Giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Bài 3: Đơn vị và sai số trong vật lí

A. Trắc nghiệm

Câu 3.1 trang 10 SBT Vật lí 10: Chọn đáp án có từ/ cụm từ thích hợp để hoàn thành bảng sau:

A. (1) K; (2) Khối lượng; (3) Cường độ dòng điện; (4) Lượng chất.

B. (1) K; (2) Nhiệt độ; (3) Cường độ dòng điện; (4) Cường độ ánh sáng.

C. (1) K; (2) Nhiệt độ; (3) Cường độ dòng điện; (4) Lượng chất.

D. (1) K; (2) Khối lượng; (3) Cường độ dòng điện; (4) Cường độ ánh sáng.

Lời giải

Đáp án đúng là: B

 Câu 3.2 trang 10 SBT Vật lí 10: Đơn vị nào sau đây không thuộc thứ nguyên L [Chiều dài]?

A. Dặm.

B. Hải lí.

C. Năm ánh sáng.

D. Năm.

Lời giải

Đáp án đúng là: D

D – sai vì năm là đơn vị đo thời gian.

Câu 3.3 trang 10 SBT Vật lí 10: Chọn đáp án có từ/ cụm từ thích hợp để hoàn thành các câu sau:

- Các số hạng trong phép cộng (hoặc trừ) phải có cùng (1) … và nên chuyển về cùng (2) ….

- (3) … của một biểu thức vật lí phải có cùng thứ nguyên.

A. (1) đơn vị; (2) thứ nguyên; (3) Đại lượng.

B. (1) thứ nguyên; (2) đại lượng; (3) Hai vế.

C. (1) đơn vị; (2) đại lượng; (3) Hai vế.

D. (1) thứ nguyên; (2) đơn vị; (3) Hai vế.

Lời giải

Đáp án đúng là: D

- Các số hạng trong phép cộng (hoặc trừ) phải có cùng (1) thứ nguyên và nên chuyển về cùng (2) đơn vị.

- (3) Hai vế của một biểu thức vật lí phải có cùng thứ nguyên.

Câu 3.4 trang 10 SBT Vật lí 10: Trong các phép đo dưới đây, đâu là phép đo trực tiếp?

(1) Dùng thước đo chiều cao.

(2) Dùng cân đo cân nặng.

(3) Dùng cân và ca đong đo khối lượng riêng của nước.

(4) Dùng đồng hồ và cột cây số đo tốc độ của người lái xe.

A. (1), (2).

B. (1), (2), (4).

C. (2), (3), (4).

D. (2), (4).

Lời giải

Đáp án đúng là: A

- Phép đo trực tiếp:

(1) Dùng thước đo chiều cao.

(2) Dùng cân đo cân nặng.

- Phép đo gián tiếp:

(3) Dùng cân và ca đong đo khối lượng riêng của nước.

(4) Dùng đồng hồ và cột cây số đo tốc độ của người lái xe.

Câu 3.5 trang 11 SBT Vật lí 10: Đáp án nào sau đây gồm có một đơn vị cơ bản và một đơn vị dẫn xuất?

A. Mét, kilogam.

B. Niuton, mol.

C. Paxcan, jun.

D. Candela, kenvin.

Lời giải

Đáp án đúng là: B

A – đơn vị cơ bản

B – Niu tơn là đơn vị dẫn xuất, mol là đơn vị cơ bản

C – đơn vị dẫn xuất

D – đơn vị cơ bản.

Câu 3.6 trang 11 SBT Vật lí 10: Giá trị nào sau đây có 2 chữ số có nghĩa (CSCN)?

A. 201 m.

B. 0,02 m.

C. 20 m.

D. 210 m.

Lời giải

Đáp án đúng là: D

A – có 3 chữ số có nghĩa là số 2; 0; 1

B – có 3 chữ số có nghĩa là 0; 0; 2

C – có 1 chữ số có nghĩa là 2

D – có 2 chữ số có nghĩa là 2; 1

Câu 3.7 trang 11 SBT Vật lí 10: Một bánh xe có bán kính là R = 10,0 ± 0,5 cm. Sai số tương đối của chu vi bánh xe là:

A. 0,05%.

B. 5%.

C. 10%.

D. 25%.

Lời giải

Đáp án đúng là: B

Sai số tương đối của bán kính: $\delta R=\frac{\Delta R}{\overline{R}}=\frac{0,5}{10,0}=5\%$

Chu vi hình tròn: $p=2.\pi .R$

Suy ra: $\delta p=\delta R=5\%$

B. Tự luận

Bài 3.1 trang 11 SBT Vật lí 10: Hãy kể tên và kí hiệu thứ nguyên của một số đại lượng cơ bản.

Lời giải

Thứ nguyên của một số đại lượng cơ bản:

- L [chiều dài]

- M [khối lượng]

- T [thời gian]

- I [cường độ dòng điện]

- K [nhiệt độ]

Bài 3.2 trang 11 SBT Vật lí 10: Vật lí có bao nhiêu phép đo cơ bản? Kể tên và trình bày khái niệm của từng phép đo.

Lời giải

Có hai phép đo cơ bản trong Vật lí:

- Phép đo trực tiếp: Giá trị của đại lượng cần đo được đọc trực tiếp trên dụng cụ đo.

- Phép đo gián tiếp: Giá trị của đại lượng cần đo được xác định thông qua các đại lượng được đo trực tiếp.

Bài 3.3 trang 11 SBT Vật lí 10: Theo nguyên nhân gây sai số của phép đo được chia thành mấy loại? Hãy phân biệt các loại sai số đó.

