TÀI LIỆU HSG – PHẦN THỰC HÀNH
Câu 1: Làm thế nào xác định hệ số ma sát trượt của một thanh trên một mặt phẳng
nghiêng mà chỉ dùng một lực kế (hình vẽ)? Biết độ nghiêng của mặt phẳng là không đổi
và không đủ lớn để cho thanh bị trượt.

Dùng lực kế kéo:
+ Để thanh chuyển động lên đều: FL = μ Pcos α + Psin α (1)
+ Để thanh chuyển động xuống đều: FX = μ Pcos α - Psin α (2)
F L−F X
F L+ F x
2P
Từ (1) và (2) è sin α =
; cos α = 2 P . μ è sin2 α + cos2
F L−F X
F L+ F x
2
2P
è(
) + ( 2 P . μ )2 = 1

α

= 1.

FL+ FX

√

2

2

è μ = 4 P −( F L−F X )
Đo FL, FX, P bằng lực kế và sử dụng công thức trên để suy ra μ
Câu 2: 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 khơng đáng kể. Hãy thiết lập cách bố trí thí
nghiệm, trình bày phương án tiến hành thí nghiệm và tìm cơng thức để xác định độ lớn của
điện tích nguyên tố.
1) Thiết lập mạch điện, phương án tiến hành thí nghiệm:
- Mắc mạch điện theo sơ đồ thơng 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.t mà dòng điện đi qua.
- Xác định khối lượng m của chất bám vào điện cực: Bằng cách dùng cân để đo khối lượng m 1
điện cực trước khi mắc vào mạch, sau đó đo khối lượng m 2 của điện cực đó sau khi cho dòng
điện đi qua chất điện phân và tính được khối lượng: m = m2 - m1 (1)
2) Lập công thức xác định độ lớn e của điện tích ngun tớ:
- Gọi n là hóa trị của chất. Số các nguyên tử xuất hiện ở điện cực:
q It
N 
ne ne

(2)
- Mặt khác: Gọi NA là số Avôgađrô, A là khối lượng mol của chất ta có:
+ Số các nguyên tử đó là:

N  NA

m
A

A I .t

A
I .t
e .
 .
n m.N A
n (m2  m1 ).N A
- Từ (2) và (3) ta tìm được:

(3)
(4)

Tài liệu ơn thi HSG phần thực hành
1


Câu 3: Xác định suất điện động của một nguồn điện bằng hai vơn kế khác nhau có điện
trở trong chưa biết và không lớn lắm.
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.
- Phương án :
+ Lập các sơ đồ mạch điện, mắc và đọc các số chỉ trong mỗi sơ đồ: Vẽ 3 sơ đồ mạch điện. Gọi E
là suất điện động của nguồn điện; RV1 , RV2 là điện trở của hai vôn kế
* Sơ đồ 1: Mắc vôn kế 1 nối tiếp với nguồn thành mạch kín và đọc giá trị U 1
* Sơ đồ 2: Mắc vôn kế 2 nối tiếp với nguồn thành mạch kín và đọc giá trị U 2
* Sơ đồ 3: Mắc vôn kế 1 nối tiếp với vôn kế 2 và nối tiếp với nguồn thành mạch kín và đọc giá
trị U1’, U2’
- Lập cơng thức:
+ Theo định luật Ơm cho mạch kín, ta có :
I1 


U1

;

R v1

I2 

E = U1  r.I1  U1  r.

U2
R v2

(1)

U1
R v1

E = U 2  r.I 2  U 2  r.

(2)

U2
R v2

(3)

+ Sơ đồ thứ 3, hai vơn kế mắc nối tiếp ta có :
U '2

U1'



R v2
R v1

(4)

+ Khử r trong (2) và (3) kết hợp với (4) ta được :
U 1 U 2 E−U 1 U 1 RV 2 E−U 1
÷
=
.
=
R V 1 RV 2 E−U 2 U 2 RV 1 E−U 2
U '2 U1

hay :

U1'

.

U2



(5)


E - U1
E - U2

(6)
E

U1 U 2 U '2 U1'
U1 U '2 U 2 U1'

.

(

-

)

 Ta tìm được suất điện động :
(7)
Kết luận: Dùng 3 sơ đồ mạch điện được khảo sát và đọc các số chỉ trên hai vơn kế ta tìm được
suất điện động của một nguồn điện.

Câu 4: Nêu một phương án thực nghiệm xác định điện trở trong của một nguồn điện một
chiều. Dụng cụ gồm: một nguồn điện một chiều chưa biết suất điện động và điện trở
trong, một ampe kế có điện trở không đáng kể, một điện trở R 0 đã biết giá trị, một biến
trở con chạy Rb có điện trở tồn phần lớn hơn R0, hai cơng tắc điện K1 và K2, một số dây
dẫn đủ dùng. Các công tắc điện và dây dẫn có điện trở khơng đáng kể.
Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
2



Chú ý: Không được mắc ampe kế trực tiếp vào nguồn.
- Phương án thực hành:
+ Bố trí mạch điện như hình vẽ (hoặc mơ tả đúng cách mắc).
E

+ Bước 1: Chỉ đóng K1: số chỉ ampe kế là I1: Ta có: E = I1(r + R0) (1)
+ Bước 2: Chỉ đóng K2 và dịch chuyển con chạy để ampe kế chỉ I 1. Khi đó phần biến trở tham
gia vào mạch điện có giá trị bằng R0.
+ Bước 3: Giữ nguyên vị trí con chạy của biến trở ở bước 2 rồi đóng cả K 1 và K2, số chỉ ampe kế
là I2. Ta có: E = I2(r + R0/2) (2)
r

 Giải hệ phương trình (1) và (2) ta tìm được:

(2 I1  I 2 ) R0
2( I 2  I1 ) .

