›
›
›

Đề cương ôn tập học kỳ 2 môn Vật lý Lớp 10

doc 34 trang thaodu 12711
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đề cương ôn tập học kỳ 2 môn Vật lý Lớp 10", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docde_cuong_on_tap_hoc_ky_2_mon_vat_ly_lop_10.doc

Nội dung text: Đề cương ôn tập học kỳ 2 môn Vật lý Lớp 10

  1. ÔN TẬP PHẦN I: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN . A. ĐỘNG LƯỢNG-ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG I. LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC: kg.m 1.Động lượng: P m. v s Xung của lực: là độ biến thiên động lượng trong khoảng thời gian t : p F . t Dạng khác của định luật II Newton: .F t = p 2. Định luật bảo toàn động lượng (trong hệ cô lập): Tổng động lượng của một hệ cô lập, kín luôn được bảo toàn: p h = const Những lưu ý khi giải các bài toán liên quan đến định luật bảo toàn động lượng: - Nếu vật chuyển động theo chiều dương đã chọn thì v > 0; - Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương đã chọn thì v 0; - Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương đã chọn thì v < 0. b. Trường hợp các vector động lượng thành phần (hay các vector vận tốc thành phần) không cùng phương, thì ta cần sử dụng hệ thức vector: ps = p t và biểu diễn trên hình vẽ. Dựa vào các tính chất hình học để tìm yêu cầu của bài toán. 1
  2. c. Điều kiện áp dụng định luật bảo toàn động lượng: - Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ bằng không. - Ngoại lực rất nhỏ so với nội lực - Thời gian tương tác ngắn.  - Nếu F ngoai luc 0nhưng hình chiếu của F ngoai luc trên một phương nào đó bằng không thì động lượng bảo toàn trên phương đó. III. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Hai vật có khối lượng m 1 = 1 kg, m2 = 3 kg chuyển động với các vận tốc v 1 = 3 m/s và v2 = 1 m/s. Tìm tổng động lượng ( phương, chiều và độ lớn) của hệ trong các trường hợp : a) v và v cùng hướng. 1 2 b) và v cùng phương, ngược chiều. v 1 2 c) v 1 và v 2 vuông góc nhau Giải: a) Động lượng của hệ :p = p 1 + p 2 Độ lớn : p = p + p = m v + m v = 1.3 + 3.1 = 6 kgm/s 1 2 1 1 2 2 b) Động lượng của hệ :p = p 1 + p 2 Độ lớn : p = m v - m v = 0 1 1 2 2 c) Động lượng của hệ :p = p 1 + p 2 2 2 Độ lớn: p = p1 p2 = = 4,242 kgm/s Bài 2: Một viên đạn khối lượng 1kg đang bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 500m/s thì nổ thành hai mảnh có khối lượng bằng nhau. Mảnh thứ nhất bay theo phương ngang với vận tốc 500 m/s.2 hỏi mảnh thứ hai bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu? Giải: - Xét hệ gồm hai mảnh đạn trong thời gian  nổ, được xem là hệ kín, ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng.  - Động lượng trước khi đạn nổ: pt m.v p     p - Động lượng sau khi đạn nổ: p m .v1 m .v2 p p s 1 2 1 2 p2 Theo hình vẽ, ta có: 2 m 2 m  p 2 p 2 p 2 .v 2 m.v .v 2 v 2 4v 2 v 2 1225m / s 2 1 2 1 2 1 p 2 2 O 1 p1 v1 500 2 0 - Góc hợp giữa v2 và phương thẳng đứng là:sin 35 p2 v2 1225 Bài 3: 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 đạn ra khỏi nòng súng là 600m/s. Tìm vận tốc của súng sau khi bắn. Giải: - Động lượng của súng khi chưa bắn là bằng 0. - Động lượng của hệ sau khi bắn súng là: m .v m .v S S đ đ - Áp dụng điịnh luật bảo toàn động lượng: mS .vS mđ .vđ 0 m v - Vận tốc của súng là: v đ . đ 1,5(m/ s) mS Bài 4: Một xe ôtô có khối lượng m1 = 3 tấn chuyển động thẳng với vận tốc v1 = 1,5m/s, đến tông và dính vào một xe gắn máy đang đứng yên có khối lượng m2 = 100kg. Tính vận tốc của các xe. Giải : Xem hệ hai xe là hệ cô lập - Áp dụmg địmh luật bảo toàn động lượng của hệ. m1.v1 (m1 m2 )v . v cùng phương với vận tốc v1 . m .v - Vận tốc của mỗi xe là: v 1 1 = 1,45(m/s) m1 m2 Bài 5: Một người khối lượng m 1 = 50kg đang chạy với vận tốc v 1 = 4m/s thì nhảy lên một chiếc xe khối lượng m2 = 80kg chạy song song ngang với người này với vận tốc v 2 = 3m/s. sau đó, xe và người vẫn tiếp 2
  3. tục chuyển động theo phương cũ. Tính vận tốc xe sau khi người này nhảy lên nếu ban đầu xe và người chuyển động: a/ Cùng chiều. b/ Ngược chiều Giải:Xét hệ: Xe + người là hệ kín Theo định luật BT động lượng: m1.v1 m2 .v2 m1 m2 v m v m v 50.4 80.3 a/ Khi người nhảy cùng chiều thì v 1 1 2 2 3,38m / s m1 m2 50 80 - Vậy xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận tốc 3,38 m/s. m v m v 50.4 80.3 b/ Khi người nhảy ngược chiều thì v/ 1 1 2 2 0,3m / s m1 m2 50 80 Vậy xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận tốc 0,3m/s. B. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT. F I. LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC: FN 1.Công cơ học: A = Fscos  góc hợp bởi F và hướng của chuyển động. Đơn vị công: Joule (J) Fs Các trường hợp xảy ra: + = 0o => cos = 1 => A = Fs > 0: lực tác dụng cùng chiều với chuyển động. + 0o cos > 0 => A > 0; Hai trường hợp này công có giá trị dương nên gọi là công phát động. + = 90o => cos = 0 => A = 0: lực không thực hiện công; + 90o cos A cos = -1 => A = -Fs < 0: lực tác dụng ngược chiều với chuyển động. Hai trường hợp này công có giá trị âm, nên gọi là công cản; A 2. Công suất: P = t Đơn vị công suất: Watt (W) Lưu ý: Công suất trung bình còn được xác định bởi biểu thức: P = Fv Trong đó, v là vận tốc trung bình trên của vật trên đoạn đường s mà công của lực thực hiện dịch chuyển. II. CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: TÝnh c«ng vµ c«ng suÊt khi biÕt lùc F ; qu·ng ®­êng dÞch chuyÓn vµ gãc Công: A = F.s.cos = P.t (J) A Công suất: P F.v.cos (W) t Dạng 2: TÝnh c«ng vµ c«ng suÊt khi biÕt c¸c ®¹i l­îng liªn quan ®Õn lùc( pp ®éng lùc häc) vµ ®éng häc. Ph­¬ng ph¸p: - X¸c ®Þnh lùc F t¸c dông lªn vËt theo ph­¬ng ph¸p ®éng lùc häc (đã học trong chương 2) - X¸c ®Þnh qu·ng ®­êng s b»ng c¸c c«ng thøc ®éng häc. Nhớ: Vật chuyển động thẳng đều: s = v.t 1 Vật chuyển động biến đổi đều: s v t a.t 2 ;v2 v 2 2as 0 2 0 *Chó ý: NÕu vËt chÞu nhiÒu lùc t¸c dông th× c«ng cña hîp lùc F b»ng tæng c«ng c¸c lùc t¸c dông lªn vËt AF = AF1+ AF2+ +AFn 3
  4. III. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Người ta kéo một cái thùng nặng 30kg trượt trên sàn nhà bằng một dây hợp với phương nằm ngang một góc 450, lực tác dụng lên dây là 150N. Tính công của lực đó khi thùng trượt được 15m. Khi thùng trượt công của trọng lực bằng bao nhiêu? Giải:- Công của lực F kéo thùng đi được 15m là: 2 Áp dụng công thức: A = F.s.cosα = 1586,25J ( trong đó: F = 150N;S = 15m; cosα = ) 2 - Trong quá trình chuyển động trọng lực luôn vuông góc với phương chuyển động nên công của trọng lực Ap = 0. Bài 2: Một xe tải khối lượng 2,5T, bắt đầu chuyển động nhanh dần đều sau khi đi được quãng đường 144m thì vận tốc đạt được 12m/s. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là μ = 0,04. Tính công của các lực tác dụng lên xe trên quãng đường 144m đầu tiên. Lấy g = 10m/s2. Giải: Các lực tác dụng lên xe: N , P , Fk , Fms . - Ox: Fk - Fms = ma. - Oy: N – P = 0. v 2 - Gia tốc của xe là: a 0,5m/ s 2 2s - Độ lớn của lực kéo là: Fk = Fms + ma = 2250N - Độ lớn của lực ma sát:Fms = μ.m.g = 57,6 N. 5 5 - Công của các lực: AP = AN = 0; A K = 3,24.10 J; Ams = 1,44.10 J Bài 3: 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. Giải : - Các lực tác dụng lên xe:N , P , Fk , Fms . - Ox: Fk - Fms = 0 - Oy: N – P = 0. A F.s P - Độ lớn của lực kéo là: P F.v F F 800N t t ms v Bài 4: Một vật có khối lượng m 0,3kg nằm yên trên mặt phẳng nằm không ma sát. Tác dụng lên vật lực kéo F 5N hợp với phương ngang một góc 300 . a) Tính công do lực thực hiện sau thời gian 5s. b) Tính công suất tức thời tại thời điểm cuối. c) Giả sử giữa vật và mặt phẳng có ma sát trượt với hệ số  0,2 thì công toàn phần có giá trị bằng bao nhiêu ? Giải y - Chọn trục tọa độ như hình vẽ: N F - Các lực tác dụng lên vật:,,P N F - Theo định luật II N- T: P N F m.a (1) F.cos x - Chiếu (1) xuống trục ox: F.cos m.a a m P - Vật dưới tác dụng của lực F thì vật chuyển động nhanh dần đều. 3 5. 1 1 F.cos 1 - Quãng đường vật đi được trong 5s là: s .a.t2 . .t2 . 2 .52 180m 2 2 m 2 0,3 3 a) Công của lực kéo:A F .s. cos 5.180 . 778 ,5 J 2 4
  5. A F.s.cos 3 b) Công suất tức thời: N F.v.cos F.a.t.cos 5.14,4.5. 312W t t 2 c) Trong trường hợp có ma sát: Theo định luật II N- T: P N F Fms m.a (1) Chiếu (1) xuống trục oy, ta được: N P F.sin m.g F.sin 1 Suy ra: F .N .(m.g F.sin ) 0,2.(0,3.10 5. ) 0,06N ms 2 - Công của lực ma sát : Ams Fms .s.cos 0,06.180 10,8J - Công của lực kéo: Fk 778,5J - Công của trọng lực và phản lực: AP 0 , AN 0 A A A A A 778,5 10,8 0 0 767,7J - Công toàn phần của vật: k ms P N C: ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG – CƠ NĂNG. I. LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC: 1 2 1. Động năng: Là dạng năng lượng của vật gắn liền với chuyển động của vật. Wđ = mv . 2 + Định lí về độ biến thiên của động năng (hay còn gọi là định lí động năng: 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 Wđ = mv - mv = AF với Wđ = mv - mv = m(v -v ) 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 1 Lưu ý: Động năng là đại lượng vô hướng, có giá trị dương; 2. Thế năng: Là dạng năng lượng có được do tương tác. + Thế năng trọng trường: Wt = mgz; Lưu ý: Trong bài toán chuyển động của vật, ta thường chọn gốc thế năng tại mặt đất, còn trong trường hợp chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng, ta thường chọn gốc thế năng tại chân mặt phẳng nghiêng. 1 +Thế năng đàn hồi: W k l 2 t 2 + Định lí về độ biến thiên của thế năng: Wt = Wt1 – Wt2 = AF Lưu ý: Thế năng là một đại lượng vô hướng có giá trị dương hoặc âm; 3. Cơ năng: Cơ năng của vật bao gồm động năng và thế năng của vật: W = Wđ + Wt 1 * Cơ năng trọng trường:W = mv2 + mgz 2 1 1 * Cơ năng đàn hồi: W = mv2 + k( l)2 2 2 Lưu ý: + Trong một hệ cô lập, động năng và thế năng có thể chuyển hoá cho nhau, nhưng năng lượng tổng cộng, tức là cơ năng, được bảo toàn. W = hằng số + Trong trường hợp cơ năng không được bảo toàn, phần cơ năng biến đổi là do công của ngoại lực tác dụng lên vật. W = W 2 – W1 = AF *Mở rộng: Đối với con lắc đơn. v A 2.g.l.(1 cos 0 ) 0 T m.g.(3 2cos ) A 0 A B vB 2.g.l.(cos cos 0 ) TA m.g.(3cos 2cos 0 ) Trong đó: v A ,vB vận tốc của con lắc tại mỗi vị trí A,B TA ,TB lực căng dây T tại mỗi vị trí A,B. m – khối lượng của con lắc (kg) 5
