Giải chi tiết đề thi HSG Thái Bình Vật lí - 2015

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÁI BÌNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 2014-2015 Môn: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 90 phút, khơng kể thời gian giao đề (Đề gồm 06 trang; Thí sinh làm vào Phiếu trả lời trắc nghiệm) Mã đề: 210 Câu 1: Trong dao động điều hòa vật, thời gian ngắn hai lần động 0,6 giây Giả sử thời điểm đó, vật có động w đ, wt, sau khoảng thời gian ∆t vật có động 3wđ wt/3 Giá trị nhỏ ∆t A 0,1 giây B 0,8 giây C 0,4 giây D 0,2 giây T Ta có = 0,6 → T = 2,4s  x1 = ± A  Wt 2Wt Wt  W + W = 3W + → 2W = → W = → W = W → Theo → d  t d d d t 3 x = ± A  2 T 2,4 = = 0,2s →Chọn D → ∆t = 12 12 Câu 2: Một lị xo có độ cứng k = 25 N/m đặt thẳng đứng, đầu cố định, đầu gắn đĩa có khối lượng M = 900 g Đĩa nằm yên, vật nhỏ có khối lượng m = 100 g thả rơi tự từ độ cao h = 20 cm so với đĩa dính chặt vào đĩa Sau va chạm hai vật dao động điều hịa Chọn trục Ox có phương thẳng đứng, gốc O vị trí cân hai vật, chiều dương hướng xuống Gốc thời gian lúc va chạm Lấy g = π = 10 m/s2 Phương trình dao động vật 3π 3π A x = 4cos(5t − ) cm B x = 2cos(5t − ) cm 4 π π C x = 2cos(5t + ) cm D x = 2cos(5t − ) cm 2   h = 20 = gt VËn tèc m tr ­ íc va ch¹ m → t = 2s  → v m = 20 m / s Vật m rơi tự →   v m = g.t m.v m 0,1.20 = =2 m/s (1) → Vận tốc vật sau va chạm mềm : v = m + M 0,1 + 0,9 M.g  ChØ cã M → ∆l1 = = 0,36   k → x = −0, 04 m (2)  M + m g ( ) Khi cã m + M   → ∆l = = 0,4  k   x = −0,04 m A = cm  3π    → → x = 2cos  5t − ÷ cm → Chọn B Ta có  v = m / s 3π    ϕ = −  k 25 ω = = = rad/s  m+M Câu 3: Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây không cảm, điện trở thuần, tụ điện mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều Gọi R, r, Z L , ZC , Z điện trở thuần, điện trở cuộn dây, cảm kháng, dung kháng, tổng trở mạch Gọi u1, u2, u3 điện áp tức thời hai đầu điện trở thuần, tụ điện cuộn dây Khi điện áp hai đầu đoạn mạch pha với cường độ dòng điện i mạch u3 u2 u +u +u u A i = B i = C i = D i = ZC ZL R+r Z Trang 1/14 - Mã đề thi 210 u pha i → ZL = Zc → i = u + u r u1 + u + u = →Chọn D R+r R+r Câu 4: Một lắc lò xo đặt nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k = 40 N/m vật nặng có khối lượng m = 400 g Từ vị trí cân kéo vật đoạn cm theo phương nằm ngang thả nhẹ cho vật dao động điều hịa Sau thả vật π/30 (giây) giữ đột ngột điểm lị xo Biên độ dao động vật sau giữ lò xo A cm B cm C cm D cm A  x =  A = 8cm    T i vị trí giư lò xo Khi chưa giữ lò xo   Wt = W m 0, π π T  T = π k = π 40 = s → 30 s =     Wd = W  Giữ điểm lị xo   k = 2.k = 80 N / m  W 3W 7 → k A12 = + = W = k.A → A1 = A = cm →Chọn B →  Wd1 = Wd 8  W W  Wt1 = t =  Câu 5: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn S S2 cách 12 cm dao động với phương trình u1 = u2 = a cos 40π t (cm), tốc độ truyền sóng mặt nước 120 cm/s Coi biên độ sóng nguồn truyền khơng đổi Gọi I trung điểm S 1S2 Lấy hai điểm A, B nằm S 1S2 cách I khoảng 0,5 cm cm Tại thời điểm li độ dao động A mm li độ B A −2 mm B −2 mm C mm D mm Phương trình sóng tới A :  5,5  6,5     u A = a cos  40 πt − π ÷+ a cos  40 πt − π ÷ = a cos ( 40 πt )        u = a cos  40πt − π  + a cos  40 πt − π  = a cos ( 40 πt + π )    B 6÷ 6÷      2 Tại xA = → cos(40πt) = → xB = a  − ÷ = −2 cm →Chọn A a  a Câu 6: Mạch chọn sóng LC có C tụ điện phẳng khơng khí, hai tụ hình chữ nhật cách cm thu sóng điện từ có bước sóng 100 m Đưa từ từ vào khoảng hai tụ điện môi dày cm có số điện mơi song song với hai tụ đến điện môi chiếm nửa khoảng khơng gian hai tụ mạch thu sóng điện từ có bước sóng bao nhiêu? A 200 m B 150 m C 75 m D 100 m ε.S 1.S C= = → Khi đặt điện môi vào nửa tụ điện → ta có hệ tụ song song 9.109.4 π.d 9.10 9.4 π.d  S C = 4.S  9.10 9.4 π.d → → C SS = C1 + C = → C SS = 4C 9.10 9.4 π.d S  C = 9.10 4π.d  → λ SS C SS = → λ SS = λ = 200 m →Chọn A λ C Trang 2/14 - Mã đề thi 210 Câu 7: Một chất điểm dao động điều hịa với chu kì T = s Tại thời điểm t = 2,5 s tính từ lúc bắt đầu dao động, chất điểm qua vị trí có li độ x = -2 cm vận tốc v = −4π cm/s Phương trình dao động chất điểm π 2π A x = cos(2π t − ) cm B x = cos(2π t − ) cm 3 π 2π C x = cos(2π t + ) cm D x = cos(2t + ) cm 3 Theo → A = cm  x = −2 cm π x = − x = cm t = 2,5s t =0  → → →ϕ=−   v = −4 π cm / s  v = − v = π > π → x = 4cos(2π t − ) cm →Chọn A Câu 8: Cho mạch chọn sóng LC, khoảng cách hai tụ thay đổi được, khoảng cách hai tụ d tần số riêng mạch 750 KHz Nếu tăng giảm khoảng cách hai tụ lượng ∆d tần số riêng mạch lần Nếu tăng khoảng cách hai tụ lượng ∆d mạch thu sóng điện từ có bước sóng bao nhiêu? A 800 m B 200 m C 100 m D 500 m   f = π LC → f+ ∆d = 2f−∆d → d + ∆d = 4d − 4∆d → ∆d = 0,6d  ε.S C =  9.10 9.4 π.d 1 3.108 → C +5 ∆d = C → λ +5 ∆d = λ = = 200 m →Chọn B 2.750.103 Câu 9: Trên sợi dây dài 16 cm hai đầu cố định có sóng dừng, biên độ bụng sóng mm Người ta đếm dây có 20 điểm dao động với biên độ mm Bước sóng dây A 1,6 cm B 3,2 cm C 0,8 cm D 6,4 cm Trên bó sóng có điểm dao động biên độ λ   l = k → λ = 3,2 cm →Chọn B Sóng dừng dây có hai đầu cố định →   k = 10 Câu 10: Một ăng ten đa phát sóng điện từ đến máy bay bay thẳng hướng phía đa Thời gian từ lúc ăng ten phát sóng đến lúc nhận sóng phản xạ trở lại 120 µs Ăng ten quay với tốc độ góc 0,5 (vịng/s) Ở vị trí đầu vòng quay ứng với hướng máy bay, ăng ten lại phát sóng điện từ, thời gian từ lúc phát đến lúc nhận sóng phản xạ lần 118 µ s Biết tốc độ truyền sóng điện từ khơng khí 3.108 m/s Tốc độ trung bình máy bay A 145 m/s B 155 m/s C 160 m/s D 150 m/s −6 120.10 3.10 Máy bay cách đa lần thứ phát sóng : x1 = = 18000 m 118.10 −6.3.108 Máy bay cách đa lần thứ phát sóng : x = = 17700 m ∆x 18000 − 17700 = = 150 m / s →Chọn D → v mb = ∆t Câu 11: Trên mặt nước có hai điểm A B phương truyền sóng, phía so với nguồn sóng, cách khoảng phần tư bước sóng Tại thời điểm t, mặt thống A B cao vị trí cân 0,3mm 0,4mm Mặt thoáng A lên B xuống Coi biên độ sóng khơng đổi đường truyền sóng Sóng mặt nước có biên độ chiều truyền A 0,5 mm truyền từ A đến B B 0,5 mm truyền từ B đến A C 0,7 mm truyền từ B đến A D 0,7 mm truyền từ A đến B.