Từ khoá gợi ý
Câu hỏi 1 :
Khi vật rắn là một tấm kim loại mỏng phẳng biến dạng nhiệt của vật rắn coi như biến dạng về diện tích. Độ nở diện tích khi đó:
\(\Delta S = \beta {S_0}\Delta t\)
\(\Delta S = \alpha {S_0}\Delta t\)
\(\Delta S = 3\alpha {S_0}\Delta t\)
\(\Delta S = 2\alpha {S_0}\Delta t\)
Đáp án: D
Phương pháp giải:
Xem lí thuyết về độ nở diện tích
Lời giải chi tiết:
Trong trường hợp vật rắn là một tấm kim loại mỏng phẳng biến dạng nhiệt của vật rắn coi như biến dạng về diện tích. Ta có thể áp dụng công thức độ nở diện tích:
\(\Delta S = S - {S_0} = \beta '{S_0}\Delta t = 2\alpha {S_0}\Delta t\)
Trong đó:
+ \(\Delta S\): độ nở diện tích của vật rắn
+ \(S\): diện tích sau khi giãn nở vì nhiệt của vật rắn
+ \({S_0}\): diện tích ban đầu của vật rắn
+ \(\beta ' = 2\alpha \): hệ số nở diện tích, phụ thuộc vào bản chất của vật rắn
+ \(\Delta t = {t_2} - {t_1}\): độ tăng nhiệt độ của vật rắn
Câu hỏi 2 :
Các vật rắn được phân thành các loại nào sau đây?
Vật rắn tinh thể và vật rắn vô định hình.
Vật rắn dị hướng và vật rắn đẳng hướng.
Vật rắn tinh thể và vật rắn đa tinh thể .
Vật vô định hình và vật rắn đa tinh thể.
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Xem lí thuyết về chất rắn
Lời giải chi tiết:
Vật rắn được chia thành 2 loại là vật rắn tinh thể (vật rắn kết tinh) và vật rắn vô định hình
Câu hỏi 3 :
Tính chất nào sau đây KHÔNG liên quan đến chất rắn kết tinh?
Có nhiệt độ nóng chảy xác định.
Có tình dị hướng hoặc đẳng hướng.
Có cấu trúc mạng tinh thể.
Không có nhiệt độ nóng chảy xác định.
Đáp án: D
Phương pháp giải:
Xem lí thuyết mục 2 phần I - Đặc tính của chất rắn kết tinh
Lời giải chi tiết:
Trong các tính chất trên, thì D là phương án không liên quan đến chất rắn kết tinh vì chất rắn kết tinh có một nhiệt độ nóng chảy xác định không đổi ở mỗi áp suất cho trước.
Câu hỏi 4 :
Chọn phát biểu sai về ứng suất?
Khác nhau đối với lực kéo và lực nén
Có cùng đơn vị đo với áp suất
Tỷ lệ nghịch với tiết diện ngang của thanh
Tỷ lệ với độ lớn ngoại lực tác dụng lên thanh
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Vận dụng lí thuyết và biểu thức xác định ứng suất
Lời giải chi tiết:
Ta có, ứng suất là đại lượng vật lý đặc trưng cho tác dụng nén hoặc kéo của lực F tác dụng dọc theo trục của một vật rắn đồng chất hình trụ có tiết diện S: \(\sigma = \frac{F}{S}\)
Trong đó:
+ \(F\): lực nén hoặc kéo (N)
+ \(S\): tiết diện của vật rắn hình trụ đồng chất (m2)
+ \(\sigma \): ứng suất của vật rắn (N/m2 hoặc Pa)
Ta suy ra:
B, C, D - đúng
A - sai
Câu hỏi 5 :
Chọn phương án đúng?
Khi nhiệt độ tăng, thì kích thước của vật rắn theo một phương tăng lên theo định luật của sự nở dài, nên thể tích của vật tăng lên.
Khi nhiệt độ tăng, thì kích thước của vật rắn theo các phương không thay đổi nên thể tích vật không thay đổi.
Khi nhiệt độ tăng, thì kích thước của vật rắn theo các phương đều tăng lên theo định luật của sự nở dài, thể tích của vật không thay đổi.
Khi nhiệt độ tăng, thì kích thước của vật rắn theo các phương đều tăng lên theo định luật của sự nở dài, nên thể tích của vật tăng lên.
Đáp án: D
Phương pháp giải:
Sử dụng định nghĩa về sự nở khối
Lời giải chi tiết:
Khi nhiệt độ tăng, thì kích thước của vật rắn theo các phương đều tăng lên theo định luật của sự nở dài, nên thể tích của vật tăng lên => Sự nở thể tích hay sự nở khối
Câu hỏi 6 :
Hiện tượng nào sau đây do sự nở vì nhiệt gây ra:
Thanh kim loại bị kéo dãn
Nước đọng lại bên ngoài cốc nước đá
Cốc thủy tinh dày bị vỡ khi rót nước nóng vào
Thanh kim loại bị uốn cong
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Vận dụng lí thuyết về sự nở vì nhiệt của vật rắn
Lời giải chi tiết:
Khi rót nước nóng vào cốc thủy tinh dày thì lớp thủy tinh bên trong tiếp xúc với nước, nóng lên trước và dãn nở, trong khi lớp thủy tinh bên ngoài chưa kịp nóng lên và chưa dãn nở. Kết quả là lớp thủy tinh bên ngoài chịu lực tác dụng từ trong đẩy ra và cốc bị vỡ.
=>Do sự nở vì nhiệt gây ra.
Câu hỏi 7 :
Hệ số đàn hồi của thanh thép khi biến dạng kéo hoặc nén phụ thuộc như thế nào vào tiết diện ngang và độ dài ban đầu của thanh rắn?
Tỉ lệ thuận với tích số của độ dài ban đầu và tiết diện ngang của thanh.
Tỉ lệ thuận với độ dài ban đầu và tỉ lệ nghịch với tiết diện ngang của thanh.
Tỉ lệ thuận với tiết diện ngang và tỉ lệ nghịch với độ dài ban đầu của thanh.
Tỉ lệ nghịch với tích số của độ dài ban đầu và tiết diện ngang của thanh.
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Vận dụng biểu thức xác định hệ số đàn hồi:\(k = E\frac{S}{{{l_0}}}\)
Lời giải chi tiết:
Hệ ssô đàn hồi của thanh thép được xác định bởi biểu thức: \(k = E\frac{S}{{{l_0}}}\)
=> Tỉ lệ thuận với tiết diện ngang và tỉ lệ nghịch với chiều dài ban đầu
Câu hỏi 8 :
Biến dạng cơ là:
Sự thay hình dạng của vật rắn do tác dụng của nội lực. Tùy thuộc độ lớn của lực tác dụng, biến dạng của vật rắn có thể là đàn hồi hoặc không đàn hồi.
Sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực. Tùy thuộc độ lớn của lực tác dụng, biến dạng của vật rắn có thể là đàn hồi hoặc không đàn hồi.
Sự thay đổi kích thước của vật rắn do tác dụng của ngoại lực. Tùy thuộc độ lớn của lực tác dụng, biến dạng của vật rắn có thể là đàn hồi hoặc không đàn hồi.
Sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của nội lực. Tùy thuộc độ lớn của lực tác dụng, biến dạng của vật rắn có thể là đàn hồi hoặc không đàn hồi.
Đáp án: B
Phương pháp giải:
Xem định nghĩa về biến dạng cơ
Lời giải chi tiết:
Biến dạng cơ là sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực. Tùy thuộc độ lớn của lực tác dụng, biến dạng của vật rắn có thể là đàn hồi hoặc không đàn hồi.
Câu hỏi 9 :
Hai thanh kim loại có cùng bản chất, cùng chiều dài, có tiết diện ngang tương ứng là \({S_1} = 2{S_2}\). Đặt vào hai thanh những lực có cùng độ lớn. Gọi độ biến dạng của các thanh lần lượt là \(\Delta {l_1}\) và \(\Delta {l_2}\). Chọn biểu thức đúng?
