Thứ sáu, 22/11/2024
IMG-LOGO

[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 8

  • 4818 lượt thi

  • 40 câu hỏi

  • 30 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Một học sinh khảo sát dao động điều hòa của một chất điểm dọc theo trục Ox (gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng), kết quả thu được đường biểu diễn sự phụ thuộc li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian t như hình vẽ. Đồ thị xt,vt  at  theo thứ tự đó là các đường:

Một học sinh khảo sát dao động điều hòa của một chất điểm dọc theo trục Ox (gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng) (ảnh 1)

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp giải:

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị

Gia tốc ngược pha với li độ

Vận tốc sớm pha hơn li độ góc π2

Giải chi tiết:

Từ đồ thị ta thấy pha ban đầu của các đồ thị là:φ1=πradφ2=π2radφ3=π2rad

Lại có:φvφx=π2φaφx=πφx=π2=φ2φv=0=φ1φa=π2=φ3

Câu 2:

Một vật dao động điều hòa với biên độ 6cm. Tại t=0  vật có li độ x=33cm  và chuyển động ngược chiều dương. Pha ban đầu của dao động của vật là

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp giải:

Phương trình li độ: x=Acosωt+φ

Phương trình vận tốc: v=ωAsinωt+φ

Giải chi tiết:

Tại thời điểm đầu t=0 , vật có li độ x=33cm và đang chuyển động ngược chiều dương, thay vào phương trình li độ và vận tốc, ta có:
x=Acosφv=ωAsinφ<033=6cosφsinφ>0φ=π6rad


Câu 3:

Hai âm cùng độ cao là hai âm có cùng
Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp giải:

Độ cao của âm phụ thuộc vào tần số âm

Giải chi tiết:

Hai âm cùng độ cao là hai âm có cùng tần số


Câu 4:

Một vòng dây dẫn kín, phẳng được đặt trong từ trường đều. Trong khoảng thời gian 0,02s , từ thông qua vòng dây giảm đều từ giá trị 6.103Wb  về 0 thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây có độ lớn là

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp giải:

Suất điện động cảm ứng: ec=ΔΦΔt

Giải chi tiết:

Độ lớn suất điện động cảm ứng trong vòng dây là:

ec=ΔΦΔt=06.1030,02=0,3V


Câu 5:

Nói về dao động cưỡng bức khi ổn định, phát biểu nào sau đây là đúng?
Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp giải:

Tần số góc của dao động cưỡng bức bằng tần số góc của ngoại lực

Biên độ của dao động cưỡng bức tỉ lệ thuận với biên độ của ngoại lực và phụ thuộc vào tần số góc của ngoại lực

Giải chi tiết:

Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức


Câu 6:

Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách nhau 20 cm , dao động theo phương thẳng đứng với phương trình là uA=uB=2cos50πt  (t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 1,5m/s . Trên đoạn thẳng AB, số điểm có biên độ dao động cực đại và số điểm đứng yên lần lượt là

Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp giải:

Bước sóng:λ=vf=v.2πω

Số điểm dao động với biên độ cực đại:Nmax=2.ABλ+1

Số điểm dao động với biên độ cực tiểu:Nmin=2.ABλ

Giải chi tiết:

Bước sóng là:λ=v.2πω=1,5.2π50π=0,06m=6cm

Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng AB là:

Nmax=2.ABλ+1=2.206+1=2.3+1=7

Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn thẳng AB là:

Nmin=2.ABλ=2.206=2.3=6


Câu 7:

Mạch điện nào sau đây có hệ số công suất nhỏ nhất?

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp giải:

Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều:cosφ=RR2+ZLZC2

Giải chi tiết:

Hệ số công suất của mạch điện là:cosφ=RR2+ZLZC2

Ta có: cosφmin=0R=0  mạch điện không chứa điện trở


Câu 8:

Mạch RLC  mắc nối tiếp, cuộn dây có điện trở trong r . Khi R thay đổi (từ 0 đến ∞) thì giá trị R là bao nhiêu để công suất trong mạch đạt cực đại? (biết trong mạch không xảy ra hiện tượng cộng hưởng).

