Đáp án & lời giải chi tiết: [9Study] Đề thi thử HSA năm 2027 - Mã đề 02 - Vật lý

Đánh giá Năng lực (HSA)Môn Khoa học - Vật líNăm 202717 câuChuẩn GDPT mới

Phần I

Câu 1

Trong buổi thực hành bắn súng, một người lính nhận thấy rằng cứ mỗi lần nổ súng thì thân súng lại bị giật lùi về phía sau. Hãy cho biết nguyên nhân vật lí gây ra hiện tượng giật lùi này là gì.

Thân súng chịu tác dụng của trọng lực.

Sự bảo toàn động lượng của hệ súng và đạn.

Thân súng chịu tác dụng của lực.

Sự bảo toàn năng lượng của hệ súng và đạn.

Lời giải

Chọn B.

Động lượng của hệ súng đạn trước khi bản bằng 0.

Theo định luật bảo toàn động lượng, động lượng của hệ ngay sau khi bán cũng bằng 0, do đó sau khi bắn động lượng của đạn và súng có cùng độ lớn nhưng ngược hướng nhau, làm súng bị giật lùi về phía sau.

Câu 2

Một người đang lái xe trên đường với tốc độ 54 km/h thì phát hiện phía trước có một chướng ngại vật, cách mũi xe một khoảng 45 m. Trước khi bắt đầu phanh, người lái cần một khoảng thời gian phản ứng. Sau thời gian phản ứng đó, người này đạp phanh; xe chuyển động chậm dần đều với gia tốc có độ lớn 15 m/s² cho đến khi mũi xe dừng lại ngay phía trước chướng ngại vật. Thời gian phản xạ, tức khoảng thời gian từ lúc người lái nhìn thấy chướng ngại vật cho tới khi đạp được phanh, bằng

2 s.

2,5 s.

3 s.

1,5 s.

Lời giải

Chọn B.

Gọi là thời gian phản ứng của người lái xe. Quãng đường xe đi được trong thời gian phản ứng là: $s_{1}=v_{0}t$ .

Quãng đường xe đi được trong giai đoạn phanh là: $s_{2}=\dfrac{v_{0}^{2}}{2a}$ .

Tổng quãng đường xe đi được là: $s=s_{1}+s_{2}=v_{0}t+\dfrac{v_{0}^{2}}{2a}\Rightarrow t=2{,}5\,\mathrm{s}$ .

Câu 3

Một học sinh làm thí nghiệm xác định hệ số ma sát nghỉ giữa đồng xu và tấm gỗ phẳng. Học sinh đặt đồng xu lên tấm gỗ, rồi nâng rất chậm một đầu tấm gỗ lên cao. Khi đầu tấm gỗ đạt độ cao 14,5 cm so với phương ngang thì đồng xu bắt đầu trượt xuống. Cho gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s²,, chiều dài tấm gỗ là 50,0 cm. Bề dày của tấm gỗ được xem là không đáng kể. Hệ số ma sát nghỉ giữa đồng xu và tấm gỗ, tính theo số liệu thí nghiệm trên xấp xỉ bằng

Hình minh họa

0,27.

0,30.

0,25.

0,33.

Lời giải

Chọn B.

Gọi $\alpha$ là góc nghiêng của tấm gỗ. Độ lớn thành phần song song với bề mặt tấm gỗ của trọng lực đồng xu là: $F_{p}=P\sin\alpha$ .

Độ lớn áp lực của đồng xu lên tấm gỗ là: $N=P\cos\alpha$ .

Gọi $\mu$ là hệ số ma sát nghỉ giữa đồng xu và tấm gỗ. Khi đồng xu bắt đầu trượt, ta có: $F_{p}=F_{msmax}=\mu N$ .

Từ đó ta có: μ = tanα = Hình minh họa = 0,3.

Câu 4

Một động cơ điện được nối với nguồn điện có suất điện động 18 V và điện trở trong $1{,}0\ \text{}\ \Omega$ . Người ta dùng động cơ này để kéo một thùng hàng khối lượng 12 kg chuyển động đều lên cao. Cường độ dòng điện trong mạch được điều chỉnh và giữ ổn định ở giá trị 8 A. Hiệu suất của quá trình chuyển hóa điện năng thành cơ năng bên trong động cơ đạt 90%. Cho gia tốc trọng trường = 10 m/s². Bỏ qua mọi ma sát và sức cản trong quá trình chuyển động. Khi động cơ hoạt động thì thùng hàng được kéo đều lên với tốc độ xấp xỉ bằng

Hình minh họa

72 cm/s.

60 cm/s.

108 cm/s.

80 cm/s.

Lời giải

Chọn B.