Lời giải

Xét theo nguyên nhân gây sai số thì sai số của phép đo được nhân thành hai loại:

- Sai số hệ thống: là sai số có tính quy luật và được lặp lại ở tất cả các lần đo. Sai số hệ thống làm cho giá trị đo tăng hoặc giảm một lượng nhất định so với giá trị thực. Ví dụ như khi cân một vật, dùng quả cân có sai số hệ thống 0,01 g thì tất cả các giá trị đo được đều bị tăng hoặc giảm một lượng 0,01 g.

- Sai số ngẫu nhiên: là sai số xuất phát từ sai sót, phản xạ của người làm thí nghiệm hoặc từ những yếu tố ngẫu nhiên bên ngoài. Ví dụ như do thao tác người thí nghiệm, nhiệt độ, gió, môi trường…

Bài 3.4 trang 11 SBT Vật lí 10: Hình 3.1 thể hiện nhiệt kế đo nhiệt độ t₁ (⁰C) và t₂ (⁰C) của một dung dịch trước và sau khi đun. Hãy xác định và ghi kết quả độ tăng nhiệt độ t của dung dịch này.

Lời giải

Độ chia nhỏ nhất của dụng cụ đo là 1^oC nên sai số hệ thống là 0,5^oC.

Từ hình vẽ, ta đọc được $t_1=24,0\pm 0,5°C$ và $t_2=68,0\pm 0,5°C$.

Suy ra: $\overline{t}=\overline{t_2}-\overline{t_1}=68,0-24,0=44,0°C$

Sai số tuyệt đối: $\Delta t=\Delta t_2+\Delta t_1=0,5+0,5=1,0°C$

Vậy độ tăng nhiệt độ của dung dịch là:

$t=\overline{t}\pm \Delta t=44,0\pm 1,0°C$

Bài 3.5 trang 11 SBT Vật lí 10: Hãy xác định số CSCN của các số sau đây: 123,45; 1,990; 3,110.10^-9;

1 907,21; 0,002 099; 12 768 000.

Lời giải

123,45 – 5 CSCN là 1; 2; 3; 4; 5

1,990 – 4 CSCN là 1; 9; 9; 0

3,110.10^-9 – 4 CSCN là 3; 1; 1; 0

1 907,21 – 6 CSCN là 1; 9; 0; 7; 2; 1

0,002 099 – 4 CSCN là 2; 0; 9; 9

12 768 000 – 5 CSCN là 1; 2; 7; 6; 8.

Bài 3.6 trang 11 SBT Vật lí 10: Viên bi hình cầu có bán kính r đang chuyển động với tốc độ v trong dầu. Viên bi chịu tác dụng của lực cản có độ lớn được cho bởi biểu thức F = c.r.v, trong đó c là một hằng số. Xác định đơn vị của c theo đơn vị của lực, chiều dài và thời gian trong hệ SI.

Lời giải

Theo đề bài: F = c.r.v, ta được: $c=\frac{F}{r.v}$

Suy ra đơn vị của c là N.m^-2.s.

Bài 3.7 trang 11 SBT Vật lí 10: Một vật có khối lượng m và thể tích V, có khối lượng riêng $\rho$ được xác định bằng công thức $\rho =\frac{m}{V}$. Biết sai số tương đối của m và V lần lượt là 12% và 5%. Hãy xác định sai số tương đối của $\rho$.

Lời giải

Vì $\rho =\frac{m}{V}$ nên: $\delta \rho =\delta m+\delta V=12\%+5\%=17\%$

Bài 3.8 trang 12 SBT Vật lí 10: Một học sinh muốn xác định gia tốc rơi tự do g bằng cách thả rơi một quả bóng từ độ cao h và dùng đồng hồ để bấm thời gian rơi t của quả bóng. Sau đó, thông qua quá trình tìm hiểu, bạn sử dụng công thức $h=\frac{1}{2}g.t^2$ để xác định g. Hãy nêu ít nhất 2 giải pháp giúp bạn học sinh đó làm giảm sai số trong quá trình thực nghiệm để thu được kết quả gần đúng nhất.

Lời giải

Một số giải pháp phù hợp:

- hạn chế sự tác động của lực cản không khí.

- thả rơi quả bóng ở nhiều độ cao khác nhau.

- sử dụng đồng hồ có độ nhạy cao.

- thao tác bấm đồng hồ dứt khoát.

Bài 3.9 trang 12 SBT Vật lí 10: Thông qua sách báo, internet, em hãy tìm hiểu sai số của các hằng số vật lí trong bảng sau:

Lời giải

Bài 3.10 trang 12 SBT Vật lí 10: Hãy xác định số đo chiều dài của cây bút chì trong các trường hợp dưới đây:

Trường hợp 1:

Trường hợp 2

Lời giải

Độ dài của cây bút chì đo được trong các trường hợp là:

- Trường hợp 1: Sai số dụng cụ bằng nửa độ chia nhỏ nhất

$\Delta x=\Delta x_{dc}=\frac{0,5}{2}=0,25\approx 0,3cm$

Kết quả đo: $x=\overline{x}+\Delta x=6,0\pm 0,3cm$

- Trường hợp 2: Sai số dụng cụ bằng nửa độ chia nhỏ nhất

$\Delta x=\Delta x_{dc}=\frac{0,1}{2}=0,05cm$

Kết quả đo: $x=\overline{x}+\Delta x=6,20\pm 0,05cm$