Ma trận và đáp án đề thi

SỞ GD&ĐT THANH HÓAKHỐI TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN – THPT LÊ LỢI THI KSCL ĐỘI TUYỂN HSG LIÊN TRƯỜNG LẦN 2 NĂM HỌC 2022 - 2023 Môn: VẬT LÍ 12 Thời gian làm bài: 90 phút Không kể thời gian g

SỞ GD&ĐT THANH HÓA

KHỐI TRƯỜNG

THPT TRIỆU SƠN – THPT LÊ LỢI

THI KSCL ĐỘI TUYỂN HSG LIÊN TRƯỜNG LẦN 2 NĂM HỌC 2022 - 2023

Môn: VẬT LÍ 12

Thời gian làm bài: 90 phút (Không kể thời gian giao đề)

MA TRẬN ĐỀ THI

Chương

trình Nội dung kiến thức

Mức độ nhận thức

Tổng số câu hỏi

Nhận biết, Thông hiểu Vận dụng

Vận dụng cao

Lớp 11

Dòng điện trong các môi

Lớp 12

SỞ GD&ĐT THANH HÓA

KHỐI TRƯỜNG

THPT TRIỆU SƠN – THPT LÊ LỢI

( Đáp án gồm có 17 trang)

ĐÁP ÁN ĐỀ THI KSCL ĐỘI TUYỂN HSG LIÊN TRƯỜNG LẦN 2

NĂM HỌC 2022 - 2023 Môn: VẬT LÍ 12

Thời gian làm bài: 90 phút (Không kể thời gian giao đề)

HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI Câu 1 Phát biểu nào sau đây là không đúng?

Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với

A cảm ứng từ của từ trường.

B cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây.

C góc hợp bởi đoạn dây và đường sức từ.

D chiều dài của đoạn dây.

Câu 2 Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục Ox Phương trình dao động là x = 10cos (

5 2 6

 

) (cm) Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian từ t 1 = 1 s đến t 2 = 2,5 s là

Câu 3 Khi nói về cách mạ một chiếc huy chương bạc, phát biểu nào sau đây không đúng?

A Dùng anốt bằng bạc.

B Dùng muối AgNO3.

C Đặt huy chương ở giữa anốt và catốt.

D Dùng huy chương làm catốt.

Câu 4 Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,01 H, có dòng điện i = 5 A chạy qua ống dây Từ thông riêng gửi qua

ống dây là

Câu 5 Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện và được đo bằng điện

lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian

B Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch có hướng của các điện tích âm.

C Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng.

D Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch có hướng của các điện tích dương.

Câu 6 Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 10 Ω, cuộn cảm thuần có cảm

kháng Z L = 20 Ω và tụ điện có dung kháng Z C = 20 Ω mắc nối tiếp Tổng trở của đoạn mạch là

Câu 7 Chiếu một chùm tia sáng hẹp song song trong từ không khí tới mặt nước (chiết suất của nước n = 4/3) với

góc tới là 450 Góc hợp bởi tia khúc xạ và tia tới là

Câu 8 Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi, khoảng cách giữa hai nút liên tiếp bằng

C một số nguyên lần bước sóng D một phần tư bước sóng.

Câu 9 Một người cận thị có khoảng nhìn rõ của mắt từ 12,5 cm đến 50 cm Người này đeo kính (sát mắt) có độ

tụ D = - 1 dp Khoảng nhìn rõ của người này khi đeo kính

A từ 1,5 cm đến 125 cm B từ 17 cm đến 2 m.

C từ 13,3 cm đến 75 cm D từ 14,3 cm đến 100 cm.

Câu 10.

Một chất điểm dao động điều hòa dọc theo trục Ox, với O

trùng với vị trí cân bằng của chất điểm Đường biểu diễn sự

phụ thuộc li độ của chất điểm theo thời gian t như hình vẽ

bên Phương trình vận tốc của chất điểm là

A

π

v = 30πcos 5πt - πt -

3

π

v = 60πcos 10πt -

3

  (cm/s)

C

π

v = 60πcos 10πt -

6

π

v = 30πcos 5πt - πt -

6

  (cm/s)

Câu 11 Một hệ dao động xảy ra cộng hưởng khi chịu tác dụng của ngoại lực tuần hoàn n o

π

F = F cos 8πt +

3

(N) Tần số dao động riêng của hệ là

Câu 12 Các điện tích điểm q 1 và q 2 gây ra tại M các điện trường tương ứng là E

1 và E



2 vuông góc với nhau

Độ lớn của cường độ điện trường tổng hợp tại M là

A E=E +E 1 2 B E=E +E  1 2

C E= E +E 1 2 2 2 . D E=E -E  1 2.

Câu 13 Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa một trong ba phần tử (điện trở thuần, cuộn dây

hoặc tụ điện) thì cường độ dòng điện cùng pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch Đoạn mạch này chứa

A cuộn dây thuần cảm B cuộn dây không thuần cảm.

Câu 14 Đặt điện áp xoay chiều u = U cosωtt (V) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm, độ tự cảm 0

L Gọi i, I lần lượt là cường độ tức thời và cường độ cực đại của dòng điện trong mạch Độ lớn điện áp tức thời 0

giữa hai đầu đoạn mạch là

A

2 2 0

1

u = I -i

ωtL . B u =ωtLi. C u =ωtL I -i 0 2 2 . D

2 2 0

0 0

I

u = I -i

Câu 15 Trên một sợi dây đàn hồi có hai đầu cố định đang có sóng dừng với 3 bụng sóng Biết sóng truyền trên

dây có bước sóng 80 cm Chiều dài sợi dây là

Câu 16 Khi nói về sóng âm, phát biểu nào sau đây là sai?

A Sóng âm trong không khí là sóng ngang

B Sóng âm trong không khí là sóng dọc.

C Sóng âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng và khí.

D Ở cùng một nhiệt độ, tốc độ truyền sóng âm trong không khí nhỏ hơn tốc độ truyền sóng âm trong nước Câu 17 Chọn phát biểu đúng khi nói về dao động cơ điều hòa.

A Lực tác dụng lên vật dao động điều hòa luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ lớn cực đại tại các vị trí

biên

B Vận tốc của vật dao động điều hòa có giá trị nhỏ nhất khi nó đi qua vị trí cân bằng.

C Gia tốc của vật dao động điều hòa biến đổi đều theo thời gian.

D Lực tác dụng lên vật dao động điều hoà luôn cùng hướng với vận tốc của vật và tỉ lệ thuận với biên độ.

Câu 18 Một sóng cơ lan truyền dọc theo trục Ox, phương trình dao động của một phần tử môi trường trên

phương truyền sóng là u = 4cos(20πt – π/3) (u tính bằng mm, t tính bằng s) Biết tốc độ truyền sóng bằng 60 cm/

s Bước sóng của sóng này là

Câu 19 Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có rôto gồm 4 cặp cực, muốn tần số dòng điện xoay chiều mà máy

phát ra là 50 Hz thì rôto phải quay với tốc độ là

A 750 vòng/phút B 3000 vòng/phút C 500 vòng/phút D 1500 vòng/phút.

Câu 20 Một con lắc đơn có chiều dài l = 121 cm, dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 Chu kỳ dao động của con lắc là

Câu 21 Một đoạn mạch AB nối tiếp theo thứ tự gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1  

2





, điện trở R = 50

Ω và hộp X Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u120 2 cos100t V  thì điện áp hiệu dụng

của hộp X là 120 V, đồng thời điện áp của hộp X trễ pha so với điện áp của đoạn mạch AB là π/6 Công suất tiêu

thụ của hộp X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

HD:

Ta có:

1

50 Ω; 100 50Ω; 120 ; 120

2



Ta có giản đồ vecto

Ta có:

62

RL RL

RL

U

Z



31

OI U



0

6

Câu 22 Đặt điện áp u = U 0 cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi M là điểm nối giữa R và L Điện áp tức thời của đoạn mạch AM và MB tại thời điểm t 1 là u AM = 60 V, u MB = 15 7 V; tại thời điểm t 2 là u AM = 40 3V,

u MB = 30V Giá trị của U 0 là

HD:

+ Đoạn mạch M chứa R, đoạn MB chứa L và C => uAM và uMB vuông pha với nhau

2 2

2

2

2 0

15 7

1

1

3600 1













LC

R

LC

R LC

u

u

U

=> Điện áp cực đại: U0  U02R U02LC  6400 3600 100  V

Câu 23 Tại điểm O đặt hai nguồn âm giống hệt nhau phát ra âm đẳng hướng có công suất không đổi Điểm A

cách O một đoạn d (m) Trên tia vuông góc với OA tại A lấy điểm B cách A một khoảng 6 m Điểm M thuộc đoạn AB sao cho AM = 4,5 m Thay đổi d để góc MOB có giá trị lớn nhất, khi đó mức độ cường độ âm tại A là L A

= 40 (dB) Để mức cường độ âm tại M là 50 dB thì cần đặt thêm vào tại O số nguồn âm giống như trên là

HD:

Ta có

tan MOB tan

AB.AM

1 tan tan d

d

   



 Từ biểu thức trên ta thấy rằng MOBlớn nhất khi

d AB.AM 3 3 m

Mức cường độ âm tại các điểm A và M:

A 2 2

0

0

2P

L 10log

L 10log

I 4 OM











 Thay các giá trị đã biết vào biểu thức trên, ta tìm được n = 35  ta cần phải đặt thêm tại O 33 nguồn âm nữa

Câu 24 Cho một sợi dây cao su căng ngang Kích thích cho

đầu O của dây dao động theo phương thẳng đứng Hình vẽ

bên mô tả hình dạng sợi dây tại thời điểm t 1 (đường nét liền)

và t = t  2 1 0,2s (đường nét đứt) Tại thời điểm t = t + 0,4 3 2 s

thì độ lớn li độ của phần tử M cách đầu dây một đoạn 2,4 m

(tính theo phương truyền sóng) là 3cm Tỉ số của tốc độ dao

động cực đại của phần tử trên dây với tốc độ truyền sóng gần

giá trị nào sau đây nhất?

HD:

+ Từ đồ thị ta có  6,4m

Vận tốc truyền sóng

12 12

Tần số dao động của các phần tử

 rad/s + Độ lệch pha giữa M và O

13

Từ hình vẽ ta thấy M

A

v



Câu 25 Hai con lắc đơn có cùng khối lượng vật nặng được treo vào hai điểm gần nhau cùng một độ cao, cho hai

con lắc dao động điều hòa trong hai mặt phẳng song song Chu kỳ dao động của con lắc thứ nhất bằng hai lần chu kỳ dao động của con lắc thứ hai và biên độ góc dao động của con lắc thứ hai bằng hai lần biên độ góc dao động của con lắc thứ nhất Tại một thời điểm hai sợi dây treo song song với nhau thì con lắc thứ nhất có động năng bằng ba lần thế năng, khi đó tỉ số độ lớn vận tốc của con lắc thứ nhất và con lắc thứ hai là

A

5

5

2 5

5

HD:

- Theo đề bài:

   



- Tại thời điểm hai sợi dây treo song song với nhau thì con lắc thứ nhất có động năng bằng ba lần thế năng nên:

- Công thức tính vận tốc của con lắc đơn:  2 2  2 2  2 2

g

g

           







- Vận tốc của con lắc đơn thứ nhất: 2

g

g

- Tỉ số độ lớn vận tốc của con lắc thứ nhất và con lắc thứ hai là:

01

g

Câu 26 Trên mặt nước tại hai điểm A và B cách nhau 25 cm, có hai nguồn kết hợp dao động điều hòa cùng biên

độ, cùng pha với tần số 25 Hz theo phương thẳng đứng Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 3 m/s Một điểm M nằm trên mặt nước cách A, B lần lượt là 15 cm và 17 cm có biên độ dao động bằng 12 mm Điểm N nằm trên đoạn AB cách trung điểm O của AB là 2 cm dao động với biên độ là

HD:

Bước sóng: λ = vT = v/f = 12cm

Biên độ của điểm M và N:  

M

M N N

12 A

BN AN

12

os















N N

Câu 27 Đặt điện áp u = U 2cosωtt (V) (trong đó U không đổi, ωt thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm

2,5πt -

L =

π H và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Thay đổi tần

số góc ωt thấy khi ωt = ωt = 60π (rad/s) thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch là I 1 1 Khi ωt = ωt = 40π2

(rad/s) thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch là I 2 Khi tần số ωt = ωt thì cường độ hiệu dụng của0

dòng điện đạt giá trị cực đại I max và

max

1 2

I

I = I =

5πt - Giá trị của R bằng

HD:

2 2

U

1

L



   



  Theo đề bài

max

I I

5

hay Z1Z2 5R

         

Nếu

1

2

2

1

C



  



  

 



Câu 28 Một máy hạ áp có tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và số vòng cuộn thứ cấp là k (k > 1) Nhưng do

các ký hiệu trên máy bị mờ nên không phân biệt được cuộn sơ cấp và thứ cấp Một người đã lần lượt đấu hai đầu

mỗi cuộn dây của máy biến áp trên vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng không đổi U và dùng vôn kế

đo điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây còn lại Kết quả lần đo thứ nhất thu được là 160 V, lần đo thứ 2 là 10 V

Máy đó có có tỉ số k bằng

HD:

+ Lần đo thứ nhất: U2 = 160V => máy tăng thế  U2 kU1  160kU (1)

+ Lần đo thứ hai: U2’ = 10V => máy hạ thế

1

U

Lấy (1)/(2) ta được: 16 = k2 => k = 4

Câu 29 Một vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O Tại thời điểm ban đầu vật đang ở vị trí biên Sau đó

1/3 s vật không đổi chiều chuyển động và tới vị trí có tốc độ bằng nửa tốc độ cực đại Sau đó vật chuyển động thêm 4/3 s và đi được quãng đường dài 9 cm Tốc độ dao động cực đại của vật là

HD:

T

T

ω

Sau

3 12

T

s 

, góc quét được 1500

Quãng đường đi được: 0

3

2

A

Suy ra: A3 3 cm

Vậy: max 3 3 8,16 / 

2

ω

Câu 30 Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình

1 1

π

x = A cos(ωtt + )

π

x = A cos(ωtt - )

(cm) Biết phương trình dao động tổng hợp là

x = 5πt - cos(ωtt + φ) (cm) Để (A

1 + A 2) có giá trị cực đại thì φ có giá trị là

A

π

π

π

π

HD:

5

sin 75 sin 45 sin 60 sin 45 sin 60



5 sin 45 sin 60 sin 75

0 0

sin 52,5



A1 + A2 cực đại khi

0

2 15

2 max

cos      

π

φ = 24



Câu 31 Một con lắc đơn gồm một vật nhỏ có khối lượng m = 100 g, treo ở đầu của một sợi dây không dãn, khối

lượng không đáng kể, có chiều dài l Vật nhỏ dao động điều hòa với biên độ góc  0 0, 05rsd tại nơi có gia tốc

trọng trường g = 10 m/s2 Năng lượng dao động điều hòa của con lắc bằng 5.10 J4 Chiều dài l của dây treo là

HD: W = mgl(1 - cosα ) 0

Câu 32 Cho đoạn mạch AB như hình vẽ Biết R = 80 Ω,

r = 20 Ω Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều

0

u = U cos100πt (V)√cc 2 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc

của điện áp tức thời giữa hai điểm A, N (u AN) và giữa hai

điểm M, B (u MB) theo thời gian được biểu diễn như hình

vẽ bên Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là

HD:

Từ đồ thị ta có{ u AN=300 cos(100 πtt )V

u MB=60√2cos(100 πtt− πt

2)V→ hai điện áp vuông pha

U R

U r=

R

r =

80

20 = 4→ UR = 4Ur→ UR + Ur = 5Ur

cosα = U60LC=1505 U√r2→ ULC = √2Ur

UMB = √U r2

+U2LC

→ 60 = √U r2

+(√2U r)2→ Ur = 20√3 V → ULC = 20√6 V

U = √ (U R+U r)2+U LC2 =√ (5U r)2+U2LC= 180 V

Câu 33 Tại thời điểm đầu tiên t = 0, đầu O của sợi dây cao su căng thẳng nằm ngang bắt đầu dao động đi lên với

tần số 8 Hz Gọi P, Q là hai điểm cùng nằm trên sợi dây cách O lần lượt 2 cm và 4 cm Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 24 (cm/s), coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi Biết vào thời điểm t = 3/16 s, ba điểm O, P, Q tạo thành một tam giác vuông tại P Độ lớn của biên độ sóng là

HD:

T = 1/f = 1/8 = 0,125 s;  v / f 24 / 8 3 cm

Thời gian sóng truyền đến Q:

thời điểm t = 3/16 s sóng đã truyền đến Q

Phương trình dao động của O, P, Q là:0

P

Q

u A cos 16 t

2 11

u A cos 16 t

6 19

u A cos 16 t

6

    









Chọn hệ trục tọa độ có gốc trùng với đầu O, trục tung trùng với phương trình dao động, trục hoành trùng với

phương sợi dây khi duỗi thẳng, ta có tọa độ các điểm: O(0;0);

A 3

2



A 3

Q 4,

2

Tam giác OPQ vuông tại P:

u AN

u MB

60 2

300

O

t (s)

u (V)

Câu 34 Người ta muốn truyền đi một công suất P = 100 kW trên đường dây một pha từ một trạm phát với điện

áp hiệu dụng U = 4000 V bằng dây dẫn có điện trở r = 2 Ω đến nơi tiêu thụ Cho hệ số công suất cosφ = 1 Hiệu suất truyền tải điện bằng

P.r

H = 1 -

U cos φ

Câu 35 Cho đoạn mạch gồm điện trở thuần R 100, cuộn cảm thuần có độ tự cảm

1





và tụ điện có

điện dung

4 10 2







mắc nối tiếp Đặt vào giữa hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều thì điện áp tức thời giữa

hai bản tụ có biểu thức 100 100  V

6

C

u  cos t 





Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch là

3

u cos t 





4

u cos t 





12

u cos t 





12

u cos t 





HD:

Tổng trở của mạch điện là: Z  R2Z L Z C2 100 2 

Điện áp giữa hai đầu tụ điện trễ pha hơn cường độ dòng điện góc 2



i uC     rad

Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện là:100 200

L C

R



u i  u i     rad

        

Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là:

 

100

200

12

Câu 36 Con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng không đáng kể treo vật nhỏ có khối lượng m Vật

nhỏ đang ở vị trí cân bằng thì được kéo xuống dưới theo phương thẳng đứng một đoạn 3 cm rồi truyền cho nó

vận tốc

40

cm/s

3



thì nó thực hiện được 100 dao động toàn phần trong thời gian một phút Lấyg  2(m/s )2 Tỉ

số độ lớn lực đàn hồi cực đại và lực đàn hồi cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động là

HD:

N



Theo hệ thức độc lập ta có:

2



 

 

Độ biến dạng của lò xo khi vật nằm ở vị trí cân bằng o 2 0, 09 9

g



Vì o  A nên lực đàn hồi cực đại làF đhmax k  o A

Lực đàn hồi cực tiểu là F đhminko A

Vậy tỉ số cần tìm:

9 5 7

9 5 2

o

đh max

đ min h o

F F

  





Câu 37 Một con lắc lò xo gồm lò xo mảnh, nhẹ, độ cứng k và vật nhỏ có khối lượng m được treo thẳng đứng

Chọn trục tọa độ có phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc O ở vị trí cân bằng của vật Kích thích