NGÂN HÀNG đề THI môn vật lý đại CƯƠNG a1

Véc tơ cường độ điện trường do một điện tích điểm, hệ điện tích điểm gây ra tại một điểm.. Ứng dụng để tính cường độ từ trường tại một điểm bên trong ống dây điện hình xuyến và trong ống

NGÂN HÀNG ĐỀ THI

Môn: VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A1

Ban hành kèm theo Quyết định số: ………/QĐ-TTĐT1của Giám đốc Học viện Công nghệ Bưu chính viễn thông ký ngày /04/2006

DÙNG CHO ĐÀO TẠO HỆ ĐẠI HỌC TỪ XA 5 NĂM CÁC NGÀNH

THỜI GIAN : 120 phút

MỖI ĐỀ 4 CÂU ( một câu loại 1, một câu loại 2, một câu loại 3 và một câu loại 4)

I CÂU LOẠI 1 (1 điểm)

Câu 1: (1 điểm)

Thả một vật rơi tự do từ độ cao h = 20 m so với mặt đất Tính thời gian rơi của vật và vận tốc của vật lúc chạm đất Cho g = 10m/s2

Câu 2: (1 điểm)

Ném một vật theo phương thẳng đứng xuống dưới từ độ cao h = 40m so với mặt đất với vận tốc ban đầu v0= 10m/s Tìm thời gian chuyển động của vật Cho g = 10m/s2

Câu 3: (1 điểm)

Một vật chuyển động thẳng biến đổi đều đi hết quãng đường AB trong 6 giây Vận tốc của vật khi đi qua điểm A là 5m/s, khi đi qua điểm B là 15m/s Tìm chiều dài của quãng đường AB

Câu 4: (1 điểm)

Một ôtô khối lượng 1 tấn chuyển động nhanh dần đều trên mặt đường nằm ngang với gia tốc 2m/s2, hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường là k = 0,1 Tìm lực kéo của động cơ ô tô Cho g

= 10m/s2

Câu 5: (1 điểm)

Một viên đạn khối lượng 10g đang bay với vận tốc 100m/s thì gặp một bản gỗ dày và cắm sâu vào bản gỗ một đoạn s = 4cm Tính lực cản trung bình của gỗ tác dụng lên viên đạn

Câu 6: (1 điểm)

Một ôtô có khối lượng 20 tấn chuyển động chậm dần đều trên mặt đường nằm ngang dưới tác dụng của lực ma sát có độ lớn 6000 N Vận tốc ban đầu của xe là 54 km/h Tìm:

a Gia tốc chuyển động của ô tô

b Thời gian chuyển động cho đến khi xe dừng hẳn

Câu 7: (1 điểm)

Phát biểu nguyên lý I của nhiệt động học và các hệ quả

Câu 8: (1 điểm)

Nêu những hạn chế của nguyên lý I và phát biểu nguyên lý II của nhiệt động học

II CÂU LOẠI 2(2 điểm)

Câu 1: (2 điểm)

Phát biểu định lý về động năng Định nghĩa và ý nghĩa thế năng của một chất điểm trong trường lực thế Từ đó dẫn đến định luật bảo toàn cơ năng trong trường lực thế

Câu 2: (2 điểm)

Phát biểu 3 định luật Niutơn và định luật vạn vật hấp dẫn Niutơn

Câu 3: (2 điểm)

Thả một vật rơi tự do từ độ cao h = 20 m Tính:

Quãng đường mà vật rơi được trong 0,1 giây đầu và 0,1 giây cuối

Thời gian cần thiết để vật đi hết 1m đầu và 1m cuối

Cho g = 10 m/s2

Câu 4: (2 điểm)

Một ôtô khối lượng m = 1,5 tấn chạy trên đoạn đường phẳng có hệ số ma sát là k = 0,2 Cho g

