Tuyển tập 200 câu hỏi lý hay và khó có lời giải chi tiết - Tập 1

hay đổi giá trị của để công suất tiêu thụ trong mạch đạt cực đại.. X|c định giá trị cực đại của công suất trong mạch... Câu 11: N i hai cực của một m|y ph|t điện xoay chiều một pha v{o h

TUYỂN TẬP 200 BÀI VẬT LÝ HAY VÀ KHÓ TẬP 1 GSTT GROUP

Câu 1: Cho mạch điện xoay chiều AB như hình vẽ, trong đó điện trở R =

20Ω, cuộn d}y có điện trở thuần r =10Ω, độ tự cảm L = 1/π H, tụ điện có

điện dung C thay đổi được Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức

uAB = 120√2cos100πt (V) Người ta thấy rằng khi C = Cm thì điện áp

hiệu dụng giữa hai điểm M v{ B đạt cực tiểu là U1min Giá trị U1min khi đó

Ban đầu vật ở M (vị trí gặp nhau) Góc quay: = t = 5π

Vậy vật qua M v{ M 6 lần (kể cả ban đầu)

Câu 3: Một đoạn mạch n i tiếp gồm cuộn d}y có điện trở thuần r = 100 3  v{ độ tự cảm L = 0,191 H, tụ điện có điện dung C = 1/4(mF), điện trở R có giá trị thay đổi được Điện |p đặt v{o hai đầu đoạn mạch u =

200 2cos(100t) V hay đổi giá trị của để công suất tiêu thụ trong mạch đạt cực đại X|c định giá trị cực đại của công suất trong mạch

Trả lời : Đ|p |n B

Ta có = 60 = 40 = 20

t(t )

= 20 t(t 20 )

= 0 t = 20 m{ t = 100√3 t 100√3 t để = 0

a có bảng biến thi n:

Khi đó t = 100√3 n n = 200 100√3

3.100 20 = 228 ( ) Câu 4: Đoạn mạch oay chiều AB gồm một cuộn d}y mắc n i tiếp v i một điện trở , AB = 150 2V Điện |p hiệu dụng giữa hai đầu điện trở v{ hai đầu cuộn d}y lần lượt l{ 70V 170V Công suất ti u thụ l{

6

2πd)

= 6 cos (π

2

π(d d )) cos (40πt π3 π(d d ))

Bi n độ của điểm M = 6 cos(π

2

π(d d )) = 3cos2(π

2

π(d d )) = 1

4

(1) 12 3k 0,5 12 3,8 k 4,17 k = 3, ,4 có 8 điểm th a m~n (2) ta có 3,16 k 4,83 có 8 điểm th a m~n Vậy tất cả có 16 điểm th a m~n Câu 6: Cho đoạn mạch RLC ghép n i tiếp, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi: R = 120, 104

Câu 7: Đoạn mạch AB theo thứ tự gồm c|c đoạn mạch AM, MN và NB mắc n i tiếp Đoạn mạch AM chứa điện trở thuần , đoạn mạch MN chứa tụ điện C, đoạn mạch NB chứa cuộn dây không thuần cảm r, L Đặt v{o A, B điện áp xoay chiều u = 130√2 cos(100πt)V Biết điện áp hiệu dụng = 130V, = 50√2V, điện áp giữa 2 điểm M, B lệch pha 90o so v i điện áp giữa 2 điểm A, N Hệ s công suất của đoạn mạch AB là:

uL uAB

Vậy

Câu 8: Trong giao thoa Y-âng có a = 0,8mm, D = 1,2m Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc = 0,75µm

và = 0,45µm vào hai khe Vị trí trùng nhau của các vân t i của hai bức xạ trên màn là:

hử c|c đ|p |n khi k = 0 ta được đ|p |n th a m~n = (2k 1)i

Chú ý: V i c|c b{i to|n có c|c đại lượng thay đổi và m i liên hệ giữa chúng, ta có thể thử để loại

tr c|c đ|p |n sai, như vậy có thể rút ngắn thời gian làm bài

Câu 9: Một con lắc đơn gồm một quả cầu kh i lượng m = 250g mang điện tích q = 10-7C được treo bằng một sợi d}y không d~n, c|ch điện, kh i lượng không đ|ng kể chiều d{i 90cm trong điện trường đều có E

= 2.106 V/m ( E⃗⃗ có phương nằm ngang) Ban đầu quả đứng yên ở vị trí cân bằng Người ta đột ngột đổi chiều đường sức điện trường nhưng vẫn giữ nguy n độ l n của E, lấy g = 10m/s2 Chu kỳ v{ bi n độ dao động của quả cầu là:

mg= 0,08 suy ra = l tan = 0,072 (m) Khi E⃗⃗ đổi chiều thì vị trí cân bằng m i đổi sang phía bên kia (hình vẽ)

A R / 3 B 2R 3 C R 3 D 2R / 3

Trả lời : Đ|p |n D

Khi roto quay v i t c độ n (vòng/phút) thì

Khi roto quay v i t c độ 3n (vòng/phút) thì

Khi roto quay v i t c độ 2n (vòng/phút) thì

Chú ý: Khi thay đổi t c độ quay của roto thì tần s của dòng điện thay đổi hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch cũng thay đổi

Câu 11: N i hai cực của một m|y ph|t điện xoay chiều một pha v{o hai đầu đoạn mạch ngoài RLC n i tiếp B qua điện trở dây n i, coi t thông cực đại gửi qua các cuộn dây của máy phát không đổi Khi Rôto của máy phát quay v i t c độ n0 (vòng/phút) thì công suất tiêu thụ ở mạch ngo{i đạt cực đại Khi Rôto của máy phát quay v i t c độ n1 (vòng/phút) và n2 (vòng/phút) thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài có cùng một giá trị Hệ thức quan hệ giữa n0, n1, n2 là:

1 ( )1

= 1 11

1ma Khi 1 1 1 min

Câu 12: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Oy Ở chính giữa khoảng thời gian ngắn nhất khi vật

đi t vị trí bi n đến vị trí cân bằng thì t c độ là 40m/s Khi vật có li độ 10cm thì t c độ của vật là 30m/s Chu kì dao động là:

A s B

√ s D

√ s Trả lời : Đ|p |n D

A = 0,1 30 (2) thay vào (2) ta có:

Câu 13: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, Nguồn ph|t đồng thời 2 bức xạ đơn sắc 1

λ =0,64μm(đ ) và λ =0,48μm2 (lam) Trên màn hứng v}n giao thoa, trong đoạn giữa 3 vân sáng liên tiếp cùng màu v i vân trung tâm có s v}n s|ng đ và vân lam là:

A 4 v}n đ , 6 vân lam B 6 v}n đ , 4 vân lam C 7 v}n đ , 9 vân lam D 9 v}n đ , 7 vân lam

Vậy có 4 v}n đ và 6 vân lam

Câu 14: Cho mạch điện AB gồm một điện trở thuần R mắc n i tiếp v i một tụ điện

C và một cuộn d}y theo đ ng thứ tự Gọi M l{ điểm n i giữa điện trở thuần và tụ

điện, N điểm n i giữa tụ điện và cuộn d}y Đặt v{o hai đầu đoạn mạch điện áp

xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120√3 V không đổi, tần s f = 50Hz thì đo đươc

điện áp hiệu dụng giữa hai điểm M v{ B l{ 120V, điện áp uAN lệch pha so v i điện

áp uMB đồng thời u lệch pha so v i uAN Biết công suất tiêu thụ của mạch khi

đó l{ 360 Nếu n i tắt hai đầu cuộn dây thì công suất tiêu thụ của mạch là:

a có công thức tính công suất: = I cos = cos ⁄

Do đó, trư c khi n i tắt cuộn d}y = cos

π6 =

Gọi N l{ điểm dao động v i bi n độ cực tiểu gần A nhất nằm trên AB

Do trên AB khoảng cách giữa điểm dao động c i bi n độ cực đại v{ điểm dao động v i bi n độ cực tiểu gần nhất là Đồng thời A,B dao động c ng pha n n trung điểm của AB dao động v i

bi n độ cực đại Do đó để th a m~n c|c điều kiện trên thì

Để M thuộc vân cực tiểu đi qua N thì

Câu 16: Trong quá trình truyền tải điện năng đi a, giảm độ điện |p tr n đường dây tải điện một pha bằng n lần điện áp còn lại ở cu i đường d}y n{y Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha v i điện |p Để công suất hao phí tr n đường dây giảm a lần nhưng vẫn đảm bảo công suất truyền đến nơi tiêu thụ không đổi, cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần?

A

√ ( ) ( ) √

√ ( ) Trả lời : Đ|p |n A

v

4(cm)f

  

MA   x MB  MA  AB  x  17

1(cm)4



NA 1,5(cm); NB 15,5(cm)  NB NA 14(cm) 

MB MA 14(cm)   x 17  x 14 x 3,32(cm)

Giả sử ban đầu ở trạm phát ta có P, U, I Ở nơi ti u thụ nhận được ’, ’, I

Để th a mãn yêu cầu b{i to|n ta thay đổi điện |p ban đầu thành U1 khi đó ở trạm phát có P1, I1, ở nơi ti u thụ nhận được P1’, 1’, I1

và cùng pha v i nguồn A Khoảng cách AM là

rả lời : Đ|p |n C

= v = v.2π=0,4.2π

20π = 0,04 (m) hương trình sóng t A gửi đến M l{: u = acos (20πt ) = acos (20πt 50πd )

hương trình sóng t B gửi đến M l{ u = acos (20πt ) = acos (20πt 50πd )

hương trình sóng tại M:

u = u u = 2 acos(25π(d d )) cos(20πt 25π(d d ))

hần tử chất l ng tại M dao động v i bi n độ cực đại cos(25π(d d )) = 1 d d =0,04k vì ét gần A n n ta chỉ ét những điểm nằm tr n phần mặt phẳng có bờ l{ đường trung trực của AB v{ chứa A hay ta xét 0 d d 0,19 0 k 4,75

Mà k nguyên nên k=0, 1, 2, 3, 4

+ k=0, 2, 4 :u = 2a cos(20πt 25π(d d ))

= 25π(d d ) Đồng pha = 2mπ d d = 0,08 m AB = 0,19 m 2,375 m = 3, 4 ,

=

I = 100 L =

1

π(H) Câu 19: Một con lắc lò o đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ, độ cứng k = 50 N / m, một đầu c định, đầu kia gắn v i vật nh kh i lượng m = 100g1 Ban đầu giữ vật m1 tại vị trí lò xo bị nén 10 cm, đặt một vật nh khác kh i lượng m = 400g2 sát vật m1 rồi thả nhẹ cho hai vật bắt đầu chuyển động dọc theo phương của trục lò xo Hệ s ma s|t trượt giữa các vật v i mặt phẳng ngang μ = 0,05. Lấy 2

g = 10m / s Thời gian t khi thả đến khi vật m2d ng lại là:

Câu 20: Một con lắc lò o treo thẳng đứng, lò o kh i lượng không đ|ng kể, độ cứng k = 50N/m kh i lượng vật treo m = 200g Vật đang nằm y n ở vị trí c}n bằng thì được kéo thẳng đứng u ng dư i để lò

o gi~n tổng cộng 12cm rồi thả cho nó dao động điều hòa Lấy π 10, g = 10m/s hời gian lực đ{n hồi t|c dụng v{o gi| treo c ng chiều v i lực hồi phục trong một chu kỳ dao động l{

Trả lời : Đ|p |n C

Độ giãn lò xo tại VTCB: Δl =0 mg = 4cm

k Bi n độ dao động: A = Δl - Δl = 8cm0 Tần s góc ω = 5π rad / s

Chọn chiều dương hư ng xu ng Lực hồi phục: F = -kx

Lực đ{n hồi tác dụng v{o gi| treo (ngược chiều v i lực đ{n hồi tác dụng vào vật): F = k Δl + xdh  0 

Để lực đ{n hồi tác dụng vào giá treo và lực hồi phục ngược chiều thì:

Câu 22: rong qu| trình truyền tải điện năng đi a, biết rằng điện |p tức thời u luôn c ng pha v i cường

độ dòng điện i v{ l c đầu, độ giảm điện thế tr n đường d}y bằng 15% điện |p của tải ti u thụ Để công suất nơi ti u thụ nhận được không đổi v{ giảm công suất hao phí tr n đường d}y 100 lần, cần tăng điện

|p của nguồn l n :

rả lời : Đáp án D

Gọi: 1, U1’, I1, 1 lần lượt l{ hiệu điện thế d}y, hiệu điện thế tải ti u thụ, cường độ hiệu dụng, công suất hao phí ban đầu

