ÔN THI VẬT LÝ THPT QUỐC GIA CỦA CÁC THẦY CÔ TỔ CHUYÊN LÝ CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN

ÔN THI VẬT LÝ THPT QUỐC GIA CỦA CÁC THẦY CÔ TỔ CHUYÊN LÝ CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN ÔN THI VẬT LÝ THPT QUỐC GIA CỦA CÁC THẦY CÔ TỔ CHUYÊN LÝ CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊNÔN THI VẬT LÝ THPT QUỐC GIA CỦA CÁC THẦY CÔ TỔ CHUYÊN LÝ CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊNÔN THI VẬT LÝ THPT QUỐC GIA CỦA CÁC THẦY CÔ TỔ CHUYÊN LÝ CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊNÔN THI VẬT LÝ THPT QUỐC GIA CỦA CÁC THẦY CÔ TỔ CHUYÊN LÝ CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN

VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 HD GIẢI ĐỀ ÔN THPT QG 2015 (CÂU VẬN DỤNG) Tham gia biên soạn tài liệu: Thầy Thái Bảo Thuận Thầy An Văn Mỹ Cô Võ Thị Phương Dung Thầy Thân Thanh Sang Thầy Trương Thọ Thầy Lê Văn Hóa Cô Đinh Thị Minh Phương ĐỀ ÔN 01 π⎞ π⎞ ⎛ cm x2 = A2 cos ⎜ πt + ⎟ cm ⎟ 2⎠ 3⎠ ⎝ Dao động tổng hợp có là: x = x1 + x = Acos (5 πt + ϕ ) cm Để A nhỏ góc ϕ A2 là: ⎛ ⎝ Có hai dao động điều hòa phương: x1 = cos ⎜ 5πt − Câu 41: π 4cm A B − π 4cm C π cm D − π cm* HD: Dùng giản đồ vector: Áp dụng định lý Sin: ( sin 60 + ϕ ) = A2 A sin 300 → A = → Amin ⇒ sin 600 + ϕ = → ϕ = 300 sin 300 sin 60 + ϕ ( ( ) ) 60 ϕ A π ⎧ ⎪ϕ = −30 = − Nhưng giản đồ suy được: ⎨ ⎪ A = cos30 = 3cm ⎩ Câu 42: Năng lượng iôn hóa nguyên tử hiđrô 13,6 eV Bước sóng ngắn xạ mà nguyên tử Hiđrô phát : B 0,0913 μm * C 0,0656 μm D 0,5672 μm A 0,1220 μm HD: hc ⇒ λ = 0,0913 μm λ Câu 43: Chiếu xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,3μ m vào chất từ chất phát ánh sáng có bước sóng λ ' = 0,5μ m Biết tỷ số số phát quang số photon chiếu tới 2,5% Công suất chùm Năng lượng iôn hóa hidrô ε = E ∞ − E1 = sáng phát quang bao nhiều phần trăm công suất chùm sáng kích thích A 3% B 1,75% C 3,5% HD: H= Ppq Pkt = npε p nkε k = D 1,5%* npλk 0,3 = 2,5% = 1,5% nkλp 0,5 Câu 44: Trên dây dài 24cm, hai đầu cố định, có sóng dừng với bụng sóng Khi dây duỗi thẳng, gọi M, N hai điểm chia sợi dây thành đoạn Tỉ số khoảng cách lớn nhỏ hai điểm M, N thu 1,25 Biên độ dao động bụng sóng A 4cm B.3 cm C cm* HD: L =24cm, bụng sóng, ta có: λ = 24cm ( MN)min = 8cm D 5cm Gọi I nút sóng (giữa dây AB), khoảng cách từ M đến I x = 4cm Khi dây dao động với hai bụng biên độ M là: aM = 2Asin ( MN)max = Theo đề: ( A 3) + ( A 3) + = 1,25 ⇒ aM2 + x2 = ( MN)max ( MN)min 2π x λ = 2Asin 2π =A 24 2 = 1,25 ⇒ ( Vậy biên độ dao động bụng sóng Abung = 2A = 3cm Trang 27 ) A + 42 = ⇒ A = TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH Câu 45: Đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R = 60Ω , tụ điên C cuộn dây có độ tự cảm L thay đổi được, nối theo thứ tự Đặt vào điện áp xoay chiều u = 180 cos (100 πt ) V Khi thay đổi L cuộn dây tới giá trị mà cảm kháng cuộn day 30Ω công suất mạch đạt giá trị lớn nhất, đồng thời u RC vuông pha với u d Công suất lớn A 432W* B 192W HD: Mạch điện RCL: cuộn dây có điện trở r L thay đổi để Pmax => cộng hưởng nên: Pmax = (tan ϕRC )(tan rL ) = −1 ⇒ ( Câu 46: C 576W D 216W U2 ZL = ZC = 30Ω (R + r ) − ZC Z L U2 180 = = 432W )( ) = −1 ⇒ r = 15Ω Vậy: Pmax = R r ( R + r ) 75 Cho mạch điện xoay chiều AB gồm RLC nối tiếp Cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Đặt vào hai đầu AB hiệu điện ổn định u = 100 6cos (100 πt ) V Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại ULmax điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện 200V Giá trị ULmax là: UL A 150V B 250V C 300V* D 100V HD: U Bài toán L thay đổi để ULmax đó: U = U L max (U L max − U C ) ⇒ U L max = 300V UR URC UC Câu 47: Một sóng điện từ truyền từ đài phát sóng đặt Trường Sa đến máy thu Tại điểm A có sóng truyền hướng Tây, thời điểm đó, cường độ điện trường 6V/m có hướng Nam r cảm ứng từ B Biết cường độ điện trường cực đại 10V/m cảm ứng từ cực đại 0,12T Cảm ứng từ r B có hướng độ lớn A thẳng đứng xuống dưới; 0,072T C thẳng đứng lên trên; 0,072T* r B thẳng đứng lên trên; 0,06T D thẳng đứng xuống dưới; 0,06T B HD: (B) Vì E B dao động pha theo phương vuông góc với nên (T) (Đ) ⎧⎪E = E0cos(ωt + ϕ ) E B B ⇒ = ⇒ = ⇒ B = 0,072(T ) ⎨ 10 0,12 ⎪⎩B = B0cos(ωt + ϕ ) E0 B0 r Theo quy tắc tam diện thuận suy ra: B thẳng đứng hướng lên; B= 0,072T r v (N) r E Câu 48: Electron nguyên tử hidro quay quanh hạt nhân quỹ đạo gọi quỹ đạo dừng Biết tốc độ electron quỹ đạo K v Khi electron chuyển động quỹ đạo N tốc độ A 2v B v/4* C 4v D v/2 HD: Lực điện = Lực hướng tâm 2 q2 v2 q2 r v2 r ⎛v ⎞ 42 r ⎛ v ⎞ Fd = Fht ⇒ k = m ⇒ k = mv2 ⇒ = 12 ⇒ N = ⎜ K ⎟ ⇒ o = ⎜ ⎟ ⇒ vN = v / r r r r1 v2 rK ⎝ vN ⎠ r0 ⎝ vN ⎠ Trang 28 VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 Câu 49: Con lắc đơn gồm cầu nhỏ, khối lượng m, treo vào sợi dây mảnh dài l, điện trường có vecto cường độ điện trường E nằm ngang Khi đó, vị trí cân lắc tạo với phương thẳng đứng góc 600 So với lúc chưa có điện trường, chu kỳ dao động bé lắc sẽ: A tăng lần B giảm lần HD: Gia tốc trọng trường biểu kiến: g'= g T' = 2g ⇒ = cos α T C giảm lần* D tăng lần Fđiệ g T = ⇒T '= g' 2 α P - Câu 50: Một động điện xoay chiều 50V-200W, hệ số công suất 0,8 mắc vào hai đầu thứ cấp máy biến áp có tỉ số vòng dây sơ cấp thứ cấp k = Bỏ qua hao phí lượng máy biến áp Nếu động hoạt động bình thường cường độ hiệu dụng cuộn sơ cấp A 1,25A* B 2,5A C 1A D 0,8A HD: P = UI cosϕ ⇒ I = 200 = 5A 50.0,8 Cường độ sơ cấp: N1 I2 = ⇒ = ⇒ I1 = 1,25A N2 I1 I1 CÂU TỔNG HỢP: TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG Câu 1: Khi thay đường dây tải điện dây khác chất liệu có đường kính tăng gấp đôi hiệu suất truyền tải 91% Hỏi thay đường dây dây khác chất liệu có đường kính tăng gấp lần hiệu suất truyền tải bao nhiêu? Biết công suất điện áp nơi phát không đổi A 96%.* B 94% C 92% D 95% HD: Ta có: H2 = 91% ⇒ ∆p2 = 9%p R1 Δp R = ⇒ = ⇒ ∆p1 = 4∆p2 = 36%p Δp1 R1 4 Δp3 R Δp3 R Δp1 = = ⇒ ∆p3 = = 4%p ⇒ H3 = = 96% d3 = 3d1 ⇒ S3 = 9S1 ⇒ R3 = ⇒ Δp1 R1 9 p d2 = 2d1 ⇒ S2 = 4S1 ⇒ R2 = Câu 2: Cho mạch điện gồm bóng đèn dây tóc mắc nối tiếp với động điện xoay chiều pha Biết giá trị định mức đèn 120 V–330 W; điện áp định mức động 220 V Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 332 V đèn động hoạt động công suất định mức Công suất định mức động A 605,0 W B 583,0 W C 485,8 W D 543,4 W.* HD: Ta có: UđmĐ = 120 V, PđmĐ = 330 W, UđmĐC = 220 V Theo đề: I = IđmĐ = P 330 11 = = U 120 3322 = 2202 + 1202 + 2.220.120.cosϕđc ⇒ ϕđc = 247 ⇒ Pđc = UđmĐC.I cosϕđc = 543,4 W 273 Câu 3: Một khu tái định cư, ban đầu có 12 hộ dân Một nhà máy điện có công suất không đổi, điện áp truyền U, để cung cấp điện đủ cho hộ tiêu thụ khu dân cư người ta dùng máy hạ áp có tỉ số số vòng cuộn sơ cấp thứ cấp 54 Sau đó, có thêm hộ dân đến Để cung cấp đủ cho khu dân cư với điện áp truyền 2U khu dân cư người ta đặt máy hạ áp có tỉ số số vòng cuộn sơ cấp thứ cấp ? Biết điện áp khu dân cư phải giá trị định mức thiết bị điện công suất tiêu thụ hộ A 117.* B 108 C 120 D 121 Trang 29 TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH HD : Ta có : 12 hộ ⇒ 12p0 ; 13 hộ ⇒ 13p0 N1 U1 I = = 54 = ; I1 = 2I1' ; U = U '2 N2 U2 I1 ⎧⎪ U I = 12p0 U I 12 I 12 U ' I' 13 13 ⇒⎨ ' ' ⇒ '2 '2 = ⇒ '2 = ; ⇒ '1 = 2' = I = 2.54 = 117 U I 13 I 13 U I1 12 I1 12 ⎪⎩ U I = 13p0 Câu 4: Mắc nguồn điện không đổi có suất điện động ξ điện trở r = Ω vào hai đầu cuộn dây mạch dao động lí tưởng LC thông qua khóa k có điện trở không đáng kể Ban đầu đóng khóa k Sau dòng điện ổn định ngắt khóa k để mạch dao động bắt đầu hoạt động Biết cuộn dây có độ tự cảm L = mH, tụ điện có điện dung C = 10-5 F Gọi U0 điện áp cực đại hai tụ sau ngắt khóa k Tỉ số U0 ξ A 1/10 HD: Ta có: I0 = B 1/5 C 10.* D U C ξ C ξ = 10 ⇔ U0 = ⇒ = ξ r L r L r Câu 5: Đặt hiệu điện xoay chiều u = U cos(100 πt + ϕ) ( V ) hai đầu đoạn mạch nối thứ tự gồm R , C cuộn cảm có độ tự cảm L Tụ điện có điện dung C thay đổi Ban đầu điều chỉnh C để hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứa R C đạt cực đại Sau đó, phải giảm giá trị điện dung ba lần hiệu điện hai đầu tụ đạt cực đại Tỉ số R / Z L đoạn mạch xấp xỉ A 3,6 B 2,8 C 3,2 * D 2,4 HD: ZL + 4R + Z2L R + Z2L C C thay đổi để URCmax ⇒ ZC = ; C’ = ⇒ UCmax ⇒ ZC’ = ZL ZL + 4R + Z2L R + Z2L R = 3, ⇒ ZC’ = 3ZC ⇒ =3 ⇒ ZL ZL Câu 6: Một lắc lò xo có vật m mang điện tích q = 4,8 μC Con lắc đặt điện trường có hướng dọc theo trục lò xo thẳng đứng E = 104 V/m Khi vật đến vị trí thấp nhất, người ta tắt điện trường biên độ vật thay đổi 0,5 cm Lò xo có độ cứng A 7,2 N/m B 72 N/m C 9,6 N/m.* D 96 N/m HD: qE mg ' mg ; Vị trí thấp tắt E ⇒ ∆A = 0,5 cm = Δl2 − Δl1 = − m k k m qE mg qE ⇒ 0,5.10-2 = ⇒ k = 9,6 N/m (g ± ) − = k m k k Ta có: g’ = g ± a = g ± Câu 7: Đặt điện áp u = U0cos(ωt + ϕ) (U0 ϕ không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần, tụ điện cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Khi L = L1 L = L2 cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mặt Để cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch giá trị cực đại giá trị L L1L 2L1L A B C D 2(L1 + L2) (L1 + L ) * L1 + L L1 + L HD: Khi L = L1 L = L2 I1 = I2; Khi L = L0 Imax ⇒ ZL1 + ZL2 = 2ZC = 2ZL0 ⇒ L0 = (L1 + L ) Trang 30 VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 Câu 8: Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,02 kg lò xo có độ cứng N/m Vật nhỏ đặt giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo Hệ số ma sát trượt giá đỡ vật nhỏ 0,1 Ban đầu giữ vật vị trí lò xo bị nén 10 cm buông nhẹ Lấy g = 10 m/s2 Khi lò xo có chiều dài lớn lần đầu tiên, người ta đặt nhẹ nhàng vật có khối lượng m0 lên vật m Điều kiện sau m0 để vật m đứng yên vị trí này? A m0 ≥ 0,04 kg.* B m0 ≥ 0,02 kg C m0 ≥ 0,06 kg D m0 ≥ 0,05 kg HD: Ta có: x0 = μmg = 0,02 m; Sau nửa chu kì: A = A0 – 2x0 = 0,06 m k Hệ đứng yên: Fđhmax = Fmsn ≤ Fmst ⇒ kA ≤ μ(m +m0 )g ⇒ m0 ≥ 0,04 kg Câu 9: Đoạn mạch xoay chiều AB gồm RLC nối tiếp , cuộn dây cảm với CR2 < 2L; điện áp hai đầu đoạn mạch u = U0cosωt, U0 ổn định ω thay đổi Khi ω = ω0 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ C cực đại điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở Hệ số công suất 10 đoạn mạch AB 1 * A B 0,6 C D 26 26 15 HD: Ta có: UL = UR R ⇒ ZL = 10 10 Thay đổi ω để UCmax ⇔ R2 = 2ZL(ZC – ZL) ⇔ R2 = ⇒ cosϕ = R R + ( Z L − ZC ) = R R R (ZC ) ⇒ ZC = 5R + 10 10 10 26 Câu 10: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C thay đổi điện áp hiệu dụng cực đại R, L C x, y, z Nếu z/y = z/x A 0,5 * HD: B 0,75 U ⎧ 2 ⎪⎪ U C max = R R + ZL C thay đổi : ⎨ U ⎪U ZL L max = ⎪⎩ R z U C max = = x U R max C 0,75 z U C max = = 5⇔ y U L max D 2 Z2L + R = ⇒ R = 2ZL ZL Z2L + R = R Câu 11: Một lắc lò xo treo thẳng đứng có O điểm cùng, M N điểm lò xo cho chưa biến dạng chúng chia lò xo thành phần có chiều dài phần cm (ON > OM) Khi vật 68 cm Gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 Tần số góc dao động treo qua vị trí cân đoạn ON = riêng A 2,5 rad/s B 10 rad/s.* C 10 rad/s D rad/s HD: Lúc chưa giãn ON = cm Lúc vị trí cân ON = 10 68 cm = 16 + 2x ⇒ x = cm ⇒ ∆ℓ = 3x = 10 cm ⇒ ω = 3 Trang 31 g = 10 rad/s Δl TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH Câu 12: Mạch RLC mắc vào máy phát điện xoay chiều pha Khi tốc độ quay rôto n (vòng/phút) công suất tiêu thụ mạch P, hệ số công suất mạch 0,5 Khi tốc độ quay rôto 2n (vòng/phút) công suất tiêu thụ mạch 4P Khi tốc độ quay rôto 3n (vòng/phút) công suất tiêu thụ mạch bao nhiêu? Bỏ qua điện trở máy phát điện 17 81 23 A B C D P P P * P 19 19 19 19 HD: NBS2π R U2 A2 2 )n = A.n;cos ϕ = ; P = cos ϕ = n cos ϕ Tốc độ quay rôto n1= n ta có U = E = ( Z R R 60 Tương tự ta có tốc độ quay n2= 2n n3= 3n U 22 R A2 cos ϕ2 = ; P2 = cos ϕ2 = 4n cos ϕ2 ; P2 = 4P1 ⇒ cos ϕ2 = cos ϕ1 ⇒ Z12 = Z22 Z2 R R 2 1 R + (Lω1 − ) = R + (Lω2 − ) ⇒ (Lω1 − ) = ± (Lω2 − ) Cω1 Cω2 Cω1 Cω2 ⇒ L(ω1 + ω2 ) = 1 1 R2 R2 = = ( + ) ⇒ Lω1 = ;cos ϕ1 = 2 R + (Lω1 ) C ω1 ω2 2Cω1 R + (Lω1 − ) Cω1 ⇒ R = 3(Lω1 ) ;cos ϕ3 = R2 R + (Lω3 − ) Cω3 = cos ϕ3 81 27 ⇒ P3 = 9P = P 76 cos ϕ1 19 Câu 13: Trong trình truyền tải điện xa cần tăng điện áp nguồn lên lần để giảm công suất hao phí đường dây 100 lần Giả thiết công suất nơi tiêu thụ nhận không đổi, điện áp tức thời u pha với dòng điện tức thời i Biết ban đầu độ giảm điện áp đường dây 15% điện áp tải tiêu thụ P PSD A 4,3 lần B 8,7 lần.* C 10 lần D lần Php I I HD: I U U SD Công suất hao phí đường dây P2hp P1hp Δ U=RI RI I ΔU1 RI1 = 22 = ⇒ I2 = ⇒ = = 10 ΔU RI RI1 100 10 ΔU1 0,15U1SD = ; ΔU1 = U1 − U1SD = 0,15U1SD ⇒ U1 = 1,15U1SD ; P1SD = P2SD ⇒ U1SD I1 = U 2SD I 10 10 U 10, 015 = 8, 71 U1SD10 = (U − ΔU ) = U − 0, 015U1SD ⇒ U = 10, 015U1SD ; = U1 1,15 ⇒ ΔU = Câu 14: Cho mạch điện AB theo thứ tự gồm biến trở R, tụ điện C cuộn cảm có độ tự cảm thay đổi mắc nối tiếp Gọi M điểm nối R C, N điểm nối C L Đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng ổn định tần số góc 100 rad/s Khi L = L1, R thay đổi điện áp hiệu dụng hai đầu AM không đổi Tăng thêm L lượng 0,4 H, thay đổi R điện áp hiệu dụng hai đầu AN không đổi Điện dung tụ điện A 1,5.10-4 F B 2,5.10-4 F.* C 2.10-4 F D 10-4 F C L,r=0 R HD: A B M N Khi L= L1 điện áp U AM = U R ∉ R ⇒ CH : ZL1 = ZC L = L1 + 0, ⇒ ZL2 = ZL1 + 40; U AN = U RC ∉ R ⇒ ZL2 = 2ZC ⇒ ZC = 40Ω;C = 0, 25.10−4 F Trang 32 VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 Câu 15: Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu mạch gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C1 Khi đó, dòng điện mạch i1 công suất tiêu thụ P1 Lấy tụ điện khác C’ = 4C1 mắc song song với tụ điện C1 cường độ dòng điện i2 công suất tiêu thụ P2 Biết P1 = 3P2 i1 vuông pha với i2 Xác định góc lệch pha φ1 φ2 điện áp hai đầu mạch với i1 i2 A φ1 = π/6 φ2 = - π/3 C φ1 = - π/6 φ2 = π/3.* R,L C B φ1 = π/4 φ2 = - π/4 D φ1 = - π/4 φ2 = - π/4 HD: Khi C = C1 ⇒ P1 = U2 cos ϕ1 R ⎧Cb = C '+ 4C1 = 5C1 ⎪ Khi C’ = 4C1 mắc song song với tụ điện C1 ⇒ ⎨ U2 = P cos 2ϕ2 ⎪ ⎩ R P1 = 3P2 ⇒ cos2ϕ1 = 3cos2ϕ2 ⇒ cosϕ1 = cosϕ2 (1) i1 vuông pha với i2 ⇒ cos2ϕ1 + cos2ϕ2 = (2) ⎧ π π ⎧ ⎧ ϕ1 = − ϕ1 = ⎪⎪cosϕ1 = ⎪ ⎪ ⎪ 6 ⇒ ⎪ Từ (1), (2) ⇒ ⎨ ⎨ ⎨ ⎪cosϕ = ⎪ϕ = π ⎪ϕ = − π 2 ⎪ ⎪ ⎪⎩ 3 ⎩ ⎩ Cb = 5C1 > C1 ⇒ ZCb < ZC1 π ⎧ ϕ1 = − ⎪ π π ⎪ Giả sử ZCb > ZL ⇒ ZC1 > ZL ⇒ ϕ2 = − , ϕ2 = − (loại) ⇒ ZCb < ZL ⇒ ⎨ ⎪ϕ = π ⎪⎩ Câu 16: Hai chất điểm thực dao động điều hòa trục Ox (O vị trí cân bằng) có biên độ A có tần số f1 = Hz f2 = Hz Lúc đầu hai qua vị trí A/2 theo chiều âm Sau đó, thời điểm hai chất điểm gặp A t = 2/27 s.