Nhóm 9 bài tập vận dụng cao

SẢN PHẨM NHÓM BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO TÊN SẢN PHẨM: THÀNH VIÊN Sơn Phước Ân-Trà Vinh Nguyễn Thanh Vũ-Vĩnh Long Lê Trung Minh Phong-Vĩnh Long Lê Bảo Anh-An Giang Trần Ngọc Thành-An Giang Nguyễn Trọng Nam-Gia Lai Hồ Trọng Hải-Gia Lai CHƯƠNG TRÌNH LỚP 11 Câu 1: Một dao động điều hoà đoạn thẳng dài 10 cm thực 50 dao động thời gian 78,5s Tìm vận tốc gia tốc vật qua vị trí có li độ x = -3 cm theo chiều hướng vị trí cân A v 38,16cm / s; a 48cm / s B v 39,16cm / s; a  48cm / s C v 38,16cm / s; a 58cm / s Lời giải: D v 48, 26cm / s; a 48cm / s 2 L A= =5 cm + Độ dài quỹ đạo L = 2A = 10cm  t t 78,5 2 N T  1,57 s    4(rad / s) T N 50 T + Số dao động: + Vật qua vị trí có li độ x = -3 cm theo chiều hướng vị trí cân nên v > v  A2  x 38,16cm / s a   x  42.( 3) 48cm / s Câu 2: Một lò xo nhẹ đầu lò xo gắn với vật nặng dao động có khối lượng m, treo đầu cịn lại lị xo lên trần xe tàu lửa Con lắc bị kích động bánh xe toa xe gặp chỗ nối đoạn đường ray (các chỗ nối cách nhau) Con lắc dao động mạnh tàu có tốc độ v Nếu tăng khối lượng vật dao động lắc lò xo thêm 0,45 kg lắc dao động mạnh tốc độ tàu 0,8v Giá trị m A 0,8kg B 2kg C 1,8kg D 2,5kg Lời giải: Điều kiện cộng hưởng lắc lò xo: Tcb T0  S m 2 v k  S m1 2   k v m1  v1     v1 m2 m2 m  S    0,8   m 0,8  kg   v k m  0, 45  Câu 3: Một lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m=200 g lị xo có độ cứng k, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Chọn gốc tọa độ vị trí cần bằng, chiều dương hướng xuống Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lực đàn hồi theo thời gian F (N) F3 O 15 15 F1 F2 cho hình vẽ Biết F1+3F2+6F3=0 Lấy g=10 m/s2 Tỉ số thời gian lò xo giãn với thời gian lò xo nén chu kì gần giá trị sau đây? A.2,46 Lời giải: Từ đồ thị ta thấy: B.1,38 C.1,27 D.2,15 + Lực đàn hồi thời điểm ban đầu: F = F1 = -k(∆ℓ0 + x) + Lực đàn hồi vị trí biên dương: F = F2 = -k(∆ℓ0 + A) + Lực đàn hồi vị trí biên âm: F = F3 = -k(∆ℓ0 - A) Gọi ∆t thời gian từ t = đến t = s 15 Xét từ thời điểm t = đến thời điểm (Tại t = ∆t s ta +T = T= s 15 15 T 2π s= ~ F = F3 lần đầu) 15 3 Biểu diễn vịng trịn lượng giác ta tính x = A Mặt khác, theo đề ta có F1 (tại t = 0) F1+3F2+6F3=0 k(∆ℓ0 + x) + 3k(∆ℓ0 + A) + 6k(∆ℓ0 + A) = Tại t = 1/15 s F = F3 4π ∆ℓ0 = 0,25A Thời gian lò xo nén tn = ∆l T arccos π A F1 (tại t = 2/15 s) = 0,084 s  Thời gian lò xo giãn: tg = T – Tn = 0,116 s Vậy tg = 1,38  B tn Câu 4: Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn S S2 cách 16 cm, dao động theo phương vuông góc với mặt nước, biên độ, pha, tần số 80 Hz Tốc độ truyền sóng mặt nước 40 cm/s Ở mặt nước, gọi d đường trung trực cùa đoạn S 1S2 Trên d, t (s) điểm M cách S1 10 cm; điểm N dao động pha với M gần M cách M đoạn có giá trị gần giá trị sau đây? A 7,8 mm B 6,8 mm C 9,8 mm D 8,8 mm Hướng dẫn 10 20 N Bước sóng: λ = v/f = 0,5 cm Các điểm N N’ dao động pha M 21 với M điểm N nằm gần M 2 N/ 19 MN ON  OM   S1 N    S1O   6   2  21    0,8  cm  8  mm  Chọn A S1 O S2 Câu 5: Trong tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn dao động theo phưong vng góc với mặt nước, biên độ, ngược pha, tần số 50 Hz đặt hai điểm Si S cách 10 cm Tốc độ truyền sóng mặt nước 75 cm/s Xét điểm mặt nước thuộc đường tròn tâm S1, bán kính S1S2, điểm mà phần tử dao động với biên độ cực đại cách điểm S2 đoạn ngắn A 85 mm B 2,5 mm C 10mm D 89 mm Hướng dẫn Bước sóng: v   1,5  cm  f S1S2 10  6, 67   1,5 Xét tỉ số: Cực đại gần nguồn có hiệu đường 6,5λ → MS1− MS2 = 6,5λ → MS2 = MS1 − 6,5λ = 0,25 cm → Chọn B Câu 6: Cho mạch điện hình vẽ Nếu đặt vào AB hiệu điện 100V người ta lấy hai đầu CD hiệu điện UCD = 40V ampe kế 1A Nếu đặt vào CD hiệu điện 60V người ta lấy hai đầu AB hiệu điệnt hế UAB = 15V Coi điện trở ampe kế không đáng kể Giá trị (R1 + R2 − R3) A 60Ω B 30 Ω C Ω Lời giải: + Đặt vào A B hiệu điện 100V đoạn mạch:  R nt R  / /R1 , I3 I I A 1A U CD  R  40  I2    R  U3  U AB  U CD 60  I3 I3 D 120 Ω  R nt R1  / /R + Đặt vào C D hiệu điện 60V đoạn mạch có  I1 I3  U U CD  U AB 60  15 U 15   0, 75A  R1  AB  20    R3 R3 60 I1 0, 75  R1  R  R 0    Câu 7: Trong khơng khí có ba điện tích điểm dương q1, q2 q3 (q1 = q2) đặt ba điểm A, B C cho tam giác ABC có góc C 75 Lực tác    dụng q1, q2 lên q3 F1 F2 Hợp lực tác dụng lên q3 F Biết F1 =    7.10−5N, góc hợp F F1 450 Độ lớn F gần giá trị sau đây? A 12,1.10−5N B 9,9.10−5N −5 C 13,5.10 N D 10,5.10−5N Lời giải:  Chọn đáp án C F1 ✍ Lời giải: 450 105 + Theo định lý hàm số sin: 0 30 5 F F 7.10   F   F 1,35.10  N  sin105 sin 30 ✔ Chọn đáp án C 300  F  F2 CHƯƠNG TRÌNH LỚP 10 Câu 8: Một viên bi A thả không vận tốc đầu từ đỉnh A máng nghiêng AB dài 1m Viên bi lăn nhanh dần xuống với gia tốc 0,2m/s Đồng thời với việc thả viên bi A, người ta bắn viên bi B từ chân dốc B lên với vận tốc ban đầu 1m/s Viên bi B lăn chậm lên dốc với gia tốc 0,2m/s2 a Viết phương trình tọa độ hai viên bi Lấy gốc tọa độ điểm A, chiều dương hướng dọc theo dốc xuống phía dưới, gốc thời gian lúc bi bắt đầu chuyển động b Nếu khơng va chạm bi A lăn hết dốc thời gian bao lâu? Hịn bi B lên đến đỉnh dốc không? 2 Đáp án: a x1 0,1t (m) , x2 1  t  0,1t (m); b t  10 s ; bi lên đỉnh mặt nghiêng Lời giải: a) Phương trình tọa độ: * Bi A: x1 0,1t (m) * Bi B: x2 1  t  0,1t (m) b) Khi lăn đến B, tọa độ bi A x1 1 m Ta có: 0,1t 1  t  10 s Nếu coi mặt phẳng nghiêng đủ dài để bi chuyển động quãng đường dài mà bi lăn dừng Từ công thức v  v02 2as  smax  v  v02  12   2.5 2a 2.0, m  v 0  : s  AB Ta thấy max nên bi lên đỉnh mặt nghiêng Câu 9: Thanh AB khối lượng m, chiều dài L = 3m gắn vào tường lề A Đầu B treo vật nặng 5kg Thanh giữ nằm ngang nhờ dây treo CD, biết lực căng dây 150N, AC = 2m, dây treo hợp với AB góc  45 (hình vẽ) Xác định moment lực căng dây CD moment lực căng dây đầu B Lấy g 10m / s Lời giải: Lực căng dây tác dụng lên AB hình vẽ Moment lực căng dây M TB / A TB AB mB g AB 5.10.3 150 Nm M TCD / A TCD AH TCD AC.sin  150.2.sin 450 150 Nm Câu 10: Một xe tải có khối lượng 2,5T, bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần Sau quãng đường 144m xe đạt vận tốc 12m/s Biết hệ số ma sát xe mặt đường  = 0,04, lấy g 10m / s