  6. II. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1.CHỦ ĐỀ 1: ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG Dạng 1: Tính động năng và áp dụng định lý biến thiên động năng 1 2 1.Động năng của vật: W® mv (J) 2 2. Bài toán về định lý biến thiên động năng ( phải chú ý đến loại bài tập này) w w A Wđ = ®2 ®1  Ngo¹i lùc 1 1 m v 2 m v 2 F s 2 2 2 1  ngo¹i lùc Nhớ kỹ:  Fngoailuc là tổng tất cả các lực tác dụng lên vât. Dạng 2: TÝnh thÕ n¨ng träng tr­êng, c«ng cña träng lùc vµ ®é biÕn thiªn thÕ n¨ng träng tr­êng. * TÝnh thÕ n¨ng - Chän mèc thÕ n¨ng (Wt= 0); x¸c ®Þnh ®é cao so víi mèc thÕ n¨ng ®· chän z(m) vµ m(kg). - Sử dụng: Wt = mgz Hay Wt1 – Wt2 = AP * TÝnh c«ng cña träng lùc AP vµ ®é biÕn thiªn thÕ n¨ng ( Wt): - Áp dông : Wt = Wt2 – Wt1 = -AP  mgz1 – mgz2 = AP Chó ý: NÕu vËt ®i lªn th× AP = - mgh 0(c«ng ph¸t ®éng) 2.BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Một viên đạn có khối lượng 14g bay theo phương ngang với vận tốc 400 m/s xuyên qua tấm gỗ dày 5 cm, sau khi xuyên qua gỗ, đạn có vận tốc 120 m/s. Tính lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn? Giải Độ biến thiên động năng của viên đạn khi xuyên qua tấm gỗ. 1 1 1 W = mv 2 mv 2 0,014 1202 4002 1220,8J d 2 2 2 1 2 Theo định lý biến thiên động năng: AC = Wd = FC.s = - 1220,8 1220,8 Suy ra: F 24416N . Dấu trừ để chỉ lực cản. C 0,05 Bài 2: Một ôtô có khối lượng 1100 kg đang chạy với vận tốc 24 m/s. a/ Độ biến thiên động năng của ôtô bằng bao nhiêu khi vận tốc hãm là 10 m /s? b/ Tính lực hãm trung bình trên quãng đường ôtô chạy 60m. Giải 1 1 1 Độ biến thiên động năng của ôtô là: W = mv 2 mv 2 1100 102 242 261800J d 2 2 2 1 2 - Lực hãm trung bình tác dụng lên ôtô trong quãng đường 60m Theo định lý biến thiên động năng: AC = Wd = FC.s = - 261800 261800 Suy ra: F 4363,3N .Dấu trừ để chỉ lực hãm C 60 Bài 3: Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động trên đường thẳng nằm ngang AB dài 100m, khi qua A vận tốc ô tô là 10m/s và đến B vận tốc của ô tô là 20m/s. Biết độ lớn của lực kéo là 4000N. 1. Tìm hệ số masat 1 trên đoạn đường AB. 2. Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40m nghiêng 30 o so với mặt phẳng ngang. Hệ số masat trên 1 mặt dốc là 2 = . Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không? 5 3 3. Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe một lực có hướng và độ lớn thế nào? 6
  7. Giải 1. Xét trên đoạn đường AB: Các lực tác dụng lên ô tô là: P, N; F; Fms 1 2 2 Theo định lí động năng: AF + Ams = m (v v ) 2 B A 1 2 2 2 2 => F.sAB – 1mgsAB = m(v v ) => 21mgsAB = 2FsAB - m (v v ) 2 2 1 B A 2 2 2Fs AB m(v B v A ) => 1 = mgsAB -1 -1 Thay các giá trị F = 4000N; sAB= 100m; vA = 10ms và vB = 20ms và ta thu được 1 = 0,05 2. Xét trên đoạn đường dốc BC. Giả sử xe lên dốc và dừng lại tại D 1 2 2 1 2 Theo định lí động năng: AP + Ams = m (v v ) = - m v 2 D B 2 B 1 2 1 2 => - mghBD – ’mgsBDcos - mv gsBDsin + ’gsBDcos v 2 B 2 B 2 1 2 v B gsBD(sin + ’cos ) = v => sBD = 2 B 2g(sin 'cos ) 100 thay các giá trị vào ta tìm được sBD = m FsBC - mghBC – ’mgsBCcos - mv => FsBC = mgsBCsin + ’mgsBCcos - m v 2 B 2 B mv2 1 3 2000.400 => F = mg(sin + ’cos ) - B = 2000.10(0,5 + . )- = 2000N 2s BC 5 3 2 2.40 Vậy động cơ phải tác dụng một lực tối thiểu là 2000N thì ô tô mới chuyển động lên tới đỉnh C của dốc. Bài 4: Dưới tác dụng của một lực không đổi nằm ngang, một xe đang đứng yên sẽ chuyển động thẳng nhanh dần đều đi hết quãng đường s = 5m đạt vận tốc v = 4m/s. Xác định công và công suất trung bình của lực, biết rằng khối lượng xe m = 500kg, hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường nằm ngang μ =0,01. Lấy g = 10m/s2. Giải - Các lực tác dụng lên xe là:F ; Fms ; N ; P - Theo định luật II Niu tơn: F Fms N P ma v2 v2 Trên Ox: F – Fms = m. F F + m. 2.s ms 2.s v2 - Công của trọng lực:A = F.s = (F + m. ).s; A = 4250J ms 2.s v A 4250 - Công suất trung bình của xe là: v =a.t t = = 2,5s P 1700W a t 2,5 7
  8. Bài 5: Một vật có khối lượng 1 kg được đặt ở vị trí trong trọng trường và có thế năng tại đó W t1 = 800J. Thả 2 vật rơi tự do đến mặt đất có thế năng Wt2 = -600J. Lấy g =10m/s . a/ Hỏi vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất. b/ Xác định vị trí ứng với mức không của thế năng đã chọn. c/ Tìm vận tốc của vật khi vật qua vị trí này. Giải:- Chọn chiều dương có trục Oz hướng lên z A Ta có: Wt1 – Wt2 = 800 – (- 600) = 1400J Z1 = mgz1 + mgz2 = 1400J o Wt 1400 Vậy z1 + z2 = 140m . Vậy vật rơi từ độ cao 140m (so với B) Z2 mg 1.10 B b/ Tại vị trí ứng với mức không của thế năng z = 0 800 - Thế năng tại vị trí z1: Wt1 = mgz1 z 80m 1 1.10 Vậy vị trí ban đầu cao hơn mốc thế năng đã chọn là 80m 2 2 c/ Vận tốc tại vị trí z = 0: Ta có: v – v0 = 2gz1 v 2gz1 2.10.80 40 m / s CHỦ ĐỀ 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI: 1 2 1. Động năng: Wđ = mv 2 2.Thế năng: Wt = mgz 1 2 3. Cơ năng: W = Wđ +Wt = mv + mgz 2 * Phương pháp giải bài toán về định luật bảo toàn cơ năng - Chọn gốc thế năng thích hợp sao cho tính thế năng dễ dàng ( thường chọn tại mặt đất và tại chân mặt phẳng nghiêng). 1 1 - Tính cơ năng lúc đầu ( W mv 2 mgh ), lúc sau (W mv 2 mgh ) 1 2 1 1 2 2 2 2 - Áp dụng: W1 = W2 - Giải phương trình trên để tìm nghiệm của bài toán. Chú ý: chỉ áp dụng định luật bảo toàn cơ năng khi hệ không có ma sát ( lực cản) nếu có thêm các lực đó thì Ac = W = W2 – W1. ( công của lực cản bằng độ biến thiên cơ năng). II.BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Từ độ cao 5m so với mặt đất, người ta thả rơi tự do một vật khối lượng 2 kg.Lấy g =10 m/s2 a) Tính thế năng và cơ năng của vật tại vị trí bắt đầu thả ? b) Tính vận tốc của vật ngay trước khi nó chạm đất ? Giải: Tính động năng , thế năng và cơ năng của vật : a ) Thế năng: Wt = mgh = 2.10.5 = 100 J suy ra cơ năng : W = Wđ + Wt = 100 J b ) Vận tốc vật khi chạm đất : 1 2 Ta có Định luật bảo toàn cơ năng: W1 = W2 Hay mgh mv 2 suy ra : v = 2gh = 2.10.5 = 10 m/s Bài 2: Một vật có khối lượng 1kg được ném thẳng đứng lên từ mặt đất với vận tốc đầu là 10m/s. Lấy g = 10m/s2 . 8
  9. a) Tính động năng, thế năng, cơ năng của vật ở mặt đất và ở vị trí vật có độ cao cực đại ? b) Tính độ cao cực đại ? c) Ở độ cao nào thế năng bằng 1/3 động năng của nó? Giải: Lấy gốc thế năng tại mặt đất h = 0 a)- Ở mặt đất : Wđ = mv2/2 =50(J) Wt = 0 (J) W = Wđ + Wt = 50(J) -Ở độ cao cực đại: Wđ = mv2/2 = 0(J) Wt = 50 (J) W = Wđ + Wt = 50(J) b) Tính độ cao cực đại :Wt = mgh = 50 (J) => h = 50/mg thế số ta có độ cao cực đại: h = 50/10 = 5(m) c)Tính độ cao của vật tại đó thỏa : Wt = (1/3) Wđ => Wđ = 3Wt (1) ta có: W = Wt + Wđ (2) Thế (1) vào (2), Ta có: W=Wt +3Wt = 4Wt = 50(J) => Wt = 50/4 = 12,5(J)  mgh = 12,5 => h = 12,5/mg =12,5/10 = 1,25(m) Vậy ở độ cao 1,25(m): Thế năng bằng 1/3 động năng. Bài 3: Từ độ cao 10 m, một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10m/s, lấy g = 10m/s2. a/ Tìm độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất. b/ Ở vị trí nào của vật thì Wđ = 3Wt. c/ Xác định vận tốc của vật khi Wđ = Wt. d/ Xác định vận tốc của vật trước khi chạm đất. Giải - Chọn gốc thế năng tạ mặt đất. 1 + Cơ năng tại O: W (O) = mv 2 mgh. 2 o + Cơ năng tại A: W(A) mgH v 2 2gh Theo định luật bảo toàn cơ năng: W (O) = W(A). Suy ra: H o 15m 2g A b/ Tìm h1 để ( Wđ1 = 3Wt3) Gọi C là điểm có Wđ1 = 3Wt3 z + Cơ năng tại C: W(C) = 4Wt1 = 4mgh1 Theo định luật BT cơ năng: W(C) = W(A) H O H 15 h Suy ra: h1 3,75m 4 4 B c/ Tìm v2 để Wđ2 = Wt2 Gọi D là điểm có Wđ2 = Wt2 2 + Cơ năng tại D : W(D) = 2Wđ2 = mv2 Theo định luật BT cơ năng: W(D) = W(A ) v2 g.H 15.10 12,2m / s 1 d/ Cơ năng tại B : W(B) = mv2 2 Theo định luật BT cơ năng: W(B) = W(A) v 2g.H 24,4m / s Bài 4: 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/s2. 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. 9
  10. Giải a. Chọn gốc thế năng tại mặt đất ( tại B). 1 2 A + Cơ năng tại O ( tại vị trí ném vật): W (O) = mvo mgh. 2 z 1 Cơ năng tại B ( tại mặt đất). W(B) = mv2 H O 2 h Theo định luật bảo toàn cơ năng. W(O) = W(B). B 1 1 v2 v 2 900 400 mv 2 mgh = mv2 h = o 25m 2 o 2 2g 20 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 1 + Cơ năng tại B: W(B) = mv2 2 1 v2 900 Theo định luật bảo toàn cơ năng: W(A) = W(B) mv2 = mgH H= 45m . 2 2g 20 c. Gọi C là điểm mà Wđ(C) = 3Wt (C) 2 2 + Cơ năng tại C: W(C) = Wđ(C) + Wt (C) =Wđ(C) +Wđ(C)/3 = 4/3Wđ(C) = mv 3 c Theo định luật bảo toàn cơ năng: W(C) = W(B) 2 1 3 30 mv 2 = mv2 v v 3 15 3m / s 3 c 2 C 4 2 Bài 5: Một vật có khối lượng 2 kg, lấy g = 10 m/s2. a/ Tính thế năng của vật tại A cách mặt đất 3m về phía trên và tại đáy giếng cách mặt đất 5m với gốc thế năng tại mặt đất. b/ Nếu lấy mốc thế năng tại đáy giếng, hãy tính lại kết quả câu trên c/ Tính công của trọng lực khi vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất. Nhận xét kết quả thu được. Giải: Lấy gốc thế năng tại mặt đất h = 0 a/ + Tại độ cao h1 = 3m: Wt1 = mgh1 = 2.10.3 = 60J + Tại mặt đất h2 = 0: Wt2 = mgh2 = 0 + Tại đáy giếng h3 = -3m:Wt3 = mgh3 = -2.10.5= - 100J b/ Lấy mốc thế năng tại đáy giếng + Tại độ cao 3m so mặt đất h1 = 8m: Wt1 = mgh1 = 160J + Tại mặt đất h2 = 5m: Wt2 = mgh2 = 100 J + Tại đáy giếng h3 = 0: Wt3 = mgh3 = 0 c/ Công của trọng lực khi vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất. A31 = Wt3 – Wt1 + Khi lấy mốc thế năng tại mặt đất: A31 = Wt3 – Wt1 = -100 – 60 = -160J +Khi lấy mốc thế năng đáy giếng: A31 = Wt3 – Wt1 = 0 – 160 = -160J Bài 6: Một hòn bi có khối lượng 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất. a) Tính trong hệ quy chiếu mặt đất các giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật b) Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được. c) Tìm vị trí hòn bi có thế năng bằng động năng? Giải a) Chọn gốc thế năng tại mặt đất. 10
