Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12 cấp tỉnh môn Vật lí - Năm học 2015-2016 - Sở GD&ĐT Ninh Bình (Có đáp án)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
NINH BÌNH
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI, HỌC VIÊN GIỎI 
LỚP 12 CẤP TỈNH NĂM HỌC 2015-2016 
Môn: VẬT LÍ 
Ngày thi: 02/12/2015
(Thời gian 180 phút, không kể thời gian phát đề)
 Đề thi gồm 15 câu trắc nghiệm, 05 câu tự luận trong 03 trang 
A. PHẦN TRẮC NGHIỆM (6 điểm)
Câu 1: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về vật dao động điều hoà?
A. Khi vật chuyển động từ vị trí cân bằng ra hai biên thì vectơ vận tốc và vectơ gia tốc luôn ngược chiều nhau.
B. Khi vật chuyển động từ hai biên về vị trí cân bằng thì vectơ vận tốc và vectơ gia tốc luôn cùng chiều nhau.
C. Gia tốc của vật luôn hướng về vị trí cân bằng và độ lớn tỉ lệ thuận với độ lớn của li độ.
D. Lực kéo về luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ lớn không đổi.
Câu 2: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử X và Y mắc nối tiếp. Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 100 V, thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu phần tử X là 100 V, giữa hai đầu phần tử Y là 100 V. Hai phần tử X, Y tương ứng là:
A. tụ điện và điện trở thuần.	B. tụ điện và cuộn dây không thuần cảm. 
C. tụ điện và cuộn dây thuần cảm.	D. cuộn dây và điện trở thuần.
Câu 3: Một thanh mảnh đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m, chiều dài có thể quay xung quanh trục nằm ngang đi qua một đầu thanh và vuông góc với thanh. Bỏ qua ma sát ở trục quay và sức cản của môi trường. Momen quán tính của thanh đối với trục quay là và gia tốc rơi tự do là g = 10 m/s2. Nếu thanh được thả không vận tốc ban đầu từ vị trí nằm ngang, thì khi tới vị trí thẳng đứng thanh có tốc độ góc bằng bao nhiêu?
	A. 3 rad/s.	B. rad/s.	C. 5 rad/s.	D. rad/s.
Câu 4: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm ba phần tử R, L (thuần cảm), C nối tiếp trong đó R, L, C không đổi. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp với w thay đổi, U0 không đổi. Khi w = w1 = 20p rad/s hoặc w = w2 = 80p rad/s thì dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng bằng nhau. Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch đạt cực đại thì tần số góc w bằng: 
A. 40p rad/s.	B. 100p rad/s.	C. 60p rad/s.	D. 10p rad/s.
Câu 5: Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách nhau 19 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình là uA = uB = acos20pt (với t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 40 cm/s. Gọi M là điểm ở mặt chất lỏng gần A nhất sao cho phần tử chất lỏng tại M dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn A. Khoảng cách AM là: 
A. 5 cm.	B. 2 cm.	C. 4 cm.	D. cm.
Câu 6: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng. Nguồn sáng phát ra đồng thời hai bức xạ l1 = 720 nm (màu đỏ) và bức xạ l2 (màu lục) với 500 nm £ l2 £ 575 nm. Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 8 vân màu lục. Giá trị của l2 là:
A. 540nm. B. 560nm.	 	C. 520nm.	 D. 500nm.
Câu 7: Trong mạch dao động điện từ LC, cường độ dòng điện qua cuộn dây biến thiên theo thời gian Khi năng lượng điện trường bằng hai lần năng lượng từ trường thì cường độ dòng điện trong mạch bằng: 
A. 	B. 	C. 	D. 
Câu 8: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi 150 V vào đoạn mạch AMB gồm đoạn AM chỉ chứa điện trở R, đoạn mạch MB chứa tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Biết sau khi thay đổi độ tự cảm L thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB tăng 2 lần và dòng điện trong mạch trước và sau khi thay đổi lệch pha nhau một góc . Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM khi chưa thay đổi L có giá trị bằng: 
A. 100 V. 	B. 100 V.	C. 100 V. D. 120 V.
Câu 9: Tốc độ truyền sóng
A. là tốc độ dao động của các phần tử vật chất.
B. là tốc độ truyền pha dao động.
C. là tốc độ truyền pha dao động và vận tốc dao động của các phần tử vật chất.
D. phụ thuộc vào biên độ sóng.
Câu 10: Một vật dao động với phương trình x = 4cos(2pt - ) (cm), t tính bằng giây. Thời điểm vật có tốc độ 4p(cm/s) lần thứ 2012 kể từ lúc dao động là: 
A. (s). B. (s). 	C. (s). 	D. (s).
Câu 11: Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có sóng dừng ổn định. Trên dây, A là một điểm nút, B là điểm bụng gần A nhất với AB = 18 cm, M là một điểm trên dây cách B một khoảng 12 cm. Biết rằng trong một chu kỳ sóng, khoảng thời gian mà độ lớn vận tốc dao động của phần tử B nhỏ hơn vận tốc cực đại của phần tử M là 0,1s. Tốc độ truyền sóng trên dây là:
 A. 3,2 m/s. 	B. 5,6 m/s. 	C. 2,4 m/s. 	D. 4,8 m/s. 
Câu 12: Chiếu một chùm tia sáng trắng song song có bề rộng 5 cm từ không khí đến mặt khối thủy tinh nằm ngang dưới góc tới 600. Cho chiết suất của thủy tinh đối với tia màu tím và tia màu đỏ lần lượt là và Tỉ số giữa bề rộng chùm tia khúc xạ màu tím và màu đỏ trong thủy tinh gần đúng bằng: 
A. 1,58. B. 0,91. 	C. 1,73. D. 1,10.
Câu 13: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát ra đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng và Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống vân trung tâm, số vị trí có sự trùng nhau của hai trong ba vân sáng là: 
A. 7.	B. 6.	C. 8.	 	D. 10.
Câu 14:. Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện một điện áp xoay chiều Dung kháng của tụ điện là 50 W. Vào thời điểm nào đó điện áp u = 200 V thì cường độ dòng điện là 4 A. Biểu thức cường độ dòng điện là: 
A. 	B. 
C. 	D. 
Câu 15: Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ khối lượng m1. Ban đầu giữ vật m1 tại vị trí mà lò xo bị nén 6 cm, đặt vật nhỏ m2 có khối lượng bằng 2m1 trên mặt phẳng nằm ngang và sát với vật m1. Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương của trục lò xo. Bỏ qua mọi ma sát. Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách giữa hai vật m1 và m2 có giá trị bằng: 
A. 2,3 cm. 	B. 4,6 cm.	C. 1,97 cm. D. 5,7 cm.
B. PHẦN TỰ LUẬN (14 điểm)
m
k
k
A
B
D
Hình 1
Câu 1 (3 điểm) 
Một quả cầu nhỏ có khối lượng m = 200 g có thể trượt không ma sát trên một thanh AB nằm ngang xuyên qua tâm của quả cầu. Quả cầu m được gắn với hai lò xo nhẹ, cùng chiều dài tự nhiên, cùng độ cứng k = 5 N/m, hai đầu kia của các lò xo được gắn cố định với A và B (Hình 1). Thanh AB được gắn với trục quay thẳng đứng D có giá đi qua trung điểm của thanh AB. Kích thích cho quả cầu dao động, đồng thời cho trục D quay đều với tốc độ góc rad/s. 
a) Chứng minh quả cầu dao động điều hòa. Tính chu kỳ dao động của quả cầu. 
b) Thay đổi tốc độ góc của trục quay D để quả cầu không còn dao động trên AB. Tính tốc độ góc của D khi đó.
Câu 2 (3 điểm) 
Một mol khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện một chu trình. Quá trình biến đổi từ trạng thái (1) đến trạng thái (2) áp suất tỷ lệ thuận với thể tích và thể tích khí ở trạng thái (2) gấp ba lần thể tích khí ở trạng thái (1). Từ trạng thái (2) đến trạng thái (3) là quá trình biến đổi đẳng tích. Từ trạng thái (3) về trạng thái (1) biến đổi đẳng áp.
a) Vẽ đồ thị p(V).
b) Tính hiệu suất của chu trình.
Câu 3 (4 điểm)
R
L, r
C
A
B
M
N
Hình 2
Cho mạch điện xoay chiều (Hình 2). Điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch có biểu thức uAB = U0cos100pt (V), bỏ qua điện trở các dây nối. Điện áp hiệu dụng hai đầu các đoạn mạch UAN = 300 (V), UMB = (V). Điện áp tức thời uAN lệch pha so với uMB một góc . Cuộn dây có hệ số tự cảm (H) và điện trở thuần r, điện dung của tụ điện (F).
a) Tính điện trở r. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai điểm A, N.
b) Thay đổi R đến khi công suất tiêu thụ trên nó cực đại. Tính giá trị của R lúc này.
Câu 4 (2 điểm) 
Giữa hai bản kim loại đặt song song, nằm ngang, tích điện bằng nhau, trái dấu có một điện áp U1 = 1000 (V). Khoảng cách giữa hai bản là d = 1 (cm). Ở chính giữa hai bản có một giọt thủy ngân nhỏ nằm cân bằng. Đột nhiên, điện áp giữa hai bản giảm xuống còn U2 = 995 (V). Hỏi sau thời gian bao lâu kể từ lúc giảm điện áp, giọt thủy ngân rơi đến bản ở bên dưới? Cho g=10 m/s2.
Câu 5 (2 điểm)
Tại hai điểm A, B cách nhau 13 cm trên mặt nước có hai nguồn sóng kết hợp cùng pha, tạo ra sóng mặt nước có bước sóng là 1,2 cm. M là điểm trên mặt nước cách A và B lần lượt là 12 cm và 5 cm. N đối xứng với M qua AB. Tính số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MN.
========== Hết ==========
Họ và tên thí sinh:; Số báo danh:.
Chữ ký giám thị 1:..............; Chữ ký giám thị 2:...