›
›
›

Đề ôn học sinh giỏi - Môn thi: Vật lý 12

docx 23 trang hoaithuong97 5180
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đề ôn học sinh giỏi - Môn thi: Vật lý 12", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docxde_on_hoc_sinh_gioi_mon_thi_vat_ly_12.docx

Nội dung text: Đề ôn học sinh giỏi - Môn thi: Vật lý 12

  1. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT HÀ TRUNG. Môn thi: VẬT LÝ 12 (Đề thi gồm có 50 câu 23 trang) Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian phát đề. Họ và tên : Lý Hoàng Liên Mã đề thi 123 Sđt: 0949154535 . I. Chương trình lớp 11 (8 câu) 1. Điện tích: 1 câu NB-TH Câu 1 (NB-TH): Đồ thị trong hình vẽ nào có thể biểu diễn sự phụ thuộc của lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào khoảng cách giữa chúng? F F F F r r r r 0 0 0 0 Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình 4 A. Hình 2. B. Hình 4.C. Hình 3.D. Hình 1. HD: Đáp án B. q .q F = →k đồ1 thị2 F theo r là hình hypebol. r 2 2. Dòng điện không đổi. 2 câu = 1NB + 1VDT Câu 2 (NB-TH): Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho A. khả năng tác dụng lực điện của nguồn điện. B. khả năng tích điện cho hai cực của nó. C. khả năng dự trữ điện tích của nguồn điện. D. khả năng thực hiện công của lực lạ bên trong nguồn điện. HD: Đáp án D. Câu 3 (VDT): Đặt vào hai đầu đoạn chứa biến trở R một nguồn điện ξ = 20 V và điện trở trong r. Thay đổi giá trị của biến trở thì thấy đồ thị công suất tiêu thụ trên đoạn mạch có dạng như hình vẽ. Công suất tiêu thụ cực đại trên mạch là A. 20 W. B. 30 W. C. 40 W. D. 10 W. HD: Đáp án A. Hai giá trị điện trở cho cùng công suất thì 1
  2. 2 R1.R2 r r 5 Pmax khi R = r = 5Ω ; E P ( )2 .R 20 W max r R 3. Dòng điện trong các môi trường (1 câu NB-TH) Câu 4 (NB-TH): Bán dẫn loại nào sau đây có mật độ electron tự do lớn hơn mật độ lỗ trống? A. Bán dẫn tinh khiết. B. Bán dẫn loại p. C. Bán dẫn loại n. D. Hai loại bán dẫn loại p và bán dẫn loại n. HD: Đáp án C. Bán dẫn loại n là bán dẫn có mật độ electron tự do lớn hơn mật độ lỗ trống. 4. Từ trường (1 câu NB-TH) Câu 5 (NB-TH): Hai điểm M và N gần một dòng điện thẳng dài. Khoảng cách từ M đến dòng điện lớn gấp hai lần khoảng cách từ N đến dòng điện. Độ lớn của cảm ứng từ tại M và N lần lượt là BM và BN thì 1 1 A. B B . B. BM = 4BN. C. BM = 2BN. D. B B . M 2 N M 4 N HD: Đáp án A. I 1 B = 2.10-7 →.B B r M 2 N 5.Cảm ứng điện từ ( 1 câu NB-TH) Câu 6 (NB-TH): Phát biểu nào dưới đây là sai? Độ lớn suất điện động tự cảm lớn khi A. dòng điện tăng nhanh. B. dòng điện giảm nhanh. C. dòng điện có giá trị lớn.D. dòng điện biến thiên nhanh. HD: Đáp án C. L. i e t 6. Khúc xạ ánh sáng (1 câu NB-TH) Câu 7. Một tia sáng truyền trong hai môi trường theo đường truyền như hình vẽ. Chỉ ra câu sai. A. là góc tới giới hạn. B. Với i sẽ có phản xạ toàn phần. C. Nếu ánh sáng truyền từ (2) tới (1) không thể có phản xạ toàn phần. D. Nếu ánh sáng truyền từ (2) tới (1) không thể có phản xạ. 2
  3. HD: Đáp án D. 7. Mắt. Các dụng cụ quang ( 1 câu VDT) Câu 8 (VDT): Một người lớn tuổi có thể nhìn được vật ở xa mà mắt không phải điều tiết, nhưng muốn đọc được dòng chữ gần nhất cách mắt 25 cm thì phải đeo kính sát mắt có độ tụ 1 (dp). Độ biến thiên độ tụ của mắt người đó từ trạng thái không điều tiết đến trạng thái điều tiết tối đa là A. 4,2 dp.B. 2 dp.C. 3 dp.D. 1,9 dp. HD: Đáp án C. Để ảnh hiện trên võng mạc V thì với thấu kính mắt quang tâm O ta có các sơ đồ tạo ảnh 1 1 D OC OV 1 C 1 1 D d OV 2 1 1 1 1 D1 D1 Độ biến thiên độ tụ của mắt làOCC OCC OV OV 1 1 D = 3 dp. d f1 II. Dao động cơ: 14 câu = 5(NB-TH) + 6 VDT + 3VDC. Câu 9 (NB-TH): Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một trục cố định thì A. li độ của vật tỉ lệ với thời gian dao động. B. lực kéo về tác dụng vào vật không đổi. C. quỹ đạo của vật là một đường hình sin. D. tốc độ của vật đạt cực đại tại vị trí cân bằng. HD: Đáp án D Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một trục cố định thì tốc độ của vật đạt cực đại tại vị trí cân bằng, tốc độ bằng 0 tại biên. Câu 10 (NB-TH): Chất điểm dao động điều hòa sẽ đổi chiều chuyển động khi lực kéo về A. có độ lớn cực đại. B. có độ lớn cực tiểu. C. đổi chiều. D. bằng không. HD: Đáp án A Chất điểm dao động điều hòa sẽ đổi chiều chuyển động tại biên, mà tại biên lực kéo về có độ lớn cực đại. Câu 11 (NB_TH): Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động của con lắc đơn (bỏ qua lực cản của môi trường)? A. Khi vật nặng đi qua vị trí cân bằng, thì trọng lực tác dụng lên nó cân bằng với lực căng của dây. B. Khi vật nặng ở vị trí biên, cơ năng của con lắc bằng thế năng của nó C. Với dao động nhỏ thì dao động của con lắc là dao động điều hòa 3
  4. D. Chuyển động của con lắc từ vị trí biên về vị trí cân bằng là nhanh dần HD: Đáp án A.   Con lắc đơn dao động thì tại cân bằng T P ma 0 nên khi vật nặng đi qua vị trí cân bằng, thì trọng lực tác dụng lên nó không cân bằng với lực căng của dây. Câu 12 (NB_TH): Một con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng trong môi trường có lực cản. Tác dụng vào con lắc một lực cưỡng bức tuần hoàn F F0cos ,t tần số góc  thay đổi được. Khi thay đổi tần số góc đến giá trị 1 và 31 thì biên độ dao động của con lắc đều bằng A1 . Khi tần số góc bằng 21 thì biên độ dao động của con lắc bằng A .2 So sánh A 1và A2 , ta có: A. A1 A2 . B. A1 A2 . C. A1 A2 . D. A1 2A2 . HD: Đáp án C. Vì 1 A1. Câu 13 (NB-TH): Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, vuông pha 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. 2,4 cm. HD: Đáp án B. x = x1 + x2 =3 +4 = 7 (cm) Câu 14 (VDT): Tại một nổi trên mặt đất, một con lắc đơn dao động điều hòa. Trong khoảng thời gian t, con lắc thực hiện được 60 dao động toàn phần, thay đổi chiều dài con lắc một đoạn 44cm thì cũng trong khoảng thời gian t ấy, nó thực hiện 50 dao động toàn phần. Chiều dài ban đầu của con lắc là A. 80cm B. 144cm C. 60cm D. 100cm HD: Đáp án D. l t + Ban đầu: T 2 g 60 l t + Khi thay đổi chiều dài l l 0,44 :T 2 g 50 T l l 50 l 1m 100cm T l l 0,44 60 Câu 15 (VDT): Chuyển động của một vật là tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, 3 cùng tần số, có phương trình là x1 4 cos 10t cm; x2 3cos 10t cm. Gia tốc cực 4 4 đại là A. 1 cm / s2 . B. 10 m / s2 . C. 1 m / s 2 . D. 10 cm / s2 . HD: Đáp án C. 4
  5. 2 2 2 2 amax = ω .A= 10 .1 = 100 cm/s = 1 m / s . Câu 16 (VDT): Một vật dao động điều hòa khi qua vị trí có li độ 1cm thì có động năng gấp ba lần thế năng. Trong thời gian 0,8s vật đi được quãng đường 16cm. Tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động là A. .2 0cm/s B. .1 0cm/s C. 10 . 3cm/s D. . 20 cm/s HD: Đáp án A. kA2 kx2 Tại vị trí x 1cm : W 3W W 4W 4 A 2x 2cm d t t 2 2 Trong thời gian 0,8s vật đi được quãng đường: 16cm 2.4A (tương ứng với 2 chu kì) 2T 0,8s T 0,4s Tốc độ trung bình trong một chu kì: S 4A 4.2 v 20cm/s tb T T 0,4 Câu 17 (VDT): Một vật có khối lượng 200 g, dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng. Đồ thị hình bên mô tả động năng của vật Wd thay đổi phụ thuộc vào thời gian t. Tại t 0 , vật đang có li độ âm. Lấy 2 10 . Phương trình dao động của vật là 3 3 A. x 5cos 4 t cm . B x 4cos 8 t cm 4 4 C. x 4cos 8 t cm . D. x 5cos 4 cm . 4 4 HD: Đáp án A. + Từ đồ thi, ta có E 40 mJ,Td 0,25 s T 0,5 s  4 rad/s 1 2E 1 2.40.10 3 Biên độ dao động của vật A 5 cm .  m 4 0,2 2 + Tại thời điểm t 0 và E E x A , vật đang ở li độ âm và động năng có xu d t 2 2 3 hướng tăng x A và chuyển động theo chiều dương . 2 0 4 Câu 18 (VDT): Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Chọn gốc tọa độ ở VTCB, trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng lên. Kích thích cho quả cầu dao động với phương trình 2 x 5cos 100 t (cm,s). Lấy g 10m/s . Thời gian từ lúc vật bắt đầu dao động đến vị trí 2 lò xo không bị biến dạng lần thứ nhất là 5
  6. A. B. (s) C. (s) D. (s) (s) 60 120 30 15 HD: Đáp án A Tại thời điểm ban đầu vật có li độ: x 5cos 20.0 0 2 g 10 Độ dãn của lò xo tại VTCB là : l 0,025m 2,5cm 2 202 Vật đi từ vị trí bắt đầu dao động (x = 0) đến vị trí lo xo không biến dạng lần đầu T 2 (x 5 2,5 2,5cm) mất khoảng thời gian: t s 6 .6 60 Câu 19 (VDT): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có vận tốc bằng 0 tại hai thời điểm liên tiếp t1 = 1,75s và t2 = 2,5s; tốc độ trung bình trong khoảng thời gian đó là 16 cm/s. Ở thời điểm t = 0, chất điểm đang chuyển động ngược chiều dương trục tọa độ ở vị trí có li độ bằng A. 3 cm. B. -3 cm. C. -6 cm. D. 6 cm. HD: Đáp án B. Hai thời điểm liên tiếp t1, t2 vật có vận tốc bằng 0 → vật chuyển động giữa hai vị trí biên Quãng đường vật chuyển động là: S = 2A Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian từ t1 đến t2 là: S 2A 2A vtb 16 A 6(cm) t2 t1 t2 t1 2,5 1,75 Khoảng thời gian vật chuyển động giữa hai vị trí biên là: T 2 2 4 t t2 t1 T 2 t2 t1 1,5(s)  (rad/s) 2 T 1,5 3 4 7 Ở thời điểm t1, vecto quay được góc: t .1,75 (rad) 2 1 1 3 3 3 Ở thời điểm đầu, vật chuyển động ngược chiều dương → pha ban đầu: 0 4 Pha dao động của vật ở thời điểm t1 là: vật ở vị trí biên âm 3 1 3 1 Ta có vòng tròn lượng giác: Từ vòng tròn lượng giác, ta thấy tại thời điểm t = 0, vật có li độ x = -3 cm 6
  7. Câu 20 (VDC): Một con lắc đơn có chiều dài sợi dây 60 cm và khối lượng vật nặng M được treo vào điểm I. Một vật nặng có khối lượng m nối với vật M bằng một sợi dậy và vắt qua ròng rọc tại điểm K. Ban đầu hệ cân bằng và các vật đứng yên, sau đó đốt sợi dây giữa m và M để vật M dao động điều hòa. Cho m 0,23M , IK 60 cm và IK nằm ngang. Bỏ qua ma sát, lực cản, khối lượng dây. Lấy g 9,8 m / s2.Tốc độ dao động của điểm M khi qua vị trí dây treo thẳng đứng gần giá trị nào nhất? A. 45cm/s. B. 40 cm/s. C. 24,5 cm/s. D. 21 cm/s. HD: Đáp án A. Từ hình vẽ ta có:  1350 2 Áp dụng định lý hàm số sin ta có: T P P P 1 M  m M 10,160 sin sin  sin 0 sin 135 2 0 Khi ta đốt sợi dây con lắc đơn M sẽ dao động với biên độ góc 0 10,16 Vận tốc khi M qua vị trí cân bằng v 2g 1 cos 0 46,38 cm / s Câu 21 (VDC): Một vật nhỏ mang điện tích q > 0, có khối lượng m 20 3 g được nối vào điểm I cố định trên mặt phẳng nghiêng nhờ một sợi dây mảnh, nhẹ, không dãn, dài 25 cm. Mặt phẳng nghiêng này hợp với mặt phẳng ngang (Oxy) góc α = 30°. Toàn bộ hệ thống được  đặt trong điện trường đều với vectơ cường độ điện trường E có độ lớn E = 10 3 V/m và hướng theo chiều âm trục Ox như hình vẽ. Ban đầu, vật được giữ cố định trên mặt nghiêng ở vị trí dây nối hợp với phương nằm ngang góc 81° rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa. Bỏ qua mọi ma sát. Biết khoảng thời gian ngắn nhất tính từ thời điểm ban đầu t = 0 tới thời điểm lần đầu tiên vật chuyển động chậm dần qua vị trí có độ lớn lực căng dây bằng 0,991 lần lực căng dây cực đại là 0,834 s. Lấy g = 10 m/s2. Điện tích q của vật nhỏ có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây ? 7
  8. z I 810 O y x  E A. 2,0.10-4 C. B. 3,4.10-4 C. C. 1,7.10-4 C. D. 1,4.10-4 C. HD: Đáp án D. + T = mg ( 3 cos α – 2 cos α0 ) => 3 cos α – 2 cos α0 = 0,991 ( 3 – 2 cos α0)  3 cos α – 2 cos 90 = 0,991 ( 3 – 2 cos 90) => α = 4,50 + Vật chuyển động chậm dần => α = 4,50 theo chiều âm => t = T/3 = 0,834 s l qE  T = 2,502 = 2π => g’ = 1,554 m/s2 = g cos - cos => q =1,378.10-4 C g ' 3 m 6 Câu 22 (VDC): Hai thanh ray xA và yB đặt song song, cách nhau 20 cm trên mặt phẳng ngang. Lò xo có độ cứng k = 15 N/m liên kết với một thanh dẫn MN có khối lượng m = 200 g, có thể chuyển động tịnh tiến, không ma sát, luôn vuông góc và tiếp xúc với hai thanh ray. Hệ thống được đặt trong từ trường đều có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có độ lớn B = 50 T. Tụ điện có điện dung C = 250 µF. Bỏ qua điện trở của hai thanh ray. Kích thích cho thanh MN dao động điều hòa với chu kỳ T. Giá trị của T gần giá trị nào nhất sau đây? A. 0,657 s. B. 0,769 s. C. 1,336 s. D. 0,824 s. HD: Đáp án A. Thanh dẫn MN chuyển động, suất điện động tự cảm trong thanh là: ec Blv Điện tích của tụ điện là: q C.ec C.Blv Cường độ dòng điện chạy qua thanh MN là: i q (CBlv) CBla 2 2 Lực từ tác dụng lên thanh MN là: Ft iBl CB l a Áp dụng định luật II Niu-tơn, ta có: 2 2 Fdh Ft ma kx CB l a ma k a. m CB2l2 kx 0 x x 0 2 2 m CB l k → Thanh MN dao động điều hòa với tần số góc  m CB2l2 8
  9. Chu kì dao động của thanh là: 2 m CB2l2 0,2 250.10 6.502.0,22 T 2 2 0,679(s)  k 15 Chu kì T gần nhất với giá trị 0,657 s III. Sóng cơ và sóng âm: 13 câu = 4 (NB_TH) + 6 VDT + 3VDC Câu 23 (NB_TH): Đơn vị cường độ âm là A. Đêxiben (dB). B. Niutơn trên mét vuông (N/m2). C. Oát trên mét vuông (W/m2). D. Oát trên mét (W/m). HD: Đáp án C. Câu 24(NB_TH): Một âm có tần số xác định lần lượt truyền trong nhôm, nước, không khí với tốc độ tương ứng là v1,v2 ,v3. Nhận định nào sau đây là đúng? A. v3 v2 v1 . B. v1 v2 v3 . C. v2 v3 v1 . D. v2 v1 v3 . HD: Đáp án B. Tốc độ truyền âm giảm dần trong môi trường rắn, lỏng, khí. Câu 25(NB_TH): Một sóng ngang truyền theo chiều dương trục Ox, có phương trình sóng là u 6.cos(4 t 0,02 x) ; trong đó u và x tính bằng cm, t tính bằng s. Sóng này có bước sóng là A. 200cm. B. 50cm. C. 150cm. D. 100cm . HD: Đáp án D. Câu 26(NB_TH): Một sóng ngang truyền trên mặt nước với tần số f = 10Hz.Tại B một thời điểm nào đó một phần mặt nước có hình dạng như C hình vẽ. Trong đó khoảng cách từ vị trí cân bằng của A đến vị A trí cân bằng của D là 60cm và điểm C đang đi xuống qua vị trí E cân bằng. Chiều truyền sóng và vận tốc truyền sóng là D A. từ A đến E với vận tốc 8m/s. B. từ A đến E với vận tốc 6m/s. C. từ E đến A với vận tốc 6m/s. D. từ E đến A với vận tốc 8m/s. HD: Đáp án D. Phần tử tại C đi xuống nên sóng phải truyền từ E tới A 3 60  80cm. 4 v . f 8m. Câu 27 (VDT): Một sóng cơ hình sin lan truyền trên một sợi dây dài căng ngang với bước sóng 30 cm. M và N là hai phần tử dây có vị trí cân bằng cách nhau một khoảng 40 cm. Biết rằng khi li độ của M là 3cm thì li độ của N là −3cm. Biên độ của sóng là A. 2 3 cm. B. 3 cm. C. 3 2 cm. D. 6 cm. HD: Đáp án A. 9
  10. 2 x 8 2 2  3 3 3 A.cos A 2 3 cm. 6 Câu 28(VDT): Trên mặt một chất lỏng có hai nguồn kết hợp S 1 và S2, dao động cùng pha với tần số f = 25Hz. Giữa S 1, S2 có 10 hypebol là quỹ tích của các điểm đứng yên. Khoảng cách giữa đỉnh của hai hypebol ngoài cùng là 13,5cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A. 0,375m/s. B. 0,8m/s. C. 1,5m/s. D. 0,75m/s. HD: Đáp án D. Giữa S1 và S2 có 10 hypebol là quỹ tích của các điểm đứng yên có 10 dãy cực tiểu đối xứng nhau qua trung điểm của 2 nguồn.  Khoảng cách giữa 2 cực tiểu liên tiếp là 2  Khoảng cách giữa 10 cực tiểu liên tiếp là: (10 1) 13,5cm  3cm 2 Tốc độ truyền sóng trên mặt nước: v f 3.25 75cm/s 0,75m/s Câu 29(VDT): Một sợi dây đàn hồi dài 1m, có hai đầu cố định được căng ngang. Kích thích cho đầu A của dây dao động với tần số 680Hz thì trên dây có sóng dừng ổn định với A và B là hai nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là 340m/s. Trên dây, số điểm dao động với biên độ bằng một nửa biên độ dao động của một bụng sóng là A. 8. B. 7. C. 16. D. 9. HD: Đáp án A. v 340 Bước sóng:  0,5m f 680  2l 2.1 Điều kiện có sóng dừng trên dây hai đầu cố định: l k k 4 2  0,5 Vậy sóng dừng trên dây với 4 bó sóng. Mỗi bó sóng có 2 điểm dao động với biên độ bằng một nửa biên độ dao động của một bụng sóng. 4 bó sóng có 8 điểm dao động với biên độ bằng một nửa biên độ dao động của một bụng sóng. Câu 30(VDT): Một sợi dây đàn hồi AB căng ngang hai đầu cố định đang có sóng dừng ổn định. Ở thời điểm t0, 10
  11. điểm M trên dây đang có tốc độ bằng 0, hình dạng sợi dây có đường nét liền như hình bên. Kể từ thời điểm t 0, sau khoảng 1 thời gian ngắn nhất bằng s hình dạng 3 sợi dây có đường nét đứt. Tốc độ truyền sóng trên dây là A. 0,48m/s. B. 0,24m/s. C. 0,42m/s. D. 0,21m/s. HD: Đáp án C. Khoảng thời gian ngắn nhất dây chuyển từ dạng đường nét đứt được thể hiện như hình vẽ: 2 1 2  t  (1) T 3 3T 4 Lại có: arsin 0,6936 rad (2) 2 7 Từ (1) và (2) ta suy ra T = 0,9611s 3 Khoảng cách mỗi bó sóng là: 30cm  40cm 4  40 Tốc độ truyền sóng: v 41,62cm/s T 0,9611 Câu 31 (VDT): Hai nguồn sóng kết hợp, đặt tại A và B cách nhau 20cm dao động theo phương trình u acos(t) trên mặt nước, coi biên độ không đổi, bước sóng  = 4cm. Một điểm nằm trên đường trung trực của AB, dao động cùng pha với các nguồn A và B, cách A một đoạn nhỏ nhất là A. 16cm. B. 12cm. C. 10cm. D. 24cm. HD: Đáp án B Khoảng cách: AM = d M dao động cùng pha với các nguồn A và B d k 11
  12. AB Lại có: d 10cm k 10 k 2,5cm 2 M cách A một đoạn nhỏ nhất k 3 d 3.4 12cm Câu 32 (VDT): Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng ổn định. Xét 3 phần tử A, B, C trên sợi dây: A là một nút sóng, B là bụng sóng gần A nhất, C ở giữa A và B. Khi sợi dây duỗi thẳng thì khoảng AB = 21,0cm và AB = 3AC. Khi sợi dây biến dạng nhiều nhất thì khoảng cách giữa A và C là 9,0cm. Tỉ số giữa tốc độ dao động cực đại của phần tử B và tốc độ truyền sóng trên dây xấp xỉ bằng A. 0,56. B. 0,42. C. 0,60. D. 0,85. HD: Đáp án D.  AB  Ta có: AB 21cm  84cm AC 7cm 4 3 12 Biên độ của B: aB 2a (điểm bụng)  2 2 d Biên độ của C: a 2asin 2asin 12 a C   Khi dây bị biến dạng nhiều nhất khi đó AC' = 9cm Lại có: AC 2 AC2 a2 a 4 2cm + Tốc độ dao động cực đại của phần tử B: vB 2a  + Tốc độ truyền sóng trên dây: v f  2 Tỉ số giữa tốc độ dao động cực đại của phần tử B và tốc độ truyền sóng: 2a 4a 4 .4 2 0,846   84  2 Câu 33(VDC): Thực hiện giao thoa trên bề mặt chất lỏng với hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 30cm dao động theo phương thẳng đứng với cùng phương trình 3 uA uB 5cos 20 t (cm;s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 0,2m/s. Gọi d là 4 đường thẳng trên mặt chất lỏng qua B và vuông góc với AB. Điểm trên d dao động với biên độ cực đại và cùng pha với hai nguồn cách B một đoạn nhỏ nhất bằng A. 34,00 cm. B. 30,07 cm. C. 30,30 cm. D. 16,00 cm. HD: Đáp án D. 12
  13. Phương trình dao động của hai nguồn: 3 uA uB 5cos 20 t (cm;s) 4 Tốc độ truyền sóng: v 0,2 m / s v Bước sóng:  2( cm) f Bài cho AB 30 cm AB 15 Áp dụng định lí Pitago trong tam giác vuông ABC ta có: AC 2 AB2 BC 2 AB2 AC 2 BC 2 d1 AC 2 2 2 2 Mà: d2 d1 (15) d2 d1 d2 d1 (15) d2 CB Mặt khác: d2 d1 k 2 (cực đại) 225 Từ (1) và (2) d d  2 1 k 225 Để cực đại cùng pha thì k và hoặc cùng chẵn hoặc cùng lẻ, ở đây chỉ có k lẻ thỏa mãn. k Lại có: d2 d1 15 (tổng hai cạnh bất kì của một tam giác luôn lớn hơn cạnh còn lại) 225  15 k 15 k Lập bảng tìm các giá trị của k thỏa mãn: k 1 3 5 9 225 225 75 45 25 k 225 d d  k 9 Để gần B nhất thì 2 1 min max k min d2 d1 9 d2 17 225 d2 d1  d1 8 8.2 16 cm 9 13
  14. Câu 34 (VDC): Ở mặt chất lỏng, tại hai điểm A và B có hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng phát ra sóng kết hợp với bước sóng λ. Gọi C và D là hai điểm trên mặt chất lỏng sao cho ABCD là hình vuông, I là trung điểm của AB, M là một điểm trong hình vuông ABCD xa I nhất mà phần tử chất lỏng tại đó dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn. Biết AB 6,6 . Độ dài đoạn thẳng MI gần giá trị nào nhất sau đây? A. 6,25 .B. .C. 6,75 .  D. . 6,17 6,49 HD: Đáp án A. Áp dụng định lí Pitago ta có: AC AB2 BC 2 AB 2 AB 6,6 Cho  1 AC 6,6 2 MA k1 k1 M dao đông với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn nên: MB k2 k2 Với k1,k2 Z CI là đường trung tuyến của CAB nên: AC 2 CB2 AB2 CI 2 2 4 2 2 6,6 2 6,6 6,62 CI 7,38 2 4 AM 2 MB2 AB2 MI là đường trung tuyến của MAB nên: MI 2 2 4 M là 1 điểm nằm trong hình vuông ABCD nên: + MA AC k1 6,6 2 9,33 k1 9 14
  15. AM 2 MB2 AB2 + MI CI BC 2 BI 2 2 4 AM 2 MB2 AB2 AB2 AB2 2 4 4 AM 2 MB2 AM 2 MB2 1,5.AB2 1,5.6,62 2 2 AM 2 MB2 65,34 AM 2 MB2 130,68 2 2 2 k1 k2 130,68 1 2 2 2 2 2 2 + MB AB MA k2 6,6 k1 2 Lại có: AB AH HB Đặt MH x MA2 x2 MB2 x2 AB 2 2 2 2 k1 x k2 x 6,6 3 Xét các cặp k1,k2 thỏa mãn 1 ; 2 ; 3 ta tìm được: 2 2 2 k1 8 8 6 6,6 MI 6,2537 k2 6 2 4 Câu 35 (VDC) : Ở mặt nước có 2 nguồn sóng kết hợp dao động cùng pha tại S 1 và S2. Biết sóng lan truyền trên mặt nước với bước sóng 1 1 cm và S1S2 5,4 cm. Gọi ∆ là đường trung trực thuộc mặt nước của S1S2 M, N, P, Q là 4 điểm không thuộc ∆ dao động với biên độ cực đại, cùng pha với nguồn và gần ∆ nhất. Trong 4 điểm M, N, P, Q khoảng cách giữa 2 điểm gần nhau nhất có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 1,00 cm.B. 1,45 cm.C. 1,20 cm.D. 1,31 cm. HD: Đáp án D + 4 điểm không thuộc đường trung trực của đoạn thẳng nối hai nguồn dao động với biên độ cực đại, cùng pha với nguồn và gần nhất tạo với nhau một hình chữ nhật. + Xét điểm M dao động với biên độ cực đại: d2 d1 k. . d2 d1 kle. d2 d1 kle. + M dao động cùng pha với nguồn: . d2 d1 kchan . d2 d1 kchan . 15
  16. Ta có: M, N, P, Q thuộc hình chữ nhật, khoảng cách gần nhất bằng độ dài đoạn MN. Ta chỉ xét điểm M. M dao động với biên độ cực đại: d2 d1 k. . d2 d1 kle. d2 d1 kle. 5,4 M dao động cùng pha với nguồn: d2 d1 kchan . d2 d1 kchan . 5,4 d2 4 d2 d1 1.,d2 d1 7 d1 3 M gần nhất thì (loại) d 4 2 d2 d1 2.,d2 d1 6 d1 2  1 cm 32 MH 2 42 MH 2 5,4 cm . MH 2,189cm AH 2,051; HO 0,649 MN 2HO 1,298 cm . IV. Điện xoay chiều: 15 câu = 5 (NB-TH) + 6VDT + 4VDC Câu 36 (NB-TH): Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc  vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L và điện trở trong r . Tổng trở của cuộn dây là 2 L 2 2 2 A. Z L . B. Z 2L r . C. Z r . D. Z L r .  HD: Đáp án D. Câu 37 (NB-TH): Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch là i 2 2 cos 100 t A . Pha của dòng điện là 3 A. B.2 C.2A . D. 100 t rad. rad. 100 rad / s. 3 3 HD: Đáp án B Câu 38 (NB – TH) : Đặt điện áp u = U0cost vào hai đầu 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. Gọi i là cường độ dòng điện tức thời trong đoạn mạch; u1, u2 và u3 lần lượt là điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm và giữa hai đầu tụ điện. Hệ thức đúng là 16
  17. u u2 u1 A. i . B. i u3C. C. i . D. i . 2 1 2 L R R (L ) C HD: Đáp án D. Câu 39 (NB – TH). Đặt điện áp xoay chiều = 푈0 표푠휔푡 vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp thì điện áp hiệu dụng trên các phần tử R, L và C đều bằng nhau. Khi thay điện trở R bằng điện trở R’=2R thì A. hệ số công suất của đoạn mạch giảm. B. công suất tiêu thụ của đoạn mạch giảm. C. công suất tiêu thụ của đoạn mạch tăng. D. hệ số công suất của đoạn mạch tăng. HD: Đáp án B. Điện áp hiệu dụng trên L và C bằng nhau nên luôn có cộng hưởng, hệ số công suất luôn bằng 1. Khi R giảm thì công suất giảm. Câu 40 (NB – TH).: Đặt điện áp xoay chiều u U cost vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện 0 trở thuần. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch; i, I và I lần lượt là giá trị tức 0 thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Hệ thức nào sau đây sai? U I U I u i u2 i2 A. 0 . B. 2 . C. 0 . D. 2 2 1 . U0 I0 U0 I0 U I U0 I0 HD: Đáp án D. Đoạn mạch chứa R thì u và i cùng pha không vuông pha. Câu 41 ( VDT). Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với tụ điện. Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở và giữa hai bản tụ điện lần lượt là 100V và 100 3 V. Độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp hai đầu đoạn mạch bằng A. / 6 .B. .C. .D. / 3 . / 8 / 4 HD: Đáp án B. U tan c 3 U R 3 Câu 42 (VDT): Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2000 vòng và cuộn thứ cấp gồm 100 vòng, điện áp hiệu dụng giữa hai cuộn sơ cấp là 220 V. Bỏ qua mọi hao phí. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là A. 440 V. B. 4400 V. C. 11 V. D. 110 V. HD: Đáp án C. Áp dụng công thức máy biến áp, ta có: 17
  18. U1 N1 220 2000 U2 11(V) U2 N2 U2 100 Câu 43 (VDT): Đặt điện áp xoay chiều u U 2 cos100 t(V) vào hai đầu đoạn mạch mắc 1 10 4 nối tiếp gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện có điện dung F . 2 Để công suất điện tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại thì biến trở được điều chỉnh đến giá trị bằng A. 150 Ω. B. 100 Ω. C. 75 Ω. D. 50 Ω. HD: Đáp án D. Cảm kháng của cuộn dây và dung kháng của tụ điện là: 1 ZL L 100  50() 2 1 1 Z 100() C C 10 4 100  Công suất tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại khi: R ZL ZC 50 100 50() Câu 44 (VDT): Đặt điện áp xoay chiều u U 2cost (V) (U và  không đổi) vào hai đầu một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Gọi I là cường độ dòng điện tức thời qua mạch, là độ lệch pha giữa u và i. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của theo dung kháng ZC của tụ điện khi C thay đổi. Giá trị của R bằng A. 100  .B. . 141,2  C. 173,3  .D. . 86,6  HD: Đáp án A. + Độ lệch pha giữa u và I được biểu diễn bởi phương trình Z Z Z Z tan L C ar tan L C . R R Từ đồ thị, ta thấy: 18
  19. + Khi ZC 100  thì 0 u cùng pha với I → mạch xảy ra cộng hưởng. → Vật ZL ZC 100  . 100 273,3 + Khi ZC 273,3  thì tan R 100  . 3 3 R Câu 45 (VDT): Đặt điện áp xoay chiều u U0 cos2 ft V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R . cuộn cảm thuần L và tụ C mắc nối tiếp. Biết U0 , R,L,C không đổi, f thay đổi. Khi tần số f1 thì cảm kháng là 250  , dung kháng 160 . Khi tần số f2 thì hệ số công suất của f đoạn mạch bằng 1. Tỉ số của 1 là f2 25 4 5 16 A. . B. C. D. . . . 16 5 4 25 HD: Đáp án C f Gọi k 1 f2 250 ZL1 250 ZL2  k ZC1 160 ZC2 160k  Do tại f2 hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1 nên ZL2 ZC2 250 160k k 5 k 4 Câu 46 (VDT): Đặt điện áp u 20 cos(100 t) (V) vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp, trong đó tụ điện có điện dung C thay đổi được. Biết giá trị của điện trở là 10 Ω và cảm kháng của cuộn cảm là 10 3. Khi C = C1 thì điện áp giữa hai đầu tụ điện là uC U0 cos 100 t (V). Khi C = 3C1 thì biểu thức cường độ dòng điện trong đoạn mạch 6 là A. i 3 cos 100 t (A) . B. .i 3 cos 100 t (A) 6 6 19
  20. C. i 2 3 cos 100 t (A). D. i 2 3 cos 100 t (A). 6 6 HD: Đáp án A. Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu tụ điện và cường độ dòng điện là: C i i C (rad) 1 u i 0 (rad) 1 1 2 1 1 2 6 2 3 1 3 3 Z Z 10 3 Z L C1 C1 tan tan ZC 20 3() R 3 10 1 Z C1 20 3 20 Khi C 3C1 ZC 3 3 3 Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là: U0 20 I0 3(A) 2 2 2 R ZL ZC 2 20 10 10 3 3 Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện: 20 10 3 ZL ZC 3 1 tan (rad) u i i u (rad) R 10 3 6 6 6 6 i 3 cos 100 t (A) 6 Câu 47 (VDC): Lần lượt đặt vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều RLC không phân nhánh (R là biến trở, L thuần cảm) hai điện áp xoay chiều u1 U01 cos 1t 1 V và u2 U02 cos 2t 2 V người ta thu được đồ thị công suất của mạch điện xoay chiều theo biến trở R như hình vẽ (đường 1 là của u1 và đường 2 là của u2 ). Khi sử dụng điện áp u2 thì công suất tiêu thụ của mạch đạt giá trị lớn nhất là A. 113,4 W.B. 116,9 W.C. 112,3 W.D. 114,5W. HD: Đáp án D 2 U1 2 Ta có: P1max 150 W ; R01 R1R2 25R2 2R01 20
