4 trang 2 lượt tải

Chinh thuc - Dap an de VLDC 1 cuoi ky HK1 NH 2023-2024 - Khoa 2022

4

Đề thi môn vật lí đại cương 1 HCMUS

Tác giả:

Profile

Huy Tú

1 giờ trước
Tải xuống
Báo cáo
Danh sách Quiz
Tải xuống
/4
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN
H
ọ
c k
ỳ
I
–
Năm h
c 20
2
3
-
202
4
MÃ LƯU TRỮ
(do phòng KT-ĐBCL ghi)
(Đề thi gồm 4 trang)
Họ tên người ra đề/MSCB: ......................................................... Chữ ký: ................ [Trang 1/4]
Họ tên người duyệt đề: .............................................................. Chữ ký: .................
Tên học phần: VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 1 (CƠ VÀ NHIỆT) Mã HP: PHY00001
Th
ờ
i gian làm bài:
90 PHÚT
Ngày thi:
31/01/2024
Ghi chú:
Sinh viên
[
đư
ợ
c phép /
không đư
ợ
c phép
]
s
ử
d
ụ
ng tài li
ệ
u khi làm bài.
Câu 1: (5 điểm)
Một hệ gồm hai vật A (m
1
=2 kg) và B (m
2
= 5 kg)
được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh khối lượng
không đáng kể. Dây nối được vắt qua một ròng rọc
cố định. Vật B trượt có ma sát trên một mặt phẳng
nghiêng có góc nghiêng α = 60
o
. Cho gia tốc trọng
trường g = 9,8 m/s
2
. Biết hệ số ma sát k bằng 0,1.
a) Ròng rọc có khối lượng M = 1 kg và có dạng đĩa
đặc đồng chất bán kính R. Xác định gia tốc của hệ
hai vật (A, B).
b) Tính các lực căng dây.
c) Bằng cách sử dụng các định luật bảo toàn trong cơ
học, hãy xác định gia tốc của hệ hai vật (A, B). Biết
lực ma sát có công thức
F

k
m
.
g
.
cos
(
α
)
.
Câu 2: (5 điểm)
Cho ba mol khí lý tưởng lưỡng nguyên tử thực hiện một
chu trình thuận nghịch như hình vẽ (Hình 2). Ở quá trình
A-B, chất khí được giãn nở đoạn nhiệt từ áp suất 5 x 10
5
(Pa) đến áp suất 1 x 10
5
(Pa) và thể tích 𝑉
. Sau đó, ở
quá trình B-C, khí được nén đẳng áp đến thể tích 30 lít.
Cuối cùng, chất khí trở về trạng thái ban đầu với áp suất
5 x 10
5
(Pa).
a) Tìm nhiệt độ ứng với từng trạng thái và 𝑉
.
b) Tính công và nhiệt mà chất khí trao đổi với môi
trường
c) Tính hiệu suất của chu trình.
.
- HẾT –
Hình 2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN
H
ọ
c k
ỳ
I
–
Năm h
c 20
2
3
-
202
4
MÃ LƯU TRỮ
(do phòng KT-ĐBCL ghi)
(Đề thi gồm 4 trang)
Họ tên người ra đề/MSCB: ......................................................... Chữ ký: ................ [Trang 2/4]
Họ tên người duyệt đề: .............................................................. Chữ ký: .................
ĐÁP ÁN
Câu 1 (5 điểm)
a) Gia tốc:
Áp dụng định luật II Newton:
+ Vật 1:
P
󰇍
󰇍
+ T
󰇍
󰇍
=m
a
󰇍
Chiếu lên chiều chuyển động:
−P
+ T
=m
a (1)
+ Vật 2:
P
󰇍
󰇍
+ T
󰇍
󰇍
+ N
󰇍
󰇍
+ f

