Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn thi: Vật lí 12 - Trường THPT Triệu Sơn 2

Nội dung text: Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn thi: Vật lí 12 - Trường THPT Triệu Sơn 2

1. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 2 MÔN THI: VẬT LÍ (Đề thi có 50 câu gồm trang) Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian phát đề. Họ, tên giáo viên ra đề: Hồ Sỹ Phúc Mã đề thi 123 Số điện thoại liên hệ: 0868181808 I. Chương trình lớp 11 ( 8 Câu) 1. Điện tích. Điện trường. 1 câu Câu 1(NB-TH) Hãy chọn phát biểu đúng. Độ lớn lực tương tác điện giữa hai điện tích điểm trong không khí A. tỉ lệ thuận với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. B. tỉ lệ thuận với khoảng cách giữa hai điện tích. C. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích điểm. D. tỉ lệ thuận với tích khối lượng của hai điện tích. 2. Dòng điện không đổi. 2 câu Câu 2:(NB -TH) Một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động 9 V, điện trở trong 0,5 Ω và mạch ngoài gồm 2 điện trở 8 Ω mắc song song. Cường độ dòng điện chạy qua nguồn là A. 2 (A). B. 4,5 (A). C. 1 (A). D. 18/33 (A). E HD: I = = 2A R + r 2 Câu 3:(VDT) Một nguồn điện được mắc với một biến trở. Khi biến trở có giá trị là 1,65 Ω thì điện áp giữa hai cực của nguồn là 3,3 V. Khi biến trở có giá trị là 3,5 Ω. thì điện áp giữa hai cực của nguồn là 3,5 V. Suất điện động và điện trở trong của nguồn lần lượt là A. 3,7 V và 0,3 Ω.B. 3,7 V và 0,2 Ω. C. 3,8 V và 0,3 Ω. D. 3,8 V và 0,2 Ω. HD: E 3,3 r 1 E E 1,65 E 3,7V + I UR I.R R r r E r 0,2 1 3,5 R r 1 3,5 3. Dòng điện trong các môi trường. 1 câu Câu 4 : (NB -TH) Trong các loại pin điện hóa, có sự chuyển hóa năng lượng nào sau đây thành điện năng? A. Nhiệt năng. B. Quang năng.C. Hóa năng. D. Cơ năng. 4. Từ trường. 1 câu
2. Câu 5: (NB-TH) Một electron bay vào vùng không gian có từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2 (T) với 5 vận tốc ban đầu v0 = 2.10 (m/s) theo phương vuông góc với véc tơ cảm ứng từ. Lực Lorenxơ tác dụng vào electron có độ lớn là A. 3,2.10-14 (N). B. 6,4.10-14 (N). C. 3,2.10-15 (N).D. 6,4.10 -15 (N). -15 HD: fL = evBsinα = 6,4.10 N . 5. Cảm ứng điện từ. 1 câu Câu 6: (NB-TH) Từ thông Φ qua một khung dây biến đổi, trong khoảng thời gian 0,1 s từ thông tăng từ 0,6 (Wb) đến 1,6 (Wb). Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng A. 16 V. B. 6 V. C. 10 V. D. 22 V.  0,6 1,6 HD: Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây: e 10 V. t 0,1 6. Khúc xạ ánh sáng. 1 câu Câu 7(NB-TH) Chiếu một tia sáng từ không khí vào một môi trường có chiết suất n 3 sao cho tia khúc xạ vuông góc với tia phản xạ thì góc tới là A. 300. B. 450. C. 600. D. 200. HD: Vận dụng định luật khúc xạ ta có: n1 sin i n2 sin r 1.sini 3sin(90 i) sini 3 cosi 7. Mắt. Các dụng cụ quang học : 1 câu Câu 8: (VDT) Mắt một người cận thị có khoảng cực cận là 12,5 cm và khoảng nhìn rõ của mắt là 37,5 cm. Người này phải đeo kính có độ tụ bằng bao nhiêu để nhìn rõ được các vật ở vô cực mà không phải điều tiết ? A. 2dp. B. 1,5 dp. C. -4 dp. D. -2dp. HD: Khoảng cách từ mắt đến điểm cực viễn: OCv 12,5 37,5 50 cm + Khi đeo kính nhìn vật ở vô cực thì cho ảnh ảo ở điểm cực viễn nên ta có: 1 1 1 1 1 1 / f 50 cm 0,5 m f d d OCv 50 1 1 + Độ tụ của kính là: D 2dp f 0,5 II. DAO ĐỘNG CƠ : 14 câu Câu 9 : (NB - TH) Phát biểu nào sau đây về dao động cưỡng bức là đúng? A. Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ. B. Biên độ của dao động cưỡng bức bằng biên độ của ngoại lực tuần hoàn.