Câu 5: Cho các dụng cụ sau: Một cuộn chỉ, một vật nhỏ có khối lượng 20g, một đồng hồ.
Hãy trình bày và giải thích một phương án thí nghiệm để xác định gần đúng diện tích lớp
học của bạn. Coi lớp học gần đúng là hình chữ nhật.
- Tạo con lắc đơn: lấy vật nhỏ làm quả nặng và sợi chỉ làm dây treo.
- Dùng đồng hồ đo chu kì con lắc đơn, rồi tìm ra độ dài dây treo để lấy đó làm thước dây đo độ
dài theo công thức: T =2 π

√

T 2. g
l
 l= 2

g
4. π

- Dùng cuộn chỉ đo độ dài các cạnh a, b của lớp học, rồi so sánh với thước dây đã tạo ở trên.
- Nếu độ dài các cạnh a, b không là số nguyên của thước dây ban đầu thì phải cắt phần khơng
ngun đó và tạo thành con lắc để đo phần chiều dài đó. Từ đó tính diện tích S = a.b
Câu 6: Để đo độ sâu của hồ bơi, bạn Nam đã cầm một ống nghiệm hình trụ có chia độ rồi
lặn xuống đáy hồ. Sau khi lặn, bạn ấy đã tính ra độ sâu cần tìm. Theo em bạn Nam đã làm
cách nào? Giải thích?
- Úp ống nghiệm thẳng đứng, sau đó lặn xuống hồ đến nơi cần đo độ sâu, vẫn giữ nguyên tư
thế ống nghiệm.
- Đánh dấu mực nước dâng lên trong ống nghiệm.
- Áp dụng định luật Bơi-lơ-Ma-ri-ốt cho khối khí trong ống nghiệm. (coi nhiệt độ không đổi)
poVo = pV  poSlo = pSl
Mà: p = po + hg
Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
3


 polo = (po + hg)l
 h

po (lo  l )
 gl

h: độ sâu nơi cần đo.
po: là áp suất khí quyển.
lo: độ dài ống nghiệm.
l: độ dài của khối khí trong ống nghiệm lúc ở đáy hồ.
: khối lượng riêng của nước.

g: gia tốc trọng trường.
( học sinh phải nêu đủ tên các đại lượng trong công thức trên)
Câu 7: Cho các dụng cụ sau: một nguồn điện không đổi, một tụ điện chưa biết điện dung,
một điện trở có giá trị khá lớn đã biết, một micrơampe kế, dây nối, ngắt điện, đồng hồ
bấm giây và giấy kẻ ô tới mm. Hãy đề xuất phương án thực nghiệm để đo điện dung của
tụ điện đã cho.
I. Cơ sở lý thuyết:
Sau khi nạp điện, cho tụ phóng điện qua điện trở R.
Giả sử sau thời gian dt, điện lượng phóng qua R là dq làm cho hiệu điện thế trên hai bản
cực tụ biến thiên một lượng du thì: dq = - Cdu, trong đó dq = idt; du = Rdi nên:
di
1
idt=−RCdi ⇒
=−
dt ⇒
i
RC

−ln

t

i

1
dt .
∫ dii =−∫ RC
i
0


i
1
⇒ ln =−
t.
i0
RC

0

i
i0

Như vậy
phụ thuộc tỉ lệ với thời gian t .
II. Các bước tiến hành:
1. Lắp mạch điện như sơ đồ hình 1
2. Đóng khóa K, sau khi nạp xong thì mở khóa.
3. Đọc và ghi cường độ dịng điện sau những khoảng thời

i
i0

−ln
gian bằng nhau (ví dụ cứ 10s) và tính đại lượng
tương ứng. (t = 0 lúc mở khóa)
t(s)
i(A)
- ln(i/i0)

0


10

20

30

40

50

60

70

K
R
A

C

Hình 1

80

t(s)
Hình 2
Tài liệu ơn thi HSG phần thực hành
4



−ln
4. Dựa vào bảng số liệu, dựng đồ thị phụ thuộc của
III. Xử lý số liệu:
tan  

i
i0

theo t (đồ thị là một đường thẳng).

1
RC . Qua hệ thức này, nếu đo được tan, ta

Độ nghiêng của đường thẳng này là
tính được C. Làm nhiều lần để tính giá trị trung bình của C

Câu 8: Xác định bán kính cong và chiết suất của mợt thấu kính hợi tụ.
Cho các dụng cụ và linh kiện như sau:
- 01 thấu kính hội tụ hai mặt lồi và đã cho biết tiêu cự f, cần xác định bán kính hai mặt
cong.
- 01 hệ giá đỡ dụng cụ quang học (có thể đặt ở các tư thế khác nhau).
- 01 nguồn Laser.
- 01 màn ảnh.
- 01 tấm thuỷ tinh phẳng, rất mỏng, trong suốt.
- 01 thước đo chiều dài chia tới milimet.
- Các vật liệu khác: kẹp, nước cất (chiết suất nn = 1,333).
Xây dựng phương án thực hành xác định bán kính cong của hai mặt thấu kính hội tụ
và chiết suất của vật liệu dùng làm thấu kính đó.
u cầu:

Nêu cơ sở lý thuyết.
Nêu cách bố trí - tiến hành.
Nguyên nhân của sai số - Cách khắc phục.
Xử lý kết quả (nếu cần thiết).
1. Cơ sở lý thuyết:
- Sử dụng công thức tính tiêu cự

 1
1
1 
 n  1 


f
 R 1 R 2  (1)
- Cơng thức tính tiêu cự của thấu kính ghép sát.