= 10m/s2 Tính lực kéo của động cơ ôtô khi :

a Ôtô chạy thẳng nhanh dần đều với gia tốc 3m/s2 trên mặt đường nằm ngang

Ôtô chạy thẳng đều lên dốc trên mặt đường nằm nghiêng so với phương ngang một góc  với sin = 0,04

Câu 5: (2 điểm)

Một vật trượt không vận tốc ban đầu trên mặt phẳng nghiêng hợp với phương ngang một góc

45O, khi đi hết quãng đường 40 cm thì thu được vận tốc là 2 m/s Xác định hệ số ma sát giữa vật và mặt nghiêng Cho g = 10m/s2

Câu 6: (2 điểm)

Một vật được đặt trên một mặt phẳng nghiêng hợp với phương ngang một góc bằng 4O Hãy xác định:

a Giá trị giới hạn của hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng để vật có thể trượt trên mặt đó Cho biết sin 4O  tg 4O  0,07

b Gia tốc của vật trượt trên mặt phẳng nghiêng nếu hệ số ma sát bằng 0,03

Cho g = 10m/s2

Câu 7: (2 điểm)

Cho hệ cơ học như hình vẽ Bỏ qua khối lượng của ròng rọc

và sợi dây, ma sát ở ổ trục ròng rọc không đáng kể, sợi dây không

giãn Khối lượng của vật A là 300g, khối lượng của vật B là 200 g

Tìm gia tốc chuyển động của hệ và sức căng của sợi dây Cho g =

10m/s2

Câu 8: (2 i m) điểm) ểm)

Cho một hệ gồm hai vật A, B có khối lượng 200g và 300g

được nối với một sợi dây vắt qua ròng rọc (như hình vẽ) Hệ số ma

2

A

B

A

sát giữa vật A và mặt bàn nằm ngang là k = 0,25 Bỏ qua khối

lượng của ròng rọc và sợi dây, coi ma sát ở ổ trục của ròng rọc là

không đáng kể, sợi dây không giãn Tính lực căng sợi dây và gia

tốc chuyển động của hệ Cho g = 10 m/s2

III CÂU LOẠI 3 (3 điểm)

Câu 1: (3 điểm)

1 Phát biểu và viết biểu thức định luật Culông trong mụi trường

2 Tại ba đỉnh của tam giác đều ABC cạnh a = 6cm trong không khí, người ta lần lượt đặt 3 điện tích điểm giống nhau q1 = q2 = q3 = 6.10-7 C Tìm lực tác dụng tổng hợp lên điện tích điểm q0 =-6.10-7 C đặt tại tâm của tam giác đó Cho k = 9.109 N.m2/C2

Câu 2: (3 điểm)

1 Khái niệm điện trường Định nghĩa và ý nghĩa véc tơ cường độ điện trường Véc tơ cường

độ điện trường do một điện tích điểm, hệ điện tích điểm gây ra tại một điểm

2 Cho hai mặt phẳng song song vô hạn mang điện đều, bằng nhau và trái dấu, đặt cách nhau 5mm trong không khí Cường độ điện trường giữa chúng là 104 V/m Tính hiệu điện thế giữa hai mặt phẳng đó và mật độ điện mặt của chúng Cho o = 8,86.10-12 C2/ N.m2

Câu 3: (3 điểm)

1 Khái niệm đường sức điện trường Định nghĩa và biểu thức của điện thông

2 Cho hai điện tích q và 2q đặt cách nhau 10 cm Hỏi tại điểm nào trên đường nối hai điện tích ấy điện trường bị triệt tiêu

Câu 4: (3 điểm)

Phát biểu và viết biểu thức định lý O - G (dạng tích phân) đối với điện trường Ứng dụng để tính điện trường do một mặt cầu tích điện đều gây ra tại một điểm ở trong mặt cầu và một điểm ở ngoài mặt cầu

Câu 5: (3 điểm)