  11. 1 - Động năng tại lúc ném vật: W .m.v2 0,16J d 2 - Thế năng tại lúc ném : Wt m.g.h 0,31J - Cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật: W Wd Wt 0,47J b) Gọi điểm B là điểm mà hòn bi đạt được. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: WA WB hmax 2,42m. c) 2Wt W h 1,175m Bài 7: Từ mặt đất, một vật có khối lượng m = 200g được ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 30m/s. Bỏ qua sức cản của không khí và lấy g = 10ms-2. 1. Tìm cơ năng của vật. 2. Xác định độ cao cực đại mà vật đạt được. 3. Tại vị trí nào vật có động năng bằng thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó. 4. Tại vị trí nào vật có động năng bằng ba lần thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó. Giải Chọn gốc thế năng tại A là vị trí ném vật (ở mặt đất): WtA = 0 1. Tìm W = ? 1 2 1 Ta có W = WA = WđA = mv = .0,2.900 = 90 (J) 2 A 2 2. hmax =? Gọi B là vị trí cao nhất mà vật đạt được: vB = 0 Cơ năng của vật tại B: WB = WtB = mghmax 2 1 2 vA Theo định luật bảo toàn cơ năng: WB = WA => mghmax= mv => hmax = = 45m 2 A 2g 3. WđC = WtC => hC, vc => Gọi C là vị trí mà vật có động năng bằng thế năng: WđC = WtC => WC = WđC + WtC = 2WđC = 2WtC Theo định luật bảo toàn cơ năng: WC = WB 1 + 2WtC = mghmax 2mghC = mghmax => hC = hmax= 22,5m 2 1 2 -1 + 2WđC = mghmax 2. mv = mghmax=> vC = gh = 152 ms 2 C max PHẦN II: CÁC PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI VÀ CÁC ĐẲNG QUÁ TRÌNH I. LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC: 1. Ba định luật cơ bản về nhiệt học của chất khí: a. Định luật Boyle – Mariotte: Định luật về quá trình đẳng nhiệt; Biểu thức: pV = const; hay p1V1 = p2V2 . b. Định luật Charles: Định luật về quá trình đẳng tích: p p p Biểu thức: = const hay 1 2 T T1 T2 c. Định luật Gay -lussac: Định luật về quá trình đẳng áp: V V V Biểu thức: = const hay 1 2 T T1 T2 2. Phương trình trạng thái khí lí tưởng: (còn được gọi là phương trình Clapeyron) 11
  12. pV p V p V Biểu thức: = const hay 1 1 2 2 T T1 T2 Trong đó: p : Áp suất khí; V : Thể tích khí T (t 0C 273) 0K [ nhiệt độ khí ( 0 K) ] K: Kelvin, C: Celsius II. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI: CHỦ ĐỀ 1: ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ – MA–RI-ỐT. QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT. 1. Phương pháp giải bài toán định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot - Liệt kê hai trạng thái 1( p1, V1) và trạng thái 2 ( p2, V2) - Sử dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot : p1V1 = p2V2 Chú ý: Khi tìm p thì V1, V2 cùng đơn vị và ngược lại. * Định luật này áp dụng cho lượng khí có khối lượng và nhiệt độ không đổi. * Một số đơn vị đo áp suất: Pa là paxcan ( 1 Pa = 1 N/m2) 1N/m2 = 1Pa 1at = 9,81.104 Pa 1atm = 1,031.105 Pa 1mmHg = 133,3 Pa 1 atm = 760mmHg =1,013.105 Pa =1,033 at ; 1mmHg = 1/760 atm = 0.001315 atm. 2. BÀI TẬP VẬN DỤNG BÀI 1: .Một lượng khí ở 180C có thể tích 1m3 và áp suất 1atm. Người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất 5atm. Thể tích khí nén là bao nhiêu? Giải 3 -Tóm tắt đề và ghi các số liệu của các đại lượng: V1 =1m ; p1=1atm ; p2=5atm . V2 =? p1 1 3 -Áp dụng công thức p1.V1 = p2.V2 => V2 V1 1 0,2m p2 5 Bài 2: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 9(l) đến thể tích 6 (l) thì thấy áp suất tăng lên một lượng p 40kPa . Hỏi áp suất ban đầu của khí là bao nhiêu? Giải - Gọi p1 là áp suất của khí ứng với V1 = 9 (l) - Gọi p2 là áp suất ứng với p2 = p1 + p - Theo định luật luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot .p1V1 = p2V2 9p1 6. p1 p p1 2. p 2.40 80kPa Bài 3: Xylanh của một ống bơm hình trụ có diện tích 10cm 2, chiều cao 30 cm, dùng để nén không khí vào quả bóng có thể tích 2,5 (lít). Hỏi phải bơm bao nhiêu lần để áp suất của quả bóng gấp 3 lần áp suất khí quyển, coi rằng quả bóng trước khi bơm không có không khí và nhiệt độ không khí không đổi trong khi bơm. Giải - Mỗi lần bơm thể tích không khí vào bóng là Vo = s.h = 0,3 (l) - Gọi n là số lần bơm thì thể tích V1 = n.Vo là thể tích cần đưa vào bóng ở áp suất p1 = po Theo bài ra, ta có : P2 = 3p1 và V2 = 2,5 (l) p2 .V2 3p1.2,5 Theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot : n.p1.Vo = p2.V2 n 25 p1.Vo p1.0,3 Vậy số lần cần bơm là 25 lần. Bài 4: Người ta điều chế khí hidro và chứa vào một bình lớn dưới áp suất 1atm ở nhiệt độ 20 oC. Tính thể tích khí phải lấy từ bình lớn ra để nạp vào bình nhỏ có thể tích 20lít ở áp suất 25atm. Coi quá trình này là đẳng nhiệt. 12
  13. Giải : Trạng thái 1: V1 =?; p1 = 1atm; Trạng thái 2: V2 = 20l; p2 = 25atm. Vì quá trình là đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái khí (1) và (2): p1V1 = p2V2 => 1.V1 = 25.20 => V1 = 500lít 3 Bài 5: Mỗi lần bơm đưa được Vo = 80 cm không khí vào ruột xe. Sau khi bơm diện tích tiếp xúc của nó với mặt đường là 30cm2, thể tích ruột xe sau khi bơm là 2000cm 3, áp suất khí quyển là 1atm, trọng lượng xe là 600N. Tính số lần phải bơm ( coi nhiệt độ không đổi trong quá trình bơm). Giải - Gọi n là số lần bơm để đưa không khí vào ruột xe. 3 Vậy thể tích không khí cần đưa vào ruột xe là V1 = nVo = 80n cm Và áp suất p1 = 1atm. 600 5 3 Ap suất p2 sau khi bơm là :p2 = 2.10 Pa 2atm và thể tích V2 = 2000cm . 0,003 Vì quá trình bơm là đẳng nhiệt nên : p1V1 p2 .V2 80n 2000.2 n 50 Vậy số lần cần bơm là 50 lần. CHỦ ĐỀ 2: ĐỊNH LUẬT SÁC – LƠ. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. 1.Phương pháp giải bài toán định luật Sac - lơ - Liệt kê hai trạng thái 1( p1, T1) và trạng thái 2 ( p2, T2) p p - Sử dụng định luật Sac – lơ: 1 2 T1 T2 Chú ý: khi giải thì đổi toC ra T(K): T(K) = toC + 273 - Định luật này áp dụng cho lượng khí có khối lượng và thể tích không đổi. 2. Bài tập vận dụng Bài 1: Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ, khi đèn sáng nhiệt độ của bóng đèn là 327 oC, áp suất trong bóng đèn bằng áp suất khí quyển 1atm. Tính áp suất khí trong bóng đèn khi đèn chưa sáng ở 27oC. Giải Trạng thái 1 Trạng thái 2 T1 = 27+273=300K T2 = 327+273=600K P1 = ? P2 = 1atm p1 p2 T1 300 Theo ĐL Sác – lơ: p1 p2 .1 0,5atm T1 T2 T2 600 Bài 2: Đun nóng đẳng tích một khối khí lên 20 oC thì áp suất khí tăng thêm 1/40 áp suất khí ban đầu. Tìm nhiệt độ ban đầu của khí. Giải - Gọi p1, T1 là áp suất và nhiệt độ của khí lúc đầu - Gọi p2, T2 là áp suất và nhiệt độ khí lúc sau. p1 p2 p1.T2 1 Theo định luật Sác – lơ: T1 . Với p2 = p1 + p1 T1 T2 p2 40 p T 1. 1 20 40 o T2 = T1 + 20 T1 T1 20 T1 800K t1 T1 273 527 C 41p1 41 40 o o Bài 3: Nếu nhiệt độ khí trơ trong bóng đèn tăng từ nhiệt độ t 1 = 27 C đến nhiệt độ t2 = 327 C thì áp suất khi trơ tăng lên bao nhiêu lần? Giải Trạng thái 1: T1 = t1 +273 = 27 +273 =300K; p1; Trạng thái 2: T2 = t2 +273= 327 +273= 600K; p2 = kp1. 13
  14. Vì quá trình là đẳng tích, nên ta áp dụng định luật Charles cho hai trạng thái khí (1) và (2): 600 p1T2 = p2T1 => 600p1 = 300.kp1 => k = 2 300 Vậy áp suất sau khi biến đổi gấp 2 lần áp suất ban đầu. CHỦ ĐỀ 3: ĐỊNH LUẬT GAY – LUY XẮC - QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP. 1.Phương pháp giải bài toán định Gay – luy xắc - Liệt kê hai trạng thái 1( V1, T1) và trạng thái 2 ( V2, T2) V V - Sử dụng định luật Gay – luy- xắc: 1 2 T1 T2 Chú ý: khi giải thì đổi toC ra T(K): T(K) = toC + 273 - Định luật này áp dụng cho lượng khí có khối lượng và áp suất không đổi. 2. Bài tập vận dụng o o Bài 1: Một khối khí đem giãn nở đẳng áp từ nhiệt độ t1 = 27 C đến nhiệt độ t2 = 127 C, thể tích khối khí tăng thêm 1,5 lít. Tìm thế tích khối khí trước và sau khi giãn nở. Giải: Trạng thái 1: T1 = 27+273 =300K; V1 Trạng thái 2: T2 = 127+273=400K; V2 = V1 + 1,5 (lít) Vì đây là quá trình đẳng áp, nên ta áp dụng định luật Gay lussac cho hai trạng thái (1) và (2): V1T2 = V2T1 => 400V1 = 300(V1 + 1,5) => V1 = 4,5 lít Vậy: + Thể tích lượng khí trước khi biến đổi là V1 = 4,5 lít; + Thể tích lượng khí sau khi biến đổi là V2 = V1 + 1,5 = 6 lít. Bài 2: Đun nóng đẳng áp một khối khí lên đến 57 oC thì thể tích tăng thêm 1/10 thể tích ban đầu. Tìm nhiệt độ ban đầu? Giải: V V 0,1V 1 1,1 1 1,1 Sử dụng định luật Gay – Luy- xắc: 1 1 1   T1 T2 T1 273 57 T1 330 0 =>T1 300K t1 300 273 27 C . Bài 3: Đun nóng một lượng không khí trong điều kiện đẳng áp thì nhiệt độ tăng thêm 3K ,còn thể tích tăng thêm 1% so với thể tích ban đầu. Tính nhiệt độ ban đầu của khí? Giải: - Gọi V1, T1 và V2, T2 là thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của khí ở trạng thái 1 và trạng thái 2. V V V T V V T T Vì quá trình là đẳng áp nên ta có : 1 2 hay 2 2 2 1 2 1 T1 T2 V1 T1 V1 T1 V2 V1 3 o Theo bài ra, ta có: 0,01 => T2 = T1 +3. Vậy : 0,01 = T1 = 300K t = 27 C V1 T1 CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÝ TƯỞNG.(KHỐI LƯỢNG KHÍ XÁC ĐỊNH) 1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÝ TƯỞNG. - Liệt kê ra 2 trạng thái 1 ( p1,V1,T1) và 2 (p2,V2,T2). p V p V - Áp dụng phương trình trạng thái: 1 1 2 2 T1 T2 * Chú ý: luôn đổi nhiệt độ toC ra T(K): T (K) = 273 + to C 2. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Trong xilanh của một động cơ có chứa một lượng khí ở nhiệt độ 47o C và áp suất 0,7 atm. a. Sau khi bị nén thể tích của khí giảm đi 5 lần và áp suất tăng lên tới 8atm. Tính nhiệt độ của khí ở cuối quá trình nén? 14
