Bài tập file word vật lí 10 chân trời sáng tạo Ôn tập chương 6 (P2)
Bộ câu hỏi tự luận vật lí 10 Chân trời sáng tạo. Câu hỏi và bài tập tự luận Ôn tập chương 6. Bộ tài liệu tự luận này có 4 mức độ: Thông hiểu, nhận biết, vận dụng và vận dụng cao. Phần tự luận này sẽ giúp học sinh hiểu sâu, sát hơn về môn học vật lí 10 Chân trời sáng tạo.
ÔN TẬP CHƯƠNG 6: NĂNG LƯỢNG
(PHẦN 2 - 20 CÂU)
Câu 1: Tại sao năng lượng có thể chuyển đổi từ năng lượng nhiệt thành năng lượng cơ và ngược lại?
Trả lời:
Do nguyên lý bảo toàn năng lượng, năng lượng có thể chuyển đổi giữa các dạng khác nhau.
Câu 2: Định nghĩa hiệu suất trong ngữ cảnh vật lý.
Trả lời:
Hiệu suất là tỉ lệ giữa công năng đầu ra và công năng đầu vào của một hệ thống hoặc máy móc, có thể hiểu là tỉ lệ giữa năng lượng có ích và năng lượng toàn phần
Câu 3: Động năng được tính bằng biểu thức:
Trả lời:
Câu 4: Giải thích mối quan hệ giữa công và năng lượng.
Trả lời:
Công là sự chuyển động của năng lượng từ một hệ thống sang hệ thống khác.
Câu 5: So sánh hiệu suất của các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió.
Trả lời:
Năng lượng mặt trời và gió thường có hiệu suất tốt và ít tác động đến môi trường so với nguồn năng lượng truyền thống.
Câu 6: Liệt kê các loại năng lượng khác nhau mà em biết.
Trả lời:
Động năng, thế năng, năng lượng nhiệt, năng lượng hạt nhân, năng lượng hóa học.
Câu 7: Vật 2kg trượt trên sàn có hệ số ma sát 0,2 dưới tác dụng của lực không đổi có độ lớn 10N hợp với phương ngang góc 30o. Tính công của lực F và lực ma sát khi vật chuyển động được 5s, lấy g = 10m/s2.
Trả lời:
m = 2kg; µ = 0,2; g = 10m/s2; F = 10N; α = 30o; t = 5s
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật
Fms = µ.(P – Fsinα) = 3N
Áp dụng định luật II Newton theo phương ngang:
Fcosα – Fms = ma = > a = 2,83m/s2
quãng đường đi được trong 5s: s = 0,5.a.t2 = 35,375(m)
AF = F.s.cosα = 306,4(J)
AFms = Fms.s.cos180o = -106,125(J)
Câu 8: Tại sao việc cải thiện hiệu suất của các thiết bị điện tử là quan trọng trong thời đại hiện nay?
Trả lời:
Cải thiện hiệu suất giúp giảm tiêu thụ năng lượng và đóng góp vào nỗ lực bảo vệ môi trường.
Câu 9: Giải thích tại sao lực nâng làm công việc nâng vật nặng từ mặt đất lên làm tăng năng lượng cơ năng của vật.
Trả lời:
Lực nâng thực hiện công việc tăng độ cao vật, làm tăng năng lượng cơ năng.
Câu 10: Tác dụng lực không đổi 150N theo phương hợp với phương ngang góc 30o vào vật khối lượng 80kg làm vật chuyển động được quãng 20m. Tính công của lực tác dụng.
Trả lời:
A = F.s.cosα = 150.20.cos30o = 2598(J)
Câu 11: Một máy bơm nước có công suất 1,5 kW với hiệu suất là 70%. Lấy g = 10 m/s2. Biết khối lượng riêng của nước là D = 103 (kg/m3). Dùng máy bơm này để bơm nước lên độ cao 10 m, sau nửa giờ máy bơm lên để một lượng nước bằng bao nhiêu?
Trả lời:
Công toàn phần của máy bơm là: Atp = P.t
Ta có: H = Aci = Atp.H = P.t.H
Mặt khác, ta có: Aci = D.V.g.h
P.t.H = D.V.g.h V =
Lượng nước mà máy bơm lên được sau nửa giờ là:
V =
Câu 12: Đỉnh Phan Xi Păng là đỉnh núi cao nhất Việt Nam ở độ cao 3147m. Một người và hành lý có khối lượng 75 kg xuất phát từ thành phố Sa Pa ở độ cao 1600m đi chinh phục đỉnh Phan Xi Păng. Tính thế năng của người đó khi ở đỉnh núi và công của trọng lực khi người đó leo núi. Tùy chọn gốc thế năng.
Trả lời:
Chọn gốc thế năng là ở mặt đất
Thế năng của người khi ở đỉnh Phan Xi Păng: Wt = mgh = 75.9,8.3147 = 2,31.106J
Công của trọng lực:
A = Wt phan xi păng – Wt sapa = mghphan xi păng – mghsapa = 75.9,8.(3147 – 1600) = 1,4.106J
Câu 13: Ô tô 2 tấn chuyển động thẳng nhanh dần đều từ vị trí đứng yên sau khi đi được 200m đạt vận tốc 20m/s. Biết hệ số ma sát là 0,2 tính công lực phát động và lực ma sát, cho g = 10m/s2
Trả lời:
m = 2000kg; s = 200m; vo = 0; v = 20m/s; µ = 0,2; g = 10m/s2
Giải
chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe
v2 – vo2 = 2as a = 1(m/s2)
Fms = µ.N = µ.mg = 4000N
áp dụng định luật II Newton theo phương ngang
FK – Fms = ma FK = Fms + ma = 6000 (N)
AF = FK.s = 6000.200 = 1,2.106 (J)
AFms = -Fms.s = 4000.200 = 0,8.106(J)
Câu 14: Một ô tô chuyển động với vận tốc 54 km/h có thể đi được quãng đường dài bao nhiêu khi nó tiêu thụ hết 60l xăng? Biết động cơ của ô tô có công suất 45 kW, hiệu suất là 25%; 1 kg xăng đốt cháy hoàn toàn sẽ tạo ra nhiệt lượng bằng 46.106 J/kg và khối lượng riêng của xăng là 700 kg/m3.
Trả lời:
Đổi 54 km/h = 15 m/s
Ta có: v = 15 m/s; V = 60 lít = 60.10 -3 m3; P = 45 kW = 45.103 W; H = 25%; Q = 46.106 L/kg; D = 700 kg/m3
Khối lượng xăng cần đốt cháy là: m = ρ. V = 700.60.10 -3 = 42 kg
Ta có 1kg xăng khi đốt cháy hoàn toàn tỏa ra nhiệt lượng bằng 46.106 J/kg
42 kg xăng được đốt cháy hoàn toàn sẽ tỏa ra nhiệt lượng là: Q = 42.46.106 = 1932.106 J/kg
Công cần thực hiện là A = H.Q’ = 25%.1932.106 = 4,83.108 J
Thời gian cần để thực hiện công là: t =
Quãng đường vật đi được là: s = v.t =
Câu 15: Một chiếc xe trượt tuyết chở một em bé có khối lượng tổng cộng 30kg được kéo từ trạng thái nghỉ trên một đoạn đường nằm ngang dài 20m bằng một lực có độ lớn không đổi bằng 300N và có phương hợp với độ dịch chuyển một góc 30, hệ số ma sát của xe với đường là 0,3. Vận tốc của xe ở cuối đoạn đường là bao nhiêu?
Trả lời:
Lực ma sát tác dụng lên xe: Fms = μ.N = μmg = 30.9,8.0,3 = 88,2 N
Công tác dụng lên vật:
A = AF + AFms = F.s.cosα – Fms.s = 300.20.cos30o – 88,2.20 = 3432,15J
Áp dụng định lý động năng: :
Câu 16: Súng khối lượng 50kg bắn đạn theo phương ngang. Khối lượng đạn 2kg, vận tốc rời nòng là 500m/s. Sau khi bắn, súng giật lùi một đoạn 50cm. Tính lực hãm trung bình đặt lên súng và công của lực hãm.
Trả lời:
Gọi m1; m2 là khối lượng của súng và đạn
v1; v2: vận tốc của súng và đạn sau khi bắn
.Bảo toàn động lượng m1v1 = m2v2 v1 = 20m/s
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của súng
gia tốc trung bình của súng: a = -v12/2s = -400m/s2
Fℎ = m1a Fhℎ = -20000N Ah = Fℎs = -10000J
Câu 17: Thác nước cao 45m, mỗi giây đổ xuống 180 mở nước. Người ta dùng thác nước làm trạm thủy điện với hiệu suất là 85%. Biết khối lượng riêng của nước là D = 10(kg/m3). Công suất của trạm thủy điện bằng
Trả lời:
Khối lượng nước đổ xuống mỗi giây là: m = D.V = 103.180 = 180000 kg
Công sinh ra khi nước đổ xuống đến chân thác trong mỗi giây là:
Atp = m.g.h = 18000. 10. 45 = 81000000 J
Gọi Aci là phần công có ích để phát điện trong mỗi giây
Ta có: P = → Aci = H. Atp = 0,85. 81000000 = 68850000 J
Suy ra công suất máy phát điện là: P = = 68850000 W = 68,85 MW
Câu 18: Vật nhỏ nằm trên định của bán cầu nhẵn cố định bán kính R, vật được truyền vận tốc vo theo phương ngang.
a) Xác định vo để vật không rởi khỏi bán cầu ngay thời điểm ban đầu.
b) Khi vo thỏa mãn điều kiện trong câu a, xác định vị trí α nơi vật bắt đầu rời khỏi bán cầu.
Trả lời:
a) Tại đỉnh A, theo định luật II Newton
mg – Q = maht = mvo2/R Q = mg – mvo2/R
Để vật không rời khỏi bán cầu A:
Q ≥ 0 vo ≤
b) Tại B vật bắt đầu rời khỏi bán cầu
mgcosα – Q’ = mv2/R Q’ = mgcosα – mv2/R
Vật rời khỏi bán cầu khi Q’ = 0 v2 = gRcosα (1)
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng tại A và B gốc tại tâm O
mgR + mvo2 = mgRcosα + 0,5mv2
v2 = vo2 + 2gR(1 – cosα) (2)
Từ (1) và (2) => α = cos -1[2/3 + vo2/(3gR)]
Câu 19: Một quả bóng bowling được treo lên trần nhà bằng một sợi dây không giãn. Một bạn học sinh thực hiện thí nghiệm biểu diễn bằng cách kéo quả bóng ra khỏi vị trí cân bằng của nó và gần chạm vào tường, sau đó thả quả bóng ra như hình dưới đây
a) Trong quá trình chuyển động, quả bóng có thể va vào tường không? Tại sao?
b) Liệt kê yếu tố đảm bảo quả bóng không va chạm với tường trong quá trình chuyển động.
Trả lời:
a) Nếu bỏ qua mọi lực cản, cơ năng của quả bóng bảo toàn thì quả bóng sẽ quay lại đúng vị trí được thả. Nếu lực cản không khí đáng kể, cơ năng bị mất mát một phần thì quả bóng sẽ không thể trở về vị trí ban đầu (ở phía trước vị trí ban đầu). Trong cả hai trường hợp, quả bóng đều không thể va chạm vào tường.
b) Phải thả quả bóng không vận tốc đầu để đảm bảo quả bóng không va chạm với tường trong quá trình chuyển động.
Câu 20: Hai động cơ xe máy đều sử dụng 1 lít xăng cùng loại, xe máy A di chuyển được 50 km trong khi xe máy B di chuyển được 40 km. Có thể kết luận gì về hiệu suất của động cơ xe máy A so với xe máy B?
Trả lời:
Hiệu suất của động cơ xe máy A cao hơn hiệu suất của động cơ xe máy B.