1 1
1
 
f f1 f 2
2. Bố trí – tiến hành thực nghiệm
+ Đặt mặt thứ nhất của thấu kính lên trên một tấm
kính phẳng và cho một vài giọt nước cất vào chỗ tiếp
xúc giữa thấu kính và mặt phẳng ta được một thấu
kính phân kì có bán kính (- R 1). Dùng đèn laze chiếu
chùm tia song song như hình để đo tiêu cự f1 của hệ này ta được:

R1


R2

fn

Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
5


1 1
1
 
f1 f f A


trong đó fA là tiêu cự của thấu kính phân kỳ bằng nước.

 1  1 1
1
=  1.333 - 1  -   fA
 R 1  f1 f

(2)
Có f, f1 ta tìm được fA; có fA ta suy ra R1
+ Đặt mặt thứ hai của thấu kính lên trên một tấm kính phẳng và cho một vài giọt nước cất vào
chỗ tiếp xúc giữa thấu kính và mặt phẳng ta được một thấu kính phân kì có bán kính (- R 2).
Dùng đèn laze chiếu chùm tia song song như hình để đo tiêu cự f 2 của hệ này ta được:

1 1 1
 
f2 f fB

trong đó fB là tiêu cự của thấu kính phân kỳ bằng nước


 1  1 1
1
=  1.333 - 1   fB
 R 2  f2 f

(3)
Có f, f2 ta tìm được fB; có fB ta suy ra R2
+ Có R1, R2 kết hợp công thức (1) ta suy ra n
3. Nguyên nhân sai số- khắc phục
- Sai số hệ thống: Do sai sót của các dụng cụ đo.
- Sai số ngẫu nhiên: Do các thao tác và cách đọc giá trị của người làm thực nghiệm.
Khắc phục: Đo nhiều lần, tính tốn các sai số của phép đo.
Câu 9: Đo điện trở thanh Graphite
- Điện trở

Rg

của graphite phụ thuộc vào nhiệt độ. Một cách gần đúng có thể coi như

là phụ thuộc tuyến tính:

Rg = R0 (1+ αTT )

trong đó T là độ chênh lệch nhiệt độ phòng và nhiệt độ của thanh graphite, R0 là
điện trở của thanh graphite ở nhiệt độ phòng,  là hệ số nhiệt của điện trở graphite.
- Ngồi ra ta cũng giả sử cơng suất nhiệt mà điện trở truyền cho phòng tỷ lệ thuận với
độ chênh lệch nhiệt độ: P = βT T

trong đó  là hệ số truyền nhiệt.
- Thiết bị và dụng cụ: Thanh graphite, đồng hồ đa năng, nguồn điện (pin 4.5 V), điện
trở cố định 1.0 , biến trở, dây nối.
- Yêu cầu:
6a. Trình bày cơ sở lý thuyết của phép đo
6b. Vẽ sơ đồ mạch điện, nêu các bước tiến hành để đo được hiệu điện thế U và cường
độ dòng điện I qua thanh graphite
6c. Một phép đo được thực hiện và ta có bảng số liệu
U, V
I, А
U, V
I, А
0,150
0,040
0,742
0,199
Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
6


0,188
0,202
0,261
0,304
0,411
0,470

0,050
0,054
0,070

0,081
0,109
0,124

0,907
1,155
1,486
1,570
2,280

0,243
0,312
0,406
0,430
0,640

Sử dụng bảng số liệu để tìm ra giá trị điện trở R0 ở nhiệt độ phòng.
- Lý thuyết:
Nếu biết hiệu điện thế và cường độ dòng qua thanh graphite ta tính được cơng suất
P UI

và điện trở của thanh graphite
U
R
I

Ở chế độ ổn định, công suất dòng điện bằng công suất tỏa nhiệt:
P  T




T 

P
,

Như vậy, điện trở phụ thuộc vào công suất

P)

- Để đo được đặc trưng volt-ampere của thanh graphite, có thể sử dụng mạch điện quen thuộc
như ở hình bên.
- Khi volt kế được mắc nào nút 1 ta đo được hiệu điện thế trên thanh graphite, còn khi nó ở vị trí
2 có thể đo được hiệu điện thế qua điện trở R0 1, 0 . Nếu đơn vị đo của hiệu điện thế là volt,
Rg R0 (1  T ) R0 (1 

thì trị số của hiệu điện thế trên điện trở bằng trị số của cường độ dòng điện trong mạch.

Từ bảng giá trị đã cho ta tính tốn được bảng mới
U, V

I, А

P, W

R, Ohm

0,150

0,040


0,0060

3,750

0,188

0,050

0,0094

3,760

0,202

0,054

0,0109

3,741

0,261

0,070

0,0183

3,729

0,304


0,081

0,0246

3,753

Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
7


0,411

0,109

0,0448

3,771

0,470

0,124

0,0583

3,790

0,742

0,199


0,1477

3,729

0,907

0,243

0,2204

3,733

1,155

0,312

0,3604

3,702

1,486

0,406

0,6033

3,660

1,570


0,430

0,6751

3,651

2,280

0,640

1,4592

3,563

Đồ thị cho thấy sự phụ thuộc của điện trở vào công suất tỏa nhiệt.