* B t = 1/3 s C t = 1/9 s D t = 1/27 s HD: PT dao động x1 x2 là: π π π π x1 = A cos(ω1t + ); x = A cos(ω2 t + ); x1 = x ⇒ (ω1t + ) = ± (ω2 t + ) + k2π 3 3 π π 2π Nhận nghiệm: (ω1t + ) = −(ω2 t + ) + k2π ⇒ t(ω1 + ω2 ) = − + k2π ⇒ t = s 3 27 Câu 17: Đặt điện áp xoay chiều u = U cosωt vào hai đầu mạch điện gồm điện trở R tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết dung kháng tụ có giá trị gấp lần giá trị điện trở Gọi uR uC điện áp tức thời hai đầu điện trở hai đầu tụ điện thời điểm Hệ thức A 6u 2R + 2u C2 = 3U * B 10u 2R + 90u C2 = 9U C 3u 2R + u C2 = 3U D 5u 2R + 2u C2 = 3U HD: ZC = 3R ⇒ U C = 3U R ; U = U 2R + U C2 = 2U R π Ta có u R = U R cos ωt; u C = U C cos(ωt + ) ⇒ ( ⇒ 3u 2R + u C2 = 6U 2R = u u uR u ) + ( C )2 = ⇒ ( R )2 + ( C )2 = UR UC UR 3U R U2 ⇒ 6u 2R + 2u C2 = 3U Trang 33 TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH Câu 18: Nếu nối hai đầu mạch gồm cuộn cảm L mắc nối tiếp với điện trở R = Ω vào hai cực nguồn điện chiều có suất điện động không đổi điện trở r = Ω mạch có dòng điện không đổi cường độ 1,5 A Dùng nguồn nạp điện cho tụ điện có điện dung C = μF Khi điện tích tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ khỏi nguồn nối với cuộn cảm L tạo thành mạch dao động Tần số góc mạch 106 rad/s Cường độ dòng điện cực đại mạch A I0 = 1,5 A B I0 = A C I0 = 0,5 A D I0 = A.* HD: DĐ không đổi có E= (r + R)I= V; Điện tích tụ Q0= CU0= CE= μC ; I0= ωQ = 3A Câu 19: Nếu tốc độ quay rôto tăng thêm 60 vòng phút tần số dòng điện máy phát tăng từ 50 Hz đến 60 Hz suất điện động hiệu dụng máy phát thay đổi 40 V so với ban đầu Nếu tiếp tục tăng tốc độ quay rôto tăng thêm 60 vòng phút suất điện động hiệu dụng máy phát A 320 V B 240 V C 280 V.* D 400 V HD: Ta có: E = E' f ' NBSω ⇒ = = ; Mà: E’ = E + 40 ⇒ E = 200 V E f Tốc độ quay rôto thêm 60 vòng/phút E tăng 40 V ⇒ Tốc độ quay rôto thêm 120 vòng/phút E tăng 80 V ⇒ E’’ = 280 V ur Câu 20: Con lắc đơn có cầu tích điện q điện trường có vectơ cường độ điện trường E ur hướng thẳng đứng lên dao động điều hòa với chu kì 6,28 s Nếu vectơ cường độ điện trường E hướng thẳng đứng xuống chu kì dao động điều hòa lắc 0,9 s Nếu nơi điện trường lắc dao động điều hòa với chu kì A 1,56 s B 2,001 s C s D 1,256 s.* HD: Các em phải nhớ g’= g + F/m l 4π (1) (Chu kì lớn gia tốc nhỏ ngược lại) E hướng lên T1=6,28s g’1= g - F/m= T12 l 4π (2) E hướng xuống T2= 0,9s g’2= g + F/m= T22 (1)+(2) Î g= 2π2l( l 1 Î T= + ) vào T= 2π g T1 T2 2T1T2 T12 + T22 = 1,26s Một sóng học lan truyền dọc theo đường thẳng có phương trình sóng nguồn O 2π T bước sóng thời điểm t = u O = Asin( t) (cm) Một điểm M cách nguồn O có li độ T u M = (cm) Biên độ sóng A A cm.* B cm C cm D cm HD: Câu 21: 2π x t − 2π ) cm λ T Thế t= T/2 x= λ/3; uM= 2cm vào pt Î A= cm Phương trình sóng M: uM= Asin( Trang 34 VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 Câu 22: Sóng nước lan truyền theo phương vuông góc với mặt thoáng chất lỏng có biên độ a chu kì T không đổi Xét hai điểm M, N theo thứ tự phương truyền sóng, thời điểm t1, li độ phần tử M N uM = – 5,6 mm uN = + 5,6 mm; phần tử trung điểm Q MN vị trí cân Ở thời điểm t2, li độ phần tử M N u 'M = u 'N = + 3,3 mm li độ phần tử Q có u độ lớn Q2 A 1,15 mm B 4,45 mm C 13,00 mm D 6,50 mm.* N1 5,6 HD: Lúc t1 uM= -5,6mm biểu diễn vecto OM1 uN= 5,6mm biểu diễn vecto ON1 uQ= biểu diễn vecto OQ1 có phương vuông góc với M1N1 Lúc t2 uM= 3mm biểu diễn vecto OM2 uN= 3mm biểu diễn vecto ON2 uQ biểu diễn vecto OQ2 có phương vuông góc với M2N2 (do Q điểm M2 đối xứng N2) β N2 α M2 O Q1 -5,6 M1 Vậy suy góc quay vecto từ lúc t1 đến t2 900 uQ= a thời điểm t2 Ta có cosα= 5,6/a cosβ= sin α = 3/a (vì hai góc có tổng 900) Î uQ= a= 5,6 + 3,32 = 6,5mm Câu 23: Cho ba điểm thẳng hàng A, B, C theo thứ tự Nếu đặt A nguồn âm mức cường độ âm B C 80 dB 60 dB Giả sử môi trường không hấp thụ âm Khi nguồn đặt B mức cường độ âm C xấp xỉ A 60 dB B 65,7 dB C 60,9 dB.* D 79,5 dB HD: P P B A ) =80dB; LC= 10lg ( ) =60dB 2 4πRB 4πRC AC ) = 20dB Î AC= 10AB Î BC= 9AB Nguồn đặt A: Ta có LB- LC= 10lg ( AB BC BC ) Î L’C= LB - 20lg ( ) = 80 – 20lg9= 60,9 dB Nguồn đặt B: Ta có LB- L’C= 10lg ( AB AB C LB= 10lg ( Có ba lắc đơn chiều dài, khối lượng treo điện trường có hướng Câu 24: thẳng đứng Con lắc thứ lắc thứ hai tích điện q1 q2, lắc thứ ba không tích điện (sao cho T 5T q qE < mg ) Chu kì dao động chúng T1, T2 T3 cho T1 = , T2 = Tỉ số 3 q2 A – 12,5.* HD: B – Con lắc thứ có chu kì T3= 2π C 12,5 D l ; điện trường hướng thẳng đứng nên T1= T3/3 < T3 Î g1=9g g T2= 5T3/3 Î g2= 9g/25 Vậy Î g1= g+ |q1E|/m = 9g (1) Î|q1E|/m = 8g (3) g2= g- |q2E|/m= 9g/25(2) Î |q2E|/m= 16g/25 (4) ; từ hai biểu thức (1) (2) suy q1 q2 trái dấu (3) q1 q = = 12,5 Î = - 12,5 (4) q2 q2 Câu 25: M, N, P ba điểm liên tiếp sợi dây mang sóng dừng có biên độ cm, dao động P ngược pha với dao động M Biết MN = 2NP = 20 cm Biên độ bụng sóng bước sóng A cm 40 cm B cm 60 cm C cm 40 cm D cm 60 cm Q HD: Ta có MN= 2NP mà MN= 2MQ= 2QN Î MQ=QN=NP= 10cm Khoảng cách MP= 3NP= λ/2 (Hai điểm gần ngược pha) MQ ÎMQ= NP= λ/6Î λ= 60cm Biên độ M AM= 2a|cos(2π Î a= 4cm Î biên độ bụng sóng A= 2a= 8cm Trang 35 λ )| = 4cm -4 M N P TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH Câu 26: Bằng đường dây truyền tải điện pha, điện từ nhà máy phát điện truyền tới nơi tiêu thụ khu chung cư Người ta thấy tăng điện áp từ nhà máy từ U lên 2U số hộ dân có đủ điện tiêu thụ tăng từ 80 đến 95 hộ Biết có hao phí đường dây đáng kể, hộ dân tiêu thụ điện Nếu thay dây truyền tải dây siêu dẫn số hộ dân có đủ điện dùng bao nhiêu? Biết công suất nơi truyền không đổi A 100.* B 165 C 160 D 195 HD: P − ΔP = 80 P1 P − ΔP / = 95P1 → n = 100 P = nP1 Một máy phát điện xoay chiều pha có điện trở không đáng kể, mắc vào đoạn mạch nối Câu 27: tiếp RLC Khi tốc độ quay rôto n1 (vòng/phút) n2 (vòng/phút) cường độ hiệu dụng mạch có giá trị Khi tốc độ quay rôto n0 (vòng/phút) cường độ hiệu dụng mạch đạt giá trị cực đại Chọn hệ thức 1⎛ 1 ⎞ A n0 = n1n B n0 = 0,5(n1 + n2)2 C = ⎜ + ⎟ * D n0 = 0,5(n1 + n2) ⎝ n1 n0 n2 ⎠ HD: I= E = Z X= ω2 Nφ0ω ⎞ ⎛ R + ⎜ Lω − ⎟ Cω ⎠ ⎝ →y= ⎛ L R2 ⎞ 1 − ⎜ − ⎟ +1 C2 ω4 ⎝C ⎠ω ⎛ L R2 ⎞ X − ⎜ − ⎟ X +1 C2 ⎝C ⎠ I max → ymin → X = → Nφ0ω = X1 + X 1⎛ 1 ⎞ → = ⎜ 2+ 2⎟ ω0 ⎝ ω1 ω2 ⎠ 1⎛ 1 ⎞ = ⎜ + ⎟ n02 ⎝ n12 n22 ⎠ Trong phản ứng tổng hợp Hêli 37 Li +11 H → 242 He +15,1 MeV , tổng hợp hêli từ g Liti Câu 28: lượng toả đun sôi kg nước có nhiệt độ ban đầu 00C ? Lấy nhiệt dung riêng nước C = 4200 J/(kg.K) A 4,95.105 kg.* B 1,95.105 kg C 3,95.105 kg D 2,95.105 kg HD: N A m A Qtỏa = Qthu 15,1.106.1,6 10-19.N = Cm(t2-t1) → m = ,95.105.kg Số hạt 1g Li : N = Câu 29: Mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm điện trở R, cuộn cảm có cảm kháng ZL tụ điện có dung kháng ZC = 2ZL Vào thời điểm đó, điện áp hai đầu mạch cuộn cảm có giá trị tức thời tương ứng 80 V 30 V điện áp R A 55 V B 110 V.* C 50 V D 20 V HD: u = uR + u L + uc = u R − u L → uR = u + u L = 110V Câu 30: Tại thời điểm t1, số hạt phân rã giây mẫu chất A x Ở thời điểm t2, số hạt phân rã giây A y Chu kì bán rã A T Biết số hạt phân rã giây tỉ lệ với số hạt có ln2 mẫu theo số λ = Số hạt phân rã thời gian từ t1 đến t2 T ln2 T A (x – y) B xt1 – yt2 C x – y D (x – y) * T ln2 Trang 36 TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH H 10π tụ điện có điện dung thay đổi mắc nối thứ tự Gọi M điểm nối hai điện trở Đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 200 V tần số f = 50 Hz Khi điều chỉnh điện dung C tới giá trị C = Cm điện áp hiệu dụng UMB đạt cực tiểu Giá trị UMBmin B 100 V C 25 V D 50 V.