Giải SBT Vật lí 10 (Kết nối tri thức) Bài tập cuối chương 7 trang 67

Giải sách bài tập Vật Lí 10 Bài tập cuối chương 7 trang 67

Giải SBT Vật Lí 10 trang 67

Câu hỏi 34.9 trang 67 SBT Vật Lí 10: Người ta đổ thêm 100 cm³ nước vào một nhánh của một bình hình chữ U có hai nhánh giống nhau đang chứa thủy ngân. Hỏi mặt thoáng của thủy ngân ở nhánh bên kia của bình di chuyển bao nhiêu cm? Biết đường kính trong của bình d = 2 cm, khối lượng riêng của thủy ngân ${\rho }_{Hg}$ = 13600kg/m³ và của nước ${\rho }_{H_{2}O}$ = 1000kg/m³.

Lời giải:

Mặt thoáng của thủy ngân ban đầu ở vị trí A. Khi đổ thêm nước vào thì A ở nhánh có nước chuyển xuống B, mặt thoáng ở nhánh còn lại chuyển tới C, như hình vẽ.

Ta có: AB = A’C

Suy ra: $h_{Hg}=B\text{'}C=2A\text{'}C;AB=\frac{h_{Hg}}{2}$

Gọi áp suất ở mặt thoáng của nước là p₂: p₂ = p_a (áp suất khí quyển)

Gọi áp suất ở mặt thoáng của Hg là p’₂: p’₂ = p_a, suy ra p₂ = p’₂ (1)

Gọi áp suất của nước ở B là p₁; áp suất của thủy ngân ở B’ là p’₁.

Vì B và B’ nằm trên cùng một mặt phẳng ngang nên p₁ = p’₁ (2)

Ta có:

$\Delta p=p_1-p_2={\rho }_{H_{2}O}.g.h_{H_{2}O}$

$\Delta p\text{'}=p_1\text{'}-p_2\text{'}={\rho }_{Hg}.g.h_{Hg}$

Từ (1) và (2) suy ra: $\Delta p=\Delta p\text{'}$

$\Rightarrow \Delta h=\frac{h_{Hg}}{2}$= 1,17cm

Câu hỏi 34.10 trang 67 SBT Vật Lí 10: Một miếng hợp kim hình trụ bằng vàng và đồng được treo vào một lực kế điện tử, lực kế chỉ F₁ = 5,67 N. Khi nhúng miếng hợp kim ngập hoàn toàn trong nước thì lực kế chỉ F₂ = 5,14 N. Biết khối lượng riêng của nước ${\rho }_1=1g/c{m}^3$, của vàng ${\rho }_2=19,3g/c{m}^3$, của đồng ${\rho }_3=8,6g/c{m}^3$. Lấy g = 10 m/s².

a. Tính khối lượng của miếng hợp kim.

b. Tính thể tích của miếng hợp kim bằng cách dùng phương trình cơ bản của thủy tĩnh học.

c. Xác định tỉ lệ vàng trong hợp kim.

Lời giải:

a. Khối lượng: $m=\frac{P}{g}=\frac{F_1}{g}=\frac{5,67}{10}$= 0,567kg = 567g

b. Khi nhúng chìm miếng hợp kim vào nước:

Số chỉ lực kế khi đó: $F_2=P-F_a$

Trong đó, F_a là hợp lực do áp suất của nước tác dụng lên vật:

c. Gọi khối lượng vàng, đồng, thể tích vàng, đồng lần lượt là: $m_1;m_2;V_1;V_2$

Thể tích của khối hợp kim: $V_1+V_2=53c{m}^3$ (1)

Khối lượng hợp kim: $m_1+m_2=m\Rightarrow {\rho }_1{V}_1+{\rho }_2{V}_2=567$

$\Rightarrow {\rho }_1{V}_1+{\rho }_2{V}_2=567$

$\Rightarrow 19,3V_1+8,6V_2=567$ (2)

Từ (1) và (2) $\Rightarrow V_1\approx 10,39c{m}^3$

Vì $m_1={\rho }_1{V}_1\Rightarrow m_1\approx 200g$

Tỉ lệ vàng trong hợp kim: $\frac{m_1}{m}=\frac{200}{567}\approx 0,35=35\%$

Câu hỏi VII.1 trang 67 SBT Vật Lí 10: Một lò xo có độ cứng k được treo vào điểm cố định, đầu dưới treo vật có khối lượng m, tại nơi có gia tốc trọng trường g. Khi vật nằm cân bằng, độ biến dạng của lò xo là

