Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn thi: Vật lí - Mã đề thi 123 - Trường THPT Thiệu Hóa

Nội dung text: Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn thi: Vật lí - Mã đề thi 123 - Trường THPT Thiệu Hóa

1. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN MÔN THI: VẬT LÍ (Đề thi có 50 câu gồm 06 trang) Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian phát đề. Họ, tên giáo viên ra đề: Lê Trọng Duy Mã đề thi 123 Số điện thoại liên hệ: 0978 970 754 Câu 1. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu mạch thì điện áp hiệu dụng hai đầu các phần tử U 100V ,U 100 3V R C . Chọn đáp án đúng A. điện áp nhanh pha 6 so với dòng điện. B. điện áp nhanh pha 3 so với dòng điện. C. điện áp trễ pha 3 so với dòng điện. D. điện áp chậm pha 6 so với dòng điện. Câu 2. Hai điện tích điểm q1 = q2 đặt cách nhau 25cm trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là F . Nếu muốn lực tương tác lúc này giảm bớt một 1/3 giá trị ban đầu thì khoảng cách giữa chúng có gía trị gần nhất gía trị nào? A. 0,3mB. 0,32mC. 0,35mD. 0,28m Câu 3. Một hộ gia đình sử dụng 4 bóng đèn điện công suất mỗi bóng 25W sáng bình thường để chiếu sáng liên tục một vườn hoa. Sau thời gian 1 tháng (30 ngày) thì lượng điện năng tiêu thụ của gia đình này là A. 18(KWh)B. 36(KWh)C. 72(KWh)D.  54(KWh) Câu 4. Một khung dây đặt trong từ trường đều B có trục quay của khung vuông góc với các đường cảm ứng 1 từ. Cho khung quay đều quanh trục , thì từ thông gởi qua khung có biểu thức  cos 100 t Wb. 2 3 Biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là 5 A. B.e = 50cos 100 t V. e = 50cos 100 t V. 6 6 5 C. D.e = 50cos 100 t V. e = 50cos 100 t V. 6 6 Câu 5. Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ A và vận tốc cực đại là vmax . Khi tốc độ của vật bằng nửa tốc độ cực đại thì li độ thỏa mãn A. B.x C. A D. 3 / 2 x A / 2 x A / 2 x A / 4. Câu 6. Nguồn ( 6V , r 3) đang xảy ra đoản mạch (nối tắt hai cực của nguồn). Cường độ dòng điện mạch là A. 6 AB. 2 AC. 4 AD. 0,33 A Câu 7. Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có biên độ lần lượt là 12cm và 16cm. Biên độ của dao động tổng hợp là 20cm khi độ lệch pha của hai dao động  bằng A. 2kB. (2k + 1) /2C. (2k – 1)D. (2k 1) Câu 8. Một sóng ngang tần số 50 Hz truyền theo phương Ox, với tốc độ truyền sóng là 4 m/s. Bước sóng của sóng trên là A. 200 cm.B. 12,5 cm.C. 4 cm.D. 8 cm. Câu 9. Khung dây có dòng điện đặt trong từ trường như hình vẽ. Chọn đáp án biểu diễn đúng lực tác dụng lên các cạnh khung dây 1
2. A. Hình (I).B. Hình (II).C. Hình (III).D. Hình (IV). Câu 10. Xét dung dịch điện phân dung dịch sắt ni tơ rát. Biết Fe có A= 56 gam/mol, n = 2. Đương lượng điện hóa của Fe là g Kg Kg g A. 5,8.10 4 . B. 2,9.10 . C.4 5,8. . D.1 2,9.0 4 . 10 4 C C C C Câu 11. Mức cường độ của một âm là L = 5,5 dB. So với cường độ âm chuẩn I0 thì cường độ âm tại đó bằng A. 3,162I0.B. 3,548I 0.C. 2,255I 0. D. 25I0. Câu 12. Trong dao động điều hòa của một con lắc lò xo, nếu giảm khối lượng của vật nặng 20% thì số lần dao động của con lắc trong một đơn vị thời gian 5 5 A. giảm lần.B. tăng lần.C. giảm lần.D. tăng5 lần. 5 2 2 Câu 13. Đặt điện áp u U0 cost vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là U0 U0 A. B.i cos t A i cos t A L 2 2 L 2 U0 U0 C. D.i cos t A i cos t A L 2 L 2 2 Câu 14. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, độ dài tự nhiên của lò xo là l0 30cm , khi vật dao động chiều dài m lò xo biến thiên từ 32cm đến 38cm, g 10 . Gia tốc cực đại của dao động là s2 A. B.6 mC./ sD.2 4 2 m / s2 10 2 m / s2 3 2 m / s2 Câu 15. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn cùng pha S1, S2. O là trung điểm của S1S2. Xét trên đoạn S1S2: tính từ trung trực của S1S2 (không kể O) thì M là cực đại thứ 5, N là cực tiểu thứ 5. Nhận định nào sau đây là đúng? A. NO = MO.B. NO ≥ MO.C. NO > MO.D. NO < MO. Câu 16. Người ta tạo ra sóng dừng trên một sợi dây với bước sóng 50cm. Khoảng cách năm nút liên tiếp A. 0,75mB. 0,125mC. 0,50mD. 1,0m Câu 17. Đường dây tải điện có điện trở 5 dẫn điện từ A đến Điện áp hiệu dụng ở A là 6KV và công suất là 400kW. Hệ số công suất trên đường dây tải là 0,8. Hiệu suất tải điện là A. 87,5%B. 91,3%C. 92,5%.D. 94,6% Câu 18. Một mạch điện gồm nguồn điện  6 V;r 1, 2 mắc với mạch ngoài gồm điện trở R1 0,8 nối tiếp biến trở R2(có giá trị khác 0 ) tạo thành mạch kín.Tìm giá trị của R2để công suất mạch ngoài là 5,4W. A. 3,1 .B. 3,6 .C. 2,4 .D. 4,8 .  Câu 19. Trên mặt nước ba nguồn sóng u1 u2 3a cost,u3 2a cost đặt tại A,B và C sao cho tam giác ABC vuông cân tại C và AB = 16 cm. Biết biên độ sóng không đổi và bước sóng lan truyền 3 cm. Điểm M trên đoạn CO (O là trung điểm AB) cách O một đoạn ngắn nhất bằng bao nhiêu thì nó dao động với biên độ 4a A. 1,54 cmB. 0,761 cmC. 1,38 cmD. 0,93 cm Câu 20. Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm: biến trở R, tụ điện có điện dung C = 10-4/π F và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 0,5/π H. Điện áp đặt vào hai đầu mạch luôn không đổi và có biểu thức u = 220cos(100πt) V. Điều chỉnh biến trở R để công suất tiêu thụ trên mạch lớn nhất. Giá trị lớn nhất đó là A. 968 W.B. 484 W.C. 242 W.D. 121 W. Câu 21. Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x = 6cosπt (x tính bằng cm, t tính bằng s). Cho các phát biểu sau về vật dao động này: (a) Chu kì của dao động là 0,5 s. 2
3. (b) Tốc độ cực đại của chất điểm là 18,8 cm/s. (c) Gia tốc của chất điểm có độ lớn cực đại là 113 cm/s2. (d) Tại t = 4/3s vật qua vị trí x = –3cm và theo chiều âm trục Ox. (e) Tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động là 12 cm/s (f) Tốc độ trung bình của vật trong một nửa chu kì dao động là 6 cm/s (g) Quãng đường vật có thể đi được trong 0,5 s là 4 cm Số phát biểu đúng là A. 3.B. 1.C. 2.D. 4. Câu 22. Mạch điện xoay chiều gồm biến trở R thay đổi được, cuộn dây có điện trở thuần r 20 và độ tự cảm 2 100 L (H ) ,tụ điện có điện dung C (F) mắc nối tiếp với nhau. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức u 240cos100 t(V ) . Khi chỉnh biến trở R đến giá trị R0 thì công suất tiêu thụ trên toàn mạch cực đại. Khi đó công suất tiêu thụ trên cuộn dây có giá trị gần với giá trị nào nhất? A. 55WB. 145WC. 35WD. 30W Câu 23. Một vật đang dao động điều hòa. Tại vị trí động năng bằng hai lần thế năng gia tốc có độ lớn a, tại vị trí thế năng bằng hai lần động năng thì gia tốc có độ lớn bằng 3 2 A. B. C.a D. 3a 2a a 3 3 Câu 24. Cho một đoạn mạch điện RLC nối tiếp có R thay đổi được. Điều chỉnh R ta thấy khi R 24 thì mạch tiêu thụ công suất lớn nhất bằng 200W. Khi R 18 thì công suất tiêu thụ của mạch bằng A. P=288WB. P=192WC. 230,4WD. P=144W Câu 25. Một người cận thị khi đọc sách cách mắt gần nhất 25 (cm) phải đeo kính số 2,5. Khoảng thấy rõ nhắn nhất của người đó là: A. 20 cm.B. 66,67 cm. C. 15,43 cm.D. 12 cm. Câu 26. Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox với chu kì 0,2 s. Lấy gốc thời gian là lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ 2 cm theo chiều âm với tốc độ là 20π cm/s. Phương trình dao động của chất điểm là 3 A. x 2 2 cos 10 t cm.B. x 2 2 cos 10 t cm. 4 4 3 C. x 2 2 cos 10 t cm.D. x 2 2 cos 10 t cm 4 4 Câu 27. Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn A và B cách nhau 8 cm, dao động với phương trình uA uB 5cos 40 t mm . Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 30 cm/s. Trên đường tròn nằm trên mặt nước, có tâm tại trung điểm O của AB, bán kính 3cm, số điểm dao động với biên độ 8 mm là A. 18.B. 16.C. 9.D. 32. Câu 28. Một ống thuỷ tinh dựng đứng, đầu dưới kín, đầu trên hở, chứa nước. Thay đổi cột nước làm cho chiều cao cột không khí trong ống có thể thay đổi trong khoảng từ 45 cm đến 85 cm. Một âm thoa dao động trên miệng ống với tần số 680 Hz. Biết tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s. Lúc có cộng hưởng âm thì chiều dài cột không khí là bao nhiêu? A. 62,5 cmB. 6,25 mC. 62,5 mD. 6,25 cm Câu 29. Một sợi dây đàn hồi dài 80cm được treo lơ lửng lên một cần rung. Cần có thể rung theo phương ngang với tần số thay đổi được từ 50 Hz đến 80 Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là 10m/s. Biết rằng khi có sóng dừng, coi đầu nối với cần rung là nút sóng, đầu còn lại là bụng sóng. Trong quá trình thay đổi tần số rung của cần, số giá trị tần số có thể tạo sóng dừng trên dây là A. 3.B. 6.C. 4.D. 5. Câu 30. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, độ dài tự nhiên của lò xo là l0 30cm , khi vật dao động chiều dài m lò xo biến thiên từ 32cm đến 38cm, g 10 . Vận tốc cực đại của dao động là s2 cm cm cm cm A. B.30 C.2 D. 40 2 20 2 10 2 s s s s Câu 31. Một sợi dây đàn hồi AB hai đầu cố định được kích thích dao động với tần số 20 Hz thì trên dây có sóng dừng ổn định với 4 bụng sóng. Để trên dây có sóng dừng với 2 bụng sóng thì tần số dao động của sợi dây là A. 10 Hz.B. 50 Hz.C. 40 Hz.D. 12 Hz. Câu 32. Trên một sợi dây có sóng dừng, điểm bụng M cách nút gần nhất N một đoạn 10 cm, khoảng thời gian 3
4. giữa hai lần liên tiếp trung điểm P của đoạn MN có cùng li độ với điểm M là 0,1 giây. Tốc độ truyền sóng trên dây là: A. 300 cm/sB. 400 cm/sC. 200 cm/sD. 100 cm/s Câu 33. Đặt điện áp u U 2 cos 100 t / 6 V vào hai đầu đoạn mạch AB. Đoạn AB có bốn điểm theo đúng thứ tự A, M, N và B. Giữa hai điểm A và M chỉ có điện trở thuần R, giữa hai điểm M và N chỉ có cuộn dây có cảm kháng 100 Ω có điện trở r = 0,5R, giữa 2 điểm N và B chỉ có tụ điện có dung kháng 200 Ω. Điện áp hiệu dụng trên đoạn AN là 200 (V). Điện áp tức thời trên đoạn MN và AB lệch pha nhau π/2. Nếu biểu thức dòng điện trong mạch là i I 2 cos 100 t A thì giá trị của I và φ lần lượt là A. 1A và π /4.B. 1 A và π/3. C. 2 A và π /3. D. A và2 π /4. Câu 34. Nối hai cực của máy phát điện xoay chiều một pha với một đoạn mạch AB gồm R, cuộn cảm thuần L và C mắc nối tiếp. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ lần lượt n1 vòng/phút và n2 vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng và tổng trở của mạch trong đoạn mạch AB lần lượt là I1, Z1 và I2, Z2. Biết I2 = 4I1 và Z2 = Z1. Để tổng trở của đoạn mạch AB có giá trị nhỏ nhất thì rôto của máy phải quay đều với tốc độ bằng 480 vòng/phút. Giá trị của n1 và n2 lần lượt là A. 120 vòng/phút và 1920 vòng/phút.B. 360 vòng/ phút và 640 vòng/phút. C. 240 vòng/phút và 960 vòng/phút.D. 300 vòng/phút và 768 vòng/phút. Câu 35. Đoạn mạch xoay chiều theo đúng thứ tự R, L, C mắc nối tiếp. Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch lệch pha là φ so với cường độ dòng điện tức thời qua mạch và biên độ điện áp trên R là U0R. Ở thời điểm t, điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch chứa LC là uLC và điện áp tức thời hai đầu điện trở R là uR thì 2 2 2 2 2 2 A. ULC uR / tan U0R .B. UR uLC / tan U0R . C. U0R uLC sin uR cos . D. U0R uLC cos uR sin . Câu 36. Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số. Biên độ của dao động thứ nhất là 4 3 cm và biên độ dao động tổng hợp bằng 4 cm. Dao động tổng hợp trễ pha /3 so với dao động thứ hai. Biên độ của dao động thứ hai là A. 4 cmB. 8 cmC. cm D. 10 3 cm 10 2 Câu 37. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I1 I2 12A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 16cm và cách dây dẫn mang dòng I2 12cm. A. B.2.1 C.0 5D.T. 1,5.10 5 T. 3,5.10 5 T. 2,5.10 5 T. Câu 38. Con lắc lò xo có độ cứng k = 200 N/m treo vật nặng khối lượng m1 = 1kg đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ A = 12,5 cm. Khi m1 xuống đến vị trí thấp nhất thì một vật nhỏ khối lượng m2 = 0,5 kg bay theo phương thẳng đứng tới cắm vào m1 với vận tốc 6m/s. Xác định biên độ dao động của hệ hai vật sau va chạm. A. 20 cmB. 24 cmC. 18 cmD. 22 cm Câu 39. Đặt điện áp u 200 2 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Khi ZC = 80 Ω hoặc ZC = 120 Ω thì công suất của đoạn mạch có cùng giá trị. Khi ZC = 150 Ω hoặc ZC= 300 Ω thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện có cùng giá trị. Khi nối một ampe kế xoay chiều (lí tưởng) với hai đầu tụ điện thì số chỉ của ampe kế là? A. 1,4 AB. 2,8 AC. 1,0 AD. 2,0 A Câu 40. Cho một nguồn âm điểm phát âm đẳng hướng với công suất không đổi ra môi trường không hấp thụ âm. Một người cầm một máy đo mức cường độ âm đứng tại A cách nguồn âm một khoảng d thì đo được mức cường độ âm là 45 dB. Người đó lần lần lượt di chuyển theo hai hướng khác nhau Ax và Ay. Khi đi theo hướng Ax, mứ c cường độ âm lớn nhất người đó đo được là 50dB. Khi đi theo hướng Ay, mức cường độ âm lớn nhất mà người ấy đo được là 52dB. Góc xAy có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây A. 900 B. 300 C. 600 D. 450 4
5. Câu 41. Mạch điện RCL nối tiếp có C thay đổi được Điện áp hai đầu đoạn mạch u 150 2cos100 t (V). Khi C C1 62,5/ (F) thì mạch tiêu thụ công suất cực đại Pmax = 93,75 W. Khi C C2 1/(9 ) (mF) thì điện áp hai đầu đoạn mạch RC và cuộn dây vuông pha với nhau, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây khi đó là: A. 752 VB. 90 VC. 75 VD. 120 V Câu 42. Đặt một điện áp u 220 2cos(100 t )V vào hai đầu đoạn mạch AB chứa RLC nối tiếp theo đúng thứ tự đó, điện dung C thay đổi sao cho dòng điện qua mạch có biểu thức i I0cos(100 t)A . Gọi M là một điểm nối giữa cuộn cảm L và tụ điện C. Biết biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM, MB lần lượt là u1 U01cos 100 t V , u2 U02cos 100 t V . Tổng (U01 U02 ) có giá trị lớn nhất là 3 2 A. 750 V.B. 1242 V.C. 1202 V.D. 1247 V. Câu 43. Ba con lắc lò xo 1, 2, 3 dao động điều hoà quanh vị trí cân bằng trên ba trục nằm ngang song song với nhau nằm trong cùng một mặt phẳng và con lắc lò xo thứ 2 cách đều hai lò xo còn lại, vị trí cân bằng của k vật có cùng toạ độ, trục toạ độ cùng chiều dương. Biết k 2k 3 100 N/m, khối lượng các vật nặng 1 2 2 m mắc vào lò xo có khối lượng lần lượt m 2m 3 100g. Ở thời điểm ban đầu truyền cho vật m vận 1 2 2 1 tốc v 30 cm/s theo chiều dương, còn đưa vật m2 lệch khỏi vị trí cân bằng một đoạn nhỏ có toạ độ 1,5 cm thả nhẹ, và kích thích con lắc thứ 3 dao động. Trong quá trình dao động cả ba vật nặng nằm trên một đường thẳng. Vận tốc ban đầu của vật nặng thứ 3 là: A. B. 3 C.0 D.2 cm / s 30 cm / s 30 2cm / s 30 cm / s Câu 44. Một vật thực hiện đồng thời 3 dao động điều hòa cùng phương cùng tần số. Biết phương trình tổng hợp của dao động 1 với dao động 2, dao động 2 với dao động 3, dao động 3 với dao động 1 lần lượt là x12 6cos t / 6 (cm), x23 6cos t 2 / 3 (cm), x31 6 2 cos t / 4 (cm) . Khi li độ của dao động 1 là +3 cm và đang đi theo chiều âm thì li độ của dao động thứ 3 bằng bao nhiêu? A. -3 cmB. 3 cmC. 3 cmD. -3,9 cm.2 Câu 45. Môt con lắc lò xo treo thẳng đứng, vật dao động có khối lượng m1, khi ở vị trí cân bằng lò xo dãn 10 cm. Đưa vật đến vị trí lò xo dãn 20 cm rồi gắn thêm vật m2 = 3m1 bằng một sợi dây có chiều dài b = 10 cm m1 m (xem hình vẽ), thả nhẹ cho hệ dao động2 điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Khi hệ đến vị trí thấp nhất thì dây nối bị đứt, chỉ còn m1 dao động điều hòa, vật m2 rơi tự do. Bỏ qua khối lượng của sợi dây, bỏ qua kích thước của hai vật và bỏ qua ma sát. Lấy g = 10 m/s2, lấy π2 = 10. Sau khi dây đứt lần đầu tiên m1 đến vị trí cao nhất thì m2 vẫn chưa chạm đất, lúc này khoảng cách giữa hai vật là A. 2,3 m.B. 1,6 m.C. 3,1 m.D. 0,8 m. Câu 46. Con lắc lò xo nhẹ độ cứng k, khối lượng m bằng 8,1 kg. Cho dao động trên mặt phẳng nằm ngang với chu kỳ T. Tại thời điểm t1 vật có li độ 3 cm; ở thời điểm t2 = t1 + T/4 vật có vận tốc v2 = -2b cm/s; ở thời điểm t3 sau thời điểm t2 một khoảng T/2 thì vận tốc của vật v3 =(5b – 2) cm/s. Độ cứng của lò xo là A. 0,16 N/m.B. 6,5 N/m.C. 1,6 N/m.D. 4,1 N/m. Câu 47. Một cái thước thẳng AB dài 1m gồm 100 vạch chia được nhúng thẳng vào trong nước có chiết suất n= 4/3. Đầu A mang vạch số 0 ngoài không khí, đầu B mang vạch số 100 trong nước. Khi đặt mắt ngoài không khí nhìn thước theo phương gần vuông góc mặt nước ta thấy đồng thời hai ảnh của phần ngoài không khívà ảnh trong nước. Biết ảnh vạch số 0 nằm trên ảnh vạch số 100 là 15 vạch chia.Phần thước ngập trong nước có độ dài gần nhất giá trị nào ? A. 64cmB. 65cmC. 68cmD. 66cm Câu 48. Cho mạch điện như hình vẽ. X, Y là hai hộp, mỗi hộp chỉ chứa 2 trong 3 phần tử. điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Ampe kế có điện trở rất nhỏ, f vôn kế có điện trở rất lớn. Các vôn kế và ampe kế đo được cả dòng điện một chiều và xoay chiều. Ban đầu mắc vào 2 điểm N và D vào nguồn điện 5
6. không đổi thì vôn kế V2 chỉ 45 V và ampe kế chỉ 1,5 A. Sau đó, mắc M, D vào nguồn điện xoay chiều có điện áp u 120cos100 t V thì ampe kế chỉ 1 A, hai vôn kế chỉ cùng giá trị và điện áp uMN lệch pha 0,5π với uND. Sau đó tiếp tục thay đổi điện dung của tụ điện có trong mạch thì thấy số chỉ vôn kế V1 lớn nhất có thể là U1max, giá trị U1max gần với giá trị nào sau đây nhất: A. 105 V.B. 90 V.C. 85 VD. 120 V. Câu 49. Trong hiện tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn A, B cách nhau 20 cm dao động cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 50 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 1,5 m/s. Xét các điểm trên mặt nước thuộc đường tròn tâm A, bán kính AB, dao động với biên độ cực tiểu cách đường thẳng AB một đoạn gần nhất một đoạn bằng bao nhiêu? A. 18,67 mm. B. 4,9996 mm C. 5,975 mm. D. 4,9675 mm. Câu 50. Trên một sợi dây đàn hồi dài 67,5 cm đang có sóng dừng với hai đầu dây cố định. Khi sợi dây duỗi thẳng có các điểm theo đúng thứ tự N, O, M, K và B sao cho N là nút sóng (N là một đầu cố định), B là bụng sóng gần N nhất, O là trung điểm của NB, M và K là các điểm thuộc đoạn OB, khoảng cách giữa M và K là 0,25 cm. Trong quá trình dao động, khoảng cách ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp để độ lớn li độ của điểm B bằng biên độ dao động của M là T/10 và khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp để độ lớn li độ điểm B bằng biên độ điểm K là T/15 (T là chu kì dao động của B) tìm số điểm trên dây dai động cùng pha cùng biên độ với O là A. 8 B. 10 C. 11 D. 9. HẾT 6
7. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN MÔN THI: VẬT LÍ (Đề thi có 50 câu gồm trang) Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian phát đề. Họ, tên giáo viên ra đề: Lê Trọng Duy Mã đề thi 123 Số điện thoại liên hệ: 0978 970 754 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 C A C B A B B D C D B B C A D D B A C C A D C B C 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 A D A D A A C B C B C D A A C D C B D B C D A B D Câu 1 U Tan C U R 3 Câu 2 q q ïü F = k 1 2 ï r 2 ï 2 ýï = > F ¢= F = > r¢= 0,306m ï q1q2 ï 3 F ¢= k ï 2 ï er¢ þï Câu 3 W P W Pt 4.25.30.86400= 25920000(J) = 72(KWh) (Đổi 1KWh =1000.3600J) t Câu 4 e =  50sin 100 t+ 50cos 100 t V. 3 6 Câu 5 2 2 2 x v vmax x 1 Ta có: 1 . Khi v ta có: 1 A vmax 2 A 4 x2 3 A 3 Suy ra: x . A2 4 2 Câu 6  I 2A r Câu 7 A A2 A2 Hai dao động vuông pha: (2k 1) tonghop 1 2 2 Câu 8 v 400 Bước sóng  8cm . f 50 Câu 9 Dùng quy tắc bàn tay trái => Hình đúng (III) Câu 10 1 A 1 56 g k 2,9.10 4 F n 96500 2 C Câu 11 L 5,5 I 10 10 Ta có L 10log I I010 I010 3,548I0 I0 Câu 12 7
8. k k 5 k f 2 2 .2 . m 80 2 m m 100 Câu 13 U0 U0 Ta có i cos t cos t A . ZL 2 L 2 Câu 14 l l A max min 3cm 2 lmax lmin 2 g 2 lcb 35cm amax A A. 6 m / s 2 l l lcb l0 5cm Câu 15 Các cực tiểu cùng bật với cực đại sẽ nằm về phía trung điểm O OM ON Câu 16   Khoảng cách hai nút liên tiếp là => N nút sóng liên tiếp (N -1) 100cm. 2 2 Câu 17 P + P UIcos I 250/3 Ucos P I 2 R + H .100% = 91,3%. P Câu 18 2  2 6 R2 3,097 I P2 I R1 R2 5,4 2 . R2 0,8 R1 R2 r (R2 2) R2 0,43(loai) Câu 19 - Phân tích quá trình sóng truyền đến M như hình vẽ. - Vì M cách đều hai nguồn A, B nên sóng từ A, B truyền đến M luôn cùng pha nhau nên biên độ sóng tổng hợp từ A và B luôn là: AA + AB = 3a + 3a = 6a. - Muốn biên độ tại M là 4a = 3a + 3a − 2a thì sóng tại M do nguồn C gửi đến phải ngược pha với hai sóng nói trên. Muốn vậy hiệu đường đi MB − MC = (k + 0,5)λ. - Vì M nằm gần O nhất nên MB − MC = 0,5λ => 64 x2 8 x 1,5 x 1,38 cm Câu 20 U2 Công suất cực đại trên mạch khi R biến thiên: Pmax 242 W. 2 ZL ZC Câu 21 Các phát biểu: 2 + Chu kì của dao động T 2 s (a) sai  + Tốc độ cực đại vmax A 18,8 cm s (b) đúng. 8
9. 2 2 + Gia tốc cực đại a max  A 59, 2 cm s (c) sai. 4 x 6cos 3 cm 4 3 + Tại t (d) sai. 3 4 v 6 sin 0 3 4A + Tốc độ trung bình trong một chu kì dao động v 12 cm s (e) đúng. tb T 2A + Tốc độ trung bình trong nửa chu kì dao động v 12 cm s (f) sai. tb 0,5T + Trong 0,25T vật có thể đi được quãng đường Smin S Smax 2 2 (g) đúng. 2A 1 S 2A 3,51 S 16,9 cm 2 2 Có 3 phát biểu đúng. Câu 22 Ta có: ZL L 200  , ZC 100  Để công suất trên toàn mạch lớn nhất: R0 r ZL ZC 100  2 2 U r Công suất tiêu thụ trên cuộn dây: P I r 2 2 28,8(W ) R r ZL ZC Câu 23 E Ed Et A + Ta có 3Et E x Ed 2Et 3 2 + Vị trí động năng bằng một phần hai lần thế năng x ' A . 3 1 a ' x 3 + Ta có tỉ số 2 a x ' 2 3 Câu 24 2 U 2 Pmax 200W U 400R0 Khi R 24 mạch tiêu thụ công suất lớn nhất và 2R0 R0 ZL ZC 24 U 2 U 2 400.24 Khi R 18 công suất tiêu thụ của mạch là P R 2 R 2 2 18 2 2 192W Z R R0 18 24 Câu 25 Đọc sách gần nhất cách mắt 25 cm cho ảnh ảo hiện lên cực cận của mắt và cận thị đeo kính phân kì nên ta có: 1  f 40cm D df d 25cm  d OCC 15,4cm d f d OC C  Câu 26 Tần số góc và biên độ trong 4 đáp án như nhau nên không phải tính. Tại thời điểm t = 0, vật có x > 0; v < 0 nên vật thuộc góc phần tư thứ 1 (vùng 1) Suy ra 0 . 2 4 Câu 27 9
10. + Bước sóng của sóng  vT 1,5cm + dM MB MA 6cm; dN NB NA 6cm . + dM k dN 4 k 4 + Biên độ cực đại: 2A = 2.5 = 10 mm => giữa một cực đại (biên độ 10 mm) và một cực tiểu (biên độ 0 mm) sẽ có 1 điểm biên độ 8 mm mà giữa hai cực đại lại có 1 cực tiểu => giữa hai cực đại liên tiếp sẽ có 2 điểm biên độ 5 mm. + Quan sát biểu diễn như hình vẽ, có tất cả 32 điểm trên đường tròn Câu 28 - ống 1 đầu kín, một đầu hở = > Sóng dừng 1 đầu tự do. l (k 1/ 2) / 2 (k 1/ 2).25 - Thay k=1,2,3 .=> đáp án cần tìm:l=62,5cm (với l có giá trị từ 45 cm đến 85 cm) Câu 29 Sóng dừng với một đầu nút, một đầu bụng là  v 2k 1 v 2k 1 10 l 2k 1 2k 1 f 2k 1 3,125 4 4 f 4l 4.0,8 Mà 50 2k 1 3,125 80 7,5 k 12,3 k 8,9,10,11,12. Có 5 giá trị tần số cho sóng dừng trên dây. Câu 30 l l 38 32 Chiều dài của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng: l max min 35 cm cb 2 2 l l 38 32 Biên độ dao động của vật: A max min 3 cm 2 2 Độ giãn của lò xo tại vị trí cân bằng: l lcb l0 35 30 5 cm g 10 Tần số góc:  10 2 rad / s l 0,05 Vận tốc cực đại của vật: vmax A 30 2 cm / s Câu 31  *Điều kiện để sợi dây hai đầu cố định có sóng dừng: l k 2 *Trong đó k là số bó sóng: k = số nút -1 = số bụng v l k 1 2 f 1 k1 k2 4 2 f2 10 Hz v f f 20 f l k 1 2 2 2 2 f2 Câu 32  Ta có MN 10cm  40cm 4 T Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp trung điểm P của đoạn MN có cùng li độ 0,1 T 0,2 s 2 10
11.  Vận tốc truyền sóng v 200cm / s T Câu 33 Z Z Z 100 tan tan 1 L . L C 1 r  MN AB r R r 3 U U 200 I AN AN 1 A 2 2 2 ZAN R r Z 2 L 100 3 100 Z Z 1 tan L C 0 : R r 3 6 Điện áp trễ pha hơn dòng điện là π /6 hay dòng điện sớm pha hơn điện áp là π /6. i I 2 cos 100 t 2 cos 100 t A 6 6 3 Câu 34 2 np 2 1 f1  2 f Z R L 60 C N0 E E N0 I  2 Z Z 2 2 41 n2 4n1 Z Z2  1 1 2 1 I2 4I1  L  L  0,25 2 1 1 2C 1C LC 1 Z Cộng hưởng 2  0,5 min 0 LC 1 0 n 1 0, 5n 0 240 vong / phut n 2 4 n 1 960 (vòng/phút) Câu 35 U tan 0LC U U tan 0LC 0R 2 U0R 2 uLC 2 2 2 uR U0R tan uR uLC 1 U0R U0LC Câu 36 2 2 2 A A1 A2 A1 A A2 A1 A A2 2AA2 cos( 2 ) A 8(cm) choïn C 16.3 16 A2 2.4.A .cos 2 2 2 3 A2 4(cm) Câu 37 + Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B. + Vì AM2 MB2 AB2 nên tam giác AMB vuông tại M. + Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: I I B 2.10 7. 1 1,5.10 5 T;B 2.10 7 2 2.10 5 T 1 AM 2 BM + Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B B1 B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: 2 2 5 B B1 B2 2,5.10 T . Câu 38 11
12. v m Vận tốc hệ vật sau va chạm (va chạm mềm): v 2 2 2(m / s) m1 m2 m g Ban đầu:  1 5(cm) 0 k m m g Sau va chạm:  1 2 7,5(cm) 0 k Vậy vị trí cân bằng mới bị dịch xuống 1 đoạn 2,5cm  lúc bắt đầu va chạm vật có li độ x = 12,5 – 2,5 = 10 (cm) k 20 3 Tần số góc lúc này:  rad / s m1 m2 3 v2 Biên độ của hệ sau va chạm: A x2 20 cm .  2 Câu 39 2 U R ' 2 2 Từ P I2R P1 P1 Z Z Z Z' 2 2 L C1 L C1 R ZL ZC Z Z' Z C1 C1 100  L 2 UZC U Từ UC I.ZC 2 Z 2 C 2 2 1 1 R ZL R Z 2Z 1 L 2 L | E55555F ZC E5F ZC c a E5F b E5F x2 x ' UC2 UC2 b 1 1 2ZL  x1 x2 ' 2 2 a ZC2 ZC2 R ZL 1 1 2.100 R 100  150 300 R 2 1002 U 200 Khi nối tắt mạch chỉ có RL nên: I 2 A 2 2 2 2 R ZL 100 100 Câu 40 I P Ta có mức cường độ âm: L 10.log 10log 2 Lmax Rmin I0 4 R .I0 (với R là khoảng cách từ nguồn âm đến điểm khảo sát) Gọi H và K là chân đường vuông góc hạ từ O xuống Ax và Ay. => Khi đi theo hướng Ax, mức cường độ âm lớn nhất người đó đo được khi người đó đứng tại H. Khi đi theo hướng Ay, mức cường độ âm lớn nhất người đó đo được khi người đó đứng tại K. P LA 10log 2 45 4 OA I 0 P Ta có: LH 10log 2 50 4 OH I0 P LK 10log 2 52 4 .OK I0 OA2 + L L 10.log 5 OA 1,7783.OH H A OH 2 12
13. OA2 + L L 10.1g 7 OA 2,239.OK H A OK 2 OH sin A Aˆ 34,217 1 OA 1 OK sin A ¶A 26,5270 2 OA 2 · ˆ ¶ 0 xAy A1 A2 60,744 Câu 41 Dễ thấy ZC1 160; ZC2 90 . Pmax U I1 0,625A R r 240; ZL ZC1 160 . U I1 Mặt khác ZC2 r U RC2  U Lr Rr ZLZC2 14400 . R ZL Ta nhận thấy ngay R = r = 120 . Khi đó U I 0,6A U I Z 120V . 2 Z' Lr 2 Lr Câu 42 Áp dụng định lý sin trong tam giác ta có U U U 01 02 0 sin  sin sin 300 U U U 0 (sin sin  ) 01 02 sin 300 2U0 180 30 (U01 U02 )max 0 sin 1202V. sin 30 2 Câu 43 Ta có 1 2 3 10 rad/s. Phương trình dao động của vật 1 và vật 2 là: x1 3cos 10 t cm 2 x2 1,5cos 10 t cm (nếu quy ước tọa độ x 1,5 A ) Trong quá trình dao động cả ba vật nằm trên một đường thẳng khi 2x2 x1 x3 x3 2x2 x1 tính chất trung bình) Bấm máy tính tổng hợp dao động ta được 3 x3 3 2 cos 10 t cm v3 30 2 cos 10 t cm/s 4 4 Tại t 0 và v30 30 cm/s Trường hợp x2 1,5cos 10 t cm(nếu quy ước tọa độ x 1,5 A ) 3 3 x3 2x2 x1 3 2 cos 10 t cm v3 30 2 cos 10 t cm/s 4 4 13
14. Tại t 0 thì v30 30 Câu 44 2 6 6 2 6 x12 x31 x23 6 4 3 1 x1 3 6 2 2 12 + Ta nhận thấy: 2 6 6 2 6 x x x 7 x 23 31 12 3 4 6 3 2 3 2 2 12 +Khi li độ của dao động 1 là +3 cm và đang đi theo chiều âm: 3 6.cos(t+ ) 3 t+ 1,15(rad) t 1,15 (rad) 12 12 12 Thay vào: x3 - 3,8729cm Câu 45 Khi treo mình m1 thì vị trí cân bằng Om (lò xo dãn 10 cm). Khi treo (m1 + m2) thì vị trí cân bằng là Om (lò xo dãn 40 cm) nên OmOc = 30 cm. Vì lúc đầu, giữ vật để lò xo dãn 20 cm rồi thả nhẹ nên biên độ (so với Oc) là A = 20 cm. Khi đến vị trí thấp nhất thì v = 0 và v = +A, sợi dây bị đứt thì vị trí cân bằng mới là Om cao hơn vị trí cân bằng cũ một đoạn OmOc = 30 cm nên biên độ mới A’ = A + OcOm = 50cm. Ngay sau khi dây đứt (chọn mốc thời gian là lúc này): Vật m2 rơi tự do với gia tốc hướng xuống dưới và có độ lớn bằng g; Vật m1 dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng mới Om với biên độ: A' 0,5m m m g 1 1 1 Chu kỳ T 2 1 2 1 2  2 0,1. 0, 2 s k k g 01 g 10 Khi m1 lên đến vị trí cao nhất t = T/2 = 0,1π (S) thì m1 đi được quãng đường S1 = 2A’= 1m. Om m1 O C m VTCBkhichi M 1 A A ' m2 VTCBkhi m1 m2 m1 Vi tri naysoidaydut m2 1 2 1 2 Còn vật m2 đi được quãng đường S gt .10. 0,1 0,5 m 2 2 2 Khoảng cách hai vật: S1 + S2 + b = 1,6 m Câu 46 : Vì t2 t1 T / 4 nên v2 x1 hay 2b .3  2b / 3 (rad/s) (1). Vì t3 t2 T / 2 nên v3 v2 hay (5b 2) 2b b 2 / 3 (cm) (2). Từ (1) và (2):  4 / 9 (rad/s) k m 2 1,6 N/m Câu 47 + BH + AH = AB =100cm (1) + Ảnh vạch số 0 do phản xạ: A’H = AH nkk 3 + Ảnh vạch số 100 do khúc xạ trong nước: B H n21BH BH BH nnuoc 4 14
15. ảnh vạch số 0 nằm trên ảnh vạch số 100 là 15 vạch chia=> 3 B H A' H 15 BH AH 15(2) 4 Từ (1) và (2): BH= 65,71428Cm Câu 48 + Khi mắc vào hai cực ND một điện áp không đổi → có dòng trong mạch với cường độ I = 1,5 A → ND không 40 thể chứa tụ (tụ không cho dòng không đổi đi qua) và ΩR. 30 Y 1,5 + Mắc vào hai đầu đoạn mạch MB một điện áp xoay chiều thì uND sớm pha hơn uMN một góc 0,5π → X chứa điện trở RX và tụ điện C, Y chứa cuộn dây L và điện trở RY. → với V1 = V2 → UX = UY = 60 V → ZX = ZY = 60 Ω. 2 2 2 2 + Cảm kháng của cuộn dây ΩZ.L ZY R Y 60 30 30 3 ZL 30 3 0 0 + Với uMN sớm pha 0,5π so với uND và →tan φ Y 3 Y = 60 → φX = 30 . R Y 30 R 30 3 → Ω . X ZC 30 + Điện áp hiệu dụng hai đầu MN: 2 2 2 60 2 30 3 Z2 U R X ZC C V1 UMN . R R 2 Z Z 2 2 2 X Y L C 30 3 30 30 3 ZC + Sử dụng bảng tính Mode → 7 trên Caio ta tìm được V1max có giá trị lân cận 105 V. Câu 49 v  3 cm Cùc tiÓu gÇn AB nhÊt n»m vÒ B vµ gÇn B nhÊt. f BO 0,25 10 0,25.3 m = sè nguyª n lín nhÊt < 6,17 m 6 0,5 0,5.3 §iÒu kiÖn cùc tiÓu : NA NB = 6,5. NB 0,5 cm NHB : NB2 NA2 AB2 2NA.AB.cos 0,52 2.202 2.202 cos cos 0,9996875 2 2 NH AN.sin AN. 1 cos 20. 1 0,9996875 0,49996 cm 15
16. Câu 50  2 f 10 rad / s 2  t (rad);  t (rad) M M 5 N N 15 2 x 2 x  A A .cos M M x M bung   5 M 10 2 x 2 x 2  A A .cos M M x M bung   15 M 15 xM xM 0,25cm  15cm  Số bó sóng trên dây: l k k 9 (bó). 2 HẾT 16