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

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

1. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT ĐÔNG SƠN 2 MÔN THI: VẬT LÍ (Đề thi có 50 câu gồm16 trang) Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian phát đề. Họ,tên giáo viên ra đề: Nguyễn Văn Minh TRƯỜNG :THPT Đông Sơn2 Mail:minhnv.thptdongson2@thanhhoa.edu.vn Sốđiệnthoại liên hệ: 0989546780 I. Chương trình lớp 11 ( 8 Câu) 1 Điện tích. Điện trường. 1 câu nhận biết hoặc thông hiểu (NB -TH) Câu 1(NB-TH) Hai điện tích điểm q 1, q2 khi đặt cách nhau khoảng r trong không khí thì chúng hút nhau bằng lực có độ lớn F, khi đưa chúng vào dầu hỏa có hằng số điện môi ε = 4 và đặt chúng cách nhau khoảng r’= r thì lực hút giữa chúng có độ lớn là: A. F’= F B. F’= F C. F’= 2F D. F’=F HD : Đáp án D 2. Dòng điện không đổi. 2 câu =1(NB -TH) + 1VDT Câu 2:(NB -TH) §å thÞ m« t¶ ®Þnh luËt ¤m lµ: I I I I o U o U o U o U A B C D HD :Đáp án A Câu 3:(VDT) Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ (Hinh 1). Mçi pin cã suÊt ®iÖn ®éng E = 1,5 (V), ®iÖn trë trong r = 1 (Ω). §iÖn trë m¹ch ngoµi R = 3,5 (Ω). C­êng ®é dßng ®iÖn ë m¹ch ngoµi lµ: A. I = 0,9 (A). B. I = 1,0 (A). R C. I = 1,2 (A). D. I = 1,4 (A). HD: Đáp án B Hình 1 - Nguån ®iÖn gåm 7 pin m¾c nh­ h×nh 2.46, ®©y lµ bé nguån gåm 3 pin ghÐp nèi tiÕp råi l¹i ghÐp nèi tiÕp víi mét bé kh¸c gåm hai d·y m¾c song song, mçi d·y gåm hai pin m¾c nèi tiÕp. ¸p dông c«ng thøc m¾c nguån thµnh bé trong tr­êng hîp m¾c nèi tiÕp vµ m¾c song song, ta tÝnh ®­îc suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña bé nguån lµ: E = 7,5 (V), r = 4 (Ω). - ¸p dông c«ng thøc ®Þnh luËt ¤m cho toµn m¹ch E I 1(A) R r 3. Dòng điện trong các môi trường. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu) Câu 4 : (NB -TH) Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ ®óng? A. Dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n lµ dßng chuyÓn dÞch cã h­íng cña c¸c i«n ©m, electron ®i vÒ anèt vµ i«n d­¬ng ®i vÒ catèt. Trang 1
2. B. Dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n lµ dßng chuyÓn dÞch cã h­íng cña c¸c electron ®i vÒ anèt vµ c¸c i«n d­¬ng ®i vÒ catèt. C. Dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n lµ dßng chuyÓn dÞch cã h­íng cña c¸c i«n ©m ®i vÒ anèt vµ c¸c i«n d­¬ng ®i vÒ catèt. D. Dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n lµ dßng chuyÓn dÞch cã h­íng cña c¸c electron ®i vÒ tõ catèt vÒ anèt, khi catèt bÞ nung nãng. HD: Đáp án C 4. Từ trường. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu) Câu 5: (NB-TH) Ph¸t biÓu nµo d­íi ®©y lµ §óng? Cho mét ®o¹n d©y dÉn mang dßng ®iÖn I ®Æt song song víi ®­êng søc tõ, chiÒu cña dßng ®iÖn ng­îc chiÒu víi chiÒu cña ®­êng søc tõ. A. Lùc tõ lu«n b»ng kh«ng khi t¨ng c­êng ®é dßng ®iÖn. B. Lùc tõ t¨ng khi t¨ng c­êng ®é dßng ®iÖn. C. Lùc tõ gi¶m khi t¨ng c­êng ®é dßng ®iÖn. D. Lùc tõ ®æi chiÒu khi ta ®æi chiÒu dßng ®iÖn. HD: Đáp án A 5. Cảm ứng điện từ. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu) Câu 6: (NB-TH) BiÓu thøc tÝnh suÊt ®iÖn ®éng tù c¶m lµ: I t A. e L B. e = L.I C. e = 4π. 10-7.n2.V D. e L t I HD: Đáp án A 6. Khúc xạ ánh sáng. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu) Câu 7(NB-TH) Mét b¶n mÆt song song cã bÒ dµy 10 (cm), chiÕt suÊt n = 1,5 ®­îc ®Æt trong kh«ng khÝ. ChiÕu tíi b¶n mét tia s¸ng SI cã gãc tíi 450 khi ®ã tia lã khái b¶n sÏ A. hîp víi tia tíi mét gãc 450. B. vu«ng gãc víi tia tíi. C. song song víi tia tíi. D. vu«ng gãc víi b¶n mÆt song song. HD: Đáp án A 7. Mắt. Các dụng cụ quang học : 1 câu vận dụng thấp (1VDT ) Câu 8: (VDT) Mét ng­êi cËn thÞ cã kho¶ng nh×n râ tõ 12,5 (cm) ®Õn 50 (cm). Khi ®eo kÝnh ch÷a tËt cña m¾t, ng­êi nµy nh×n râ ®­îc c¸c vËt ®Æt gÇn nhÊt c¸ch m¾t A. 15,0 (cm). B. 16,7 (cm). C. 17,5 (cm). D. 22,5 (cm). HD: Đáp án B - Tiªu cù cña kÝnh cÇn ®eo lµ f = - OCV = -50 (cm). - Khi ®eo kÝnh, vËt n»m t¹i CC(míi) qua kÝnh cho ¶nh ¶o n»m t¹i CC. ¸p dông c«ng thøc thÊu kÝnh 1 1 1 víi f = - 50 (cm), d’ = -12,5 (cm) ta tÝnh ®­îc d = 16,7 (cm). f d d' II. DAO ĐỘNG CƠ : 14 câu = 5 (NB-TH) + 6 VDT + 3VDC Câu 9 : (NB - TH) Một vật dao động điều hoà khi đi qua vị trí mà động năng bằng thế năng thì vận tốc và gia tốc có độ lớn lần lượt là 10 cm/s và 100 cm/s2. Chu kì biến thiên của động năng là π π π π A. s. B. s. C. s. D. s. 10 5 20 4 HD: Đáp án A Trang 2
3. Tại vị trí động năng bằng thế năng của vật thì 2 v A 2 a 100  10 rad/s 2 v 10 a 2A 2 Động năng sẽ biến thiên với chu kì bằng một nửa chu kì dao động của vật 1 2 1 2 T s 2  2 10 10 Câu 10: (NB - TH) Một dao động điều hoà theo thời gian có phương trình x = Asin (ωt + φ) thì động năng và thế năng cũng dao động điều hoà với tần số A. ω’ = ω. B. ω’ = ω/2. C. ω’ = 2ω. D. ω’ = 4ω. HD: Đáp án C Câu 11: (NB - TH) Một vật dao động với biên độ A, chu kỳ T. Tốc độ trung bình nhỏ nhất của vật có thể đạt được trong T/4? 4 2A - A 2 4 2A + A 2 2A - A 2 3 2A - A 2 A. B. C. D. T T T T HD: Đáp án A Câu 12: (NB - TH) . Năng lượng dao động của một vật dao động điều hòa A. giảm 4 lần khi biên độ giảm 2 lần và tần số tăng 2 lần B. giảm 4/9 lần khi tần số tăng 3 lần và biên độ giảm 9 lần C. giảm 25/9 lần khi tần số dao động tăng 3 lần và biên độ dao động giảm 3 lần D. tăng 16 lần khi biên độ tăng 2 lần và tần số tăng 2 lần HD: Đáp án D Câu 13: (NB - TH) Một con lắc gồm lò xo nhẹ có độ cứng k và vật nhỏ khối lượng m. Con lắc có thể dao dộng trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn. Khi vật đang ở vị trí cân bằng ta tác dụng vào nó một lực F có độ lớn không đổi theo phương trục lò xo. Tốc độ lớn nhất vật đạt được bằng mk F m k A. B. C. F D. F F mk k 3 m HD: Đáp án B Câu 14: (VDT) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Chu kì và biên độ dao động của con lắc lần lượt là 0,4 s và 8 cm. Chọn trục x’x thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t = 0 khi vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Lấy gia tốc rơi tự do g = 10 m/s2 và π2 = 10. Thời gian ngắn nhất kể từ khi t = 0 đến khi lực đàn hồi của lò xo có độ lớn cực tiểu là A. s. B. s. C. s. D. s. HD: Đáp án A l 210 7 T 2 o l 0,04m 4cm ; vẽ vòng tròn lượng giác ta tính được t .T s g o 360 30 Câu 15: (VDT) Một vật dao động điều hòa với với tần số 0,5 Hz . Chọn gốc tọa độ ở vị trí cân bằng, gốc thời gian là lúc vật có li độ 3 2 cm và đang chuyển động về vị trí cân bằng với tốc độ 3 2 cm/s . Phương trình dao động của vật là Trang 3
4. A. .x 3 2 cos(2 t ) B.