Bộ 3 đề thi học kì 2 Vật lí 10 Cánh diều cấu trúc mới có đáp án (Đề 1)

Chọn B. Theo định luật bảo toàn năng lượng

$\text{W}={\text{W}}_{d}+{\text{W}}_{t}=\frac{5}{2}{\text{W}}_{t}\Rightarrow \text{W}=\frac{5}{2}mgz\Rightarrow m=\frac{2W}{5gz}=\frac{2.37{,}5}{5.10.3}=0{,}5(kg)$

Chọn C.

- Độ biến thiên động lượng của viên đạn là:

- So với chiều dương, ta được:

$Δp=m.{v}_{2}-m.{v}_{1}=0{,}02(200-600)=-8\text{kg.m/s}$

Chọn A.

Định luật II Newton: $\text{.Δt =}Δ$

- So với chiều dương, ta được: $|Δp|=|F|.Δt$

- Áp dụng công thức $|F|=\frac{|Δp|}{Δt}=\frac{8}{{10}^{-3}}=8000\ N$

Chọn C

Coi hệ giữa Trái Đất và hòn đá là hệ kín.

Tổng động lượng của hệ trước va chạm bằng không.

$\overrightarrow{{p}_{TD}}+\overrightarrow{{p}_{hd}}=\overrightarrow{0}\Leftrightarrow \overrightarrow{{p}_{TD}}=-\overrightarrow{{p}_{hd}}\Leftrightarrow \overrightarrow{{v}_{TD}}=-\frac{{m}_{hd}}{{m}_{TD}}.\overrightarrow{{v}_{hd}}$

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hòn đá.

${v}_{TD}=-\frac{{m}_{hd}}{{m}_{TD}}.{v}_{hd}=-{2.10}^{-22}\ m/s$

Chọn C

A – đúng vì tốc độ góc: 3000 vòng/ phút = $\frac{3000.2π}{60}=100π(rad/s)$

Hay trong khoảng thời gian 0,01 giây thì độ dịch chuyển góc của một điểm bất kì trên bánh xe bằng π radian.

B – đúng vì $v=ωr=100π.0{,}1=10π\ (m/s)$

C – sai vì chỉ những điểm nằm trên cùng một đường thẳng nối từ tâm quỹ đạo ra mới có tốc độ hơn kém nhau 20π m/s.

D – đúng vì gia tốc hướng tâm $a=\frac{{v}^{2}}{r}$ tỉ lệ nghịch với bán kính quỹ đạo.

a) Đúng

Lực ma sát nghĩ đóng vai trò là lực hướng tâm.

b) Sai

Xe đua chạy được một vòng sau khoảng thời gian 28,4 s $\Rightarrow T=28{,}4\ s$

Tốc độ góc của xe: $ω=\frac{2π}{T}=\frac{2π}{28{,}4}\approx 0{,}22\ rad/s$

c) Đúng

Gia tốc hướng tâm của xe: ${a}_{ht}={ω}^{2}.R=0,{22}^{2}.80\approx 3{,}92\ m/{s}^{2}$

d) Đúng

Vì tốc độ xe lớn nhất nên lực ma sát nghỉ (đóng vai trò là lực hướng tâm) có giá trị lớn nhất:

${F}_{ms}={F}_{ht}\Rightarrow μ.m.g=m.{a}_{ht}\Rightarrow μ=\frac{{a}_{ht}}{g}=\frac{3{,}92}{9{,}8}=0{,}4$

a) Đúng

Động lượng ban đầu của hệ bằng không do ban đầu hệ đứng yên.

b) Đúng

Nếu bỏ qua ma sát thì động lượng của hệ theo phương ngang được bảo toàn.

c) Sai

Sau khi bắn viên đạn ra thì khẩu súng chuyển động ngược chiều với viên đạn.

d) Đúng

Vì các ngoại lực cân bằng theo phương ngang nên động lượng của hệ bảo toàn theo phương ngang: ${p}_{\text{ñ(ngang)}}+{p}_{s}=0\rightarrow {m}_{\text{ñ}}{v}_{\text{ñ(ngang)}}+{m}_{s}{v}_{s}=0$

${m}_{\text{ñ}}{v}_{\text{ñ}}\cos {45}^{o}+{m}_{s}{v}_{s}=0\rightarrow {v}_{s}=-\frac{{m}_{\text{ñ}}{v}_{\text{ñ}}.\cos {45}^{o}}{{m}_{s}}=-3{,}54\text{m/s}$

Vậy, súng giật lùi theo phương ngang với tốc độ 3,45 m/s.