Vẽ đường thẳng và kéo dài đồ thị cắt trục hoành ở giá trị của điện trở ở nhiệt độ phịng.
Tính tốn cho kết quả
R0 3, 78 ................

Câu 10: Xác định giá trị suất điện động Ex và điện trở trong của nguồn điện rx
- Cho các dụng cụ thí nghiệm sau:
- 01 nguồn điện E1, r1 có giá trị suất điện động đã biết.
- 01 nguồn điện Ex, rx chưa biết giá trị suất điện động và điện trở trong.
- 02 tụ điện có điện dung C giống nhau và không bị đánh thủng khi mắc chúng vào các
nguồn điện nói trên.
- 01 điện trở R.
- 01 Ampe kế lý tưởng.
- Khóa K và các dây nối có điện trở rất nhỏ.

Hãy E
trình
bày phương án thí nghiệm để xác định giá trị suất điện động E x và điện trở
1 , r1
trong của nguồn điện rx
C

K (1)
g g
g(2) -

Cơ sở lí thuyết: Phương pháp tiến hành thí nghiệm dựa trên sự phụ thuộc

Tài liệu
ơn thi HSG phần thực hành
A

Hình 9

8


số chỉ I A của Ampe kế và giá trị điện tích q đi qua nó.
Cụ thể: IA = kq
- Sơ đồ mạch điện để kiểm chứng kết luận trên hình vẽ 9.
- Ban đầu K ở vị trí (1), tụ điện C được tích điện từ nguồn điện E1, r1 (có suất điện động đã
biết)
- Sau đó chuyển khóa K sang vị trí (2), ghi I A1 của số chỉ Ampe kế.
- Thay tụ điện C , ta lấy 2 tụ điện, nối chúng một lần nối tiếp, và lần kia nối song song, thì có thể
xác nhận rằng, trong trường hợp đầu số chỉ của Ampe kế giảm hai lần, còn trong trường hợp thứ

hai tăng lên hai lần. Đó là vì điện dung của tụ điện đã biến đổi một số lần tương ứng.
Do đó, điện tích đi qua điện kế: q = CE
-Thay nguồn điện E , r bằng nguồn điện E , r ta lại ghi số chỉ I Ax của Ampe kế.
1

1

x

x

Ta có biểu thức:
I A1 kq1 kCE1
I Ax kqx kCE x

E x , rx


R

A

Hình10

E x E1

Từ đó, ta suy ra được biểu thức cho suất điện động phải tìm:
E ,r .
Tính điện trở trong của nguồn x x
K g

g
Áp dụng định luật Ôm cho mạch kín (hình vẽ 10): Ta có
E
E x I A  R  rx   rx  x  R
IA

Câu 11: Đo điện trở dây tóc bóng đèn ở nhiệt độ phịng
Dây tóc đèn có bán kính rất nhỏ nên khi có dòng điện chạy qua, dây tóc đèn nóng lên rất
nhanh. Người ta cần phải đo chính xác điện trở của nó ở nhiệt độ phòng.
Cho các dụng cụ sau:
- 01 bóng đèn ghi 2,5V – 0,1W.
- 01 pin có ghi 1,5V.
- 01 biến trở.
- 01 milivơn kế có thang đo từ 0 đến 2000mV, mỗi độ chia ứng với 1mV, sai số ± 3mV;
điện trở nội rất lớn.
- 01 miliampe kế có thang đo từ 0 đến 2 mA, mỗi độ chia ứng với 1μA, sai số ± 3μA,
điện trở nội rất nhỏ.
Trình bày cơ sở lý thuyết, cách bố trí thí nghiệm, tiến trình thí nghiệm, lập các bảng biểu
cần thiết để xác định điện trở của dây tóc bóng đèn ở nhiệt độ phòng. Nêu các nguyên
nhân dẫn đến sai số, ước lượng độ lớn của sai số.
1. Cơ sở lý thuyết:
Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
9

I Ax
I A1


- Theo định luật Ohm:


R

U
I

(1)





R R p  1   t  t p 
- Điện trở phụ thuộc nhiệt độ:
(2)
- Điện năng mà đèn tiêu thụ chuyển thành năng lượng bức xạ nhiệt ra môi trường và nhiệt
lượng truyền ra mơi trường nên ta có:
Pd Pbucxa  Ptruyennhiet 
UI
  Pd Ptruyennhiet
UI K t  t p  t  t p 
Pbucxa  Ptruyennhiet 
K (3)
Do đó:





Rp
U

R p 
UI
I
K
- Từ (1), (2) và (3) ta có:

x P UI; y R 

R
U
a  p ; b R p
I , ta được: y ax+b trong đó:
K

Đặt:
2. Tiến hành thí nghiệm:
- Bố trí thí nghiệm: Mắc sơ đồ mạch điện như hình vẽ
- Tiến trình thí nghiệm: Thay đổi giá trị của biến trở. Với mỗi giá trị của biến trở, đọc số chỉ U
của vôn kế, I của ampe kế, ghi vào bảng số liệu:
U (V) I (A)
x = P = UI
y = R = U/I

3. Xử lý số liệu: Từ đồ thị ngoại suy được b = Rp
Câu 12. Cho các thiết bị sau
+ Một nguồn điện một chiều
+ Một số điện trở mẫu, loại 3Ω , 10Ω , 30Ω
+ Một điện trở chưa biết giá trị.
+ Một điện kế, có thể chỉnh được độ nhạy cỡ μA .
+ Một cái thước gỗ có chia độ dài, từ 0−100 cm; trên đó có gắn sợi dây kim loại gắn dọc

theo thước, 2 đầu sợi dây được cố định.
+ Các dây dẫn, cả loại cắm chốt, kẹp, kim nhọn.
Hãy thiết kế phương án thí nghiệm để xác định điện trở chưa biết.

Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
10


Sử dụng mạch cầu Wheastone để xác định điện
trở cần đo.
Mắc mạch như hình vẽ.
+ Dùng các kẹp để cố định 2 đầu dây kim loại.
+ Dò tìm vị trí sao cho điện kế chỉ số 0 bằng kim
nhọn.
+ Tăng độ chính xác bằng cách tăng dần độ
nhạy của điện kế, cẩn thận kẻo hỏng đồng hồ.
+ Ghi lại giá trị s1 , s 2
+ Điện trở cần tìm có giá trị:
R x s1
s1
= → R x= . R 0
R0 s 2
s2

Câu 13: Xác định chiết suất của một chất lỏng với các dụng cụ:
- 01 can chứa chất lỏng cần tìm chiết suất.
- 01 bình hình hộp chữ nhật có thành mỏng bằng thủy tinh, một thành có khắc
vạch đo chiều cao còn thành đối diện được mạ bạc, khoảng cách giữa hai
thành này là d.
- 01 bút laze phát ánh sáng đơn sắc.

- Giá đỡ, kẹp cần thiết.
Em hãy đề xuất một phương án thí nghiệm xác định chiết suất của chất lỏng
đối với ánh sáng đơn sắc do bút laze phát ra theo các bước:
- Vẽ sơ đồ thí nghiệm.
- Nêu các bước tiến hành thí nghiệm.
- Xử lí kết quả.
d

* Các bước thí nghiệm cần thực hiện:
+ Sơ đồ thí nghiệm: Bố trí khảo sát sự khúc xạ, phản xạ của tia sáng
trong mặt phẳng thẳng đứng.

I

- Đầu tiên đo đối với bình khơng chứa chất lỏng, ta có:
sin i 

h1



2

h 
2  1  d2
2

1

(1)


4d 2
1 2
h1

h2

d

2

h 
2  2  d2
 2

- Lại có: sini = nsinr

1



J

H

- Đổ chất lỏng vào bình, ta có:
s inr 

i


O

h1

1

(2)

4d 2
h2 2

I

i

r

h2

K

P

(3)
2

Thay (1) và (2) vào (3) được:

2


1 n n −1
= +
h22 h21 4 d 2

+ Quay bút laser để thay đổi góc tới, đo các cặp giá trị h1 ứng với khi khơng có chất lỏng và h2
khi có chất lỏng. Trong khi đo, cần giữ cố định bút và bình.
Tài liệu ơn thi HSG phần thực hành
11


+ Lặp lại phép đo với nhiều góc và ghi vào bảng số liệu:
TT

h1

h2

1
h22

1
h21

1
2
3
4
5
+ Vẽ đồ thị


1
h22

theo

1
h21

1
h22

α

1
h12

O

2
+ Xác định góc nghiêng của đồ thị tan  n  n  tan 

Câu 14: Xác định điện dung của một tụ điện cho trước.
Cho các dụng cụ sau:
- Tụ điện cần xác định điện dung;
- 01 nguồn điện một chiều có suất điện động đã biết và
điện trở trong chưa biết.
- 01 đèn LED có đặc tuyến vơn-ampe như hình vẽ (đèn
có thể xem là đi-ốt lí tưởng, giá trị U0 đã biết);
- 01 hộp điện trở thuần có thể đặt được các giá trị của
điện trở;

- Đồng hồ bấm giây;
- Khóa điện, dây nối đủ dùng.
Đề xuất phương án thí nghiệm xác định điện dung của tụ.

I(A)

U0

U(V)

1. Mắc mạch điện như hình vẽ
R

C
D
2
K

1

E, r

Tại t = 0, đóng khóa K vào 1, lúc đầu tụ chưa tích điện, hiệu điện thế giữa hai cực của đèn LED
nhỏ hơn U0, đèn khơng sáng, do đó cường độ dịng điện qua mạch là i và điện tích q của tụ
điện liên hệ với nhau theo hệ thức

Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
12



Ri 

q
 ri E
C

Trong đó

dq
i 
dt
ln

q

t

dq
dt
 ∫
∫
q  CE
R  r C
0
0 

q  CE
CE  q
t
ln


CE
CE
C R  r

Đèn LED sẽ sáng khi q = CU 0, sau đó hiệu điện thế giữa hai cực của D không đổi nên tụ sẽ
khơng tích thêm điện và LED sáng ổn định. Thời điểm D bắt đầu sáng,  thỏa mãn

ln

CE  CU 0


CE
 R  r C


C  R  r 
E
ln
E  U0
(1)
Từ hệ thức (1) ta thấy, nếu sử dụng các điện trở R khác nhau ta có các thời gian τ khác nhau
và
Ri  R j 

1
C

i   j

 E 
ln 

 E  U0 

 C

i   j
1
 E  Ri  R j
ln 

 E  U0 

(2)

Ta tiến hành thí nghiệm như sau:
- Mắc mạch điện theo sơ đồ hình vẽ trên.
- Tại thời điểm t = 0 ta túc thì đóng khoá K vào 1 đồng thời khởi động đồng hồ bấm giây.
- Đến khi đèn D loé sáng ta ngay lập tức ngừng đồng hồ bấm giây.
- Đọc số liệu của điện trở Ri và thời gian τi.
- Chuyển K về 2, đợi cho tụ phóng điện hết rồi thay điện trở R đã dùng bằng một điện trở khác
rồi lặp lại phép đo trên, đọc số liệu điện trở Rj và thời gian τj.
- Thay các số liệu đo được và các thông số của các dụng cụ đã biết vào (2), tính được C.

