+ 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]
(1)SỞ GD&ĐT NGHỆ AN
(Đề thi có trang)
HỘI THI GIÁO VIÊN DẠY GIỎI BẬC THPT CHU KỲ 2011 – 2015
Mơn thi: VẬT LÍ
Thời gian làm 180 phút ( Không kể thời gian giao đề) Câu 1.(5.0 điểm)
1 Thầy (cô) nêu bước việc biên soạn đề kiểm tra
2 Thầy (cơ) nêu vai trị việc tổ chức hoạt động nhóm dạy học nội dung thích hợp với việc tổ chức hoạt động nhóm dạy học Vật Lý?
3 Thầy (cô) nêu bước việc kiểm tra giả thuyết theo phương pháp thực nghiệm
Câu (4.0 điểm)
1 Hãy cho biết máy (đồng hồ) đo điện số đa thường dùng để đo đại lượng vật lí ? Tại sử dụng máy đo điện số đa số trường hợp có tượng số cuối không ổn định?
2 Hãy nêu mục đích học thực hành “Khảo sát đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp” (SGK Vật lí 12 – chương trình chuẩn) Ở cần phải chọn thơng số mạch điện thí nghiệm để kết thí nghiệm thực hành nói đủ xác?
Câu 3 (5 điểm)
Một electron chuyển động với vận tốc v0 = 8,13.107m/s bay vào vùng có từ trường đều
bề dày d = cm, Bvng góc với v0
B = 2.10-2 T, (hình 1) Bỏ qua tác dụng trọng trường. Cho e = 1,60.10-19C, m
e = 9,0.10-31kg
1.Cần phải đặt điện trường E có hướng độ lớn vùng từ trường để electron chuyển động thẳng ?
2 Không đặt điện trường nói câu
a Tìm bán kính quỹ đạo thời gian chuyển động electron từ trường
b Sau 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) xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng tư để giúp học sính giải ý tập
Câu 4: (6 điểm)
Một xe lăn B khối lượng M, phần có dạng phần mặt cầu tâm C, bán kính R Xe đặt mặt sàn nằm ngang trọng tâm xe nằm đường thẳng đứng qua tâm mặt cầu Một bi A nhỏ, có khối lượng m đặt mặt cầu xe (hình 2) Bi A giữ vị trí bán kính mặt cầu qua hợp với phương thẳng đứng góc 0 hệ đứng yên Bỏ qua ma
sát, cho gia tốc trọng trường g
1 Xe lăn giữ cố định Thả cho bi A chuyển động không vận tốc đầu
a Tìm vận tốc A áp lực A nén lên B vị trí bán kính qua A hợp với phương thẳng đứng góc 0
b.Giả thiết góc 0 bé, chứng minh A dao động điều hòa tính chu kì dao động nó?
2.Giả thiết góc 0 bé, đồng thời giải phóng A B không vận tốc đầu Chứng minh hệ dao động
điều hịa Tìm chu kì dao động hệ, biên độ dao động A, B áp lực cực đại mà A nén lên B trình dao động?
-Hết B
d Hình
(2)Họ 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)
Các bước việc biên soạn đề kiểm tra.
+ Bước 1: Xác định mục tiêu đề kiểm tra, chủ đề cần kiểm tra……….0,5đ + Bước 2:Xác định hình thức kiểm tra để từ đó:
-Tính trọng số nội dung kiểm tra
-Tính số câu hỏi cấp độ cho 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 biểu điểm
+Bước 6:Thẩm định, hoàn thiện, bảo quản đề kiểm tra……….0,5đ 2 Vai trị việc tổ chức hoạt động nhóm dạy học.
+ Rèn luyện tinh thần hợp tác học tập lao động, thái độ chia sẻ kinh nghiệm học hỏi lẫn nhau, ý thức trách nhiệm cơng việc chung………0,5đ + Góp phần nâng cao hiệu việc học tập cá nhân HS: HS tự đánh giá khả mình, tự tin vào thân, nâng cao lực thu nhập, xử lý truyền đạt thông tin, tăng cường tương tác HS với HS, HS với GV……… 0,5đ -Những nội dung thích hợp cho việc tổ chức họat động nhóm dạy học Vật Lý là: Những nội dung kiến thức cần có hợp tác giải được, vấn đề cần tranh luận để làm sáng tỏ, để hiểu sâu sắc … học nghiên cứu vấn đề Vật lý thực nghiệm, học nghiên cứu định luật Vật lý… học vận dụng hiểu biết vào tình mới……….0,5đ
3.Các bước việc kiểm tra giả thuyết theo phương pháp thực nghiệm.
+ Chọn hệ lôgic suy từ giả thuyết
+ Xây dựng phương án thí nghiệm… 0,5đ + Tiến hành thí nghiệm, lấy số liệu……… 0,5đ + Xử lý kết thí nghiệm
+ Kết luận tính chân thực giả thuyết……….0,5đ Câu (4.0 điểm)
1 Máy (đồng hồ) đo điện số đa thường dùng để đo đại lượng vật lý :
+ Hiệu điện xoay chiều chiều………0,5đ + Cường độ dòng điện chiều xoay chiều……….……….0,5đ + Đo điện trở……… ……… 0,5đ Ngoài số máy cịn đo điện dung, cơngsuất, nhiệt độ…
(3)+ Sử dụng đồng hồ đa để đo điện áp xoay chiều ……… 0,5đ + Vận dụng phương pháp giản đồ Frexnen để xác định L, r, C, Z coscủa đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp……… 0,5đ + Để kết thí nghiệm thực hành nói xác cần phải chọn thơng số mạch điện điện trở, ống dây, tụ điện tần số dòng điện điện áp hiệu dụng hai đầu phần tử mạch không lệch nhiều
Ngoài cần chọn R lớn nhiều so với điện trở dây nối mối tiếp xúc chốt cắm……… 0,5đ Câu (5 điểm)
1 + Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta tìm chiều lực LoRenxơ FLR
tác dụng lên e hướng từ xuống……… 0,5đ + Để e chuyển động thẳng lực điệnFD
phải cân với FLR
, tức FD
hướng lên Suy 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 FLR
đóng vai trị lực hướng tâm nên: 2 0 mv mv
ev B R 2,31.10 m 2,31cm
R eB
……… 1đ + Vì R > d nên electron khỏi từ trường điểm đường giới hạn theo phương lệch với phương ban đầu góc xác định bởi:
0
d 2
sin 0,86 hay 60 R 2,31
0,5 đ
+ Như cung tròn mà electron chuyển động từ trường chiếm 1/6 đường tròn nên thời gian electron chuyển động từ trường là: là:
2
9
0
1 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:
F kv v kv
a
m m t m
( t bé)
m v s v t
k
0,5đ + Tổng quãng đường electron chuyển động được:
0
m(0 v ) mv m
S S v
k k k
31 22 9,10.10 8,13.10
S 4,00.10 (m) 4cm
18,5.10 0,25đ
3 Câu hỏi định hướng giúp HS giải mục tập trên:
+ Nêu điều kiện để electron chuyển động thẳng đều? 0,5đ + Hãy xác định lực LoRenxơ tác dụng lên electron?
+ Hãy viết biểu thức liên hệ lực Lorenxơ lực điện? 0,5đ ……….Còn 0,5đ
Câu 4. (6 điểm)
1 + Áp dụng định luật bảo tồn năng, ta có:
(4)2
0
mv
mgR(1 cos ) = mgR(1 cos )
2 ……….………0,5đ
+ Suy ra: v 2gR(cos -cos ) 0 (1)……… 0,5đ
+ Áp dụng định luật II NiuTơn chiếu dọc bán kính, chiều dương tới tâm bán cầu, ta có:
2
mv mg cos N
R
(2) ……… 0,5đ + Từ (1), (2) định luật III NiuTơn, ta được: Q N mg(3cos 2cos0)
………0,5đ
2.+ Chọn trục tọa độ ox hình vẽ, gốc O trùng vị trí cân A + Khi bán kính OA lệch góc : N mg+ =ma
(3) + Chiếu (3) trục Ox, ta được:
x
mg mx" R
- =
1đ x'' 2x 0 với
g R
0,5đ + A dao động điều hoà với: T=2π√R
g
0,5đ
3. + Theo phương ngang, động lượng bảo toàn nhỏ nên coi vận tốc m có phương nằm ngang:
mv + MV = (4) + Bảo toàn năng:
2
0
mv MV
mgR(cos cos )
2 + = a- a (5) với ’R = (v –V ) = v( 1+
m
M ) (6) + Từ (4), (5) (6), ta được:
2 2 2
2
0
2 2
mR ' Mm R '
mgR( )
m m 2
2(1 ) 2M (1 )
M M
a + a = a - a
+ +
;
2
2
0
'
R 1
2 g( ).
m
(1 ) M
a
a a
=
-+
(7) + Đạo hàm hai vế theo thời gian t (7), ta được:
m g(1 )
M
"
R
a + + a=
0,5đ
+ Hệ dao động điều hòa với:
m
g(1 ) R
M ;T
m
R g(1 )
M
+ Lại xét vật m : N mg+ =ma
(8)
A
B
0
m M
C
mg
(5)+ Trong hệ quy chiếu gắn với xe lăn Chiếu (3) lên bán kính chiều dương hướng tới tâm C, ta được:
2
2 m(v V)
mg cos N m x sin
R
2
2
m(v V)
N mg cos m x sin
R
+ Từ (4) (5) ta được:
0
M
v ( )2gR(cos cos )
m M a a
=
-+ ;
Và:
m v V v(1 )
M
nên = , cos (v-V) cực đại, sin = 0, nên N cực đại:
+Vậy:
2
max
m(v V) m
N mg mg 2mg(1 )(cos cos )
R M a a
-= + = + +
-
m m
3mg 2mg 2mg(1 )c os
M M a
= + - +
0,5đ +Trong hệ quy chiếu Ox mx1 + Mx2 = 0 A B dao động điều hòa ngược pha
+Tốc độ hai vật đạt cực đại lúc Từ (6) suy ra:
1
M
A A
m
(9) +Mặt khác: A1A2 R (10)
+Từ (7) (8), ta được:
0
MR
A ;
M m
0
mR A
M m
0,5đ
Lưu ý: GV CM hệ DĐĐH theo cách sau cho điểm tối đa ( 1đ):
+ Trong hệ Ox trên: mv + MV = (1’) + Tọa độ khối tâm hệ thỏa mãn: mx1 + Mx2 = (2’) + Cơ hệ bảo toàn:
2 2
0
1 1
mgR mgR mv MV
2 2 2 2 (3’) + Để ý liên hệ: x1 x2 (4’)
+ Từ (1’) (2’) (3’), ta được:
2 2
0
1 g m m
mgR m (1 ) mv (1 )
2 2 k M M 5’)
+ Đạo hàm hai vế (4’) theo t, ta được:
''
1
g m
x (1 )x
R M
+ Suy A DĐĐH với:
R T
m g(1 )
M
p
=
+
+ Tại t = thì: v10 0 x1< 0, suy ra: , x01 A1
+ Mặt khác: x10 x20 0R , kết hợp (2’) ta được:
m A (1 ) R
M
(6)+ Hay:
0
MR A
M m