác định tọa độ của quả cầu sau khi ném 2 s.
b. Viết phương trình quỹ đạo của quả cầu. Quỹ đạo này là đường gì?
c. Quả cầu chạm đất ở vị trí nào? Vận tốc khi chạm đất là bao nhiêu?
Lời giải
Chọn gốc toạ độ O ở đỉnh tháp, trục toạ độ ox theo hướng v0 trục oy thẳng đứng xuống dưới.
Chọn gốc thời gian là lúc ném vật.
a. Phương trình tọa độ của quả cầu theo trục Ox và Oy
Trục Ox |
Trục Oy |
ax = 0 v0x = v0 vx = v0 + ax.t = 20 m/s x0 = 0 \( \Rightarrow x = {v_0}.t = 20.t\) (1) Lúc 2 s: x = 40 m |
ay = g v0y = 0 vy = g.t y0 = 0 \( \Rightarrow y = \frac{1}{2}g.{t^2} = 5{t^2}\)(2) Lúc 2 s: y = 20 m |
b. Phương trình quỹ đạo của quả cầu
Từ (1) \( \Rightarrow t = \frac{x}{{20}}\) thế vào (2) được: \(y = 5.{\left( {\frac{x}{{20}}} \right)^2} = \frac{{{x^2}}}{{80}}\,(m)\) \(\left( {x \ge 0} \right)\)
Quỹ đạo là một nhánh đường parabol đỉnh O.
c. Khi quả cầu chạm đất thì y = 80 m
\(80 = \frac{{{x^2}}}{{80}}\, \Rightarrow x = 80\,m\)
\( \Rightarrow \)Quả cầu chạm đất tại nơi cách chân tháp 80 m
Vận tốc quả cầu khi chạm đất là
\(v = \sqrt {v_0^2 + 2gh} = \sqrt {{{20}^2} + 2.10.80} = 20\sqrt 5 \,m/s\)
Câu 96:
Lời giải
Đáp án đúng: B
Lúc đầu: UR = UL = UC = 20 V = U
Khi tụ bị nối tắt thì \(U = \sqrt {{{\left( {U_R^'} \right)}^2} + {{\left( {U_L^'} \right)}^2}} = 20\,V\)(*)
Vì R và L không đổi nên U’R = U’L thay vào (*) được \(U_R^' = 10\sqrt 2 \,V\)
Câu 97:
Lời giải
Đáp án đúng: D
Lúc đầu: UR = UL = UC = 100 V = U
Khi tụ bị nối tắt thì \(U = \sqrt {{{\left( {U_R^'} \right)}^2} + {{\left( {U_L^'} \right)}^2}} = 100\,V\)(*)
Vì R và L không đổi nên U’R = U’L thay vào (*) được \(U_R^' = 50\sqrt 2 \,V\)
Câu 98:
Lời giải
Lực tương tác điện giữa electron và hạt nhân là
\({F_d} = k.\frac{{\left| {\left( { - e} \right).\left( { + e} \right)} \right|}}{{{r^2}}} = {9.10^9}.\frac{{{{\left( {{{1,6.10}^{ - 19}}} \right)}^2}}}{{{{\left( {{{5.10}^{ - 11}}} \right)}^2}}} \approx {9,2.10^{ - 8}}\,N\)
Lực hấp dẫn giữa electron và hạt nhân là
\({F_{hd}} = G.\frac{{{m_1}.{m_2}}}{{{r^2}}} = {6,67.10^{ - 11}}.\frac{{{{9,1.10}^{ - 31}}{{.1836.9,1.10}^{ - 31}}}}{{{{\left( {{{5.10}^{ - 11}}} \right)}^2}}} \approx {4,1.10^{ - 47}}\,N\)
Câu 99:
Lời giải
Gọi t1, t2 là thời gian người đi trên đoạn AC và CB.
t3, t4 là thời gian người về trên đoạn AC và CB.
Quãng đường đoạn AC = 12t1 = 20 t3 \( \Rightarrow {t_1} = \frac{5}{3}{t_3}\) (1)
Quãng đường đoạn CB = 8t2 = 30t4 \( \Rightarrow {t_2} = \frac{{15}}{4}{t_4}\) (2)
Thời gian người đi là t1 + t2 = 3,5 (h) (3)
Thay (1), (2) vào phương trình (3) \( \Rightarrow 20{t_3} + 45{t_4} = 42\)(4)
Thời gian người về là t3 + t4 = 1,6 (h) (5)
Giải hệ phương trình (4), (5) thu được: \({t_3} = \frac{6}{5}\,(h);\,{t_4} = 0,4\,(h)\)
Quãng đường AB = 20t3 + 30t4 = \(20.\frac{6}{5} + 30.0,4 = 36\,km\)
Câu 100:
Có mạch điện như hình vẽ: \({R_1} = 8\Omega ;\,{R_2} = 6\Omega ;\,{R_3} = 12\Omega \). Hiệu điện thế UAB = 24 V.
a. Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.
b. Tính công suất tỏa nhiệt của đoạn mạch.
c. Tính nhiệt lượng tỏa ra của điện trở R3 trong thời gian 10 phút.
