Trắc nghiệm Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm - Đề 02
Trắc nghiệm Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm - Đề 02 bao gồm nhiều câu hỏi hay, bám sát chương trình. Cùng làm bài tập trắc nghiệm ngay.
Câu 1: Một vật nhỏ khối lượng m đang chuyển động tròn đều trên mặt phẳng nằm ngang với tốc độ v trên quỹ đạo bán kính R. Lực hướng tâm tác dụng lên vật có độ lớn là F. Nếu giữ nguyên khối lượng m và bán kính R, tăng tốc độ lên gấp đôi (2v), thì độ lớn lực hướng tâm mới sẽ là bao nhiêu?
- A. F/4
- B. F/2
- C. 2F
- D. 4F
Câu 2: Một vệ tinh địa tĩnh có khối lượng m quay quanh Trái Đất trên một quỹ đạo tròn ở độ cao xác định. Lực nào đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo này?
- A. Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh.
- B. Lực đẩy của động cơ vệ tinh.
- C. Lực cản của khí quyển (nếu có).
- D. Hợp lực của lực hấp dẫn và lực đẩy Acsimet.
Câu 3: Một ô tô đang vào cua trên một đoạn đường nằm ngang có bán kính cong R. Để ô tô không bị trượt ra khỏi quỹ đạo tròn, lực ma sát nghỉ giữa lốp xe và mặt đường đóng vai trò là lực hướng tâm. Điều gì xảy ra nếu tốc độ của ô tô vượt quá một giá trị giới hạn?
- A. Lực hướng tâm tăng lên để giữ xe trên quỹ đạo.
- B. Lực ma sát nghỉ không đủ cung cấp lực hướng tâm cần thiết, xe bị trượt ra khỏi quỹ đạo.
- C. Xe sẽ tự động giảm tốc độ để duy trì chuyển động tròn.
- D. Xe bị trượt vào phía trong của quỹ đạo.
Câu 4: Một vật nhỏ khối lượng m buộc vào đầu một sợi dây nhẹ, không giãn, chiều dài L, đầu còn lại của dây cố định tại điểm O. Vật chuyển động tròn đều trong mặt phẳng thẳng đứng quanh O. Tại điểm thấp nhất của quỹ đạo, lực căng dây T có mối liên hệ như thế nào với trọng lực P của vật và lực hướng tâm Fht tại điểm đó?
- A. T = P + Fht
- B. T = Fht - P
- C. T = P + Fht (lực hướng tâm hướng lên, trọng lực hướng xuống, lực căng hướng lên)
- D. T = P - Fht
Câu 5: Một vật nhỏ đặt trên một bàn quay nằm ngang, cách trục quay một khoảng R. Bàn quay đều với tốc độ góc ω. Lực ma sát nghỉ giữa vật và mặt bàn đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho vật quay cùng bàn. Công thức tính độ lớn lực hướng tâm trong trường hợp này là:
- A. Fht = mω²R
- B. Fht = m v²/R
- C. Fht = μn N
- D. Fht = m a
Câu 6: Khi một người ngồi trong xe ô tô đang vào cua gấp, người đó có cảm giác bị "văng" ra phía ngoài khúc cua. Hiện tượng này được giải thích đúng nhất theo định luật nào?
- A. Định luật I Newton (Quán tính) - Cơ thể có xu hướng giữ nguyên chuyển động thẳng theo phương tiếp tuyến.
- B. Lực li tâm.
- C. Định luật III Newton (Lực và phản lực).
- D. Cả A và B đều đúng.
Câu 7: Một vật chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính R. Lực hướng tâm gây ra gia tốc hướng tâm có độ lớn aht = v²/R. Theo Định luật II Newton, lực hướng tâm có mối quan hệ như thế nào với khối lượng và gia tốc hướng tâm?
- A. Fht = aht / m
- B. Fht = m * aht
- C. Fht = m + aht
- D. Fht = m / aht
Câu 8: Một vật có khối lượng 2 kg chuyển động tròn đều trên đường tròn bán kính 0.5 m với tốc độ 4 m/s. Tính độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vật.
- A. 8 N
- B. 16 N
- C. 64 N
- D. 32 N
Câu 9: Một vật được buộc vào dây quay trong mặt phẳng ngang, sợi dây lệch so với phương thẳng đứng một góc θ. Phân tích các lực tác dụng lên vật (trọng lực P và lực căng dây T). Lực nào (hoặc thành phần lực nào) đóng vai trò là lực hướng tâm trong trường hợp này?
- A. Thành phần nằm ngang của lực căng dây.
- B. Lực căng dây T.
- C. Trọng lực P.
- D. Hợp lực của trọng lực và lực căng dây.
Câu 10: Một ô tô khối lượng 1200 kg chuyển động trên một cầu vồng có bán kính cong 50 m. Khi xe đi qua đỉnh cầu với tốc độ 10 m/s, độ lớn lực nén của xe lên mặt cầu là bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s².