Chọn chiều dương là chiều chuyển động.

Ta có: $mg=N+F\sin α\Rightarrow {F}_{mst}=μN=μmg-μF\sin α$

$H=\frac{{A}_{i}}{{A}_{tp}}=\frac{{A}_{F}-|{A}_{ms}|}{{A}_{F}}=\frac{Fs\cos α-|(μmg-μF\sin α)s\cos 180^{\circ}|}{Fs\cos α}$

$H=\frac{10.cos{55}^{0}-|(0{,}2.2.10-0{,}210.sin{55}^{0})(-1)|}{10cos{55}^{0}}$= 0,588 = 58,8%

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: ${m}_{\text{sung}}{\overrightarrow{v}}_{\text{sung}}+{m}_{\text{dan}}{\overrightarrow{v}}_{\text{dan}}\ =\overrightarrow{0}$

Suy ra, vận tốc của súng: ${\overrightarrow{v}}_{\text{sung}}=-\frac{{m}_{\text{dan}}}{{m}_{\text{sung}}}{\overrightarrow{v}}_{\text{dan}}\$(${\overrightarrow{v}}_{\text{suùng}}$ ngược hướng ${\overrightarrow{v}}_{\text{dan}}\$)

→ ${v}_{\text{sung}}=-\frac{{m}_{\text{dan}}}{{m}_{\text{sung}}}{v}_{\text{dan}}\$

Với $\{\begin{matrix}{m}_{\text{sung}}=1{,}45\text{kg} \\ {m}_{\text{dan}}=7,{4.10}^{-3}\text{kg} \\ {v}_{\text{dan}}=660\text{fps = 201{,}168 m/s}\end{matrix}\rightarrow {v}_{\text{sung}}=\ -1{,}03\text{m/s}$.

Vậy, súng giật lùi với tốc độ 1,03 m/s.

Hợp lực của trọng lực và phản lực của lồng sắt tại điểm cao nhất đóng vai trò lực hướng tâm

$P\text{+}Q\ =\ {F}_{ht}\rightarrow Q={F}_{ht}-P=m\frac{{v}^{2}}{r}-mg$

Xe không bị rơi khi $Q\ge 0$

$v\ge \sqrt{g\text{r}}=5{,}5\ m/s$

+ Đối với kim giờ: $\{\begin{matrix}{T}_{h}=12.60.60=43200\text{s}\Rightarrow {ω}_{h}=\frac{2.π}{{T}_{h}}=1,{45.10}^{-4}\text{rad/s} \\ \Rightarrow {v}_{h}=r.ω=2,{5.10}^{-2}.1,{45.10}^{-4}=3,{4.10}^{-6}\text{m/s}\end{matrix}$

+ Đối với kim phút: $\{\begin{matrix}{T}_{ph}=60.60=3600\text{s}\Rightarrow {ω}_{ph}=\frac{2.π}{{T}_{ph}}=1,{74.10}^{-3}\text{rad/s} \\ \Rightarrow {v}_{ph}=r.ω={3.10}^{-2}.1,{45.10}^{4}=5,{2.10}^{-5}\text{m/s}\end{matrix}$

a) Vật chịu tác dụng của 2 lực : Trọng lực $\overrightarrow{P}$ và lực căng $\overrightarrow{T}$ của sợi dây. Hợp lực của hai lực này hướng vào tâm quỹ đạo tạo thành lực hướng tâm: $\overrightarrow{{F}_{ht}}=\overrightarrow{T}+\overrightarrow{P}$.

Ta có: ${F}_{ht}=Ptanα=mgtanα=0{,}5\cdot 10\cdot tan{45}^{∘}=5N$.

b) Tốc độ của quả cầu là

${F}_{ht}=\frac{m{v}^{2}}{r}=\frac{m{v}^{2}}{lsinα}\Rightarrow \frac{m{v}^{2}}{lsinα}=mgtanα\Rightarrow v=\sqrt{glsinα\cdot tanα}≃1{,}88\ m/s$