Lời giải
Mạch: R1 nt (R2 // R3)
\({R_{23}} = \frac{{{R_2}.{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}} = \frac{{6.12}}{{6 + 12}} = 4\Omega \)
\({R_{123}} = {R_1} + {R_{23}} = 8 + 4 = 12\Omega \)
a. Cường độ dòng điện mạch chính là
\(I = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{123}}}} = \frac{{24}}{{12}} = 2A\)
Cường độ dòng điện qua R1là
I1 = I = 2 A
Mà I23 = I = I2 + I3 = 2A
U2 = U3 = U23 = I23 . R23 = 2. 4 = 8V
Cường độ dòng điện qua điện trở R2 là
\({I_2} = \frac{{{U_2}}}{{R{}_2}} = \frac{8}{6} = \frac{4}{3}A\)
Cường độ dòng điện qua điện trở R3 là
I3 = I23 – I2 = \(2 - \frac{4}{3} = \frac{2}{3}A\)
b. Công suất tỏa nhiệt của đoạn mạch là
\({\rm{P}} = {I^2}.{R_{123}} = {2^2}.12 = 48W\)
c. Nhiệt lượng tỏa ra của điện trở R3 trong thời gian 10 phút là
\({Q_3} = I_3^2.{R_3}.t = {\left( {\frac{2}{3}} \right)^2}.12.10.60 = 3200J\)
Câu 101:
Lời giải
Vật chịu tác dụng của các lực \(\vec P,\,\,{\vec F_{ms}},\,\,\vec N\)
Theo định luật II Newton có: \(\vec P + {\vec F_{ms}} + \vec N = m.\vec a\)
Chiếu lên Ox, Oy ta được:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{Ox:\,\,{P_x} - {F_{ms}} = m.a}\\{Oy:\,\,N = {P_y}}\end{array}} \right.\)
\( \Rightarrow P.\sin {30^0} - \mu .P.cos{30^0} = m.a\)
\[ \Rightarrow a = \frac{{P.\sin {{30}^0} - \mu .P.cos{{30}^0}}}{m} = g\left( {\sin {{30}^0} - \mu .cos{{30}^0}} \right)\]
\( \Rightarrow a = 10\left( {0,5 - 0,2.\frac{{\sqrt 3 }}{2}} \right) \approx 3,26\,\,m/{s^2}\)
Câu 102:
Lời giải
Khi xe đang đi xuống dốc, tốc độ xe đang lớn, ta hãm phanh đột ngột khiến bánh xe bị bó cứng dừng lại gấp nhưng do quán tính người chưa thể thay đổi vận tốc ngay được khiến người chúi về phía trước dẫn tới khả năng bay ra khỏi xe, gây nguy hiểm lớn.
Câu 103:
Lời giải
Thanh thủy tinh bị nhiễm điện có khả năng hút được các vật nhỏ nhẹ như giấy vụn.
Câu 104:
Lời giải
Đáp án đúng: C
Đổi v = 5 m/s = 18 km/h
Chọn gốc tọa độ tại A, chiều dương là chiều chuyển động, gốc thời gian là lúc 7 giờ.
Phương trình chuyển động của người ở A là xA = 36.t (km)
Phương trình chuyển động của người ở B là xB = 18 + 18.t (km)
Khi hai người gặp nhau thì xA = xB
\( \Rightarrow 36t = 18 + 18t \Rightarrow t = 1\,h\)
Sau 1 h thì người đi từ A đuổi kịp người đi từ B.
Vậy hai người găp nhau lúc 7 h + 1 h = 8 h
Vị trí hai người gặp nhau cách A là xA = 36 . 1 = 36 km.
Câu 105:
Lúc 7 giờ, một người ở A chuyển động thẳng đều với vận tốc 36 km/h đuổi theo một người ở B đang chuyển động với vận tốc 5 m/s. Biết AB = 18 km.
1. Viết phương trình chuyển động của hai người.
2. Người thứ nhất đuổi kịp người thứ hai lúc mấy giờ? Ở đâu?
Lời giải
Chọn gốc tọa độ tại A, chiều dương là chiều chuyển động, gốc thời gian là lúc 7 giờ.
1. Đổi v = 5 m/s = 18 km/h
Phương trình chuyển động của người ở A là xA = 36.t (km)
Phương trình chuyển động của người ở B là xB = 18 + 18.t (km)
2. Khi người thứ nhất đuổi kịp người thứ hai thì xA = xB
\( \Rightarrow 36t = 18 + 18t \Rightarrow t = 1\,h\)
Sau 1 h thì người thứ nhất đuổi kịp người thứ hai.
