100 câu trắc nghiệm Các định luật bảo toàn có lời giải (nâng cao - phần 2)

---

---

Với 100 câu trắc nghiệm Các định luật bảo toàn (nâng cao - phần 2) có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm câu trắc nghiệm Các định luật bảo toàn (nâng cao - phần 2)

100 câu trắc nghiệm Các định luật bảo toàn có lời giải (nâng cao - phần 2)

Bài 41: Một quả bóng khối lượng m được ném từ độ cao 20 m theo phương thẳng đứng. Khi chạm đất quả bóng nảy lên đến độ cao cực đại 40 m. Bỏ qua mất mát năng lượng khi va chạm, vận tốc lúc ném vật là?

A. 15 m/s    B. 20 m/s    C. 25 m/s    D. 10 m/s.

Lời giải:

Đáp án: B

Ta có h’=40m = 2.h

Bảo toàn cơ năng: mgh + 0,5mv₀² = mgh’ → 0,5.mv₀² = mgh → v₀ =

→ v₀ = = 20 m/s.

Bài 42: Một vật thả rơi tự do từ độ cao 20m. Lấy gốc thế năng tại mặt đất. lấy g = 10m/s². Vận tốc cực đại của vật trong quá trình rơi là?

A. 10 m/s    B. 15 m/s    C. 20 m/s    D. 25 m/s

Lời giải:

Đáp án: C

Vận tốc cực đại của vật trong quá trình rơi đạt được là lúc vật chạm đất (z = 0)

→ mgh = 0,5mv² → v = → v = = 20 m/s

Bài 43: Một vật thả rơi tự do từ độ cao 20m. Lấy gốc thế năng tại mặt đất. lấy g = 10m/s². Vị trí mà ở đó động năng bằng thế năng là?

A. 10 m     B. 5 m     C. 6,67 m     D. 15 m

Lời giải:

Đáp án: A

Ta có: mgh = W_đ + W_t = 2W_t = 2. mgh’ → h’ = h/2 → h’ = 10 m.

Bài 44: Một vật thả rơi tự do từ độ cao 20m. Lấy gốc thế năng tại mặt đất. Lấy g = 10m/s². Tại vị trí động năng bằng thế năng, vận tốc của vật là?

A. 10 m/s     B. 10 m/s     C. 5 m/s     D. 15 m/s

Lời giải:

Đáp án: B

mgh = 2W_đ = 1. 0,5. mv² → v =

v = = 10√2 m/s.

Bài 45: Một khối lượng 1500g thả không vận tốc đầu từ đỉnh dốc nghiêng cao 2m. Do ma sát nên vận tốc vật ở chân dốc chỉ bằng vận tốc vật đến chân dốc khi không có ma sát. Công của lực ma sát là?

A. 25 J     B. 40 J     C. 50 J     D. 65 J

Lời giải:

Đáp án: C

Khi không có ma sát: W_{đ tại chân} = W_đmax = W_{t tại đỉnh} = mgh

Có ma sát: W_đ’ = 4/9. W_đmax (do v’ = 2/3v)

Độ giảm động năng: ∆W_đ = W_đmax – W_đ’ = 5/9W_đmax = 5/9. mgh = 5/9. 1,5. 10. 6 = 50 J.

Định lý biến thiên động năng: ∆W_đ = A_Fms = 50J

Bài 46:Một quả bóng khối lượng 500g thả độ cao 6m. Quả bóng nâng đến độ cao ban đầu. Năng lượng đã chuyển sang nhiệt làm nóng quả bóng và chỗ va chạm là bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s².

A. 10J    B. 15J     C. 20J     D. 25J

Lời giải:

Đáp án: A

Độ giảm cơ năng: ∆W = mgh – mgh’ = 1/3.mgh = 10 J.

Phần cơ năng giảm đã chuyển sang nhiệt.

Bài 47: Một tàu lượn bằng đồ chơi chuyển động không ma sát trên đường ray như hình vẽ. Khối lượng tàu 50g, bán kính đường tròn R = 20cm. Độ cao h tối thiểu khi thả tàu để nó đi hết đường tròn là?

