Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu này cung cấp một số lý thuyết cần nhớ của chương trình HKII lớp 10 môn vật lý và còn cung cấp một số bài tập trong sách bài tập Vật lý 10 chuyên của trường Lê Hồng Phong và một số bài tập trong các sách ôn thi Olympic. Tài liệu trên chỉ là sưu tầm từ các tài liệu nên trong quá trình biên soạn lại có thể sai sót, nếu có xin các bạn bỏ qua cho.
Vật lý 10 LƯƠNG ANH NHẬT - SĐT:01212588206 ________________________________________________________________________________________________ 1 ÔN TẬP KIỂM TRA HKII MÔN LÝ LỚP 10 I. LÝ THUYẾT: 1. Thế nào là động lượng? Phát biểu quy tắc bảo toàn động lượng? Động lượng là một đại lượng vectơ có độ lớn bằng tích khối lượng và vận tốc của vật. Động lượng của một hệ kín được bảo toàn. 2. Nêu nguyên tắc chuyển động bằng phản lực? Xét một hệ kín đang đứng yên. Nếu một phần của hệ đột ngột chuyển động theo một hướng thì theo định luật bảo toàn động lượng phần kia của hệ sẽ chuyển động theo hướng ngược lại. Chuyển động theo nguyên tắc trên gọi là chuyển động bằng phản lực. 3. Phát biểu định nghĩa về công? Viết công thức, chú thích, đơn vị. + Công A của một lực F không đổi bằng tích độ lớn lực và hình chiếu độ dời điểm đặt trện phương của lực. + Công thức: F.s.cossF.A Chú thích: A là công thực hiện hay thu nhận- đơn vị Jun (J) F là lực tác động hay bị tác động- đơn vị Newton (N) s là quãng đường đi được. 4. Thế nào là động năng của một vật? Viết công thức, chú thích, đơn vị. + Động năng của một vật là dạng năng lượng có được do chuyển động và có độ lớn bằng nửa tích khối lượng và bình phương vận tốc của vật. + Công thức: 2 đ mv 2 1 W W đ là động năng- đơn vị là Jun (J) m là khối lượng của vật- đơn vị Kg v là vận tốc của vật -đơn vị m/s. 5. Phát biểu định lý động năng? Độ biến thiên động năng thì bằng công toàn phần. ( công toàn phần gồm công phát động lận công cản) 6. Lực thế là gì? Lực thế là lực không phụ thuộc vào đường đi mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối. 7. Nêu khái niệm của thế năng? Công thức, chú thích, đơn vị. Thế năng là một dạng năng lượng mà vật có được khi có độ cao so với mốc thế năng ( vị trí thế năng bằng 0) hay là một dãng năng lượng tương tác giữa các phần trong hệ không qua lực thế. + Công thức: mgzW t . Chú thích: W t là thế năng đon vị là Jun (J) z là độ cao so với mốc thế năng. Lưu ý: độ biến thiên thế năng bằng hiệu thế năng đầu và thế năng sau. 8. Nêu khái niệm cơ năng. Giải thích tại sao cơ năng được bảo toàn. Cơ năng là năng lượng của vật bao gồm động năng và thế năng. Trong quá trình chuyển động của vật động năng có thể chuyển hóa thành thế năng và ngược lại vì vậy cơ ăng được bảo toàn. 9. Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng. Độ biến thiên cơ năng thì bằng tổng công của các lực KHÔNG THẾ. 10. Phát biểu thuyết động học phân tử chất khí. + Chất khí được cấu tạo bởi các nguyên tử, phân tử có kích thước rất nhỏ xem như chất điểm. + Các phân tử khí chuyển động nhiệt hỗn loạn, nhiệt độ càng cao thì chuyển động càng nhanh. + Các phân tử khí chỉ tương tác với nhau khi va chạm, lúc đó chúng bị thay đổi hướng chuyển động, vận tốc và gây áp suất lên thành bình. 11. Phát biểu các đẳng quá trình. Viết phương trình Men-đê-lê-ép. + Đẳng nhiệt ( dịnh luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt): xét một khối khí biến đổi đẳng nhiệt tích P.V là hằng số. + Đẳng tích ( dịnh luật Sác-lơ): xét một khối khí biến đổi đẳng tích thương số P chia T là hằng số. + Đẳng áp ( định luật Gay luy-sac): xét một khối khí biến đổi đẳng áp thương số V chia T là hằng số. + Phương trình Men-đê-lê-ép: nRTpV R là hằng số có giá trị: Vật lý 10 LƯƠNG ANH NHẬT - SĐT:01212588206 ________________________________________________________________________________________________ 2 + 0,082R khi áp suất tính theo đơn vị atm. + 8,31R khi áp suất tính theo đơn vị Pa ( N/m 2 ) T là nhiệt độ tính theo nhiệt giai Ka-vin: 273CtT 00 * Cách đổi đơn vị: Độ cao của cột thủy ngân cũng là áp suất của nó tính theo đơn vị mmHg. + Pa 1,013.10atm1 5 + Pa 9,81.10at1 4 + Pa 133 tor1mmHg 1 * Nguyên lý nhiệt động học: AUQ Q là nhiệt lượng + Q dương là hệ nhận nhiệt. + Q âm là hệ tỏa nhiệt. A là công của quá trình biến đổi 00 TTnRTnRVVpVpA + A dương là hệ sinh công. + A âm là hệ nhân công. U là nội năng của hệ TR 2 5 nTncTR 2 3 nTncU v + R 2 3 c v đối với khí ĐƠN nguyên tử. + R 2 5 c v đối với khí ĐA nguyên tử. Công A còn có thể tích bằng diện tích giới hạn bởi các đường biểu diễn quá trình và chỉ áp dụng trong hệ tọa độ POV. II. BÀI TẬP ÔN LUYỆN. Bài 1: Cho hai vật A có khối lượng kg 1,5m 1 và vật B có khối lượng kg 0,45m 2 buộc vào sợi dây treo trên một đòn nhẹ, chiều dài hai nhánh là m 1l ; m 6,0l 21 . Vật A đặt trên sàn. Cần đưa dây treo B nghiêng góc nhỏ nhất bằng bao nhiêu so với phương thẳng đứng để sau khi buông tay vật A bị nhấc lên khỏi sàn. GIẢI + Tìm lực căng dây lớn nhất: Theo phương trình II Niu-tơn: am .chiếu lên phương hướng tâm. dâydây l v mmg l v mmg 2 0 2 0 coscos Theo định luật bảo toàn cơ năng: Vật lý 10 LƯƠNG ANH NHẬT - SĐT:01212588206 ________________________________________________________________________________________________ 3 cos12 2 1 cos10 W W 2 2 22 10 g l v vmglm dây dây cos12cos 202max gmgm Để vật A nhấc lên: momen tại A phải lớn hơn hoặc bằng momen tại B 0 min min 12 112max 60 2 1 cos .6,0cos23 . . gmgm ll Bài 2: Một nêm AB dài 1m nghiêng một góc 30 0 so với phương ngang. Đặt vật M có khối lượng 1kgm ở A, thả cho M trượt trên mặt phẳng nghiêng AB củ nêm. Hệ số ma sát giữa M và nêm là 2,0 . Tìm thời gian để M trượt tới B khi nêm