- A. 12000 N (bằng trọng lực)
- B. 9600 N
- C. 14400 N
- D. 0 N
Câu 11: Một máy bay bay vòng trong mặt phẳng nằm ngang. Lực nâng của không khí tác dụng lên cánh máy bay (luôn vuông góc với cánh) và trọng lực P tác dụng lên máy bay. Lực nào (hoặc thành phần lực nào) đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho máy bay chuyển động tròn?
- A. Trọng lực P.
- B. Toàn bộ lực nâng của không khí.
- C. Thành phần nằm ngang của lực nâng của không khí.
- D. Hợp lực của trọng lực và toàn bộ lực nâng.
Câu 12: Đặc điểm nào sau đây không phải là đặc điểm của lực hướng tâm?
- A. Luôn là một loại lực cơ bản mới (như lực hấp dẫn, lực điện).
- B. Có phương luôn hướng vào tâm quỹ đạo.
- C. Gây ra gia tốc hướng tâm.
- D. Là hợp lực của các lực tác dụng lên vật (hoặc thành phần của hợp lực đó) theo phương hướng tâm.
Câu 13: Một vật chuyển động tròn đều với tốc độ góc ω trên quỹ đạo bán kính R. Nếu giữ nguyên tốc độ góc ω, tăng bán kính quỹ đạo lên gấp đôi (2R), thì độ lớn lực hướng tâm sẽ thay đổi như thế nào?
- A. Giảm đi một nửa.
- B. Tăng gấp đôi.
- C. Tăng gấp bốn lần.
- D. Không thay đổi.
Câu 14: Tại sao các khúc cua trên đường đua xe đạp thường được thiết kế nghiêng vào phía trong?
- A. Để thành phần nằm ngang của phản lực vuông góc của mặt đường cung cấp một phần (hoặc toàn bộ) lực hướng tâm, giúp xe vào cua an toàn hơn ở tốc độ cao.
- B. Để giảm lực ma sát cần thiết giữa lốp xe và mặt đường.
- C. Để tăng lực ma sát giữa lốp xe và mặt đường.
- D. Để giảm tốc độ của người lái xe khi vào cua.
Câu 15: Một vật nhỏ khối lượng m buộc vào dây quay trong mặt phẳng đứng. Tại điểm cao nhất của quỹ đạo, lực căng dây T có mối liên hệ như thế nào với trọng lực P và lực hướng tâm Fht tại điểm đó?
- A. T + P = Fht (cả lực căng và trọng lực đều hướng xuống, hợp lực hướng vào tâm)
- B. T = Fht + P
- C. T = Fht - P
- D. P - T = Fht
Câu 16: Một ô tô khối lượng 1500 kg chạy qua một khúc cua phẳng có bán kính 100 m với tốc độ 15 m/s. Hệ số ma sát nghỉ cực đại giữa lốp xe và mặt đường là 0.6. Ô tô có bị trượt khi vào cua với tốc độ này không? Lấy g = 10 m/s².
- A. Có, vì lực hướng tâm cần thiết lớn hơn lực ma sát nghỉ cực đại.
- B. Không, vì lực hướng tâm cần thiết nhỏ hơn lực ma sát nghỉ cực đại.
- C. Không thể xác định vì thiếu thông tin.
- D. Có, vì tốc độ quá cao.
Câu 17: Một vật chuyển động tròn đều. Nếu tại một thời điểm nào đó, lực hướng tâm đột ngột biến mất (ví dụ: dây bị đứt khi vật quay tròn). Ngay sau đó, vật sẽ chuyển động như thế nào?
- A. Tiếp tục chuyển động tròn nhưng với bán kính lớn hơn.
- B. Chuyển động thẳng theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểm đó.
- C. Chuyển động thẳng hướng vào tâm quỹ đạo.
- D. Dừng lại ngay lập tức.
Câu 18: Một con lắc đơn gồm một vật nhỏ khối lượng m treo vào sợi dây dài L, đang dao động điều hòa với biên độ nhỏ. Khi vật đi qua vị trí cân bằng, lực căng dây có mối liên hệ như thế nào với trọng lực P và lực hướng tâm Fht tại vị trí đó?
- A. T = P
- B. T = Fht
- C. T = P + Fht (lực căng hướng lên, trọng lực hướng xuống, hợp lực hướng lên làm lực hướng tâm)
- D. T = P - Fht
Câu 19: Một đĩa quay đều quanh trục thẳng đứng. Một vật nhỏ đặt trên đĩa ở khoảng cách R so với trục quay. Lực ma sát nghỉ cực đại giữa vật và đĩa là Fms_max. Tốc độ góc ω của đĩa phải thỏa mãn điều kiện gì để vật không bị trượt ra khỏi đĩa?
- A. mω²R ≤ Fms_max
- B. mω²R ≥ Fms_max
- C. mω²R = Fms_max
- D. ω²R ≤ Fms_max / g
Câu 20: Một xe tải khối lượng 5 tấn đi qua một cầu võng (cầu cong xuống) với bán kính cong 200 m. Khi xe đi qua điểm thấp nhất của cầu với tốc độ 15 m/s, lực nén của xe lên mặt cầu là bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s².
