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

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

1. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT ĐÔNG SƠN 1 MÔN THI: VẬT LÍ (Đề thi có 50 câu gồm 14 trang) Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian phát đề. Họ, tên giáo viên ra đề: Lê Văn Tú, Nguyễn Đức Lộc, Nguyễn Thế Mạnh, Lê Ngọc Ánh Mã đề thi 123 Số điện thoại liên hệ: 0936.755.288 LỚP 11: 8 Câu = 6 (NB-TH) + 2 VDT Câu 1: (NB-TH) Hai điện tích điểm q1, q2 trái dấu, đặt cách nhau một khoảng r trong chân không. Độ lớn lực tương tác điện giữa hai điện tích là q q q q q q q q A. F 9.109 1 2 . B. F 9.109 1 2 . C. F 9.109 1 2 . D. F 9.109 1 2 . r r 2 r 2 r Câu 2: (NB -TH) Dòng điện không đổi là dòng điện có A. chiều không thay đổi theo thời gian. B. cường độ không thay đổi theo thời gian. C. điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây không đổi theo thời gian. D. chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian. Câu 3: (VDT) Để bóng đèn loại 12V – 6W sáng bình thường ở khi nối vào nguồn điện không đổi có suất điện động 24V, điện trở trong 1Ω người ta phải mắc nối tiếp với bóng đèn một điện trở có giá trị là: A. R = 40 (Ω). B. R = 50 (Ω). C. R = 45 (Ω). D. R = 35 (Ω). Hướng dẫn Điện trở bóng đèn và cường độ dòng điện khi hoạt động bình thường U 2 P RĐ 3 IĐ 0,5A P U  24 Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: I R 45 R RĐ R 3 Câu 4 : (NB -TH) Hạt tải điện chủ yếu trong chất điện phân là A. êlectron và lỗ trống. B. ion âm và êlectron. C. ion dương và êlectron. D. ion âm và ion dương. Câu 5: (NB-TH)Đặt một điện tích âm, khối lượng rất nhỏ vào một điện trường đều rồi thả nhẹ. Điện tích có thể chuyển động A. cùng chiều với chiều của đường sức điện. B. ngược chiều với chiều của đường sức điện. C. theo một đường thẳng vuông góc với đường sức điện. D. theo một quỹ đạo tròn. Hướng dẫn: Điện tích không có vận tốc đầu nên sẽ chuyển động cùng chiều với lực điện, mà điện tích mang điện âm nên lực điện ngược chiều đường sức điện. Câu 6: (NB-TH) Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,1 H, cường độ dòng điện qua ống dây giảm đều đặn từ 2 A về 0 trong khoảng thời gian là 4 s. Suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống trong khoảng thời gian đó là A. 0,03 V. B. 0,04 V. C. 0,05 V. D. 0,06 V. Hướng dẫn i Suất điện động tự cảm: e L 0,05V tc t Câu 7:(NB-TH) Tia sáng truyền trong không khí tới gặp mặt thoáng của chất lỏng có chiết suất n = 3 . Nếu tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau thì góc tới bằng A. 30°. B. 60°. C. 75°. D. 45°. Hướng dẫn 1
2. r 900 i 0 0 + n1 sin i n2 sin r  sin i 3 sin 90 i i 60 n1 1;n2 3 Câu 8: (VDT) Vật sáng nhỏ AB đặt vuông góc trục chính của thấu kính. Khi vật cách thấu kính 30 cm thì cho ảnh thật A1B1. Đưa vật đến vị trí khác thì cho ảnh ảo A2B2 cách thấu kính 20 cm. Nếu hai ảnh A1B1 và A2B2 có cùng độ lớn thì tiêu cự của thấu kính bằng A. 20 cm. B. 15 cm. C. 30 cm. D. 18 cm. Hướng dẫn + Vì đối với thấu kính phân kì vật thật luôn cho ảnh ảo do đó thấu kính chỉ có thể là thấu kính hội tụ. / f 15 cm f d k1 k2 f 20 f + k /  d f d f 30 f f f 20 cm II. DAO ĐỘNG CƠ : 14 câu = 5 (NB-TH) + 6 VDT + 3VDC Câu 9 : (NB - TH) Gia tốc của vật dao động điều hòa có độ lớn bằng nửa giá trị cực đại khi vật có A. động năng cực đại. B. động năng bằng ba lần thế