1 Chứng minh trường tĩnh điện là trường lực thế

2 Tại hai điểm A, B cách nhau 8 cm trong không khí, đặt hai điện tích điểm q1= +10-8 C và

q2= -10-8 C

a Xác định điện thế tại điểm O nằm chính giữa đoạn AB và tại điểm M cách A một đoạn 6 cm

và MA AB

b Tính công của lực điện trường khi dịch chuyển một điện tích điểm qO = -10-9C theo một cung nửa đường tròn có đường kính là OM

Câu 6: (3 điểm)

1 Định nghĩa và ý nghĩa điện thế Điện thế do một điện tích điểm, hệ điện tích điểm gây ra tại một điểm

2 Tại hai đỉnh A, B của hình vuông ABCD cạnh a = 6 cm trong không khí, lần lượt đặt hai điện tích điểm q1= 4.10-8C, q2= - 4.10-8C Tính công của lực điện trường khi di chuyển điện tích điểm

q0= 10-9C từ điểm C đến điểm D

Cho k = 9.109 N.m2/C2

Câu 7: (3 điểm)

1 Định nghĩa và các tính chất của vật dẫn cân bằng tĩnh điện.

2 Cho hai mặt cầu kim loại đồng tâm bán kính R1 = 4cm và R2 = 2cm mang điện tích q1 =

-C

9

10

.

3

2 

, q2 = 9.10-9 C, đặt trong không khí Tính cường độ điện trường và điện thế tại những điểm cách tâm mặt cầu những khoảng bằng 1cm, 3cm, 5cm Cho k = 9.109 N.m2/C2

Câu 8: (3 điểm)

1 Năng lượng của tụ điện phẳng, mật độ năng lượng điện trường đều và năng lượng điện trường bất kỳ

2 Một quả cầu kim loại bán kính R= 1m, mang điện tích q =10-6 C, đặt trong không khí Tính:

a Điện dung của quả cầu

b Điện thế của quả cầu

c Năng lượng của quả cầu

Cho k = 9.109 N.m2/C2

IV CÂU LOẠI 4 (4 điểm)

Câu 1: (4 điểm)

1 Định nghĩa phần tử dòng điện Phát biểu và viết biểu thức định luật Ampe về lực tương tác giữa hai phần tử dòng điện

2 Một dây dẫn uốn thành hình chữ nhật các cạnh a=16cm, b=30cm và có dòng điện I = 6A chạy qua Xác định véc tơ cường độ từ trường tại tâm của khung dây

Câu 2: (4 điểm)

1 Khái niệm từ trường, đường cảm ứng từ So sánh đường sức từ trường và đường sức điện trường tĩnh Định nghĩa và biểu thức của từ thông

2 Một dây dẫn uốn thành hình một tam giác đều cạnh a = 60 cm Trong dây dẫn có dòng điện cường độ I = 3,14 A chạy qua Tìm cường độ từ trường tại tâm của tam giác đó

Câu 3: (4 điểm)

1 Phát biểu và viết biểu thức định lý Amper về dòng điện toàn phần Ứng dụng để tính cường

độ từ trường tại một điểm bên trong ống dây điện hình xuyến và trong ống dây điện hình trụ dài vô hạn

2 Một dây dẫn được uốn thành hình vuông cạnh a = 6cm, có dòng điện I = 6A chạy qua Xác định cường độ từ trường tại tâm của khung dây

Câu 4: (4 điểm)

1 Trình bày về công của từ lực

2 Một dây dẫn thẳng, dài l = 10 cm, có dòng điện I = 2A chạy qua, chuyển động với vận tốc v

= 20 cm/s trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5T theo phương vuông góc với đường sức

từ trường Dây dẫn chuyển động theo chiều khiến cho từ lực sinh công cản Tính công cản đó sau thời gian t = 10s

Câu 5: (4 điểm)

