Thông tin tài liệu
SỞ GD & ĐT NGHỆ AN === === Đề tài: KHAI THÁC BÀI TOÁN QUAN HỆ TỨC THỜI GIỮA CÁC ĐẠI LƯỢNG BIẾN THIÊN TUẦN HOÀN VÀ ĐỒ THỊ CẤP ĐỘ VẬN DỤNG VÀ VẬN DỤNG CAO TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 12 - THPT Lĩnh vực: Vật lí Nhóm tác giả: NGUYỄN THỊ TÁM – THPT Quỳnh Lưu Tổ : Tự nhiên Số điện thoại : 0385708565 LÊ THỊ THẮM – THPT Quỳnh Lưu Tổ : Tự nhiên Số điện thoại : 0975876700 LÊ NGỌC NĂM – THPT Nguyễn Đức Mậu Tổ : Tự nhiên Số điện thoại : 0963679603 Năm học 2021 - 2022 skkn MỤC LỤC NỘI DUNG PHẦN ĐẶT VẤN ĐỀ PHẦN NỘI DUNG I Cơ sở lý luận thực tiễn đề tài 1.1 Các đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian đồ thị 1.2 Quan hệ tức thời đại lượng biến thiên tuần hồn khơng phụ thuộc thời gian đồ thị 1.3 Thực trạng vấn đề 1.3.1 Điều tra thực trạng hứng thú học sinh toán "Quan hệ tức thời đại lượng biến thiên tuần hoàn đồ thị " 1.3.2 Nguyên nhân giải pháp khắc phục II Xây dựng hệ thống tập phương pháp giải toán "Quan hệ tức thời đại lượng biến thiên tuần hoàn đồ thị cấp độ vận dụng vận dụng cao" 2.1 Quan hệ tức thời đại lượng pha đồ thị 2.1.1 Quan hệ tức thời đại lượng pha đồ thị chương “Dao động cơ” 2.1.2 Quan hệ tức thời đại lượng pha đồ thị chương “Sóng sóng âm” 2.1.3 Quan hệ tức thời đại lượng pha đồ thị chương “Dòng điện xoay chiều” 2.1.4 Quan hệ tức thời đại lượng pha đồ thị chương “Dao động sóng điện từ” 2.2 Quan hệ tức thời đại lượng ngược pha đồ thị 2.2.1 Quan hệ tức thời đại lượng ngược pha đồ thị chương “Dao động cơ” 2.2.2 Quan hệ tức thời đại lượng ngược pha đồ thị chương “Sóng sóng âm” 2.2.3 Quan hệ tức thời đại lượng ngược pha đồ thị chương “Dòng điện xoay chiều” 2.2.4 Quan hệ tức thời đại lượng ngược pha đồ thị chương “Dao động sóng điện từ” 2.3 Quan hệ tức thời đại lượng vuông pha đồ thị 2.3.1 Quan hệ tức thời đại lượng vuông pha đồ thị chương “Dao động cơ” skkn Trang 3 10 10 10 11 11 12 14 16 19 20 21 24 26 27 28 29 2.3.2 Quan hệ tức thời đại lượng vng pha đồ thị chương “Sóng sóng âm” 2.3.3 Quan hệ tức thời đại lượng vng pha đồ thị chương “Dịng điện xoay chiều” 2.3.4 Quan hệ tức thời đại lượng vuông pha đồ thị chương “Dao động sóng điện từ” 2.4 Quan hệ tức thời đại lượng lệch pha đồ thị 2.4.1 Quan hệ tức thời đại lượng lệch pha đồ thị chương “Dao động cơ” 2.4.2 Quan hệ tức thời đại lượng lệch pha đồ thị chương “Sóng sóng âm” 2.4.3 Quan hệ tức thời đại lượng lệch pha đồ thị chương “Dịng điện xoay chiều” 2.4.4 Quan hệ tức thời đại lượng lệch pha đồ thị chương “Dao động sóng điện từ” 2.5 Tìm tịi mở rộng 2.5.1 Quan hệ hai đại lượng chương dao động 2.5.2 Quan hệ hai đại lượng chương Sóng sóng âm 2.5.3 Quan hệ hai đại lượng không biến thiên điều hòa chương Dòng điện xoay chiều 2.5.4 Quan hệ hai đại lượng biến thiên điều hịa khác chu kì III Đánh giá hiệu đề tài PHẦN KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC skkn 32 33 35 37 37 39 42 43 44 45 45 46 46 48 52 53 54 PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Bài tập vật lí dạy học phương tiện củng cố, đánh giá kiến thức vật lí; rèn luyện kĩ phân tích, tổng hợp, xử lí thơng tin góp phần phát triển tư vật lí Việc giải tập vật lí địi hỏi học sinh phải sử dụng tư tái chất tượng vật lí, từ sử dụng định luật, cơng thức, mối quan hệ đại lượng để giải vấn đề đặt Nhiều em cảm thấy việc học vật lí giải tập vật lí khó môn khác em chưa biết phân tích tượng vật lí, chưa thiết lập mối quan hệ toán học đại lượng bài, chưa