Đề thi học kì 2 môn Vật lí 1 năm 2016-2017 có đáp án - Trường Đại học sư phạm Kỹ thuật, TP HCM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhằm giúp các bạn có thêm tài liệu ôn tập, củng cố lại kiến thức đã học và rèn luyện kỹ năng làm bài tập, mời các bạn cùng tham khảo Đề thi học kì 2 môn Vật lí 1 năm 2016-2017 có đáp án - Trường Đại học sư phạm Kỹ thuật, TP HCM dưới đây. Hy vọng sẽ giúp các bạn tự tin hơn trong kỳ thi sắp tới.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi học kì 2 môn Vật lí 1 năm 2016-2017 có đáp án - Trường Đại học sư phạm Kỹ thuật, TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỀ THI HỌC KỲ II NĂM HỌC 2016-2017 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Môn: Vật lý 1 KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG Mã môn học: PHYS130402 Ngày thi: 30/05/2017. Thời gian: 90 phút. BỘ MÔN VẬT LÝ Đề thi có 02 trang. ------------------------- Sinh viên được sử dụng một tờ giấy A4 chép tay. Câu 1: (0,5 điểm) Một quả đạn pháo được bắn lên theo phương thẳng đứng với tốc độ ban đầu là 225 m/s. Hỏi sau bao lâu quả đạn pháo ở độ cao 6,2.102 m so với mặt đất và đang di chuyển đi xuống? a. 2,96 s b. 17,3 s c. 25,4 s d. 33,6 s e. 43,0 s Câu 2: (0,5 điểm) Một chiếc xe di chuyển trên một đường tròn có tốc độ không đổi. Hãy chọn phát biểu đúng: a. Gia tốc của chiếc xe bằng 0. b. Gia tốc của chiếc xe cùng hướng với vận tốc của nó. c. Gia tốc của chiếc xe có hướng ra xa tâm đường tròn. d. Gia tốc của chiếc xe hướng về tâm đường tròn. e. Không xác định được hướng của gia tốc từ các thông tin trên. Câu 3: (0,5 điểm) Cho một quả cầu đặc và một quả cầu rỗng có cùng bán kính và khối lượng. Hai quả cầu được thả lăn không trượt xuống mặt phẳng nghiêng từ trạng thái nghỉ cùng một lúc tại cùng một độ cao h trên mặt phẳng nghiêng. Hỏi quả cầu nào sẽ đến chân mặt phẳng nghiêng trước ? a. Quả cầu rỗng. b. Quả cầu đặc. c. Cả hai. d. Không thể xác định. Câu 4: (0,5 điểm) Một vật được đặt cân bằng trên một đoạn đường dốc nghiêng. Những phát biểu nào sau đây là đúng về độ lớn của lực ma sát tác dụng lên vật ? a. Nó lớn hơn trọng lượng của vật. b. Nó lớn hơn thành phần của trọng lực tác dụng theo phương của mặt nghiêng. c. Nó bằng với thành phần của trọng lực tác dụng theo phương của mặt nghiêng. d. Nó nhỏ hơn thành phần của trọng lực tác dụng theo phương của mặt nghiêng. Câu 5: (1,0 điểm) Alex và John đang chuyển các hộp giống nhau lên xe tải. Alex nhấc hộp của mình thẳng lên từ mặt đất đến mặt sàn của xe tải, trong khi John đẩy cái hộp của mình lên trên một ván trượt gác từ mặt đất lên sàn xe tải. Hãy so sánh công mà Alex và John đã thực hiện? Giải thích? Trang 1
Câu 6: (1,0 điểm) Một quả táo được giữ cho chìm ngập trong nước ngay tại vị trí dưới mặt nước. Sau đó người ta nhấn quả táo xuống để nó chìm sâu hơn trong nước. So sánh lực cần thiết để giữ cho quả táo chìm sâu hơn trong nước với vị trí chìm ngay dưới mặt nước. Giải thích. Câu 7: (2,0 điểm) Cho hai vật m1 = 2 kg và m2= 6 kg nối nhau bởi sợi dây nhẹ (có thể bỏ qua khối lượng), dây không co giãn và vắt qua ròng rọc là đĩa tròn đặc có khối lượng M = 10 kg, bán kính R = 0,25 m như hình vẽ. Hệ chuyển động từ trạng thái ban đầu đứng yên, hai vật