1 Trình bày thí nghiệm Farađây về hiện tượng cảm ứng điện từ Phát biểu định luật Lenxơ về chiều dòng điện cảm ứng Ứng dụng để xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong ống dây khi cho cực bắc của nam châm chuyển động vào trong lòng ống dây

2 Tìm cường độ từ trường tại điểm M, gây ra bởi một đoạn dây dẫn thẳng AB có dòng điện I

= 20A chạy qua, biết điểm M nằm trên đường trung trực của AB, cách AB một đoạn 5cm và nhìn AB dưới góc 600

Câu 6: (4 điểm)

1 N ng l ượng từ trường đều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến ng t tr ừ trường đều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến ường đều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến ng điểm)ều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến u trong lòng ng dây i n th ng, t ó d n ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến điểm) ện thẳng, từ đó dẫn đến ẳng, từ đó dẫn đến ừ trường đều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến điểm) ẫn đến điểm)ến n

m t ật độ năng lượng từ trường đều và năng lượng từ trường bất kỳ điểm)ộ năng lượng từ trường đều và năng lượng từ trường bất kỳ n ng l ượng từ trường đều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến ng t tr ừ trường đều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến ường đều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến ng điểm)ều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến u v n ng l à năng lượng từ trường bất kỳ ượng từ trường đều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến ng t tr ừ trường đều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến ường đều trong lòng ống dây điện thẳng, từ đó dẫn đến ng b t k ất kỳ ỳ.

2 Hình vẽ bên là mặt cắt vuông góc của hai dòng điện

thẳng, song song, dài vô hạn, ngược chiều nhau Khoảng

cách giữa hai dòng điện là AB=10cm Cường độ các dòng

điện lần lượt bằng I1 = 20A, I2= 30A Xác định véc tơ

cường độ từ trường tổng hợp tại các điểm M1, M2, M3 Cho

biết M1A = 2cm, AM2=4cm, BM3 = 3cm

Câu 7: (4 điểm)

1 Phát biểu luận điểm I của Macxoen về trường điện từ, viết biểu thức dạng tích phân và nêu

ý nghĩa Khái niệm điện truờng xoáy, so sánh với điện trường tĩnh

2 Hai dây dẫn thẳng, song song, dài vô hạn, đặt cách nhau 6 cm, có hai dòng điện I1=1A, I2= 4A cùng chiều chạy qua Xác định vị trí có cường độ từ trường tổng hợp bằng không

Câu 8: (4 điểm)

1 Phát biểu luận điểm II của Macxoen về trường điện từ, viết biểu thức dạng tích phân và nêu

ý nghĩa Khái niệm dòng điện dịch, so sánh với dòng điện dẫn

2 Hai dây dẫn thẳng song song, dài vô hạn, đặt cách nhau 6cm, có hai dòng điện I1= 1A, I2= 4A ngược chiều chạy qua Tìm một điểm mà cường độ từ trường bị triệt tiêu

ĐÁP ÁN

I CÂU LOẠI 1 (1 điểm)

I

2

M

1

M

3

Câu 1

Thời gian rơi của vật: 2h 40 2( )

Vận tốc của vật lúc chạm đất: v = gt = 20 (m/s)

0,5 đ 0,5 đ

Câu 2

Thời gian chuyển động của vật:

2 0 2

g h

2

t

v t

0,5 đ 0,5 đ

Câu 3

t

v v

3

5 6

5 15











a

v v s v v

2 2

2 0

2 2

0



0,5 đ 0,5 đ

Câu 4 - Hình vẽ

k ms

FF F P N ma   Fk- Fms = ma  Fk= ma + Fms= ma + kN = ma + kmg = 3000 (N)

0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ

Câu 5

Gia tốc chuyển động của đạn:

2

125000( / )

v v

s



Lực cản của gỗ tác dụng lên đạn: Fc = ma = -1250 (N)

