Đề thi và đáp án chi tiết đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn vật lí lớp 12

SỞ GD ĐT BẮC GIANG TRƯỜNG THPT ……. (Đề thi có 07 trang) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 20232024 MÔN THI: VẬT LÍ LỚP 12 Thời gian làm bài 120 phút, không kể thời gian giao đề Mã đề thi: 121 I. PHẦN TRẮC NGHIỆM (14 ĐIỂM) Câu 1: Trong dao động điều hoà khi vật đổi chiều chuyển động thì A. lực kéo về có độ lớn cực đại. B. lực kéo về có độ lớn bằng 0. C. lực kéo về đổi chiều. D. gia tốc đổi chiều. Câu 2.Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động A.với tần số bằng tần số dao động riêng B.mà không chịu ngoại lực tác dụng. C.với tần số lớn hơn tần số dao động riêng. D.với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng. Câu 3.Cho cơ hệ như hình vẽ. Các vật có khối lượng lò xo lí tưởng có độ cứng 100 Nm, hệ số ma sát giữa bề mặt với vật là . Nâng vật để lò xo ở trạng thái không biến dạng, đoạn dây vắt qua ròng rọc nối với nằm ngang, đoạn dây nối thẳng đứng. Cho rằng dây không dãn, bỏ qua khối lượng của dây nối và ròng rọc, lấy ms2. Thả nhẹ , tốc độ cực đại mà vật đạt được là A. 3,65 ms. B. 1,37 ms. C. 4,08 cms. D. 6,12 ms. Câu 4. Một con lắc đơn có chiều dài , dao động điều hoà tại một nơi có gia tốc rơi tự do g với biên độ góc . Lúc vật đi qua vị trí có li độ góc , nó có vận tốc là v. Biểu thức nào sau đây đúng? A. B. C. D. Câu5.Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, vuông pha với nhau. Tại thời điểm hai dao động có li độ lần lượt bằng 3 cm và 4 cm thì dao động tổng hợp của hai dao động trên có li độ bằng A. 5 cm. B. 7 cm. C. 1 cm. D. 2,5 cm. Câu6. Một con lắc dao động tắt dần. Sau một chu kì biên độ giảm 10%. Phần năng lượng mà con lắc đã mất đi trong một chu kỳ là A. 10 %. B. 11 %. C. 19 %. D. 20 %. Câu 7. Hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình dao động và Phương trình dao động tổng hợp của hai dao động này là Biên độ A1 thay đổi được. Thay đổi A1 để A2 có giá trị lớn nhất. Giá trị lớn nhất của A2 bằng A. 14 cm. B. 12 cm. C. 16 cm. D. 18 cm. Câu8. Một con lắc đơn có chiều dài 45 cm với vật nhỏ có khối lượng 102 g, mang điện tích Khi con lắc đang đứng cân bằng thì đặt một điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường hướng theo phương ngang và có độ lớn trong khoảng thời gian 0,336 s rồi tắt điện trường. Lấy Tốc độ cực đại của vật nhỏ trong quá trình dao động sau khi tắt điện trường gần nhất là A. 30 cms. B. 10 cms. C. 20 cms. D. 40 cms Câu9. Hai vật M1 và M2 dao động điều hòa cùng tần số. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ x1 của M1 và vận tốc v2 của M2 theo thời gian t. Hai dao động của M2 và M1 lệch pha nhau A. B. C. D. Câu 10.Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng và lò xo có độ cứng đang dao động điều hòa với biên độ . Đường cong bên là đồ thị biểu diễn một phần sự phụ thuộc của động năng theo độ biến dạng của lò xo. Gọi và là tốc độ của vật khi lò xo bị biến dạng là và Lấy g = 10 ms2. Giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. . B. . C. D. . Câu11. Một sóng cơ học có tần số f lan truyền trong một môi trường A với tốc độ và khi truyền trong môi trường B có tốc độ Tần số sóng trong môi tr

SỞ GD &ĐT BẮC GIANG

TRƯỜNG THPT …….

(Đề thi có 07 trang)

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI

NĂM HỌC 2023-2024 MÔN THI: VẬT LÍ - LỚP 12

Thời gian làm bài 120 phút, không kể thời gian giao đề

Mã đề thi: 121

I PHẦN TRẮC NGHIỆM (14 ĐIỂM)

Câu 1: Trong dao động điều hoà khi vật đổi chiều chuyển động thì

A lực kéo về có độ lớn cực đại B lực kéo về có độ lớn bằng 0.