Câu 15: Thí nghiệm xác định hệ số xoắn của dây kim loại
Cho các thiết bị thí nghiệm sau:
1 - Một dây kim loại đàn hồi xoắn
2 - Khối trụ kim loại có gắn vòng chia độ
Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành

13


3 - Hai ròng rọc có khối lượng khơng đáng kể
4 - Hai gia trọng 3g, 2g và một sợi dây nhẹ, mềm
5 - Các giá đỡ
Hãy lập phương án xác định hệ số xoắn của sợi dây kim loại, cho biết lực xoắn của
sợi dây kim loại được xác định theo công thức Fxoắn=  .
[α ]:N ;  là góc xoắn [ ϕ]:rad

Trong đó: là hệ số xoắn
a) Cơ sở lí thuyết:
Giả sử một dây kim loại đàn hồi xoắn chịu tác dụng một lực F làm xoắn dây, khi dây ở vị trí
cân bằng thì lực F phải cân bằng lực xoắn của dây Fxoắn. Nghĩa là: F = Fxoắn
- Trong thực tế thay vì sử dụng phương trình cân bằng lực thì ta sử dụng phương trình cân
bằng mơ men. Mngoại lực = Mmơ men xoắn
Nếu biết được F,  thì ta hồn tồn có thể đo được 
b) Xây dựng phương án thí nghiệm:
- Mắc sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ

M
1

M2

+ Treo con lắc xoắn (gồm khối trụ và dây kim loại) lên giá đỡ.
+ Xác định vị trí cân bằng 0
+ Quấn dây mềm quanh khối trụ treo thêm
Hai gia trọng vào ròng rọc như hình vẽ, xác định vị trí cân bằng mới  của khối trụ. Từ đó xác
định hệ số xoắn theo công thức:



m1  m2
.g
  0

c) Để kết quả được chính xác hơn, trong khi tiến hành thí nghiệm ta cần phải có những chú
ý sau:
- Khi mắc theo sơ đồ trên, ta phải chú ý tới các vít nối các trục ròng rọc để tránh ma sát ở ròng
rọc.
- Khi hệ ở trạng thái cân bằng mới xác định các góc 0 và  và phải đọc chính xác các góc 0
và  .
- Loại trừ các yếu tố ảnh hưởng tới mô men xoắn (quạt điện, gió,..)
Câu 16: Cho các dụng cụ: Một ống hình trụ (kích thước và chiều cao đủ lớn), can lớn
đựng đầy dầu nhớt, các viên bi xe đạp nhỏ, thước kẹp (Panme), thước dài, đồng hồ bấm
giây, các vòng dây đàn hồi. Biết khối lượng riêng thép là  và dầu nhớt là 0 , gia tốc rơi
Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
14


tự do g. Lực cản lên bi được tính bởi biểu thức fC = 6   Rv trong đó:  là hệ số ma
sát nhớt, R là bán kính viên bi, v là vận tốc viên bi.
Yêu cầu và xây dựng phương án thí nghiệm:
- Trình bày cơ sở lý thuyết.
- Cách bố trí thí nghiệm.
- Cách tiến hành thí nghiệm và xử lý kết quả.
+ Dựng ống thẳng đứng.
+ Đổ dầu nhớt vào gần đầy ống.
+ Dùng 2 vòng dây lồng vào phần trên và phần dưới ống.
+ Bước 1: Dùng thước kẹp đo đường kính viên bi một số lần, suy ra giá trị trung bình bán kính

viên bi. Ghi lại kết quả đo.
+ Bước 2: - Thả thử 1 viên bi để xác định tương đối vị trí nó
bắt đầu chuyển động đều, vòng dây vị trí đó (vạch số 1). Vạch
Vạch số 1
gần đáy (cách khoảng 7 - 10cm), vạch số 2. Đo khoảng cách
D1D2= l, ghi lại kết quả.
- Khi viên bi chuyển động đều lực cản cân bằng với trọng lực
của viên bi: fc = P
Vạchcủa
số 2bi là t,
+ Bấm đồng hồ khi bi đi qua vạch số 1 và 2 ta đo được khoảng thời gian chuyển động
ghi lại kết quả.
+ Thay đổi vị trí D1 xuống gần D2 hơn, thả bi và đo lại l và t như trên.
+ Thay đổi D1 một số lần nữa và tiến hành như trước.
+ Sau mỗi lần đo ta ghi tất cả các kết quả tương ứng vào giấy.
3. Xử lý số liệu.
+ Ta thay các giá trị R, l, t tương ứng mỗi lần đo vào công thức (*).
4. Đánh giá sai số và nhận xét.
+ Sau mỗi lần thay đổi l, t ta lại tìm được một giá trị  .
+ Tính  và sai số Δt mà dòng điện đi qua.  .
+ Kết luận hệ số ma sát nhớt là :  =  + Δt mà dòng điện đi qua.  .
+ Sai số đo : Đo kích thước bi và xác định vị trí vạch số 1 chưa chính xác, bấm đồng hồ đo thời
gian khơng kịp thời....
Câu 17 : Cho các dụng cụ sau
- 01 giá đỡ
- 01 đồng hồ bấm giây
- 01 vật nặng
- 01 tấm ván phẳng
- 01 thước đo độ
Biết rằng ta có thể gắn ván phẳng vào giá đỡ để tạo thành mặt phẳng nghiêng với góc