0,5 đ 0,5 đ

Câu 6 Hình vẽ 

ms

FF P N ma  

 Fms= ma = - 6000 N a = - 0,3 m/s2 Thời gian chuyển động cho đến khi xe dừng hẳn:

v = v0 + at = 0  t v0 50( )s

a

0,5 đ 0,5 đ

Câu 7 Phát biểu nguyên lý I của nhiệt động học

Các hệ quả

0,5 đ 0,5 đ

Câu 8 Ba hạn chế của nguyên lý I

Phát biểu nguyên lý II của nhiệt động học

0,5 đ 0,5 đ

II CÂU LOẠI 2 (2 điểm)

Câu 1 Phát biểu định lý động năng

Định nghĩa và ý nghĩa thế năng Dẫn đến định luật bảo toàn cơ năng trong trường lực thế

0,5 đ 0,5 đ 1,0 đ

Câu 2 Định luật 1 Niutơn

Định luật 2 Niutơn Định luật 3 Niutơn Định luật vạn vật hấp dẫn Niutơn

0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ

Câu 3 a Quãng đường đi được trong 0,1s đầu:

h1 gt 0 , 05 ( m )

2

2

1 



Quãng đường đi được trong 0,1 s cuối:

Thời gian rơi: t 2h 2( )s

g

( 0,1)t 20

h h h 

2

10(2 0,1)

1,95( )





b Thời gian cần thiết đi hết 1m đầu: 2

2

2

0, 45( )

h

g

Thời gian cần thiết đi hết 19 m đầu:

, 2

2

1,95( ) 10

h

g

Thời gian cần thiết đi hết 1m cuối:

  t t t'2  2 1,95 0,05( ) s

0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,25 đ

Câu 4 a Ôtô chạy thẳng nhanh dần đều với a = 3 m/s2:

- Hình vẽ  FFk FmsP N ma  

7500( )

k ms

k ms

F F ma

F F ma ma kN ma kmg N

b Ôtô chạy thẳng đều lên dốc nên a = 0 :

- Hình vẽ  '

k ms

FF F P P  N ma   F’k – Fms - P sin = 0

 F’k = P sin + F’ms = mg(sin + kcos) = 3600 (N)

0,5 đ 0,5 đ

0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ

Câu 5 - Hình vẽ

- Gia tốc chuyển động của vật:

2 2

0

4

v v

s



- Hệ số ma sát giữa vật và mặt nghiêng:

FP P1 2N F ms ma

1

2

10

2

ms

P F ma







0,25 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ

Câu 6 a Giá trị giới hạn của hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng:

- Hình vẽ FP P1 2N F ms ma

0,5 đ 0,25 đ

1

0 max

ms

P F ma m

k tg tg



b Gia tốc của vật trượt trên mặt phẳng nghiêng : ' 0 , 03



k  kmax  a = g(sin - kcos) = 0,4 (m/s2)

0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ

Câu 7 - Hình vẽ

- Tính gia tốc và lực căng:

FA  T P A

FB  T P B

PA – T = mA a

T – PB = mB a  a = ( A B)

m m g

m m



 = 2 (m/s2)

T = mA(g - a) = 2,4 (N)

0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ

Câu 8 - Hình vẽ

F T F

F T P

 

 

 mAa = T - kmAg

mB a = mBg – T  a = ( B A)

m km g

m m



 = 5 (m/s2)

T = mB(g - a) = 1,5 (N)

0,5 đ 0,5 đ

0,5 đ 0,5 đ

III CÂU LOẠI 3 (3 điểm)

Câu 1 1 Phát biểu định luật Culông

- Viết biểu thức định luật

2 Bài tập:

- Hình vẽ

O AO BO CO ACO BO

F F F F F F

1 2

o

AO BO CO

kq q

a



Hình vẽ F ACO  FBO  FO 0

0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ

0,5 đ

Câu 2 1 Khái niệm điện trường

- Định nghĩa và ý nghĩa véc tơ cường độ điện trường

0,5 đ 0,5 đ

- Điện trường do một điện tích điểm gây ra tại một điểm

- Điện trường do hệ điện tích điểm gây ra tại một điểm

2 Bài tập:

50( )