* A 75 V R1 M R C B L A HD: • • • Đoạn mạch gồm điện trở R1=30 Ω, điện trở R2=10 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm L = Câu 34: Ta có : UMB = I.ZMB = U U Z = R 22 + (ZL − ZC )2 2 ZAB MB (R1 + R ) + (ZL − ZC ) U = (R1 + R )2 + (ZL − ZC )2 = R 22 + (ZL − ZC )2 U R12 + 2R1R + R 22 + (ZL − ZC )2 U = R 22 + (ZL − ZC )2 R12 + 2R1R R 22 + (ZL − ZC )2 +1 ⎛ ⎞ R12 + 2R1R U ⎜ ⎟ → ZL = ZC → UMB(min) = Để UMB(min) → = 50 (V) + 2 ⎜ R + (ZL − ZC ) ⎟ (R1 + R )2 ⎝ ⎠ max R 22 0,3 mF, cuộn cảm có độ tự cảm L = H, có 6π π điện trở r = 10 Ω biến trở R Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có tần số f thay đổi Khi f = 50 Hz, thay đổi R điện áp hiệu dụng tụ cực đại U1 Khi R = 30 Ω, thay đổi f điện áp hiệu dụng tụ cực đại U2 Tỉ số U1/U2 A 1,58.* B 3,15 C 0,7 D 6,29 HD: U.ZC U Đoạn mạch nối tiếp AB gồm tụ điện có điện dung Câu 35: + Ta có : UC = = (R + r)2 + (ZL − ZC )2 (R + r)2 ω2 C2 + (ω2 LC − 1)2 U Khi f = 50 Hz , R thay đổi , để UCmax R = → UC = U1 = + Khi U C max R = 30 2LU Ω , f thay đổi U1 = ≈ 1, 2U ⇒ ≈ 1,58 U2 (r + R) 4LC − (r + R) C r ω2 C2 + (ω2 LC − 1)2 , để UCmax ta = 6U 10 có U2= Câu 36: Tại hai điểm A B mặt nước có hai nguồn sóng kết hợp pha, biên độ, bước sóng λ Coi biên độ không đổi truyền Biết khoảng cách AB = 8λ Trong khoảng AB số điểm dao động với biên độ cực đại pha với nguồn A 7.* B C D 17 HD: uA = uB = acos(ωt) → uM = 2acos( π (d1 + d ) π (d − d1 ) π (d − d1 ) )cos(ωt) = 2acos( )cos(ωt - 18π) λ λ λ π (d1 + d ) = 8π = 2kπ nên để dđ M cực đại pha với nguồn thì: λ π (d − d1 ) π (d − d1 ) )=1 → = 2kπ →d2 – d1 = 2kλ(1) Mà: d2 + d1 = 8λ(2) cos( λ λ Vì : → < d2 = (k+ 4) λ < AB→ -4< k < → k = -3,-2 ….,3 → n=7 Câu 37: Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm xác định tụ điện 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, tần số dao động riêng mạch 1MHz Để mạch có tần số dao động riêng 1,5 MHz α A 300 B 450.* C 600 D 900 Trang 38 VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 HD: ta có: f= = 120 + = → = (1); Tương tự : = α + = (2) Từ (1) (2) ta tính α = 45 Câu 38: Cho đoạn mạch điện RLC nối tiếp cuộn dây cảm có độ tự cảm thay đổi Gọi ϕ1, ϕ2 độ lệch pha điện áp hai đầu mạch so với cường độ dòng điện ứng với giá trị L1 L2 Gọi ϕ0 độ lệch pha điện áp hai đầu mạch so với cường độ dòng điện ứng với giá trị L0 để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm cực đại Biết độ tự cảm L1 L2 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm Ta có: φ + φ2 A φ0 = φ1 + φ2 B φ0 = ϕ1 − ϕ C φ0 = D φ0 = ϕ1 ϕ * B HD: B B ur U A ϕ0 ur UR α ur U RC ur U ur U Lmax A α ur U RC Hinh ur UC Hinh ur ϕ1 UR ur U L1 ur URC Hinh + Đối với hình 1: L = L0 ULmax nên tam giác ABC vuông → ϕ0 = ˆ không đổi Vì R,C,ω không đổi nên góc α ACB ϕ1 + ϕ2 ur UC C π −α U L2 U U + Đối với hình 3: = sin(ϕ1 + α) sin C sin(ϕ2 + α) sin C ϕ + ϕ2 π ⇒ sin(ϕ1 + α) = sin(ϕ2 + α) ⇒ ϕ1 + α = π − (ϕ2 + α ) ⇒ − α = 2 + Đối với hình 2: ⇒ ϕ0 = ur U L2 α C + Từ giản đồ + Vì U L1 = U L2 ur ϕ2 U R A ur UC C U L1 ur U = Câu 39: Trong thí nghiệm giao thoa khe Y – âng, khe S phát đồng thời ánh sáng đơn sắc, có bước sóng tương ứng λ1 = 0,40 μm; λ2 = 0,48 μm λ3 = 0,64 μm Trên quan sát, vị trí mà vân sáng xạ trùng ta gọi vân sáng không đơn sắc Trong khoảng hai vân sáng liên tiếp có màu với màu vân sáng trung tâm, quan sát thấy số vân sáng đơn sắc A 11 B 9.* C 44 D 35 HD: Gọi M vị trí vân sáng có màu trùng với màu TT Lúc M ta có : K1 λ1 = K2 λ2 = K3 λ3 giải ta thấy vị trí M gần O tương ứng với:K1 = 24; K2 = 20; K3 = 15 Từ O đến M ta có xạ trùng đôi một(k1 = 6, k2= 5; k = 12, k2 = 10…) →có vân sáng không đơn sắc Trang 39 TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa x1, x2 phương, tần số có biên độ lần π lượt A1 = cm A2 Khi x1 = cm x2 = cm Biết dao động tổng hợp x lệch pha so với dao động A1 x1 Biên độ dao động thành phần x2 A 3 cm.* B cm C cm D cm HD: Giả sử t = : x1 = = A1 /2 x2 =0 Ptdđ: x1 = 6cos (ωt + ); x = A2.cosφ2 = → φ2 = π/2 π/3 Câu 40: góc lệch x1 x π/3 nên chọn φ2 = - π/2, vec tơ vecto nằm trục Ox cm ta có A2 = A1 sin (π/3) = hướng xuống, O A x A2 Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc ω Vật nhỏ lắc có khối lượng m = 200 g Tại thời điểm t = 0, vật nhỏ qua vị trí cân theo chiều dương Tại thời điểm t = s, vận tốc v li độ x vật nhỏ thỏa mãn v = ωx lần thứ Lấy π = 10 Độ cứng lò xo A 100 N/m B 50 N/m.* C 25 N/m D 200 N/m HD: Câu 41: m= 200g= 0,2kg; T= 0, x= 0,v>0 => ϕ = −π / Từ lúc t= v = 3ωx lần thứ s ⇔ v = 3ω x v A A = x + ⇔ A = x + 3x = x ⇒ x = ± ω t=0, vật qua VTCB theo chiều dương nghĩa bắt đầu chuyển động từ VTCB sang biên phải T Thời gian từ lúc bắt đầu chuyển động x=A/2 lần thứ 2T + = s ⇒ T = s 12 4π m Độ cứng lò xo k = = 50 N / m T2 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 150 V vào hai đầu đoạn mạch AMB gồm đoạn AM Câu 42: chứa điện trở R, đoạn MB gồm tụ điện C mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Biết sau thay đổi L điện áp hiệu dụng hai đầu MB tăng 2 lần dòng điện mạch trước π sau thay đổi lệch pha góc Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch AM chưa thay đổi L A 100 V B 100 V.* C 100 V D 120 V HD: mạch hình với L thay đổi Vì cuộn dây L nên u AM ⊥ uMB ⇒ M thuộc đường tròn có đường kính AB Khi tăng L lên => dòng điện trước i1và dòng điện sau i2 lệch pha : π/2 nên có giản đồ: Vì ϕi1 ⊥ ϕi2 nên AM1BM2 hình chữ nhật, đó: UR U L1 U L1 = = ⇒ U R1 = U AM = 2U L1 tan α = i1 α U R1 U L 2 A U = U R1 + U L1C ⇒ U L1C = U − U R1 = U − 8U L1C Mà i2 U ⇒ U L1C = = 50(V) UR M ⇒ U R1 = 2.50 = 100 2(V) Trang 40 M U B U L VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 Đoạn mạch xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM nối tiếp MB Đoạn AM gồm điện trở R nối tiếp L với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB có cuộn cảm có độ tự cảm L điện trở r Biết R2 = r2 = C điện áp hiệu dụng UMB = UAM Hệ số công suất mạch AB A 0,887 B 0,755 C 0,866.* D 0,975 HD: Câu 43: mạch hình Biết R = r = L U MB = 3U AM C L ⇔ R = r = Z L Z C C = 3U AM ⇔ I Z MB = 3I Z AM ⇔ Z MB = 3.Z AM ⇔ Z MB = 3Z AM ⇔ r + Z L2 = 3( R + Z C2 ) R2 = r = U MB ⇔ R = Z L2 − 3Z C2 ⇔ 2Z L Z C = Z L2 − 3Z C2 ⇔ Z L2 − 2Z L Z C − 3Z C2 = Giải phương trình bậc theo ZL hai nghiệm : ZL=3Zc ZL= - Zc (loại) Với Z L = 3Zc ⇔ Z L Z C = 3Z C Z C ⇔ R = 3Z C ⇔ Z C = R / ⇒ Z L = R cos ϕ = R+r ( R + r ) +( Z L − Z C )2 2R = (2 R ) + ( 2R ) = 2R = = 0,866 4R Câu 44: Hai vật A B có khối lượng kg có kích thước nhỏ nối với sợi dây mảnh nhẹ dài 10 cm, hai vật treo vào lò xo có độ cứng k = 100 N/m nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s² Lấy π2 = 10 Khi hệ vật lò xo vị trí cân đủ cao so với mặt đất, ta đốt sợi dây nối hai vật vật B rơi tự vật A dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Lần vật A lên đến vị trí cao khoảng cách hai vật A 80 cm.* B 20 cm C 70 cm D 50 cm HD: Vị trí CB vật cách VTCB vật Δl = mg m = 0,1m;T = 2π = 0, 2π(s); h = gt = 0,5m; H = 0,5 + 0, + 0,1 = 0,8m k k Câu 45: Tại mặt chất lỏng nằm ngang có hai nguồn sóng O1, O2 cách 24 cm, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình u = Acosωt Ở mặt chất lỏng, gọi d đường vuông góc qua trung điểm O đoạn O1O2 M điểm thuộc d mà phần tử sóng M dao động pha với phần tử sóng O, đoạn OM ngắn cm Số điểm cực tiểu giao thoa đoạn O1O2 A 18 B 16.* C 20 D 14 HD: PT sóng tổng hợp O M u O = u1O + u 2O Δϕ = M 2π.12 2π.15 = 2a cos(ωt − ); u M = u1M + u 2M = 2a cos(ωt − ) λ λ 2π.3 = k.2π ⇒ k = 1; λ = 3cm ⇒ −24 < (k + 0,5)3 < 24 ⇒ −8,5 < k < 7,5 λ dmin=15cm O1 9cm 12cm O Số cực tiểu N= 16 Câu 46: Dùng chùm prôtôn bắn phá hạt nhân 37 Li đứng yên tạo hạt nhân X giống có động W bay theo hai hướng hợp với góc ϕ không sinh tia gamma Biết tổng lượng nghỉ hạt trước phản ứng nhiều tổng lượng nghỉ hạt tạo thành 2W/3 Coi khối lượng hạt nhân đo đơn vị khối lượng nguyên tử số khối 7 A cosϕ = - B cosϕ = C cosϕ = 5/6 D cosϕ = - 5/6.* 9 HD: PT phản ứng r r r 2 p + 73 Li → 24 X + 24 X; PP = P1X + P2X ⇒ PP2 = P1X + P2X + 2P1X P2X cos ϕ = 2PX2 (1 + cos ϕ) ⇒ 2m P k P = 4.m X k X (1 + cos ϕ) ⇒ + cos ϕ = Trang 41 mP k P k = P 2m X k X 8k X O2 TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH BT lượng toàn phần M c + k P = Mc + 2k X ⇒ k P = 4W ⇒ + cos ϕ = ⇒ cos ϕ = − 6 Câu 47: Đoạn mạch AB gồm đoạn AM chứa điện trở R, đoạn MN chứa cuộn dây có điện trở r đoạn NB chứa tụ điện C Điện áp hai đầu mạch uAB = U cos100πt (V) Biết R = 80 Ω, r = 20 Ω, UAN = 300 V, UMB = 60 V uAN vuông pha với uMB Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch có giá trị gần giá trị sau đây? A 200 V B 125 V C 275 V.* D 180 V HD: uAN vuông pha với uMB Z L Z L − ZC = −1(1); U MB = U r2 + (U L − U C ) = 3.602 (2) 100 20 2 = (U r + U R ) + U L = 25U r + U L2 = 3002 (3);(2)x25 − (3) ⇒ 25(U L − U C ) − U 2L = 180000 tan ϕAN tan ϕMB = −1 ⇒ U 2AN (1) ⇒ (U L − U C ) = 50 −2000 −2000 ) = 180000 ⇒ U L = ; U L − U C = 60 ⇒ 25( UL UL U r = 60V; U AB = 25U 2r + (U L − U C ) ≈ 311, 77(V) Câu 48: Đoạn mạch AB gồm AM nối tiếp với MB Đoạn AM gồm điện trở R nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, đoạn MB có tụ điện có điện dung C với CR2 < 2L Đặt vào AB điện áp uAB = U cosωt, U ổn định ω thay đổi Khi ω = ω1 điện áp hai đầu tụ C đạt cực đại Khi đó, điện áp tức thời hai đầu mạch AM lệch pha góc β so với điện áp tức thời hai đầu mạch AB Giá trị nhỏ β gần giá trị sau đây? A 450 B 750.* C 600 D 900 HD: Tần số biến đổi để có UCmax ω1 = L R2 R2 R2 R − ⇒ Z2L = ZL ZC − ⇒ tan ϕRL tan ϕAB = − ⇒ ZC = ZL + (1); tan ϕRL = − L C 2 2ZL 2(ZL − ZC ) ϕu RL /i = ϕ1 ; ϕu AB /i = ϕ2 ; ϕu RL /u AB = ϕ1 − ϕ2 ; tan ϕu RL /u AB = tan(ϕ1 − ϕ2 ) = tan ϕ1 − tan ϕ2 + tan ϕ1 tan ϕ2 Z L Z L − ZC − 2Z Z R R Độ lệch pha tan ϕu RL /u AB = R )≥2 = C (2);(1), (2) ⇒ tan ϕu RL /u AB = 2( L + R R 2Z L 1− (ϕu RL /u AB ) = 70,5 Mạch điện xoay chiều nối tiếp AB theo thứ tự gồm cuộn cảm L, điện trở R tụ L điện C Cho biết điện áp hiệu dụng URL = URC R2 = Hệ số công suất đoạn mạch AB C 3 * A B C D 5 HD: Câu 49: R + Z2L = 3(R + ZC2 ) ⇒ Z2L = 2R + 3ZC2 ; R = Ta có URL = L = Z L ZC C URC suy Z2L = 2ZL ZC + 3ZC2 ⇒ Z2L − 2ZC ZL − 3ZC2 = ⇒ ZL = 3ZC ; ZL = R 3; ZC = R ;cos ϕ = Trang 42 R R + (R − R ) = VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 Câu 50: Mắc vào đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm nguồn điện xoay chiều có tần số thay đổi Ở tần số f1 = 60 Hz , hệ số công suất đạt cực đại cos ϕ = Ở tần số f = 120 Hz , hệ số công suất nhận giá trị cos ϕ = 0,707 Ở tần số f = 90 Hz , hệ số công suất mạch bằng: A 0,874.* HD: Hệ số công suất B 0,486 C 0,625 D 0,781 Z1C f1 = 60Hz;cos ϕ1 = ⇒ Z1L = Z1C ;f = 2f1 ⇒ Z2L = 2Z1C ; Z1C = cos ϕ2 = R2 = Z ⇒ R = 1C ;f = 1,5f1 ⇒ Z3L = 1,5Z1C ; Z3C = Z1C 2 R + (2Z1C − Z1C ) 2 R ⇒ cos ϕ3 ≈ 0,874 cos ϕ3 = 2 R + (1,5Z1C − Z1C ) Câu 51: Mạch chọn sóng máy thu vô tuyến gồm tụ xoay C cuộn cảm L Tụ xoay có điện dung C tỉ lệ theo hàm số bậc góc xoay φ Ban đầu chưa xoay tụ mạch thu sóng có tần số f0 Khi xoay tụ góc φ1 mạch thu sóng có tần số f1 = 0,5f0 Khi xoay tụ góc φ2 mạch thu f sóng có tần số f = Tỉ số hai góc xoay là: ϕ2 ϕ ϕ ϕ = A B = C = D = * ϕ1 ϕ1 ϕ1 ϕ1 HD: Ta có f 02 = f12 − f 02 C1 − C0 ϕ1 ϕ 1 2 ;f = ;f = ; = = ⇒ = 2 2 2 4π LC0 4π LC1 4π LC2 f − f C2 − C0 ϕ2 ϕ1 π s, động vật dao động điều hòa tăng từ 48 0,096 J đến giá trị cực đại sau giảm 0,064 J Biết rằng, thời điểm t1 vật 0,064 J Cho khối lượng vật 100 g Biên độ dao động vật A 32 cm B 3,2 cm C 16 cm D cm* HD: Câu 52: Trong khoảng thời gian từ t = đến t1 = 〈 x=± A π Tại thời điểm t = s Wđ= Wt= 0,064 J ⇒ W = 2.0,064 = 0,128J 48 W A Tại thời điểm ban đầu: t = ⇒ d = ⇒ Wd = 3Wt ⇒ x = ± W A Thời gian Chuyển động x= - A/2 đến O đến x= t= O T T 5T π π + = = ⇒ T = s ⇒ ω = 20rad / s ⇒ A = 12 24 48 10 Sóng dừng xuất sợi dây với tần số f = Hz Câu 53: Gọi thứ tự điểm thuộc dây O, N, M P cho O điểm nút, P điểm bụng sóng gần O (M, N thuộc đoạn OP) Khoảng thời gian lần liên tiếp để giá trị li độ điểm P biên độ dao động điểm M, N 1 s s Biết khoảng cách điểm M, N 20 15 0,2 cm Bước sóng sợi dây A 5,6 cm B 4,8 cm* C 1,2 cm D 2,4 cm Trang 43 O 2W = 0, 08m = 8cm mω λ P MN A λ λ k2 Q λ TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH HD: T T A A s = ; Δt = s = ⇒ u1P = A M = P ; u 2P = A N = P 20 15 2 2π.OM A P λ 2π.ON A P λ λ A M = A P sin = ⇒ OM = ; A N = A P sin = ⇒ ON = ⇒ MN = ⇒ λ = 4,8cm λ λ 12 24 Δt1 = Câu 54: Dao động tổng hợp hai dao động điều hòa phương, tần số có biên độ trung bình cộng hai biên độ thành phần lệch pha so với dao động thành phần thứ 90o Độ lệch pha hai dao động thành phần A 120o B 126,9o.* C 105o D 143,1o HD: r A r A2 α r A1 1 (A1 + A ) = A (1 + sin α ); A 22 = A12 + A = A 22Sin 2α + A 22 (1 + sin α ) 2 π ⇒ sin α + sin α − = ⇒ sin α = 0, 6;sin α = −1 ⇒ α ≈ 0, 64rad; ϕ = α + = 129, 60 4 A1 = A sin α; A = Câu 55: Một lắc lò xo có độ cứng k = 40 N/m đầu giữ cố định phía gắn vật m Nâng m lên đến vị trí lò xo không biến dạng thả nhẹ vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 2,5 cm Lấy g = 10 m/s2 Trong trình dao động, công suất tức thời trọng lực vật m đạt cực đại A 0,5 W.* B 0,32 W C 0,41 W D 0,64 W HD: Công suất trọng lực N = AP k = F.v ⇒ N max = Pv max = mgA = 0,5W t m Câu 56: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi vào hai đầu mạch điện gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Khi điện áp hiệu dụng phần tử 200 V Nếu mắc song song với tụ C tụ điện giống hệt điện áp hiệu dụng điện trở A 100 V B 80 V.* C 10 V D 100 V HD: Ban đầu U R = U L = U C = 200V ⇒ CH, U = 200V; Z = R Khi mắc song song C//C Khi ZCtd = ZC / = R / 2; Z' = R + (ZL − ZCtd ) = R U U ; UR = R ' = = 80 5V Z Câu 57: Một lắc đơn có chiều dài m, đầu cố định đầu gắn với vật nặng có khối lượng m Điểm cố định cách mặt đất 2,5 m Ở thời điểm ban đầu đưa lắc lệch khỏi vị trí cân góc α = 0,09 rad, thả nhẹ lắc vừa qua vị trí cân sợi dây bị đứt Bỏ qua sức cản, lấy g = 9,8 m/s2 Tốc độ vật nặng thời điểm t = 0,55 s kể từ thả vật có giá trị gần bằng: A m/s B 0,565 m/s.* C 5,4 m/s D 0,282 m/s HD: Khi qua VTCB v max = s ω = lα g = α gl = 0, 09 9,8.1 ≈ 0, 282m / s l Thời gian chuyển động kể từ dây đứt t= 0,55 –T/4= 0,05 s v= v 2x + v 2y = 0, 2822 + 0, 492 ≈ 0,57m / s Câu 58: Đặt điện áp xoay chiều u = U cos ωt (V), vào hai đầu mạch điện AB mắc nối thứ tự gồm điện trở R, cuộn dây không cảm (L, r) tụ điện C với R = r Gọi N điểm nằm điện trở R cuộn dây, M điểm nằm cuộn dây tụ điện Điện áp tức thời uAM uNB vuông pha với có giá trị hiệu dụng 30 V Giá trị U0 A 120 V B 120 V.* C 60 V D 60 V Trang 44 A L,r R N C M B VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 HD: UAM vuông pha uNB Z L Z L − ZC = −1 ⇒ ZL (ZL − ZC ) = −2R r+R r ⇒ U L (U C − U L ) = 2U R (1);(U R + U r ) + U 2L = U 2r + (U L − U C ) ⇒ 3U 2R = (U L − U C ) − U 2L (2) tan ϕAN tan ϕNB = −1 ⇒ U L (U C − U L ) = (U L − U C ) − U 2L ⇒ 1,5U 2L − 3,5U C U L + U C2 = U U2 U L = 2U C (L); U L = U C (N) ⇒ U R = C ; U C2 + C = 5.302 ⇒ U C ≈ 55,8V 3 (1), (2) ⇒ U L ≈ 18, 6V; U R ≈ 32, 2V ⇒ U = 4U 0R + (U 0L − U 0C ) = 105,17V Câu 59: Một nhà máy điện hạt nhân dùng nhiên liệu 235 92 U trung bình phản ứng tỏa 200 MeV Công suất 1000 MW, hiệu suất 25% Tính khối lượng nhiên liệu làm giàu năm 365 ngày? A 5,4 B 4,8 C 4,4 tấn.