Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn thi: Vật lí - Trường THPT Thạch Thành 2

Nội dung text: Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn thi: Vật lí - Trường THPT Thạch Thành 2

1. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 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: Quách Thị Toan Mã đề thi 123 Số điện thoại liên hệ: 0912894576 I. Chương trình lớp 11 ( 8 Câu) 1 Điện tích. Điện trường. 1 câu nhận biết hoặc thông hiểu (NB -TH) -9 -9 Câu 1(NB-TH): Hai điện tích điểm q 1= 2.10 C; q2= 4.10 C đặt cách nhau 3cm trong không khí, lực tương tác giữa chúng có độ lớn A. 8.10-5N B. 9.10-5N C. 8.10-9N D. 9.10-6N Hướng dẫn: Đáp án A q q Độ lớn lực tương tác điện giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không: F k. 1 2 r2 2. Dòng điện không đổi. 2 câu =1(NB -TH) + 1VDT Câu 2:(NB -TH): Lực lạ bên trong nguồn điện KHÔNG có tác dụng: A. làm cho các điện tích dương di chuyển ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện. B. tạo ra và duy trì hiệu điện thế giữa 2 cực của nguồn điện. C. tạo ra và duy trì sự tích điện khác nhau ở 2 cực của nguồn điện. D. tạo ra các điện tích mới cho nguồn điện. Câu 3:(VDT): Có x nguồn giống nhau mắc nối tiếp, mỗi nguồn có suất điện động là 3V điện trở trong là 2Ω mắc với mạch ngoài là một bóng đèn loại (6V – 6W ) thành một mạch kín. Để đèn sáng bình thường thì giá trị của x là A. x 3 B. x 6 C. x 4 D. x 2 Hướng dẫn: Đáp án B 2 2 Udm 6 Điện trở của đèn: Rd 6 Pdm 6 Pdm 6 Cường độ dòng điện định mức của đèn: Idm 1A Udm 6  3x Cường độ dòng điện chạy qua đèn: I b rb Rd 2x 6 3x Để đèn sáng bình thường thì I I 1 3x 2x 6 x 6 dm 2x 6 3. Dòng điện trong các môi trường. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu) Câu 4 : (NB -TH): Trong bình điện phân năng lượng được chuyển hóa thành điện năng là A. Cơ năng B. Quang năng C. Nhiệt năng D. Hóa năng
2. 4. Từ trường. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu) Câu 5: (NB-TH): Trong các trường hợp sau đây trường hợp nào là tương tác từ A. Hai quả cầu tích điện đặt gần nhau. B. Trái Đất hút Mặt Trăng. C. Lược nhựa sau khi cọ xát với dạ có thể hút những mẩu giấy vụn. D. Hai dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt gần nhau. Hướng dẫn: Đáp án D 5. Cảm ứng điện từ. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu) Câu 6: (NB-TH): Một khung dây hình vuông có cạnh dài 5cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B 4.10 5T mặt phẳng khung dây tạo với các đường sức từ một góc 30 0. Từ thông qua mặt phẳng khung dây nhận giá trị nào sau đây? A. 8,5.10 6 Wb B. 5.1 C.0 6 D. W b 5.10 8 Wb 8,5.10 8Wb Hướng dẫn: Đáp án C Từ thông qua mặt phẳng khung dây:  B.S cos 4.10 5.0,052 cos 900 300 5.10 8 Wb 6. Khúc xạ ánh sáng. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu) Câu 7(NB-TH) Theo định luật khúc xạ ánh sáng thì A. khi góc tới tăng bao nhiêu lần thì góc khúc xạ cũng tăng bấy nhiêu lần. B. tia khúc xạ và tia tới nằm cùng phía so với pháp tuyến tại điểm tới. C. tia khúc xạ và tia tới nằm trong cùng mặt phẳng gọi là mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. D. góc khúc xạ luôn lớn hơn góc tới. Hướng dẫn: Đáp án C 7. Mắt. Các dụng cụ quang học : 1 câu vận dụng thấp (1VDT ) Câu 8: (VDT) : Vật sáng AB phẳng, mỏng đặt vuông góc trên trục chính của một thấu kính (A nằm trên trục chính), cho ảnh thật A'B' lớn hơn vật 2 lần và cách vật 24cm. Tiêu cự f của thấu kính có giá trị là A. f = 12cm B. f = -16cm C. f = 16/3cm D. f = 16 cm Hướng dẫn: Đáp án C d Ảnh A'B' là ảnh thật ảnh ngược chiều với vật k 0 2 d 2d (1) d Ảnh A'B' cách vật 24cm d d 24cm (2) d 16cm Từ (1) và (2) d 8cm 1 1 1 1 1 3 16 Tiêu cự của thấu kính: f cm f d d 8 16 16 3 II. DAO ĐỘNG CƠ : 14 câu = 5 (NB-TH) + 6 VDT + 3VDC Câu 9 : (NB - TH): Vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ A và tốc độ cực đại v .0 Tần số dao động của vật là:
3. v 2 v A 2 A A. 0 B. 0 C. D. 2 A A 2 v0 v0 Hướng dẫn: Đáp án A v Vật dao động điều hòa với tốc độ cực đại: v A 2 f .A f 0 0 2 A Câu 10: (NB - TH): Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một trục cố định. Phát biểu nào sau đây đúng? A. Li độ của vật tỉ lệ với thời gian dao động. B. Lực kéo về tác dụng vào vật không đổi. C. Quỹ đạo của vật là một đường hình sin. D. Quỹ đạo chuyển động của vật là một đoạn thẳng. Hướng dẫn: Đáp án D Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một trục cố định thì quỹ đạo là một đường thẳng. Câu 11: (NB - TH): Nhận định nào dưới đây về dao động cưỡng bức là không đúng? A. Để dao động trở thành dao động cưỡng bức, ta cần tác dụng vào con lắc dao động một ngoại lực không đổi. B. Nếu ngoại lực cưỡng bức là tuần hoàn thì trong thời kì đầu dao động của con lắc là tổng hợp dao động riêng nó với dao động của ngoại lực tuần hoàn. C. Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số ngoại lực tuần hoàn. D. Sau một thời gian dao động chỉ là dao động của ngoại lực tuần hoàn. Hướng dẫn: Đáp án A Dao động cưỡng bức là dao động của hệ khi chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. Phát biểu sai: Để dao động trở thành dao động cưỡng bức, ta cần tác dụng vào con lắc dao động một ngoại lực không đổi. Câu 12: (NB - TH): Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình li độ x 2cos 2 t (x tính 2 bằng cm, t tính bằng s). Tại thời điểm t 0,25 s , chất điểm có li độ bằng: A. -2cm В. С. 3 cm D. 2cm 3cm Hướng dẫn: Đáp án A Tại thời điểm t=0,25s chất điểm có li độ bằng: x 2cos 2 .0,25 2cm 2 Câu 13: (NB - TH): Biểu thức li độ của vật dao động điều hòa có dạng x Acos(2t )vận tốc của vật có giá trị cực đại là 2 2 A. v max 2AB. vmax A C. vmax A D. vmax A Hướng dẫn: Đáp án A x Acos(2t ) v x 2Acos 2t vmax 2A 2 Câu 14: (VDT): Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100g gắn với một lò xo nhẹ. Con lắc dao động điều hòa dọc theo trục Ox (gốc O tại vị trí cân bằng của vật) có phương nằm ngang với phương trình x = 10cos(10πt) (cm). Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Lấy π2 = 10. Cơ năng của con lắc có giá trị là: A. 0,10J B. 0,50J C. 0,05J D. 1,00J
4. Hướng dẫn: Đáp án B Khối lượng vật nhỏ: m = 100g = 0,1kg A 10cm 0,1m Li độ: x 10 cos(10 t)(cm)  10 (rad / s) 1 1 Cơ năng của con lắc có giá trị là: W m2 A2 .0,1.(10 )2 .0,12 0,5J 2 2 Câu 15: (VDT): Một vật nhỏ có khối lượng 250g dao động điều hòa dọc theo trục Ox (gốc tại vị trí cân bằng của vật) thì giá trị của lực kéo về có phương trình F = -0,4.cos 4t (N) (t đo bằng s). Biên độ dao động của vật có giá trị là: A. 8cm B. 6cm C. 12cm D. 10cm Hướng dẫn: Đáp án D Khối lượng vật nhỏ: m = 250g = 0,25kg Lực kéo về: F 0,4.cos4t(N)  4rad / s 0,4 0,4 m2 A 0,4 A 0,1m 10cm m2 0,25.42 Câu 16: (VDT): Có hai con lắc lò xo giống nhau đều có khối lượng vật nhỏ là m = 400g, cùng độ cứng của lò xo là k. Mốc thế năng tại vị trí cân bằng O. Cho đồ thị li độ x1, x2 theo thời gian của con lắc thứ nhất và con lắc thứ hai như hình vẽ. Tại thời điểm t con lắc thứ nhất có động năng 0,06J và con lắc thứ hai có thế năng 0, 005J. Chu kì của hai con lắc có giá trị là: A. 0,25s B. ls C. 2s D. 0,55s Hướng dẫn: Đáp án B x1 10.cos t 2 x Từ đồ thị, ta có phương trình dao động của hai con lắc là: 1 2 x 2x x 1 2 x 5.cos t 2 2 2 Tại thời điểm t, thế năng của con lắc thứ hai là: 2 1 2 1 x1 1 1 2 1 2 Wt2 kx2 0,005J k. 0,005  kx1 0,005 kx1 0,2J Wt1 0,02J 2 2 2 4 2 2 Động năng của con lắc thứ nhất ở thời điểm t là: kA2 k.0,12 W W W 1 0,02 0,06 0,02 0,06 k 16(N / m) d1 1 t1 2 2 m 0,4 Chu kì của con lắc là: T 2 2 1(s) k 16
5. N Câu 17: (VDT): Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 10g, lò xo nhẹ độ cứng 10 đang m đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát, lấy π 2 =10. Tác dụng vào vật một ngoại lực tuần hoàn có tần số f thay đổi được. Khi tần số của ngoại lực tương ứng có giá trị lần lượt là: f1 3,5Hz; f2 2Hz; f3 5Hz thì biên độ dao động của vật có giá trị tương ứng là A1, A2 , A3. Tìm hiểu thức đúng? A. A2 A1 A3 B. A1 A2 A3 C. A1 A3 A2 D. A3 A2 A1 Hướng dẫn: Đáp án A 1 k 1 10 Tần số dao động riêng: f0  5Hz 2 m 2 10 0,01 Ta có đồ thị cộng hưởng cơ: Tần số của ngoại lực tương ứng: f1 3,5Hz; f2 2Hz; f3 5Hz f3 f0 f1 f0 f2 f0 A2 A1 A3 Câu 18: (VDT): Đồ thị của hai dao động điều hòa cùng tần số được cho như hình vẽ. Phương trình dao động tổng hợp của chúng là : A. x 5cos t cm . B. . x 5cos t cm 2 2 C. x cos t cm . D. . x cos t cm 2 2 2 Hướng dẫn: Đáp án D x1 3cos t cm 2 Từ đồ thị, tá viết được phương trình hai dao động: x2 2cos t cm 2 x x1 x2 3 2 1 1cos t cm 2 2 2 2
6. Câu 19: (VDT): Một con lắc lò xo nằm ngang có tần số góc dao động riêng ω0 = 10 rad/s. Tác dụng vào vật nặng theo phương của trục lò xo, một ngoại lực biến thiên Fn = F0.cos(20t) N. Sau một thời gian vật dao động điều hòa với biên độ 5 cm. Khi vật qua li độ x = 3 cm thì tốc độ của vật là A. 60 cm/s. B. 40 cm/s C. 30 cm/s. D. 80 cm/s. Hướng dẫn: Đáp án D Tần số góc của con lắc là:  20(rad / s) Áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có: v2 x2 A2 | v |  A2 x2 20 52 32 80( cm / s) 2 Câu 20: (VDC): Con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 200N/m , quả cầu M có khối lượng 1kg đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 12,5cm. Ngay khi quả cầu xuống đến vị trí thấp nhất thì có một vật nhỏ khối lượng 500g bay theo phương trục lò xo, từ dưới lên với tốc độ 6m/s tới dính chặt vào M. Lấy g=10m/s2. Sau va chạm, hai vật dao động điều hòa. Biên độ dao động của hệ hai vật sau va chạm là: A. 10cm B. 20cm C. 17,3cm D. 21cm Hướng dẫn: Đáp án B Áp dụng định luật bảo toàn vecto động lượng cho hệ ngay trước và sau va chạm:   m v 0,56 p p mv (m M).v v 0 2m/s 200cm/s tr s 0 m M 0,5 1 mg 0,510 VTCB mới ở dưới VTCB mới một đoạn: x 0,025m 2,5cm 0 k 200 Li độ ngay sau khi va chạm so với VTCB mới là: x A x0 12,5 2,5 10cm k 200 20 Tần số góc dao động của hệ:  rad/s M m 1 0,5 3 v2 2002 Biên độ dao động của hệ hai vật sau va chạm là: A x2 2 2 10 2 20cm  20 3 Câu 21: (VDC): Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k 25N / m một đầu được gắn với hòn bi nhỏ có khối lượng m 100g. Khi vật đang ở vị trí cân bằng, tại thời điểm t 0người ta thả cho con lắc rơi tự do sao cho trục lò xo luôn nằm theo phương thẳng đứng và vật nặng ở phía dưới lò xo. Đến thời điểm t1 0,02 15s thì điểm chính giữa của lò xo đột ngột bị giữ lại cố định. Lấy 2 2 g 10 m / s ; 10 . Bỏ qua ma sát, lực cản. Tốc độ của hòn bi tại thời điểm t2 t1 0,07s có độ lớn gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 75cm /s B. 60 cm/s C. 90 cm/s D. 120 cm/s Hướng dẫn: Đáp án A mg 0,1.10 Độ biến dạng của lò xo tại VTCB: l 4cm 0 k 25
7. Quá trình chuyển động của vật được chia làm hai giai đoạn: + Giai đoạn 1: Vật rơi tự do xuống dưới. Chọn HQC gắn với điểm treo lò xo trục Ox thẳng đứng chiều dương hướng xuống dưới, gốc O tại vị trí cân bằng. Vật nặng chịu tác dụng của các lực trọng lực, lực đàn hồi của lò xo, lực quán tính Fqt P . Tại vị trí cân bằng và trong quá trình rơi, vật dao động điều hòa quanh vị trí lò xo không biến dạng với biên độ A l0 . Thời điểm t = 0, con lắc bắt đầu rơi thì vật đang ở biên dưới. k 2 Tần số góc của dao động:  5 (rad / s) T 0,4s m  15 Sau khoảng thời gian t 0,02 15 T ứng với góc quét t 690 1 20 1 0 Khi đó li độ của vật là: x1 Acos69 1,4 cm Khi đó vật có vận tốc là: v   A2 x2 58,93( cm / s) + Giai đoạn 2: Khi lò xo bị giữ ở chính giữa. Xét trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất, vật chịu tác dụng của 2 lực: Trọng lực và lực đàn hồi. mg Độ cứng k 2k VTCB mới ở cách vị trí cân bằng cũ 2cm , là vị trí lò xo dãn l 2cm k    Sau thời gian t1 , vận tốc của vật nặng so với mặt đất là: v13 v12 v23 v13 58,93 gt 18,53 cm / s Li độ của vật tại thời điểm t1 trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất là: x13 1,4 2 3,4cm k Khi đó tần số góc:  2 5 2 (rad / s) m 2 ' 2 v13 Khi đó vật dao động quanh vị trí O với biên độ: A x13 3,5 cm  Sau thời gian t 0,07s 3,4 Vị trí ban đầu acr cos 13,80 3,5 Góc quét được  t 5 2 .0,07 890 Li độ lúc đó là x Asin 900 0,77 cm Vận tốc lúc đó là v  A 2 x2 75,8 cm / s Câu 22: (VDC): con lắc lò xo treo vào một điểm cố định ở nơi có gia tốc trọng trường g = π 2 ( m/s2). Cho con lắc dao động điều hòa theo
8. phương thẳng đứng. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng đàn hồi W đh của lò xo vào thời gian t. Khối lượng của con lắc gần nhất giá trị nào sau đây? A. 0,35 kg B. 0,55 kg C. 0,45 kg D. 0,65 kg. Hướng dẫn: Đáp án B Chọn mốc thế năng tại vị trí lò xo không biến dạng. Từ đồ thị W tđh có độ chia nhỏ nhất là: 0,25 0,0625( J) 4 Tại vị trí cao nhất, thế năng đàn hồi là: 1 2 W tđh(CN) 0,0625 k l A (1) 2 0 Tại vị trí thấp nhất, thế năng đàn hồi cực đại là: 1 2 Wđh max 0,5625 k l A (2) 2 0 Lấy (2) chia (1), ta có: 2 l0 A 9 2 A 2 l0 Wtđh(VTCB) = Wtđh (t=0,1s) 0,0625( J)(3) Từ đồ thị, ta có chu kì dao động của l0 A con lắc là: T = 0,3 (s) Ta có: l T2 g 0,32  2 T 2 0 l 0,0225( m) g 0 4 2 4 2 Thế năng đàn hồi của con lắc tại vị trí cân bằng là: 1 2 1 1 W k l k. l  l mg  l 0,0625( J) dh 2 0 2 0 0 2 0 1 m 2.0,0225 0,0625 m 0,5629( kg) 2 III. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM : 13 câu = 4(NB -TH) + 6VDT + 3VDC Câu 23: (NB - TH): Độ cao của âm phụ thuộc vào yếu tố nào của âm? A. Độ đàn hồi của nguồn âm. B. Biên độ dao động của nguồn âm. C. Tần số của nguồn âm. D. Đồ thị dao động của nguồn âm. Hướng dẫn: Đáp án C Độ cao của âm phụ thuộc vào tần số âm.
9. Câu 24: (NB - TH): Thế nào là 2 sóng kết hợp? A. Hai sóng luôn đi kèm với nhau. B. Hai sóng chuyển động cùng chiều và cùng tốc độ. C. Hai sóng có cùng bước sóng và có độ lệch pha biến thiên tuần hoàn. D. Hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. Hướng dẫn: Đáp án D Hai sóng kết hợp là hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. Câu 25: (NB - TH): Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm sóng bằng bao nhiêu? A. bằng hai lần bước sóng. B. bằng một phần tư bước sóng. C. bằng một bước sóng. D. bằng một nửa bước sóng. Hướng dẫn: Đáp án D Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm sóng bằng một nửa bước sóng. Câu 26: (NB - TH) Hướng dẫn: Đáp án W Câu 27: (VDT): Cho biết cường độ âm chuẩn là I 10 12 .Mức cường độ âm tại một điểm là L = 40dB, 0 m2 cường độ âm tại điểm này có giá trị là: W W W W A. I 10 8 B. I 10 10 C. I 10 9 D. I 10 4 m2 m2 m2 m2 Hướng dẫn: Đáp án A I I I I W L   4 I 10 12.104 10 8 10 log 40 10 log 12 log 12 4 12 10 2 I0 10 10 10 m Câu 28: (VDT): Một sợi dây đàn hồi có chiều dài 1,2m căng ngang, hai đầu cố định. Trên đây có sóng ổn định với 3 bụng sóng. Biết sóng truyền trên dây có tần số 100Hz . Tốc độ truyền sóng trên dây là A. 100m/s B. 120m/s C. 60m/s D. 80m/s Hướng dẫn: Đáp án D  k v l.2 f Điều kiện có sóng dừng trên dây hai đầu cố định: l k v 2 2 f k 1,2.2.100 Trên dây có 3 bụng sóng k 3 v 80m/s 3 Câu 29: (VDT): Tiến hành thí nghiệm đo tốc độ truyền âm trong không khí, một học sinh viết được kết quả đo của bước sóng là 75 1 cm, tần số của âm là 440+10 Hz. Sai số tương đối của phép đo tốc độ truyền âm là A. 3,6% B. 11,9% C. 7,2% D. 5,9% Hướng dẫn: Đáp án A  f Sai số tuyệt đối của phép đo: v v   f v  f 0,01 10 Sai số tương đối của phép đo: 0,036 3,6% v  f 0,75 440
10. Câu 30: (VDT): Trên một một sợi dây đang có sóng dừng, phương trình sống tại một điểm trên dây là u 2sin(0,5 x)cos(20 t 0,5 )mm ; trong đó u là li độ dao động của một điểm có tọa độ x trên dây thời điểm t, với x tính bằng cm; t tính bằng s. Tốc độ truyền sóng trên dây là A. 120 cm/s B. 40 mm/s C. 40 cm/s D. 80 cm/s Hướng dẫn: Đáp án C Phương trình sóng dừng: u 2sin(0,5 x)cos(20 t 0,5 )mm 2 x  4cm 0,5 x Tacó:  2 T 0,1s  20 (rad) 20  4 Tốc độ truyền sóng: v 40cm / s T 0,1 Câu 31: (VDT) Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S 1, S2, dao động cùng pha, cách nhau một khoảng S1 S2 = 40cm. Biết sóng do mỗi nguồn phát ra có tần số f 10 Hz , vận tốc truyền sóng v 2m / s . Xét điểm M nằm trên đường thẳng vuông góc với S 1 S2 tại S 1. Đoạn S 1 M có giá trị lớn nhất bằng bao nhiêu để tại M có dao động với biên độ cực đại? A. 50cm B. 40cm C. 8,75cm D. 8,57cm Hướng dẫn: Đáp án D Ta có hình vẽ: v 200 Bước sóng  v T 20 cm f 10 M có dao động với biên độ cực đại và cách xa S1 nhất M thuộc cực đại bậc 1 về phía A. 2 2 d1 d2 k AM AM AB  AM AM 2 402 20 AM 8,57 cm Câu 32: (VDT): Một xưởng cơ khí có đặt các máy giống nhau, mỗi máy khi chạy phát ra âm có mức cường độ âm 80dB. Để đảm bảo sức khỏe cho công nhân, mức cường độ âm của xưởng không được vượt quá 90 dB. Có thể bố trí nhiều nhất là bao nhiêu máy như thế trong xưởng. A. 10 máy B. 5 máy C. 20 máy D. 15 máy Hướng dẫn: Đáp án A
11. nP0 Cường độ âm do n máy phát ra là: I với P0 là công suất của 1 nguồn âm 4 R 2 Hiệu hai mức cường độ âm là: I P L L0 lg lg lg n 9 8 lg n 1 n 10 I0 P0 Câu 33: (VDC): Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn sống kết hợp A và B dao động cùng pha, cùng tần số, cách nhau AB = 8cm tạo ra hai sóng kết hợp có bước sóng  = 2cm. Một đường thẳng ( ) song song với AB và cách AB một khoảng là 2cm , cắt đường trung trực của AB tại điểm C. Khoảng cách gần nhất giữa hai điểm dao động với biên độ cực đại trên ( )nằm về hai phía điểm C gần nhất với giá trị nào dưới đây: A. 2cm B. 3,75cm C. 2,25cm D. 3,13cm Hướng dẫn: Đáp án C Gọi M và N là hai điểm dao động với biên độ cực đại trên ( ) nằm về hai phía của điểm C. Khoảng cách từ M đến C là x. d 22 (4 x)2 Từ hình vẽ ta có: 1 2 2 d2 2 (4 x) M là điểm dao động với biên độ cực đại nên: d2 d1 k 2k(cm) + M gần C nhất nên M thuộc cực đại ứng với k =1 2 2 2 2 d2 d1 2 2 (4 x) 2 (4 x) 2 x 1,1255cm MC 1,1255cm + N gần C nhất nên N thuộc cực đại ứng với k = -1. Hoàn toàn tương tự ta tính được: NC = 1,1255cm MN 1,1255 1,1255 2,251cm Câu 34: (VDC): Tại hai điểm A, B trên mặt nước cách nhau 16cm có hai nguồn phát sóng giống nhau. Điểm M nằm trên mặt nước và trên đường trung trực của AB cách trung điểm I của AB một khoảng nhỏ nhất bằng 4/5cm luôn dao động cùng pha với I. Điểm N nằm trên mặt nước và nằm trên đường thẳng vuông góc với AB tại A, cách A một khoảng nhỏ nhất bằng bao nhiêu để N dao động với biên độ cực tiểu. A. 2,14cm B. 8,75cm C. 9,22cm D. 8,57cm Hướng dẫn: Đáp án A Ta có hình vẽ:
12. d1 d2 Phương trình dao động của một điểm M nằm trên đường trung trực là: u 2Acos 2 ft 2 Với d1; d2 là khoảng cách từ điểm ta xét đến hai nguồn. Các điểm nằm trên đường trung trực đều dao động với biên độ cực đại (vì hai nguồn cùng pha, cùng biên độ). d d d d Để M và I dao động cùng pha thì: 2 AM RM 2 At BI k2 2 2 Vì M gần nhất, cách I một khoảng 4 5 cm , ứng với k =1, ta có: 2 2 d d d d 2 IA IM AB 2 AM BM 2 AI B 2 2 2 2 2 2 2 82 (4 5)2 16 1  4,0 cm 2 2 Số điểm dao động cực tiểu nằm trên AB bằng số giá trị k nguyên thõa mãn: AB 1 AB 1 16 1 16 1 k k  2  2 4 2 4 2 4,5 k 3,5 k 4; 3; 2; 1;0 Điểm N nằm trên nằm trên đường thẳng vuông góc với AB tại A, dao động với biên độ cực tiểu, gần A nhất thì nằm trên hyperbol cực tiểu có bậc cao nhất về phía A, tức là k = -4 Điều kiện để N là dao động cực tiểu là: 1 2 2 1 d AN dBM k  AN AN AB 4  2 2 AN AN 2 162 3,5.4,0 14 AN 2,14 cm Câu 35: (VDC) Một sóng hình sin đang truyền trên một sợi dây theo chiều dương của trục Ox. Hình vẽ mô tả hình 14 dạng của sợi dây tại thời điểm t 1 và t2 t1 1s . Tại thời điểm t 2 vận tốc của điểm M trên dây gần giá trị nào nhất sau đây? A. 3,029cm / s B. 3,042cm / s
13. C. 3,042cm / s D. 3,029cm / s Hướng dẫn: Đáp án A  1 Từ đồ thị ta thấy:  0,4m 40 cm 4 10 3 1  Trong thời gian ly pha dao động truyền được: 0,05m 5 cm Chu kì: T 8s 20 10 8  40 Vận tốc sóng: v 5 cm / s T 8 11 2 2 x 11 Độ lệch pha dao động của M và O là: 30  0,4 6 Tại t1, M chuyển động theo chiều âm do nằm trước đỉnh sóng. 1 Hai thời điểm t và t lệch nhau chu kì, ứng với góc 1 2 8 4 0 Tốc độ của M tại thời điểm t2 là: v vmax cos 15 3,029 cm / s IV. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: 15 câu = 5(NB -TH) + 6VDT + 4VDC Câu 36:( (NB -TH): Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa tụ điện tăng lên 4 lần thì dung kháng của tụ điện A. Tăng lên 2 lần. B. Tăng lên 4 lần. C. Giảm đi 2 lần. D. Giảm đi 4 lần. Hướng dẫn: Đáp án D 1 1 1 Công thức tính dung kháng: Z Z  C C 2 fC C f f tăng 4 lần thì ZC giảm đi 4 lần. Câu 37:(NB - TH): Đoạn mạch điện xoay chiều AB chỉ chứa một trong các phần tử: điện trở thuần, cuộn dây hoặc tụ điện. Khi đặt điện áp u U0 cos t V lên hai đầu A và B thì dòng điện trong mạch có 6 biểu thức i I0 cos t A . Đoạn mạch AB chứa: 3 A. cuộn dây thuần cảm. B. điện trở thuần. C. cuộn dây có điện trở thuần. D. tụ điện. Hướng dẫn: Đáp án D Điện áp trễ pha so với cường độ dòng điện Đoạn mạch AB chỉ chứa tụ điện. 2 Câu 38: (NB - TH): Một vôn kế nhiệt được mắc vào hai đầu một đoạn mạch để đo điện áp xoay chiều có biểu thức 1 u = 250 2cos(100πt – ) (V). Tại thời điểm t = (s), số chỉ của vôn kế là: 3 100 A. 125V. B. 250 V. C. 250 V. D. 125 V. Hướng dẫn: Đáp án A
14. 1 Số chỉ của Vôn kế tại thời điểm t s là: U U 250( V) 100 v Câu 39: (NB - TH): Phát biểu nào sau đây là đúng? Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều được xây dựng dựa vào: A. tác dụng nhiệt của dòng điện B. tác dụng hoá học của dòng điện C. tác dụng sinh lí của dòng điện D. tác dụng từ của dòng điện Hướng dẫn: Đáp án A Khái niệm cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều được xây dựng dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện -4 Câu 40: (NB - TH): Đặt điện áp u = U cos100πt (t: giây) vào hai đầu một tụ điện có điện dung C = 2.10 . 0 3π (F) Dung kháng của tụ điện là A. 67 Ω B. 200 Ω C. 300 Ω D. 150 Ω Hướng dẫn: Đáp án D 1 1 Dung kháng của tụ điện là: Z 150() C C 2.10 4 100  3 Câu 41: (VDT): Một mạch điện chỉ có tụ điện. Nếu đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều u U 2.cos(100 t ) (V) thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 2A. Nếu đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều u U 2.cos 120 t (V) thì cường độ dòng điện hiệu dụng 2 trong mạch là: A. 2 2A B. 1,2 A C. 2A D. 2,4A Hướng dẫn: Đáp án D U U + Khi u U 2.cos(100 t )(V) : I1 U.2 .100 .C 2A ZC1 1 2 .100 .C U U + Khi u U 2.cos 120 t (V) : I2 U.2 .120 .C 2 ZC2 1 2 .120 .C I1 2 100 1 + Lấy ta được: I2 2,4A I2 I2 120 1,2 Câu 42: (VDT): Điện năng được truyền từ một nhà máy phát điện có công suất 1MW đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết điện trở tổng cộng của đường dây bằng 50Ω, hệ số công suất của nơi tiêu thụ bằng 1, điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây bằng 25kV. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây thì hiệu suất truyền tải điện năng bằng A. 99,8% B. 86,5% C. 96% D. 92% Hướng dẫn: Đáp án D
15. P 1MW 106 W R 50 Ta có: 3 U 25kV 25.10 V cos 1 P P P P  R 106.50 H ci hp Hiệu suất truyền tải: 1 2 2 1 2 0,92 92% P P U cos 25.103 .1 Câu 43: (VDT): Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức u U0 cost (V) trong đó U0 , không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Tại thời điểm t1 điện áp tức thời ở hai đầu RLC lần lượt là uR 50V,uL 30V,uC 180V.Tại thời điểm t2, các giá trị trên tương ứng là uR 100V,uL uC 0V. Điện áp cực đại ở hai đầu đoạn mạch là A. 100 3V B. 2 0 0 V C. 50 1 0 V D. 100V Hướng dẫn: Đáp án B uR U0R .cos(t ) Ta có: uL U0L .cos t 2 uC U0C .cos t 2 Do uC và uL vuông pha với uR + Tại t2 khi uL uC 0 uR U0R 100V + Tại thời điểm t1, áp dụng hệ thức độc lập với thời gian của hai đại lượng vuông pha ta có: 2 2 2 2 uR uL 50 30 1 1 U 20 3V U U 2 2 0L 0R 0L 100 U0L 2 2 2 2 u 50 180 uR C 1 U 120 3V 1 2 2 0C U U 100 U0C 0R 0C Điện áp cực đại ở hai đầu đoạn mạch: 2 2 2 2 U0 U0R U0L U0C 100 (20 3 120 3) 200V Câu 44: (VDT): Đặt điện áp u U 2 cost (V) (U và  có không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh C = C1 thì công suất tiêu thụ của mạch đạt giá trị cực đại là 200W . Điều chỉnh C = C2 thì hệ số công 3 suất của mạch là. . Công suất tiêu thụ của mạch khi đó là 2 A. 50 3W B. 150W C. 100 3W D. 100W Hướng dẫn: Đáp án B U 2 R U 2 R Công suất tiêu thụ của mạch: P Z 2 2 2 R ZL ZC
16. U 2 + Khi C = C1 thay đổi để P xảy ra hiện tượng cộng hưởng P 200W (1) max max R 2 3 U 2 U 2 3 + Khi C = C thì cos P cos2  (2) 2 2 R R 2 2 3 Từ (1) và (2) P 200 150W 2 Câu45: (VDT) : Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm, R là một biến trở, 10 4 2 C F;L H,điện áp giữa hai đầu mạch điện có phương trình u 100 2 cos100 t (V), thay 2 2 đổi giá trị của R thì thấy có hai giá trị đều cho cùng một giá trị của công suất, một trong hai giá trị là 200Ω. Xác định giá trị thứ hai của R. A. 50 2 B. 25 C. 100 D. 100 2 Hướng dẫn: Đáp án B Theo bài ra ta có: 2 2 2 2 U R1 U R2 2 2 P1 P2 R1. R2 ZL ZC R2 . R1 ZL ZC 2 2 2 2 R1 ZL ZC R2 ZL ZC 2 2 2 2 2 R1R2 R1 ZL ZC R2 R1 R2 ZL ZC R1R2 ZL ZC (*) 2 ZL 100 . 50 2 2 1 Lại có: Z 100 2 C 10 4 100 . 2 R 200 Thay vào (*) ta được: 2 200 R2 (50 2 100 2) R2 25 1 Câu 46: (VDT): Đặt điện áp u 200 2 cos(100 t)V vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm L H và điện trở r 100 . Biểu thức cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây là: A. i 2 2 cos 100 t B. A i 2cos 100 t A 4 4 C. i 2. 2 cos 100 D.t A i 2.cos 100 t A 4 4 Hướng dẫn: Đáp án D 2 2 2 2 1 Tổng trở của đoạn mạch: Z R (L) 100 100  100 2
17. U 200 Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch: I 2A Z 100 2 Z 100 Độ lệch pha giữa u và i: tan L 1 R 100 4 i I 2 cos t i 2cos 100 t A 4 Câu 47: (VDC): Cho mạch điện AB gồm đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm R,C và đoạn MB gồm hộp kín X có thể chứa hai trong ba phần tử: điện trở, tụ điện và cuộn dây thuần cảm mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều u 120 2 cos100 t (V) thì cường độ dòng điện ở mạch là i 2 2 cos 100 t A. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM và MB vuông pha với nhau. Dùng 12 vôn kế lí tưởng lần lượt mắc vào hai đầu đoạn mạch AM, MB thì số chỉ vôn kế tương ứng là U1,U2 cho, U1 3U2 . Giá trị của mỗi phần tử trong hộp X là A. R 36,74;C 1,5.10 4 F B. R 25,98;L 0,048H C. R 21,2;L 0,068H D. R 36,74;L 0,117H Hướng dẫn: Đáp án C Đoạn AM gồm R,C mắc nối tiếp. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM và MB vuông pha với nhau MB gồm R,L nối tiếp. Ta có giản đồ vecto: UAB UAM UMB 2 2 Có UAB UAM UMB 120V (1) UAM  UMB Lại có U1 3U2 (2) U U 60 3V Từ (1) và (2) AM 1 UBM U2 60V Áp dụng định lí hàm số cos trong tam giác UMBOUAM có: 2 2 2 UAM UMB UAB 2.UMBUAB .cosUMBOUAB 2 2 2 (60 3) 60 120 2.60.120.cosUMBOUAB cosU OU 0,5 U OU MB AB MB AB 3 U OU U OU MB R2 MB AB 12 3 12 4
18. Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông UMBOUR2 ta có: U U .cosU OU 60 cos R2 MB MB R2 4 U U .sinU OU 60sin L MB MB R2 4 Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch: I = 2A U 60 cos R R2 4 21,21 2 I 2 60sin U 21,21 Z L 4 21,21 L 0,068H L I 2 100 2 Câu 48: (VDC): Đặt điện áp xoay chiều u U0 cos (V) vào hai đầu đoạn mạch AB như hình vẽ 1. T Biết R = r = 30Ω. Đồ thị biểu diễn điện áp uAN và uMB theo thời gian như hình vẽ 2. Công suất của mạch AB có giá trị gần đúng là: Hình 1 Hình 2 A. 86,2W B. 186,7W C. 98,4W D. 133,8W Hướng dẫn: Đáp án C 2 uAN 100 2.cos t V T 2   Từ đồ thị ta viết được phương trình: U  U 2 AN MB u 60 2.cos t V MB T Ta có giản đồ vecto:
19. UR R Theo bài ra ta có: R r 1 UR Ur UR r UR Ur 2Ur Ur r U U U 2U Từ giản đồ vecto ta có: cosα LC R r LC r U 1,2U 60 100 60 100 LC r 2 2 2 2 60 Mà: UMB Ur ULC 60 Ur 1,2Ur Ur V 2,44 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch: 2 2 2 2 60 UAB UR r ULC 2Ur 1,2Ur Ur . 5,44  5,44 89,6V 2,44 60 2 U 2,44 Hệ số công suất: cos R r 0,857 UAB 89,6 U 2 89,62 Công suất tiêu của đoạn mạch AB: P cos2 0,8572 98,3W R r 30 30 Câu 49: (VDC) Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều có đồ thị điện áp tức thời phụ thuộc vào thời gian như hình vẽ. Trong đó điện áp cực đại U 0 và chu kì dòng điện không thay đổi. Khi đóng và mở khóa K thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch phụ thuộc vào thời gian như hình vẽ. Giá trị của I 0 là A. 3 3A B. 3A C. D. 1,5 3A 2 3A Hướng dẫn: Đáp án B + Khi khóa K mở, mạch gồm R,r, L,C nối tiếp Từ đồ thị của điện áp, ta có: u U0 cost Từ đồ thị cường độ dòng điện khi K mở ta có: i I0 cos t i Khi t 0 i 1,5 3 cos i1 i1 6 m u i1 6 Z Z 1 1 Mà tan L C Z Z (R r) m R r 3 L C 3 + Khi K đóng, mạch có r, L,C nối tiếp Ta có phương trình cường độ dòng điện là: i I0 cos t i2
20. Khi t 0 i 0,5I I cos 0 0 i2 i2 3 m u i1 3 Z Z 1 Mà tan L C 3 Z Z 3r Z Z 3r (R r) R 2r m r L C L C 3 2 2 Z2 r ZL ZC 2r Z (R r)2 Z Z 2 2 3r 1 L C U I 0 01 Z 1 I01 Z2 1 Có: I02 I0 3A U I Z 3 I 0 02 1 02 Z2 Câu 50: (VDC) : Cho mạch điện gồm R, L, C nối tiếp. Cuộn dây thuần cảm. Đặt vào hai đầu mạch điện u = U 0cosωt (U0, ω không đổi). Khi C = C0 thì UCmax. Khi C = C1 hoặc C = C2 thì điện áp hiệu dụng hai bản tụ có giá trị như nhau UC UC1 = UC2 = UC. Biết hệ số công suất của mạch ứng với C1, C2 tương ứng là k1, k2 thỏa mãn k1 + k2 = . Hệ 2UCmax số công suất của mạch khi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ cực đại (UCmax) bằng 1 1 1 1 A. B. C. D. 6 2 2 2 6 2 Hướng dẫn: Đáp án B C C1 1  2 0 1 2  U1C U2C UC + Áp dụng cho nhanh C C2 2 U 1  cos C 0 2 U C C0 0 UC0max Cmax 1 UC + Theo đề: cos 1 cos 2 k1 k2 . 2 2 UCmax + Ta có: cos cos 2cos 1 2 .cos 1 2 2cos .cos 3 1 2 2 2 0 0 2 UC 1 UC 1 + Lắp vào: 2cos 0. cos 0 UCmax 2 UCmax 2 2 HẾT