Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn: Vật lí - Mã đề: 123

Nội dung text: Đề ôn thi học sinh giỏi - Môn: Vật lí - Mã đề: 123

1. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT TĨNH GIA 2 MÔN THI: VẬT LÍ (Đề thi có 50 câu gồm 06 trang) Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian phát đề. Họ, tên giáo viên ra đề: Lê Ngọc Chiến Mã đề thi 123 Số điện thoại liên hệ: 0985.797292 I. CHƯƠNG TRÌNH LỚP 11 (8 Câu) 1. Điện tích- Điện trường. 1 câu (NB -TH) Câu 1. (NB-TH) Phát biểu nào sau đây về tính chất của các đường sức điện của điện tích điểm là không đúng? A. Tại một điểm trong điện trường chỉ có thể vẽ được một đường sức điện đi qua. B. Các đường sức điện là các đường cong không kín. C. Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau. D. Các đường sức điện luôn xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. HD: Đáp án D - Các đường sức điện xuất phát từ điện tích dương hoặc ở vô cực và kết thúc ở điện tích âm hoặc ở vô cực. - Nên phát biểu “Các đường sức điện luôn xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm” là không đúng. 2. Dòng điện không đổi. 2 câu = 1(NB -TH) + 1VDT Câu 2. (NB -TH) Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện và mạch ngoài là điện trở thì cường độ dòng điện chạy trong mạch A. tỉ lệ thuận với điện trở mạch ngoài.B. giảm khi điện trở mạch ngoài tăng. C. tỉ lệ nghịch với điện trở mạch ngoài. D. tăng khi điện trở mạch ngoài tăng. HD: Đáp án B E - Theo công thức định luật Ôm cho toàn mạch I vậy I giảm khi RN tăng (tích IRN thay đổi RN r nên I không tỉ lệ nghịch với RN). Câu 3. (VDT) Một điện trở R 4 được mắc vào nguồn điện có suất điện động 1,5V để tạo thành mạch kín thì công suất toả nhiệt trên điện trở này là 0,36W. Điện trở trong r của nguồn điện là A. 1  . B. 2  . C. 3 . D. 4  . HD: Đáp án A 2 2 2 2 E E R 1,5 .4 - Từ công thức tỏa nhiệt trên R: P I R R r R 4 1  R r P 0,36 3. Dòng điện trong các môi trường. 1 câu (NB-TH) Câu 4. (NB -TH) Nguyên nhân gây ra điện trở của vật dẫn làm bằng kim loại là do A. sự mất trật tự của mạng tinh thể. B. các electron dịch chuyển quá chậm. C. các ion dương va chạm với nhau. D. các nguyên tử kim loại va chạm mạnh với nhau. HD: Đáp án A - Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của các electron tự do, là nguyên nhân gây ra điện trở kim loại. - Các loại mất trật tự thường gặp: chuyển động nhiệt của các ion mạng tinh thể; sự méo mạng tinh thể do biến dạng cơ học; lẫn nguyên tử lạ trong kim loại 4. Từ trường. 1 câu (NB -TH) Trang 1 - Mã đề 123
2. Câu 5. (NB-TH) Hình vẽ mô tả đoạn dây dẫn điện AB và lực từ của từ trường đều tác dụng lên đoạn dây dẫn nằm trong mặt phẳng hình vẽ. Từ chiều của lực từ và chiều của dòng điện đã chỉ ra trong hình vẽ thì đường sức từ A. nằm trong mặt phẳng hình vẽ và có chiều từ trái sang phải. B. nằm trong mặt phẳng hình vẽ và có chiều từ phải sang trái. C. vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và hướng từ trước ra sau. D. vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và hướng từ sau ra trước. HD: Đáp án D - Áp dụng quy tắc bàn tay trái thì xác định được chiều đường sức từ vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và hướng từ sau ra trước. 5. Cảm ứng điện từ. 1 câu (NB-TH) Câu 6. (NB-TH) Trong hệ SI đơn vị của hệ số tự cảm là A. tesla (T).B. henry (H). C. vêbe (Wb).D. fara (F). HD: Đáp án B - Trong hệ SI đơn vị của hệ số tự cảm là henry (H). 6. Khúc xạ ánh sáng. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu) Câu 7. (NB-TH) Trong sợi quang chiết suất của phần lõi A. luôn bé hơn chiết suất của phần vỏ bọc trong suốt. B. luôn bằng chiết suất của phần vỏ bọc trong suốt. C. luôn lớn hơn chiết suất của phần vỏ bọc trong suốt. D. bằng chiết suất của không khí. HD: Đáp án C - Sợi quang gồm hai phần chính: phần lõi trong suốt làm bằng thủy tinh siêu sạch chiết suất lớn; phần vỏ bọc trong suốt làm bằng thủy tinh chiết suất nhỏ hơn phần lõi. 7. Mắt. Các dụng cụ quang học: 1 câu (1VDT) Câu 8. (VDT) Một điểm sáng S ở trước một thấu kính hội tụ quang tâm O, tiêu cự 3cm. Điểm sáng S cách thấu kính 4cm và cách trục chính của thấu kính 5/3 cm cho ảnh S’ A. ảnh ảo cách O là 12 cm.B. ảnh ảo cách O là 13 cm. C. ảnh thật cách O là 12 cm. D. ảnh thật cách O là 13 cm. HD: Đáp án D df 4.3 - Tính: d 12 cm : ảnh thật, cách thấu kính 12 cm. d f 4 3 d 12 - Số phóng đại ảnh: k 3: ảnh ngược chiều và bằng d 4 3 lần vật. - Ảnh cách trục chính: S H k SH 3 5 / 3 5cm. - Khoảng cách: S O S H 2 OH 2 52 122 13 cm II. DAO ĐỘNG CƠ: 14 câu = 5 (NB-TH) + 6 VDT + 3VDC Câu 9. (NB - TH) Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng. Khi vật chuyển động nhanh dần theo chiều dương thì giá trị của li độ x và vận tốc v là A. x > 0 và v > 0.B. x 0. C. x 0 và v 0 (1) - Vật chuyển động nhanh dần thì chuyển động về VTCB (2) - Từ 2 yếu tố (1) và (2) thì x < 0. Trang 2 - Mã đề 123
3. Câu 10. (NB - TH) Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ và lò xo nhẹ, đang dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang. Động năng của con lắc đạt giá trị cực tiểu khi A. vật có vận tốc cực đại. B. lò xo không biến dạng. C. vật đi qua vị trí cân bằng. D. lò xo có chiều dài cực đại. HD: Đáp án D - Lò xo có chiều dài cực đại thì vật ở vị trí biên. Động năng cực tiểu khi vật có tốc độ nhỏ nhất tại VTB. Câu 11. (NB - TH) Một con lắc đơn gồm vật nặng có khối lượng m treo vào sợi dây có chiều dài l ở nơi có gia tốc trọng trường g. Khi vật dao động điều hòa có li độ góc là thì lực kéo về l g A. F mg .B. C. D. F m . F m . F l . g l mg HD: Đáp án A s - Lực kéo về gây ra dao động điều hòa của vật trong con lắc đơn: F mg mg kv l Câu 12. (NB - TH) Trong dao động cơ cưỡng bức, hiện tượng cộng hưởng thể hiện rõ nét khi A. Tần số lực cưỡng bức lớn. B. Tần số lực cưỡng bức nhỏ. C. Lực cản môi trường nhỏ. D. Biên độ lực cưỡng bức nhỏ. HD: Đáp án C - Trong dao động cưỡng bức, hiện tượng cộng hưởng thể hiện rõ nét khi biên độ dao động cưỡng bức lớn tức khi lực cản môi trường nhỏ. Câu 13. (NB - TH) Hình vẽ là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc v vào thời gian t của một vật dao động điều hòa. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Tại thời điểm t1 li độ của vật có giá trị dương. B. Tại thời điểm t4 , gia tốc của vật có giá trị dương. C. Tại thời điểm t3 , gia tốc của vật có giá trị âm. D. Tại thời điểm t2 , li độ của vật có giá trị âm. HD: Đáp án D Từ đồ thị ta thấy: - Tại thời điểm t1 , vận tốc có giá trị âm và độ lớn đang giảm → vật đang chuyển động từ vị trí cân bằng về biên âm→ vật có li độ âm. - Tại thời điểm t2 , vận tốc bằng 0 và đang tăng → vật ở biên âm → gia tốc của vật có giá trị cực đại. - Tại thời điểm t3 , vận tốc có giá trị dương và đang tăng → vật đang chuyển động theo hướng từ biên âm về vị trí cân bằng → vật có li độ âm và gia tốc dương. - Tại thời điểm t4 , vận tốc có giá trị cực đại → vật đang ở vị trí cân bằng → gia tốc của vật bằng 0. Câu 14. (VDT) Một vật nhỏ dao động điều hòa với biên độ 4 cm và chu kì 2 s. Quãng đường vật đi được trong 4s là A. 8 cm.B. 16 cm. C. 64 cm.D. 32 cm. HD: Đáp án D - Theo đề: T 2 s t 4 s 2T . - Quãng đường đi được trong 1 chu kì là 4A quãng đường trong 2T 8A 8.4 32 cm . Câu 15. (VDT) Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ 2 cm. Vật nhỏ của con lắc có khối lượng 100g, lò xo có độ cứng 100N/m. Khi vật nhỏ có vận tốc 10 10 cm/s thì thế năng của nó có độ lớn là A. 0,8 mJ.B. 5 mJ. C. 0,2 mJ.D. 1,25 mJ. HD: Đáp án B Trang 3 - Mã đề 123
4. k 100 - Ta có:  10 10 rad / s m 0,1 2 v2 2 10 10 x A2 2 1 cm 2  10 10 1 1 - Thế năng của vật là: W kx2 .100.0,012 5.10 3 J 5mJ t 2 2 Câu 16. (VDT) Một học sinh dùng đồng hồ bấm giây để đo chu kì dao động điều hòa của một con lắc lò xo. Sau 5 lần đo, xác định được khoảng thời gian Δtcủa mỗi dao động toàn phần như sau Lần đo 1 2 3 4 5 t(s) 2,12 2,13 2,09 2,14 2,09 Bỏ qua sai số của dụng cụ đo. Kết quả đo chu kì của con lắc là A. T 2,11 0,02 s .B. T 2,11 . 0,2 s C. T 2,14 0 .D.,02 s T 2 ., 11 0,22s HD: Đáp án A Từ bảng số liệu ta có: 2,12 2,13 2,09 2,14 2,09 - Chu kì dao động trung bình: T 2,114 s 5 - Sai số tuyệt đối ứng với từng lần đo: T1 T T1 ; T2 T T2 ; - Sai số ngẫu nhiên: T T  T (2,12 2,11) (2,13 2,11) (2,11 2,09) (2,14 2,11) (2,11 2,09) T 1 2 5 0,02 s 5 5 - Vậy T T T 2,11 0,02 s . Câu 17. (VDT) Chuyển động của một vật là tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, 3 có phương trình là: x1 4 cos 10t cm; x2 3cos 10t cm. Gia tốc cực đại là 4 4 A. 1cm/s2.B. 10m/s 2.C. 1m/s 2.D. 10cm/s 2. HD: Đáp án C 3 - Độ lệch pha giữa hai dao động: 1 2 hai dao động ngược pha 4 4 - Biên độ của dao động tổng hợp: A A1 A2 | 4 3 | 1 ( cm) 2 2 2 2 - Gia tốc cực đại: amax  A 10 1 100 cm / s 1m / s Câu 18. (VDT) Vật nặng của một con lắc đơn có khối lượng 100 g và mang điện tích 10C đang dao động điều hòa với biên độ góc 60 . Khi vật nặng đi qua vị trí cân bằng thì người ta thiết lập một điện trườngđều theo phương thẳng đứng hướng xuống với cường độ là 25 kV/m. Lấy g = 10m/s 2. Biên độ góc của vật sau đó là 0 0 A. B.30 C. 4 D.3 60 6 2 HD: Đáp án B - Sau khi thiết lập điện trường theo phương thẳng đứng thì: Vị trí cân bằng của vật thì dây treo vẫn theo phương thẳng đứng; cơ năng con lắc không đổi. q E 10.10 6.25.103 - Gia tốc hiệu dụng g g 10 7,5 (m/s2) hd m 0,1 Trang 4 - Mã đề 123
5. 1 1 g 0 2 2 - Cơ năng không đổi nên: mg 0 mghd 0 0 0 4 3 2 2 ghd Câu 19. (VDT) Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k 2 N/m , vật nhỏ khối lượng m 80g , dao động trên mặt phẳng nằm ngang, hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt ngang là 0,1. Ban đầu kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 10cm rồi thả nhẹ. Cho gia tốc trọng trường g 10 m/s2 . Tốc độ lớn nhất mà vật đạt được bằng A. 0,36 m/s .B. . 0,25 m/s C. .D. 0,50 m/s . 0,30 m/s HD: Đáp án D - Ta có con lắc lò xo sẽ đạt tốc độ lớn nhất tại vị trí có tổng hợp lực bằng 0. .m.g 0,1.0,08.10 - Vị trí này cách vị trí cân bằng một đoạn: F F kx .m.g x 0,04 m đh ms 0 0 k 2 1 1 1 - Áp dụng định lí biến thiên cơ năng: A W W .m.g. A x mv2 kx2 kA2 ms s t 0 2 2 0 2 k 2 v (A2 x2 ) 2g A x (0,12 0,042 ) 2(0,1 0,04) 0,3(m / s) m 0 0,08 Câu 20. (VDC) Một chất điểm tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số li độ lần lượt x1 và x2. Li độ của hai dao động thành phần tại mọi thời điểm luôn thỏa mãn 2 2 2 9x1 4x2 6x1x2 27(cm ) . Biên độ dao động tổng hợp của chất điểm gần giá trị nào nhất? A. 3cm.B. 4cm. C. 5cm.D. 6cm HD: Đáp án B - Khai triển toán học: 2 2 2 2 2 2 2 2 2 (3x1 x2) x2 9x1 4x2 6x1x2 27 (3x1) 6x1x2 x2 3x2 27 (3x1 x2) 3x2 27 1 (*) (3 3)2 32 - Biểu thức (*) cho biết hai dao động có biểu thức 3x1 x2 và x2 vuông pha. Vì bài toán chỉ yêu cầu tính biên độ dao động tổng hợp của x1 và x2 nên đơn giản chọn phương trình 2 dao động trên: 3x x 3 3 và x 30 . 1 2 2 2   (3x x ) x 3 3 3 0 - Ta có: x 1 2 2 2 2 => x x x 2 30 190,41 1 3 3 3 1 2 3 - Vậy biên độ dao động tổng hợp: A= 19 cm. Câu 21. (VDC) Một lò xo và một sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên được treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định, đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng có khối lượng m = 100g như hình vẽ. Lò xo có độ cứng k1 = 10N/m, sợi dây khi bị kéo dãn xuất hiện lực đàn hồi có độ lớn tỉ lệ với độ dãn của sợi dây với hệ số đàn hồi k2 = 30N/m. Ban đầu vật đang ở vị trí cân bằng, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5cm rồi thả nhẹ. Khoảng thời gian kể từ khi thả cho đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,157 s.B. 0,751 s. C. 0,175 s. D. 0,457 s. Trang 5 - Mã đề 123
6. HD: Đáp án C - Chọn gốc tọa độ tại VTCB: chiều dương hướng xuống dưới. *Giai đoạn 1: Vật dao động chịu tác động đồng thời của lò xo và sợi dây. - Hệ dao động gồm lò xo và sợi dây dàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng được coi như hai lò xo mắc song song k k1 k2 10 30 40 N/m . mg 0,1.10 - Độ dãn của hệ lò xo và dây đàn hồi khi vật ở VTCB: l 0,025(m) 2,5 cm k 40 m 0,1 - Chu kì dao động: T 2 2 0,1 s k 40 - Ban đầu vật ở VTCB, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5cm rồi thả nhẹ A = 5 cm. - Thời gian vật đi từ x = 5 cm đến x = 2,5 cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác: 2 2 T 2 0,1 Góc quét: t . s 1 2 6 3 1 3 2 3 2 30 - Tại li độ x = 2,5 cm vật có tốc độ: 2 v  A2 x2 52 2,52 50 3 cm / s 0,1 *Giai đoạn 2: Vật dao động chỉ chịu tác động của lò xo mg - Độ dãn của lò xo ở VTCB: l 0,1(m) 10cm tại vị trí lò xo không biến dạng x = 10 cm. k1 m 0,1 2 T 2 2 0,2 s  10rad / s k 10 0,2 - Vật dao động điều hòa với chu kì và biên độ: 1 2 2 50 3 v 2 A x2 10 5 7(cm)  2 102 - Vật đi từ vị trí x l 10 cm đến biên âm x 5 7 cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác. Từ đường tròn lượng giác, ta tính được: 0,71 rad/s t 2 0,071s 2 2  Khoảng thời gian kể từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại: t t1 t2 0,175s . Câu 22. (VDC) Hai con lắc đơn giống hệt nhau mà các vật nhỏ mang điện tích như nhau, được treo ở cùng một nơi trên mặt đất. Trong mỗi vùng không gian chứa mỗi con lắc có một điện trường đều. Hai điện trường này có cùng cường độ nhưng các đường sức vuông góc với nhau. Giữ hai con lắc ở vị trí các dây treo có phương thẳng đứng rồi thả nhẹ thì chúng dao động điều hòa trong cùng một mặt phẳng với 0 cùng biên độ góc 8 và chu kì tương ứng là T1 và T2 T1 0,25s . Giá trị của T1 là A. 1,895s. B. 1,645s. C. 1,974s. D. 2,274s. Trang 6 - Mã đề 123
7. HD: Đáp án B - Gọi g1 và g2 là gia tốc của hai con lắc khi chịu tác dụng của ngoại lực. - Gọi a1 và a2 là gia tốc do lực điện tác dụng lên con lắc 1 và 2 (a1 a2 vì q E hai con lắc giống nhau đặt trong cùng điện trường đều): a a 1 2 m   - Hai con lắc cùng biên độ nên g1  g2 Có T2 T1 g2 g1 q1 q2 - Xét tam giác ABC có:   ABC vuông cân. a1  a2 g a - Tam giác OAC có: O· AB 370 2 2 1 sin 370 sin80 g a - Tam giác OAC có: 1 1 2 sin1270 sin80 0 g1 g2 g1 sin127 - Từ (1) và (2) suy ra: 0 0 0 sin127 sin 37 g2 sin 37 0 T2 g1 sin127 0 - Mà: T1 g2 sin 37 T2 T1 0,25 sin1270 sin1270 T T T T 0,25 T 1,645s . 2 1 sin 370 1 sin 370 1 1 III. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM: 13 câu = 4(NB -TH) + 6VDT + 3VDC Câu 23. (NB - TH) Sóng truyền theo phương ngang đang có dạng như hình vẽ. A đang đi xuống. Phát biểu nào là đúng? A. Sóng truyền từ trái sang phải và B đang đi xuống. B. Sóng truyền từ phải qua trái và B đang đi lên. C. Sóng truyền từ trái sang phải và B đang đi lên. D. Sóng truyền từ phải qua trái và B đang đi xuống. HD: Đáp án B - Sử dụng hình vẽ: - Sườn đón sóng các phần tử môi trường đi xuống; sườn không đón sóng các phần tử môi trường đi lên. Trang 7 - Mã đề 123
8. - Vì điểm A đi xuống nên A thuộc sườn đón sóng sóng truyền từ phải qua trái. B thuộc sườn không đón sóng và đang đi lên. Câu 24. (NB - TH) Trong thí nghiệm giao thoa sóng ở mặt nước, hai nguồn kết hợp dao động cùng biên độ, cùng pha theo phương thẳng đứng phát ra hai sóng có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai vị trí đứng yên liên tiếp trên đoạn thẳng nối hai nguồn là   A. . B. Λ. C. . D. λ . 2 4 HD: Đáp án A  - Khoảng cách giữa 2 cực tiểu giao thoa liên tiếp là . 2 Câu 25. (NB - TH) Phát biểu nào sau đây là đúng? Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì A. tất cả các điểm trên dây đều dừng lại không dao động. B. nguồn phát sóng ngừng dao động còn các điểm trên dây vẫn dao động. C. trên dây có các điểm dao động mạnh xen kẽ với các điểm đứng yên. D. trên dây chỉ còn sóng phản xạ, còn sóng tới bị triệt tiêu. HD: Đáp án C - Khi có sóng dừng trên dây thì trên dây tồn tại các bụng sóng (điểm dao động mạnh) và nút sóng (các điểm không dao động) xen kẽ nhau. Câu 26. (NB - TH) Để tăng độ cao của âm thanh do một dây đàn phát ra ta cần A. Kéo căng dây đàn hơn. B. Làm chùng dây đàn hơn. C. Gảy đàn mạnh hơn. D. Gảy đàn nhẹ hơn. HD: Đáp án A T - Ta có: v  f với T: lặc căng của dây,  : khối lượng trên một đơn vị chiều dài.  1 T - Tần số âm dây đàn f , tăng độ cao tức tăng tần số hay kéo căng dây đàn hơn.   Câu 27. (VDT) Một người quan sát thấy một cánh hoa trên hồ nước nhô lên 5 lần trong khoảng thời gian 20 s. Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng kế tiếp là 8 m. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Tốc độ truyền sóng trên mặt hồ là A. 4,0 m/s.B. 3,2 m/s. C. 1,6 m/s.D. 2,0 m/s. HD: Đáp án C 20 - Chu kì: T 5s 5 1  8 - Khoảng cách hai đỉnh kế tiếp:  8m v 1,6 m s . T 5 Câu 28. (VDT) Thực hiện thí nghiệm giao thoa sóng ở mặt chất lỏng với hai nguồn kết hợp tại A và B cách nhau 12,6cm. Hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng. Trên đoạn thẳng AB, khoảng cách giữa hai cực tiểu giao thoa liên tiếp là 1cm. Số vân giao thoa cực đại giữa A, B là A. 25. B. 13. C. 11. D. 9. HD: Đáp án B  - Khoảng cách giữa 2 cực tiểu liên tiếp: 1cm  2cm 2 - Số vân giao thoa cực đại giữa AB bằng số giá trị k nguyên thỏa mãn: L L 12,6 12,6 k k 6,3 k 6,3 k 6; 5; 4;.;6   2 2 ⇒ Có 13 giá trị của k ứng với 13 cực đại giao thoa. Câu 29. (VDT) Một sợi dây AB dài 50cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với một nhánh của âm thoa dao động điều hòa với tần số 40Hz. Trên dây AB có một sóng dừng ổn định, A được coi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là 20m/s. Kể cả A và B, trên dây có Trang 8 - Mã đề 123
9. A. 3 nút và 2 bụng. B. 5 nút và 4 bụng. C. 9 nút và 8 bụng. D. 7 nút và 6 bụng. HD: Đáp án A v 20 - Bước sóng:  0,5m 50cm f 40  50 - Chiều dài sợi dây: l k 50 k k 2 Số bụng sóng là 2, số nút sóng là 3. 2 2 Câu 30. (VDT) Ba điểm O, A, B cùng nằm trên một nửa đường thẳng xuất phát từ O. Tại O đặt một nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng ra không gian, môi trường không hấp thụ âm. Mức cường độ âm tại A là 60 dB, tại B là 20 dB. Mức cường độ âm tại trung điểm M của đoạn AB là A. 26 dB. B. 17 dB. C. 34 dB. D. 40 dB. HD: Đáp án A L I P P - Từ công thức: L 10 lg 10 lg r 10 20 : r I 2 L 0 4 r I0 20 4 I0 .10 L L L r r M 1 A B - Vì M là trung điểm của AB nên: r B A 10 20 (10 20 10 20 ) M 2 2 L 60 20 M 1 - Thay số: 10 20 (10 20 10 20 ) L 26dB 2 M Câu 31. (VDT) Một sóng cơ có tần số 40 Hz, truyền trong môi trường với tốc độ 4,8 m/s. Hai điểm M, N trên cùng một hướng truyền sóng cách nhau 5 cm (M nằm gần nguồn hơn N). Biên độ sóng không đổi 7 trong quá trình truyền. Tại thời điểm t, li độ của phần tử tại M là 9 cm. Tại thời điểm t’ = t + s, li độ 480 của phần tử tại N cũng bằng 9 cm. Biên độ sóng là A. 9 cm.B. cm. 6 3 C. cm.D. cm.6 2 9 3 HD: Đáp án B v - Bước sóng của sóng  12 cm. f 2 x 5 - Độ lệch pha theo vị trí của hai điểm M và N: rad. x  6 7 7 - Khoảng thời gian t ứng với góc quét  t rad. 480 t 6 - Từ hình vẽ ta xác định được A 6 3 cm. Câu 32. (VDT) Hai nguồn sóng kết hợp, đặt tại A và B cách nhau 20cm dao động theo phương trình u = acos(ωt) trên mặt nước, coi biên độ không đổi, bước sóng  = 3cm. Gọi O là trung điểm của AB. Một điểm nằm trên đường trung trực AB, dao động cùng pha với các nguồn A và B, cách A một đoạn nhỏ nhất là A.12cm.B.10cm. C. 13,5cm.D. 15cm. HD: Đáp án A 2 d - Điểm M dao động cùng pha với nguồn khi: = 2kπ => d = k = 3k ≥ 10 => k ≥ 4  - Khi k = 4 thì: dmin = 4.3 = 12 cm. Trang 9 - Mã đề 123
10. Câu 33. (VDC) Sóng ngang lan truyền trên mặt nước với tần số góc  10rad/s, biên độ A = 20cm. Khi một miếng gỗ đang nằm yên trên mặt nước thì sóng bắt đầu truyền qua. Coi rằng miếng gỗ sẽ rời khỏi mặt nước khi gia tốc của nó do sóng tạo ra đúng bằng gia tốc trọng trường g 10m/s2 . Hỏi miếng gỗ sẽ được sóng làm văng lên đến độ cao (so với mặt nước yên lặng) lớn nhất là bao nhiêu? A. 35cm. B. 20cm. C. 25cm. D. 30cm. HD: Đáp án C - Gia tốc dao động của miếng gỗ khi có sóng truyền qua có độ lớn a 2 x g 10 - Để miếng gỗ có thể văng lên thì a g x 0,1(m) 2 102 - Tốc độ dao động khi đó của miếng gỗ v  A2 x2 - Vậy độ cao tối đa so với mặt nước bằng phẳng mà miếng gỗ đạt được là v2 2 (A2 x2 ) 102 (0,22 0,12 ) h x x 0,1 0,25(m) 25cm max 2g 2g 2.10 Câu 34. (VDC) Trên mặt chất lỏng, có hai nguồn kết hợp S1 và S2 cách nhau 16cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u1 u2 2cos 10 t mm . Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 20 cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Trên đường thẳng vuông góc với S1S2 tại điểm S2 lấy điểm M sao cho MS2 30cm. Điểm A và B lần lượt nằm trong khoảng S2M với A gần S2 nhất, B xa S2 nhất, đều có tốc độ dao động cực đại bằng 4 cm/s. Khoảng cách AB gần giá trị nào nhất sau A. 14,71 cm.B. 6,69 cm. C. 13,55 cm.D. 7,34 cm. HD: Đáp án D 20.2 - Bước sóng:  v.T 4(cm) 10 - Số dãy cực đại giao thoa trên đoạn thẳng nối hai nguồn bằng số giá trị k nguyên thỏa mãn: S S S S 16 16 1 2 k 1 2 k 4 k 4 k 0; 1; 2; 3   4 4 v - Hai điểm A và B có tốc độ dao động cực đại: v A A A max 4mm, đúng bằng hai max A B  lần biên độ sóng truyền đi từ nguồn A, B là các điểm nằm trên cực đại giao thoa. 2 2 - Ta có: MS1 MS2 30 16 30 4cm  M nằm trên đường cực đại ứng với k = 1. - Điểm A gần S2 nhất A nằm trên đường cực đại ứng với k = 3. - Điểm B xa S2 nhất B nằm trên đường cực đại ứng với k = 2. 162 AS 2 AS 12 14 AS1 AS2 3 2 2 AS2 cm - Ta có: 3 BS BS 2 2 2 1 2 16 BS BS 8 2 2 BS2 12cm AB BS2 AS2 7,33cm Câu 35. (VDC) Tần số của âm cơ bản và họa âm do một dây đàn phát ra tương ứng bằng với tần số của sóng cơ để trên dây đàn có sóng dừng. Trong các họa âm do dây đàn phát ra, có hai họa âm ứng với tần số 2640Hz và 4400Hz. Biết âm cơ bản của dây đàn có tần số nằm trong khoảng từ 300Hz đến 800Hz. Trang 10 - Mã đề 123
11. Trong vùng tần số của âm nghe được từ 16Hz đến 20kHz, có tối đa bao nhiêu tần số của họa âm (kể cả âm cơ bản) của dây đàn này? A. 30.B. 37. C. 45.D. 22. HD: Đáp án C - Âm cơ bản: f1 nằm trong khoảng 300Hz 800Hz f k f 2640Hz k1 1 1 3,3 k1 8,8 - Hai họa âm: 1 f k f 4400Hz 5,5 k 14,6 k2 2 1 2 f k 3 - Lại có: k1 1 2 f k 5 k2 2 k1 6 - Từ (1) và (2) suy ra f1 440Hz k2 10 - Trong vùng âm nghe được, họa âm 16Hz fn 20000Hz 16 n.440 20000 0,036 n 45,45 n 1, ,45 - Vậy trong vùng tần số của âm nghe được có tối đa 45 tần số của họa âm (kể cả âm cơ bản) của dây đàn. IV. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: 15 câu = 5(NB -TH) + 6VDT + 4VDC Câu 36. ( (NB -TH) Một điện áp u U 2 cost đặt vào hai đầu một mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cảm kháng của cuộn dây là ZL, dung kháng của tụ là ZC. Biểu thức tính hệ số công suất của mạch là Z Z R A. .c os L C B. . cos R ZL ZC Z Z R C. cos L C . D. cos . 2 2 2 2 R ZL ZC R ZL ZC HD: Đáp án D R R - Mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp. Hệ số công suất của mạch là: cos Z 2 2 R ZL ZC Câu 37. (NB - TH) Phát biểu nào sau đây là đúng với mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần? A. Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch một góc . 2 B. Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch một góc . 4 C. Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch một góc . 2 D. Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch một góc . 4 HD: Đáp án A - Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần, cường độ dòng điện trễ pha hơn điện áp 1 góc . 2 Trang 11 - Mã đề 123
12. Câu 38. (NB - TH) Một máy biến áp có số vòng dây của cuộn sơ cấp lớn hơn số vòng dây của cuộn thứ cấp. Máy biến áp này có tác dụng A. tăng điện áp và tăng tần số của dòng điện xoay chiều. B. tăng điện áp mà không thay đổi tần số của dòng điện xoay chiều. C. giảm điện áp và giảm tần số của dòng điện xoay chiều. D. giảm điện áp mà không thay đổi tần số của dòng điện xoay chiều. HD: Đáp án D - Ta có: N2 N1 là máy hạ áp và không làm thay đổi tần số. Câu 39. (NB - TH) Khi động cơ không đồng bộ ba pha hoạt động ổn định với tốc độ góc của từ trường không đổi thì tốc độ góc của rôto động cơ A. có thể lớn hơn hoặc bằng tốc độ góc của từ trường. B. lớn hơn tốc độ góc của từ trường. C. luôn bằng tốc độ góc của từ trường. D. nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường. HD: Đáp án D - Khi động cơ không đồng bộ ba pha hoạt động ổn định với tốc độ góc của từ trường không đổi thì tốc độ góc của roto động cơ nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường. Câu 40. (NB - TH) Khi hoạt động, máy phát điện xoay chiều ba pha tạo ra ba suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần số lần lượt là e1, e2 và e3. Hệ thức nào sau đây đúng? A. B.e1 e2 2e3 0. C.e1 e2 e3. .D. e1 e2 e3 0 2e1 2e2 e3. HD: Đáp án C - Với máy phát điện xoay chiều ba pha, ta luôn có e1 e2 e3 0. 10 4 Câu 41. (VDT) Một tụ điện có điện dung C F, đặt vào hai đầu tụ điện này một điện áp xoay chiều có biểu thức u 200 cos 100 t V. Biểu thức cường độ dòng điện tức thời chạy qua đoạn mạch là 6 2 2 A. .i 2 cos 100 t B. A . i 2 cos 100 t A 3 3 C. .i 2 cos 100 t A D. i . 2 cos 100 t A 3 3 HD: Đáp án C 1 1 - Dung kháng: Z 100 C C 10 4 100 200 u 6 - Ta có: i 2 2 cos 100 t A Z 100i 3 3 Câu 42. (VDT) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100V vào hai đầu một cuộn cảm thuần có cảm kháng 50Ω. Tại thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm có giá trị 100 2V thì giá trị của cường độ dòng điện là A. 2A.B. 2 2C.A 2 D.2A 0. HD: Đáp án D Trang 12 - Mã đề 123
13. U 100 2 - Cường độ dòng điện cực đại: I 0 2 2A 0 Z 50 - Mạch chỉ có cuộn cảm thuần i  u 2 2 2 i u i2 100 2 - Ta có: 1 1 i 0A I U 2 0 0 (2 2) 100 2 Câu 43. (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 = 100V và tần số f không đổi. Điều chỉnh R R1 50 để thì công suất tiêu thụ của mạch là P1 60W và góc lệch pha của điện áp và dòng điện là 1 . Điều chỉnh để R R 2 25 thì công suất tiêu thụ của mạch là P2 và góc lệch pha của điện áp 2 2 và dòng điện là 2 với cos 1 cos 2 3 4 . Tỉ số P2 P1 bằng A. 1.B. 3. C. 2.D. 4. HD: Đáp án B U2 - Ta có: P cos2 R 2 2 U 2 100 2 2 3 - Khi: P1 cos 1 cos 1 60W cos 1 R1 50 10 2 2 2 2 3 2 9 U 2 100 9 - Mặt khác: cos 1 cos 2 cos 2 P2 cos 2 . 180 W 4 20 R 2 25 20 P 180 - Vậy 2 3. P1 60 Câu 44. (VDT) Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R và tụ điện mắc vào điện áp xoay chiều u 200 2 cos 100 t V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua AM là 1,25A và dòng điện này lệch pha / 3 so với điện áp trên mạch AM. Mắc nối tiếp mạch AM với đoạn mạch X để tạo thành đoạn mạch AB rồi lại đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u nói trên thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 1A và điện áp hai đầu AM vuông pha với điện áp hai đầu X. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch X là A. 60 3 W.B. W.C. 200 W.D. W. 160 3 120 2 HD: Đáp án A U 200 - Tổng trở của mạch RC : ZRC 160  I 1,25 U 200 - Tổng trở của mạch RCX : Z 200  I 1 - Vì uRC vuông pha với uX : 2 2 2 2 ZX Z ZRC 200 160 120  UX 120 V. - Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch X : P UI cos 120.1.cos 300 60 3 W Câu 45. (VDT) Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở R 52 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L 0,6 H, tụ điện có điện dung Trang 13 - Mã đề 123
14. C 126F và một ampe kế lí tưởng. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát. Biết rôto của máy phát có hai cặp cực. Để số chỉ của ampe kế đạt giá trị cực đại, rôto của máy phát phải quay với tốc độ gần nhất với kết quả nào sau đây? A. 328 vòng/phút.B. 528 vòng/phút.C. 650 vòng/phút.D. 465 vòng/phút. HD: Đáp án C   - Dòng điện hiệu dụng trong mạch: I 2 1 1 L 2 1 2 2 1 . 2 R L R L 2 4 2 C C  C  1 R 2C2 1 1 - Để I I thì LC  136 rad/s . max 2 2 2 2  2 R C 522. 126.10 6 LC 0,6.126.10 6 2 2  136 - Máy hai cặp cực n 10,8 vòng/s n 648 vòng/phút. 2 p 4 Câu 46. (VDT) Một học sinh xác định độ tự cảm L của cuộn dây bằng cách đặt điện áp xoay chiều u U 2 cos 2 ft (U không đổi, f thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây đó mắc nối tiếp với điện trở bảo vệ R0. Gọi Z là tổng trở của mạch. Thay đổi f, đọc giá trị f và Z tương ứng. Dựa vào kết quả thực nghiệm học sinh này vẽ được đồ thị Z 2 theo f 2 . Giá trị của độ tự cảm L đo được gần giá trị nào sau đây nhất? A. 0,447H. B. 0,318H. C. 0,626H.D.0,159H. HD: Đáp án D 2 2 2 2 2 2 2 2 2 - Tổng trở của mạch: Z R0 ZL Z R0 ZL R0 4 f L - Từ đồ thị, ta có: 2 2 2 4 + Khi f 0 Z R0 10 R0 100 2 4 2 4 2 2 2 2 + Khi f 4.10 Z 5.10 R0 4 f L Z 2 R2 5.104 104 1 1 L2 0 L H 4 2 f 2 4 2.4.104 4 2 2 Câu 47. (VDC) Để xác định hệ số tự cảm L x của cuộn dây thuần cảm dựa vào máy dao động ký điện tử; người ta mắc cuộn dây nối tiếp với hộp điện trở mẫu R 0 (có thể thay đổi được). Sử dụng nguồn điện có hiệu điện thế hiệu dụng U không đổi, tần số f. Nguyên tắc làm việc của máy dao động kí điện tử dựa vào sự dao động điện áp tức thời trên phần tử L x và R 0 , đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc điện áp tức thời uLx và điện áp tức thời u có dạng elip. Điều chỉnh tần số dòng điện xoay chiều có giá trị f 400Hz đồng thời R0 thay đổi giá trị trên hộp điện trở mẫu đến giá trị R0 370 thì đồ thị có dạng đường tròn. Giá trị L x gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,15 H.B. 0,11 H. C. 0,24 H.D. 0,19 H. HD: Đáp án A - Gọi là độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và dòng điện. Trang 14 - Mã đề 123
15. - Ta có: U L U sin ; U R U cos 2 2 u u - Do điện áp hai đầu cuộn cảm và điện trở vuông pha nên: L R 1 U 2 sin U 2 cos - Quan hệ giữa uL và uR chuyển tử elip thành hình tròn khi và chỉ khi sin cos R 370 Hay R ZL L 0,147 H . 2 f 2 .400 Câu 48. (VDC) Cho máy biến áp lí tưởng. Cuộn thứ cấp có 5 mức lấy hiệu điện thế ra để sử dụng. Số vòng dây cuộn thứ cấp tăng từ mức 1 đến mức 5 theo một cấp số cộng. Đặt vào cuộn sơ cấp hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U. Dùng một vôn kế xoay chiều lí tưởng đo điện áp lấy ra tại cuộn thứ cấp lần lượt ở mức 1, 2, 3, 4 và 5 thì thu được kết quả: mức 5 số chỉ vôn kế gấp 3 lần mức 1; mức 4 số chỉ vôn kế lớn hơn mức 2 là 4V; mức 3 thì số chỉ vôn kế cho biết máy đang hạ áp 25 lần. Giá trị U là A. 200V. B. 250V. C. 240V. D. 220V. HD: Đáp án A - Số vòng của cuộn thứ cấp lập thành một cấp số cộng thì điện áp trên các mức cũng lập thành cấp số cộng. Gọi hiệu điện áp trên các mức là: U1; U2 = U1 + a; U3 = U1 + 2a; U4 = U1 + 3a; U5 = U1 + 4a - Vì U5 = 3U1 => U1 + 4a = 3U1 => U1 = 2a U4 - U2 = 4V => U1 + 3a – (U1 + a) = 4 => 2a = 4 => a = 2V => U3 = U1 + 2a = 2.2 + 2.2 = 8V - Vì hệ số hạ áp k = 25 => U = 25U3 = 25.8 = 200 (V) Câu 49. (VDC) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm R là biến trở, cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Khi C C1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AM không phụ thuộc vào giá trị của biến trở R, khi C C2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực đại. Hình bên là đồ thị biểu diễn C1 sự phụ thuộc của tỉ số theo R. Giá trị của cảm kháng ZL là C2 A. 100  .B. . 200  C. .D. .150  50  HD: Đáp án A R2 Z 2 - Khi C C thì U U L R  Z 2Z . 1 AM 2 2 C1 L R ZL ZC1 2 2 R ZL - Khi C C2 thì U MB max ZC 2 ZL 2 2 2 2 C1 ZC 2 R ZL C1 100 ZL - Ta có: 2  Khi R 100  thì 1  2 1 ZL 100  . C2 ZC1 2ZL C2 2ZL Câu 50. (VDC) Cho mạch điện như hình vẽ, hai cuộn dây thuần Trang 15 - Mã đề 123
16. cảm có độ tự cảm thay đổi, biết R2 5R1. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay u U 2 cos t (với U và  không đổi). Điều chỉnh độ tự cảm của các cuộn dây (nhưng luôn thoả mãn L2 0,8L1 ) sao cho độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch AM và MB lớn nhất, thì hệ số công suất của đoạn mạch khi đó bằng 8  A. . B. 0,8. C. 0,6. D. . 73 73 HD: Đáp án B - Giản đồ vec tơ như hình bên. Z Z L1 L2 R R - Ta có: tan 1 2 Z .Z 1 L1 L2 R1R2 Z 0,84x 0,84 - Đặt x L1 tan R 0,8 2 1 1 1 x 0,16x 5 x 0,84 - Áp dụng Bất đẳng thức Cosi tan 1,05 2 0,16 ZL1 ZL2 3 max 0,81 và x = 2,5 hay ZL1 2,5R1; ZL2 2R1 tan R1 R2 4 cos 0,8. HẾT Trang 16 - Mã đề 123