Đề thi chọn đội tuyển HSG tỉnh - Môn: Vật Lí 12

Nội dung text: Đề thi chọn đội tuyển HSG tỉnh - Môn: Vật Lí 12

1. SỞ GD -ĐT THANH HÓA ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG TỈNH Trường THPT HẬU LỘC I NĂM HỌC 2021 - 2022 GV ra đề: Nguyễn Thu Huyền MÔN: VẬT LÝ - Thời gian: 90 phút Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Câu 1: Đặt điện áp u = U 0cos(ωt + φu) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở 2 thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp thì dòng điện trong mạch i = I0cos(ωt + φi). Khi ω LC = 1 thì A. φu φi.D. I 0R = U0. HD 2 + Khi  LC = 1 thì mạch có cộng hưởng Z = R U0 = I0R. Đáp án D Câu 2: Khi có sóng dừng trên dây khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là: A. một bước sóng.B. một phần ba bước sóng. C. một nửa bước sóng.D. một phần tư bước sóng. HD:  + Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp trên sóng dừng bằng . Đáp án C 2 Câu 3: Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của A. các chất tan trong dung dịch. B. các ion dương trong dung dịch. C. các ion dương và ion âm dưới tác dụng của điện trường trong dung dịch. D. các ion dương và ion âm theo chiều điện trường trong dung dịch. HD + Dòng điện trong chất điện phân là dòng có hướng của các ion dương, ion âm dưới tác dụng của điện trường. Đáp án C Câu 4: Phát biểu nào dưới đây là sai? Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện A. vuông góc với phần tử dòng điện.B. cùng hướng với từ trường. C. tỉ lệ với cường độ dòng điện.D. tỉ lệ với cảm ứng từ. HD:+ Lực từ có phương vuông góc với mặt phẳng chứa cảm ứng từ và dòng điện. + Lực từ được tính bằng công thức: F = B.I.l.sin Câu B sai. Đáp án B Câu 5: Khi nói về sóng cơ, phát biểu nào sau đây sai? A. Sóng cơ lan truyền không mang năng lượng. B. Sóng cơ lan truyền được trong chất rắn. C. Sóng cơ lan truyền được trong chất khí. D. Sóng cơ lan truyền được trong chất lỏng. HD:+ Sóng cơ lan truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí và mang năng lượng. Câu A sai. Đáp án A Câu 6: Một chất điểm dao động điều hòa dọc trục Ox với phương trình x = 10cos2πt (cm). Quãng đường đi được của chất điểm trong một chu kì dao động là A. 10 cm.B. 30 cm.C. 40 cm.D. 20 cm. HD:+ Quãng đường chất điểm đi được trong một chu kì là: S = 4A = 40 cm. Đáp án C Câu 7: Mạch điện RLC nối tiếp đang xảy ra cộng hưởng. Nếu chỉ giảm tần số một lượng rất nhỏ thì: A. Điện áp hiệu dụng tụ không đổi. B. điện áp hiệu dụng trên điện trở thuần không đổi. C. Điện áp hiệu dụng trên tụ tăng. D. Điện áp hiệu dụng trên tụ giảm. HD: Khi giảm tần số thì ZC sẽ tăng và ZL sẽ giảm Z giảm I tăng UC = I.ZC sẽ tăng. Đáp án C Câu 8: Các lực lạ bên trong nguồn điện không có tác dụng A. tạo ra và duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện. B. tạo ra và duy trì sự tích điện khác nhau ở hai cực của nguồn điện.
2. C. tạo ra các điện tích mới cho nguồn điện. D. làm các điện tích dương dịch chuyển ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện. HD: Lực lạ trong nguồn điện giúp tạo ra và duy trì hiệu điện thế (sự tích điện khác nhau) giữa hai cực của nguồn điện. Nó làm các điện tích dương dịch chuyển ngược chiều điện trường bên trong nguồn. Không có tác dụng tạo ra điện tích mới. Đáp án C Câu 9: Con lắc lò xo gồm vật nặng 100 gam và lò xo nhẹ độ cứng 40 N/m. Tác dụng một ngoại lực điều hòa cưỡng bức biên độ F và tần số f 1 = 4 Hz theo phương trùng với trục của lò xo thì biên độ dao động ổn định A 1. Nếu giữ nguyên biên độ F và tăng tần số ngoại lực đến giá trị f 2 = 5 Hz thì biên độ dao động ổn định A 2. So sánh A1 và A2. A. A1 = 2A2.B. A 1 = A2.C. A 1 A2. k  HD: f m 3,18 Hz. 2 2 + Càng gần với f thì biên độ càng lớn Vì f1 gần với f hơn nên biên độ A1 sẽ lớn hơn. Đáp án D Câu 10: Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ a là một dao động có biên độ cũng bằng a thì 2 dao động thành phần có độ lệch pha là: A. π/2B. π/4C. π/3D. 2π/3 2 2 2 2 2 2 2 HD Ta có A = A1 + A2 + 2A1A2cos a = a + a + 2a .cos 2 . Đáp án D 3 Câu 11: Cho mạch điện xoay chiều gồm RLC mắc nối tiếp. Trong đó, L = 0,2/π (H), C = 1/π (mF), R là một biến trở với giá trị ban đầu R = 20 Ω. Mạch được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số f = 50 (Hz). Khi điều chỉnh biến trở để điện trở tăng dần thì công suất của trên mạch sẽ: A. ban đầu tăng dần sau đó giảm dần.B. tăng dần. C. ban đầu giảm dần sau đó tăng dần.D. giảm dần. HD: Khi thay đổi R thì công suất đạt giá trị cực đại khi R = (ZL ZC). + ZL = 20 , ZC = 10  Pmax khi R = 10  + Vì ban đầu R = 20  và càng tăng thì công suất càng xa giá trị cực đại nên P sẽ giảm. Đáp án D Câu 12: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sóng cơ học A. Sóng âm truyền được trong chân không. B. Sóng dọc là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng. C. Sóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng. D. Sóng ngang là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng. HD: + Sóng âm không truyền được trong chân không. + Sóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng. + Sóng ngang là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng. Câu C đúng. Đáp án C Câu 13: Một acquy thực hiện công là 12 J khi di chuyển lượng điện tích 2 C trong toàn mạch. Từ đó có thể kết luận là A. suất điện động của acquy là 6 V. B. hiệu điện thế giữa hai cực của nó luôn luôn là 6 V. C. công suất của nguồn điện này là 6 W. D. hiệu điện thế giữa hai cực để hở của acquy là 24 V. A 12 HD: Suất điện động của acquy là:  6 V Đáp án A q 2 Câu 14: Một chất điểm dao động điều hoà với chu kì 1,25 s và biên độ 5 cm. Tốc độ lớn nhất của chất điểm là A. 25,1 cm/s.B. 2,5 cm/s.C. 63,5 cm/s.D. 6,3 cm/s.
3. 2 2 HD: v A A .5 25,1 cm/s.Đáp án A max T 1,25 Câu 15: Một vật dao động điều hoà với chu kì T, biên độ bằng 5 cm. Quãng đường vật đi được trong 2,5T là A. 10 cm.B. 50 cm.C. 45 cm.D. 25 cm. HD: Trong 1T vật đi được quãng đường S = 4A = 20 cm Trong 2,5T vật đi được quãng đường S’ = 10A = 50 cm. Đáp án B Câu 16: Hai dao động có phương trình lần lượt là: x 1 = 5cos(2πt + 0,75π) (cm) và x2= 10cos(2πt + 0,5π) (cm). Độ lệch pha của hai dao động này có độ lớn bằng A. 0,25π.B. 1,25π.C. 0,50π.D. 0,75π. HD: =  1 2 = 0,75 0,5  = 0,25 . Đáp án A Câu 17: Sóng cơ có tần số 80 Hz lan truyền trong một môi trường với tốc độ 4 m/s. Dao động của các phần tử vật chất tại hai điểm trên một phương truyền sóng cách nguồn sóng những đoạn lần lượt 31 cm và 33,5 cm, lệch pha nhau góc A. π/2.B. π. C. 2π. D. π/3. v 4 HD:  0,05 m = 5 cm. f 80 d d 33,5 31 + Độ lệch pha dao động của 2 điểm đó là: 2 2 1 2 . Đáp án B  5 Câu 18: Ở mặt nước, có hai nguồn kêt hợp A, B dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u A = uB = 2cos20πt (mm). Tốc độ truyền sóng là 30 cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi sóng truyền đi. Phần tử M ở mặt nước cách hai nguồn lần lượt là 10,5 cm và 13,5 cm có biên độ dao động là A. 4 mm.B. 2 mm.C. 1 mm.D. 0 mm. HD: v 30.2 +  3 cm f 20 + Ta thấy d2 d1 = 3 cm =  Điểm M dao động cùng pha với 2 nguồn. d d A 2A cos 2 1 2A 4 mm. Đáp án A M  Câu 19: Một khung dây hình tròn đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,06 T sao cho mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Từ thông qua khung dây là 1,2.10 -5 Wb. Bán kính vòng dây gần giá trị nào nhất sau đây? A. 12 mm.B. 6 mm.C. 7 mm.D. 8 mm.  1,2.10 5 HD:  = BScos S R 2 2.10 4 m2 B.cos 0,06 R 8.10 3 m = 8 mm. Đáp án D Câu 20: Chiếu một tia sáng đi từ không khí vào một môi trường có chiết suất n, sao cho tia khúc xạ vuông góc với tia phản xạ. Góc tới i trong trường hợp này được xác định bởi công thức A. sini = n.B. tani = n.C. sini = 1/n.D. tani = 1/n. HD: + sini = nsinr 0 0 0 0 + i’ + r = 90 i + r = 90 r = 90 i sini = nsin(90 i) = ncosi n = tani Đáp án B Câu 21: Nguồn âm điểm phát ra âm với công suất P thì mức cường độ âm tại điểm M cách nguồn một khoảng r là L. Nếu công suất của nguồn âm là 10P thì mức cường độ âm tại M là A. L – 1 dB.B. L + 1 B.C. L – 1 B.D. L + 1 dB. I P HD: + L 10log 10log I0 S.I0 10P P + Khi P’ = 10P L' 10log 10log 10log10 L 10 dB = L + 1 B Đáp án B S.I0 S.I0
4. Câu 22: Trên một sợi dây đàn hồi dài có sóng dừng với bước sóng 0,6 cm. Trên dây có hai điểm A và B cách nhau 2,05 cm, tại A là một bụng sóng. Số nút sóng trên đoạn dây AB là A. 8B. 7C. 6D. 4 HD: + AB = 2,05 cm = 3 + 0,25 cm + Vì tại A là bụng sóng nên trong khoảng cách 3 ta có được 6 nút sóng.   Khoảng cách từ bụng đến nút gần nhất là . Mà 0,25 > trong khoảng 0,25 cm có thêm 1 nút sóng nữa. 4 4 Số nút sóng trên đoạn AB là 7 nút. Đáp án B Câu 23: Đặt một bút chì AB dài 20 cm nằm dọc theo trục chính của một thấu kính O có tiêu cự 40 cm (đầu B xa O hơn), cho ảnh ảo A1B1 dài 40 cm. Khoảng cách BB1 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 21 cm.B. 28 cm.C. 12 cm.D. 24 cm. HD + Gọi OA = d1 và OB = d2 d2 d1 = 20 cm + Gọi OA1 = d1’ và OB1 = d2’ Theo tính chất của ảnh thì B1 ở xa thấu kính hơn A1 d2’ d1’ = 40 cm d1f d2f Vì là ảnh ảo nên d1’ d2’ = 40 cm 40 (*) d1 f d2 f 2 + Thay d2 = 20 + d1 vào (*) ta được: 40d1 2400d1 = 0 Phương trình trên cho 2 nghiệm: * d1 = 60 cm d1’ = 120 cm > 0 (ảnh thật nên loại) * d1 = 0 d1’ = 0; d2 = 20 cm d2’ = 40 cm (chọn) Khoảng cách BB1 là: d = d2’ d2 = 20 cm Vậy gần với giá trị 21 cm nhất. Đáp án A Câu 24: Một máy biến thế dùng làm máy giảm thế (hạ thế) gồm cuộn dây 100 vòng và cuộn dây 500 vòng. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến thế. Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp với hiệu điện thế u = 100 2cos100πt (V) thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp bằng A. 10 V.B. 20 V.C. 50 V.D. 500 V. HD U N + 1 1 U2 N2 + Vì là máy hạ thế nên N2 < N1 N2 = 100 còn N1 = 500. + Với U1 = 100 V U2 = 20 V.  Đáp án B Câu 25: Đặt điện áp u U 2 cos 2 ft (trong đó U không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu điện trở thuần. Khi f = f1 thì công suất tiêu thụ trên điện trở bằng P. Khi f = f2 với f2 = 2f1 thì công suất tiêu thụ trên điện trở bằng A. B.2 P/2.P C. P.D. 2P. HD: U2 U2 + Vì mạch chỉ có điện trở thuần nên: P I2R .R R 2 R + Ta thấy công suất tiêu thụ P không phụ thuộc vào sự thay đổi của tần số f nên ứng với f 2 = 2f1 thì công suất tiêu thụ vẫn là P. Đáp án C Câu 26: Cho hai bản kim loại phẳng đặt song song tích điện trái dấu, thả một êlectron không vận tốc ban đầu vào điện trường giữ hai bản kim loại trên. Bỏ qua tác dụng của trọng trường. Quỹ đạo của êlectron là: A. đường thẳng song song với các đường sức điện. B. đường thẳng vuông góc với các đường sức điện.
5. C. một phần của đường hypebol. D. một phần của đường parabol. HD: Đáp án A Câu 27: Một lò xo đồng chất, tiết diện đều được cắt thành ba lò xo có chiều dài tự nhiên là ℓ (cm), (ℓ – 10) (cm) và (ℓ – 20) (cm). Lần lượt gắn mỗi lò xo này (theo thứ tự trên) với vật nhỏ khối lượng m thì được ba con lắc có chu kì dao động riêng tương ứng là: 2 s; 3 s và T. Biết độ cứng của các lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Giá trị của T là A. 1,00 s.B. 1,28 s.C. 1,41 s.D. 1,50 s. HD: m T1 2 2 ml 2 + k1 T 2 m l 0,1 3 2 + Lập tỉ số 2 phương trình trên ta được: l = 0,4 m 2 0,4m 2 T 2 + T 2 m l 0,2 2 0,2m 1 1,41 s. Đáp án C 2 2 Câu 28: Một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m. Con lắc dao động đều hòa theo phương ngang với phương trình x = Acos(ωt + φ). Mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp con lắc có động năng bằng thế năng là 0,1 s. Lấy π2 = 10. Khối lượng vật nhỏ bằng A. 400 g.B. 40 g.C. 200 g.D. 100 g. HD: A + Wđ = Wt Vật ở vị trí x 2 .T T + Khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp Wđ = Wt là: t 0,1  2.2 4 m T 0,4 2 m = 0,4 kg = 400 g. Đáp án A k Câu 29: Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa với biên độ 5 cm và chu kì 0,5 s trên mặt phẳng nằm ngang. Khi vật nhỏ của con lắc có tốc độ v thì người ta giữ chặt một điểm trên lò xo, vật tiếp tục dao động điều hòa với biên độ 2,25 cm và chu kì 0,25 s. Giá trị của v gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 50 cm/s.B. 60 cm/s.C. 70 cm/s.D. 40 cm/s. HD: + Tại thời điểm giữ, lò xo dãn 1 đoạn l0, khi đó phần lò xo không tham gia vào quá trình dao động sau khi giữ có độ dãn l. + Vì T1 = 2T2 k2 = 4k1. k2k1 4k1 + Phần lò xo không tham gia vào quá trình dao động sau khi giữ là: k3 k2 k1 3 + Ta xem như lò xo bị cắt nên: k3 l = k1 l0 l = 0,75 l0 + Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có: 1 1 1 4 k A2 k l2 k A2 k 52 k l2 4k .2,252 2 1 1 2 3 2 2 2 1 3 1 1 57 57 l l 4 0 3
6. 2 57 + Áp dụng công thức độc lập ta có: v  A2 l2 4 52 54,29 cm 1 1 0 3 Gần với giá trị của đáp án A nhất. Đáp án A Câu 30: Một cần rung dao động với tần số 20 Hz tạo ra trên mặt nước những gợn lồi và gợn lõm là những đường tròn đồng tâm. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40 cm/s. Ở cùng một thời điểm, hai gợn lồi liên tiếp (tính từ cần rung) có đường kính chênh lệch nhau A. 4 cm.B. 6 cm. C. 2 cm. D. 8 cm HD: v 40 + Ta có bước sóng của dao động là:  2 cm f 20 + Khoảng cách giữa 2 gợn lồi liên tiếp d =  = 2 cm R = R2 R1 = 2 cm + Vì là đường tròn đồng tâm nên đường kính sẽ chênh lệch nhau: D = 2 R = 4 cm. Đáp án A Câu 31: Hai nguồn âm điểm phát sóng âm phân bố đều theo mọi hướng, bỏ qua sự hấp thụ và phản xạ âm của môi trường. Hình vẽ bên là đồ thị phụ thuộc cường độ âm I theo khoảng cách đến nguồn r (nguồn 1 là đường 1 và nguồn 2 là đường 2). Tỉ số công suất nguồn 1 và công suất nguồn 2 là A. 0,25.B. 2. C. 4.D. 0,5. HD: 2 P1 I1S1 I1.4 r1 + Ta có: 2 P2 I2S2 I2.4 r2 P1 I1 + Tại vị trí có r1 = r2 ta thấy I1 bằng 2 ô còn I2 bằng 1 ô 2 P2 I2  Đáp án B Câu 32: Một sóng hình sin đang truyền trên một sợi dây theo chiều dương của trục Ox. Hình vẽ mô tả hình dạng của sợi dây tại thời điểm t1 và t2 = t1 + 0,3 (s). Chu kì sóng là A. 0,9 s.B. 0,4 s.C. 0,6 s.D. 0,8 s. HD: 3 + Nhìn vào đồ thị ta thấy quãng đường mà sóng truyền được trong thời gian t = 0,3 s là: s  8 s 3 5 v t 8.0,3 4  .4 + T 0,8 s. Đáp án D v 5
7. Câu 33: Khi đặt hiệu điện thế không đổi 12 V vào hai đầu một cuộn dây có điện trở thuần R và độ tự cảm L thì dòng điện qua cuộn dây là dòng điện một chiều có cường độ 0,15 A. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây này một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua nó là 1 A, cảm kháng của cuộn dây bằng A. 30 Ω.B. 60 Ω.C. 40 Ω.D. 50 Ω. U 12 HD:+ Với hiệu điện thế không đổi thì: R 80  I 0,15 U 100 + Với điện áp xoay chiều thì: Z R 2 Z2 100  L I 1 ZL = 60  Đáp án B Câu 34: Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cosωt (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Khi ω = ω 1 thì cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch lần lượt là Z 1L và Z1C. Khi ω =ω2 thì trong đoạn mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Hệ thức đúng là Z1L Z1L Z1C Z1C A. B.1 C.  D.2 1 2 1 2 1 2 Z1C Z1C Z1L Z1L Z1L HD: + Z1L = 1L L 1 1 1 + Z1C C 1C 1Z1C 2 1 2 1 Z1L + Khi  = 2 thì mạch có cộng hưởng nên     Đáp án B 2 LC 2 Z 1 1 2 Z 1L . 1C 1 1.Z1C Câu 35: Đặt điện áp u = U 0cos(ωt + π/2) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, cường độ dòng điện trong mạch là i = I 0sin(ωt + 2π/3). Biết U0, I0 và w không đổi. Hệ thức đúng là A. R = 3ωL.B. ωL = 3R.C. R D.3 L L 3R HD 2 2 + i I0 sin t I0cos t 3 3 2 2 + u i 2 3 2 3 1 R + cos L 3R Đáp án D 2 R 2 L 2 Câu 36: Hai nguồn phát sóng đặt tại hai điểm A, B cách nhau 10,4 cm (nguồn A sớm pha hơn nguồn B là π/2), cùng tần số là 20 Hz cùng biên độ là 5 2 cm với bước sóng 2 cm. Số điểm có biên độ 5 cm trên đường nối hai nguồn là A. 19 B. 21C. 22 D. 30 HD: + Hai nguồn có biên độ là 5 cm và vuông pha với nhau nên điểm có biên độ 5 2 cm là điểm có biên độ cực đại.  + Số điểm dao động cực đại thỏa mãn phương trình: 10,4 k 10,4 có 21 giá trị của k thỏa mãn. 2  Đáp án B Câu 37: Một chất điểm thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương cùng chu kì T mà đồ thị x 1 và x2 phụ thuộc thời gian biểu diễn trên hình vẽ.
8. Biết x2 = v1T, tốc độ cực đại của chất điểm là 53,4 cm/s. Giá trị T gần giá trị nào nhất sau đây? A. 2,56 s.B. 2,99 s.C. 2,75 s.D. 2,64 s. 2 HD: + x1 = Acos(t + ) v1 = Asin(t + ) = Asin t T + x2 v1T 2 Asin t 1 + x1 = x2 = 3,95 cm tan t A 4 cm 1 2 + Từ phương trình x1 và x2 ta thấy 2 dao động vuông pha với nhau nên: 2 2 2 2 2 2 vmax v1 v2 53,4 .A 2 .A T 2,99 s. Đáp án B T T Câu 38: Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh có bốn điểm theo đúng thứ tự A, M, N và B. Giữa hai điểm A và M chỉ có cuộn cảm thuần, giữa hai điểm M và N chỉ có điện trở thuần, giữa hai điểm N và B chỉ có tụ điện. Biết UAM = UMN = UNB/3. Tìm hệ số công suất của mạch AB. 1 A. B. 0,8.C. 0,6.D. 0,5 2 5 HD: R U U 1 + cos MN MN Đáp án A Z 2 2 2 2 5 UMN UAM UNB UMN UMN 3UMN Câu 39: Một con lắc lò xo thẳng đứng, đầu dưới treo vật m dao động theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo với phương trình x = 2cosωt (cm) (gốc tọa độ tại vị trí cân bằng. Biết tại vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn lớn hơn 2 cm. Tỉ số giữa lực cực đại và cực tiểu tác dụng vào điểm treo trong quá trình dao động là 3. Lấy gia tốc trọng trường g = π2 m/s2. Tần số góc dao động của vật là A. 5π rad/s.B. 10π rad/s.C. 2,5π rad/s.D. 5 rad/s. HD: + Lực đạt cực đại khi ở vị trí biên dưới Fmax = k( l + A) + Vì l > A nên lực đạt cực tiểu khi vật ở vị trí biên âm Fmin =k( l A) F l A + max 3 l = 4 cm Fmin l A g 2 +  5 rad/s. Đáp án A l 0,04
9. Câu 40: Lần lượt đặt các điện áp xoay chiều u 1, u2 và u3 có cùng giá trị hiệu dụng nhưng tần số khác nhau vào hai đầu một đoạn mạch có R, L, C nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch tương ứng là: i1 I 2 cos 150 t ,i2 I 2 cos 200 t , và i3 = Icos(100πt - π/3). Phát biểu nào sau đây đúng? 3 3 A. i2 sớm pha so với u2.B. i 3 sớm pha so với u3. C. i1 trễ pha so với u1.D. i 1 cùng pha với i2. HD: 2 2 1 Z1 R 150 L 150 C + Ta có: 2 2 1 Z2 R 200 L 200 C 1 1 150 L 200 L 150 C 200 C + Mà I1 = I2 Z1 = Z2 1 1 150 L 200 L 150 C 200 C 7 Vì L và C luôn dương nên phương trình 1 ta loại L 180000 2C 1 1.L. 2.180000 + Với 3 = 100 ZL3 = 100 L và ZC3 = 257 L ZL3 < ZC3 nên mạch có tính dung kháng. 100 C 100 .7 i3 sớm pha hơn u3. Đáp án B Câu 41: Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x = 20cos(πt - 5π/6) cm. Tại thời điểm t 1 gia tốc của chất điểm cực tiểu. Tại thời điểm t 2 = t1 + Δt (trong đó Δt < 2015T) thì tốc độ của chất điểm là 10 2 cm/s. Giá trị lớn nhất của Δt là A. 4028,75 s.B. 4028,25 s.C. 4029,25 s.D. 4029,75 s. HD: v2 + Áp dụng công thức: x2 A2 . Khi tốc độ của chất điểm là 10 2 2 cm/s thì x 10 2 cm. + Tại thời điểm t1 vật ở vị trí cân bằng với x = 0. 4 2 + T 2 s.  + Thời gian lớn nhất để vật lại đạt được vị trí có x 10 2 cm với t < 2015T tương ứng với vị trí của điểm A nên: 7 .T t 2014T 4029,75 s Đáp án D 2.2 Câu 42: Một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở thuần 40 (Ω), độ tự cảm L = 0,7/π (H), tụ điện có điện dung 0,1/π (mF) và một biến trở R. Điện áp ở hai đầu đoạn mạch ổn định 120 V – 50 Hz. Khi thay đổi R thì công suất toả nhiệt trên biến trở đạt giá trị cực đại là A. 160 (W).B. 144 (W).C. 80 (W).D. 103 (W). HD: + Với f = 50 Hz ZL = 70 , ZC = 100 . 2 2 2 2 U U .R U + Công suất tỏa nhiệt trên biến trở là: P I R 2 .R 2 2 2 Z R r Z Z r2 Z Z L C R 2r L C R R
10. r2 Z Z 2 L C 2 2 2 2 2 + Để Pmax thì R R = r + (ZL ZC) = 40 + 30 R = 50 . R min 1202.50 + Pmax 80 W. Đáp án C 50 40 2 302 Câu 43: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu dưới có vật khối lượng 0,5 kg, độ cứng của lò xo 100 N/m. Chọn gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng, trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống. Lấy g = 10 m/s 2. Khi vật có li độ + 2 cm, lực tác dụng của lò xo vào điểm treo có độ lớn A. 3 N và hướng xuống.B. 3 N và hướng lên. C. 7 N và hướng lên.D. 7 N và hướng xuống. mg 0,5.10 HD:+ l 0,05 m = 5 cm. k 100 + Khi vật ở li độ + 2 cm thì lò xo dãn 7 cm so với chiều dài lúc đầu. + Lực tác dụng của lò xo vào điểm treo chính bằng lực đàn hồi của lò xo F = k. l’ = 100.0,07 = 7 N + Theo địn luật III Niuton thì lực này hướng xuống vì lực đàn hối hướng lên. Đáp án D Câu 44: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch A, B mắc nối tiếp gồm điện trở 69 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung 177 μF. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát. Biết rôto máy phát có hai cặp cực. Khi rôto quay đều với tốc độ n 1 = 1350 vòng/phút hoặc n2 = 1800 vòng/phút thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là như nhau. Độ tự cảm L bằng A. 0,72 H.B. 0,58 H.C. 0,48 H.D. 0,25 H. N 2 fN HD:+ Suất điện động hiệu dụng giữa hai cực máy phát điện là: E 0 0 U 2 2 + f1 = p.n1 = 45 Hz 1 = 90 ZC1 = 20 . + f2 = p.n2 = 60 Hz 2 = 120 ZC2 = 15 . 2 2 2 2 1 2 90 120 + P1 = P2 I1 = I2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 R 1L 20 R 2L 15 R 1L R 2L 1C 2C 2 2 2 2 2 2 (92 161 )L (2702 6401)L 7R + 9.15 16.20 = 0 + Thay 1, 2 và R vào phương trình trên ta được L = 0,48 H. Đáp án C Câu 45: Khi đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số 50 Hz vào cuộn sơ cấp của máy biến áp lý tưởng thì điện áp hiệu dụng thứ cấp là 300 V. Nếu tăng số vòng dây thứ cấp 60 vòng thì điện áp hiệu dụng thứ cấp là 375 V. Nếu giảm số vòng dây thứ cấp 90 vòng và nối thứ cấp với mạch điện AB như hình vẽ; trong đó, điện trở R có giá trị không đổi, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được và tụ điện có điện dung C = 6,25.10-4/π (F). Khi L thay đổi đến giá trị L = 0,25/π H thì vôn kế (lí tưởng) chỉ giá trị cực đại. Tính số chỉ cực đại đó. A. 100 V.B. 412,5 V.C. 317,5 V.D. 312,5 V. HD: + Từ giả thuyết bài toán, ta có:
11. 300 N2 U N1 → N1 = 0,8U. 375 N 60 2 U N1 + Khi giảm số vòng dây của thứ cấp đi 90 vòng, ta có: 300 N2 U N1 , kết hợp với N1 = 0,8U → U2 = 187,5 V. U N 90 2 2 U N1 U + Điện áp hiệu dụng cực đại trên RL khi L thay đổi: U 312,5 V Đáp án D RLmax Z 1 C ZL Câu 46: Sóng cơ lan truyền trên mặt nước dọc theo chiều dương của trục Ox với bước sóng λ, tốc độ truyền sóng là v và biên độ a gắn với trục tọa độ như hình vẽ. Tại thời điểm t 1 sóng có dạng nét liền và tại thời điểm t2 sóng có dạng nét đứt. Biết AB = BD và vận tốc dao động của điểm C là vC = -0,5πv. Tính góc OCA. A. 106,10.B. 107,3 0.C. 108,4 0.D. 109,9 0. HD: Từ đồ thị, ta thấy rằng điểm C đang đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm: → →vC λ = v4a.Cmax a 0,5 v + OD = 0,25λ = a. + Tại thời điểm t 2 khi C đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm thì D cũng đi qua vị trí có li độ bằng một nửa biên độ theo chiều âm → D và C lệch pha nhau một góc 300. 2 DC a → → . DC  6 3 + Ta có →tan →A· C D 3 A· CD 7Đáp1,56 0án CA· CO 108,430 Câu 47: Cho cơ hệ như hình vẽ. Vật m có khối lượng 400 g được đặt trên tấm ván M dài có khối lượng 200 g. Ván nằm trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn và được nối với giá bằng 1 lò xo có độ cứng 20 N/m. Hệ số ma sát giữa m và M là 0,4. Ban đầu hệ đang đứng yên, lò xo không biến dạng. Kéo m bằng 1 lực theo phương ngang để nó chạy đều với tốc độ u = 50 cm/s. M đi được quãng đường bao nhiêu cho đến khi nó tạm dừng lần đầu? Biết ván đủ dài. Lấy g = 10 m/s2.
12. A. 13 cm.B. 10 cm.C. 16 cm.D. 8 cm. HD:Quá trình chuyển động của vật M có thể chia thành các giai đoạn như sau: + Giai đoạn thứ nhất: khi vật m trượt trên vật M, lực mà sát trượt luông không đổi, ta có thể xem chuyển động của M như dao động của vật vật chịu tác dụng của lực không đổi. mk Khi đó vật M sẽ tiến về vị trí cân bằng O, với A 8 cm và tốc k độ cực đại có thể đạt được khi đến O là vmax A 80 cm/s + Giai đoạn thứ hai: trong quá trình dao động đến vị trí cân bằng O, M đi qua A, lúc này vận tốc của M tăng lên đúng bằng u = 50 cm/s, chuyển động tương đối giữa M và m là không còn, lực ma sát giữa chúng là lực ma sát nghỉ. Hai vật dính chặt vào nhau chuyển động với cùng vận tốc u = 50 cm/s. + Giai đoạn thứ 3: Hệ hai vật cùng chuyển động với vận tốc 50 cm/s đến O, lúc này lực đàn hồi lớn hơn lực ma sát nghỉ, vật M chậm dần và có sự chuyển động tương đối giữa M và m, bây giờ vật M được xem là dao động điều hòa dưới tác u dụng của ngoại lực không đổi như giai đoạn thứ nhất. Vật M sẽ dừng lại tại biên A 5 cm  Vậy tổng quãng đường M đi được là 8 + 5 = 13 cm.  Đán áp A Câu 48: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi nhưng tần số thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện mắc nối tiếp. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp hiệu dụng trên RL và điện áp hiệu dụng trên R theo giá trị tần số góc ω. Nếu x = 1,038y thì y gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 140 V.B. 141 V.C. 145 V.D. 138 V. HD: x URLmax + Ta có 2 2 R ZL y URL U  R R 2 RL RL Mặc khác khi URLmax thì p 2 . RC R + Khi ω = ωRL ta chuẩn hóa R p 2p 2 và ZL = p. RL R p 2p 2 x p 2p 2 → Khi  R thì → . 1,038 2 p Z p y 2 L 1 p p 2p 2 p → y URL 141 V. Đáp án B  R
13. Câu 49: Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cosωt (V) (U0 không đổi còn ω thay đổi được) vào đoạn mạch AB nối tiếp theo thứ tự gồm đoạn AM chứa cuộn cảm thuần L, đoạn MN chứa điện trở thuần R và đoạn NB chứa tụ điện C. Lần lượt cho ω = ω 1 và ω = ω 1 – 40 rad/s thì UAN đạt cực đại U MB đạt cực đại. Biết khi đó hệ số công 2 2 suất của mạch khi ω = ω1 – 40 rad/s bằng . Chọn phương án đúng. 3 A. ω1 = 60 rad/s.B. ω 1 = 76 rad/s. C. ω1 = 80 rad/s. D. ω1 = 120 rad/s. HD: 1 1 p 1 + Ta có p .; →tan ω 1 = 80π rad/s. Đáp án C 1 40 1 40 p 2 Câu 50: Trên mặt nước tại hai điểm A, B cách nhau 26 cm, người ta đặt hai nguồn đồng bộ, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng tạo ra sóng kết hợp với bước sóng 2 cm, coi biên độ sóng không đổi khi truyền sóng. Gọi M là điểm trên mặt nước sao cho MA = 24 cm, và M thuộc đường tròn đường kính AB. Phải dịch B dọc theo phương AB và hướng ra xa A một khoảng nhỏ nhất bao nhiêu để M là cực đại? A. 0,83 cm.B. 9,8 cm.C. 3,8 cm.D. 9,47 cm. HD: + Vì M thuộc đường tròn đường kính AB nên MB AB2 AM2 10 cm. AM.BM 120 + Gọi H là hình chiếu của M lên AB, ta có: MH cm AB 13 288 50 AH AM2 MH2 cm HB cm. 13 13 + Ta có: MB MA = 14 = 7 Tại M là cực đại có k = 7 + Gọi khoảng dịch chuyển của B đến B’ là x. Vì dịch chuyển ra xa nên HB’ > HB MB’ > MB MB’ MA > 7 k > 7 Để xmin thì k = 6 + Từ điều kiện trên ta có: MB’ MA = MB’ 24 = 6 = 12 cm MB’ = 12 cm 2 2 2 2 50 120 Mà MB' HB' MH x 13 13 x 3,8 cm  Đáp án C HẾT