A. 80cm    B. 50cm    C. 40cm    D. 20cm

Lời giải:

Đáp án: B

Vận tốc tại điểm cao nhất D của vòng tròn là v_D. Chọn mốc thế năng trọng trường tại vị trí thấp nhất.

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: W_A = W_D

↔ mgh_A= mg.2R + 0,5.mv_D² → v_D² = 2(h – 2R)g

Tại điểm D, Áp dụng định luật 2 Niutơn ta có:

Để tàu không rời khỏi đường ray thì N ≥ 0:

→ h ≥ 5R/2 = 50 cm → h_min = 50 cm.

Bài 48: Viên đạn khối lượng m = 10g đang bay đến với vận tốc v = 100 m/s cắm vào bao cát khối lượng M = 490g treo trên dây dài ℓ = 1m và đứng yên. Sau khi đạn cắm vào, bao cát chuyển động với vận tốc bao nhiêu?

A. 2m/s    B. 0,2m/s     C. 5m/s     D. 0,5m/s

Lời giải:

Đáp án: A

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta được:

Bài 49: Viên đạn khối lượng m = 10g đang bay đến với vận tốc v = 100m/s cắm vào bao cát khối lượng M = 490g treo trên dây dài ℓ = 1m và đứng yên. Bao cát lên đến vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc sấp xỉ bao nhiêu?

A. 25^o    B.37^o    C. 32^o    D. 42^o

Lời giải:

Đáp án: B

Chọn mốc thế năng trọng trường tại vị trí thấp nhất.

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta được vận tốc của hệ ngay sau va chạm là:

Ngay sau va chạm ta có: W_A = 0,5(M + m)V²; W_B = (M + m)gh_B = (M + m).g.ℓ(1 – cosα)

Theo định luật bảo toàn cơ năng:

W_A = W_B → 0,5.V² = gℓ(1- cosα)

Bài 50: Viên đạn khối lượng m = 10 g đang bay đến với vận tốc v = 100 m/s cắm vào bao cát khối lượng M = 490 g treo trên dây dài ℓ = 1 m và đứng yên. Bao nhiêu phần trăm năng lượng ban đầu đã chuyển sang nhiệt?

A. 92%    B. 98%     C. 77%     D. 60%

Lời giải:

Đáp án: B

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta được vận tốc của hệ ngay sau va chạm là:

Độ giảm động năng của hệ sau va chạm: ∆W_đ = 0,5.mv² – 0,5(M + m)V²

Tỉ lệ đã chuyển sang nhiệt: ∆W_đ/W = = 0,98.

Vậy 98% tỉ lệ đã chuyển hết sang nhiệt.

Bài 51: Cho một con lắc đơn gồm có sợi dây dài 320 cm đầu trên cố định đầu dưới treo một vật nặng có khối lượng 1000g. Khi vật đang ở vị trí cân bằng thì truyền cho vật một vận tốc là 4√2 m/s. Lấy g = 10 m/s². Xác định vị trí cực đại mà vật có thể lên tới ?.

A. 1,6 m, 60^o B. 1,6 m, 30^o C. 1,2 m, 45^o D. 1,2 m, 60^o

Lời giải:

Đáp án: A

Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng:

W_H = W_A → 0,5.mv_H² = mgZ_A

Mà Z_A = ℓ - ℓ. cosα_o → 1,6 = 3,2 – 3,2. cosα_o

→ cos α_o = 0,5 → α_o = 60^o

Vậy vật có độ cao 1,6 m so với vị trí cân bằng và dây hợp với phương thẳng đứng một góc 60^o.

Bài 52: Cho một con lắc đơn gồm có sợi dây dài 320 cm đầu trên cố định đầu dưới treo một vật nặng có khối lượng 1000g. Khi vật đang ở vị trí cân bằng thì truyền cho vật một vận tốc là 4√2 m/s. Lấy g = 10 m/s². Xác định vận tốc của vật ở vị trí dây lệch với phương thẳng đứng là 30^o và lực căng sợi dây khi đó ?

