Kỳ thi vật lý ở Anh

67

Vào giữa những năm 60 ở Anh, Nhóm Giáo dục tại Viện Vật lý và Kiểm tra Vật lý Xã hội đã thực nghiệm, mục đích là so sánh các thí nghiệm của Mỹ và Anh về vật lý ở trình độ nâng cao. Trong thí nghiệm này, 600 học sinh người Anh không chỉ làm bài kiểm tra của riêng mình mà còn làm một bài kiểm tra mẫu của Mỹ có cùng độ khó, văn bản của bài kiểm tra này được biên soạn tại Đại học Princeton.

Ở Anh, việc vượt qua kỳ thi Chứng chỉ nâng cao mang lại cho học sinh quyền vào đại học. Tại Hoa Kỳ, một nhóm tương đối nhỏ học sinh được nhận vào một số trường đại học sẽ tham gia kỳ thi vật lý nâng cao. Kết quả của các kỳ thi xác định xem sinh viên năm thứ nhất có cần học toàn bộ khóa học dự bị vật lý hay chỉ một phần của khóa học đó.

Kỳ thi thí điểm bao gồm hai phần. Phần đầu tiên bao gồm 44 câu hỏi phải được trả lời trong vòng một giờ bằng cách sử dụng loại “trắc nghiệm” kỹ thuật thi của Mỹ. Với mỗi câu hỏi, máy đưa ra 5 câu đáp số khác nhau, từ đó bạn phải chọn câu trả lời đúng. Phần thứ hai giống với bài kiểm tra tiếng Anh truyền thống ở trình độ nâng cao hơn. lời giải mười bài toán đã trả lời sau hai giờ. Số điểm khác nhau được đưa ra cho các giải pháp đúng có bài toán điểm khác nhau. Nhiệm vụ 1 và 2 (bạn phải giải một trong những bài toán mà bạn chọn) có giá trị 25% tổng số điểm, vì lời giải bài toán 3 được cho 20%, nhiệm vụ 10 - 25% và các câu hỏi 4-9, yêu cầu ngắn đáp số, có giá trị tổng cộng là 30%.

Dưới đây là nội dung của bài thi, hay chính xác hơn là phần thứ hai của nó. Hãy thử lời giải trong số bài toán này.

1. Kiểm tra bên trong của hình trụ có bán kính 1,5 m là nhẵn, ngoại trừ đoạn BC nhỏ (Hình 1). Một vật có khối lượng 4kg được giữ ở vị trí A bằng một sợi dây vuông góc với bán kính của hình trụ đi qua tâm của vật. a) Hãy chỉ ra các lực tác dụng lên vật ở vị trí A.

Sợi chỉ được tháo ra và thân xe trượt xuống, đạt đến vị trí E, đây là bước ngoặt. 6) Những lực nào tác dụng lên vật ở vị trí D? c) Xác định tổn thất năng lượng ở đoạn BC. d) Phản lực của hình trụ tác dụng lên vật ở vị trí D là bao nhiêu?

2. Một vật nhỏ khối lượng m được giữ yên trong chất lỏng. Tại thời điểm t = 0 vật chuyển động đi xa. Giả sử rằng lực kéo của chất lỏng đang chảy tỉ lệ với tốc độ của vật, hãy tìm sự phụ thuộc thời gian của một trong ba đại lượng: a) vị trí, b) vận tốc, b) gia tốc của vật, và giải thích cách xác định hai đại lượng còn lại. Vị trí của vật tại thời điểm t = 0 được lấy làm điểm bắt đầu của báo cáo.

3. Một vòng dẫn điện tích dương bán kính R nằm trong mặt phẳng YZ, tâm của vòng dây nằm ở gốc tọa độ (Hình 2, a). Hình 2, b thể hiện

68

Cơm. 3.

Cơm. 4.

Cơm. 5.

sự phụ thuộc của lực $F$ tác dụng lên điện tích dương thử nghiệm vào vị trí của nó trên trục $OX$. a) Giải thích tại sao lực tại gốc tọa độ bằng 0. b) Đưa ra lý do khẳng định đường cong $F(x)$ phù hợp với thực tế. Đánh giá giá trị tối đa và tối thiểu của $F(x)$ (cả dương và âm).

4. Một chiếc bình hình trụ cao vài cm nổi trong vùng nước lặng, nhô lên trên bề mặt của nó (Hình 3). Hình trụ được ngâm đến một độ sâu nhất định và sau đó được để lại cho các thiết bị riêng của nó. Không đưa ra dữ liệu số, hãy vẽ đồ thị vị trí của hình trụ theo thời gian.

5. Cho một thấu kính mỏng hai mặt lồi $MN$ với trục quang chính $XX'$; $O$ — đối tượng, $I$ — hình ảnh của nó (Hình 4). a) Vẽ đường đi của bốn tia sáng đi từ đỉnh của vật. b) Xác định tọa độ tiêu điểm của thấu kính.

6. Một cậu bé ngồi trên một chiếc ghế quay với vận tốc góc $\omega$ và giữ hai quả tạ giống hệt nhau trên cánh tay dang rộng của mình. Tại một thời điểm nào đó, cậu bé thả tạ xuống mà không hạ tay xuống. a) Điều gì sẽ xảy ra với vận tốc góc của chuyển động quay? b) Momen xung của hệ có được bảo toàn không? Giải thích.

7. Hai máy quang phổ $A$ và $B$ được sử dụng khi nghiên cứu cùng một nguồn sáng. Phần tử phân tán trong $A$ là cách tử nhiễu xạ, trong $B$ nó được nhận dạng. Mô tả ba điểm khác biệt trong quang phổ được quan sát bởi các thiết bị $A$ và $B$.

8. Quả bóng đặc đầu tiên lăn dọc theo mặt phẳng nghiêng $A$, sau đó lăn dọc theo mặt phẳng nghiêng $B$ (Hình 5). Sẽ mất nhiều thời gian hơn để lăn xuống một con dốc hơn một con dốc khác? Giải thích. Xét rằng quả bóng bắt đầu chuyển động từ trạng thái đứng yên và không bị trượt.

9. Trong Hình 6, bạn thấy hai dây nằm ngang nằm trong từ trường đều vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Điện trở của dây không đáng kể. Một dây nối thanh kim loại có điện trở $R$ có thể di chuyển dọc theo dây mà không bị rung. Phím $S$ đã đóng. a) Thanh sẽ chuyển động theo hướng nào? b) Tại sao gia tốc của thanh không đổi?

10. Điều này đòi hỏi bạn phải suy nghĩ và áp dụng kiến ​​thức của mình vào lời giải bài toán. Điểm bạn nhận được sẽ phụ thuộc vào mức độ bạn có thể sử dụng kiến ​​thức lý thuyết và thực tiễn của mình để trả lời các câu hỏi được hỏi. Trí tưởng tượng và khả năng chứng minh ý tưởng của bạn một cách khoa học cũng sẽ ảnh hưởng đến điểm cuối cùng.

Dây sắt dài khoảng 2 m treo trên hai giá đỡ thẳng đứng. Các đầu dây được nối với mạng điện để dòng điện trong dây có thể tăng tùy ý từ 0 lên giá trị cao hơn. a) Liệt kê năm thông số nối dây trở lên sẽ thay đổi khi dòng điện tăng. b) Chọn ba đại lượng bất kỳ có thể thay đổi độc lập với nhau. Đối với mỗi trường hợp, hãy mô tả chi tiết phương pháp thử nghiệm cho phép bạn đo các đặc tính mong muốn của hệ thống dây điện khi dòng điện trong nó tăng lên và kết quả bạn mong đợi đạt được trong các thử nghiệm này.