SỞ GD&ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT DIỄN CHÂU 3 KỲ THI CHỌN GIÁO VIÊN DẠY GIỎI TRƯỜNG NĂM HỌC 2010 – 2011 Đề thi năng lực môn: Vật lý (Đề gồm có 01 trang) Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu 1: (2 điểm) Từ hai điểm O 1 , O 2 cùng nằm trên một trục thẳng đứng có độ cao h 1 , h 2 người ta ném cùng lúc hai vật có khối lượng m 1 , m 2 (xem như hai chất điểm) theo phương ngang với vận tốc tương ứng là v 1 , v 2 . Vật thứ hai chạm đất tại B, va chạm đàn hồi với đất, nẩy lên và rơi xuống chạm đất lần thứ hai tại A cùng thời điểm với vật thứ nhất. Biết h 2 = 15m. Tìm h 1 và tỷ số 2 1 v v (lấy g = 10m/s 2 ). Câu 2: (3 điểm) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng 40( / ),K N m= vật nhỏ khối lượng 100( ).m g= Ban đầu giữ vật sao cho lò xo bị nén 2,5cm rồi thả nhẹ. Bỏ qua sức cản của không khí, vật dao động điều hoà. a) Viết phương trình dao động của vật, chọn gốc O là vị trí cân bằng của vật, chiều dương hướng thẳng đứng lên, gốc thời gian lúc thả vật. b) Xác định thời điểm lò xo không biến dạng lần thứ 5 kể từ lúc thả vật. c) Xác định khoảng thời gian lò xo bị giãn trong một chu kỳ dao động của vật. (lấy g = 10m/s 2 ). Câu 3: (2,5 điểm) 1. Bộ thí nghiệm về dòng điện không đổi (trong danh mục thiết bị dạy học tối thiểu của Bộ Giáo dục và Đào tạo cấp cho các trường THPT) được dùng cho những thí nghiệm nào khi dạy Vật lý lớp 11 THPT chương trình chuẩn? Hãy nêu hạn chế của các thiết bị trong bộ thí nghiệm này. 2. Cho xy là trục chính của thấu kính. Vật sáng đặt tại A cho ảnh tại B, khi vật sáng đặt tại B cho ảnh tại C. Biết BC > AB. Hãy xác định loại thấu kính và vị trí tương đối của quang tâm O so với các điểm A, B, C. Câu 4: (2,5 điểm) Anh (chị) hãy nêu câu hỏi định hướng tư duy và hướng dẫn học sinh giải bài toán sau: Một proton không có vận tốc đầu, được gia tốc qua một hiệu điện thế 100V. Sau đó proton bay vào một miền có từ trường đều theo hướng vuông góc với các đường sức. Khi đó quỹ đạo của proton là đường tròn bán kính R 1 = 30cm. Nếu thay thế proton bằng một hạt nhân heli với cùng những điều kiện ban đầu như trên thì bán kính quỹ đạo hạt nhân heli bằng bao nhiêu? Cho biết các khối lượng: proton là 1,672.10 -27 kg; heli là 6,642.10 -27 kg. x yA B C Đề chính thức Hết SỞ GD&ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT DIỄN CHÂU 3 KỲ THI CHỌN GIÁO VIÊN DẠY GIỎI TRƯỜNG NĂM HỌC 2010 – 2011 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ Câu Nội dung Điểm 1 2.0 - Để tìm được h 1 và tỷ số 2 1 v v dĩ nhiên quỹ đạo của hai vật phải nằm trong cùng một mặt phẳng thẳng đứng (chứa hai điểm ném) và hai vật cùng chạm đất tại A như hình vẽ. - Theo phương ngang hai vật chuyển động thẳng đều với vận tốc tương ứng v 1 và v 2 (vì va chạm của m 2 là đất là va chạm đàn hồi). - Hai vật cùng chạm đất tại A nên thời gian chuyển động và tầm xa của hai vật bằng nhau: HA = v 1 t = v 2 t ⇒ 2 1 v v = 1 - Ta có h 1 = 2 2 gt (1) - Xét chuyển động của m 2 ta có BA = 2HB ⇒ 33 2 tv HA HB == - Gọi t 1 là thời gian từ lúc ném đến khi m 2 chạm đất tại B, ta có: HB = v 2 t 1 ⇒ t 1 = 3 t ⇒ h 2 = 182 2 2 1 gt gt = (2) - Từ (1) và (2) ta được h 1 = 9h 2 = 135m. 