  21. 2 U2 2 P2max ; R02 232R2 2R02 U 2 U 2 R R 1 25 R 1 U 2 110. 25 R và 1 2 P 2 110 1 2 U 2 U 2 R R 2 R 232 2 U 2 110. R 232 1 2 P 2 110 2 2 (Lưu ý: R2 R1 ) 2 U1 110. 25 R2 2 2 2 P1max 150 150 .100R2 110 25 R2 R2 131  2R01 2 25R2 2 U2 110 R2 232 P2max 114,5 W . 2R02 2 232R2 Câu 48 (VDC): Đặt điện áp (Uu vàU ω0 c ost(V) không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở có giá trị R a(), tụ điện có điện dung C và cuộn thuần cảm có hệ số tự cảm L mắc nối tiếp. Biết Uđộ tựa (cảmV), L thay đổi được. Hình vẽ bên lần lượt mô tả đồ thị của điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm (đường 1), điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện (đường 2) và công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch (đường 3) theo cảm kháng. M và N lần lượt là hai đỉnh của đường 1 và đường 2. Giá trị của a là A. 30. B. 50. C. 40. D. 60. HD: Đáp án A. Từ đồ thị, ta thấy: + Z là giá trị của cảm kháng để điện áp hiệu dụng trên cuộn dây cực đại LM R2 Z2 Z C (1) LM ZC U aZ + Tại N, mạch cộng hưởng điện, khi đó: U 40V Z C Z 40 C R C aR C + Tại Z 17,5 và Z là 2 giá trị của cảm kháng cho cùng công suất tiêu thụ. L LM Z 17,5 2Z Z 2.40 17,5 62,5 LM C LM a2 402 Thay vào (1) ta được: 62,5 a 30 40 Câu 49 (VDC): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện 21
  22. dung C. Tần số góc ω của điện áp là thay đổi được. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp hiệu dụng trên L theo giá trị tần số góc ω. Lần lượt cho ω bằng x, y và z thì mạch AB tiêu thụ công suất lần lượt là P1, P2 và P3. Biểu thức nào sau đây đúng? P P P A. 1 3 2 . 8 9 P P P B. 1 3 2 . 9 8 P P P C. 1 2 3 . 16 9 P P P D. 1 2 3 . 9 16 HD: Đáp án B. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây là: U.ZL U.ZL R U.ZL .cos UL  2 2 R 2 2 R R ZL ZC R ZL ZC 1 1 2 Với tần số   và  ta có: 1 x; 2 y 3 z, 2 2 2 1 3 2 Từ đồ thị ta thấy: 3 3 U U U U L1 L3 4 L2 4 Lmax U.Z cos U.Z cos 3 U.Z cos L1 1 L3 3 L2 2 R R 4 R 9 2 cos2 2 cos2 2 cos2 1 1 3 3 16 2 2 cos2 9 2 1 2 2 cos 16  cos2 cos2 9 1 1 2 1 1 3 2  cos2 9 2 cos2 cos2 16 2 2 2 2 2 1 3 2 16 2 cos 2 cos2 cos2 9 2 9 1 2 2  2 2 2 2 (1) cos 2 cos 2 16 2 8 Công suất tiêu thụ của mạch điện là: U2 cos2 P P  cos2 R P P 9 P P P Từ (1) ta có: 1 3 1 3 2 P2 P2 8 9 8 22
  23. Câu 50 (VDC): Trên đoạn mạch không phân nhánh có bốn điểm UAM ,UNB (V) theo đúng thứ tự A, M, N, B. Giữa A và M chỉ có điện trở thuần R. Giữa M và N chỉ có cuộn cảm thuần L. Giữa N và B chỉ có tụ 220 điện C. Biết 2L > CR2. Đặt điện áp u U 2 cos 2 ft (trong đó f thay đổi được, U tỉ lệ thuận với f, U > 0, f > 0) vào hai đầu A, B. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc theo f của điện áp hiệu U dụng UAM giữa hai điểm A, M và của điện áp hiệu dụng UNB giữa AM hai điểm N, B. Khi thay đổi f, giá trị cực đại của UAM xấp xỉ bằng A. 152 V. B. 148 V. UNB C. 146 V. D. 150 V. O 15 39 60 f (Hz) HD: Đáp án B +Giả sử U = aω trong đó a là hằng số aZC a + UC = I ZC = ; UC max = = 220 V => a = 220RC => U = 220RC ω 2 2 RC R ZL ZC 1 1 +Tại f1 = 15 Hz và f2 = 60 Hz thì UC1 = UC2 => ω2L - = - ω1L => ω0 = 12 2C 1C f 0 = f1 f2 = 15.60 = 30 Hz R2C 440.L 220RC ωR 2L + UR = I R = = 2 2 1 2 L 2 2 R ZL ZC R 2 L  C 2 2 C R2C 440 440 1 n 1 U= 2L = 2 4 2 1 R C 1 60 1 60 2 2 4 2 1 2 1 2n 1 L C  2L LC   2 2 440 1 n 1 60 60 -1 -1 269 U  + = 2 n => n = => UR max = = = 60 78 338 1 n 2 1 n 2 148,35 V 23