năng. C. thế năng bằng động năng. D. thế năng bằng ba lần động năng. Câu 10: (NB - TH) Một vật đang dao động điều hoà thì vectơ gia tốc của vật luôn A. hướng ra xa vị trí cân bằng. B. cùng chiều chuyển động của vật. C. ngược chiều chuyển động của vật. D. hướng về vị trí cân bằng. Câu 11: (NB - TH) Một vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm liên tục theo thời gian là A. biên độ và gia tốc. B. li độ và tốc độ. C. biên độ và cơ năng. D. biên độ và tốc độ. Câu 12: (NB - TH) Có 2 con lắc đơn cùng chiều dài dây treo, 2 quả cầu làm từ cùng một vật liệu, cùng kích thước nhưng một quả cầu đặc, một quả cấu rỗng. Đồng thời, cho 2 con lắc dao động tắt dần trong một môi trường với cùng biên độ góc thì A. con lắc có treo quả cầu đặc dừng lại trước. B. con lắc có treo quả cầu rỗng dừng lại trước. C. hai con lắc dừng lại đồng thời. D. chưa xác định được con lắc nào dừng lại trước. Câu 13: (NB-TH) Phương trình dao động của một vật dao động điều hòa có dạng x= 8cos(2πt + ) 2 (cm). Nhận xét nào sau đây về dao động điều hòa trên là sai? A. Sau 0,5 giây kể từ thời điểm ban đầu,vật lại trở về vị trí cân bằng. B. Gốc thời gian được chọn lúc chất điểm đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. C. Trong 0,25 (s) đầu tiên, chất điểm đi được một đoạn đường 8 cm. 3 D. Sau s kể từ lúc bắt đầu khảo sát, tốc độ của vật bằng không. 4 Câu 14: (VDT) Hai chất điểm dao động điều hoà trên hai trục toạ độ Ox và Oy vuông góc với nhau (O là vị trí cân bằng của hai chất điểm). Biết phương trình của hai chất điểm x = 2cos(5πt + π/2) (cm), y=4cos(5πt–π/6) (cm). Khi chất điểm thứ nhất có li độ x= 3 cm và đang đi theo chiều âm thì khoảng cách giữa hai chất điểm gần giá trị nào nhất? A. 3 3 cmB. cmC. 7 2 3 cmD. 15 cm Hướng dẫn y chậm pha hơn x một góc 2π/3 Biểu diễn trên đường tròn lượng giác của x và y ta có: 2
3. Tại thời điểm t: x(t)= 3 và đi theo chiều âm => y(t) = 2 3 và đi theo chiều âm Hai chất điểm dao động điều hoà trên hai trục Ox và Oy vuông góc với nhau => Khoảng cách giữa hai chất điểm: d x2 y2 15 cm. Câu 15: (VDT) Trong một thang máy đứng yên có treo một con lắc lò xo. Con lắc gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k. Ở thời điểm t nào đó khi con lắc đang dao động, thang máy bắt đầu chuyển động nhanh dần đều theo phương thẳng đứng đi lên. Nếu tại thời điểm t, con lắc: A. Ở vị trí biên trên thì biên độ dao động giảm đi. B. Ở vị trí biên dưới thì biên độ dao động tăng lên. C. Qua vị trí cân bằng thì biên độ dao động sẽ không thay đổi. D. Qua vị trí cân bằng thì biên độ dao động sẽ tăng lên. Hướng dẫn Thang máy cđ với gia tốc a theo phương thẳng đứng thì VTCB di chuyển đoạn m(g a) mg ma OO' l ' l k k k Có x’=x ± OO’ 2 2 2 v 2 v So sánh A x và A' x ' suy ra đáp án D   Câu 16: (VDT) Trong khoảng thời gian t, con lắcđơn dao động nhỏ có chiều dài l0 thực hiện được 12 dao động toàn phần. Nếu giảm chiều dài của con lắc 16 cm thì trong khoảng thời gian t như trên, con lắc thực hiện được 20 dao động toàn phần. Chiều dài của con lắc là A. 20 cm B. 40 cm C. 50 cm D. 25 cm Hướng dẫn Chu kì dao động của con lắcđơn ban đầu và sau khi thay đổi chiều dài l t 2 0 g 12 l0 16 12 Shift Solve  l0 25cm l 20 l0 16 t 0 2 g 20 Câu 17: (VDT) Con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ tích điện q và sợi dây không co giãn, không dẫn điện. Khi chưa có điện trường con