+ Rèn luyện tinh thần hợp tác trong học tập và lao động, thái độ chia sẻ kinh nghiệm và học hỏi lẫn nhau, ý thức trách nhiệm trong công việc chung………0,5đ + Góp phần nâng cao hiệu quả v[r]
Trang 1SỞ GD&ĐT NGHỆ AN
(Đề thi có 1 trang)
HỘI THI GIÁO VIÊN DẠY GIỎI BẬC THPT
CHU KỲ 2011 – 2015
Môn thi: VẬT LÍ
Thời gian làm bài 180 phút ( Không kể thời gian giao đề)
Câu 1.(5.0 điểm)
1 Thầy (cô) hãy nêu các bước cơ bản của việc biên soạn một đề kiểm tra
2 Thầy (cô) hãy nêu vai trò của việc tổ chức hoạt động nhóm trong dạy học và những nội dung thích hợp với việc tổ chức hoạt động nhóm trong dạy học Vật Lý?
3 Thầy (cô) hãy nêu các bước cơ bản của việc kiểm tra một giả thuyết theo phương pháp thực nghiệm
Câu 2 (4.0 điểm)
1 Hãy cho biết máy (đồng hồ) đo điện hiện số đa năng thường dùng để đo những đại lượng vật lí nào ? Tại sao khi sử dụng máy đo điện hiện số đa năng thì ở một số trường hợp sẽ có hiện tượng các
số cuối không ổn định?
2 Hãy nêu mục đích bài học thực hành “Khảo sát đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp” (SGK Vật lí 12 – chương trình chuẩn) Ở bài đó cần phải chọn các thông số của mạch điện thí nghiệm thế nào để kết quả thí nghiệm thực hành nói trên đủ chính xác?
Câu 3 (5 điểm)
Một electron đang chuyển động với vận tốc v0 = 8,13.107m/s thì bay vào một vùng có từ trường đều
bề dày d = 2 cm, Bvuông góc với v0 và B = 2.10-2 T, (hình 1) Bỏ qua tác dụng của trọng trường.
Cho e = 1,60.10-19C, me = 9,0.10-31kg
1.Cần phải đặt một điện trường E có hướng và độ lớn thế nào
trong vùng từ trường để electron chuyển động thẳng đều ?
2 Không đặt điện trường nói ở câu 1
a Tìm bán kính quỹ đạo và thời gian chuyển động của electron
trong từ trường
b Sau khi ra khỏi từ trường, electron chịu lực cản phụ thuộc vận
tốc theo biểu thức F k.v (k = 1,85.10-21N.s/m) Tính quãng
đường tối đa mà electron chuyển động được?
3.Thầy (cô) hãy xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy để
giúp học sính giải ý 1 của bài tập trên
Câu 4: (6 điểm)
Một xe lăn B khối lượng M, phần trên của nó có dạng là một phần
của mặt cầu tâm C, bán kính R Xe đặt trên mặt sàn nằm ngang và
trọng tâm của xe nằm trên đường thẳng đứng đi qua tâm mặt cầu
Một hòn bi A rất nhỏ, có khối lượng m được đặt trên mặt cầu của
xe (hình 2) Bi A được giữ ở vị trí bán kính mặt cầu qua nó hợp
với phương thẳng đứng góc 0 và hệ đứng yên Bỏ qua mọi ma
sát, cho gia tốc trọng trường là g
1 Xe lăn được giữ cố định Thả cho bi A chuyển động không vận
tốc đầu
a Tìm vận tốc của A và áp lực của A nén lên B tại vị trí bán kính
qua A hợp với phương thẳng đứng góc 0
b.Giả thiết góc 0 rất bé, hãy chứng minh A dao động điều hòa và tính chu kì dao động của nó? 2.Giả thiết góc 0 rất bé, đồng thời giải phóng A và B không vận tốc đầu Chứng minh hệ dao động điều hòa Tìm chu kì dao động của hệ, biên độ dao động của A, B và áp lực cực đại mà A nén lên B trong quá trình dao động?
d Hình 1
Hình 2 C
Đề thi chính thức
Trang 2Họ và tên thí sinh……….SBD………
SỞ GD&ĐT NGHỆ AN HƯỚNG DẪN CHẤM HỘI THI GIÁO VIÊN DẠY GIỎI BẬC THPT
CHU KỲ 2011 – 2015 Môn: VẬT LÝ
Câu 1.(5.0 điểm)
1 Các bước cơ bản của việc biên soạn một đề kiểm tra.
+ Bước 1: Xác định mục tiêu đề kiểm tra, các chủ đề cần kiểm tra……….0,5đ + Bước 2:Xác định hình thức kiểm tra để từ đó:
-Tính trọng số các nội dung kiểm tra
-Tính số câu hỏi ở các cấp độ cho từng chủ đề………0.5đ + Bước 3:Thiết lập khung ma trận
+ Bước 4:Sử dụng thư viện câu hỏi, biên soạn câu hỏi theo ma trận……… 0,5đ +Bước 5:Xây dựng hướng dẫn chấm và biểu điểm
+Bước 6:Thẩm định, hoàn thiện, bảo quản đề kiểm tra……….0,5đ
2 Vai trò của việc tổ chức hoạt động nhóm trong dạy học.
+ Rèn luyện tinh thần hợp tác trong học tập và lao động, thái độ chia sẻ kinh nghiệm và học hỏi lẫn nhau, ý thức trách nhiệm trong công việc chung………0,5đ + Góp phần nâng cao hiệu quả việc học tập của cá nhân HS: HS tự đánh giá được khả năng của mình, tự tin hơn vào bản thân, nâng cao năng lực thu nhập, xử lý và truyền đạt thông tin, tăng cường sự tương tác giữa các HS với HS, HS với GV……… 0,5đ
-Những nội dung thích hợp cho việc tổ chức họat động nhóm trong dạy học Vật Lý là:
Những nội dung kiến thức cần có sự hợp tác mới giải quyết được, những vấn đề cần tranh luận để làm sáng tỏ, để hiểu sâu sắc hơn … như bài học nghiên cứu một vấn đề trong Vật lý bằng thực nghiệm, bài học nghiên cứu một định luật Vật lý… bài học vận dụng hiểu biết vào một tình huống mới……….0,5đ
+ Chọn một hệ quả lôgic suy ra từ giả thuyết
+ Xây dựng phương án thí nghiệm… 0,5đ + Tiến hành thí nghiệm, lấy số liệu……… 0,5đ + Xử lý kết quả thí nghiệm
+ Kết luận về tính chân thực của giả thuyết……….0,5đ
Câu 2 (4.0 điểm)
1 Máy (đồng hồ) đo điện hiện số đa năng thường dùng để đo các đại lượng vật lý :
+ Hiệu điện thế xoay chiều và một chiều………0,5đ
+ Cường độ dòng điện một chiều hoặc xoay chiều……….……….0,5đ + Đo điện trở……… ……… 0,5đ Ngoài ra một số máy còn đo được điện dung, côngsuất, nhiệt độ…
2 Mục đích bài học thực hành “Khảo sát đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp” (SGK Vật lí 12 – chương trình chuẩn):
Trang 3+ Sử dụng được đồng hồ đa năng để đo điện áp xoay chiều ……… 0,5đ + Vận dụng phương pháp giản đồ Frexnen để xác định L, r, C, Z và cos của đoạn mạch
xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp……… 0,5đ + Để kết quả thí nghiệm thực hành nói trên được chính xác cần phải chọn các thông số của
mạch điện là điện trở, ống dây, tụ điện và tần số dòng điện để cho điện áp hiệu dụng giữa hai đầu các phần tử trong mạch không lệch nhau quá nhiều
Ngoài ra cần chọn R lớn hơn nhiều so với điện trở của dây nối và các mối tiếp xúc chốt
cắm……… 0,5đ
Câu 3 (5 điểm)
1 + Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta tìm được chiều của lực LoRenxơ FLR tác dụng lên e
hướng từ trên xuống……… 0,5đ + Để e chuyển động thẳng đều thì lực điệnFD phải cân bằng với FLR, tức là FD hướng lên
Suy ra E phải hướng thẳng đứng xuống dưới……….0,5đ + Độ lớn E thỏa mãn: Ee = ev0.B Hay E = v0.B = 1,63.106 V/m……….0,5đ
2.
a + Trong vùng từ trường thì FLRđóng vai trò là lực hướng tâm nên:
2
2
0
……… 1đ + Vì R > d nên electron sẽ ra khỏi từ trường tại một điểm trên đường giới hạn theo phương
lệch với phương ban đầu một góc xác định bởi:
0
d 2 sin 0,86 hay 60
R 2,31
0,5 đ
+ Như vậy cung tròn mà electron chuyển động trong từ trường chỉ
chiếm 1/6 đường tròn nên thời gian electron chuyển động trong từ
trường là: là:
2
9 7
0
1 2 R 1 2.3,14.2,31.10
t 2,96.10 s
6 v 6 8,15.10
0,25đ
b + Tại thời điểm t, ta có:
a
( t rất bé)
m v
s v t
k
0,5đ + Tổng quãng đường electron đã chuyển động được:
m(0 v ) mv m
2 22
9,10.10 8,13.10
18,5.10
0,25đ
3 Câu hỏi định hướng giúp HS giải mục 1 của bài tập trên:
+ Nêu điều kiện về để electron chuyển động thẳng đều? 0,5đ
+ Hãy xác định lực LoRenxơ tác dụng lên electron?
+ Hãy viết biểu thức liên hệ giữa của lực Lorenxơ và lực điện? 0,5đ
……….Còn 0,5đ
Câu 4 (6 điểm)
1 + Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, ta có:
R d
Trang 40
mv
mgR(1 cos ) = mgR(1 cos )
+ Suy ra: v 2gR(cos -cos ) 0 (1)……… 0,5đ + Áp dụng định luật II NiuTơn rồi chiếu dọc bán kính, chiều dương tới tâm bán cầu, ta có:
2 mv
mg cos N
R
(2) ……… 0,5đ + Từ (1), (2) và định luật III NiuTơn, ta được: Q N mg(3cos 2cos0)
………0,5đ
2.+ Chọn trục tọa độ ox như hình vẽ, gốc O trùng vị trí cân bằng của A
+ Khi bán kính OA lệch góc thì : N mg+ =ma
(3) + Chiếu (3) trên trục Ox, ta được:
x
mg mx"
R
1đ
x'' 2x 0 với
g R
0,5đ + A dao động điều hoà với: T =2 π√R
g
0,5đ
3 + Theo phương ngang, động lượng bảo toàn và nhỏ
nên có thể coi vận tốc của m có phương nằm ngang:
mv + MV = 0 (4)
+ Bảo toàn cơ năng:
0
mgR(cos cos )
(5) với ’R = (v –V ) = v( 1+
m
M ) (6) + Từ (4), (5) và (6), ta được:
0
2(1 ) 2M (1 )
;
2
2 2 0
'
(1 ) M
a
a a
-+
(7) + Đạo hàm hai vế theo thời gian t của (7), ta được:
m g(1 ) M
R
a + + a=
0,5đ
+ Hệ dao động điều hòa với:
m
M ;T 2
m
M
+ Lại xét vật m : N mg+ =ma
(8)
A
B
0
C
Trang 5+ Trong hệ quy chiếu gắn với xe lăn Chiếu (3) lên bán kính chiều dương hướng tới tâm C, ta được:
2
R
2
2 m(v V)
R
+ Từ (4) và (5) ta được:
0
M
Và:
m
M
nên khi = 0 , cos và (v-V) cực đại, khi đó sin = 0, nên N cực đại:
+Vậy:
2
-
3mg 2mg 2mg(1 )c os
0,5đ
+Trong hệ quy chiếu Ox ở trên thì mx1 + Mx2 = 0 A và B dao động điều hòa và ngược pha nhau
+Tốc độ của hai vật sẽ đạt cực đại cùng lúc Từ (6) suy ra:
M
m
(9) +Mặt khác: A1A2 (10)R 0
+Từ (7) và (8), ta được:
0
1
MR
M m
0 2
mR A
M m
0,5đ
Lưu ý: GV có thể CM hệ DĐĐH theo cách sau nếu đúng thì cho điểm tối đa ( 1đ):
+ Trong hệ Ox trên: mv + MV = 0 (1’)
+ Tọa độ khối tâm hệ thỏa mãn: mx1 + Mx2 = 0 (2’)
+ Cơ năng hệ được bảo toàn:
0
2 2 2 2 (3’) + Để ý liên hệ: x1 x2 (4’)
+ Từ (1’) (2’) và (3’), ta được:
0
2 2 k M 2 M 5’) + Đạo hàm hai vế (4’) theo t, ta được:
''
+ Suy ra A DĐĐH với:
R
T 2
m g(1 ) M
p
=
+ + Tại t = 0 thì: v10 và x0 1< 0, suy ra: , x01 A1
+ Mặt khác: x10 x20 0R , kết hợp (2’) ta được: 1 0
m
M
Trang 6+ Hay:
0 1
MR A
M m
.Hết