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.. a Viết phương trình dao động của vật, chọn gốc O là
Trang 1SỞ 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 O1, O2 cùng nằm trên một trục thẳng đứng có độ cao h1, h2
người ta ném cùng lúc hai vật có khối lượng m1, m2 (xem như hai chất điểm) theo phương ngang với vận tốc tương ứng là v1,v2 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 h2 = 15m
Tìm h1 và tỷ số
2
1
v
v
(lấy g = 10m/s2)
Câu 2: (3 điểm) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng K 40( / ),N m
vật nhỏ khối lượng m100( ).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/s2)
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 R1 = 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 1,672.10-27kg; heli là 6,642.10-27 kg
Đề chính thức
Trang 2Hết
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
- Để tìm được h1 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 v1 và v2 (vì
va chạm của m2 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 = v1t = v2t
2
1
v
v
= 1
- Ta có h1 =
2
2
gt
(1)
- Xét chuyển động của m2 ta có BA = 2HB
3 3
2t v HA
- Gọi t1 là thời gian từ lúc ném đến khi m2 chạm đất tại B, ta có: HB = v2t1
t1 = 3t h2 =
18 2
2 2
1 gt gt
(2)
- Từ (1) và (2) ta được h1 = 9h2 = 135m
0,25
0,25
0,5
0,25 0,25 0,25
0,25
a - Độ biến dạng của lò xo tại VTCB:
mg
l k
= 0,025m = 2,5cm (lò xo bị giãn)
- Phương trình dao động: x A c os(t)
Trong đó : K 20(rad s/ )
m
0,25
0,25
O1
y
m1 v1
H
x
h1
h2
m2 v2
Trang 3Tại t = 0 lò xo bị nén 2,5cm lúc đó vật có tọa độ x0 = 5cm và có vận tốc v0 = 0
0 : 5( ) os 5( ) 0
t
Vậy PTDĐ: x5 os(20 )(c t cm)
0,25
0,25 0,25
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
t5 = t1 + 2T (t1 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 ˆ 1 .1 / 3
M OM t
1 ( )
60
t s
- Do đó thời điểm lò xo không biến dạng
lần thứ 5 là: 5
2 13
60 20 60
t s
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 M1 đến điểm M2 với góc quay:
α = 1ˆ 2 . 4 / 3 ( )
15
M OM t t s
0,25
0,25
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
0,25
0,25
x
M1
M2
M0
O 2.5 5
Trang 4- Vỡ BC > AB (độ di chuyển ảnh lớn hơn độ di chuyển vật) nờn thấu kớnh là hội tụ.
- Vỡ thấu kớnh hội tụ cho ảnh ảo cựng phớa so với thấu kớnh và ở xa thấu kớnh hơn
vật nờn O nằm ngoài AC về phớa A
0,25 0,25
* Cõu hỏi định hướng tư duy:
* Hướng dẫn giải:
- Xột chuyển động của proton:
+ Trong điện trường proton được tăng tốc nhờ cụng của lực điện trường:
2
1
2 2
m
+ Khi vào trong từ trường proton chịu tỏc dụng của lực lorenxo nờn chuyển
động trũn đều với bỏn kớnh R1:
1 1 1 1 1
1
R
- Tương tự với hạt nhõn heli:
2
2
2
1 2m U R
Từ (1) và (2) suy ra: 1 1 2
2
2 2 1
0,71 42,25
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
* Lưu 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