biết khai thác đồ thị, chưa có tư để lập luận logic việc giải tập Vì việc nghiên cứu để thiết lập mối quan hệ đại lượng vật lí phương pháp đọc đồ thị đại lượng vật lí để giúp học sinh giải tập tốt cần thiết Qua q trình giảng dạy, chúng tơi thấy bốn chương chương trình vật lí 12 phần lớn nghiên cứu đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian mối quan hệ chúng không phụ thuộc thời gian Các mối quan hệ mơ tả phương trình đại số, mơ tả qua đồ thị hàm số Có nhiều tập vận dụng vận dụng cao đề thi học sinh giỏi đề thi THPT quốc gia đòi hỏi học sinh sử dụng kết hợp quan hệ tức thời đại lượng biến thiên tuần hoàn tư đồ thị giải Với đa số học sinh lớp 12, tập quan hệ tức thời đồ thị dạng khó, tài liệu tham khảo có đề cập đến rời rạc, khơng có tính hệ thống xun suốt bốn chương, học sinh “ngại” làm loại tập Vì xây dựng phương pháp giải toán quan hệ tức thời đồ thị đại lượng biến thiên tuần hoàn hệ thống tập vận dụng khoa học, logic rõ ràng khắc phục chướng ngại em, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Chính lí trên, với mong muốn góp phần vào việc đổi nâng cao chất lượng ôn tập cho học sinh kì thi học sinh giỏi, tốt nghiệp THPT nói riêng hiệu dạy học mơn vật lí lớp 12 trường THPT nói chung, chúng tơi lựa chọn nghiên cứu đề tài "Khai thác toán quan hệ tức thời đại lượng biến thiên tuần hoàn đồ thị cấp độ vận dụng vận dụng cao chương trình vật lí 12 - THPT" Đóng góp đề tài Đề tài hệ thống hóa kiến thức đại lượng biến thiên điều hịa, biến thiên tuần hồn theo thời gian, từ thiết lập mối quan hệ tức thời đại lượng khơng phụ thuộc thời gian, mơ tả mối quan hệ đồ thị xây dựng hệ thống tập vận dụng, vận dụng cao xuyên suốt bốn chương đầu chương trình vật lí 12 – THPT skkn - Tính mới: Đây đề tài nghiên cứu đúc rút từ kinh nghiệm giảng dạy có tính thực tiễn cao, khắc phục hạn chế mà tài liệu tham khảo chưa trình bày Kết hợp với hướng phát triển dạy học, xu hướng đề kì thi tốt nghiệp Bộ GD & ĐT kì thi học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 12 tỉnh Nghệ An Đề tài có tính ứng dụng cao nghiên cứu dạy học giáo viên hoạt động tìm tịi học tập, ôn thi học sinh Trong đề tài, tập tham khảo từ tài liệu đề thi tác giả khác, thiết số tập - Về hiệu kinh tế - xã hội: Đề tài tạo hiệu ứng tốt q trình dạy học mơn vật lí lớp 12 - THPT Góp phần nâng cao chất lượng dạy học, giúp học sinh đạt kết cao kì thi học sinh giỏi cấp tỉnh kì thi tốt nghiệp THPT, có nhiều phương án tốt việc lựa chọn ngành nghề tương lai Đề tài làm tư liệu dạy học cho giáo viên học sinh ôn thi học sinh giỏi cấp tỉnh ôn thi tốt nghiệp THPT skkn PHẦN II: NỘI DUNG I Cơ sở lí luận thực tiễn 1.1 Các đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian đồ thị Một đại lượng biến thiên điều hòa theo thời gian mơ tả phương trình tốn học dạng hàm số cosin (hoặc sin) x A cos(t ) Một đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian mơ tả phương trình tốn học dạng tổng hàm cosin (hoặc sin) số x A cos(t ) C x C A cos(t ) Khi vị trí cân vật có toạc độ x C Có thể đưa dạng hàm điều hòa x’ cách dịch song song trục thời gian Ot khoảng C Đồ thị hàm số có dạng đường hình sin: x xmax O t xmin T Hàm điều hịa Hàm tuần hồn 1.1.1 Các đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian đồ thị phụ thuộc thời gian thuộc chương “Dao động cơ” - Các đại lượng biến thiên điều hòa theo thời gian gồm: +) Li độ: x A cos(t ) +) Vận tốc: v A cos(t ) +) Gia