Đề thi học sinh giỏi văn hóa cấp trường môn Vật lý Lớp 12 - Năm học 2017-2018 - Trường THPT Phú Điền

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi văn hóa cấp trường môn Vật lý Lớp 12 - Năm học 2017-2018 - Trường THPT Phú Điền

1. SỞ GD&ÐT ĐỒNG THÁPĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT PHÚ ĐIỀN NĂM HỌC 2017 - 2018 MÔN VẬT LÝ  Thời gian làm bài: 90 phút. (Không kể thời gian phát đề)  Họ và tên: Lớp: SBD: Câu 1: Dao động cưỡng bức là dao động của hệ: A. dưới tác dụng của lực quán tính. B. dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian. C. dưới tác dụng của lực đàn hồi. D. trong điều kiện không có lực ma sát. Câu 2: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng k, dao động điều hòa dọc theo trục Ox quanh vị trí cân bằng O. Biểu thức lực kéo về tác dụng lên vật theo li độ x là: 1 1 A. B.F kx2 F kx C. D.F kx F kx 2 2 Câu 3: Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc α0 . Biết khối lượng vật nhỏ của con lắc là m, chiều dài dây treo là l, mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Cơ năng của con lắc là: 1 1 A. B.2m C.gl 2 mgl 2 mgl 2 D. mgl 2 0 4 0 2 0 0 Câu 4: Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ có khối lượng m. Tác dụng lên vật ngoại lực F = 20cos10πt N (t tính bằng s) dọc theo trục lò xo thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Lấy π2 = 10. Giá trị của m là: A. 0,4 kg.B. 1 kg.C. 250 g.D. 100 g. Câu 5: Một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ và lò xo có độ cứng 20 N/m dao động điều hòa với chu kì 2 s. Khi pha dao động là 0,5π thì vận tốc của vật là 20 3 cm/s. Lấy π2 = 10. Khi vật qua vị trí có li độ 3π cm thì động năng của con lắc là: A. 0,36 J.B. 0,18 J.C. 0,72 J.D. 0,03 J. Câu 6. Một lò xo có độ cứng k = 16N/m có một đầu được giữ cố định còn đầu kia gắn vào quả cầu khối lượng M =240 g đang đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang. Một viên bi khối lượng m = 10 g bay với vận tốc vo = 10m/s theo phương ngang đến gắn vào quả cầu và sau đó quả cầu cùng viên bi dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang. Bỏ qua ma sát và sức cản không khí. Biên độ dao động của hệ là A. 5cm B. 10cm C. 12,5cm D.2,5cm Câu 7. Một quả cầu có khối lượng m = 0,2kg gắn trên một lò xo nhẹ thẳng đứng có độ cứng 20N/m, đầu dưới của lò xo gắn với đế có khối lượng M. Một vật nhỏ có khối lượng m1 = 0,1 kg rơi từ độ cao h = 0,45m xuống va chạm đàn hồi với m. Lấy gia tốc trọng trường g = 10m/s2. Sau va chạm vật m dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Muốn để không bị nhấc lên thì Mđ không nhỏ hơn A. 300 g B. 200 g C. 600 g D. 120 g Đề thi này gồm có 6 trang 1
2. Câu 8: Một con lắc đơn dao động bé có chu kỳ T. Đặt con lắc trong điện trường đều có phương thẳng đứng hướng xuống dưới. Khi quả cầu của con lắc tích điện q1 thì chu kỳ của con lắc là T1=5T. Khi quả cầu của con lắc tích điện q2 thì chu kỳ là T2=5/7 T. Tỉ số giữa hai điện tích là A. q1/q2 = -7.B. q 1/q2 = -1 . C. q 1/q2 = -1/7 . D. q1/q2 = 1. Câu 9. Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, khi con lắc ở vị trí cân bằng lò xo dãn 9cm, thời gian con lắc bị nén trong 1 chu kỳ là 0,1s. Lấy g = 10m/s2 . Biên độ dao động của vật là: A. 6 3 cm B. 4,5cm C. 9cm D. 83 cm Câu 10: Điều nào sau đây là sai khi nói về sóng âm? A. Sóng âm là sóng cơ học dọc truyền được trong môi trường vật chất kể cả chân không. B. Sóng âm có tần số nằm trong khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz. C. Sóng âm không truyền được trong chân không. D. Vận tốc truyền âm phụ thuộc nhiệt độ. Câu 11: Đơn vị cường độ âm là: A. Jun trên mét vuông (J/m2) B. oát trên mét (W/m) C. oát trên mét vuông (W/m2) D. ben (B) Câu 12: Một sóng cơ học truyền dọc theo trục Ox có phương trình u=8cos(20πt-πx)(cm)( với t tính bằng s, x tính bằng m). Quảng đường sóng truyền đi được trong 0,1 giây: A. 2 m B. 4m C. 8cm D. 32cm Câu 13: Một sợi dây căng giữa hai điểm cố định cách nhau 75 cm. Người ta tạo ra sóng dừng trên dây. Hai tần số gần nhau nhất cùng tạo ra sóng dừng trên dây là 150 Hz và 200 Hz. Vận tốc truyền sóng trên dây đó bằng: A. 75 m/s.B. 300 m/s.C. 225 m/s.D. 7,5 m/s. Câu 14: Hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 10 cm dao động theo phương trình u = Acos100πt mm trên mặt thoáng của thủy ngân, coi biên độ không đổi. Xét về một phía đường trung trực của AB ta thấy vân bậc k đi qua điểm M có hiệu số MA – MB = 1 cm và vân bậc k + 5 cùng tính chất dao động với vân bậc k đi qua điểm N có NA – NB = 30 mm. Tốc độ truyền sóng trên mặt thủy ngân là: A. 40 cm/s.B. 20 cm/s.C. 30 cm/s.D. 10 cm/s. Câu 15: Một nguồn âm điểm S phát âm đẳng hướng với công suất không đổi trong một môi trường không hấp thụ và không phản xạ âm. Lúc đầu, mức cường độ âm do S gây ra tại điểm M là L dB. Khi cho S tiến lại gần M thêm một đoạn 60 m thì mức cường độ âm tại M lúc này là L + 6 dB. Khoảng cách từ S đến M lúc đầu là: A. 120,3 m.B. 40 m.C. 80,6 m.D. 200 m. Câu 16. Tần số của âm cơ bản và họa âm do một dây đàn phát ra tương ứng bằng với tần số của sóng cơ để trên dây đàn có sóng dừng. Trong các họa âm do dây đàn phát ra, có hai họa âm ứng với tần số 2640 Hz và 4400 Hz. Biết âm cơ bản của dây đàn có tần số nằm trong khoảng từ 300 Hz đến 800 Hz. Trong vùng tần số của âm nghe được từ 16 Hz đến 20 kHz, có tối đa bao nhiêu tần số của họa âm (kể cả âm cơ bản) của dây đàn này? A. 37.B. 30.C. 45.D. 22. Câu 17: Cường độ dòng điện trong mạch không phân nhánh có dạng i = 22 cos100 t(A). Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là A. I = 2A. B. I = 1,41A. C. I = 4A. D. I = 2,83A. Câu 18: Đặt điện áp u = U2 cosωt vào hai đầu mạch gồm điện trở thuần R, cuộn thuần cảm có độ 1 tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Biết  = . Tổng trở của đoạn mạch này bằng LC A. R. B. 2R. C. 3R. D. 0,5R. Câu 19. Trong các đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lượng nào không dùng giá trị hiệu dụng? A. Điện áp . B. Cường độ dòng điện. C. Suất điện động. D. Công suất. Đề thi này gồm có 6 trang 2
3. Câu 20. Một khung dây dẫn phẳng có diện tích S = 100 cm 2 gồm 200 vòng dây quay đều với vận tốc 2400 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ B vuông góc trục quay của khung và có độ lớn B = 0,005T. Từ thông cực đại gửi qua khung là A. 24 Wb B. 2,5 Wb C. 0,4 Wb D. 0,01 Wb Câu 21: Đặt điện áp u=Uocos100πt(V) vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm. Điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C nối tiếp. M là điểm nối giữa R và L. Điện áp tức thời của đoạn mạch AM ( chứa R) và MB ( chứa L và C ) tại thời điểm t 1 là uAM=60V; uMB=15 7 V và tại thời điểm t2 là là uAM=403 V; uMB=30V. Giá trị của Uo bằng: A.502 V B.1002 V C.100V D.25 2 V Câu 22: Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu một điện trở thuần 10Ω thì cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i=2cos(120πt)A. Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở trong thời gian t=0,5 phút bằng: A.600J B.1000J C.200J D.400J Câu 23. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số f thay đổi được vào hai đầu 1 đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết cuộn cảm thuần có độ tự cảm H. Khi f = 50 Hz hoặc f = 200 Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch đều bằng 0,4 A. Điều chỉnh f để cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch có giá trị cực đại. Giá trị cực đại này bằng A. 0,75 A.B. 0,5 A.C. 1 A.D. 1,25 A. Câu 24: Một học sinh dùng vôn kế và am pe kế hiển thị kim để khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế đặt vào hai bản của một tụ điện. Đường đặc trưng V-A của tụ điện vẽ theo số liệu đo được như hình bên. Nếu học sinh này tính dung kháng của tụ điện ở điện áp 12V thì giá trị tính được là: A.ZC 40.5 7,5 B. ZC 50.0 8,3 C. ZC 5 0,83 D. ZC 4,5 0,83 I(.10-1)A 6 5 4 3 2 1 5 10 15 20 25 30 U(V) 0,5 3 Câu 25: Một cuộn dây có điện trở nội r = 50 , hệ số tự cảm L = H , mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số là 50 Hz. Hệ số công suất là : A. 1,00 B. 0,707. C. 1,414. D. 0,50 Câu 26. Đặt điện áp xoay chiều u U .cos(t) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở thuần 0 R, cuộn cảm thuần và tụ điện, khi đó mạch có Z L = 4ZC. Tại một thời điểm nào đó, điện áp tức thời trên cuộn dây có giá trị cực đại và bằng 200 V thì điện áp tức thời giữa hai đầu mạch điện lúc đó là A. 150 V. B. 250 V. C. 200 V. D. 67 V. Đề thi này gồm có 6 trang 3
4. Câu 27. Sóng điện từ khi truyền từ không khí vào nước thì A. tốc độ truyền sóng và bước sóng đều giảm. B. tốc độ truyền sóng giảm, bước sóng tăng. C. tốc độ truyền sóng tăng, bước sóng giảm. D. tốc độ truyền sóng và bước sóng đều tăng. Câu 28: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ? A. Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó có thể bị phản xạ và khúc xạ. B. Sóng điện từ là sóng ngang . C. Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn vuông pha với nhau. D. Sóng điện từ truyền được trong chân không. Câu 29: Điện tích cực đại và dòng điện cực đại qua cuộn cảm của một mạch dao động lần lượt là –11 Q0 = 0,16.10 C và I0 = 1 mA. Mạch điện từ dao động với tần số góc là A. 0,4.105 rad/s. B. 625.106 rad/s. C. 16.108 rad/s. D. 16.106 rad/s. Câu 30: Cường độ dòng điện tức thời trong một mạch dao động LC lí tưởng là i = 0,08cos2000t(A). Cuộn dây có độ tự cảm là 50 mH. Xác định hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện tại thời điểm cường độ dòng điện tức thời bằng giá trị hiệu dụng ? A. 4 5 V B. 4 2 V C. 4 3 V D. 4V Câu 31. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 2 V và tần số 50 kHz vào hai đầu đoạn mạch 1 gồm điện trở có giá trị 40 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm mH và tụ điện có điện dung C mắc 10 nối tiếp thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 40 mA. Nếu mắc cuộn cảm và tụ điện trên thành mạch dao động LC thì tần số dao động riêng của mạch bằng A. 100 kHz.B. 200 kHz.C. 1 MHZ.D. 2 MHz. Câu 32: Chiếu một chùm tia sáng hẹp qua một lăng kính. Chùm tia sáng đó sẽ tách thành chùm tia sáng có màu khác nhau. Hiện tượng này gọi là A. giao thoa ánh sáng. B. tán sắc ánh sáng. C. khúc xạ ánh sáng. D. nhiễu xạ ánh sáng. Câu 33: Trong thí nghiệm I-âng, vân sáng bậc nhất xuất hiện ở trên màn tại các vị trí mà hiệu đường đi của ánh sáng từ hai nguồn đến các vị trí đó bằng A. λ/4. B. λ/2. C. λ. D. 2λ. Câu 34: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,64 μm. Vân sáng thứ 3 cách vân sáng trung tâm một khoảng A. 1,20 mm. B. 1,66 mm. C. 1,92 mm. D. 6,48 mm. Câu 35: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 760nm. Khoảng cách giữa hai khe là 0,8mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. Trên màn, tại vị trí cách vân trung tâm 3mm có vân sáng của các bức xạ với bước sóng A. 0,48 m và 0,56 m B. 0,40 m và 0,60 m C. 0,45 m và 0,60 m D. 0,40 m và 0,64 m Câu 36: Một điểm sáng S nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm, cách thấu kính 15cm. Cho điểm sáng S dao động điều hòa với chu kỳ 2 giây trên trục Ox theo phương vuông góc với trục chính của thấu kính quanh vị trí ban đầu với biên độ 4cm. Gọi S’ là ánh của S qua thấu kính. Tốc độ trung bình của S’ trong thời gian một chu kỳ dao động bằng: A.25cm/s B.16cm/s C.15cm/s D.32cm/s Câu 37. Hiện tượng bứt electron ra khỏi kim loại, khi chiếu ánh sáng kích thích có bước sóng thích hợp lên kim loại được gọi là A. hiện tượng bức xạ. B. hiện tượng phóng xạ. C. hiện tượng quang dẫn. D. hiện tượng quang điện. Câu 38. Catốt của một tế bào quang điện làm bằng kim loại có giới hạn quang điện λ 0 = 0,5 μm. Muốn có dòng quang điện trong mạch thì ánh sáng kích thích phải có tần số A. f = 2.1014 Hz. B. f = 4,5.1014 Hz. C. f = 5.1014 Hz. D. f = 6.1014 Hz. Đề thi này gồm có 6 trang 4
5. Câu 39. Kim loại làm catốt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là λ 0. Chiếu lần lượt tới bề mặt catốt hai bức xạ có bước sóng λ 1 = 0,4 μm và λ 2 = 0,5 μm thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron bắn ra khác nhau 1,5 lần. Bước sóng λ0 là A. λ0 = 0,775 μm B. λ0 = 0,6 μm C. λ0 = 0,25 μm D. λ0 = 0,625 μm Câu 40. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,20 μm vào một qủa cầu bằng đồng, đặt cô lập về điện. Giới hạn quang điện của đồng là 0,30 μm. Điện thế cực đại mà quả cầu đạt được so với đất là A. 1,34 V. B. 2,07 V. C. 3,12 V. D. 4,26 V Câu 41: Cho bước sóng λ 1 = 0,1216 μm của vạch quang phổ ứng với sự dịch chuyển của electron từ quỹ đạo L về quỹ đạo K. Hiệu mức năng lượng giữa quỹ đạo L với quỹ đạo K là A. 1,634.10–18 J. B. 16,34.1018 J. C. 1,634.10–17 J. D. 16,34.1017 J. Câu 42. Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được tính theo 13,6 công thức E (eV) (n = 1, 2, 3, ). Khi năng lượng ion hóa nguyên tử Hyđrô là 13,6eV. n n2 Bước sóng ngắn nhất mà nguyên tử có thể bức ra là : A. 0,122µm B. 0,0911µm C. 0,0656µm D. 0,5672µm Câu 43. Gọi k là số nơtron trung bình còn lại sau mỗi phân hạch, thì điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra là A. k 1. D. k ≥ 1. Câu 44. Phóng xạ nào không có sự thay đổi về cấu tạo hạt nhân? A. Phóng xạ α B. Phóng xạ β– C. Phóng xạ β+. D. Phóng xạ γ Câu 45. Một nhà máy điện hạt nhân có công suất 160 kW, dùng năng lượng phân hạch U235, hiệu suất H = 20%. Mỗi hạt U235 phân hạch tỏa năng lượng là 200 MeV. Với 500 g U235 thì nhà máy hoạt động được trong bao lâu? A. 500 ngày B. 590 ngày. C. 593 ngày D. 565 ngày. 210 Câu 46. Đồng vị 84 Po phóng xạ α thành chì, chu kỳ bán rã của Po là 138 ngày. Tại thời điểm t nào đó thì tỉ số giữa số hạt nhân chì và số hạt Po còn lại bằng 5, khi đó tỉ số giữa khối lượng Po và khối lượng chì bằng A. 4,905 B. 0,2 C. 4,095 D. 0,22 Câu 47: Một bệnh nhân điều trị bằng đồng vị phóng xạ, dùng tia γ để diệt tế bào bệnh. Thời gian chiếu xạ lần đầu là Δt = 20 phút, cứ sau 1 tháng thì bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ. Biết đồng vị phóng xạ đó có chu kỳ bán rã T = 4 tháng (coi Δt << T ) và vẫn dùng nguồn phóng xạ trong lần đầu. Hỏi lần chiếu xạ thứ 3 phải tiến hành trong bao lâu để bệnh nhân được chiếu xạ với liều lượng bằng một nửa lượng tia γ như lần đầu? A. 28,2 phút. B. 24,2 phút. C. 21,2 phút. D. 14,14 phút. Câu 48: Trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn có hai con lắc lò xo. Các lò xo có cùng độ cứng k = 50 N/m. Các vật nhỏ A và B có khối lượng lần lượt là m và 4m. Ban đầu, A và B được giữ ở hai vị trí sao cho hai lò xo đều bị giãn 8 cm. Đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động điều hòa trên hai đường thẳng vuông góc với nhau đi qua giá I cố định (hình vẽ). Trong quá trình dao động, lực đàn hồi tác dụng lên giá I có độ lớn nhỏ nhất là: A. 1,0 N.B. 2,6 N.C. 1,8 N.D. 2,0 N. Đề thi này gồm có 6 trang 5
6. Câu 49 . Hai con lắc lò xo M và N giống hệt nhau, đầu trên của hai lò xo được cố định ở cùng một giá đỡ nằm ngang. Vật nặng của mỗi con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ của con lắc M là A, của con lắc N là A 3 . Trong quá trình dao động chênh lệch độ cao lớn nhất của hai vật là A. Khi động năng của con lắc M cực đại và bằng 0,12J thì động năng của con lắc N là: A. 0,08J B. 0,12J C. 0,27J D. 0,09J Câu 50. Trong bài thực hành khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp, để đo điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây, người ta dùng A. ampe kế xoay chiều mắc nối tiếp với cuộn dây. B. ampe kế xoay chiều mắc song song với cuộn dây C. vôn kế xoay chiều mắc nối tiếp với cuộn dây D. vôn kế xoay chiều mắc song song với cuộn dây HẾT Đề thi này gồm có 6 trang 6