(c m. ) x 6cos( t ) (cm) 4 4 3 3 C. .xD . .6cos( t ) (cm) x 6cos( t ) (cm) 4 4 HD: Đáp án D 3 2 3  rad / s => x 3 2 i 6 4 Câu 16: (VDT) Một vật dao động điều hòa với biên độ 12 cm. Trong một chu kì, thời gian vật có tốc độ lớn hơn một giá trị v0 nào đó là 2 s. Tốc độ trung bình khi đi một chiều giữa hai vị trí có cùng tốc độ v0 ở trên là 12 3 cm/s. Giá trị v0 là A. 4 3 cm/sB. cm/sC. 8 cm/sD. cm/s 4 8 3 HD: Đáp án C S Ta có : v S 12 3.1 12 3 cm tb t v A v max 0 2 2 T T T 2 Lại có : t 1s T 3s  rad / s 6 6 3 3 2 .12 A v 3 4 cm / s 0 2 2 Câu 17: (VDT) Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số x1 và x2. Sự phụ thuộc theo thời gian của x1 (đường 1) và x2 (đường 2) được cho như hình vẽ. Lấy 2 = 10. Tốc độ cực đại của vật trong quá trình dao động là A. 10 (cm/s)B. (cm/s)1 0 5 C. 20 5 (cm/s)D. (cm/s)10 2 HD: Đáp án C T 1 2 Dễ dàng tính được : t s T 1s  2 rad / s 8 8 T A 2 ứng với vị trí : 2,5 2 A 5cm 2 Tổng hợp dao động ta được A 2 cos t 4 vmax .A 2 5 2.2 10 20 5 cm / s Câu 18: (VDT) Một chất điểm có khối lượng 300 g đồng thời thực hiện hai dao động điều hòa x1 và x2 cùng phương, cùng tần số góc là 10 rad/s. Ở thời điểm t bất kì li độ của dao động thành phần này luôn 2 2 2 thỏa mãn 16x1 9x2 36 (cm ). Lực kéo về cực đại tác dụng lên chất điểm trong quá trình dao động là A. 0,75 N. B. 0,5 N. C. 2 N.D. 1 N. HD:Đáp án A F v Từ : 16x2 9x2 36 max mk 1 2 3 A cm;A 2cm 1 2 2 Trang 4
5. 2 2 A A1 A2 2,5cm Lực kéo về cực đại tác dụng lên chất điểm trong quá trình dao động là : 2 2 Fkvmax kA m A 0,3.10 .0,025 0,75 N Câu 19: (VDT) Một con lắc đơn được treo vào trần một toa của một đoàn tầu hỏa. Khi tàu đứng yên, con lắc dao động bé với chu kì 2 s. Một khúc cua mà đường ray nằm trên mặt phẳng nằm ngang có dạng một cung tròn bán kính cong 400 m. Cho biết gia tốc rơi tự do là g = 10 m/s2, bán kính cong là rất lớn so với chiều dài con lắc và khoảng cách giữa hai đường ray. Khi đoàn tàu này chuyển động với tốc độ không đổi 15 m/s trên khúc cua nói trên thì chu kì dao động nhỏ của con lắc gần với giá trị nào sau đây nhất? A. 1,998 s. B. 1,999 s. C. 1,997 s. D. 2,000 s. HD:Đáp án A Khi vật chưa chuyển động chịu gia tốc trọng trường là g tìm được l . Khi vật chuyển động với tốc độ v = 15 m/s chịu tác động của gia tốc trọng trường và gia tốc hướng tâm : 2 2 g ' g a ht l Chu kì dao động nhỏ của con lắc : T ' 2 1,998s 2 2 g a ht Câu 20: (VDC) Một con lắc lò xo treo vào một điểm cố định, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Tại thời điểm lò xo dãn 2cm, tốc độ của vật là 4 5v cm/s; tại thời điểm lò xo dãn 4cm, tốc độ của vật là 6 2v cm/s; tại thời điểm lò xo dãn 6cm, tốc độ của vật là 3 6v cm/s. Lấy g 9,8m / s2 . Trong một chu kì, tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian lò xo bị dãn có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 1,26 m/s.B. 1,43 m/s.C. 1,21 m/s.D. 1,52 m/s. HD:Đáp án B Chọn chiều dương hướng xuống, gốc O tại VTCB. Gọi a là độ dãn của lò xo khi vật cân bằng, li độ của vật khi lo xo dãn  là  a cm ;  là tần số góc và A là biên độ của vật. 2 2 2 4 5v 6 2v 3 6v 2 2 2 Ta có hệ A2 2 a 4 a 6 a 2 2 2 2 2 4 5v 6 2v 2 2 2 v 3 a Từ 2 a 4 a 1 2 2 2 2 2 2 6 2v 3 6v 2 2 2 v 10 2a 4 a 6 a 2 2 2 2 9 2 7 v 4 2 2 Giải hệ (1) và (2) ta tìm được a 1,4 cm ;2 0,8 cm / rad . 5  5 Từ đó tính được A 8,022 cm. g 9,8 2 2  10 7 26,46 rad / s T 0,2375 s . a 0,014 T 10 7 Thời gian lò xo dãn trong một chu kì ứng với vật chuyển động giữa hai li độ -1,4 cm và 8,022cm. Ta chỉ cần tính tốc độ trung bình khi vật đi từ điểm có li độ -1,4 cm đến biên có li độ 8,022 cm với thời gian chuyển động T T a t .arcsin 0,066 s 4 2 A và quãng đường s A a 9,422 cm . Trang 5
