SỞ 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 α = 30 0 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/s 2 . 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 = R 3 = 0,5 Ω , R 1 = 3 Ω , R 2 = 2 Ω , C 1 = C 2 = 0,2 µ 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 2 cos ω t ; với U và ω không đổi. Khi điều chỉnh R = 75 Ω 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 U NB đều giảm. Hãy tính r, Z L , Z C , Z AB . Biết rằng chúng đều có trị số nguyên. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm r, L R C • A B • N E, r R 3 C 1 M K A B C 2 R 1 R 2 N m SƠ LƯỢC ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Câu Nội dung 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 α 0,25 - Cơ năng của hệ vật và lò xo khi lò xo nén cực đại: W / = 2 1 ks 2 0,25 - Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ vật và lò xo: W = W / 0,25 - Ta có: d = α α sin sin 2 1 2 mg mgsks − 0,25 - 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 cmm k mg l 505,0 sin ===∆ α 0,25 - 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 6 321 A rRRR E I == +++ = 0,50 - Hiệu suất của nguồn: == E U H N %67,91 6 5,5 321 321 == +++ ++ rRRR RRR 0,25 2b - Khi K mở thì C 1 nối tiếp C 2 ⇒ điện tích tai M: q M = 0 0,25 - Khi K đóng: + điện tích bản tụ C 1 nối với M: q 1M = U MA .C 1 = - I( R 1 + R 2 )C 1 = - 1 µ C 0,25 + điện tích bản tụ C 2 nối với M: q 2M = U MN .C 2 = - I R 2 = - 0,4 µ C 0,25 + Điện tích tại M : , M q = q 1M + q 2M = - 1,4 µ C 0,25 - Điện lượng dịch chuyển qua khoá K: ∆ q = MM qq − , = 1,4 µ C 0,25 3 - Công suất tiêu thụ của R: R ZZr rR U ZZrR RU RIP CLCL 22 2 22 2 2 )( 2 )()( −+ ++ = −++ == . Công suất P cực đại khi: R 2 = (Z L – Z C ) 2 + r 2 (1) 0,25 - Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch NB: 1 2)()()( 2 2222 +− ++ = −++ == C L C LCL C CNB Z Z Z ZrR U ZZrR UZ IZU 0,25 - Theo đề ra, khi đó U NB đạt cực đại nên : L L C Z ZrR Z 22 )( ++ = (2) 0,25 - Từ (1) ⇒ ( Z L - Z C ) 2 = R 2 – r 2 và R > r và ta có: )75(65)(2)()( 22 rrRRZZrRZ CLAB +=+=−++= (3) 0,25 - Vì r và Z AB nguyên nên từ (3) ⇒ 75+ r = 6k 2 với k nguyên, vì 0< r< 75 ⇒ 75< 6k 2 < 150 ⇒ 3,53 < k < 5 ⇒ k= 4 0,25 - Thay vào ta được r = 21 Ω thay vào ( 3) suy ra Z AB = 120 Ω 0,25 - Từ (2) ⇒ Z L ( Z C – Z L ) = (R + r) 2 = 96 2 (*) ⇒ Z C > Z L và từ (1) ta có: Z C – Z L = 22 rR − = 72 (**) 0,25 - Từ (*) và (**) suy ra: Z L = 128 Ω ; Z C = 200 Ω 0,25 Nếu giải theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa . SỞ 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. U NB đều giảm. Hãy tính r, Z L , Z C , Z AB . Biết rằng chúng đều có trị số nguyên. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm r, L R C • A B • N E, r R 3 C 1 M K A B C 2 R 1 R 2