A. 2,9 m/s; 16 N

B. 4,84 m/s; 16 N

C. 4,84 m/s; 12 N

D. 2,9 m/s; 15,15 N

Lời giải:

Đáp án: B

Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng của con lắc.

Cơ năng bảo toàn: W_H = W_B

0,5.mv_H² = mgZ_B + 0,5mv_B² → 0,5.v_H² = gZ_B + 0,5v_B²

0,5.( 4√2 )² = 10. 3,2(1 – cos30^o) + 0,5v_B² → v_B = 4,84 m/s

Xét tại B theo định luật II Newton

P→ + T→ =m a→

Chiếu theo phương của dây:

-mgcosα + T =

↔ -1.10. cos30^o + T =

→ T = 16 N.

Bài 53: Cho một con lắc đơn gồm có sợi dây dài 320 cm đầu trên cố định đầu dưới treo một vật nặng có khối lượng 1000g. Khi vật đang ở vị trí cân bằng thì truyền cho vật một vận tốc là 4√2 m/s. Lấy g = 10 m/s₂. Xác định vị trí để vật có vận tốc 2√2 m/s. Xác định lực căng sợi dây khi đó ?

A. 45^o; 6,75 N    B. 51,32^o; 6,65 N    C. 51,32^o; 8,75 N    D. 45^o; 6,65 N

Lời giải:

Đáp án: C

Gọi B là vị trí để vật có vận tốc 2√2 m/s

Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng của con lắc.

Cơ năng bảo toàn: W_H = W_B

→ 0,5.mv_H² = 0,5. mv_C² + mgZ_B

→ 0,5.v_H² = gZ_B + 0,5v_B²

→ 0,5.(4√2)² = 0,5.(2√2)² + 10.Z_B→ Z_B = 1,2 m

Mà Z_B = ℓ - ℓcosα_B → cosα_B = 5/8 → α_B = 51,32o

Xét tại B theo định luật II Newton : P→ + T→ =m a→

Chiếu theo phương của dây:

-P. cosα_B + T_B = → -1. 10. 5/8 + T_B = → T_B = 8,75 N.

Bài 54: Cho một con lắc đơn gồm có sợi dây dài 320 cm đầu trên cố định đầu dưới treo một vật nặng có khối lượng 1000g. Khi vật đang ở vị trí cân bằng thì truyền cho vật một vận tốc là 4√2 m/s. Lấy g = 10 m/s₂. Xác định vận tốc của vật ở vị trí có W_đ = 3W_t, lực căng của vật khi đó ?.

A. 2√6 m/s; 15 N    B. 2√2 m/s; 12,5 N     C. 2√2 m/s; 15 N     D. 2√6 m/s; 16,25 N

Lời giải:

Đáp án: D

Gọi A là vị trí để W_đA = 3W_tA

Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng của con lắc

Theo định luật bảo toàn cơ năng:

W_A = W_H → 0,5.mv_H² = W_đA + W_tA = 4/3.W_đA

→ v_H² = 4/3. v_A² → v_A = 2√6 m/s

Mà W_đA = 3W_tA ↔ 0,5.mv_A² = 3.m.g.Z_A

→ Z_A = 0,4 (m) ↔ ℓ - ℓcosα_A = 0,4 → cosα_A = 7/8

Xét tại A theo định luật II Newton P→ + T→ =m a→

Chiếu theo phương của dây

-P. cosα_A + T_A = → T = 16,25 N.

Bài 55: Một học sinh ném một vật có khối lượng 200g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu 8 m/s từ độ cao 8m so với mặt đất. Lấy g = 10 m/s². Xác định cơ năng của vật khi vật chuyển động? mốc thế năng tại mặt đất.

A. 18,4 J     B. 16 J     C. 10 J     D. 4 J

Lời giải:

Đáp án: A

Gọi A là vị trí ném: v_A = 8 m/s, z_A = 8 m

Cơ năng của vật tại vị trí ném:

W_A = 0,5.m.v_A² + mgZ_A = 0,5.0,2.8² + 0,2.10.6 = 18,4 J.

Bài 56: Câu 56. Một học sinh ném một vật có khối lượng 200g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu 8 m/s từ độ cao 8m so với mặt đất. Lấy g = 10 m/s². Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được?

A. 9,2 m     B. 11,2 m     C. 15,2 m     D. 10 m

Lời giải:

Đáp án: B

Chọn mốc thế năng tại vị trí ném.

A là vị trí ném, B là độ cao cực đại: v_B = 0 m/s

Theo định luật bảo toàn cơ năng: W_A = W_B → 0,5.m.v_A² = mgZ_B → mgZ_B = 6,4 J

→ Z_B = = 3,2 m → độ cao cực đại mà bi đạt được: h = 3,2 + 8 = 11,2 m.

Bài 57: Một học sinh ném một vật có khối lượng 200g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu 8 m/s từ độ cao 8m so với mặt đất. Lấy g = 10 m/s². Vận tốc của vật khi chạm đất?

A. 2√10 m/s     B. 2√15 m/s    C. 2√46 m/s    D. 2√5 m/s

Lời giải:

Đáp án: C

Gọi C là mặt đất Z_C = 0 m, A là vị trí ném, Z_A = 8m

Theo định luật bảo toàn cơ năng: W_A = W_C → 0,5.m.v_A² + mgZ_A = 0,5. m.v_C²

↔ 0,5.0,2.8² + 0,2.10.6 = 18,4 J = 0,5. m.v_C²

→ v_C = = 2√46 m/s.

Bài 58: Câu 58. Một học sinh ném một vật có khối lượng 200g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu 8 m/s từ độ cao 8m so với mặt đất. Lấy g = 10 m/s². Tìm vị trí vật để có thế năng bằng động năng? mốc thế năng tại mặt đất.

A. √10 m    B. 6 m     C. 8,2 m    D. 4,6 m

Lời giải:

Đáp án: D

Gọi D là vị trí để vật có động năng bằng thế năng, A là vị trí ném, Z_A = 8m.

W_A = W_D → W_A = W_đD + W_tD = 2W_tD

→ 0,5.m.v_A² + mgZ_A = 2mgZ_D → 0,5.0,2.8² + 0,2.10.6 = 18,4 J = 2mgZ_D

→ Z_D = = 4,6 m.

Bài 59: Một học sinh ném một vật có khối lượng 200g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu 8 m/s từ độ cao 8m so với mặt đất. Lấy g = 10 m/s². Xác định vận tốc của vật khi W_đ = 2W_t ? mốc thế năng tại mặt đất.

A. 11,075 m/s    B. 2 m/s     C. 10,25 m/s    D. 2 m/s

Lời giải:

Đáp án: A

Gọi E là vị trí để W_đE = 2W_tE, A là vị trí ném, Z_A = 8m.

Theo định luật bảo toàn năng lượng:

W_A = W_E → W_A = W_đE+ W_tE = 3/2. W_đE → 0,5.m.v_A² + mgZ_A =3/2.W_đE

↔ 0,5.0,2.8² + 0,2.10.6 = 18,4 =

→ v_E = _F = = 11,075 m/s.

Bài 60: Một học sinh ném một vật có khối lượng m (kg) được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu 8 m/s từ độ cao 8m so với mặt đất. Lấy g = 10 m/s². Xác định vận tốc của vật khi vật ở độ cao 6m so với mặt đất?

A. 2√10 m/s    B. 6 m/s     C. 9,3 m/s    D. 10,2 m/s

Lời giải:

Đáp án: D

Chọn mốc thế năng tại mặt đất.

Gọi F là vị trí của vật khi vật ở độ cao 6m. A là vị trí ném, v_A = 8m/s, Z_A = 8m.

Theo định luật bảo toàn năng lượng:

W_A = W_F→ W_A = W_đF + W_tF = mv_F² + m.g.Z_F

→ 0,5.m.v_A    + m.g.Z_A = mv_F² + m.g.Z_F → 0,5.v_A    + gZ_A = v_F² + gZ_F

→ v_F = 10,2 m/s.

