TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM MÃ LƯU TRỮ
(do phòng KT-ĐBCL ghi)
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN
Học kỳ I – Năm học 2018-2019 Tên học phần:
VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 1 (CƠ VÀ NHIỆT) Mã HP: PHY00001
Thời gian làm bài: 90 PHÚT Ngày thi: 10/01/2019
Ghi chú: Sinh viên [  được phép /  không được phép] sử dụng tài liệu khi làm bài.
Câu 1: (5 điểm)
Hai vật có khối lượng m1 = 4 kg và m2 = 5 kg nối với
nhau bằng một sợi dây không giãn được mắc qua một
ròng rọc cố định đặt trên mặt phẳng nghiêng có góc
nghiêng α = 30o. Cho gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2.
Biết m1 đi xuống m2 đi lên như hình vẽ.
a) Giả sử bỏ qua ma sát giữa vật m2 và mặt phẳng
nghiêng, và bỏ qua khối lượng của ròng rọc, tính gia tốc
của hệ từ định luật bảo toàn cơ năng.
b) Ròng rọc có khối lượng M = 2 kg và có dạng đĩa đặc
đồng chất. Hệ số ma sát giữa vật m2 và mặt phẳng nghiêng là 0,25.
b1) Tính gia tốc của hệ (m1,m2).
b2) Tính các lực căng dây.
Câu 2 (5đ): Khối khí lý tưởng có  = 7/5 dùng làm chất tải nhiệt (tác nhân cho chu trình nhiệt), thực
hiện chu trình như hình vẽ. Trong đó, quá trình (1, 2) và (3, 4) là quá trình đoạn nhiệt , quá trình (2, 3)
là đẳng áp, và (4, 1) là quá trình đẳng tích. Cho biết ở trạng thái (1) khối khí có nhiệt độ t1 = 270C, thể
tích V1 = 4 2 V2. Với V2 là thể tích khối khí ở trạng thái (2), trạng thái (3) thể tích khối khí V3 =
1,5.V2. Cho biết P1 = 5atm , V2 = 2lít. 2 3 a) Tìm các nhiệt độ T P2
2, T3, T4 của tác nhân ở các trạng thái (2), (3), (4) tương ứng. P4 4
b) Tính công sinh ra trong một chu trình P1 1
c) Tính hiệu suất của chu trình V 2 V3 V1 -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
(do phòng KT-ĐBCL ghi)
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN
Học kỳ I – Năm học 2018-2019 ĐÁP ÁN
Câu 1 (5 điểm)
a) Định luật bảo toàn cơ năng cho hệ vật tại thời điểm t0 và thời điểm t:
K + U = K + U (0,5 điểm) 0 0 t t 1 1 2 2  0 + m gh + 0 + m gh =
m v + m g(h - s)+ m v +m g(h + s.sinα) 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2gs(m - m sinα) 2 1 2  v = m + m 1 2 (0,5 điểm) Mặt khác: 2 v = 2as (0,5 điểm) o g(m - m sinα) 9,8.(4 - 5.sin30 ) 1 2 2  a = =
= 1,633 (m/s ) (0,5 điểm) m + m 4 + 5 1 2
b) Hệ gồm ba vật: m1, m2 và ròng rọc M
Phương trình định luật 2 Newton cho chuyển động tịnh tiến của vật m1 và m2:    P + T = m a 1 1 1 1     P + T + F = m a 2 2 ms 2 2
Chiếu theo phương chuyển động của từng vật: m g - T = m a (1) (0,5 điểm) 1 1 1
-m gsinα + T - km gcosα = m a (0,5 điểm) 2 2 2 2
 T = m a + m gsinα + km gcosα (2) 2 2 2 2
Phương trình chuyển động quay của ròng rọc:   M = Iβ T     M + M = Iβ 1 2 (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
(do phòng KT-ĐBCL ghi)