trượt trên bề mặt có cùng hệ số ma sát động μk = 0,36; góc nghiêng θ = 30º; cho biết gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2. a. Tìm gia tốc chuyển động của hai vật. b. Tính công của trọng lực thực hiện lên mỗi vật khi hệ chuyển động được 2 s tính từ lúc hệ bắt đầu chuyển động. Câu 8: (2,0 điểm) Cho một vật có khối lượng m = 10 kg A m trượt không vận tốc đầu từ điểm A có độ cao h = 3 m. Vật m trượt trên mặt nhẵn có thể bỏ qua h ma sát ngoại trừ đoạn BC = 6 m. Vật trượt qua đoạn BC và đập vào một lò xo có độ cứng là k = 2250 N/m đang ở trạng thái cân bằng, kết quả là B C lò xo bị nén một đoạn 0,3 m. Cho biết g = 9,8 m/s2. a. Xác định tốc độ của vật tại điểm B. b. Tính hệ số ma sát động giữa vật và bề mặt trên đoạn BC. Câu 9: (2,0 điểm) Trong một quá trình giãn đẳng nhiệt, một mol khí lý tưởng sinh một công bằng 3000 J; trạng thái cuối có áp suất bằng 1 atm và thể tích 25 L. Hãy tính nhiệt độ của khối khí và thể tích ban đầu của nó. Biết 1 atm = 1,013.105 (N/m2), hằng số khí lý tưởng R = 8,31 J/(mol. K). Ghi chú: Cán bộ coi thi không được giải thích đề thi. Chuẩn đầu ra của học phần (về kiến thức) Nội dung kiểm tra [CĐR 1.1] Hiểu rõ các khái niệm, định lý, định luật liên quan đến cơ học chất Câu 1, 2, 3, 4, 5, điểm, hệ chất điểm, cơ học vật rắn và cơ học chất lỏng. 6,7,8 [CĐR 2.1] Vận dụng kiến thức về cơ học để giải bài tập có liên quan. [CĐR 1.3] Hiểu rõ các khái niệm, các quá trình biến đổi và các nguyên lý Câu 9 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. Ngày 22 tháng 05 năm 2017 Thông qua Trưởng Bộ môn Trang 2
Đáp án và bảng điểm vật lý Thi ngày 30-05-2017 Người soạn: Nguyễn Thụy Ngọc Thủy Câu Lời giải Điểm 1 Đáp án: câu e. Chỉ cần chọn đúng đáp án là được 0,5 đ 0,5 Vật chuyển động có gia tốc là gia tốc trọng trường ⃗ hướng xuống và vuông góc mặt đất. Chọn hệ trục có gốc tọa độ tại mặt đất và chiều dương hướng lên. Phương trình chuyển động của vật là: yf = yi + vyi.t + (1/2).ay.t2 Ta có: vyi = 225 (m/s) vì vật được ném lên cùng chiều dương hệ trục ay = -g = -9,8 (m/s2) vì gia tốc ngược chiều chiều dương hệ trục Khi vật ở độ cao 6,2.102 (m) thì: 6,2.102 = 0 + 225.t - 4,9.t2 => t1 = 2,944 và t2 = 42,97 Vậy sau 42,97 (s) thì vật ở độ cao 6,2.102 (m) và đang di chuyển xuống. 2 Đáp án: câu d. Chỉ cần chọn đúng đáp án là được 0,5 đ 0,5 Chiếc xe chuyển động trên một đường tròn với tốc độ không đổi nên gia tốc tiếp tuyến ⃗ của chiếc xe bằng 0. Mà ⃗ = ⃗ + ⃗ , do đó gia tốc ⃗ của chiếc xe chính là gia tốc hướng tâm ⃗ nên hướng về tâm vòng tròn. 3 Đáp án: câu b. Chỉ cần chọn đúng đáp án là được 0,5 đ 0,5 Hai quả cầu có cùng khối lượng m, và bán kính R. Moment quán tính của quả cầu đặc và quả cầu rỗng là: Iđặc = (2/5).m.R2 và Irỗng = (2/3).m.R2 . Ta thấy : Iđặc < Irỗng Moment quán tính (I) của vật rắn là đại lượng đặc trưng cho quán tính của vật rắn trong chuyển động quay của nó xung quanh một trục, I càng nhỏ thì càng dễ thay đổi trạng thái chuyển động quay. Hai quả cầu được thả từ trạng thái nghỉ ở cùng độ cao của mặt phẳng nghiêng và cùng thời điểm nên quả cầu nào có moment quán tính nhỏ hơn thì gia tốc góc lớn hơn tương đương với vận tốc góc lớn hơn. Do vậy, quả cầu đặc sẽ xuống chân mặt phẳng nghiêng trước. 