Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 12 - Mã đề 314 - Năm học 2018-2019 Sở GD&ĐT Nam Định

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 12 - Mã đề 314 - Năm học 2018-2019 Sở GD&ĐT Nam Định

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NAM ĐỊNH NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn: VẬT LÝ (Bài tổ hợp). Lớp: 12 ĐỀ CHÍNH THỨC. MÃ ĐỀ 314 Thời gian làm bài: 60 phút Đề thi có 04 trang. Phần I: Trắc nghiệm một lựa chọn (Thí sinh ghi đáp án lựa chọn vào ô tương ứng). Câu 1. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, biến trở R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp theo đúng thứ tự trên. Gọi M là điểm giữa cuộn cảm thuần và biến trở, N là điểm giữa biến trở và tụ điện. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của các điện áp hiệu dụng UAN và UMB theo giá trị của biến trở R được cho như hình vẽ. Khi giá trị của R bằng 60  thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở R gần giá trị nào nhất sau đây? A. 75 V. B. 260. V. C. 130 V. D. 150 V. Câu 2. Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một quỹ đạo thẳng dài 20 cm. Dao động này có biên độ bằng A. 5 cm. B. 40 cm. C. 10 cm. D. 20 cm. Câu 3. Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong không khí tỉ lệ A. nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích. B. nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. C. với khoảng cách giữa hai điện tích. D. với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. Câu 4. Cho đoạn mạch gồm điện trở có giá trị R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u U0 cos t V với tần số góc  biến thiên. Hình vẽ là đồ thị biểu diễn sự biến thiên của điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm và giữa hai đầu tụ điện khi tần 100 6 số góc biến thiên. Biết  rad / s;  50 6 rad / s. Khi 1 3 2 tần số góc biến thiên giá trị cực đại của điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm gần với giá trị nào nhất trong các giá trị sau? A. 300 V. B. 309 V. C. 307 V. D. 302 V. Câu 5. Một ống dây dẫn hình trụ có chiều dài ℓ gồm N vòng dây được đặt trong không khí (ℓ lớn hơn nhiều so với đường kính tiết diện ống dây). Cường độ dòng điện chạy trong mỗi vòng dây là I. Độ lớn cảm ứng từ B trong lòng ống dây do dòng điện này gây ra được tính bởi công thức N.I I.N N. A. B.B 2.10 7 I.N.. B C.4 π .10 7 . B 4 . 1 0D. 7 . B 4 π.10 7 .   I Câu 6. Mắc một nguồn điện không đổi vào hai đầu một biến trở, dùng ampe kế và vôn kế lí tưởng để đo dòng điện trong mạch và điện áp hai đầu biến trở. Khi biến trở có R = R 1 thì số chỉ ampe kế và vôn kế lần lượt là 1 A và 10,5 V. Khi biến trở có R = R2 thì số chỉ ampe kế và vôn kế lần lượt là 2 A và 9 V. Suất điện động và điện trở trong của nguồn có giá trị lần lượt là A. E = 12 V; r = 1,5 Ω. B. E = 9 V; r = 1,5 Ω. C. E = 10,5 V; r = 1,5 Ω. D. E = 12 V; r = 2 Ω. Câu 7. Một thấu kính có độ tụ D = 4 dp, tiêu cự của thấu kính này bằng A. 2,5 cm. B. -2,5 cm. C. 25 cm. D. - 25 cm. Câu 8. Một máy phát điện xoay chiều một pha có rôto là một nam châm điện có một cặp cực từ quay đều với tốc độ n. Bỏ qua điện trở thuần ở các cuộn dây phần ứng của máy phát và điện trở các dây nối. Mắc đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp vào hai cực của máy phát. Khi rôto quay với tốc độ n 1 = 30 vòng/s thì dung kháng của tụ điện là Z C1 và ZC1 = R. Khi rôto quay với tốc độ n 2 = 120 vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch đạt giá trị cực đại. Để điện áp hiệu dụng trên tụ điện đạt giá trị cực đại thì rôto phải quay với tốc độ bằng A. 34,6 vòng/s. B. 40 vòng/s. C. 50 vòng/s. D. 24 vòng/s. Trang 1/4 - Mã đề thi 314
2. Câu 9. Cho mạch điện như hình vẽ, vôn kế có điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở không đáng kể. Mắc vào hai đầu đoạn mạch điện áp không đổi, nhận thấy: Khi K mở thì vôn kế chỉ giá trị 100 V; khi K đóng thì vôn kế chỉ 25 V và Ampe kế chỉ giá trị I1. Mắc vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng và tần số không đổi, nhận thấy: Khi K mở thì vôn kế chỉ 50 V; khi K đóng thì vôn kế vẫn chỉ 50 V và ampe kế chỉ giá trị I 1. Khi sử dụng điện áp xoay chiều nói trên và mở khóa K, tính hệ số công suất của đoạn mạch. A. 0,728. B. 0,866. C. 0,707. D. 0,918. Câu 10. Hai điểm sáng M và N cùng dao động điều hòa trên cùng một trục tọa độ Ox (O là vị trí cân bằng π của chúng). Phương trình dao động của M và N lần lượt là: xM = 10cos(4πt + ) (cm) và 3 π xN = 10 2 cos(4πt + ) (cm). Kể từ thời điểm ban đầu (t = 0), hai điểm sáng cách nhau 5 cm lần thứ 2019 12 2018 6049 2019 6048 ở thời điểm A. t s. B. t s. C. t s. D. t s. 8 24 8 24 Câu 11. Một sợi dây đàn hồi rất dài, được căng ngang duỗi thẳng, một đầu là O. Trên dây có hai điểm A và B cách nhau một khoảng 15 cm, A gần O hơn so với B. Chọn trục tọa độ Ox có phương thẳng đứng, chiều dương hướng lên trên, gốc O trùng với đầu O lúc sợi dây duỗi thẳng. Cho đầu O của sợi dây dao động điều hòa dọc theo trục Ox, khi đó trên dây chỉ hình thành một sóng ngang lan truyền từ O với bước sóng lớn hơn 30 cm. Gọi M và N lần lượt là hình chiếu của A và B trên trục Ox. Khi A và B đã dao động ổn định, chọn gốc thời gian sao cho N dao động điều hòa theo phương trình x N = acos(t + ) (cm); khi 6 đó vận tốc tương đối của N đối với M biến thiên theo thời gian với phương trình 25 v bcos( t ) (cm / s) . Biết a,  và b đều là các hằng số dương, coi sóng truyền trên dây có biên NM 3 2 độ không đổi. Tốc độ truyền sóng trên dây là A. 105,5 cm/s. B. 187,5 cm/s. C. 125,0 cm/s. D. 375,0 cm/s. Câu 12. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp S 1 và S2 được chiếu bởi ánh sáng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,45 µm đến 0,75 µm. Tìm số vùng trên màn mà tại mỗi điểm trong vùng đó có sự trùng nhau của đúng 4 vân sáng? A. 8. B. 2. C. 4. D. 10. Câu 13. Khi nói về sóng âm, phát biểu nào sau đây sai? A. Đơn vị của mức cường độ âm là W/m2. B. Siêu âm có tần số lớn hơn 20000 Hz. C. Hạ âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz. D. Sóng âm không truyền được trong chân không. Câu 14. Một con lắc đơn gồm dây treo không dãn, rất nhẹ, cách điện và vật nhỏ có khối lượng m = 100 g. Cho con lắc đơn này dao động điều hòa trong điện trường đều mà cường độ điện trường có độ lớn E = 1,5.104 V/m và hướng thẳng đứng xuống dưới. Lấy g =10 m/s 2. Khi vật nhỏ chưa tích điện thì chu kì dao động nhỏ của con lắc là T 0. Khi tích cho vật nhỏ điện tích q = 40 µC thì chu kì dao động nhỏ của con lắc là T1. So với T0 thì T1 A. lớn hơn lần.1,6 B. lớn hơn lần. 2 , 4 C. nhỏ hơn lần. D.2 nhỏ,4 hơn lần. 1,6 Câu 15. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Hệ số công suất của đoạn mạch không phụ thuộc vào A. điện trở thuần của đoạn mạch. B. tần số của điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch. C. độ tự cảm và điện dung của đoạn mạch. D. điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu đoạn mạch. Câu 16. Dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 2 A chạy qua điện trở 110 Ω. Công suất tỏa nhiệt trên điện trở bằng A. 4402 W. B. 220 W. C. 440 W. D. 2202 W. Câu 17. Cho hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình x1 = 3cos(10 t +0,5 ) (cm) và x2=4sin(10 t) (cm). Dao động tổng hợp của hai dao động này có biên độ bằng A. 3 cm. B. 1 cm. C. 7 cm. D. 5 cm. Trang 2/4 - Mã đề thi 314