8,86.10 ( / )

O O

U

d

 



   

0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 1,0 đ

Câu 3 1 Khái niệm đường sức điện trường

- Định nghĩa và biểu thức điện thông

2 Bài tập:

- Hình vẽ

Để điện trường tại điểm M triệt tiêu thì: EM E1M E2M 0  điểm

M phải nằm ở khoảng giữa 2 điện tích cùng dấu và E1 = E2 Gọi khoảng cách từ điểm M đến điện tích q là x thì khoảng cách từ điểm M đến điện tích 2q là (10 – x)

2

0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ

0,5 đ 0,5 đ

Câu 4 - Phát biểu định lý O – G đối với điện trường

- Viết biểu thức

- Ứng dụng tính điện trường tại một điểm ngoài mặt cầu

- Ứng dụng tính điện trường tại một điểm trong mặt cầu

0,5 đ 0,5 đ 1,0 đ 1,0 đ

Câu 5 1 Công di chuyển điện tích điểm q0 trong điện trường của điện tích điểm q

- Công di chuyển điện tích điểm q0 trong điện trường của hệ điện tích điểm qi

- Trường tĩnh điện là trường lực thế

2 Bài tập:

a/ - Điện thế tại O:

V1O= -V2O = 1

q

AO

- Điện thế tại M:

VM = V1M + V2M =

b/ Công của lực điện trường:

AOM= q0(VO-VM ) = -10-9.(0 - 600) = 6.10-7 (J)

0,75 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,25 đ

0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ

Câu 6 1 Định nghĩa và ý nghĩa điện thế

- Điện thế do một điện tích điểm gây ra tại một điểm

- Điện thế do hệ điện tích điểm gây ra tại một điểm

2 Bài tập:

Điện thế tại C:

3 2

2

9.10 4.10 9.10 4.10

1,76.10 ( ) 6.10

6 2.10

C





Điện thế tại D:

3

9.10 4.10 9.10 4.10

1,76.10 ( )

D

1,0 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ

ACD= q0(Vc-VD ) = 3,52.10-6 (J)

Câu 7 1 Định nghĩa vật dẫn cân bằng tĩnh điện

- Cỏc tính chất của vật dẫn cân bằng tĩnh điện

2 Bài tập:

Với một quả cầu kim loại thì Etrong = 0, Engoài 2

r

kq



 ,

Vtrong =

R

kq

 đối với tất cả mọi điểm, Vngoài =

r

kq



- Cường độ điện trường tại các điểm cách tâm quả cầu 1cm, 3cm, 5cm lần lượt bằng: 0; 90000; 30000 (V/m)

- Điện thế tương ứng lần lượt bằng: 3900; 2550;1500 (V)

0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ

Câu 8 1 Năng lượng của tụ điện phẳng: W = qU/2 = CU2/2

- Mật độ năng lượng điện trường đều: 1 2

2

   

- Năng lượng điện trường bất kỳ: e 12 o 2

v

W  E dV

2 Bài tập:

C = R/k  0,11.10-9 (F)

V = q 9000( )V

C 

4 , 5 10 ( )

2

J CV





0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ

IV CÂU LOẠI 4 (4 điểm)

Câu 1 1 Định nghĩa phần tử dòng điện

- Phát biểu định luật Amper về tương tác từ

- Viết biểu thức định luật

2 Bài tập:

- Hình vẽ

2 2 1

cos

b a

b





I r

I H

10,5 (A/m)

2 2 1

cos

b a

a





4

H H

H 2(H1H2)27 (A/m)

0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ

Câu 2 1 Khái niệm từ trường

- Đường cảm ứng từ

- So sánh đường sức từ và đường sức điện trường tĩnh

- Định nghĩa và biểu thức từ thông

2 Bài tập:

0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