Đề thi Olympic cấp trường năm 2017 môn Vật lý - Trường Đại học hàng hải Việt Nam

Nội dung text: Đề thi Olympic cấp trường năm 2017 môn Vật lý - Trường Đại học hàng hải Việt Nam

1. TRƯỜNG ĐH HÀNG HẢI VIỆT NAM ĐỀ THI OLYMPIC CẤP TRƯỜNG NĂM 2017 BỘ MÔN VẬT LÝ - KHOA CƠ SỞ CƠ BẢN Môn thi: VẬT LÝ ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian làm bài: 180 phút) I. PHẦN TRẮC NGHIỆM (30 điểm) Câu 1: Trong chuyển động thẳng, ta có: A. Véctơ gia tốc luôn không đổi. B. Véctơ vận tốc luôn không đổi. C. Véctơ gia tốc luôn cùng phương với véc tơ vận tốc. D. Gia tốc tiếp tuyến bằng không. Câu 2: Một tài xế xe tải muốn đi hết quãng đường, lúc đầu lái xe với vận tốc v trên 3/4 quãng đường đầu và trên quãng đường còn lại tài xế đi với vận tốc 0,5v. Vận tốc trung bình của tài xế trong hành trình? A. 0,85v B. 0,80v C. 0,75v D. 0,70v 4 Câu 3: Một ôtô chuyển động có vận tốc theo quy luật: v 20 t 2 (m/s). Tính quãng đường ôtô đi 45 được kể từ lúc t = 0 đến khi dừng lại. A. 100 m B. 150 m C. 200 m D. 50 m Câu 4: Nếu trong khảo sát chuyển động véctơ vận tốc v và gia tốc a của chất điểm luôn tạo với nhau một góc tù thì chuyển động có tính chất: A. Nhanh dần B. Chậm dần C. Đều D. Tròn đều Câu 5: Một hòn đá được ném từ mặt đất lên cao với vận tốc v0 = 100 m/s. Sau bao lâu kể từ lúc ném nó rơi xuống đất ? Lấy g = 10m/s2. A. 10 s B. 100 s C. 20 s D. 200 s Câu 6: Trường hợp nào sau đây vật chịu tác dụng của lực ma sát nghỉ ? A. Vật đứng yên trên mặt đường, không có xu hướng chuyển động. B. Vật đứng yên trên mặt đường, nhưng có xu hướng chuyển động. C. Vật chuyển động đều trên mặt đường. D. Cả ba trường hợp trên đều xuất hiện lực ma sát nghỉ. Câu 7: Cho hệ như hình vẽ, hệ số ma sát giữu vật m2 và mặt bàn là  . Gia tốc đi lên của vật nhẹ m3 là: (Bỏ qua khối lượng dây và ròng rọc). g(m m )g g(m m  m ) A. a 1 2 B. a 1 2 3 m1 m2 m3 m1 m2 m3 g(m m  m ) g(m m m ) C. a 1 2 3 D. a 1 2 3 m1 m2 m3 m1 m2 m3 Câu 8: Một quả bóng có khối lượng m = 300g, đập vào tường theo hướng vuông góc với tường với vận tốc v = 10 m/s rồi nảy ra theo phương này với vận tốc như cũ. Tính xung lượng của lực mà tường đã tác dụng vào bóng. A. 20 kgm/s B. 6 kgm/s C. 10 kgm/s D. 3 kgm/s C âu 9: T rong hệ tọa độ Descartes, chất điể m ở vị t rí M có bán kính véc tơ r x.i y. j z.k (x, y, z) , chịu tác dụng bởi lực F F .i F . j F .k (F , F , F ) . Xác định  x y z x y z véc tơ mômen lực M  A. M (xF , yF , zF ) B. M (yF zF , zF xF , xF yF )  x y z  z y x z y x C. M (yzFx , xzFy , xyFz ) D. M (zFy yFy , xFz zFx , yFx xFy ) Câu 10: Chất điểm khối lượng m = 0,5 kg chuyển động tròn đều với vận tốc 5 vòng/s. Tính mômen động lượng của chất điểm, biết bán kính quỹ đạo là 2m. A. 5kgm2 / s B. 10kgm2 / s C. 31,4kgm2 / s D. 62,8kgm2 / s 1