\(2\Delta {l_1} = \Delta {l_2}\)
\(\Delta {l_1} = 2\Delta {l_2}\)
\(\Delta {l_1} = \Delta {l_2}\)
\(4\Delta {l_1} = \Delta {l_2}\)
Đáp án: A
Phương pháp giải:
+ Vận dụng biểu thức tính lực đàn hồi: \({F_{dh}} = k.\Delta l\)
+ Vận dụng biểu thức độ cứng của vật rắn: \(k = E\frac{S}{{{l_0}}}\)
Lời giải chi tiết:
Ta có:
+ Lực đàn hồi xuất hiện trên hai thanh có độ lớn bằng nhau
\({F_{dh1}} = {F_{dh2}} \leftrightarrow {k_1}\Delta {l_1} = {k_2}\Delta {l_2}\)(1)
+ Ta có độ cứng k được xác định bởi biểu thức: \(k = E\frac{S}{{{l_0}}}\) (2)
Từ (1) và (2), ta suy ra: \(\frac{{\Delta {l_1}}}{{\Delta {l_2}}} = \frac{{{k_2}}}{{{k_1}}} = \frac{{{E_2}\frac{{{S_2}}}{{{l_{02}}}}}}{{{E_1}\frac{{{S_1}}}{{{l_{01}}}}}}\)
Do hai thanh cùng bản chất \( \to {E_1} = {E_2} = E\)
\( \to \frac{{\Delta {l_1}}}{{\Delta {l_2}}} = \frac{{{S_2}{l_{01}}}}{{{S_1}{l_{02}}}} = \frac{1}{2}\)
Câu hỏi 10 :
Một sợi dây sắt dài gấp đôi nhưng có tiết diện nhỏ bằng nửa tiết diện của sợi dây đồng. Giữ chặt đầu trên của mỗi sợi dây và treo vào đầu dưới của chúng hai vật nặng giống nhau. Suất đàn hồi của sắt lớn hơn của đồng $1,6$ lần. Độ dãn của sợi dây sắt so với sợi dây đồng là:
\(\Delta {l_{F{\rm{e}}}} = 0,2\Delta {l_{Cu}}\)
\(\Delta {l_{F{\rm{e}}}} = 5\Delta {l_{Cu}}\)
\(\Delta {l_{F{\rm{e}}}} = 2,5\Delta {l_{Cu}}\)
\(\Delta {l_{F{\rm{e}}}} = 0,5\Delta {l_{Cu}}\)
Đáp án: C
Phương pháp giải:
+ Vận dụng biểu thức tính lực đàn hồi: \({F_{dh}} = k.\Delta l\)
+ Vận dụng biểu thức độ cứng của vật rắn: \(k = E\dfrac{S}{{{l_0}}}\)
Lời giải chi tiết:
+ Lực đàn hồi xuất hiện trên hai thanh: \({F_{dh}} = k.\Delta l\)
+ Ta có, độ cứng của vật rắn: \(k = E\dfrac{S}{{{l_0}}}\)
Theo đầu bài, ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{l_{{0_{F{\rm{e}}}}}} = 2{l_{{0_{Cu}}}}\\{S_{F{\rm{e}}}} = \dfrac{1}{2}{S_{Cu}}\end{array} \right.\) và \({E_{F{\rm{e}}}} = 1,6{E_{Cu}}\)
Lại có, độ lớn lực đàn hồi xuất hiện ở hai thanh có giá trị như nhau (vì được treo vào đầu dưới một vật có khối lượng như nhau)
\(\begin{array}{l}{F_{d{h_{F{\rm{e}}}}}} = {F_{d{h_{Cu}}}} \leftrightarrow {k_{F{\rm{e}}}}\Delta {l_{F{\rm{e}}}} = {k_{Cu}}\Delta {l_{Cu}}\\ \to \dfrac{{\Delta {l_{F{\rm{e}}}}}}{{\Delta {l_{Cu}}}} = \dfrac{{{k_{Cu}}}}{{{k_{F{\rm{e}}}}}} = \dfrac{{{E_{Cu}}\dfrac{{{S_{Cu}}}}{{{l_{{0_{Cu}}}}}}}}{{{E_{F{\rm{e}}}}\dfrac{{{S_{F{\rm{e}}}}}}{{{l_{{0_{F{\rm{e}}}}}}}}}}\\ = \dfrac{{{E_{Cu}}\dfrac{{{S_{Cu}}}}{{{l_{{0_{Cu}}}}}}}}{{1,6{E_{Cu}}\dfrac{{\dfrac{1}{2}{S_{Cu}}}}{{2{l_{{0_{Cu}}}}}}}} = \dfrac{5}{2}\\ \to \Delta {l_{F{\rm{e}}}} = 2,5\Delta {l_{Cu}}\end{array}\)