Bài 61: Một học sinh ném một vật có khối lượng m (kg) được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu 8 m/s từ độ cao 8m so với mặt đất. Lấy g = 10 m/s². Tìm vị trí của vật so vơi đất để vận tốc của vật là 3m/s?

A. 7,25 m    B. 10,75 m    C. 9 m    D. 2√5 m

Lời giải:

Đáp án: B

Chọn mốc thế năng tại mặt đất.

Gọi G là vị trí của vật khi có vận tốc v_G = 3m/s. A là vị trí ném, v_A = 8m/s, Z_A = 8m.

Theo định luật bảo toàn năng lượng: W_A = W_G → W_A = W_đG + W_tG = mv_G² + mgZ_G

→ 0,5.m.v_A² + m.g.Z_A = mv_G² + mgZ_G

↔ 0,5.v_A² + gZ_A = v_G² + gZ_G → Z_G = 10,75 m.

Bài 62: Một học sinh ném một vật có khối lượng 200g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu 8 m/s từ độ cao 8m so với mặt đất. Lấy g = 10 m/s². Nếu có thêm lực cản 5N tác dụng thì độ cao cực đại mà vật lên được là bao nhiêu?

A. 4,56 m    B. 2,56 m    C. 9,83 m     D. 9,21 m

Lời giải:

Đáp án: C

Gọi H là vị trí mà vật có thể lên được khi vật chịu một lực cản F = 5N

Theo định lý động năng A_P + A_F = W_đH – W_đA

↔ -mgh -F. h = 0 - mv_A² (h là quảng đường vật đi được tính từ vị trí ném)

Vậy độ cao của vị trí H so với mặt đất là 8 + 1,83 = 9,83 m.

Bài 63: Một quả bóng khối lượng 250 g bay tới đập vuông góc vào tường với tốc độ v₁ = 5 m/s và bật ngược trở lại với tốc độ v₂ = 3 m/s. Động lượng của vật đã thay đổi một lượng bằng

A. 2 kg. m/s    B. 5 kg. m/s    C. 1,25 kg. m/s    D. 0,75 kg. m/s

Lời giải:

Đáp án: A

Ta có: Δp→ = mv₂→ - mv₁→ → |Δp| = |m(v₂-v₁)| = |0,25(-3-5)| = 2 kgm/s.

Bài 64: Một vật có khối lượng m chuyển động với vận vốc 3 m/s đến va chạm với một vật có khối lượng 2m đang đứng yên. Coi va chạm giữa hai vật là mềm. Sau va chạm, hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc

A. 2 m/s    B. 1 m/s    C. 3 m/s    D. 4 m/s

Lời giải:

Đáp án: B

Ta có: Áp dụng bảo toàn động lượng: m. 3 = (m + 2m)v → v = 1 m/s.

Bài 65:Một quả lựu đạn đang bay với vận tốc 10 m/s thì nổ thành hai mảnh. Mảnh thứ nhất, chiếm 60% khối lượng của quả lựu đạn và tiếp tục bay theo hướng cũ với vận tốc 25 m/s. Tốc độ và hướng chuyển động của mảnh thứ hai là

A. 12,5 m/s, theo hướng lựu đạn ban đầu

B. 12,5 m/s, ngược hướng lựu đạn ban đầu

C. 6,25 m/s, theo hướng lựu đạn ban đầu

D. 6,25 m/s, ngược hướng lựu đạn ban đầu

Lời giải:

Đáp án: B

Gọi khối lượng đạn là m.

Động lượng ban đầu của đạn là p_t = mv = 10m

Giả sử mảnh thứ 2 tiếp tục bay theo hướng lựu đạn ban đầu với tốc độ v₂

Động lượng lúc sau là p_s = 0,6. m. 25 + 0,4. m. v₂

Áp dụng bảo toàn động lượng: p_t = p_s → 10m = 0,6m. 25 + 0,4. m. v₂ → v₂ = -12,5 m/s

→ Sau khi nổ mảnh 2 bay với tốc độ 12,5 m/s, ngược hướng với lựu đạn ban đầu.