  15. b. Người ta tăng nhiệt độ của khí lên đến 273 oC và giữ pit-tông cố định thì áp suất của khí khi đó là bao nhiêu? Giải a. Tính nhiệt độ T2. Trạng thái 1: Trạng thái 2: P1 = 0,7atm P2 = 8atm V1 V2 = V1/5 T1 = 320K T2 = ? p1V1 p2V2 8V1.320 Áp dụng PTTT khí lý tưởng, Ta có: T2 731K T1 T2 5.0,7V1 b. Vì pít- tông được giữ không đổi nên đó là quá trình đẳng tích: p1 P3 p1.T3 546.0,7 Theo định luật Sác – lơ, ta có: p3 1,19atm T1 T3 T1 320 Bài 2: nếu thể tích của một lượng khí giảm đi 1/10, áp suất tăng 1/5 và nhiệt độ tăng thêm 16 0C so với ban đầu. Tính nhiệt độ ban dầu của khí. Giải: Trạng thái 1: p1, V1, T1 Trạng thái 2: p2 = 1,2p1, V2 = 0,9V1, T2 = T1 +16 p1V1 p2.V2 Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: T1 200K T1 T2 Bài 3: pít tông của một máy nén, sau mỗi lần nén đưa được 4 lít khí ở nhiệt độ 270 C và áp suất 1 atm vào bình chưa khí ở thể tích 2m 3. tính áp suất của khí trong bình khi phít tông đã thực hiện 1000 lần nén. Biết nhiệt độ trong bình là 420 C . Giải:Trạng thái 1: Trạng thái 2: p1 = 10atm p2 =? 3 V1 = nV = 1000.4 = 4000l V2 = 2m = 2000l T1 = 300K T2 = 315K p1V1 p2.V2 Áp dụng phương trình trạng thái: p2 2,1atm T1 T2 Bài 4: trong xilanh của một động cơ đốt trong có 2dm 3 hỗn hợp khí dưới áp suất 1 atm và nhiệt độ 47 0C. Pít tông nén xuống làm cho thể tích của hỗn hợp khí chỉ còn 0,2 dm 3 và áp suất tăng lên tới 15 atm. Tính hỗn hợp khí nén. Giải Trạng thái 1: Trạng thái 2: p1 = 1atm p2 =15atm 3 3 V1 = 2dm V2 = 0,2 dm T1 = 320K T2 ? p1V1 p2.V2 o Áp dụng phương trình trạng thái: T2 480K t2 207 C . T1 T2 Bài 5: Một khối khí thực hiện 1 chu trình như hình vẽ. P (Pa) Cho p = 6.105 pa, V = 2 lít, T = 900 oK, p = 2.105 pa. 1 1 2 3 1 a.Xác định từng quá trình biến đổi trạng thái của khí là gì? 6.105 b.Tính V2 và T3. Giải : 0 a. Quá trình đẳng nhiệt: từ 1 đến 2 => T1=T2 = 900 K 2.105 2 5 Quá trình đẳng áp : từ 2 đến 3 => P2 = P3 = 2.10 pa 3 Quá trình đẳng tích: từ 3 đến 1 =>V1 = V3 = 2 lít b.Phương trình trạng thái : O 2 V(lit) p V p V p V p V 1 1 2 2 và : 1 1 3 3 Hình 1 T1 T2 T1 T3 15
  16. p3V3 0 Ta được T3 = T1 = 300 K V1T1 5 p1V1 p2V2 p1T2 6.10 .900 Từ : => V2 = V1 = 5 .2 = 6lit T1 T2 p 2T1 2.10 .900 Hoặc cách 2: Quá trình đẳng nhiệt : từ 1 đến 2 =>p1.V1 =p2.V2 5 p1 6.10 Suy ra : V2 = V1 5 .2 = 6lit p2 2.10 PHẦN III: CÁC CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐÔNG LỰC HỌC. I. LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC: 1. Nội năng và Sự biến thiên nội năng. (Bài 32) -Nhiệt lượng: số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng. U Q -Biểu thức: Q m.c. t  Qtỏa =  Qthu Trong đó: Q – là nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra (J) m – là khối lượng (kg) c – là nhiệt dung riêng của chất J kg.K t – là độ biến thiên nhiệt độ ( oC hoặc oK) -Thực hiện công: U A - Biểu thức: A p. V U Trong đó: p Áp suất của khí. N m 2 V Độ biến thiên thể tích (m3) -Cách đổi đơn vị áp suất: +1N = 1 pa (Paxcan) ; +1 atm = 1,013.105 pa m 2 + 1 at = 0,981.105 pa; +1 mmHg = 133 pa = 1 tor + 1 HP = 746 w 2. Các nguyên lí của nhiệt động lực học. -Nguyên lí một: Nhiệt động lực học : Biểu thức: U A Q -Các quy ước về dấu: Q 0 : Hệ nhận nhiệt lượng; Q 0 : Hệ nhận công ; A < 0 : Hện thực hiện công II. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CHỦ ĐỀ 1: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 1. Phương pháp giải bài toán về sự truyền nhiệt giữa các vật + Xác định nhiệt lượng toả ra, thu vào của các vật trong quá trình truyền nhiệt thông qua biểu thức: Q = mc t +Viết phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu + Xác định các đại lượng theo yêu cầu của bài toán. Lưu ý: + Nếu ta sử dụng biểu thức: t = ts – tt thì Qtoả = - Qthu + Nếu ta chỉ xét về độ lớn của nhiệt lượng toả ra hay thu vào thì Q toả = Qthu, trong trường hợp này, đối với vật thu nhiệt thì t = ts - tt còn đối với vật toả nhiệt thì t = tt – ts 2. Bài tập vận dụng Bài 1: Một bình nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 0,118kg nước ở nhiệt độ 20 oC. Người ta thả vào bình một miếng sắt có khối lượng 0,2kg đã được đun nóng tới nhiệt độ 75 oC. Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt.Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là 920J/kgK; nhiệt dung riêng của nước là 4180J/kgK; và nhiệt dung riêng của sắt là 460J/kgK. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường xung quanh. Giải: Gọi t là nhiệt độ lúc cân bằng nhiệt. Nhiệt lượng của sắt toả ra khi cân bằng:Q1 = mscs(75 – t) = 92(75 – t) (J) Nhiệt lượng của nhôm và nước thu vào khi cân bằng nhiệt: 16
  17. Q2 = mnhcnh(t – 20) = 460(t – 20) (J) Q3 = mncn (t – 20) = 493,24(t – 20) (J) Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu 92(75 – t) = 460(t – 20) + 493,24(t – 20) 92(75 – t) = 953,24(t – 20) Giải ra ta được t ≈ 24,8oC Bài 2: Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau có khối lượng 128g chứa 210g nước ở nhiệt độ 8,4 oC. Người ta thả một miếng kim loại có khối lượng 192g đã đun nóng tới nhiệt độ 100 oC vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của miếng kim loại, biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 21,5 oC.Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường xung quanh và biết nhiệt dung riêng của đồng thau là 128J/kgK và của nước là 4180J/kgK. Giải :Nhiệt lượng toả ra của miếng kim loại khi cân bằng nhiệt là: Q1 = mkck(100 – 21,5) = 15,072ck (J) Nhiệt lượng thu vào của đồng thau và nước khi cân bằng nhiệt là: Q2 = mđcđ(21,5 – 8,4) = 214,6304 (J) Q3 = mncn(21,5 – 8,4) =11499,18 (J) Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu 15,072ck = 214,6304 + 11499,18 Giải ra ta được ck = 777,2J/kgK. Bài 3: Thả một quả cầu bằng nhôm khối lượng 0,105 Kg được nung nóng tới 142 oC vào một cốc nước ở 20oC. Biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 42 oC. Tính khối lượng nước trong cốc. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/Kg.K và của nước là 4200 J/Kg.K. Giải : Gọi t là nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt Nhiệt lượng do quả cầu nhôm tỏa ra là: Q1 = m1.c1.(t2 – t) Nhiệt lượng do nước thu vào là Q2 = m2.c2.(t – t1) Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:Q1 = Q2 m1.c1.(t2 – t) = m2.c2.(t – t1) m1.c1 t2 t 0,105.880.(142 42) m2 = = = 0,1 Kg. c2 t t1 4200.(42 20) CHỦ ĐỀ 2: CÁC NGUYÊN LÝ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 1. Các dạng bài tập và phương pháp giải Dạng 1: Tính toán các đại lượng liên quan đến công, nhiệt và độ biến thiên nội năng Áp dụng nguyên lý I: U = A + Q Trong ®ã: U : biÕn thiªn néi n¨ng (J) A : c«ng (J) +Qui ­íc: + U 0 néi n¨ng t¨ng, U 0 néi n¨ng gi¶m. + A 0 vËt nhËn c«ng , A 0 vËt thùc hiÖn c«ng. + Q 0 vËt nhËn nhiÖt l­îng, Q 0 vËt truyÒn nhiÖt l­îng. Chú ý: a.Quá trình đẳng tích: V 0 A 0 nên U Q b. Quá trình đẳng nhiệt: T 0 U 0 nên Q = -A c. Quá trình đẳng áp: - Công giãn nở trong quá trình đẳng áp: A p(V2 V1 ) p. V p h»ng sè : ¸p suÊt cña khèi khÝ. V1,V2 : lµ thÓ tÝch lóc ®Çu vµ lóc sau cña khÝ. pV1 - Có thể tính công bằng công thức: A (T2 T1) ( nếu bài toán không cho V2) T1 N §¬n vÞ thÓ tÝch V (m3), ®¬n vÞ cña ¸p suÊt p (N/m2) hoÆc (Pa). 1Pa 1 m2 Dạng 2: Bài toán về hiệu suất động cơ nhiệt 17
  18. Q Q A - HiÖu suÊt thùc tÕ: H = 1 2 (%) Q1 Q1 T1 T2 T2 - HiÖu suÊt lý t­ëng: Hmax = 1 - vµ H Hmax T 1 T1 2. Bài tập vận dụng Bài 1: một bình kín chứa 2g khí lý tưởng ở 200C được đun nóng đẳng tích để áp suất khí tăng lên 2 lần. a. Tính nhiệt độ của khí sau khi đun. b. Tính độ biến thiên nội năng của khối khí, cho biết nhiệt dung riêng đẳng tích khí là 12,3.103 J/kg.K Giải p p a. Trong quá trình đẳng tích thì: 1 2 , nếu áp suất tăng 2 lần thì áp nhiệt độ tăng 2 lần, vậy: T1 T2 0 T2 = 2T1 = 2.(20 + 273) = 586K, suy ra t2 = 313 C b. Theo nguyên lý I thì: U = A + Q do đây là quá trình đẳng tích nên A = 0, Vậy U = Q = mc (t2 – t1) = 7208J Bài 2: Mét l­îng khÝ ë ¸p suÊt 2.104 N/m2 cã thÓ tÝch 6 lÝt. §­îc ®un nãng ®¼ng ¸p khÝ në ra vµ cã thÓ tÝch 8 lÝt. TÝnh: a.C«ng do khÝ thùc hiÖn b.§é biÕn thiªn néi n¨ng cña khÝ. BiÕt khi ®un nãng khÝ nhËn ®­îc hiÖt l­îng 100 J Gi¶i a. TÝnh c«ng do khÝ thùc hiÖn ®­îc: A p(V2 V1 ) p. V 4 2 3 3 Víi p 2.10 N / m vµ V V2 V1 2lÝt 2.10 m Suy ra: A 2.104.2.10 3 40 J V× khÝ nhËn nhiÖt l­îng (Q 0 ) vµ thùc hiÖn c«ng nªn: A 40 J b. §é biÕn thiªn néi n¨ng: ¸p dông nguyªn lý I N§LH U Q A Víi Q 100J vµ A 40 J .Suy ra: U 100 40 60 J Bài 3: Một khối khí có thể tích 10 lít ở áp suất 2.10 5N/m2 được nung nóng đẳng áp từ 30oC đến 1500C. Tính công do khí thực hiện trong quá trình trên. V2 T2 T2 423 Giải:Trong quá trình đẳng áp, ta có: V2 .V1 10. 13,96l V1 T1 T1 303 A p. V p. V V 2.10 5. 13, 96 10 .10 3 792J - Công do khí thực hiện là: 2 1 Bài 4: Một động cơ nhiệt lý tưởng hoạt động giữa hai nguồn nhiệt 100oC và 25,4oC, thực hiện công 2kJ. a. Tính hiệu suất của động cơ, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng và nhiệt lượng mà nó truyền cho nguồn lạnh. b. Phải tăng nhiệt độ của nguồn nóng lên bao nhiêu để hiệu suất động cơ đạt 25%? Giải: T T 373 298,4 a. Hiệu suất của động cơ: H 1 2 0,2 2% T1 373 A - Suy ra, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng là: Q 1 0 k J 1 H - Nhiệt lượng mà động cơ truyền cho nguồn lạnh: Q2 = Q1 – A = 8kJ b. Nhiệt độ của nguồn nóng để có hiệu suất 25%. T T 298,4 H / 2 T / 2 K t T / o C 1 / 1 / 398 1 273 125 . T1 1 H 1 0,25 18
