TRƯỜNG THPT SỐ 3
HUYỆN VĂN BÀN

KỲ THI CHỌN HSG MÔN VĂN HÓA THPT CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2022-2023

ĐỀ THI ĐỀ XUẤT

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)
Từ điểm A của một mặt bàn phẳng nghiêng
người ta thả một vật có khối lượng m=0,2kg trượt
không ma sát với vận tốc ban đầu bằng 0 rơi xuống đất.
Cho AB = 50cm; BC = 100cm; AD = 130cm; g =
10m/s2 (hình vẽ). Bỏ qua lực cản không khí.
a. Tính vận tốc của vật tại điểm B và điểm chạm đất E.
b. Chứng minh rằng quỹ đạo của vật mà là một parabol.
Vật rơi cách chân bàn một đoạn CE là bao nhiêu?
c. Khi rơi xuống đất, vật ngập sâu vào đất 2cm. Tính
lực cản trung bình của đất lên vật.
Câu 2 (4,0 điểm)
Một lò xo có khối lượng không đáng kể, hệ
số đàn hồi k = 100(N/m) được đặt nằm ngang,
một đầu được giữ cố định, đầu còn lại được gắn
với chất điểm m1 = 0,6 (kg). Chất điểm m1 được
gắn với chất điểm thứ hai m2 = 0,4 (kg). Các chất
điểm đó có thể dao động trên mặt phẳng nằm
ngang. Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ, gốc O
tại vị trí cân bằng của hệ vật. Tại thời điểm ban đầu giữ hai vật ở vị trí lò xo nén 2cm rồi
buông nhẹ. Bỏ qua ma sát, sức cản của môi trường.
1. Xem các chất điểm luôn gắn chặt với nhau trong quá trình dao động, chọn gốc thời
gian khi buông vật.
a) Viết phương trình dao động của hệ vật.
b) Vẽ đồ thị thế năng theo động năng.
c) Tính khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ li độ

(cm) đến

(cm).

d) Tìm quãng đường mà vật đi được từ thời điểm
(s)đến thời điểm
(s).
e) Khi vật ở li độ x = 1(cm) thì giữ chặt điểm chính giữa của lò xo. Tìm biên độ dao
động của hệ vật sau đó.
2. Chỗ gắn hai chất điểm bị bong ra nếu lực kéo tại đó đạt đến 0,5(N). Tìm vị trí chất
điểm m2 tách khỏi chất điểm m1 và tính vận tốc cực đại của m1 sau đó.
Câu 3 (4,0 điểm)
Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng kết hợp là nguồn điểm A và B dao động theo
phương trình:
. Coi biên độ sóng không đổi. Người ta đo được khoảng
cách giữa 4 điểm đứng yên liên tiếp trên đoạn AB là
Khoảng cách giữa hai nguồn A, B là

a. Tính tốc độ sóng.
b. Tính số điểm đứng yên trên đoạn AB.
c. Hai điểm M1 và M2 nằm trên đoạn AB cách trung điểm H của AB những đoạn lần lượt là
và
Tại thời điểm t1 vận tốc của M1 có giá trị đại số là
Tính giá trị đại số
của vận tốc của M2 tại thời điểm t1.
d. Tính số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn AB cùng pha với nguồn.
Câu 4 (2,0 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ:
Trong đó:
Ampe kế có điện trở không đáng kể chỉ 0,5A.
Tính suất điện động của nguồn điện.
Câu 5 (4,0 điểm)
Cho đoạn mạch AB gồm R, L, C mắc nối tiếp như hình vẽ. Đặt vào hai đầu đoạn mạch
−3
2
10
L=
H
,
C=
F.
π
5π
một điện áp xoay chiều u AB =220 √2 cos100 πt(V ) , R=50 √ 3Ω ,
a. Viết biểu thức cường độ dòng điện, biểu thức của các
L
N C
điện áp uAN và uMB.
A
B
M
R
b. Điều chỉnh C để công suất trên cả đoạn mạch đạt cực
đại. Tìm C và giá trị cực đại của công suất.
2
L= H ,
π
c. Giữ nguyên
thay điện trở R bằng R1 =1000Ω,
4
C1 = μF .
9π
điều chỉnh tụ điện C bằng
Giữ nguyên điện áp hiệu dụng của nguồn, thay đổi tần
số f đến giá trị f0 sao cho điện áp hiệu dụng U C1 giữa hai bản cực của tụ điện đạt cực đại. Tìm
f0 và giá trị cực đại của UC1.
Câu 6 (2,0 điểm)
1. Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kỳ (A nằm trên trục
chính) thì thu được ảnh A'B' nhỏ hơn vật 3 lần và cách vật 12cm. Hãy xác định khoảng cách
từ vật đến thấu kính và tiêu cự của thấu kính.
2. Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm. Một vật sáng là đoạn L(cm)
thẳng AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính (A nằm
trên trục chính của thấu kính). Vật sáng AB này qua thấu kính cho L
1
ảnh A'B' và cách AB một đoạn L. Cố định vị trí của thấu kính, di
chuyển vật dọc theo trục chính của thấu kính sao cho ảnh của vật L0
qua thấu kính luôn là ảnh thật. Khi đó khoảng cách L thay đổi theo
x(cm)
khoảng cách từ vật đến thấu kính là OA = x được cho bởi đồ thị
x1
O
15 x0
như hình vẽ. Từ đồ thị tính giá trị x1, x0 và L0.
Câu 7 (1,0 điểm)
Cho các dụng cụ sau: Một cuộn chỉ và một đồng hồ. Hãy trình bày một phương án để xác
định thể tích lớp học của em. Lấy g = 9,81m/s2.

-------------------------------HẾT--------------------------------------Họ và tên thí sinh: .....................................................Số báo danh: ...............
HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ THANG ĐIỂM
KỲ THI CHỌN HSG MÔN VĂN HÓA CẤP TỈNH NĂM HỌC 2022 – 2023
MÔN: VẬT LÍ
Câu
Câu 1
(3,0 điểm)

Đáp án
a. Vì bỏ qua ma sát nên cơ năng của vật được bảo toàn. Chọn gốc thế năng
tại mặt đất.
Cơ năng của vật tại A, B là:
1
2

2
; W B= . m v B +mg . BC

Biểu
điểm

0,25

Vì cơ năng được bảo toàn, nên:
 WA =WB

0,25
(m/s)
Lại có: Vật chạm đất tại điểm E, cơ năng của vật tại E là:
Tương tự, áp dụng định luật bảo toàn cơ năng tại A và E ta có:

0,25
(m/s)
b. Chọn hệ quy chiếu (hình vẽ).

Khi vật rời khỏi B, vận tốc ban đầu vB hợp với phương ngang một góc α.
Xét tam giác ABH có : sin α=

AH AD −BC 3
=
= (1)
AB
AB
5

0,25
0,25

Chọn gốc tọa độ tại C. Phương trình chuyển động theo các trục x và y là
          x=v B cos α .t (2)
1
y=h−v B . sin α . t− g t 2 (3) (Với BC=h)
2

0,25

Từ (2) và (3) ta rút ra được:

(4)
Đây chính là phương trình của một parabol có bề lõm quay xuống dưới.
Vậy quỹ đạo của vật sau khi dời bàn là một parabol.

0,25

0,25
Từ (1) suy ra:
,
Khi vật chạm đất tại E thì y=0. Thay giá trị của y, vB,
phương trình (4), ta thu được phương trình:

,

 vào
0,25

(5)
Giải phương trình (5), thu được x=0,635m. Vậy vật rơi cách chân bàn một
đoạn CE=0,635m.
c) Động năng tại E là:
(J)
Sau khi ngập sâu vào đất 2cm vật đứng yên. Áp dụng công thức về độ biến
thiên động năng. Gọi lực cản trung bình là F, ta có :

Câu 2
(4,0 điểm)

0,25
0,25

0,25

         
1.
a.

0,25

rad/s

Tại
rad
Suy ra phương trình dao động là:
b. Ta có:

(J) thì
Khi

0,02
O

0,25
0,25

Ta có:
Khi

cm

(J) thì

(J)
(J)
0,02

0,25

c. Thời gian ngắn nhất để vật dao động điều hòa từ

(cm) đến

(cm) tương ứng vật chuyển động tròn đi từ M 1 đến M2 với góc
quét:
(s)

0,25

d. Vị trí của vật ở thời điểm t1 là
Góc quét:

0,25
(rad)

Quãng đường đi được:

0,25

Từ vòng tròn lượng giác, suy ra
Suy ra

(m)

e. Ngay sau giữ:
rad/s,
cm,
cm/s.(Khi giữ
điểm chính giữa của lò xo thì độ cứng tăng 2 lần, li độ giảm 2 lần)

0,25

cm.
2. Vị trí vật m2 bong ra khỏi m1 thỏa mãn:
Ngay sau bong chất điểm m1 dao động có:
rad/s
cm/s
cm.