C lực kéo về đổi chiều D gia tốc đổi chiều.

Câu 2.Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động

A.với tần số bằng tần số dao động riêng B.mà không chịu ngoại lực tác dụng C.với tần số lớn hơn tần số dao động riêng D.với tần số nhỏ hơn tần số dao động

riêng

Câu 3.Cho cơ hệ như hình vẽ Các vật có khối lượng

1

m 1,0 kg,m2 3,0 kg, lò xo lí tưởng có độ cứng 100 N/m, hệ

số ma sát giữa bề mặt với vật m1 là  0, 25 Nâng vật m2 để

lò xo ở trạng thái không biến dạng, đoạn dây vắt qua ròng rọc

nối với m1 nằm ngang, đoạn dây nối m2thẳng đứng Cho rằng

dây không dãn, bỏ qua khối lượng của dây nối và ròng rọc, lấy

g 10 m/s2

Thả nhẹ m2

, tốc độ cực đại mà vật m2

đạt được là

Câu 4 Một con lắc đơn có chiều dài , dao động điều hoà tại một nơi có gia tốc rơi tự do g với biên độ góc 0 Lúc vật đi qua vị trí có li độ góc , nó có vận tốc là v Biểu thức nào sau

đây đúng?

A

2

0

gv

  

2

v

  



C

2

0

v

g   D    2 20 g v 2

Câu5.Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, vuông pha với nhau Tại thời

điểm hai dao động có li độ lần lượt bằng 3 cm và 4 cm thì dao động tổng hợp của hai dao động trên có li độ bằng

Câu6 Một con lắc dao động tắt dần Sau một chu kì biên độ giảm 10% Phần năng lượng mà

con lắc đã mất đi trong một chu kỳ là

Câu 7 Hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình dao động

x A cos t

3



  và x2 A cos2 t 2 .



  Phương trình dao động tổng hợp của hai dao động

này là x 6cos   t (cm). Biên độ A1 thay đổi được Thay đổi A1 để A2 có giá trị lớn nhất Giá trị lớn nhất của A2 bằng

Câu8 Một con lắc đơn có chiều dài 45 cm với vật nhỏ có khối lượng 102 g, mang điện tích

2,0 C. Khi con lắc đang đứng cân bằng thì đặt một điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường hướng theo phương ngang và có độ lớn 3,5.10 V/m4 trong khoảng thời gian 0,336 s rồi tắt điện trường Lấy g 9,81 m/s  2 Tốc độ cực đại của vật nhỏ trong quá trình dao động sau khi

tắt điện trường gần nhất là

Câu9 Hai vật M1 và M2 dao động điều hòa

cùng tần số Hình bên là đồ thị biểu diễn sự

phụ thuộc của li độ x1 của M1 và vận tốc v2

của M2 theo thời gian t Hai dao động của M2

và M1 lệch pha nhau

A 6.



B.3.



C

5

6



D

2

3



Câu 10.Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng

có khối lượng m và lò xo có độ cứng k đang dao động

điều hòa với biên độ A Đường cong bên là đồ thị biểu

diễn một phần sự phụ thuộc của động năng theo độ biến

dạng  của lò xo Gọi v1 và v2 là tốc độ của vật khi lò xo

bị biến dạng là 1 và 2 Lấy g = 10 m/s2 Giá trị

v v gần nhất với giá trị nào sau đây?

Câu11 Một sóng cơ học có tần số f lan truyền trong một môi trường A với tốc độvA và khi truyền trong môi trường B có tốc độ B A

1

2



Tần số sóng trong môi trường B có giá trị là

f

f 4

Câu12 Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng Biết khoảng cách ngắn nhất giữa một

nút sóng và vị trí cân bằng của một bụng sóng là 0,25 m Sóng truyền trên dây với bước sóng là