6. s 9,422 v 142,75 cm / s 1,43 m / s . TB t 0,066 Câu 21: (VDC) Hai vật dao động điều hòa trên hai trục tọa độ Ox và Oy vuông góc với nhau (O là vị trí cân bằng của cả hai vật). Biết phương trình dao động của hai vật là x 2 cos 5 t cm và 2 y 4 cos 5 t cm . Khi vật thứ nhất có li độ x 3 cm và đang đi theo chiều âm thì khoảng cách 6 giữa hai vật là A. 7 cm. B. C. 2 3 cm .D. 3 3 cm. 15 cm. HD:Đáp án D 2 Độ lệch pha giữa hai dao động: 0x 0y 2 6 3 Biểu diễn trên đường tròn vị trí vật thứ nhất có li độ x 3cm và đang đi theo chiều âm như hình vẽ. 5 5 2 x 6 y x 6 3 6 y 4 cos 2 3 cm . 6 Vật 1 dao động trên trục Ox với quỹ đạo AA 4 cm. Vật 2 dao động trên trục Oy với quỹ đạo BB 8 cm. Khi vật thứ nhất có li độ x 3cm và đang đi theo chiều âm thì khoảng cách giữa hai vật là: 2 2 d x2 y2 3 2 3 15 cm Câu 22: (VDC) Một lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, đầu trên gắn cố định, đầu dưới tren quả cầu nhỏ M có khối lượng 500 g sao cho vật có thể dao động không ma sát theo phương thẳng đứng. Ban đầu vật tựa vào giá đỡ nằm ngang để lò xo bị nén 7,5 cm. Thả cho giá đỡ rơi tự do thẳng đứng xuống dưới. Lấy g 10m / s2 , sau khi M rời khỏi giá nó dao động điều hòa. Trong một phần tư chu kì dao động đầu tiên M, thời gian lực đàn hồi cùng chiều với lực kéo về tác dụng vào nó là: 5 2 2 2 2 A. B. C. D.s. s. s. s. 60 60 40 120 HD:Đáp án B Trang 6
7. 0,5.10 2 Độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng  0,05m 5cm, 10 2rad / s,T s. 100 10 Chọn trục Ox thẳng  đứng, hướng xuống, gốc O trùng vtcb. Các lực tác dụng vào vật khi chưa dời khoit giá đỡ: FÐh ;P; N Thả cho hệ rơi tự do nên Fđh = N (N là phản lực của giá đỡ tác dụng lên vật). Vật bắt đầu rời khỏi giá đỡ khi N = 0 Fđh = 0 x  5cm Như vậy, hệ đến vị trí lò xo không biến dạng thì vật sẽ tách ra khỏi giá quãng đường vật đã đi được là S = 7,5 cm =0,075m vận tốc tại vị trí tách: 6 v2 02 2gS v 2.10.0,075 m / s 50 6cm / s 2 Tại đây vật bắt đầu dao động với biên độ: 2 2 2 v 2 50 6 A x 5 10cm.  10 2 Từ lúc vật bắt đầu dao động điều hòa (t = 0) sao T/4 thì thời gian mà lực đàn hồi và lực kéo về T 2 ngược chiều nhau = s. 6 60 III. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM : 13 câu = 4(NB -TH) + 6VDT + 3VDC Câu 23: (NB - TH) Sóng cơ nếu là sóng dọc thì không có tính chất nào nêu dưới đây ? A. Chỉ truyền được trong chất lỏng và chất rắn. B. Không truyền được trong chân không. C. Có tốc độ phụ thuộc vào bản chất của môi trường. D. Phương dao động của các phần tử của môi trường trùng với phương truyền sóng. HD:Đáp án A Câu 24: (NB - TH) Trên một sợi dây có chiều dài l , hai đầu cố định, đang có sóng dừng. Trên dây có một bụng sóng duy nhất, biết vận tốc truyền sóng trên dây là v không đổi. Tần số của sóng là l v 2l v A. B. C. D. v 2l v l HD:Đáp án B Câu 25: (NB - TH) Âm nghe càng cao nếu A. cường độ âm càng lớn.B. Biên độ âm càng lớn. C. chu kì âm càng nhỏ.D. mức cường độ âm càng lớn. HD:Đáp án C Trang 7
8. Câu 26: (NB - TH) Chọn phát biểu sai về sóng cơ. A. Tốc độ truyền pha dao động là tốc độ truyền sóng. B. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. C. Tần số dao động của các phần tử vật chất có sóng truyền qua là tần số của sóng. D. Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm nằm trên cùng một phương truyền sóng và dao động cùng pha. HD:Đáp án D Câu 27: (VDT) Một sóng cơ lan truyền trên sợi dây từ C đến B với chu kì T = 2 s, biên độ không đổi. Ở thời điểm t0, ly độ các phần tử tại B và C tương ứng là – 20 mm và + 20 mm; các phần tử tại trung điểm D của BC đang ở vị trí cân bằng. Ở thời điểm t 1, li độ các phần tử tại B và C cùng là +8 mm. Tại thời điểm t2 = t1 + 0,4 s li độ của phần tử D có li độ gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 21,54 mm.B. 6,62 mm. C. 6,88 mm. D. 6,55 mm. HD:Đáp án B Dựa vào