  19. 2 3 0 Bài 5: một khối khí có áp suất p = 100N/m thể tích V1 = 4m , nhiệt độ t 1 = 27 C được nung nóng đẳng áp 0 đến nhiệt độ t2 = 87 C. Tính công do khí thực hiện. p1V1 p2V2 p2V2 p1V1 Giải:Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: (P = P1= P2) T1 T2 T2 T1 p1V1 P(V2 V1) p1V1 Nên: p(V2 V1) (T2 T1) T1 T2 T1 T1 pV1 2 3 Vậy: A (T2 T1 ) , trong đó: T1 = 300K, T2 = 360K, p = 100N/m , V1 = 4m . T1 100.4(360 300) Do đó: A 80J 300 PHẦN IV: CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG. SỰ CHUYỂN THỂ I. LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC: 1: Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình. Chất kết tinh Chất vô định hình Khái niệm 1. Có cấu tạo tinh thể Tính chất 2. Hình học xác định Ngược lại chất kết tinh 3. Nhiệt độ nóng chảy xác định Đơn tinh thể Đa tinh thể Phân loại Đẳng hướng Dị hướng Đẳng hướng 2: Biến dạn cơ của vật rắn. a, Biến dạng đàn hồi: | l l | | l | -Độ biến dạng tỉ đối:  0 l0 l0 Trong đó: l0 : chiều dài ban đầu; l : chiều dài sau khi biến dạng l : độ biến thiên chiều dài ( độ biến dạng). F -Ứng suất:  N S m 2 b.Định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn: | l | -Biểu thức:  . . Với là hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu vật rắn. l0 F | l | -Lực đàn hồi:  E S l0 S - Biểu thức: Fđh k | l | E | L | l0 1 1 -Trong đó: E (E gọi là suất đàn hồi hay suất Y-âng) E S Độ cứng: k E và S là tiết diện của vật. l0 3: Sự nở vì nhiệt của vật rắn Gọi: lầnl 0lượt,V0 ,là:S0 ,độD 0dài – thể tích – diện tích – khối lượng riêng ban đầu của vật. l,V , S, D lần lượt là: độ dài – thể tích – diện tích – khối lượng riêng của vật ở nhiệt độ t0C. l, V , S, t lần lượt là độ biến thiên(phần nở thêm) độ dài – thể tích – diện tích – nhiệt độ của vật sau khi nở. -Sự nở dài: l l0 .(1 . t) l l0 . . t 19
  20. Với là hệ số nở dài của vật rắn. Đơn vị: 1 K 1 K -Sự nở khối: V V0 .(1 . t) V0 .(1 3. . t) V V0 .3 . t Với  3. -Sự nở tích (diện tích): S S0 .(1 2. . t) S S.2 . t d 2 2 1 d 2 d 2 (1 2 . t) t d 0 Với d là đường kính tiết diện vật rắn. 0 2 1 1 D -Sự thay đổi khối lượng riêng: 1 3 . t D 0 D D0 1 3 . t 4.Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng: a.Lực căn bề mặt: f .l (N). Trong đó: : hệ số căng bề mặt. N m l .d chu vi đường tròn giới hạn mặt thoáng chất lỏng. (m) Khi nhúng một chiếc vòng vào chất lỏng sẽ có 2 lực căng bề mặt của chất lỏng lên chiếc vòng. -Tổng các lực căng bề mặt của chất lỏng lên chiếc vòng Fcăng = Fc = Fkéo – P (N) Với Fkéo lực tác dụng để nhắc chiếc vòng ra khổi chất lỏng (N) P là trọng lượng của chiếc vòng. -Tổng chu vi ngoài và chu vi trong của chiếc vòng. l D d) Với D đường kính ngoài; d đường kính trong Fc b. Giá trị hệ số căng bề mặt của chất lỏng: D d Chú ý: Một vật nhúng vào xà phòng luôn chịu tác dụng của hai lực căng bề mặt 5. Sự chuyển thể của các chất a. Công thức tính nhiệt nóng chảy: Q =  m (J) m (kg) khoái löôïng.  (J/kg) : Nhieät noùng chaûy rieâng. b. Công thức tính nhiệt hóa hơi: Q = Lm L(J/kg) : Nhieät hoaù hôi rieâng; m (kg) khối lượng chất lỏng. c. Công thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra: Q = m.c (t2 – t1). c (J/kg.k): nhiệt dung riêng. Chú ý: Khi sử dụng những công thức này cần chú ý là các nhiệt lượng thu vào hoặc tỏa ra trong quá trình chuyển thể Q =  m và Q = L.m đều được tính ở một nhiệt độ xác định, còn công thức Q = m.c (t2 – t1) được dùng khi nhiệt độ thay đổi. 6: Độ ẩm của không khí a p - Độ ẩm tỉ đối của không khí: f = .100%; Hoặc f = .100% A pbh - Để tìm áp suất bão hòa pbh và độ ẩm cực đại A, ta dựa vào bảng 39.1 sgk. - Khối lượng hơi nước có trong phòng: m = a.V ( V(m3) thể tích của phòng). II. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CHỦ ĐỀ 1: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN 1. Phương pháp giải bài toán về biến dạng do lực gây ra ( biến dạng cơ) - Công thức tính lực đàn hồi: Fñh = k l ( dùng công thức này để tìm k) S Trong đó: k = E ( dùng công thức này để tìm E, S). k ( N/m) độ cứng ( hệ số đàn hồi). l0 2 2 E ( N/m hay Pa) : goïi laø suaát ñaøn hoài hay suaát Y-aâng. S (m ) : tiết diện. lo (m): chiều dài ban đầu 20
  21. l F - Độ biến dạng tỉ đối: l0 SE d 2 - Diện tích hình tròn: S (d (m) đường kính hình tròn) 4 l k Nhớ: độ cứng của vật ( thanh,lò xo) tỉ lệ nghịch với chiều dài: 1 2 l2 k1 2. Bài tập vận dụng Bài 1: Một sợi dây bằng kim loại dài 2m, đường kính 0,75mm. Khi kéo bằng 1 lực 30N thì sợi dây dãn ra thêm 1,2mm. a. Tính suất đàn hồi của sợi dây. b. Cắt dây thành 3 phần bằng nhau rồi kéo bằng 1 lực 30N thì độ dãn ra là bao nhiêu? Giải: Vì độ lớn lực tác dụng vào thanh bằng độ lớn lực đàn hồi nên: s .d 2 .d 2 l F Fdh k. l E. . l . với s nên F E. . l0 4 4 lo 4F.l 4.30.2 E 0 10 Pa 2 2 11,3.10 .d . l 3,14. 0,75.10 3 .1,2.10 3 b. Khi cắt dây thành 3 phần bằng nhau thì mỗi phần dây có độ cứng gấp 3 lần so với dây ban đầu. nếu kéo dây cũng bằng lực 30N thì độ dãn sẽ giảm đi 3 lần l 0,4mm Bài 2: a.Ph¶i treo mét vËt cã khèi l­îng b»ng bao nhiªu vµo mét lß xo cã hÖ sè ®µn håi k = 250N/m ®Ó nã d·n ra l = 1cm. LÊy g = 10m/s2. b.Mét sîi d©y b»ng ®ång thau dµi 1,8 m cã ®­êng kÝnh 0,8 mm. Khi bÞ kÐo b»ng mét lùc 25N th× thanh d·n ra mét ®o¹n b»ng 1mm. X¸c ®Þnh suÊt l©ng cña ®ång thau. Giải:a. T×m khèi l­îng m   VËt m chÞu t¸c dông cña träng lùc P vµ lùc ®µn håi F Ta cã: P F =0 (ë tr¹ng th¸i c©n b»ng) Suy ra: P = F. Víi P = mg vµ F k l k l 250.0,01 Nªn mg k l m => m 0,25kg (Víi k = 250N/m; l =1cm =0,01m ; g=10m/s2) g 10 b.T×m suÊt Young E? XÐt d©y ®ång thau chÞu t¸c dông cña lùc kÐo Fk vµ lùc ®µn håi F . ë tr¹ng th¸i c©n b»ng: F Fk 2 2 S d d 4Fkl0 Mµ: F k l víi k E , S . Nªn: F E l Fk . Suy ra: E 2 l0 4 4l0 d l -4 -3 Víi Fk = 25 N; l0 =1,8m; d = 0,8mm =8.10 m ; l =10 m 4.25.1,8 10 Nªn: E 2 8,95.10 Pa 3,14 8.10 4 .10 3 Bài 3:Mét thanh thÐp dµi 4m, tiÕt diÖn 2cm2. Ph¶i t¸c dông lªn thanh thÐp mét lùc kÐo b»ng bao nhiªu ®Ó thanh dµi thªm 1,5mm? Cã thÓ dïng thanh thÐp nµy ®Ó treo c¸c vËt cã träng l­îng b»ng bao nhiªu mµ kh«ng bÞ ®øt? BiÕt suÊt Young vµ giíi h¹n h¹n bÒn cña thÐp lµ 2.1011Pa vµ 6,86.108Pa. S Giải: Ta cã: F k l (1) Vµ k E (2) l0 l 10 3 Thay (2) vµo (1) suy ra: F ES => F 2.1011 2.10 4 1,5 15.103 (N) 4 l0 Thanh thÐp cã thÓ chÞu ®ùng ®­îc c¸c träng lùc nhá h¬n Fb 21
  22. 8 4 PFb  b S 6,86.10 2.10 P <137200 N Bài 4: Một dây thép có chiều dài 2,5m, tiết diện 0,5mm 2, được kéo căng bởi một lực 80N thì thanh thép dài ra 2mm. tính: a. Suất đàn hồi của sơi dây. b. Chiều dài của dây thép khi kéo bởi lực 100N, coi tiết diện day không đổi. S.E F.l0 80.2,5 11 Giải:a.Ta có: F . l E 6 3 2.10 Pa l0 S. l 0,5.10 .10 S.E / / F.l0 100.2,5 3 b.Ta có: F . l l 6 11 2,5.10 m 0,25cm l0 S.E 0,5.10 .2.10 / Vậy chiều dài sẽ là: l l0 l 250 0,25 250,25cm CHỦ ĐỀ 2: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN 1. Phương pháp giải bài toán về biến dạng do nhiệt gây ra ( biến dạng nhiệt) 1. Sự nở dài - Công thức tính độ nở dài: l = l - l 0 = l 0 t Với l0 là chiều dài ban đầu tại t0 0 - .Công thức tính chiều dài tại t C : l lo (1 . t) Trong đó: : Heä soá nôû daøi (K-1). 2. sự nở khối - Công thức độ nở khối : V=V–V0 =  V0 t 0 - Công thức tính thể tích tại t C : V = Vo(1 + . t) Với V0 là thể tích ban đầu tại t0 * Nhớ:  = 3 : Heä soá nôû khoái ( K-1) 2. Bài tập vận dụng Bài 1: Hai thanh kim loại, một bằng sắt và một bằng kẽm ở 0 0C có chiều dài bằng nhau, còn ở 100 0C thì chiều dài chênh lệch nhau 1mm. Tìm chiều dài hai thanh ở 0 0C. Biết hệ số nở dài của sắt và kẽm là 1,14.10 - 5K-1 và 3,4.110-5K-1 0 Giải :- Chiều dài của thanh sắt ở 100 C là: ls l0 (1 s t) 0 - Chiều dài của thanh kẽm ở 100 C là: lk l0 (1 k t) - Theo đề bài ta có: lk ls 1 1 l0 (1 k t) - l0 (1 s t) = 1 l0 ( k t - s t) =1 l0 0,43 (m) ( k s ) t Bài 2: Một dây nhôm dài 2m, tiết diện 8mm2 ở nhiệt độ 20oC. a. Tìm lực kéo dây để nó dài ra thêm 0,8mm. b. Nếu không kéo dây mà muốn nó dài ra thêm 0,8mm thì phải tăng nhiệt độ của dây lên đến bao nhiêu độ? Cho biết suất đàn hồi và hệ sô nở dài tương ứng của dây là E = 7.1010Pa; 2,3.10 5 K 1 6 S 10 8.10 3 Giải: a. Lực kéo để dây dài ra thêm 0,8mm.Ta có: F Fdh E. . l 7.10 . .0.8.10 224N lo 2 l 0,8.10 3 b. Ta có: l l t t t t o C . o . 0 0 5 20 37,4 lo . 2.2,3.10 Bài 3 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 20oC lên 50oC , cho biết 12.10 6 K 1,E 2.1011 Pa . Giải :Ta có: l lo . t S S 11 4 6 và: F E. . l E. . .lo . t E.S. . t 2.10 .10.10 .12.10 .30 72000N lo lo 22
  23. Bài 4: Tính độ dài của thanh thép và thanh đồng ở 0oC sao cho ở bất kỳ nhiệt độ nào thanh thép cũng dài hơn thanh đồng 5cm.Cho hệ số nở dài của thép và đồng lần lượt là 1,2.10 5 K 1 và 1,7.10 5 K 1 . 0 Giải : Gọi l01 , l02 là chiều dài của thanh thép và thanh đồng tại 0 C Ta có: l01 l02 5cm (1) - Chiều dài của thanh thép và đồng tại t oC là : l1 l01(1 1t) Theo đề thì l01 l02 l1 l2 l01 l02 l01. 1t l02 2t l2 l02 (1 2t) l02 1 12 Nên l02 2 l01 1 (2) l01 2 17 Từ (1) và (2), ta được: l01 17cm và l02 12cm CHỦ ĐỀ 3: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG 1. Các dạng bài tập và phương pháp giải Dạng 1: Tính toán các đại lượng trong công thức lực căng bề mặt chất lỏng - Lực căng bề mặt chất lỏng: F =  l  (N/m) : Heä soá caêng beà maët. l (m) chiều dài của đường giới hạn có sự tiếp xúc giữa chất lỏng và chất rắn. Chú ý: cần xác định bài toán cho mấy mặt thoáng. Dạng 2: Tính lực cần thiết để nâng vật ra khỏi chất lỏng - Để nâng được: Fk P f - Lực tối thiểu: Fk P f Trong đó: P =mg là trọng lượng của vật. f là lực căng bề mặt của chất lỏng Dạng 3: Bài toán về hiện tượng nhỏ giọt của chất lỏng - Đầu tiên giọt nước to dần nhưng chưa rơi xuống. V - Đúng lúc giọt nước rơi: P F mg .l (l là chu vi miệng ống) V D.g  d .Dg  d 1 n Trong đó: n là số giọt nước, V( m 3) là thể tích nước trong ống, D(kg/m 3) là khối lượng riêng chất lỏng, d (m) là đường kính miệng ống 2. Bài tập vận dụng Bài 1: Cho nước vào một ống nhỏ giọt có đường kính miệng ống d = 0,4mm. hệ số căng bề mặt của nước là  73.10 3 N / m . Lấy g = 9,8m/s2. Tính khối lượng giọt nước khi rơi khỏi ống. Giải:- Lúc giọt nước hình thành, lực căng bề mặt F ở đầu ống kéo nó lên là F  .l  . .d - Giọt nước rơi khỏi ống khi trọng lượng giọt nước bằng lực căng bề mặt: F = P  . .d 73.10 3.3,14.0,4.10 3 mg  . .d m 9,4.10 6 kg 0,0094g g 9,8 CHỦ ĐỀ 4: SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT 1. Phương pháp giải bài tập về sự chuyển thể các chất 1. Công thức tính nhiệt nóng chảy: Q =  m (J) m (kg) khoái löôïng.  (J/kg) : Nhieät noùng chaûy rieâng. 2. Công thức tính nhiệt hóa hơi: Q = Lm L(J/kg) : Nhieät hoaù hôi rieâng; m (kg) khối lượng chất lỏng. 3. Công thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra: Q = m.c (t2 – t1). c (J/kg.k): nhiệt dung riêng. Chú ý: Khi sử dụng những công thức này cần chú ý là các nhiệt lượng thu vào hoặc tỏa ra trong quá trình chuyển thể Q =  m và Q = L.m đều được tính ở một nhiệt độ xác định, còn công thức Q = m.c (t2 – t1) được dùng khi nhiệt độ thay đổi. 2. Bài tập vận dụng 23
