Trắc nghiệm Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm - Đề 01
Trắc nghiệm Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm - Đề 01 được xây dựng với nhiều câu hỏi chất lượng, sát với nội dung chương trình học, giúp bạn dễ dàng ôn tập và kiểm tra kiến thức hiệu quả. Hãy cùng bắt đầu làm bài tập trắc nghiệm ngay để nâng cao hiểu biết và chuẩn bị tốt cho kỳ thi sắp tới!
Câu 1: Lực hướng tâm tác dụng lên một vật chuyển động tròn đều có đặc điểm nào sau đây?
- A. Có phương dọc theo bán kính, chiều hướng vào tâm quỹ đạo.
- B. Có phương tiếp tuyến với quỹ đạo, chiều cùng chiều chuyển động.
- C. Có phương dọc theo bán kính, chiều hướng ra xa tâm quỹ đạo.
- D. Có phương vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo.
Câu 2: Một vật khối lượng $m$ chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính $R$ với tốc độ dài $v$. Độ lớn của lực hướng tâm tác dụng lên vật được tính bằng công thức nào?
- A. $F_{ht} = m cdot v cdot R$
- B. $F_{ht} = m frac{v^2}{R}$
- C. $F_{ht} = m frac{R}{v^2}$
- D. $F_{ht} = frac{m v}{R}$
Câu 3: Một vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất ở một độ cao nhất định. Lực nào đóng vai trò lực hướng tâm giữ cho vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo đó?
- A. Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh.
- B. Lực ma sát của khí quyển.
- C. Lực đẩy Acsimet của khí quyển.
- D. Lực quán tính li tâm.
Câu 4: Một ô tô đang chạy trên một đoạn đường vòng phẳng (không nghiêng). Lực nào đóng vai trò lực hướng tâm giữ cho ô tô không bị văng ra khỏi khúc cua?
- A. Lực trọng trường tác dụng lên ô tô.
- B. Lực phản lực vuông góc của mặt đường.
- C. Lực ma sát nghỉ giữa lốp xe và mặt đường.
- D. Lực kéo của động cơ ô tô.
Câu 5: Một vật nhỏ khối lượng $0.5$ kg buộc vào đầu sợi dây dài $1$ m, quay đều trong mặt phẳng ngang với tốc độ $2$ vòng/s. Lấy $pi^2 approx 10$. Độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vật là bao nhiêu?
- A. $20$ N
- B. $40$ N
- C. $60$ N
- D. $80$ N
Câu 6: Một ô tô khối lượng $1200$ kg chạy qua một cầu võng (cung tròn lõm xuống) với tốc độ $15$ m/s. Bán kính cong của cầu là $50$ m. Lấy $g = 10$ m/s$^2$. Áp lực của ô tô lên mặt cầu tại điểm thấp nhất là bao nhiêu?
- A. $12000$ N
- B. $6600$ N
- C. $17400$ N
- D. $5400$ N
Câu 7: Một vật nhỏ đặt trên một đĩa quay đều với tốc độ góc $omega$. Hệ số ma sát nghỉ cực đại giữa vật và đĩa là $mu_s$. Để vật không bị trượt ra, khoảng cách $R$ từ vật đến trục quay phải thỏa mãn điều kiện nào? (Lấy $g$ là gia tốc trọng trường)
- A. $R ge frac{mu_s g}{omega^2}$
- B. $R = frac{mu_s g}{omega^2}$
- C. $R le frac{omega^2}{mu_s g}$
- D. $R le frac{mu_s g}{omega^2}$
Câu 8: Một người đi xe đạp vào khúc cua có bán kính cong $R$. Để an toàn, người đó thường nghiêng xe một góc $alpha$ so với phương thẳng đứng. Lực hướng tâm trong trường hợp này là thành phần nào của hợp lực tác dụng lên người và xe?
- A. Thành phần hướng tâm của hợp lực trọng lực và phản lực vuông góc.
- B. Chỉ có lực ma sát.
- C. Chỉ có trọng lực.
- D. Chỉ có phản lực vuông góc.
Câu 9: Một con lắc đơn có chiều dài $l$ được kéo lệch khỏi vị trí cân bằng một góc nhỏ rồi thả nhẹ. Khi vật đi qua vị trí cân bằng, lực căng của dây treo có độ lớn là $T$. Mối liên hệ giữa $T$, trọng lực $P$, khối lượng $m$ và tốc độ $v$ của vật tại vị trí cân bằng là gì?
- A. $T = P$
- B. $T = P + mfrac{v^2}{l}$
- C. $T = P - mfrac{v^2}{l}$
- D. $T = mfrac{v^2}{l}$
Câu 10: Một vật chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính $R$. Nếu tốc độ dài của vật tăng lên gấp đôi ($v" = 2v$) và bán kính quỹ đạo giảm đi một nửa ($R" = R/2$), thì độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vật thay đổi như thế nào?
