Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn thi: Vật lí - Trường THPT Ba Đình

Nội dung text: Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn thi: Vật lí - Trường THPT Ba Đình

1. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT BA ĐÌNH MÔN THI: VẬT LÍ (Đề thi có 50 câu gồm trang) Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian phát đề. Tổ Vật Lý -CN . ĐT: 0919718906 Mã đề thi 123 I. Chương trình lớp 11 ( 8 Câu) Câu1: (TH -Điện tích. Điện trường) Điện thoại (1) đang hoạt động bình thường đặt nó vào trong nồi nhôm khô ráo đậy vung lại. Dùng điện thoại (2) ở ngoài gọi cho (1) thì A. không liên lạc được. B. lấy (1) ra và thấy cuộc gọi nhỡ của (2). C. nghe thấy (1) đổ chuông. D. lấy (1) ra và thấy nó bị tắt nguồn. HD Câu1: (TH -Điện tích. Điện trường) Chọn A: điện từ trường bên trong vật dẫn cân bằng điện bằng không Câu2: (NB -Dòng điện không đổi) Hai điện cực kim loại trong pin điện hoá phải A. Có cùng kích thước B. Là hai kim loại khác nhau về bản chất hoá học C. Có cùng khối lượng D. Có cùng bản chất HD Câu2: (NB -Dòng điện không đổi)Chọn B Câu3: (VDT -Dòng điện không đổi)Một mạch điện gồm ống dây có hệ số tự cảm L và điện trở R o = 1,00Ω; nguồn điện có suất điện động E = 3,0V và điện trở trong r = 0,25Ω; điện trở R = 3,00Ω. Bỏ qua điện trở dây nối và khoá k. Đóng khoá k, sau một thời gian cường độ các dòng điện trong mạch đạt giá trị ổn định. Cường độ dòng điện qua ống dây và công suất của nguồn E là A. 1,25A; 4,5W. B. 2,25A; 9W. C. 3,25A;9W. D. 2A; 4,5W. E 3 HD Câu3: (VDT): Chọn B: Khi dòng điện ổn định: I 3A R R 1.3 r o 0,25 Ro R 1 3 R .R R 3 Dòng điện qua cuộn dây: U I. 0 I .R I I. 3. 2,25A Ng R0 0 R0 R0 R R0 R 4 Công suất của nguồn: P = E.I = 3.3 = 9W Câu4: (NB - Dòng điện trong các môi trường) Kim loại dẫn điện tốt vì A. Khoảng cách giữa các ion nút mạng trong kim loại rất lớn. B. Giá trị điện tích chứa trong mỗi electron tự do của kim loại lớn hơn ở các chất khác. C. Mật độ các ion tự do lớn. D. Mật độ electron tự do trong kim loại rất lớn. Trang 1
2. HD Câu4: (NB - Dòng điện trong các môi trường)Chọn D: Câu5: (TH - Dòng điện trong các môi trường) Nối hai cực của 1 tụ điên với điện kế và nguồn điện, rồi đốt nóng không khí giữa hai bản tụ như hình vẽ. Tim phương án đúng. A. Kim điện kế chỉ số 0. B. Kim điện kế chí 1 giá trị khác không. C. Dòng điện qua không khí giữa 2 bản tụ xuất hiện rồi tắt đi nhanh chóng. D. Trong không khí giữa 2 bản tụ chỉ có sự dịch chuyển có hướng của êletron. HD Câu5: (TH - Dòng điện trong các môi trường) Chọn B: xảy ra sự phóng điện không tự lực Câu6: (TH - Cảm ứng điện từ) Chọn phương án đúng khi nói về bếp từ A. Sử dụng bếp từ không kén xoong nồi mà có thể sử dụng được nhiều loại nồi kể cả nồi thuỷ tinh và nồi gốm. B. Không an toàn cho người dùng vì bếp từ thải ra những khí độc hại như CO2 . C. Nó hoạt động theo cách nhiệt toả ra trên sợi đốt khi cho dòng điện lớn chạy qua. D. Nó làm nóng thức ăn nhờ dòng điện xuất hiện ở trong đáy nồi. HD Câu6: (TH - Cảm ứng điện từ) Chọn D: Từ trường biến đổi nhanh qua đáy nồi xuất hiện dòng fuco làm nóng đáy nồi Câu7: (NB - Khúc xạ ánh sáng) Ta đứng trước gương (loại gương thuỷ tinh tráng bạc ở mặt sau) và nhìn thấy ảnh của mình trong trường hợp này ánh sáng đã A. tuân theo chỉ định luật khúc xạ ánh sáng B. tuân theo chỉ định luật phản xạ ánh sáng C. tuân theo cả định luật khúc xạ và phản xạ ánh sáng D. Không tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng HD Câu7: (NB - Khúc xạ ánh sáng) Chọn C: Ánh sáng từ người đến mặt trước gương khúc xạ từ không khí vào thuỷ tinh, đến mặt sau mạ bạc thì phản xạ trở lại và lại khúc xạ ra ngoài đến mắt người quan sát. Câu8 (VDT): Vật AB đặt trước thấu kính hội tụ cho ảnh A’B’ = AB . Khoảng cách giữa AB 2 và A’B’ là 180 cm. Tiêu cự của thấu kính là: A.f = 40 cm. B. f = 30 cm. C. f = 36 cm. D. f = 45 cm. Hướng dẫn:Ta có: ▪ d + d’ = 180 cm (*) Trang 2
