Đề ôn thi học sinh giỏi năm 2022 - Môn thi: Vật Lí 12

Nội dung text: Đề ôn thi học sinh giỏi năm 2022 - Môn thi: Vật Lí 12

1. SỞ GD&ĐT THANH HOÁ ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI NĂM 2022 TRƯỜNG THPT TỐNG DUY TÂN 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 Thị Minh Mã đề thi 123 Số điện thoại liên hệ: 0383354426. Email :minhlt.tdt@gmail.com Câu 1( TH ). Hai điện tích điểm cùng độ lớn 10-9 C đặt trong chân không, để tương tác nhau bằng lực có độ lớn 10-5 N thì chúng phải đặt cách nhau : A. 3 m B. 30 cm C. 3 cm D. 30 m HD: Chọn C q 2 K.q 2 9.109.(10 9 ) 2 F=K r= = =3 cm r 2 F 10 5 Câu 2( NB ). Chọn câu đúng Điện năng tiêu thụ được đo bằng A. vôn kế B. công tơ điện C. ampe kế D. tĩnh điện kế HD: Chọn B Câu 3( VD ). Một nguồn điện mắc với mạch ngoài là một biến trở tạo thành một mạch kín. Điều chỉnh để giá trị của biến trở là R1=14Ω thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là U1=28V, điều chỉnh để giá trị của biến trở là 29Ω thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là U2=29V. Suất điện động của nguồn điện có giá trị là A. 30 V B. 24 V C. 20 V D. 36 V HD: Chọn A E E U= I.R = .R suy ra 28=.14 (1) R r 14 r E 29 =.29 (2) 29 r Từ 1 và 2 giải được E= 30 V Câu 4( NB ). Bản chất dòng điện trong chất điện phân là A. dòng ion dương dịch chuyển theo chiều điện trường. B. dòng ion âm dịch chuyển ngược chiều điện trường. C. dòng electron dịch chuyển ngược chiều điện trường. D. dòng ion dương và dòng ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau. HD: Chọn D Câu 5 ( TH ). Dây dẫn thẳng dài có dòng điện 5A chạy qua. Cảm ứng từ tại M có độ lớn 10-5T. Điểm M cách dây một khoảng: A. 20cm. B. 2 cm. C. 1cm. D. 10 cm. HD: Chọn D 1
2. Câu 6 ( TH ). Từ thông qua một mạch điện kín biến thiên đều theo thời gian. Trong khoảng thời gian 0,2 s từ thông biến thiên một lượng là 0,5 Wb . Suất điện động cảm ứng trong mạch có độ lớn là A. 0,1 V B. 2,5 V C. 0,4 V D. 0,5 V HD: Chọn B  0,5 e = = 2,5 V t 0,2 Câu 7 ( TH ).Tia sáng đi từ thủy tinh có chiết suất n1 = 1,5 đến mặt phân cách với nước có chiết suất n2 = 4/3. Điều kiện của góc tới i để không có tia khúc xạ trong nước là A. i ≥ 62°44’ B. i < 62°44’ C. i < 41°48’ D. i < 48°35’ HD: Chọn B 0 Sin igh= n2/n1 =8/9 suy ra igh= 62,734 i nhỏ hơn igh nên chọn B Câu 8 ( VDT ).Một người cận thị có khoảng nhìn rõ cách mắt từ 12,5cm đến 50cm. Khi đeo kính (đeo sát mắt) chữa tật của mắt để nhìn vật ở vô cực mà mắt không điều tiết, người này nhìn rõ được các vật đặt gần nhất cách mắt A. 15cm B. 17,5cm C. 16,7cm D. 22,5cm HD: Chọn C Để khi nhìn vật ở vô cực mà mắt không điều tiết, người đó đeo kính có tiêu cự f = -OCv = -50cm Quan sát ở cực cận: d’= -OCc = -12,5cm Câu 9 ( NB ).Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 6cos4πt (cm), biên độ dao động của vật là A. 6 cm B. 12 cm C. 3 cm D. 12 cm Câu 10 ( TH ). Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 6cos4πt (cm), tần số dao động của vật là A. f = 6 Hz B. f = 4 Hz C. f = 2 Hz D. f = 0,5 Hz HD: Chọn C So sánh phương trình dao động x = 6cos(4πt)cm với phương trình tổng quát của dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ) ta thấy tần số góc của dao động là ω = 4πrad/s. Suy ra tần số dao động của vật là f = ω/2π = 2 Hz Câu 11 ( TH ).Một người xách một xô nước đi trên đường mỗi bước đi dài 50 cm thì nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất. Vận tốc đi của người đó là 2,5 km/h. Chu kỳ dao động riêng của nước trong xô là: 2
3. A. 0,72 s. B. 0,35 s. C. 0,45 s. D. 0,52 s. HD: Chọn A v = 2,5 km/h = 25/36 m/s Nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng, khi đó chu kỳ của dao động của người bằng với chu kỳ dao động riêng của nước trong xô: Câu 12 ( TH ).Một vật thực hiện đồng thời 2 dao động điều hòa với biên độ lần lượt là 3 cm và 5 cm. Trong các giá trị sau giá trị nào không thể là biên độ của dao động tổng hợp. A. 4 cm B. 5 cm C. 3cm D. 10 cm HD: Chọn D Ta có: |A1 - A2 | ≤ A ≤ A1 + A2 ⇒ 2 cm ≤ A ≤ 8 cm Câu 13 ( TH ). Chọn phát biểu sai khi nói về dao động điều hòa. A. Vận tốc luôn trễ pha π/2 so với gia tốc. B. Gia tốc sớm pha π so với li độ. C. Vận tốc và gia tốc luôn ngược pha nhau. D. Vận tốc luôn sớm pha π/2 so với li độ. Câu 14 ( VDT ). Tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s 2, một con lắc đơn và một con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với cùng tần số. Biết con lắc đơn có chiều dài 49 cm và lò xo có độ cứng 10 N/m. Khối lượng vật nhỏ của con lắc lò xo là A. 0,125 kg B. 0,750 kg C. 0,500 kg D. 0,250 kg HD: Chọn C Con lắc lò xo dao động điều hòa với tần số f= 1 k 2 m Con lắc đơn dao động điều hòa với tần số f= 1 g 2 l Ta có k =g suy ra m= 0.5 kg m l Câu 15 ( VDT ). Một con lắc đơn có chiều dài dây treo 50 cm và vật nhỏ có khối lượng 0,01 kg mang điện tích q = +5.10-6C được coi là điện tích điểm. Con lắc dao động điều hoà trong điện trường đều mà vectơ cường độ điện trường có 3
4. độ lớn E = 104V/m và hướng thẳng đứng xuống dưới. Lấy g = 10 m/s2, = 3,14. Chu kì dao động điều hoà của con lắc là A. 0,58 s B. 1,40 s C. 1,15 s D. 1,99 s HD : Chọn C l q .E T= 2 trong đó g/=g+a=g+ = 5 ( m/s2) g / m 0,5 T= 2 = 1,1471 ( s ) 15 Câu 16 ( VDT ). Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 20 N/m và viên bi có khối lượng 0,2 kg dao động điều hòa. Tại thời điểm t, vận tốc và gia tốc của viên bi lần lượt là 20 cm/s và 2 3 m/s2. Biên độ dao động của viên bi là A. 16cm. B. 4 cm. C. 4 3 cm. D. 10 3 cm. HD : Chọn B k 20  = 10 rad/s m 0,2 v 2 a 2 0,22 (2 3) 2 AD Hệ thức ĐL : 1 Ta có 1 suy ra A2 . 2 A2 . 