3. C. Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực tuần hoàn. D. Dao động cưỡng bức là dao động có tần số thay đổi theo thời gian. Câu 10: (NB - TH) Dao động duy trì là dao động tắt dần mà ta đã A. làm mất lực cản môi trường đối với vật chuyển động. B. tác dụng ngoại lực biến đổi điều hoà theo thời gian vào vật. C. cung cấp thêm năng lượng để bù lại sự tiêu hao vì ma sát mà không làm thay đổi chu kì riêng của vật. D. kích thích lại dao động khi dao động bị tắt dần. Câu 11: (NB - TH) Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 40 g, lò xo nhẹ có độ cứng lò xo 5 N/m được kích thích dao động điều hòa. Chu kì dao động của con lắc là A. 2,22 s. B. 0,14 s. C. 1,78 s.D. 0,56 s. Câu 12: (NB - TH) Một con lắc lò xo dao động điều hoà. Biết độ cứng k = 36 N/m và vật nhỏ có khối lượng 100 g. Động năng của con lắc biến thiên theo thời gian với tần số là A. 4 Hz. B. 3 Hz. C. 2 Hz. D. 6 Hz. Câu 13: (NB - TH) Con lắc lò xo gồm vật nặng m = 100g và lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m. Tác dụng một ngoại lực cưỡng bức biến thiên điều hòa biên độ F0 và tần số f1 = 6 Hz thì biên độ dao động A1. Nếu giữ nguyên biên độ F0 mà tăng tần số ngoại lực đến f2 = 7 Hz thì biên độ dao động ổn định là A2. So sánh A1 và A2 ? A. A1 > A2 . B. A2 > A1 . C. A1 = A2 . D. A1 ≥ A2. 1 k HD: Tần số riêng của con lắc: f 5,03Hz 0 2π m Câu 14: (VDT) Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ 6cm và chu kì 1s. Tại t = 0, vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm của trục toạ độ. Tổng quãng đường đi được của vật trong khoảng thời gian 2,375s kể từ thời điểm được chọn làm gốc là A. 48cm B. 58.24cm C. 55,76cmD. 42cm HD: + Phương trình dao động: x 6cos(2 t )cm 2 + Trong thời gian ∆t = 2,375s = 2T + 3T/8 vật quét được góc ∆훗 = 2.3600 + 1350 + Quãng đường vật đi được: s = 2.4.6 + 6 + (6 - 32 ) = 55,76 cm
4. Câu 15: (VDT) Hai con lắc lò xo M và N giống hệt nhau, đầu trên của hai lò xo được cố định ở cùng một giá đỡ nằm ngang. Vật nặng của mỗi con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ của con lắc M là A, của con lắc N là A 3 . Trong quá trình dao động chênh lệch độ cao lớn nhất của hai vật là A. Khi động năng của con lắc M cực đại và bằng 0,12J thì động năng của con lắc N là A. 0,08 J. B. 0,27 J. C. 0,12 J. D. 0,09 J. HD: + Ta có khoảng cách theo phương dao động của hai con lắc lò xo M và N là x=x1-x2 2 2 2 2 5 + Xét A A 3A 2. 3A cos => => dao động x1 sớm pha so với -x2 một góc 6 5 => dao động x1 chậm pha hơn x 2 một góc ; Khi động năng của con lắc M cực đại và bằng 6 6 2 A 3 1 2 1 3A 9 1 2 0,12J thì xM=0 =>xN= ; WđN=k3A k . kA =0,27J 2 2 2 4 4 2 Câu 16: (VDT) Một vật dao động điều hoà xung quanh vị trí cân bằng O. Ban đầu vật đi qua O theo chiều dương. Sau thời gian vật chưa đổi chiều chuyển động và tốc độ giảm một nửa so với tốc độ ban đầu. Sau thời gian vật đã đi được 18 cm. Vận tốc ban đầu của vật là A. 25 cm/s. B. 20 cm/s. C. 30 cm/s. D. 40 cm/s. HD: A 3 + Tốc độ giảm một nửa đến li độ: x = . 2 T π + t ω 5rad/s . 1 6 15 + 3A = 18 cm A = 6 cm vmax = 30 cm/s. Câu 17: (VDT) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa với biên độ A = 10 cm. Biết A > Δl0 (Δl0 là độ biến dạng của lò xo khi vật tại vị trí cân bằng), khối lượng vật nặng m = 100 g. Khoảng thời gian ngắn nhất từ lúc độ lớn lực đàn hồi cực đại đến lúc độ lớn lực đàn hồi cực tiểu là T/3. Cho π 2 = 10 và g = 10 m/s2. Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng. Thế năng của vật khi cách vị trí cân bằng 4 cm bằng A. 81 mJ. B. 160 mJ. C. 810 mJ. D. 16 mJ. HD: + Chọn chiều dương hướng xuống. + Lực đàn hồi cực đại ở vị trí x = A + Lực đàn hồi cực tiểu ở vị trí x = - Δℓ Khoảng thời gian ngắn nhất từ lúc lực đàn hồi cực đại đến lực đàn hồi có độ lớn cực tiểu là T/3. A Biểu diễn trên đường tròn ta được:  A cos600 5cm 2 mg Độ cứng của lò xo:  k = 20 N/m k