4 Đáp án: câu c. Chỉ cần chọn đúng đáp án là được 0,5 đ 0,5 Vì vật ở trạng thái cân bằng trên mặt phẳng nghiêng nên tổng hợp lực tác dụng lên vật bằng 0. Do vậy, thành phần của trọng lực tác dụng theo phương của mặt nghiêng phải bằng với độ lớn của lực ma sát do mặt nghiêng tác dụng lên vật. 5 John đã thực hiện nhiều công hơn Alex. 0,5 Bởi vì John chuyển hộp lên sàn xe tải qua một ván trượt gác lên sàn xe tải nên công mà John thực hiện bằng WJohn=|WP1 + Wfms|, với WP1 < 0 và Wfms < 0; trong khi đó Alex thì nâng thẳng trực tiếp hộp lên sàn xe tải nên Alex thực hiện công 0,5 bằng WAlex = | WP2|, WP2 < 0. Do trọng lực là lực thế nên công của nó thực hiện lên hộp có giá trị không phụ vào quỹ đạo di chuyển hộp, WP1 = WP2. Suy ra WJohn > WAlex. 6 F1 là lực cần thiết để giữ cho quả táo chìm sâu trong nước; ta có F1 = | B – P|, P là 1 trọng lượng của quả táo, B là lực đẩy accimet do nước tác dụng lên quả táo. F2 là lực cần thiết để giữ cho quả táo chìm tại vị trí ngay dưới mặt nước; ta có F2 = | B – P|, trong cả hai trường hợp lực đẩy accimet do nước tác dụng lên quả táo đều như nhau, B = ρnước.g.Vtáo. Do đó, F1 = F2. Trang 3
7 y ⃗ ⃗ ⃗ y x ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ x 0,5 ⃗1 ⃗ ⃗ a. Phương trình động lực học của chất điểm m1, m2 và ròng rọc: ⃗ + ⃗ + ⃗ + ⃗ = ⃗ ⃗ + ⃗ + ⃗ + ⃗ = ⃗ ⃗= ⃗ Chọn các hệ trục tọa độ như hình vẽ, chiếu phương trình vecto lên hệ trục tọa độ, ta có: N1 = P1; T1 – fk1 = m1a1; N2 = P2cosθ; P2sinθ – T2 – fk2 = m2a2 ; 0,5 . − . = Do dây không co giãn nên a1 = a2 = a Theo định luật III Newton: = và = Ròng rọc là đĩa tròn đặc: I = (1/2)MR2 Gia tốc góc: α = (a/R) Lực ma sát: fk1 = μk.N1 = μk.P1 = μk.m1.g; fk2 = μk.N2 = μk.P2.cosθ = μk.m2.g. cosθ Từ các phương trình trên suy ra gia tốc chuyển động của hai vật là: − − − − = = = 0,3 ( ) ( + + 2) ( + + 2) 0,5 b. Sau khi hệ chuyển động được 2 (s) từ trạng thái đứng yên lúc ban đầu thì công của trọng lực thực hiện trên mỗi vật là: WP1 = 0 (J) và WP2 = P2sinθ.s (với s là 0,5 quãng đường m2 đi được trong 2 (s)); s = (1/2).a.t2 = 0,6 (m); suy ra WP2 = 17,64 (J) 8 A m h B C a. Do vật chuyển động không ma sát với mặt trượt trên đoạn cong AB nên áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, gốc thế năng tại điểm B, để tính tốc độ của vật tại B. 0,5 Ta có: ℎ= suy ra = 2 ℎ = 7,67( ) b. Vật chuyển động trên đoạn BC có hệ số ma sát động với vật là μk. Nhưng khi vật qua đoạn BC thì vật lại trượt không ma sát với mặt trượt nên khi va chạm vào lò xo thì tốc độ của vật là và lò xo có độ cứng k, bị nén một đoạn A = 0,3 (m). 1 Ta có: . . = . . , suy ra = 4,5 (m/s). Có thể áp dụng định lý động năng (hoặc dùng phương trình định luật II Newton) để xác định hệ số ma sát động của mặt trượt trên đoạn BC với vật. Trang 4
Theo định lý động năng: 0,5 1 1 . . − . . = + + =− . . . 2 2 Suy ra = 0,65. 9 a. Nhiệt độ của khối khí ở trạng thái cuối: 1 1.1,013. 10 . 25. 10 = = = 304,75 ( ) 1.8,31 Vì khối khí giãn nở đẳng nhiệt nên nhiệt độ ban đầu của khối khí: Ti = Tf = 304,75 (K). b. Công khối khí thực hiện được là W’ = -W = 3000 (J) Do khối khí thực hiện quá trình đẳng nhiệt nên ta có: W = nRTiln(Vi/Vf) = -3000 1 Suy ra thể tích ban đầu của khối khí Vi = 7,65 (lít). Trang 5