  24. Bài 1: Người ta thả một cục nước đá khối lượng 80g ở 0 oC vào một cốc nhôm đựng 0,4kg nước ở 20 oC đặt trong nhiệt lượng kế. Khối lượng của cốc nhôm là 0,20kg. Tính nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước vừa tan hết. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105J/kg. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K và của nước lăJ/kg.K. Bỏ qua sự mất mát nhiệt độ do nhiệt truyền ra bên ngoài nhiệt lượng kế. Giải - Gọi t là nhiệt độ của cốc nước khi cục đá tan hết. o - Nhiệt lượng mà cục nước đá thu vào để tan thành nước ở t C là: Q1 .mnđ cnđ .mnđ .t - Nhiệt lượng mà cốc nhôm và nước tỏa ra cho nước đá là. Q2 cAl .mAl (t1 t) cn .mn (t1 t) - Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. o Q1 = Q2 t 4,5 C Bài 2: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá ở -10 oC chuyển thành nước ở 0 oC. Cho biết nhiệt dung riêng của nước đá là 2090J/kg.K và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá 3,4.105J/kg. Giải - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá ở -10oC chuyển thành nước đá ở 0oC là: Q1 = m.c.Δt = 104500J - Nhiệt lượng cần cung cấp để 5kg nước đá ở 0oC chuyển thành nước ở 0oC là: 5 Q2 = λ.m = 17.10 J - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá ở -10oC chuyển thành nước ở 0oC là: Q = Q1 + Q2 = 1804500J Bài 3: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước ở 25oC chuyển thành hơi ở 100oC. Cho biết nhiệt dung riêng của nước 4180J/kg.K và nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106J/kg. Giải o o - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước ở 25 C tăng lên 100 C là: Q1 = m.c.Δt = 3135KJ - Nhiệt lượng cần cung cấp để 10kg nước đá ở 100oC chuyển thành hơi nước ở 100oC là: Q2 = L.m = 23000KJ - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước đá ở 25oC chuyển thành hơi nước ở 100oC là: Q = Q1 + Q2 = 26135KJ CHỦ ĐỀ 5: ĐỘ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ 1. Phương pháp giải các bài toán về độ ẩm không khí a p - Độ ẩm tỉ đối của không khí: f = .100% Hoặc f = .100% A pbh - Để tìm áp suất bão hòa pbh và độ ẩm cực đại A, ta dựa vào bảng 39.1 sgk. - Khối lượng hơi nước có trong phòng: m = a.V ( V(m3) thể tích của phòng). 2. Bài tập vận dụng Bài 1: Phòng có thể tích 50m 3 không khí, trong phòng có độ ẩm tỉ đối là 60%. Nếu trong phòng có 150g nước bay hơi thì độ ẩm tỉ đối của không khí là bao nhiêu? Cho biết nhiệt độ trong phòng là 25 oC và khối lượng riêng của hơi nước bão hòa là 23g/m3. Giải - Độ ẩm cực đại của không khí ở 25oC là A = 23g/m3. 3 - Độ ẩm tuyệt đối của không khí lúc đầu a1 = f1.A = 13,8g/m . 150 - Khối lượng hơi nước trong không khí tăng thêm 150g nên độ ẩm tuyệt đối tăng thêm: a 3g / m3 50 a a Vậy độ ẩm tỉ đối của không khí là:f 1 73 % 2 A Bài 2: Phòng có thể tích 40cm3. không khí trong phòng có độ ẩm tỉ đối 40%. Muốn tăng độ ẩm lên 60% thì o 3 phải làm bay hơi bao nhiêu nước? biết nhiệt độ là 20 C và khối lượng hơi nước bão hòa là Dbh = 17,3g/m . Giải: - Độ ẩm tuyệt đối của không khí trong phòng lúc đầu và lúc sau: 3 - a1 = f1.A = f1.Dbh = 6,92g/m . 3 - a2 = f2.A = f2.Dbh = 10,38g/m - Lượng nước cần thiết là:m = (a2 – a1). V = ( 10,38 – 6,92).40 = 138,4g. 24
  25. Bài 3: Một căn phòng có thể tích 60m3, ở nhiệt độ 200C và có độ ẩm tương đối là 80%. Tính lượng hơi nước có trong phòng, biết độ ẩm cực đại ở 200C là 17,3g/m3. Giải:- Lượng hơi nước có trong 1m3 là: a = f.A = 0,8.17,3 = 13,84g - Lượng hơi nước có trong phòng là: m= a.V = 13,84.60 = 830,4g. PHẦN V: CÂU HỎI ÔN TẬP LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM I.CÂU HỎI LÝ THUYẾT TỰ LUẬN. Câu 1: Nêu định nghĩa công trong trường hợp tổng quát. Viết công thức, nêu rõ tên gọi và đơn vị các đại lượng. Biện luận giá trị của công theo góc . -Định nghĩa : khi lực F không đổi tác dụng lên 1 vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc thì công của lực đó được tính bằng công thức: A Fscos Với A : công của lực (J), F :lực (N), s : quãng đường dịch chuyển(m), (F; s) :góc hợp bởi hướng của lực và hướng chuyển dời. Biện luận: 0 900 A 0 : công phát động; 900 A 0 : công cản; 0 A 0 . Câu 2. Công suất là gì? Viết công thức, nêu rõ tên gọi, đơn vị các đại lượng. 1kwh là đơn vị của công hay công suất? -Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. A P với P : công suất(W); A : công (J); t : thời gian (s) t 1kwh = 1.000x3.600 = 3.600.000 J là đơn vị của công Câu 3. Động năng là gì? Viết công thức, nêu rõ tên gọi, đơn vị các đại lượng. Viết công thức liên hệ giữa công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng( định lí động năng) Động năng: là dạng năng lượng của vật có được do chuyển động. 1 W mv2 Với W là động năng (J); m :khối lượng của vật (kg); v : vận tốc(m/s) d 2 d Định lí động năng: Độ biến thiên động năng bằng tổng công ngoại lực tác dụng lên vật. 1 1 mv 2 mv 2 A 2 2 2 1 Câu 4. Thế năng trọng trường là gì? Viết công thức tính thế năng trọng trường. Viết công thức tính thế năng đàn hồi. Nêu rõ tên gọi và đơn vị các đại lượng. -Thế năng trọng trường: là dạng năng lượng tương tác giữa vật và Trái Đất, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Biểu thức Wt mgz Với m : khối lượng của vật (kg); g : gia tốc trọng trường (m/s2); z : độ cao so với mặt đất (m); 1 - Thế năng đàn hồi W k( l)2 ; k : độ cứng lò xo (N/m); l : độ biến dạng lò xo (m) t 2 Câu 5. Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường. Phát biểu và viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng của vật . Nêu ý nghĩa của các đại lượng trong biểu thức. Cơ năng của vật bằng tổng động năng và thế năng, trong trọng trường : 2 W = Wđ + Wt = mv + mgz Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn 2 W = Wđ + Wt = mv + mgz = hằng số 1 W mv2 Với W là động năng (J); m :khối lượng của vật (kg); v : vận tốc (m/s) d 2 d 2 Wt mgz Với Wt :thế năng trọng trường (J)m : khối lượng của vật (kg); g : gia tốc trọng trường (m/s ); z : độ cao so với mặt đất (m); 25
  26. Câu 6. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. Trình bày các quá trình biến đổi trạng thái của khí lí p.V p V p V tưởng ( Khối lượng xác định : m= hằng số ): hằng số 1 1 2 2 T T1 T2 Với p1 , V1 ,T1 : Áp suất , thể tích và nhiệt độ của khí ở trạng thái 1 p2 , V2 ,T2 : Áp suất , thể tích và nhiệt độ của khí ở trạng thái 2 Các quá trình biến đổi trạng thái của khí lí tưởng : a. Quá trình đẳng nhiệt ( T = hằng số ): pV = hằng số → p1V1 = p2V2 p p1 p b. Quá trình đẳng tích ( V = hằng số ): hằng số 2 T T1 T2 V V1 V c. Quá trình đẳng áp ( p = hằng số ): hằng số 2 T T1 T2 Câu 7. Nội năng là gì? Nội năng của một vật phụ thuộc vào những yếu tố nào? Nêu cách làm thay đổi nội năng của một vật. 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. Nội năng của một vật phụ thuộc vào 2 yếu tố: Nhiệt độ tuyệt đối và thể tích của vật. Có hai cách làm thay đổi nội năng của vật: thực hiên công và truyền nhiệt. Câu 8. Quá trình truyền nhiệt là gì? Viết công thức tính nhiệt lượng mà một vật thu vào hay tỏa ra trong quá trình truyền nhiệt, nêu rõ tên gọi, đơn vị các đại lượng trong công thức. Quá trình làm thay đổi nội năng không có sự thực hiện công gọi là quá trình truyền nhiệt. Công thức tính nhiệt lượng mà một vật thu vào hay tỏa ra trong quá trình truyền nhiệt: Q mc t Với m :khối lượng của vật (kg); c : nhiệt dung riêng (J/kg.độ); t :độ biến thiên nhiệt độ(0C) Câu 9. Phát biểu nguyên lí I nhiệt động lực học. Viết công thức, nêu rõ quy ước dấu của các đại lượng trong công thức. Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được. U A Q Với: U : Độ biến thiên nội năng (J); A : công (J); Q : nhiệt lượng (J) - Quy ước về dấu của nhiệt lượng và công: + Q 0 : vật nhận nhiệt lượng. + Q 0 : vật truyền nhiệt lượng. + A 0 : vật nhận công. + A 0 : vật sinh công. Câu 10. Nêu hai cách phát biểu nguyên lí II nhiệt động lực học.Trình báy cấu tạo, hoạt động và hiệu suất của động cơ nhiệt Cách phát biểu của Clau-di-út: Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật khác nóng hơn. Cách phát biểu của Các-nô: Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. Cấu tạo : nguồn nóng, bộ phận phát động và nguồn lạnh Hoạt động: nhiệt lượng từ nguồn nóng Q1 truyền đến bộ phận phát động tạo thành công A phần còn lại A truyền đến nguồn lạnh Q2. Hiệu suất : H = Q1 Câu 11. Nêu các định nghĩa sự nóng chảy, sự bay hơi. Viết công thức tính nhiệt nóng chảy của vật rắn. Nêu rõ tên gọi và đơn vị các đại lượng trong công thức. Sự nóng chảy: Là quá trình chuyển thể từ thể rắn sang thể lỏng. Công thức tính nhiệt nóng chảy của vật rắn : Q m Với Q : nhiệt nóng chảy(J);  : nhiệt nóng chảy riêng (J//kg); m : khối lượng(kg) Câu 12. Nêu các định nghĩa sự sự bay hơi. Viết công thức tính nhiệt hóa hơi của chất lỏng. Nêu rõ tên gọi và đơn vị các đại lượng trong công thức. Sự bay hơi: là quá trình chuyển thể từ thể lỏng sang thể hơi ở bề mặt chất lỏng. Công thức tính nhiệt hóa hơi của chất lỏng: Q Lm Với Q : nhiệt hóa hơi(J); L : nhiệt hòa hơi riêng (J//kg); m : khối lượng(kg) 26
