›
›
›

Đề thi HSG lớp 12 môn Lí (đề dự thảo)

docx 14 trang hoaithuong97 5230
Download
Bạn đang xem tài liệu "Đề thi HSG lớp 12 môn Lí (đề dự thảo)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docxde_thi_hsg_lop_12_mon_li_de_du_thao.docx

Nội dung text: Đề thi HSG lớp 12 môn Lí (đề dự thảo)

  1. DỰ THẢO ĐỀ THI HSG LỚP 12-2021 -THPT BỈM SƠN LỚP 11. 8 câu ( 4 lý thuyết-4 bài tập) Điện tích -Điện trường: (1 câu) NB.1 Câu 1: Có hai điện tích điểm q1 và q2, chúng hút nhau. Khẳng định nào sau đây là đúng? A. q1> 0 và q2 > 0. B. q1 0. D. q1.q2 < 0. Dòng điện không đổi (2 câu) NB.1 Câu 1: Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho A. khả năng tích điện cho hai cực của nó. B. khả năng dự trữ điện tích của nguồn điện. C. khả năng thực hiện công của lực lạ bên trong nguồn điện. D. khả năng tác dụng lực điện của nguồn điện. TH.1 Câu 2. Đồ thị mô tả định luật Ôm là: I I I I O U O U O U O U A B C D DĐ trong các môi trường (1 câu) NB.1 B C D Câu 1. Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của A. ion dương và lỗ trống. B. ion âm và lỗ trống. C. ion dương, ion âm và lỗ trống. D. ion dương, ion âm và electron tự do. Từ trường (1 câu) NB.1 Câu 1: Tính chất cơ bản của từ trường là: A. gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó. B. gây ra lực hấp dẫn lên các vật đặt trong nó. C. gây ra lực đàn hồi tác dụng lên các dòng điện và nam châm đặt trong nó. D. gây ra sự biến đổi về tính chất điện của môi trường xung quanh. Cảm ứng điện từ (1câu) TH.1 Câu 1: Một khung dây phẳng, diện tích 25 (cm 2) gồm 10 vòng dây, khung dây được đặt trong từ trường có cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung và có độ lớn tăng dần từ 0 đến 2,4.10 -3 (T) trong khoảng thời gian 0,4 (s). Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung trong khoảng thời gian có từ trường biến thiên là: A. 1,5.10-2 (mV). B. 0,15 (mV). C. - 0,15 (mV). D. 0,15 (µV). Khúc xạ ánh sáng (1 câu) VD.1 Câu 1. Hiện tượng nào sau đây được giải thích bởi hiện tượng phản xạ toàn phần? A. Gẫy khúc tia sáng khi qua mặt phân cách giữa hai môi trường.
  2. B. Chùm sáng mặt trời tách thành nhiều mầu sắc khi qua lăng kính. C. Hiện tượng ảo ảnh xa mạc hay ảo ảnh trên biển. D. Hiện tượng tạo ảnh khi chùm sáng truyền qua thấu kính. Mắt và các dụng cụ quang học (1 câu) TH.1 Câu 1. Phát biểu nào sau đây về mắt cận là đúng? A. Mắt cận đeo kính phân kì để nhìn rõ vật ở xa vô cực. B. Mắt cận đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật ở xa vô cực. C. Mắt cận đeo kính phân kì để nhìn rõ vật ở gần. D. Mắt cận đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật ở gần. LƠP 12. ( 42 câu ) DAO ĐỘNG CƠ ( 2NB-2TH-7VD-3VDC) NB (2 câu) Câu 1: Chọn câu Sai về dao động điều hoà của con lắc: A. Năng lượng không đổi. B. Biên độ không đổi. C. Tần số không đổi. D. Pha dao động không đổi. Câu 2: Công thức nào sau đây dùng để tính tần số dao động của con lắc lò xo treo thẳng đứng (  là độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng) 1 g  1 m 2 A. f B. f 2 C. f D. f 2  g 2 k  THÔNG HIỂU (2 câu) Câu 1: Một đồng hồ quả lắc chạy đúng giờ trên độ cao h. Đưa đồng hồ xuống mặt đất, coi nhiệt độ hai nơi này bằng nhau. Khi đó đồng hồ sẽ A. chạy nhanh. B. chạy đúng giờ. C. chạy chậm. D. không có cơ sở để kết luận. Câu 2: Một con lắc đơn có khối lượng vật nặng là m, chiều dài dây là l dao động với biên độ góc 0. Cơ năng của con lắc được tính bởi công thức mgl 2 mgl A. W = . B. W = mgl( 1 - cos ). C. W = ( 1 + cos ). D. W = mgl( 1 + cos ). 2 0 2 0 0 VẬN DỤNG (7 câu) Câu 1: Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Biên độ của dao động thứ nhất và dao động tổng hợp bằng nhau và bằng 10cm, dao động tổng hợp lệch pha 3 so với dao động thứ nhất. Biên độ dao động thứ hai là: A. 5 cmB. 10 cmC. 10 3 cm D. 10 2 cm Câu 2. Một vật nặng gắn vào lò xo có độ cứng k = 20 N/m, dao động với biên độ A = 5 cm. Khi vật cách vị trí cân bằng 4 cm, nó có động năng bằng A. 0,025 J.B. 0,041 J.C. 0,0016 J.D. 0,009 J. Câu 3. Một vật dao động điều hòa với tần số f = 2 Hz. Biết tại thời điểm t vật có li độ x1 = 9 cm và đến thời điểm t + 0,125 (s) vật có li độ x2 = −12 cm. Tốc độ dao động trung bình của vật giữa hai thời điểm đó là A. 125 cm/s. B. 168 cm/s. C. 185cm/s. D. 225 cm/s.
  3. Câu 4: Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ có khối lượng m. Tác dụng lên vật ngoại lực F 20cos10 t (t tính bằng s) dọc theo trục lò xo thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Lấy 2 10 . Giá trị của m là: A. 100 gB. 1 kgC. 250gD. 0,4 kg Câu 5: Một con lắc lò xo, vật nhỏ, dao động có khối lượng m = 100g dao động điều hòa theo phương trùng với trục của lò xo. Biết đồ thị phụ thuộc thời gian vận tốc của vật như hình vẽ. Độ lớn lực kéo về tại thời điểm 11/3s là A. 0,123N.B. 0,5N. C. 10N.D. 0,2N. + Từ đồ thị thì ta thấy khoảng thời gian kể từ khi vật bắt đầu chuyển động ở vị trí v v max v 0 2 T T 1 v t s T 0,8s  2,5 rad / s A max 4cm. 4 3 3  v Tại vị trí v max đang chuyển động về cực đại mà vận tốc nhanh hơn pha li độ một góc 2 3 2 5 5 nên X x 4cos 2,5 t 6 6 Độ lớn lực kéo về tại thời điểm 11/3s là: F m2x 0,02. 2,5 2 .0,1 0,12337(N) Câu 6: Một con lắc đơn gồm một sợi dây có chiều dài 1 m và quả nặng có khối lượng m = 100 g mang điện tích q 2.10 5 C. Treo con lắc vào vùng không gian có điện trường đều mà vectơ cường độ điện trường hướng lên và hợp với phương ngang một góc 30 0 . Biết cường đô điện trường có độ lớn E = 4.10 4 V/m và gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. Chu kì dao động của con lắc là: A. 2,56 s B. 2,74 s C. 1,99 s D. 2,1 s  +Ta có: g g a g g2 a 2 2g.a.cos g.a F q E 2 a 8 m / s + Ta có: m m g.a 900 300 1200 g 102 82 2.10.8.cos1200 84 m / s2  1 T 2 2 2,1 s g 84 Câu 7: Một vật dao động điều hòa với T = 8 s. Tại thời điểm t = 0, vật ở vị trí cân bằng và đi theo chiều dương. Thời điểm động năng bằng thế năng lần thứ 2022 là: A. 4064 s B. 4040 s C. 4031 s D. 4043 s A 2 + Khi động năng bằng thế năng thì: x 2 A 2 + Một chu kỳ vật qua x được 4 lần. 2
  4. 2022 A 2 + Xét sau 505,5 sau 505T vật đã đi qua x được 2020 lần. Lúc này vật đang ở O và đi 4 2 theo chiều dương. Để đi 2022 lần vật phải tiếp tục đi thêm góc 3π/4. Do đó thời gian đi thêm là: T T 3T t 4 8 8 3T + Vậy thời điểm đi qua vị trí có động năng bằng thế năng lần thứ 2022 là: t 505T 4043 s 2022 8 VẬN DỤNG CAO (3 câu) Câu 1: Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của động năng W củad con lắc theo thời gian t. Hiệu t2 t1 có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,27 s.B. 0,24 s. C. 0,22 s.D. 0,20 s. W + Từ đồ thị ta thấy: W 2J W 2J W 1J d max d 2 T thời điểm 0,25s và 0,75s thì động năng bằng thế năng 0,75 0,25 T 2 s  rad / s 4 + Từ đồ thị ta thấy khoảng cách giữa hai vạch chia liên tiếp trên trục động năng là 0,2 J nên: - Động năng tại thời điểm t1 là: Wd1 1,8J Wd1 0,9Wd max v1 0,9vmax - động năng tại thời điểm t2 là: Wd2 1,6J Wd2 0,8Wd max v 0,8vmax + Từ đồ thị ta thấy thời gian t từ t1 đến t2 là thời gian vật đi từ v1 đến vmax rồi lại đến v2 , do đó ta: 1 v 1 v 1 t arccos 1 arccos 2 arccos 0,9 arccos 0,8 0,25 s  vmax  vmax + Ta có: t t2 t1 0,25s Chọn B. Câu 2. Một lò xo nhẹ có độ cứng 75 N/m, đầu trên của lò xo treo vào một điểm cố định. Vật A có khối lượng 0,1 kg được treo vào đầu dưới của lò xo. Vật B có khối lượng 0,2 kg treo vào vật A nhờ một sợi dây mềm, nhẹ, không dãn và đủ dài để khi chuyển động vật A và vật B không va chạm nhau (hình bên). Ban đầu giữ vật B để lò xo có trục thẳng đứng và dãn 9,66 cm (coi 9,66 4 4 2 ) rồi thả nhẹ. Lấy g = 10m / s2 2 10 . Thời gian tính từ lúc thả vật B đến khi vật A dừng lại lần đầu là: A. 0,19 s.B. 0,21 s. C. 0,17s.D. 0,23 s. m m g Độ dãn của lò xo khi hệ vật ở vị trí cân bằng:  A B 0,04 m 4 cm 0 k m g 1 4 + Độ dãn của lò xo khi vật A ở vị trí cân bằng:  A m cm 0A k 75 3 k AB 5 rad / s TAB 0,4 s mA mB + tần số góc và chu kì của các dao động: k 0,4  5 3 rad / s T s A A mA 3 + Lúc đầu, kéo vật B xuống để lò xo dãn 4 4 2 cm
  5. => Vật cách vị trí cân bằng O đoạn x0 4 2 cm. + Do thả nhẹ nên sau đó hệ vật dao động xung quanh O 1với biên độ A1 4 2 cm. + Khi hệ vật đi đến vị trí lò xo không biến dạng x1 4cm lúc này dây sẽ bị trùng xem như vật B tách khỏi hệ dao động AB vị trí m g 8 cân bằng O bị dịch lên một đoạn O O  B cm đến 1 2 OB k 3 O2. + Lúc này vật A cách vị trí cân bằng O2 đoạn x2 và có vận tốc v2. 8 4 x2 4 O1O2 4 cm Ta có: 3 3 2 2 2 2 v2 v1 AB A1 x1 5 4 .2 4 20 cm / s 2 2 2 2 v2 4 20 8 + Do đó, vật A sẽ dao động với biên độ: A2 x2 2 (cm) A 3 5 3 3 TAB TAB TA + Thời gian để vật đi từ lúc thả đến lúc vật A dừng lại là: t t1 t2 4 8 6 0,4 0,4 0,4 + Thay số ta có: t 0,19 s => Chọn A. 4 8 6 3 Câu 3: Hai vật nhỏ I và II có cùng khối lượng 1 kg, được nối với nhau bằng sợi dây mảnh nhẹ không dẫn điện. Vật II được tích điện q. Vật 10 I 5khôngC nhiễm điện được gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m. Hệ được đặt nằm ngang trên mặt bàn nhẵn trong điện trường đều có cường độ điện trường 10 5 V/m hướng dọc theo trục lò xo. Ban đầu hệ nằm yên, lò xo bị giãn. Lấy 2 10. Cắt dây nối hai vật, khi vật I có tốc độ bằng 5 3 cm/s lần đầu tiên thì vật II có tốc độ gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 10,5 cm/s B. 19,2 cm/sC. 5,2 cm/sD. 10 cm/s Vì lò xo dãn nên lực điện trường phải hướng ngược với lực đàn hồi (lực điện hướng sang phải). Lúc đầu hệ đứng yên nên: Fdh Fđiện k  q E  0,01 m 1 cm + Vậy lúc đầu lò xo dãn 1 cm. + Khi cắt dây thì vật I sẽ dao động với biên độ A = 1 cm F qE 2 + Vật II chuyển động với gia tốc: a II 1 m / s mII mII v0 0 + Phương trình vận tốc của vật II: vII v0 a IIt  vII 1.t * v2 A + Khi vật I có tốc độ v 5 3 cm / s thì ở li độ: x A2 0,5 cm 2 2 A + Vì I xuất phát ở biên dương nên lần đầu tiên vật I đi đến vị trí có li đoọ x mất thời gian: 2 T 2 m t  * v m / s 10,5 cm / s => Chọn A. 6 6 k 30 II 30 SÓNG CƠ ( 2NB-2TH-6VD-3VDC) NB (2 câu) Câu 1: Để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta dựa vào A. tốc độ truyền sóng và bước sóng. B. phương truyền sóng và tần số sóng. C. phương dao động và phương truyền sóng. D. phương dao động và tốc độ truyền sóng.
  6. Câu 2. Khi nói về sóng âm, phát biểu nào sau đây sai? A. Siêu âm có tần số lớn hơn 20000 Hz. B. Hạ âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz. C. Đơn vị của mức cường độ âm là Ben và kí hiệu [B]. D. Sóng âm truyền được trong mọi môi trường. THÔNG HIỂU ( 2 câu) Câu 1. Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề trong song dừng là: A. λ/2. B. λ. C. λ/4. D. λ/8. Câu 2. Trong hiện tượng giao thoa sóng của hai nguồn kết hợp ngược pha, điều kiện để tại điểm M cách các nguồn d1, 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. VẬN DỤNG (6 câu ) Câu 1: Hai nguồn sóng kết hợp A và B dao động ngược pha với tần số ƒ = 40 Hz, tốc độ truyền sóng v = 60 cm/s. Khoảng cách giữa hai nguồn sóng là 7 cm. Số điểm dao động với biên độ cực đại giữa A và B là: A. 7. B. 8. C. 10. D. 9. Câu 2 Tại hai điểm trên mặt nước, có hai nguồn phát sóng A và B có phương trình u = asin(40πt) cm, vận tốc truyền sóng là 50 cm/s, A và B cách nhau 11 cm. Gọi M là điểm trên mặt nước có MA = 10 cm và MB = 5 cm. Số điểm dao động cực đại trên đoạn AM là A. 9. B. 7. C. 2. D. 6. Câu 3 : Một sợi dây AB có chiều dài 1 m căng ngang, đầu A cố định, đầu B gắn với một nhánh của âm thoa dao động điều hoà với tần số 20 Hz. Trên dây AB có một sóng dừng ổn định với 4 bụng sóng, B được coi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là A. 50 m/s. B. 2 cm/s. C. 10 m/s. D. 2,5 cm/s. Câu 4 : Hai điểm M và N nằm ở cùng một phía của nguồn âm, trên cùng một phương truyền âm cách nhau một khoảng bằng a, có mức cường độ âm lần lượt là LM = 30 dB và LN = 10 dB. Biết nguồn âm là đẳng hướng. Nếu nguồn âm đó đặt tại điểm M thì mức cường độ âm tại N là A. 12 dB. B. 7 dB. C. 11 dB. D. 9 dB. Câu 5: Hai nguồn song kết hợp A và B dao động theo phương trình u A acost vàuB acos(t ) Biết điểm không dao động gần trung điểm I của AB nhất một đoạn  /3 .Tìm 2 4 A. B. C. D. 6 3 3 3 Giải: Xét điểm M trên AB; AM = d1; BM = d2 ( d1 > d2) Sóng truyền từ A , B đến M 2 d1 A I M uAM = acos(t - ) B  2 d 2 uBM = acos(t - )  (d1 d 2 ) (d 2 d1 ) uM = 2acos( ) cos((t - ) .  2  2 (d d ) Điểm M không dao động khi cos(1 2 ) = 0  2 (d1 d 2 ) 1 > k > d1 – d2 = ( k)  2 2 2 2
  7. điểm M gần trung điểm I nhất ứng với (trường hợp hình vẽ) k = 0 1  2 1  2 ( )  . Chọn đáp án B 2 2 3 2 2 3 3 Câu 6: Tại hai điểm A và B trên mặt nước cách nhau 8 cm có hai nguồn kết hợp dao động với phương trình: u1 u2 acos40 t(cm) , tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 30cm / s . Xét đoạn thẳng CD = 4cm trên mặt nước có chung đường trung trực với AB. Khoảng cách lớn nhất từ CD đến AB sao cho trên đoạn CD chỉ có 5 điểm dao dộng với biên độ cực đại là: A. 3,3 cm. B. 3,7 cm. C. 8,9 cm. D. 9,7 cm. Giải: Bước sóng λ = v/f = 30/20 = 1,5 cm Khoảng cách lớn nhất từ CD đến AB mà trên CD chỉ có 3 điểm dao đông với biên độ cực đai khi tại C và D thuộc các vân cực đai C D bậc 2 ( k = ± 2) d1 d2 h Tại C: d2 – d1 = 3 (cm) (1) A Khi đó AM = 2cm; BM = 6 cm B M 2 2 2 Ta có d1 = h + 2 2 2 2 d2 = h + 6 2 2 Do đó d2 – d1 = 32 (2) Từ 1,2 có d2 + d1 = 32/3 (cm) (3) Từ 1,3 có: d2 = 6,833 cm 2 2 h d2 6 ; 3,3cm . Chọn đáp án A VẬN DỤNG CAO ( 3 câu) Câu 1: Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 20cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u A = 2cos40 t và uB = 2cos(40 t + ) (uA và uB tính bằng 2 mm, t tính bằng s). Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30 cm/s. Xét hình vuông AMNB thuộc mặt thoáng chất lỏng. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BN là A. 9. B. 19 C. 12. D. 8. M N Giải: Xét điểm C trên AB: AC = d1; BC = d2. C Bước sóng λ = v/f = 30/20 = 1,5cm 20 ≤ d1 ≤ 202 (cm); 0 ≤ d2 ≤ 20 (cm) A B 2 d1 uAC = 2cos(40πt- ) 
  8. 2 d 2 uBC = 2cos(40πt + - ) 2  uC = 4cos[ (d d ) ]cos[40πt +(d d ) ]  1 2 4  1 2 4 Điểm C dao động với biên độ cực đại khi cos[(d d ) ] = ± 1 >  1 2 4 [(d d ) ] = kπ (với k là số nguyên hoặc bằng 0) >  1 2 4 d1 – d2 = 1,5k + 0,375 (*) 2 2 2 2 400 Mặt khác d1 – d2 = AB = 20 > d1 + d2 = ( ) 1,5k 0,375 200 1,5k 0,375 200 X Lây ( ) – (*): d2 = - = - Với X = 1,5k + 0,375 > 0 1,5k 0,375 2 X 2 200 X 400 X 2 d2 = - = X 2 2X 2 400 X 2 0 ≤ d2 = ≤ 20 > X ≤ 400 > X ≤ 20 2X X2 + 40X – 400 ≥ 0 > X ≥ 20(2 -1) 20(2 -1) ≤ 1,5k + 0,375 ≤ 20 > 6 ≤ k ≤ 13 Vậy trên BN có 8 điểm dao động cực đại. Chọn đáp D Câu 2: Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn sóng kết hợp A và B dao động cùng pha, cùng tần số, cách nhau AB = 8cm tạo ra hai sóng kết hợp có bước sóng  = 2cm. Trên đường thẳng ( ) song song với AB và cách AB một khoảng là 2cm, khoảng cách ngắn nhất từ giao điểm C của ( ) với đường trung trực của AB đến điểm M dao động với biên độ cực tiểu là A. 0,43 cm. B. 0,5 cm. C. 0,56 cm. D. 0,64 cm. Giải: Điểm M dao động với biên độ cực tiểu khi d1 – d2 = ( k + 0,2) ; Điểm M gần C nhất khi k = 1 d1 – d2 = 1 (cm), (*) Gọi CM = OH = x 2 2 2 2 2 d1 = MH + AH = 2 + (4 + x) 2 2 2 2 2 d2 = MH + BH = 2 + (4 - x) 2 2 > d1 – d2 = 16x (cm) ( ) Từ (*) và ( ) > d1 + d2 = 16x ( ) Từ (*) và ( ) > d1 = 8x + 0,5 2 2 2 2 2 d1 = 2 + (4 + x) = (8x + 0,5) > 63x = 19,75 > x = 0,5599 (cm) = 0,56 (cm). Chọn nđáp án C
  9. Câu 3: Trên mặt chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp phát ra hai dao động uS1 = acost ; uS2 = asint. khoảng cách giữa hai nguồn là S1S2 = 2,75. Hỏi trên đoạn S1S2 có mấy điểm cực đại dao động cùng pha với S1. Chọn đáp số đúng: A.5 B. 2 C. 4 D. 3 Giải: Ta có uS1 = acost uS2 = asint = .acos(t - ) 2 Xét điểm M trên S1S2 : S1M = d1; S2M = d2. 2 d1 2 d2 uS1M = acos(t - ); uS2M = acos(t - );  2  (d 2 d1 ) (d1 d 2 ) (d 2 d1 ) uM = 2acos( + )cos(ωt- - ) = 2acos( + )cos(ωt- 3 )  4  4  4 (d1 d 2 ) M là điểm cực đại, cùng pha với S1 , khi cos( + ) = -1  4 (d 2 d1 ) 3 + = (2k+1)π > d2 – d1 = (2k + )λ (*)  4 4 d2 + d1 = 2,75λ ( ) Từ (*) và ( ) ta có d2 = (k + 1,75) 0 ≤ d2 = (k + 1,75) ≤ 2,75 - 1,75 ≤ k ≤ 1 - 1 ≤ k ≤ 1: Trên đoạn S1S2 có 2 điểm cực đai:cùng pha với S1 (Với k = -1; 0; ) vì 1điểm trùng với nguồn Có 2 điểm cực đại dao động cùng pha với S1 Chọn đáp án B ĐIỆN XOAY CHIỀU ( 2NB - 3 TH- 6VDTB-4VDC) NHẬN BIẾT ( 2 câu) Câu 1: Tác dụng của tụ điện đối với dòng điện xoay chiều là A. ngăn cản hoàn toàn dòng điện xoay chiều. B. gây dung kháng lớn nếu tần số dòng điện nhỏ. C. gây dung kháng nhỏ nếu tần số dòng điện nhỏ. D. chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một chiều. Câu 2. Cường độ dòng điện tức thời chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = 4sin(100 t + π/4) (A). Phát biểu nào sau đây là sai ? A. Tần số dòng điện là 50 (Hz). B. Chu kì dòng điện là 0,02 (s). C. Cường độ hiệu dụng là 4 (A). D. Cường độ cực đại là 4 (A). THÔNG HIỂU (3 câu) Câu 1: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai trong ba phần tử R, cuộn dây thuần cảm L, hoặc tụ C mắc nối tiếp. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu mạch sớm pha hơn cường độ dòng điện trong mạch một góc . Hai phần tử đó là hai phần tử nào? 6 A. R và L B. Lvà C C. R và C D. R, L hoặc L, C Câu 2: Đặt một điện áp xoay chiều cố định u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch có biến trở R nối tiếp với L và C. Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ của mạch đạt cực đại, khi đó hệ số công suất của mạch bằng A. 1. B. 0,5. C. 0,85. D. 2 / 2 .
  10. Câu 3: Hiệu điện thế hai đầu mạch có biểu thức u 100 2 cos 100 t (V) và cường độ dòng điện 6 i 8 2 cos 100 t (A) thì công suất tiêu thụ là: 2 A. 200W B. 400WC. 400W D. 693W VẬN DỤNG (6 câu) Câu 1: Một mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp vào nguồn điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng không đổi, tần số f = 55Hz, điện trở R =100, hệ số tự cảm L = 0,3H. Điện tích cực đại trên bản tụ điện đạt giá trị lớn nhất thì điện dung C của tụ điện có giá trị gần đúng là A. 3B.3, 77F. C. 1102F. 14,46F. D. 27,9F.  Lời giải: Ta có Q = C.U Điện tích trên tụ cực đại khi điện áp trên tụ cực đại. 2 2 ZL R ZC 200,13 C 14,46F. ZL Câu 2: Một cuộn dây có điện trở thuần r 100 3 và độ tự cảm L 3/ H mắc nối tiếp với đoạn mạch X rồi mắc vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V ,tần số 50 Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 0,3 A và dòng điện chậm pha 30 0 so với điện áp hai đầu mạch. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch X là A. 20 3 W. B. 5,4 3W. C. 9 3W. D. 18 3W. U U 3 Giải: Gọi điện trở của đoạn mạch X là R: cos = r R = cos300 = U 2 3 UR + Ur = U = 603 V UR = 603 -Ir = 30 3 2 UR = Ur R = r = 1003  2 Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch X là PX = PR = I R = 93 W. Đáp án C Câu 3: Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với điện trở thuần một điện áp xoay chiều thì cảm kháng của cuộn cảm bằng 3 lần giá trị của điện trở thuần. Pha của dòng điện trong đoạn mạch so với pha của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là A. chậm hơn góc . B. nhanh hơn góc . C. chậm hơn góc . D. nhanh hơn góc . 3 6 6 3 Câu 4: Một đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm điện trở thuần 100  , cuộn cảm thuần có hệ số tự 1 cảm H và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u 200 2cos100 t V . Thay đổi điện dung C của tụ điện cho đến khi điện áp giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại. Giá trị cực đại đó bằng A. 100 2 V. B. 50 2 V. C. 200V. D. 50V.
  11. Câu 5: Cho đoạn mạch AM gồm R 1, L1 và C1 nối tiếp có tần số góc cộng hưởng là 1 50 (rad/s), đoạn mạch MB gồm R2, L2 và C2 mắc nối tiếp có tần số góc cộng hưởng là 2 200 (rad/s). Biết L 2 = 3L1. Khi mắc nối tiếp đoạn mạch AM và MB với nhau thì tần số góc cộng hưởng của mạch là A. 175 (rad/s). B. 125 (rad/s). C. 100 (rad/s). D. 150 (rad/s). Câu 6: Cho mạch điện như hình vẽ. Đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều uAB 200 2 cos 100 t V. Biết công suất 3 định mức của bóng đèn dây tóc Đ (coi như một điện trở thuần) là 200W và đèn sáng bình thường. Điện trở thuần của cuộn dây là r = 50. Biểu thức của dòng điện trong mạch là A. i 2 2 cos 100 t A B. i 2c os 100 t A 3 3 C. i 2cos 100 t A D. i 2 2 cos 100 t A 3 3  Lời giải: Để bóng đèn sáng bình thường thì dòng điện qua bóng phải bằng dòng định mức của bóng. Mà mỗi bóng đèn thì có duy nhất một giá trị định mức xác định (1). 2 2 2 Công suất toàn mạch UIcos =Pd I r 200I.cos 200 50I I 4I.cos 4 0 (2) Xét b2 4ac 4cos 2 4.1.4 16cos2 16 (3) Theo (1) thì (3) có duy nhất một nghiệm 16cos2 16 0 cos 1 0 : mạch xảy xa hiện tượng cộng hưởng điện i u 3 2 Từ (2) ta có: I 4I.1 4 0 I 2A I0 2 2A. Biểu thức dòng điện trong mạch là i 2 2 cos 100 t A. 3 VẬN DỤNG CAO (4 câu) Câu 1: Đặt điện áp u U0 cost (U0 , không đổi) vào đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm cos U(V) 200 thuần có độ tự cảm L thay đổi. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp hiệu dụng UL giữa hai đầu cuộn cảm và hệ số công suất cos của đoạn mạch theo giá trị của độ tự cảm L. Giá trị của U0 gần nhất với giá trị nào sau đây? O A. 240V.B. 165V. L
  12. C. 220V.D. 185V.  Lời giải: 2 2 R ZC Khi xảy ra cực đại của điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thuần ZL . ZC R 1 1 Ta chuẩn hóa ZL x. ZC n x R 1 4 Hệ số công suất mạch tương ứng cos  0,8 n . 2 2 1 3 R ZL ZC 1 n2 Kết hợp với 2 ZC UL max UL max UL max U 1 U 120V U0 120 2 170V. R 2 2 ZC 4 1 1 R 3 Câu 2: Cho mạch điện xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp, đoạn AM gồm biến 100 trở R và tụ điện có điện dung C F, đoạn MB chỉ có cuộn cảm thuần có độ tự cảm có thể điều chỉnh được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều ổn định u U 2 cos 100 t V. Khi thay đổi độ tự cảm đến giá trị L0 ta thấy điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AM luôn không đổi với mọi giá trị của biến trở R. Độ tử cảm L0 có giá trị bằng 1 1 3 2 A. H. B. H. C. H. D. H. 2  Lời giải: + ZC 100. 2 2 U R ZC U Ta có: UAM 2 2 Z2 2Z Z R ZL ZC L L C 1 2 2 R ZC 2 L thay đổi để UAM không phụ thuộc vào R ZL 2ZLZC 0 ZL 2ZC 200. 200 2 L H. 100 Câu 3: Đặt điện áp xoáy chiều u U0 cos 2 ft V (trong đó U0 không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R và tụ điện. Khi tần số bằng 20Hz thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 20W, khi tần số bằng 40Hz thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 32W. Khi tần số 60Hz thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là: A. 48 WB. 44 WC. 36 WD. 64 W 2 2 U Ta có: P I R 2 2 R R ZC
  13. U2 U2 + Khi f 20Hz => P R 20 Khi f 40Hz => P R 32 1 1 R 2 Z2 2 2 Z2 C R 2 C 4 R 2 Z2 32 =>C  R 2 Z2 => R Z Z2 20 C C R 2 C 4 U2 + Khi f 60Hz => P R vì R Z nên P 0,9U2 3 3 Z2 C 3 R 2 C 9 2 U 2 + Lại có: P1 2 2 R 20 vì R ZC nên 0,5U 20 => P3 0,9.40 36W R ZC Câu 4: Cho mạch điện gồm điện trở, tụ điện và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L mắc nối tiếp trong đó L có thể thay đổi được. Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu mạch là U = 100V. Khi L = L1 thì hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại tại ULmax và hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch nhanh pha hơn dòng điện là 3 0 . Khi L = L2 thì hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm bằng U Lmax và hiệu điện thế hai đầu 2 2 đoạn mạch nhanh pha hơn dòng điện là 0,25 . ULmax có giá trị gần với giá trị nào nhất sau đây? A.120V B. 190V C. 155V D. 220V 3 2 Hướng dẫn: + Ta có: U U cos( ) U U cos(0,25 ) (rad) L L max 0 2 L max L max 9 U U 100 Lại có: U cos( ) U cos( ) U 155,57(V ) L sin 0 Lmax 0 Lmax sin 2 0 0 sin 9 =>Chọn C  Chứng minh công thức: U U Ta có: U IZ .Z .Z .cos L L Z L R L Z Z U Lại có: tan L C Z R tan Z U (R tan Z ).cos R L C L R C U U R Z U .(Rsin Z .cos ) U R2 Z 2 . sin C cos L R C L R C 2 2 2 2 R ZC R ZC R Z Đặt sin ;cos C 2 2 2 2 R ZC R ZC U U U R2 Z 2 .(sin sin cos cos ) R2 Z 2 cos( ) L R C R C Gọi 0 là độ lệch pha của u so với i khi U L max , ta có: 2 2 R ZC ZC ZL ZC ZC R tan 0 tan 0 R R ZC U U R2 Z 2 cos( ) L R C 0
  14. R U Mặt khác: sin U cos( ) 2 2 L sin 0 R ZC