nghiêng khác nhau so với mặt phẳng nằm ngang. Hãy trình bày một phương án thí
nghiệm xác định hệ số ma sát trượt giữa vật nặng và tấm ván
Nếu hệ số ma sát trượt giữa vật và tấm ván là  thì thời gian để vật trượt từ độ cao h đến chân
Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
15


của mặt phẳng nghiêng góc  là
Vẽ hình phân tích lực
+ Ox: N = Py = mg.cosα
+ Oy: Px – Fms = m.a  mg.sinα – μmg.cosα = ma mg.cosα = ma  g.(sinα – μmg.cosα = ma .cosα) = a
1
2

2
Mà: S = a t 

h
1
= g . ( sinα – μ . cosα ) . τ 2
sinα 2



2h
g sin   sin    cos  


Còn thời gian vật rơi tự do từ độ cao h đến sàn là
 '


2h
g

Do đó ta có
2

'
 2    sin  2   2 sin 2 
 

Vì thế để đo hệ số ma sát trượt giữa vật và tấm ván, đầu tiên ta gắn tấm ván vào giá đỡ sao cho
khi đặt vật lên tấm ván nó sẽ trượt trên ván. Sau đó dùng thước đo độ ta đo được góc nghiêng
giữa tấm ván và mặt phẳng nằm ngang, dùng đồng hồ bấm giây ta đo được thời gian vật trượt
từ đỉnh ván xuống chân ván  và thời gian vật rơi tự do từ độ cao của đỉnh ván xuống sàn  ' .
Lặp lại thí nghiệm với các góc nghiêng khác nhau ta có bảng số liệu sau
x sin  2 


'


x1

x2

1
 '1
1


2
 '2
2

…
…
…
…

xn

n
 'n
n

x

Từ bảng số liệu ta vẽ được đồ thị sau
Dùng thước đo độ ta sẽ đo được góc nghiêng  giữa đồ thị và trục hoành O x . Hệ số ma sát
trượt giữa vật và tấm ván là
 tan 

Câu 18: Xác định vận tốc của viên đạn bắn ra từ khẩu súng lò xo.
Dụng cụ:
+ Súng bắn bằng lò xo.
+ Thước dài có vạch chia đến cm.
+ Các viên đạn bi.
Hãy thiết lập một phương án đo tốc độ của viên đạn bay ra từ khẩu súng lò xo.
Gia tốc trọng trường coi như đã biết.
1. Cơ sở lý thuyết :


Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
16


√

+ Một vật được ném theo phương ngang từ độ cao h có tầm bay xa : L = v
=> Tốc độ của vật được ném là : v =

√

g
L
2h

2h
g

2. Bố trí và tiến hành thí nghiệm :
+ Giữ súng nằm ngang trên mặt bàn sao cho nòng súng sát mép bàn.
+ Đo chiều cao h của nòng súng.
+ Bắn đạn chuyển động theo phương ngang.
+ Đánh dấu vị trí đạn chạm đất. Đo được tầm xa L.
3. Bảng số liệu :
đại lượng
Lần đo

độ cao h (m)


tầm xa L (m) tốc độ của đạn (m/s)

1
2
3
4
.......

v1
v2
.....
.....
......

4. Đồ thị tuyến tính :
Đặt Y = L ; X =

√

2h
g

= > Y = v.X

Hệ số góc của đồ thị  :
=> v = tan
5. Nhận xét :
Như vậy, chúng ta đo được tốc độ bay ra của viên đạn.
v 1 +v 2 +…
n

∆v ∆ L ∆h
Sai số của phép đo: v´ = ´ + ´
L 2h

Với giá trị trung bình : ´v=

Câu 19: Một cốc thí nghiệm hình trụ bằng thuỷ tinh, bề dày thành cốc và đáy cốc là không
đáng kể so với kích thước của nó, 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 rn, 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 rd của dầu thực vật và khối
lượng m của cốc. Yêu cầu:
- Nêu cơ sở lí thuyết và lập các biểu thức tính tốn cần thiết.
- Nêu các bước tiến hành thí nghiệm, vẽ sơ đồ thí nghiệm, lập bảng số liệu.
- Vẽ đồ thị và nêu cách tính rd và m.
- Cơ sở lí thuyết:
+ Cho ít nước có thể tích Vn vào trong cốc, sao cho sau khi đặt nhẹ cốc vào chậu đựng dầu thì
Tài liệu ơn thi HSG phần thực hành
17


cốc nổi theo phương thẳng đứng.
Kí hiệu r n là khối lượng riêng của nước, r d là khối lượng riêng của dầu, m là khối lượng của
cốc, V là thể tích dầu thực vật bị cốc nước chiếm chỗ. Điều kiện cân bằng của cốc nước cho
( m + r nVn ) g = r dVg .
+ Suy ra phương trình tuyến tính
r
m
V = n Vn +
rd

rd .
Phương trình cho thấy V phụ thuộc bậc nhất vào thể tích Vn của nước trong cốc.
- Các bước tiến hành thí nghiệm:
+ Đầu tiên dùng ống nhỏ giọt cho ít nước vào trong cốc, đọc thể tích
Vn của lượng nước này nhờ vạch chia trên thành cốc. Sau đó thả nhẹ
cốc vào chậu đựng dầu sao cho cốc có phương thẳng đứng, quan sát
mực dầu trên thành cốc ta xác định được thể tích V mà dầu bị cốc nước
chiếm chỗ.

nước
dầu

+ Dùng ống nhỏ giọt để tăng dần lượng nước có thể tích Vn trong cốc, đọc giá trị V, ghi vào
bảng số liệu sau:

Vn
V

Lần 1
.............
.............