Công suất sinh công cơ học của động cơ Pch tính theo công suất tiêu thụ điện năng P:

$P_{\mathrm{ch}}=P\cdot H=(\mathcal{E}I-I^{2}r)H$

Do thùng hàng chuyển động đều nên sức căng của dây cáp đúng bằng trọng lực thùng hàng, khi đó công suất lực kéo nâng thùng hàng lên cao là:

$P_{k}=T\cdot v=mg\cdot v$

Vận dụng nguyên lý bảo toàn năng lượng ta có: $P_{\mathrm{ch}}=(\mathcal{E}I-I^{2}r)H=P_{k}=mg\cdot v$

$v=\dfrac{(\mathcal{E}I-I^{2}r)H}{mg}=\dfrac{(18\cdot 8-8^{2}\cdot 1)\cdot 0{,}9}{12\cdot 10}=0{,}6\,\mathrm{m/s}=60\,\mathrm{cm/s}$

Câu 5

Trên một đoạn đường vòng bán kính R = 100 m như hình vẽ dưới, mặt đường được thiết kế nghiêng một góc α so với phương ngang nhằm tạo thêm lực hướng tâm, giúp xe di chuyển an toàn khi đường trơn trượt.

Một xe ô tô đang đi trên đoạn đường vòng này với tốc độ v = 72 km/h. Cho gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s². Xác định góc nghiêng α của mặt đường để xe ô tô có thể chuyển động an toàn mà không bị trượt ngay cả trong trường hợp giữa lớp xe và mặt đường không còn lực ma sát (nhập đáp án vào ô trống, tính theo đơn vị độ và làm tròn đến hàng đơn vị).

Hình minh họa

Đáp án đúng: 22

Lời giải

Điền đáp án: 22º

Gọi N là độ lớn phản lực của mặt đường lên xe ô tô. Vì xe ô tô không chuyển động theo phương thẳng đúng nên thành phần phản lực theo phương thẳng đúng cân bằng với trọng lực:

$N\cos\alpha=P=mg\Rightarrow N=\dfrac{mg}{\cos\alpha}$

Lực đóng vai trò làm lực hướng tâm là thành phần phản lực theo phương ngang: Nsinα = Fht = $\dfrac{mv^{2}}{R}$ .

Từ đó ta có: $\alpha=\arctan\left(\dfrac{v^{2}}{gR}\right)=\arctan\left(\dfrac{20^{2}}{9{,}8\cdot 100}\right)=22^{\circ}$ .

Câu 6

Dụng cụ đo khối lượng của các phi hành gia trên tàu vũ trụ có cấu tạo gồm một cái ghế lắp vào đầu một lò xo, đầu còn lại của lò xo được cố định vào một điểm trên tàu. Biết độ cứng của lò xo là 500 N/m. Ban đầu, một phi hành gia sử dụng đồng hồ bấm giây thì đo được chu kì dao động của hệ lò xo và ghế là 0,8 s. Tiếp theo, phi hành gia đó ngồi vào ghế rời kích thích cho cả người và ghế dao động thì đo được chu kì dao động của hệ là 2 s. Khối lượng của phi hành gia đó xếp xi bằng

50,8 kg

42,7 kg

42,6 kg

48,2 kg

Lời giải

Chọn C.

Gọi m là khối lượng của ghế. Khi không có người, ta có: $T_{0}=2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}\Rightarrow m=\dfrac{kT_{0}^{2}}{4\pi^{2}}$ .

Khi phi hành gia ngồi vào ghế, ta có: $T=2\pi\sqrt{\dfrac{M+m}{k}}$ .

Từ đó ta có: $M=\dfrac{k}{4\pi^{2}}(T^{2}-T_{0}^{2})=\dfrac{500}{4\cdot 3{,}14^{2}}(2^{2}-0{,}8^{2})\approx 42{,}6\,\mathrm{kg}$

Câu 7

Một học sinh thực hiện thí nghiệm đo tốc độ truyền âm trong không khí bằng cách ứng dụng hiện tượng sóng dừng. Các dụng cụ thí nghiệm bao gồm: một ống thủy tinh (1) chứa cột không khí cần khảo sát, được giới hạn giữa mặt dưới của một pit-tông (2) và đầu dưới của ống thủy tinh. Chiều cao cột khí được kí hiệu là L. Để tạo dao động âm trong ống, một loa điện động (3) được đặt sát đáy ống và phát sóng âm với tần số có thể điều chỉnh được. Học sinh điều chỉnh tần số sóng âm của loa đến giá trị 500 Hz, rồi từ từ nâng pit-tông lên cao và lắng nghe âm thanh phát ra từ ống. Biết rằng âm thanh nghe to nhất khi tại miệng ống thủy tinh có tồn tại một bụng sóng (cực đại giao thoa).Trong quá trình kéo pit-tông, học sinh nhận thấy có hai lần liên tiếp âm thanh phát ra lớn nhất khi chiều cao của cột khí lần lượt là L₁ = 151 mm và L₂ = 500 mm. Tốc độ truyền âm trong không khí đo được ở thí nghiệm này là

Hình minh họa

330 m/s.

353 m/s.

340 m/s.

349 m/s.

Lời giải

Chọn D.

Gọi λ là bước sóng của sóng âm. Độ chênh lệch chiều cao cột khí ở hai lần liên tiếp âm thanh phát ra lớn nhất bằng nửa bước sóng:

$\Delta L=L_{2}-L_{1}=\dfrac{\lambda}{2}\Rightarrow\lambda=2(L_{2}-L_{1})=2(0{,}5-0{,}151)=0{,}698\,\mathrm{m}$

Tốc độ truyền âm là: v = λf = 0,698.500 = 349 m/s.