đứng yên. GIẢI Áp dụng định lý động năng cho vật M. Ta có: m/s 56,2v cos30sin30g.AB.2v AB.Mgcos30MgAB.sin30 M.v. 2 1 AAW W B 00 B 002 B msPđAđB Lại có: 2 2 2 A 2 B m/s 3,27a 1.2 2,56 a 2aABv v Thời gian vật trượt hết nêm: s 78,0 a 2s tat 2 1 vs 2 A Bài 3: Trên mặt bàn nằm ngang rất nhẵn có một tấm ván có khối lượng 3kg M , chiều dài m 0,75l . Đặt ở đầu ván một vật nhỏ khối lượng 1kg m . Hệ số ma sát giửa ván và vật 0,2 . Tính vận tốc tối thiểu cần truyền cho vật để vật trượt khỏi ván. GIẢI Gọi A, B lần lượt là điểm đầu và điểm cuối của ván. ( từ trái sang phải) Xét trên phương ngang động lượng và động năng được bảo toàn:( vận tốc tối thiểu để vật truợt hết Vật lý 10 LƯƠNG ANH NHẬT - SĐT:01212588206 ________________________________________________________________________________________________ 4 ván thỏa khi vật đi hết chiều dài ván) Mm m.v vvMmm.v 0 0 m/s 2v 3 3).0,7512.0,2.10.( v M l.Mmg2 v mglmv 2 1 Mm vm .Mm 2 1 mglmv 2 1 vMm 2 1 AW W 0 0 2 0 2 0 2 2 0 2 2 0 2 msđAđB Vậy cần truyền cho vật một vân tốc tối thiểu v 0 = 2m/s để vật trượt hết ván. Bài 4: Ống thủy tinh một đầu kín dài 80 cm chứa không khí ợ áp suất khí quyển là 75 cmHg. Ấn ống vào chậu thủy ngân theo phương thẳng đứng, miệng ống ở dưới thấp hơn mặt thủy ngân là 45 cm. Tính độ cao cột thủy ngân lọt vào ống. Biết nhiệt độ mất mát không đáng kể. GIẢI Xét khối khí qua hai quá trình: + Quá trình I: 80.SS.lV cmHg 75pp 1 01 + Quá trình II: x80S.xlS.S.l'V x120x4575x45pp 2 02 Do quá trình đẳng nhiệt ta có: 20x180x 0 3600x200x S.75.80 Sx80x120 VpVp 2 1122 Vì chiều dài của ống chỉ có 80 cm nên loại nghiệm x bằng 180. Vậy độ cao cột thủy ngân chảy vào ống là 20 cm. Bài 5: Một áp kế khí gồm một bình cầu thủy tinh có thể tích 270 cm 3 gắn với một ống nhỏ AB nằm ngang có tiết diện 0,1 cm 2 . Trong ống có một giọt thủy ngân. Ở 0 0 C giọt thủy ngân cách A 30cm. Tìm khoảng di chuyển của giọt thủy ngân khi nung bình cầu đến 10 0 C. Coi dung tích bình là không đổi. GIẢI Lúc đầu: Vật lý 10 LƯƠNG ANH NHẬT - SĐT:01212588206 ________________________________________________________________________________________________ 5 K273T cm 27330.0,1 27030.S 270V 0 1 3 1 Lúc sau: K28310 273T x.S 273S).x30( 270V 0 2 2 Sau một quá trình biến đổi thì áp suất bên trong và bên ngoài giọt thủy ngân đều bằng áp suất khí quyển. Nên áp dụng định luật Galuysac cho bài trên. cm 100 x 10x1,0 283 0,1x273 1 283 x.S273 273 273 T V T V 2 2 1 1 Bài 6: Trong cùng một bình qua 3 lần cân ta thấy: + Lần 1: Hút chân không được g200m 1 . + Lần 2: Bình chứa không khí ở điều kiện chuẩn biết không khí có khối lượng mol là 29 g/mol và g204m 2 . + Lần 3: Bình chứa một lượng khí có khối lượng g66,209m 3 , có áp suất là 2,5 atm. Tìm tên khí trong bình. Biết nhiệt độ CŨNG thay đổi không đáng kể. GIẢI Hút chân không thì m 1 là khối