a) Tính công lực tác dụng lên xe quãng đường 144m đầu tiên? b) Tính cơng suất lực động xe hoạt động quãng đường nói trên? c) Hiệu suất hoạt động động xe tải? Lời giải:      F  f  N  P ma  F a) + Tính : Vật chịu tác dụng lực Chiếu lên phương chuyển động  F  f ma 2 + Từ v  v0 2as  a = 0,5 m/s2  F ma  mg = 2500.0,5 + 0,04.2500.10= 2250 (N) + Công : A F.s = 2250.144 = 324000(J) A t tìm t b)+ Từ v  v0  12 324000 t  24(s) P 13500(W)=13,5(kW) a 0,5  24 +Áp dụng : A  A vi A P H  ci ( ci ) A Ptp A P c)+Hiệu suất : = Công suất hao phí cơng lực ma sát, cơng cản  A ms f ms s mg.s = 0,04.2500.10.144 = 144000(J) A  A vi 324000  144000 H  0,5555 55, 6% A 324000 Câu 11: Con lắc đạn đạo thiết bị sử dụng để đo tốc độ viên đạn Viên đạn bắn vào khối gỗ lớn treo lơ lửng dây nhẹ, không dãn Sau va chạm, viên đạn ghim vào gỗ Sau đó, tồn hệ khối gỗ viên đạn chuyển động lắc lên độ cao h hình vẽ Xét viên đạn có khối lượng m1 5 g , khối gỗ có khối lượng m2 1 kg h 5 cm Lấy g 9,8 m/s Bỏ qua lực cản khơng khí a) Tính vận tốc hệ sau viên đạn ghim vào khối gỗ b) Tính tốc độ ban đầu viên đạn Đáp số: a) 0,99 m/s b) 198,99 m/s Lời giải: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: ( m1  m2 )v m1v0  v0  (m1  m2 )v m1 (1) (m1  m2 )v (m1  m2 ) gh  v  gh Áp dụng định luật bảo toàn năng: (2) m1  m2 v0  gh 251,69 m/s m Thay (2) vào (1): Câu 12: Một cần cẩu nâng container 2,5 theo phương thẳng đứng từ vị trí nằm yên với gia tốc không đổi Sau s, container đạt vận tốc m/s Bỏ qua lực cản Lấy g = 10 m/s Tính cơng suất trung bình lực nâng cần cẩu thời gian s A MW B 60 MW C kW D 60 kW Chọn đáp án D  Phương pháp: Gia tốc: a v  v0 t s v t  at 2 Quãng đường chuyển độngthẳng nhanh dần đều:  Công thức định luật II Newton: F ma Công lực: A = F.s Công suất trung bình:  Cách giải: a P A t v  v0   2  m / s  t Gia tốc vật là: Quãng đường vật s là: 1 s v0 t  at 0.2  2.2 4  m  2 Các lực tác dụng lên vật là: Áp dụng công thức định luật II Newton, ta có: P +F =m.ã(*) Chiếu (*) lên chiều dương, ta có: -P + F = ma → F = P + ma = mg + ma = m ( g + a ) → F = 2,5.103.(l0 + 2) = 30000 ( N ) Cơng suất trung bình lực nâng là: P A F.s 30000.4   60000  W  60  kW  t t Câu 13: Một vật nặng kg đứng yên mặt phẳng nhẵn nằm ngang bị tác dụng lực có độ lớn 15 N theo phương song song với mặt ngang thời gian 3s Tính cơng mà lực thực A 33,75 J B 337,5 J C J D 339 J Chọn đáp án B  Phương pháp: s v t  at 2 + Sử dụng công thức: + Sử dụng biểu thức tính cơng: A = F.s.cosα  Cách giải: a F 15  5  m / s  m Ta có: Quãng đường vật là: 1 s v0 t  at 0.3  5.32 22,5  m  2 Công mà lực thực là: A = F.s = 15.22,5 = 337,5( J) Câu 14: Một viên bi khối lượng m chuyển động ngang không ma sát với vận tốc m/s lên mặt phẳng nghiêng góc nghiêng 300 Tính qng đường s mà viên bi mặt phẳng nghiêng A 0,1 m B 0,2 m C 0,3 m D 0,4 m Chọn đáp án D  Phương pháp: Công ngoại lực độ biến thiên động  Cách giải: v 0 s  v thukhoadaihoc.vn Công ngoại độ biến thiên động năng: mv 2   P.h  mv 2  mgh  mv 2 v 22  h  0,  m  2g 2.10 Lại có: h s.sin 30  h s  s 2h 2.0, 0,  m  A P 0   P 300 thukhoadaihoc.vn h