Vậy hai người găp nhau lúc 7 h + 1 h = 8 h
Vị trí hai người gặp nhau cách A là xA = 36 . 1 = 36 km.
Câu 106:
Lời giải
Quãng đường đoàn tàu đi được trong 10 s đầu tiên kể từ lúc hãm phanh là
AB = \({s_{10}} = {v_0}.t + \frac{1}{2}a.{t^2} = 14,4.10 + \frac{1}{2}.a{.10^2} = 144 + 50a\)
Quãng đường đoàn tàu đi được trong 20 s kể từ lúc hãm phanh là
AC = \({s_{20}} = {v_0}.t + \frac{1}{2}a.{t^2} = 14,4.20 + \frac{1}{2}.a{.20^2} = 288 + 200a\)
Theo đề bài ta có: AB – BC = 5 mà AC = AB + BC \( \Rightarrow AC = 2AB - 5\)
\( \Rightarrow 288 + 200a = 2\left( {144 + 50a} \right) - 5\)
\( \Rightarrow 100a = - 5 \Rightarrow a = - 0,05\,\,m/{s^2}\)
Thời gian tàu chuyển động từ lúc hãm phanh đến khi dừng hẳn (v = 0) là
v = v0 + a.t \( \Rightarrow t = \frac{{v - {v_0}}}{a} = \frac{{0 - 14,4}}{{ - 0,05}} = 288s\)
Câu 107:
Lời giải
Gọi C là điểm gặp nhau, v là vận tốc dòng nước.
Theo đề bài: vận tốc 2 tàu so với dòng nước bằng nhau, ta gọi là V
Vì hai tàu xuất phát cùng lúc và gặp nhau tại C nên t1 = t3 (1)
Sau đó, 2 tàu quay trở lại tổng thời gian tàu A đi là 3 h, tàu B đi là 1,5 h.
t1 + t2 = 3 h
t3 + t4 = 1,5 h
Thời gian đi của tàu từ A tới C: \({t_1} = \frac{{AC}}{{V + v}}\)
Thời gian về của tàu từ C tới A: \({t_2} = \frac{{AC}}{{V - v}}\)
Thời gian tàu đi từ A cả đi lẫn về là
\({t_1} + {t_2} = 3 \Leftrightarrow \frac{{AC}}{{V + v}} + \frac{{AC}}{{V - v}} = AC\left( {\frac{1}{{V + v}} + \frac{1}{{V - v}}} \right)\, = 3\) (2)
Thời gian đi của tàu từ B tới C: \({t_3} = \frac{{BC}}{{V - v}}\)
Thời gian về của tàu từ C tới B: \({t_4} = \frac{{BC}}{{V + v}}\)
Thời gian tàu đi từ B cả đi lẫn về là
\({t_3} + {t_4} = 1,5 \Leftrightarrow \frac{{BC}}{{V - v}} + \frac{{BC}}{{V + v}} = BC\left( {\frac{1}{{V - v}} + \frac{1}{{V + v}}} \right) = 1,5\) (3)
Từ (2), (3) \( \Rightarrow AC = 2BC\) \( \Rightarrow AC = \frac{2}{3}AB\) thay vào (1) được:
Mà thời gian đi của tàu từ A tới C bằng thời gian đi của tàu từ B tới C nên
\(\frac{{AC}}{{V + v}}\)\( = \frac{{BC}}{{V - v}}\) \( \Rightarrow V = 3v\)
Thay \(AC = \frac{2}{3}AB\) và V = 3v vào (2)
\(\frac{2}{3}AB\left( {\frac{1}{{4v}} + \frac{1}{{2v}}} \right)\, = 3 \Rightarrow AB = 6v\)(4)
Để thời gian cả đi lẫn về của hai tàu như nhau thì hai tàu gặp nhau ở vị trí C’
t’1 + t’2 = t’3 + t’4
\( \Rightarrow \frac{{AC'}}{{V + v}} + \frac{{AC'}}{{V - v}} = \frac{{BC'}}{{V - v}} + \frac{{BC'}}{{V + v}} \Rightarrow AC' = BC' = \frac{{AB}}{2}\)
Khi xuất phát tàu B xuất phát trước tàu A một khoảng t0, ta có:
\(t_3^' - t_1^' = {t_0}\)\( \Rightarrow \frac{{BC'}}{{V - v}} - \frac{{AC'}}{{V + v}} = {t_0}\)
\( \Rightarrow BC'\left( {\frac{1}{{V - v}} - \frac{1}{{V + v}}} \right) = {t_0} \Rightarrow \frac{{AB}}{2}\left( {\frac{1}{{2v}} - \frac{1}{{4v}}} \right) = {t_0}\)
Thay (4) vào \( \Rightarrow {t_0} = \frac{{6v}}{2}.\frac{1}{{4v}} = 0,75\,h\)
Vậy tàu A phải xuất phát muộn hơn tàu B là 0,75 h = 45 phút