=m
a
󰇍
Chiếu lên chiều chuyển động:
P
cosθ=N
P
sinθ − T
− f

=m
a
⟹ P
sinθ −T
− kP
cosθ=m
a (2)
+ Vật M:
(
T
− T
)
R=Iβ=I
(3)
Giải (1), (2), (3) ta có:
a=
P
sinθ −kP
cosθ − P
m
+ m
+
I
R
= 2,7
m
s
b) Lực căng dây:
Từ (1), ta có: T
=P
+ m
a=m
(
g + a
)
=25,0 N
T
=T
+ I
a
R
= 26,4N
c)
Cách 1: Sử dụng Định lý động năng (động năng tịnh tiến K
tt
, động năng quay K
q
, công của
trọng lực A
P
, công của lựa ma sát A
ms
)
K
sau
- K
đầu
= A
P
+ A
ms
(K
tt_1_sau
+ K
tt_2_sau
+ K
q_rr_sau
) - (K
tt_1_đầu
+ K
tt_2_đầu
+ K
q_rr_đầu
) = A
P_1
+ A
P_2
+ A
ms_2
󰇡
m
v
+
m
v
+
Iω
󰇢
−
(
0 + 0+ 0
)
=−P
s + P
s −F

s
m
v
+
m
v
+
mR
=−m
gs + m
gs.sinα − km
g.cosα.s
m
v
+
m
v
+
Mv
=−m
gs + m
gs.sinα− km
g.cosα.s
Thay v
2
= 2as:
1
2
m
2as +
1
2
m
2as +
1
4
M2as=−m
gs + m
gs.sinα − km
g.cosα.s
m
a + m
a +
Ma=−m
g + m
gsinα− km
gcosα
Suy ra:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN
H
ọ
c k
ỳ
I
–
Năm h
c 20
2
3
-
202
4
MÃ LƯU TRỮ
(do phòng KT-ĐBCL ghi)
(Đề thi gồm 4 trang)
Họ tên người ra đề/MSCB: ......................................................... Chữ ký: ................ [Trang 3/4]
Họ tên người duyệt đề: .............................................................. Chữ ký: .................
a=
−m
g + m
gsinα− km
gcosα
m
+ m
+
1
2
M
a = 2,7 m/s
2
Cách 2: Sử dụng Định luật bảo toàn năng lượng (động năng, thế năng, công của lực ma
sát)
Chọn gốc thế năng là mặt đất, năng lượng của hệ lúc bắt đầu chuyển động:
E
=m
g
(
L
)
sinα +m
gH
Năng lượng của hệ ứng với thời gian t bao gồm sự đóng góp động năng và thế năng của ba vật:
E
=m
g
(
L − s
)
sinα +
m
v
+
m
v
+ m
g
(
H+ s
)
+
I
Công ma sát: E

=s.kP
cosθ
E
=m
g
(
L
)
sinα +m
gH=E
+ E

=m
g
(
L − s
)
sinα +
m
v
+
m
v
+ m
g
(
H +
s
)
+
I
+ s.kP
cosθ
m
g
(
s
)
sinα −
1
2
m
v
−
1
2
m
v
+ m
g
(
−s
)
−
1
2
I
v
R
− s.kP
cosα=0
m
g
(
v
)
sinα −m
v.a − m
v.a + m
g
(
−v
)
− I
v.a
R
− v.kP
cosα=0
=> a=
−m
g + m
gsinα − kP
cosθ
m
+ m
+
I
R
=2,7 (
m
s
)
Câu 2 (5 điểm)
a)
P
V
=nRT
⟹T
=
P
V
nR
=601,7 (K)
P
V
=nRT
⟹T
=
P
V
nR
= 120,3(K)
V
=
󰇧
P
V
P
󰇨
=0,095(m
)
P
V
=nRT
⟹T
=
P
V
nR
=379,9 (K)
b) Quá trình 1-2: Đoạn nhiệt
Q

