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

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

1. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT THƯỜNG XUÂN 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: Lê Xuân Linh Mã đề thi 123 Số điện thoại liên hệ: 0936460412 I. Chương trình lớp 11 ( 8 Câu) 1 Điện tích. Điện trường. 1 câu nhận biết hoặc thông hiểu (NB -TH) Câu 1: (NB-TH) Hai điện tích điểm q1 3C và q2 3C đặt trong dầu có hằng số điện môi bằng 2, cách nhau 3 cm . Lực tương tác giữa hai điện tích đó là A. lực hút, độ lớn 45 N. B. lực đẩy, độ lớn 45 N. C. lực hút, độ lớn 90 N. D. lực đẩy, độ lớn 90 N Lời giải Chọn A 6 6 q1 q2 9 3.10 310 Lực tương tác giữa hai điện tích F k  2 9.10  2 45 N  r 2 310 2 Câu 2: (NB -TH) Trong hệ SI, công của dòng điện có đơn vị là A. J / s .B. kWh . C. .A D. . W Lời giải Chọn B Câu 3: (VDT) Cho một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động E 12 ,V điện trở trong r 2 , mạch ngoài gồm điện trở R1 6mắc song song với một điện trở R. Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị A. .R 1 B. .C. R 2 R 3 . D. .R 4 Lời giải Chọn C 2 E E 2 Công suất mạch ngoài P I 2  R  R N R N r 2 N r RN 2 RN n2 Pmax khi MS RN 2r nhỏ nhất RN Suy ra MSmin 2r 2s 4r . Dấu “ ” xảy ra khi RN r . R  R 6.R Suy ra 1 r 2 R 3. R1 R 6 R 3. Dòng điện trong các môi trường (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu). Câu 4: (NB -TH) Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của A. các ion âm, electron tự do ngược chiều điện trường. B. các electron tự do ngược chiều điện trường. C. các ion, electron trong điện trường. D. các electron, lỗ trống theo chiều điện trường. Lời giải Chọn B
2. 4. Từ trường. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu). Câu 5: (NB-TH) Một đoạn dây dẫn thẳng MN dài 6 cm có dòng điện I=5 A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B=0,5 T , theo phương vuông góc với vec-tơ cảm ứng từ. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn A. .F 15.1B.0 .2CN. F 7,5.10 2 N F 1,5.10 2 N . D. .F 30.10 2 N Lời giải Chọn C Lực từ F B.I.l.sin 10.1.x.sin 0,55610 2 1510 2 N . 5. Cảm ứng điện từ. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu). Câu 6: (NB-TH) Cho dòng điện có cường độ 1 A chạy trong dây dẫn thẳng dài. Cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn 10 cm có độ lớn A. 2.10-8 T. B. 4.10-6 T. C. 2.10 6 T . D. 4.10-7 T. Lời giải Chọn C I 1 Cảm ứng từ tại điểm M B 210 7 210 7  210 6 T . M h 10 1 6. Khúc xạ ánh sáng. (1 câu nhận biết hoặc thông hiểu). Câu 7: (NB-TH) Nêu biết chiết suất tuyệt đối của nước là n 1, chiết suất tuyệt đối của thuỷ tinh là n 2 đối với một tia sáng đơn sắc thì chiết suất tương đối khi tia sáng đó truyền từ nước sang thuỷ tinh bằng n1 n2 n2 A. .n 21 B. n21 . C. .n 21 n2 D.n 1. n21 1 n2 n1 n1 Lời giải Chọn B 7. Mắt. Các dụng cụ quang học 1 câu vận dụng thấp (1VDT ). Câu 8: (VDT) Vật sáng AB cách màn 150 cm. Trong khoảng giữa vật và màn ảnh, ta đặt một thấu kính hội tụ L coi như song song với AB . Di chuyển L dọc theo trục chính, ta thấy có hai vị trí của L để ảnh hiện rõ nét trên màn. Hai vị trí đó cách nhau 30 cm. Tiêu cự của thấu kính là A. 32 cm. B. 60 cm. C. 36 cm. D. 30 cm Lời giải Chọn C Ta có d d 150 cm , d d 30 cm . Suy ra d 90 cm . d d 9060 Với d 60 cm thì tiêu cự của thấu kính bằng f 36 cm . d d 90 60 II. DAO ĐỘNG CƠ: 14 câu = 5 (NB-TH) + 6 VDT + 3VDC. Câu 9: (NB - TH) Một vật dao động điều hoà theo phương trình x 2cos(4 t ) cm . Chu kỳ dao 3 động của vật là A. 2 s. B. 0,5 s. C. 0,25 s. D. 4 s. Lời giải Chọn B 2 2 Chu kỳ. T 0,5 s  4 Câu 10: (NB - TH) Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hoà. Nếu khối lượng m = 200 g thì chu kì dao động của con lắc là 2 s. Để chu kì con lắc là 1 s thì khối lượng m bằng
3. A. 200 g. B. 100 g.C. 50 g. D. 800 g. Lời giải Chọn C m T 2 . k Ta T ~ m suy ra chu kỳ giảm hai lần thì khối lượng giảm 4 lần. m 200 Do đó m 50 g . 4 4 Câu 11: (NB - TH) Một chất điểm có khối luợng 200 g dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O, phương trình li dộ có dạng x 8cos 10t cm , t tính theo đơn vị giây. Lấy gốc thế năng tại O. Cơ năng của chất điểm là A. 64 mJ. B. 64 J. C. 128 mJ. D. 128 mJ. Lời giải Chọn A 1 1 2 Cơ năng E m 2 A2 .0,2.102. 0,08 64.10 3 J 64 mJ . 2 2 Câu 12: (NB - TH) Con lắc đơn đặt tại nơi gia tốc trọng trường g 10 π2 m/s2 , chiều dài dây treo là 64 cm. Kích thích cho con lắc dao động nhỏ. Chu kỳ dao động là A. 16 s. B. 8 s. C. 1,6 s. D. 0,8 s. Lời giải Chọn C l 0,64 Chu kỳ T 2 2 1,6 s . g 2 Câu 13: (NB - TH) Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động A. với tần số bằng tần số dao động riêng. B. mà không chịu ngoại lực tác dụng. C. với tần số lớn hơn tần số dao động riêng. D. với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng. Lời giải Chọn A Câu 14: (VDT) Một vật dao động điều hoà theo phương nằm ngang vận tốc của vật tại vị trí cân bằng 2 2 có độ lớn là vmax 20 cm / s và gia tốc cực đại có độ lớn là a max 4m / s lấy 10 . Xác định biên độ và chu kỳ dao động? A. A =10 cm; T =1 s. B. A =10 cm; T =0,1 s. C. A = 1cm; T=1 s. D. A=0,1cm;T=0,2 s. Lời giải Chọn A 400 Ta có v A 20 cm/s và a  2 A 400 cm/s2 . Suy ra  2 10 cm . max max 20 Câu 15: (VDT) Một vật có khối luợng 100 g dao động điều hòa theo phương trình x 4cos 2 t , 3 trong đó x tính bằng xentimet (cm) và t tính bằng giây (s). Lấy 2 10 , gốc thế năng tại vị trí cân bằng. Khi đó vật có ly độ 1 cm thì động năng của vật là A. 3,2 mJ. B. 0,2 mJ.C. 3 mJ. D. 0,4 mJ. Lời giải Chọn C Động năm khi x 1 cm 0,01 m .
4. 1 1 1 2 2 1 2 2 Suy ra E E E m 2 A2 m 2 x2 0,1 2  0,04 0,1 2  0,01 . d t 2 2 2 2 3 Do đó Ed 3.10 J 3 mJ . Câu 16: (VDT) Cho một chất điểm dao động điều hòa với biên độ 10 cm, tốc độ cực đại là 20 cm/s.Khi ly độ là 5 cm thì vận tốc bằng A. 10 3 cm / s . B. . 10 cm / C.s 10 cm / s. D. cm / 1s.0 3 Lời giải Chọn A v 20 Ta có A 10 cm nên  max 2 rad / s . A 10 Khi x 5 thì v w A2 x2 2 102 52 10 3 cm / s Câu 17: (VDT) Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương 5 trình li độ x 3cos t (cm) . Biết dao động thứ hai có phương trình li độ 6 x2 5cos t (cm). Dao động thứ nhất có phương trình li độ là 6 A. x1 8cos t (cm). B. x1 2cos t (cm). 6 6 5 5 C. x1 2cos t (cm).D. x1 8cos t (cm). 6 6 Lời giải Chọn D 5 x 3cos t (cm) ; x2 5cos t (cm) 6 6 5 Suy ra x1 x x2 8cos .t cm . 6 Câu 18: (VDT) Một con lắc đơn có chiều dài dao động điều hòa với chu kỳ 0,6 s. Một con lắc đơn 1 khác có chiều dài dao động điều hòa với chu kỳ 0,8 s. Chu kỳ dao động của con lắc đơn có  2 độ dài là T được tính bằng biểu thức 1  2 A. 0,7 s. B. 1,4 s. C. 1,0 s. D. 2,0 s. Lời giải Chọn C l l Chu kỳ T 2 1 0,6 s ; T 2 2 0,8 s . 1 g 2 g l l 2 2 T 2 1 2 T 2 T 2 = 0,6 0,8 =1 s g 1 2 Câu 19: (VDT) Một con lắc dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì, biên độ giảm 4%. Độ giảm cơ năng của con lắc sau mỗi chu kỳ là A. 6%. B. 8%. C. 16%. D. 2%. Lời giải Chọn B 1 1 2 1 Ta có biên độ A 0,96.A và cơ năng E kA2 .k. 0,96.A 0,92. k.A2 0,92.E . 0 2 2 0 2 0 0
5. Suy ra cơ năng giảm 8% . Câu 20: (VDC). Cho hai chất điểm dao động điều hòa cùng phương, cùng chu kì T = 2 s. Khi chất điểm thứ nhất có vận tốc cực đại thì chất điểm thứ 2 đang đi qua vị trí có li độ bằng nửa giá trị cực đại theo chiều dương. Tìm khoảng thời gian trong một chu kì để x 1x2 < 0 (với x1 và x2 lần lượt là li độ của vật 1 và vật 2). A. 1/3 s. B. 2/3 s.C. 0,5 s. D. 0,6 s. Lời giải Chọn A x1 A1 cost Ta xét bài toán tổng quát: x2 A2 cos t Dấu của x1, x2 và x1x2 được biểu diễn như trên hình vẽ. Phần gạch chéo là phần âm và không gạch chéo là phần dương. Khoảng thời gian trong một chu kì để x x < 0 (ứng với góc quét 2 ) là: t 2 1 2 0  x1 A1 cos t 2 Áp dụng cho bài toán: 6 x2 A2 cos t 3 / 6 1 Khoảng thời gian trong một chu kì để x1x2 < 0 là: t 2 2 s Chọn A. 0  3 Câu 21: (VDC) Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Biết lò xo nhẹ có độ cứng 100 (N/m) có chiều dài tự nhiên 30 cm, vật dao động có khối lượng 100 g và lấy gia tốc trọng trường g = 10 (m/s 2). Khi lò xo có chiều dài 29 cm thì vật có tốc độ 20 3 cm/s. Khi vật đến vị trí cao nhất, ta đặt nhẹ nhàng lên nó một gia trọng m 300 g thì cả hai cùng dao động điều hoà. Viết phương trình dao động, chọn trục tọa độ Ox hướng thẳng đứng xuống dưới, gốc O trùng với vị trí cân bằng sau khi đặt thêm gia trọng và gốc thời gian là lúc đặt thêm gia trọng. A. x 7cos 10 t cm . B. x 4cos 10 t cm . C. Dx. 4cos 5 t cm . x 7cos 5 t cm . Lời giải Chọn D mg Khi ở vị trí cân bằng cũ lò xo dài: l l l l 31 cm x l l 2 cm cb 0 01 0 k cb 2 v2 v2.m 20 3 .0,1 Biên độ dao động lúc đầu là A x2 x2 22 4 cm 2 k 100
6. mg Vị trí cân bằng mới thấp hơn vị trí cân bằng cũ: x 3 cm 0 k mg Biên độ dao động: A A x A 7 cm . 0 k k 100 Tần số góc:  5 rad / s m m 0,1 0,3 Chọn t 0 khi x A nên: x A cos t 7cos 5 t cm . . Câu 22: (VDC) Một con lắc đơn có chiều dài dây là 2,25 m treo vật khối lượng m 1 . Kéo con lắc lên vị trí có góc lệch o = 0,15 rad rồi thả không vận tốc đầu. Khi đến vị trí thấp nhất thì con lắc va chạm hoàn toàn đàn hồi trực diện với quả cầu khối lượng m 2 = đang đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang. Bỏ qua ma sát, lấy g = 10 m/s 2 . Sau va chạm m 1 tiếp tục dao động. Khi m 1 đạt góc lệch lần đầu tiên kề từ lúc va chạm thì vật m 2 đi được quãng đường là A. 71,15 cm. B. 43,23 cmC. 51,15 cm. D. 63,23 cm. Lời giải Chọn A l Chu kỳ T 2 3s . Vận tốc của m trước va chạm (VTCB): .v gl g 1 0 0 v0 v1 2 v0 v1 v2 2v1 v2 2v0 3 Va chạm đàn hồi xuyên tâm: v v v v v v 4v 0 1 2 1 2 0 v 0 2 3 Sau va chạm thì m1 chuyển động với biên độ góc bằng v v gl 0 gl 0 0 0,05 rad . 1 0 3 3 0 3 Thời gian đi từ lúc va chạm đến lúc đạt góc lệch 0 lần đầu tiên (từ VTCB đến biên) là 3 T 3 t 0,75 (s) . 4 4 4v 4 gl Quãng đường m đi được: S v  t 0  t 0  t 2 2 3 3 4 10.2,25 0,15 Suy ra S .0,75 71,15 cm . 3 III. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM: 13 câu = 4(NB -TH) + 6VDT + 3VDC. Câu 23: (NB - TH) Một sóng cơ học truyền dọc theo trục Ox có phương trình u 5cos 1000t –10x cm , trong đó x là tọa độ tính bằng mét, t là thời gian tính bằng giây. Tốc độ truyền sóng là A. 100 m/s. B. 62,8 ms. C. 10 m/s. D. 628 m/s. Lời giải Chọn A ω 1000 Tốc độ truyền sóng: v 100 m/s 10 10
7. Câu 24: (NB - TH) Một sóng cơ điều hòa lan truyền trong một môi trường đàn hồi với tốc độ truyền sóng là 20 m/s; tần số sóng là 500 Hz. Bước sóng  là A. 4 m. B. 4 cm. C. 25 m. D. 25 cm. Lời giải Chọn B v 20 Bước sóng  0,04 m 4 cm f 500 Câu 25: (NB - TH) Cho 2 nguồn sóng dao động cùng pha, cùng biên độ a đặt tại hai điểm A và B . Biên độ của sóng tổng hợp tại trung điểm của AB bằng A. 2a . B. .a C. . 0,5a D. . 0 Lời giải Chọn A Biên độ sóng bằng 2a Câu 26: (NB - TH) Một lá thép mỏng, một đầu cố định, đầu còn lại được kích thích để dao động với chu kì không đổi và bằng 0,04 s. Âm do lá thép phát ra là A. âm mà tai người nghe được. B. hạ âm C. nhạc âm. D. siêu âm. Lời giải
8. Chọn A 1 1 Tần số âm f 25 Hz . Âm do lá thép phát ra là âm nghe được. T 0,04 Câu 27: (VDT) Nguồn sóng O có phương trình uo 2cos 100t cm . M nằm trên phương 3 truyền sóng có phương trình uM 2cos 100t cm . Phương trình sóng tại N với N là 6 trung điểm của OM là 5 A. .u N 2cos 100t B. . cm uN 2cos 100t cm 8 24 C. uN 2cos 100t cm . D. .uN 2cos 100t cm 4 12 Lời giải Chọn C Phương trình sóng, tại O uo 2cos 100t cm ; 3 xM tại M uM 2cos 100t 2cos 100t 2cos 100t 100 cm 6 3 6 3 v xN xM tại N là uN 2cos 100t 100 2cos 100t 100 3 v 3 2v 2cos 100t 2cos 100t cm . 3 12 4 Câu 28: (VDT) Sóng truyền từ O đến M với vật tốc không đổi v 40 cm/s , phương trình sóng tại O t là u0 2cos cm . M cách O một đoạn 20 cm. Ở thời điểm t 3 s , ly độ của điểm M 2 là A. 2 cm. B. 2 cm. C. 3 cm. D. 3 cm. Lời giải Chọn A Từ phương trình sóng tại M, suy ra OM 20 5 uM 2cos t  2cos .3 . 2cos 2 cm 2 v 2 2 40 4 Câu 29: (VDT) Cho sóng lan truyền dọc theo một đường thẳng. Cho phương trình dao động ở nguồn O 1 là u acost . Một điểm nằm trên phương truyền sóng cách xa nguồn bằng bước sóng, ở 0 3 thời điểm bằng nửa chu kì thì có độ dịch chuyển so với vị trí cân bằng là 5 cm. Biên độ dao động bằng A. 5,8 cm. B. 7,7 cm. C. 10 cm. D. 8,5 cm. Lời giải Chọn C OM T  Ta có: uM a cos t 2 a cos  2 a cos 5 cm .  2 3. 3 Suy ra biên độ 5.2=10 cm.
9. S S Câu 30: (VDT) Trên mặt nước nằm ngang, tại hai điểm ,1 2cách nhau 8,2 cm , người ta đặt hai nguồn sóng cơ kết hợp, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng có tần số 15 H zvà luôn cùng pha. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 30 cm/s , coi biên độ sóng không đổi khi S S truyền đi. Số điểm dao động với biên độ cực đại giữa hai nguồn 1 , 2 là A. 11. B. 8. C. 7. D. 9. Lời giải Chọn D v 30 Bước sóng  2 cm f 15 l l Số dao động cực đại thỏa mãn đk: k   8,2 8,2 k 4,1 k 4,1 Suy ra k 4, 3, 2, 1,0,1, 2, 3, 4 2 2 Giữa 2 nguồn có 9 điểm dao động cực đại Câu 31: (VDT) Cho sóng dừng xảy ra trên sợi dây đàn hồi với bước sóng λ. Điểm M là bụng sóng có λ biên độ 2a. Khi sợi dây đang duỗi thẳng, điểm N nằm trên sợi dây cách M một đoạn có biên 12 độ là A. a 3 . B. .a 2 C. 0,5a. D. a. Lời giải Chọn A  Biên độ sóng tại N là aN 2a cos 2 a 3 . 12 Câu 32: (VDT) Trong thí nghiệm về sóng dừng, trên một sợi dây đàn hồi dài 1,2 m với hai đầu cố định, người ta quan sát thấy ngoài hai đầu dây cố định còn có hai điểm khác trên dây không dao động. Biết khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp với sợi dây duỗi thẳng là 0,05 s. Vận tốc truyền sóng trên dây là A. 8 m/s. B. 4m/s. C. 12 m/s. D. 16 m/s. Lời giải Chọn A 3 2,4 Bước sóng 1,2  0,8 m . 2 3  0,8 Chu kỳ T 0,05.2 0,1s . Vận tốc truyền sóng v 8 m/s T 0,1 Câu 33: (VDC). Trong giờ thực hành hiện tượng sóng dừng trên dây, người ta sử dụng máy phát dao động có tần số f thay đổi được. Vì tốc độ truyền sóng trên dây tỉ lệ với căn bậc hai của lực căng dây nên lực căng dây cũng thay đổi được. Khi lực căng dây là F 1 , thay đổi tần số dao động của máy phát thì nhận thấy trên dây xuất hiện sóng dừng vơi hai giá trị liên tiếp của tần số là f 1 và f 2 thỏa mãn f 2 - f 1 = 32 Hz. Khi lực căng dây là F 2 = 2F 1 và lặp lại thí nghiệm như trên thì hiệu hai tần số liên tiếp tạo ra sóng dừng trên dây có giá trị gần với giá trị nào nhất sau đây ? A. 12 Hz.B. 23 Hz.C. 34 Hz.D. 45 Hz. Lời giải Chọn A
10.  v v Điều kiện để có sóng dừng trên dây với hai đầu cố định là l k k f k . 2 2 f 2l v Với lực căng dây là F thì tốc độ truyền sóng là v , hai tần số liên tiếp là f k 1 , 1 1 1 2l v v f k 1 1 , suy ra f f 1 . 2 2l 2 1 2l v Tương tự ta có f f 2 . 4 3 2l f4 f3 v2 F2 Suy ra tỉ số 2 f4 f3 f2 f1 2 32 2 45,25 Hz f2 f1 v1 F1 Câu 34: (VDC) Hai nguồn sóng S 1 và S2 cách nhau 4cm dao động điều hòa với phương trình lần lượt là u 1 = 6cos(100πt + ) (mm) và u2 = 8cos(100πt + ) (mm) với vận tốc truyền sóng là 1 m/s.Gọi P,Q là hai điểm trên mặt nước sao cho tứ giác S 1S2PQ là hình thang cân có diện tích 12cm 2 và PQ = 2cm là một đáy của hình thang .Tìm số điểm dao động với biên độ 2 13 mm trên PS1 là A. 2.B. 3.C. 5.D. 4. Lời giải Chọn D a b h 2 4 h S 12 h 4 cm 2 2 2 2 O1 P 4 3 5 cm 2 2 O2 P 4 1 4,123 cm O O O O d d O P O P 11 12 1 2 12 4 0,877 2 2 d d d d  1 2 2 1 1 2 3 2 2 2 2 2 A A1 A2 2A1 A2 cos 4.13 6 8 2.6.8 cos 1 2 2 2 cos k.2 d d k.2 2 3 1 2 3 3 4 4 d d 0,877 2 k 0,43 k 1;0 d d 2k  d d 2l 1 2  1 2 1 2 3 2,6 l 0,23 l 2, 1 Số điểm là 4. Câu 35: (VDC) Hai nguồn phát sóng kết hợp S 1, S2 cách nhau12 cm có phương trình dao động lần lượt là u 1 = u2 = 2cos(40πt) cm. Xét điểm M trên mặt nước MS 1 = 4,2 cm; MS2 = 9,0 cm. coi biên độ sóng không đổi và tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v = 32 cm/s. Giữ nguyên f và các vị trí M, S 1. Nếu muốn M nằm trên cực tiểu giao thoa thì phải dịch
11. chuyển nguồn S 2 dọc theo phương S 1S2 theo chiều ra xa S 1 tử vị trí ban đầu một khoảng nhỏ nhất là A. 0,36 cm. B. 0,42 cm. C. 0,60 cm.D. 0,83 cm Lời giải Chọn D Ta có: f = ω / (2π) = 40π / (2π) = 20 (Hz) → λ = v/f = 32/20 = 1,6 cm. Hiệu đường đi Δd = MS2 – MS1 = 9,0 – 4,2 = 4,8 cm = 3λ → M là cực đại giao thoa. Để M là cực tiểu mà S 2 dịch chuyển ít nhất thì cực tiểu đó phải là bậc 4 vì M đang là cực đại bậc 3. Khi đó: Δd = MS’2 – MS1 = 3,5λ = 5,6 cm, suy ra MS’2 = 5,6 + 4,2 = 9,8 cm. Xét tam giác MS1S2 có góc S1 không thay đổi khi S2 dịch chuyển. 4,22 + 122 - 9,02 cos S1 = = 0,8. 2.4,2.12 (MS’2)² = (S1S’2)² + (MS1)² – 2(S1S’2).MS1.cos S1. Suy ra 9,8² = (12 + x)² + 4,2² – 2.(12 + x).4,2.0,8 Suy ra x² + 17,28x – 15,04 = 0 → x = 0,83 hoặc x = –18 (loại) Vậy x = 1,72 cm → S2 dịch một đoạn nhỏ nhất là 0,83 cm IV. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: 15 câu = 5(NB -TH) + 6VDT + 4VDC. Câu 36: (NB -TH) Đối với dòng điện xoay chiều, cảm kháng của cuộn cảm là đại lượng đặc trưng cho sự A. cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng nhỏ càng bị cản trở nhiều. B. cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng ít bị cản trở. C. ngăn cản hoàn toàn dòng điện. D. cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng bị cản trở nhiều. Lời giải Chọn D Câu 37: (NB - TH) Trong 10 giây, dòng điện xoay chiều có tần số 49 Hz đổi chiều A. 49 lần. B. 98 lần. C. 490 lần. D. 980 lần. Lời giải
12. Chọn D Câu 38: (NB - TH) Mạch điện chỉ chứa phần tử nào sau đây không cho dòng điện không đổi chạy qua? A. cuộn dây thuần cảm.B. điện trở thuần nối tiếp với tụ điện . C. cuộn dây không thuần cảm. D. điện trở thuần nối tiếp với cuộn dây thuần. Lời giải Chọn B Câu 39: (NB - TH) Đặt điện áp u U0cos100πt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần có giá trị 1 10-4 100 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện có điện dung (F) mắc nối tiếp. π 2π Tổng trở của mạch là A. 100 . B. 100 2 . C. 300 . D. .100 5 Lời giải Chọn B 2 2 1 1 Tổng trở Z 100 100 4 100 2  . 10 100 2 Câu 40: (NB - TH) Máy biến áp là thiết bị A. biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. B. biến đổi tần số của dòng điện xoay chiều. C. có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều. D. làm tăng công suất của dòng điện xoay chiều. Lời giải Chọn C Câu 41: (VDT) Đặt điện áp một chiều 20V vào hai đầu cuộn dây thì cường độ dòng điện là 1A. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 20V, tần số là 50Hz thì u nhanh pha hơn i một lượng π là . Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây là 4 2 A. A . B. .2 A C. . 2 A D. . 2 2A 2 Lời giải Chọn A 20 Điện trở thuần của cuộn dây R 20  1 Do u nhanh pha hơn i nên tổng trở Zd R 2 20 2  U 20 1 2 Cường độ dòng hiệu dụng I A Zd 20 2 2 2 Câu 42: (VDT) Một đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, tụ điện và điện trở R. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V thì cảm kháng cuộn cảm là 25  và dung kháng của tụ là 100  . Nếu chỉ tăng tần số dòng điện lên hai lần thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R là A. 0 V.B. 120 V.C. 240 V.D. 60 V. Lời giải Chọn B
13. ZL L 25   Z 'L L 50   ' 2 1   1 ZC 100  ZC 50  C  C ZL ZC X¶y ra céng h­ëng U R U 120 V Câu 43: (VDT) Đặt điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 120 V tần số 60 Hz vào hai đầu một bóng đèn huỳnh quang. Biết đèn chỉ sáng lên khi điện áp đặt vào đèn không nhỏ hơn 60 2 V. Thời gian đèn sáng trong mỗi giây là 1 1 2 A. (s) B. C.( s) (s) D. 0,8(s) 2 3 3 Lời giải Chọn C 1 b 1 60 2 2 Thời gian hoạt động trong 1 s là t f.4. arccos 60.4. arccos (s)  U0 120 120 2 3 Câu 44: (VDT) Đặt điện áp xoay chiều u U cos100 t V vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R ; cuộn cảm thuần có ZL 50  và tụ điện có điện dung ZC 100 . Tại một thời điểm nào đó, điện áp trên điện trở và trên cuộn dây có giá trị tức thời đều là 40V thì điện áp tức thời giữa hai đầu mạch điện là A. 40 V. B. 0. C. 60 V. D. 40 2 V. Lời giải Chọn B Do ZC 2ZL nên uC 2uL 2.40 80 V Điện áp tức thời u uR uC uL 40 80 40 0 V Câu 45: (VDT) Đặt điện áp u = 300cos100πt V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần có giá trị 10-4 9 100  ; tụ điện có điện dung F ; cuộn dây có độ tự cảm H và điện trở trong là 20  . 1,5π 10π Biểu thức cường độ dòng điện chạy trong mạch là A. i= 5cos 100πt+0,46 A . B. .i= 5cos 100πt 0,46 A π π C. .i =0,5 10cos 10D.0π .t+ A i=0,5 10cos 100πt A 6 6 Lời giải Chọn A 150 2 5 2 Cường độ hiệu dụng I A 2 2 5 2 9 1 100 20 100 10 10 4 100 1,5 Z Z 90 150 1 Độ lệch pha tan L C . R r 120 2 Phương trình dòng điện i= 5cos 100πt+0,46 A Câu 46: (VDT) Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp lí tưởng điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi. Nếu tăng số vòng dây của cuộn thứ cấp thêm 20% thì điện áp hiệu dụng giữa
14. hai đầu cuộn thứ cấp để hở tăng thêm 6 V so với lúc đầu. Điện áp hiệu dụng ban đầu ở cuộn thứ cấp khi để hở là A. 42 V.B. 30 V. C. 24 V. D. 36 V. Lời giải Chọn B U N Ta có ban đầu 1 1 1 . U2 N2 U1 N1 U1 Sau khi tăng vòng dây 0,2U2 6 U2 30V U2 6 1,2N2 1,2U2 Câu 47: (VDC). Đặt điện áp 150 V – 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở thuần R, có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Thay đổi C để điện áp hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại thì giá trị đó bằng 250 V. Lúc này, điện áp hiệu dụng trên tụ bằng A. 200 V. B. 100 V. C. 100 2 V. D. 150 2 V. Lời giải Chọn A 2 2 U R ZL U L UC Ucd I.Zcd đạt giá trị lớn nhất. Suy ra ZL ZC 2 2 R Z Z U R U 150 V L C 0 2 2 2 2 Ucd U R U L 250 U L 200 UC 200 V . Câu 48: (VDC). Mạch điện xoay chiều AB gồm cuộn cảm thuẩn có độ tự cảm ,L điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Gọi M là điểm nằm giữa cuộn dây và điện trở, N là điểm nằm giữa điện trở và tụ điện. Biết rằng điện áp hiệu dụng hai đầu AB không đổi và mạch có tần số góc  thay đổi được. Chỉnh  đến giá trị 1 rad/ sthì 1 điện áp hai đầu U NA đạt cực đại. Từ giá trị  đó giảm tần số góc đi 40 (rad/s) thì điện 3 áp hai đầu U đạt cực đại và khi đó hệ công suất của mạch bằng , biết rằng giá trị MB 10 của  1 nhỏ hơn 100 (rad/s). Giá trị của  1 gần với giá trị nào nhất sau đây? A. 48 rad/s. B. 76 rad/s. C. 89 rad/s.D. 54 rad/s Lời giải Chọn D U U Ta có U IZ Z LR LR Z LR Z ZLR
15. 2 2 2 2 2 2 Z R ZL Zc Zc 2ZL Zc 1 2LC M 2 2 2 1 2 2 1 2 2 2 2 2 4 ZLR R ZL R ZL C  R C L  1 U R2 . R max LC 1 2LC 2 Khi đó M 2 1 . C 2 2 R2 C 2 L2 4 2 2 1 2LC 1 2LCX Đặt f X  0 2 2 2 2 2 4 f (X ) 2 2 2 2 2 C  R C L  C R X C L X 2 L3C3 X 2 2 L2C 2 X C 2 R2 Ta có f (X ) 2 C 2 R2 X C 2 L2 X 2 1 2R2C Xét f (X ) 0 2CL3 X 2 2 L2 X R2 0 X  2 1 1 1 LR 2LC L 1 2R2C Tương tự ta có chỉnh  để U Y CR2 1 1 2 RC max 2 2 C R L 1 Xét 1 nhân 2 X.Y  2 . 2  4 LR   2 LR CR L2C 2 R CR R 2 Xét tan 2 X = ( ) = = và tan 2 Y = Lập tỉ số = . = . = 1 tan X = tan Y cos X = cos Y Từ (1) ta có : 2LC X 2 = 1 + 1 + 1 + = 2 - 1 > 0 (  X > ) 1 + 2 = 4 - 4 + 1 (LC = ) = 4 - 4 2 = (3) = tan L R = . Trở lại tan 2 X = 2 Suy ra thay (3) vào ta được: tan X = = X Y 2 X Nếu đặt  = n tan X = theo đề bài ta có = = n = 3  = 60 rad/s Câu 49: (VDC) Một học sinh làm thực hành xác định số vòng dây của hai máy biến áp lí tưởng A và B có các cuộn dây với số vòng dây (là số nguyên) lần lượt là N1 A , N2 A , N1 B , N2 B . Biết N2 A kN1 A; N2 B 2kN1 B ;k 1; N1 A N2 A N1 B N2 B 3100 vòng và trong bốn cuộn dây có hai cuộn có số vòng dây đều bằng N . Dùng kết hợp hai máy biến áp này thì có thể tăng điện áp hiệu dụng U thành 18U hoặc 2U . Số vòng dây N là A. 600 hoặc 372. B. 900 hoặc 372. C. 900 hoặc 750. D. 750 hoặc 600. Lời giải Chọn A N N 2 A = k; 2B = 2k. Có 2 khả năng: N1A N1B
16. N N 1. N2A = N1B = N N1A = và N2B = 2kN N1A + N2A + N1B + N2B = 2N + + k k 2kN = 3100 (2k2 + 2k + 1)N = 3100k 2 Khi U1A = U - U2A = kU; U1B = U2A = kU - U2B = 2kU1B = 2k U = 18U k = 3- N = 372 vòng. Nếu U2B = 2U - k = 1 N N 2. N1A = N2B = N N1B = và N2A = kN N1A + N2A + N1B + N2B = 2N + + kN 2k 2k = 3100 (2k2 + 4k + 1)N = 3100.2k 2 U2B = 2kU1B = 2k U = 18U k = 3- N = 600 vòng Câu 50: (VDC) Đặt hiệu điện thế xoay chiều u = U o cos(100 t + ) (V) hai đầu đoạn mạch nối tiếp theo thứ tự gồm R 1 , R 2 và cuộn thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Biết R1 2R2 200 3  . Chỉnh L đến giá trị L0 thì hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu đoạn mạch chứa R2 và L lệch pha cực đại so với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch. Giá trị của L0 gần với giá trị nào nhất sau đây A. 0,63 H. B. 1,26 H. C. 1,53 H.D. 0,72 H. Lời giải Chọn D L L L L tan tan R R R Ta có tan LR2 2 1 2 LR2 1 tan  tan Z Z LR2 1 L  L R2 R1 R2 = = Áp dụng BĐT Cauchy cho Mẫu thức ta có: + Z L 2 Vậy YCBT = Z L Z L = = 300 () L = HẾT