2. Câu 11: Vật rắn quay quanh trục cố định với vận tốc góc  thì các điểm trên vật rắn sẽ vạch ra: A. Các đường tròn đồng tâm với cùng vận tốc góc . B. Các đường tròn đồng trục với cùng vận tốc góc . C. Các quỹ đạo khác nhau. D. Các đường tròn đồng trục với các vận tốc góc khác nhau. Câu 12: Gọi mi và xi là khối lượng và hoành độ của chất điểm thứ i. Hoành độ của khối tâm G của hệ n chất điểm được xác định bởi công thức nào sau đây ? n n n n x m x  xi  i  mi xi  i i A. i 1 B. i 1 C. i 1 D. i 1 x xG x xG G n n G n n  mi  mi i 1 i 1 Câu 13: Một đĩa tròn đồng chất khối lượng m lăn không trượt trên sàn ngang với vận tốc v. Động năng của đĩa là: 2 2 2 2 A. Wd 0,5m.v B. Wd m.v C. Wd 1,5m.v D. Wd 0,75m.v c b Câu 14: Thế năng của một hạt trong trường lực thế có dạng U (r) với b và c là các hằng số r 2 r dương, r là khoảng cách từ hạt đến tâm trường. Xác định khoảng cách r để lực tác dụng lên vật đóng vai trò là lực đẩy. 2c c 2c c A. r B. r C. r D. r b b b b Câu 15: Hình vẽ biểu diễn hai đường: 1 p A. Đẳng áp, với p1 V2 C. Đẳng tích, với V p 1 2 1 2 2 Câu 16: Phát biểu nào sau đây là đúng ? A. Khi nhiệt độ tăng thêm 100C thì cũng tăng thêm 100F. 0 0 O B. Khi nhiệt độ tăng thêm 10 C thì cũng tăng thêm 10 K. T C. Khi nhiệt độ tăng thêm 100F thì cũng tăng thêm 100K. D. Cả A, B, C đều đúng. Câu 17: Biểu thức nào sau đây tính công trong quá trình biến đổi đoạn nhiệt từ trạng thái (1) đến trạng thái (2) ? i V1 p2V2 p1V1 A. A nR. T B. A nRT.ln C. A p. V D. A 2 V2  1 Câu 18: Cho 8 g khí Hydro (coi là khí lý tưởng) ở nhiệt độ 270C. Người ta đốt nóng đẳng áp, thể tích tăng gấp 2 lần. Công mà khối khí sinh ra trong quá trình trên là: A. 1795 J B. 897 J C. 19944 J D. 9972 J Câu 19: Khi nói về máy làm lạnh, phát biểu nào sau đây là sai ? A. Là thiết bị nhận công để vận chuyển nhiệt từ nguồn lạnh sang nguồn nóng. B. Gọi A là công mà chất môi nhận được và Q2 là nhiệt lượng mà chất môi lấy từ nguồn lạnh, thì hệ số làm lạnh là:  Q2 / A . C. Hệ số làm lạnh luôn nhỏ hơn 1. D. Trong phòng có máy làm lạnh thì nguồn nóng phải để bên ngoài phòng, nguồn lạnh bên trong phòng. Câu 20: Một động cơ nhiệt lý tưởng làm việc theo chu trình Carnot, nhiệt độ của nguồn nóng và nguồn lạnh là 1270C và 270C. Động cơ nhận của nguồn nóng nhiệt lượng 6300 J trong mỗi giây. Tính công suất của động cơ. A. 4725 W B. 1575 W C. 4960 W D. 18900 W 2