Bài 66: Một viên đạn pháo khối lượng m₁ = 10 kg bay ngang với vận tốc v₁ = 500 m/s dọc theo đường sắt và cắm vào toa xe chở cát có khối lượng m₂ = 1 tấn, đang chuyển động cùng chiều với vận tốc v₂ = 36 km/h. Vận tốc của toa xe ngay sau khi trúng đạn là

A. 4,95 m/s    B. 15 m/s    C. 14,85 m/s    D. 4,5 m/s

Lời giải:

Đáp án: C

v₂ = 36 km/h = 10m/s

Động lượng ban đầu của viên đạn là p_t = 10.500 + 1000. 10 = 15000 kg.m/s

Động lượng lúc sau là p_s = (10 + 1000)v = 1010v

Áp dụng bảo toàn động lượng: p_t = p_s → 15000 = 1010v → v = 14,85 m/s.

Bài 67: Một viên đạn đang bay thẳng đứng lên phía trên với vận tốc 200 m/s thì nổ thành hai mảnh bằng nhau. Hai mảnh chuyển động theo hai phương đều tạo với đường thẳng đứng góc 60^o . Vận tốc tương ứng của mỗi mảnh đạn là

A. v₁ = 200 m/s, v₂ = 100 m/s, v₂→ hợp với v₁→ một góc 60^o

B. v₁ = 400 m/s, v₂ = 400 m/s,v₂→ hợp với v₁→ hợp với một góc 120^o

C. v₁ = 100 m/s, v₂ = 200 m/s,v₂→ hợp với v₁→ hợp với một góc 60^o

D. v₁ = 100 m/s, v₂ = 100 m/s,v₂→ hợp với v₁→ hợp với một góc 120^o

Lời giải:

Đáp án: B

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ đạn và hai mảnh ngay trước và sau khi đạn nổ.

Ta có: p→ = p₁→ + p₂→

Vì p₁→ và p₂→ đều tạo với p→ một góc 60^o, nên từ hình thấy p₁ = p₂

→ p = 2p₁cosα ↔ mv = 2. (0,5.m). v₁. cos60^o

↔ v = 0,5v₁ → v₁ = = 400 m/s = v₂

Và v₂→ hợp với v₁→ một góc 120^o.

Bài 68: Một vật 5 kg được đặt trên mặt phẳng nghiêng. Chiều dài của mặt phẳng nghiêng là 10 m, chiều cao là 5 m. Lấy g = 10 m/s₂. Công của trọng lực khi vật trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng có độ lớn là

A. 220 J    B. 270 J    C. 250 J    D. 260 J

Lời giải:

Đáp án: C

Công của trọng lực khi vật trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng là

A_P→ = P.s.cos(P→, s→) = m.g.10.5/10 = 250J

Bài 69: Một vật có khối lượng 1500 kg được cần cẩu nâng đều lên độ cao 20 m trong khoảng thời gian 15 s. Lấy g = 10 m/s₂. Công suất trung bình của lực nâng của cần cẩu là

A. 15000 W    B. 22500 W    C. 20000 W    D. 1000 W

Lời giải:

Đáp án: C

Vật được nâng đều lên → F_k = P = 1500. 10 = 15000 N

→ Công suất trung bình là = 20000 W.

Bài 70: Một thang máy khối lượng 1 tấn có thể chịu tải tối đa 800 kg. Khi chuyển động thang máy còn chịu một lực cản không đổi bằng 4. 10³ N. Để đưa thang máy lên cao với vận tốc không đổi 3 m/s thì công suất của động cơ phải bằng (cho g = 9,8 m/s₂)

A. 35520 W    B. 64920 W    C. 55560 W    D. 32460 W

Lời giải:

Đáp án: B

Lực kéo của động cơ là F_k = (1000 + 800). 9,8 + 4. 10³ = 21640 N

Công suất của động cơ là P = = F_k .v = 21640. 3 = 64920 W.

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---

---

---