TRƯỜNG THPT SỐ 3
HUYỆN VĂN BÀN

KỲ THI CHỌN HSG MÔN VĂN HÓA CẤP TRƯỜNG
NĂM HỌC 2021-2022
Môn: Vật lí
Thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đề gồm có 07 Câu, gồm có 02 trang)

Câu 1 (3,0 điểm)
Hai vật nhỏ giống nhau đặt cách nhau d = 1,6 m trên
mặt phẳng nghiêng, góc nghiêng so với phương ngang là
=300. Vật ở dưới cách chân mặt phẳng nghiêng là
L=90cm (Hình vẽ). Thả đồng thời cho hai vật trượt xuống
không vận tốc đầu. Bỏ qua ma sát. Lấy g = 10 m/s2.
a. Tìm vận tốc của mỗi vật ở chân mặt phẳng
nghiêng và thời gian trượt của mỗi vật trên mặt phẳng
nghiêng.
b. Sau khi đến chân mặt phẳng nghiêng thì hai vật lại trượt sang mặt phẳng ngang
theo cùng một đường thẳng với tốc độ không đổi bằng tốc độ của chúng ở chân mặt
phẳng nghiêng. Hỏi khoảng cách giữa các vật bằng bao nhiêu khi vật phía trên đến chân
mặt phẳng nghiêng. Tính khoảng cách từ vị trí hai vật gặp nhau đến chân mặt phẳng
nghiêng.
Câu 2 (6 điểm)
Cho con lắc lò xo lí tưởng K = 100N/m,
K

m1 = 200gam, m2 = 50gam, m0 =
kg. Bỏ qua
lực cản không khí, lực ma sát giữa vật m1 và mặt sàn.

m2

m1
O

m0

Hệ số ma sát giữa vật m1 và m2 là
. Cho g = 10m/s2.
1. Giả sử m2 bám m1, m0 có vận tốc ban đầu v 0 đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với
m1, sau va chạm hệ (m1 + m2) dao động điều hoà với biên độ A = 1 cm .
a. Tính v0.
b. Chọn gốc thời gian ngay sau va chạm, gốc toạ độ tại vị trí va chạm, chiều dương
của trục toạ độ hướng từ trái sang phải (hình vẽ). Viết phương trình dao động của hệ (m1
+ m2). Tính thời điểm hệ vật đi qua vị trí x = + 0,5 cm lần thứ 2011 kể từ thời điểm t = 0.
2. Vận tốc v0 phải ở trong giới hạn nào để vật m1 và m2 không trượt trên nhau (bám
nhau) trong quá trình dao động ?
Câu 3 (4,0 điểm)
Hai mũi nhọn S1, S2 ban đầu cách nhau 8cm gắn ở đầu một cần rung có tần số f =
100Hz, được đặt chạm nhẹ vào mặt nước. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v = 0,8
m/s.
a. Gõ nhẹ cần rung cho hai điểm S 1, S2 dao động theo phương thẳng đứng với
phương trình dạng u = A.cos2πft. Viết phương trình dao động của điểm M 1 cách đều S1,
S2 một khoảng d = 8cm.
b. Tìm trên đường trung trực của S 1, S2 điểm M2 gần M1 nhất và dao động cùng
pha với M1.

x

c. Cố định tần số rung, thay đổi khoảng cách S1S2. Để lại quan sát được hiện tượng
giao thoa ổn định trên mặt nước, phải tăng khoảng cách S 1S2 một đoạn ít nhất bằng bao
nhiêu ? Với khoảng cách ấy thì giữa S 1, S2 có bao nhiêu điểm có biên độ cực đại. Coi
rằng khi có giao thoa ổn định thì hai điểm S1S2 là hai điểm có biên độ cực tiểu.
Câu 4 (2,0 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ: E = 6V,
r = R3 = 0,5 , R1= 3 , R2 = 2 , C1 = C2 = 0,2 F, độ
lớn điện tích electron e = 1,6.10 -19C. Bỏ qua điện trở các
dây nối.
A
a. Tìm số electron dịch chuyển qua khóa K và chiều
dịch chuyển của chúng khi khóa K từ mở chuyển sang
đóng?
b. Thay khóa K bằng tụ C3 = 0,4 F. Tìm điện tích
trên tụ C3 trong các trường hợp sau:
- Thay tụ C3 khi K đang mở.
- Thay tụ C3 khi K đang đóng
Câu 5 (4,0 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ gồm điện trở R, tụ
điện C và cuộn cảm có điện trở thuần mắc nối tiếp.
R
Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều
Bỏ qua điện trở của dây nối

A

E, r

R3

C1

K

M
C2

R1

R2

N

•
M

K
C

L
•
N

và của khoá K.
1. Ban đầu khoá K đóng, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn AM và MB lần lượt là:
a. Tính hệ số công suất của đoạn mạch.
b. Viết biểu thức của điện áp tức thời hai đầu điện trở R.
2. Điện dung của tụ điện

B

Khoá K mở thì điện áp hiệu dụng giữa hai điểm

M, B là
Tính giá trị của điện trở R và độ tự cảm L.
Câu 6 (2,0 điểm)
Một vật sáng AB hình mũi tên đặt song song
với một màn E như hình bên. Khoảng cách giữa AB và
B
L
E là L. Giữa AB và E có một thấu kính hội tụ tiêu cự f.
E
Tịnh tiến thấu kính dọc theo trục chính AE người ta
A
thấy có hai vị trí của thấu kính đều cho ảnh rõ nét của
AB trên màn.
a. Tìm điều kiện của L để bài toán thỏa mãn.
b. Biết khoảng cách giữa hai vị trí của thấu kính là a. Tìm tiêu cự f của thấu kính
theo L và a. Áp dụng bằng số L = 90cm, a = 30cm.
c. Vẫn thấu kính và màn E như trên, thay AB bằng điểm sáng S đặt trên trục chính
của thấu kính và cách E một khoảng 45cm. Xác định vị trí đặt thấu kính để trên màn thu
được vùng sáng có kích thước nhỏ nhất.

B

Câu 7 (1,0 điểm)
Cho một số dụng cụ: Bộ dụng cụ điện phân, nguồn điện, cân có bộ quả cân, ampe
kế, đồng hồ bấm giây, các dây nối có điện trở không đáng kể.
Hãy thiết lập cách bố trí thí nghiệm, trình bày phương án tiến hành thí nghiệm và
tìm công thức để xác định độ lớn của điện tích nguyên tố.
-------------------------------HẾT--------------------------------------Họ và tên thí sinh: .....................................................Số báo danh: ................
HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ THANG ĐIỂM
KỲ THI CHỌN HSG MÔN VĂN HÓA CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2021 – 2022
MÔN: VẬT LÍ

Câu
Câu 1
(3,0 điểm)

Đáp án

Biểu
điểm

a. Gọi vật ở dưới là vật 1, vật ở trên là vật 2.
Gia tốc của mỗi vật khi trượt trên mặt phẳng nghiêng là:
Áp dụng công thức
, với cả 2 vật thì
vật khi đi hết mặt phẳng nghiêng là:

ta tính được tốc độ 2

0,25
0,25

Thời gian chuyển động của mỗi vật là:

0,25

,

0,25
0,25

b. Khi vật phía trên (vật 2) đến chân mặt phẳng nghiêng thì vật 1 đã chuyển
động được trên mặt phẳng ngang khoảng thời gian là:
Do đó, khoảng cách 2 vật lúc này là:
Chọn gốc tọa độ tại chân mặt phẳng nghiêng, gốc thời gian là lúc vật 2 trượt
xuống chân mặt phẳng nghiêng. Ta có phương trình chuyển động của 2 vật là:
,

0,25
0,25
0,25
0,25
0,5

Câu 2

Hai vât gặp nhau thì:
(s).
Khoảng cách từ vị trí 2 vật gặp nhau đến chân mặt phẳng nghiêng là:

0,25

1) a. Đặt m1 + m2 = 250 g = 0,25 kg, áp dụng hai ĐLBT ta tính được vận tốc hai

0,5

vật sau va chạm:

0,25

(4,0 điểm)

Hai vật dao động điều hoà với tần số:

(1)
(2)

Vận tốc của hai vật ngay sau va chạm chính là vận tốc cực đại của dao động. Từ
công thức (1), với A = 1 cm, ta có:
(3)

0,5
0,5

b. Lúc t = 0, ta có:

0,25

Phương trình dao động của hệ (m1 + m2) là:
.
+ Dùng PP véc tơ quay, ta tìm được thời điểm vật đi qua vị trí có li độ x = + 0,5
cm lần thứ 2011 là:
0,5
t = t1 + t2 =
2) Khi hai vật đứng yên với nhau thì lực làm cho vật m2 chuyển động chính là
lực ma sát nghỉ giữa hai vật, lực này gây ra gia tốp cho vật m2 :
0,5
(5)
Mà:

Câu 3
(4,0 điểm)

(6)

0,5

Từ (5) và (6) ta có:

v
a.+ λ = f = 0,8cm và d1 = d2 = d = 8cm
+ Ta có phương trình dao động sóng tổng hợp tại M1
π ( d2 −d 1 )
π (d 1 +d 2 )
cos 200 πt−
λ
λ
uM1 = 2A cos

[

0,25

]

với d1 + d2 = 16cm = 20λ và d2 – d1 = 0,
ta được: uM1 = 2Acos(200πt - 20π)
b. Hai điểm M2 và M2' gần M1 ta có:
S1M2 = d + λ = 8 + 0,8 = 8,8 cm
S1M2' = d – λ = 8 – 0,8 = 7,2 cm
2
2
2
2
Do đó:
IM = S 1 M 2−S1 I =√ 8,8 −4 =7 ,84 (cm)
2

Suy ra

√

IM1 = S1I √ 3=4 √ 3=6 ,93 (cm)
M1M2 = 7,84 – 6,93 = 0,91 (cm)

Tương tự: IM2' =
 M1M2' = 6,93 – 5,99 = 0,94 (cm)
c. Khi hệ sóng đã ổn định thì hai điểm S1, S2 là hai tiêu điểm của các
hypecbol và ở rất gần chúng xem gần đúng là đứng yên, còn trung điểm I
của S1S2 luôn nằm trên vân giao thoa cực đại. Do đó ta có: S1I = S2I = k
λ λ
λ
λ
+ =(2k +1 )
2 4
4 => S1S2 = 2S1I = (2k + 1) 2
Khi đó trên S1S2 có 20 điểm có biên độ cực đại.
Câu 4

0,5

a)Cường độ dòng điện trong mạch chính khi K đóng hay K mở là:

0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5

(2,0 điểm)

0,25
+Khi K mở : C1 nối tiếp với C2 nên điện tích của hệ các bản tụ nối với M:qM = 0
Dấu điện tích của các bản tụ như hình vẽ.

0,25

+ Khi K đóng: dấu điện tích trên các bản tụ như hình
0,25

+ Các electron di chuyển từ

0,25

;

+Số hạt
(hạt)
b)Thay tụ C3 khi K mở, K đóng:
Gọi điện tích của các tụ lúc này là:

và có dấu như hình vẽ
E, r

R3

C1
A

-

+
R1

+

-

(1)

+
C2
R2

N

Ta có: +

C3

M

-

B

0,25

+

(2)

+
Từ (1), (2), (3) ta được:

(3)
0,25
(4)

0,25

- Khi K mở, thay tụ C3 thì :
Do đó

0,25

- Khi K đóng, thay tụ C3 thì:
Câu 5
(4,0 điểm)

Do đó UMB = 0 (V),

.

1.
+ Khi khoá K đóng, tụ C bị nối tắt.
+ Giản đồ véc tơ :

0,25

0,25
UAB

U2
I

U1

a. Áp dụng định lí hàm số cosin: hệ số công suất của
đoạn mạch:

b. Suy ra uAM trễ pha

0,5

so với uAB nên:

0,5
0,25

2. Dung kháng của tụ điện:

0,25

+ Từ giản đồ véc tơ, ta còn có:
,

0,5

suy ra:
+ Khi khoá K mở, mạch có thêm tụ điện, lúc này điện áp hiệu dụng giữa
hai điểm M, B:
,
Thay R=2r; ZL=3r vào ta được:

0,5

0,5
0,5

Từ đó suy ra:
Câu 6
(2,0 điểm)

a/

L=d + d ' =d +
2

Δ=L −4 Lf

df
⇒ d2 −Ld + Lf =0
d−f
;

0,25

Để có hai vị trí của thấu kính đều cho ảnh rõ nét trên của AB trên màn. thì
pt phải có 2 nghiệm => Δ > 0 => L > 4f.
I

b/ Nghiệm

M

Thay số f = 20cm.

S

O

N

S'

MN S ' N
=
IO S ' O
c/
MN d+d '−L d L L
=
= + −
IO
d'
f d f
ΔS ' MN≈ ΔS ' IO ⇒

0,5
0,25
0,25
0,25

Theo Côsi MNmin khi d= √ Lf = 30cm.
Câu 7
(1,0 điểm)

0,25

- Mắc mạch điện theo sơ đồ thông thường một mạch kín bao gồm:
- Nguồn điện - Ampe kế - Bình điện phân.
+ Dùng Ampe kế xác định dòng điện I chạy qua dung dịch điện phân.
+ Dùng đồng hồ đếm thời gian để xác định thời gian Δt mà dòng điện đi qua.
+ Xác định khối lượng m của chất bám vào điện cực:
+ Bằng cách dùng cân để đo khối lượng m1 điện cực trước khi mắc vào
mạch, sau đó đo khối lượng m2 của điện cực đó sau khi cho dòng điện
đi qua chất điện phân và tính được khối lượng:
m = m2 - m1
(1)
- Gọi n là hóa trị của chất.
+ Số các nguyên tử xuất hiện ở điện cực:

0,25
0,25
0,25

(2)
(Số nguyên tử = số electron/Hóa trị)
+ Mặt khác: Gọi NA là số Avogadro, A là khối lượng mol của chất ta có:
Số các nguyên tử đó là:
- Từ (1), (2) và (3) ta tìm được:

(3)

0,25
0,25