tốc: a A cos(t ) +) Lực kéo về: : Fkv m A cos(t ) - Các đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian gồm: +) Lực đàn hồi lắc lò xo treo thẳng đứng, chiều dương hướng xuống: Fdh k (l x) k l kA cos(t ) - Lực đàn hồi lắc lò xo treo thẳng đứng, chiều dương hướng lên: Fdh k (l x) k l kA cos(t ) - Động năng, lắc lò xo: skkn 1 1 Wt kA2 kA2 cos(2t 2 ) ; Wd kA2 kA2 cos(2t 2 ) 4 4 Đồ thị biểu diễn lực đàn hồi động năng, biến thiên theo thời gian: Chiều (+) hướng lên Chiều (+) hướng xuống O Tương tự với đại lượng đặc trưng lắc đơn 1.1.2 Các đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian đồ thị phụ thuộc thời gian thuộc chương “Sóng sóng âm” 1.1.2.1 Sự truyền sóng Giả sử nguồn sóng O phát sóng truyền phương Ox, phương trình sóng vị trí M Ox cách O khoảng x là: t x u a cos( (t t )) a cos(2 ( )) T Phương trình sóng thể hiện: Sóng vừa có tính tuần hồn theo thời gian, vừa có tính tuần hồn theo khơng gian - Tính tuần hồn theo thời gian: Chuyển động phần tử sóng điểm M Ox có tọa độ x d dao động điều hòa theo thời gian u a cos( 2 2 d t ) T - Tính tuần hồn theo khơng gian: vị trí tất phần tử sóng thời skkn điểm xác định t0: u a cos( 2 t0 2 x) T - Đồ thị sóng tuần hồn theo thời gian theo không gian: y a u a uN uM O t2 t1 t x O -a -a λ T 1.1.2.2 Sóng dừng Khi hình thành sóng dừng sợi dây, phần tử điểm M cách điểm nút đoạn d dao động điều hịa với phương trình: u 2a cos( 2 d 2 t 2 d 2 t )cos( ) 2a sin cos( ) T T Đồ thị sóng sóng dừng mơ tả hình ảnh sợi dây thời điểm khác nhau: u 𝜆 t M B M’ O x t+Δt 𝜆 1.1.3 Các đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian đồ thị phụ thuộc thời gian thuộc chương “Dòng điện xoay chiều” Đặt điện áp xoay chiều u U 0cos(t u ) vào đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm đoạn AM có điện trở R, đoạn MN chứa cuộn dây cảm có độ tự cảm L đoạn NB chứa tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp mạch có dịng điện xoay chiều chạy qua với phương trình i I 0cos(t i ) C L R A M B N Khi đó, biểu thức điện áp đoạn mạch là: u AM uR U Rcos(t i ) uMN uL U Lcos(t i ) uNB uC U 0C cos(t i ) skkn u AN uRC U AN cos(t i AN ) uMB uLC U LC cos(t i ) *Định luật điện áp tức thời: u AB u AM uMN uNB uR uL uC 1.1.4 Các đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian đồ thị phụ thuộc thời gian thuộc chương “Dao động sóng điện từ” Mạch dao động lí tưởng LC cung cấp lượng ban đầu mạch có dao động điện từ tự Các đại lượng biến thiên điều hòa theo thời gian là: q Q0cos(t+ ) - Điện tích hai tụ: uC U0cos(t+ ) - Hiệu điện hai tụ: - Hiệu điện hai đầu cuộn dây: uL U 0cos(t+ ) i I 0cos( t+ - Dòng điện mạch: ) - Đồ thị điện áp dòng điện theo thời gian U0 u(V) i I0 T T t(s) O t O -U0 - I0 1.2 Quan hệ tức thời đại lượng biến thiên tuần hồn khơng phụ thuộc thời gian đồ thị Xét hai đại lượng tức thời biến thiên điều hòa tần số theo thời gian x1 x2 có phương trình là: x1 A1cos(t 1 ) , x2 A2cos(t 2 ) Khi đó, quan hệ tức thời x1 x2 xảy các𝑥trường hợp sau: 𝐴1 Trường hợp 1: x1 pha với x2 −𝐴2 x1 x A1 A2 𝐴2 −𝐴1 Đồ thị quan hệ x1 x2 Hình x1 x A1 A2 𝐻ì𝑛ℎ 𝑥1 Trường hợp 2: x1 ngược pha với x2 𝑥2 𝐴1 𝐴2 −𝐴2 Đồ thị quan hệ x1 x2 Hình 𝑥2 −𝐴1 𝐻ì𝑛ℎ skkn 𝑥1 Trường hợp 3: x1 vuông pha với x2 ( x1 x ) ( )2 A1 A2 𝐴1 𝐴2 −𝐴2 Đồ thị quan hệ x1 x2 Hình −𝐴1 𝑥2 𝐻ì𝑛ℎ 𝑥1 Trường hợp 4: x1 lệch pha Δφ với x2 𝐴1 x x x x ( )2 ( ) 2 cos sin (4) A1 A2 A1 A2 𝐴2 −𝐴2 Đồ thị quan hệ x1 x2 Hình −𝐴1 𝑥2 𝐻ì𝑛ℎ x1 A1cos(t 1 ) x2 A2cos(t 2 ) A2cos(t 1 ) Chứng minh: x1 A cos(t 1 ) x2 cos(t ) cos cos(t ) sin sin(t ) 1 A2 sin.sin(t 1 ) x1 x cos A1 A2 Bình phương vế: sin (1 cos (t 1 )) ( sin 2 (1 ( ( x1 2 x x x ) cos 2 cos ( ) A1 A1 A2 A2 x1 x x x x ) ) ( ) 2cos 2 2 cos ( ) A1 A1 A1 A2 A2 x1 x x x ) ( ) 2 cos sin A1 A2 A1 A2 1.2.1 Quan hệ tức thời đại lượng biến thiên tuần hồn theo thời gian đồ thị khơng phụ thuộc thời gian thuộc chương “Dao động cơ” Các đại lượng biến thiên điều hòa đặc trung cho dao động vật gồm: li độ (x), vận tốc (v), gia tốc (a), lực kéo (Fkv) động lượng (p) - Hai đại lượng pha gồm có: Fkv a, p v - Hai đại lượng ngược pha gồm có: Fkv x, a x - Hai đại lượng vng pha gồm có: x v, a v, Fkv v, Fkv p, p x, p a skkn - Nhắc lại kiến thức trọng tâm - Nhắc lại phương pháp giải toán quan hệ hai đại lượng biến thiên điều hòa pha, Hướng dẫn nhà: - Giao phiếu học tập nhà củng cố phương pháp giải tập vửa xây dựng - Giao phiếu học tập nhà nghiên cứa “Con lắc lò xo” PHỤ LỤC : MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM 3.1 Một số hình ảnh thực nghiệm THPT Quỳnh lưu : 67 skkn 68 skkn 3.2 Một số hình ảnh thực nghiệm THPT Nguyễn Đức Mậu : 69 skkn 3.2 Một số hình ảnh thực nghiệm THPT Diễn Châu : 70 skkn PHỤ LỤC : BÀI TẬP TỰ GIẢI 4.1 Các đại lượng pha Câu 1: Hai lắc lò xo giống nhau, có khối lượng vật nặng m độ cứng lò xo k Hai lắc dao động hai đường thẳng song song, có vị trí cân gốc tọa độ Chọn mốc vị trí cân bằng, hai lắc có đồ thị dao động hình vẽ Ở thời điểm t, lắc thứ có động 0,06 J, lắc thứ hai 4.103 ( J ) Lấy 10 Khối lượng m A kg B kg C kg D kg Câu 2: Có hai lắc lị xo giống có khối lượng vật nhỏ m=400g Mốc vị trí cân 10 Gọi x1, x2 đồ thị li độ theo thời gian lắc thứ thứ hai hình vẽ Tại thời điểm t lắc thứ có động 0,06J lắc thứ hai 0,005J Chu kì hai lắc là: A 2s Câu 3: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm đoạn AM chứa điện trở R, đoạn MN chứa cuộn dây có điện trở r có cảm kháng Z L đoạn NB chứa tụ 10 x(cm) T/2 (x1) (x2) t(s) T 5 10 B 0,5 C 0,25s D.1s điện có dung kháng Z C Hình vẽ đồ thị phụ thuộc thời gian điện áp đoạn AN (đường 1), MB (đường 2) Hệ thức sau A R 2r B r 2R C Z L 3ZC D Z L 2ZC Câu 4: Đặt điện áp xoay chiều u vào hai đầu mạch điện gồm điện trở R 50 , cuộn dây cảm L tụ có điện dung C thỏa mãn LC 104 Đồ thị 2 cường độ dòng điện mạch hình vẽ Biểu thức u A u 100 cos(100 t ) C u 100cos(100 t ) B u 100cos(100 t ) D u 100 cos(100 t ) 71 skkn Câu (ĐH 2020 – 203) Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ vật nhỏ A có khối lượng m Lần lượt treo thêm cân vào A chu kì dao động điều hịa lắc tương ứng T Hình bên biểu diễn phụ thuộc T2 theo tổng khối lượng ∆m cân treo vào A Giá trị m là: A 110g B 90g C 50g D 70g Câu 6: Trong thực hành đo gia tốc trọng trường g lắc đơn, nhóm học sinh tiến hành đo, xử lý số liệu vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc bình phương chu kì dao động điều hịa ( T ) theo chiều dài l lắc hình bên Lấy 3,14 Nếu chiều T (s ) 0,81 O 0,3 l ( m) dài lắc 1m chu kì dao động A 1,51 s B 2,46 s C 1,78 s D 2,01 s 4.2 Các đại lượng ngược pha Câu 1: Điểm sáng A đặt trục thấu kính, cách thấu kính 30 cm Chọn trục tọa độ Ox vng góc với trục chính, gốc O nằm trục kính thấu kính Cho A dao động điều hòa theo phương trục Ox Biết phương trình dao động A ảnh A’ qua thấu kính biểu diễn hình vẽ Tiêu cự thấu kính A -10 cm B 15 cm C 10 cm D -15 cm Câu Hai lắc lị xo có vật nặng khối lượng kích thích dao động điều hịa có động biến thiên theo đồ thị thời gian đồ thị hình bên Vào thời điểm hai lắc tỉ số động lắc lắc A 9/5 B 9/4 C 3/2 D 8/5 Câu Một lắc lị xo có độ cứng k dao động điều hòa mặt phẳng ngang Gọi x F li độ lực kéo tác dụng lên vật Tại thời điểm t1, ta xác định hai giá trị x1, F1; thời điểm t2, ta xác định hai giá trị x2, F2 Độ cứng k lò xo liên hệ với x1, F1, x2, F2 A.𝑘 = 𝐹1 𝑥1 + 𝐹2 𝑥2 B 𝑘 = √ 𝐹12 −𝐹22 𝑥22 −𝑥1 C 𝑘 = √ 𝐹12 +𝐹22 𝑥22 +𝑥12 D.𝑘 = 𝐹1 𝑥1 − 𝐹2 𝑥2 72 skkn Câu 4: Động dao động CLLX mô tả theo dao động đồ thị hình vẽ Cho biết khối lượng vật 100g, vật dao động hai vị trí cách 8cm Chu kì dao động vật A 0,4π (s) B 0,2π (s) C 0,6π (s) Et(mJ) O D 0,8π (s) Câu Một vật có khối lượng 10g dao động điều hịa quanh vị trí cân x có đồ thị phụ thuộc hợp lực tác dụng lên vật vào li độ hình vẽ Chu kỳ dao động A 0,256 s B 0,152 s C 0,314 s Eđ(mJ) D 1,255 s F(N) 0,8 x(m) -0,2 0,2 -0,8 Câu Đặt điện áp xoay chiều u U 0cos(100 t )V vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R; cuộn cảm có cảm kháng ZL=50Ω tụ điện có điện dung ZC=100Ω Tại thời điểm đó, điện áp điện trở cuộn dây có giá trị tức thời 40V điện áp tức thời hai đầu mạch điện là: A 40V B C 60V D 402 V Câu 7(ĐH 2013): Đặt điện áp u 220 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc 0,8 nối tiếp gồm điện trở 20, cuộn cảm có độ tự cảm H tụ điện có điện dung 103 F Khi điện áp tức thời hai đầu điện trở 110 V điện áp 6 tức thời hai đầu cuộn cảm có độ lớn A 330V B 440V C 440 V D 330 V Câu Mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm điện trở R, cuộn cảm có cảm kháng Z L tụ điện có dung kháng ZC 2Z L Vào thời điểm hiệu điện điện trở tụ điện có giá trị tức thời tương ứng 40V 30V hiệu điện hai đầu mạch điện là: A 50V B 85V C 25V D 55V Câu Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Biết dung kháng tụ điện lần cảm kháng cuộn cảm Tại thời điểm t, điện áp tức thời hai đầu điện trở điện áp tức thời hai đầu mạch có giá trị tương ứng 40 V 60 V Khi điện áp tức thời hai đầu tụ điện A 20V B 40V C -20V D -40V Câu 10 Đặt điện áp xoay chiều ổn định u U 0cos(100 t )V vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp Cuộn dây cảm thuần, điện dung tụ điện thay đổi Điều chỉnh điện dung tụ cho điện áp hiệu dụng tụ đạt giá trị cực đại, điện áp tức thời cực đại R 12a(V) Biết điện áp tức thời 73 skkn hai đầu mạch 16a(V) điện áp tức thời hai đầu tụ 7a(V) Chọn hệ thức đúng: A 4R = 3L B 3R = 4L D 2R = L C R = 2L 4.3 Các đại lượng vuông pha Câu Hai dao động điều hịa phương tần số vị trí cân bằng, li độ x1 x2 phụ thuộc thời gia theo đồ thị sau Tổng tốc độ có giá trị lớn là: A.280πcm/s B.200πcm/s C 140πcm/s D 160πcm/s x(cm) x1 O x2 0,05 t(s) 0,15 -6 -8 Câu Hai vật dao động điều hòa hai đường thẳng song song cách 3cm, tần số, có vị trí cân nằm đường vng góc chung Đồ thị dao động hình vẽ Thời điểm lần thứ 2017 hai vật có li độ A 12097 s B 12108 s C 12101 s Câu Một sóng truyền trục Ox dây đàn hồi dài với tần số f 1/ 3( Hz ) Tại thời điểm t0 thời điểm t1 0,875( s) hình ảnh sợi dây mơ tả hình vẽ Biết d2 d1 10(cm) Gọi tỉ số tốc độ dao động cực đại D 12096 s phần tử dây tốc độ truyền sóng Giá trị A π B 3 C 5 D 2 Câu Đặt điện áp xoay chiều u 60 cos100 t (V ) (t tính giây s) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R 30 , tụ điện có điện dung C 103 ( F ) cuộn 4 cảm có độ tự cảm L thay đổi Điều chỉnh L L0 để cường độ hiệu dụng dòng điện đoạn mạch đạt cực đại Cố định giá trị L0, điện áp tức thời hai đầu điện trở uR 40V điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm A 100V B 80 2(V ) C 60 2(V ) D 60V 74 skkn Câu (Quốc Học Huế - 2018) Đồ thị biến đổi theo thời gian hiệu điện cường độ dòng điện đoạn mạch xoay chiều AB hình vẽ Tổng trở cơng suất tiêu thụ mạch có giá trị A Z = 100 Ω, P = 50 W B Z = 50 Ω, P = 100 W C Z = 50 Ω, P = W D Z = 50 Ω, P = 50 W Câu Cho đoạn mạch AB hình vẽ Biết 𝑅 = 80 𝛺, 𝑟 = 20𝛺 Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều u U cos100 t (V ) Đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện áp tức thời hai điểm A, N (uAN) hai điểm M, B (uMB) theo thời gian biểu diễn hình vẽ u (V) 300 uMB A C L,r R M N t (s) B O uAN Điện áp hiệu dụng U đặt vào hai đầu mạch có giá trị gần giá trị sau đây? A 275 V B 200 V C 180 V D 125 V Câu Cho mạch điện hình vẽ, cuộn dây cảm Điện áp xoay chiều hai đầu A B u 100 6cos(100 t )(V ) Điện trở dây nối nhỏ Khi k mở k đóng, đồ thị cường độ dịng điện qua mạch theo thời gian tương ứng im (đường 1) iđ (đường 2) biểu diễn hình bên Giá trị R bằng: A 100 Ω B 50 Ω C 100 Ω D 50 Ω Câu Mạch R nối tiếp với tụ điện có điện dung C Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có tần số f 50Hz Khi điện áp tức thời hai đầu R 20 (V) cường độ dịng điện tức thời (A) điện áp tức thời hai đầu tụ 45(V); đến điện áp hai đầu R 40 V điện áp tức thời hai đầu tụ C 30(V) Giá trị điện dung C 3.103 A (F) 8 2.103 B (F) 3 104 C (F) 103 D (F) 8 Câu Cho mạch dao động LC lí tưởng có điện tích cực đại Q0 5C có tần số dao động f1, f2 f3 Biết thời điểm, điện tích dịng 75 skkn điện mạch dao động liên hệ với biểu thức q1 q2 q3 Tại thời i1 i2 i3 điểm t, điện tích tụ mạch dao động q1 3C, q2 2C q3 Điện tích q3 A 0, 4C B 4C C 0,5C D 5C Câu 10 Cho hai mạch dao động LC có tần số Điện tích cực đại tụ thứ tụ thứ hai Q1 Q2 thỏa mãn Q1 Q2 8.106 (C ) Tại thời điểm, mạch thứ có điện tích cường độ dòng điện q i1, mạch thứ hai có điện tích cường độ dịng điện q2 i2 thỏa mãn q1i2 q2i1 6.109 Giá trị nhỏ tần số góc hai mạch gần với giá trị sau ? A 385 rad/s B 370 rad/s C 340 rad/s D 360 rad/s Câu 11 Trong mạch dao động điện từ lí tưởng có dao động điện từ điều hồ với tần số góc ω=5.106 rad/s Khi điện tích tức thời tụ điện q 3.108 (C ) dịng điện tức thời mạch i=0,05A Điện tích lớn tụ điện có giá trị: A 3,2.10-8 C B 3,0.10-8 C C 2,0.10-8 C D 1,8.10-8 C Câu 12 Mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm 50mH tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự với cường độ dòng điện i 0,12cos(2000t ) (i tính A, t tính s) Ở thời điểm mà cường độ dòng điện mạch nửa cường độ hiệu dụng hiệu điện hai tụ có độ lớn A 14 V B V C 12 V Câu 13 Hai chất điểm dđ đh phương với tần số góc 𝜔1 𝜔2 , đồ thị biểu diễn gia tốc chất điểm theo vận tốc hình vẽ Tỉ số 𝜔1 là: D 14 V a (1) 𝜔2 A B C 1/9 D 1/3 Câu 14 Một chất điểm dao động điều hòa, đồ thị biểu diễn mối liên hệ vận tốc v li độ x dao động cho hình vẽ Tần số dao động là: 𝜋 𝜋 A (rad/s) B 2𝜋 (rad/s) C 𝜋(rad/s) D (rad/s) O (2) 𝑣(𝑐𝑚 /𝑠) 9𝜋 𝑥(𝑐𝑚) 12𝜋 4.4 Các dại lượng lệch pha Câu Một chất điểm tham gia đồng thời hai dao động điều hòa phương có đồ thị hình vẽ Phương trình dao động tổng hợp chất điểm là: v O 12 x(cm) t( s) -2 76 skkn A x 4cos(2 t 2 )cm B x 2cos(2 t )cm C x 2cos(2 t 2 )cm D x 2cos(2 t Câu Hai chất điểm (1) (2) có khối lượng, dao động điều hịa hai đường thẳng song song, có vị trí cân thuộc đường thẳng vng góc với quỹ đạo Đồ thị phụ thuộc li độ vào thời gian hai chất điểm hình Tại thời điểm hai chất điểm có li độ lần thứ hai kể từ lúc ban đầu t tỉ số động hai chất điểm Wd1 bằng: Wd A Câu Đồ thị biểu diễn động vật m 200 g dao động điều hịa hình vẽ ứng với phương trình dao động sau đây? 2 )cm x(cm ) (1) t(s) O (2) B C D Wđ(mJ) 40 20 t(s) O 1/16 A x 5cos(4 t 3 / 4) cm B x 5cos(4 t / 4) cm C x 4cos(4 t / 4) cm D x 4cos(4 t 3 / 4) cm Câu Khi khảo sát dao động điều hòa vật nặng 1kg, bạn An vẽ đồ thị vật hình vẽ Trong q trình tính tốn bạn An lấy 10 Vật mà bạn An khảo sát dao động với biên độ bằng: A 3,75 cm B 30cm C 60cm Câu Một vật có khối lượng m 400 g dao động điều hịa có đồ thị hình vẽ Tại thời điểm t vật chuyển động theo chiều dương Phương trình dao động vật là: D 15 cm Wt(mJ) 20 15 t(s) 1/6 B x 5cos(2 t 5 / 6) cm A x 10cos( t / 3) cm 77 skkn C x 10cos( t / 6) cm D x 5cos(2 t / 3) cm Câu Sóng truyền sợi dây đàn hồi dài theo chiều ngược chiều dương trục Ox Tại thời điểm hình dạng sợi dây hình vẽ Các điểm O, M, N nằm dây Chọn đáp án A ON=30cm, N lên u(mm) M +4 O -2 x(cm ) 12 N B ON=28cm, N lên C ON=30cm, N lên D ON=28cm, N xuống Câu Sóng ngang có tần số f truyền sợi dây đàn hồi dài, với tốc độ 3m/s, u(cm) 𝑈𝑁 𝑈𝑀 biên độ 4cm Xét hai điểm M N nằm phương truyền sóng, cách t1 t khoảng x Đồ thị biểu diễn li độ sóng O M N theo thời gian t hình vẽ Biết t1 0,05( s) Tại thời điểm t2, khoảng cách hai phần tử M N có giá trị gần giá trị sau A 4,8 cm B 6,7 cm C 3,3 cm t(s) D 3,5 cm Câu (Chuyên Nguyễn Huệ) Một sóng hình sin truyền sợi dây theo chiều dương trục Ox Hình vẽ mơ tả hình dạng sợi dây thời điểm t1 (đường nét đứt) t2 t1 0,25 (s) (đường liền nét) Tại thời điểm t2, vận tốc điểm N nhận giá trị đây? A – 39,3 cm/s B 75,4 cm/s C – 75,4 cm/s D 39,3 cm/s Câu Một sóng truyền dọc theo trục 0x sợi dây đàn hồi dài với tần số f Hz Tại thời điểm t0 thời điểm t1 0,75( s) hình ảnh sợi dây có dạng hình vẽ Gọi a tỉ số tốc độ dao động cực đại phần tử dây tốc độ truyền sóng Biết d2 d1 3(cm) Giá trị a 3 5 10 B 2 C D Câu 10 Đặt điện áp xoay chiều Biết u 100cos(100 t )V vào hai đầu mạch điện gồm điện trở R, tụ có điện dung C cuộn dây cảm mắc nối tiếp, hệ số tự cảm L thay đổi Điều chỉnh giá trị L điện áp hiệu dụng hai đầu 78 A skkn cuộn dây lớn thấy rằng, u triệt tiêu điện áp tức thời hai đầu điện trở tụ điện uRC = ±100V Điện áp hiệu dụng cực đại đầu cuộn dây là: A 50 V B 50V D 50 V C 100V ucd Câu 11(ĐH 2019-223) Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện C cuộn dây có trở mắc nối tiếp Hình bên đồ thị đường cong biểu diễn mối liên hệ điện áp tức thời hai đầu cuộn dây (ucd) điện áp tức thời hai đầu tụ điện C (uC) Độ lệch pha ucd uC có giá trị là: A 2,68 rad B 2,09 rad C 2,42 rad D 1,83 rad Câu 12 cuộn dây có độ tự cảm L = tụ điện có điện dung C 103 0,15 O uC H điện trở r 3 mắc nối tiếp với F Tại thời điểm t1 (s) điện áp tức thời hai đầu cuộn dây có giá trị 15V, đến thời điểm t2 (t1 ) s điện áp tức thời hai đầu 75 tụ điện 15V Giá trị U0 A 10 V B 15 V C 15 V D 30 V 4.5 Tìm tịi mở rộng 4.5.1 Quan hệ hai đại lượng khơng biến thiên điều hịa I (W/m2) Câu Hai nguồn âm điểm phát sóng âm phân bố theo hướng, bỏ qua hấp thụ phản xạ âm mơi trường Hình vẽ bên đồ thị phụ thuộc cường độ âm I theo khoảng cách đến nguồn r (nguồn đường nét liền nguồn đường nét đứt) Tỉ số sông suất O nguồn công suất nguồn là: A 0,25 B C D 0,5 Câu 2(ĐH 