Câu13 Một sợi dây dài 36 cm đang có sóng dừng, ngoài hai đầu dây cố định trên dây còn có

hai điểm khác đứng yên, tần số dao động của sóng trên dây là 50 Hz Biết trong quá trình dao động tại thời điểm sợi dây nằm ngang thì tốc độ dao động của điểm bụng là 8π m/s Gọi x, y lần lượt là khoảng cách nhỏ nhất và lớn nhất giữa hai điểm bụng gần nhau nhất trong quá trình

dao động Tỉ số

x

y bằng

Câu 14 Trên một sợi dây đàn hồi rất dài có

ba phần tử mà vị trí cân bằng của chúng là

M , N và P với N là trung điểm của đoạn MP

Trên dây có một sóng lan truyền từ M đến P

với chu kỳ T T 0,5 s   

Hình vẽ bên mô tả hình dạng sợi dây tại hai thời điểm t1 (nét

liền) và thời điểm t2  t1 0,5s

(nét đứt)

Lấy2 11 6,6 và coi biên độ sóng không đổi

khi truyền đi Vận tốc của phần tử dây tại N

ở thời điểm t1 là

A 3,53cm/s. B 2,36cm/s.

C.2,36cm/s. D 3,53cm/s.

Câu15 Lịch sử có kể lại rằng: "Người Mông Cổ có thể nghe tiếng vó ngựa mà đoán được số

lượng con trong đàn" Một trong những phương pháp xác định số ngựa trong đàn là dựa vào mức cường độ âm Một người lắng tai nghe một đoàn kỵ binh chạy từ vị trí khá xa, đàn ngựa gồm những con có thể trạng gần như bằng nhau, khi chạy tiếng vó ngựa của mỗi con vào khoảng 25 dB. Người này nghe được âm thanh từ tiếng vó ngựa của đàn là 45 dB. Số con ngựa trong đàn là

Câu16 Cho hai nguồn sóng kết hợp S , S1 2 trên mặt chất lỏng cách nhau 15 cm, dao động với

các phương trình lần lượt là u1=u2=2cos10 πtt (cm) (với t tính bằng s) Tốc độ truyền sóng

trên mặt chất lỏng là 10 cm/s Coi biên độ dao động không đổi khi truyền đi Điểm M nằm trên đường thẳng vuông góc với S S1 2 tại S2 cách S1 là 25 cm, cách S2 là 20 cm Khoảng cách giữa hai điểm gần S2 nhất và xa S2 nhất có tốc độ dao động cực đại bằng 20 2 cm/s trên đoạn S M2 là

Câu17.Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp Biết điện áp

tức thời giữa hai đầu R, L và C tương ứng u u R, L và u C Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch là

A u u Ru Lu C

B u u R u L u C

2 2

u u  u  u

2 2

u u  u u

Câu 18 Đặt vào mạch R, L, C nối tiếp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi.

Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở, cuộn cảm thuần, tụ điện của mạch là: 40 2 V, 50

2 V và 90 2 V Khi điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở là 40 V và đang tăng thì điện áp tức thời giữa hai đầu mạch là

A.−29,28 V B − 80 V C 81,96 V D 109,28 V Câu 19 Lần lượt đặt điện áp xoay chiều u = Uocos(t + ) (Uo và ω không đổi) vào hai đầu điện trở R, hai đầu cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, hai đầu tụ điện có điện dung C thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua chúng lần lượt là 3A, 4A, 5A. Nếu mắc nối tiếp các

phần tử trên vào điện áp này thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch có giá trị gần nhất với giá trị là

Câu20 Đặt điện áp xoay chiều ổn định

0

u U cos100 t 

vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần

R và tụ điện có điện dung

4

5.10





 mắc nối tiếptheo đúng thứ tự trên Gọi M là điểm nối

giữa cuộn cảm và điện trở, N là điểm nối giữa

điện trở và tụ điện Đồ thị biểu diễn sự phụ

thuộc vào thời gian của điện áp giữa hai đầu

đoạn mạch AN và điện áp giữa hai đầu đoạn

mạch MB như hình vẽ Công suất tiêu thụ của

đoạn mạch gần nhất với giá trị nàosau đây?

Câu 21.Hai đầu ra của máy phát điện xoay chiều 1 pha được nối với một đoạn mạch nối tiếp

gồm tụ điện và điện trở thuần Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát Khi rô to quay với tốc độ 600 vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là I1 = 3,16 A Khi rô to quay với tốc độ 1200 vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là I2 =

8 A Khi rô to quay với tốc độ 1800 vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng gần nhất với giá trị nào sau đây?

Câu 22 Cho mạch điện như hình vẽ Đặt vào hai đầu A,

B một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số

f không đổi Điều chỉnh C để tổng điện áp hiệu dụng

UAM + UMB lớn nhất thì tổng đó bằng 2U và khi đó công

suất tiêu thụ của đoạn mạch AM là 36 W Tiếp tục điều

chỉnh C để công suất tiêu thụ của đoạn mạch lớn nhất

thì công suất lớn nhất đó bằng

Câu 23 Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto quay với tốc độ 375

vòng/phút Tần số của suất điện động cảm ứng mà máy phát tạo ra là 50 Hz Số cặp cực của rôto bằng

Câu 24 Đặt điện áp u = U0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM

và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần 100 3Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm

thuần có độ tự cảm L Đoạn mạch MB chỉ có tụ điện có điện dung

4

10 2π

-F Biết điện áp giữa

hai đầu đoạn mạch AM lệch pha

π

3 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB Giá trị của L bằng

A

2

1

2

3

πH

Câu 25 Mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C nối tiếp Đặt vào hai

đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi Khi đó điện áp hiệu dụng trên mỗi phần tử đều như nhau và bằng 50 V Giá trị của U là

Câu 26 Đặt điện áp u=U0cosωtt có ω thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm

thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Khi

√LC thì

A điện áp hiệu dung giữa hai đầu điện trở thuần R bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn

mạch

B điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần R nhỏ hơn điện áp hiệu dụng giữa hai đầu

đoạn mạch

C cường độ dòng điện trong đoạn mạch trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch

D cường độ dòng điện trong đoạn mạch cùng pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch

Câu 27 Biến điệu sóng điện từ là

A làm cho biên độ của sóng điện từ tăng lên B trộn sóng âm tần với sóng cao tần.

C tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần D biến đổi sóng cơ thành sóng điện từ Câu 28.Một mạch dao động LC có điện trở thuần bằng không gồm cuộn cảm thuần và tụ điện có

điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự do với tần số góc là ω Tại thời điểm t1 tỉ số dòng

điện tức thời và điện tích tức thời trên hai bản tụ

1

i q





Tại thời điểm t2 = t1 + t thì tỉ số đó là

2

2

3

i

q  Giá trị nhỏ nhất của t là

A.

LC

2



LC 3



C.

LC

6



3



Câu29.Một ăng ten ra đa phát ra những sóng điện từ đến một máy bay đang bay về phía

rađa.Thời gian từ lúc ăngten phát sóng đến lúc nhận sóng phản xạ trở lại là 90 μss Ăngten quay với tần số góc n=18vòng/phút Ở vị trí của đầuvòng quay tiếp theo ứng với hướng của máy bay ăngten lại phátsóngđiệntừ.Thờigiantừ lúc phát đếnlúcnhận lần nàylà84 μss Lấy tốc

độ truyền sóng điện từ trong không khí bằng 3.10 8 m/s Tốc độ trungbình củamáybay là

v

v B

Câu 30 Một sóng điện từ truyền từ một đài phát sóng đặt ở Trường Sa đến máy thu Biết

cường độ điện trường cực đại là 10 V/m và cảm ứng từ cực đại là 0,12 T Ở một thời điểm nào

đó, tại điểm A có sóng truyền về hướng Tây, khi đó cường độ điện trường là 6 V /m và đang

có hướng Nam thì cảm ứng từ là có hướng và độ lớn là

A thẳng đứng xuống dưới; 0,072 T B thẳng đứng lên trên; 0,072 T.

C thẳng đứng lên trên; 0,06 T D thẳng đứng xuống dưới; 0,06 T

Câu 31.Cho mạch dao động lí tưởng như hình vẽ Hai tụ điện giống nhau

có cùng điện dung là C Trong mạch đang có dao động điện từ tự do với

cường độ dòng điện cực đại qua cuộn dây là I0 Vào thời điểm dòng điện tức

thời qua cuộn dây là i=

I0

2 thì mở khóa K Cường độ dòng điện cực đại sau khi mở khóa K là

Câu32 Trong thí nghiệm Y - âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng

đơn sắc có bước sóng λ Nếu tại điểm M trên màn quan sát có vân tối thứ hai (tính từ vân sáng trung tâm) thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn bằng

Câu 33.Một ánh sáng đơn sắc màu cam có tần số f được truyền từ chân không vào một chất

lỏng có chiết suất là 1,5 đối với ánh sáng này Trong chất lỏng trên, ánh sáng này có

A màu tím và tần số f B màu cam và tần số 1,5f.

C màu cam và tần số f D màu tím và tần số l,5f.

Câu 34.Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y-âng cách nhau a = 0,5 mm, màn

quan sát đặt song song với mặt phẳng chứa hai khe và cách hai khe một đoạn D = 1 m Tại vị trí M trên màn, cách vân sáng trung tâm một đoạn 4,4 mm là vân tối thứ 6 Bước sóng λ của ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm là

Câu 35 Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe không

đổi Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là D thì khoảng vân trên

màn là l mm Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát lần lượt là

D D và D D thì khoảng vân trên màn lần lượt là i và 2i Khi khoảng cách từ mặt

phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là D 3 D thì khoảng vân trên màn là

Câu 36 Một electron chuyển động thẳng đều trong miền có cả từ trường đều

và điện trường đều Véctơ vận tốc của hạt và hướng của vec tơ cảm ứng từ

⃗

B như hình vẽ Cho B = 0,004T, v = 2.106m/s Xác định hướng và

cường độ điện trường ⃗ E ?

A. ⃗E hướng lên, E = 6000V/m

B



E

m1 k

x

m2 m1 m2

B. ⃗E hướng xuống, E = 6000V/m

C. ⃗E hướng xuống, E = 8000V/m

D. ⃗E hướng lên, E = 8000V/m

Câu 37 Mắt của người bị cận thị có quang tâm thấu kính mắt là điểm O, điểm vàng trên võng mạc là điểm V, điểm cực viễn là C V Khi không điều tiết tiêu cự của thấu kính mắt là f thoả mãn

A.f OV. B f OC  V C f OV. D.f OC  V

Câu 38 Một nguồn điện có suất điện động  và điện trở trong r được mắc với một biến trở

R thành một mạch kín Thay đổi R, ta thấy với hai giá trị R1  1 và R2  9 thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là như nhau Điện trở trong của nguồn điện là

Câu 39.Điện tích điểm q đặt tại O trong không khí, Ox là một đường sức điện Lấy hai điểm

A, B trên Ox, M là trung điểm của AB Độ lớn cường độ điện trường EA, EB, EM có mối liên hệ

2

2

1

2

D

M

E

2





Câu 40 Một vật sáng có dạng một đoạn

thẳng AB được đặt vuông góc với trục chính

của một thấu kính hội tụ (A nằm trên trục

chính của thấu kính) Ban đầu vật AB đặt

cách thấu kính một khoảngx1 15cm

qua thấu kính cho ảnh thật A'B' cách vật AB một

đoạn L145cm

Sau đó cố định vật, dịch chuyển thấu kính ra xa vật sao cho trục

chính không thay đổi Khi đó khoảng cách L

giữa vật và ảnh thay đổi theo khoảng cách

từ vật đến thấu kính là OA = x được cho bởi

đồ thị như hình vẽ Giá trị x , x2 0 lần lượt là

II PHẦN TỰ LUẬN (6,0điểm)

Bài 1 (3 điểm): Một lò xo có khối lượng không đáng kể, hệ số

đàn hồi k = 100 N/m được đặt nằm ngang, một đầu được giữ

E



E



E

cố định, đầu còn lại được gắn với chất điểm m1 = 0,5 kg Chất điểm m1 được gắn với chất điểm thứ hai m2 = 0,5 kg Các chất điểm đó có thể dao động trên mặt phẳng nằm ngang Chọn

hệ trục tọa độ như hình vẽ, gốc O tại vị trí cân bằng của hệ vật Tại thời điểm ban đầu giữ hai vật ở vị trí lò xo nén 2 cm rồi buông nhẹ Bỏ qua ma sát, sức cản của môi trường

1.Xem các chất điểm luôn gắn chặt với nhau trong quá trình dao động, chọn gốc thời gian khi

buông vật

a.Viết phương trình dao động của hệ vật

b.Tính khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ li độ x1= 1 cm đến x2= 3cm

c.Khi vật ở li độ x = 1 cm thì giữ chặt điểm chính giữa của lò xo Tìm biên độ dao động của hệ

vật sau đó

2.Chỗ gắn hai chất điểm bị bong ra nếu lực kéo tại đó đạt đến 0,5 N Tìm vị trí chất điểm m2 tách khỏi chất điểm m1 và tính vận tốc cực đại của m1 sau đó

Bài 2 ( 3 điểm): Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự

cảm L, tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp

1 Lấy

1 L= (H)

4π Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có biểu thức π

u = 90cos ωt+ (V)

6

  với ω thay đổi được và t tính bằng s

a Điều chỉnh ω = ω thì cường độ dòng điện qua mạch là 1

π

i = 2cos 240πt- (A)

12

và C

b Cho tần số góc  thay đổi đến khi trong mạch có cộng hưởng điện xảy ra Viết biểu thức điện áp giữa hai bản tụ điện?

2 Khi điều chỉnh tần số góc ta thấy với ω = ω và 2 ω = 4ω thì công suất của mạch bằng nhau2

và bằng 80% công suất cực đại Hãy tính hệ số công suất của mạch khi ω = 3ω 2

Hết

-HƯỚNG DẪN CHẤM TỰ LUẬN

ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG LẦN 1 NĂM HỌC 2023 - 2024

Môn: Vật lí 12

a ωt=√m k =√1001 =10 rad/s

Tại t = 0, giữ hai vật ở vị trí lò xo nẽn 2 cm rồi buông nhẹ nên A = 2 cm

t=0 ⇒ x=− A=−2 ⇒ ϕ=πt x=2cos(10t+πt) cm

0,25

0,25 0,25 0,25

b.Thời gian vật dao động điều hòa từ x1 đến x2 bằng thời gian vật

chuyển động tròn đều đi từ M1 đến M2 (vẽ hình)

Tính được: α= πt

6

α=ωtt ⇒t= πt

60 s

0,25

0,25 0,25

c.Lò xo bị giữ tại điểm chính giữa nên:

k2

k =

l

l1=2 ⇒k2=2 k

1

2k2A22=1

2 kA

2−1

2.

1

2kx

2

⇒A2=√7

0,25 0,25

2

Vật m2 bị bong ra trong giai đoạn hệ chuyển động từ vị trí cân bằng

đến biên dương

Áp dụng định luật II Niu tơn cho vật m1 tại vị trí vậ m2 tách khỏi m1:

−kx +F21=m1a⇒−kx +F21=m1ωt2x

⇒x= F21

k −m1ωt2=1 cm

Tốc độ tại vị trí m2 bị bong là: v = vmax√3

2 =10√3cm/s

ωt '=√m k1=10√2 rad/s ; A '=√12+100 3

√10

Tốc độ cực đại của vật m1 sau khi m2 bị tách ra là:

v1 max=ωt ' A '=10√5 cm/s

0,25

0,25

0,25

1

a + ZL1 = 240π.4

1

= 60

+ Tính được:  = 4



+ U R=Ucos ϕ = 45 V  R = 45 

+ tan ϕ=1⇒ ZL1 - ZC1 = R  ZC1= ZL1–R = 15 

 C = 1 1

1

C

Z

 =

2

10 36



(F)

0,25

0,25 0,25 0,25

b + Để mạch có cộng hưởng:

o =

1

LC = 120π rad/s

ZC = ZL = o.L = 30 

+ I0=

U0

R =

90

45=2  ; U0C=I0Z C=2 30=60 V

+ Khi có cộng hưởng u C trễ pha hơn u góc 2 nên ta có biểu thức:

u C=60 cos(120 πtt− πt

3)V

0,25

0,25 0,25

0,25

2 + Khi  = 2: Đặt ZL= 1; ZC = x

+ Khi  = 42: thì ZL= 4; ZC = x/4 0,25

+ Vì công suất mạch bằng nhau trong hai trường hợp nên ta có:

x – 1 = 4 -

4

x  x = 4

0,25

+ Lại có P = 0,8Pmax nên

2 2

U R

Z = 0,8

2

U R

+ Vậy khi  = 32: cos =

2 2

6 4

3

  

  =

18 349

0,25