hình vẽ ta có: 20 8 sin và cos 2 A 2 A 2 2 2 2 Mặc khác sin cos 1 A 20 8 4 29 cm 2 2 2 Tại thời điểm t1 điểm D đang ở biên dương, thời điểm t2 ứng với góc quét t rad 5 Vậy li độ của điểm D khi đó sẽ là uD Asin 6,6 mm HD:Đáp án B Câu 28: (VDT) Ở mặt chất lỏng có 2 nguồn kết hợp đặt tại A và B dao động điều hòa, cùng pha theo phương thẳng đứng. Ax là nửa đường thẳng nằm ở mặt chất lỏng và vuông góc với AB. Trên Ax có những điểm mà các phần tử ở đó dao động với biên độ cực đại, trong đó M là điểm xa A nhất, N là điểm kế tiếp với M, P là điểm kế tiếp với N và Q là điểm gần A nhất. Biết MN = 22,25 cm; NP = 8,75 cm. Độ dài đoạn QA gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 3,1 cm. B. 4,2 cm. C. 2,1 cm. D. 1,2 cm. HD:Đáp án C Trang 8
9. BC AC k AB2  AC k Xét điểm C bất kỳ dao động với biên độ cực đại trên Ax ta có 2 2 2 BC AC AB 2k 2 AB2  M là điểm xa nhất ta lấy k=1 AM (1) 2 2 AB2  N là điểm kế tiếp ta lấy k=2 AN 2. (2) 4 2 AB2  P là điểm kế tiếp ta lấy k=3 AP 3 (3) 6 2 AB Từ (1); (2); (3) ta tìm được  4cm và AB=18cm; Lập tỉ số 4,5 ; điểm Q gần A nhất ứng với  182 4 k=4 ta có AQ 4. 2,125cm 8.4 2 Câu 29: (VDT) Một sợi dây đàn hồi căng ngang đang có sóng dừng, tần số sóng 20 Hz, bước sóng 6 cm. Trên dây, hai điểm M và N cách nhau 8 cm, M là điểm bụng có biên độ dao động 4 mm. Tại thời điểm t, phần tử tại M đang chuyển động về vị trí cân bằng với vận tốc 80π mm/s thì phần tử tại N có độ lớn gia tốc là A. 8 3m / s2 B. 16m / s2 C. D.8m / s2 16 3 m/s2. HD:Đáp án D Ta có: MN = 8 cm = 4/3 = 2 /3 AN =A = 2 mm. (Bụng sóng có biên độ 2A = 4 mm) a v u A Tỉ lệ gia tốc, vận tốc, li độ và biên độ khi có sóng dừng là: M M M M 2 (*) a N vN u N AN vmax A Tại thời điểm t: vM = 80π mm/s = = 2 2 2 2 2 v Theo hệ thức độc lập với thời gian: A u u M = A3  2 2 Độ lớn gia tốc của M khi đó là: aM =  uM = 32 3 m/s a M 2 Độ lớn gia tốc của N tại t là aN = = 16 3 m/s . 2 Câu 30: (VDT) Trên mặt chất lỏng có hai nguồn sóng S 1 và S2 dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u1 = u2 = 5cos200πt (mm). Trên đoạn thẳng S 1S2 có 29 phần tử dao động với biên độ cực đại mà khoảng cách giữa hai phần tử ngoài cùng là 2,8 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng bằng A. 0,20 m/s. B. 0,25 m/s. C. 0,50 m/s. D. 0,75 m/s. HD:Đáp án A Trên đoạn thẳng S1S2 có 29 phần tử dao động với biên độ cực đại nên cực đại ngoài cùng có k = 14. Hai cực đại ngoài cùng cách nhau 2,8 cm L = k/2 = 14/2 = 1,4 cm  = 0,2 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng: v = f = 0,2.100 = 20 cm/s = 0,2 m/s Câu 31: (VDT) Trên một sợi dây đàn hồi dài 1,2 m, hai đầu cố định, đang có sóng dừng. Biết sóng truyền trên dây có tần số 100 Hz và tốc độ 80 m/s. Số bụng sóng trên dây là A. 5. B. 3. C. 4. D. 2. HD:Đáp án B Bước sóng λ = v/f = 8 cm Trang 9
10. Chiều dài dây ℓ = 3λ/2 = kλ/2 => k = 3 => Số bụng sóng trên dây là 3. Câu 32: (VDT) Sóng cơ trên mặt nước truyền đi với vận tốc 40 m/s, tần số dao động tại nguồn là 50 Hz. Có hai điểm M và N dao động ngược pha nhau. Biết rằng giữa hai điểm M và N còn có 3 điểm khác dao động cùng pha với M. Khoảng cách giữa hai điểm M, N bằng A. 0,96 m. B. 2,24 m. C. 1,6 m. D. 2,8 m. HD:Đáp án D v  0,8m ; Các điểm dao động cùng pha cách nhau k ; các điểm dao động ngược pha cách f nhau k 05  MN 3,5 Câu 33: (VDC) Dây đàn hồi AB dài 18 cm với đầu A cố định, đầu B nối với nguồn sóng. M và N là hai điểm trên dây chia thành 3 đoạn bằng nhau khi dây duỗi thẳng. Khi trên dây xuất hiện sóng dừng, quan sát thấy có hai bụng sóng và biên độ của bụng sóng là 2 cm, B gần sát một nút sóng. Tỉ số khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa vị trí của M và của N khi dây dao động là: A. 1,4. B. 1,15. C. 1,25. D. 1,3. HD:Đáp án B  Theo bài ta có MN=6cm;  18cm 9cm ; khoảng cách từ M và N đến nút sóng ở giữa M, 2 N là 3cm 2 2 .3 MNmax 2. 