3. Câu 18. Cho tốc độ truyền ánh sáng trong chân không là c = 3.108 m/s thì bước sóng của một bức xạ trong chân không là 600 nm. Tần số của bức xạ đó là A. 5.1013 Hz. B. 5.1012 Hz. C. 5.1014 Hz. D. 5.1015 Hz. Câu 19. Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do, điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện qua cuộn cảm biến thiên điều hoà theo thời gian A. luôn ngược pha nhau. B. luôn cùng pha nhau. C. với cùng biên độ. D. với cùng tần số. Câu 20. Chiếu vào khe hẹp F của máy quang phổ lăng kính một chùm sáng trắng thì A. chùm tia sáng tới buồng tối là chùm sáng trắng song song. B. chùm tia sáng ló ra khỏi thấu kính của buồng tối gồm nhiều chùm đơn sắc hội tụ. C. chùm tia sáng ló ra khỏi thấu kính của buồng tối gồm nhiều chùm đơn sắc song song. D. chùm tia sáng tới hệ tán sắc gồm nhiều chùm đơn sắc hội tụ. Câu 21. Một sóng âm và một sóng ánh sáng truyền từ không khí vào nước thì bước sóng A. của sóng âm và sóng ánh sáng đều tăng. B. của sóng âm và sóng ánh sáng đều giảm. C. của sóng âm tăng còn bước sóng của sóng ánh sáng giảm. D. của sóng âm giảm còn bước sóng của sóng ánh sáng tăng. Câu 22. Một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương ngang với năng lượng dao động là 40 mJ và lực đàn hồi cực đại là 2 N. Gọi I là điểm cố định của lò xo. Khoảng thời gian ngắn nhất từ khi điểm I chịu tác dụng của lực kéo đến khi chịu tác dụng của lực nén có cùng độ lớn bằng 1 N là 0,2 s. Quãng đường ngắn nhất mà vật đi được trong 1,6 s là A. 20 cm. B. (16+43 ) cm. C. (20-23 ) cm. D. 40 cm. Câu 23. Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào sau đây sai? A. Sóng điện từ là sóng ngang. B. Sóng điện từ không truyền được trong chân không. C. Sóng điện từ mang năng lượng. D. Sóng điện từ có thể phản xạ, khúc xạ hoặc giao thoa. Câu 24. Khi nói về ánh sáng đơn sắc, phát biểu nào sau đây đúng? A. Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. B. Ánh sáng trắng là ánh sáng đơn sắc vì nó có màu trắng. C. Trong thủy tinh, các ánh sáng đơn sắc khác nhau truyền với tốc độ như nhau. D. Tốc độ truyền của một ánh sáng đơn sắc trong nước và trong không khí là như nhau. Phần II: Thí sinh tự ghi kết quả của mỗi câu hỏi dưới đây theo hàng dọc. Câu 25. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ biến thiên liên tục trong khoảng từ 0,40 µm đến 0,76 µm. Khoảng cách từ hai khe hẹp đến màn quan sát là 2 m, khoảng cách giữa hai khe hẹp là 2 mm. Hỏi có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại M cách vân trung tâm 4 mm? Câu 26. Cho đoạn mạch gồm điện trở có giá trị R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u 63 2 cost(V) thì cảm kháng ZL = 200 Ω. Thay đổi điện dung C để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứa R và L đạt giá trị lớn nhất, nhận thấy giá trị lớn nhất đó bằng 105 V. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng của mạch khi đó. Câu 27. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp là 2 mm, khoảng cách từ hai khe hẹp đến màn quan sát là 2 m. Bước sóng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là  = 0,5 µm. Tính khoảng cách từ vân sáng bậc 1 đến vân sáng bậc 10 ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm. Câu 28. Một nguồn âm điểm phát âm đẳng hướng với công suất không đổi được đặt tại B. Bỏ qua sự hấp thụ âm của môi trường. Hai điểm A và C tạo với B thành tam giác vuông cân tại A. Ban đầu máy thu đặt tại A, thu được âm có mức cường độ âm là 40 dB. Đồng thời di chuyển nguồn âm dọc theo BA hướng về A và di chuyển máy thu dọc theo AC hướng về C với cùng một tốc độ. Xác định mức cường độ âm lớn nhất mà máy thu thu được trong quá trình di chuyển nêu trên. Câu 29. Hai con lắc đơn có chiều dài lần lượt là 144 cm và 100 cm được treo ở trần một căn phòng. Khi các vật nhỏ của hai con lắc đang ở vị trí cân bằng, đồng thời truyền cho chúng các vận tốc cùng hướng sao cho hai con lắc dao động điều hòa với cùng biên độ góc, trong hai mặt phẳng song song với nhau. Gọi ∆t là khoảng thời gian ngắn nhất kể từ lúc truyền vận tốc đến lúc hai dây treo song song nhau. Lấy g = 10 m/s 2; π2 ≈ 10. Tính ∆t. Trang 3/4 - Mã đề thi 314
