40 câu hỏi trắc nghiệm thuộc 35 đề minh họa THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 30)

Câu 1:

Một mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có cảm kháng Z_L và tụ điện có dung kháng Z_C mắc nối tiếp. Đại lượng

Z = \sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}}

là

A. điện trở của mạch

B. điện áp của mạch

C. tổng trở của mạch

D. điện năng của mạch

Xem đáp án

Cách giải: Đại lượng

Z = \sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}}

là tổng trở của mạch .Chọn C

Câu 2:

Con lắc đơn gồm vật nhỏ có khối lượng m được treo vào sợi dây chiều dài l đang dao động tại nơi có gia tốc rơi tự do g. Chọn gốc thế năng đi qua vị trí cân bằng. Thế năng của con lắc khi dây treo lệch góc α so với phương thẳng đứng là

A. mgl(1 – tanα).

B. mgl(1 – cosα).

C. mgl(1 – cotα).

D. mgl(1 – sinα).

Xem đáp án

Cách giải: Thế năng của con lắc là:

W_{t} = m g l (1 - \cos α)

Chọn B

Câu 3:

Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình u = Acos(40πt – πx), với t tính bằng s. Tần số của sóng này bằng

A. 10π Hz

B. 10 Hz

C. 20 Hz

D. 20π Hz

Xem đáp án

Cách giải: Đề cho: u = Acos(40πt – πx),

Tần số sóng: $f = \frac{ω}{2 π} = \frac{40 π}{2 π} = 20 H z$ .

Chọn C

Câu 4:

Đặc trưng nào sau đây là một đặc trưng vật lí của âm?

A. Tần số âm

B. Độ cao của âm

C. Âm sắc

D. Độ to của âm

Xem đáp án

Cách giải: Đặc trưng vật lí của âm là: tần số, cường độ, mức cường độ âm .Chọn A

Câu 5:

Một mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Mạch dao động tự do với tần số góc là

A. $ω = \frac{1}{\sqrt{L C}}$

B. $ω = \sqrt{L C}$

C. $ω = 2 π \sqrt{\frac{L}{C}}$

D. $ω = \frac{2 π}{\sqrt{L C}}$

Xem đáp án

Cách giải: Tần số góc của mạch dao động tự do là:

ω = \frac{1}{\sqrt{L C}}

Chọn A

Câu 6:

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu một đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng là I. Gọi φ là độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện trong mạch. Công suất điện tiêu thụ trung bình của mạch trong một chu kì là

A. UItanφ

B. UI

C. UIsinφ

D. UIcosφ

Xem đáp án

Cách giải: Công suất tiêu thụ của mạch điện là: P = UIcosφ

Chọn D

Câu 7:

Điện áp u = 200cos(100πt + 0,5π) (V) có giá trị hiệu dụng bằng

A.100

\sqrt{2}

V

B. 200 V

C. 100 V

D.200

\sqrt{2}

V

Xem đáp án

Cách giải: Điện áp hiệu dụng có giá trị là:

U = \frac{U_{0}}{\sqrt{2}} = \frac{200}{\sqrt{2}} = 100 \sqrt{2} (V)

Chọn A

Câu 8:

Ánh sáng trắng là

A. ánh sáng đơn sắc

B. ánh sáng có một tần số xác định

C. hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đó đến tím

D. ánh sáng gồm bảy màu: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím

Xem đáp án

Cách giải: Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đó đến tím .

Chọn C

Câu 9:

Cường độ điện trường do một điện tích điểm Q đặt trong chân không gây ra tại điểm cách điện tích một khoảng r được tính theo công thức

A. $E = k \frac{| Q |}{r}$

B. $E = k \frac{Q^{2}}{r}$

C. $E = k \frac{| Q |}{r^{2}}$

D. $E = k \frac{| Q |}{r^{3}}$

Xem đáp án

Cách giải: Cường độ điện trường do điện tích gây ra trong chân không là:

E = k \frac{| Q |}{r^{2}}

Chọn C

Câu 10:

Hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có biên độ và pha ban đầu lần lượt là A₁, A₂, φ₁, φ₂. Dao động tổng hợp của hai dao động trên có biên độ được tính theo công thức

A. $A = \sqrt{A_{1}^{2} + A_{2}^{2} - 2 A_{1} A_{2} \cos (φ_{1} - φ_{2})}$

B. $A = \sqrt{A_{1}^{2} + A_{2}^{2} + 2 A_{1} A_{2} \cos (φ_{1} - φ_{2})}$

C. $A = \sqrt{A_{1}^{2} + A_{2}^{2} + 2 A_{1} A_{2} \sin (φ_{1} - φ_{2})}$

D. $A = \sqrt{A_{1}^{2} + A_{2}^{2} + 2 A_{1} A_{2} \sin (φ_{1} - φ_{2})}$

Xem đáp án

Chọn B

Câu 11:

Quang phổ vạch phát xạ do

A. chất rắn bị nung nóng phát ra

B. chất khí ở áp suất thấp bị nung nóng phát ra

C. chất khí ở áp suất cao bị nung nóng phát ra

D. chất lỏng bị nung nóng phát ra

Xem đáp án

Cách giải: Quang phổ vạch phát xạ do chất khí ở áp suất thấp bị nung nóng phát ra

Chọn B

Câu 12:

Sóng điện từ dùng để thông tin qua vệ tinh là

A. sóng trung

B. sóng cực ngắn

C. sóng ngắn

D. sóng dài

Xem đáp án

Cách giải: Sóng điện từ dùng để thông tin qua vệ tinh là sóng cực ngắn. Sóng cực ngắn không bị phản xạ mà đi xuyên qua tầng điện li, được dùng để thông tin qua vệ tinh

Chọn B

Câu 13:

Một khung dây kín hình vuông cạnh 10 cm, gồm 200 vòng dây, có điện trở 4 Ω. Khung dây được đặt trong từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung. Độ lớn cảm ứng từ của từ trường tăng đều 3.10^-2 T/s. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây có cường độ

A. 0,6 A

B. 0,15 A

C. 60 mA

D. 15 mA

Xem đáp án

Cách giải:

Một khung dây kín hình vuông cạnh 10 cm, gồm 200 vòng dây (ảnh 1)

Chọn D

Câu 14:

Một máy biến áp có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng là 220 V. Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484 V. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến áp. Số vòng dây của cuộn thứ cấp là:

A. 2500

B. 1100

C. 2000

D. 2200

Xem đáp án

Cách giải: Ta có.

Chọn D

Câu 15:

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng vẫn giao thoa trên màn quan sát là i. Khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và vân sáng bậc 5 nằm khác phía so với vân sáng trung tâm là

A. 3i

B. 7i

C. 5i

D. 2i

Xem đáp án

Cách giải: Vân sáng bậc 2 có vị trí là: x₁ = 2i

Vân sáng bậc 5 nằm khác phía so với vân sáng trung tâm có vị trí là: x₂ = -5i

Khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và vân sáng bậc 5 nằm khác phía so với vân sáng trung tâm là:

x = |x_{1} - x_{2}| = 7 i

Chọn B

Câu 16:

Một ống dây có hệ số tự cảm 0,02 H đang có dòng điện một chiều chạy qua. Trong thời gian 0,2 s dòng điện giảm đều từ 3 A về 0 A. Trong khoảng thời gian trên, độ lớn suất điện động tự cảm trong ống dây là

A. 400 mV

B. 12 mV

C. 300 mV

D. 60 mV

Xem đáp án

Cách giải: Độ lớn suất điện động tự cảm trong ống dây là: $|e_{t c}| = L \frac{| Δ i |}{Δ t} = 0, 02 \cdot \frac{| 0 - 3 |}{0, 2} = 0, 3 (V) = 300 (m V)$

Chọn C

Câu 17:

Mạch dao động LC lí tưởng có điện tích trên một bản tụ điện biến thiên điều hoà theo phương trình q = 4cos(106πt) (C), trong đó t tính bằng s. Chu kì dao động của mạch là

A. 10^-5s

B. 2.10^-6s

C. 2.10^-5s

D. 10^-6s

Xem đáp án

Cách giải: Chu kì dao động của mạch là:

T = \frac{2 π}{ω} = \frac{2 π}{10^{6} π} = {2.10}^{- 6} (s)

Chọn B

Câu 18:

Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm

L = \frac{1}{2 π} H

thì cảm kháng của cuộn cảm là

Α. 100 Ω

Β. 200 Ω

C. 20 Ω

D. 50 Ω

Xem đáp án

Cách giải: Cảm kháng của cuộn cảm là:

$Z_{L} = 2 π f L = 2 π \cdot 50 \cdot \frac{1}{2 π} = 50 (Ω)$

Chọn D

Câu 19:

Một nguồn âm phát âm đẳng hướng trong môi trường không hấp thụ âm. Cường độ âm chuẩn là I₀ = 10^-12 W/m². Tại một điểm A ta đo được mức cường độ âm là 40 dB. Cường độ âm tại A có giá trị là

A. 40 W/m²

B. 10⁴ W/m²

C. 10^-4 W/m²

D. 10^-8 W/m²

Xem đáp án

Cách giải: Mức cường độ âm tại điểm A là:

L_{A} (d B) = 10 \lg \frac{I}{I_{0}} \Rightarrow 40 = 10 \lg \frac{I}{10^{- 12}} \Rightarrow I = 10^{- 8} (W / m^{2})

Chọn D

Câu 20:

Chiết suất của thủy tinh đối với các ánh sáng đơn sắc đỏ, cam, tím lần lượt là: n_đ, n_c, n_t. Sắp xếp đúng là

A. n_đ < n_t < n_c

B. n_đ < n_c < n_t

C. n_t < n_c < n_đ

D. n_t < n_đ < n_c

Xem đáp án

Cách giải: Chiết suất của thủy tinh đối với các ánh sáng đơn sắc là: n_đ < n_c < n_t

Chọn B

Câu 21:

Một đoạn mạch gồm điện trở có giá trị R = 50 W, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L=1/4π (H) và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp theo thứ tự đó, các giá trị R và C cố định, cuộn dây thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U =200V. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện qua mạch. Tính C.

Một đoạn mạch gồm điện trở có giá trị R = 50 ôm, cuộn cảm thuần (ảnh 1)

A. $C = \frac{10^{- 4}}{2 π} F .$

B. $C = \frac{10^{- 4}}{π} F .$

C. $C = \frac{10^{- 3}}{2 π} F .$

D. $C = \frac{10^{- 3}}{2 π} F .$

Xem đáp án

Cách giải:

Chu kì: $T = 12. \frac{25}{6.5} {.10}^{- 3} = 0, 01 s = > f = 100 H z .$ .

Tổng trở: $Z = \frac{U}{I} = \frac{200}{2 \sqrt{2}} = 50 \sqrt{2} Ω .$ $Z_{L} = ω L = 200 π \frac{1}{4 π} = 50 Ω .$ .

Mà $Z = \sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}} = 50 \sqrt{2} Ω = > / Z_{L} - Z_{C} / = 50 Ω .$

=> Z_C=0 ; Hoặc Z_C= 100W =>

C = \frac{1}{ω Z_{C}} = \frac{1}{200 π .100} = \frac{10^{- 4}}{2 π} F .

.

Chọn A

Câu 22:

Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox. Phương trình dao động của phần tử môi trường tại một điểm trên phương truyền sóng là u = 4cos(20πt + 0,5π) (mm) (t tính bằng s). Chu kì của sóng cơ này là

A. 0,1 s

B. 0,5 s

C. 10 s

D. 5 s

Xem đáp án

Cách giải: Từ phương trình sóng, ta thấy tần số góc của sóng là: $ω = 20 π (rad / s)$

Chu kì sóng là:

T = \frac{2 π}{ω} = \frac{2 π}{20 π} = 0, 1 (s)

Chọn A

Câu 23:

Một sợi dây dài 50 cm có hai đầu cố định. Trên dây đang có sóng dừng với hai bụng sóng. Sóng truyền trên dây có bước sóng là

A. 100 cm

B. 75 cm

C. 50 cm

D. 25 cm

Xem đáp án

Cách giải: Trên dây có sóng dừng với 2 bụng sóng → k = 2

Chiều dài dây là:

l = k \frac{λ}{2} \Rightarrow 50 = 2 \cdot \frac{λ}{2} \Rightarrow λ = 50 (cm)

Chọn C

Câu 24:

Một vật dao động điều hoà theo phương trình $x = 2 \cos (π t - \frac{π}{6}) (cm)$ , trong đó t tính bằng s. Tốc độ cực đại của vật là

A. 2π cm/s

B. π cm/s

C. 2 cm/s

D. 4π cm/s

Xem đáp án

Cách giải: Tốc độ cực đại của vật là: $v_{\max} = ω A = π \cdot 2 = 2 π (cm / s)$

Chọn A

Câu 25:

Con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m gắn vật nhỏ đang dao động điều hoà. Khi con lắc có li độ 2 cm thì lực kéo về có giá trị là

A. -200 N

B. -2N

C. 50 N

D. 5 N

Xem đáp án

Cách giải: Lực kéo về của con lắc là:

F_{k v} = - k x = - 100.0, 02 = - 2 (N)

Chọn B

Câu 26:

Cho dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 2 A chạy qua điện trở thuần 50 Ω. Công suất tỏa nhiệt trên điện trở bằng

A. 200 W

B. 400 W

C. 50 W

D. 100 W

Xem đáp án

Cách giải: Công suất tỏa nhiệt trên điện trở là:

P = I^{2} R = 2^{2} \cdot 50 = 200 (W)

Chọn A

Câu 27:

Một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ 3 cm. Lò xo có độ cứng bằng 50 N/m. Động năng cực đại của con lắc là

A. 22,5.10^-3J

B. 225,0 J

C. 1,5.10^-3J

D. 1,5 J

Xem đáp án

Cách giải: Động năng cực đại của con lắc lò xo là:

$W_{d \max} = W_{t \max} = \frac{1}{2} k A^{2} = \frac{1}{2} \cdot 50.0, 03^{2} = 0, 0225 (J) = 22, 5 \cdot 10^{- 3} (J)$

Chọn A

Câu 28:

Trong thí nghiệm giao thoa sóng ở mặt nước, hai nguồn kết hợp đặt tại hai điểm A và B dao động cùng pha theo phương thẳng đứng. Trên đoạn thẳng AB, khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu giao thoa liên tiếp là 2 cm. Sóng truyền trên mặt nước có bước sóng là

A. 8 cm

B. 2 cm

C. 4 cm

D. 1 cm

Xem đáp án

Cách giải: Khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu trên đường nối hai nguồn là: $\frac{λ}{2} = 2 (cm) \Rightarrow λ = 4 (cm)$

Chọn C

Câu 29:

Cho mạch dao động LC lí tưởng với C = 2 μF và cuộn dây thuần cảm L = 20 mH. Sau khi kích thích cho mạch dao động thì hiệu điện thế cực đại trên tụ điện đạt giá trị 5 V. Lúc hiệu điện thế tức thời trên một bản tụ điện là 3 V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây có độ lớn

A. 0,04 A

B. 0,08 A

C. 0,4 A

D. 0,8 A

Xem đáp án

Cách giải:

Năng lượng điện từ trong mạch là:

$W = W_{d \max} = W_{t \max} \Rightarrow \frac{1}{2} C U_{0}^{2} = \frac{1}{2} L I_{0}^{2} \Rightarrow I_{0} = U_{0} \sqrt{\frac{C}{L}} = 5 \cdot \sqrt{\frac{{2.10}^{- 6}}{{20.10}^{- 3}}} = 0, 05$ (A)

Áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có: $\frac{u^{2}}{U_{0}^{2}} + \frac{i^{2}}{I_{0}^{2}} = 1 \Rightarrow \frac{3^{2}}{5^{5}} + \frac{i^{2}}{0, 05^{2}} = 1 \Rightarrow | i | = 0, 04 (A)$

Chọn A

Câu 30:

Một vật dao động điều hoà với biên độ 2 cm trên quỹ đạo thẳng. Biết trong 2 phút vật thực hiện được 60 dao động toàn phần. Lấy π²= 10. Gia tốc của vật có giá trị cực đại là

A. 2π cm/s²

B. 20 cm/s²

C. 40 cm/s²

D. 30 cm/s²

Xem đáp án

Cách giải:

Số dao động vật thực hiện được trong 2 phút là: $n = \frac{t}{T} \Rightarrow T = \frac{t}{n} = \frac{2.60}{60} = 2 (s)$

Tần số góc của dao động là: $ω = \frac{2 π}{T} = \frac{2 π}{2} = π (rad / s)$

Gia tốc cực đại của vật là:

a_{\max} = ω^{2} A = π^{2} \cdot 2 = 20 (cm / s^{2})

Chọn B

Câu 31:

Hình bên là một phần đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc theo thời gian của cường độ dòng điện trong một mạch LC lí tưởng. Điện tích cực đại trên một bản tụ điện có giá trị bằng

Hình bên là một phần đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc theo thời gian (ảnh 1)

A. 7,5 μC

B. 7,5 nC

C. 15 nC

D. 15 μC

Xem đáp án

Cách giải: Từ đồ thị ta thấy cường độ dòng điện cực đại trong mạch và chu kì của dòng điện là:

$\{\begin{cases} I_{0} = 5 (mA) = {5.10}^{- 3} (A) \\ T = 2.3 π (μ s) = 6 π \cdot 10^{- 6} (s) \end{cases}$

Tần số góc của dòng điện là: $ω = \frac{2 π}{T} = \frac{2 π}{6 π \cdot 10^{- 6}} = \frac{10^{6}}{3} (rad / s)$

Điện tích cực đại trên một bản tụ điện là: $Q_{0} = \frac{I_{0}}{ω} = \frac{{5.10}^{- 3}}{\frac{10^{6}}{3}} = {15.10}^{- 9} (C) = 15 (n C)$

Chọn C

Câu 32:

Mắc nguồn điện một chiều có điện trở trong r = 1Ω với mạch ngoài là điện trở R = 4 Ω để thành mạch kín. Biết công suất của nguồn là 20 W. Công suất toả nhiệt trên điện trở R là

A. 4 W

B. 16 W

C. 80 W

D. 320 W

Xem đáp án

Cách giải: Ta có tỉ số công suất:

$\frac{P}{P_{n g}} = \frac{I^{2} R}{I^{2} (R + r)} = \frac{R}{R + r} \Rightarrow P = P_{n g} \cdot \frac{R}{R + r} = 20 \cdot \frac{4}{4 + 1} = 16 (W)$

Chọn B

Câu 33:

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc với bước sóng 0,5 μm, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm. Tại điểm M trên màn quan sát cách vân sáng trung tâm 3 mm có vân sáng bậc 3. Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là

A. 2,0 m

B. 2,5 m

C. 1,5 m

D. 1,0 m

Xem đáp án

Cách giải: Điểm M là vân sáng bậc 3, ta có:

$x_{M} = 3 i = 3 \cdot \frac{λ D}{a} \Rightarrow D = \frac{x_{M} \cdot a}{3 λ} = \frac{3 \cdot 10^{- 3} \cdot 1 \cdot 10^{- 3}}{3.0, 5 \cdot 10^{- 6}} = 2 (m)$

Chọn A

Câu 34:

Một dây đàn được căng ngang với hai đầu cố định, có chiều dài 100 cm. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 800 m/s. Khi gảy đàn, nó phát ra âm thanh với họa âm bậc 2 có tần số bằng

A. 400 Hz

B. 200 Hz

C. 1200 Hz

D. 800 Hz

Xem đáp án

Cách giải: Đàn phát ra họa âm bậc 2, ta có: $l = 2 \cdot \frac{λ}{2} \Rightarrow λ = l = 100 (cm) = 1 (m)$

Tần số trên dây là:

f = \frac{v}{λ} = \frac{800}{1} = 800 (Hz)

Chọn D

Câu 35:

Một toa tàu đang chuyển động thẳng chậm dần đều để vào ga với gia tốc có độ lớn 0,2 m/s2. Người ta gắn cố định một chiếc bàn vào sàn toa tàu. Một con lắc lò xo được gắn vào đầu bàn và đặt trên mặt bàn nằm ngang như hình vẽ. Biết mặt bàn nhẵn. Trong khoảng thời gian toa tàu đang chuyển động chậm dần đều ra vào ga, con lắc đứng yên so với tàu. Vào đúng thời điểm toa tàu dừng lại, con lắc lò xo bắt đầu dao động với chu kì 1 s. Khi đó biên độ dao động của con lắc có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 7,6 mm

B. 6,1 mm

C. 5,1 mm

D. 4,2 mm

Xem đáp án

Cách giải: Chọn hệ quy chiếu gắn với toa tàu

Khi toa tàu chuyển động, vật chịu tác dụng của lực quán tính có độ lớn là: Fqt = ma Vật đứng yên ở trạng thái cân bằng, ta có:

$F_{q t} = F_{d h} \Rightarrow m a = k Δ l \Rightarrow \frac{m}{k} = \frac{Δ l}{a}$

Ngay trước khi xe dừng lại, vật có vận tốc bằng 0 → vật ở vị trí biên

Biên độ dao động của vật là: A = ∆l

Chu kì của con lắc là: $T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}} = 2 π \sqrt{\frac{Δ l}{a}} \Rightarrow Δ l = \frac{a \cdot T^{2}}{4 π^{2}} = \frac{0, 2 \cdot 1^{2}}{4 π^{2}} \approx 5, {1.10}^{- 3} (m) = 5, 1 (mm)$

Chọn C

Câu 36:

Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc. Lúc đầu, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe S1, S2 đến màn quan sát là D = 2 m. Trên màn quan sát, tại M có vân sáng bậc 3. Giữ cố định các điều kiện khác, dịch màn dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe, lại gần hai khe thêm một đoạn ∆x thì thấy trong quá trình dịch màn có đúng 3 vân tối chạy qua M. Khi màn dừng lại cách hai khe một khoảng là (D – ∆x) thì tại M không là vân tối. Giá trị của ∆x phải thoả mãn điều kiện là

A. $\frac{10}{11} m < Δ x < \frac{14}{13} m$

B. $\frac{14}{13} m < Δ x < \frac{6}{5} m$

C. $\frac{4}{5} m < Δ x < 1 m$

D. $\frac{2}{3} m < Δ x < \frac{10}{11} m$

Xem đáp án

Cách giải: Ban đầu tại M là vân sáng bậc 3, ta có:

$x_{M} = 3 \frac{λ D}{a} \Rightarrow D = \frac{x_{M} \cdot a}{3 λ} \Rightarrow \frac{a x_{M}}{λ} = 3 D$

Dịch chuyển màn lại gần hai khe → D giảm → khoảng vân i giảm → bậc của vân sáng tại M (k) tăng

Tọa độ điểm M là:

$x_{M} = k \frac{λ (D - Δ x)}{a} \Rightarrow D - Δ x = \frac{a x_{M}}{k λ}$

Trong quá trình dịch chuyển có 3 vân tối chạy qua M, tại M có vân tối thứ 5 (k = 5,5) chạy qua M không là vân tối, ta có:

$5, 5 < k < 6, 5 \Rightarrow \frac{a x_{M}}{5, 5 λ} > D - Δ x > \frac{a x_{M}}{6, 5 λ}$

$\Rightarrow \frac{3 D}{5, 5} > D - Δ x > \frac{3 D}{6, 5} \Rightarrow \frac{5 D}{11} < Δ x < \frac{7 D}{13} \Rightarrow \frac{10}{11} m < Δ x < \frac{14}{13} m$

Chọn A

Câu 37:

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB như hình bên, trong đó cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có diện dung C thay đổi được. Các vôn kế được coi là lí tưởng. Điều chỉnh C để số chỉ vôn kế V₁ đạt cực đại thì thấy khi đó V₁ chỉ 120 V và V₂ chỉ 160 V. Trong quá trình điều chỉnh C, khi số chỉ vôn kế V₂ đạt giá trị cực đại thì số chỉ vôn kế V₁gần nhất với giá trị nào sau đây?

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi (ảnh 1)

A. 160 V

B. 120 V

C. 90 V

D. 96 V

Xem đáp án

Cách giải 1: Điều chỉnh C để số chỉ vôn kế V₁ đạt giá trị cực đại (U_Rmax), khi đó trong mạch xảy ra cộng hưởng: $\{\begin{cases} U_{R} = U_{V 1} = U = 120 (V) \\ Z_{L} = Z_{C} \Rightarrow U_{L} = U_{C} = 160 (V) \end{cases}$

Số chỉ của vôn kế V₂ là: $U_{V 2} = U_{C} = \frac{U . Z_{C}}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{c})}^{2}}} = \frac{U . Z_{C}}{R} \Rightarrow 160 = \frac{120. Z_{C}}{R} \Rightarrow Z_{C} = Z_{L} = \frac{4}{3} R$

Chuẩn hóa: $R = 3 \Rightarrow Z_{L} = 4$

Điều chỉnh C để số chỉ của V₂ đạt cực đại, khi đó giá trị dung kháng:

$Z_{C}^{'} = \frac{R^{2} + Z_{L}^{2}}{Z_{L}} = \frac{3^{2} + 4^{2}}{4} = \frac{25}{4}$

Số chỉ của vôn kế V₁ lúc này là:

$U_{V_{1}}^{'} = U_{R}^{'} = \frac{U \cdot R}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C}^{'})}^{2}}} = \frac{120.3}{\sqrt{3^{2} + {(4 - \frac{25}{4})}^{2}}} = 96 (V)$

Số chỉ của vôn kế V₁ là 96 V .

Hướng dẫn giải 2: ( Dùng PP đại số )

=> Chọn D

Hướng dẫn giải 3: Dùng giản đồ vecto:

Và

Với: $U_{R L} = \sqrt{U_{C \max}^{2} - U^{2}} = \sqrt{120^{2} (1^{2} + {\frac{4}{3^{2}}}^{2}) - 120^{2}} = 160 V$ .

Ta có: $U_{R} U_{C \max} = U . U_{R L} = > U_{R} = \frac{U . U_{R L}}{U_{C \max}} = \frac{120.160}{200} = 96 V$ .

Chọn D.

Hướng dẫn giải 4: Dùng chuẩn hóa

$U_{R L} = \sqrt{U_{C \max}^{2} - U^{2}} = \sqrt{120^{2} (1^{2} + {\frac{4}{3^{2}}}^{2}) - 120^{2}} = 160 V$

Câu 38:

Trên một sợi dây đàn hồi rất dài có một sóng ngang, hình sin truyền ngược trục Ox. Hình ảnh của một đoạn dây có hai điểm M và N tại hai thời điểm t₁ và t₂ như hình vẽ. Biết $∆ t = t_{2} - t_{1} = 0, 05 s < T$ (T là chu kì sóng). Vận tốc dao động của N tại thời điểm t₁ + 0,015 s có giá trị nào dưới đây?

A. $50 π \sqrt{3} c m / s$

B. -50π cm/s

C. $- 50 π \sqrt{3} c m / s$

D. 50π cm/s

Xem đáp án

Cách giải: Diễn tả đồ thị-Sự dịch chuyển của M và N

Dùng vòng tròn lượng giác:

$\cos α = \frac{15 \sqrt{3}}{A}$ ; $\cos 2 α = \frac{15}{A}$ .

=> $\frac{\cos 2 α}{\cos α} = \frac{15}{15 \sqrt{3}} = \frac{1}{\sqrt{3}} = > α = 0, 523598775$

Hay: $α = \frac{π}{6} = > 2 α = \frac{π}{3} \to \frac{T}{6}$ .

Biên độ: $A = \frac{15 \sqrt{3}}{\cos π / 6} = 30 m m .$

Theo đề ta có: $Δ t = t_{2} - t_{1} = 0, 05 s = T - \frac{T}{6}$ .

Suy ra: T= 0,06s.

$ω = \frac{2 π}{T} = \frac{100 π}{3} r a d / s$ .

Tại thời điểm t₁ + 0,015 s= t₁ +T/4 vuông pha:

$u_{N (t_{1} + T / 4)} = - 15 \sqrt{3} m m$ .

Vận tốc dao động của N tại thời điểm t₁ + 0,015 s:

v_{N 1} = - ω \sqrt{A^{2} - x_{N 1}^{2}} = - \frac{100 π}{3} \sqrt{30^{2} - {(15 \sqrt{3})}^{2}} = - 500 π m m / s = 50 π c m / s

Chọn B

Câu 39:

(Đề ĐGNL ĐHQG Hà Nội-3-2021) Hai đoạn mạch X và Y là các đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh. Nếu mắc đoạn mạch X vào điện áp xoay chiều

u = U_{0} \cos (ω t)

thì cường độ dòng điện qua mạch sớm pha π/6 với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch, công suất tiêu thụ trên X khi đó là P1 = 250

\sqrt{3}

W. Nếu mắc nối tiếp hai đoạn mạch X và Y rồi nối vào điện áp xoay chiều như trường hợp trước thì điện áp giữa hai đầu của đoạn mạch X và đoạn mạch Y vuông pha với nhau. Công suất tiêu thụ trên X lúc này là P2 = 90

\sqrt{3}

W. Hệ số công suất của đoạn mạch X nối tiếp Y bằng

A. 0,707

B. 0,86

C. 0,5

D. 0,92

Xem đáp án

Cách giải: Đoạn mạch X (có tính dung kháng) và ta xem như:

Vẽ giản đồ vec tơ và chuẩn hóa cạnh tỉ lệ:

$\{\begin{cases} Z_{Y}^{2} = R_{Y}^{2} + Z_{Y L C}^{2} = R_{Y}^{2} + Z_{L}^{2}; \\ \frac{Z_{Y L C}}{Z_{Y}} = \cos \frac{π}{6} = \frac{\sqrt{3}}{2} = > Z_{Y L C} = \frac{\sqrt{3}}{2} Z_{Y} \end{cases} \{= > Z_{Y L C} = Z_{L} = \sqrt[]{3} R_{Y} .$

Hoặc dùng: .

Theo đề: $\begin{array}{l} P_{2 X} = \frac{U^{2}}{Z^{2}} R_{X} < = > 90 \sqrt{3} = \frac{U^{2} R_{X}}{{(R_{X} + R_{Y})}^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}} . \\ \Leftrightarrow 90 \sqrt{3} = \frac{1000 \sqrt{3}}{{(\sqrt{3} + R_{Y})}^{2} + {(\sqrt{3} R_{Y} - 1)}^{2}} = > R_{Y} = \frac{4}{3}; Z_{L} = \frac{4}{3} \sqrt{3} \end{array}$

Công suất tiêu thụ trên Y: $P_{Y} = \frac{U^{2}}{Z^{2}} R_{Y} = \frac{U^{2} R_{Y}}{{(R_{X} + R_{Y})}^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}} = \frac{1000 \frac{4}{3}}{{(\sqrt{3} + \frac{4}{3})}^{2} + {(\frac{4}{3} \sqrt{3} - 1)}^{2}} = 120 W .$ .

Độ lệch pha giữa u và i lúc này và hệ số công suất của cả đoạn mạch:

$\cos φ = \frac{R_{X} + R_{Y}}{\sqrt[]{{(R_{X} + R_{Y})}^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}}} = \frac{\sqrt{3} + \frac{4}{3}}{\sqrt{{(\sqrt{3} + \frac{4}{3})}^{2} + {(\frac{4}{3} \sqrt{3} - 1)}^{2}}} = \frac{4 + 3 \sqrt{3}}{10} = 0, 9196152423$