U2, U2’, I2, 2 lần lượt l{ hiệu điện thế d}y, hiệu điện thế tải ti u thụ, cường độ hiệu dụng, công suất hao phí lúc sau

Để công suất nơi ti u thụ nhận được không đổi thì: 1’.I1=U2’.I2

110

uy ra: ’

’=

’ ’=

1

10 Do đó: = 8,5 Câu 23: Trên mặt nư c có hai nguồn kết hợp S1, S2 cách nhau 6√2cm dao động theo phương trình

u = acos 20πt (mm) Biết t c độ truyền sóng trên mặt nư c l{ 40 cm/s v{ bi n độ sóng không đổi trong quá trình truyền Điểm gần nhất ngược pha v i các nguồn nằm tr n đường trung trực của S1S2 cách S1S2

Chú ý: V i M nằm trên trung trực của đường n i 2 nguồn mà 2 nguồn đồng pha ta luôn có:

Câu 24: Điện áp xoay chiều ở phòng thực hành có giá trị hiệu dụng 24V tần s 50Hz Một học sinh cần phải quấn một máy biến |p để t điện áp nói trên tạo ra được điện áp hiệu dụng bằng 12V ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở Sau khi quấn máy một thời gian, học sinh này quên mất s vòng dây của các cuộn d}y Để tạo ra được máy biến |p theo đ ng y u cầu học sinh n{y đ~ n i cuộn sơ cấp của máy v i điện áp của phòng thực h{nh sau đó d ng vôn kế có điện trở rất l n để đo điện áp ở cuộn thứ cấp để hở Ban đầu kết quả đo được là 8,4V Sau khi quấn thêm 55 vòng dây vào cuộn thứ cấp thì kết quả đo được

là 15V B qua mọi hao phí ở máy biến |p Để tạo ra được máy biến |p theo đ ng y u cầu học sinh này cần phải tiếp tục giảm bao nhiêu vòng dây của cuộn thứ cấp?

  

1 2 1

Giả sử n2 l{ s vòng d}y học sinh định cu n

n1 l{ s vòng d}y cuộn sơ cấp

n = n 55

n

n 55=

2415

n = 70 n = 200 n = 100

Cần giảm 125 100 = 25(vòng)

Câu 25: N i hai cực của một m|y ph|t điện xoay chiều một pha có 5 cặp cực t v{o hai đầu đoạn mạch

AB gồm điện trở thuần R=100 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm L= và tụ điện có điện dung C= T c độ rôto của máy có thể thay đổi được Khi t c độ rôto của máy là n hoặc 3n thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch có cùng giá trị I Giá trị của n bằng

rả lời : Đ|p |n D

uất điện động cực đại của nguồn điện:

E = N = 2πN = E = E

√2(coi điện trở trong của m|y ph|t không đ|ng kể

a có cường độ dòng điện qua mạch: I =

V i f = np

Do I = I n n:

( L 1C)

= ( L 1C)( ( L 1

1C

1

n ) =

14π p (

1n

19n ) =

1036π p n =

1036π 5 n

uy ra: 10

36π 5 n =

4.10

9π n = 5 (vòng/s) Câu 26: Một con lắc lò o dao động điều hòa theo phương ngang v i chu kỳ T = 2π/5 (s), vật có kh i lượng m Khi lò o có độ dài cực đại và vật có gia t c – 1 m/s2 thì một vật có kh i lượng m0 (m= 2m0)

41H6π-4

10 F

3π

hư ng làm lò xo nén lại Qu~ng đường mà vật mđi được t lúc va chạm đến khi vật m đổi chiều chuyển động là

v l{ vận t c vật 2 sau va chạm {2m 0,225 = m v 2m v

= A A = 4 7 = 11(cm)

Câu 27: Cho hai vật dao động điều hoà trên cùng một trục toạ độ Ox, có cùng vị trí cân bằng là g c O và

có c ng bi n độ và v i chu kì lần lượt là T1 = 1 s và T2 = 2 s Tại thời điểm ban đầu, hai vật đều ở miền

có gia t c }m, c ng đi qua vị trí có động năng gấp 3 lần thế năng v{ c ng đi theo chiều âm của trục Ox Thời điểm gần nhất ngay sau đó m{ hai vật lại gặp nhau là