A. $\frac{k}{mg}$.       B. $\frac{mg}{k}$.       C. $\frac{mk}{g}$.       D. $\frac{g}{mk}$.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Khi cân bằng, trọng lượng bằng độ lớn lực đàn hồi:

P = $F_{dh}\iff$mg=k|$∆$l| $\iff$|$∆$l| = $\frac{mg}{k}$

Câu hỏi VII.2 trang 67 SBT Vật Lí 10: Hai người cầm hai đầu của một lực kế lò xo và kéo ngược chiều những lực bằng nhau, tổng độ lớn hai lực kéo là 100 N. Lực kế chỉ giá trị là:

A. 50 N.       B. 100 N.       C. 0 N.       D. 25 N.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Độ lớn của mỗi lực kéo bằng số chỉ của lực kế: F = $\frac{100}{2}$ = 50N

Câu hỏi VII.3 trang 67 SBT Vật Lí 10: Một vật có khối lượng 200 g được treo vào một lò xo theo phương thẳng đứng thì chiều dài của lò xo là 20 cm. Biết khi chưa treo vật thì lò xo dài 18 cm. Lấy g = 10 m/s². Độ cứng của lò xo này là

A. 200 N/m.

B. 150 N/m.

C. 100 N/m.

D. 50 N/m.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Theo định luật Hooke:

Câu hỏi VII.4 trang 67 SBT Vật Lí 10: Một lò xo có một đầu cố định, còn đầu kia chịu một lực kéo bằng 5 N thì lò xo dãn 8 cm. Độ cứng của lò xo là

A. 1,5 N/m.

B. 120 N/m.

C. 62,5 N/m..

D. 15 N/m

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Độ lớn lực kéo bằng với độ lớn của lực đàn hồi:

k == 62,5N/m

Giải SBT Vật Lí 10 trang 68

Câu hỏi VII.5 trang 68 SBT Vật Lí 10: Chọn phát biểu đúng.

A. Áp suất nước ở đáy bình chứa chỉ phụ thuộc vào diện tích mặt đáy.

B. Áp suất chất lỏng phụ thuộc vào hình dạng và kích thước của bình chứa.

C. Áp suất chất lỏng tại một điểm bất kì trong chất lỏng có tác dụng như nhau theo mọi hướng.

D. Tại một điểm bất kì trong chất lỏng, áp suất chất lỏng có chiều hướng xuống.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

A, B – sai vì áp suất nước ở đáy bình phụ thuộc cả vào độ sâu của đáy bình so với với mặt thoáng của chất lỏng,

D – sai chất lỏng truyền áp suất theo mọi hướng.

Câu hỏi VII.6 trang 68 SBT Vật Lí 10: Có ba bình như nhau đựng ba loại chất lỏng có cùng độ cao. Bình (1) đựng cồn, bình (2) đựng nước, bình (3) đựng nước muối. Gọi $p_1,p_2,p_3$ là áp suất khối chất lỏng tác dụng lên đáy các bình (1), (2), (3). Điều nào dưới đây là đúng?

A. $p_1>p_2>p_3$.

B. $p_2>p_1>p_3$.

C. $p_3>p_2>p_1$.

D. $p_2>p_3>p_1$.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Áp suất chất lỏng tác dụng lên đáy bình: $p=\rho gh$

Khối lượng riêng của cồn, nước, nước muối theo thứ tự tăng dần (${\rho }_1<{\rho }_2<{\rho }_3$).

Do cả ba bình đựng chất lỏng có cùng độ cao ($h_1=h_2=h_3$).

Suy ra: $p_3>p_2>p_1$

Câu hỏi VII.7 trang 68 SBT Vật Lí 10: Một lò xo khối lượng không đáng kể, độ cứng 100 N/m và có chiều dài tự nhiên 40 cm. Giữ đầu trên của lò xo cố định và buộc vào đầu dưới của lò xo một vật nặng khối lượng 500 g, sau đó lại buộc thêm vào điểm chính giữa của lò xo đã bị dãn một vật thứ hai khối lượng 500 g. Lấy g = 10 m/s². Tính chiều dài của lò xo khi đó.

Lời giải:

Khi buộc đầu dưới vật khối lượng m₁, lò xo dãn:

$\Delta l_1=\frac{F_1}{k}=\frac{m_{1}g}{k}=\frac{0,5.10}{100}$= 0,05m = 5cm

Khi buộc vào điểm giữa của lò xo một vật nặng thứ hai, thì nửa trên của lò xo có độ cứng k’: $k\text{'}=k\frac{l}{l\text{'}}=k\frac{l}{0,5.l}=2k$

Khi buộc vào chính giữa lò xo vật m₂ thì nửa trên dãn thêm:

$\Delta l_2=\frac{F_2}{k\text{'}}=\frac{m_2.g}{2k}=\frac{0,5.10}{2.100}$= 0,025m = 2,5cm

Chiều dài lò xo lúc này là:

$l=l_0+\Delta l_1+\Delta l_2$= 47,5cm

Câu hỏi VII.8 trang 68 SBT Vật Lí 10: Một lò xo có đầu trên gắn cố định. Nếu treo vật nặng khối lượng 600 g vào một đầu thì lò xo có chiều dài 23 cm. Nếu treo vật nặng khối lượng 800 g vào một đầu thì lò xo có chiều dài 24 cm. Biết khi treo cả hai vật trên vào một đầu thì lò xo vẫn ở trong giới hạn đàn hồi. Lấy g = 10 m/s². Tính độ cứng của lò xo.

Lời giải:

Từ k.|$∆$l| = mg

$\Rightarrow \frac{\left(0,23-l_0\right)}{\left(0,24-l_0\right)}=\frac{3}{4}$

l₀ = 0,20cm $\Rightarrow$k=200N/m

Câu hỏi VII.9 trang 68 SBT Vật Lí 10: Một cốc hình trụ chứa một lượng nước và một lượng thủy ngân có cùng khối lượng. Áp suất các chất lỏng tác dụng lên đáy cốc là 1360 N/m². Tính độ cao của lượng nước và thủy ngân trong cốc. Cho khối lượng riêng của nước và thủy ngân lần lượt là 1000 kg/m³ và 13600 kg/m³.

Lời giải:

Gọi độ cao của lượng nước là h₁ và của lượng thủy ngân là h₂

Khối lượng riêng của nước là ${\rho }_1$ và của thủy ngân là ${\rho }_2$

Vì khối lượng của nước và thủy ngân bằng nhau nên:

${\rho }_1{V}_1={\rho }_2{V}_2\Rightarrow {\rho }_{1}S{h}_1={\rho }_{2}S{h}_2\Rightarrow {\rho }_1{h}_1={\rho }_2{h}_2$ (1)

Áp suất ở đáy cốc:

$p=p_1+p_2={\rho }_{1}g{h}_1+{\rho }_{2}g{h}_2=10{\rho }_1{h}_1+10{\rho }_2{h}_2$

$\Rightarrow$p = 20${\rho }_1{h}_1\Rightarrow h_1$ = 0,068m = 6,8cm (2)

Từ (1) và (2) suy ra: h₂ = 0,005 m = 0,5 cm

Câu hỏi VII.10 trang 68 SBT Vật Lí 10: Một bình thông nhau có hai nhánh trụ không giống nhau và chứa nước. Tiết diện trong của nhánh lớn gấp ba lần tiết diện trong của nhánh nhỏ. Người ta đổ dầu vào nhánh lớn cho đến khi mực nước ở nhánh này giảm đi 1,6 cm. Cho biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/m³ và của dầu là 8000 N/m³.

a. Tính mực nước dâng lên thêm ở nhánh nhỏ.

b. Xác định độ cao của cột dầu đã đổ vào nhánh lớn.

Lời giải:

Gọi:

S₁, S₂ lần lượt là tiết diện của nhánh lớn và nhánh nhỏ;

Trọng lượng riêng của nước là d₁ và của dầu là d₂

Độ giảm mực nước ở bình lớn là h₁, độ tăng mực nước ở bình nhỏ là h₂, độ cao cột dầu là h.

a. Khi mực nước ở nhánh lớn giảm đi một lượng h₁ = 1,6 cm thì thể tích nước ở nhánh lớn giảm đi một lượng là V₁ = S₁h₁

Thể tích nước giảm đi ở nhánh lớn đúng bằng thể tích nước tăng lên ở nhánh nhỏ:

$V_1=V_2\Rightarrow S_1{h}_1=S_2{h}_2\Rightarrow 3S_2{h}_1=S_2{h}_2$

$\Rightarrow$h₂ = 3h₁ = 3.1,6 = 4,8cm

b. Chọn điểm A nằm trên mặt tiếp giáp giữa dầu và nước, điểm B ở nhánh nhỏ sao cho A và B nằm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang.

Ta có, $p_A=p_B\Rightarrow d_{2}h=d_1\left(h_1+h_2\right)$

Xem thêm lời giải Sách bài tập Vật Lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 31: Động học của chuyển động tròn đều

Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm

Bài tập cuối chương 6 trang 62

Bài 33: Biến dạng của vật rắn

Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng