Tổng hợp 20 Đề HSG Quốc gia môn Vật lí THPT 2009-2025 (Có đáp án)

 Tổng hợp 20 Đề HSG Quốc gia môn Vật lí THPT 2009-2025 (Có đáp án) - De-Thi.com
 ĐỀ SỐ 4
 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
 NĂM HỌC 2023-2024
 Môn: VẬT LÍ
 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
 Ngày thi thứ hai: 06/01/2024
 (Đề thi gồm 03 trang, có 05 câu)
Câu I (4,0 điểm)
Một bán trụ đặc đồng chất, cứng, bán kính R , khối lượng m đặt trên sàn cứng ở trạng thái cân bằng không bền 
như Hình 1.O là trung điểm đoạn thẳng tiếp xúc giữa bán trụ và sàn, Q là tâm mặt phẳng đáy (hình chữ nhật) và C 
là khối tâm của bán trụ, khoảng cách QC = u,QO = R,OC = 퓁. Cho gia tốc trọng trường là g . Bỏ qua mọi ma sát.
 1. Tìm u theo R.
 2. Tìm mômen quán tính IC của bán trụ đối với trục quay đi qua khối tâm C và vuông góc với mặt phẳng 
 hình vẽ.
 Hình 1.
3. Tìm mômen quán tính Io0 của bán trụ đối với trục quay đi qua O và vuông góc với mặt phẳng hình vẽ.
 IC 2 g
Trong phần tiếp theo, đặt k = m퓁2,ω0 = 퓁 và kí hiệu α là góc quay của bán trụ so với vị trí ban đầu (chiều dương là 
chiều ngược chiều kim đồng hồ).
4. Bán trụ bị lật úp xuống theo chiều ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ góc ban đầu rất nhỏ. Biết bán trụ bị trượt 
nhưng không rời khỏi sàn:
a) Tìm tốc độ góc ω của bán trụ theo α,ω0,k.
b) Tìm gia tốc góc γ của bán trụ theo α,ω0,k,ω.
c) Tìm gia tốc aC của khối tâm C theo α,k,g.
 De-Thi.com Tổng hợp 20 Đề HSG Quốc gia môn Vật lí THPT 2009-2025 (Có đáp án) - De-Thi.com
5. Bây giờ giữ bán trụ đứng yên ở vị trí QO có phương thẳng đứng rồi thả nhẹ, tìm gia tốc aC của khối tâm C ngay 
sau khi thả.
Câu II ( ퟒ, điểm)
Công suất phát xạ toàn phần của vật đen tuyệt đối ở nhiệt độ T là P = AσT4 với hằng số StefanBoltzmann 
σ = 5,67 ⋅ 10―8 W ⋅ m―2 ⋅ K―4, A là diện tích bề mặt phát xạ. Coi Mặt Trời là vật đen tuyệt đối, nhiệt độ bề mặt 
 5
TS = 6000 K và bán kính RS = 7.10 km; Trái Đất cũng là vật đen tuyệt đối, bán kính RE = 6400 km, nhiệt độ bề 
 8
mặt là đồng đều. Biết bán kính quỹ đạo trung bình của Trái Đất xung quanh Mặt Trời RSE = 1,5 ⋅ 10 km, tốc độ 
ánh sáng trong chân không c = 3 ⋅ 108 m ⋅ s―1.
 1. Ước tính năng lượng bức xạ Mặt Trời đến Trái Đất trong 1s.
 2. Sản lượng điện trên toàn thế giới trong năm 2020 vào khoảng 2,6.1013kWh. Giả sử con người có thể 
 chuyển hóa được 3% năng lượng bức xạ Mặt Trời tới Trái Đất thành điện năng và thời gian chuyển hóa 
 không đáng kể. Ước tính thời gian thu năng lượng bức xạ Mặt Trời để được sản lượng điện của năm 2020.
 3. Tính nhiệt độ bề mặt của Trái Đất khi ổn định.
 4. Tìm lực do bức xạ Mặt Trời tác dụng lên Trái Đất.
 5. Thực tế Trái Đất được bao bọc bởi một lớp khí quyển. Giả sử lớp khí quyển này phản xạ 30% bức xạ 
 Mặt Trời trở lại không gian, 70% còn lại truyền qua được lớp khí quyển và bị Trái Đất hấp thụ hoàn toàn. 
 Tính nhiệt độ bề mặt của Trái Đất.
Câu III ( ퟒ, điểm)
Cho trục Oz có phương nằm ngang, gốc tại một điểm O cố định. Xét một ống trụ cách điện đồng chất, cứng, thành 
mỏng, bán kính đáy a , chiều dài 퓁, trục ống trụ trùng với trục Oz , tâm một đáy tại O . Mặt ngoài ống trụ được 
tích điện với mật độ điện tích mặt ở tọa độ z là:
 ξπz
 σ(z) = σ cos2 ,
 0 2퓁
trong đó σ0 là hằng số dương và ξ là một tham số không thứ nguyên. Hằng số điện là ε0.
 1. Giữ ống trụ cố định. Một hệ gồm hai điện tích điểm +q và ―q(q > 0) được gắn cố định ở hai đầu một 
 thanh cách điện mảnh, cứng, không nhiễm điện, chiều dài 퓁, khối lượng không đáng kể, được đặt trùng với 
 Oz , điện tích dương tại O , điện tích âm tại M như Hình 2. Bỏ qua tác dụng của trọng lực. Gọi lực điện 
 trường tổng hợp do ống trụ tác dụng lên hệ hai điện tích điểm là F.
 Hình 2.
 De-Thi.com Tổng hợp 20 Đề HSG Quốc gia môn Vật lí THPT 2009-2025 (Có đáp án) - De-Thi.com
a) Khi ξ = 0, tìm phương, chiều và độ lớn của F theo ε0,q,σ0,a,퓁.
b) Khi ξ = 1, tìm phương, chiều và độ lớn của F theo ε0,q,σ0,a,퓁.
2. Tại thời điểm t = 0, cho ống trụ quay chậm quanh trục Oz với gia tốc góc không đổi γ từ tốc độ ban đầu bằng 0 
(Hình 3 ). Biết ξ = 0 và 퓁 ≫ a. Hằng số từ là μ0. Coi từ trường trong ống trụ là đều và bỏ qua bức xạ điện từ, khi 
tốc độ góc của ống trụ là ω hãy xác định:
a) Véctơ cảm ứng từ bên trong ống trụ theo μ0,σ0,a,ω.
 Hình 3.
b) Véctơ cường độ điện trường tại điểm bên trong ống trụ, cách trục ống trụ một khoảng r theo μ0,σ0,a,γ,r.
c) Tổng năng lượng điện trường và từ trường bên trong ống trụ theo ε0,μ0,σ0,a,퓁,ω.
Câu IV ( ퟒ, điểm)
Xét một quang hệ đặt trong không khí gồm: thấu kính hội tụ mỏng L, tiêu cự f = 30 cm, đường kính rìa d = 2 cm, 
quang tâm O; khe hẹp S ; màn quan sát E ; hai bản mặt song song A và B có dạng hình hộp chữ nhật giống hệt 
nhau có bề dày e = 18 mm và chiết suất tỉ đối với môi trường n = 1,5; nêm chắn sáng cao su mềm D (Hình 4). A 
và B đặt đối xứng và hợp với nhau một góc β = π ― α với α = 0,125rad. Màn E vuông góc với trục chính của 
thấu kính tại C . Nêm chắn sáng D (tam giác đen nhỏ trên trục chính) được đặt ở phần hở giữa A và B . Khoảng 
cách SO = 45,6 cm. Chiếu chùm sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5μ m đến quang hệ qua khe hẹp S thì quan sát 
được hiện tượng giao thoa trên màn E .
 Hình 4.
Xác định vị trí các ảnh cuối cùng của S tạo bởi quang hệ và tính khoảng cách giữa các ảnh đó.
 De-Thi.com Tổng hợp 20 Đề HSG Quốc gia môn Vật lí THPT 2009-2025 (Có đáp án) - De-Thi.com
 1. Tìm khoảng cách tối thiểu của OC đề quan sát được các vân giao thoa trên màn E .
 2. Cho OC = 1,5 m. Tính khoảng vân giao thoa quan sát được trên màn E .
 π
 ―1
 3. Giảm dần góc α với tốc độ ω = 400 rad.s bằng cách quay đồng thời A và B quanh cạnh tiếp xúc sao 
 cho chúng vẫn giữ được tính đối xứng qua mặt phẳng đi qua khe S và O . Tìm tốc độ thay đổi của khoảng 
 vân giao thoa trên màn E tại thời điểm A và B bắt đầu quay.
Câu V (4,0 điểm)
Câu này nghiên cứu mạch điện xoay chiều bằng cách sử dụng dao động kí điện tử hai chùm tia. Cho các dụng cụ 
sau:
TT Dụng cụ Số lượng
 Máy phát âm tần phát ra tín hiệu điện xoay chiều hình sin có thể điều chỉnh được điện áp, tần số. Trên 
1 máy phát âm tần, ngoài màn hình (A) hiển thị tần số và hai đầu ra của tín hiệu (D) còn có núm (B) cho 1
 phép điều chỉnh biên độ và núm (C) cho phép điều chỉnh tần số tín hiệu ra. Thiết bị đã được cấp nguồn.
 Dao động kí điện tử hai chùm tia cho phép đưa đồng thời hai tín hiệu điện vào hai cổng CH1 và CH2. 
2 Hình dạng của hai tín hiệu có thể quan sát đồng thời trên màn hình hiển thị E . Thiết bị đã được cấp 1
 nguồn.
3 Dây đo dao động kí để đưa tín hiệu điện vào dao động kí 2
4 Điện trở thuần có giá trị R = 500Ω với sai số tỉ đối 5%. 1
5 Tụ điện có điện dung Cx chưa biết 1
 đủ số 
6 Các dây dẫn điện với các đầu có thể kết nối với các đầu tụ điện, điện trở và với máy phát âm tần. lượng cần 
 thiết
 1. Thí nghiệm đo độ lệch pha của điện áp trên một điện trở và điện áp trên hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện 
 và điện trở đó mắc nối tiếp, hãy:
 a) Sử dụng chức năng quan sát đồng thời hai tín hiệu trên màn hình dao động kí:
 • Vẽ sơ đồ mắc mạch điện: kết nối đoạn mạch với máy phát âm tần và các cổng vào của dao động kí.
 • Vẽ phác dạng tín hiệu quan sát được trên màn hình dao động kí sau khi cả hai tín hiệu hiển thị rõ trên 
 màn hình, từ đó chỉ ra cách xác định độ lệch pha.
 b) Sử dụng chức năng tổng hợp dao động trên dao động kí: tín hiệu điện đưa vào cổng CH1 (hoặc CH2 ) sẽ 
 điều khiển chùm tia trong dao động kí quét trên màn hình theo phương OX (hoặc OY ). Mắc mạch điện 
 giống ý a) và sử dụng chức năng tổng hợp dao động trên dao động kí, người ta quan sát được hình dạng tín 
 De-Thi.com Tổng hợp 20 Đề HSG Quốc gia môn Vật lí THPT 2009-2025 (Có đáp án) - De-Thi.com
 hiệu tổng hợp trên màn hình dao động kí là một đường elip như Hình 5. Chỉ ra cách xác định độ lệch pha 
 theo p và q .
 Hình 5.
2. Trong thí nghiệm để xác định điện dung của tụ điện Cx, ta lắp một mạch điện gồm điện trở R và tụ điện Cx mắc 
nối tiếp. Đặt một tín hiệu điện xoay chiều tần số f phát ra từ máy phát âm tần vào hai đầu mạch điện. Giữ cố định 
biên độ điện áp cấp cho mạch và xác định tỉ số biên độ tín hiệu điện áp giữa hai đầu điện trở U0R và hai đầu tụ 
điện U0C khi thay đổi tần số f . Kết quả thí nghiệm thu được cho trong bảng sau:
 f(Hz) 99,8 199,0 300,0 400,1 500,3
 UOR /UOC 0,3 0,6 0,9 1,2 1,6
Từ số liệu trên, hãy xác định điện dung Cx của tụ điện. Cho biết sai số tỉ đối của UOR/U0C được đánh giá bằng 5%, 
bỏ qua sai số của tần số.
 De-Thi.com Tổng hợp 20 Đề HSG Quốc gia môn Vật lí THPT 2009-2025 (Có đáp án) - De-Thi.com
 ĐÁP ÁN
 HƯỚNG DÃ̃N CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC
 Môn: VẬT LÍ
 Ngày thi thứ nhất: 06/01/2024
 (Hướng dẫn chấm thi có 05 trang)
 I. HƯỚNG DẪN CHUNG
 1. Giám khảo chấm đúng như Đáp án - Thang điểm của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
 2. Nếu thí sinh có cách trả lời khác đáp án nhưng đúng thì giám khảo vẫn chấm điểm theo biểu điểm của 
 Hướng dẫn chấm thi.
 3. Giám khảo không quy tròn điểm thành phần của từng câu, điểm của bài thi.
 II. ĐÁP ÁN - THANG ĐIỂM
Câu Nội dung Điểm
 Câu I (4,0 điểm)
 Do tính đối xứng, khối tâm C nằm trên trục đối xứng Oy
 Chia bán trụ thành vô số lớp mỏng phẳng song song mặt phẳng đáy bán trụ, có bề dày dy, có khối lượng dm 
 , cách O một đoạn y .
 Ta có: = 푅푠푖푛 휑⇒ = 푅 표푠 휑 ⋅ 휑
1. Khối lượng lớp mỏng phẳng (hình chữ nhật): 1,00
 = 휌 ⋅ 퐿 ⋅ 푆 = 휌 ⋅ 퐿 ⋅ 2(푅 표푠 휑) ⋅ = 2휌퐿푅2 표푠2 휑 ⋅ 휑, (L là chiều dài bán trụ)
 ∫   /2 2 2 3 /2 2
 Tọa độ khối tâm : = 0 = ∫0  (푅푠푖푛 휑) 휌퐿2푅 표푠 휑 ⋅ 휑 = 2휌⋅ 퐿⋅푅 ∫0   표푠 휑⋅ ( 표푠 휑)
 1 4
 Với = 휌.퐿 ⋅ 푅2 nên có = = 푄 = 푅 ≈ 0,42푅
 2 3 
 1
 Mômen quán tính của bán trụ đối với: Trục quay qua Q : = 푅2
 푄 2
2. 0,50
 2 2 9 2 32 2
 Trục quay qua C : = 푄 ― = 푅 ≈ 0,32 푅
 18 2
 3
3. Mômen quán tính của bán trụ đối với trục quay qua O : = + 2 = + 푅2 = 푅2 0,50
 푄 2
 Bảo toàn cơ năng đối với khối tâm C ở vị trí ban đầu và vị trí OC hợp với phương thẳng đứng góc 
 1 1 
 훼: ― 훥ℎ = 푣2 + 휔2⇔2 퓁(1 ― 표푠 훼) = 퓁2휔2푠푖푛2 훼 + 휔2
 2 2 
4.a. 0,50
 2 (1 ― 표푠 훼) 2
 2 퓁 2휔0(1 ― 표푠 훼)
 ⇒휔 = 2 2 →휔 = 2
 푠푖푛 훼 + / 퓁 푠푖푛 훼 + 
 De-Thi.com Tổng hợp 20 Đề HSG Quốc gia môn Vật lí THPT 2009-2025 (Có đáp án) - De-Thi.com
Câu Nội dung Điể̀m
 Khi bán trụ bị lật úp xuống theo chiều ngược kim đồng hồ với vận tốc góc 휔, khối tâm C của bán trụ 
 chuyển động theo phương thẳng đứng do không bị lực tác dụng theo phương ngang.
 ℎ 훼
 Đặt ℎ = 퓁 표푠 훼→ vận tốc khối tâm 푣 = ― = 퓁푠푖푛 훼 ⋅ = 퓁휔푠푖푛 훼
 푡 푡
 2
4.b. Gia tốc khối tâm: = ― ℎ = 퓁휔2 표푠 훼 +퓁훾푠푖푛 훼( ∗ ) 0,50
 푡2
 Phương trình động lực học: 퓁푠푖푛 훼 + 훾 = / = 퓁푠푖푛 훼
 2
 푠푖푛 훼 휔 표푠 훼⋅푠푖푛 훼 2 2
 퓁 휔0푠푖푛 훼 휔 표푠 훼⋅푠푖푛 훼
 Do đó ⇒훾 = 2 =
 푠푖푛 훼 푠푖푛2 훼
 퓁2
 2 (1 표푠 훼) 표푠 훼
 휔2퓁푠푖푛2 훼 휔2퓁 표푠 훼 푠푖푛2 훼
 0 푠푖푛2 훼
4c. Thay vào (*) có: = 2 = 0,50
 푠푖푛 훼 푠푖푛2 훼
 Động học:
 + thẳng đứng
 + Quỹ đạo Q luôn cách đều sàn nên 푄 nằm ngang;
 + 푄 nằm ngang nên 훾 × 푄 thẳng đứng
 Vì ban đầu 휔 = 0 nên ta có = + 훾 × 푄 (hình vẽ)
5. 푄 0,50
 Chiếu lên phương ngang ta có 푄 = 0;
 Chiếu lên phương ngang thẳng đứng ta có = 훾 
 Động lực học: Phương trình mômen với tâm O :
 2
 = 훾 + → = + → = 2 ≃ 0,36 
 + 
 Câu II (4,0 điểm)
 2 4
 Công suất phát xạ toàn phần của Mặt Trời: 푃 = 휎 4 푅푠 푠
 2 4
 휎 4 푅푠 푠 2 17
1. Công suất bức xạ của Mặt Trời đến Trái Đất: 휙 = 2 푅 ≃ 2,06.10 푊 1,50
 4 푅푆 
 Năng lượng bức xạ của Mặt Trời đến Trái Đất trong một giây: = 휙.푡 ≃ 2,06.1017 퐽
 3
2. Thời gian thu năng lượng Mặt Trời: 휙.푡 = 2,6.1016.3600→푡 = 15146 푠 ≃ 4,2 ℎ 0,50
 100
 Nhiệt độ bề mặt Trái Đất ổn định khi công suất hấp thụ bằng công suất bức xạ
3. 1/4 0,75
 2 4 휙
 휙 = 휎 → Nhiệt độ bề mặt Trái Đất: = ≃ 290 퐾
 4 푅 2
 휎 4 푅 
 휙
4. Lực do bức xạ của Mặt Trời tác dụng lên Trái Đất: 퐹 = →퐹 ≃ 6,9.108 0,75
 De-Thi.com Tổng hợp 20 Đề HSG Quốc gia môn Vật lí THPT 2009-2025 (Có đáp án) - De-Thi.com
Câu Nội dung Điểm
 Khi có phản xạ của khí quyển với hệ số = 0,3. Nhiệt độ bề mặt Trái Đất khi ổn định là 
5. 1/4 0,50
 (1 ― )휙 = 휎 2 4 → = (1 )휙 ≃ 265 퐾
 4 푅 2
 휎 4 푅 
 Câu III (4,0 điểm)
 Cường độ điện trường do vành tích điện Q phân bố đều gây ra tại một điểm trên trục và cách tâm vòng một 
 1 푄 
 đoạn z là: = 2 2 3/2
 4 휀0( )
 Xét vành điện tích dày dz , ở tọa độ z . Lớp này có điện tích 푄 = 휎0 푆 = 휎02 và gây ra tại O điện 
 1 푄 휎0 
 trường dE hướng theo chiều âm trục Oz = 2 2 3/2 = 2 2 3/2
 4 휀0( ) 2휀0( )
 dz
1.a. 휎 휎 1,00
 퓁 0 0 
 Điện trường tại điểm : = ∫ = ∫0 2휀 2 2 3/2 = 2휀 1 ― hướng ngược
 0( ) 0 퓁2 2
 Oz
 Do tính đối xứng nên điện trường tại M có độ lớn = = nhưng cùng chiều trục Oz .
 푞휎0 
 Lực do ống trụ tác dụng lên hệ điện tích có độ lớn 퐹 = 2푞 = 휀 1 ―
 0 퓁2 2
 Lực 퐹 hướng theo chiều âm trục Oz .