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN
Học kỳ I – Năm học 2018-2019       R  T ' + R  T ' = Iβ 1 1 2 2
Chiếu xuống phương của trục quay, chiều + hướng từ trong ra ngoài: R T ' - R T ' = Iβ 1 1 2 2 (3) (0,5 điểm)
Trong đó: R1 = R2 = R; T1’ = T1; T2’ = T2 Thay: a β = R 1 2 I = MR 2 (3) được viết lại: Ma T - T = 1 2 2 Ma  T = T  (4) 1 2 2
Từ (1), (2) và (4), tìm được: m - m (sinα + kcosα) 1 2 a = g M m + m + 1 2 2 b1> o o 4 - 5(sin30 + 0,25.cos30 ) a = .9,8 = 0,409  2 m/s  (0,5 điểm) 2 4 + 5 + 2 b2) Ma T = m a + gsinα + kgcosα + 1 2   2 = 5. 2.0,409 o o
0,409 + 9,8.sin30 + 0,25.9,8.cos30  +
= 37,563 N (0,5 điểm) 2 Ma T = T -
= 37,1549 N (0,5 điểm) 2 1   2 Câu 2 (5đ):
a) Tìm các nhiệt độ T2, T3, T4:
- Quá trình (1 – 2) đoạn nhiệt: =  = ; với V1 = 4 2 V2 ,  =
7/5 , và T1 = t1 + 273 = 300oK; ta có T2 = 600oK (0,5 điểm)
- Qúa trình (2 – 3) đẳng áp: =
T3 = T2 ; với V3 = 1,5V2, ta có T3 = 900oK (0,5điểm)
- Quá trình (3 – 4) đoạn nhiệt: =  = ;
- với V4 =V1 (quá trình 1 – 4 đẳng tích), ta có T4 = 529,2oK (0,5 điểm)
b) Tính công sinh ra trong một chu trình: (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
(do phòng KT-ĐBCL ghi)
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN
Học kỳ I – Năm học 2018-2019
- Quá trình (1 – 2) đoạn nhiệt nên Q12 = 0  A12 = U12 = ;
(P1 = 5atm = 5*9,8x101 N/m2 = 490,5 N/m2) ; =  =
= 5549,374 N/m2 ; ta có A12 = 13873,44 J (0,5đ)
- Quá trình (2 – 3) đẳng áp P2 = P3 nên A23 = -P2(V3 – V2) = -5549,374 J (0,5đ)
- Quá trình (3 – 4) đoạn nhiệt nên Q34 = 0, và A34 = ; =  =
= 865,3001 N/m2 ; V4 = V1 (quá trình 1 – 4 đẳng tích); A34 = -17145,9 J (0,5đ)
- Quá trình (4 – 1) đẳng tích nên A41 = 0;
Công sinh ra trong một chu trình A’=-A =-( A12 + A23 + A34 + A41) = 8821,86 J (0,5đ)
c) Tính độ biến thiên nội năng và nhiệt lượng trong các quá trình:
- Quá trình (1- 2) đoạn nhiệt: Q12 = 0;
- Quá trình (2-3) Q23 =19422,81 J (0,5đ)
- Quá trình ( 3-4) đoạn nhiệt: Q34 = 0
- Quá trình (4-1) đẳng tích Q41 = U41 = ( − ) = ( − ) = ( − )= -10600,95 J (0,5đ) 10600,95    1  45, 44% 19422,81 (0,5đ) (Đề thi gồm 4 trang)
Họ tên người ra đề/MSCB: ......................................................... Chữ ký: ................. [Trang 4/4]
Họ tên người duyệt đề: .............................................................. Chữ ký: ..................
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM MÃ LƯU TRỮ
ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI HỌC PHẦN (do phòng KT-ĐBCL ghi)
Học kỳ I – Năm học 2019-2020 (Đáp án gồm 3 trang)
Họ tên người ra đáp án/MSCB: .................................................. Chữ ký: ................ [Trang 1/3]
Họ tên người duyệt đáp án: ....................................................... Chữ ký: .................
