Một số đề ôn luyện Vật lý chọn đội dự tuyển thi học sinh giỏi quốc gia

MỘT SỐ ĐỀ ÔN LUYỆN THI CHỌN ĐỘI DỰ TUYỂN QG ĐỀ ÔN SỐ 1 Câu 1 Một thanh nhẹ AB, đầu B có gắn một quả cầu nhỏ khối lượng m, đầu A được giữ bằng một bản lề cố định và có thể quay trong mặt phẳng hình vẽ Ban đầu thanh nằm theo phương thẳng đứng và dựa vào vật M Đẩy nhẹ cho hệ dịch chuyển không vận tốc đầu sang phải Hãy tính tỉ số Mm để m tách khỏi M khi thanh làm với phương ngang một góc Bỏ qua ma sát A B M m Áp dụng với = 6 rad Câu 2 Một bình trụ kín, thẳng đứng được chia thành hai ngăn bằng một.

V1 a

b

c

d

MỘT SỐ ĐỀ ÔN LUYỆN THI CHỌN ĐỘI DỰ TUYỂN QG

ĐỀ ÔN SỐ 1

Câu 1 :

Một thanh nhẹ AB, đầu B có gắn một quả cầu nhỏ khối lượng m, đầu A

được giữ bằng một bản lề cố định và có thể quay trong mặt phẳng hình vẽ

dịch chuyển không vận tốc đầu sang phải Hãy tính tỉ số M/m để m tách

khỏi M khi thanh làm với phương ngang một góc  Bỏ qua ma sát

Áp dụng với  = /6 rad

Câu 2 : Một bình trụ kín, thẳng đứng được chia thành hai ngăn bằng một vách ngăn di động có trọng

lượng đáng kể Nhiệt độ của hệ là T0, vách ngăn ở vị trí cân bằng, khí ở ngăn trên ( ký hiệu là ngăn A)

có áp suất là 10 kPa và có thể tích gấp ba lần thể tích ở ngăn dưới (ký hiệu là ngăn B), áp suất của khí ngăn dưới là 20 kPa

1/ Lật ngược bình hình trụ, để cho bình thẳng đứng, ngăn B ở trên, ngăn A ở dưới Tính áp suất và thể tích của khí trong ngăn A sau khi nhiệt độ trở về T0 và cân bằng được thiết lập

2/ Sau khi lật ngược bình như ở ý 1 của câu này thì phải làm cho nhiệt độ cả hệ biến đổi như thế nào,

để thể tích của ngăn A và ngăn B bằng nhau?

3/ Tính tổng nhiệt lượng cần truyền cho khí trong cả hai ngăn để thực hiện được biến đổi nhiệt độ như

ở ý 2 Biết rằng khí trong cả hai ngăn đều là lưỡng nguyên tử và thể tích ban đầu của ngăn B là V = 0,1

lít Bỏ qua ma sát giữa vách ngăn và thành bình

Câu 3: Cho mạch điện như hình vẽ C = 2 F, , nguồn điện có suất điện động và điện trở trong không

đáng kể Ban đầu các khóa K1 và K2 đều mở Bỏ qua điện trở các khóa và dây nối

1 Đóng khóa K1 (K2 vẫn mở), tính nhiệt lượng tỏa ra trên R1 sau khi

điện tích trên tụ điện đã ổn định

2 Với R3 = 30  Khóa K1 vẫn đóng, đóng tiếp K2, tính điện lượng

chuyển qua điểm M sau khi dòng điện trong mạch đã ổn định

3 Khi K1, K2 đang còn đóng, ngắt K1 để tụ điện phóng điện qua R2 và

R3 Tìm R3 để điện lượng chuyển qua R3 đạt cực đại và tính giá trị điện

lượng cực đại đó

Câu 4: Hai dây dẫn dài, mỗi dây có điện trở R = r0 được uốn thành

hai đường ray nằm trong mặt phẳng ngang như hình vẽ Hai ray phía

bên phải cách nhau l1 = 5l0 và nằm trong từ trường có cảm ứng từ B1

= 8B0, hướng từ dưới lên Hai thanh ray bên trái cách nhau khoảng l2

= l1 = 5l0 và nằm trong từ trường B2=5B0, hướng từ trên xuống

Hai thanh kim loại nhẵn ab và cd có cùng điện trở r0 được đặt nằm trên các ray như hình vẽ, mọi ma sát đều không đáng kể Tác dụng một lực kéo để ab chuyển động sang phải với vận tốc đều v1 = 5v0

1 Khi đó cd cũng chịu tác dụng một ngoại lực và chuyển động sang trái với vận tốc đều v2 = 4v0 Hãy tìm:

a Độ lớn ngoại lực tác dụng lên cd, biết lực này nằm trong

mặt phẳng ngang

b Hiệu điện thế giữa hai đầu c và d và công suất toả nhiệt của

mạch trên

2 Nếu không có ngoại lực tác dụng vào cd, tính vận tốc và quãng

đường cd đi được Cho khối lượng của thanh cd là m

Câu 5:

Xác định suất điện động của một nguồn điện bằng hai vôn kế khác nhau có điện trở trong chưa biết và không lớn lắm



m

M

B A

E

N M C

K1

K2

R3

R2

R1

Dụng cụ : Hai vôn kế, nguồn điện, các dây nối.

Hãy trình bày phương án tiến hành thí nghiệm, vẽ sơ đồ các mạch điện, lập công thức để xác định suất điện động của nguồn điện

ĐỀ ÔN SỐ 2

Câu 1:

m1

Cho cơ hệ như hình 1: Nêm có khối lượng M, góc nghiêng α Hai vật có khối lượng m1 và m2

(m1 > m2) được nối với nhau bằng dây mảnh, nhẹ, không dãn, vắt qua ròng rọc nhẹ gắn với nêm Bỏ qua ma sát của trục ròng rọc

1 Nêm được giữ cố định Cho hệ số ma sát giữa hai vật với nêm là k

a) Tìm giá trị cực đại αmax của góc α để hai vật đứng yên

b) Góc α > αmax (ở câu a) Tính gia tốc của hai vật

2 Xét trường hợp bỏ qua ma sát giữa các vật với nêm và ma sát giữa nêm với mặt sàn, tính gia tốc

tương đối a của hai vật với nêm và gia tốc aM của nêm đối với sàn khi thả hệ tự do

Câu 2: Một tụ điện phẳng được làm từ hai bản kim loại phẳng diện tích S, đặt nằm ngang cách nhau

một khoảng h Khoảng không gian giữa hai bản tụ được lấp đầy một khối điện môi gồm hai lớp có chiều dày giống nhau với các hằng số điện môi là ε1 và ε2 (Hình 2) Mắc vào hai bản tụ một hiệu điện thế U không đổi

a) Tìm điện tích của tụ

b) Gọi M là khối lượng của khối

điện môi, C0 là điện dung của tụ khi

khi đã lấp đầy điện môi Khối điện

môi có thể trượt không ma sát

Vào thời điểm nào đó một vật

nhỏ có khối lượng m chuyển động

song song bản tụ với vận tốc va

chạm mềm với khối điện môi Vận tốc v của m phải có giá trị nhỏ nhất bằng bao nhiêu để

nó có thể đánh bật tấm điện môi ra khỏi tụ điện ?

Câu 3 :

Trong một động cơ nhiệt có n mol khí (với i=3) thực hiện

một chu trình kín như hình vẽ Các đại lượng po; Vo đã biết

Hãy tìm

+ Nhiệt độ và áp suất khí tại điểm 3

+ Công do chất khí thực hiện trong cả chu trình?

+ Hiệu suất của máy nhiệt

Câu 4 :Hai thanh ray kim loại cứng AB và CD đủ dài, đặt

song song , cách nhau một khoảng L = 50cm trên mặt phẳng

nằm ngang Hai đầu B và C được hàn với nhau bởi một

thanh kim loại cứng BC Thanh kim loại MN có khối lượng

m = 5g, điện trở R= 0,5 có thể trượt không ma sát dọc theo hai thanh ray, luôn tiếp xúc và vuông góc

với chúng Hệ thống được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5T, thẳng đứng hướng lên

(Hình 2) Bỏ qua điện trở của chỗ tiếp xúc, của hai thanh ray và thanh BC

1 Hãy tính công suất cơ học cần thiết để kéo thanh MN trượt đều với tốc độ v0 = 2m/s dọc theo các thanh AB và CD So sánh công suất này với công suất tỏa nhiệt trên thanh MN

2 Thanh MN đang trượt đều như trên thì người ta ngừng tác

dụng lực Sau đó thanh MN còn có thể trượt thêm được đoạn

đường bằng bao nhiêu?

Câu 5: Xác định hệ số ma sát nhớt của chất lỏng

Cho công thức xác định lực ma sát nhớt tác dụng lên bi

nhỏ: F=6 π.η.v r

Trong đó: η là hệ số ma sát nhớt của chất lỏng, v là tốc độ

chuyển động của bi so với chất lỏng, r là bán kính của bi

Cho các dụng cụ thí nghiệm:

(1) Một ống thủy tinh hình trụ dài

(2) Một ống nhỏ giọt

N

M

D C

p

7V0

3V0

P0

5p0

V

1

(3) Một cân

(4) Một đồng hồ bấm giây

(5) Một thước đo chiều dài

(6) Chậu đựng nước có khối lượng riêng ρ đã biết

(7) Chậu đựng dầu thực vật có khối lượng riêng ρd đã biết

Trình bày cơ sở lý thuyết, cách bố trí, các bước tiến hành thí nghiệm để xác định hệ số ma sát nhớt của dầu thực vật đã cho

ĐỀ ÔN SỐ 3

Câu 1:

30o K

E, r

B F

Một nêm có tiết diện là tam giác ABC vuông tại A và hai mặt bên là

AB và AC Cho hai vật m 1 và m 2 chuyển động đồng thời không vận

tốc đầu từ A trên hai mặt nêm Bỏ qua mọi ma sát Lấy g = 10m/s2

(Hình 1 )

a Giữ nêm cố định, thời gian hai vật m 1 và m 2 trượt đến các chân

mặt nêm AB và AC tương ứng là t 1 và t 2 với t 2 =2t 1 Tìm 

b Để t 1 = t 2 thì cần phải cho nêm chuyển động theo phương ngang

một gia tốc a 0 không đổi bằng bao nhiêu?

Câu 2: Tụ điện phẳngcó diện tích S, khoảng cách 2 bản = d Chọn trục Ox như hình vẽ Người ta lấp

đầy tụ bằng 1 tấm điện môicó

Tụ được mắc vào U0 như hình vẽ

1 C=?

2 Mật độ điện tích trên các bản tụ và điện trường tại điểm trong tụ có tọa độ x?

3 Công để đưa 1 nửa tấm điện mới ra khỏi tụ =? Bỏ qua ma sát, g

Câu 3: Một mol khí lý tưởng thực hiện chu trình thuận nghịch 1231

được biểu diễn trên hình vẽ Biết:

- Nội năng U của một mol khí lý tưởng có biểu thức U kRT

Trong đó k là hệ số có giá trị tùy thuộc vào loại khí lý tưởng ( k 1,5

với khí đơn nguyên tử; k 2,5 với khí lưỡng nguyên tử); R là hằng số

khí; T là nhiệt độ tuyệt đối

- Công mà khí thực hiện trong quá trình đẳng áp 1-2 gấp n lần

công mà ngoại lực thực hiện để nén khí trong quá trình đoạn nhiệt 3-1

a Tìm hệ thức giữa n, k và hiệu suất h của chu trình?

b Cho biết khí nói trên là khí lưỡng nguyên tử và hiệu suất h = 25%

Hãy tính n?

c Giả sử khối khí lưỡng nguyên tử trên thực hiện một quá trình thuận

nghịch nào đó được biểu diễn trong mặt phẳng pV bằng một đoạn thẳng

có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ Tính nhiệt dung của khối khí trong

quá trình đó?

Câu 4: Thanh MN có chiều dài 50 cm, điện trở 3 Ω có thể trượt

không ma sát trên hai thanh ray song song, mỗi thanh ray hợp với

mặt phẳng ngang một góc 30o Đầu dưới hai thanh ray nối với một

nguồn điện có suất điện động E = 12 V Hệ đặt trong từ trường

đều có cảm ứng từ B vuông góc với mặt phẳng hai thanh ray và

Hình

m 1

m 2

C B

A



V

p1

p

p2

0

3

có độ lớn B = 0,5 T (hình 3) Bỏ qua điện trở r, điện trở dây nối, khóa K và các thanh ray Lấy g = 10 m/s2 Ban đầu thanh được giữ đứng yên theo phương nằm ngang

1 Đóng K, thả nhẹ thanh thì nó tiếp tục đứng yên Tính khối lượng của thanh.

2 Kéo thanh lên trên bằng lực F đặt tại trung điểm của MN và có giá song song với các thanh ray.

Với F = 0,25 N thì tốc độ cực đại của thanh MN bằng bao nhiêu?

Câu 5:

Có một bóng đèn 2,5V – 0,1W, dây tóc đèn có bán kính rất nhỏ nên khi cho dòng điện chạy qua là nóng lên rất nhanh Để đo chính xác điện trở của nó ở nhiệt độ phòng người ta dùng các dụng cụ sau: 1pin 1,5V, 1biến trở, 1mV kế sai số 3mV có điện trở nội rất lớn, 1mA kế có điện trở nội không đáng

kế sai số 3μA

Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để tiến hành phép đo ấy:

- nêu nguyên lý thí nghiệm

- sơ đồ bố trí thí nghiệm

- cách tiến hành thí nghiệm và xử lý số liệu

ĐỀ ÔN SỐ 4

Câu 1: Một con lắc đơn gồm 1 quả cầu nhỏ có khối lượng m1 = 100g treo vào một sợi dây nhẹ không

giãn dài l = 1m Kéo lệch sợi dây theo phương thẳng đứng một góc rồi truyền cho m1 một vận tốc V0 theo phương vuông góc với sợi dây để vật đi về vị trí cân bằng Khi m1 chuyển động thì lực căng dây cực đại bằng 2 lần trọng lực của nó

a) Tìm V0

b) Khi m1 đi qua vị trí thấp nhất nó va chạm đàn hồi và xuyên tâm với 1 quả cầu m2 đang chuyển động ngược chiều với m1 với vận tốc V2 tìm V2 biết rằng sau va chạm góc lệch cực đại dây treo vật m1

hợp với phương thẳng đứng một góc 450 Cho g = 10m/s2 và m2 = 160g

c) Giả sử với vận tốc V2như trên mà va chạm là hoàn toàn không đàn hồi (sau va chạm 2 vật dính vào

nhau) thì sau va chạm 2 vật làm sợi dây lệch một góc cực đại so với phương đứng là bao nhiêu

Câu 2:

Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn điện có suất điện động

E, điện trở trong , hai tụ điện có điện dung C1 = C2 = C

(ban đầu chưa tích điện) và hai điện trở R và 2R, lúc đầu khóa K

mở Bỏ qua điện trở các dây nối và khoá K Đóng K

1 Tính điện lượng chuyển qua dây dẫn MN.

2 Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R.

Câu 3:

Trên mặt bàn phẳng nằm ngang nhẵn đặt một khung dây dẫn

hình chữ nhật có các cạnh là a và b (hình vẽ) Khung được đặt trong

một từ trường có thành phần của cảm ứng từ dọc theo trục Oz chỉ phụ

cảm của khung dây, hãy xác định khoảng cách mà khung dây đi được

cho tới khi dừng lại hoàn toàn Biết điện trở thuần của khung dây là R

Câu 4:

Một mol khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện một chu trình C:

1 – 2 – 3 – 1 – 4 – 5 – 1, gồm hai chu trình là C1:1 – 2 – 3 – 1 và C2:

1 – 4 – 5 – 1 như hình vẽ 3 Các quá trình: 3 – 1 và 5 – 1 là đẳng

nhiệt, 1 – 2 và 4 – 5 là đẳng áp, 2 – 3 và 1 – 4 là đẳng tích.Áp suất ở

trạng thái 5 là p5 = 2.105 , ở trạng thái 3 là p3 = 2.106 Thể

tích trạng thái 5 là V5 = 10 lít, ở trạng thái 1 là V1 = 8 lít Biết hằng

a) Tính áp suất p1 ở trạng thái 1 và nhiệt độ T4 ở trạng thái 4

b) Ở chu trình C1, tính công A1mà khối khí thực hiện và tính

nhiệt lượng Q1 mà khối khí nhận được từ bên ngoài

c) Xét cả chu trình C, tính tỷ số phần trăm giữa công A mà hệ thực hiện và nhiệt lượng Q mà hệ thuvào (còn gọi là hiệu suất của cả chu trình C)

