TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
NHÓM MÔN HỌC KHOA HỌC CƠ BẢN
ĐỀ THI HỌC KÌ I NĂM HỌC 2018-2019
Môn: Vật lý 1
Mã môn học: PHYS130902
Đề số 01. Đề thi có 02 trang.
Ngày thi: 03/01/2019. Thời gian 90 phút.
Được sử dụng 01 tờ A4 chép tay.
Câu 1: (0,5 điểm) Một vật được ném nghiêng từ mặt đất. Tại điểm nào trên quỹ đạo vector vận
tốc và vector gia tốc vuông góc với nhau: (A) điểm xuất phát, (B) điểm cao nhất, (C) điểm chạm
đất, (D) không có điểm nào?
Câu 2: (0,5 điểm) Hai vật có khối lượng khác nhau từ trạng thái đứng yên chịu tác dụng cùng
một lực như nhau, đi được quãng đường như nhau. Động lượng thu được của mỗi vật như thế
nào: (A) vật nặng hơn thu được động lượng nhiều hơn, (B) vật nhẹ thu được động lượng nhiều
hơn, (C) như nhau, (D) không đủ dữ kiện để kết luận?
Câu 3: (0,5 điểm) Bánh đà trong động cơ có chức năng
tích trữ năng lượng. Hai bánh đà một dạng đĩa, một dạng
vành như hình bên, đồng chất, có cùng khối lượng, cùng
bán kính, quay cùng một tốc độ góc. Bánh đà nào tích trữ
được nhiều năng lượng hơn: (A) bánh dạng đĩa, (B) bánh
dạng vành, (C) như nhau, (D) hình dạng của chúng quá
phức tạp không thể kết luận?
Câu 4: (0,5 điểm) Một vệ tinh ban đầu di chuyển theo quỹ đạo tròn với bán kính R quanh Trái
đất. Sau đó nó được đưa lên quỹ đạo tròn có bán kính bằng 4R. Chu kì chuyển động của vệ tinh
thay đổi như thế nào: (A) tăng 2 lần, (B) tăng 4 lần, (C) tăng 8 lần, (D) tăng 16 lần?
Câu 5: (1,0 điểm) Nước từ nhà máy được
bơm đến khu dân cư theo đường ống. Tại
sao khi bật vòi nước ở tầng trệt của một toà
nhà thì nước chảy nhanh hơn so với khi bật
vòi ở tầng cao?
Câu 6: (1,0 điểm) Bộ tản nhiệt cho CPU
máy tính được cấu thành từ nhiều tấm
nhôm mảnh kết hợp với quạt thông gió.
Hãy giải thích vai trò của các bộ phận này.
Câu 7: (2,0 điểm) Dùng một lực
F
kéo cuộn dây có khối lượng
M
và
bán kính
R
như mô tả hình bên. Xem rằng cuộn dây có dạng hình trụ
đặc đồng nhất và không trượt trên sàn.
a. Chứng tỏ rằng, khối tâm của cuộn dây chuyển động với gia
tốc
4
3
C
F
aM
.
b. Tìm biểu thức của lực ma sát giữa cuộn dây và sàn.
Hình câu 6
Câu 8: (2,0 điểm) Trong công viên nước, em bé trượt xuống theo cầu trượt từ độ cao
5h
m và
bay vào hồ bơi như mô hình miêu tả trong hình vẽ. Đuôi cầu trượt nằm cao hơn mặt hồ
m và tạo một góc
0
30
so với phương ngang. Xem như ma sát rất nhỏ có thể bỏ qua. Hãy tìm
độ cao cực đại
max
y
mà em bé đạt được. Giải thích tại sao
max
yh
, liệu có mâu thuẫn với định
luật bảo toàn năng lượng?
Câu 9: (2,0 điểm) 1 mol khí Ni-tơ thực hiện chu trình như miêu tả
trên đồ thị
PV
. Nhiệt độ của khí tại trạng thái
A
bằng
0
27
C.
a. Tính nhiệt lượng khí trao đổi với môi trường trong mỗi
quá trình.
b. Tính hiệu suất của chu trình.
c. Tính hiệu suất của chu trình Carnot hoạt động ở hai nguồn
nhiệt có nhiệt độ tương ứng bằng nhiệt độ cao nhất và
nhiệt độ thấp nhất của chu trình nói trên. So sánh với hiệu
suất tìm được ở câu (b).
Cho gia tốc rơi tự do
9,8g
m/s2, hằng số khí lý tưởng
8,31R
J/mol.K
Chuẩn đầu ra của học phần
Nội dung kiểm tra
[CĐR 1.1] Hiểu rõ các khái niệm, định lý, định luật liên quan đến cơ học
chất điểm, cơ học vật rắn và cơ học chất lỏng
[CĐR 2.1] Vận dụng kiến thức về cơ học để giải bài tập có liên quan.
Câu 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8
[CĐR 1.3] Hiểu rõ các khái niệm, các quá trình biến đổi và các nguyên lý
nhiệt động học của chất khí.
[CĐR 2.3] Vận dụng kiến thức về nhiệt học để giải thích các hiện tượng
liên quan đến nhiệt độ và giải bài tập về nhiệt học.
Câu 6, 9
Ngày 27 tháng 12 năm 2018
Đáp án Đề thi Vật lý 1 CLC – Học kì I 2018-2019
Câu
Trả lời
Điểm
1
Câu (B), điểm cao nhất. Khi ấy vector vận tốc có hướng nằm ngang,
vuông góc với vector gia tốc
g
hướng xuống.
0,5
2
Câu (A), vật nặng hơn thu động lượng nhiều hơn.
Cách 1: Cả hai vật đều tích trữ động năng như nhau do công thực hiện
như nhau:
E F s
Động lượng liên hệ với động năng theo hệ thức
2p mE
nên vật có
khối lượng lớn hơn sẽ tích luỹ động lượng nhiều hơn.
Cách 2: Vật có khối lượng lớn hơn sẽ thu được gia tốc
/a F m
nhỏ
hơn, nên trên cùng một quãng đường
s
như nhau sẽ đi mất thời gian
t
nhiều hơn. Vậy nên nó sẽ tích luỹ động lượng nhiều hơn:
p F t
0,5
3
Câu (B), bánh dạng vành tích trữ năng lượng nhiều hơn, ở đây là động
năng quay. Động năng quay tính theo biểu thức:
2
1
2
EI
có nghĩa tỉ lệ thuận với mô men quán tính. Bánh dạng vành có mô men
quán tính lớn hơn do khối lượng phân bố xa trục quay hơn. Suy ra động
năng tích trữ được nhiều hơn.
0,5
4
Câu (D), chu kì tăng 8 lần. Theo định luật III Kepler, bình phương chu
kì tỉ lệ với lập phương bán trục lớn, ở đây là bán kính:
23
TR
Bán kính quỹ đạo tăng 4 lần thì bình phương chu kì tăng 43=64 lần. Suy
ra chu kì tăng 8 lần.
0,5
5
Áp dụng phương trình Bernulli tại hai điểm, một tại đầu ống nước máy
bơm vào toà nhà, một tại vòi nước đang mở:
22
our
our our 0
22
s ce
s ce s ce
vv
p gh p gh