Câu hỏi 11 :
Một thanh kim loại hình trụ đồng chất có tiết diện ngang là 10cm2. Một đầu thanh kim loại được giữ cố định bằng tấm chắn, đầu còn lại chịu tác dụng của một lực bằng bao nhiêu để khi nhiệt độ môi trường tăng từ 00C đến 200C thanh kim loại không thể dài ra. Biết suất đàn hồi của thanh kim loại là 2.1011Pa, hệ số nở dài của thanh kim loại là 1,14.10-7K-1
\(F = 4,{56.10^6}N\)
\(F = 114N\)
\(F = 456N\)
\(F = 228N\)
Đáp án: C
Phương pháp giải:
+ Vận dụng biểu thức tính hệ số nở dài của vật rắn: \(\Delta l = l - {l_0} = \alpha {l_0}\Delta t\)
+ Vận dụng biểu thức tính lực đàn hồi của vật rắn: \(F = \frac{{ES}}{{{l_0}}}\Delta l\)
Lời giải chi tiết:
Ta có:
+ Độ nở dài của thanh kim loại: \(\Delta l = \alpha {l_0}\Delta t\)
+ Trong điều kiện nhiệt độ không đổi để kéo dài thanh kim loại trên cần một lực là:
\(F = \frac{{ES}}{{{l_0}}}\Delta l\)
=>Để thanh kim loại không thể nở dài khi nhiệt độ thay đổi ta cần tác dụng một lực nén dọc theo trục thanh kim loại có độ lớn:
\(F = \frac{{ES}}{{{l_0}}}\Delta l = ES\alpha \Delta t = {2.10^{11}}.({10.10^{ - 4}}).1,{14.10^{ - 7}}.20 = 456N\)
Câu hỏi 12 :
Một thước nhôm có các độ chia đúng ở $5^0C$. Dùng thước này đo chiều dài của một vật ở $35^0C$. Kết quả đọc được là $88,45cm$. Phần trăm sai số do ảnh hưởng của nhiệt độ và chiều dài đúng của vật là bao nhiêu? Biết hệ số nở dài của nhôm là \(\alpha = {2,3.10^{ - 5}}{K^{ - 1}}\)
\(0,07\% \) và \(l' = 88,5106cm\)
\(0,07\% \) và \(l' = 88,3894cm\)
\(0,7\% \) và \(l' = 87,85cm\)
\(0,7\% \) và \(l' = 89,05cm\)
Đáp án: B
Phương pháp giải:
+ Vận dụng biểu thức tính chiều dài của vật : \(l = {l_0}(1 + \alpha t)\)
+ Vận dụng biểu thức tính % sai số: \(\delta = \frac{{\Delta l}}{l}\)
Lời giải chi tiết:
Ta có:
+ Ở 350C chiều dài của thước là: \({l_2} = {l_0}(1 + \alpha {t_2})\)
Nếu ở 50C thì chiều dài thước là: \({l_1} = {l_0}(1 + \alpha {t_1})\)
+ Sai số do ảnh hưởng của nhiệt độ là do thước dãn nở một đoạn: \(\Delta l = \left| {{l_2} - {l_1}} \right| = \alpha {l_0}\Delta t\)
\(\begin{array}{l} \to \Delta l = \frac{{{l_2}}}{{1 + \alpha {t_2}}}\alpha \Delta t\\ = \frac{{88,45}}{{1 + 2,{{3.10}^{ - 5}}.(35 + 273)}}.2,{3.10^{ - 5}}.(35 - 5) = 0,0606cm\end{array}\)
Chiều dài đúng của vật là: \(l' = {l_2} - \Delta l = 88,45 - 0,0606 = 88,3894cm\)
Phần trăm sai số của phép đo: \(\delta = \frac{{\Delta l}}{{l'}}.100\% = \frac{{0,0606}}{{88,3894}}.100\% \approx 0,07\% \)