4 A2 .102 A2 .104 A= 4 cm Câu 17 ( VDT ).Một con lắc lò xo treo vào một điểm cố định, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kỳ 2,4 s. Trong một chu kỳ, nếu tỉ số của thời gian lò xo giãn với thời gian lò xo nén bằng 2 thì thời gian mà lực đàn hồi tác dụng lên vật ngược chiều lực kéo về là A. 0,4 s. B. 0,2 s. C. 0,3 s. D. 0,1 s. HD: Chọn A Thời gia lò xo giãn bằng 2 lần thời gia lò xo nén nên suy ra A= 2 l0 Trong quá trình dao động của vật lực kéo về luôn hướng về VTCB, lực đàn hồi tác dụng lên vật luôn ngược hướng với sự biến dạng nên lực kéo về ngược chiều với lực đàn hồi khi m di chuyển trong khoảng l0 x 0 tức là A T x 0 suy ra t = 0,4 s 2 6 Câu 18 ( VDT ). Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Hai dao động này có phương trình lần lượt là x 1 = 3cos10t 4sin(10t ) (cm) và x2 =2 (cm). Gia tốc của vật có độ lớn cực đại bằng A. 7 m/s2. B. 1 m/s2. C. 0,7 m/s2. D. 5 m/s2. HD: Chọn A x =4sin(10t ) (cm) = 4 cos ( 10t ) ( cm ) 2 2 4
5. PT dao động tổng hợp là x= x1+x2= 7 cos ( 10 t ) 2 2 2 2 aCĐ= A.ω = 7.10 = 700 cm/s = 7 m/s Câu 19 ( VDT). Một vật dao động tắt dần có cơ năng ban đầu E = 0,5 J cứ sau một chu kỳ thì biên độ giảm 2%, phần năng lượng mất đi trong một chu kỳ là: A. 0 J B. 10 mJ C. 19,9 J D. 19,8 mJ HD: Chọn D Biên độ của vật sau 1 chu kỳ: A1 = A - 2%A = 98%A = 0,98A 1 2 1 2 1 2 2 NL còn lại sau 1 chu kỳ: E1= K.(A ) K.(0,98A) K.(A ) 0,98 E 2 1 2 2 1 Phần năng lượng mất đi trong một chu kỳ: 2 ΔE1 = E - E1 = E - 0,98 E = 0,0396E = 0,0396.0,5 = 0,0198 J = 19,8 mJ Câu 20 ( VDC )Một lò xo nhẹ có k = 100N/m treo thẳng đứng, đầu dưới treo 4,9 hai vật nặng m = m = 100g. Khoảng cách từ m tới mặt đất là h m. Bỏ qua 1 2 2 18 khoảng cách hai vật. Khi hệ đang đứng yên ta đốt dây nối hai vật. Hỏi khi vật m2 chạm đất thì m1 đã đi được quãng đường bằng bao nhiêu? m1 m2 A. s = 4,5 cm. B. s = 3,5 cm C. s = 3,25 cm. D. s = 4,25 cm. HD: Chọn A 2mg - Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng của hệ 2 vật là l = 2( cm) - 0 k - Sau khi đốt sợi dây : + Vật m1 sẽ DĐĐH quanh VTCB mới ( ở trên VTCB cũ một đoạn 0,5 l 0) với m biên độ A=0,5 l0=1 cm, chu kì dao động T=2 = 0,2 s k 2h 7 - Vật m2 sẽ rơi tự do với thời gian rơi là t s g 20 + Tại thời điểm đốt dây ( t=0), m1 đang ở biên. Khoảng cách thời gian t tương 7 ứng góc quét 2 Từ hình vẽ ta tìm được S= 4A +0,5 A= 4,5 cm 3 3 5
6. 600 x(cm) 1 1 Câu 21 ( VDC )Hai con lắc đơn giống hệt nhau mà các vật nhỏ mang điện tích như nhau, được treo ở 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 giao động điều hòa trong cùng một o mặt phẳng với biên độ góc 8 và có chu kí tương ứng là T 1 và T2 = T1 + 0,3 s. Giá trị của T2 là A. 1,974 s. B. 1,895 s. C. 1,645 s. D. 2,274 s. 6
7. Câu 22 ( VDC )Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa. Hình dưới là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của động năng W đ của con lắc theo thời gian t. Biết t 3 – t2 = 0,25 s. Giá trị của t4 – t1 là : A. 0,54 s. B. 0,40 s. C. 0,45 s. D. 0,50 s. HD: Chọn D Câu 23 ( TH ).sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình u = 5cos(6 t – x) (cm), với t đo bằng s, x đo bằng m. Bước sóng của sóng cơ là A. 1 (m). B. 1(cm) C. 2 (m). D. 2 (cm). HD: Chọn C So sánh với PT u = 5cos(6 t – x) (cm) với PT sóng tổng quát 2 x 2 u = U0 cos(ωt – ) ta có = suy ra  = 2 m   Câu 24 ( NB). Sóng truyền trên một sợi dây hai đầu cố định, có bước sóng . Muốn có sóng dừng trên dây thì chiều dài L phải thoả mãn điều kiện là 7