- A. 50000 N (bằng trọng lực)
- B. 55625 N
- C. 44375 N
- D. 55625 N (Lực nén = Phản lực N = P + Fht)
Câu 21: Khi một vật chuyển động tròn đều, vectơ lực hướng tâm luôn có đặc điểm nào sau đây?
- A. Không đổi về cả độ lớn và hướng.
- B. Không đổi về độ lớn nhưng thay đổi về hướng.
- C. Thay đổi về độ lớn nhưng không đổi về hướng.
- D. Thay đổi về cả độ lớn và hướng.
Câu 22: Một vật khối lượng m chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính R. Tốc độ góc của vật là ω. Lực hướng tâm tác dụng lên vật có độ lớn F. Nếu giữ nguyên tốc độ góc ω, giảm khối lượng vật đi một nửa (m/2), thì độ lớn lực hướng tâm mới sẽ là bao nhiêu?
- A. F/2
- B. 2F
- C. 4F
- D. F/4
Câu 23: Xét một người lái mô tô biểu diễn vòng quanh trong một "lồng quay" hình trụ thẳng đứng. Người đó có thể chạy trên thành lồng mà không bị rơi xuống. Lực nào đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho người và xe chuyển động tròn trong trường hợp này?
- A. Lực ma sát nghỉ giữa lốp xe và thành lồng.
- B. Trọng lực của người và xe.
- C. Lực căng của dây (nếu có).
- D. Phản lực vuông góc của thành lồng tác dụng lên xe.
Câu 24: Một vật chuyển động tròn đều trên quỹ đạo nằm ngang bán kính R. Tốc độ dài của vật là v. Nếu giữ nguyên tốc độ dài v, tăng bán kính quỹ đạo lên gấp đôi (2R), thì độ lớn lực hướng tâm mới sẽ là bao nhiêu?
- A. F/2
- B. 2F
- C. 4F
- D. F/4
Câu 25: Một vật được buộc vào dây quay trong mặt phẳng thẳng đứng. Tại điểm cao nhất của quỹ đạo, để vật không bị rơi xuống (vẫn chuyển động tròn), tốc độ v của vật tại đó phải thỏa mãn điều kiện gì? (Với R là bán kính quỹ đạo, g là gia tốc trọng trường)
- A. v > √(gR)
- B. v < √(gR)
- C. v ≥ √(gR)
- D. v = √(gR)
Câu 26: Một vật nhỏ khối lượng m được đặt trên mặt trong của một hình cầu rỗng bán kính R, quay đều quanh trục thẳng đứng đi qua tâm hình cầu với tốc độ góc ω. Vật nằm cân bằng tương đối so với hình cầu ở độ cao h so với đáy hình cầu. Phân tích các lực tác dụng lên vật và xác định lực nào đóng vai trò lực hướng tâm.
- A. Thành phần nằm ngang của phản lực vuông góc của mặt cầu.
- B. Trọng lực P.
- C. Phản lực vuông góc của mặt cầu.
- D. Lực ma sát.
Câu 27: Một hạt bụi đang quay tròn cùng với đĩa hát cũ. Nếu hạt bụi nằm càng xa tâm đĩa thì lực hướng tâm tác dụng lên nó sẽ như thế nào (giả sử đĩa quay đều)?
- A. Càng nhỏ.
- B. Càng lớn.
- C. Không đổi.
- D. Ban đầu tăng sau đó giảm.
Câu 28: Một ô tô khối lượng 1200 kg đi qua một cầu vồng (cong lên) với bán kính cong 50 m. Lực nén của xe lên mặt cầu tại đỉnh cầu khi xe chạy với tốc độ 20 m/s là bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s².
- A. 2400 N
- B. 12000 N
- C. 21600 N
- D. 0 N
Câu 29: Hai vật A và B có khối lượng bằng nhau, cùng chuyển động tròn đều trên cùng một mặt phẳng nằm ngang quanh một trục cố định. Vật A cách trục quay 0.5 m, vật B cách trục quay 1 m. Nếu tốc độ góc của cả hai vật là như nhau, tỉ lệ độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vật B so với vật A (Fht_B / Fht_A) là bao nhiêu?
- A. 1:1
- B. 1:2
- C. 2:1
- D. 4:1
Câu 30: Một vật chuyển động tròn không đều trên một quỹ đạo. Lực hướng tâm trong trường hợp này có đặc điểm gì?
- A. Độ lớn không đổi, hướng luôn vào tâm.
- B. Độ lớn và hướng đều không đổi.
- C. Chỉ có hướng luôn vào tâm, độ lớn có thể thay đổi.
- D. Hướng luôn vào tâm, nhưng độ lớn thay đổi tùy thuộc vào tốc độ tại mỗi điểm.