  27. II.CÂU HỎI LÝ THUYẾT TRẮC NGHIỆM 1/ Chọn câu phát biểu sai : A. Động lương luôn luôn tính bằng tích khối lượng và vận tốc của vật. B. Hai vật có cùng khối lượng và chuyển động cùng tốc độ thì có động lượng bằng nhau. C. Động lượng là đại lượng véc tơ. D. Động lượng luôn luôn cùng hướng với vận tốc. 2/ Trong quá trình nào sau đây , động lượng của ô tô được bảo toàn? A. ô tô chuyển động nhanh dần đều. B. ô tô chuyển động chậm dần đều . C. ô tô chuyển động tròn đều . D. ô tô chuyển động thẳng đều trên đường có ma sát . 3/ Biểu thức của định luật 2 Newton còn được viết dưới dạng nào sau đây? p p v p A. F B. F C. F m. . D. F t t t t 4/ Khi một tên lửa chuyển động thì cả vận tốc và khối lượng của nó đều thay đổi. Khi khối lượng giảm một nửa, vận tốc tăng gấp đôi thì động năng của tên lửa : A.không đổiB.tăng gấp 2 C.tăng gấp 4 D.tăng gấp 8 5/ Phương trình của định luật bảo toàn động lượng cho trường hợp hệ kín gồm có hai vật là ' ' ' ' A. m 2 .v1 m 1 .v 2 m 2 .v1 m 1 .v 2 B. (m m 2 )( v1 v 2 ) m 1 .v1 m 2 .v 2 ' ' ' ' C. m 1 .v 1 m 2 .v 2 m 1 .v 1 m 2 .v 2 D. m 1 .v1 m 2 .v 2 m 1 .v1 m 2 .v 2 6/ Định luật bảo toàn động lượng đúng trong trường hợp: A. Hệ có ma sát B. Hệ kín. C. Hệ không có ma sát. D. Hệ kín có ma sát. 2 2 7/ Biểu thức p p1 p 2 là biểu thức tính độ lớn tổng động lượng của hệ hai vật, trong trường hợp : A. Hai véc tơ vận tốc cùng hướng . B. Hai véc tơ vận tốc vuông góc với nhau. C. Hai véc tơ cùng phưong ngược chiều. D. Hai véc tơ vận tốc hợp với nhau một góc 60o. 8/ Chuyển động nào sau đây không theo nguyên tắc chuyển động bằng phản lực : A. Chuyển động của súng giật khi bắn. B. Chuyển động của máy bay trực thăng . C. Chuyển động của con sứa biển. D. Chuyển động của tên lửa. 9/ Chuyển động của tên lửa tuân theo A. định luật bảo toàn động lượng . B. định luật bảo toàn cơ năng . C. định luật II Newton . D. định luật III Newton 10/ Chọn câu sai. Công của lực: A. Là đại lượng vô hướng . B. Có giá trị đại số. C. Được tính bằng biểu thức F.S.cos . D. Luôn luôn dương . 11/ Gọi là góc giữa độ dời và hướng của lực, lực thực hiện công phát động khi A. 900 B. 1800 900 C. 900 D. 0 900 12/ Chọn câu trả lời đúng . Kilôoat giờ (kWh) là đơn vị của: A. Hiệu suất B. Công C. Công suất. D. Động lượng . 13/ Chọn phát biểu sai . A. Động năng là đại lượng vô hướng. B. Động năng luôn dương hoặc bằng không. C. Động năng có giá trị đại số. D. Động năng có tính tương đối. 14/ Công của lực nào sau đây phụ thuộc vào hình dạng đường đi A. Lực đàn hồi B. Lực ma sát C. Trọng lực D. Lực hấp dẫn 15/ Chọn phát biểu sai . Thế năng của trọng lực A. phụ thuộc vào khối lượng của vật. B. phụ thuộc vào độ cao của vật. C. phụ thuộc vào gia tốc trọng trưởng. D. luôn luôn có giá trị dương. 16/ Khi vật chuyển động trên một quỹ đạo khép kín dưới tác dụng của trường lực thế , tổng đại số công thực hiện : A. Khác không B. Luôn dương C. Luôn âm D. Bằng không 17/ Khi vật chịu tác dụng của lực thế thì : A. cơ năng được bảo toàn B. động năng được bảo toàn . C. thế năng được bảo toàn . D. công được bảo toàn . 27
  28. 18/ Một người kéo một hòm gỗ trượt trên sàn nhà bằng 1 dây hợp với phương ngang góc 60 o.Lực tác dụng lên dây bằng 200N. Công của lực đó khi hòm trượt 30m bằng: A. 4500 J B. 4000 J C. 3000 J D. 2000 J 19/ Khi vật chịu tác dụng của lực không phải là lực thế thì : A. công của lực không thế bằng độ biến thiên thế năng. B. công của lực không thế bằng độ biến thiên cơ năng . C. công của lực không thế bằng độ biến thiên động năng. D. công của lực không thế bằng công của lực thế. 20/ Chọn phát biểu sai . A. Mỗi phân tử chất khí được coi như một chất điểm. B. Nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển động của các phân tử càng lớn. C. Giữa hai lần va chạm, phân tử không khí chuyển động nhanh dần đều. D. Áp suất của chất khí lên thành bình là do sự va chạm của các phân tử khí lên thành bình. 21/ Chọn phát biểu sai . A.Mọi chất khí đều dễ nén. B.Mọi chất khí luôn chiếm đầy dung tích bình chứa nó. C.Mọi chất khí đều có khối lượng riêng nhỏ. D.Mọi chất khí đều được cấu tạo từ các phân tử giống hệt nhau. 22/ Công thức nào sau đây biểu diễn định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt: p2 V1 p1 V1 p1 p2 A. . B. . C. p1V2 p2V1 . D. . p1 V2 p2 V2 T1 T2 23/ Đại lượng nào sau đây không phải là thông số trạng thái của một lượng khí? A. thể tích V. B. Nhiệt độ T. C. Khối lượng m. D. Áp suất p. 24/ Làm nóng đẳng tích một lượng khí thì : A. Áp suất lượng khí giảm B. Áp suất lượng khí không đổi C. Mật độ phân tử khí không đổi D. Mật độ phân tử khí tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ 25/ Phát biểu nào sau đây là đúng . Phương trình trạng thái của khí lí tưởng là : A. Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa P,V,T của một khối lượng khí xác định . B. Phương trình biểu diễn quan hệ giữa P và V của một khối lượng khí xác định . C. Phương trình biểu diễn quan hệ giữa P và T của một khối lượng khí xác định . D. Phương trình biểu diễn quan hệ giữa V vả T của một khối lượng khí xác định . 26/ Đối với một khối lượng khí xác định, quá trình nào sau đây là đẳng áp : A. Nhiệt độ không đổi thể tích tăng B. Thể tích không đổi, áp suất tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ C. Nhiệt độ không đổi thể tích giảm D. Nhiệt độ tăng, thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ . 27/ Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Sác – lơ. p T p p p A. p ~ t. B. 1 2 C. hằng số. D. . 1 3 p2 T1 t T1 T3 28/ Phương trình nào sau đây không phải là phương trình trạng thái khí lí tưởng ? pV pT p V p V A. hằng số.B. pV~T. C. hằng số. D. 1 1 2 2 T V T1 T2 29/ Khối lượng riêng của khối kim loại thay đổi như thế nào khi nhiệt độ tăng lên? A. tăng. B. giảm. C. không đổi. D. có thể tăng hoặc giảm tùy thuộc vào kim loại. 30/ Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về đặc tính của chất rắn kết tinh A. Có thể có tính dị hướng hoặc có tính đẳng hướng. B. Có cấu trúc tinh thể. C. Có nhiệt độ nóng chảy xác định. D. Có tính đẳng hướng. 31/ Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế được 40 cm3 khí ôxi ở áp suất 750 mmHg ở nhiệt độ 3000K. Khi áp suất là 1500 mmHg, nhiệt độ 1500K thì thể tích của lượng khí đó là A. 10 cm3. B. 20 cm3. C. 30 cm3. D. 40 cm3. 32/ Một vật có khối lượng 1kg, có động năng 20J thì sẽ có vận tốc là A. 0,63m/s. B. 6,3m/s. C. 63m/s. D. 3,6m/s. 33/ Từ điểm M ở độ cao 2 m so với mặt đất ném một vật lên với vận tốc ban đầu là 4m/s. Biết khối lượng của vật là 0,5 kg. Lấy g = 10 m/s2. Cơ năng của vật bằng: 28
  29. A. 5J B. 12J C. 10J D. 14J 34/ Khi một tên lửa chuyển động thì cả vận tốc và khối lượng của nó đều thay đổi. Khi khối lượng giảm một nửa, vận tốc tăng gấp đôi thì động năng của tên lửa : A.không đổiB.tăng gấp 2 C.tăng gấp 4 D.tăng gấp 8 35/ Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là đại lượng được xác định bởi công thức nào sau đây? A. p m.v . B. p m.v . C. p m.a . D. p m.a . 36/Vật có khối lượng m chuyển động với tốc độ v. Động năng của vật là: 2 . 1 . 2 . 1 2 A. Wd = 2mv B Wd = mv. C Wd = mv D Wd = mv 2 2 37/Một người kéo một hòm gỗ trượt trên sàn nhà bằng 1 dây hợp với phương ngang góc 60 o.Lực tác dụng lên dây bằng 200N. Công của lực đó khi hòm trượt 30m bằng: A. 4500 J B. 4000 J C. 3000 J D. 2000 J 38/ Đại lượng đo bằng khối lượng m(tính ra gam) của hới có trong 1m3 không khí gọi là A. độ ẩm cực đại. B. độ ẩn tuyệt đối. C. độ ẩm tỉ đối. D. điểm sương. 39/ Hệ thức làU hệ thứcQ của nguyên lí I NĐLH A. áp dụng cho quá trình đẳng nhiệt. B. áp dụng cho quá trình đẳng áp. C. Áp dụng cho quá trình đẳng tích. D. áp dụng cho cả ba quá trình trên. 40/ Từ điểm M ở độ cao 2 m so với mặt đất ném một vật lên với vận tốc ban đầu là 4m/s. Biết khối lượng của vật là 0,5 kg. Lấy g = 10 m/s2. Cơ năng của vật bằng: A. 5J B. 12J C. 10J D. 14J 41/ Một khối khí ở 7o C đựng trong 1 bình kín có áp suất 1 atm. Hỏi phải đun nóng bình đến bao nhiêu độ oC để áp suất khí là 1,5 atm. (Cho giản nở của bình không đáng kể) A. 181 0C B.1470 C C. 420 0C D.10,5 0C 42/ Câu nào sau đây nói về chuyển động của phân tử là không đúng? A.Chuyển động các phân tử là do tương tác phân tử gây ra. B.Các phân tử chuyển động không ngừng. C.Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao. D.Các phân tử khí lí tưởng chuyển động theo một đường thẳng. 43/ Dưới tác dụng của lực bằng 5N lò xo bị giãn ra 2 cm. Công của ngoại lực tác dụng để lò xo giãn ra 5 cm là: A. 0.3125 J B. 0,25 J C. 0,15 J D. 0,75 J 44/ Chọn câu đúng? Trong hệ tọa độ (p,T) , đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng tích : A. Đường hypebol. B. Đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ C. Đường thẳng không qua gốc tọa độ D. Đường thẳng cắt trục p t ại điểm p = po 45/ Hai trong 4 đồ thị dưới đây cùng mô tả quá trình biến đổi trạng thái 1 khối khí lý tưởng : A. đồ thị 2 & 3 B. đồ thị 1 & 2 C. đồ thị 1 & 3 D. đồ thị 1 & 4 P 1 2 P 1 2 V P 2 1 2 1 3 3 3 3 V T O O T 2 O 0 V (1) (2) (3) (4) 2 46/ Biểu thức nào sau đây không phải đẳng quá trình của một lượng khí xác định: p V p T V V V T A. 2 1 . B. 1 1 . C. 1 2 . D. 1 2 . p1 V2 p2 T2 T1 T2 V2 T1 47/ Nén khí đẳng nhiệt thì mật độ phân tử khí : A. Giảm tỉ lệ với áp suất B. Không đổi C. Tăng tỉ lệ với áp suất D. Tăng tỉ lệ với bình phương áp suất. 29