\ Trang 3/14 - Mã đề thi 210 λ → Sóng A B dao động vuông pha Theo ta có giản đồ hình bên → a = 32 + 42 = 5mm → Sóng B sớm pha sóng A → Sóng truyền từ B đến A →Chọn B AB = Câu 12: Trong máy phát điện xoay chiều pha để giảm tốc độ quay rôto người ta A giảm số cuộn dây phần ứng, tăng số cặp cực phần cảm B tăng số cuộn dây phần ứng, giảm số cặp cực phần cảm C tăng số cuộn dây phần ứng, tăng số cặp cực phần cảm D giảm số cuộn dây phần ứng, giảm số cặp cực phần cảm Câu 13: Một sợi dây đàn hồi có sóng dừng, biên độ bụng 2A (cm) M N hai điểm nằm π 2π sợi dây có phương trình uM = A cos(10π t + ) cm ; u N = A cos(10π t − ) cm Tốc độ truyền sóng 3 dây 1,2 m/s Khoảng cách MN nhỏ A cm B cm C cm D cm π λ ) cm → M cách nút gần 12 2π λ u N = A cos(10π t − ) cm → N cách nút gần 12 uM = A cos(10π t + → MN gần M N nằm bên nút → MN = λ v 120 = = = cm →Chọn C 6.f 6.5 Câu 14: Một động điện xoay chiều pha hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V sinh công suất học 80 W Biết động có hệ số cơng suất 0,8 Điện trở dây 32 Ω Công suất tỏa nhiệt nhỏ cơng suất học Bỏ qua hao phí khác Cường độ hiệu dụng qua động A 1A B A C 2A D A 2 Theo P = U.I.cosϕ = 80 + I R ⇔ 32.I − 176.I + 80 =  I= I2 32 < 80  → → I = A →Chọn B   I = Câu 15: Đối với âm họa âm bậc dây đàn phát A tốc độ âm lớn gấp đôi tốc độ họa âm bậc B họa âm bậc có cường độ lớn cường độ âm C tần số họa âm lớn gấp đôi tần số họa âm bậc D tần số họa âm bậc lớn gấp đôi tần số âm Câu 16: Một lắc lị xo gồm vật nặng lị xo có độ cứng k = 50 N/m dao động theo phương thẳng đứng với biên độ cm Tần số góc ω = 10 rad/s Lấy g = π = 10 m/s2 Trong chu kì dao động, thời gian lực đàn hồi lị xo có độ lớn không vượt 1,5 N 2π π π π A s B s C s D s 15 60 30 15 Chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống dưới, gốc O VTCB vật Trang 4/14 - Mã đề thi 210 π  s  m = 0,1 kg ω = 10 → T = 5 → Ta có   ∆l = 0,02 m = cm  k = 50 N / m  Theo k ( ∆l + x ) ≤ 1,5 ⇔ 50 ( 0,02 + x ) ≤ 1,5 → x ≤ 0,01m = 1cm = →t =T- − T T 2T 2π − = = s →Chọn A 6 15 A Câu 17: Hai nguồn sóng kết hợp ngược pha biên độ A gây M giao thoa với biên độ sóng tổng hợp 2A Nếu tăng tần số dao động nguồn lên hai lần biên độ sóng tổng hợp M A 2A B A/2 C D A ( d − d2 ) f = k.2π d1 − d = 2π λ v ( d − d2 ) f1 = 2π ( d1 − d2 ) 2f = k.4π d − d2 = 2π Tăng f1 = 2.f → ∆φ1 = π → sóng tới M pha λ1 v v → Chọn A M dao động biên độ 2A → sóng tới M pha → ∆φ = π Câu 18: Hai lắc đơn giống dao động tự có chu kì T Người ta tích điện cho cầu đến điện tích q1, q2 đặt hai lắc vào điện trường có véc tơ cường độ điện trường hướng thẳng đứng xuống Các chu kì dao động nhỏ T = 5T0 T2 = 5T0/7 Biết lực điện q2 trường tác dụng lên cầu có độ lớn nhỏ trọng lượng chúng Tỉ số q1 5 A −1 B C D − 6 T1 = 5T0 → g = 25.g1 → g1 < g → q1 < 25 g → g2 > g → q2 > T2 = 5T0/7 → g = 49   q1 E   q E 24 g = 25  g − ÷  = g m  25 → q = −1  → m → →Chọn A  q q E 24 q E 25     = g g = 49  g + m ÷  m 25   Câu 19: Một lắc lò xo treo thẳng đứng, lị xo có độ cứng k = 40 N/m, vật nặng có khối lượng m Nâng vật lên đến vị trí lị xo khơng biến dạng thả nhẹ, vật dao động điều hòa với biên độ 2,5 cm Lấy g = 10 m/s Trong q trình dao động, cơng suất tức thời trọng lực tác dụng vào vật có giá trị cực đại A 0,41 W B 0,32 W C 0,50 W D 0,64 W Công suất tức thời trọng lực P = mgv với v vận tốc vật m → Pmax = mgvmax = mg kA kA k = g.A mk = g.A g m → Pmax = kA Ag = 40.2,5.10-2 (vì A = ∆l) 2,5.10 −2.10 = 0,5 W → Chọn C Câu 20: Một lắc lị xo gồm vật nặng có khối lượng m = 100 g treo vào lị xo có độ cứng k = 100 N/m dao động điều hòa Biết