8.    A. L . B. L . C. L . D. L =2. 4 2 3 HD: Chọn B ĐK để có SD trên sợi dây 2 đầu cố định là l=n.  /2 với n=1,2,3,4,5 Câu 25( NB).Trong hiện tượng giao thoa sóng của hai nguồn kết hợp cùng pha, điều kiện để tại điểm M cách các nguồn lần lượt là d 1, d2 dao động với biên độ cực tiểu là A. d2 – d1 = kλ/2. B. d2 – d1 = (2k + 1)λ/2. C. d2 – d1 = kλ. D. d2 – d1 = (2k + 1)λ/4. ( Với k Z ) HD: Chọn B Câu 26( NB). Hai âm cùng độ cao là hai âm có cùng A. tần số. B. mức cường độ âm. C. biên độ. D. cường độ âm. HD: Chọn A Câu 27( VDT). Một sóng cơ truyền trên mặt nước với tần số 5 Hz. Tại thời điểm t vị trí các phần tử mặt nước có dạng như hình vẽ. Trong đó khoảng cách từ vị trí cân bằng của A đến vị trí cân bằng của Q là 15 cm và điểm P đang từ vị trí cân bằng của nó đi lên. Sóng này truyền từ A. B đến A với tốc độ 2 m/s B. B đến A với tốc độ 1 m/s C. A đến B với tốc độ 2 m/s D. A đến B với tốc độ 1 m/s HD: Chọn B Ta có hình vẽ biểu diễn mối liên hệ giữa chiều truyền sóng và chiều dao động của phần tử môi trường: 8
9. Điểm P đang có xu hướng đi xuống → sóng truyền từ phải qua trái (truyền từ B đến A) Từ hình vẽ ta thấy khoảng cách giữa hai điểm A, Q là: 3 AQ 15(cm)  20(cm) 4 Vận tốc truyền sóng là: v = λf = 20.5 = 100 (cm/s) = 1 (m/s) Câu 28( VDT). Một sóng cơ hình sin truyền theo một phương có bước sóng λ. Gọi d là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm mà hai phần tử của môi trường  tại đó dao động lệch pha nhau 90o. Tỉ số bằng d 1 1 A. . B. 4. C. . D. 2. 4 2 HD: Chọn B 2 d  suy ra 4  2 d Câu 29( VDT).Trên một sợi dây đàn hồi AB dài 25cm đang có sóng dừng, người ta thấy có 6 điểm nút kể cả hai đầu A và B. Hỏi có bao nhiêu điểm trên dây dao động cùng biên độ, cùng pha với điểm M cách A 1cm? A. 10 điểm B. 9 điểm C. 6 điểm D. 5 điểm HD: Chọn D Dễ thấy trên dây có 5 bó sóng mà độ dài một bó sóng bằng 1/2 bước sóng = 5 cm. Trong mỗi bó sóng luôn có 2 điểm cùng biên độ, 2 điểm này đối xứng nhau qua điểm bụng. Do đó trên dây có 10 điểm cùng biên độ với M (kể cả M). Mặt khác: 2 điểm đối xứng nhau qua nút thì dao động ngược pha, 2 điểm đối xứng nhau qua điểm bụng dao động cùng pha. Từ đó suy ra được số điểm dao động cùng biên độ, cùng pha với M (kể cả M)là 6. Nếu trừ điểm M đi thì trên dây còn 5 điểm thoả mãn. Câu 30( VDT). Một sợi dây căng giữa hai điểm cố định cách nhau 80cm. Hai sóng có tần số gần nhau liên tiếp cùng tạo ra sóng dừng trên dây là f 1 = 70 Hz và f2 = 84 Hz. Tìm tốc độ truyền sóng trên dây. Biết tốc độ truyền sóng trên dây không đổi. A 11,2m/s B 22,4m/s C 26,9m/s D 18,7m/s HD: Chọn B 9
10. Điều kiện để có sóng dừng trên dây hai đầu cố định: l = kλ/2 với k là số bó sóng: 2 tần số gần nhau nhất cùng tạo ra sóng dừng trên dây thì số bó sóng hơn kém nhau 1: k2 – k1 = 1 k1 v = 1,6f1; k2v = 1,6f2 → (k2 – k1)v = 1,6(f2 – f1) → v = 1,6(f2 – f1) → v = 1,6. 14 = 22,4 m/s. Câu 31( VDT). Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20Hz, tại một điểm M cách A và B lần lượt là 16cm và 20cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu? A. v = 20cm/s. B. v = 26,7cm/s. C. v = 40cm/s. D. v = 53,4cm/s. HD: Chọn A Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác suy ra M nằm trên đường k = 4, với điểm M còn thoả mãn BM – AM = kλ. Suy ra 4λ = 20 – 16 = 4cm → λ = 1cm, áp dụng công thức v = λf = 20cm/s. Câu 32( VDT). Hình dưới là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mức cường độ âm L theo cường độ âm I. Cường độ âm chuẩn gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,3l a. B. 0,35a. C. 0,37a. D. 0,33a. HD: Chọn A Từ đồ thị ta thấy khi I = a thì L = 0,5 (B). Áp dụng công thức L = lg.I/I 0 => I0 = a/√10 = 0,31a Câu 33 ( VDC). Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 8 cm dao động cùng pha. Ở mặt nước, có 21 đường dao động với biên độ cực đại và trên đường tròn tâm A bán kính 2,5 cm có 13 phần tử sóng dao động với biên độ cực đại. Đường thẳng (∆) trên mặt nước song song với AB và cách đường thẳng AB một đoạn 5 cm. Đường trung trực của AB trên mặt nước cắt đường thẳng (∆) tại M. Điểm N nằm trên (∆) dao động với biên 10
11. độ cực tiểu gần M nhất cách M một đoạn d. Giá trị d gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,20 cm. B. 0,36 cm. C. 0,48 cm. D. 0,32 cm. HD: Chọn D + Trên mặt nước có 21 dãy cực đại, như vậy nếu không tính trung trực của AB thì từ H đến A có 10 dãy cực đại. + Mặc khác trên đường tròn tâm A bán kính 2,5 cm lại có 13 cực đại điều này chứng tỏ trong đường tròn chứa 6 cực đại (cắt đường tròn tại 12 điểm) và giao điểm giữa đường tròn và AB là một cực đại. + Trên đoạn OC các cực đại cách đều nhau nửa bước sóng. => OC = 4λ/2 = 4 - 2,5 => λ = 0,75cm + Để N gần M nhất thì N thuộc cực tiểu thứ nhất, từ hình vẽ, ta có: Vậy d= x- OA = 4,3- 4 = 0,3 cm Câu 34 ( VDC). Cho một sợi dây đang có sóng dừng với tần số góc  20rad / s . Trên dây A là một nút sóng, điểm B là bụng sóng gần A nhất, điểm C giữa A và B. Khi sợi dây duỗi thẳng thì khoảng cách AB 9cm và AB 3.AC . 11
12. Khi sợi dây biến dạng nhiều nhất thì khoảng cách giữa A và C là 5cm. Tốc độ dao động của điểm B khi nó qua vị trí có li độ bằng biên độ của điểm C là A. 80 3cm / s B. 160cm / s C. 160 3cm / s D. 80cm / s HD: Chọn A Khoảng cách gần nhất giữa một nút sóng và 1 bụng sóng là:  4 2 d Công thức tính biên độ sóng dừng: A A .sin bung  Công thức tính tốc độ: v  A2 x2 Bước sóng:  4.AB 4.9 36cm AB 9cm AB Khi sợi dây duỗi thẳng: AC 3cm AB 3.AC 3 2 .AC 2 .3 A Biên độ dao động của điểm C: A A .sin A .sin B C B  B 36 2 Khi sợi dây biến dạng nhiều nhất, điểm C đang ở biên, khi đó ta có: 2 2 AC 5 3 4cm AB 2.AC 2.4 8cm 2 2 Công thức tính tốc độ: vB  AB xB Khi B đi qua vị trí có li độ bằng biên độ của điểm C thì xB AC 4cm và có tốc độ là: 2 2 vB 20 8 4 80 3cm / s Câu 35 ( VDC). 