Lần 2
..............
.............

Lần 3
.............
.............


…
.............
.............

- Vẽ đồ thị:
+ Dựa vào bảng số liệu ta vẽ đồ thị V V( Vn ) có dạng như hình
bên.
+ Khối lượng riêng của dầu được xác định qua hệ số góc của
đường thẳng
r
tan a = n
rd .

V

V0
O

Vn

+ Dùng phương pháp ngoại suy để xác định khối lượng m của cốc bằng cách kéo dài đồ thị
V V( Vn ) cắt trục tung tại giá trị V .
0

Khối lượng của cốc được xác định bởi
m = r dV0 .
Câu 20: Cho các dụng cụ sau:
+ 01 quả cầu rỗng đồng chất bằng kẽm, giới hạn bởi hai mặt cầu đồng tâm, có thể nổi trên
mặt nước. Khối lượng riêng D của kẽm đã biết.
+ 01 thước kẹp (thước Panme).

+ 01 bình thủy tinh có thành mỏng, thẳng đứng, trong suốt, có chia độ đến mm và đường
kính đủ rộng.
Tài liệu ơn thi HSG phần thực hành
18


+ 01 ca đựng nước, khối lượng riêng của nước D0 đã biết.
- Yêu cầu: Trình bày phương án để xác định bán kính trong của quả cầu
a. Trình bày cơ sở lý thuyết của phương án.
b. Vẽ sơ đồ và nêu các bước tiến hành thí nghiệm (khơng u cầu tính sai số).
1. Cơ sở lý thuyết
Khi quả cầu nổi trên mặt nước thì quả cầu chịu tác dụng của hai lực:
- Trọng lực

P mg Dg  V1  V2 

 1

hướng thẳng đứng xuống dưới, với V1 ,V2 tương ứng là thể tích quả cầu ngồi và quả cầu trong;
- Lực đẩy Acsimet hướng thẳng đứng lên trên:

FA D0 g  V1  Vc 

 2

Với D0 là khối lượng riêng của nước; Vc là thể tích chỏm cầu nhô trên mặt nước:
Ở trạng thái cân bằng: P FA rút ra:

Dg  V1  V2  D0 g  V1  Vc   V2 


D

D0  V1  D0VC
D

 3

Trong đó:
- Thể tích chõm cầu nổi trên mặt nước được xác định:
+ Hình cầu được tạo ra khi ta xoay hình tròn quanh một trục cố định:
y2 + x2 = R2  y=f (x )=√ R2−x 2
+ Thể tích của khối tròn xoay được xác định theo công thức:
R

V c =π

∫

R

[f ( x ) ]2 . dx=π

R −h

∫

2

[√ R2−x 2 ] . dx=π .(R ¿¿ 2. x−


R−h

x3 R
)¿ ¿
3 R−h

3

( R−h )
R3
R 3−3 R2 .h+ 3 R . h2−h3
R3
−[R 2 .( R−h)−
] ]¿ = π[RR3 –
– R3 + R2.h +
]
3
3
3
3
h
h3
= π[RR.h2 – ] = π.h2[RR – ] (5)
3
3

= π [ R ¿ ¿ 2 . R−

h
4

4
2
V2  πrr 3 V1  πrR3 Vc  h  R  
3

3
3
,
,

(4)
(h là chiều cao của chỏm cầu nhô lên khỏi mặt nước)
Thay (4) vào (3):
3

4r
=
3

4 3
h
2
( D−D0 ) 3 R + D 0 . h R− 3

(

)

D
h2 (3 R−h)

( D−D0 ) R3 + D0 .
4
r3 =
D

Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
19


´
´ 2 (3. d − ´h)
h
3
d´
2
( D−D0 ) 2 + D 0 .
4
´r =
(5)
D

√

3

Với R =

d
2


Vậy nếu đo được đường kính ngồi d và chiều cao h của chỏm cầu lên khỏi mặt nước thì sẽ tìm
được bán kính bên trong theo (5)
2. Sơ đồ thí nghiệm: hình vẽ

3. Các bước tiến hành:
Bước 1: Dùng thước kẹp để đo đường kính ngồi d của quả cầu (đo nhiếu lần rồi tính giá trị
trung bình).

d

d1  d 2  d n
n

 6

.
Bước 2: Đổ nước từ ca vào bình thủy tinh có vạch chia độ (lưu ý khơng đổ q ít cũng như quá
đầy).
Bước 3: Thả nhẹ quả cầu vào trong bình (lưu ý độ cao của quả cầu vẫn thấp hơn miệng của bình
thủy tinh, nơi có vạch chia độ).
Bước 4: Đọc độ cao của chỏm cầu h (Lưu ý đặt mắt quan sát vng góc với thành bình). Đo h
nhiều lần rồi tính giá trị trung bình:

h

h1  h2  hn
n

 7


Bước 5: Thế các kết quả đo được từ (6) và (7) vào biểu thức (5) để tìm ra bán kính trong r :
´
´ 2 (3. d − ´h)
h
3
d´
2
( D−D0 ) 2 + D 0 .
4
´r =
(5)
D

√

3

Tài liệu ôn thi HSG phần thực hành
20