thời điểm ban đầu vật bắt đầu dao động vị trí lị xo có chiều dài lớn Lấy g = π = 10 m/s2 Tỉ số độ lớn vận tốc trung bình tốc độ trung bình khoảng thời gian 3/20 giây kể từ lúc vật bắt đầu dao động A B C 1/3 D 1/2 3T Theo → T = s → t = s = 20 Trang 5/14 - Mã đề thi 210 VËn tèc trung binh = → Tèc § é trung binh xsau − x tr ­ íc A−0 ∆t = = S 3A ∆t Câu 21: Một động điện xoay chiều hoạt động công suất liên tục ngày đêm tiêu thụ lượng điện 12 KWh Biết hệ số công suất động 0,83 Công suất tức thời cực đại động A 1,1 KW B 0,7 KW C 0,6 KW D 1,5 KW  P = PMax cos ( ωt + ϕ ) = 12  = 0,5KW  PTB = U.I.cosϕ =  24 → →Chọn A  0,5  P = U.I cos ( ωt + ϕ ) + U.I.cosϕ  PMax = UI + U.I cos ϕ = 0,83 + 0,5 ≈ 1,1KW   Câu 22: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L hai tụ giống có điện dung C mắc nối tiếp Hiệu điện cực đại hai đầu cuộn cảm U Tại thời điểm lượng điện trường tụ gấp đôi lượng từ trường cuộn cảm tụ bị đánh thủng hồn tồn Tính hiệu điện cực đại hai đầu cuộn cảm theo U0 sau tụ bị đánh thủng hoàn toàn? 2 U0 U0 A B C U D U 3 3 1 2 Ta có C nt = C → W = C nt U = C.U 2 WC   WC1 = WC = = W Tơ bÞ thđng 21 WC = 2WL →  → Wcßn = W = C.U 20 = C.U 20 míi 34 W = W L  U → U míi = →Chọn A Câu 23: Vật nhỏ lắc lị xo có khối lượng m = 200 g dao động điều hịa với chu kì T biên độ cm Biết chu kì, khoảng thời gian để gia tốc vật có độ lớn không nhỏ 500 cm/s2 T/2 Độ cứng lò xo A 40 N/m B 30 N/m C 50 N/m D 20 N/m a = 500 A   T → x a = 500 = = 2 → ω = 250 → k = 50 N / m →Chọn C  t a ≥ 500 =  Câu 24: Một mạch điện xoay chiều AB gồm hai hộp kín X Y ghép nối tiếp (mỗi hộp chứa ba phần tử điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C) Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB nguồn điện chiều có hiệu điện khơng đổi 12 V hiệu điện hai đầu hộp Y 12 V π Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều u AB = 100 2cos(100π t − ) (V ) điện áp hai π π đầu hộp X u X = 50 6cos(100π t − ) (V ) cường độ dòng điện i = 2cos(100π t − ) (A) Phần tử 6 hộp X, Y A RX = 25 Ω; RY = 25 Ω 0, 25 4.10−4 H; C = F π π 4.10−4 D R = 25 Ω; C = F π B L = 0, 25 H π Theo uX pha i → X R π π π Ta có ϕ = − + = − → u trễ pha i → Y tụ điện 6 C R = 25 Ω; L = Trang 6/14 - Mã đề thi 210  100 2  4.10 −4  = R + Z C Z = 25 Ω → C = F  → C π → →Chọn D  tgϕ = − = − Z C  R = 25 Ω   R Câu 25: Một chất điểm thực đồng thời hai dao động điều hịa phương có phương trình π π là: x1 = a cos(ωt + ) cm x2 = b cos(ωt − ) cm Biết phương trình dao động tổng hợp x = 5cos(ωt + ϕ ) cm Biên độ b dao động thành phần x2 có giá trị cực đại biên độ a cm A 5cm B C cm D cm ĐL hàm số Sin tam giác ta có : π  π  5sin  + α ÷ b a π β =   = = → b= → b max = 10 α = →  π π  sin π sin β a = sin sin  + α ÷  6 3  →Chọn C Câu 26: Một sóng lan truyền sợi dây dài với biên độ khơng đổi, chu kì T Ba điểm A, B, C nằm sợi dây cho B trung điểm AC Tại thời điểm t li độ ba phần tử A, B, C -5,4 mm, mm 5,4 mm Nếu thời điểm t li độ A C 7,2 mm thời điểm T (t2 + ) li độ phần tử B có độ lớn A 10,3 mm B 4,5 mm C mm D 7,3 mm Tại t2 li độ A C 7,2 cm → A C không ngược pha AC không đổi → độ lệch pha sóng A C khơng đổi Ta có vị trí điểm A, B, C hình bên 5,  sin ∆ϕ = a → a = 7,2 + 5,4 = mm →  7,2  cos∆ϕ =  a T π → t = t2 + → xC = a.cos = 9.0,5 = 4,5 cm →Chọn B Câu 27: Một lắc đơn treo vào thang máy, thang máy đứng n lắc dao động điều hịa với chu kì giây, thang máy chuyển động theo phương thẳng đứng lắc dao động với chu kì lớn giây Hỏi thang máy chuyển động nào? A Nhanh dần xuống B Thẳng C Chậm dần xuống D Nhanh dần lên r l = const Chu kì tăng → gbiểu kiến giảm → Fqn tính hướng lên → a hướng xuống →Chọn A Câu 28: Hai chất điểm M N dao động điều hòa tần số dọc theo hai đường thẳng song song kề song song với trục tọa độ Ox Vị trí cân M N đường thẳng qua gốc tọa độ vuông góc với trục Ox Biên độ M N cm Trong trình dao động, khoảng cách lớn M N theo phương Ox 18 cm Dao động tổng hợp M N có biên độ Trang 7/14 - Mã đề thi 210 A 12 cm B cm C cm Ta có 18 ≠ 2A → MN max M N có li độ đối xứng Ta có biểu diễn M N hình bên → PM = 2.3 − 92 = 3 D cm → Biên độ tổng hợp OK = 2PM = 2.PQ = 2.3 = cm →Chọn C Câu 29: Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng điện áp hiệu dụng cuộn thứ cấp 20 V Nếu tăng số vòng dây cuộn thứ cấp thêm 60 vịng điện áp hiệu dụng cuộn thứ cấp 25 V Nếu giảm số vịng dây cuộn thứ cấp 90 vịng điện áp hiệu dụng cuộn thứ cấp A 15 V B 10 V C 17,5 V D 12,5 V  N1 U1  N = 20 N + 60 25  Chia vÕ  → = → N = 240 vßng Ta có  N2 20  N1 = U1  N + 60 25  N1 U1  240 = 20 240 − 90 U Chia vÕ  → = → U = 12,5 V →Chọn D Lại có  N U 240 20 1  =  240 − 90 U Câu 30: Một lắc lị xo gồm lị xo có độ cứng k = 18 N/m, vật nặng khối lượng M = 100 g dao động khơng ma sát mặt phẳng nằm ngang Đặt lên vật M vật m = 80 g kích thích cho hệ hai vật dao động điều hòa 2 theo phương ngang với biên độ A Cho hệ số ma sát nghỉ m M µ = 0,4 Lấy g = π = 10 m/s Giá trị lớn biên độ A để trình dao động vật m không bị trượt vật M A 1,5 cm B 2,5 cm C cm m không bị trượt Fqu¸n tÝnh m max ≤ Fma s¸t nghØ → m.amax ≤ µ.m.g 18 ⇔ ω12 A ≤ µ.g → A ≤ 0, 4.10 → A ≤ 0,04 m = cm →Chọn D 0,1 + 0, 08 D cm Câu 31: Tại điểm O có nguồn âm giống phát sóng âm M có mức cường độ âm 50 dB Để M có mức cường độ âm 60 dB số nguồn âm cần đặt thêm O bao nhiêu? (coi nguồn âm giống nhau, nguồn điểm, môi trường đẳng hướng không hấp thụ âm) A B 10 C 45 D 60 Gọi công suất nguồn P, nguồn phát sóng cầu Gọi số nguồn cần lắp thêm a 5P 5P   10 lg 4πR = 50 lg πR = ( + a ) = → + a = 50 → a = 45 Trõ vÕ →  → lg → →Chọn C 10 lg ( + a ) P = 60 lg ( + a ) P =   πR πR Câu 32: Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm xác định tụ xoay có điện dung thay đổi theo quy luật hàm số bậc góc xoay α linh động Khi α = 00 tần số dao động riêng mạch MHz Khi α = 1200 chu kì dao động riêng mạch 10 -6 giây Để mạch có tần số dao động riêng 1,5 MHz góc xoay α bao nhiêu? A 430 B 410 C 470 D 450 Trang 8/14 - Mã đề thi 210 T = 10 −6 s → ω = 2π.106 → f = 10 Hz = 1MHz C Max − C  C = C + ϕ − ϕ α f C120 C − C  Max → = = → C + Max 120 = 9.C Ta có  f120 C0 ϕMax − ϕmin f =  π LC C Max − C C = → ϕMax − ϕmin 150 Lại có Cα f0 C − C C = = → C + Max α = 4.C → min0 α = 3C → α = 45 →Chọn D fα C0 ϕMax − ϕmin 15 Câu 33: Cho đoạn mạch điện gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C điện trở R mắc nối tiếp Biết R C không đổi, L thay đổi Mạch điện mắc vào nguồn có điện áp u = U cosω t (V) Biết U0 ω không đổi Thay đổi giá trị L thấy điện áp hiệu