Tạ Hồng Sơn Chương trình cơ bản Vật lý 10 ÔN TẬP KIỂM TRA HỌC KỲ II ( 2009 – 2910) Môn : Vật Lý – khối 10 I. LÝ THUYẾT Câu 1: Động lượng là gì? Phát biểu định luật bảo toàn động lượng. Viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng cho hệ hai vật ? Trả lời - Động lượng P  của một vật là một vectơ cùng hướng với vận tốc và được xác định bởi công thức vmP   . = . - Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng của một hệ cô lập là bảo toàn: ' PP  = Phương trình định luật bảo toàn động lượng cho hệ có hai vật: ' 22 ' 112211 vmvmvmvm  +=+ Câu 2 : Trình bày định nghĩa và viết biểu thức của công. Cho biết tên và đơn vị của các đại lượng trong công thức ? Biện luận công phụ thuộc góc α như thế nào ? Trả lời - Khi lực F r không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc α thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức: A Fscos = α - Biện luận a) α nhọn → A > 0; khi đó A là công phát động. b) α =90 0 → A = 0; lực vuông góc với phương chuyển dời không sinh công. c) α tù → A < 0; lực có tác dụng cản trở lại chuyển động, A gọi là công cản (hay công âm). Câu 3 : Công suất là gì ? Viết công thức và nêu tên đơn vị công suất ? Trả lời - Công suất P của lực F thực hiện dịch chuyển vật s là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công trong một đơn vị thời gian, hay còn gọi là tốc độ sinh công. P = t A Đơn vị công suất: Watt (W) Câu 4 : Động năng là gì ? Phát biểu và viết biểu thức của định lý về động năng ? Trả lời - Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng mà vật đó có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức: W đ = 1 2 mv 2 * Định lý biến thiên động năng : - Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật đó d W = A ∆ Hay d2 d1 W - WA =  2 2 2 1 1 1 A = mv - mv 2 2 Câu 5 : Trình bày nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí ? Khí lý tưởng là gì ? Trả lời  Chất khí được cấu tạo từ các phần tử riêng rẽ, có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.  Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao.  Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình gây nên áp suất chất khí lên thành bình. * Khí lí tưởng - Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm được gọi là khí lí tưởng. Câu 6 : Thế nào là quá trình đẳng nhiệt ? Phát biểu và viết biểu thức định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt ? Viết biểu thức liên hệ giữa p, V ở trạng thái 1 và trạng thái 2 ? Vẽ đường đẳng nhiệt ? Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận W đ : động năng (J) m: khối lượng vật (kg) v: vận tốc vật (m/s) Tạ Hồng Sơn Chương trình cơ bản Vật lý 10 Trả lời - Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ giữ không đổi * Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. p ~ 1 V hay pV = hằng số p 1 V 1 = p 2 V 2 * Đường đẳng nhiệt - Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt. Trong hệ toạ độ (p,V) đường này là đường hypebol. Câu 7 : Thế nào là quá trình đẳng tích ? Phát biểu và viết biểu thức định luật Sác – lơ ? Viết biểu thức liên hệ giữa trạng thái 1 và trạng thái 2. Vẽ đường đẳng tích trong hệ tọa độ pOT ? Nêu đặc điểm