Câu 8

Máy khử rung tim là thiết bị cấp cứu có khả năng phóng xung điện qua cơ thể của bệnh nhân đang bị rối loạn nhịp tim, giúp ổn định nhịp tim trở lại. Giả sử một máy khử rung tim sử dụng xung điện phóng ra từ một tụ điện có điện dung 60 μF và điện áp ban đầu giữa hai bản tụ là 3000 V. Nếu tụ này giải phóng toàn bộ năng lượng của nó qua một xung điện kéo dài trong thời gian 3,0 ms qua cơ thể người bệnh nhân thì công suất của xung điện này xấp xỉ bằng

90 kW.

102 kW.

85 kW.

121 kW.

Lời giải

Chọn A.

Năng lượng ban đầu tụ tích trữ được là: $W=\dfrac{CU^{2}}{2}$

Công suất của xung điện bằng công suất giải phóng năng lượng của tụ, ta có:

$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{CU^{2}}{2t}=\dfrac{60\cdot 10^{-6}\cdot 3000^{2}}{2\cdot 3\cdot 10^{-3}}=90000\,\mathrm{W}=90\,\mathrm{kW}$

Câu 9

Trong các máy in sao tài liệu, các hạt mực in ban đầu được tích điện, sau đó di chuyển chính xác đến các vị trí định sẵn trên mặt giấy nhờ một hệ thống lái tia gồm hai bản kim loại tích điện trái đầu như trong hình vẽ. Một hạt mực in khối lượng 1,3.10-10 kg được bản theo phương ngang với tốc độ 18 m/s vào vùng điện trường giữa hai bản kim loại của hệ thống lái tia. Biết chiều dài của các bản kim loại là 1,6 cm. Giá sử điện trường giữa hai bản kim loại là đều, có phương thẳng đúng, chiều hướng xuống dưới, và cường độ điện trường có độ lớn bằng 1,4.10⁶ V/m. Biết trọng lực của hạt mục rất nhỏ so với lực điện tác dụng lên nó. Sau khi đi hết chiều dài của hai bản kim loại, hạt mục bị dịch chuyển một đoạn bằng 0,64 mm theo phương thẳng đúng về phía bản dương. Điện tích của hạt mục là

$1{,}2\cdot 10^{-13}\,\mathrm{C}$ .

$1{,}7\cdot 10^{-13}\,\mathrm{C}$ .

$1{,}9\cdot 10^{-13}\,\mathrm{C}$ .

$1{,}5\cdot 10^{-13}\,\mathrm{C}$ .

Lời giải

Chọn D.

Gọi q là điện tích của hạt mục. Độ lớn gia tốc của hạt mục là: $a=\dfrac{|q|E}{m}$ .

Chọn gốc tọa độ tại vị trí hạt mục bắt đầu bay vào vùng không gian giữa hai bản kim loại. Phương trình quỹ đạo của hạt mục là: $y=\dfrac{1}{2}a\dfrac{x^{2}}{v_{0}^{2}}=\dfrac{1}{2}\dfrac{|q|E x^{2}}{m v_{0}^{2}}$ .

Từ đây, ta có: $|q|=\dfrac{2my v_{0}^{2}}{E x^{2}}$ .

Khi hạt mục đi hết chiều dài của bản kim loại, toạ độ của nó là: x = 1,6 cm; y = 0,64 mm.

Từ đó ta tính được: $|q|=\dfrac{2\cdot 1{,}3\cdot 10^{-10}\cdot 0{,}64\cdot 10^{-3}\cdot 18^{2}}{1{,}4\cdot 10^{6}\cdot 0{,}016^{2}}=1{,}5\cdot 10^{-13}\,\mathrm{C}$ .

Vì hạt mục bị lệch về phía bản dương ngược chiều điện trường nên: q = $-1{,}5\cdot 10^{-13}$ C.

Câu 10

Một cục pin điện thoại có thông số 3,6V - 1800mAh, sau khi được sạc đầy có thể cung cấp đủ năng lượng để điện thoại hoạt động liên tục trong 6 h. Công suất tiêu thụ điện năng trung bình của điện thoại (bao gồm cả pin) trong suốt thời gian sử dụng là

1,08 W.

108 W.

0,36 W.

3,6 W.

Lời giải

Chọn A.

Cường độ dòng điện trung bình trong toàn thời gian hoạt động là: $I=\dfrac{q}{t}=\dfrac{1800\cdot 10^{-3}}{6}=0{,}3$ A.

Công suất tiêu thụ điện trung bình là: $P=\mathcal{E}I=3{,}6\cdot 0{,}3=1{,}08$ W.

Bảng tra cứu nhanh đáp án trọn bộ 10 câu hỏiNhấn để đóng / mở

Câu	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Đáp án	B	B	B	B	22	C	D	A	D	A

Đang xem 10 câu đầu của đề

Đề có tất cả 17 câu. Làm bài để xem lời giải tất cả câu hỏi.

Đăng nhập để làm bài