Câu 5: Phương án thực hành

Cho các dụng cụ sau:

- Một mẩu gỗ

- Lực kế

- Mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng không đổi và chưa biết giá trị góc nghiêng

- Dây chỉ

Trình bày phương án thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt giữa một mẩu gỗ với mặt phẳng nghiêng Biết rằng độ nghiêng của mặt phẳng không đủ lớn để cho mẩu gỗ tự trượt xuống

C2

-+

K

M

2R

C1

R

E,

N

p

p5

p3

p

1 2

3

ĐỀ ÔN SỐ 5

Câu 1 :

Cho con lắc có một đầu gắn cố định tại điểm O, một đầu treo vật nhỏ bằng sợi dây nhẹ không dãn, chiều dài L Tại vị trí P ở dưới điểm O, cách O

k

L

đoạn L/2 có gắn đinh Con lắc được thả nhẹ từ vị trí A với OA có phương nằm ngang như hình vẽ Khi con lắc tới vị trí B, chỉ phần dưới điểm P có thể tiếp tục đi lên

a) Giả sử khi con lắc tới vị trí C, sợi dây bị đứt Tính góc tạo bởi PC và phương thẳng đứng

b)Sau khi dây đứt, vật nhỏ chuyển động tới vị trí D đạt độ cao cực đại Tìm độ cao cực đại của vật so với điểm P

c)Vật đi qua điểm E ở ngay dưới điểm O Tìm khoảng cách OE

Câu 2 : Hai bản của một tụ điện phẳng đặt trong không khí có cùng diện tích S, có thể chuyển động

không ma sát dọc theo một sợi dây cách điện nằm ngang xuyên qua tâm của chúng Một bản có khối lượng m, điện tích Q còn bản kia có khối lượng 2m, điện tích -2Q Ban đầu hai bản được giữ cách nhau một khoảng 3d

a) Tìm năng lượng điện trường giữa hai bản tụ

b) Ở thời điểm nào đó người ta thả hai bản ra Hãy xác định vận tốc của mỗi bản khi chúng cách nhau một khoảng d

Câu 3:

Trong một động cơ nhiệt có n mol khí lý

tưởng đơn nguyên tử thực hiện một chu trình

biến đổi 1 – 2 – 3 – 4 – 1 cho trên Error:

Reference source not found

1 Tính công sinh ra trong một chu trình theo

p0, V0

2 Tìm hiệu suất của chu trình.

3 Tìm hiệu suất lí tưởng của một động cơ có nhiệt độ nguồn nóng và nguồn lạnh là nhiệt độ cao nhất

và thấp nhất của chu trình trong Error: Reference source not found

Câu 4: Một mạch điện gồm có: ống dây có hệ số tự cảm L = 2,00μH và đ iện trở Ro = 1,00Ω; nguồn điện có suất điện động E = 3,0V và điện trở trong r = 0,25Ω; điện trở R = 3,00Ω, được mắc như hình 4

Bỏ qua điện trở dây nối và khoá k

a Đóng khoá k, sau một thời gian cường độ các dòng điện trong mạch

đạt giá trị ổn định Xác định cường độ dòng điện qua ống dây và điện

trở R; công suất của nguồn E;

b Tính nhiệt lượng Q toả ra trên R sau khi ngắt khoá k

Câu 5 : Một cốc thí nghiệm hình trụ bằng thuỷ tinh, bề dày thành cốc và đáy cốc là không đáng kể, trên

thành cốc có các vạch chia để đo thể tích chất lỏng đựng trong cốc Cho một chậu đựng nước sạch với

khối lượng riêng của nước là ρ n đã biết, một chậu đựng dầu thực vật chưa biết khối lượng riêng, một dụng cụ nhỏ giọt

Trình bày phương án thí nghiệm xác định khối lượng riêng ρ d của dầu thực vật và khối lượng m

của cốc Yêu cầu:

- Nêu cơ sở lí thuyết và lập các biểu thức tính toán cần thiết

- Nêu các bước tiến hành thí nghiệm, vẽ sơ đồ thí nghiệm, lập bảng số liệu

- Vẽ dạng đồ thị và nêu cách tính ρ d và m.