lượng bình. Nên khối lượng khí trong lần 2 và 3 là 4g và 9,66g. Do cùng một bình cân nên đậy là quá trình đẳng áp, kết hợp với phương trình Men-de-le-ep ta có: (l) 3,08 V 273.082,0. m 1.V nRTVp b b 222 Lần 3: tượng tự ta được g/mol 28 3 . Vậy khí trong bình ở làn cân thứ 3 là Nitơ. Bài 7: Hai bình cầu, được nối với nhau bằng một ống vô cùng nhỏ có khóa, chứa hai khí khont6 tác dụng hóa học với nhau. Áp suất bình I và bình II lần lượt là: 2625 N/m 10 vàN/m 10.2 . Mở nhẹ khóa để hai bình thông với nhau sao cho nhiệt độ không đổi. Khi cân bằng áp suất thiết lập thì áp suất trong hệ là 25 N/m 10.4 . Tìm tỉ số thể tích giữa hai bình. GIẢI Xét bình I: Vật lý 10 LƯƠNG ANH NHẬT - SĐT:01212588206 ________________________________________________________________________________________________ 6 + Lúc đầu: 1 5 1 V và2.10p + Lúc sau: 21 ' 1 5' 1 VVV và4.10pp Vì nhiệt độ không đổi nên: 21 11 ' 1 21 ' 111 ' 1 ' 111 VV Vp p VVpVp VpVp Xét bình II: + Lúc đầu: 2 6 2 V và10p + Lúc sau: 21 ' 2 5' 2 VVV và4.10pp Tương tự ta được: 21 22 ' 2 VV Vp p Theo định luật Đan-tôn: ' 2 ' 1 ppp 3 V V 2 1 BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ: Bài 1: Một lượng không khí có thể tích 240 cm 3 bị giam bởi một pittông như hình vẽ. Diện tích của pittông là 24 cm 2 . Áp suất của không khí trong xi lanh bằng áp suất ngoài là 100 kPa. Cần một lực bao nhiêu để dịch chuyển pittông sang trái 2cm? Sang phải 2cm? Bỏ qua ma sát giữa pittông và thành xi lanh. Coi nhiệt độ biến đổi không đáng kể. ĐS: 60 N và 40 N. Bài 2: Dùng một bơm tay để nén không khí vào một bánh xe đạp. Sau 30 lần bơm thì diện tích tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đất là 60 cm 2 . Hỏi sau 20 lần bơm diện tích tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đất là bao nhiêu? Biết trọng lượng xe chỉ cân bằng với áp lực của không khí trong xăm xe đạp, lượng không khí mỗi lần bơm là như nhau, thể tích xăm xe là không đổi. ĐS: 36 cm 2 Bài 3: Một cái chai chứa không khí được đậy kín bằng một cái nút có trọng lượng không đáng kể, biết tiết diện của nút chai là 2,5 cm 2 . Hỏi phải đun nóng không khí trong chai đến nhiệt độ tối thiểu bằng bao nhiêu để nút bậc ra? Biết lực ma sát giữa nút và chai là 12N, áp suất ban đầu của khí quyển và khí trong chai là 1 tor, nhiệt độ ban đầu của khí trong chai là 270 0 K. ĐS: 129 0 C Bài 4: Khí ở lò thoát ra theo ống khói hình trụ. Ở đầu dưới, khí có nhiệt độ 727 0 C và chuyển động với vận tốc là 2,5 m/s. Hỏi vận tốc của khí ở đầu trên của ống có nhiệt độ là 227 0 C. Áp suất khí xem như là không đổi. ĐS: 2,5 m/s Bài 5: Một ống thủy tinh hẹp, tiết diện không đổi, chiều dài 100cm, đặt thẳng đứng, đầu kính ở phía dưới, đầu hở ở phía trên. Trong ống chứa khí ở nhiệt độ là 300 0 K, phía trên ống chứa thủy ngân đẩy lên tới miệng, chiều cao