4. Câu 30. Cuộn cảm thuần của mạch dao động trong một máy thu vô tuyến điện có độ tự cảm L = 25 µF. Cho tốc độ truyền sóng điện từ c = 3.108 m/s. Để máy thu này thu được sóng vô tuyến có bước sóng 100 m thì điện dung của tụ điện phải có giá trị bằng bao nhiêu? Câu 31. Tốc độ truyền âm trong không khí và trong nước lần lượt là 330 m/s và 1450 m/s. Khi âm truyền từ trong không khí vào nước thì bước sóng của nó tăng lên bao nhiêu lần? Câu 32. Điện năng được truyền từ một máy phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha, điện trở tổng cộng của dây truyền tải điện là 5,64 Ω. Biết điện áp hiệu dụng máy phát này tạo ra là 220 V, điện áp nơi tiêu thụ là 200 V. Cường độ dòng điện trên đường dây tải điện là 4 A. Tính hệ số công suất ở nơi tiêu thụ. Câu 33. Đặt vào hai đầu tụ điện một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi và tần số 50 Hz thì cường độ hiệu dụng qua tụ là 1 A. Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ điện là 4 A thì tần số dòng điện bằng bao nhiêu? Câu 34. Sóng dừng trên một sợi dây với biên độ dao động của điểm bụng là 4 cm. Hình vẽ biểu diễn hình dạng sợi dây tại hai thời điểm t 1 và t2 ứng với đường nét liền và đường nét đứt. Biết tốc độ chuyển động của điểm M vào thời điểm t1 bằng tốc độ chuyển động của điểm N vào thời điểm t 2. Vào thời điểm t 2, khoảng cách ON xấp xỉ bằng bao nhiêu? Câu 35. Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 0,2 H và tụ điện có điện dung C = 10 F thực hiện dao động điện từ tự do. Biết cường độ dòng điện cực đại qua mạch là I 0 = 0,012 A. Khi cường độ dòng điện tức thời qua mạch i = 0,01 A thì điện áp tức thời giữa hai bản tụ điện là bao nhiêu? Câu 36. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu trên lò xo gắn cố định, đầu dưới lò xo gắn với vật nặng. Kích thích cho vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox có phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống dưới, gốc O tại vị trí cân bằng của vật, năng lượng dao động bằng 67,5 mJ. Độ lớn lực đàn hồi cực đại bằng 3,75 N. Khoảng thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí biên dương đến vị trí có độ lớn lực đàn hồi 2 bằng 3 N là Δt1. Khoảng thời gian lò xo bị nén trong một chu kì là Δt 2 với Δt 2 = 2.Δt1. Lấy g = 10 m/s ; 2 π ≈ 10. Tính Δt1. Câu 37. Một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây của cuộn sơ cấp là 1000 vòng, của cuộn thứ cấp là 100 vòng. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 24 V. Tính điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp. Câu 38. Một vật nhỏ dao động điều hòa theo trục Ox (vị trí cân bằng là O) với biên độ 4 cm và tần số 10 Hz. Tại thời điểm t = 0, vật có li độ 4 cm. Viết phương trình dao động của vật theo dạng hàm cosin của thời gian. Câu 39. Một bể nước có đáy phẳng nằm ngang sâu 1,5 m chứa đầy nước. Một tia sáng Mặt Trời chiếu tới mặt nước của bể dưới góc tới i = 60 0. Biết chiết suất của nước đối với các ánh sáng đơn sắc có giá trị lớn nhất là n1 = 1,343 và giá trị nhỏ nhất là n2 = 1,328. Tính bề rộng vệt sáng tạo ra ở đáy bể. Câu 40. Một cần rung dao động với tần số f tạo ra ở mặt nước hai nguồn sóng nước giống hệt nhau tại A và B. Biết tốc độ truyến sóng ở mặt nước bằng 1,5 m/s. M là điểm ở mặt nước, thời gian để sóng truyền từ nguồn B đến M nhiều hơn thời gian để sóng truyền từ nguồn A đến M là 0,06 s. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MB nhiều hơn 8 điểm so với số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MA. Tính tần số f. HẾT Họ và tên học sinh: Số báo danh: Họ, tên, chữ ký của GT 1: GT 2: Trang 4/4 - Mã đề thi 314