của đường đẳng tích ? Trả lời - Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích. - 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. = T p hằng số => 2 2 1 1 T P T p = - Trong hệ toạ độ (p,T) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc toạ độ. Câu 8 : Thế nào là quá trình đẳng áp ? Phát biểu và viết biểu thức định luật Gay- luy xắc ? Viết biểu thức liên hệ giữa trạng thái 1 và trạng thái 2. Vẽ đường đẳng áp trong hệ tọa độ VOT ? Nêu đặc điểm của đường đẳng áp? Trả lời . Quá trình đẳng áp là quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi. - Định luật Gay-luy-xắc Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. V T = hằng số hay 1 2 1 2 V V T T = * Đường đẳng áp Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng áp. - Trong hệ toạ độ (V,T) đường này là nửa đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ. Câu 9 : Viết phương trình trạng thái khí lý tưởng ? Cho biết tên các đại lượng trong phương trình ? Trả lời  Phương trình liên hệ các thông số trạng thái của một lượng khí lí tưởng với nhau gọi là phương trình trạng thái khí lí tưởng  Xét một lượng khí chuyển từ trạng thái 1 (p 1 , V 1 , T 1 ) sang trạng thái 2 (p 2 , V 2 , T 2 ) thì phương trình trạng thái của khí lí tưởng hay phương trình Cla-pê-rôn là: pV T = hằng số hay 1 1 2 2 1 2 p V p V T T = Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận VO p p T(K ) O T O V Tạ Hồng Sơn Chương trình cơ bản Vật lý 10 Câu 10 : Nội năng là gì ? Nêu các cách làm thay đổi nội năng ? Nhiệt lượng là gì ? Viết cơng thức tính nhiệt lượng của vật thu vào hay tỏa ra ? Cho biết tên và đơn vị các đại lượng trong cơng thức ? Trả lời * Khái niệm nội năng •Trong nhiệt động lực học người ta gọi tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật. * Các cách làm thay đổi nội năng: Có 2 cách: - Thực hiện cơng Q trình làm thay đổi nội năng bằng cách thực hiện cơng gọi là q trình thực hiện cơng. - Truyền nhiệt Q trình làm thay đổi nội năng bằng cách cho vật tiếp xúc với nguồn nhiệt (khơng có sự thực hiện cơng) gọi là q trình truyền nhiệt.  Nhiệt lượng  Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên của nội năng trong q trình truyền nhiệt (còn gọi tắt là nhiệt). ∆U = Q ∆U: độ biến thiên nội năng của vật trong q trình truyền nhiệt. Q: nhiệt lượng vật nhận được từ vật khác hay toả ra cho vật khác.  Nhiệt lượng mà một vật tỏa ra hoặc thu vào khi nhiệt độ thay đổi Q= mC t ∆ Câu 11 : Phát biểu và viết hệ thức ngun lý I nhiệt động lực học ? Nêu tên, đơn vị và quy ước dấu của các đại lượng trong cơng thức ? Trong q trình đẳng tích thì hệ thức có dạng như thế nào ? Trả lời - Độ biến thiên nợi năng của một vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được. ∆U = A + Q Qui ước dấu : ∆U > 0: nội năng tăng; ∆U < 0: nội năng giảm. A > 0: hệ nhận công; A < 0: hệ thực hiện công. Q > 0: hệ nhận nhiệt; Q < 0: hệ truyền nhiệt. Vận dụng nguyên lí I NĐLH cho quá trình đẳng tích : ∆ U = Q Câu 12 : Phát biểu và viết biểu thức định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn ? Viết cơng thức tính lực đàn hồi của vật rắn ? Cho biết tên và đơn vị các đại lượng trong cơng thức ? Trả lời Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn đồng chất, hình trụ tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó. α là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn. - Cơng thức tính lực đàn hồi Với Trong đó: k ( N/m) độ cứng ( hệ số đàn hồi). E ( N/m 2 hay Pa) : gọi là suất đàn hồi hay suất Y-âng. S (m 2 ) : tiết diện. Trường THPT Ngơ Quyền – Phú Q – Bình Thuận Q: Nhiệt lượng mà một vật tỏa ra hoặc thu vào ( J ) m: khối lượng vật (kg) C: nhiệt dung riêng ( J/kgK) ∆t: độ biến thiên nhiệt độ ( 0 C) σαε .= ∆ = o l l lkl l S EF o đh ∆=∆= Tạ Hồng Sơn Chương trình cơ bản Vật lý 10 l o (m): chiều dài ban đầu. Câu 13 : Phát biểu và viết cơng thức độ nở dài của vật rắn ? Cho biết tên của các đại lượng trong cơng thức ? Suy ra cơng thức tính chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t bất kỳ ? Trả lời - Độ nở dài của vật rắn hình trụ đồng chất tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ và độ dài ban đầu của vật đó. ∆ l = l - l 0 = α l 0 ∆ t α : Hệ số nở dài. Phụ thuộc chất liệu của vật rắn. Đơn vò 1/K hay K -1 . - Cơng thức tính chiều dài tại 0 t C (1 . ) o l l t α = + ∆ Câu 14 : Nêu dặc điểm và viết biểu thức của lực căng bề mặt của chất lỏng ? Hiện tượng mao dẫn là gì ? Trả lời - Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn có: + Phương: tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng và vng góc với đường lực tác dụng lên. + Chiều: làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng. + Độ lớn: F = σ l σ (N/m) : Hệ số căng bề mặt. σ phụ thuộc bản chất và nhiệt độ chất lỏng. - Hiện tượng mao dẫn: Là hiện tượng mức chất lỏng bên trong các ống có đường kính trong nhỏ luôn dâng cao hơn hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống Câu 15 : Trình bày và viết cơng thức về nhiệt nóng chảy và nhiệt hóa hơi ? Cho biết tên và đơn vị của các đại lượng trong từng cơng thức ? Trả lời - Là nhiệt lượng cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy. Q = λ m (J) m (kg) khối lượng. λ (J/kg) : Nhiệt nóng chảy riêng. - Là nhiệt lượng cung cấp cho chất lỏng trong quá trình sôi. Q = Lm L(J/kg) : Nhiệt hoá hơi riêng, phụ thuộc bản chất của chất lỏng. m (kg) khối lượng chất lỏng. II. BÀI TẬP Gồm các dạng bài tập sau : 1. Các định luật bảo tồn. 2. Các bài tốn về chất khí. 3. Bài tốn về cơ sở nhiệt động lực học. 4.Chất rắn và chất lỏng.sự chuyển thể. * Một số bài tập tham khảo : Bài 1 : Một xe ơtơ có khối lượng m 1 = 3 tấn chuyển động thẳng với vận tốc v 1 = 1,5m/s, đến tơng và dính vào một xe gắn máy đang đứng n có khối lượng m 2 = 100kg. Tính vận tốc của các xe. Hướng dẫn : - Xem hệ hai xe là hệ cơ lập - Áp dụmg địmh luật bảo tồn động lượng của hệ. vmmvm  )(. 2111 += v  cùng phương với vận tốc 1 v  . - Vận tốc của mỗi xe là: 21 11 . mm vm v + = = 1,45(m/s) Bài 2 : Một khẩu súng đại bác nằm ngang khối lượng m s = 1000kg, bắn một viên đoạn khối lượng m đ = 2,5kg. Vận tốc viên đoạn ra khỏi nòng súng là 600m/s. Tìm vận tốc của súng sau khi bắn. Hướng dẫn : - Động lượng của súng khi chưa bắn là bằng 0. - Động lượng của hệ sau khi bắn súng là: Trường THPT Ngơ Quyền – Phú Q – Bình Thuận Tạ Hồng Sơn Chương trình cơ bản Vật lý 10 đđSS vmvm  + - Áp dụng điịnh luật bảo toàn động lượng. 