3 3 aM aN 2sin 3cm ; M và N dao động ngược pha nên ta có 1,154700 18 MNmin 3 3 Câu 34: (VDC) Một sóng cơ học lan truyền trên một sợi dây dài với tần số 5 Hz, vận tốc truyền sóng là 2 m/s, biên độ sóng bằng 1 cm và không đổi trong quá trình lan truyền. Hai phần tử A và B có vị trí cân bằng cách nhau một đoạn L. Từ thời điểm t 1 đến thời điểm t1 + 1/15s, phần tử tại A đi được quãng đường bằng 1 cm và phần tử tại B đi được quãng đường bằng 3 cm. Khoảng cách L không thể bằng: A. 50 cm.B. 10 cm.C. 30 cm.D. 20 cm. HD:Đáp án D 1 T  200 / 5 40cm;T 0,2s t t s t 2 1 15 1 3 SA 1cm A 2 L A 3 A/B 2k 1 S 3cm 2 2  B 2  L 2k 1  40cm L 2k 1 .10 4 Trang 10
11. k 0 L 10cm k 1 L 30cm . k 2 L 50cm Câu 35: (VDC) Một sóng ngang truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài từ M đến N trên dây cách nhau 50 25 cm. Phương trình dao động của điểm N là u N A cos t cm . Vận tốc tương đối của M đối với N 3 6 25 là vMN Bsin t cm / s . Biết A,B 0 và tốc độ truyền sóng trên dây có giá trị từ 55 cm/s đến 3 2 92 cm/s. Tốc độ truyền sóng trên dây gần giá trị nào nhất sau đây? A. 60 cm/s.B. 70 cm/s.C. 80 cm/s.D. 90 cm/s. Đáp án B 25 25 Tần số sóng f Hz ; gọi vM Dcos t M . 6 3 25 2 Phương trình vận tốc của N là: vN Dcos t . 3 3 25 25 Bài cho: vMN vM vN Bsin t Bcos t 3 2 3 25 25 2 25 vM vN vMN Dcos t M Dcos t Bcos t 3 3 3 3 2 2 2 2 25 D D B 2DBcos B D vM Dcos t 3 3 3 Sóng truyền từ M đến N M nhanh pha hơn N. Nhìn vào đường tròn pha dễ thấy M nhanh pha hơn N 2 d 5 5 5 v 1250 tổng quát là: MN 2k d k  50 cm k 50 cm v cm / s .  3 6 6 f 5 6k 1250 Mà 55 cm / s v 92 cm / s 55 92 1,43 k 2,95 k 2 v 73,53 cm / s . 5 6k IV. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: 15 câu = 5(NB -TH) + 6VDT + 4VDC V. Câu 36:( (NB -TH) Đặt điện áp xoay chiều u = U 2 cos(ωt + φ) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần thì dòng điện trong mạch có cường độ hiệu dụng là I. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch đó bằng A. UI2 . B. UIcosφ. C. 0. D. UI. HD: Đáp án C Câu 37:(NB - TH) Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U 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 C mắc nối tiếp theo thứ tự trên.Hệ thức nào dưới đây là đúng? 2 2 2 2 2 2 2 2 A. U UR UC UL . B. UC UR UL U . 2 2 2 2 2 2 2 2 C. UL UR UC U D. UR UC UL U HD: Đáp án A Câu 38: (NB - TH) Cho m¹ch R,L,C, víi c¸c gi¸ trÞ ban ®Çu th× c­êng ®é trong m¹ch ®ang cã gi¸ trÞ I, vµ dßng ®iÖn sím pha /3 so víi hiÖu ®iÖn thÕ, ta t¨ng L vµ R lªn hai lÇn, gi¶m C ®i hai lÇn th× I vµ ®é lÖch sÏ biÕn ®èi thÕ nµo? Trang 11
12. A. I kh«ng ®æi, ®é lÖch pha kh«ng ®èi B. I gi¶m, ®é lÖch kh«ng ®æi B. I gi¶m 2 lần, ®é lÖch pha kh«ng ®æi D. I vµ ®é lÖch ®Òu gi¶m. HD: Đáp án B Câu 39: (NB - TH) Mạch điện xoay chiều RLC khi có cộng hưởng điện thì : A. điện áp tức thời hai đầu điện trở thuần cùng pha với điện áp tức thời hai bản tụ điện. B. công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị nhỏ nhất. C. cường độ dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch. D. điện áp tức thời hai đầu điện trở thuần cùng pha với điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm. HD: Đáp án C Câu 40: (NB - TH) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện thì A. cường độ dòng điện trong đoạn mạch sớm pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. 2 B. dòng điện xoay chiều không thể tồn tại trong đoạn mạch. C. cường độ dòng điện trong đoạn mạch trể pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. 2 D. tần số của dòng điện trong đoạn mạch khác tần số của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. HD: Đáp án A Câu 41: (VDT) Cho một đoạn mạch xoay chiều AB gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đặt điện áp u U 2 cos 100 t V vào hai đầu đoạn mạch AB. Hình vẽ là đồ thị biểu diễn công suất tiêu thụ trên AB theo điện trở R trong hai trường hợp; mạch điện AB lúc đầu và mạch điện AB sau khi mắc thêm điện trở r nối tiếp với R. Hỏi giá trị (x + y) gần với giá trị nào nhất sau đây? A. 250 W.B. 400 W.C. 350 W.D. 300 W. HD : Đáp án D Đặt k ZL ZC U2.R U2 U2 + Trong trường hợp 1: P1 x R 2 Z Z 2 k2 2 k L C R R U2. R r U2. R r + Trong trường hợp 2: P . 2 2 2 2 2 R r ZL ZC R r k U2.r Khi R 0 : P y 2 r2 k2 P1 P2 + Từ đồ thị ta thấy, khi R 0,25r thì: P1 P2 120W P1 120W 0,25r r 0,25r 2 2 2 2 2 2 r 3,2k 0,25r k r 0,25r k U2 720 U2.0,25r 120 k 5 2 2 0,25r k U2 360 x 2 k 5 360 960 + Từ đó ta có: x y 298,14 W U2. 3,2. k U2 4 5 960 5 7 y . W 2 2 3,2k k k 21 7 Trang 12
13. Câu 42: (VDT) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60 V vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i1 I0 cos 100 t A . Nếu ngắt bỏ tụ điện C thì 4 cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i2 I0 cos 100 t A . Điện áp hai đầu đoạn mạch là 12 A. B.u 60 2 cos 100 t V u 60 2 cos 100 t V 12 6 C. D.u 60 2 cos 100 t V u 60 2 cos 100 t V 12 6 HD: Đáp án C + Từ biểu thức của i1 và i2 ta có: 2 2 2 2 I01 I02 Z1 Z2 R ZL ZC R ZL ZL ZC ZL + Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện khi chưa ngắt tụ điện sau khi ngắt tụ điện: Z Z Z  tan L C L 1 R R  tan 1 tan 2 1 2 Z tan L 2 R  1 u i  1 i1 i2 4 12 + Ta lại có:  u i u i u 1 2 2 2 12 2 u i2  + Biểu thức của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch: u 60 2 cos 100 t V 12 Câu 43: (VDT) Đặt điện áp u = 180 cosωt (V) (với ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm đoạn mạch AM nối tiếp đoạn mạch MB. Đoạn mạch AM có điện trở thuần R, đoạn mạch MB có cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch AM và độ lớn góc lệch pha của cường độ dòng điện so với điện áp u khi L=L 1 là U và φ1, 0 còn khi L = L2 thì tương ứng là U và φ2. Biết φ1 + φ2 = 90 . Giá trị U bằng A. 60 V. B. 180V. C. 90 V. D. 135V. HD: Đáp án C 1802 U 2 U U 2 L1 C1 2 2 2 180 3.U U L2 UC 2 =>U=90V U U 3U L1 C1 U U L2 UC 2 Câu 44: (VDT) Đặt điện áp u = U 0cos(ωt + ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i = cos(ωt + )(A) và công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng 150 W. Giá trị U0 bằng Trang 13
14. A. 120 V. B. 100 V. C. 100 V. D. 100 V. P UIcos 150=U. 3.cos U Uo 3 6 Câu45: (VDT) Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R và tụ điện mắc vào điện áp xoay chiều u 200 2 cos 100 t V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua AM là 1,25 A và dòng điện này lệch pha so với điện áp trên mạch AM. Mắc nối tiếp mạch AM với đoạn mạch X để tạo thành đoạn mạch AB 3 rồi lại đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp u nói trên thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 1 A và điện áp hai đầu AM vuông pha với điện áp hai đầu X. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch X là A. 60 3 WB. 200 WC. WD. W 160 3 120 2 HD : Đáp án A Z Ta có : L tan 3 và r2 Z2 1602 r 3 L r 80;ZL 80 3 Gọi đoạn mạch X có R ,L ,C với x Z Z 1 1 L1 C 2 2 2 2 x 1 Ta sẽ có hệ : R1 r x ZL Z 200 và R1 3 Thay số vào giải hệ ra ta được : R1 60 3 2 PX I .R1 1.60 3 60 3 W Câu 46: (VDT) Cho đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm cuộn dây thuần cảm nối tiếp với tụ điện theo thứ tự đó, đoạn mạch MB chỉ có điện trở thuần R. Điện áp đặt vào AB có biểu thức u 80 2 cos100 t (V) , hệ số công suất của đoạn mạch AB là 3 /2. Khi điện áp tức thời giữa hai điểm A và M là 48 V thì điện áp tức thời giữa hai điểm M và B có độ lớn là A. 64 V. B. 51,8 V. C. 48 V. D. 102,5 V. HD: Đáp án B 2 2 U 2 2 2 2 uAM uMB U R 40 3 (V); U AM U U MB 40 ; 2 2 2 uMB cos U AM U MB Câu 47: (VDC) Đặt điện áp u U 2 cos 2 ft (U không đổi, f có thể thay đổi) vào 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 thỏa mãn L 1 2 R . Khi tần số f = f1 = 60 Hz thì hệ số công suất của mạch điện là cos . Khi tần số f = f2 = 120 C 4 1 Hz thì hệ số công suất của mạch điện là cos 2 với cos 1 0,8cos 2 . Khi tần số f = f3 = 180 Hz thì hệ số công suất của mạch gần với giá trị nào sau đây nhất ? A. 0,6. B. 0,7. C. 0,8. D. 0,9. HD: Đáp án D 1 Chuẩn hóa R = 1f 180Hz : cos 0,92 3 3 2 1 1 3ZL 12ZL L 1 Ta có : 4L C C 4 Trang 14
15. 1 f 60Hz : cos 1 1 2 1 1 ZL 4ZL 1 f 120Hz : cos 2 2 2 1 1 2ZL 8ZL cos 2 0,8cos 1 ZL 0,25 1 f 180Hz : cos 0,92 3 3 2 1 1 3ZL 12ZL Câu 48: (VDC) Đặt lần lượt vào 2 đầu đoạn mạch xoay chiều RLC (R là biến trở, L thuần cảm) 2 điện áp xoay chiều: u1 U1 cos(1t )và u2 U2 cos(2t ) , người ta thu được đồ thị công suất mạch điện xoay chiều toàn mạch theo biến trở R như hình bên. Giá trị gần nhất của y là A. 110. B. 108. C. 105. D. 103. HD: Đáp án C y= P(2)max theo R: U 2 R P PR2 U 2 R P.a2 0(1) R2 a2 U 2 => (1) Có 2 nghiệm2 thì R1+R2= (2) với a ZL ZC U P(R1 PR2 ) Pmax (3) 2 R1R2 2 R1R2 100 20 x P1max 125 x 80 => 2 20.x 100 145 80 P2max= 104,453(V ) 2 145.80 Câu 49: (VDC) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số thay đổi được vào hai đầu L đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C sao cho R2 . Thay đổi tần số đến C các giá trị f1 và f2 thì hệ số công suất trong mạch là như nhau và bằng cos . Thay đổi tần số đến giá trị f3 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại. Biết f1 f2 f3 2 . Giá trị cos gần với giá trị nào nhất sau đây? A. 0,56.B. 0,35.C. 0,86.D. 0,45. HD : Đáp án D 1 1 2 2 . Ta có: 12 * ; 3 f3 2 f1 f2 . LC L R2 LC C C 2 f2 . Mà f1 f2 f3 2  f1 f2 2 f1 f2 3 2 2 f1 * 2 1  2 3 2 2 1  1 3 2 2 ZL1 ZC1 3 2 2 LC Trang 15
16. L R2 Z Z C L1 C1 R  R ZL1 3 2 2 cos 0,45 . 2 2 R ZL1 ZC1 Câu 50: (VDC) Đặt điện áp xoay chiều ổn định u = U0cos cos( ft)(V) trong đó U0, f không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, tụ điện điên dung C và điện trở thuần R mắc nối tiếp nhau trong đó L, C không đổi còn R thay đổi được. Điều chỉnh R thì thấy khi R = R1 và R = R2 thì công suất của mạch tương ứng là PR1 = và P2 và 2P1 = P2. Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện trong hai trường hợp tương ứng là và thỏa mãn + = . Khi đó R = R0 thì công suất của mạch là cực đại và bằng 100W. Giá trị của P là: 1 Shift Solve A. 50 W. B. 25W. C. 25 W. D. 12,5 W. HD : Đáp án A Công suất tiêu thụ của mạch: P = = - Mặt khác, theo giả thuyết bài toán, ta có = 200. Lưu ý răng khi thì R = = 200 Công suất của mạch: W. HẾT Trang 16