dụng cực đại điện trở cuộn cảm chênh hai lần Điện áp hiệu dụng tụ C đạt giá trị cực đại 2U U A 2U B U C D  U R max = U U L max R + Z C2  2 → = → = → ZC = R Ta có  R + ZC U R R max  U L max = U R  Lại có U C = U ZC R + ( Z L − ZC ) → U C max Z L = ZC → U C max = U.ZC = U →Chọn B R Câu 34: Điện trạm phát điện truyền đường dây pha điện áp hiệu dụng U Hiệu suất truyền tải H = 80% Biết hệ số công suất không đổi Muốn công suất nhận nơi tiêu thụ không đổi hiệu suất truyền tải tăng lên đến H2 = 90% phải tăng điện áp hiệu dụng nơi phát lên đến giá trị 3 A U = U1 B U = 4U1 C U = D U = U1 U1  P = const   tiªu thơ    Tõ P1 P12  P1 − 0,2P1 = P2 − 0,1P2 (1) P − R   → P = P1 − I12 R U12   P12  = = 0,8 →  R = 0,2P1 (2) →   H1 = P1 P1 P1 U 22 (2) chia (3)   U1   → =2   P2  P2 U P22   R = 0,1P2 P2 − R (3) U2 U  H = P2 − I R = = 0,9   P2 P2  U2 = →Chọn A → U1 Câu 35: Cho mạch điện mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L = H π 10−4 F Đoạn mạch mắc vào nguồn điện xoay chiều có điện áp hiệu π dụng khơng đổi, tần số góc thay đổi Khi tần số góc biến thiên từ 50π rad/s đến 150π rad/s, cường độ dịng điện hiệu dụng mạch A tăng B tăng sau giảm C giảm D giảm sau tăng , tụ điện có điện dung C = Trang 9/14 - Mã đề thi 210 I= U = Z U R + Z 2L − 2Z L Z C + Z 2C 2 → Imax L ω = U = R2 − 2L + L2 ω2 + 2 C C ω → ω = 100 π rad/s → Chọn B C ω2 Câu 36: Một mạch dao động LC lí tưởng có cường độ dòng điện cực đại 36 mA Khi lượng điện trường 75% lượng điện từ mạch cường độ dịng điện mạch có độ lớn A mA B 18 mA C 12 mA D mA I0 = 36 mA = 36.10-3 A → W = L.I I 1 11 L.I → i = = 18.mA →Chọn B Tại WC = 75%W → WL = W → Li = 42 Câu 37: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn A B giống cách cm Về phía AB mặt nước lấy hai điểm C, D cho CD = cm hợp thành hình thang cân ABCD Biết bước sóng cm Để CD có điểm dao động với biên độ cực đại diện tích hình thang ABCD có giá trị lớn A 12 cm B 24 cm C 36 cm2 D 18 cm S= ( AB + CD ) h → Smax h lớn → Tại C D điểm dao động cực đại bậc AC − CB = k.2π = 2.2π → AC − CB = cm → 2π λ Gi ¶ i phuong trinh → h + 62 − h + 2 =  → h = cm 8+4 = 18 cm →Chọn D → S max = Câu 38: Cho đoạn mạch điện theo thứ tự gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C điện trở R mắc nối tiếp Biết R C không đổi, L thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 100 6cos100π t (V ) Khi điện áp hiệu dụng cuộn dây đạt giá trị cực đại U Lmax điện áp hiệu dụng đoạn mạch chứa RC 100 V Giá trị U Lmax A 300 V B 150 V C 200 V D 100 V R + ZC2 U L max = U → U L max U R = U.U RC = 1002 R R + ZC2 U + U C2 ZL = → U L max = R ⇔ U L max U C = 1002 ZC UC (1) (2)  U R = 3.U C 100  U R = 50 → → U = = 200 V →Chọn C Từ (1) (2) →   L max 2 50  U C = 50 V  U R + U C = 100 Câu 39: Một sợi dây đàn hồi hai đầu cố định có sóng dừng, ngồi hai đầu cố định dây cịn điểm C nút Gọi M N hai điểm dây đối xứng qua C Dao động điểm M N có A biên độ khác pha B biên độ ngược pha C biên độ khác ngược pha D biên độ pha Câu 40: Đặt điện áp u = 400 cos100π t (V ) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R = 40 Ω mắc nối tiếp với đoạn mạch X Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch I = A Tại thời điểm t điện áp tức ) ( s) cường độ dòng điện tức