=0 (J)
A

=
iR
2
n
(
T
− T
)
=−13823 (J)
Quá trình 2-3: Đẳng áp:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN
H
ọ
c k
ỳ
I
–
Năm h
c 20
2
3
-
202
4
MÃ LƯU TRỮ
(do phòng KT-ĐBCL ghi)
(Đề thi gồm 4 trang)
Họ tên người ra đề/MSCB: ......................................................... Chữ ký: ................ [Trang 4/4]
Họ tên người duyệt đề: .............................................................. Chữ ký: .................
Q

=nC
(
T
− T
)
= −22647(J)
A

=−P
(
V
− V
)
= 6470(J)
Quá trình 3-1: Đẳng tích:
Q

=nC
(
T
− T
)
= 30000(J)
A

=0
c) Hiệu suất:
Nhiệt xả ra: Q′ =−Q

= 22647(J)
Nhiệt nhận được :Q = Q

= 30000 (J)
Hiệu suất : η=1 −
󰆓

=24,5%

Preview text:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM MÃ LƯU TRỮ
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN (do phòng KT-ĐBCL ghi)
Học kỳ I – Năm học 2023-2024 Tên học phần:
VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 1 (CƠ VÀ NHIỆT) Mã HP: PHY00001
Thời gian làm bài: 90 PHÚT Ngày thi: 31/01/2024
Ghi chú: Sinh viên [  được phép /  không được phép] sử dụng tài liệu khi làm bài. Câu 1: (5 điểm)
Một hệ gồm hai vật A (m1=2 kg) và B (m2= 5 kg)
được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh khối lượng
không đáng kể. Dây nối được vắt qua một ròng rọc
cố định. Vật B trượt có ma sát trên một mặt phẳng
nghiêng có góc nghiêng α = 60o. Cho gia tốc trọng
trường g = 9,8 m/s2. Biết hệ số ma sát k bằng 0,1.
a) Ròng rọc có khối lượng M = 1 kg và có dạng đĩa
đặc đồng chất bán kính R. Xác định gia tốc của hệ hai vật (A, B).
b) Tính các lực căng dây.
c) Bằng cách sử dụng các định luật bảo toàn trong cơ
học, hãy xác định gia tốc của hệ hai vật (A, B). Biết
lực ma sát có công thức F = km . g. cos(α). Câu 2: (5 điểm)
Cho ba mol khí lý tưởng lưỡng nguyên tử thực hiện một
chu trình thuận nghịch như hình vẽ (Hình 2). Ở quá trình
A-B, chất khí được giãn nở đoạn nhiệt từ áp suất 5 x 105
(Pa) đến áp suất 1 x 105 (Pa) và thể tích 𝑉 . Sau đó, ở
quá trình B-C, khí được nén đẳng áp đến thể tích 30 lít.
Cuối cùng, chất khí trở về trạng thái ban đầu với áp suất 5 x 105 (Pa).
a) Tìm nhiệt độ ứng với từng trạng thái và 𝑉 .
b) Tính công và nhiệt mà chất khí trao đổi với môi trường
c) Tính hiệu suất của chu trình. Hình 2 . - HẾT – (Đề thi gồm 4 trang)
Họ tên người ra đề/MSCB: ......................................................... Chữ ký: ................ [Trang 1/4]
Họ tên người duyệt đề: .............................................................. Chữ ký: .................
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM MÃ LƯU TRỮ
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN (do phòng KT-ĐBCL ghi)
Học kỳ I – Năm học 2023-2024 ĐÁP ÁN Câu 1 (5 điểm) a) Gia tốc:
Áp dụng định luật II Newton: + Vật 1: P⃗ + T⃗ = m a⃗
Chiếu lên chiều chuyển động: −P + T = m a (1) + Vật 2: P⃗ + T⃗ + N⃗ + f⃗ = m a⃗
Chiếu lên chiều chuyển động: P cosθ = N
⟹ P sinθ − T − kP cosθ = m a (2) P sinθ − T − f = m a