lắc dao động điều hòa với chu kì 2s. Sau đó treo con lắc vào điện trường đều, có phương thẳng đứng thì con lắc dao động điều hòa với chu kì 4s. Tính chu kì dao động điều hòa của con lắc khi treo con lắc trong điện trường đều có cường độ như trên và có phương ngang. A. 0,84 s. B. 2,78 s. C. 2,61 s. D. 1,79 s. Hướng dẫn       F  Khi có điện trường thì trọng lực hiệu dụng: P ' P F => g ' g g a m  F với a m Chu kì của con lắc khi có điện trường thẳng đứng tăng => g’ = g – a l T 2 g T ' g g Ta có 4 a 0,75g. l T g a g a T ' 2 g a Chu kì dao động của con lắc khi điện trường nằm ngang: g T’’ = .T 1,79s => Chọn D g 2 a2 3
4. Câu 18: (VDT) Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng 100g, tích điện q=5.10 -6(C) và lò xo có độ cứng 10(N/m). Khi vật đang ở VTCB, người ta kích thích dao động bằng cách tạo ra một điện trường đều theo phương nằm ngang dọc trục lò xo có cường độ E=104(V/m) trong khoảng thời gian ∆t=0,05π(s) rồi ngắt điện trường. Bỏ qua ma sát. Tính năng lượng của con lắc khi ngắt điện trường ? A. 0,5JB. 0,0375JC. 0,025JD. 0,0125J Hướng dẫn Có T=0,2π(s) nên ∆t=T/4 qE Khi chưa tắt điện trường con lắc dao động quanh VTCB là vị trí lò xo dãn l 5.10 3 (m) 0 k Nên A=5.10-3(m) Vậy sau thời gian ∆t con lắc đang ở VTCB nên v=Aω Khi ngắt điện trường con lắc dao động quanh VTCB ban đầu với biên độ 2 2 v 1 2 A' A 5 2(cm) W kA' 0,025(J )  2 Câu 19: (VDT) Hai chất điểm M, N dao động điều hòa cùng tần số góc dọc theo hai đường thẳng song song canh nhau và song song với trục Ox. VTCB của M và N đều nằm trên đường thẳng đi qua gốc tọa độ và vuông góc với Ox. Biên độ của M và N là A1 và A2 (A1 > A2). Biên độ dao động tổng hợp của hai chất điểm là 7cm. Trong quá trình dao động khoảng cách lớn nhất giữa M và N theo phương Ox là 2 97cm . Độ lệch pha hai dao động là rad . Giá trị của A 2 là : 3 A. 10cm ; 3cm B. 8cm ; 6cm C. 8cm ; 3cm D. 10cm ; 8cm Hướng dẫn 2 d x x 97 A2 A2 2A A cos( ) (1) max 1 2 max 1 2 1 2 3 2 2 2 2 Mặt khác x=x1+x2 có : 7 A A 2A A cos( ) (2) 1 2 1 2 3 Giải hệ (1) và (2) suy ra A2=3cm hoặc A2=8cm Câu 20: (VDC) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, kích thích cho con lắc dao động điều hòa với biên độ A. Đồ thị (1) biểu diễn lực phục hồi phụ thuộc vào thời gian. Đồ thị (2) biểu diễn độ lớn lực đàn hồi phụ thuộc vào thời gian. Lấy g = 10 m/s2 và π2=10. Độ cứng của lò xo là: A. 100 N/m B. 400 N/m C. 200 N/m D. 300 N/m Hướng dẫn Tại t = 0: vật xuất phát ở biên dương Fdh k l0 x 1 Tại t1: k. l0 1 (*) Fph kx 0 Fdh k l0 x 1 Tại t2: ( ) Fph kx kA Từ (*) và ( ) suy ra A 2. l0 4
5. A 2T 2 1 l Tại t=2/15 (s) có x l nên T 2 0 l 0,01(m) 1(cm) 0 2 3 15 5 g 0 Từ (*) suy ra k=100(N/m) Câu 21: (VDC) Một con lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 40N/m, một đầu gắn vào giá cố định, đầu còn lại gắn vào vật nhỏ có khối lượng m = 100g. Ban đầu giữ vật sao cho lò xo nén 4,8cm rồi thả nhẹ. Hệ số ma sát trượt và ma sát nghỉ giữa vật và mặt bàn đều bằng nhau và bằng 0,2. Lấy g = 10m/s2. Tính quãng đường cực đại vật đi được cho tới khi dừng hẳn. A. 23cmB. 64cmC. 32cmD. 36cm Hướng dẫn mg VTCB trong mỗi nửa chu kỳ cách O: x 0,005(m) 0,5(cm) 0 k 2mg Độ giảm biên độ sau mỗi nửa chu kỳ là A 0,01(m) 1(cm) k Ta có: 0,5 4,8 n 0,5 4,3 n 5,3 n 5 Vậy vật dừng tại vị trí cách O: x=-0,2(cm) 1 1 Ta có: kA2 kx2 mg.S S 0,23(m) 0,23(cm) 2 2 Câu 22: (VDC) Hai con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa dọc theo hai đường thẳng song song kề nhau và song song với trục Ox. Hai vật nặng có cùng khối lượng. Vị trí cân bằng của hai dao động đều nằm trên một đường thẳng qua gốc tọa độ và vuông góc với trục Ox. Đồ thị (1), (2) lần lượt biểu diễn mối liên hệ giữa lực kéo về F kv và li độ x của con lắc 1 và con lắc 2. Biết tại thời điểm t, hai con lắc cùng qua vị trí cân bằng theo cùng một chiều. Sau đó một khoảng thời gian ngắn nhất bằng 0,5 s con lắc 1 có động năng bằng W và bằng một nửa cơ năng của nó, thì thế năng của con lắc 2 khi đó có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 1,43 W.B. 2,36 W. C. 3,75 W.D. 0,54 W. Hướng dẫn Từ đồ thị, ta thấy: Fkv1 2N k1 100(N / m) x1 A1 2cm Fkv2 3N k2 300(N / m) x2 A2 1cm Vì 2 vật cùng khối lượng nên: 2 31 Tại thời điểm con lắc thứ nhất có động năng bằng một nửa cơ A năng, ta có: x 1 2(cm) 1 2 Giả sử tại thời điểm t, hai con lắc cùng qua VTCB theo chiều dương. Từ VTLG, ta thấy tại thời điểm 0,5s con lắc thứ 2 quay được góc 3 3 (Rad) 2 1 4 Li độ của con lắc thứ 2 khi đó: 3 x A cos( ) 0.98.10 3 (m) 2 2 4 2 Thế năng của con lắc thứ 2 tại thời điểm t + 0,5 s là: 5
6. 1 W' k x2 1,43W t 2 2 2 III.SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM : 13 câu = 4(NB -TH) + 6VDT + 3VDC Câu 23: (NB - TH) Sóng cơ học lan truyền trong môi trường đàn hồi với tốc độ v không đổi, khi tăng tần số sóng lên 2 lần thì bước sóng: A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. không đổi. D. giảm 2 lần. Câu 24: (NB - TH) Khi biên độ sóng tại một điểm tăng ℓên gấp đôi, tần số sóng không đổi thì A. năng ℓượng sóng tại điểm đó không thay đổi. B. năng ℓượng sóng tại điểm đó tăng ℓên 2 ℓần. C. năng ℓượng sóng tại điểm đó tăng ℓên 4 ℓần. D. năng ℓượng sóng tại điểm đó tăng ℓên 8 ℓần. Câu 25: (NB - TH) Một sợi dây đàn dài 80 cm dao động tạo ra sóng dùng trên dây với tốc truyền sóng là 20 m/s. Tần số âm cơ bản do dây đàn phát ra là A. 25 Hz. B. 20 Hz. C. 12,5 Hz. D. 50 Hz. Hướng dẫn  v v v  k k f k f1 12,5 Hz Chọn C 2 2f 2 2 t d Câu 26: (NB - TH) Cho một sóng ngang u cos 2 ( ) (mm) , trong đó d tính bằng cm, t tính 0,1 50 bằng giây. Bước sóng là: A. λ= 0,1 m B. λ= 50 cm C. λ= 8 mm D. λ= 1 m Hướng dẫn λ= 50 cm Câu 27: (VDT) Một sóng có tần số góc 110 rad/s truyền qua hai điểm M và N trên phương truyền sóng cách nhau gần nhất 0,45 m sao cho khi M qua vị trí cân bằng thì N ở vị trí có tốc độ dao động bằng 0. Tính tốc độ truyền sóng. A. 31,5 m/s. B. 3,32 m/s. C. 3,76 m/s. D. 6,0 m/s. Hướng dẫn Hai điểm M và N gần nhất dao động vuông pha nên  = 0,45 ( m ) 4    1,8 m v 31,5 m / s Chọn A. T 2 Câu 28: (VDT) Sóng truyền đến điểm M rồi đến điểm N cách nó 15 cm. Biết biên độ sóng không đổi 2 3 cm và bước sóng 45cm. Nếu tại thời điểm nào dó M có li độ 3 cm thì li độ tại N có thể là: A. 3cm. B. 2 3cm. C. 2 3cm. D. 1cm. Hướng dẫn: uM 2 3 cost 3cm t 2 d 2 .15 2 3  45 3 2 u 2 3 cos t 2 3 cm  3 cm N EF /3 3 Chọn B Câu 29: (VDT) Sóng âm khi truyền trong chất rắn có thể là sóng dọc hoặc sóng ngang và lan truyền với tốc độ khác nhau. Tại trung tâm phòng chống thiên tai nhận được hai tín hiệu từ một vụ động đất cách nhau một khoảng thời gian 270 s. Biết tốc độ truyền sóng trong lòng đất với sóng ngang và sóng dọc lần lượt là 5 km/s và 8 km/s. Tâm chấn động đất cách nơi nhận được tín hiệu : A. 570 km. B. 730km. C. 3600 km. D. 3200 km. Hướng dẫn   t 270 Theo bài ra: t  3600 km Chọn C. v v 1 1 1 1 1 2 v1` v2 5 8 6
7. Câu 30: (VDT) Tại một điểm nghe được đồng thời hai âm: âm truyền tới có mức cường độ 68 dB và âm phản xạ có mức cường độ 60 dB.Mức cường độ âm toàn phần tại điểm đó là A. 5dB. B. 68,64 dB. C. 66,19 dB. D. 62,5 dB. Hướng dẫn L 68 60 I = I1 +I2 10 = 10 + 10 L 68,64 dB. Câu 31: (VDT) Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng pha, cùng tần số f = 32 Hz. Tại một điểm M trên mặt nước cách các nguồn A, B những khoảng d1= 28 cm, d2 = 23,5 cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực AB có 1 dãy cực đại khác.Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A. 34 cm/s. B. 24 cm/s. C. 72 cm/s. D. 48 cm/s. Hướng dẫn Vì d1> d2 nên M nằm về phía B.Hai nguồn kết hợp cùng pha, đường trung trực là cực đại giữa ứng với hiệu đường đi d1− d2 = 0, cực đại thứ nhất d1− d2 = λ, cực đại thứ hai d1− d2 = 2λ  2,25 cm v f 72 cm / s Chọn C Câu 32: (VDT) Ở mặt thoáng của chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách nhau 18 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = uB = acos20πt (t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mật chất lỏng là 50 cm/s. Gọi M là điểm ở mặt chất lỏng gần A nhất sao cho phần tử chất lỏng tại M dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn A.Chu vi tam giác AMB là A. 52cm B. 45cm C. 42,5 cm. D. 43cm Hướng dẫn Điểm M là cực đại và dao động cùng pha với A và B thì MA = nλ và MB = mλ. Điểm M là cực đại và dao động cùng pha với A và gần A nhất thì MA = λ = 5 cm AB AB Xét: 3 0,6 → Đường cực đại gần A nhất có hiệu đường đi MB − MA = 3λ  MB = MA + 3λ = 4λ→ AB + BM + MA = 43 (cm) → Chọn D. Câu 33: (VDC) Trên bề mặt nước có hai nguồn kết hợp A và B ngược pha cách nhau 6 cm. Gọi O là trung điểm của AB. Bước sóng lan truyền 1,5 cm. Điểm cực đại trên khoảng OB cách O gần nhất và xa nhất lần lượt là A. 0,75 cm và 2,25 cm. C. 0,375 cmvà 1,875 cm. B. 0,375 cm và 1,5 cm. D. 0,375 cm và 2,625 cm. Hướng dẫn Hai nguồn kết hợp ngược pha (O là cực tiểu; OB = 2λ) cực đại thuộc OB  x 0,375 cm   min 4 x k 2 4   x n max 2 4 OB x 3 0,375 Với n là số nguyên lớn nhất thỏa mãn n min 3,5 n 3 0,5 0,5.1,5   x n 2,625 m Chọn D. max 2 4 Câu 34: (VDC) Sóng dọc lan truyền trong một môi trường với bước sóng 15 cm với biên độ không đổi A = 5 3 cm. Gọi M và N là hai điểm cùng nằm trên một phương truyền sóng mà khi chưa có sóng truyền đến lần lượt cách nguồn các khoảng 20 cm và 30 cm. Khoảng cách xa nhất giữa 2 phần tử môi trường tại M và N khi có sóng truyền qua là : A. 20 cm. B. 10(1 + ) cm. C. 25 cm. D. 5 cm. Hướng dẫn Giả sử sóng truyền qua M rồi đến N thì dao động tại M sớm pha hơn dao động tại N: 2 MN /  4 / 3. Chọn lại gốc thời gian để phương trình dao động tại M là: u1 5 3cost cm thì phương trình dao động tại N là: u2 5 3 cos t 4 / 3 cm. 7
8. Độ lệch li độ của hai phần tử tại M và tại N: u u2 u1 5 3 cos t 4 / 3 5 3 cost 15cos t 5 / 6 cm umax = 15 cm Khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử tại M và N: Lmax = 10+15 = 25 cm Câu 35: (VDC) Trên một sợi dây OB căng ngang, hai đầu cố định đang có u(cm) sóng dừng với tần số f xác định. Gọi M, N và P là ba điểm trên dây có vị trí cân bằng cách B lần lượt là 4 cm, 6 cm và (1) 38 cm. Hình vẽ mô tả hình dạng sợi dây tại thời điểm t1 3 (2) (đường 1) và t2 t1 (đường 2). Tại thời điểm t 1, li độ x(cm) 4f O 12 24 36 của phần tử dây ở N bằng biên độ của phần tử dây ở M và B tốc độ của phần tử dây ở M là 60 cm/s. Tại thời điểm t 2, vận tốc của phần tử dây ở P là A. −40 (cm/s). B. 40 3 (cm/s). C. −60 (cm/s) D. 20 3 (cm/s). Hướng dẫn Bước sóng:  36 12 24 cm ; Điểm M và N thuộc cùng 1 bó sóng nên dao động cùng pha nhau và ngược pha với điểm P Gọi A là biên độ tại bụng, điểm N là điểm bụng nên AN A, điểm M cách điểm bung gần nhất là 2cm nên 2 x 2 .2 A 3 biên độ: A A cos A cos và điểm P cách điểm bụng gần nhất 4cm nên: M  24 2 2 x 2 .4 A A A cos 4cos P  24 2 3 A 3 Vì  t 2 f. 2 nên tại thời điểm t1 điểm N có li độ và đang đi xuống. 4f 2 2 Chọn gốc thời gian là thời điểm t1 thì: A 3 A 3 t 0 uM cos t vM sin t v 60 A 80 3 2 6 2 6 M A ' A uP cos t vP uP sin t 2 6 2 6 3 t 3 4f  v 40 3 sin 2 f 60 cm / s A 80 3 P 4f 6 Chọn C. I. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: 15 câu = 5(NB -TH) + 6VDT + 4VDC Câu 36:( (NB -TH) Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên A. tác dụng của từ trường lên dòng điện. B. hiện tượng quang điện. C. hiện tượng cảm ứng điện từ. D. tác dụng của dòng điện lên nam châm. HD: Đáp án C Câu 37:(NB - TH) Trong bài toán truyền tải điện. Gọi ΔP là công suất hao phí trên đường truyền tải, P là công suất truyền tải, R là điện trở dây đường dây, U là điện áp truyền tải. Hãy xác định công suất hao phí trên đường dây truyền tải điện? P 2R A. ∆P = UIcos2φ. B. ∆P = RI2. C. ∆P = . D. ∆P = UIcosφ. U 2 cos2 HD: Đáp án C Câu 38: (NB - TH) Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm gồm 10 cực từ, quay với tốc độ 24 vòng/giây. Tần số của dòng điện là A. 50 Hz.B. 120 Hz.C. 240 Hz.D. 60 Hz. 8
9. HD: Đáp án B Ta có f = np = 24.5 = 120 Hz Câu 39: (NB - TH) Khi đặt điện áp không đổi 12 V vào hai đầu một cuộn dây có điện trở thuần R và độ tự cảm L thì dòng điện qua cuộn dây là dòng điện một chiều có cường độ 0,15 A. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây này một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua nó là 1A, cảm kháng của cuộn dây bằng A. 30 Ω. B. 60 Ω. C. 40 Ω. D. 50 Ω. HD: Đáp án B Khi đặt điện áp không đổi thì ZL = 0 => R = U/I = 80 Ω Khi đặt điện áp xoay chiều thì Z = U/I = => ZL = 100 Ω Câu 40: (NB - TH) Điện năng được truyền từ một nhà máy điện A có công suất không đổi đến nơi tiêu thụ B bằng đường dây tải điện một pha. Nếu điện áp truyền đi là U và tại B lắp máy hạ áp lí tưởng với hệ số biến áp là 30 thì đáp ứng được 20/21 nhu cầu điện năng của B. Coi cường độ dòng điện và điện áp luôn cùng pha với nhau. Muốn cung cấp đủ điện cho B với điện áp truyền đi là 2U thì ở B phải dùng máy hạ áp lí tưởng có hệ số biến áp là A. 63. B. 58. C. 44. D. 53. HD: Đáp án A Gọi công suất truyền tải của nhà máy là P, hao phí trên đường dây tải điện là AP. Khi tăng điện áp lên 2U thì công suất hao phí bây giờ là ΔP/4 P P 20 P + Ta có hệ sau: P P P 21 16 4 N1 15U 30 1 N2 16U0 + Gọi điện áp cuộn thứ cấp máy hạ áp là U0: x 63 N/ 63U 1 x 2 / N2 32U0 Câu 41: (VDT) Một mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm tụ điện có điện dung C, điện trở thuần R và cuộn dây có độ tự cảm L có điện trở thuần r. Dùng vôn kế có điện trở rất lớn lần lượt đo hai đầu điện trở, hai đầu cuộn dây và hai đầu đoạn mạch thì số chỉ lần lượt là 70 V, 603 V và 160 V. Biết điện áp tức thời trên cuộn dây lệch pha so dòng điện là π/6. Điện áp hiệu dụng trên tụ bằng A. 60V B. 30 3 V C. 1002 V D. 90V HD: Đáp án B U r Theo đề: cos d U r U d .cos d 60 3 cos 90V U d 6 U L U d sin d 60 3.0,5 30 3 V 9
10. 2 2 2 2 Điện áp hai đầu tụ: /U L UC / U (U R U r ) 160 (70 90) 0 =>UC U L 30 3 V Câu 42: (VDT) Đồ thị phụ thuộc thời gian của điện áp xoay chiều cho hình vẽ. Đặt điện áp đó vào hai đầu đoạn mạch gồm một cuộn dây thuần cảm L, điện trở thuần R, tụ điện C = 1/(2π) mF mắc nối tiếp. Biết hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn dây L và hai đầu tụ điện bằng nhau và bằng một nửa trên điện trở R. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đó là A. 250W. B. 150 W. C. 200W. D. 360W. HD: Đáp án D Từ đồ thị nhận thấy: T/2 = 12,5 ms – 2,5 ms T = 20 ms ω = 2π/T = 100π (rad/s). Thời gian từ u = 120V đến u = 0 là 2,5ms = T/8 120 = U0/2 U0 = 1202 V U = 120 V. 1 1 R 2ZL 2ZC 2. 2. 40  Vì UL = UC = 0,5UR nên C 10 3 100 . 2 U 2 R 1202.40 P I 2 R 360 W 2 2 402 02 . R ZL ZC Câu 43: (VDT) Cho mạch điện AB gồm điện trở thuần R, cuộn thuần cảm L và tụ C nối tiếp với nhau theo thứ tự trên, và có CR2 Zc = 5 Ω C max 3 C 3 2 2 2 2 2 2 2 2 R Ta có: ZC = Z + ZL suy ra ZL = ZC - Z = 5 - 3 = 4 W và = ZL .(ZC - ZL ) 2 Þ R = 2 Z L .( Z C - Z L ) = 2 .4 (5 - 4 ) = 8 = 2 2 W 10
11. R 2 2 3 cos AM . 2 2 2 2 3 R ZL (2 2) (4) Câu 44: (VDT) Mạch điện RLC như hình vẽ đặt dưới điện áp xoay chiều ổn R C L định. Khi K ngắt, điện áp hai đầu mạch trễ pha 450 so với cường độ dòng điện qua mạch. Tỉ số công suất tỏa nhiệt trên A B K mạch trước và sau khi đóng khóa K bằng 2. Cảm kháng Z L có giá trị bằng mấy lần điện trở thuần R? A. 3 B. 0,5 C. 1 D. 2 HD: Đáp án A Theo đề: - Khi K ngắt, mạch R,C,L ta có: Pn; In;2 2 (1) Zn R (ZL ZC ) ZL ZC và tan tan 1 ZL ZC R (2) 4 R 2 2 Từ (1) và (2) ta được: Zn R R R 2 (3) 2 2 - Khi K đóng, mạch R,L ta có: Pd; Id; Zd R ZL R C L P I 2 .R I 2 A B n n n 2 K  2 2 =>In 2Id Zd 2Zn Pd Id .R Id 2 2 Hay: => Z d R Z L 2 2 R 2 R 2 2 2 2 2 => R ZL 4R ZL 3R ZL 3R Câu 45: (VDT) Mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm biến trở R , cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C . Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U 100 V và tần số f không đổi. Điều chỉnh để R R1 50  thì công suất tiêu thụ của mạch là P1 60 W và góc lệch pha của điện áp và dòng điện là 1 . Điều chỉnh để R R2 25  thì công suất tiêu thụ của mạch là P2 và góc lệch pha 2 2 3 P2 của điện áp và dòng điện là 2 với cos 1 cos 2 . Tỉ số bằng 4 P1 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 HD: Đáp án C 2 U 2 Ta có : P = cos 2 => cos = 0,3 1 R 1 1 2 2 3 2 3 2 3 Theo đề : cos cos => cos cos 0,3 0,45 1 2 4 2 4 1 4 11
12. 2 U 2 => P = cos = 180W => P /P = 3 2 R 2 2 1 Câu 46: (VDT) Điện năng được truyền từ nhà máy phát điện đến một xưởng sản xuất bằng đường dây tải điện một pha. Biết xưởng sản xuất sử dụng động cơ điện một pha. Khi 10 động cơ hoạt động bình thường thì hiệu suất truyền tải là 90%. Bỏ qua các hao phí khác ở xưởng. Hệ số công suất của xưởng sản xuất bằng 1. Khi số động cơ hoạt động bình thường tăng lên gấp đôi thì hiệu suất truyền tải là A. 81,8%. B. 80%. C. 80,5%. D. 78,9%. HD: Đáp án A + Gọi P0 là công suất của 1 động cơ khi hoạt động bình thường. Do các động cơ hoạt động bình thường nên  1 P U I cos 20.P tt 2 tt 2 tt 0 Ptt 2 I2 Utt1 Utt 2 Utt . Ta có: 2 .  1 Ptt1 I1 Ptt1 Utt I1 cos tt 10P0 P hp2 (1 H2 ) 0,9 2  P H P tt 2 2 hp2 Ptt1 I2 1 1 (1 H2 ) H1 + Mặt khác: . . 4. 2 P (1 H ) P P I 2 2 (1 H )H hp1 1 hp11 tt 2 1 1 2 Ptt1 H1 H2 0,81818 81,8% Câu 47: (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 ổn định, tần số của dòng điện thay đổi được . Khi tần số f1 = 60Hz thì hệ số công suất của mạch điện là 5 k1. Khi tần số f2 = 120Hz thì hệ số công suất của mạch điện là k k . Khi tần số là f3 = 240Hz thì hệ số 2 4 1 công suất của mạch điện k3 là. Giá trị của k3 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 0,50 B. 0,60 C. 0,75 D. 0,80 HD: Đáp án D 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 f2 = 2f1 2 x/2 f3 = 4f1 4 x/4 2 2 Theo đề: 4L= C.R R = 4ZL.ZC .(1) Thế vào biểu thức tổng trở : 2 2 2 2 2 Ta có tổng trở : Z R (ZL ZC) 4ZL.ZC (ZL ZC) ZL 2ZL.ZC ZC ZL ZC 5 R 5 R R 5 R R 5 R 5 - Theo đề: k k thì cos 2 cos 1  .  .  . 2 1 4 Z 4 Z Z Z 4 Z Z x 4 1 x 4 2 1 L2 C2 L1 C1 2 2 12
13. 1 5 1 . x 4 => x ; R = 4 2 4 1 x 2 R R 4 4 - Theo đề: k3 = cos 3 0,8 Z 2 2 2 2 5 3 R (ZL3 ZC3 ) 4 (4 1) Câu 48: (VDC) Mạch điện xoay chiều AB gồm một cuộn dây, một tụ điện và một bóng đèn dây tóc có ghi 110V - 50W mắc nối tiếp theo đúng thứ tự trên. Gọi M là điểm giữa cuộn dây và tụ điện. Mắc một vôn kế nhiệt lí tưởng vào 2 điểm A và M, một khóa K lí tưởng vào hai đầu tụ. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng 220V và tần số 50Hz. Khi đó, cả khi K đóng hay K mở thì số chỉ của vôn kế luôn bằng 180V và đèn luôn sáng bình thường. Điện dung của tụ có giá trị gần bằng A. 6μF B. 4μFC. 5μFD. 3mF HD: Đáp án B U 2 1102 Điện trở của đèn là : R 242Ω P 50 Khi K đóng hay khi K mở thì đèn đều sáng bình thường và vôn kế đều chỉ 180V nên ta có: U U 2 2 2 2 I1 I2 Z1 Z2 R ZL R (ZL ZC ) ZC 2ZL Z1 Z2 18 U 180V;U 110V Z R 396Ω L R L 11 1 6 ZC 792Ω C 4.10 F 4F ZC Câu 49: (VDC) Đặt một điện áp xoay chiều u U 2 cos 2 ft V (U không đổi P(W) còn f thay đổi được) vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L ghép nối tiếp. Hình bên là đồ 160 thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất tiêu thụ trên mạch khi tần số f thay đổi. Giá trị của công suất P gần với giá trị nào sau đây 100 nhất? P O A. 62 W. B. 61 W. 50 100 150 f (Hz) C. 63 W. D. 60 W. HD: Đáp án A P(W) 2 U R 160 Với f1 50Hz : P 2 2 160 (1) R ZL 100 U2R P Với f2 100Hz : P 2 2 100 (2) O R 4ZL 50 100 150 f (Hz) U2R Với f3 150Hz : P 2 2 (3) R 9ZL 13
14. 2 2 R 4ZL Lấy (1) chia (2), được: 1,6 2 2 R 2ZL (4) R ZL 2 2 160 R 9ZL Lấy (1) chia cho (3), được: 2 2 (5) P R ZL 2 2 160 4R 9ZL Thay (4) vào (5), được: 2 2 P 61,54W. P 4ZL ZL Câu 50: (VDC) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 200V vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung thay đổi. Khi đó điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây và hai bản tụ biến đổi theo thời gian có đồ thị như hình vẽ. Điều chỉnh điện dung của tụ điện sao cho tổng điện áp hiệu dụng của cuộn dây và tụ điện có giá trị lớn nhất, giá trị đó bằng A. 300 V. B. 300 V. C. 200 V. D. 400 V. HD: Đáp án D + Chu kì T = 2.10-2(s) Tần số góc:  100 (rad / s) . Ud + Độ lệch pha giữa ud và uC là: 3 2 2 100 (2 4 / 3).10 (Ud , I ) / 6. 6 3 UC + Áp dụng ĐL hàm sin, ta có: U U U U U U d C d C sin 600 sin(900 ) sin(300 ) 2.sin 600.cos(300 ) 0 (Ud UC )max khi cos(30 ) = 1 (Ud UC )max = 2U = 400 V HẾT 14