thời qua mạch không Điện thời u = 400 V; thời điểm t2 = (t1 + 400 đoạn mạch X tiêu thụ Trang 10/14 - Mã đề thi 210 A 0,85 KWh B 0,24 KWh C 1,60 KWh 2π 1 T π T= = s → t = t1 + = t + → u trễ pha i góc 100 π 50 400 → PX = P − PR = U.I.cosϕ − I R = 200 2.2 − 2.40 = 240 W Công suất tiêu thụ 240.2 = 480 W →Chọn D D 0,48 KWh Câu 41: Con lắc lị xo có độ cứng k = 100 N/m, khối lượng vật nặng m = kg Vật nặng đứng vị trí cân bằng, người ta tác dụng lên lắc ngoại lực biến đổi điều hịa theo thời gian với phương trình F = F0 cos10π t (N) Sau thời gian người ta thấy vật dao động ổn định với biên độ A = cm Tốc độ cực đại vật có giá trị A 60 cm/s B 6π cm/s C 0,6 cm/s D 60π cm/s v max = A.ω = 6.10π = 60π cm / s →Chọn D Câu 42: Đặt điện áp u = 100 2cosωt (V ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có 10−4 H; C = F Biết tần số π π góc 100π (rad / s) ≤ ω ≤ 200π ( rad / s ) Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm L có giá trị lớn nhỏ 400 100 100 V; V V A 100 V ; 50 V B 50 V ; 50 V C D 50 V ; 3 độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Cho biết R = 300 Ω; L = UL = U R + 2 4− +1 2 L ω L C ω LCω2 = U 1  R2  + − ÷+ 2  L C ω ω  L LC   x = ω  Đặt   R2 1  R2   y = + − + = x + ÷  − ÷x + 2  2  L C ω ω L LC  L C LC L Kh ả o sá t hàm số ta có bảng biến thiên sau : → → với x > y đồng biến → với ω > y nghịch biến Trang 11/14 - Mã đề thi 210   Z = 100Ω  ω = 100π →  L   Z C = 100Ω    y = y max   100.100 100 = V  U L = 2  300 + 100 − 100 ( )  →  →Chọn C   Z L = 200Ω  ω = 200 π →    Z C = 50Ω    y = y   m ax 100.200 400 = V  U L = 2  300 + 200 − 50 ( )  Câu 43: Phần ứng máy phát điện xoay chiều pha có 200 vịng dây giống Từ thơng qua vịng dây có giá trị cực đại mWb biến thiên điều hòa với tần số 50 Hz Suất điện động cực đại máy A 125,66 V B 135,66 V C 155,66 V D 145,66 V −3 E = ω.N.φ0 = 100 π.200.2.10 = 125,66 V →Chọn A Câu 44: Chọn phát biểu A Chỉ có dịng điện xoay chiều ba pha tạo từ trường quay B Rôto động không đồng ba pha quay với tốc độ góc tốc độ góc từ trường quay C Tốc độ góc động không đồng phụ thuộc vào tốc độ góc từ trường quay mơmen cản D Véc tơ cảm ứng từ từ trường quay lòng stato động không đồng ba pha thay đổi hướng lẫn trị số Câu 45: Cho mạch điện gồm điện trở R = 15 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Mắc đoạn mạch với máy phát điện xoay chiều pha Khi rô to máy quay với tốc độ n (vịng/phút) dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng I1 = A Khi rô to máy quay với tốc độ 2n (vịng/phút) dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng I = A Khi rô to máy quay với tốc độ 3n (vịng/phút) dung kháng tụ điện A Ω B 3Ω C 18 Ω D Ω U E Ta có I = = (Với E suất điện động hiệu dụng hai cực máy phát r = 0) Z Z ω.Φ 2πf Φ n.p = E=U= (Với f = với n tốc độ quay roto, p số cặp cực từ) 2 60 → Khi f thay đổi U ZC thay đổi theo   Z C1 = Z C U → I1 = =1  n1 = n → ω1 = ω →  R + Z C2 U = U  R + Z C2  Chia vÕ  → = → Z = ZC 2U  Z C  n = 2n → ω = 2ω →  → I2 = = R + C 2  Z U = 2U R2 + C  4   Z → R + Z C2 =  R + C ÷ → Z C2 = R = 152 → Z C = Ω 5   Z Khi n3 = 3n → ω2 = 3ω → ZC2 = C = Ω →Chọn A ( ) Trang 12/14 - Mã đề thi 210 Câu 46: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Các giá trị điện trở R, độ tự cảm L L điện dung C thỏa mãn điều kiện R = Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giả trị C hiệu dụng U không đổi tần số thay đổi Khi tần số ω1 ω2 = 4ω1 hệ số cơng suất mạch có giá trị, giá trị 3 A B C D 13 13 12 12 1 Cosϕ1 = cos ϕ2 → Z1 = Z ⇔ Z L1 − Z C1 = Z C2 − Z L2 → L ( ω1 + 4ω1 ) = + Cω1 4Cω1 Z → Z L1 = C1 → 5.L.