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 2 3.0 a - Độ biến dạng của lò xo tại VTCB: mg l k ∆ = = 0,025m = 2,5cm (lò xo bị giãn) - Phương trình dao động: . os( )x A c t ω ϕ = + Trong đó : 20( / ) K rad s m ω = = Tại t = 0 lò xo bị nén 2,5cm lúc đó vật có tọa độ x 0 = 5cm và có vận tốc v 0 = 0 5( ) os 5( ) 0 0 : 0 sin 0 5( ) x cm Ac cm t v A cm ϕ ϕ ϕ = = =    = → →    = = =    Vậy PTDĐ: 5. os(20 )( )x c t cm= 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 O 1 B A y m 1 v 1 H x h 1 h 2 m 2 v 2 O 2 I b - Lò xo không biến dạng khi vật ở vị trí có tọa độ x = 2,5cm. Những lần lẻ lò xo không biến dạng liên tiếp cách nhau 1 chu kỳ, do đó lò xo không biến dạng lần thứ 5 tại thời điểm t 5 = t 1 + 2T (t 1 là thời điểm lò xo không biến dạng làn thứ nhất). - Ta xác định thời điểm lò xo không biến dạng lần thứ nhất, sử dụng pp vec tơ quay ta có: kể từ thời điểm ban đầu đến lúc lò xo không biến dạng lần thứ nhất thì vectơ quay một góc: 0 1 1 ˆ . / 3M OM t ω π = = 1 ( ) 60 t s π → = - Do đó thời điểm lò xo không biến dạng lần thứ 5 là: 5 2 13 2. ( ) 60 20 60 t s π π π = + = 0,25 0,25 0,25 0.25 c - Trong một chu kỳ dao động, lò xo bị giãn khi đi từ điểm có tọa độ x = 2,5 cm theo chiều (-) đến điểm có tọa độ x = -5cm sau đó tiếp tục chuyển động theo chiều (+) đến điểm x = 2,5cm. - Tương ứng với véc tơ quay từ điểm M 1 đến điểm M 2 với góc quay: α = 1 2 ˆ . 4 / 3 ( ) 15 M OM t t s π ω π = = → = 0,25 0,25 3 2.5 1 - Bộ thí nghiệm về dòng điện không đổi được dùng cho những thí nghiệm trong chương trình Vật lý lớp 11 THPT (chương trình chuẩn): + Đo suất điện động và điện trở trong của nguồn điện + Định luật Ôm cho toàn mạch + Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn + Khảo sát đặc tính khuếch đại của tranzito - Giáo viên nêu được các hạn chế của các thiết bị trong bộ thí nghiệm này: Chất lượng thiết bị, thí nghiệm khó thành công…. 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 2 - Vật tại A cho ảnh tại B, khi đặt vật tại B cho ảnh tại C nên ảnh tại B là ảnh ảo (nếu là ảnh thật thì khi đặt vật tại B sẽ cho ảnh tại). - Khi vật di chuyển từ A đến B thì ảnh di chuyển từ B đến C cùng chiều với chiều di chuyển vật nên tính chất ảnh không đổi ⇒ ảnh tại C cũng là ảnh ảo. - Vì BC > AB (độ di chuyển ảnh lớn hơn độ di chuyển vật) nên thấu kính là hội tụ. - Vì thấu kính hội tụ cho ảnh ảo cùng phía so với thấu kính và ở xa thấu kính hơn vật nên O nằm ngoài AC về phía A. 0,25 0,25 0,25 0,25 4 2.5 x M 1 M 2 M 0 α O 2.5 5 O A B C * Cõu hi nh hng t duy: * Hng dn gii: - Xột chuyn ng ca proton: + Trong in trng proton c tng tc nh cụng ca lc in trng: 2 1 1 1 1 1 1 2 2 m v qU qU v m = = + Khi vo trong t trng proton chu tỏc dng ca lc lorenxo nờn chuyn ng trũn u vi bỏn kớnh R 1 : 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2m v m qU mU R q B q B m B q = = = (1) - Tng t vi ht nhõn heli: 2 2 2 1 2m U R B q = (2) T (1) v (2) suy ra: 1 1 2 2 2 2 1 0,71 42,25 R m q R cm R m q = = 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 * Lu ý: 1. Nếu thí sinh làm bài không theo cách nêu trong đáp án vẫn đúng thì cho đủ điểm từng phần nh hớng dẫn quy định. 2. Việc chi tiết hóa thang điểm nếu có) so với thang điểm chấm trong hớng dẫn chấm, đảm bảo không sai lệch với hớng dẫn chấm . . NGHỆ AN TRƯỜNG THPT DIỄN CHÂU 3 KỲ THI CHỌN GIÁO VIÊN DẠY GIỎI TRƯỜNG NĂM HỌC 2010 – 2011 Đề thi năng lực môn: Vật lý (Đề gồm có 01 trang) Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu. 1,672.10 -2 7 kg; heli là 6,642.10 -2 7 kg. x yA B C Đề chính thức Hết SỞ GD&ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT DIỄN CHÂU 3 KỲ THI CHỌN GIÁO VIÊN DẠY GIỎI TRƯỜNG NĂM HỌC 2010 – 2011 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT. đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn + Khảo sát đặc tính khuếch đại của tranzito - Giáo viên nêu được các hạn chế của các thi t bị trong bộ thí nghiệm này: Chất lượng thi t bị, thí nghiệm khó thành