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. 34 dB. B. 17 dB. C. 26 dB. D. 40 dB. HD: Chọn C I A 6 LA=10 lg = 60 dB suy ra IA= 10 I0 I 0 I B 2 4 LB=10 lg = 20 dB suy ra IB= 10 I0 suy ra IA= 10 IB I 0 MT không hấp thụ âm và sóng âm truyền đẳng hướng nên : I OB A ( ) 2 suy ra OB= 100 OA I B OA OA OB 101OA OM= 50,5OA 2 2 12
13. 6 I A OM 2 10 I 0 ( ) suy ra I M 2 I M OA 50,5 6 I M 10 LM= 10 lg 10lg 2 = 26 dB . Vậy chọn C I 0 50,5 Câu 36 (NB ). Dòng điện xoay chiều trong một đoạn mạch có cường độ là i I0 cos(t ) (A). Đại lượng  0 được gọi là A. Tần số của dòng điện . B. Chu kỳ của dòng điện. C. Tần số góc của dòng điện. D. Pha của dòng điện. HD: Chọn C Đọc phương trình cường độ dòng điện suy ra ω - là tần số góc của dòng điện. Câu 37 (TH). Giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều u 200 3 cos(120 t) V là A. 200 6V B. 200V C. 100 3V D. 100 6V HD: Chọn D Điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là: U 200 3 U 0 100 6(V) 2 2 Câu 38 ( NB). Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R và cuộn cảm thuần thì cảm kháng của cuộn cảm là Z L. Hệ số công suất của đoạn mạch là R2 Z2 2 2 R L R R Z A. B. C. D. L 2 2 R R2 Z2 R R ZL L HD: Chọn C R R Hệ số công suất: cos Z 2 2 R ZL Câu 39 ( TH). Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức: u U0 cos 100 t và i I0 cos 100 t . Mạch điện gồm 6 4 A. Hai phần tử là R và C với R = ZC B. Hai phần tử là R và L C. Hai phần tử là R và C D. Hai phần tử là L và C HD: Chọn C Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện là: 5 (rad) u i 6 4 12 → điện áp trễ pha hơn cường độ dòng điện → mạch điện chứa hai phần tử R và C 13
14. Câu 40 ( NB ). Gọi P là công suất tải đi trên đường dây, U là hiệu điện thế ở đầu đường dây, R là điện trở dây dẫn. Coi hệ số công suất truyền tải điện năng bằng 1. Công suất hao phí trên đường dây do tác dụng nhiệt là RP2 RU 2 R2P2 RP2 A. P . B. P C. P D. P U2 P2 U 2 2U 2 HD: Chọn A RP2 Công suất hao phí trên đường dây do tác dụng nhiệt: P . U 2 Câu 41 ( VDT ). Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần 40 và tụ điện mắc nối tiếp. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch lệch pha so với cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Dung kháng của tụ điện 3 bằng 40 3 A. 40 3  . B.  . C. 40 . D. 20 3  . 3 HD: Chọn A ZC Ta có: tan tan ZC R 3 40 3  . R 3 Câu 42 ( VDT). Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc 0,1 nối tiếp. Biết R 10  cuộn cảm thuần có L H , tụ điện có điện dung 0,5 C mF và điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần là u 20 2 cos 100 t V . Biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là L 2 A. u 40 cos 100 t V . B. .u 40 cos 100 t V 4 4 C. u 40 2 cos 100 t V . D. u 40 2 cos 100 t V . 4 4 HD: Chọn B 1 2 2 ZL L 10  ;ZC 20  Z R Z Z 10 2  C L C Ta có: Z Z tan L C 1 L 2 R 4 Điện áp u trễ pha so với i là mà i trễ pha hơn u là nên u trễ pha hơn u là 4 L 2 L 3 U0L và U0 .Z 40 V . 4 ZL 3 Do đó: u U0 cos 100 t 40 cos 100 t V . 2 4 4 14
15. 10 3 Câu 43 ( VDT). Một đoạn mạch điện gồm tụ điện có điện dung C F mắc 10 3 nối tiếp với điện trở R 100,mắc đoạn mạch vào mạch điện xoay chiều có tần số f. Tần số f phải bằng bao nhiêu để i lệch pha so với u ở hai đầu mạch? 3 A. f 50B.3 H z C.f 25Hz D. f 50Hz f 60Hz HD: Chọn C Z Ta có độ lệch pha của u so với i: tan C R ZC Theo đề bài ta có: tan tan ZC R 3 100 3 3 R 3 1 1 1 1 Lại có: Z f 50Hz C C 2 fC 2 .Z C 10 3 C 2 .100 3. 10 3 Câu 44 ( VDT). Một bóng đèn sợi tóc có ghi 220 V – 100 W được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V. Điện năng tiêu thụ của đèn trong 1 giờ là A. 1000 Wh B. 110 Wh C. 360000 J D. 36000 J HD: Chọn C Điện năng tiêu thụ của đèn trong 1h là: A = P.t = 100.1= 100 (Wh) Câu 45 ( VDT). Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100 V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Nếu tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn này bằng A. 100 V B. 110 V C. 220 V D. 200 V HD: Chọn D Áp dụng công thức máy biến áp, ban đầu ta có: N U U 1 1 1 (1) N2 U2 100 Thay đổi số vòng dây ở cuộn thứ cấp, ta có: N U 1 1 N n U N n U 1 2 2 N 3n N U N n 2U 2 2 1 1 2 N2 n 2U Tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp, ta có: 15
16. N U N U 1 1 2 1 (2) N2 3n U2 ' 2N2 U2 ' U ' Từ (1) và (2) ta có: 2 2 U ' 200(V) 100 2 Câu 46 ( VDT). Đặt điện áp xoay chiều u U 2 cos100 t(V) vào hai đầu đoạn 1 mạch mắc nối tiếp gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện 2 10 4 có điện dung F. Để công suất điện tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại thì biến trở được điều chỉnh đến giá trị bằng A. 150 Ω B. 50 Ω C. 75 Ω D. 100 Ω HD: Chọn D Cảm kháng của cuộn dây và dung kháng của tụ điện là: 1 ZL L 100  50() 2 1 1 Z 100() C C 10 4 100  Công suất tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại khi: R ZL ZC 50 100 50() Câu 47 ( VDC). Đặt điện áp xoay chiều u 200 cos 100 t V vào hai đầu đoạn 4 mạch gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp theo thứ tự. Điều chỉnh L thì thấy điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại bằng 200 2V. Khi đó biểu thức điện áp giữa hai đầu tụ điện là B. uC 100 2 cos(100 t)V A. uC 300 cos 100 t V 12 5 C. uC 300 cos 100 t V D. uC 100 2 cos 100 t V 12 2 HD: Chọn C  U  U +Hệ quả khi L thay đổi để U : RC Lmax 2 2 UCULmax ULmax U suy ra khi L thay đổi để ULmax , ta có: 2 2 2 2 200 2 100 2 2 2 ULmax U 300 UCULmax ULmax U UC (V) ULmax 200 2 2 U0C UC 2 300(V) 16
17.   Lại có: U  U (rad) RC RC u 2 4 5 Mà (rad) C RC C 4 C 12 5 uC 300 cos 100 t (V) 12 Câu 48( VDC) . Đặt điện áp u U0 cos(100 t) V vào hai đầu mạch điện nối tiếp như hình bên. Đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Khi C C1 và C C2 0,5C1 thì điện áp tức thời uAN có cùng giá trị hiệu dụng nhưng lệch pha nhau 600. Cho biết R 50 3, điện dung C1 có giá trị là 10 4 10 4 A. F B. F 3 2.10 4 10 4 C. F D. F 2 HD: Chọn A 1 Ta có: Z 0,5Z Z Z 2Z C2 C1 2 C1 C2 C1 2 2 U R ZL Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN là: uAN 2 2 R ZL ZC Khi C = C1 và C = C2, điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN có cùng giá trị, ta có: 2 2 2 2 U R ZL U R ZL 2 2 ZL ZC1 ZL ZC2 2 2 2 2 R ZL ZC1 R ZL ZC2 Z Z Z Z (loai) Z Z 3 L C1 L C2 Z C1 C2 Z Z Z Z Z L C1 L C1 L C2 2 2 Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch AN và cường độ dòng điện là: Z tan L const const AN R AN/i Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch AN trong các trường hợp là: 1u 2u i1 i2 (rad) AN AN 3 tan i1 tan i2 Ta có: tan tan i1 i2 3 1 tan i1 tan i2 Z Z Z Z L C1 L C2 2R ZL ZC1 R R 3 2 2 ZL ZC1 ZL ZC2 1  R ZL ZC1 R R 17
18. 2 2 R 2R ZL ZC1 3R 3 ZL ZC1 ZL ZC1 50() 3 3 Z Z 50 Z 100() 2 C1 C1 C1 Dung kháng của tụ điện là: 1 1 1 10 4 ZC1 C1 (F) C1 ZC1 100.100 Câu 49 ( VDC). Cho đoạn mạch AB gồm đoạn AM nối tiếp với MB. Biết đoạn AM gồm điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C và MB chứa cuộn dây có độ tự cảm L và có điện trở r. Đặt vào AB một điện áp xoay chiều L u U 2 cost (V). Biết R r , điện áp hiệu dụng U 3U . Hệ số C MB AM công suất của đoạn mạch gần với giá trị nào nhất sau đây? A. 0,887 B. 0,975 C. 0,755 D. 0,866 HD: Chọn D 2 2 Tổng trở: Z (R r) ZL ZC R r Hệ số công suất: cos 2 2 (R r) ZL ZC Cách giải: L Ta có: R r Z .Z C L C Theo đề bài có điện áp hiệu dụng: 2 2 UMB 3UAM Ucd 3URC Zcd 3ZRC 2 2 2 2 2 2 2 2 r ZL 3 R ZC R ZL 3R 3ZC 2 2 2 2 2 ZL 2R 3ZC 0 ZL 2ZLZC 3ZC 0 ZL 3ZC Sử dụng phương pháp chuẩn hóa số liệu Chuẩn hóa ZC 1 ZL 3 R r 3 Hệ số công suất của mạch là: R r 2 3 cos 0,866 2 2 (2 3)2 22 (R r) ZL ZC Câu 50 ( VDC). Đặt điện áp u(U; U ωkhông2 cos tđổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp như hình vẽ dưới ( H.1.Câu 50) . Tụ điện có điện dung thay đổi được. Hình H.2 ( Câu 50 ) là một phần các đường cong biểu diễn mối liên hệ giữa điện áp hiệu dụng UvàAM theoU φM B(φ là góc lệch pha giữa điện áp u và cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch). Khi 0 thì độ lớn của độ lệch pha giữa điện áp uvàAM là uMB A. 0,91 rad B. 1,33 rad C. 1,05 rad D. 0,76 rad 18
19. HD: Chọn B Phương pháp: + Đọc đồ thị điện áp + Sử dụng biểu thức pha trong mạch điện xoay chiều + Sử dụng biểu thức: U I.Z Z Z + Sử dụng biểu thức: tan L C R Cách giải: Đặt 1ô = 1x. Từ đồ thị, ta có: + Tại 0 Mạch cộng hưởng Imax ⇒ Đường nét liền là là UvàM Bđường nét đứt là UAM Khi đó: UAM UR I.R 4x (1); UMB Ur 2x (2) (do mạch cộng hưởng ZL ZC ) UAB UR Ur 6x Từ (1) và (2) ta có: R 2.r 2 5 UAB 2 + Tại 0 , ta có: UMB 5x UAB r ZL ZC 6 2 2 (R r) ZL ZC 5 r2 Z2 LC Z 4,145r 6 2 2 LC 9r ZLC Độ lệch pha giữa uvàMB tươnguAM ứng là độ lệch pha của và i uMB Z Ta có: tan LC 4,145 1,33rad MB r MB 19