ω1 = Cω1 L → R = Z L1.Z C1 = Z L21 → R = Z L1 C 2Z L1 R = = → Cosϕ = Z L1 13 13 →Chọn B R2 + ( Z − Z ) Ta có R = L1 C1 Câu 47: Phát biểu sau mạch dao động LC lí tưởng sai? A Cường độ điện trường hai tụ điện biến thiên điều hòa tần số pha với cảm ứng từ lòng cuộn dây B Dòng điện qua cuộn dây biến thiên điều hòa tần số pha với cảm ứng từ lòng cuộn dây C Hiệu điện hai tụ điện biến thiên điều hòa tần số pha với điện tích tụ điện D Cường độ điện trường hai tụ điện biến thiên điều hòa tần số pha với điện tích tụ điện Câu 48: Một lắc đơn có chiều dài dây treo l = m Điểm treo cố định cách mặt đất nằm ngang 2,5 m Thời điểm ban đầu, đưa lắc lệch khỏi vị trí cân góc 0,09 rad thả nhẹ Khi lắc vừa qua vị trí cân sợi dây bị đứt Bỏ qua sức cản, lấy g = π = 10 m/s2 Tốc độ vật nặng thời điểm t = 0,55 s có độ lớn gần giá trị sau nhất? A 0,8 m/s B 5,6 m/s C 1,5 m/s D 0,6 m/s 10 = π rad / s → T = 2s S0 = α0.l = 0,09.1 = 0,09 m = cm → vcân = vmax = S0 ω = 9π cm/s Khi qua VTCB dây bị đứt → lúc vật chuyển động ném ngang với v0 ném ngang = 9π cm/s PT chuyển động ném ngang : vx = v0  x = v t t = 0,55 s → t nÐm ngang = 0,05 s   v x = v = 9.π  →  v y = g.t  v y = g.t = 1000.0,05 = 50 cm / s  y = g.t  ω= → v = 50 + 81.π2 ≈ 57,5cm / s →Chọn D Câu 49: Điện tích tụ điện mạch dao động LC lí tưởng biến thiên điều hịa theo phương trình 2π T q = −Q0cos t (C ) Tại thời điểm t = ta có T A dịng điện qua cuộn dây không B lượng điện trường cực đại C điện tích tụ cực đại D hiệu điện hai tụ không Câu 50: Cho đoạn mạch điện AB gồm ba đoạn AM, MN, NB mắc nối tiếp Đoạn AM chứa điện trở R, đoạn MN chứa cuộn cảm có độ tự cảm L, đoạn NB chứa tụ có điện dung C Vơn kế lí tưởng mắc vào hai điểm A,M; khóa K mắc vào hai điểm N,B Bỏ qua điện trở dây nối khóa K Đặt vào đoạn mạch A,B điện áp u = U 2cosωt (V ) , với U ω khơng đổi Khi khóa K đóng vơn kế giá trị gấp Trang 13/14 - Mã đề thi 210 ba lần khóa K mở Xác định hệ số công suất mạch khóa K đóng Biết khóa K đóng π khóa K mở dịng điện lệch pha 1 A B C D 3 10 Theo :  −R  Z L − ZC ZL (1) = −1 Z L − ZC = Z tgϕ tgϕ2 = −1  R → → R → L U R2 = 3U R1 R + ( Z − Z ) = R + Z R + Z − Z = R + Z (2) L C L ( L C) L   Thay (1) vào (2) → R = 3.ZL 3Z L R = = → cosϕ2 = →Chọn D 2 10 R + Z L Z L 10 ( ) ( ) - HẾT Trang 14/14 - Mã đề thi 210 ... số độ lớn vận tốc trung bình tốc độ trung bình khoảng thời gian 3/20 giây kể từ lúc vật bắt đầu dao động A B C 1/3 D 1/2 3T Theo → T = s → t = s = 20 Trang 5/14 - Mã đề thi 210 VËn tèc trung binh... N 2π π π π A s B s C s D s 15 60 30 15 Chọn trục Ox thẳng đứng, chi? ??u dương hướng xuống dưới, gốc O VTCB vật Trang 4/14 - Mã đề thi 210 π  s  m = 0,1 kg ω = 10 → T = 5 → Ta có   ∆l = 0,02... N/m vật nặng có khối lượng m = 400 g Từ vị trí cân kéo vật đoạn cm theo phương nằm ngang thả nhẹ cho vật dao động điều hịa Sau thả vật π/30 (giây) giữ đột ngột điểm lị xo Biên độ dao động vật