5. 2 2 Thế năng khi vật cách VTCB 4 cm là: Wt = 0,5kx = 0,5.20.0,04 = 0,016 J = 16 mJ Câu 18: (VDT) . Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình x 1 = 6cos(10t + / 6 ) cm và x2 = 6cos(10t + 5 / 6 ) cm. Tại thời điểm li độ dao động tổng hợp là 3cm và đang tăng thì li độ của dao động thứ hai là A. 10 cm.B. 9 cm. C. 6 cm. D. -3 cm. HD: + Phương trình dao động tổng hợp: x = 6cos(10t + π/2) cm + Khi x = 3cm và đang tăng thì vật đang qua vị trí có li độ + 3cm theo chiều dương. + Dao động thứ 2 nhanh pha hơn dao động tổng hợp góc π/3 => x2 = A2 = 6 cm Câu 19: (VDT) Học sinh thực hành đo chu kì dao động của con lắc đơn bằng đồng hồ bấm giây bằng cách đo thời gian thực hiện một dao động toàn phần. Kết quả 5 lần đo như sau: Lần đo 1 2 3 4 5 T(s) 2,01 2,11 2,05 2,03 2,00 Cho biết thang chia nhỏ nhất của đồng hồ là 0,02s. Kết quả của phép đo chu kì T của con lắc là A. 2,04 ± 1,96% (s).B. 2,04 ± 2,55% (s). C. 2,04 ± 1,57% (s). D. 2,04 ± 2,85% (s). HD: + Giá trị trung bình: T +T +T +T +T T= 1 2 3 4 5 5 + Sai số tuyệt đối trung bình: T T1 T T2 T T5 T 5 + Sai số tuyệt đối của phép đo: T T T ' T + Sai số tỉ đối: .100% T T + Kết quả của phép đo: T T .100% T
6. Câu 20: (VDC) Lò xo nhẹ một đầu cố định, đầu còn lại gắn vào sợi dây mềm, không dãn có treo vật nhỏ m như hình vẽ (H.1). Khối lượng dây và sức cản của không khí không đáng kể. Tại t = 0, m đang đứng yên ở vị trí cân bằng thì được truyền vận tốc v0 thắng đứng từ dưới lên. Sau đó lực căng dây T tác dụng vào m phụ thuộc thời gian theo quy luật được mô tả bởi đồ thị hình vẽ (H.2). Biết lúc vật cân bằng lò xo giãn 10 cm và trong quá trình chuyển động m không va chạm với lò xo. Quãng đường m đi được kể từ lúc bắt đầu chuyển động đến thời điểm t2 bằng A. 60 cm.B. 40 cm. C. 65 cm. D. 45 cm. HD: + Ta có: ∆l0 = 10cm + Lực căng dây T = Fdh ⇒ Tmax khi Fdhmax 2 + Tại thời điểm ban đầu: t = 0 thì T T 6 max 1 lực đàn hồi khi này F k. l T dh0 0 3 max 1 T F max 1 k l dh0 3 0 A 2 l 20cm F T 3 k l A 0 dhmax max 0 + Dây chùng khi lò xo nén và dây căng khi lò xo dãn : + Ta có: s1 = 10 cm 2 1 2 v + s2 = hmax ta có mv mgh s 2 max 2 2g A 3 + Lại có vị trí ném có li độ x l suy ra vận tốc tại đó: v A 0 2 2 3A2 3.202 s2 15cm 8 l0 8.10 ⇒ Quãng đường vật m đi được từ thời điểm ban đầu đến t2 là: s = s1 + 2s2 = 10 + 2.15 = 40 cm Câu 21: (VDC) Hai chất điểm dao động điều hòa trên hai đường thẳng song song kề nhau có vị trí cân bằng nằm trên cùng một đường thẳng vuông góc với quỹ đạo của chúng và có cùng một tần số góc , biên
7. độ lần lượt là A1, A2. Biết A1 + A2 = 8 cm. Tại một thời điểm vật 1 và vật 2 có li độ và vận tốc lần lượt là 2 x1, v1, x2, v2 và thỏa mãn x1v2 + x2v1 = 8 cm /s. Giá trị nhỏ nhất của  là A. 2,2 rad/s.B. 0,5 rad/s. C. 1 rad/s. D. 0,25 rad/s. x1 A1 cos(t 1) A1A2 HD: - Ta có: x1x2 cos(2t 1 2 ) cos( 1 2 ) x2 A2 cos(t 2 ) 2 A1A2.2 - Mặt khác: x1v2 + x2v1 = (x1x2)’ = sin(2t ) 8 2 1 2 8  (1) A1A2.sin(2t 1 2 ) 2 2 A1 A2 - Theo cô si: (A1 + A2) 4A1A2 A A 16 (2) 1 2 4 - Thay (2) vào (1) được: min = 0,5 khi: sin(2t + 1 + 2) = 1 Câu 22: (VDC) Một lò xo có độ cứng 20N/m, đầu trên được treo vào một điểm cố định, đầu dưới gắn vật nhỏ A có khối lượng 100g, vật A được nối với vật B khối lượng 100g bằng môt sợi dây mềm, mảnh, không