* HD: 235 92 U đến 35% cần dùng D 5,8 NE P.t 109.365.86400 = = 3,942.1027 H⇒N= t E H 1, 6.10−19.200.106.0.25 m N.A Khối lượng U235 nguyên chất m U 235 = = 1538,8kg ⇒ m U = U235 = 4396, 6kg NA 0,35 Công suất nhà máy P = Câu 60: Một thép có bề dày e = 1,5 mm, nhiệt độ ban đầu t0 = 350C Dùng chùm laze có công suất P = 15 W đường kính chùm sáng d = mm để khoan thép Thời gian khoan xong thép kể từ lúc bắt đầu khoan? Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng phần thép xung quanh lỗ khoan nhiệt lượng làm nóng môi trường xung quanh Biết khối lượng riêng, nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy điểm nóng chảy thép ρ = 7800 kg/m3, c = 448 J/kg.độ, λ = 270 kJ/kg Tc = 15350C A 2,3 s* B 1,65 s HD: Nhiệt lượng cung cấp để thép nóng chảy: C 1,16 s D 3,14 s πd π(2.10−3 ) e(cΔθ + λ ) = 7800 1,5.10−3 (448.1500 + 270000) ≈ 34, 6J 4 Thời gian khoan Q = P.t ⇒ t ≈ 2,3s Q = mcΔθ + mλ = m(cΔθ + λ ) = ρ Câu 61: Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox, quanh vị trí cân O với biên độ A chu kỳ T Trong khoảng thời gian T/4, quãng đường lớn mà vật A A B 3A/2 C A√3 D A√2 * HD: O N M Quãng đường Smax qua điểm MN đối xứng qua O ON có Δt = T A ; ON= ; Smax= A T/8 Câu 62: Vật nhỏ lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang, mốc vị trí cân Khi gia tốc vật có độ lớn nửa độ lớn gia tốc cực đại tỉ số động vật A 1/2 B 3.* C D 1/3 HD: /a/= Câu 63: a max W − Wt W A A ⇒x=± ⇒ D = = ( ) − =3 2 Wt Wt x Một lắc lò xo treo thẳng đứng nơi có gia tốc trọng trường g Khi vật nhỏ vị trí cân bằng, lò xo dãn cm Kéo vật nhỏ thẳng đứng xuống đến cách vị trí cân cm thả nhẹ (không vận tốc ban đầu) để lắc dao động điều hòa Lấy π2 = 10 Trong chu kì, thời gian lò xo không dãn A 0,05 s B 0,13 s C 0,20 s D 0,10 s.* Trang 45 TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH HD: Δl = 0,4 s; Thời gian chuyển động từ x1= cm đến x2= T/8 Thời gian lò xo không dãn g T 1T Δt = = 0,1 s T = 2π Câu 64: Dùng hạt α có động 7,7 MeV bắn vào hạt nhân 14 N đứng yên gây phản ứng α +147 N →11 p +17 O Hạt prôtôn bay theo phương vuông góc với phương bay tới hạt α Cho khối lượng hạt nhân: mα= 4,0015u; mP = 1,0073u; mN14 = 13,9992u; mO17= 16,9947u Biết 1u= 931,5 MeV/c2 Động hạt nhân A 2,075 MeV.* HD: 17 B 2,214 MeV O C 6,145 MeV po D 1,345 MeV Ta có: O pα ⎧7,7 + ΔE = Wñp + WñO ⎪ → WñO = 2,075MeVp.p ⎨uur uur uur p2 =2mWñ 2 →mO WñO = mp Wñp + mα Wñα ⎪⎩pα = pp + pO ↔ pO = pp + pα ⎯⎯⎯⎯ Câu 65: Hai lắc đơn có chiều dài 81 cm 64 cm treo trần phòng Khi vật nhỏ hai lắc vị trí cân bằng, đồng thời truyền cho chúng vận tốc hướng cho hai lắc dao động điều hòa với biên độ góc, hai mặt phẳng song song với Gọi Δt khoảng thời gian ngắn kể từ lúc truyền vận tốc đến lúc hai dây treo song song Giá trị Δt gần giá trị sau đây? A 8,12s B 2,36s C 7,20s D 0,45s.* ⎡⎛ ⎛ π⎞ π⎞ ⎢⎜ ω2 t − ⎟ = − ⎜ ω1t − ⎟ + 2π ⇒ t = 1,27 ( s ) 2⎠ 2⎠ π π 10 10 t ⎝ ⎝ = = ⎯⎯⎯ →⎢ ; ω2 = HD: Ta có: ω1 = ⎢⎛ 0,81 0,9 0,64 0,8 ⎛ π⎞ π⎞ ⎢⎜ ω2 t + ⎟ = − ⎜ ω1t + ⎟ + 2π ⇒ t = 0,42 ( s ) 2⎠ 2⎠ ⎢⎣⎝ ⎝ Câu 66: Cho ba hạt nhân X, Y Z có số nuclôn tương ứng AX, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết lượng liên kết hạt nhân tương ứng ΔEX, ΔEY, ΔEZ với ΔEZ < ΔEX < ΔEY Sắp xếp hạt nhân theo thứ tự tính bền vững giảm dần A Y, X, Z.* B Y, Z, X C X, Y, Z D Z, X, Y HD : ΔEZ < ΔEX < ΔEY ⇒ ΔE Z ΔE X ΔE Y < < ⇒ WlkrZ < WlkrX < WlkrY 0,5A Z AX 2A Y Câu 67: Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α biến thành hạt nhân Y Biết hạt nhân X có số khối A, hạt α phát tốc độ v Lấy khối lượng hạt nhân số khối tính theo đơn vị u Tốc độ hạt nhân Y 4v A B v C v * D v A+4 A+4 A−4 A−4 HD: + Ta có phản ứng : Z X → α + Z - Y uur uur uur + Áp dụng định luất bảo toàn động lượng : PX = Pα + PY = (hạt X đứng yên ) A A-4 mα v 4v ⇔ vY = A-4 mY Câu 68: Một lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k vật có khối lượng m1, dao động điều hòa mặt ngang Khi li độ m1 2,5 cm vận tốc 25 cm/s Khi li độ 2,5 cm vận tốc 25 cm/s Đúng lúc m1 qua vị trí cân vật m2 khối lượng chuyển động ngược chiều với vận tốc m/s đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với m1 Chọn gốc thời gian lúc va chạm, vào thời điểm mà độ lớn vận tốc m1 m2 lần thứ hai vật cách ? A 13,9 cm B 7,62 cm* C 10 cm D cm ⇒ mαv = mYvY ⇔ vY = Trang 46 VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 HD: A = x12 + ( v1 v ) = x 22 + ( ) ⇒ ω = ω ω v 22 − v12 = 10rad / s; A = 5cm; v1 = vcb = 50cm / s x12 − x 22 BT động lượng bảo toàn động năng, chiều dương chiều chuyển động m2 1 1 − mv1 + mv = mv1' + mv '2 ⇒ v1' + v '2 = 0,5(1); mv12 + mv 22 = mv1'2 + mv'22 ⇒ v1'2 + v'22 = 1, 25(2) 2 2 PT (1) (2) cho kết v1’= - m/s v2’= 2,5 m/s (loại nghiệm) v1’= m/s v2’= - 0,5 m/s m1 dao động điều hòa với biên độ A1= V1' = 0.1m ; Thời gian chuyển động từ V1’= m/s đến 0,5 m/s ω T/12 quãng đương m1 S1= A1/2= cm Quãng đường m2 S2= 50(T/12)= 50x( π / 60 )= 2,62 cm S= S1 + S2= 7,62 cm Câu 69: Tại điểm S mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số 50Hz Khi mặt nước hình thành hệ sóng tròn đồng tâm S Tại hai điểm M, N nằm cách 9cm đường thẳng qua S dao động pha với Biết rằng, tốc độ truyền sóng thay đổi khoảng từ 70cm/s đến 80cm/s Tốc độ truyền sóng mặt nước A 75cm/s.* B 80cm/s C 70cm/s D 72cm/s HD: Độ lệch pha Δϕ = 2πd 450 = k2π ⇒ v = (cm / s); k = ⇒ v = 75cm / s λ k Câu 70: Trong tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn dao động theo phương vuông góc với mặt nước, biên độ, pha, tần số 50 Hz đặt hai điểm S1 S2 cách 10cm Tốc độ truyền sóng mặt nước 75 cm/s Xét điểm mặt nước thuộc đường tròn tâm S1, bán kính S1S2, điểm mà phần tử dao động với biên độ cực đại cách điểm S2 đoạn ngắn A 85 mm B 15 mm C 10 mm* D 89 mm HD: M thuộc cực đại d1 − d = kλ; M d1 S1 d2 S2 10cm O −l l < k < = 6, 67 ⇒ k max = 6;d 2min = d1 − 6λ = 1cm λ λ Câu 71: Có lắc đơn chiều dài khối lượng treo điện trường có hướng thẳng đứng Con lắc thứ thứ hai tích điện q1 q2, lắc thứ ba không tích điện (sao cho qE < mg) Chu kì dao động nhỏ chúng T1, T2, T3 cho T1 = T3/3 , T2 = T3 Tỉ số q1/q2 A -12* B -8 C 12 D HD: q E q E q E g3 g3 g T1 T = = ⇒ g1 = 9g = g + ⇒ = 8g ; = = ⇒ g = = g3 − T3 g1 m m T3 g2 m ⇒ q2 E m = q q 8.3 g3 ⇒ = = 12;q1 > 0;q < ⇒ = −12 q2 q2 Ba lắc lò xo , , đặt thẳng đứng cách theo thứ tự , 2, Vị trí cân ba vật Câu 72: dao động nằm đường thẳng Chọn trục Ox có phương thẳng đứng, gốc tọa độ vị trí cân phương trình dao động x1 = A1cos(20t + ϕ1) (cm) ; x2 = 5cos(20t + π/6) ( cm) x3 = 10 cos(20t - π/3) (cm) Để ba vật dao động ba lắc luôn nằm đường thẳng A A1 = 20 cm ϕ1 = π/2 rad* C A1 = 20 cm ϕ1 = π/4 rad C2 B A1 = 20 cm ϕ1 = π/4 rad D A1 = 20 cm ϕ1 = π/2 rad C1 HD: B Lúc t= (2) B1 có x2= cm (v2 < 0); (3) C1 có x3= cm (v3 > 0) π Suy (1) A1 có x1= cm (v1 < 0) nên ϕ1 = Trang 47 O1 A1 B2 O2 A2 O3 TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH Sau thời gian x1= T lắc (2) B2 có x2= cm (v2 < 0); (3) C2 có x2= cm Suy lắc (1) A2 có 12 A1 = 10 cm (v2 < 0) Vây A1= 20 cm Hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình x1 = A1cos(ωt - π/6) (cm) x2 = A2cos(ωt + π/2) (cm) (t đo giây) Dao động tổng hợp có phương trình x = cos(ωt + ϕ) (cm) Trong số giá trị hợp lý A1 A2 tìm giá trị A1 ϕ để A2 có giá trị cực đại A A1 = cm ϕ = π/3 C A1 = cm ϕ = π/3* Câu 73: B A1 = cm ϕ = π/6 HD: Dùng giản đồ vecto: Áp dụng định lý Sin: D A1 = cm ϕ = π/6 A2 A2 sin(300 + ϕ) A = → = → Amax ⇒ sin ( 300 + ϕ ) = → ϕ = 600 A 0 sin 60 sin ( 30 + ϕ ) sin 60 A ϕ α 300 A1 sin 300 A = → = = 1cm A sin α sin 600 sin 600 A1 Câu 74: Một lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k = 40N/m cầu nhỏ A có khối lượng 100g đứng yên, lò xo không biến dạng Dùng cầu B giống hệt cầu A bắn vào cầu A dọc theo trục lò xo với vận tốc có độ lớn 1m/s; va chạm hai cầu đàn hồi xuyên tâm Hệ số ma sát A mặt phẳng đỡ μ = 0,1; lấy g = 10m/s2 Sau va chạm cầu A có biên độ lớn là: A 5cm B 4,756cm.* C 4,525 cm D 3,759 cm O O’ HD: m k m B va chạm A xuyên tâm đàn hồi có bảo toàn động lượng động Chọn chiều dương chiều chuyển động B B A 1 mv B = mv'A + mv'B ⇒ v B = v'A + v'B (1); mv 2B = mv'2A + mv'2B ⇒ v 2B = v'2A + v'2B (2) 2 ' ' ' ' Giải hệ (1) (2) ta có v A = 0, v B = 1m / s (loại) ; v B = 0, v A = 1m / s Sau va chạm A chuyển động với vận tốc V0= 1m/s Gọi O’ vị trí cầu có v= Chuyển động từ O đến O’ có độ biến thiên công lực ma sát kA − mv02 = −μmgA ⇒ 20A + 0,1A − 0, 05 = ; Nhận nghiệm A= 4,756 cm 2 Câu 75: Đặt điện áp u = 120 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm cuộn cảm L mắc nối tiếp với điện trở R, đoạn MB có tụ điện C Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AM điện áp hai đầu đoạn mạch MB lệch pha /3 Điện áp hiệu dụng AM MB Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM A 80 HD: V * r r B 220/ V C 120 V r 2 Ta có U AB = U AM + U MB ⇒ U AB = U AM + U MB + 2U AM U MB cos( D 40 V 2π ) = U MB ⇒ U MB = 80 3V Câu 76: Đặt điện áp xoay chiều u = 100 cos t (V) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L, có điện trở r tụ điện C công suất tiêu thụ mạch 60 W Biết điện áp hiệu dụng điện trở, cuộn cảm tụ điện 30V, 50V 120V Gía trị r A 50 B 30 * C 20 D 40 HD: U = (U R + U r ) + (U L − U C ) ⇒ 1002 = 302 + 60U r + 502 − 240U L + 1202 U r − 4U L = −130(1); U 2r + U 2L = 502 (2) ⇒ 17U 2L − 1040U L + 14400 = ⇒ U L = 40V; U r = 30V P = (U R + U r )I ⇒ I = 1A; r = 30Ω Trang 48 VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 Câu 77: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R1 = 40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có diện dụng C = 10−3 F , đoạn mạch MB gồm điện trở R2 mắc nối 4π tiếp với cuộn cảm Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AM MB : u AM = 50 cos(100 πt − π ) (V) 12 u MB = 150 cos100πt (V) Hệ số công suất đoạn mạch AB A 0,86 B 0,84.* HD: Từ uAM suy biểu thức i = 1, 25 cos(100 πt − π ) (A) C 0,95 ; u AB = u AM + u MB = U 0AB cos(100πt − 0, 478); ϕ = −0, 478 + D 0,71 π ⇒ cos ϕ = 0,84 Câu 78: Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách 10cm, dao động pha, tần số 15Hz Gọi Δ đường trung trực AB Xét đường tròn đường kính AB, điểm mà phần tử dao động với biên độ cực tiểu cách Δ đoạn nhỏ 1,4cm Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng A 0,42m/s B 0,6m/s* C 0,3m/s D 0,84m/s HD: Điểm dao động cực tiểu gần Δ nhất, tức phải nằm CT thứ nhất: d 22 = 10.6, ⇒ d = 8cm; d12 = 10.3, ⇒ d1 = 6cm ⇒ d − d1 = Do đó: vận tốc sóng: v = λ.f = 4.15 = 60cm / s Δ M d d A 1,4cm I B λ ⇒ λ = 4cm Câu 79: Một lắc lò xo gồm câu nhỏ có khối lượng m = 200g, lò xo lí tưởng, có độ dài tự nhiên l0= 24cm, độ cứng k= 49N/m Cho cầu dao động điều hòa với biên độ 4cm quanh vị trí cân đường dốc mặt phẳng nghiêng góc 300 so với mặt phẳng ngang Cho g = 9.8m/s2 bỏ qua ma sát Chiều dài lò xo thay đổi phạm vi: A từ 20cm đến 28cm B từ 22cm đến 30cm.* C từ 24cm đến 32cm D từ 18cm đến 26cm HD: Con lắc lò xo mặt phẳng nghiêng: mg sin 300 = 0,02m = 2cm k lmax = l0 + Δl0 + A = 30cm Vị trí cân lo xo giãn đoạn: Δl0 = Chiều dài lò xo thay đổi từ: lmin = l0 + Δl0 − A = 22cm Câu 80: Trên sợi dây căng ngang với hai đầu cố định có sóng dừng với tần số 5Hz Biên độ bụng sóng 2cm Khoảng cách gần hai điểm hai bó sóng cạnh có biên độ 1cm 2cm Tốc độ truyền sóng dây A 1,2m/s B 0.6m/s* C 0,8m/s D 0,4m/s HD: Với sóng dừng: Biên độ điểm M biết khoảng cách từ điểm đến nút sóng d: d⎞ d π λ ⎛ d⎞ ⇒ sin ⎜ π ⎟ = 0,5 ⇒ 2π = ⇒ d = ⎟ λ⎠ λ 12 ⎝ λ⎠ λ Nên khoảng cách hai điểm là: x = 2d = = 2cm ⇒ λ = 12cm v = λ f = 12.5 = 60cm / s Vận tốc sóng: ⎛ ⎝ Do đó: a M = = 2sin ⎜ π Trang 49 ⎛ d⎞ a M = 2Asin ⎜ π ⎟ ⎝ λ⎠ TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH Câu 81: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối thứ tự Điều chỉnh điện dung tụ điện để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại có giá trị UC = 2U Khi điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứa R L UL U A B 3U * C 3U URL D U UR HD: Vẽ giản đồ vecto U Cmax = U + U 2RL = 4U U UC kết quả: URL = 3U Câu 82: Trong tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp A, B cách khoảng a = 20cm, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, pha, tần số f = 50Hz Tốc độ truyền sóng mặt nước 1,5m/s Xét điểm mặt nước thuộc đường tròn tâm A, bán kính AB Điểm nằm đường tròn, dao động với biên độ cực đại, cách đường trung trực AB đoạn ngắn A 1,780cm B 2,112cm* C 2,775cm D 2,575cm HD: Δ M thuộc cực đại M d2 d − d1 = kλ; IK ⇒ k = 1;d − d1 = 3cm ⇒ d = d1 + 3(1) d1 d = AB.OK = 20(10 + x);d = AB.BK = 20(10 − x);d + d = 400(2) 2 2 2 (1), (2) ⇒ 2d12 + 6d1 − 391 = ⇒ d1 = 12,56cm ⇒ x = 10 − d ≈ 2,112cm 20 A 10 cmI x K B Câu 83: Một lắc đơn có chiều dài dây treo l = 0,249m , cầu nhỏ có khối lượng m = 100g Cho dao động nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8m/s2 với biên độ góc α = 0,07rad môi trường tác dụng lực cản (có độ lớn không đổi) dao động tắt dần với chu kỳ lực cản Biết lắc đơn dao động 100(s) ngừng hẳn Độ lớn lực cản bằng: A 1,7.10-3N B 2,7.10-4N C 1,7.10-4N* D 1,2.10-4N HD: Độ giảm biên độ chu kì Δs = 4FC Δt 4F ⇒ N.Δs = s = l.α ⇒ C2 = l.α mω T mω l T = 2π = 1s ⇒ FC = 1, 7.10−4 N g Δs / Δs FC Câu 84: Một đoạn mạch nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện C, cuộn dây có điện trở r = 5Ω độ tự cảm L Đặt vào hao đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định Khi biến trở có giá trị R1 = 10Ω R2 = 35Ω công suất tiêu thụ điện đoạn mạch 220W Khi biến trở có giá trị R0 công suất tiêu thụ điện biến trở R đạt cực đại Giá trị cực đại công suất A 179,6W* B 216,5W C 226,3W D 192,6W HD: Đặt X= r + R; X1= 40 Ω X2= 15 Ω đoạn mạch AB công suất nên U2 ; X = ZL − ZC = X1X = 600 X RU U2 = PR = r + (ZL − ZC ) (r + R) + (ZL − ZC ) + 2r R+ R U2 2.220 600 = ≈ 179, 63W PR max ⇒ R = r + (ZL − ZC ) = 25Ω; PR max = 2R + 2r 60 PABmax = Trang 50 VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 Câu 85: Một lắc lò xo mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có đầu cố định, đầu gắn với vật nhỏ có khối lượng m Ban đầu vật m giữ vị trí để lò xo bị nén cm Đặt vật nhỏ m' có khối lượng nửa khối lượng vật m, nằm sát m Bỏ qua lực ma sát Thả nhẹ vật m để hai vật chuyển động theo phương trục lò xo, đến lúc vật m có tốc độ cực tiểu, khoảng cách hai vật m m' là: A 4,5 cm C 6,1 cm.* B cm D 4,19 cm HD: Khi m gắn m’, hệ dao động với tốc độ cực đại v max = Aω = A 2k 3m Tại VTCB m’ chuyển động thẳng với vận tốc vmax; m DĐĐH với biên độ A' = v max = A 1,5 = 11, 2cm ω' Khi m đến vị trí biên (vmin= 0) m’ quãng đường L = v max T 3k m = A 2π = 9π 1,5 = 17,30cm ; Khoảng cách vật 6,1 cm 4 2m k Chất điểm chất điểm dao động điều hòa tần số, với li độ x1 x2 Biết x + x22 = 50 Tại thời điểm t, chất điểm có li độ 1cm vận tốc 30cm/s chất điểm có vận tốc cm/s Tại thời điểm đó, li độ chất điểm là: A 2cm B -2cm C 4cm D -4cm* x(cm) HD: Lấy đạo hàm 4v1x1 + 6v x = Thay số có x2= - cm x12 Câu 87: Có ba chất điểm M1, M2, M3 dao động điều hòa 2 phương tần số có phương trình li độ t(s x1 ,x2 ,x3 3x3 =−2x1 ,x1 + x2 = x12 Biết O Câu 86: x2 + x3 = x23 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc vào thời gian x12 x23 có dạng hình vẽ Khi chất điểm M2 qua li độ 1cm có tốc độ A 6,52cm/s* C 1,57cm/s B 2,22cm/s D 3,51cm/s HD: -2 -4 π −π π rad; t = s, x12 = 4cm ⇒ ϕ12 = ; ϕ23 = π π π π x12 = cos( t − )cm; x 23 = cos( t + )cm; x12 = x1 + x , x 23 = x + x 2 5 Ta có PT ⇒ x12 − x 23 = x1 − x = x1 + x1 = x1 ; x = x12 − x1 = x12 − (x12 − x 23 ) 3 π x = x 23 − x12 = 4, 27 cos( t + 1, 72)cm; v = ω A − x ≈ 6,5cm 3 Đồ thị dao động có chu kì T= 4s; ω = Trang 51 x23 TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH Câu 88: Đặt điện áp u = 100 2cos100 πt ( V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện có điện dung thay đổi Thay đổi điện dung tụ điện điện áp hiệu dụng hai tụ đạt giá trị cực đại 200V Khi đó, vào thời điểm t1 điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch giảm qua giá trị 100V thời điểm t2 = t1 + 17 / 200 ( s ) điện áp hai đầu cuộn cảm có giá trị A 75 2V HD: B 75V C -75V* D 75 6V UL Khi thay đổi C để có UCmax ta có giãn đồ vectơ U = U C (U C − U L ) ⇒ U L = 150V; U C = 200V ⇒ URL ZL − u L = = ZC u C UR 17 π ' u1 = 100 cos100πt1 = 100 ⇒ 100πt1 = (u1 < 0); t = t1 + ⇒ u = −100V U 200 UC r r u u −3 U ⊥ U RL ⇒ ( ) + ( RL ) = ⇒ u RL = −150V; u = u RL + u C ⇒ u C = 50V; u L = u C = −75V U0 U 0RL Câu 89: Con lắc lò xo có độ cứng 200N/m, cầu M có khối lượng 1kg dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 12,5cm Khi cầu xuống đến vị trí thấp có vật nhỏ khối lượng 500g bay theo phương trục lò xo, từ lên với tốc độ 6m/s tới dính chặt vào M Lấy g = 10m/s2 Sau va chạm, hai vật dao động điều hòa Biên độ dao động hệ hai vật sau va chạm A 20cm* HD: B 10 13 cm C 10 cm D 21cm Gọi O VTCB hệ (k, M); O’ VTCB hệ (k, M + m) Khoảng cách OO ' = M m O O’ mg = 2,5cm k Vị trí m va chạm M cách O’ x0= 12,5 – 2,5= 10 cm BT động lượng v k = 20 rad / s; A = x 02 + ( ) = 20cm m+M ω Đặt điện áp xoay chiều u = 220 2cos (100πt )(V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện mv1 = (m + M)v0 ⇒ v0 = 2m / s; ω = Câu 90: 10−4 trở R = 100Ω , cuộn cảm L = (F) Khoảng thời gian ngắn (H) tụ điện C= π π hai lần công suất tức thời không A 1/200s* B 1/300s C 1/150s HD: Công suất tức thời p= Ri2 ; p biến thiên điều hòa có chu kì T’= T/2 = 1/100 (s) Khoảng thời gian lần p= Δt = T’/2= 1/200 s Trang 52 D 1/400s [...]... PABmax = Trang 50 VẬT LÝ 12 – ÔN THI TNPT QG - 2015 Câu 85: Một con lắc lò xo trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ có khối lượng m Ban đầu vật m được giữ ở vị trí để lò xo bị nén 9 cm Đặt vật nhỏ m' có khối lượng bằng một nửa khối lượng vật m, nằm sát m Bỏ qua các lực ma sát Thả nhẹ vật m để hai vật chuyển động theo phương của trục lò xo, đến lúc vật m có tốc... vị trí cân bằng Khi gia tốc của vật có độ lớn bằng một nửa độ lớn gia tốc cực đại thì tỉ số giữa động năng và thế năng của vật là A 1/2 B 3.* C 2 D 1/3 HD: /a/= Câu 63: a max W − Wt W A A ⇒x=± ⇒ D = = ( ) 2 − 1 =3 2 2 Wt Wt x Một con lắc lò xo được treo thẳng đứng tại nơi có gia tốc trọng trường g Khi vật nhỏ ở vị trí cân bằng, lò xo dãn 4 cm Kéo vật nhỏ thẳng đứng xuống dưới đến cách vị trí cân bằng... đứng xuống dưới đến cách vị trí cân bằng 4 2 cm rồi thả nhẹ (không vận tốc ban đầu) để con lắc dao động điều hòa Lấy π2 = 10 Trong một chu kì, thời gian lò xo không dãn là A 0,05 s B 0,13 s C 0,20 s D 0,10 s.* Trang 45 TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH HD: Δl = 0,4 s; Thời gian chuyển động từ x1= 4 cm đến x2= 4 2 là T/8 Thời gian lò xo không dãn g T trong 1T là Δt = 2 = 0,1 s 8 T = 2π Câu 64: Dùng một... chiều ổn định Khi biến trở có giá trị R1 = 10Ω hoặc R2 = 35Ω thì công suất tiêu thụ điện trên đoạn mạch bằng nhau và bằng 220W Khi biến trở có giá trị R0 thì công suất tiêu thụ điện của biến trở R đạt cực đại Giá trị cực đại của công suất đó bằng A 179,6W* B 216,5W C 226,3W D 192,6W HD: Đặt X= r + R; X1= 40 Ω hoặc X2= 15 Ω đoạn mạch AB cùng công suất nên U2 ; X = ZL − ZC = X1X 2 = 600 2 X RU 2 U2 = PR... độ cứng k = 40 N/m đầu trên được giữ cố định còn phía dưới gắn vật m Nâng m lên đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 2,5 cm Lấy g = 10 m/s2 Trong quá trình dao động, công suất tức thời của trọng lực vật m đạt cực đại bằng A 0,5 W.* B 0,32 W C 0,41 W D 0,64 W HD: Công suất của trọng lực là N = AP k = F.v ⇒ N max = Pv max = mgA = 0,5W t... nhau từng đôi một(k1 = 6, k2= 5; k = 12, k2 = 10…) →có 9 vân sáng không đơn sắc Trang 39 TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa x1, x2 cùng phương, cùng tần số có biên độ lần π lượt là A1 = 6 cm và A2 Khi x1 = 3 cm thì x2 = 0 cm Biết dao động tổng hợp x lệch pha so với dao động 3 A1 x1 Biên độ của dao động thành phần x2 bằng A 3 3 cm.* B 3 2 cm C 3 cm D 6 cm... Hai vật A và B có cùng khối lượng 1 kg và có kích thước nhỏ được nối với nhau bởi sợi dây mảnh nhẹ dài 10 cm, hai vật được treo vào lò xo có độ cứng k = 100 N/m tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s² Lấy π2 = 10 Khi hệ vật và lò xo đang ở vị trí cân bằng đủ cao so với mặt đất, ta đốt sợi dây nối hai vật và vật B rơi tự do còn vật A sẽ dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Lần đầu tiên vật A... 16 Câu 46: Dùng chùm prôtôn bắn phá hạt nhân 37 Li đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân X giống nhau có cùng động năng là W nhưng bay ra theo hai hướng hợp với một góc ϕ và không sinh ra tia gamma Biết tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt tạo thành là 2W/3 Coi khối lượng hạt nhân đo bằng đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của nó thì 7 7 A cosϕ =... đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm một nguồn điện xoay chiều có tần số thay đổi được Ở tần số f1 = 60 Hz , hệ số công suất đạt cực đại cos ϕ = 1 Ở tần số f 2 = 120 Hz , hệ số công suất nhận giá trị cos ϕ = 0,707 Ở tần số f 3 = 90 Hz , hệ số công suất của mạch bằng: A 0,874.* HD: Hệ số công suất B 0,486 C 0,625 D 0,781 1 Z1C 2 f1 = 60Hz;cos ϕ1 = 1 ⇒ Z1L = Z1C ;f 2 = 2f1 ⇒ Z2L = 2Z1C ; Z1C = cos 2 ϕ2... LC0 4π LC1 4π LC2 f 2 − f 0 C2 − C0 ϕ2 ϕ1 3 π s, động năng của một vật dao động điều hòa tăng từ 48 0,096 J đến giá trị cực đại rồi sau đó giảm về 0,064 J Biết rằng, ở thời điểm t1 thế năng của vật cũng bằng 0,064 J Cho khối lượng của vật là 100 g Biên độ dao động của vật bằng A 32 cm B 3,2 cm C 16 cm D 8 cm* HD: Câu 52: Trong khoảng thời gian từ t = 0 đến t1 = 〈 x=± A 2 π Tại thời điểm t 2 = s Wđ= ... nối hai vật vật B rơi tự vật A dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Lần vật A lên đến vị trí cao khoảng cách hai vật A 80 cm.* B 20 cm C 70 cm D 50 cm HD: Vị trí CB vật cách VTCB vật Δl =... thời gian lò xo không dãn A 0,05 s B 0,13 s C 0,20 s D 0,10 s.* Trang 45 TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH HD: Δl = 0,4 s; Thời gian chuyển động từ x1= cm đến x2= T/8 Thời gian lò xo không dãn... 31 g = 10 rad/s Δl TỔ VẬT LÝ – THPT NGUYỄN CHÍ THANH Câu 12: Mạch RLC mắc vào máy phát điện xoay chiều pha Khi tốc độ quay rôto n (vòng/phút) công suất tiêu thụ mạch P, hệ số công suất mạch 0,5