0 =+ đđSS vmvm  - Vận tốc của súng là: )/(5,1 . sm m vm v S đđ =−= Bài 3 : Một vật chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng ngang với vận tốc v = 2m/s nhờ lực kéo F  hợp với phương chuyển động một góc α = 60 0 , độ lớn F = 45N. Tính công của lực trong thời gian 5 phút. Đáp số: A = 13500J Bài 4 : Một ôtô có khối lượng m = 1,2 tấn chuyển động đều trên mặt đường nằm ngang với vận tốc v = 36km/h. Biết công suất của động cơ ôtô là 8kw. Tính lực ma sát của ôtô và mặt đường. Hướng dẫn : - Các lực tác dụng lên xe: N  , P  , k F  , ms F  . - Ox: k F - ms F = 0 - Oy: N – P = 0. - Độ lớn của lực kéo là: Ta có: vF t sF t A P . . === ⇒ N v P FF ms 800=== Bài 5 : Một hòn bi có khối lượng 80g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 6m/s từ độ cao 1,2m so với mặt đất. a. Xác định động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lúc ném. b. Tìm độ cao cực đại mà vật đạt được. Hướng dẫn : a. – Động năng của vật là: W đ = 2 . 2 1 vm = 1,44J - Thế năng của vật là: W t = mgz = 0,94J - Cơ năng của vật là: W = 2 . 2 1 vm + mgz = 2,38J b. Độ cao cực đại của vật là: Vật đạt độ cao cực đại khi: W = W t(Max) W = mgz max m gm W Z 3 . max == Bài 6 : Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 20m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là 30m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10m/s 2 . Hãy tính: a. Độ cao h. b. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất. c. Vận tốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng. a. Chọn gốc thế năng tại mặt đất ( tạiB). Hướng dẫn : + Cơ năng tại O ( tại vị trí ném vật) W (O) = 2 1 . 2 o mv mgh+ Cơ năng tại B ( tại mặt đất). W(B) = 2 1 2 mv Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Tạ Hồng Sơn Chương trình cơ bản Vật lý 10 Theo định luật bảo toàn cơ năng. W(O) = W(B). ⇔ 2 1 2 o mv mgh+ = 2 1 2 mv ⇒ h = 2 2 900 400 25 2 20 o v v m g − − = = b.Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất. Gọi A là độ cao cực đại mà vật đạt tới. + Cơ năng tại A W( )A mgH= Cơ năng tại B W(B) = 2 1 2 mv Theo định luật bảo toàn cơ năng W(A) = W(B) ⇔ 2 1 2 mv = mgH ⇒ H= 2 900 45 2 20 v m g = = . c. Gọi C là điểm mà W đ (C) = 3W t (C) Cơ năng tại C: W(C) = W đ (C) + W t (C) =W đ (C) +W đ (C)/3 = 4/3W đ (C) = 2 2 3 c mv Theo định luật bảo toàn cơ năng W(C) = W(B) ⇔ 2 2 3 c mv = 2 1 2 mv 3 30 3 15 3 / 4 2 C v v m s⇒ = = = Bài 7: Trong xilanh của một động cơ có chứa một lượng khí ở nhiệt độ 47 o C và áp suất 0,7 atm. a. Sau khi bị nén thể tích giảm đi 5 lần và áp suất tăng lên tới 8atm. Tính nhiệt độ của khí ở cuối quá trình nén. b. Người ta tăng nhiệt độ của khí lên đến 273 o C và giữ cố định pittông thì áp suất của khí khi đó là bao nhiêu. Đáp số: a. T 2 = 731,4 0 K b. 1,19atm Bài 8: Trong xilanh của một động cơ đốt trong có 2dm 3 chứa hỗn hợp khí ở áp suất 1atm và nhiệt độ 27 0 C. Pittông nén làm cho thể tích khí giảm 1,8dm 3 và áp suất tăng lên 14 atm. Tính nhiệt độ của hỗn hợp khí sau khi nén. Bài 9: Một máy hơi nước có công suất 25KW, nhiệt độ nguồn nóng là t 1 = 220 0 C, nguồn