0,25

N

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

cm

Câu 3
(4,0 điểm)

0,25

cm/
a. Khoảng cách giữa 4 điểm đứng yên liên tiếp trên đoạn AB là:

0,25

Tốc độ sóng:
b. Ta có:

0,25

0,5

0,25

Suy ra có 10 điểm đứng yên.
c. Phương trình dao động của M bất kỳ trên đoạn AB cách trung điểm H
của AB một đoạn x:
Từ phương trình dao động của M trên đoạn AB ta thấy M1, M2 trên đoạn
AB dao động cùng pha hoặc ngược pha, nên tỷ số li độ cũng chính là tỷ số
vận tốc:

0,5

0,25
0,25

0,25

0,25
d. Phương trình dao động của một điểm M bất kì trên đoạn AB:
0,25

0,25
Các điểm dao động với biên độ cực trên đoạn AB cùng pha với nguồn
thoả mãn:
0,25

0,25

0,25
0,25

Câu 4
(2,0 điểm)

Vậy trên đoạn AB có 6 điểm dao động với biên độ cực đại cùng pha với
nguồn (gồm cả 2 nguồn)
Vì

nên ta có mạch điện như hình vẽ:

0,25

- Theo hình vẽ đề ra ta có:
(1)

0,25

(2)
Vì

và

mắc song song mà

nên

Do đó (2)
. Thay vào (1)
- Từ đồ thị hình vẽ lại trên ta tính được:

0,25
(3)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

Câu 5
(4,0 điểm)

Thay I, IA, I4 vào (3) ta được:

2
2
Z
=
R
+(
Z
−Z
)
=100 √ 3(Ω)
√
L
C
a. Tổng trở :

trong đó

Z L=ωL=200 Ω ; Z C =

1
=50 Ω
ωC

0,25
0,25

I 0=

U0

0,25

≈1,8 A

Z
Z L −Z C
π
tan ϕ=
=√ 3⇒ ϕ=
R
3

Cường độ dòng điện :
Độ lệch pha :

- Biểu thức cường độ dòng điện :
- Biểu thức uAN :

0,25

π
i=1,8 cos(100 πt− ) A
3

Z AN = √ R2 + Z 2L≈218 Ω , U = I Z ¿ 392,4V
0AN
0 AN
tan ϕ AN =

Z L 200
=
⇒ ϕ AN ≈1 , 16 rad=ϕuAN −ϕ i
R 50 √ 3

u AN =392 ,4 cos(100 πt +0 , 11)(V )
- Biểu thức uMB :
Z AN =Z L −Z C =150 Ω , U = I Z

.

0,25
0,25

0,25
0,25

0MB
0 MB = 1,8.150 = 270(V)
π
ϕ MB =
2
Vì ZL > ZC nên
π π
π
u MB=270 cos(100 πt− + )(V )=270 cos(100 πt+ )(V )
3 2
6

0,25
0,25

b. - Công suất trên đoạn mạch đạt cực đại khi :
- Điện dung của tụ :

( )

Pmax =I 2max .R=

- Công suất cực đại là :
c. - Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ:
U C 1=I . Z C 1=

U . ZC 1

=
2
2
R
+(
Z
−Z
)
√ 1 L C

0,25

√

2

220
.50 √ 3≈558 ,7 (W ).
50 √ 3

0,25

U
R21

(

)

ZL
+
−1
2
Z C 1 Z C1

2

- Ta thấy UC1 đạt cực đại khi mẫu số cực tiểu. Biến đổi biểu thức ở mẫu số
ta được:
2 2 4
2 2
2
MS = L C 1 ω +(C 1 R1 −2 LC 1 )ω +1

0,25

√

- Mẫu số cực tiểu khi:

0,25
0,25

U.
U C 1 Max =

Câu 6
(2,0
điểm)

√

(

1
ω0 C 1

R21 + ω 0 L−

1
ω 0 C1

)

2

=480 ,2(V ).

- Giá trị cực đại của UC1 là:
1. Gọi d, d' lần lượt là khoảng cách từ vật và ảnh đến thấu kính.
Vì thấu kính đã cho là thấu kính phân kì nên ảnh thu được là ảnh ảo.

0,25

Do đó:
Ta có:

(cm)

(cm)

Tiêu cự của thấu kính:
(cm)
2. - Gọi d, d' lần lượt là khoảng cách từ vật và ảnh đến thấu kính

0,25
0,25

- Áp dụng công thức thấu kính ta có:
- Khoảng cách giữa vật và ảnh: L = d + d'
(1)
- Điều kiện để phương trình (1) có nghiệm là:
- Theo đồ thị ta thấy Lmin = L0
L0 = 40 cm
- Thay L0 và f vào phương trình (1) ta có: d = x0 = 20 cm
- Từ đồ thị, có hai giá trị d1 = x1 và d2 = 15 cm cho cùng một giá trị L

Câu 7
(1,0 điểm)

Mặt khác theo (1) ta có

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

+ Tạo một con lắc đơn bằng cách: Lấy sợi chỉ làm dây treo còn cuộn chỉ
làm vật nặng

0,25

+ Dùng đồng hồ đo chu kì dao động của con lắc đơn đó ở góc lệch nhỏ.

0,25

Tính chiều dài của dây treo con lắc bằng công thức:
và lấy nó
làm thước đo
+ Dùng cuộn chỉ đo độ dài các cạnh của căn buồng, rồi tính độ dài từ
thước dây đã tạo ra ở trên

0,25

+ Tính thể tích lớp bằng công thức v = a.b.h

0,25