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM MÃ LƯU TRỮ
ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI HỌC PHẦN (do phòng KT-ĐBCL ghi)
Học kỳ I – Năm học 2019-2020 Câu 1: (2 điểm)
a) Áp dụng định luật bảo toàn động lượng mv 0 . 0 2 * 700 V    , 1 4m / s m  M 0 . 0 2  10
b) Độ cao h mà hệ đạt được là: 1 2 V 2 (m  M V )  (m  M )gh  h   0 , 0 98m 2 2g Câu 2: (4 điểm) a) Phân tích lực * Vật m 0,5
1: 𝑃⃗ + 𝑇⃗ = 𝑚 𝑎
⃗ → 𝑇 − 𝑚 𝑔 = 𝑚 𝑎 (1) (chiều dương hướng lên) * Vật m 2: 𝐹
⃗ + 𝑃⃗ + 𝑇⃗ + 𝐹⃗ + 𝑁⃗ = 𝑚 𝑎⃗
Chiếu lên phương thẳng đứng: Fsin450 + N – m
2g = 0 → N = m2g – Fsin450
Chiếu lên phương ngang: Fcos450 – F ms – T2 = m2a → Fcos450 – μ(m 0,5
2g – Fsin450) – T2 = m2a (2) * Ròng rọc: 𝑚𝑅 𝑎 𝑚𝑎
𝑀⃗ = 𝐼𝛽⃗ → (𝑇 − 𝑇 )𝑅 = → 𝑇 − 𝑇 = (3) 0,5 2 𝑅 2
(1), (2) và (3), ta được:
Fcos45 – μ(m g – Fsin45 ) − 𝑚 𝑔 𝑎 = = 1,7 𝑚/𝑠 0,5 𝑚 + 𝑚 + 𝑚/2 (1) → T
1 = m1(g + a) = 11,5 N; (3) → T2 = T1 + ma/2 = 14,9 N b) s = ½ at2 = 13,6 m; 0,5 v = at = 6,8 m/s 0,5 c) Khi dây đứt, vật m 1 rơi với gia tốc g
Phương trình chuyển động (chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí
dây đứt): y = – 6,8t + 4,9t2 0,5
Chạm đất: y = – 6,8t + 4,9t2 = 13,6 → t = -1,11 s (loại) hoặc 2,5 s (nhận) v’ = -6,8 + 9,8t = 17,7 m/s 0,5
(+Có thể chọn hệ qui chiếu hướng lên và góc tọa độ ở mặt đất)
(+Có thể áp dụng định luật bảo toàn cơ năng) (Đáp án gồm 3 trang)
Họ tên người ra đáp án/MSCB: .................................................. Chữ ký: ................ [Trang 2/3]
Họ tên người duyệt đáp án: ....................................................... Chữ ký: .................
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM MÃ LƯU TRỮ
ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI HỌC PHẦN (do phòng KT-ĐBCL ghi)
Học kỳ I – Năm học 2019-2020 Câu 3 (4đ) a Vẽ hình 0,5 đ
Chu trình động cơ nhiệt (theo chiều kim đồng hồ) b V1= 50,8l 0,25đ V2=V1/5= 10,16l 0,25đ p2=5p1=10at 0,25 T3=5T1=1500K 0,25đ c m iR U   T   0 0,5đ 12  2 m iR 56 5.8,31 U  T  1200  49860J 23  0,5đ 2 28 2 m iR 56 5.8,31 U   T   ( 1  200)  4  9860J 31  2 28 2 0,5đ d Q ' Q Q 8024 49860 2 12 31      1  1  1  0,17  17% 1đ Q Q 69804 1 23 (Đáp án gồm 3 trang)
Họ tên người ra đáp án/MSCB: .................................................. Chữ ký: ................ [Trang 3/3]
Họ tên người duyệt đáp án: ....................................................... 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 2 – Năm học 2019-2020 Tên học phần:
VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 1 (CƠ VÀ NHIỆT) Mã HP: PHY00001
Thời gian làm bài: 90 phút Ngày thi:
Ghi chú: Sinh viên không được sử dụng tài liệu khi làm bài.
Họ tên sinh viên: …............................................................. MSSV: …………… STT: ….. Câu 1: (3 điểm)
Cho quả cầu có khối lượng m được treo vào một sợi dây
có chiều dài d, đầu còn lại của sợi dây được cố định vào một mặt
phẳng nằm ngang. Ban đầu quả cầu được nâng lên để phương
sợi dây hợp với phương thẳng đứng một góc θ, sau đó quả cầu
được thả ra và va chạm đàn hồi với vật có khối lượng M (Hình
1). Cho gia tốc trọng lực là g = const, hãy xác định:
a) Vận tốc của quả cầu ngay trước lúc va chạm và ngay Hình 1 sau khi va chạm.