lạnh là t 2 = 62 0 C. Biết hiệu suất của động cơ này bằng 2/3 lần hiệu suất lí tưởng ứng với 2 nhiệt độ trên. Tính lượng than tiêu thụ trong thời gian 5 giờ. Biết năng suất tỏa nhiệt của than là q = 34.10 6 J. Hướng dẫn: - Hiệu suất cực đại của máy là: 1 21 T TT H Max − = = 0,32 - Hiệu suất thực của máy là: H = 2/3H Max = 2/3.0,32 = 0,21 - Công của máy thực hiện trong 5h: A =P.t - Nhiệt lượng mà nguồn nóng của máy nhận là: J H tP H A Q Q A H 9 1 1 19.14,2 . ===⇒= - Khối lượng than cần sử dụng trong 5h là: kg q Q m 9,62 1 == Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận H h z O A B Tạ Hồng Sơn Chương trình cơ bản Vật lý 10 Bài 10: Một cốc nhôm có khối lượng 120g chứa 400g nước ở nhiệt độ 24 0 C. Người ta thả vào nước một thìa đồng khối lượng 80g đang ở 100 0 C. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua các hao phí nhiệt bên ngoài. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K, của đồng là 380J/kg.K, của nước là 4,19.10 3 J/kg.K. - Đáp án: t = 25,27 0 C Bài 11: Ở một đầu dây thép đường kính 1,5mm có treo một quả nặng. Dưới tác dụng của quả nặng này, dây thép dài ra thêm một đoạn bằng khi nung nóng thêm 30 o C. Tính khối lượng quả nặng. Cho biết 6 1 11 12.10 , 2.10K E Pa α − − = = . Hướng dẫn: Độ dãn của sợi dây: , . o l l t α ∆ = ∆ Ta có: ( ) 0 2 3 11 6 . . . 3,14. 1,5.10 . . . . 2.10 . .12.10 .30 . . . 4 12,7 10 dh o o S F P m g E l l S E l t l E S t m kg g g α α − − = = = ∆ ∆ ∆ ⇒ = = = = Bài 12: Tính lực cần đặt vào thanh thép với tiết diện S = 10cm 2 để không cho thanh thép dãn nở khi bị đốt nóng từ 20 o C lên 50 o C , cho biết 6 1 11 12.10 , 2.10K E Pa α − − = = . Hướng dẫn: Ta có: , . o l l t α ∆ = ∆ Có: 11 4 6 . . . . . . . . . 2.10 .10.10 .12.10 .30 72000 o o o S S F E l E l t E S t N l l α α − − = ∆ = ∆ = ∆ = = Bài 13: Tính nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho 0,2kg nước đá ở -20 o C tan thành nước và sau đó được tiếp tục đun sôi để biến hoàn toàn thành hơi nước ở 100 o C. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.10 5 J/kg, nhiệt dung riêng của nước đá là 2,09.10 3 J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước 4,18.10 3 J/kg.K, nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.10 6 J/kg. Hướng dẫn: - Nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho một cục nước đá có khối lượng 0,2kg ở -20oc tan thành nước và sau đó tiếp tục đun sôi để biến hoàn toàn thành hơi nước ở 100oC. ( ) ( ) 0 1 2 1 . . . . . . 619,96 d n Q c m t t m c m t t L m kJ λ = − + + − + = Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận . biết 6 1 11 12. 10 , 2. 10K E Pa α − − = = . Hướng dẫn: Độ dãn của sợi dây: , . o l l t α ∆ = ∆ Ta có: ( ) 0 2 3 11 6 . . . 3,14. 1,5 .10 . . . . 2. 10 . . 12. 10 .30 . . . 4 12, 7 10 dh o o S F. Tạ Hồng Sơn Chương trình cơ bản Vật lý 10 ÔN TẬP KIỂM TRA HỌC KỲ II ( 20 09 – 29 10) Môn : Vật Lý – khối 10 I. LÝ THUYẾT Câu 1: Động lượng là gì? Phát biểu định luật bảo. trình cơ bản Vật lý 10 Theo định luật bảo toàn cơ năng. W(O) = W(B). ⇔ 2 1 2 o mv mgh+ = 2 1 2 mv ⇒ h = 2 2 900 400 25 2 20 o v v m g − − = = b.Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất. Gọi