 Xét vành điện tích dày dz , ở tọa độ z . Vành có điện tích 푄 = 휎( )2 ⋅ tác dụng lực lên hệ hai điện 
 2 푞 휎( ) 휎( )(퓁 ) 
 퐹 = 2 2 3/2 + 2 2 3/2
 4 휀0 ( ) ( (퓁 ) )
 tích + 푞, ― 푞 là 퐹 hướng theo chiều âm trục Oz , 퓁 퓁
 퐹 =     퐹 = 2 푞     휎( ) +     휎( )(퓁 ) 
 4 휀 2 2 3/2 2 2 3/2
 0 0 ( ) 0 ( (퓁 ) )
 Đối với số hạng "tích phân" thứ 2 , đổi biến ′ = 퓁 ― , ′ = ― 
1.b. 퓁 퓁 푞 퓁 1,00
 2 푞 휎( ) 휎(퓁 ′) ′ ′ 휎( ) 휎(퓁 )
 퐹 =     +     =   2 2 3/2 (1)
 4 휀0 2 2 3/2 2 2 3/2 2휀0 ( )
 0 ( ) 0 ( ′ ) 0
 (퓁 ) 
 Có 휎( ) = 휎 표푠2 ;⇒휎(퓁 ― ) = 휎 표푠2 = 휎 푠푖푛2 
 0 2퓁 0 2퓁 0 2퓁
 푞 휎 푞휎
 퓁 0 0 
 Công thức (1) trở thành 퐹 = 2휀 ∫0 ( 2 2)3/2 = 2휀 1 ―
 0 0 퓁2 2
 Lực F hướng theo chiều âm trục Oz .
 Trụ tích điện đều với mật độ điện mặt σ0.
 퓁 σ (2πa⋅dz)
 Khi trụ quay với tốc độ ω, ống trụ tương tự một solenoid có số vòng dây N = , dòng điện là I = 0 
 dz (2π/ω)
2.a. 0,50
 N
 nên B = μ nI = μ σ (a ⋅ dz)ω = μ σ ωa
 0 0퓁 0 0 0
 Cảm ứng từ B hướng theo chiều trục Oz .
 De-Thi.com Tổng hợp 20 Đề HSG Quốc gia môn Vật lí THPT 2009-2025 (Có đáp án) - De-Thi.com
Câu Nội dung Điể̀m
 Điện trường E trong ống dây tại một điểm bất kỳ có phương tiếp tuyến với vòng tròn bán kính r , ngược 
2.b. dB d(μ σ ωa) μ σ γar 0,75
 chiều quay của ống và có độ lớn E : ξ = ― dΦ →E.2πr = πr2 = πr2 0 0 →E = 0 0
 | dt | dt dt 2
 1 1 2 2 2 2 6
 Năng lượng điện trường: W = ∫  ε E2dV = ε 퓁∫a  μ0σ0γar 2πrdr = πε0μ0σ0γ a 퓁
 E 2 Tru 0 2 0 0 2 16
 2 1 2 4 2
 1 B 2 2 πμ0σ0a ω 퓁
2.c. Năng lượng từ trường: WB = ∫Tru  dV = (μ0σ0ωa) ⋅ πa 퓁 = 0,75
 2 μ0 2μ0 2
 2 2 2 6 2 4 2
 Tổng năng lượng điện từ trường là: W = W + W = πε0μ0σ0γ a 퓁 + πμ0σ0a ω 퓁
 E B 16 2
 Câu IV (4,0 điểm)
 Nguồn sáng S qua hai bản mặt song song cho hai ảnh S1, S2.S1, S2 là vật đối với thấu kính L , qua thấu kính 
 ′ ′ ′ ′
 cho hai ảnh thật S1,S2. Hai ảnh S1,S2 là hai nguồn kết hợp. Trường giao thoa được xác định bởi phần chung 
 của hai tia ló khỏi thấu kính. Điểm I là vị trí từ đó hai chùm ló giao nhau và tạo nên trường giao thoa trên 
 màn E .
 1
 Độ dịch chuyển của tia sáng qua mỗi bản: SS1 = SS2 = e 1 ― = 6 mm
 n
 S1SS2 = α = π ― (π ― 0,125) = 0,125rad
1. Gọi A là giao điểm của S1 S2 và SO . 2,00
 α α
 SA = SS cos = 5,99 mm;S S = 2 S A = 2SS ⋅ sin ≈ 0,75 mm
 1 2 1 2 1 1 2
 Gọi d = OA là khoảng cách từ S1 S2 đến thấu kính: d = 45,6 ― 0,6 = 45 cm
 df 45.30
 Gọi d′ = OB là khoảng cách từ S′ S′ đến thấu kính: d′ = = = 90 cm > 0, (2 ảnh thật).
 1 2 d f′ 45 30
 ′ ′
 Gọi a là khoảng cách giữa hai ảnh S1,S2.