ĐỀ ÔN SỐ 6

Câu 1: Hai thanh cứng AB = l 1 = 0,5 m và AC = l 2 = 0,7 m được nối với

nhau và với tường (đứng thẳng) bằng các chốt BC = d = 0,3 m, hình vẽ 3

Treo một vật có khối lượng m = 45 kg vào đầu A Các thanh có khối lượng

không đáng kể Tính lực mà mỗi thanh phải chịu, lực ấy là lực kéo hay

nén ? Lấy g = 10 m/s2

Câu 2: Cho mạch điện như hình vẽ 3 : U = 60V (không đổi),

C1 = 20µF, C2 = 10µF

U

+

-b a

K R

C2

C1

C

l2

l1

m A B

1 Ban đầu các tụ điện chưa tích điện Khóa K ở vị trí b, chuyển sang a rồi lại về b Tính điện lượng qua R

2 Sau đó chuyển K sang a rồi lại về b Tính điện lượng qua R trong lần chuyển thứ 2

Câu 3: Hai thanh ray dẫn điện dài nằm song song với nhau, khoảng

cách giữa hai thanh ray là l = 0,4m MN và PQ là hai thanh dẫn điện

song song với nhau và được gác tiếp xúc điện lên hai thanh ray, cùng

vuông góc với hai ray

(Hình vẽ 4) Điện trở của MN và PQ đều bằng r = 0,25,

R = 0,5, tụ điện C = 20µF ban đầu chưa tích điện, bỏ qua điện trở

của hai ray và điện trở tiếp xúc Tất cả hệ thống được đặt trong một từ

trường đều có véc tơ vuông góc với mặt phẳng hình vẽ chiều đi vào

trong , độ lớn B = 0,2T

Cho thanh MN trượt sang trái với vận tốc v = 0,5m/s, thanh PQ trượt sang phải với vận tốc 2v

1 Tìm công suất tỏa nhiệt trên điện trở R

2 Tìm điện tích của tụ , nói rõ bản nào tích điện dương ?

Câu 4: Một mol khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện một chu

trình khép kín như Hình 3 Trong đó: 1 - 2 là quá trình đẳng nhiệt;

2 - 3 là quá trình đẳng áp; 3 - 4 là quá trình biến đổi theo quy luật

; 4 - 1 là quá trình đẳng tích Cho biết:

và nhiệt độ nhỏ nhất của chu trình là 300K; R = 8,31J/mol.K

a) Tính các nhiệt độ và ứng với các trạng thái 3 và 4

b) Chứng minh rằng quá trình 3 - 4 nhiệt độ khí luôn giảm

c) Tính hiệu suất của chu trình

Câu 5: Cho các dụng cụ và linh kiện sau:

- Hai vôn kế khác nhau có điện trở chưa biết R1 và R2

- Một điện trở mẫu có giá trị R0 cho trước

- Một nguồn điện một chiều chưa biết suất điện động và điện trở trong

- Dây dẫn điện

Yêu cầu:

- Thiết lập công thức tính suất điện động của nguồn điện, có vẽ sơ đồ mạch điện minh hoạ

- Nêu phương án đo điện trở trong của nguồn, điện trở R1, R2 của hai vôn kế Có vẽ sơ đồ mạch điện minh hoạ

ĐỀ ÔN SỐ 7

Câu 1:

Trên một thanh trơn nhẵn có lồng hai vật như nhau có cùng

khối lượng M, hai vật được gắn với một dây nhẹ không dãn dài 2L Ở

giữa dây người ta buộc một vật nặng khối lượng 2M Buông nhẹ ra cho

vật chuyển động như hình vẽ Hãy tính giá trị cực đại của vận tốc hai

vật và của vật nặng Biết rằng ban đầu dây không giãn

R

C

P

B

N

M

Q

R

2M

M M