3. II. PHẦN BÀI TẬP (70 điểm) Bài 1: (10 điểm) Một chiếc xe ôtô khối lượng 5000 kg đang đứng yên trên mặt phẳng Oxy thì chịu tác dụng bởi một lực có dạng F (103 250t 2 ).i 2.104 t. j (N). Tại t = 0 thì chiếc xe đang ở gốc tọa độ. a) Xác định véctơ vị trí của xe ôtô theo hàm của thời gian. b) Xác định tốc độ của ôtô tại thời điểm t = 2 s. Bài 2: (20 điểm) 2 1) Một quả bóng đặc ( I m.R2 ) được thả từ trạng thái nghỉ và lăn không trượt xuống một mặt 5 phẳng nghiêng một góc 450 so với phương ngang từ độ cao 2 (m). a) Tính vận tốc của tâm quả bóng ở chân mặt phẳng nghiêng. b) Tính hệ số ma sát nghỉ giữa bóng và mặt phẳng nghiêng. c) Cơ năng của quả bóng trong trường hợp này có bảo toàn không ? Giải thích ? 2) Có hai khối vật (coi như hai chất điểm), một khối vật khối lượng m được thả từ vị trí ban đầu không tốc độ ở miệng một nửa hình cầu bán kính R trên hình 1, khối vật còn lại khối lượng 2m nằm yên ở đáy của hình cầu. Bỏ qua ma sát. Giả sử chúng dính vào nhau khi va chạm thì sau va chạm các khối vật đi lên được độ cao bằng bao nhiêu so với đáy hình cầu này ? Hình 1 Bài 3: (20 điểm) 1) Một động cơ nhận 0,35 mol một chất khí lý tưởng lưỡng nguyên tử hoạt động theo một chu trình kín. Quá trình 1 2 là đẳng tích và nhiệt độ tăng từ 300 K đến 600K, quá trình 2 3 là quá trình đoạn nhiệt, quá trình 3 1 là quá trình đẳng áp tại áp suất 1,00 atm. Cho R = 8,31 J/mol.K. a) Vẽ dạng chu trình và tìm áp suất, và thể tích tại điểm 1, 2, 3. b) Tính Q, A và ΔU cho mỗi quá trình trên. c) Tính công thực hiện bởi chất khí trong cả chu trình. d) Tìm luồng nhiệt đi vào động cơ trong mỗi chu trình. e) Hiệu suất nhiệt của động cơ là bao nhiêu ? So sánh với hiệu suất nhiệt của động cơ Carnot hoạt động giữa hai nguồn nhiệt có nhiệt độ cực tiểu T1 và cực đại T2 ? 2) Một mol khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện một quá P(105 Pa) trình cân bằng được biểu diễn trên hình 2, trong đó ab, bc là các đường thẳng. b a) Tính nhiệt lượng Q, công A và độ biến thiên nội 1,5 năng trong hai quá trình ab, bc. 1 b) Trong cả quá trình abc nhiệt độ cao nhất là bao a 0,5 c nhiêu ? Tính dQ theo dV trong quá trình bc và cho biết từ khi đạt nhiệt độ cao nhất đến trạng thái c thì chất khí thu nhiệt 1 3 V(10-2 m3) hay tỏa nhiệt ? Hình 2 3
4. Bài 4: (20 điểm) 1) Một vòng dây dẫn tròn, phẳng bán kính 50cm đặt trong từ trường có hướng không đổi tạo với mặt phẳng vòng dây một góc 600 và độ lớn phụ thuộc vào thời gian theo công thức B 1,4.e 0,057t (T) . a) Tìm biểu thức suất điện động cảm ứng trong vòng dây như một hàm của thời gian. b) Tại thời điểm nào thì suất điện động cảm ứng bằng 1/10 giá trị ban đầu ? 2) Một thanh điện môi mảnh được uốn cong thành nửa vòng tròn với bán kính R, điện tích toàn phần Q được phân bố đều dọc thanh như trong hình 3. a) Tính điện thế và cường độ điện trường tại tâm O của nửa vòng dây, giả sử điện thế ở vô cùng là bằng không. b) Một hạt khối lượng m mang điện q trái dấu với vòng được thả O A x ra từ một điểm rất xa trên đường thẳng chứa đoạn OA với vận tốc đầu bằng không. Tìm vận tốc của q khi chuyển động tới O. c) Tìm tỉ số cường độ điện trường và điện thế tại điểm A. Hình 3 Hết 4