2017-201) Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc mức cường độ âm L theo cường độ âm I Cường độ âm chuẩn gần với giá trị sau đây? A 0,31a B 0,35a C 0,37a r(m) D 0,33a 79 skkn Câu Đặt điện áp xoay chiều u U cos(t )V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R thay đổi, cuộn dây cảm tụ điện mắc nối tiếp Gọi φ độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện mạch Khi thay đổi R, đồ thị công suất tiêu thụ đoạn mạch phụ thuộc vào φ hình vẽ Giá trị φ1 A 1,57 rad B 1,205 rad C 0,365 rad D 0,79 rad Câu Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi, tần số f 50Hz vào hai đầu mạch điện gồm biến trở R, cuộn dây không cảm có điện trở r 30 độ tự cảm 1,2 104 L H , tụ điện có điện dung C F mắc nối tiếp Gọi P tổng công suất biến trở mạch Hình bên phần đồ thị P theo R Khi biến trở có giá trị R1 tổng hệ số công suất cuộn dây hệ số công suất mạch gần với giá trị sau đây? A 1,22 B 1,15 C 1,26 D 1,19 Câu Đặt điện áp xoay chiều u U cos t (V ) vào hai đầu đoạn mạch AB Hình 1, tụ điện có điện dung C thay đổi Hình đường biểu diễn mối liên hệ điện áp hiệu dụng U AM với φ đường biểu diễn mối liên hệ điện áp hiệu dụng U MB với φ (φ độ lệch pha điện áp u cường độ dòng điện mạch) Điều chỉnh C để 60 , U AM bao nhiêu? A 17 V B 14 V C 16 V D 15 V Câu (ĐH 2017) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm L tụ điện C Gọi URL điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch gồm R L, UC điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện C Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc URL UC theo giá trị biến trở R Khi giá trị R 80Ω điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở có giá trị A 160 V B 140 V C 1,60 V D 180 V 80 skkn 4.5.2 Quan hệ hai đại lượng khác chu kì Câu Đồ thi li độ theo thời gian chất điểm (đường 1) chất điểm (đường 2) hình vẽ, tốc độ cực đại chất điểm 4π(cm/s) Không kể thời điểm t=0, thời điểm hai chất điểm có li độ lần thứ là: A 4,0 s B 3,25 s C.3,75 s x(cm ) O (1) D 3,5 s Câu Hai vật nhỏ (1) (2) dao động điều hịa gốc tọa độ có khối lượng m 2m Đồ thị biểu diễn li độ hai chất điểm theo thời gian hình vẽ bên Tại thời điểm t0, tỉ số động Wd vật (1) với vật (2) Wd A B C (2 ) t(s ) x (cm) (1) D t (s) t0 O (2) Câu Đặt điện áp u U cos(t u )V (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Đồ thị phụ thuộc thời gian dòng điện tức thời mạch hai trường hợp 1 (đường 1) 2 (đường 2) hình vẽ Khi 1 mạch i (A) (1) O t (ms) (2) AB tiêu thụ công suất 540W Khi 3 1 / mạch tiêu thụ cơng suất gần giá trị sau đây? A.150 W B.450 W C.95 W D.80 W Câu Cho hai mạch dao động LC lí tưởng Đồ thị phụ thuộc thời gian cường độ dịng điện hai mạch hình vẽ bên (mạch đường 1, mạch đường 2) Tỉ số điện tích cực đại tụ mạch so với mạch A B C D i (A) (2) O t (s) (1) 81 skkn ... tuần hoàn đồ thị cấp độ vận dụng vận dụng cao" 2.1 Quan hệ tức thời đại lượng pha đồ thị 2.1.1 Quan hệ tức thời đại lượng pha đồ thị chương “Dao động cơ” 2.1.2 Quan hệ tức thời đại lượng pha đồ thị. .. giải toán "Quan hệ tức thời đại lượng biến thiên tuần hoàn đồ thị cấp độ vận dụng vận dụng cao" 2.1 Quan hệ tức thời đại lượng pha đồ thị Có hai trường hợp toán quan hệ pha: Trường hợp 1: Các đại. .. trường THPT nói chung, chúng tơi lựa chọn nghiên cứu đề tài "Khai thác toán quan hệ tức thời đại lượng biến thiên tuần hoàn đồ thị cấp độ vận dụng vận dụng cao chương trình vật lí 12 - THPT" Đóng
Ngày đăng: 09/02/2023, 14:06
Xem thêm:
