Vật trượt thêm một đoạn s = 20cm thì dừng lại và đổi chiều chuyển động.. Tìm khoảng cách giữa điểm vật bắt đầu trượt và điểm mà ở đó vận tốc của vật lớn nhất.. Theo anh chị trong bài n
Trang 1SỞ GD&ĐT NGHỆ AN
TRƯỜNG THPT ĐÔNG HIẾU
ĐỀ THI GIÁO VIÊN GIỎI CẤP TRƯỜNG
NĂM HỌC 2010 - 2011
PHẦN THI LÝ THUYẾT MÔN VẬT LÝ
Thời gian 90 phút
Câu 1: ( 3 điểm)
Một vật có khối lượng m = 2 kg trượt trên mặt phẳng
nghiêng góc = 300 so với phương ngang với vận tốc
ban đầu bằng không; sau khi di được một đoạn d thì
va vào lò xo khối lượng không đáng kể, đủ dài, độ
cứng k = 200 N/m Vật trượt thêm một đoạn s = 20cm
thì dừng lại và đổi chiều chuyển động Bỏ qua ma sát
giữa vật và lò xo với mặt phẳng nghiêng, lấy g = 10 m/s2
a Xác định d
b Tìm khoảng cách giữa điểm vật bắt đầu trượt và điểm mà ở đó vận tốc của vật lớn nhất
c Theo anh ( chị ) trong bài này học sinh dễ gặp khó khăn và sai lầm ở điểm nào?
Câu 2: ( 2 điểm)
Cho mạch điện như hình Biết: E = 6V, r = R3 = 0,5,
R1 = 3, R2 = 2, C1 = C2 = 0,2 F Bỏ qua điện trở
dây nối và khoá K
a Tìm cường độ dòng điện qua nguồn khi K mở và khi
K đóng Tính hiệu suất của nguồn điện
b Tính điện lượng dịch chuyển qua khoá K khi K
chuyển từ mở sang đóng
Câu 3: ( 2 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ Đặt vào hai đầu A,B một điện áp
Xoay chiều u = U 2cos t ; với U và không đổi Khi điều
chỉnh R = 75 thì thấy:
- Biến trở R tiêu thụ công suất lớn nhất
- Mắc thêm bất kỳ tụ C/ nào dù nối tiếp hay song song với tụ C
Thì UNB đều giảm
Hãy tính r, ZL, ZC , ZAB Biết rằng chúng đều có trị số nguyên
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm
r, L
N
E, r R
3
C1 M K
A B
C2
R1 R2
N m
Trang 2
SƠ LƯỢC ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM
1a - Chọn mốc thế năng ở vị trí lò xo nén cực đại 0,25
- Cơ năng của vật khi bắt đầu trượt: W = mg( d + s ) sin 0,25
- Cơ năng của hệ vật và lò xo khi lò xo nén cực đại: W/ = 21 ks2 0,25
- Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ vật và lò xo: W = W/ 0,25
- Ta có: d =
sin
sin 2
1 2
mg
mgs
- Thay số ta được d = 0,2 m = 20 cm 0,25 1b - Vật đạt vân tốc lớn nhất tại vị trí cân bằng của hệ vật và lò xo 0,50
- Tại vị trí cân bằng, lò xo nén một đoạn m cm
k
mg
l sin 0 , 05 5
- Khoảng cách giữa điểm bắt đầu trượt và điểm vật có vận tốc lớn nhất:
l = d + l = 25 cm
0,25
1c - Học sinh thường gặp khó khăn khi xác định diểm vật có vận tốc lớn
nhất
0,25
- Học sinh thường mắc sai lầm khi nghĩ rằng điểm vật có vận tốc lớn
nhất là điểm tiếp xúc đầu tiên giữa vật và lò xo
0,25
2a - Khi K đóng hay mở thì cường độ dòng điện qua nguồn đều là:
1 ( )
6
6
3 2 1
A r
R R R
E
0,50
- Hiệu suất của nguồn:
E
U
6
5 , 5
3 2 1
3 2 1
r R R R
R R
2b - Khi K mở thì C1 nối tiếp C2 điện tích tai M: qM = 0 0,25
- Khi K đóng:
+ điện tích bản tụ C1 nối với M:
q1M = UMA.C1 = - I( R1 + R2 )C1 = - 1C
0,25
+ điện tích bản tụ C2 nối với M:
q2M = UMN.C2 = - I R2 = - 0,4C
0,25
+ Điện tích tại M : ,
M
q = q1M + q2M = - 1,4 C 0,25
Trang 3- Điện lượng dịch chuyển qua khoá K: q = q M, q M = 1,4 C 0,25
3 - Công suất tiêu thụ của R:
R
Z Z r r R
U Z
Z r R
RU RI
P
C L C
L
2 2
2 2
2
2 2
) (
2 )
( )
Công suất P cực đại khi: R2 = (ZL – ZC)2 + r2 (1)
0,25
- Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch NB:
1 2 )
( ) (
) (
2
2 2 2
2
C
L
C
L C
L
C C
NB
Z
Z Z
Z r R
U Z
Z r R
UZ IZ
U
0,25
- Theo đề ra, khi đó UNB đạt cực đại nên :
L
L C
Z
Z r R Z
2 2
)
- Từ (1) ( ZL- ZC)2 = R2 – r2 và R > r và ta có:
) 75 ( 6 5 ) ( 2 ) (
) (R r 2 Z Z 2 R R r r
Z AB L C (3)
0,25
- Vì r và ZAB nguyên nên từ (3) 75+ r = 6k2 với k nguyên, vì 0< r< 75
75< 6k2 < 150 3,53 < k < 5 k= 4
0,25
- Thay vào ta được r = 21 thay vào ( 3) suy ra ZAB = 120 0,25
- Từ (2) ZL( ZC – ZL) = (R + r)2 = 962 (*) ZC > ZL và từ (1) ta có:
ZC – ZL = R 2 r2 = 72 (**)
0,25
- Từ (*) và (**) suy ra: ZL = 128 ; ZC = 200 0,25
Nếu giải theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa