Kỳ thi chọn học sinh giỏi luôn là thử thách lớn, đặc biệt với môn Vật lý lớp 12 – nơi đòi hỏi sự tổng hợp kiến thức, tư duy sáng tạo và khả năng áp dụng cao. Trong năm học 2024 - 2025, Sở Giáo dục và Đào tạo Nghệ An tiếp tục đổi mới cách ra đề thi để phù hợp với chương trình Giáo dục phổ thông mới. Đề thi HSG vật lý 12 Nghệ An năm học 2024 - 2025- Phần tự luận được thiết kế không chỉ kiểm tra kiến thức sâu rộng mà còn thúc đẩy khả năng vận dụng thực tế, giải quyết vấn đề hiệu quả.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp đầy đủ thông tin về:
Đề thi HSG vật lý 12 Nghệ An năm học 2024 - 2025 - Bảng A - Phần tự luận.
Đáp án đề thi HSG vật lý 12 Nghệ An năm học 2024 - 2025 - Bảng A - Phần tự luận.
Hãy cùng khám phá ngay để chuẩn bị thật tốt cho kỳ thi sắp tới nhé!
1 Đề thi HSG vật lý 12 Nghệ An năm học 2024 - 2025 - Bảng A - Phần tự luận
Câu I . Giao thoa sóng ánh sáng (2,0 điểm)
Nhóm học sinh làm thí nghiệm tìm hiểu hiện tượng giao thoa ánh sáng ở phòng thực ảnh với bộ dụng cụ gồm màn có hai hệ 2 khe với các khoảng cách là $a_1=0.15\ \text{mm}$ và $a_2=0.10\ \text{mm}$, đèn laze phát ánh Sáng đơn sắc bước sóng $\lambda$, màn quan sát có thước đo với độ chia nhỏ nhất là $\text{mm}$.
a) Ban đầu, nhóm bồ trí thí nghiệm với hệ khe $a_1$. Điều chỉnh màn quan sát để hệ vân giao thoa rõ nét trên màn thì khoảng cách từ hai khe đến màn là $D= 75.0\ \text{cm}$. Đo được khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp là $18.0\ \text{mm}$. Xác định $\lambda$.
b) Sau đó, nhóm bồ trí thí nghiệm với hệ khe $a_2$. Khi dịch chuyển màn quan sát so với vị trí ban đầu đoạn $\Delta D$, thu được hệ vân có khoảng cách giữa 6 vân sáng vẫn là $18.0\ \text{mm}$. Xác định chiều dịch chuyển của màn và tính $\Delta D$.
Câu II . Điện trường, Dòng điện - mạch điện (3,0 điểm).
Hai bản kim loại M, N phẳng, rộng đặt thẳng đứng, đối diện, cách nhau một khoảng $d=10.0\ \text{cm}$, được nối với nguồn có hiệu điện thế $U=500\ \text{V}$. Một hạt khố lượng $m=3.2\cdot10^{-6}\ \text{kg}$, điện tích $q=-3.2\cdot10^{-6}\ \text{C}$ chuyển động với vận tốc đầu $\vec{v}_0$ hướng từ bản M đến N và vuông góc với hai bản. Bỏ qua tác dụng của trọng lực và lực cản của không khí. Gọi $x$ là khoảng cách từ hạt đến bản N. Tốc độ chuyển động của hạt phụ thuộc vào $x$ được biểu diễn như hình vẽ dưới đây (Hình 1).
Hình 1: Hình cho câu II - Đề thi HSG vật lý 12 Nghệ An năm học 2024 - 2025 - Bảng A - Phần tự luận.
a) Xác định dấu điện tích của các bản và độ lớn của $\vec{v}_0$.
b) Để hạt đến được bản N thì cần giảm hiệu điện thế một lượng tối thiểu là bao nhiêu?
c) Ba viên bi nhỏ có cùng khối lượng $m_0$, mang điện tích lần lượt là $q_1=q_2=q_0$, $q_3=-2q_0$, với $q_0\gt 0$, được nối với nhau bằng 3 thanh nhẹ có cùng chiều dài $\ell$, đôi một hợp nhau góc 120° như hình vẽ (Hình 2). Hệ đặt trên mặt phẳng nằm ngang, nhẫn, cách điện trong vùng không gian giữa hai bản M, N. Ban đầu giữ hệ sao cho đoạn nối hai viên bi (1), (2) vuông góc với hai bản rồi thả nhẹ. Khi chuyển động, các viên bi không va chạm vào các bản. Xác định tốc độ lớn nhất của các viên bi theo $m_0$, $q_0$ và $\ell$.
Hình 2: Hình cho câu II (c) - Đề thi HSG vật lý 12 Nghệ An năm học 2024 - 2025 - Bảng A - Phần tự luận.
Câu III . Điện - Cơ (3,0 điểm)
Tàu vũ trụ SMART- 1 của Cơ quan Vũ trụ châu Âu đã đi vào vùng lực hấp dẫn của Mặt Trăng vào tháng 11 năm 2004. Động cơ ion của tàu cho phép duy trì hoạt động lâu dài với hiệu suất cao. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc ion hóa nguyên tử xenon thành ion $\text{Xe}^+$ và tăng tốc các ion này bằng điện trường mạnh, tạo lực đẩy cho động cơ. Vì electron nhẹ hơn rất nhiều so với ion nên tác động của chúng đối với lực đầy là không đáng.của chúng đối với lực đầy là không đáng kể. Khi hoạt động, số ion thoát ra bằng với số nguyên tử bị ion hóa. Mức tiêu thụ xenon của động cơ là $m=0.10\ \text{kg/ngày}$. Hiệu điện thế để tăng tốc các ion là $U = 13\ \text{kV}$. Khối lượng trung bình của một nguyên tử Xenon $m_0=2.18\cdot10^{-25}\ \text{kg}$, năng lượng cần cung cấp để ion hóa một nguyên tử xenon là $E=12.13\ \text{eV}$, điện tích nguyên tố $e = 1.6\cdot10^{-19}\ \text{C}$.
Hình 3: Câu III Đề thi HSG vật lý 12 Nghệ An năm học 2024 - 2025 - Bảng A - Phần tự luận.
a) Xác định tốc độ thoát ra của các ion. Bỏ qua vận tốc ban đầu của các ion khi vào vùng gia tốc.
b) Tính lực đẩy của động cơ.
c) Tính cường độ dòng điện do các ion thoát ra và công suất tiêu thụ của động cơ
Câu IV . Vật lí nhiệt (4,0 điểm)
Một nhóm học sinh thực hiện dự án học tập Ở nhà. Nhóm tiến hành thí nghiệm để khảo sát sự nóng chảy của nước đá. Ban đầu cho các viên nước đá vào một túi nilon trong suốt rồi treo dưới ánh nắng mặt trời, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ và đồng hồ đo thời gian. Sau nhiều lần thực hiện thí nghiệm thu thập số liệu, nhóm vẽ được đồ thị sự phụ thuộc của nhiệt độ theo thời gian như hình vẽ dưới đây (Hình 4). Biết công suất hấp thụ năng lượng mặt trời của túi nước đá không đổi, nhiệt dung riêng của nước đá và nước lần lượt là $C_\text{đ}=2100\ \text{J/kg⋅K}$, $C_\text{n}=4200\ \text{J/kg⋅K}$; bỏ qua sự bay hơi của nước và phần nhiệt lượng hấp thụ của túi.
Hình 4: Câu IV Đề thi HSG vật lý 12 Nghệ An năm học 2024 - 2025 - Bảng A - Phần tự luận.
a) Ban đầu, khi nhặt các viên nước đá bỏ vào túi, nhóm nhận thấy các viên đá dính nhẹ vào ngón tay. Giải thích tại sao.
b) Xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá.
c) Khi vẽ đồ thị, nhóm chọn tỷ lệ xích sao cho $\alpha=75°$. Giá trị của $\beta$ xấp xi là bao nhiêu?
d) Trong một lần thực hiện thí nghiệm, tại một thời điểm nhóm tách riêng phần nước và nước đá trong túi. Cho phần nước vào bình A chứa $M_\text{A} =0.3\ \text{kg}$ nước ấm ở nhiệt độ $t_\text{A}$, cho phần nước đá vào bình B chứa $M_\text{B} = 0.9\ \text{kg}$ nước ấm ở nhiệt độ tạ $t_\text{B}=t_\text{A}$. Sau khi cân bằng nhiệt, nước trong hai bình có khối lượng như nhau và cùng nhiệt độ $10\ \text{°C}$. Biết chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa các phần nước và nước đá. Xác định tổng nhiệt lượng mà nước và nước đá nhận được từ khi cho vào các bình đến khi cân bằng nhiệt.
2 Đáp án đề thi HSG vật lý 12 Nghệ An năm học 2024 - 2025 - Bảng A - Phần tự luận
Với những thay đổi trong chương trình Giáo dục phổ thông và hình thức thi, kiểm tra đánh giá, nhiều học sinh và giáo viên đang cảm thấy hoang mang trước kỳ thi chọn học sinh giỏi Vật lý lớp 9, lớp 12 cấp tỉnh năm học 2024-2025. Câu hỏi đặt ra là: Cấu trúc đề thi năm nay sẽ như thế nào? Những dạng bài tập nào sẽ xuất hiện? Làm thế nào để có thể đạt được kết quả cao nhất? Hiểu được những băn khoăn đó, bài viết này sẽ cung cấp cho các bạn một cái nhìn tổng quan về hướng dẫn và cấu trúc đề thi HSG Vật lý 9, 12 Quảng Bình năm học 2024-2025, được ban hành bởi Sở Giáo dục và Đào tạo Quảng Bình. Tất nhiên là không thể thiếu một đề thi tham khảo cho kì thi chọn HSG vật lí lớp 12 mới, sát với cấu trúc đề thi chính thức để các bạn làm quen và rèn luyện.
1 Hướng dẫn nội dung và cấu trúc đề thi chọn học sinh
giỏi lớp 9, lớp 12 cấp tỉnh năm học 2024-2025
2 Đề thi HSG vật lí 12 năm học 2024 - 2025 (đề tham khảo vòng thi tự luận)
Câu 1 . Dao động và sóng (1,0 điểm)
Sóng ngang truyền trên một sợi dây đàn hồi với tốc độ $v=32\ \text{cm/s}$. Hình vẽ dưới đây (Hình 1) biểu diễn một đoạn của sợi dây tại thời điểm $t_1$ theo một mô hình sóng hình sin lí tưởng, trong đó sóng truyền theo chiều dương dọc theo trục $Ox$ và các phần tử sợi dây dao động điều hòa theo phương $Ou$. Giả sử sợi dây đủ dài để không có sóng phản xạ trong phạm vi bài toán.
Hình 1: Một đoạn của sợi dây tại thời điểm $t_1$ theo một mô hình sóng hình sin lí tưởng.
a) Tính tần số của sóng.
b) Tính tốc độ của phần tử sợi dây ở điểm M (phần tử M) tại thời điểm $t_1$.
c) Khi phần tử M của sợi dây ở li độ $u_\text{M}=1\ \text{cm}$ và đang đi theo chiều dương của trục $Ou$ thì phần tử N của sợi dây đang ở li độ bằng bao nhiêu?
d) Tính khoảng cách cực đại giữa hai phần tử M và N.
Câu 2 . Điện trường, Dòng điện - mạch điện (1,0 điểm).
Một tụ điện có điện dung $C=8\cdot 10^{-5}\ \text{F}$ được mắc nối tiếp với một điện trở có giá trị $R$ thay đổi được, một ampe kế rất nhạy, một công tắc và một bộ pin có suất điện động $ \mathscr{E}=18\ \text{V} $ như trong hình vẽ dưới đây (Hình 2).
Hình 2: Hình cho câu 2 - Đề tham khảo thi HSG vật lí 12 năm học 2024 - 2025.
a) Ban đầu tụ điện chưa tích điện và công tắc chưa đóng. Đóng công tắc và giữ cho $R$ không đổi, chờ cho đến khi tụ điện tích điện ổn định. Hãy tính điện tích của tụ điện, năng lượng của tụ điện, công của nguồn điện thực hiện trong quá trình tích điện cho tụ điện và nhiệt năng tỏa ra trong mạch.
b) Ngắt công tắc và thay tụ điện bằng một tụ điện khác có điện dung $C'$. Khi đóng công tắc, điện trở $R$ được thay đổi từ từ sao cho dòng điện trong mạch không đổi $I=2\cdot 10^{−5}\ \text{A}$ trong thời gian $\Delta t=30\ \text{s}$. Trong thời gian này, hiệu điện thế giữa các bản của tụ điện tăng từ $0\ \text{V}$ lên $12\ \text{V}$. Điện dung $C'$ của tụ điện mới bằng bao nhiêu $\text{F}$?
Câu 3 . Vật lí nhiệt, Khí lí tưởng (2,0 điểm)
Hình 3 biểu diễn một quá trình kín (chu trình) 1-2-3-4-1 được thực hiện bởi một lượng khí lý tưởng xác định. Trong một chu trình, khí nhận nhiệt lượng $Q = 25\ \text{kJ}$ từ bộ gia nhiệt. Biết nhiệt độ ở các trạng thái 1 và 3 tương ứng là $T_1 = 300\ \text{K}$ và $T_3 = 4T_1$. Điểm 2, điểm 4 và điểm B nằm trên cùng một đường đẳng nhiệt. Đường thẳng nối các điểm 1, B và điểm 3 đi qua gốc tọa độ. Nội năng của chất khí được tính theo công thức $U = \frac{5}{2} nRT$, với $n$ là số mol khí, $R$ là hằng số khí, $T$ là nhiệt độ tuyệt đối của khí.
Hình 3: Câu 3 Đề thi HSG vật lí 12 năm học 2024 - 2025.
a) Tính nhiệt độ ở các trạng thái 2, B và 4.
b) Tính số mol của lượng khí này.
c) Tính nhiệt độ của khí ở các trạng thái A và C.
d) Nhiệt lượng $Q_1$ mà khí nhận được từ thiết bị đun nóng trong một chu trình 2-3-4-A-B-C-2 là bao nhiêu?
Câu 4 . Từ trường (2,0 điểm)
Hình 4.a mô tả một khung dây dẫn hình chữ nhật cạnh $H=1\text{,}5\ \text{cm}$, $D=2\text{,}5\ \text{cm}$, có điện trở $R=0\text{,}020\ \Omega$, được kéo với tốc độ không đổi $v =40\ \text{cm/s}$ qua hai vùng từ trường đều. Hình 4.b biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện cảm ứng $i$ trong khung dây như một hàm của vị trí $x$ của cạnh bên phải của vòng dây. Chiều dương của dòng điện trong khung dây được quy ước cùng chiều kim đồng hồ.
Hình 4: Câu 4 Đề thi HSG vật lí 12 năm học 2024 - 2025.
a) Xác định độ lớn và hướng (vào hoặc ra khỏi mặt phẳng hình vẽ) của cảm ứng từ trong vùng 1.
b) Xác định độ lớn và hướng (vào hoặc ra khỏi mặt phẳng hình vẽ) của cảm ứng từ trong vùng 2.
Hiện nay rất nhiều tỉnh tổ chức kì thi học sinh giỏi (HSG) với đề thi dạng trắc nghiệm kết hợp tự luận. Dạy học sáng tạo chia sẻ cùng các bạn Đề học sinh giỏi vật lý 12 trắc nghiệm kết hợp tự luận để các bạn cùng làm quen, thi thử và lấy làm tài liệu tham khảo. Phần trắc nghiệm của Đề học sinh giỏi vật lý 12 trắc nghiệm kết hợp tự luận các bạn có thể làm thử bằng hình thức trắc nghiệm online, phần tự luận của Đề học sinh giỏi vật lý 12 trắc nghiệm kết hợp tự luận chúng ta giải và nhập kết quả vào các hộp định sẵn. Hãy bắt đầu nhé.
Phần I. Trắc nghiệm - Đề thi HSG vật lý 12
Câu 1. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm $L$, biến trở $R$ và tụ điện có điện dung $C$ mắc nối tiếp theo đúng thứ tự trên. Gọi M là điểm giữa cuộn cảm thuần và biến trở, N là điểm giữa biến trở và tụ điện. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của các điện áp hiệu dụng $U_\text{AN}$ và $U_\text{MB}$ theo giá trị của biến trở $R$ được cho như hình vẽ dưới đây.
Hình 1: Minh họa cho câu 1 - Đề học sinh giỏi vật lý 12 trắc nghiệm kết hợp tự luận.
Khi giá trị của $R$ bằng thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở $R$ gần nhất với giá trị nào sau đây?
Câu 2. Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một quỹ đạo thẳng dài 20 cm. Dao động này có biên độ bằng
Câu 3. Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong không khí tỉ lệ
Câu 4. Cho đoạn mạch gồm điện trở có giá trị $R$, cuộn cảm thuần có độ tự cảm $L$ và tụ điện có điện dung $C$ mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều $u=U_0\cos{\left(\omega t+\varphi \right)}$ với tần số góc $\omega$ biến thiên. Hình 2 là đồ thị biểu diễn sự biến thiên của điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm $U_L$ và điện áp hiệu dung giữa hai đầu tụ điện $U_C$ theo $\omega$.
Hình 2: Minh họa cho câu 4 - Đề học sinh giỏi vật lý 12 trắc nghiệm kết hợp tự luận.
Biết $\omega_1=\frac{100\pi\sqrt{6}}{3}\ \text{rad/s}$ và $\omega_2=50\pi\sqrt{6}\ \text{rad/s}$. Khi tần số góc biến thiên giá trị cực đại của điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm gần nhất với giá trị nào trong các giá trị sau đây?
Câu 5. Một ống dây dẫn hình trụ có chiều dài $ℓ$ gồm $N$ vòng dây được đặt trong không khí ($ℓ$ lớn hơn nhiều so với đường kính tiết diện ống dây). Cường độ dòng điện chạy trong mỗi vòng dây là $I$. Độ lớn cảm ứng từ $B$ trong lòng ống dây do dòng điện này gây ra được tính bởi công thức
Câu 6. Mắc một nguồn điện không đổi vào hai đầu một biến trở, dùng ampe kế và vôn kế lí tưởng để đo dòng điện trong mạch và điện áp hai đầu biến trở. Khi biến trở có $R = R_1$ thì số chỉ ampe kế và vôn kế lần lượt là 1 A và 10,5 V. Khi biến trở có $R = R_2$ thì số chỉ ampe kế và vôn kế lần lượt là 2 A và 9 V. Suất điện động và điện trở trong của nguồn có giá trị lần lượt là
Câu 7. Một thấu kính có độ tụ $D = 4\ \text{dp}$, tiêu cự của thấu kính này bằng
Câu 8. Một máy phát điện xoay chiều một pha có rôto là một nam châm điện có một cặp cực từ quay đều với tốc độ $n$. Bỏ qua điện trở thuần ở các cuộn dây phần ứng của máy phát và điện trở các dây nối. Mắc đoạn mạch gồm điện trở thuần $R$, cuộn cảm thuần có độ tự cảm $L$ và tụ điện có điện dung $C$ mắc nối tiếp vào hai cực của máy phát. Khi rôto quay với tốc độ $n_1 = 30\ \text{vòng/s}$ thì dung kháng của tụ điện là $Z_{C_1}$ và $Z_{C_1} = R$. Khi rôto quay với tốc độ $n_2 = 120\ \text{vòng/s}$ thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch đạt giá trị cực đại. Để điện áp hiệu dụng trên tụ điện đạt giá trị cực đại thì rôto phải quay với tốc độ bằng
Câu 9. Cho mạch điện như hình vẽ, vôn kế có điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở không đáng kể. Mắc vào hai đầu đoạn mạch điện áp không đổi, nhận thấy: Khi K mở thì vôn kế chỉ giá trị 100 V; khi K đóng thì vôn kế chỉ 25 V và Ampe kế chỉ giá trị $I_1$.
Hình 3: Minh họa cho câu 9 - Đề học sinh giỏi vật lý 12 trắc nghiệm kết hợp tự luận.
Mắc vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng và tần số không đổi, nhận thấy: Khi K mở thì vôn kế chỉ 50 V; khi K đóng thì vôn kế vẫn chỉ 50 V và ampe kế chỉ giá trị $I_1$. Khi sử dụng điện áp xoay chiều nói trên và mở khóa K, Hệ số công suất của đoạn mạch là
Câu 10. Hai điểm sáng M và N cùng dao động điều hòa trên cùng một trục tọa độ $Ox$ ($O$ là vị trí cân bằng của chúng). Phương trình dao động của M và N lần lượt là: $x_M = 10\cos{\left(4πt + \frac{\pi}{3}\right)}\ \text{cm}$ và $x_M = 10\sqrt{2}\cos{\left(4πt + \frac{\pi}{12}\right)}\ \text{cm}$. Kể từ thời điểm ban đầu, hai điểm sáng cách nhau 5 cm lần thứ 2019 ở thời điểm
Câu 11. Một sợi dây đàn hồi rất dài, được căng ngang duỗi thẳng, một đầu là O. Trên dây có hai điểm A và B cách nhau một khoảng 15 cm, A gần O hơn so với B. Chọn trục tọa độ $Ox$ có phương thẳng đứng, chiều dương hướng lên trên, gốc $O$ trùng với đầu O lúc sợi dây duỗi thẳng. Cho đầu O của sợi dây dao động điều hòa dọc theo trục $Ox$, khi đó trên dây chỉ hình thành một sóng ngang lan truyền từ O với bước sóng lớn hơn 30 cm. Gọi M và N lần lượt là hình chiếu của A và B trên trục Ox. Khi A và B đã dao động ổn định, chọn gốc thời gian sao cho N dao động điều hòa theo phương trình $x_N = A\cos{\left(\omega t + \frac{\pi}{6}\right)}\ \text{cm}$, khi đó vận tốc tương đối của N đối với M biến thiên theo thời gian với phương trình $v_{NM}=V\cos{\left(\frac{25\pi}{3}t+\frac{\pi}{2} \right)}\ \text{cm/s}$. Biết $A$, $V$ và $\omega$ đều là các hằng số dương, coi sóng truyền trên dây có biên độ không đổi. Tốc độ truyền sóng trên dây là
Câu 12. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp $S_1$ và $S_2$ được chiếu bởi ánh sáng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,45 µm đến 0,75 µm. Có bao nhiêu vùng trên màn mà tại mỗi điểm trong vùng đó có sự trùng nhau của đúng 4 vân sáng?
Câu 13. Khi nói về sóng âm, phát biểu nào sau đây sai?
Câu 14. Một con lắc đơn gồm dây treo không dãn, rất nhẹ, cách điện và vật nhỏ có khối lượng $m = 100\ \text{g}$. Cho con lắc đơn này dao động điều hòa trong điện trường đều mà cường độ điện trường có độ lớn $E = 1\text{,}5.10^4\ \text{V/m}$ và hướng thẳng đứng xuống dưới. Lấy $g =10\ \text{m/s}^2$. Khi vật nhỏ chưa tích điện thì chu kì dao động nhỏ của con lắc là $T_0$. Khi tích cho vật nhỏ điện tích $q = 40\ \text{µC}$ thì chu kì dao động nhỏ của con lắc là $T_1$. So với $T_0$ thì $T_1$
Câu 15. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có $R$, $L$, $C$ mắc nối tiếp. Hệ số công suất của đoạn mạch không phụ thuộc vào
Câu 16. Dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 2 A chạy qua điện trở 110 Ω. Công suất tỏa nhiệt trên điện trở bằng
Câu 17. Cho hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình $x_1 = 3\cos{\left(10\pi t +\frac{\pi}{2}\right)}\ \text{cm}$ và $x_2 = 4\sin{\left(10\pi t\right)}\ \text{cm}$. Dao động tổng hợp của hai dao động này có biên độ bằng
Câu 18. Cho tốc độ truyền ánh sáng trong chân không là $c = 3.10^8\ \text{m/s}$ thì bước sóng của một bức xạ trong chân không là 600 nm. Tần số của bức xạ đó là
Câu 19. Trong mạch dao động $LC$ lí tưởng đang có dao động điện từ tự do, điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện qua cuộn cảm biến thiên điều hoà theo thời gian
Câu 20. Chiếu vào khe hẹp F của máy quang phổ lăng kính một chùm sáng trắng thì
Câu 21. Một sóng âm và một sóng ánh sáng truyền từ không khí vào nước thì bước sóng
Câu 22. Một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương ngang với năng lượng dao động là 40 mJ và lực đàn hồi cực đại là 2 N. Gọi I là điểm cố định của lò xo. Khoảng thời gian ngắn nhất từ khi điểm I chịu tác dụng của lực kéo đến khi chịu tác dụng của lực nén có cùng độ lớn bằng 1 N là 0,2 s. Quãng đường ngắn nhất mà vật đi được trong 1,6 s là
Câu 23. Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào sau đây sai?
Câu 24. Khi nói về ánh sáng đơn sắc, phát biểu nào sau đây đúng?
Phần II. Tự luận - Đề thi HSG vật lý 12
Câu 25. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng $λ$ biến thiên liên tục trong khoảng từ 0,40 µm đến 0,76 µm. Khoảng cách từ hai khe hẹp đến màn quan sát là 2 m, khoảng cách giữa hai khe hẹp là 2 mm. Hỏi có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại M cách vân trung tâm 4 mm?
Câu 26. Cho đoạn mạch gồm điện trở có giá trị $R$, cuộn cảm thuần có độ tự cảm $L$ và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều thì cảm kháng $Z_L = 200\ \text{Ω}$. Thay đổi điện dung $C$ để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứa $R$ và $L$ đạt giá trị lớn nhất, nhận thấy giá trị lớn nhất đó bằng 105 V. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng của mạch khi đó.
Câu 27. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp là 2 mm, khoảng cách từ hai khe hẹp đến màn quan sát là 2 m. Bước sóng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là 0,5 µm. Tính khoảng cách từ vân sáng bậc 1 đến vân sáng bậc 10 ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm.
Câu 28. Một nguồn âm điểm phát âm đẳng hướng với công suất không đổi được đặt tại B. Bỏ qua sự hấp thụ âm của môi trường. Hai điểm A và C tạo với B thành tam giác vuông cân tại A. Ban đầu máy thu đặt tại A, thu được âm có mức cường độ âm là 40 dB. Đồng thời di chuyển nguồn âm dọc theo BA hướng về A và di chuyển máy thu dọc theo AC hướng về C với cùng một tốc độ. Xác định mức cường độ âm lớn nhất mà máy thu thu được trong quá trình di chuyển nêu trên.
Câu 29. Hai con lắc đơn có chiều dài lần lượt là 144 cm và 100 cm được treo ở trần một căn phòng. Khi các vật nhỏ của hai con lắc đang ở vị trí cân bằng, đồng thời truyền cho chúng các vận tốc cùng hướng sao cho hai con lắc dao động điều hòa với cùng biên độ góc, trong hai mặt phẳng song song với nhau. Gọi $∆t$ là khoảng thời gian ngắn nhất kể từ lúc truyền vận tốc đến lúc hai dây treo song song nhau. Lấy $g = 10\ \text{m/s}^2$, $π^2 = 10$. Tính $∆t$.
Câu 30. Cuộn cảm thuần của mạch dao động trong một máy thu vô tuyến điện có độ tự cảm 25 µH. Cho tốc độ truyền sóng điện từ $c = 3.10^8\ \text{m/s}$. Để máy thu này thu được sóng vô tuyến có bước sóng 100 m thì điện dung của tụ điện phải có giá trị bằng bao nhiêu?
Câu 31. Tốc độ truyền âm trong không khí và trong nước lần lượt là 330 m/s và 1450 m/s. Khi âm truyền từ trong không khí vào nước thì bước sóng của nó tăng lên bao nhiêu lần?
Câu 32. Điện năng được truyền từ một máy phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha, điện trở tổng cộng của dây truyền tải điện là 5,64 Ω. Biết điện áp hiệu dụng máy phát này tạo ra là 220 V, điện áp nơi tiêu thụ là 200 V. Cường độ dòng điện trên đường dây tải điện là 4 A. Tính hệ số công suất ở nơi tiêu thụ.
Câu 33. Đặt vào hai đầu tụ điện một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng $U$ không đổi và tần số 50 Hz thì cường độ hiệu dụng qua tụ là 1 A. Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ điện là 4 A thì tần số dòng điện bằng bao nhiêu?
Câu 34. Sóng dừng trên một sợi dây với biên độ dao động của điểm bụng là 4 cm. Hình vẽ biểu diễn hình dạng sợi dây tại hai thời điểm $t_1$ và $t_2$ ứng với đường nét liền và đường nét đứt. Biết tốc độ chuyển động của điểm M vào thời điểm $t_1$ bằng tốc độ chuyển động của điểm N vào thời điểm $t_2$. Vào thời điểm $t_2$, khoảng cách ON xấp xỉ bằng bao nhiêu?
Hình 4: Minh họa cho câu 34 - Đề học sinh giỏi vật lý 12 trắc nghiệm kết hợp tự luận.
Câu 35. Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm 0,2 H và tụ điện có điện dung 10 mF thực hiện dao động điện từ tự do. Biết cường độ dòng điện cực đại qua mạch là 0,012 A. Khi cường độ dòng điện tức thời qua mạch 0,01 A thì điện áp tức thời giữa hai bản tụ điện là bao nhiêu?
Câu 36. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu trên lò xo gắn cố định, đầu dưới lò xo gắn với vật nặng. Kích thích cho vật dao động điều hòa dọc theo trục $Ox$ có phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống dưới, gốc $O$ tại vị trí cân bằng của vật, năng lượng dao động bằng 67,5 mJ. Độ lớn lực đàn hồi cực đại bằng 3,75 N. Khoảng thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí biên dương đến vị trí có độ lớn lực đàn hồi bằng 3 N là $Δt_1$. Khoảng thời gian lò xo bị nén trong một chu kì là $Δt_2$ với $Δt_2 = 2Δt_1$. Lấy $g = 10\ \text{m/s}^2$, $π^2 =10$. Tính $Δt_1$.
Câu 37. Một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây của cuộn sơ cấp là 1000 vòng, của cuộn thứ cấp là 100 vòng. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 24 V. Tính điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp.
Câu 38. Một vật nhỏ dao động điều hòa theo trục $Ox$ (vị trí cân bằng là $O$) với biên độ 4 cm và tần số 10 Hz. Tại thời điểm $t = 0$, vật có li độ 4 cm. Viết phương trình dao động của vật theo dạng hàm cosin của thời gian.
Câu 39. Một bể nước có đáy phẳng nằm ngang sâu 1,5 m chứa đầy nước. Một tia sáng Mặt Trời chiếu tới mặt nước của bể dưới góc tới $i = 60^0$. Biết chiết suất của nước đối với các ánh sáng đơn sắc có giá trị lớn nhất là $n_1 = 1\text{,}343$ và giá trị nhỏ nhất là $n_2 = 1\text{,}328$. Tính bề rộng vệt sáng tạo ra ở đáy bể.
Câu 40. Một cần rung dao động với tần số $f$ tạo ra ở mặt nước hai nguồn sóng nước giống hệt nhau tại A và B. Biết tốc độ truyến sóng ở mặt nước bằng 1,5 m/s. M là điểm ở mặt nước, thời gian để sóng truyền từ nguồn B đến M nhiều hơn thời gian để sóng truyền từ nguồn A đến M là 0,06 s. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MB nhiều hơn 8 điểm so với số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MA. Tính tần số $f$.