=

4

9(s)Câu 28: Đoạn mạch xoay chiều theo thứ tự gồm R, L, C mắc n i tiếp có thay đổi được Biết rằng khi thay đổi thì điện áp hiệu dụng không đổi Ta có kết luận

2s3

1s3

Câu 29: Hai bức xạ m{u đ và màu tím khi truyền trong ch}n không có bư c sóng lần lượt là

= 760nm v{ = 400nm Khi cho hai bức xạ này cùng truyền trong một môi trường có chiết suất đ i

v i t ng bức xạ lần lượt là n = 1,33 và n = 1,34 thì tỷ s năng lượng của 2 photon và tỷ s bư c sóng của 2 bức xạ là

Năng lượng photon: ε = hf = hc

λ không đổi do f không đổi, λ l{ bư c sóng trong chân không Vậy: 1 2

 Hệ s

công suất của mạch điện đang bằng 2

2 , nếu tăng thì

A tổng trở của mạch giảm B công suất toàn mạch tăng

C hệ s công suất của mạch giảm D hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu điện trở tăng

Câu 31: Đặt điện áp u = .cos( t) v{o hai đầu đoạn mạch RLC n i tiếp, v i L > CR2 Giữ nguyên giá trị , điều chỉnh tần s góc Khi = , điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại Giá trị bằng .1

L√

L

C √

22LC C √

1

LC 2L √

1LC Trả lời : Đ|p |n C

Ta sử dụng tính chất cực trị của tam thức bậc hai:

3 n n 4LC ( C) =

36

25.

L (1)

Giải phương trình (1) n C tìm được

π để ở tr n tồn tại, khi đó = 444 rad s⁄ , f = 50√2 Hz Câu 33: Cho prôtôn có động năng K = 2,5MeV bắn phá hạt nhân Li đứng yên Biết m = 1,0073u,

m = 7,0142u, m = 4,0015u, 1u = 931,5 MeV c⁄ Sau phản ứng xuất hiện hai hạt X gi ng nhau có

c ng động năng v{ có phương chuyển động hợp v i phương chuyển động của prôtôn một góc như nhau Coi phản ứng không kèm theo bức xạ γ Giá trị của là:

Trả lời : Đ|p |n D

p Li 2 X = 2 = (m m 2m )931,5 = 9,866 cos = p

√m

Câu 34 : Một ng tia X hoạt động ở hiệu điện thế UAK = 12kV Mỗi dây có 3,4.1017 electron đến đập vào

đ i cat t 1% của động năng của dòng electron chuyển th{nh năng lượng bực xạ tia X B qua động năng của electron khi bứt ra kh i cat t Sau mỗi phút nhiệt độ đ i cat t tăng th m 20120C Nhiệt dung riêng của chất l{m đ i l{ 0,13 J/gK Bư c sóng nh nhất min của tia X phát ra, vân t c của electron khi đến đ i cat t và kh i lượng m của đ i cat t là:

uy ra {

LC LC = 4,3976.10

1LC

2 2

cos

.cos

U

R P P

P U

R P R

2 2 1

1 2 2

Câu 37: Một con lắc đơn dao động điều hòa với phương trình li độ dài: s = 2cos7t (cm) (t đo bằng giây),

tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 (m/s2) Tỷ số giữa lực căng dây và trọng lực tác dụng lên quả cầu ở VTCB là

Câu 38: Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m = 200g, lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng

k= 80N/m; đặt trên mặt sàn nằm ngang Người ta kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng đoạn 3cm và truyền cho

nó vận tốc 80cm/s Cho g = 10m/s2 Do có lực ma sát nên vật dao động tắt dần, sau khi thực hiện được

10 dao động vật dừng lại Hệ số ma sát giữa vật và sàn là



 với   4  4  0,05

k

mg k

A Phản ứng (1) thu năng lượng B Phản ứng (1) tỏa năng lượng

C Năng lượng của phản ứng (1) bằng 0 D Không đủ dữ liệu để kết luận

HD: Định luật bảo toàn động lượng P p P P Hai hạt  có cùng động năng nên độ lớn động lượng