dãn và đủ dài. Từ vị trí cân bằng của hệ, kéo vật B thẳng đứng xuống dưới một đoạn 20cm rồi thả nhẹ để vật B đi lên với vận tốc ban đầu bằng không. Khi vật B bắt đầu đổi chiều chuyển động thì bất ngờ bị tuột khỏi dây nối. Bỏ qua các lực cản, lấy g = 10m/s2. Khoảng thời gian từ khi vậ B tuột khỏi dây nối đến khi rơi đến vị trí thả ban đầu là A. 0,30 s B. 0,68 s C. 0,26 s D. 0,28 s HD: Sau khi kéo vật B xuống dưới 20 cm và thả nhẹ thì hệ dao động với biên độ 20cm. Vật B đi lên được h1 = 30 cm thì không chịu tác dụng của lực đàn hồi của lò xo nữa. Khi đó vận tốc 3 3 3 k của B có độ lớn v = vmax = A = A = m/s.3 2 2 2 2m v 2 3 Vật B đi lên thêm được độ cao h2 = = m = 15cm.Vật B đổi chiều chuyển động khi lên được 2g 20 độ cao h = h1 + h2 = 45cm = 0,45m Khoảng thời gian từ khi vậ B tuột khỏi dây nối đến khi rơi đến vị trí thả ban đầu là 2h t = = 0,09 = 0,30 s. g III. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM : 13 câu Câu 23: (NB - TH) Để phân biệt âm thanh do các nhạc cụ khác nhau phát ra, người ta dựa vào A. tần số âm.B. âm sắc. C. cường độ âm. D. mức cường độ âm.
8. Câu 24: (NB - TH) Tốc độ truyền sóng cơ học trong một môi trường phụ thuộc vào A. tần số sóng và bước sóng. B. bản chất của môi trường truyền sóng. C. biên độ của sóng, chu kì và bước sóng. D. bước sóng. Câu 25: (NB - TH) Sóng cơ có tần số 80 Hz lan truyền trong một môi trường với vận tốc 2 m/s. Dao động của các phần tử vật chất tại hai điểm trên một phương truyền sóng cách nguồn sóng những đoạn lần lượt 31 cm và 32,5 cm lệch pha nhau A. rad.B. 1,2 rad. C. 2,4 rad. D. 0,6 rad. 2 Câu 26: (NB - TH) Một sợi dây đàn hồi có chiều dài l = 1 m, hai đầu cố định. Kích thích cho sợi dây dao động với tần số f = 10 Hz thì trên dây xuất hiện sóng dừng với 4 bụng sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây bằng A. 5 m/s. B. 7,5 m/s. C. 2,5 m/s. D. 10 m/s. λ v HD: l = k = k , k = 4 2 2f Câu 27: (VDT) Một sóng cơ lan truyền theo trục Ox với tốc độ 0,8 m/s và tần số nằm trong khoảng từ 25 Hz đến 35 Hz. Gọi A và B là hai điểm thuộc Ox, ở cùng một phía đối với O và cách nhau 10 cm. Hai phần tử môi trường tại A và B luôn dao động ngược pha nhau. Tần số sóng là A. 30 Hz. B. 32 Hz. C. 28 Hz. D. 34 Hz. HD: Hai phần tử môi trường tại A và B luôn dao động ngược pha nhau, ta có: 2 d 2d 20 2k 1   2k 1 2k 1 v 80 Tần số sóng là: f 4 2k 1  20 2k 1 Mà 25 f 35 25 4 2k 1 35 2,625 k 3,875 k 3 f 4 2k 1 28 Hz . Câu 28: (VDT) Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 11cm dao động cùng pha, cùng tần số 20Hz, tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 80cm/s. Số đường dao động cực đại và cực tiểu quan sát được trên mặt nước là A. 4 cực đại và 5 cực tiểu.B. 5 cực đại và 4 cực tiểu. C. 5 cực đại và 6 cực tiểu.D. 6 cực đại và 5 cực tiểu. HD: + Bước sóng  = v/f = 4 cm AB AB + Số cực đại: k => - 2,75 5 điểm dao động cực đại   AB 1 AB 1 + Số cực tiểu: k => - 3,25 6 điểm dao động cực tiểu  2  2
9. 2πx Câu 29: (VDT) Một sóng cơ có phương trình u = 6cos(20πt - ) (mm), trong đó x tính bằng cm, t tính 25 bằng giây. Tốc độ truyền sóng là A. 25 cm/s.B. 2,5 m/s. C. 250 mm/s. D. 25 m/s. HD: λ = 25 cm, f = 10Hz, v = λf = 250 cm/s = 2,5 m/s Câu 30: (VDT) Cường độ âm tại một điểm trong môi trường truyền âm là I = 10-4 W/m2. Biết cường độ -12 2 âm chuẩn là I0 = 10 W/m . Mức cường độ âm tại điểm đó bằng A. 8 (dB). B. 0,8 (dB).C. 80 (dB). D. 80 (B). I HD: L = 10lg = 80 dB I0 Câu 31: (VDT) Trên một đường thẳng cố định trong môi trường đẳng hướng, không hấp thụ và phản xạ âm, một máy thu ở cách nguồn