  30. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM 1B 2D 3D 4B 5C 6B 7B 8B 9A 10D 11D 12B 13C 14B 15D 16D 17A 18C 19A 20C 21D 22A 23C 24C 25A 26D 27D 28C 29B 30D 31A 32B 33D 34B 35A 36D 37C 38B 39C 40D 41B 42D 43A 44B 45B 46D 47C 48 49 50 ĐỀ 1 THAM KHẢO VẬT LÝ 10 -HỌC KỲ 2 I.TRẮC NGHIỆM : ( 5 điểm =10 câu X mỗi câu 0,5 điểm) Phần trả lời: Số thứ tự câu trả lời dưới đây ứng với số thứ tự câu trắc nghiệm. Thí sinh chọn và tô (hoặc gạch chéo) một ô tương ứng với phương án đúng. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A B C D Câu 1: Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là đại lượng được xác định bởi công thức nào sau đây? A. p m.v . B. p m.v . C. p m.a . D. p m.a . Câu 2: Trong qúa trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì Q và A trong hệ thức U A Q phải có giá trị nào sau đây? A. Q 0. B.Q > 0 và A 0 và A> 0 . D. Q < 0 và A < 0. Câu 3: Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng mà vật đó có được do đang chuyển động và được xác định theo công thức: 1 1 A. W mv B. W mv2 . C. W 2mv2 .D. W . mv2 d 2 d d d 2 Câu 4: Một vật trọng lượng 1,0 N có động năng 1.0 J. Lấy g = 10m/s2. Khi đó vận tốc của vật bằng bao nhiêu? A. 0,45m/s. B. 1,00 m/s. C. 1.41 m/s. D. 4,47 m/s. Câu 5: Một khối khí được biến đổi để thể tích giảm 3 lần và nhiệt độ tuyệt đối tăng gấp đôi. Khi đó áp suất sẽ A. tăng 1,5 lần B. giảm 6 lần C. tăng 6 lần D. giảm 1,5 lần Câu 6: Từ một điểm M có độ cao so với mặt đất bằng 1m, ném lên một vật với vận tốc đầu 2 m/s. Biết khối lượng của vật bằng 0,5 kg, lấy g = 10m/s2. Cơ năng của vật bằng bao nhiêu? A. 4J. B. 5 J. C. 6 J. D. 7 J Câu 7: Hệ thức nào sau đây là của định luật Bôi – lơ. Mariốt? p V A. p V p V .B. phằngV số. C. hằng số. D. hằng số. 1 2 2 1 V p Câu 8: Phương trình nào sau đây là phương trình trạng thái khí lí tưởng ? pV pT p V p V A. hằng số. B. pV~T. C. hằng số. D. 1 1 2 2 T V T1 T2 Câu 9: Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế được 40 cm3 khí ôxi ở áp suất 750 mmHg ở nhiệt độ 3000K. Khi áp suất là 1500 mmHg, nhiệt độ 1500K thì thể tích của lượng khí đó là A. 10 cm3. B. 20 cm3. C. 30 cm3. D. 40 cm3. Câu 10: Công thức nào sau đây là công thức tổng quát của nguyên lý một nhiệt động lực học A. U A Q . B. U Q . C. U A . D. A Q 0 . II.BÀI TẬP ( 5 điểm) : 30
  31. Bài 1(2 điểm):Vật có khối lượng 50 g ném thẳng đứng từ mặt đất lên cao với vận tốc 10 m/s. (Lấy g = 10m/s2 ) . Bỏ qua sức cản của không khí , chọn gốc thế năng tại mặt đất . a.Tìm cơ năng của vật. b.Tìm độ cao cực đại m vật đạt được (tại đó vật có vận tốc bằng 0 ). Bài 2 (1,5 điểm): Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ. Khi đèn sáng, nhiệt độ của bóng đèn là 727oC , áp suất khí trong bóng đèn là 1,5 atm. Tính áp suất khí trong bóng đèn khi chưa phát sáng ở 270C ? Bài 3 (1,5 điểm): Một cái bơm chứa 100cm3 không khí ở nhiệt độ 270C và áp suất 105 Pa. Khi không khí bị nén xuống còn 20cm3 và nhiệt độ tăng lên tới 3270C, thì áp suất của không khí trong bơm là bao nhiêu? ĐÁP ÁN ĐỀ 1 THAM KHẢO VAÄT LYÙ 10 - HỌC KỲ 2 I.TRẮC NGHIỆM( 5 điểm = Mỗi câu 0,5 điểm x 10 ) 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 A X X X B X X C X X X D X X Bài 1: ( 2 điểm) 1 2 a.-Xác định được công thức Cơ năng của vật: W = Wđ = mv ( 0,5 điểm) 2 1 2 1 2 -Tính được Cơ năng của vật: Wđ = mv = 0,05.10 = 2,5 J ( 0,5 điểm) 2 2 b.-Xác định được công thức độ cao cực đại : 1 - Theo ĐL bảo toàn cơ năng, ta có: mgZmax = mv 2 ( 0,5 điểm) 2 v 2 102 -Tính được độ cao cực đại : Zmax = = = 5m ( 0,5 điểm) 2g 2.10 2,5 -Hoặc tính cách khác: Độ cao cực đại : Zmax = Wđ /mg = = 5 m 0,05.10 Bài 2: ( 1,5 điểm) o o o -Đổi từ độ C sang độ K: T1= 27 + 273 = 300 K. o T2= 727 + 273 =1000 K. ( 0,5 điểm) P P - Theo quá trình đẳng tích : 1 = 2 (1) ( 0,5 điểm) T1 T2 -Áp suất khí trong bóng đèn khi chưa sáng : P2T1 Từ (1) suy ra : P1 = ( 0,25 điểm) T2 1,5(27 273) - Tính đúng kết quả : P1 = = 0,45 atm ( 0,25 điểm) 727 273 Bài 3: ( 1,5 điểm) o o o -Đổi từ độ C sang độ K: T1= 27 + 273 = 300 K. o T2 = 327 + 273 = 600 K. ( 0,5 điểm) -Theo phương trình trạng thái khí lí tưởng : PV P .V - Ta có: 1 1 2 2 ( 0,5 điểm) T1 T2 V1.T2 - Suy ra áp suất của không khí trong bơm: P2 = P1 ( 0,25 điểm) V2 .T1 100.600 5 6 -Tính đúng : P2 = 10 = 10 pa ( 0,25 điểm) 20 300 31
  32. ĐỀ 2 THAM KHẢO VẬT LÝ 10 -HỌC KỲ 2 I. Trắc nghiệm(4 điểm) Câu 1. Đơn vị của động lượng là A. kg.m/s². B. kg.m/s. C. kg.m.s. D. kg.m.s². Câu 2. Công cơ học là một đại lượng A. vector. B. luôn dương. C. luôn âm. D. vô hướng. Câu 3. Khi vận tốc của vật tăng 2 lần và khối lượng không đổi thì động năng sẽ A. tăng lên 2 lần. B. tăng lên 4 lần. C. không thay đổi. D. Giảm đi 2 lần. Câu 4. Thế năng trọng trường của một vật A. luôn dương vì độ cao của vật luôn dương. B. có thể âm, dương hoặc bằng không. C. không thay đổi nếu vật chuyển động thẳng đều. D. không phụ thuộc vào vị trí của vật. Câu 5. Khi chất điểm chuyển động chỉ dưới tác dụng của trường lực thế, phát biểu nào đúng? A. Thế năng không đổi. B. Động năng không đổi. C. Cơ năng không đổi. D. Lực thế không sinh công. Câu 6. Biểu thức nào sau đây không đúng cho quá trình đẳng áp của một khối khí? V V1 V2 V1 T2 A. = const.B. C. D. V1T2 = V2T1. T T1 T2 V2 T1 Câu 7. Đối với một lượng khí lý tưởng, khi áp suất tăng 3 lần và thể tích giảm 2 lần thì nhiệt độ tuyệt đối sẽ A. tăng lên 6 lần. B. giảm đi 6 lần. C. tăng lên 1,5 lần. D. giảm đi 1,5 lần Câu 8. Nguyên lý I nhiệt động lực học được diễn tả bởi công thức: ΔU = Q + A, với quy ước A. Q > 0: hệ truyền nhiệt. B. A 0: hệ nhận công. Câu 9.Chất rắn vô định hình có A. cấu trúc tinh thể. B. dạng hình học xác định. C. nhiệt độ nóng chảy xác định. D. tính đẳng hướng. Câu 10. Một khối khí lý tưởng đang ở nhiệt độ 37 °C, áp suất 4 atm thì được làm lạnh đẳng tích cho đến khi áp suất còn 1,6 atm. Nhiệt độ của khối khí lúc đó bằng A. 129°C. B. –149°C. C. 9°C. D. 775°C. Câu 11. Lò xo có độ cứng k = 200 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi lò xo bị dãn 2cm thì thế năng đàn hồi bằng A. 0,04 J. B. 400 J. C. 200 J. D. 0,08 J. Câu 12. Một vật có khối lượng 500g chuyển động chậm dần đều với vận tốc đầu 6m/s dưới tác dụng của lực ma sát. Công của lực ma sát thực hiện cho đến khi dừng lại bằng A. 9 J. B. –9 J. C. 15 J. D. –1,5 J. Câu 13. Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động với vận tốc 36 km/h có động lượng là A. 105 kg.m/s. B. 7,2.104 kg.m/s. C. 0,72 kg.m/s. D. 2.104 kg.m/s. Câu 14. Hai xe lăn nhỏ có khối lượng m1 = 300g và m2 = 2kg chuyển động trên mặt phẳng ngang ngược hướng nhau với các vận tốc tương ứng v1 = 2m/s, v2 = 0,8m/s. Sau khi va chạm, hai xe dính vào nhau và chuyển động cùng vận tốc. Độ lớn và chiều của vận tốc sau va chạm là A. 0,86 m/s và theo chiều xe thứ hai. B. 0,43 m/s và theo chiều xe thứ nhất. C. 0,86 m/s và theo chiều xe thứ nhất. D. 0,43 m/s và theo chiều xe thứ hai. Câu 15. Một khối khí lý tưởng có thể tích 8 lít đang ở áp suất 1,2 atm thì được nén đẳng nhiệt cho tới khi thể tích bằng 2,5 lít. Áp suất của khối khí đã thay đổi một lượng A. 3,84 atm. B. 2,64 atm. C. 3,20 atm. D. 2,67 atm Câu 16: Một người kéo một hòm gỗ khối lượng 80kg trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp góc 600 so với phương năm ngang. Lực tác dụng lên dây bằng 150N. Công của lực đó thực hiện được khi hòm trượt đi được 10 mét là A. A = 1275 J. B. 750 J. C. 1500 J. D. 6000 J. 32
  33. II. Tự luận(6 điểm) Bài 1(4 điểm). Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động trên đường thẳng nằm ngang AB dài 100m, khi qua A vận tốc ô tô là 10m/s và đến B vận tốc của ô tô là 20m/s. Biết độ lớn của lực kéo là 4000N. 1. Tìm hệ số masat 1 trên đoạn đường AB. 2. Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40m nghiêng 30 o so với mặt phẳng ngang. Hệ số 1 masat trên mặt dốc là 2 = . Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không? 5 3 3. Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe một lực có hướng và độ lớn thế nào? Bài 2(2điểm). Một mol khí lý tưởng thực hiện một chu trình 1 - 2 - 3 - 4 (hình vẽ). Biết T 1=T2 = 400K, T3= T4= 200K, V1 3 3 = 40 dm , V3= 10 dm . Xác định p1, p2, p3, p4 V (dm3 ) 40 1 4 2 3 10 T(0K) O 200 400 ĐÁP ÁN ĐỀ 2 VÀ THANG ĐIỂM I.Trắc nghiệm: Mỗi câu đúng được 0.25 điểm 1 2 3 4 5 6 7 8 A D A B C C C D 9 10 11 12 13 14 15 16 D B A B D A B B II. Tự luận: Bài 1. Xét trên đoạn đường AB: Các lực tác dụng lên ô tô là: P, N; F; F ms 0.5 điểm 1 2 2 1 Theo định lí động năng: AF + Ams = m (v v ) 2 B A 1 2 2 => F.sAB – 1mgsAB = m( v v ) 2 2 1 0.5 điểm 2 2 => 21mgsAB = 2FsAB - m (v B v A ) 2 2 2Fs AB m(v B v A ) => 1 = 0.5 điểm mgsAB -1 -1 Thay các giá trị F = 4000N; sAB= 100m; vA = 10ms và vB = 20ms và ta thu được 1 = 0,05 Xét trên đoạn đường dốc BC. Giả sử xe lên dốc và dừng lại tại D 1 2 2 1 2 Theo định lí động năng: AP + Ams = m (v v ) = - m v 2. 2 D B 2 B 33
  34. 1 2 0.5 điểm => - mghBD – ’mgsBDcos - m v 2 B 1 2 gsBDsin + ’gsBDcos v 2 B 2 1 2 v B gsBD(sin +  ’cos ) = v => sBD = 0.5 điểm 2 B 2g(sin 'cos ) 100 thay các giá trị vào ta tìm được sBD = m FsBC - mghBC – ’mgsBCcosα - m v 2 B 1 2 => FsBC = mgsBCsin + ’mgsBCcos - m v B 2 0.5 điểm mv2 1 3 2000.400 => F = mg(sin + ’cos ) - B = 2000.10(0,5 + . )- = 2s BC 5 3 2 2.40 2000N Vậy động cơ phải tác dụng một lực tối thiểu là 2000N thì ô tô mới chuyển động lên tới đỉnh C của dốc. Bài 2. Các quá trình 4 – 1, 2 – 3 là đẳng áp vì V tỉ lệ với T. 0,5 điểm Các quá trình 1 –2, 3 – 4 là đẳng nhiệt vì T1 = 2T4 , T2 = 2T3 , nên theo định luật Gayluy- xắc: 0,5 điểm V1 V4 V1.T4 V1 3 V2 V3 V3.T2 3 V4 20dm V2 20dm T1 T4 T1 2 T2 T3 T3 0,5 điểm - Ta có: p1V1 = p2V2; p3V3 = p4V4 , p1 = p4; p2 = p3 0,5 điểm 5 5 Giải hệ phương trình ta được: p1 = p4 = 0.83.10 Pa, p2 = p3 = 1,66.10 Pa 34