b) Giả sử sau va chạm, vật M trượt có ma sát với mặt phẳng ngang với hệ số ma sát μ. Hãy
xác định vận tốc của M ngay sau va chạm và quãng đường s mà M đi được.
d = 1 m, θ = π/3, m = 2 kg, M = 5 kg, g = 9,78 m/s2, μ = 0,1. Câu 2: (3 điểm)
Cho hai vật có khối lượng m1 và m2 được nối bằng dây
nhẹ không dãn, vắt qua ròng rọc kép có bán kính lần lượt là R và
r, có momen quán tính là I. Vật m1 đặt trên mặt phẳng nghiêng
góc α, bỏ qua ma sát giữa m1 và mặt phẳng nghiêng (Hình 2).
Cho g = const, hãy xác định:
a) Gia tốc chuyển động của m Hình 2 1 và m2.
b) Tính các lực căng dây.
R = 0,1 m, r = 0,05 m, m1 = 3 kg, m2 = 2 kg, g = 9,78 m/s2, α = π/6, I = 2.10-3 kgm2. Câu 3: (4 điểm)
Một khối khí lý tưởng (i = 3) dùng làm tác nhân của động cơ nhiệt thực hiện chu trình gồm
các quá trình: (1-2), (3-4) là các quá trình đoạn nhiệt, (2-3) là quá trình đẳng áp, (4-1) là quá trình
đẳng tích. Khối khí ở trạng thái (1) có nhiệt độ T1 = 270C, thể tích V1; ở trạng thái (2) có thể tích
V2; ở trạng thái (3) có thể tích V3. Biết V1 = 4V2 và V3 = 1,5V2.
a) Vẽ chu trình trên mặt phẳng (V,P).
b) Tìm các nhiệt độ T2, T3, T4 của tác nhân ở các trạng thái (2), (3), (4) tương ứng.
c) Tính hiệu suất nhiệt của động cơ này. -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 2 – Năm học 2019-2020 ĐÁP ÁN Câu 1 (3 điểm) a) ( ) √ ( ) Va chạm đàn hồi √ ( ) | |
b) Vận tốc M sau va chạm √ ( ) ( √ ( )) ( ) ( ) Câu 2 (3 điểm) a) ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ { { b) ( ) ( )
Câu 3: (4 điểm) a) 1,0 điểm (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 2 – Năm học 2019-2020 P 2 3 P2 P4 4 P1 1 0,5 điểm V V2 V3 V1 2 5 b) γ = +1= i 3 0,5 điểm
Nhiệt độ T2, T3, T4 của tác nhân ở các trạng thái (2), (3), (4) tương ứng
(1-2) là quá trình đoạn nhiệt: γ-1 2   γ-1 γ-1 V T V = T V 1 3  T = T   = 300.4 = 755,95(K) 1 1 2 2 2 1 V   2 0,5 điểm
(2-3) là quá trình đẳng áp: V V V 2 3 = 3  T = T = 1,5.755,95 = 1133,93(K) T T 3 2 V 2 3 2
(3-4) là quá trình đoạn nhiệt: 2 γ-1   1,0 điểm γ-1 γ-1 3 V 1,5  T V = T V 3  T = T   = 1133,93. = 589,66(K) 3 3 4 4 4 3   V    4  4 Q '
c) Hiệu suất của động cơ: 2 η = 1- Q1 Q = 0 12 Q = 0 34  i  M  i  Q = +1 R T -T = +1 P V -V   =1,25P V 2  3 2  23    3 2  2  μ  2  2 2 i M i i Q = R T -T = PV -P V = V P - P 1  1 4  1 1 4 4  41  1 4  2 μ 2 2 γ  V  Với: γ γ P V = P V 2  P =  P = 0,099P 1 1 2 2 1 2 2 V   1 γ   γ γ V P V = P V 3  P =  P = 0,195P 4 4 3 3 4 3 2 V   1 0,5 điểm Thay vào: Q = -0,575P V 41 2 2 -Q 0,575
Hiệu suất của động cơ: 41 η=1- = 1- = 54% Q 1,25 23 (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 2 – Năm học 2019-2020 (Đề thi gồm 4 trang)
Họ tên người ra đề/MSCB: ......................................................... Chữ ký: ................ [Trang 4/4]
Họ tên người duyệt đề: .............................................................. Chữ ký: .................