hay:
2
02
v
p gh const
Ở đây
0
p
là áp suất nước tại đầu vòi đang mở, bằng với áp suất khí
quyển. Như vậy, vòi nước đặt càng thấp, tốc độ nước chảy càng nhanh.
1
6
Tốc độ truyền nhiệt phụ thuộc vào diện tích trao đổi nhiệt và mức chênh
lệch nhiệt độ.
- Những lá nhôm mỏng, số lượng nhiều tạo ra diện tích tiếp xúc
lớn với môi trường.
- Khí tiếp xúc với lá nhôm tản nhiệt sẽ nóng lên, quạt gió đẩy đi
và đưa khí mát đến, giúp duy trì mức chênh lệch nhiệt độ lớn.
0,5
0,5
7
a)
Ngoài lực kéo
F
, còn có trọng lực
g
F
, phản lực đàn hồi có thể xét
thành phản lực vuông góc
N
và lực
ma sát nghỉ
ms
F
như hình vẽ.
Áp dụng phương trình cơ bản của
chuyển động quay vật rắn đối với
trục quay đi qua điểm tiếp xúc với
sàn:
,MI
Mô men lực:
.(2R)MF
Mô men quán tính của cuộn dây đối với trục quay qua A, theo định lý
Huyghen-Steiner:
2 2 2
13
22
I MR MR MR
Liên hệ giữa gia tốc khối tâm và gia tốc góc:
/.
C
aR
Ta được:
2
3
.(2 ) .
2
C
a
F R MR R
Suy ra gia tốc của khối tâm:
4.
3
C
F
aM
b)
Áp dụng định luật Newton thứ hai theo chiều chuyển động:
ms C
F F Ma
Suy ra lực:
4.
33
ms C
FF
F F Ma F M M
Dấu “-“ nói rằng lực ma sát này thực ra hướng sang phải.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
8
Áp dụng phép bảo toàn cơ năng tại hai điểm đầu và đuôi cầu trượt, lấy
gốc thế năng ngang mặt hồ:
2
..
52
h mv
mgh mg
Từ đây tính được tốc độ bay ra khỏi cầu trượt của em bé:
2 / 5 2.9,8.(5 1) 8,85v g h h
(m/s)
Độ cao cực đại em bé bay lên:
2 2 2 2 0
max
sin 8.85 sin 30
12
5 2 2.9,8
hv
yg
(m).
0,5
0,5
0,5
Khi đạt độ cao cự đại
max
y
em bé vẫn còn thành phần chuyển động theo
phương ngang, tức vẫn còn động năng. Do vậy
max
y
không thể nào đạt
đến độ cao
h
ban đầu, cũng là hệ quả của bảo toàn cơ năng.
0,5
9
N2 là khí lưỡng nguyên tử, có số bậc tự do
5.i
Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng tại A, B, C, D:
00 .
A
p V RT
00
2
B
p V RT
00
2 2 .
C
p V RT
00
2.
D
p V RT
Suy ra nhiệt độ tại mỗi trạng thái:
300
A
T
K (đã cho)
2 2.300 600
BA
TT
K
4 4.300 1200
CA
TT
K
2 2.300 600
BA
TT
K
a) Nhiệt lượng trao đổi trên từng quá trình:
(A-B): Quá trình đẳng tích
5
( ) 8.31(600 300) 6233
22
AB B A
i
Q R T T
J.
(B-C): Quá trình đẳng áp
2 5 2
( ) 8.31(1200 600) 17451
22
BC C B
i
Q R T T

J.
(C-D): Quá trình đẳng tích
5
( ) 8.31(600 1200) 12465
22
CD D C
i
Q R T T
J.
(D-A): Quá trình đẳng áp
2 5 2
( ) 8.31(300 600) 8726
22
DA A D
i
Q R T T

J.
b) Hiệu suất của chu trình:
Nhiệt lượng thu vào trong mỗi chu trình:
16233 17451 23684
AB BC
Q Q Q
J
Nhiệt lượng toả ra trong mỗi chu trình:
212465 8726 21191
CD DA
Q Q Q
J
Hiệu suất của chu trình:
12
11
23684 21191 0,11
23684
A Q Q
QQ

c) Hiệu suất của chu trình Carnot:
1200 300 0,75
1200
CA
C
TT
T
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5