3. ▪ A’B’ = AB k = A =B - (ảnh1 qua thấu kính hội tụ mà nhở hơn 2 AB 2 vật ảnh thật). d 1 d = 2d’; kết hợp với (*) d = 120 cm và d’ = 60 cm. d 2 d.d 120.60 f = = 40 cm ► A. d d 120 60 DAO ĐỘNG CƠ : 14 câu =5 (NB-TH) + 6 VDT + 3VDC Câu9 :(NB - TH). Khi nói về một vật đang dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây đúng? A. Vecto gia tốc đổi chiều khi vật có li độ cực đại B. Vecto vận tốc và vecto gia tốc của vật cùng chiều khi vật chuyển động về vị trí cân bằng C. Vecto vận tốc và vecto gia tốc của vật luôn hướng ra xa vị trí cân bằng D. Vecto vận tốc và vecto gia tốc của vật cùng chiều khi vật chuyển động ra xa vị trí cân bằng Hướng dẫn:vecto gia tốc của vật luôn hướng về VTCB, Vecto vận tốc của vật trùng với chiều chuyển động. Vì vậy Vecto vận tốc và vecto gia tốc của vật cùng chiều khi vật chuyển động về vị trí cân bằng. Đáp án: B Câu 10: (NB - TH) .Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương nằm ngang. Nếu biên độ dao động tăng gấp đôi thì tần số dao động điều hòa của con lắc A. tăng 2 lần.B. giảm 2 lần.C. không đổi.D. tăng 2 lần. Hướng dẫn:Tần số dao động không phụ thuộc vào biên độ Câu 11: (NB - TH) .Một con lắc đơn có chiều dài l, dao động điều hòa tại một nơi có gia tốc rơi tự do g, với biên độ góc α 0. Khi vậtđi qua vị trí có li độ góc α, nó có vận tốc là v. Khi đó, ta có biểu thức liên hệ giữa các đại lượng là v2 v2 v2g A. α2 α2 . B. . α2 α2C. α2 α2 D . α2 α2 glv2 0 gl gl 0 0 l 0 v 2 Hướng dẫn:Xuất phát từ công thức S 2 s 2 0  2 Câu 12: (NB - TH). Khi nói về dao động duy trì của một con lắc, phát biểu nào sau đây đúng? Trang 3
4. A. Biên độ của dao động duy trì giảm dần theo thời gian. B. Dao động duy trì không bị tắt dần do con lắc không chịu tác dụng của lực cản. C. Chu kì của dao động duy trì nhỏ hơn chu kì dao động riêng của con lắc. D.Dao động duy trì được bổ sung năng lượng sau mỗi chu kì. Hướng dẫn: Đáp D Câu 13: (NB - TH) .Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 25 g và lò xo có độ cứng 100 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức theo phương trùng với trục của lò xo dưới tác dụng của ngoại lực tuần toàn F F0 cost(N) Khi. ω lần lượt là 10 rad/s và 15 rad/s thì biên độ 2 dao động của vật tương ứng là A1 và A2. Lấy π = 10. So sánh ta thấy . . A. A1 =1,5 A2 B.A1 A2. Hướng dẫn:Tần số riêng của hệ ω 0 = 20 rad/s. Khiω tăngtừ 10 rad/s đến 15 rad/s thì biên độ dao động tăng nên A1< A2. Câu 14: (VDT). Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì 1 s. Gọi S max và Smin là quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất mà vật đi được trong thời gian Δt (với Δt < 0,5 s). Để (S max − Smin) đạt cực đại thì Δt bằng? A. 1/6 s. B. 1/2 s.C.1/4 s. D. 1/12 s. Hướng dẫn:Xét hiệu . t . t . t . t S Max S Min 2.A.sin 2.A. 1 cos 2.A. sin cos 2.A 2 2 2 2 . t 2A 2 cos 2A 2 4 . t T 1 Để Δ đạt cực đại khi t (s) 2 4 4 4 Đáp án C Câu 15: (VDT) .Môt lò xo đồng chất, tiết diện đều được cắt thành ba lò xo có chiều dài tự nhiên lần lượt là l0 (cm) ;l0 – 10 (cm);l0 – 20 (cm). Lần lượt gắn mỗi lò xo này (theo thứ tự trên) với vật nhỏ khối lượng m thì được ba con lắc có chu kì dao động riêng tương ứng là 2 (s), 3 (s)và T (s). Biết độ cứng của các lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Giá trị của T là A. 1,00s. B. 1,28s. C. 1,50sD. 1,41s Hướng dẫn: 1 Vì độ cứng của các lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên nên a.l k 0 Trang 4
5. m Chu kỳ của con lắcT 2 . 2 m.a.l k 0 22 3 T 2 Áp dụng cho các trường hợp ta có : 2 2 2 T 2(s) 1,41(s) l0 (l0 10) (l0 20) Câu 16: (VDT). Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Hai dao động này có phương trình lần lượt là x 4cos(10t ) (cm) và 1 4 3 x 3cos(10t ) (cm). Độ lớn vận tốc của vật ở vị trí cân bằng là 2 4 A. 100 cm/s. B. 50 cm/s. C. 80 cm/s. D. 10 cm/s. (HD: 2 dao động ngược pha nhau nên biên độ tổng hợp Amin A1 A2 1cm vmax A 10cm / s ) Câu 17: (VDT). Một con lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ là 50 g. Con lắc dao động điều hòa theo một trục cố định nằm ngang với phương trình x = Acost. Cứ sau những khoảng thời gian 0,05 s thì động năng và thế năng của vật lại bằng nhau. Lấy 2 =10. Lò xo của con lắc có độ cứng bằng A. 50 N/m. B. 100 N/m. C. 25 N/m. D. 200 N/m. A (HD: Dùng định luật bảo toàn cơ năng ta có động năng bằng thế năng tại vị trí x .Vẽ 2 chuyển động tròn đều tương ứng với dao động điều hòa trên đường tròn có 4 vị trí cách nhau bởi cung 900 ứng với thời gian T 4 2 t T 4.0,05 2s k m 50N / m ) 4 T 2 Câu 18: (VDT). Một vật dao động điều hòa có độ lớn vận tốc cực đại là 31,4 cm/s. Lấy 3,14 . Tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động là A. 20 cm/s B. 10 cm/s C. 0. D. 15 cm/s. 4A 4A 2A 2v (HD: v max 20cm / s ) T 2  Câu 19: (VDT). Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc 0 nhỏ. Lấy mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Khi con lắc chuyển động nhanh dần theo chiều dương đến vị trí có động năng bằng thế năng thì li độ góc của con lắc bằng A. 0 B. 0 C. 0 D. 0 3 2 2 3 S0 2 l 0 2 0 Giải: Wđ = Wt s l 2 2 2 Câu 20: (VDC): Một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ khối lượng 0,02kg và lò xo có độ cứng 1N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo. Hệ số ma sát trượt của giá đỡ và vật nhỏ là 0,1. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị nén 10 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lấy g = 10m/s 2. Tốc độ lớn nhất vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động là Trang 5
6. A. 403 cm/s B. 206 cm/s C. 1030 cm/s D. 402 cm/s Giải: Vì cơ năng của con lắc giảm dần nên vận tốc của vật sẽ có giá trị lớn nhất tại vị trí nằm trong đoạn đường từ lúc thả vật đến lúc vật qua VTCB lần thứ nhất (0 x A ): 1 Tính từ lúc thả vật (cơ năng kA2 ) đến vị trí bất kỳ có li độ x (0 x A ) và có vận tốc v 2 1 1 (cơ năng mv2 kx2 ) thì quãng đường đi được là (A - x). 2 2 Độ giảm cơ năng của con lắc = |Ams| , ta có: 1 1 1 kA2 ( mv2 kx2 ) mg(A x) mv2 kx2 2mg.x kA2 2mg.A (*) 2 2 2 +) Xét hàm số: y = mv2 = f(x) = kx2 2mg.x kA2 2mg.A Dễ thấy rằng đồ thị hàm số y = f(x) có dạng là parabol, bề lõm quay xuống dưới (a = -k < b mg 0), như vậy y = mv2 có giá trị cực đại tại vị trí x 0,02m 2a k Thay x = 0,02 (m) vào (*) ta tính được vmax = 402 cm/s đáp án D. Câu 21: (VDC). Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ m 1. Ban đầu giữ vật m 1 tại vị trí mà lò xo bị nén 8 cm, đặt vật nhỏ m2 (có khối lượng bằng khối lượng vật m 1) trên mặt phẳng nằm ngang và sát với vật m 1. Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương của trục lò xo. Bỏ qua mọi ma sát. Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách giữa hai vật m1 và m2 là A. 5,7 cm.B. 3,2 cm.C. 2,3 cm.D. 4,6 cm. Giải: * Khi hệ vật chuyển động từ VT biên ban đầu đến VTCB: CLLX (m 1 + m2 = 2m): vmax = k A A 2m * Khi đến VTCB, hai vật tách khỏi nhau do m 1 bắt đầu chuyển động chậm dần, lúc này m 2 chuyển động thẳng đều với vận tốc vmax ở trên. + Xét CLLX m1 = m (vận tốc cực đại không thay đổi): k k A vmax = A'' A' = A A' 4 2cm m 2m 2 + Từ khi tách nhau (qua VTCB) đến khi lò xo có chiều dài cực đại thì m 1 đến vị trí biên A’, T' 2 k thời gian dao động là t ; với '  2 t . Trong thời gian này, 4 4' 2' m .2 2 m2 đi được: s = v. t = vmax. t = A. .2 2cm .2 2 Khoảng cách hai vật: d = s - A’ 3,2 cm Đáp án D. Câu 22: (VDC). Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với cơ năng dao động là 1 J và lực đàn hồi cực đại là 10 N. Mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Gọi Q là đầu cố định của lò xo, khoảng thời gian ngắn nhất giữa 2 lần liên tiếp Q chịu tác dụng lực kéo của lò Trang 6
7. xo có độ lớn 5 3 N là 0,1 s. Quãng đường lớn nhất mà vật nhỏ của con lắc đi được trong 0,4 s là A. 40 cm. B. 60 cm. C. 80 cm. D. 115 cm. 1 Hướng dẫn: W=kA2 1J và F=kA=10N A=20cm. 2 Khoảng thời gian ngắn nhất giữa 2 lần liên tiếp Q chịu tác dụng lực kéo của lò xo có độ lớn T 5 3 N là 0,1s= T=0,6s. Sử dụng mối quan hệ của chuyển động tròn đều và dao động điều 6 hòa (đường tròn lượng giác). Chia ra các trường hợp đặc biệt xác định quãng đường đi được lón T T nhất: t1=0,3s( ), s1=2A=40cm; t2=01s( ), s2=20cm (từ -A/2 đến A/2 hoặc ngược lại) Vậy 2 6 s=60cm II. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM : 13 câu =4(NB -TH)+6VDT+3VDC Câu 23(TH-NB): Lúc t= 0 đầu 0 của một sợi dây cao su căng thẳng nằm ngang bắt đầu dao động đi lên với chu kỳ 2s, tạo thành sóng ngang lan truyền trên dây với tốc độ 2cm/s. Tại điểm N trên dây cách 0 một khoảng 1,8cm thì thời điểm đầu tiên để M đi xuống đến điểm thấp nhất là : A. 1,5s B. 0,2s C. 0,4s D. 0,5s 2 HD - Bước sóng  = v.T=4cm; tần số góc:  (rad/s) T 2 d 2 .1,8 9 4 - Độ lệch pha của N so với O: NO  4 10 2 10 4 - Thời gian để N xuống thấp nhất là t= 10 = 0,4s Đáp án C.  Câu 24(TH-NB): Trong đêm tối, một sóng ngang lan truyền trên một sợi dây đàn hồi rất dài. Nếu chiếu sáng sợi dây bằng đèn nhấp nháy phát ra 40 chớp sáng trong 1s thì người ta thấy sợi dây có dạng hình sin đứng yên. Chu kỳ sóng không thể bằng: A. 0,025s B. 0,05s C. 0,0125s D. 0,00625s 1 HD - Chu kỳ cuả chớp sáng Tcs= = 0,025s. 40 Tcs - Để sợi dây đứng yên thì T cs= n. Ts (n phải nguyên) hay = số nguyên n. Thử các đáp án Ts thì đáp án B không thỏa mãn. Chọn B. Câu 25(NB-TH):Trên một sợi dây căng ngang với hai đầu cố định đang có sóng dừng. Không xét các điểm bụng hoặc nút, quan sát thấy những điểm có cùng biên độ và ở gần nhau nhất thì đều cách nhau 20cm. Bước sóng trên dây có giá trị bằng: A. 80cm B. 60cm C. 50cm D. 40cm HD- Không xét các điểm bụng hoặc nút, quan sát thấy những điểm có cùng biên độ và ở gần  nhau nhất là = 20  = 80cm. Chọn A. 4 Câu 26(NB-TH):Một sóng ngang có chu kì T=0,2s truyền trong một môi trường đàn hồi có tốc độ 1m/s. Xét trên phương truyền sóng Ox, vào một thời điểm nào đó một điểm M nằm tại đỉnh sóng thì ở sau M theo chiều truyền sóng , cách M một khoảng từ 42 đến 60cm có diểm N đang từ vị tri cân bằng đi lên đỉnh sóng . Khoảng cách MN là: Trang 7
8. A. 50cm B.55cm C.52cm D.45cm HD - Bước sóng  = v.T=20cm;  - Khoảng cách MN= (2k 1) 4  - Theo gt: 42 <MN< 60 42 (2k 1) 60 k 4,5 4 + k= 4 thì MN= 45cm + k= 5 thì MN= 55cm. Chọn B Câu 27(VDT): Một dao động lan truyền trong môi trường liên tục từ điểm M đến điểm N cách M một đoạn 7/3(cm). Sóng truyền với biên độ A không đổi. Biết phương trình sóng tại M có dạng uM = 3cos2 t (uM tính bằng cm, t tính bằng giây). Vào thời điểm t 1 tốc độ dao động của phần tử M là 6 (cm/s) thì tốc độ dao động của phần tử N là A. 3 (cm/s). B. 0,5 (cm/s). C. 4 (cm/s). D. 6 (cm/s). 2 d 14 2 HD - Độ lệch pha của M so với N là: hay  3 3 2 - N dao động trễ pha so với M góc . 3 2 6 2 - Ở thời điểm t M đang có vận tốc cực đại v= v max= 6 cm/s , quay ngược lại góc . 3 Suy ra N đang có tốc độ vN= vmax.cos = 3 cm/s. Chọn A. 3 Câu 28(VDT); Một sợi dây đàn hồi có chiều dài 72 cm với hai đầu cố định đang có sóng dừng. Trong các phần tử trên dây mà tại đó có sóng tới và sóng phản xạ lệch pha nhau 2k ( k là các số nguyên) thì hai phần tử dao động ngược pha cách nhau gần nhất là 8 3 cm. Trên dây, khoảng cách xa nhất giữa hai phân tử theo phương truyền sóng dao động cùng pha với biên độ bằng một nửa biên độ của bụng sóng là A. 60 cm.B. 56 cm.C. 64 cm.D. 68 cm. HD- Biên độ dao động của một điểm trên dây là: A A2 A2 2.A.Acos( k2 ) A 3 . 3 Biên độ dao động của điểm bụng Ab= 2A 2 d  - Áp dụng công thức A= Ab sin d 8  24cm  6 24  Lại có: 72=6. 6 Vậy có 6 bung sóng. 2 2 Trên dây, khoảng cách xa nhất giữa hai phân tử theo phương truyền sóng dao động cùng pha    với biên độ bằng một nửa biên độ của bụng sóng là:5 56cm . Chọn B. 2 12 12 Câu 29: Dây đàn hồi AB dài 48 cm với đầu A cố định, đầu B mắc vào nhánh của một âm thoa dao động với tần số f thì trên dây có sóng dừng với 5 bó. Biết biên độ dao động của điểm Trang 8
9. bụng là 2 3 cm. M và N là hai điểm trên dây dao động ngược pha với biên độ lần lượt là 3 cm và 3 cm . Khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm M và N là A. 33,93 cm.B. 41,60 cm.C.43,46 cm.D. 41,87 cm. HD: Chọn đáp án A.  AB 5  19,2cm ; M, N dao động ngược pha xa nhau nhất và 2 2 3 A 2 3 A 3 A 3 b ; A 3 . 3 b nên: M 2 2 N 2 2 + M nằm trên bó thứ 1 gần A, N nằm trên bó thứ 4 gần B.    2 + Khi qua VTCB: MA 1,6cm;MB 12,8cm 12 2 6 3 Vậy khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm M và N là :  2 L (AB ) 2 (A A ) 2 (48 1,6 12,8) 2 ( 3 3) 2 33,93cm max 12 3 M N Câu 30: Thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn kết hợp dao động cùng pha, cùng tần số 5 Hz theo phương thẳng đứng đặt tại A và B cách nhau 30 cm. Tốc độ truyền sóng MA trên mặt nước là 0,2 m/s. Gọi M là điểm thuộc AB thỏa mãn 3 . Xét tia Mx nằm trên mặt MB nước và vuông góc với AB. Gọi P và Q lần lượt là hai điểm trên tia Mx dao động với biên độ cực đại ở xa M nhất và gần M nhất. Tỉ số MP/MQ gần nhất với giá trị nào dưới đây? A. 2,87 B. 5,21 C. 6,15 D. 1,39 Chọn đáp án B x v P k 1  4cm . Tại M: AM MB k f k 3 AM MB 22,5 7,5 kM 3,75  4 Q từ O đến M có 3 cực đại ứng với k = 1, 2, 3 cắt Mx: +) P xa M nhất ứng với cực đại k = 1: PA PB  4 A O M B AM2 PM2 MB2 PM2 4 22,52 PM2 7,52 PM2 4 PM 53,73cm. +) Q gần M nhất ứng với cực đại k = 3: Tức là AQ QB 3 12 AM2 PM2 MB2 PM2 12 22,52 QM2 7,52 QM2 12 QM 10,31cm. MP 53,73 5,21 MQ 10,31 Câu 31: (VDT) Ở mặt thoáng của chất lỏng có 2 nguồn A,B cách nhau 10 cm dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u A= 6 cos(40 t ) cm và uB= 8 cos(40 t ) cm. Cho tốc độ truyền sóng v= 40 cm/s. Xét đường tròn tâm I là trung điểm của AB nằm trên mặt nước có bán kính R= 4cm. Số điểm dao động với biên độ A= 10 cm trên đường tròn là: Trang 9
10. A. 30 B. 31 C.32 D.33 Hướng dẫn giải: v 40 Bước sóng:  cm f 20 2 d1 2 d 2 uAM= 6 cos (40 t - ) và uBM= 8 cos (40 t - )   2 2 2 2 d 2 d1 2 2 d 2 d1 1 A M 6 8 2.6.8.cos 10 cos 0 d 2 d1 k   2 Số điểm dao động với biên độ A= 10 cm trên đoạn thẳng EF là đường kính của đường tròn bán kính 4cm là: 1 8 k 8 8,5 k 7,5 k 8, 7 0 7 2 Có 16 điểm trên È thoả mãn nên có 32 điểm trên đường tròn thoả mãn. Câu 32: (VDT) Tại 2 điểm A,B trên mặt nước cách nhau 10 cm có 2 nguồn kết hợp dao động theo phương trình uA= 3 cos(40 t ) cm và uB= 4 cos(40 t ) cm. Cho tốc độ truyền sóng v= 40 cm/s. Xét đoạn thẳng CD = 6cm trên mặt nước có chung đường trung trực với AB. Khoảng cách lớn nhất từ CD đến AB sao cho trên CD chỉ có 3 điểm dao động với biên độ cực đại là: A. 8 3 cm B. 82 cm C. 8 cm D. 85 cm Hướng dẫn giải: v 40 Bước sóng:  cm f 20 Khoảng cách lớn nhất từ CD đến AB sao cho trên CD chỉ có 3 điểm dao động với biên độ cực đại khi c và D là 2 cực đại bậc 1. CA CB  h2 82 h2 22 2 h 8 3cm . Chọn A. Câu 33: (VDC) Tại 2 điểm A, B cách nhau 5,6cm trên mặt chất nước có 2 nguồn sóng giống nhau. Biết sóng truyền đi với bước sóng  1cm . Gọi C là điểm thuộc mặt nước nằm trên đường trung trực của AB sao cho trên CA có ít nhất một điểm dao động với biên độ cực đại và ngược pha với 2 nguồn. Khoảng cách nhỏ nhất từ C đến AB có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,8 cm B. 1,31 cm C. 0,92 cm D. 1,52 cm. Hướng dẫn giải: Gọi M là điểm cực đại ngược pha với 2 nguồn M thoả mãn: MB MA k k chẵn, n lẻ hoặc ngược lại. MB MA n. Do C gần AB nhất và M trên CA sao cho có ít nhất 1 cực đại ngược pha nên M phải là cực đại bậc 1 và elip nhỏ nhất nên k=1, n=6 Ta có: MB MA  MB 3,5 MA2 AB 2 MB 2 2,52 5,62 3,52 317 cos MAB MB MA 6. MA 2,5 2.MA.AB 2.2,5.5,6 350 CI AI.tan MAB 1,31 1,31cm Câu 34(VDC): ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A và B cách nhau 19cm dao động theo phương thẳng đứng với phương trình lần lượt là: u1 u2 a cos(20 t)cm(với t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 40cm/s. Gọi M là một điểm trên 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 hai nguồn. Khoảng cách từ M tới AB gần giá trị nào nhất trong các giá trị sau: Trang 10
11. A. 2,86cm B. 3,96cm C. 1,49cm D. 3,18cm v 40 HD- Bước sóng  4cm f 10 Số đường cực đại giữa A và B là số giá trị K thỏa mãn: AB AB k 4,75 k 4,75 k 4 ., 4.   MA k  Để M dao động cực đại và cùng pha với nguồn thì : 1 MB k2 Với k1, k2 nguyên MA  4 M gần A nhất nên k1= 1 và MA-MB= -4 . Vậy: MB 5 20 Gọi H là chân đường vuông góc hạ từ M xuống AB. Khoảng cách từ M đến AB là MH. Áp dụng công thức Hê-rông tính diện tích tam giác. Ta tính được MH= 3,95cm. Chọn B. Câu 35. (VDC). Trên đoạn dây OA với 2 đầu cố định đang có sóng dừng với bước sóng  50 cm. Hình vẽ bên mô tả hình ảnh đoạn dây tại hai thời điểm t 1và tBiết2 . xM 20 cm và M1M2 xN 35 cm. Tỉ số bằng N1N2 A.0,57. B.0,64. C.0,59. D. 0,62. Lời giải 2 x Phương trình dao động tại một điểm trên dây: u Ab sin cos t  2 2 d Công thức tính biên độ của một điểm cách nút khoảng d là A Ab . sin  Điểm M và N đối xứng nhau qua nút nên dao động ngược pha nhau. uM1 uN1 AM Tại t1: uM1 uN1. AM AN AN uM2 uN2 AM Tại t2: uM2 uN2 . AM AN AN M M u u A sin 2 .20 / 50 Ta có: 1 2 M1 M2 M 0,62. N1N2 uN2 uN1 AN sin 2 .35 / 50 III. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: 15 câu =5(NB -TH)+6VDT+4VDC Trang 11
12. Câu 36:(NB-TH). Khi tÇn sè dßng ®iÖn xoay chiÒu ch¹y qua ®o¹n m¹ch chØ chøa tô ®iÖn t¨ng lªn 4 lÇn th× dung kh¸ng cña tô ®iÖn A. t¨ng lªn 2 lÇn. B. t¨ng lªn 4 lÇn. C. gi¶m ®i 2 lÇn. D. gi¶m ®i 4 lÇn. HD: Zc = 1/ωC= 1/2πfC Câu 37:(NB-TH). Mét dßng ®iÖn xoay chiÒu ch¹y qua ®iÖn trë R = 10Ω, nhiÖt l-îng to¶ ra trong 30min lµ 900kJ. C-êng ®é dßng ®iÖn cùc ®¹i trong m¹ch lµ A. I0 = 0,22A. B. I0 = 0,32A. C. I0 = 7,07A. D. I0 = 10,0A. HD: Q= RI2t Câu 38:(NB-TH). M¹ch ®iÖn xoay chiÒu gåm RLC m¾c nèi tiÕp, cã R = 30Ω, ZC = 20Ω, ZL = 60Ω. Tæng trë cña m¹ch lµ A. Z = 50Ω. B. Z = 70Ω. C. Z = 110Ω. D. Z = 2500Ω. 2 2 2 HD: Z = R + ( ZL – ZC) Câu 39:(NB-TH). C«ng suÊt cña mét ®o¹n m¹ch xoay chiÒu ®-îc tÝnh b»ng c«ng thøc nµo d-íi ®©y: A. P = U.I B. P = Z.I 2 C. P = Z.I 2 cos ; D. P = R.I.cos . HD. cos = R/Z Câu 40:(NB-TH). Một mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz, khi chọn pha ban đầu của điện áp bằng không thì biểu thức của điện áp có dạng A. u = 220cos(50t) V B. u = 220cos(50πt) V C. u = 220√2cos(100t) V D. u = 220√2cos(100πt) V Giải: U = 220 V ⇒ điện áp cực đại U0 = 220√2 V, Pha ban đầu bằng 0 ⇒ φ = 0 f = 50 Hz ⇒ ω = 2π.50 = 100π Hz ⇒ u = 220√2cos(100πt) V Câu 41: (VDT). Cho đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm, tụ điện có điện dung thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi. Khi C C1 thì công suất tiêu thụ của mạch đạt cực đại Pmax 400 W . Khi C C2 thì hệ số công suất của mạch là 3 2 và công suất tiêu thụ của mạch khi đó là A. 200 WB. W 100 3 C. 100 WD.300 W U 2 3 U 3U 2 U 2 3 U 2 Giải P 400 ; cos = R U 2 ; P R max R 2 U R 4 R 4 R Câu 42:(VDT). Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức u 120 2 cos 100 t 2 (V ) vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Điều chỉnh biến trở R đến giá trị R 0 thì công suất điện của mạch đạt cực đại, giá trị đó bằng 144 W và điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có giá trị 30 2 V . Biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch khi đó là A.i 1,2 2 cos 100 t 4 (A) B.i 2,4cos 100 t 4 (A) C.i 2,4cos 100 t 3 4 (A) D.i 1,2 2 cos 100 t 3 4 (A) Trang 12
13. U 2 1 U P R 50 ; cos = R0 U 60 2 IR I 2,4 max 2R 0 2 U R0 0 0 Giải: 0 U U U U 30 2 60 2 U 90 2 U R0 L C L L C 4 u i i 4 Câu 43.(VDT). Trong giờ thực hành đo điện trở R của một đoạn mạch RLC không phân nhánh. Một học sinh đặt điện áp xoay chiều có tần số góc  thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch rồi đo tổng trở Z của đoạn mạch. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ztheo  . Giá trị của R gần nhất giá trị nào sau đây? Z() 40 20 O  A. 20 . B. 40 . C. 10 . D. 15 . Hướng dẫn giải Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa Z theo , ta có hiện tượng cộng hưởng điện xảy ra tại  0 khi Z 10 . Khi có cộng hưởng điện thì R Z 10 . Câu 44. (VDT). Khi hoạt động, một máy phát điện xoay chiều ba pha tạo ra ba suất điện 2 động xoay chiều hình sin cùng tần số, cùng biên độ E 200 V và lệch pha nhau .Tại thời 0 3 điểm suất điện động e1 100 3 V, suất điện động e2 0 V thì e3 có giá trị bằng A. 200 V. B. 100 3 V. C. 0. D. 200 V. Hướng dẫn giải Một máy phát điện xoay chiều ba pha tạo ra ba suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần 2 số, cùng biên độ và từng đôi một lệch pha nhau . 3 2 e1 E0 cos t 2 3 e1 200 cos 100 3 V. 2 3 e2 0 Ta có: e2 E0 cos t  t 2 2 2 e3 200 cos 100 3 V. 2 3 e3 E0 cos t 3 Câu 45.(VDT). Điện năng từ một nhà máy phát điện có 10 tổ máy có công suất như nhau được truyền đến khu công nghiệp bằng đường dây truyền tải một pha. Biết công suất tiêu thụ của khu công nghiệp không đổi và hệ số công suất nơi phát không đổi. Khi tất cả các tổ máy cùng hoạt động và điện áp ở đầu đường dây truyền tải là U. Nếu chỉ có 9 tổ máy hoạt động thì Trang 13
14. điện áp ở đầu đường dây truyền tải phải bằng U1 1,2U. Nếu chỉ 8 tổ máy hoạt động thì điện áp U ở đầu đường dây truyền tải phải bằng U . Tỉ số 2 gần với giá trị nào sau đây nhất? 2 U A. 2,6. B. 3,75. C. 2,26. D. 2,87. Lời giải: P U P P 10 U 10 10x 10x 9 1,2U 9 10x 10x 8 U 54 2 27 54 2 8 10x 10. 7 7 35 7 2 2 2 2 2 rP P1 P1 U1 10 10x 10 1,2U 27 P 2 2 2 . 2 2 . x U cos P2 P2 U 9 10x 9 U 35 27 2 2 10 10. 2 2 P P U 10 U U 8 2 1 1 . 2 35 . 2 2 2,26 2 2 2 2 P3 P3 U 8 U U 5 7 Câu 46 .(VDT) .Đặt điện áp u U0 cost (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm R 100 , tụ điện có điện dung C ,cuộn cảm thuần có độ tự cảm LLúc. này, công suất tỏa nhiệt trên điện trở là P. Nếu tháo tụ điện ra, mạch chỉ lúc này chỉ còn điện trở mắc nối tiếp với P cuộn cảm thuần nói trên thì công suất tỏa nhiệt trên điện trở còn .Cảm kháng nhỏ nhất gần 4 nhất với giá trị nào sau đây? A.173 . B. 200 . C.141 . D. 400 . Lời giải: U2R + Khi có cả tụ điện P I2R . (1) 2 2 R ZL ZC P U2R 2 + Khi không có tụ điện P I R 2 2 . (2) 4 R ZL 2 2 Từ 1 và 2 ta lập tỉ số 4ZC 8ZCZL 3ZL 30000 0. Phương trình trên phải có nghiệm của ZC 0 2 2 Nên 64ZL 16 3ZL 30000 0 ZL 100 3 . Câu 47. (VDC) . Đặt điện áp u 80cos t V ( không đổi và 0 ) vào hai đầu 3 đoạn mạch mắc nối tiếp theo thứ tự: điện trở R, tụ điện có điện dung C và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Khi L L1 thì điện áp giữa hai đầu cuộn dây là u1 100cos t V . Khi L L2 thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch chứa R và C là 3 u2 100cos t V . Giá trị của gần nhất giá trị nào sau đây? 3 Trang 14
15. A. 1,3 rad. B. 1,4 rad. C. 1,1 rad. D. 0,9 rad. Hướng dẫn giải Khi L L1 U U 80 100 Ta có: L (1). sin 90 sin 30 sin 90 sin 30 Khi L L2 U U 80 100 Ta có: RC (2). sin 90 sin 30 sin 90 sin 30 30 180 30 Từ (1) và (2) , ta có: sin 30 sin 30 . 30 30 L 60 51,32 0,896 rad. Câu 48.(VDC). Mạch điện xoay chiều gồm có 3hộp kínX,Y,W ghép nối tiếp với nhau, trong các hộp kín chỉ có thể là các linh kiện như điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm và tụ điện. Các hộp kín có trở kháng phụ thuộc vào tần số như hình vẽ. Biết điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là không đổi và bằng 200V.Trong các hộp kín có một hộp kín có 1tụ điện có điện dung 10 4 C (F) và tại tần số f công suất tiêu thụ của mạch điện là P 160W.Gọi tần số tại vị trí đồ thị 1 X và W cắt nhau là f3.Tổng f1 f3 có giá trị bằng Trang 15
16. Z(Ω ) (Y)- Hypebol (X ) ( W) O f 2 f 1 1 f f( 3 Hz) A. 156,25 Hz.B. 131,25 Hz.C. 81,25 Hz. D. 100 Hz. Lời giải: Nhận xét: * Hộp W có đồ thị trở kháng là một đường thẳng song song trục tần số f ZW không phụ thuộc tần số W phải là một điện trở thuần R. * Hộp X là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ ZX af , với a const X chỉ có thể là cuộn dây thuần cảm L. Với ZX ZL * Hộp (Y) có dạng là một Hypebol=> phải có dạng ZY a / f , Ychỉ có thể là tụ điện với ZY ZC Từ đồ thị ta thấy + Tại f f1 ta có: R ZC1 Z R Z Z R + Tại f 2f ta có:Z C1 ;Z 2Z vàZ Z => 2Z C1 Z C1 . 2 1 C2 2 2 L2 L1 L2 C2 L1 2 L1 4 4 R R 4 +Vậy: Khi f f hệ số công suất của mạch là: Cos . 1 Z 2 5 2 R R R 4 P 160 + Ta có:P UI cos => I 1 1A. 1 1 1 U cos 4 200 5 P 160 R 160 1  + Điện trở R:R 2 160 ZC1 vàZL1 40 . I1 1 4 4 1 1 1 + Ta có : Z f 31,25Hz C1 2 f C 1 2 Z .C 10 4 1 C1 2 .160 L 10 4 16 0,64 + Z .Z 40.160 6400 L 6400.C 6400 (H) L1 C1 C 25 R 160 +Khi(X) và W cắt nhau: R ZL3 2 f3 L f3 125 Hz. 2 L 16 2 25 + Tính f1 f3 31,25 125 156,25 Hz. Trang 16
17. Câu 49. (VDC). Đặt điện áp u U 2cost (trong đó  thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp theo thứ tự R,L,C với 2L R 2C. Điều chỉnh  để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt cực đại và bằng 1,25U. Hệ số công suất của đoạn mạch RL bằng: A.6 B. 2 C.0,4 D. 0,6 111 7 L 2L U U 2 U.x U = C = R C = = 1,25.U Cmax 2 2L 2L 2.x -1 x = 2,5 HD: L R =x R - 2 2 -1 R2C C 4 R C x = 0,625 R C 2 = x 1 R C L R 2 R 3 UCmax ZL = - = C 2 L 2 2 =1,25R2 2L L R C Từ = x = 2,5 2,5 1,25R 2 Khi đó: R 2C C 2 R R 2 cosφRL = = = R 2 + Z2 2 7 L 2 R 3 R + 2 Câu 50.(VDC). Cho đoạn mạch AB như hình vẽ. Biết R 80 ,r 20  . Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều u U 2 cos 100 t V. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp tức thời giữa hai điểm A, N uAN và giữa hai điểm M,B uMB theo thời gian được biểu diễn như hình vẽ sau. Điện áp hiệu dụng U đặt vào hai đầu mạch có giá trị gầnnhấtgiá trị nàosau đây? A.200 V. B.250 V. C.180 V. D. 220 V. Lời giải Từ đồ thị ta thấy uAN vuông pha với uMB. Dựa vào đề ta vẽ được giản đồ vectơ như hình bên. Trang 17
18. UR R 80 Ta có: 4 UR 4.Ur UR Ur 5Ur Ur r 20 U 5U cos LC r U 2U 60 150 2 LC r 2 2 2 2 UMB Ur ULC 60 Ur 2Ur 3Ur Ur 20 3 V. ULC 2Ur 2.20 3 20 6 V 2 2 2 2 2 2 Suy ra: U UR Ur ULC 5Ur ULC 5.20. 3 20. 6 180 V. L R 2 R 3 UCmax ZL = - = C 2 L 2 =1,25R2 C Khi đó: R R 2 cosφRL = = = R 2 + Z2 2 7 L 2 R 3 R + 2 HẾT Trang 18