cột thủy ngân là 75cm. Khi làm nóng ống đến 612,5 0 K thì tấ cả thủy ngân bị đẩy ra khỏi ống? Tính áp suất khí quyển p 0 . ĐS: 75 cmHg. Bài 6: Một ống thủy tinh hình trụ, một đầu kín dùng làm torricelli để đo áp suất khí quyển. Chiều cao của ống so với mặt thủy ngân trong chậu là không đổi. Và bằng 80cm. Vì do một ít không khí lọt vào trong ống nên khí có áp suất khí quyển là mmHg 760p 0 và nhiệt độ là 27 0 C thì chiều cao cột thủy ngân là h 0 . 1. Hỏi nếu ở nhiệt độ t 0 C, chiều cao cột Hg là h thì áp suất khí quyển là bao nhiêu? 2. Tính chiều cao h 1 của cột Hg ở nhiệt độ là 30 0 C, biết khi đó áp suất khí quyển là 750 mmHg. Vật lý 10 LƯƠNG ANH NHẬT - SĐT:01212588206 ________________________________________________________________________________________________ 7 ĐS: 1. hl 0,75T hp 2. mm 8,745h 1 . Bài 7: Một quả bóng bay có khối lượng 5g được bơm khí Hidro ở điều kiện nhiệt độ 300 0 K và áp suất 10 5 Pa. Tính bán kính quả bóng (có dạng hình cầu) khi: 1. Bóng lơ lửng trong không khí. 2. Bóng có thể bay lên tới độ cao mà tại đó áp suất khí quyển bằng một nửa áp suất ban đầu và nhiệt độ 280 0 K. Cho biết khối lượng mol của Hidro và của không khí là 2g/mol và 29g/mol. ĐS: 1. m 1,0R 0 2. m 0,13R Bài 8: Một khối lượng khí không đổi thực hiện quá trình dãn nở theo hai trạng thái từ 1 đến 2 như hình vẽ. 1. Biểu diễn đồ thị trên hai hệ trục còn lại. 2. Tìm nhiệt độ cực đại của chu trình. 3. Vẽ thêm các đường đẳng nhiệt ứng với T max , T 1 , T 2 vào đồ thị đã cho. ĐS: 8mR V9p T 00 max Bài 9: Cho một chu trình như hình vẽ: Một mol khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện chu trình trên. 21 : là quá trình đẳng tích. 32 : là quá trình đẳng nhiệt 13 : là một quá trình nén khi có áp suất tỉ lệ với thể tích. ( trong hệ POV là đồ thị có đường kéo dài qua gốc tọa độ O) Tính hiệu suất của chu trình. ĐS: 27% Bài 10: Một lượng khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện một chu trình ABCDECA như hình vẽ. Cho biết , T A T E 300 K. 1. Tính T B , T D , V E . 2. Tính tổng nhiệt lượng mà khí nhận được trong tất cả các giao đoạn của chu trình mà nhiệt độ khí tăng. 3. Tính hiệu suất của chu trình. ĐS: 1. lít 5V K, 600T K, 150T DB 2. J 8625Q 3. 87% HẾT . Vật lý 10 LƯƠNG ANH NHẬT - SĐT:01212588206 ________________________________________________________________________________________________ 1 ÔN TẬP KIỂM TRA HKII MÔN LÝ LỚP 10 I. LÝ THUYẾT: 1 Phát biểu định nghĩa về công? Viết công thức, chú thích, đơn vị. + Công A của một lực F không đổi bằng tích độ lớn lực và hình chiếu độ dời điểm đặt trện phương của lực. + Công thức: F.s.cossF.A. động năng? Độ biến thiên động năng thì bằng công toàn phần. ( công toàn phần gồm công phát động lận công cản) 6. Lực thế là gì? Lực thế là lực không phụ thuộc vào đường đi mà chỉ phụ thuộc vào