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp giải:

Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều:cosφ=R+rR+r2+ZLZC2

Bất đẳng thức Cô – si: a+b2ab  (dấu “=” xảy ra )

Giải chi tiết:

Hệ số công suất của mạch điện là:

cosφ=R+rR+r2+ZLZC2=11+ZLZC2R+r2

 

Đặt:f=1+ZLZC2R+r2cosφ=1f

Mạch điện tiêu thụ công suất cực đại:Pmaxcosφmaxfmin

Áp dụng bất đẳng thức Cô – si, ta có:

1+ZLZC2R+r22ZLZC2R+r2=2ZLZCR+r

fmin=2ZLZCR+r1=ZLZC2R+r2

R+r=ZLZCR=ZLZCr

 

 

 


Câu 9:

Cho mạch điện gồm cuộn dây không thuần cảm mắc nối tiếp với biến trở R. Đặt vào đoạn mạch trên điện áp xoay chiều ổn định u=U0cosωt . Khi R=R0  thì thấy điện áp hiệu dụng trên biến trở và trên cuộn dây bằng nhau. Sau đó tăng R từ giá trị R0  thì

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp giải:

Cường độ dòng điện: I=UR+r2+ZL2

Công suất tiêu thụ: P=I2R=U2RR+r2+ZL2

Bất đẳng thức Cô – si: a+b2ab (dấu “=” xảy ra )

Giải chi tiết:

Cường độ dòng điện trong mạch là: I=UR+r2+ZL2

Công suất tiêu thụ trên biến trở là: P=U2RR+r2+ZL2=U2R+2r+r2+ZL2R                            

Đặt f=R+r2+ZL2RP=U2f+2r

Công suất tiêu thụ trên biến trở đạt cực đại: Pmaxfmin

Áp dụng bất đẳng thức Cô – si, ta có:

R+r2+ZL2R2R.r2+ZL2R=2r2+ZL2

fmin=2r2+ZL2R=r2+ZL2RR2=r2+ZL2

Khi R=R0 , ta có điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở và cuộn dây:

UR=UdR=ZdR0=r2+ZL2R02=r2+ZL2

→ Khi R=R0 , công suất tiêu thụ trên biến trở đạt cực đại

→ Khi R  tăng hoặc giảm, công suất tiêu thụ trên biến trở đều giảm


Câu 10:

Khi một vật dao động điều hòa, chuyển động của vật từ vị trí biên A về vị trí cân bằng là chuyển động:

Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết dao động điều hòa

Giải chi tiết:

Chuyển động của vật từ biên âm về vị trí cân bằng là chuyển động nhanh dần theo chiều dương


Câu 11:

Để đo tốc độ truyền sóng v trên mặt chất lỏng, người ta cho nguồn dao động theo phương thẳng đứng với tần số f=100Hz chạm vào mặt chất lỏng để tạo thành các vòng tròn đồng tâm lan truyền ra xa. Đo khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng liên tiếp trên cùng một phương truyền sóng thì thu được kết quả d=0,48m . Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là
Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp giải:

Khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng liên tiếp là λ

Tốc độ truyền sóng: v=λf

Giải chi tiết:

Khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng liên tiếp là: d=4λ=0,48mλ=0,12m

Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là: v=λf=0,12.100=12m/s


Câu 12:

Đặt hiệu điện thế không đổi 60V vào hai đầu một cuộn dây thì cường độ dòng điện trong mạch là 2A . Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 60V , tần số 50Hz  thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 1,2 A . Độ tự cảm của cuộn dây bằng
Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp giải:

Cuộn dây có cảm kháng khi đặt vào hai đầu cuộn dây một điện áp xoay chiều: ZL=ωL=2πfL

Cường độ dòng điện: I=Ur2+ZL2

Giải chi tiết:

Khi đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp một chiều, cường độ dòng điện là: 

I1=Urr=UI1=602=30Ω

Khi đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều, cường độ dòng điện là:

I1=Ur2+ZL21,2=60302+ZL2ZL=40Ω

Lại có: ZL=ωL=2πfLL=ZL2πf=402π.50=0,4πH


Câu 13:

Một con lắc lò xo dao động điều hòa với cơ năng bằng 1,5 J . Nếu tăng khối lượng của vật nặng và biên độ dao động lên gấp đôi thì cơ năng của con lắc mới sẽ

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp giải:

Cơ năng của con lắc lò xo: W=kA22

Giải chi tiết:

Cơ năng ban đầu của con lắc là: W=kA22=1,5J

Tăng khối lượng của vật nặng và biên độ lên gấp đôi, cơ năng của con lắc mới là:

W'=kA'22=k.2A22=4.kA22=4W=6J

ΔW=W'W=4,5J


Câu 15:

Hình vẽ là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc v vào thời gian t của một vật dao động điều hòa. Phát biểu nào sau đây là đúng?

Hình vẽ là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc v vào thời gian t của một vật dao động điều hòa. Phát biểu (ảnh 1)

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết dao động điều hòa

Giải chi tiết:

Từ đồ thị ta thấy:

Tại thời điểm t1 , vận tốc có giá trị âm và đang giảm → vật đang chuyển động từ vị trí cân bằng về biên âm→ vật có li độ âm và gia tốc âm

Tại thời điểm t2 , vận tốc bằng 0 và đang tăng → vật ở biên âm → gia tốc của vật có giá trị cực đại

Tại thời điểm t3 , vận tốc có giá trị dương và đang tăng → vật đang chuyển động từ biên âm về vị trí cân bằng → vật có li độ âm và gia tốc dương

Tại thời điểm t4 , vận tốc có giá trị cực đại → vật đang ở vị trí cân bằng → gia tốc của vật bằng 0


Câu 16:

Đặt điện áp u=U0cosωt  vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm bằng

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp giải:

Công thức độc lập với thời gian: i2I02+uL2U0L2=1

Giải chi tiết:

Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại, ta có công thức độc lập với thời gian:

i2I02+uL2U0L2=1i2I02+U0L2U0L2=1i=0

 


Câu 17:

Một con lắc lò xo khi dao động điều hòa thì thấy chiều dài lớn nhất và nhỏ nhất của lò xo là 34 cm và 26 cm. Độ lệch lớn nhất khỏi vị trí cân bằng của vật nặng khi dao động là

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp giải:

Độ lệch lớn nhất khỏi vị trí cân bằng của vật nặng là biên độ dao động

Chiều dài quỹ đạo chuyển động của con lắc: L=lmaxlmin=2A

Giải chi tiết:

dài quỹ đạo của con lắc là:

L=lmaxlmin=2AA=lmaxlmin2=34262=4cm


Câu 18:

Một người có mắt tốt, không có tật, quan sát một bức tranh trên tường. Người này tiến lại gần bức tranh và luôn nhìn rõ được bức tranh. Trong khi vật dịch chuyển, tiêu cự của thủy tinh thể và góc trông vật của mắt người này thay đổi như thế nào?

Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp giải:

Tiêu cự của thủy tinh thể: OVfOC

Góc trông vật: tanα=ABl

Giải chi tiết:

Người này tiến lại gần bức tranh, khoảng cách từ người tới bức tranh giảm tới điểm cực cận:

Tiêu cự của thủy tính thể tăng

Góc trông vật: tanα=ABltanα~1ltanα  tăng →α  tăng


Câu 19:

Một sóng cơ hình sin truyền trên 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 vuông pha nhau. Tỉ số λd  bằng

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp giải:

Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng: Δφ=2πdλ

Giải chi tiết:

Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm mà hai phần tử của môi trường tại đó dao động vuông pha nhau, ta có:

Δφ=2πdλ=π2λd=4

 


Câu 20:

Âm có tần số 10Hz là
Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp giải:

Âm có tần số lớn hơn 20000Hz  gọi là siêu âm

Âm có tần số nhỏ hơn 16Hz  gọi là hạ âm

Giải chi tiết:

Âm có tần số 10Hz<16Hz  là hạ âm


Câu 21:

Một vật dao động điều hòa theo một trục cố định (mốc thế năng ở vị trí cân bằng) thì
Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp giải:

Thế năng của vật đạt cực đại khi vật ở vị trí biên

Động năng của vật đạt cực đại khi vaạt ở vị trí cân bằng

Giải chi tiết:

Thế năng của vật cực đại khi vật ở vị trí biên


Câu 22:

Tại cùng một nơi, ba con lắc đơn có chiều dài l1,l2,l3  có chu kì dao động tương ứng lần lượt là 0,9s;1,5s 1,2s . Nhận xét nào sau đây là đúng về chiều dài của các con lắc?

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp giải:

Chu kì của con lắc đơn:T=2πlg

Giải chi tiết:

Chu kì của con lắc đơn là: T=2πlgT2=4π2lg

Nhận xét: T12+T32=T22l1+l3=l2l1=l2l3


Câu 23:

Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ i của một dòng điện xoay chiều trong một đoạn mạch vào thời gian t. Trong thời gian một phút, dòng điện qua mạch đổi chiều:
Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ i của một dòng điện xoay chiều trong một đoạn mạch (ảnh 1)
Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp giải:

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị xác định chu kì của dòng điện

Trong 1 chu kì, dòng điện đổi chiều 2 lần

Giải chi tiết:

Từ đồ thị ta thấy chu kì của dòng điện là: T=40.2=80ms=0,08s

Số lần dòng điện đổi chiều trong 1 phút là: n=2.60T=2.600,08=1500 (lần)


Câu 24:

Một sóng cơ hình sin lan truyền trên một sợi dây dài căng ngang với bước sóng 30 cm. M và N là hai phần tử dây có vị trí cân bằng cách nhau một khoảng 40cm. Biết rằng khi li độ của M là 3cm thì li độ của N là -3 cm. Biên độ của sóng là
Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp giải:

Độ lệch pha giữa hai phần tử dao động: Δφ=2πdλ

Sử dụng vòng tròn lượng giác

Giải chi tiết:

Độ lệch pha giữa hai điểm M,N là: Δφ=2πdλ=2π.4030=8π3=2π3rad

Ta có vòng tròn lượng giác:

Từ vòng tròn lượng giác ta thấy: uM=Acosπ6=3cmA=23cm


Câu 25:

Mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có điện dung C=1038πF , mắc nối tiếp với cuộn dây có điện trở thuần r=30Ω  và độ tự cảm L=0,4πH . Điện áp tức thời giữa hai đầu mạch điện là . Cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch là

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp giải:

Dung kháng của tụ điện: ZC=1ωC

Cảm kháng của cuộn dây: ZL=ωL

Cường độ dòng điện: I=Ur2+ZLZC2

Giải chi tiết:

Dung kháng của tụ điện và cảm kháng của cuộn dây là: ZC=1ωC=1100π.1038π=80ΩZL=ωL=100π.0,4π=40Ω

Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là: I=Ur2+ZLZC2=100302+40802=2A


Câu 26:

Một dòng điện không đổi có giá trị là I0A . Để tạo ra một công suất tương đương với dòng điện không đổi trên thì dòng điện xoay chiều phải có giá trị cực đại là bao nhiêu?

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp giải:

Cường độ hiệu dụng I của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi, nếu cho hai dòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhau.

Cường độ dòng điện cực đại: I0=I2

Giải chi tiết:

Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là: I=I0

Cường độ dòng điện cực đại là: Imax=I2=I02


Câu 27:

Mạch điện chứa nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r, điện trở mạch ngoài là R và có dòng điện I thì hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài được xác định theo biểu thức:

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp giải:

Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch ngoài: UN=IR=EIr

Giải chi tiết:

Hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài là: UAB=EIr


Câu 28:

Trong mạch điện xoay chiều  mắc nối tiếp thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch luôn không nhỏ hơn hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu linh kiện điện tử nào sau đây?
Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp giải:

Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch: U=UR2+ULUC2

Giải chi tiết:

Hiệu điệ thế giữa hai đầu đoạn mạch là: U=UR2+ULUC2UUR


Câu 29:

Nhận xét nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ tắt dần?

Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết dao động tắt dần

Giải chi tiết:

Dao động tắt dần có biên độ và cơ năng giảm dần theo thời gian → A, C đúng

Có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng → B sai

Ma sát càng lớn, dao động tắt dần càng nhanh → D đúng


Câu 30:

Cường độ âm tại một điểm tăng lên gấp bao nhiêu lần nếu mức cường độ âm tại đó tăng thêm 2 dB ?
Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp giải:

Hiệu hai mức cường độ âm: L1L2=10lgI1I2

Giải chi tiết:

Cường độ âm tăng thêm 2dB, ta có: L2L1=10lgI2I1=2lgI2I1=0,2I2I1=100,21,58


Câu 31:

Cho đoạn mạch xoay chiều AB nối tiếp gồm: AM chứa biến trở R, đoạn mạch MN chứa r, đoạn NP chứa cuộn cảm thuần, đoạn PB chứa tụ điện có điện dung biến thiên. Ban đầu thay đổi tụ điện sao cho UAP không phụ thuộc vào biến trở R. Giữ nguyên giá trị điện dung đó và thay đổi biến trở. Khi uAP lệch pha cực đại so với uAB thì UPB=U1 . Khi tích UAN.UNP  cực đại thì UAM=U2 . Biết rằng U1=2.6+3U2 . Độ lệch pha cực đại giữa uAP và uAB  gần nhất với giá trị nào?

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp giải:

Điện áp hiệu dụng: U=I.Z

Sử dụng giản đồ vecto

Bất đẳng thức Cô – si: a+b2ab  (dấu “=” xảy ra a=b

Giải chi tiết:

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AP là: 

UAP=UR+r2+ZL2R+r2+ZLZC2

Để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AP không phụ thuộc vào R, ta có: 

R+r2+ZL2=R+r2+ZLZC2

ZL2=ZLZC2ZL=ZCZLZC=2ZL

Ta có giản đồ vecto:

Cho đoạn mạch xoay chiều AB nối tiếp gồm: AM chứa biến trở R, đoạn mạch MN chứa r, đoạn NP chứa cuộn cảm thuần (ảnh 1)

Từ giản đồ vecto, ta thấy góc lệch giữa uAP  uAB  là:

 tan2α=2tanα1tan2α=2.ZLR+r1ZLR+r2 

tan2αmax2αmaxαmaxtanαmax 

ZLR+rmaxR+rminR=0

Khi đó ta có: 

U1=UBP=UC=U.ZCr2+ZLZC2=U.2ZLr2+ZL2

Ta có tích 

UAN.UNP=U.R+rR+r2+ZLZC2.U.ZLR+r2+ZLZC2

=U2.ZL.R+rR+r2+ZLZC2=U2.ZL.1R+r+ZLZC2R+r

Đặt x=R+r;fx=x+ZLZC2xUAN.UNP=U2.ZL.1fx

Để tích UAN.UNPmaxfxmin

Áp dụng bất đẳng thức Cô – si, ta có: 

x+ZLZC2x2x.ZLZC2x=2ZLZC

fxminx=ZLZC2x

x2=R+r2=ZLZC2=ZL2

R=ZLr

Khi đó ta có: U2=UAM=UR=U.RR+r2+ZLZC2

U2=U.ZLr2ZL2=U.ZLr2ZL

Theo đề bài ta có:

U1=2.6+3U2

U.2ZLr2+ZL2=2.6+3.U.ZLr2ZL

2ZL2=6+3.ZLr.r2+ZL2

ZL2=6+32.ZLr.r2+ZL2

ZLr2=632.ZLr1.1+ZL2r21

Đặt tanα=ZLr , thay vào phương trình (1), ta có:

x2=6+32x11+x2x=tanα1.377α5402α=1080

Góc 1080  có giá trị gần nhất với góc 4π7


Câu 32:

Lần lượt mắc một điện trở R, một cuộn dây, một tụ điện C vào cùng một nguồn điện ổn định và đo cường độ dòng điện qua chúng thì được các giá trị (theo thứ tự) là 1A;1A và 0A; điện năng tiêu thụ trên R trong thời gian Δt khi đó là Q. Sau đó mắc nối tiếp các linh kiện trên cùng với một ampe kế nhiệt lí tưởng vào một nguồn ổn định thứ hai thì số chỉ ampe kế là 1A; còn nếu mắc điện trở R nối tiếp với tụ vào nguồn thứ hai thì ampe kế cũng chỉ 1A. Biết nếu xét trong cùng thời gian Δt thì: điện năng tiêu thụ trên R khi chỉ mắc nó vào nguồn thứ hai là 4Q. Hỏi khi mắc cuộn dây vào nguồn này thì điện năng tiêu thụ trong thời gian Δt này bằng bao nhiêu?

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp giải:

Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua

Cuộn dây thuần cảm không cản trở dòng điện một chiều

Cường độ dòng điện: I=UZ=UR+r2+ZLZC2

Điện năng tiêu thụ: Q=I2Rt

Giải chi tiết:

Khi mắc từng phần tử vào dòng điện thứ nhất, cường độ dòng điện qua tụ điện bằng 0A

→ Dòng điện thứ nhất là dòng điện một chiều

Cường độ dòng điện qua điện trở R là: I1R=UR=1A

Với dòng điện một chiều, điện trở trong của cuộn dây có tác dụng cản trở dòng điện, cường độ dòng điện qua cuộn dây là: I1r=U1r1=1A

I1R=I1rU1R=U1rR=r

Điện năng tiêu thụ trên điện trở trong thời gian Δt  là: 

Q1=U12R.Δt=Q

Khi chỉ mắc điện trở R vào nguồn thức hai, điện năng tiêu thụ trên điện trở trong thời gian Δt là:

Q2=U22R.Δt=4QU22R.Δt=4U12RΔtU2=2U1

Khi mắc điện trở R nối tiếp với tụ vào nguồn thứ hai, số chỉ của ampe kế là:

I2=U2R2+ZC2=1A=U1R

2R=R2+ZC2ZC2=3R2

Mắc nối tiếp các linh kiện vào một nguồn thứ hai, số chỉ của ampe kế là:

I2'=1A=I2U2R+r2+ZLZC2=U2R2+ZC2

R+r2+ZLZC2=R2+ZC2

4R2+ZLZC2=R2+ZC2

3R2+ZLZC2=ZC2=3R2

ZLZC=0ZL=ZC=3R

Khi mắc cuộn dây vào nguồn điện thứ hai, điện năng tiêu thụ trong thời gian Δtlà:

Q2'=U22.rr2+ZL2.Δt=4U12.RR2+3R2.Δt=2.U12R.Δt=2Q


Câu 33:

Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình là x1=5cosωt+φcm và x2=A2cosωtπ4cm  thì dao động tổng hợp có phương trình là x=Acosωtπ12cm. Thay đổi A2 để A có giá trị bằng một nửa giá trị cực đại mà nó có thể đạt được thì A2 có giá trị là

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp giải:

Sử dụng phương pháp giản đồ vecto

Định lí hàm sin: asinA=bsinB=csinC

Định lí hàm cos: a2=b2+c22bccosA

Giải chi tiết:

Ta có giản đồ vecto:

 Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình là x1=5 cos( Omega t + q )( cm) (ảnh 1)

Áp dụng định lí hàm sin, ta có:

Asinα=A1sinπ6Asinα=5sinπ6=10A=10sinα

 

Biên độ dao động tổng hợp đạt cực đại:

Amaxsinαmax=1A=10cm

 

Theo đề bài ta có: A=Amax2=5cm

Áp dụng định lí hàm cos, ta có:

A12=A22+A22A.A2cosπ6

52=A22+522.5.A2.cosπ6

A2253A2=0A2=53cm

 

 


Câu 35:

Hai dao động điều hòa (1) và (2) cùng phương, cùng tần số và cùng biên độ A=4cm. Tại một thời điểm nào đó, dao động  có li độ x=23cm , đang chuyển động ngược chiều dương, còn dao động (2) đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Lúc đó, dao động tổng hợp của hai dao động trên có li độ bao nhiêu và đang chuyển động theo hướng nào dưới đây?

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp giải:

Sử dụng máy tính bỏ túi, li độ dao động tổng hợp: A1φ1+A22=Aφ

Giải chi tiết:

Ở thời điểm t, dao động (1) có: x1=A1cosφ123=4cosφ1cosφ1=32v1=ωAsinφ1<0sinφ1<0φ1=π6

Ở thời điểm t, dao động (2) có: x2=0v2>0φ2=π2

Sử dụng máy tính bỏ túi, ta có: 

4π6+4π2=43π3

Li độ và vận tốc của dao động tổng hợp là: 

x=43cosπ3=23cmv=ωAsinπ3>0


Câu 36:

Đặt một điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây không thuần cảm nối tiếp với tụ điện, vôn kế nhiệt mắc vào hai đầu cuộn dây. Nếu nối tắt tụ điện thì số chỉ vôn kế tăng 3 lần và dòng điện chạy qua mạch trong hai trường hợp vuông pha với nhau. Hệ số công suất của mạch điện lúc đầu (khi chưa nối tắt tụ điện) là

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp giải:

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch: U=Ir2+ZLZC2

Hai đại lượng vuông pha có: tanφ1.tanφ2=1

Hệ số công suất: cosφ=rr2+ZLZC2

Giải chi tiết:

Ban đầu, số chỉ của vôn kế là: UV1=Ud=Ur2+ZL2r2+ZLZC2

Nối tắt tụ điện, số chỉ của vôn kế là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch: UV2=U

Theo đề bài ta có:

UV2=3UV1U=3UdU=3Ur2+ZL2r2+ZLZC2

r2+ZLZC2=9r2+ZL21

Cường độ dòng điện trong hai trường hợp vuông pha với nhau, ta có:

tanφ1.tanφ2=1ZLZCr.ZLr=1

ZLZLZC=r2

Thay vào phương trình (1), ta có:

ZLZLZC+ZLZC2=9ZLZLZC+ZL2

ZC2ZLZC=9ZLZCZC210ZLZC=0ZC=10ZL

r2=ZLZLZC=9ZL2r=3ZL

Hệ số công suất của mạch điện lúc đầu là:

cosφ=rr2+ZLZC2=3ZL9ZL2+ZL10ZL2=110


Câu 37:

Cho mạch điện xoay chiều hai đầu AB, gồm hai đoạn AM và MB mắc nối tiếp nhau. Điện áp tức thời giữa hai đầu AB, AM, MB tương ứng là uAB,uAM,uMB , được biểu diễn bằng đồ thị hình bên theo thời gian t . Biết cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i=2cosωtA . Công suất tiêu thụ trên các đoạn mạch AM và MB lần lượt là
Cho mạch điện xoay chiều hai đầu AB, gồm hai đoạn AM và MB mắc nối tiếp nhau. Điện áp tức thời giữa hai đầu (ảnh 1)

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp giải:

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị

Phương trình điện áp: u=U0cosωt+φ

Công suất tiêu thụ: P=UIcosφ=UR.I

Sử dụng giản đồ vecto

Giải chi tiết:

Từ đồ thị, ta có chu kì của điện áp là:

T=2.403103=20ms=0,02s

ω=2πT=2π0,02=100πrad/s

Phương trình điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB là: uAB=220cos100πtV

Ta thấy φAB=φi  trong mạch có cộng hưởng ZL=ZCUL=UC

Tại thời điểm t=103msΔφAM=π3rad,uAM=0  và đang giảm φAM=π2

φuAM=π2π3=π6rad

uAM=U0AMcos100πt+π6V

Tại thời điểm t=7,5msΔφMB=3π4rad,uMB=0  và đang giảm φMB=π2

φuMB=π23π4=π4rad

uMB=U0MBcos100πtπ4V

Ta có giản đồ vecto:

 Cho mạch điện xoay chiều hai đầu AB, gồm hai đoạn AM và MB mắc nối tiếp nhau. Điện áp tức thời giữa hai đầu (ảnh 1)

Từ giản đồ vecto, ta thấy:

UR1+UR2=UAB=2202V

ULcotanπ6+UCcotanπ4=155,56

UL=UC=155,56cotanπ6+cotanπ4=56,94V

Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AM và MB là:

PAM=UR1.I=ULcotanπ6.I=56,94.cotanπ6.1=98,62WPMB=UR2.I=UC.cotanπ4.I=56,94.cotanπ4.1=56,94W


Câu 38:

Hai vật A và BB có cùng khối lượng 1(kg) và có kích thước nhỏ, được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh, nhẹ, không dẫn điện dài 20( cm ), vật B tích điện tích q=106C . Vật A được gắn vào một đầu lò xo nhẹ có độ cứng k=10N/m , đầu kia của lò xo cố định. Hệ được đặt nằm ngang trên mặt bàn nhẵn trong một điện trường đều có cường độ điện trường E=2.105V/m  hướng dọc theo trục lò xo. Ban đầu hệ nằm yên, lò xo bị dãn. Cắt dây nối hai vật, vật B rời ra chuyển động dọc theo chiều điện trường, vật A dao động điều hòa. Sau khoảng thời gian 1,5s  kể từ lúc dây bị cắt thì A và B cách nhau một khoảng gần đúng là?

Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp giải:

Tần số góc của con lắc lò xo: ω=km

Độ lớn lực điện: Fd=E.q

Độ lớn lực đàn hồi của lò xo: Fdh=kΔl

Định luật II Niu – tơn: F=ma

Quãng đường chuyển động thẳng nhanh dần đều: s=v0t+at22

Giải chi tiết:

Ban đầu nối hai vật bằng dây dẫn, lực điện tác dụng lên vật B có độ lớn bằng độ lớn lực đàn hồi tác dụng lên vật A: Fd=FdhqE=kΔlΔl=qEk=0,02m=2cm

Cắt dây nối hai vật, hai vật chuyển động không vận tốc đầu, vật A ở biên dương

Biên độ dao động của vật A là: A=Δl=2cm

Tần số góc dao động của con lắc lò xo là: ω=km=101=10=πrad/s

Chọn gốc tọa độ tại VTCB của vật A

Phương trình dao động của vật A là: xA=2cosπtcm

Tại thời điểm 1,5 s , li độ của vật A là: xA=0

Vật B chuyển động với gia tốc: a=Fdm=qEm=0,2m/s2=20cm/s2

Phương trình chuyển động của vật B là: xB=A+Δx+v0t+at22=22+10t2

Tọa độ của vật B ở thời điểm 1,5 s là: xB=22+10.1,52=44,5cm

Khoảng cách giữa hai vật là: d=xBxA=44,5cm


Câu 39:

Trong một thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn S1 S2  cách nhau 16cm , dao động theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 80Hz . Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40cm/s. Ở mặt nước, gọi d là đường trung trực của đoạn S1S2 . Trên d, điểm M ở cách S110cm ; điểm N dao động cùng pha với M và gần M nhất sẽ cách M một đoạn có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?

Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp giải:

Phương trình giao thoa sóng:

Điều kiện cực đại giao thoa:

Giải chi tiết:

Bước sóng: λ=vf=4080=0,5cm

Trong một thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn S1 và S2 cách nhau 16cm , dao động theo phương vuông góc (ảnh 1) 

Điểm M , N nằm trên đường trung trực của S1S2 , ta có: d2M=d1M=dMd2N=d1N=dN

Độ lệch pha giữa hai điểm M, N là:

Δφ=φMφN=2dMλ2dNλ=2dMdNλ

 

Điểm N cùng pha với điểm M, ta có: Δφ=k2π2dMdNλ=k2πdMdN=kλ

Điểm N gần M nhất kmin=±1dMdN=±λ

dMdN=λdN=dMλ=9,5cmdMdN=λdN=dM+λ=10,5cm

 

Với dN=9,5cm , ta có:

MN=IMIN=dM2S1I2dN2S1I20,88cm=8,8mm

 

Với dN=10,5cm , ta có:

MN=INIM=dN2S1I2dM2S1I2=0,8cm=8mm

 


Câu 40:

Ở mặt nước, một nguồn sóng đặt tại điểm O dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Sóng truyền trên mặt nước có bước sóng λ. Chọn hệ tọa độ vuông góc Oxy (thuộc mặt nước). Hai điểm P và Q nằm trên Ox, P dao động ngược pha với O còn Q dao động cùng pha với O. Giữa khoảng OP có 4 điểm dao động ngược pha với O, giữa khoảng OQ có 8 điểm dao động ngược pha với O. Trên trục Oy có điểm M sao cho góc PMQ đạt giá trị lớn nhất. Tìm số điểm dao động ngược pha với O trên đoạn MQ?

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp giải:

Độ lệch pha: Δφ=2πdλ

Công thức lượng giác: tanab=tanatanb1+tanatanb

Hàm số fx đạt cực trị khi  f'x=0

Hệ thức lượng trong tam giác vuông: 1h2=1b2+1c2

Giải chi tiết:

Điểm P dao động ngược pha với nguồn, giữa OP có 4 điểm ngược pha với O, ta có:

ΔφP=2π.OPλ=2k+1π;k=4OP=4,5λ

Điểm P dao động cùng pha với nguồn, giữa OQ có 8 điểm ngược pha với nguồn k=8

ΔφQ=2π.OQλ=8.2πOQ=8λ

Ta có hình vẽ:

 Ở mặt nước, một nguồn sóng đặt tại điểm O dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Sóng truyền trên mặt nước (ảnh 1)

Ta có: PMQ^=OMQ^OMP^tanPMQ^=tanOMQ^OMP^

tanPMQ^=tanOMQ^tanOMP^1+tanOMQ^.tanOMP^

tanPMQ^=OQOMOPOM1+OQOM.OPOM=OM.OQOPOM2+OQ.OP=OM.PQOM2+OP.OQ

Đặt OM=xfx=x.PQx2+OP.OQ

Xét f'x=PQ.x2+OP.OQ2x.x.PQx2OP.OQ2=x2.PQ+PQ.OP.OQx2OP.OQ2

Để fxmaxf'x=0x2.PQ+PQ.OP.OQ=0

x=OP.OQ=6λ

Kẻ  OHMQ

Áp dụng hệ thức lượng cho tam giác vuông OMQ , ta có:

1OH2=1OM2+1OQ21OH2=16λ2+18λ2OH=4,8λ

Số điểm dao động ngược pha với O trên đoạn MH thỏa mãn:

OH2k+1λOM4,8λ2k+1λ6λ1,9k2,5k=2

→ trên MH có 1 điểm dao động ngược pha với nguồn

Số điểm dao động ngược pha với O trên đoạn QH thỏa mãn:

OH2k+1λOQ4,8λ2k+1λ8λ1,9k3,5k=1;2;3

→ trên QH có 3 điểm dao động ngược pha với nguồn

→ Trên MQ có 4 điểm dao động ngược pha với nguồn

 


Bắt đầu thi ngay