âm một khoảng d thu được âm có mức cường độ âm là L; khi dịch chuyển máy thu ra xa nguồn âm thêm 9 m thì mức cường độ âm thu được là L – 20 (dB). Khoảng cách d là A. 8 mB. 1 mC. 9 m D. 10 m HD: 2 I d d 9 + 1 2 1 . L1 L2 10 lg 10 lg 20 20 lg d1 1m I 2 d1 d1 Câu 32: (VDT) Hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 20cm, cùng tần số 40Hz, ngược pha. Tốc độ truyền sóng là 1,2 m/s. Xét các điểm trên mặt nước thuộc đường tròn tâm A, bán kính AB. Điểm nằm trên đường tròn dao động với biên độ cực tiểu cách đường trung trực của AB gần nhất 1 khoảng là A. 26,15 mm. B. 27,75 mm. C. 19,76 mm. D. 32,4m. HD: v + Ta có  =3cm; f + Hai nguồn dao động ngược pha điểm dao động với biên độ cực tiểu d2 d1 k , M nằm gần đường trung trực nhất ta lấy k 1 2 2 2 o Với k=1 ta có d2 d1  3cm =>d2 = 23cm => 23 20 20 2.20.20cos =>α=70,199 x = 10 - 20cos70,199o = 32,25mm 2 2 2 o Với k = -1 ta có d2 d1  3cm =>d2=17cm =>17 20 20 2.20.20cos =>α=50,30 x = 20cos50,30o -10=27,75 mm. Câu 33: (VDC) Tại mặt nước, hai nguồn kết hợp được đặt ở A và B cách nhau 14 cm, dao động điều hòa cùng tần số, cùng pha, theo phương vuông góc với mặt nước. Sóng truyền trên mặt nước với bước sóng 1,5 cm. Điểm M nằm trên đoạn AB cách A một đoạn 6 cm. Ax, By là hai nửa đường thẳng trên mặt nước, cùng một phía so với AB và vuông góc với AB. Cho điểm C di chuyển trên Ax và điểm D di chuyển trên By sao
10. cho MC luôn vuông góc với MD. Khi diện tích của tam giác MCD có giá trị nhỏ nhất thì số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn CD là A. 14. B. 13. C. 15.D. 12. HD: Diện tích tam giác MCD 1 1 1 S MC.MD AC2 AM2 . BD2 BM2 x2 62 . y2 82 2 2 2 x 6 3 Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki x2 62 . y2 82 xy 48 Dấu “=” xảy ra khi y 8 4 Hay 4x 3y CA MB Vì CMD + DMB = 900 nên sinCMA = cosDMB  (1) CM MD x 8  (2) x2 62 y2 82 x 6 Từ (1) và (2) suy ra y 8 Hiệu đường đi của sóng tại C: 2 2 2 2 dC CB CA x AB x 6 14 6 9,23 Hiệu đường đi của sóng tại D 2 2 2 2 dD DB DA y y 14 8 8 14 8,12 Cực đại: d k d Vậy có 12 điểm dao động cực đại D  C
11. Câu 34: (VDC) Trên sợi dây dài có sóng ngang hình sin truyền qua. Hình dạng của một đoạn dây tại hai thời điểm t1 và t2 có dạng như hình vẽ bên. Trục Ou biểu diễn li độ của các phần tử M và N ở các thời điểm. Biết t2 – t1 = 0,05 s và nhỏ hơn một chu kì sóng. Tốc độ cực đại của một phần tử trên dây bằng? A. 34 cm/s. B. 3,4 m/s. C. 4,25 m/s. D. 42,5 cm/s. HD: Từ hình vẽ, ta xác định được uM 20mm Z uM 20mm [ + t1 , t2 u N 15,4mm Z u N A 20 cos 2 2 A 2 15,3 20 15,3 Ta có: 2cos 1 2 1 A 21,6 mm. 15,3 2 A A A cos A Từ đây ta tìm được  5 rad s. Tốc độ cực đại vmax A 340 mm s 34cm / s. Câu 35: (VDC) 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 t 2 = t1 + 0,4 s li độ của phần tử D có li độ gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 6,62 mm. B. 21,54 mm. C. 6,55 mm. D. 6,88 mm. HD: Từ thời điểm t0 đến t1 : C1  - 20 8 20 A B0 C0 B1 D
12. + Véc tơ biểu diễn dao động của B quay góc B00B1 = - ( + ) + Véc tơ biểu diễn dao động của C quay góc C00C1= ( + ) (  )  => Ta có : t = t1 – t0 =   => = 2(  ) =>  = /2 + Ta có : cos = sin = 1 cos 2  82 => 20/A = 1 => A = 4 29 cm A2 + Véc tơ biểu diễn dao động của D đang từ VTCB cũng quay góc /2 giống như B và C nên tới vị trí biên. + Đến thời điểm t2 véc tơ biểu diễn dao động của D 0,4 quay thêm góc .3600 720 u 6,66mm 2 D IV. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: 15 câu Câu 36:( (NB -TH) Trong máy phát điện xoay chiều 3 pha thì A. phần quay là phần ứng. B. stato là phần cảm, rôto là phần ứng. C. phần đứng yên là phần tạo ra từ trường. D. stato là phần ứng, rôto là phần cảm. Câu 37:(NB - TH) Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch xoay chiều là u = 100cos100 t (V). Tần số góc của dòng điện là A. 50 rad/s. B. 100 Hz. C. 50 Hz.D. 100 rad/s. Câu 38: (NB - TH) Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp lí tưởng một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 300 (V). Nếu giảm bớt một phần ba số vòng dây của cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng hai đầu của cuộn thứ cấp là A. 100 (V). B. 220 (V). C. 200 (V). D. 110 (V). HD: N2 + U2 = U1 = 300 V N1 2 N2 ' 3 + U2 = U1 = 200 V N1
13. Câu 39: (NB - TH) Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc 100π rad/s vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự 0,2 cảm L = (H). Cảm kháng của cuộn cảm là π A. 20 Ω. B. 20 2 Ω. C. 1Ω.0 2 D. 40 Ω. HD: ZL = ωL = 20 Ω . Câu 40: (NB - TH) Đoạn mạch xoay chiều có điện áp u = 120cos(100 t + )(V) và cường độ dòng điện 2 chạy qua mạch là i 2 cos(100 t )(A) . Công suất tiêu thụ trên mạch là 3 A. 147 W.B. 73,5 W. C. 84,9 W. D. 103,9 W. 3 HD: P = UIcosφ = 60 2.1. = 73,5 W 2 Câu 41: (VDT) Đặt điện áp xoay chiều u 200cos 100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn 3 cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở và tụ điện mắc nối tiếp theo thứ tự. Điều chỉnh L thì thấy điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằng 200 2 V. Khi đó, điện áp giữa hai đầu đoạn mạch gồm điện trở và tụ điện có biểu thức là A. uRC 200cos 100 t V. B. uRC 200 2 cos 100 t V. 2 2 C. uRC 200cos 100 t V.D. uRC 200 3 cos 100 t V. 6 6 HD: + Khi xảy ra cực đại của điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thì u sớm pha hơn u một góc RC 2 2 2 2 2 U RC U Lmax U (200 2) 100 2 100 6 V → uRC 200 3 cos 100 t V . 6 Câu 42: (VDT) Đặt điện áp u = U0cos100πt vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm R, cuộn dây thuần cảm L và tụ 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 t1 là uAM = 60 V, uMB = 15 7 V; tại thời điểm t2 là uAM = 40 3 V, uMB =30V. Giá trị của U0 là A. 100 V. B. 50 2 V. C. V25.2 D. V. 100 2 HD: + Đoạn mạch M chứa R, đoạn MB chứa L và C => uAM và uMB vuông pha với nhau. + ADCT:
14. 2 602 15 7 1 1 1 2 2 2 2 2 2 u u U0R U0LC U0R 6400 U0R 6400 R LC 1 2 2 2 2 U0R U0LC 1 1 U 3600 40 3 302 0LC 2 2 2 1 U0LC 3600 U0R U0LC 2 2 => Điện áp cực đại: U0 U0R U0LC 6400 3600 100V Câu 43: (VDT) 9: Đặt một điện áp xoay chiều u U 2 cos(100 t) (U không đổi) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm có điện trở r = 10 2 Ω , hệ số tự cảm L biến thiên. Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của công suất tiêu thụ trên trên toàn mạch theo cảm kháng được cho như hình vẽ. Biết P3/P1 = 3, giá trị của điện trở R là A. 40 2 Ω . B. 50 2 Ω . C. 100 Ω. D. 100 2 Ω . HD: + Từ đồ thị ta thấy có hai giá trị của ZL là 60Ω và 140Ω cùng cho 1 giá trị P. + Vị trí P3 đạt cực đại ứng với trường hợp cộng hưởng điện ZL = ZC ZL1 ZL2 60 140 + Mối quan hệ giữa ZL3 với ZL1 và ZL2 là: Z 100Ω L3 2 2 + Khi ZL =0 thì mạch có công suất P1 thỏa mãn P3 /P1 = 3. Ta có: U P I 2.R I 3 3 3 3 3 R r 3 2 U P1 I .R I 2 2 (R r) ZC (R r)2 Z 2 (R r)2 Z 2 C 3 C 3 R r (R r)2 100 Z 2.(R r) 100Ω R 10 2 50 2 10 2 40 2 Ω C 2 Câu 44: (VDT) Người ta muốn truyền đi một công suất 100 kW trên đường dây một pha từ một trạm phát điện với điện áp hiệu dụng 4000 V bằng dây dẫn có điện trở 2 đến nơi tiêu thụ. Cho hệ số công suất là cos 1. Hiệu suất truyền tải điện bằng A. 91,54%.B. 98,75%. C. 92,56%. D. 87,53%.
15. P.R HD: H = 1 - 0,9875 98,75% U2cos2φ Câu45: (VDT) Một đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần, tụ điện và biến trở mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = U0cos(ωt + φ),(U0, ω, φ không đổi). Khi biến trở có giá trị R1 hoặc R2 thì công suất của mạch có cùng giá trị. Khi giá trị biến trở là R1 thì hệ số công suất của đoạn mạch là 0,75. Khi giá trị của biến trở là R2 thì hệ số công suất của đoạn mạch xấp xỉ bằng A. 0,25.B. 0,34.C. 0,66.D. 0,50. HD: + Hai giá trị của R cho cùng công suất tiêu thụ trên mạch có hệ số công suất thỏa mãn: 2 2 2 2 cos 1 cos 2 1 cos 2 1 cos 1 1 0,75 0,66. Câu 46: (VDT) Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện 1 10 3 dung C mắc nối tiếp. Biết R 30;L H;C F . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = 5 16 200cos2100πt V (t tính bằng s). Điện áp tức thời giữa hai bản tụ điện có giá trị cực đại bằng A. 320 V.B. 160 V.C. 200 V.D. 260 V. 2 1 cos 200 t HD: + Biến đổi u 200cos 100 t 200 100 100cos 200 t . 2 + Ta có thể xem điện áp này là tổng hợp của điện áp không đổi và điện áp xoay chiều, điện áp không đổi không cho dòng qua tụ nên ta bỏ qua. + Cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch ZL 40  , ZC 80  . U0ZC 100.80 Điện áp cực đại trên tụ U0C 100 100 260 V . Z 30 40 80 2 Câu 47: (VDC) Một đoạn mạch AB gồm đoạn AM là một cuộn dây có điện trở thuần mắc nối tiếp với đoạn MB là một tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp uAB = U0cosωt (ω thay đổi được). Khi tần số dòng điện là 60 Hz thì hệ số công suất của đoạn AM và AB lần lượt là 0,8 và 0,6, đồng thời điện áp uAB trễ pha hơn cường độ dòng điện. Để trong mạch có cộng hưởng điện thì tần số của dòng điện là A. 75 Hz.B. 100 Hz.C. 120 Hz.D. 80 Hz. HD: + Khi f 60Hz , ta chuẩn hóa r 1 , ZL1 x , ZC1 y . r 1 cos AM 0,8 2 2 2 2 x 0,75 r ZL1 1 x  . r 1 25 cos 0,6 y AB 2 12 r2 Z Z 2 12 x y L1 C2 Z nZ 0,75n L L1 + Giả sử khi f ' nf thì mạch xảy ra cộng hưởng Z 25 . Z C1 C n 12n
16. 25 5 Với Z Z  0,75n n f ' 100 Hz . L C 12n 3 Câu 48: (VDC) Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Các giá trị của điện trở R, độ tự cảm L điện dung C thỏa điều kiện 4L= CR2. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số thay đổi được. Khi tần số f1 = 60 Hz thì hệ số công suất của mạch điện 5 là k. Khi tần số f2 =120 Hz thì hệ số công suất của mạch điện làk k  Khi tần số là f3 thì hệ số công suất 2 4 1 60 của mạch điện là k . Giá trị của f3 gần giá trị nào nhất sau đây? 3 61 A. 110 Hz. B. 140 Hz. C. 94 Hz. D. 65 Hz. HD: + Giả sử f3 = n.f. + Theo bài, tỉ lệ giữa các tần số và chọn đại lượng ZL để chuẩn hóa, ta có bảng chuẩn hóa sau: f ZL ZC f1 1 X x f = 2f 2 2 1 2 x f3 = nf1 n n 2 2 + Theo đề: 4L= C.R R = 4ZL.ZC Thế vào biểu thức tổng trở: + Ta có tổng trở: 2 2 2 2 2 Z R (ZL ZC ) 4ZL.ZC (ZL ZC ) ZL 2ZL.ZC ZC ZL ZC 5 5 R 5 R R 5 R R 5 R + Theo đề: k k thì cos cos  .  .  . 2 1 2 1 x 4 4 Z2 4 Z1 ZL2 ZC2 4 ZL1 ZC1 2 4 1 x 2 1 5 1 => . x 4 ; R = 4 x 2 4 1 x 2 60 R 60 R 60 4 60 n 60 + k ; cos    3 3 4 2 61 Z3 61 ZL3 ZC3 61 n 61 n 4 61 n => 60n2 244n 240 0 5 12 Phương trình có 2 nghiệm: n1 = => f3 = 100 Hz; n2 = => f3 = 144 Hz. 3 5 Chọn giá trị f3 = 140Hz.
17. Câu 49: (VDC) Cho mạch điện xoay chiều hai đầu AB, gồm hai đoạn AM và MB chứa điện trở thuần, cuộn dây và tụ điện mắc nối tiếp. Điện áp tức thời giữa hai đầu AB, AM, MB tương ứng là uAB, uAM, uMB, được biểu diễn bằng đồ thị hình bên theo thời gian t. Biết cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i = 2 cos(ωt) (A). Công suất tiêu thụ trên các đoạn mạch AM và MB lần lượt là A. 90,18 W và 53,33 W. B. 98,62 W và 56,94 W. C. 82,06 W và 40,25 W. D. 139,47 W và 80,53 W. HD: -3 -3 Quan sát đồ thị uAB ta có uAB = 0 hai lần liên tiếp tại các thời điểm t1 = 5.10 s và t2 = 15.10 s T Suy ra : t t T 0,02s  100 rad/s 2 2 1 Dựa vào đồ thị ta có uAB 220 2 cos100 t (V) . Ta nhận thấy u và i cùng pha. Giả sử phương trình uAM U0 AM cos 100 t AM (V) 10 3 Quan sát đồ thị uAM ta có khi t .10 s thì uAM = 0 3 U cos 100 t 0 cos 100 t cos 0 AM AM AM 2 10 3 cos 100 . .10 AM cos cos AM cos AM 3 2 3 2 6 Giả sử phương trình uMB U0MB cos 100 t MB (V) 3 Quan sát đồ thị uMB ta có khi t 7,5.10 s thì uMB = 0 U cos 100 t 0 cos 100 t cos 0MB MB MB 2  3 3 U0AM cos 100 .7,5.10 MB cos cos MB cos AM 2 4 2 4  I Theo định lý hàm sin ta có π/6 0  π/4 U0AB  U0MB
18. U U U 0MB 0 AB 0 AM 7 sin sin sin 6 12 4 U 220 2 U U0 AM 227,76V 0MB 0 AM 7 U 161,05V sin sin sin 0MB 6 12 4 227,76 3 Công suất trên đoạn AM: P U I cos .1. 139,47W AM AM AM 2 2 161,05 2 Công suất trên đoạn MB: P U I cos .1. 80,525W. MB MB MB 2 2 Câu 50: (VDC) Đặt điện áp u = U cos2πft (U không đổi, f thay đổi P (W) được) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp. Khi f = 25 Hz thì điện áp giữa hai đầu mạch u 50 sớm pha rad so với điện áp giữa hai bản tụ uC. Hình vẽ bên là đồ thị 3 phụ thuộc của công suất mạch tiêu thụ vào tần số f. Giá trị P3 gần giá trị nào nhất sau đây ? P3 A. 18 W. B. 30 W. O 25 f (Hz) C. 9,2 W. D. 6,5 W. HD: - Khi f = f1 = 25 Hz thì độ lệch pha giữa u và i là φ1 = - + = - rad → tanφ1 = = - → ZL1 – ZC1 = - R (1) 2 2 2 2 - Khi f = f2 = 3f1 = 75 Hz thì P1 = P2 → cos φ1 = cos φ2 → (ZL1 – ZC1) = (ZL2 – ZC2) 2 2 Hay (ZL1 – ZC1) = (3ZL1 – ) → ZL1 = thay vào (1) → ZC1 = R và ZL1 = R (2) - Khi f = f3 = 12,5 Hz = → ZL3 = R; ZC3 = R (3) Từ (2) và (3) ta có = → P3 = P1 = 18,9 W. HẾT