Đề thi HSG văn hóa cấp Tỉnh Vật lí 12 - Năm học 2023-2024 - Sở GD&ĐT Bắc Giang (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi HSG văn hóa cấp Tỉnh Vật lí 12 - Năm học 2023-2024 - Sở GD&ĐT Bắc Giang (Có đáp án)

1. SỞ GD& ĐT BẮC GIANG ĐỀ THI ĐỀ XUẤT THI HSG VĂN HÓA CẤP TỈNH TRƯỜNG PTDT NT TỈNH NĂM HỌC 2023 - 2024 Bài thi: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 120 phút, không kể thời gian phát đề (Đề thi gồm có 06 trang) Họ, tên thí sinh:....................................................Số báo danh :......................................................... I. PHẦN TRẮC NGHIỆM Câu 1: Một nguồn điện có suất điện động 12 V, điện trở trong 2 Ω mắc với một điện trở R thành mạch kín thì công suất tiêu thụ trên R là 16 W, giá trị của điện trở R bằng A. 3 Ω. B. 5 Ω. C. 4 Ω. D. 6 Ω. Câu 2: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Vật sáng AB cao 2 cm đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh A’B’ cao 1cm. Vật cách thấu kính một đoạn là A. d = 50 cm. B. d = 60 cm. C. d = 40 cm. D. d = 30 cm. Câu 3: Một vật có khối lượng m = 1 kg dao động điều hòa theo phương trìnhx 10cos( t ) 2 cm. Coi 2 10 . Độ lớn lực kéo về ở thời điểm t = 0,5 s bằng A. 2 N.B. 10 N.C. 0,5 N. D. 1 N. Câu 4: Một sợi dây đàn hồi được treo thẳng đứng vào một điểm cố định, đầu kia để tự do. Người ta tạo ra sóng dừng trên dây với tần số cơ bản là f1 . Để lại có sóng dừng, phải tăng tần số tối thiểu đến giá trị f2 kf1 . Giá trị k bằng A. 4. B. 3. C. 6. D. 2. Câu 5: Trong các nhạc cụ: hộp đàn, thân kèn, sáo có tác dụng A. làm tăng độ cao và độ to của âm. B. lọc bớt tạp âm và tiếng ồn. C. giữ cho âm phát ra có tần số ổn định. D. khuếch đại âm và tạo ra âm sắc riêng cho từng nhạc cụ. Câu 6: Khi hai kim loại tiếp xúc với nhau, nhận định nào sau đây là đúng? A. Luôn luôn có sự khuếch tán của các electron tự do và các ion dương qua lại lớp tiếp xúc. B. Luôn luôn có sự khuếch tán của các hạt mang điện tự do qua lại lớp tiếp xúc. C. Các electron tự do chỉ khuếch tán từ kim loại có mật độ electron tự do lớn sang kim loại có mật độ electron tự do bé hơn. D. Không có sự khuếch tán của các hạt mang điện qua lại lớp tiếp xúc nếu hai kim loại giống hệt nhau. Câu 7: Một sóng nước lan truyền trên bề mặt nước tới một vách chắn cố định, thẳng đứng và phản xạ trở lại. Sóng tới và sóng phản xạ A. khác tần số, ngược pha. B. khác tần số, cùng pha. C. cùng tần số, cùng pha. D. cùng tần số, ngược pha. Câu 8: Cho dòng điện xoay chiều i I0cost chạy qua mạch gồm điện trở thuần và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp thì điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần A. sớm pha so với điện áp giữa hai đầu điện trở. 2 B. cùng pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. C. sớm pha so với điện áp giữa hai đầu điện trở. 4 1
2. D. sớm pha so với điện áp giữa hai đầu điện trở. 3 Câu 9: Một đoạn dây dẫn mang dòng điện 1,5A đặt trong từ trường đều chịu tác dụng của lực từ là 5N. Sau đó cường độ dòng điện thay đổi thì lực từ tác dụng lên đoạn dây là 20N. Cường độ dòng điện đã A. tăng thêm 4,5A. B. tăng thêm 6A. C. giảm bớt 4,5A. D. giảm bớt 6A. Câu10: Trong mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có ZL ZC . Nếu tăng tần số dòng điện thì A. cảm kháng giảm. B. cường độ hiệu dụng không đổi. C. độ lệch pha của điện áp so với dòng điện tăng. D. dung kháng tăng. Câu 11: Một khung dây cứng phẳng diện tích 25cm2 gồm 10 vòng dây, đặt trong từ trường đều, mặt phẳng khung vuông góc với các đường cảm ứng từ. Cảm ứng từ biến thiên theo thời gian như đồ thị hình vẽ. Tính độ biến thiên của từ thông qua khung dây kể từ t = 0 đến t = 0,4s: A. ΔΦ = 4.10-5Wb. B. ΔΦ = 5.10-5Wb. C. ΔΦ = 6.10-5Wb. D. ΔΦ = 7.10-5Wb. Câu 12: Cho đoạn mạch gồm điện trở thuần R nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Khi có dòng điện xoay chiều với tần số góc ω chạy qua thì tổng trở đoạn mạch là 2 2 2 2 2 1 2 2 2 1 A. R L B. R C. R L D. R L L Câu 13: Nhìn một ngọn đèn ở đáy bể nước dưới góc tới nhỏ ta cảm thấy độ sâu của nó chỉ cách mặt nước 60cm. Biết chiết suất của nước là n = 4/3. Độ sâu thực tế của nước trong bể là A. 100cm.B. 120cm.C. 80cm.D. 50cm. Câu 14: Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch có dạng u 40cos 50 t (V) . Điện áp 6 hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là A. 40 2 V . B. 80 V . C. 40 V . D. 20 2 V . Câu 15: Chiều dài của con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà biến đổi từ 20cm đến 40 cm, khi vật đi qua vị trí mà lò xo có chiều dài 30 cm thì A.vận tốc của vật đạt giá trị cực tiểu.B. gia tốc của vật đạt giá trị cực đại. C. hợp lực tác dụng vào vật đổi chiều.D.lực đàn hồi tác dụng vào vật bằng không. Câu 16: Nhận xét nào sau đây sai? A. Dao động tắt dần càng nhanh nếu lực cản của môi trường càng lớn. B. Dao động duy trì có chu kì bằng chu kì dao động riêng của con lắc. C. Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức. D. Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào tần số lực cưỡng bức. Câu 17: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện có dung kháng ZC và điện trở R mắc nối tiếp. Biết ở thời điểm t điện áp tức thời ở hai đầu tụ điện và hai đầu điện trở lần lượt là uC ,uR . Gọi i là cường độ dòng điện tức thời trong mạch ở thời điểm đó. Hệ thức đúng là 2
3. u2 u2 u u u u A. i R C B. i C C. i R C D. i R 2 2 Z R Z R R ZC C C Câu 18: Một vật dao động điều hòa với phương trình: x = 4cos 4 t (cm). Tốc độ trung bình của vật trong nửa chu kỳ dao động là A. 32 cm/s. B. 8 cm/s. C. 16 cm/s. D. 64 cm/s. Câu 19: Một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa một trong ba phần tử điện: điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm, tụ điện. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự biến đổi theo thời gian của điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch điện đó. Đoạn mạch điện này chứa A. tụ điện. B. điện trở thuần. C. cuộn dây thuần cảm. D. có thể là cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện. Câu 20: Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc là 90. Động năng của con lắc khi li độ góc bằng 4,50 là 0,015 J. Năng lượng dao động của con lắc bằng A. 0,198 J.B. 0,02 J.C. 0,027 J.D. 0,225 J. Câu 21: Cho một điểm S trên mặt chất lỏng dao động lên xuống theo phương thẳng đứng tạo thành hệ sóng cơ dạng những đường tròn đồng tâm lan xa trên bề mặt chất lỏng. Giả sử biên độ dao động của phần tử môi trường tại nguồn S là A = 2cm. Tại điểm M trên mặt chất lỏng cách S một khoảng cách r có biên độ dao động bằng 0,46 cm. Giá trị của r gần giá trị nào nhất ? A. 2 m. B. 4 m. C. 3m. D. 5 m. Câu 22: Một người nhìn rõ các vật ở xa, nhưng để nhìn vật gần nhất cách mắt 27 cm người đó đeo kính 2,5 điốp kính cách mắt 2 cm. Khi không đeo kính người đó nhìn vật gần nhất cách mắt một đoạn A. 64,7 cm. B. 66,7 cm. C. 68,7 cm. D. 69,7 cm. Câu 23: Một con lắc đơn được treo vào trần 1 thang máy. Khi thang máy chuyển động thẳng đứng đi lên nhanh dần đều với gia tốc a thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là 2,25 s. Khi thang máy chuyển động thẳng đứng đi lên chậm dần đều với gia tốc cũng có độ lớn a thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là 3,05 s. Khi thang máy đứng yên thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là A. 2,56 s. B. 2,84 s. C. 2,61 s. D. 2,78 s. Câu 24: Một sóng cơ học ngang truyền trên một sợi dây đàn hồi với biên độ không đổi và tần số sóng bằng 6 Hz. Trong quá trình dao động, khoảng cách giữa hai điểm M, N trên dây luôn không đổi và bằng 80 cm. Biết trong khoảng MN còn có 4 điểm khác trên dây dao động vuông pha với M. Tốc độ truyền sóng trên dây là A. 120 cm/s. B. 240 cm/s. C. 80 cm/s. D. 160 cm/s. 100 1 Câu 25: Một mạch nối tiếp gồm R 50, C F và L H . Tần số của dòng điện qua mạch là f 50 Hz . Người ta thay đổi giá trị của tần số f. Phát biểu nào dưới đây là đúng? A. Tần số tăng thì tổng trở của mạch điện giảm. B. Tần số thay đổi thì tổng trở của mạch điện không đổi. C. Tần số thay đổi thì tổng trở của mạch điện tăng. D. Tần số giảm thì tổng trở của mạch điện giảm. Câu 26: Một con lắc lò xo đang dao động với cơ năng ban đầu của nó là 8 J, sau 3 chu kì đầu tiên biên độ của nó giảm đi 10%. Phần cơ năng chuyển thành nhiệt sau khoảng thời gian đó là 3
4. A. 6,3J. B.7,2J. C.1,52J. D. 2,7J. Câu 27 : Trên một sợi dây AB dài 66cm, đầu A cố định, đầu B tự do, đang có sóng dừng với 6 nút sóng( kể cả A). Sóng truyền từ A đến B gọi là sóng tới, sóng truyền từ B về A gọi là sóng phản xạ. Tại điểm M trên dây cách A một đoạn 64,5cm, sóng tới và sóng phản xạ lệch pha nhau 3 A. . B. .C. .D. . 2 10 4 8 Câu 28: Một đoạn mạch điện xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp, trong đó L thay đổi được. Đặt 1 3 vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiếu có f 50 Hz . Khi L L H và L L H 1 2 thì hệ số công suất mạch điện đều bằng nhau và bằng 0,5. Điện trở thuần của mạch điện 100 A. R  . B. R 100 3  . C. R 300 . D. R 200 . 3 Câu 29: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi lần lượt vào hai đầu điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch tương ứng là 0,25A; 0,5A; 0,2A. Nếu đặt điện áp xoay chiều này vào hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử trên mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là A. 0,2 A. B. 0,3 A. C. 0,15 A. D. 0,05 A. Câu 30: Điểm sáng A đặt trên trục chính của một thấu kính, cách thấu kính 15 cm. Chọn trục tọa độ Ox vuông góc với trục chính của thấu kính, gốc O nằm trên trục chính của thấu kính. Cho A dao động điều hòa theo phương của trục Ox. Biết phương trình dao động của A và ảnh A’ của nó qua thấu kính được biểu diễn như hình vẽ. Thời điểm lần thứ 2023 mà khoảng cách giữa vật sáng và ảnh của nó khi điểm sáng A dao động là 10 3 cm có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây? A. 504,6 s.B. 505,7 s.C. 506,4 s.D. 505,5 s. Câu 31: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng ở mặt chất lỏng, tại hai điểm S1, S2 có hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng, phát ra hai sóng kết hợp có bước sóng 8cm. Trên đoạn thẳng S1S2, khoảng cách giữa hai cực tiểu giao thoa liên tiếp bằng A.1cm.B. 2cm.C. 4cm.D. 8cm. Câu 32: Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, dao động 1 có biên độ A1= 10 cm, pha ban đầu 6 và dao động 2 có biên độ A2, pha ban đầu 2 . Biên độ A2 thay đổi được. Biên độ dao động tổng hợp A có giá trị nhỏ nhất là bao nhiêu? A. A =2 3 (cm). B. A=5 3 (cm). C. A =2,5 3 (cm). D. A= 3 (cm). Câu 33: Trên mặt nước có hai nguồn sóng giống nhau A và B, cách nhau 10cm dao động vuông góc với mặt nước tạo ra sóng cơ có bước sóng 0,5cm. Hai điểm C và D trên mặt nước, đoạn thẳng CD vuông góc với AB tại M sao cho MA = 3cm, MC = MD = 6cm. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên CD là A. 4.B. 5.C. 6.D. 7. 4
5. Câu 50: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu mạch R, L, C nối tiếp. Thay đổi L thì hệ số công suất của mạch điện phụ thuộc vào cảm kháng Z L như trên đồ thị. Giá trị k0 bằng A. 0,7. B. 0,8. C. 0,75. D. 0,85 Câu 35: Một vật nhỏ khối lượng m = 500 g, tích điện q = 2μC, được gắn với một lò xo nhẹ độ cứng k =20 N/m, tạo thành một con lắc lò xo nằm ngang. Kích thích để con lắc dao động điều hòa với biên độ 6 cm. Điện tích trên vật không thay đổi khi con lắc dao động. Tại thời điểm vật nhỏ đi qua vị trí cân bằng theo hướng làm lò xo dãn ra, người ta bật một điện trường đều có cường độ E, cùng hướng chuyển động của vật lúc đó. Lấy gần đúng π 2 = 10. Thời gian từ 1 lúc bật điện trường đến thời điểm vật nhỏ dừng lại lần đầu tiên là s. Điện trường E có giá 3 trị A. 20 3 .104 V/m. B. 20.104 V/m. C. 30 2 .104 V/m. D. 2 3 .104 V/m. Câu 36 : Trong môi trường đẳng hướng và không hấp thụ âm, có 3 điểm thẳng hàng theo đúng thứ tự A, B, C với AB = 100 m, AC = 250 m. Khi đặt tại A một nguồn điểm phát âm công suất P thì mức cường độ âm tại B là 100 dB. Bỏ nguồn âm tại A, đặt tại B một nguồn điểm phát âm công suất 2P thì mức cường độ âm tại A và C lần lượt là A. 103 dB và 99,5 dB.B. 100 dB và 96,5 dB. C. 103 dB và 96,5 dB.D. 100 dB và 99,5 dB. Câu 37: Con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương nằm ngang với biên độ A. Khi vật đi 1 qua vị trí cân bằng, người ta giữ chặt lò xo tại điểm cách đầu cố định của nó một đoạn bằng 3 chiều dài tự nhiên của lò xo. Biên độ A’ của con lắc bây giờ bằng bao nhiêu lần biên độ A lúc đầu? 2 1 1 2 A. . B. . C. . D. . 3 3 3 3 Câu 38: Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = 6  .Nguồn điện có:  16V, r 4  , R là biến trở. Công suất tiêu thụ trên R có giá trị cực đại bằng A. 9,6 W. B. 16W. C. 6,4 W. D. 2,4W. Câu 44: Một sợi dây đàn hồi có chiều dài 72 cm với hai đầu cố định đang có sóng dừng. Trong các phần tử trên dây mà tại đó có sóng tới và sóng phản xạ lệch pha nhau 2k (k là các 3 số nguyên) thì hai phần tử dao động ngược pha cách nhau gần nhất là 8 cm. Trên dây, khoảng cách xa nhất giữa hai phân tử dao động cùng pha với biên độ bằng một nửa biên độ của bụng sóng là 5
6. A. 60 cm. B. 56 cm. C. 64 cm. D. 68 cm. Câu 45: Hai chất điểm M 1, M2 dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Mốc tính thế năng của mỗi chất điểm được chọn tại vị trí cân bằng của nó. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc động năng Eđ của hai chất điểm vào thời gian t. Biết độ lệch pha dao động của hai chất điểm có độ lớn không vượt quá / 2 rad. Vào thời điểm động năng chất điểm M1 bằng 25 mJ và đang tăng, động năng của chất điểm M2 bằng A. 37,5 mJ. B. 12,50 mJ. C. 37,25 mJ. D. 50,00 mJ. II. PHẦN TỰ LUẬN Câu 1 (4 điểm). Cho con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k 50N / m , vật nặng kích thước nhỏ có khối lượng m 500g (Hình 2), được tích điện q. Kích thích cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí có li độ x 2,5cm với tốc độ k 25 3 cm / s theo phương thẳng đứng hướng xuống dưới. Chọn trục tọa độ Ox theo phương thẳng đứng, chiều dương hướng lên trên, gốc O trùng với vị trí cân bằng của vật. Lấy m g 10m / s2 . 1. a) Viết phương trình dao động của vật. Hình 2 b) Tính khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ x1 2,5cm đến vị trí có li độ x2 2,5cm . c) Tính quãng đường đi được của vật kể từ lúc bắt đầu dao động đến khi tới vị trí có động năng bằng thế năng lần thứ hai 6 2. Sau khoảng thời gian 6푠 bật điện trường đều hướng lên có cường độ E=5.10 V/m. Biết hệ vật-lò xo dao động điều hòa trong điện trường đều đó và điện tích của vật q=0,1µC. Kể từ khi bật điện trường sau khoảng thời gian bao lâu thì lực đàn hồi tác dụng lên vậ cò chiều ngược với chiều điện trường và có độ lớn = lần thứ 3. Câu 2 (2 điểm). Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp S1, S2 cách nhau 8cm dao động cùng pha với tần số f 20Hz . Điểm M trên mặt nước cách S1, S2 lần lượt những khoảng d1 25cm, d2 20,5cm dao động với biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy cực đại khác. a) Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước. b) A là một điểm trên mặt nước sao cho tam giác AS1S2 vuông tại S1, AS1 6cm . Tính số điểm dao động cực đại, cực tiểu trên đoạn AS2. c) N là một điểm thuộc đường trung trực của đoạn thẳng S 1S2 dao động ngược pha với hai nguồn. Tìm khoảng cách nhỏ nhất từ N đến đoạn thẳng S1S2. 6