Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn thi: Vật lí - Trường THPT Thiệu Sơn 3

Nội dung text: Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn thi: Vật lí - Trường THPT Thiệu Sơn 3

1. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 3 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: Trần Văn Hà; đơn vị: THPT Triệu Sơn 3 Mã đề thi 123 Số điện thoại liên hệ: 037.717.2334 I. LỚP 11 (08 câu: 06 NB,TH; 02 VD) 1. Điện tích. Điện trường (01 câu-NB,TH) Câu 1 (NB,TH): Công thức đúng xác định lực tương tác giữa hai điện tích điểm là q q A. F k 1 2 r 2 q q B. F k 1 2 r q q C. F k 1 2 r3 r 2 D. F k q1q2 2. Dòng điện không đổi (01 câu-NB,TH; 01 câu VD) Câu 2 (NB,TH): Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích âm. B. Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng. C. Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện và được đo bằng điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian. D. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích dương. Câu 3 (VD): Để đo suất điện động và điện trở trong của một nguồn điện, một nhóm học sinh đã mắc sơ đồ mạch điện như hình hình a. Số chỉ của vôn kế và ampe kế ứng với mỗi giá trị của biến trở R b được được cho trên hình b. Biết vôn kế có điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở rất nhỏ. Nhóm học sinh này tính được giá trị suất điện động E và điện trở trong r của pin là 1
2. A. E 1,5V;r 0,5 B. E 2V;r 1,5 C. E 2V;r 0,5 D. E 1,5V;r 1,5 ĐA: Áp dụng công thức: UN UV E Ir + Áp dụng cho điểm đặc biệt thứ nhất: 1,4 E 0,2r (1) + Áp dụng cho điểm đặc biệt thứ hai: 1,3 E 0,4r (2) + Từ (1) và (2) ta tìm được: E 1,5V;r 0,5 3. Dòng điện không đổi (01 câu-NB,TH) Câu 4 (NB,TH): Chọn đáp án đúng? Công thức Fa-ra-đây về hiện tượng điện phân là 1 A A. m q F n 1 A B. m I F t 1 n C. m q F A A D. m F q n 4. Từ trường (01 câu-NB,TH) Câu 5 (NB,TH): Công thức nào sau đây là công thức tính cảm ứng từ tại tâm của vòng dây tròn có bán kính R mang dòng điện I? A. B = 2π.10-7I/R B. B = 4π.10-7I/R C. B = 2.10-7I/R C. B = 2π.10-7I.R 5. Cảm ứng điện từ (01 câu-NB,TH) Câu 6 (NB,TH): Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Suất điện động cảm ứng cũng là suất điện động tự cảm. B. Hiện tượng tự cảm là một trường hợp đặc biệt của hiện tượng cảm ứng điện từ. C. Suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm. D. Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm. 6. Khúc xạ ánh sáng (01 câu-NB,TH) 2
3. Câu 7 (NB,TH): Với i là góc tới, r là góc khúc xạ, n1 là chiết suất của môi trường chứa tia tới, n2 là chiết suất của môi trường chứa tia khúc xạ. Công thức đúng của định luật khúc xạ ánh sáng là sin i n A. 2 sinr n1 sin i n B. 1 sinr n2 sin n i C. 1 sinn2 r sin(n i) n D. 1 2 sin(n2r) n1 7. Mắt. Các dụng cụ quang học (01 câu VD) Câu 8 (VD): Tiêu cự của thuỷ tinh thể của mắt một người biến thiên trong khoảng từ 14 mm đến 15 mm. Khoảng cách từ thuỷ tinh thể đến màng lưới của mắt bằng 15mm. Mắt người này có thể nhìn được những vật cách mắt một khoảng A. từ 21 cm đến vô cực B. từ 11,1 cm đến 114 cm C. từ 111 cm đến 11,4 m D. từ 111 cm đến vô cực ĐA: d ' f Áp dụng công thức: d d ' f Thay số: d = 210 cm đến vô cực. II. LỚP 12 (42 câu: 13NB,TH; 19VD; 10VDC) 1. Dao động cơ (14 câu: 5NB,TH; 6VD; 3VDC) Câu 9 (NB,TH): Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo có độ dài bằng 10cm thì biên độ dao động của vật bằng A. 5 cm B. 10 cm C. 2,5 cm D. 20 cm Câu 10 (NB,TH): Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng k. Con lắc dao động điều hòa theo phương trình x A.cos t . Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Cơ năng của con lắc là 1 A. kA2 2 B. kA 3
4. 1 C. kA 2 D. kA2 Câu 11 (NB,TH): Phát biểu nào sau đây là sai? Cơ năng của dao động điều hòa bằng A. động năng vào thời điểm ban đầu B. thế năng của vật ở vị trí biên C. tổng động năng và thế năng ở thời điểm bất kỳ D. động năng của vật khi nó qua vị trí cân bằng Câu 12 (NB,TH): Tại một nơi trên mặt đất, một con lắc đơn dao động điều hòa với chu kì T. Nếu chiều dài con lắc giảm đi 4 lần thi chu kì dao động của con lắc lúc này là A. T/2 B. 2T C. T/4 D. 4T Câu 13 (NB,TH): Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số với phương trình: x1 A1 cos t 1 và x2 A2 cos t 2 . Dao động tổng hợp của hai dao động này có biên độ được tính theo công thức 2 2 2 A. A A1 A2 2A1A2 cos 2 1 2 2 2 B. A A1 A2 2A1A2 cos 2 1 2 2 2 2 2 C. A A1 A2 2A1 A2 cos 2 1 D. A2 A2 A2 2A2A2 cos 1 2 1 2 2 1 Câu 14 (VD): Một con lắc đơn gồm dây treo có chiều dài 1m và vật nhỏ có khối lượng 100 g mang điện tích 5.10–5C. Treo con lắc đơn này trong điện trường đều với vectơ cường độ điện trường hướng theo phương ngang và có độ lớn 2.10 4V/m. Trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo và song song với vectơ cường độ điện trường, kéo vật nhỏ theo chiều của vectơ cường độ điện trường sao cho dây treo hợp với vectơ gia tốc trọng trường một góc 350 rồi buông nhẹ cho con lắc dao động điều hòa. Lấy g = 10 m/s2. Trong quá trình dao động, tốc độ cực đại của vật nhỏ gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,66m/s B. 0,39m/s C. 3,9 m/s D. 6,6 m/s ĐA F + Tại vị trí cân bằng mới: tan 1 450 p 4
5. 2 ' 2 F 2 + Gia tốc trọng trường biểu kiến: g g 10 2m / s m 0 + Con lắc sẽ dao động với biên độ góc: 0 45 35 10 ' + Tốc độ cực đại của con lắc là: v 2 g l(1 cos 0 ) 0, 66m / s Câu 15 (VD): Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k gắn với vật nhỏ khối lượng 400g. Kéo vật lệch ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 8cm dọc theo trục lò xo rồi thả nhẹ, vật dao động điều hòa với chu kỳ 1s. Năng lượng dao động của con lắc gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 50,5mJ. B. 10,24J. C. 102,4mJ. D. 5,12J. Câu 16 (VD): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox, gốc O là vị trí cân bằng. Trong khoảng thời gian 2s, chất điểm thực hiện được 5 dao động toàn phần và trong 1s chất điểm đi được quãng đường 40 cm. Tại thời điểm ban đầu vật có li độ 2 3 cm và đang chuyển động chậm dần. Phương trình dao động của vật là: A. x 4 3 cos 2,5 t cm. 6 5 B. x 4cos 5 t + cm. 6 C. x 4cos 5 t cm. 6 D. x 4 3cos 2,5 t + cm. 2 ĐA: t + Chu kì dao động T 0,4  5 rad/s. N + Quãng đường vật đi được trong Δt = 1 = 2,5T là S = 10A → A = 4 cm. 3 Ban đầu chất điểm đi qua vị trí x A 2 3 và đang chuyển động theo chiều âm (chậm dần) 2 5 5 . Vậy x 4cos 5 t cm. 6 6 5
6. Câu 17 (VD): Hai lò xo giống nhau dao động điều hòa trên trục Ox đều có khối lượng vật nhỏ là 200g. 2 Lấy mốc thế năng tại vị trí cân bằng và 10 , gọi x1 và x2 lần lượt là đồ thị li độ theo thời gian của con lắc thứ nhất và con lắc thứ hai (như hình vẽ). Khoảng cách xa nhất giữa hai con lắc trong quá trình dao động là 50cm theo phương Ox. Khi con lắc thứ nhất có động năng là 90mJ thì thế năng của con lắc thứ 2 gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 160 mJ B. 480 mJ C. 360 mJ D. 270 mJ ĐA: Theo đồ thị thì hai dao động vuông pha, chu kì là T = 1,0s, hai vật gặp nhau ở vị trí 24cm. mặt khác khoảng cách xa nhất giữa hai vật là 50cm nên A1 = 30cm và A2 = 40cm. 2 2 m A1 Cơ năng con lắc thứ nhất là: W1 360 mJ. A 2 1 24 m2A 2 Cơ năng con lắc thứ hai là: W 1 640 mJ. 50 2 2 Khi con lắc thứ nhất có động năng là 90mJ → con lắc thứ hai có thế năng là A2 W W 2 160mJ. t 4 Câu 18 (VD): Tác dụng một ngoại lực biến thiên điều hòa có tần số góc  thay đổi được vào một con lắc lò xo có khối lượng m 100g để con lắc dao động. Đồ thị sự phụ thuộc của biên độ dao động cưỡng bức vào tần số góc  của ngoại lực như hình vẽ. Độ cứng của lò xo có thể nhận giá trị nào sau đây? A. 100 N/m B. 30 N/m C. 200 N/m D. 10 N/m ĐA: + Từ đồ thị ta tính được: 20 CH 40 40(N / m) k 160(N / m) + Vậy chọn k = 100N/m Câu 19 (VD): 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 x1 = 3cos10t (cm) và x2 =4sin(10t) (cm). Gia tốc của vật có độ lớn cực đại bằng A. 5 m/s2 B. 1 m/s2 6
7. C. 0,7 m/s2 D. 7 m/s2 ĐA: 2 2 + Biên độ của dao động tổng hợp là: A A1 A2 5cm 2 2 + Gia tốc của vật có độ lớn cực đại là: aMax  A 5m/ s Câu 20 (VDC): Một con lắc lò xo thẳng đứng đầu trên cố định, đầu dưới treo vật có khối lượng m. Chọn trục Ox có gốc O tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống dưới. Cho con lắc đó dao động điều hòa theo phương thẳng đứng thì thu được đồ thị theo thời gian của thế năng đàn hồi như hình vẽ. Lấy g =10 ≈ π2 m/s2. Vận tốc ban đầu của vật gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 136 cm/s B. -136 cm/s C. 68 cm/s D. – 68 cm/s ĐA + Thế năng đàn hồi có thời điểm bằng 0 nên A l0 + Thế năng đàn hồi tại VT biên dương gấp 9 lần vị trí biên âm nên ta có: 2 A l0 9 A 2 l0 A l0 2 Edh l0 x 4 + Tại thời điểm ban đầu: max x 0,5A Edh l0 A 9 + Vì thế ăng đàn hồi đang tăng năn v>0 + Trong khoảng thời gian từ t Lúc t = 0 đến t = 1/3s thì vật chuyển động theo chiều dương từ vt x = 0,5A đến biên âm, do đó: 2T 1 T 0,5s  4 (rad / s) 3 3 g 1 + Lại có: l m 6,25cm A 2 l 12,5cm 0  2 16 0 0 + Giá trị vận tốc ban đầu của vật là: v vMax cos30 136cm / s Câu 21 (VDC): Một con lắc lò xo dao động trên phương ngang không ma sát, vật nặng có khối lượng m, lò xo có độ cứng k, trên lò xo có một điểm M. Khi vật m dao động điêù hòa quanh vị trí cân bằng O thì M trên lò xo cũng dao động quanh vị trí cân bằng O’. Đồ thị sự phụ thuộc của li độ theo thời gian của m và M quanh O và O’ như hình vẽ. Tại thời điểm t = 13/12(s) thì điểm M được giữ cố định, khi đó vật m sẽ dao động với biên độ gần nhất với giá trị nào sau đây? 7
8. A. 17 cm B. 16 cm 10 C. 18 cm D. 19 cm ĐA: + Dao động của m và M cùng pha. 13 1 + Từ đồ thị ta có: T 2(s)  (rad / s) 6 6 xm 0 + Tại thời điểm t = 1/6(s) thì: m ; Am 20cm xm  3 0 + Tại t = 13/12(s) thì AM xm Amcos75 5,176cm + Gọi l0 là chiều dài tự nhiên của lò xo (độ cứng là k); l1 là chiều dài từ điểm cố định của lò đến M (độ cứng là k1); l2 là chiều dài từ điểm M đến m (độ cứng là k2). Ta có: l A 20 l l 0 m 3,86 0 0 1,35 l1 AM 5,176 l2 l0 l1 k1 3,86 kl0 k1l1 k2l2 k2 1,35 + Tại t = 13/12(s) thì giữ cố định M, sau đó m sẽ dao động điều hòa với biên độ A’ + Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có: 1 2 1 1 k A' kA2 k x2 A' 17,06cm 2 2 2 2 1 M Câu 22 (VDC): Cho cơ hệ như hình vẽ. Con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m = 100g và lò xo nhẹ có độ cứng k = 100N/m, mang điện tích q 1C . Ban đầu con lắc nằm yên tại vị trí lò xo không biến dạng. Kích thích cho con lắc dao động bằng cách làm xuất hiện trong không gian quanh nó một điện trường E có phương nằm ngang, dọc theo trục của lò xo về phía lò xo giãn. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của E theo thời gian được cho như hình vẽ; lấy 2 10 . Bỏ qua mọi ma sát và vật nặng của con lắc không trao đổi điện tích với bên ngoài. Biên độ dao động của vật sau thời điểm 0,05(s) gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 4,5 cm B. 4,0 cm 8
9. C. 5,0 cm D. 3,5 cm ĐA: k 100 2 2 - Tần số góc của con lắc:  10 (rad / s) T 0,2s m 0,1  10 - Từ đồ thị ta có: 6 Cường độ điện trường có độ lớn E1 10 V / m trong khoảng thời gian t1 T / 4 6 Sau đó, cường độ điện trường có độ lớn không đổi và bằng E2 4.10 V / m - Trong khoảng thời gian: t1 T / 4 , dưới tác dụng của lực điện trường, con lắc dao động điều hòa 6 6 qE1 10 .4.10 quanh VTCB O1, VT này cách VTCB cũ một đoạn OO 4cm . 1 k 100 Thời điểm t 0,05s vật sẽ đi qua VTCB O1 với tốc độ v0 A 40 (cm/ s) - Trong khoảng thời gian còn lại, cường độ điện trường giữ nguyên hướng, độ lớn giảm đi, lúc này con lắc sẽ dao động quanh vị trí cân bằng mới là O2 , vị trí này cách O một đoạn qE 10 6.2.106 OO 2 2cm . 2 k 100 Biên độ dao động của vật trong giai đoạn này là 2 2 2 v0 2 40 A2 O1O2 2 2 5cm 4,5cm  10 2. Sóng cơ (13 câu: 4NB,TH; 6VD; 3VDC) Câu 23 (NB,TH): Một sóng cơ hình sin truyền theo trục Ox. Công thức liên hệ giữa tốc độ truyền sóng v, bước sóng  và chu kì T của sóng là? A.  v.T B.  v2.T v C.  T2 v D.  T Câu 24 (NB,TH): Đặc trưng nào sau đây là một đặc trưng vật lý của âm? A. Độ to của âm B. Độ cao của âm C. Tần số âm D. Âm sắc Câu 25 (NB,TH): Sóng dừng trên một sợi dây với bước sóng  . Trên dây khoảng cách giữa một nút sóng và một bụng sóng liên tiếp là  A. . 4  B. . 2 C.  . 9
10. D. 2 . Câu 26 (NB,TH): Điều kiện để hai sóng cơ khi gặp nhau, giao thoa được với nhau là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động A. cùng tần số, cùng phương và có hiệu số pha không đổi theo thời gian. B. cùng tần số, cùng phương. C. có cùng pha ban đầu và cùng biên độ. B. cùng biên độ và có hiệu số pha không đổi theo thời gian. Câu 27 (VD): Hai điểm M, N cùng nằm trên một hướng truyền sóng và cách nhau một phần tư bước sóng. Biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền. Tại một thời điểm, khi li độ dao động của phần tử tại M là 2 2 cm thì li độ dao động của phần tử tại N là 2 2 cm. Biên độ sóng gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 4cm. B. 6 cm. C. 3 cm. D. 3 2 cm. Câu 28 (VD): Quan sát sóng dừng trên sợi dây AB, đầu A dao động điều hòa theo phương vuông góc với sợi dây (coi A là nút). Với đầu B tự do và tần số dao động của đầu A là 33 Hz thì trên dây có 6 nút. Nếu đầu B cố định và coi tốc độ truyền sóng của dây như cũ, để vẫn có 6 nút thì tần số dao động của đầu A phải bằng A. 30 Hz. B. 25 Hz. C. 18 Hz. D. 20 Hz. Câu 29 (VD): Ở mặt chất lỏng, tại hai điểm S1 và S2 hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng phát ra hai sóng kết hợp có bước sóng 1cm. Trong vùng giao thoa, M là điểm cách S1 và S2 lần lượt là 9cm và 13cm. Giữa M và đường trung trực của đoạn thẳng S 1S2 có số vân giao thoa cực tiểu là A. 4 B. 6 C. 5 D. 3 Câu 30 (VD): Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp S1 và S2 cách nhau 13cm dao động theo phương thẳng đứng với cùng phương trình u acos 50 t (u tính bằng mm, t tính bằng s). Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 0,2m/s và biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Khoảng cách ngắn nhất từ nguồn S1 đến điểm M nằm trên đường trung trực của S1S2 mà phần tử nước tại M dao động ngược pha với các nguồn gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 68mm B. 72mm 10
11. C. 70mm D. 66mm ĐA: 2 v + Bước sóng của sóng  8 mm.  + Điểm M trên trung trực của S 1S2 dao động với phương 2 d trình uM 2a cos t .  Để M ngược pha với nguồn thì 2 d  2k 1 d 2k 1 .  2  + Mặc khác d S I 2k 1 65 k 7,625 k 8 . 1 2 min  Vậy d 8.2 1 68 mm. 1 2 Câu 31 (VD): “Theo Thông tư số 10/2019-BGTVT của Bộ Giao thông vận tải, nếu âm lượng của còi xe ô tô ở điểm cách đầu xe 2m mà lớn hơn 115dB là không đạt tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật bảo vệ môi -12 2 trường”. Lấy cường độ âm chuẩn là Io = 10 W/m . Một cảnh sát môi trường đứng cách đầu xe 25m đo được mức cường độ âm là bao nhiêu thì không vượt quá quy định (coi còi xe là nguồn điểm đặt trước đầu xe): A. Lớn hơn 93,06 dB. B. Nhỏ hơn 93,06 dB. C. Lớn hơn 104,03 dB. D. Nhỏ hơn 104,03 dB. Câu 32 (VD): Một sợi dây AB dài 120 cm căng ngang, hai đầu cố định. Trên dây có sóng dừng ổn định với 3 bụng sóng. Biết sóng truyền trên dây có tần số 100Hz. Tốc độ truyến sóng trên dây là A. 100m/s B. 120m/s C. 80m/s D. 60m/s ĐA: Trên dây có sóng dừng với 3 bụng sóng → n = 3. v 2lf Điều kiện để có sóng dừng với hai đầu cố định l 3 v 80 m/s. 2f 3 Câu 33 (VDC): Trên một sợi dây đàn hồi OC đang có sóng dừng ổn định với tần số f . Hình ảnh sợi 1 dây tại thời điểm t (nét đứt) và thời điểm t (nét liền) được cho như hình vẽ. Tỉ số giữa quãng 4 f đường mà B đi được trong một chu kì với quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kì là A. 1,0. u(cm) M B. 1,2. 8 B C. 2,5. C D. 1,5. O x(cm) 6 11 10 20 30
12. ĐA: 1 T Hình ảnh sợi dây tại thời điểm t (nét đứt) và thời điểm t t 4 f 4 Quãng đường sóng truyền trong một chu kỳ  30-10=20cm Quãng đường B đi được trong một chu kỳ S=4.A B; Tìm biên độ của bụng: Xét hai thời điểm bài cho 2 1 8 6 ta có 1 A 10cm bung Abung Abung A uM bung 1 4.AB AB 5cm ; Lập tỷ số 1 uB AB 2  Câu 34 (VDC): Ở mặt chất lỏng, tại hai điểm A và B có hai nguồn dao động cùng pha theo phương vuông góc với mặt chất lỏng phát ra hai sóng kết hợp với bước sóng  . Gọi C, D là hai điểm ở mặt chất lỏng sao cho ABCD là hình vuông. I là trung điểm của AB. M là một điểm nằm trong hình vuông ABCD xa I nhất mà phần tử chất lỏng tại đó dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn. Biết AB = 2,4 . Độ dài đoạn thẳng MI gần nhất giá trị nào sau đây? A. 2,93  B. 2,25  C. 2,45  D. 2,15  ĐA Cho  1 ; AB = 2,4; AC 2,4 2 3,4 d1 k1 k1 Điều kiện cực đại cùng pha d2 k2 k2 D M C Xa nhất là điểm C, vẽ đường tròn tâm A bán kính R = k1 = 3<3,4 P N 2 BN 33 2.42 1,8 ; BM 2,42 2,4 1,8 2,47 Vậy trên cung MN tồn tại một điểm P thỏa mãn BP = 2 = k2 Ta có AP = k1 = 3; BP = k2 = 2; Áp dụng công thức tính đường trung tuyến A B I AP2 BP2 AB2 32 22 2,42 PI 2,25 2 4 2 4 Câu 35 (VDC): Một tháp phóng thanh được xây thẳng đứng trên mặt đất. Trên tháp đặt ba chiếc loa A, B, C theo thứ tự từ trên xuống có cùng công suất. Loa A cách mặt đất 190m và AC = 11BC. Đặt một máy thu âm H trên mặt đất sao cho khi bật từng chiếc loa một thì mức cường độ đo được là L A, · LB, LC và góc CHB đạt giá trị lớn nhất. Biết LC − LA = 20dB, LB = 30dB. Coi các nguồn âm là nguồn điểm có công suất không đổi và phát âm đẳng hướng. Gọi a là mức cường độ âm tại H khi bật đồng thời loa A và loa B; b là mức cường độ âm tại H khi bật đồng thời loa A và loa C. Tỷ số a/b gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,879 12
13. B. 0,721 C. 0,952 D. 0,824 ĐA: OB OC tan O· HB tan O· HC BC Ta có: tan C· HB tan O· HB O· HC OH OH · · OB OC OB.OC 1 tan OHB.tan OHC 1 . OH OH OH OH Để thì C· HB max thì OH OB.OC . (Cô – Si). Nên BC tan C· HB 2 OB.OC A HA HA Áp dụng ta có: L L 20log 10 . C A HC HC AC AB HA B Mà: 11 10 → HB là tia phân giác góc C· HA → BC BC HC C C· HB = A· HB AB AB Tương tự có: tan A· HB . OA.OB OA.OB H O OH OB.OC OH OB.OC OA.OB OA OB.OC 1 AB Có: tanC· HB = tanA· HB → OB.OC OC 10 2 OB.OC BC 2 OA 19.OC OC 10 m. Nên: AC = OA – OC = 180 m → AB + BC = 180 m → AB = 1800/11 m ; BC = 180/11 m ; OH = 16,24 m; HC = 19,07 m; HB = 30,96 m; HA = 190,69 m. HB Áp dụng công thức: L L 20log L 34,2dB;L 14,2dB . C B HC C A + Khi bật loa A và B thì: Ia I A IB 1025,7I0 a LH 30,1dB + Khi bật loa A và C thì: Ib I A IC 2656I0 b LH 34,24dB a 30,1 + Do đó: 0,879 b 34,24 3. Điện xoay chiều (15 câu: 5NB,TH; 6VD; 4VDC) Câu 36 (NB,TH): Đặt một điện áp xoay chiều u = U0cost vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện. Gọi U là điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch; i, I0, I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong mạch. Hệ thức liên hệ nào sau đây không đúng? u2 i2 A. . 2 2 0 U0 I0 U I B. 2 . U0 I0 u 2 i 2 C. 2 . U 2 I 2 U I D. 0 . U0 I0 13
14. Câu 37 (NB,TH): Động cơ quạt điện thường dùng tại lớp học là loại động cơ A. không đồng bộ 1 pha B. đồng bộ 1 pha C. không đồng bộ 3 pha D. một chiều Câu 38 (NB,TH): Đặt điện áp u 120 2 cos 100 t vào hai đầu đọan mạch tiêu thu điện AB thì 4 cường độ dòng điện qua mạch là i 3 2 cos 100 t A. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 12 A. P = 120 W. B. P = 100 W. C. P = 180 W. D. P = 50 W. Câu 39 (NB,TH): Đặt điện áp u U 2cost(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn 1 cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Người ta điều chỉnh để 2 . LC Tổng trở của mạch này bằng: A. 3R. B. 2R. C. 0,5R. D. R. Câu 40 (NB,TH): Đặt điện áp u 120cos 100 t + V vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần 3 mắc nối tiếp với điện trở thuần R = 30Ω thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm là 60V. Dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức là: A. i 2 2cos 100 t + A. 4 B. i 2 2cos 100 t + A. 12 C. i 2 3cos 100 t + A. 6 D. i 2 2 cos 100 t A. 4 ĐA: U U2 U2 Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch I R L 2 A. R R 14
15. Z tan L 1 . R 4 Biểu thức của dòng điện i 2 2 cos 100 t A. 12 Câu 41 (VD): Điện năng ở một trạm phát điện khi được truyền đi dưới điện áp 20kV thì hiệu suất của quá trình truyền tải điện là 80%. Coi công suất truyền đi là không đổi. Khi tăng điện áp đường dây lên đến 50kV thì hiệu suất truyền tải điện năng gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 92,4%. B. 98,6%. C. 96,8%. D. 94,2%. ĐA: P PR PR Hiệu suất truyền tải điện H 1 1 U2 P U2 1 H 2 U1 1 H2 Lập tỉ số H2 0,968 . U2 1 H1 Câu 42 (VD): Đặt điện áp u 20cos 100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp, trong đó tụ điện có điện dung C thay đổi được. Biết giá trị của điện trở là 10Ω và cảm kháng của cuộn cảm là 10 3 . Khi C = C1 thì điện áp giữa hai đầu tụ điện là uC Uo cos 100 t (V) . Khi C = 2C1 thì 6 biểu thức cường độ dòng điện trong đoạn mạch là A. i 2 3 cos 100 t (A) 6 B. i 2 3 cos 100 t (A) 6 C. i 3 cos 100 t (A) 6 D. i 2cos 100 t (A) ĐA: Uo Khi C = C1 ta có i1 cos 100 t (A) Io1 cos 100 t (A) ; ZC1 6 2 3 ZL ZC1 200 tan ZC1 20 3 ZC2 10 3 i2 20 3 R 10 10 3 10 3 i Câu 43 (VD): Đặt điện áp xoay chiều u = U ocos100πt (V) (Uo không đổi, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R = 40Ω và cuộn dây có điện trở thì điện áp hiệu dụng giữa hai 0,2 đầu cuộn dây là Ud. Lần lượt thay R bằng cuộn thuần cảm L có độ tự cảm H , rồi thay L bằng tụ 15
16. 10 4 điện có điện dung F thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây trong hai trường hợp đều bằng Ud. Hệ số công suất của cuộn dây bằng A. 0,447 B. 0,707 C. 0,124 D. 0,747 ĐA: ZL = 20Ω; ZC = 100Ω; do Ud không đổi nên I1 = I2 = I3 =>Z1 = Z2 = Z3 2 2 2 2 Z2 = Z3 r ZL 20 r ZL 100 ZL 40 2 2 2 2 r Z1 = Z2 R r Z r (Z 20) r 5 cos L L d 2 2 r ZL Câu 44 (VD): Cho mạch điện như hình vẽ. Điện áp xoay chiều ổn định giữa hai đầu A và B là u = 100 2 cos(ωt + φ) V. Khi K mở hoặc đóng, thì đồ thị cường độ dòng điện qua mạch theo thời gian tương ứng im và iđ được biểu diễn như hình bên. Điện trở các dây nối rất nhỏ. Giá trị của R bằng R C L M N A B K A. 41 Ω B. 87 Ω C. 100 Ω D. 71 Ω ĐA: Ta viết được phương trình dòng điện: im = 3 cos(ωt) A và iđ = 3cos(ωt + π/2) A. 2 2 2 2 R R 1 1 1 Hai dòng điện vuông pha: cos 1 cos 2 1 2 2 1 2 2 2 . Zm Zd R Zm Zd U0 100 2 Zm I0m 3 Lại có: . U 100 2 Z 0 d I0d 3 Vậy R = 41 Ω. Câu 45 (VD): Đặt hiệu điện thế xoay chiều u 120 2cos 120 t V vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, điện trở R thay đổi được. Thay đổi R thì giá trị công suất cực đại của mạch là P = 300W. Tiếp tục điều chỉnh R thì thấy hai giá trị của điện trở R 1 và R2 mà R1 = 0,5625R2 thì công suất trên đoạn mạch là như nhau. Giá trị của R1 là 16
17. A. 28 Ω. B. 32 Ω. C. 20 Ω. D. 18 Ω. ĐA: Áp dụng bài toán hai giá trị của R cho cùng một công suất tiêu thụ trên mạch: 4 4 2 U R1 120 R1R 2 R 0 2 R1 2 R1 18 4Pmax 0,5625 4.300 Câu 46 (VD): Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Biết r = 20 Ω. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều u 120 2 cost(V ) . Cho C biến thiên, đồ thị biểu diễn hiệu điện thế hiệu dụng trên tụ phụ thuộc vào ZC như hình vẽ. Khi ZC = 80 Ω thì công suất tiêu thụ trên R là 135 W. Giá trị cực đại của hiệu điện thế hiệu dụng trên tụ là A. 120 2(V ) B. 120(V ) C. 120 3(V ) D. 240(V ) ĐA: Gọi ZC0 là giá trị để UCmax . Dựa vào đồ thị ta thấy ZC1 80 Ω và ZC2 thì UC cùng đạt giá trị tới hạn. 1 1 2 ZC0 Mặt khác: ZC1 ZC0 160 Ω ZC1 ZC2 ZC0 2 2 2 2 2 R r ZL R 20 ZL Mà ZC0 160 . (1) ZL ZL U2 1202 Lại có: PR 2 2 .R 135 2 2 .R . (2) R r ZL ZC R 20 ZL 80 Từ (1) và (2): R = 60 Ω, ZL = 80 Ω. 17
18. U R r 2 Z2 Vậy: U L 120 2 V. Cmax R r Câu 47 (VDC): Đặt điện áp u 120cos t 0 (V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm đoạn mạch AM, MN và NB (theo đúng thứ tự trên). Đoạn mạch AM là cuộn dây, đoạn mạch MN là điện trở R, đoạn mạch NB là tụ điện. Điện áp tức thời hai đầu AM và AN được biểu diễn như hình vẽ. Thời điểm đầu tiên điệp áp tức thời giữa hai đầu NB đạt giá trị 120 V là A. 1/75 s B. 3/200 s C. 1/150 s D. 1/100 s ĐA: Phương trình điện áp: uAN 120cos t 1 và uAM 40 3 cos t 2 L,r R C A M N B Tại t = 0, điện áp uAM = uAN, cùng dương và có xu hướng tăng. uAM uAN cos 1 1 Biến đổi: uAN uAM 120.cos 1 40 3.cos 2 . (1) cos 2 3 1  Tại t1 = s thì uAN cực đại → góc quay là t . (2) 200 1 1 200 7 7 Tại t2 = s thì uAM cực tiểu → góc quay là t . (3) 400 2 2 400 2 Từ (2) và (3) → 1 . (4) 2 7 E Từ (1) và (4) → 1 , 2 → uAM sớm pha so với uAN và T 3 6 6 uAM uAN Q = 0,03 s 0 30 Tam giác OEQ có: OE = 40 3 và OQ = 120 → E· QO Q· OF 300 i O ur uR F Ta có: UAN = UAB = 120 V → ∆OPQ cân → ∆OPQ đều → PQ = 120 → UNB = 120 V. 2 uAB Nên uNB trễ pha so với uAN → pha ban đầu uNB là π rad. P 3 T 3 u Thời điểm đầu tiên uNB cực đại là: t s. NB 2 200 18
19. Câu 48 (VDC): Đặt điện áp u U 2 cost (U, không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp như hình H.1. Tụ điện có điện dung thay đổi được. Hình H.2 là một phần các đường cong biểu diễn mối liên hệ giữa điện áp hiệu dụng U AM và U MB theo ( là góc lệch pha giữa điện áp u và cường độ dòng điện i chạy trong đoạn mạch). Khi 0 thì hệ số công suất của đoạn mạch MB gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,395 B. 0,238 C. 0,477 D. 0,558 ĐA - Dựa vào đồ thị ta có: Khi 0 thì trong mạch có cộng hưởng, mà đường nét đứt đi xuống, tức là U giảm. Vậy đường nét đứt là U AM còn đường nét liền là U MB . - Xét khi 0 khi đó: ZL ZC U U R 4 (1) AM R r U U r 2 (2) MB R r Từ (1) và (2) suy ra: R 2r và U 6 (3) - Xét khi 0 U U . r 2 (Z Z )2 4 (4) MB 2 2 L C (R r) (ZL ZC ) 2 2 r (ZL ZC ) 4 27 Từ (3) và (4) ta suy ra: 2 2 (ZL ZC ) r 9r (ZL ZC ) 9 5 r 5 Hệ số công suất của đoạn mạch MB là: cos MB 0,395 2 27 2 32 r r 5 Câu 49 (VDC): Điện năng được truyền từ một nhà máy điện A có công suất không đổi đến nơi tiêu thụ B bằng đường dây một pha. Nếu điện áp truyền đi là U và ở B lắp một máy hạ áp với tỉ số giữa vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp k1 = 30 thì đáp ứng được 20/21 nhu cầu điện năng của B. Bây giờ, nếu muốn cung cấp đủ điện năng cho B với điện áp truyền đi là 2U thì ở B phải dùng máy hạ áp có tỉ số giữa vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp k2 bằng bao nhiêu? Coi hệ số công suất luôn bằng 1, bỏ qua mất mát năng lượng trong máy biến áp, cho điện áp thứ cấp của máy hạ áp ở B là không đổi. A. 63 B. 58 C. 53 D. 44 ĐA: 19
20. 20 Công suất của cuộn sơ cấp trong 2 lần: P1 = U1I1 = P0 và P2 = U2I2 = P0 21 Do điện áp trước khi tải đi là U và 2U và công suất truyền đi không đổi nên ⟹ I1 = 2I2. P U I U 20 U 10 ⟹ 1 1 1 = 21 = ⟹ 1 = P2 U2 I2 U 2 21 U 2 21 U1 U 2 Tỉ số của máy hạ áp ở nơi tiêu thụ: k1 = và k2 = (với U0 là điện áp thứ cấp không đổi). U 0 U 0 k1 U1 30 10 ⟹ ⇔ ⟹ k2 = 63. k2 U2 k2 21 Câu 50 (VDC): Cho đoạn mạch AB gồm hao đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM chứa điện trở R1 60 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L 3 / 5 H , đoạn mạch MB chứa điện trở R2 mắc nối tiếp với tụ điện C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi, một phần điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM và MB theo thời gian như hình vẽ. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 52W B. 50W C. 73W D. 104W ĐA: + Vì uAM sớm pha hơn nên đường nét liền là đồ thị của uAM và đường nét đứt là đồ thị của uMB. + Từ đồ thi ta viết được các phương trình: uAM 50 2cos(100 t+ /6)V u uAM uMB 148,36cos(100 t 0,83)V uMB 150os(100 t-5 /6)V U 50 5 + I AM (A) Z AM 60 2 6 2 + P UI.cos 52,1W HẾT Triệu sơn, ngày 08 tháng 10 năm 2021 Trần Văn Hà 20