- A. Tăng gấp 2 lần.
- B. Tăng gấp 4 lần.
- C. Tăng gấp 6 lần.
- D. Tăng gấp 8 lần.
Câu 11: Một người lái mô tô biểu diễn bay qua một đoạn mương bằng cách đi trên một cầu nhảy có dạng cung tròn lồi lên với bán kính $R$. Tại điểm cao nhất của cầu, áp lực của mô tô (khối lượng $m$) lên mặt cầu là bao nhiêu nếu tốc độ của mô tô tại đó là $v$?
- A. $mg - mfrac{v^2}{R}$
- B. $mg + mfrac{v^2}{R}$
- C. $mfrac{v^2}{R} - mg$
- D. $mfrac{v^2}{R}$
Câu 12: Một vật khối lượng $m$ chuyển động tròn đều với tốc độ góc $omega$ trên quỹ đạo bán kính $R$. Nếu khối lượng vật tăng gấp đôi ($m" = 2m$) và tốc độ góc giảm đi một nửa ($omega" = omega/2$), thì độ lớn lực hướng tâm thay đổi như thế nào?
- A. Tăng gấp đôi.
- B. Giảm đi một nửa.
- C. Không đổi.
- D. Giảm đi 4 lần.
Câu 13: Một đường đua xe đạp được thiết kế có đoạn cua nghiêng một góc $theta$ so với phương ngang. Lực nào sau đây KHÔNG đóng góp trực tiếp vào việc tạo ra lực hướng tâm cho xe đạp khi chạy qua đoạn cua này với tốc độ phù hợp?
- A. Lực ma sát nghỉ.
- B. Thành phần ngang của phản lực vuông góc.
- C. Hợp lực của phản lực vuông góc và lực ma sát nghỉ.
- D. Trọng lực.
Câu 14: Một vật nhỏ khối lượng $m$ được treo vào sợi dây dài $l$ và quay đều trong mặt phẳng thẳng đứng. Tốc độ nhỏ nhất của vật tại điểm cao nhất của quỹ đạo để dây vẫn căng là bao nhiêu?
- A. $sqrt{gl}$
- B. $gl$
- C. $sqrt{2gl}$
- D. $2gl$
Câu 15: Một ô tô khối lượng $1500$ kg đi qua đỉnh một cầu lồi (cung tròn) với bán kính $60$ m. Nếu áp lực của ô tô lên mặt cầu tại đỉnh là $10000$ N, thì tốc độ của ô tô tại đỉnh cầu là bao nhiêu? Lấy $g = 10$ m/s$^2$.
- A. $10$ m/s
- B. $14.14$ m/s
- C. $20$ m/s
- D. $25$ m/s
Câu 16: Khi một vật chuyển động tròn đều, lực hướng tâm có thực hiện công hay không? Tại sao?
- A. Không, vì lực hướng tâm luôn vuông góc với phương chuyển động.
- B. Có, vì lực hướng tâm gây ra sự thay đổi hướng của vận tốc.
- C. Có, vì lực hướng tâm là nguyên nhân của chuyển động tròn.
- D. Không, vì vật chuyển động với tốc độ không đổi.
Câu 17: Một vật chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính $R$ với chu kì $T$. Độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vật được tính theo $m, R, T$ bằng công thức nào?
- A. $F_{ht} = m frac{R}{T^2}$
- B. $F_{ht} = m frac{4pi R}{T}$
- C. $F_{ht} = m frac{4pi^2 R}{T^2}$
- D. $F_{ht} = m frac{2pi R}{T^2}$
Câu 18: Một vật đặt trên bàn quay cách trục quay $25$ cm. Bàn quay đều với tốc độ $60$ vòng/phút. Lấy $pi^2 = 10$. Hệ số ma sát nghỉ giữa vật và bàn ít nhất phải bằng bao nhiêu để vật không bị trượt?
- A. $0.25$
- B. $0.5$
- C. $0.8$
- D. $1.0$
Câu 19: Một người lái máy bay thực hiện vòng lượn trong mặt phẳng nằm ngang bán kính $R$ với tốc độ $v$. Lực nâng của cánh máy bay tạo với phương thẳng đứng một góc $alpha$. Lực nào cung cấp lực hướng tâm cho máy bay?
- A. Trọng lực của máy bay.
- B. Thành phần ngang của lực nâng do cánh máy bay tạo ra.
- C. Lực đẩy của động cơ.
- D. Lực cản của không khí.
Câu 20: Tại sao khi đi xe qua cầu lồi, nếu đi quá nhanh, ta có cảm giác "bị hẫng chân"?
- A. Vì lực hướng tâm tăng lên.
- B. Vì trọng lực giảm đi.
- C. Vì áp lực của xe lên mặt cầu giảm đi.
- D. Vì lực ma sát tăng lên đột ngột.
Câu 21: Một xe tải khối lượng $m$ đi qua cầu võng bán kính $R$. Để áp lực của xe lên mặt cầu tại điểm thấp nhất không vượt quá $1.5$ lần trọng lượng của xe, tốc độ cực đại của xe tại điểm đó là bao nhiêu?
- A. $sqrt{0.5 gR}$
- B. $sqrt{1.5 gR}$
- C. $sqrt{gR}$
- D. $sqrt{2gR}$
Câu 22: Hai vật A và B có khối lượng lần lượt là $m_A = m$ và $m_B = 2m$ cùng chuyển động tròn đều trên hai quỹ đạo có bán kính $R_A = R$ và $R_B = 2R$. Nếu chúng có cùng tốc độ dài $v$, tỉ số độ lớn lực hướng tâm $F_{ht, A} / F_{ht, B}$ là bao nhiêu?
- A. $1/2$
- B. $1$
- C. $2$
- D. $4$
Câu 23: Hai vật C và D có khối lượng lần lượt là $m_C = 2m$ và $m_D = m$ cùng chuyển động tròn đều trên hai quỹ đạo có bán kính $R_C = R$ và $R_D = 2R$. Nếu chúng có cùng tốc độ góc $omega$, tỉ số độ lớn lực hướng tâm $F_{ht, C} / F_{ht, D}$ là bao nhiêu?
- A. $1/2$
- B. $1$
- C. $2$
- D. $4$
Câu 24: Một ô tô đi trên một đoạn đường vòng nằm ngang bán kính $R = 100$ m. Hệ số ma sát nghỉ cực đại giữa lốp xe và mặt đường là $mu_s = 0.4$. Lấy $g = 10$ m/s$^2$. Tốc độ tối đa mà ô tô có thể đi qua khúc cua an toàn là bao nhiêu?
- A. $10$ m/s
- B. $15$ m/s
- C. $20$ m/s
- D. $25$ m/s
Câu 25: Một vật khối lượng $m$ chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính $R$. Nếu lực hướng tâm tăng gấp 4 lần, giữ nguyên bán kính quỹ đạo, thì tốc độ dài của vật thay đổi như thế nào?
- A. Tăng gấp đôi.
- B. Tăng gấp 4 lần.
- C. Tăng gấp $sqrt{2}$ lần.
- D. Giảm đi một nửa.
Câu 26: Một vật nhỏ được buộc vào đầu sợi dây và quay đều trong mặt phẳng thẳng đứng. Tại điểm thấp nhất của quỹ đạo, lực căng của dây lớn hơn trọng lực của vật là $20$ N. Nếu khối lượng vật là $1$ kg và chiều dài dây là $0.5$ m, thì tốc độ của vật tại điểm đó là bao nhiêu? Lấy $g = 10$ m/s$^2$.
- A. $2$ m/s
- B. $3$ m/s
- C. $3.16$ m/s
- D. $4$ m/s
Câu 27: Phát biểu nào sau đây về lực hướng tâm là SAI?
- A. Lực hướng tâm gây ra gia tốc hướng tâm.
- B. Lực hướng tâm luôn hướng vào tâm quỹ đạo.
- C. Độ lớn lực hướng tâm phụ thuộc vào khối lượng, tốc độ và bán kính quỹ đạo.
- D. Lực hướng tâm là một loại lực cơ bản mới xuất hiện khi vật chuyển động tròn.
Câu 28: Một vật chuyển động tròn đều với tốc độ dài $v$ trên quỹ đạo bán kính $R$. Thời gian để vật đi hết một vòng là $T$. Độ lớn lực hướng tâm được tính bằng công thức nào liên quan đến $m, v, T, R$?
- A. $m v^2 / R$
- B. $m (2pi R / T)^2$
- C. $m (2pi / T)^2 R$
- D. $m v T / (2pi R)$
Câu 29: Một vật nhỏ khối lượng $0.2$ kg đặt trên đĩa quay cách trục quay $0.4$ m. Hệ số ma sát nghỉ cực đại là $0.5$. Lấy $g = 10$ m/s$^2$. Tốc độ góc cực đại của đĩa để vật không bị văng ra là bao nhiêu?
- A. $2.5$ rad/s
- B. $3.54$ rad/s
- C. $5$ rad/s
- D. $6.25$ rad/s
Câu 30: Một người buộc vật nặng vào sợi dây và quay trong mặt phẳng thẳng đứng. Tốc độ của vật tại điểm thấp nhất là $v_1$ và tại điểm cao nhất là $v_2$. Chiều dài dây là $l$. Bỏ qua sức cản không khí. Mối liên hệ giữa lực căng dây $T_1$ tại điểm thấp nhất và $T_2$ tại điểm cao nhất là gì?
- A. $T_1 - T_2 = 2mg$
- B. $T_1 - T_2 = 3mg$
- C. $T_1 - T_2 = 4mg$
- D. $T_1 - T_2 = 6mg$