 S′ S′ d′ d′ 90
 1 2 ′ ′
 Ta có: = ⇒a = S1S2 = S1 S2 = 0,75 ⋅ = 1,5 mm
 S1 S2 d d 45
 Muốn quan sát được vân giao thoa, màn E phải đặt cách thấu kính một khoảng ít nhất = OI. Ta có: 
2. IO MN IO 20 IO 0,50
 = ′ ′ = ⇔ = ⇒IO ≈ 97,3 cm. Vậy: OCmin = 97,3 cm
 IB S1S2 IO OB 1,5 IO 90
 ′ ′
 Gọi D là khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai ảnh S1,S2 dến màn: 
3. λD 0,50
 D = BC = OC ― OB = 150 ― 90 = 60 cm→ Khoảng vân: i = = 0,2 mm
 a
Câu Nội dung Điểm
 De-Thi.com Tổng hợp 20 Đề HSG Quốc gia môn Vật lí THPT 2009-2025 (Có đáp án) - De-Thi.com
 1
 Do đoạn SS1 = SS2 = e 1 ― luôn không đổi nên trong quá trình xoay góc α, hai ảnh S1, S2 luôn nằm trên 
 n
 đường tròn bán kính SS1 = SS2. Do đó tốc độ góc của hai bản mặt song song cũng là tốc độ góc của S1, S2 
 di chuyển trên đường tròn.
4. λD di λDda 1,00
 Khoảng vân: i = ⇒ = ―
 a dt a2 dt
 α α d′
 Ta có: S S = 2 S A = 2SS ⋅ sin ≈ 2SS ⋅ = SS ⋅ α;a = S′ S′ = S S = 2SS ⋅ α
 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2 1 2 d 1
 ω
 di λD d 1 λD ―2
 Suy ra: = = ― 2 ≃ 1,26 ⋅ 10 mm/s(dα/dt < 0 vì α giảm nên i tăng).
 dt 2SS1dt α 2SS1α
 Câu V (4,0 điểm)
 Sơ đồ mạch điện để xác định độ lệch pha giữa điện áp trên hai điện trở và trên hai đầu đoạn mạch gồm điện 
1a. 1,00
 trở và tụ điện mắc nối tiếp.
 2 A 2
 CH :x = A ⋅ cos (ωt + φ) y ycos φ x
 Tín hiệu đưa vào cổng 1 → + B = 1
 CH2:y = B ⋅ cos ωt B A⋅sin φ
1b. 1,00
 q
 p = Ymax = B
 Đường dao động tổng hợp là một đường elip: x = 0→|y| = q = Bsin φ →sin φ = p
 I0 U0R
 Có: U0R = I0R;U0C = I0ZC = → = 2π.Cx.R.f
 2πfC U0C
 U0R
 Đặt y = U và x = f nên y = bx; lập bảng số liệu x,y và dựng đồ thị y theo x.
2. 0C 2,00
 ―3
 Xác định góc nghiêng α có tan α = b = 2π ⋅ C ⋅ R = 3,2 ⋅ 10―3 nên C = 3,2⋅10 ≃ 1,0 ⋅ 10―6 F
 x x 2πR
 ΔCx ―6 ―6
 Tính sai số có = 10%→ΔCx = 0,1 ⋅ 10 F nên Cx = (1,0 ± 0,1) ⋅ 10 F = (1,0 ± 0,1)μF
 Cx
 Tổng điểm 20,00
 ĐỀ SỐ 5
 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
 NĂM HỌC 2022-2023
 Môn: VẬT LÍ
 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
 Ngày thi: 24/02/2023
 Đề thi gồm 03 trang, 05 câu
 Câu I. (4,0 điểm)
 Một tàu vũ trụ chuyển động theo quỹ đạo elip với Mặt Trời là tiêu điểm, V và C lần lượt là viễn điểm và cận điểm 
 của quỹ đạo. Khi tàu đến C , người ta thay đổi tức thời vận tốc của nó, tàu chuyển động theo quỹ đạo tròn với tâm 
 là Mặt Trời. Gọi θ là góc hợp giữa đường thẳng nối điểm V với tàu và đường thẳng nối điểm V với Mặt Trời. Khi 
 ∘
 tàu chuyển động tròn quanh Mặt Trời, góc θ có giá trị lớn nhất là θ0 = 35 . Cho khoảng cách từ Mặt Trời đến 
 De-Thi.com