+ Vật M: (T − T )R = Iβ = I (3) Giải (1), (2), (3) ta có: P sinθ − kP cosθ − P a = = 2,7 m I s m + m + R b) Lực căng dây:
Từ (1), ta có: T = P + m a = m (g + a) = 25,0 N a T = T + I = 26,4N R c)
Cách 1: Sử dụng Định lý động năng (động năng tịnh tiến Ktt, động năng quay Kq, công của
trọng lực AP, công của lựa ma sát Ams) Ksau - Kđầu = AP + Ams
 (Ktt_1_sau + Ktt_2_sau + Kq_rr_sau) - (Ktt_1_đầu + Ktt_2_đầu + Kq_rr_đầu) = AP_1 + AP_2 + Ams_2  m v + m v + Iω
− (0 + 0 + 0) = −P s + P s − F s  m v + m v + mR
= −m gs + m gs. sinα − km g. cosα. s
 m v + m v + Mv = −m gs + m gs. sinα − km g. cosα. s Thay v2 = 2as: 1 1 1
m 2as + m 2as + M2as = −m gs + m gs. sinα − km g. cosα. s 2 2 4
 m a + m a + Ma = −m g + m gsinα − km gcosα Suy ra: (Đề thi gồm 4 trang)
Họ tên người ra đề/MSCB: ......................................................... Chữ ký: ................ [Trang 2/4]
Họ tên người duyệt đề: .............................................................. Chữ ký: .................
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM MÃ LƯU TRỮ
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN (do phòng KT-ĐBCL ghi)
Học kỳ I – Năm học 2023-2024
−m g + m gsinα − km gcosα a = 1 m + m + M 2 a = 2,7 m/s2
Cách 2: Sử dụng Định luật bảo toàn năng lượng (động năng, thế năng, công của lực ma sát)
Chọn gốc thế năng là mặt đất, năng lượng của hệ lúc bắt đầu chuyển động: E = m g(L)sinα + m gH
Năng lượng của hệ ứng với thời gian t bao gồm sự đóng góp động năng và thế năng của ba vật:
E = m g(L − s)sinα + m v + m v + m g(H + s) + I Công ma sát: E = s. kP cosθ E = m g(L)sinα + m gH = E + E
= m g(L − s)sinα + m v + m v + m g(H + s) + I + s. kP cosθ 1 1 1 v
m g(s)sinα − m v − m v + m g(−s) − I − s. kP cosα = 0 2 2 2 R v. a
m g(v)sinα − m v. a − m v. a + m g(−v) − I − v. kP cosα = 0 R −m g + m gsinα − kP cosθ => a = = 2,7 (m I s ) m + m + R Câu 2 (5 điểm) a) P V P V = nRT ⟹ T = = 601,7 (K) nR P V P V = nRT ⟹ T = = 120,3(K) nR P V V = = 0,095(m ) P P V P V = nRT ⟹ T = = 379,9 (K) nR
b) Quá trình 1-2: Đoạn nhiệt Q = 0 (J) iR A = n(T − T ) = −13823 (J) 2 Quá trình 2-3: Đẳng áp: (Đề thi gồm 4 trang)
Họ tên người ra đề/MSCB: ......................................................... Chữ ký: ................ [Trang 3/4]
Họ tên người duyệt đề: .............................................................. Chữ ký: .................
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM MÃ LƯU TRỮ
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN (do phòng KT-ĐBCL ghi)
Học kỳ I – Năm học 2023-2024 Q = nC (T − T ) = −22647(J) A = −P (V − V ) = 6470(J)
Quá trình 3-1: Đẳng tích: Q = nC (T − T ) = 30000(J) A = 0 c) Hiệu suất: Nhiệt xả ra: Q′ = −Q = 22647(J) Nhiệt nhận được :Q = Q = 30000 (J) Hiệu suất : η = 1 − = 24,5% (Đề thi gồm 4 trang)
Họ tên người ra đề/MSCB: ......................................................... Chữ ký: ................ [Trang 4/4]
Họ tên người duyệt đề: .............................................................. Chữ ký: .................

Tài liệu liên quan: