Đề và đáp án thi giáo viên giỏi cấp trường Vật lí - Năm học 2016-2017 - Phòng GD & ĐT Nghệ An

 SỞ GD & ĐT NGHỆ AN
KỲ THI CHỌN GIÁO VIÊN DẠY GIỎI CẤP TRƯỜNG
Đề chính thức
CỤM THI LIÊN TRƯỜNG
NĂM HỌC: 2016 - 2017
Đề thi môn: VẬT LÝ
Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
Đề thi có 01 trang
Câu I. (5điểm). Một vật nhỏ khối lượng 200g trượt không vận tốc đầu từ điểm A dọc theo một máng cong có dạng 1/2 đường tròn bán kính R = 1m như hình vẽ (H1). Chọn mốc thế năng là mặt phẳng ngang đi qua vị trí B thấp nhất của máng, lấy g = 10m/s2. 
 1. Bỏ qua ma sát giữa vật và máng. Tính tốc độ của vật, độ lớn áp lực do vật tác dụng lên máng, độ lớn gia tốc của vật khi vật đi qua vị trí có bán kính quỹ đạo hợp với phương thẳng đứng góc 600.
 2. Hệ số ma sát giữa vật và máng là m = 0,1. Tính tốc độ vật tại B. 
H1
Câu II. (5,0điểm). Cho một biến trở có điện trở toàn phần là R = 9Ω và các tụ điện có điện dung C1 = 6µF, C2 = 4µF đều chưa tích điện, được mắc với nhau rồi mắc với nguồn điện có E = 6 V, r = 1Ω như hình vẽ (H2). 
 1. Ban đầu K mở. Tính điện tích các tụ.
 2. Xác định giá trị RMC để sau khi đóng K thì điện tích trên mỗi tụ vẫn không thay đổi.
 3. K đóng. Di chuyển con chạy C đều đặn từ N đến M trong thời gian ∆t = 0,2 s. Xác định chiều và cường độ dòng điện chạy qua K. 
H2
 Câu III: (4,0 điểm). Một xi lanh hình trụ, nằm ngang, hai đầu bịt kín được chia làm hai phần bằng nhau bởi một pittông cách nhiệt. Mỗi phần có chiều dài lo = 31cm, chứa một lượng khí như nhau ở 27oC và áp suất 750mmHg 
 1. Nung nóng cả hai phần của xilanh thêm 50o C. Xác định áp suất của khí trong xilanh khi đó.
 2.Nung nóng một phần xi lanh thêm 40oC, làm lạnh phần kia đi 20oC. Hỏi pittông di chuyển về phía nào và di chuyển một đoạn bằng bao nhiêu ? Xác định áp suất của khí trong xi lanh khi đó.
 3. Thầy (cô) hãy nêu định hướng để học sinh giải bài tập này.
Câu IV: (5,0 điểm). Đặt điện áp xoay chiều u = 200cos (wt + π/3) (V) (w thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch R,L,C nối tiếp. Biết R =100(Ω), L = 2/ (H), C = 10-4/π (F).
 1. Điều chỉnh để w = 100π (rad/s). Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch.
 2. Điều chỉnh w người ta thấy khi w = w1 = 25π (rad/s) và w = w2 thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch có cùng giá trị . Xác định w2.
 3. Thay mạch R,L,C trên bởi mạch R,L,C nối tiếp khác ( R2C < 2L) và điều chỉnh w để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị lớn nhất (Ucmax) thì UL = 0,25 UR. 
Câu V: (1,0 điểm) Cho một hộp điện trở mẫu ( nhiều điện trở có giá trị đã biết), một ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể, một vôn kế có điện trở rất lớn, dây nối và một chiếc pin chưa biết suất điện động và điện trở trong. Thầy (cô) hãy trình bày phương án xác định suất điện động và điện trở trong của pin.
***********************Hết****************
SỞ GD & ĐT NGHỆ AN
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI GV GIỎI CẤP TRƯỜNG
CỤM THI LIÊN TRƯỜNG
NĂM HỌC: 2016 - 2017
Môn thi: VẬT LÝ
Câu
Nội dung
Điểm
Câu I.
1. WA = mgR
Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có: WA = WM.
A
M
B
Theo định luật II Niu tơn ta có: 
Chiếu lên trục hướng tâm ta có: 
 Û N = 3mgcosa = 3 (N)
Áp lực do vật tác dụng lên máng và phản lực do máng tác dụng lên vật là hai lực trực đối. Do đó, áp lực do vật tác dụng lên máng cũng có độ lớn 3N.
Với : 
0,5
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
2. Có thể chia cung tròn AB thành nhiều mặt phẳng nghiêng nhỏ, mỗi mặt phẳng nghiêng nhỏ đó có chiều dài ∆Si. Công của lực ma sát khi vật dịch chuyển trên mỗi mặt phẳng nghiêng là:
∆Amsi = -Fmsi.∆Si 
Với Ni = mgcosai + 
Từ đó suy ra:
Nmin = mgcosai (khi Vi <<) 
Nimax =3 mgcosai (khi không có ma sát)
Trong trường hợp này ta có thể lấy gần đúng :
Do đó: 
∆Amsi - (2µmgcosai).∆Si = - 2µmg.∆xi
Với ∆xi là hình chiếu của ∆Si theo phương ngang. 
Công của lực ma sát trên cung AB là:
Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có:
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu II
K mở: C1 nt C2
Q1 = Q2 = Q = C.UMN = 12,96 µF
Để khi K đóng điện tích các tụ không đổi thì UC1 và UC2 cũng không đổi.
F
Khi K mở:
Khi K đóng: UC1 = UMC, UC2 = UCN. Do đó: 
Mặt khác: RMC + RCN = RMN = 9 (2)
Giải hệ (1) và (2) ta được: RMD = 3,6Ω
Gọi Q là điện tích tổng cộng của hệ gồm hai bản cực nối với F.
Khi C ở N: tụ điện C2 không tích điện, điện tích của hệ nói trên là
Q = - Q1 = - C1UMN = - 6.5,4 = - 32,4 µC. 
Khi C ở M: tụ điện C1 không tích điện, điện tích của hệ nói trên là
Q’ = Q2 = C2UMN = 4.5,4 = 21,6 µC. 
Điện lượng chuyển qua K: ∆Q = Q’ – Q = 54 µC
 Vì C chạy đều nên hiệu điện thế mỗi tụ biến đổi đều nên điện tích mỗi tụ biến đổi đều. Do đó, Q cũng biến đổi đều. Do đó cường độ dòng điện chạy qua K là:
∆Q > 0 nên dòng điện có chiều từ C tới F.
0,5
0,5
0,5
0,5
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu III
1. Khi nung nóng cả hai phần của xilanh thêm 50o C thì pitông đứng yên so với ban đầu nên thể tích mỗi phần không thay đổi.
Áp dụng phương trình đẳng tích cho mỗi phần ta có:
 2. Khi nung nóng phần này và làm lạnh phần kia thì sẽ có sự chênh lệch áp suất giữa hai phần . Do đó pitông sẽ bị dịch chuyển. Pitông dịch chuyển tới vị trí mà áp suất hai bên bằng nhau thì sẽ dừng lại.
 Gọi S là diện tích tiết diện của pittông, ta có phương trình biến đổi trạng thái của các phần như sau:
* Đối với phần xi lanh bị nung nóng: (1)
 Với: Vo = Slo, To = 27 + 273 = 300K, T1 = To + 40 = 340K.
* Đối với phần xi lanh bị làm lạnh: (2) 
Với T2 = To – 20 = 280K
* Từ (1) và (2): (3). Vì T1 > T2 nên V1 > V2 Þ Pittông di chuyển về phần bị làm lạnh.
* Gọi đoạn di chuyển của pittông là x, ta có: 
V1 = (lo + x)S, V2 = (lo – x)S
 Theo (3): 
Áp suất các phần khi đó là:
3. 
* Vì sao khi nung nóng phần này, làm lạnh phần kia thì pitông bị dịch chuyển ? Khi nào thì pitông ngừng dịch chuyển?
* Hãy viết phương trình biến đổi trạng thái cho mỗi phần, suy ra liên hệ về thể tích giữa hai phần . Từ đó xác định chiều dịch chuyển của pitông
* Hãy biểu diễn thể tích mỗi phần theo độ dịch chuyển của pitông. Từ đó xác định độ dịch chuyển.
0,75
0,75
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
Câu IV
1.ZL =wL = 200Ω
ZC = 1/wC = 100Ω
Mà j = ju - ji Û ji = ju - j = π/12
 Vậy : i = 2 cos (100πt + π/12)
2. Vì I1 = I2 Û Z1 = Z 2 
TH1:
TH2: 
3. 
Mà UL = 0,25 UR nên tanjRL = 0,25. Do đó tanj = - 2
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu V: 
A
B
Mắc mạch điện như hình vẽ:
Ta có UAB	= E – Ir 	
Thay đổi Rm ghi lại giá trị vào bảng sau:
Lần
1
2
3
4
5
I (A)
U(V)
Vẽ đồ thị sự phụ thuộc UAB theo I như hình vẽ rồi xác định tọa độ giao điểm của đồ thị với trục hoành và trục tung: U0 và Im 
 E = U0 
 r = 
O
0,25
0,25
0,25
0,25