LY LTDH 2013

28 Khi vật rắn quay đều quanh trục cố định với tốc độ góc ω thì một điểm trên vật rắn cách trục quay một khoảng r có gia tốc hướng tâm có độ lớn bằng: A.. PHẦN III: PHÂN DẠNG BÀI TẬP CHỦ[r]

LUYỆN THI ĐẠI HỌC LÝ - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com CHUYÊN ðỀ 1: CƠ HỌC VẬT RẮN VŨ ðÌNH HOÀNG http://lophocthem.com ðT: 01689.996.187 – Email: vuhoangbg@gmail.com Họ và tên: Lớp: .Trường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC, LUYỆN THI VÀO ðẠI HỌC Thái Nguyên, 2012 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com MỤC LỤC PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG PHẦN II: TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN LÝ THUYẾT PHẦN III: PHÂN DẠNG BÀI TẬP CHỦ ĐỀ CHUYỂN ĐỘNG QUAY QUANH TRỤC CỦA VẬT RẮN DẠNG 1: VẬT RẮN QUAY ĐỀU QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH DẠNG 2: VẬT RẮN QUAY BIẾN ĐỔI ĐỀU QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH CHỦ ĐỀ 2: MOMEN – ĐỘNG NĂNG VẬT RẮN 14 DẠNG 1: MOMEN QUÁN TÍNH – MOMEN LỰC 18 DẠNG 2: MOMEN ĐỘNG LƯỢNG 24 DẠNG 3: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG 26 DẠNG 4: ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN 27 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com CHUYÊN ðỀ 1: CƠ HỌC VẬT RẮN PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG Toạ ñộ góc Khi vật rắn quay quanh trục cố định (hình 1) thì : - Mỗi điểm trên vật vạch đường tròn nằm mặt phẳng vuông góc với trục quay, có bán kính r khoảng cách từ điểm đó đến trục quay, có tâm O trên trục quay - Mọi điểm vật quay cùng góc cùng khoảng thời gian Trên hình 1, vị trí vật thời điểm xác định góc φ mặt phẳng ñộng P gắn với vật và mặt phẳng cố ñịnh P0 (hai mặt phẳng này chứa trục quay Az) Góc φ gọi là toạ ñộ góc vật Góc φ đo rañian, kí hiệu là rad Khi vật rắn quay, biến thiên φ theo thời gian t thể quy luật chuyển động quay vật Tốc ñộ góc Tốc độ góc là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh chậm chuyển động quay vật rắn Ở thời điểm t, toạ độ góc vật là φ Ở thời điểm t + ∆t, toạ độ góc vật là φ + ∆φ Như vậy, khoảng thời gian ∆t, góc quay vật là ∆φ Tốc ñộ góc trung bình ωtb vật rắn khoảng thời gian ∆t là : ω tb = ∆ϕ ∆t (1.1) Tốc ñộ góc tức thời ω thời điểm t (gọi tắt là tốc độ góc) xác định giới hạn tỉ số ∆ϕ cho ∆t dần tới Như : ∆t ∆ϕ ω = lim hay ω = ϕ ' (t ) (1.2) ∆t → ∆t Đơn vị tốc độ góc là rad/s Gia tốc góc Tại thời điểm t, vật có tốc độ góc là ω Tại thời điểm t + ∆t, vật có tốc độ góc là ω + ∆ω Như vậy, khoảng thời gian ∆t, tốc độ góc vật biến thiên lượng là ∆ω Gia tốc góc trung bình γtb vật rắn khoảng thời gian ∆t là : γ tb = ∆ω ∆t (1.3) Gia tốc góc tức thời γ thời điểm t (gọi tắt là gia tốc góc) xác định giới hạn tỉ số ∆ω cho ∆t dần tới Như : ∆t ∆ω γ = lim hay γ = ω ' (t ) (1.4) ∆t →0 ∆t Đơn vị gia tốc góc là rad/s2 Các phương trình ñộng học chuyển ñộng quay a) Trường hợp tốc độ góc vật rắn không đổi theo thời gian (ω = số, γ = 0) thì chuyển động quay vật rắn là chuyển ñộng quay ñều Chọn gốc thời gian t = lúc mặt phẳng P lệch với mặt phẳng P0 góc φ0, từ (1) ta có : BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com φ = φ0 + ωt (1.5) b) Trường hợp gia tốc góc vật rắn không đổi theo thời gian (γ = số) thì chuyển động quay vật rắn là chuyển ñộng quay biến ñổi ñều Các phương trình chuyển động quay biến đổi vật rắn quanh trục cố định : ω = ω + γt (1.6) ϕ = ϕ + ω t + γt 2 ω − ω 02 = 2γ (ϕ − ϕ ) (1.7) (1.8) đó φ0 là toạ độ góc thời điểm ban đầu t = ω0 là tốc độ góc thời điểm ban đầu t = φ là toạ độ góc thời điểm t ω là tốc độ góc thời điểm t γ là gia tốc góc (γ = số) Nếu vật rắn quay theo chiều định và tốc độ góc tăng dần theo thời gian thì chuyển động quay là nhanh dần Nếu vật rắn quay theo chiều định và tốc độ góc giảm dần theo thời gian thì chuyển động quay là chậm dần Vận tốc và gia tốc các ñiểm trên vật quay Tốc độ dài v điểm trên vật rắn liên hệ với tốc độ góc ω vật rắn và bán kính quỹ đạo r điểm đó theo công thức : v = ωr (1.9) r Nếu vật rắn quay ñều thì điểm vật chuyển động tròn Khi đó vectơ vận tốc v điểm thay đổi hướng mà không thay đổi độ lớn, đó điểm vật có r gia tốc hướng tâm a n với độ lớn xác định công thức : an = v2 = ω 2r r (1.10) Nếu vật rắn quay không ñều thì điểm vật chuyển động tròn không Khi đó r vectơ vận tốc v điểm thay đổi hướng và độ lớn, đó điểm vật có gia r tốc a (hình 2) gồm hai thành phần : r r r + Thành phần a n vuông góc với v , đặc trưng cho thay đổi hướng v , thành phần này chính là gia tốc hướng tâm, có độ lớn xác định công thức : an = r v2 = ω 2r r (1.11) r r + Thành phần at có phương v , đặc trưng cho thay đổi độ lớn v , thành phần này gọi là gia tốc tiếp tuyến, có độ lớn xác định công thức : r at = r ∆v = rγ ∆t r a (1.12) Vectơ gia tốc a điểm chuyển động tròn không trên vật là : r r r a = a n + at (1.13) a = a n2 + at2 Về độ lớn : (1.14) r Vectơ gia tốc a điểm trên vật rắn hợp với bán kính OM nó góc α, với : BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - O v r at αr M r an Hình CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 tan α = Diễn ñàn: http://lophocthem.net at γ = an ω - vuhoangbg@gmail.com (1.15) (1.15) PHẦN II: TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT Trong chuyển động quay vật rắn quanh trục cố định, điểm vật có A quĩ đạo chuyển động giống B cùng tọa độ góc C tốc độ góc quay D tốc độ dài Một vật rắn quay xung quanh trục Một điểm vật cách trục quay khoảng là R thì có: A tốc độ góc càng lớn R càng lớn B tốc độ góc càng lớn R càng nhỏ C tốc độ dài càng lớn R càng lớn D tốc độ dài càng lớn R càng nhỏ Một điểm trên trục rắn cách trục quay khoảng R Khi vật rắn quay quanh trục, điểm đó có tốc độ dài là v Tốc độ góc vật rắn là: A ω = v R B ω = v2 R C ω = vR D ω = R v Khi vật rắn quay xung quanh trục cố định qua vật thì điểm vật cách trục quay khoảng là R ≠ có: A véc tơ vận tốc dài không đổi B độ lớn vận tốc góc biến đổi C độ lớn vận tốc dài biến đổi D véc tơ vận tốc dài biến đổi Khi vật rắn quay xung quanh trục cố định qua vật, điểm vật cách trục quay khoảng là R ≠ có độ lớn gia tốc tiếp tuyến luôn không Tính chất chuyển động vật rắn đó là: A quay chậm dần B quay C quay biến đổi D quay nhanh dần Một đĩa phẳng quay quanh trục cố định qua tâm và vuông góc với mặt phẳng đĩa với tốc độ góc không đổi Một điểm bất kì nằm mép đĩa A không có gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến B có gia tốc hướng tâm mà không có gia tốc tiếp tuyến C có gia tốc tiếp tuyến mà không có gia tốc hướng tâm D có gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến Khi vật rắn quay xung quanh trục cố định xuyên qua vật, các điểm trên vật rắn (không thuộc trục quay): E có gia tốc góc tức thời khác F quay góc quay không cùng khoảng thời gian G có tốc độ góc tức thời H có cùng tốc độ dài tức thời Chọn câu sai A Vận tốc góc và gia tốc góc là các đại lượng đặc trưng cho chuyển động quay vật rắn B Độ lớn vận tốc góc gọi là tốc độ góc C Nếu vật rắn quay thì gia tốc góc không đổi D Nếu vật rắn quay không thì vận tốc góc thay đổi theo thời gian BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com Khi vật rắn quay xung quanh trục cố định qua vật, điểm vật cách trục quay khoảng là R ≠ có độ lớn vận tốc dài phụ thuộc vào thời gian t theo biểu thức v = 5t (m/s) Tính chất chuyển động vật rắn đó là: A quay chậm dần B quay D quay nhanh dần C quay biến đổi 10 Chọn câu trả lời ñúng: Một vật chuyển động tròn trên đường tròn bán kính R với tốc độ góc ω, véc tơ vận tốc dài: I có phương vuông góc với bán kính quĩ đạo R J có phương tiếp tuyến với quĩ đạo K có độ lớn v = Rω L Cả A, B, C đúng 11 Vectơ gia tốc tiếp tuyến chất điểm chuyển động tròn chậm dần đều: A có phương vuông góc với vectơ vận tốc B cùng phương, cùng chiều với vectơ vận tốc C cùng phương với vectơ vận tốc D cùng phương, ngược chiều với vectơ vận tốc 12 Vectơ gia tốc pháp tuyến chất điểm chuyển động tròn đều: A B có phương vuông góc với vectơ vận tốc C cùng phương với vectơ vận tốc D cùng phương, cùng chiều với vectơ vận tốc 13 Khi vật rắn quay chậm dần xung quanh trục cố định xuyên qua vật thì: A gia tốc góc luôn có giá trị âm B tích tốc độ góc và gia tốc góc là số dương C tích tốc độ góc và gia tốc góc là số âm D tốc độ góc luôn có giá trị âm 14 Gia tốc hướng tâm vật rắn (được coi chất điểm) chuyển động tròn không đều: A nhỏ gia tốc tiếp tuyến nó B gia tốc tiếp tuyến nó C lớn gia tốc tiếp tuyến nó D có thể lớn hơn, nhỏ hay gia tốc tiếp tuyến nó 15 Gia tốc toàn phần vật rắn (được coi chất điểm) chuyển động tròn không đều: A nhỏ gia tốc tiếp tuyến nó B gia tốc tiếp tuyến nó C lớn gia tốc tiếp tuyến nó D có thể lớn hơn, nhỏ hay gia tốc tiếp tuyến nó 16 Phương trình nào sau đây biểu diễn mối quan hệ tốc độ góc ω và thời gian t chuyển động quay nhanh dần vật rắn quay quanh trục cố định? A ω = -5 + 4t (rad/s) B ω = - 4t (rad/s) C ω = + 4t (rad/s) D ω = - - 4t (rad/s) 17 Một vật rắn chuyển động vạch nên quĩ đạo tròn, đó gia tốc: A a = at B a = an C a = D Cả A, B, C sai BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com đó: a = gia tốc toàn phần; at = gia tốc tiếp tuyến; an = gia tốc pháp tuyến (gia tốc hướng tâm) 18 Trong chuyển động quay biến đổi điểm trên vật rắn, vectơ gia tốc toàn phần (tổng vectơ gia tốc tiếp tuyến và vectơ gia tốc hướng tâm) điểm A có độ lớn không đổi B Có hướng không đổi C có hướng và độ lớn không đổi D Luôn luôn thay đổi 19 Một vật rắn quay nhanh dần xung quanh trục cố định Sau thời gian t kể từ lúc vật bắt đầu quay thì góc mà vật quay B tỉ lệ thuận với t2 A tỉ lệ thuận với t C tỉ lệ thuận với t D tỉ lệ nghịch với t 20 Trong chuyển động quay vật rắn quanh trục cố định, điểm vật A quay cùng góc cùng khoảng thời gian B quay các góc khác cùng khoảng thời gian C có cùng tọa độ góc D có quỹ đạo tròn với bán kính 21 Một vật rắn quay quanh trục cố định qua vật , điểm xác định trên vật rắn cách trục quay khỏang r≠0 có độ lớn vận tốc dài là số Tính chất chuyển động vật rắn đó là B quay C quay biến đổi D quay nhanh A quay chậm 22 Một vật rắn quay biến đổi quanh trục cố định qua vật Một điểm xác định trên vật rắn cách trục quay khoảng r≠0 có A tốc độ góc không biến đổi theo thời gian B gia tốc góc biến đổi theo thời gian C độ lớn gia tốc tiếp tuyến biến đổi theo thời gian D tốc độ góc biến đổi theo thời gian 23 Một vật rắn quay biến đổi quanh trục cố định qua vật Một điểm xác định trên vật rắn và không nằm trên trục quay có: A độ lớn gia tốc tiếp tuyến thay đổi B gia tốc góc luôn biến thiên theo thời gian C gia tốc hướng tâm luôn hướng vào tâm quỹ đạo tròn điểm đó D tốc độ dài biến thiên theo hàm số bậc hai thời gian 24 Chọn câu Sai Trong chuyển động vật rắn quanh trục cố định thì điểm vật rắn: A có cùng góc quay B có cùng chiều quay C chuyển động trên các quỹ đạo tròn D chuyển động cùng mặt phẳng 25 Một vật rắn quay xung quanh trục, điểm M trên vật rắn cách trục quay khoảng R thì có A tốc độ góc ω tỉ lệ thuận với R; B tốc độ góc ω tỉ lệ nghịch với R C tốc độ dài v tỉ lệ thuận với R; D tốc độ dài v tỉ lệ nghịch với R 26 Phát biểu nào sau đây là không ñúng chuyển động quay vật rắn quanh trục ? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com A Tốc độ góc là hàm bậc thời gian B Gia tốc góc vật C Trong khoảng thời gian nhau, vật quay góc D Phương trình chuyển động (pt toạ độ góc) là hàm bậc thời gian 27 Một vật rắn quay quanh trục cố định qua vật Một điểm cố định trên vật rắn nằm ngoài trục quay có tốc độ góc không đổi Chuyển động quay vật rắn đó là quay A.đều B.nhanh dần C.biến đổi D.chậm dần 28 Khi vật rắn quay quanh trục cố định với tốc độ góc ω thì điểm trên vật rắn cách trục quay khoảng r có gia tốc hướng tâm có độ lớn bằng: A ω2r B ω2/r C.0 D ωr2 ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN LÝ THUYẾT 3A 4D 5B 6B 7G 8C 1C 2C 11 D 12B 13C 14D 15C 16D 17B 18D 21 B 22D 23C 24D 25C 26A 27A 28A 9D 19B 10L 20A PHẦN III: PHÂN DẠNG BÀI TẬP CHỦ ĐỀ CHUYỂN ĐỘNG QUAY QUANH TRỤC CỦA VẬT RẮN DẠNG 1: VẬT RẮN QUAY ĐỀU QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH Tốc ñộ góc: ω = const Gia tốc góc: γ = Tọa ñộ góc: ϕ = ϕ0 + ω t Góc quay: ϕ = ω.t Công thức liên hệ: v = ωr ω = 2π f = 2π T an = v2 = ω r r *ðỀ TRẮCNGHIỆM TỔNG HỢP: Một đĩa đặc đồng chất có dạng hình tròn bánh kính R quay tròn quanh trục nó Tỉ số gia tốc hướng tâm điểm N trên vành đĩa với điểm M cách trục quay khoảng cách nửa bán kính đĩa bằng: A B C D Một xe đạp có bánh xe đường kính 700 mm, chuyển động với tốc độ 12,6 km/h Tốc độ góc đầu van xe đạp là: A rad/s B 10 rad/s C 20 rad/s D Một giá trị khác Một vật hình cầu bán kính R = 25 m, chuyển động quay quanh trục ∆ thẳng đứng qua tâm nó Khi đó điểm A trên vật, nằm xa trục quay ∆ chuyển động với tốc độ 36 km/h Gia tốc hướng tâm A bằng: A 0,4 m/s2 B m/s2 C 2,5 m/s2 D Một giá trị khác Một đĩa đặc đồng chất có dạng hình tròn bánh kính R = 30 cm quay tròn quanh trục nó, thời gian quay hết vòng là s Biết điểm A nằm trung điểm tâm O vòng tròn với vành đĩa Tốc độ dài điểm A là: A 47 cm/s B 4,7 cm/s C 94 cm/s D 9,4 cm/s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com Một đĩa đặc đồng chất có dạng hình tròn bánh kính R quay tròn quanh trục nó Hai điểm A, B nằm trên cùng đường kính đĩa Điểm A nằm trên vành đĩa, điểm B nằm trung điểm tâm O vòng tròn với vành đĩa Tỉ số tốc độ góc hai điểm A và B là: A ωA = ωB B ωA = ωB C ωA =2 ωB D ωA =1 ωB Kim đồng hồ có chiều dài 3/4 chiều dài kim phút Coi các kim quay Tỉ số tốc độ góc đầu kim phút và đầu kim là A 12; B 1/12; C 24; D 1/24 Kim đồng hồ có chiều dài 3/4 chiều dài kim phút Coi các kim quay Tỉ số vận tốc dài đầu kim phút và đầu kim là A 1/16; B 16; C 1/9; D Kim đồng hồ có chiều dài 3/4 chiều dài kim phút Coi các kim quay Tỉ số gia tốc hớng tâm đầu kim phút và đầu kim là A 92; B 108; C 192; D 204 Một bánh xe quay xung quanh trục cố định với tần số 3600 vòng/min Tốc độ góc bánh xe này là: A 120π rad/s; B 160π rad/s; C 180π rad/s; D 240π rad/s 10 Một bánh xe quay xung quanh trục cố định với tần số 3600 vòng/min Trong thời gian 1,5s bánh xe quay góc bằng: A 90π rad; B 120π rad; C 150π rad; D 180π rad 11 Kim đồng hồ có chiều dài cm Tốc độ dài đầu kim là A.1,16.10-5 m/s B.1,16.10-4 m/s C.1,16.10-3 m/s D.5,81.10-4 m/s DẠNG 2: VẬT RẮN QUAY BIẾN ĐỔI ĐỀU QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH Gia tốc góc: γ = const Tốc ñộ góc: ω = ω0 + γ t Tọa ñộ góc: ωtb = ϕ = ϕ + ω0 t + γ t Tốc ñộ góc tb: ∆ϕ ∆t Phương trình ñộc lập với thời gian: ω − ω02 = 2γ (ϕ − ϕ0 ) Góc quay: ϕ = ω0t + γ t Gia tốc pháp tuyến: Gia tốc: a tt = Số vòng quay: n = dv dω = r = γ r dt dt ϕ ϕ n= 2π 2π Gia tốc hướng tâm: an = v2 = ω r r a = at2 + an2 = r ω + γ *Ví dụ minh họa VD1 Phương trình chuyển động quay biến đổi vật rắn quanh trục có dạng ϕ = + 2t + 2t2 (rad) Tính tốc độ góc vật thời điểm t = s HD: So với phương trình: ϕ = ϕ0 + ω0t + γt thì ϕ0 = rad; ω0 = rad/s; γ = rad/s2 Thay t = s vào phương trình ω = ω0 + γt, ta có: ω = 10 rad/s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com VD2 Một quạt điện quay với tốc độ góc 1200 vòng/phút thì bị điện, sau giây kể từ lúc điện, quạt dừng lại hẵn Coi chuyển động quay quạt sau điện là chậm dần Tính gia tốc góc và số vòng quạt quay sau điện HD Ta có: γ = ω − ω0 t ω − ω02 − 20.2π = - 5π (rad/s ); ϕ = = 160π rad = 80 vòng = 2γ VD3 Một vật rắn bắt đầu quay nhanh dần quanh trục cố định Sau giây kể từ lúc bắt đầu quay, nó quay góc 25 rad Tính vận tốc góc mà vật rắn đạt sau 15 s kể từ lúc bắt đầu quay HD Ta có: ϕ = 2ϕ γt (vì ω0 = 0)
γ = = rad/s2; ω = ω0 + γt = 30 rad/s t VD4 Vật rắn quay nhanh dần từ trạng thái nghĩ Trong giây thứ vật quay vòng Hỏi giây đầu tiên vật quay góc là bao nhiêu? HD.Vì ϕ0 = 0; ω0 = nên: ∆ϕ = 1 γ.22 - γ.12 = 3.2π rad
γ = 4π rad/s2
ϕ5 = γ.52 = 2 50π rad = 25 vòng VD5 Từ trạng thái nghỉ, đĩa bắt đầu quay quanh trục cố định với gia tốc không đổi Sau 10 s, đĩa quay góc 50 rad Tìm góc mà đĩa quay 10 s γ.102 = 50 rad
γ = rad/s2 Góc quay 10 1 giây (từ cuối giây thứ 10 đến cuối giây thứ 20) là: ∆ϕ = γ.202 - γ.102 = 150 rad 2 HD.Vì ϕ0 = và ω0 = nên: ϕ10 = VD6 Một vật rắn quay nhanh dần quanh trục cố định, 3,14 s tốc độ góc nó tăng từ 120 vòng/phút đến 300 vòng/phút Lấy π = 3,14 Tính độ lớn gia tốc góc vật rắn HD Ta có: γ = ω − ω0 t = 3.2π − 2.2π = rad/s2 3,14 VD7 Một bánh xe quay quanh trục cố định với tốc độ góc 10 rad/s thì bị hãm Bánh xe quay chậm dần đều, sau s kể từ lúc hãm thì dừng hẳn Tính độ lớn gia tốc góc bánh xe HD Ta có: |γ| = | ω − ω0 t |=| − 10 | = rad/s2 VD8 Một vật rắn quay chậm dần quanh trục quay cố định Lúc t = t1 vật có vận tốc góc ω1 = 10π rad/s Sau quay 10 vòng thì vật có vận tốc góc ω2 = 2π rad/s Tính gia tốc góc chuyển động quay HD Ta có: γ = ω22 − ω12 22 π − 102 π = = - 2,4π rad/s2 2.10.2π 2∆ϕ 10 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com VD9 Vật rắn quay chậm dần với vận tốc góc ban đầu ω0; quay 20 vòng thì dừng hẵn Biết giây cuối cùng trước dừng, vật quay vòng Tính vận tốc góc ban đầu ω0 HD Gọi t là thời gian quay ωt-1 là vận tốc đầu giây cuối thì ta có: ωt = = ωt-1 + γ.1
ωt-1 = - γ Góc quay giây cuối cùng: ∆ϕ = 2π = ωt2 − ωt2−1 − (−γ ) =
γ = - 4π 2γ 2γ rad/s2 ω0 = −2γϕ = −2.(−4π ).20.2π = 8π (rad/s) VD10 Một chất điểm bắt đầu chuyển động nhanh dần trên đường tròn bán kính 20 cm với gia tốc tiếp tuyến cm/s2 Hỏi sau bao lâu kể từ lúc bắt đầu chuyển động, gia tốc tiếp tuyến gia tốc pháp tuyến HD Ta có: at = rγ
γ = at = 0,25 rad/s2 Khi at = rγ = an = ω2r thì ω = r γ = 0,5 rad/s
t = ω − ω0 = s γ *ðỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 12 Một vật rắn chuyển động quay quanh trục với tọa độ góc là hàm theo thời gian có dạng: ϕ = 10t2 + (rad; s) Tọa độ góc vật thời điểm t = 2s là: A 44 rad B 24 rad C rad D Một giá trị khác 13 Một vật rắn chuyển động quay quanh trục với tọa độ góc là hàm theo thời gian có dạng: ϕ = 4t2 (rad; s) Tốc độ góc vật thời điểm t = 1,25 s là: C 10 rad/s D giá trị khác A 0,4 rad/s B 2,5 rad/s 14 Một xe đạp bắt đầu chuyển động trên đường hình tròn bán kính 400 m Xe chuyển động nhanh dần đều, sau giây tốc độ xe lại tăng thêm m/s Tại vị trí trên quĩ đạo mà độ lớn hai gia tốc hướng tâm và tiếp tuyến nhau, thì tốc độ góc xe bằng: A 0,05 rad/s B 0,1 rad/s C 0,2 rad/s D 0,4 rad/s 15 Một vô lăng quay với tốc độ góc 180 vòng/phút thì bị hãm chuyển động chậm dần và dừng lại sau 12 s Số vòng quay vô lăng từ lúc hãm đến lúc dừng lại là: A vòng B vòng C 18 vòng D 36 vòng 16 Một vật rắn coi chất điểm, chuyển động quay quanh trục ∆, vạch nên quĩ đạo tròn tâm O, bán kính R = 50 cm Biết thời điểm t1 = 1s chất điểm tọa độ góc ϕ1 = 30o; thời điểm t2 = 3s chất điểm tọa độ góc ϕ2 = 60o và nó chưa quay hết vòng Tốc độ dài trung bình vật là: A 6,5 cm/s B 0,65 m/s C 13 cm/s D 1,3 m/s 17 Một vật rắn coi chất điểm chuyển động trên quĩ đạo tròn bán kính 40 m quãng đường trên quĩ đạo cho công thức : s = - t2 + 4t + (m) Gia tốc pháp tuyến chất điểm lúc t = 1,5 s là: A 0,1 cm/s2 B cm/s2 C 10 cm/s2 D 100 cm/s2 18 Một vật chuyển động trên đường tròn có tọa độ góc phụ thuộc vào thời gian t với biểu thức: ϕ = 2t2 + (rad; s) Khi t = 0,5 s tốc độ dài vật 2,4 m/s Gia tốc toàn phần vật là: A 2,4 m/s2 B 4,8 m/s2 C 4,8 m/s2 D 9,6 m/s2 11 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com 19 Một vật rắn quay quanh trục cố định qua vật có phương trình chuyển động: ϕ = 10 + t2 (rad; s) Tốc độ góc và góc mà vật quay sau thời gian s kể từ thời điểm t = là: A 10 rad/s và 25 rad B rad/s và 25 rad C 10 rad/s và 35 rad D rad/s và 35 rad 20 Bánh đà động từ lúc khởi động đến lúc đạt tốc độ góc 140rad/s phải s Biết động quay nhanh dần đều.Góc quay bánh đà thời gian đó là: A 140rad B 70rad C 35rad D 36πrad 21 Một bánh xe quay nhanh dần quanh trục Lúc t = bánh xe có tốc độ góc 5rad/s Sau 5s tốc độ góc nó tăng lên 7rad/s Gia tốc góc bánh xe là: A 0,2rad/s2 B 0,4rad/s2 C 2,4rad/s2 D 0,8rad/s2 22 Trong chuyển động quay có vận tốc góc ω và gia tốc góc γ chuyển động quay nào sau đây là nhanh dần? A ω = rad/s và γ = 0; B ω = rad/s và γ = - 0,5 rad/s2 C ω = - rad/s và γ = 0,5 rad/s2; D ω = - rad/s và γ = - 0,5 rad/s2 23 Một bánh xe quay nhanh dần từ trạng thái đứng yên sau 2s nó đạt tốc độ góc 10rad/s Gia tốc góc bánh xe là A 2,5 rad/s2; B 5,0 rad/s2; C 10,0 rad/s2; D 12,5 rad/s2 24 Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi rad/s2, t0 = là lúc bánh xe bắt đầu quay Tại thời điểm t = 2s tốc độ góc bánh xe là: A rad/s B rad/s C 9,6 rad/s D 16 rad/s 25 Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi rad/s2, t0 = là lúc bánh xe bắt đầu quay Tốc độ dài điểm P trên vành bánh xe thời điểm t = 2s là A 16 m/s B 18 m/s C 20 m/s D 24 m/s 26 Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi rad/s2 Gia tốc tiếp tuyến điểm P trên vành bánh xe là A m/s2 B m/s2 C 12 m/s2 D 16 m/s2 27 Một bánh xe quay với tốc độ góc 36 rad/s thì bị hãm lại với gia tốc góc không đổi có độ lớn 3rad/s2 Thời gian từ lúc hãm đến lúc bánh xe dừng hẳn là A 4s; B 6s; C 10s; D 12s 28 Một bánh xe quay với tốc độ góc 36rad/s thì bị hãm lại với gia tốc góc không đổi có độ lớn 3rad/s2 Góc quay bánh xe kể từ lúc hãm đến lúc dừng hẳn là A 96 rad; B 108 rad; C 180 rad; D 216 rad 29 Một bánh xe quay nhanh dần 4s tốc độ góc tăng từ 120vòng/phút lên 360vòng/phút Gia tốc góc bánh xe là A 2π rad/s2 B 3π rad/s2 C 4π rad/s2 D 5π rad/s2 30 Một bánh xe có đường kính 50cm quay nhanh dần 4s tốc độ góc tăng từ 120vòng/phút lên 360vòng/phút Gia tốc hướng tâm điểm M vành bánh xe sau tăng tốc 2s là A 157,8 m/s2 B 162,7 m/s2 C 183,6 m/s2 D 196,5 m/s2 31 Một bánh xe có đường kính 50cm quay nhanh dần 4s tốc độ góc tăng từ 120 vòng/phút lên 360 vòng/phút Gia tốc tiếp tuyến điểm M vành bánh xe là: A 0,25π m/s2; B 0,50π m/s2; C 0,75π m/s2; D 1,00π m/s2 12 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com 32 Một bánh xe bắt đầu quay nhanh dần quanh trục cố định nó Sau 10 s kể từ lúc bắt đầu quay, vận tốc góc 20 rad/s Vận tốc góc bánh xe sau 15 s kể từ lúc bắt đầu quay C 30 rad/s D 10 rad/s A 15 rad/s B 20 rad/s 33 Tại thời điểm t = 0, vật rắn bắt đầu quay quanh trục cố định xuyên qua vật với gia tốc góc không đổi Sau s nó quay góc 25 rad Vận tốc góc tức thời vật thời điểm t=5s là A rad/s B 10 rad/s C 15 rad/s D 25 rad/s 34 Một bánh xe quay với tốc độ góc 24 rad/s thì bị hãm Bánh xe quay chậm dần với gia tốc góc có độ lớn rad/s2 Thời gian từ lúc hãm đến lúc bánh xe dừng bằng: B 12 s C 24 s D 16 s A s 35 Một vật rắn quay quanh trục cố định qua vật có phương trình chuyển động ϕ =10+t ( ϕ tính rad, t tính giây) Tốc độ góc và góc mà vật quay sau thời gian s kể từ thời điểm t = là A rad/s và 25 rad B rad/s và 35 rad C 10 rad/s và 35 rad D 10 rad/s và 25 rad 36 Phương trình toạ độ góc φ theo thời gian t vật rắn quay biến đổi có dạng : φ = 2008 + 2009t +12 t2 (rad, s).Tính tốc độ góc thời điểm t = 2s A ω = 2009 rad B ω = 4018 rad C ω = 2057 rad D ω = 2033 rad 37 Một vật rắn quay nhanh dần quanh trục cố định, 3,14 s tốc độ góc nó tăng từ 120 vòng/phút đến 300 vòng/phút Lấy π = 3,14 Gia tốc góc vật rắn có độ lớn là 2 2 A rad/s B 12 rad/s C rad/s D rad/s 38 Một bánh xe quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ, sau 4s đầu tiên nó đạt tốc độ góc 20rad/s Tìm góc quay bánh xe thời gian đó: A 20rad B 80rad C 40rad D 160rad 39 Một bánh xe quay với tốc độ góc ω0 thì quay chậm dần đều, sau 2s thì quay góc 20rad và dừng lại Tìm ω0 và gia tốc góc γ A ω0= 20rad/s và γ= −10rad/s B ω0= 10rad/s và γ= −10rad/s C ω0= 20rad/s và γ= −5rad/s C ω0= 10rad/s và γ= −20rad/s 40 Một vật rắn quay nhanh dần quanh trục cố định với phương trình tọa độ góc φ =t + t2 (φ tính rad, tính s ) Vào thời điểm t = s, điểm trên vật cách trục quay khoảng r = 10 cm có tốc độ dài bằng: A.20 cm/s B.30 cm/s C.50 cm/s D.40m/s 41 Một vật rắn quay quanh trục cố định với phương trình tốc độ góc ω = 4t +2 (ω tính rad/s, t tính s ) Gia tốc tiếp tuyến điểm trên vật rắn cách trục quay đoạn cm bằngA.20 cm/s2 B.10 cm/s2 C.30cm/s2 D.40cm/s2 42 Tại thời điểm t = 0, vật bắt đầu quay quanh trục cố định xuyên qua vật với gia tốc góc không đổi Sau s, nó quay góc 10 rad Góc quay mà vật quay sau thời gian 10 s kể từ lúc t = A.10 rad B.40 rad C.20 rad D.100 rad 43 Một đĩa tròn, phẳng, mỏng quay quanh trục qua tâm và vuông góc với mặt đĩa Gọi vA và vB là tốc độ dài điểm A vành đĩa và điểm B (thuộc đĩa) cách tâm đoạn nửa bán kính đĩa Biểu thức liên hệ vA và vB là A vA = vB B vA = 2vB C v A = 13 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ vB D vA = 4vB - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com 44 Từ trạng thái nghỉ, đĩa bắt đầu quay quanh trục cố định nó với gia tốc góc không đổi Sau 10s, đĩa quay góc 50 rad Góc mà đĩa quay 10 s là C 150 rad D 50 rad A 100 rad B 200 rad 45 Một vật quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ, giây thứ vật quay góc 14 rad Hỏi giây thứ vật quay góc bao nhiêu ? A 10 rad B rad C rad D.2 rad 46 Một cánh quạt mát phát điện chạy sức gió có đường kính 80m, quay với tốc độ 45vòng/phút Tốc độ điểm nằm vành cánh quạt là: A 18,84 m/s B 188,4 m/s C 113 m/s D 11304m/s CHỦ ĐỀ 2: MOMEN – ĐỘNG NĂNG VẬT RẮN Phương pháp: Vận dụng ñịnh luật bảo toàn mômen ñộng lượng * Phương pháp giải: Để tìm các đại lượng liên quan đến định luật bảo toàn động lượng vật rắn quay quanh trục ta viết các biểu thức liên quan đến đại lượng cần tìm và các đại lượng đã biết từ đó suy và tính đại lượng cần tìm * Các công thức: + Momen động lượng: L = Iω Với chất điểm quay: I = mr2
L = mr2ω = mrv + Dạng khác phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục cố định: M = dL dt + Định luật bảo toàn momen động lượng: Nếu M = thì L = const hay I1ω1 + I1ω2 + … = I1ω’1 + I2ω’2 + … Nếu I = const thì γ = 0: vật rắn không quay quay quanh trục Nếu I thay đổi thì I1ω1 = I2ω2 ðỀ TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT 47 Chọn câu phát biểu sai A Mômen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay lực B Mômen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật C Mômen lực đo tích lực với cánh tay đòn lực đó D Cánh tay đòn là khoảng cách từ trục quay đến giá lực 48 Một momen lực không đổi tác dụng vào vật có trục quay cố định Trong đại lượng đây, đại lượng nào không phải là số? A Momen quán tính B Khối lượng C Gia tốc góc D Tốc độ góc 49 Đối với vật quay quanh trục cố định, câu nào sau đây là đúng? A Nếu không chịu momen lực tác dụng thì vật phải đứng yên B Khi không còn momen lực tác dụng thì vật quay dừng lại C Vật quay là nhờ có momen lực tác dụng lên nó D Khi thấy tốc độ góc vật thay đổi thì chắn đã có momen lực tác dụng lên vật 50 Chọn cụm từ thích hợp với phần để trống câu sau: Một vật rắn có thể quay quanh trục cố định, muốn cho vật trạng thái cân thì tác dụng vào vật rắn phải không 14 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com A hợp lực B tổng các momen lực C ngẫu lực D tổng đại số 51 Ngẫu lực là: A hệ hai lực tác dụng lên vật, độ lớn, song song, ngược chiều, không cùng đường tác dụng B hệ hai lực tác dụng lên hai vật, độ lớn, song song, ngược chiều, không cùng đường tác dụng C hệ hai lực tác dụng lên vật, độ lớn, song song, cùng chiều, không cùng đường tác dụng D hệ hai lực tác dụng lên hai vật, độ lớn, song song, cùng chiều, không cùng đường tác dụng r r 52 Một ngẫu lực gồm hai lực F1 và F2 , có F1 = F2 = F và có cánh tay đòn d Mô men ngẫu lực này là: A Fd B (F1 –F2).d C (F1 + F2).d D Chưa đủ liệu để tính toán 53 Phát biểu nào sau đây là đúng nói ngẫu lực? A Mômen ngẫu lực không có tác dụng làm biến đổi vận tốc góc vật B Hai lực ngẫu lực không cân C Đối với vật rắn không có trục quay cố định, ngẫu lực không làm quay vật D Hợp lực ngẫu lực có giá qua khối tâm vật 54 Định lý trục song song có mục đích dùng để: A Xác định momen động lượng vật rắn quay quanh trục qua trọng tâm nó B Xác định động vật rắn quay quanh trục qua trọng tâm nó C Xác định động vật rắn quay quanh trục không qua trọng tâm nó D Xác định momen quán tính vật rắn quay quanh trục không qua khối tâm nó 55 Chọn câu không chính xác: A Mômen lực đặc trưng cho t/dụng làm quay vật lực B Mômen lực lực có phương qua trục quay C Lực lớn phải có mô men lực lớn D Mô men lực có thể âm có thể dương 56 Phát biểu nào Sai nói momen quán tính vật rắn trục quay xác định: A Momen quán tính vật rắn đặc trưng cho mức quán tính vật chuyển động B Momen quán tính vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay C Momen quán tính vật rắn có thể dương, có thể âm tùy thuộc vào chiều quay vật D Momen quán tính vật rắn luôn luôn dương 57 Khẳng định nào sau đây là đúng: A Khi momen động lượng bảo toàn thì vật đứng yên B Khi động bảo toàn thì vật trạng thái cân C Khi momen lực tác dụng lên vật thì vật đứng yên D Khi vật chịu tác dụng cặp lực ngược chiều, cùng độ lớn thì vật đứng yên 15 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com 58 Đại lượng vật lí nào có thể tính kg.m /s ? A Momen lực B Công C Momen quán tính D Động 59 Một chất điểm chuyển động tròn xung quanh trục có momen quán tính trục là I Kết luận nào sau đây là không đúng? A Tăng khối lượng chất điểm lên hai lần thì mômen quán tính tăng lên hai lần B Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng lần C Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng lần D Tăng đồng thời khối lượng chất điểm lên hai lần và khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng lần 60 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Momen quán tính vật rắn trục quay lớn thì sức ì vật chuyển động quay quanh trục đó lớn B Momen quán tính vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay và phân bố khối lượng trục quay C Momen lực tác dụng vào vật rắn làm thay đổi tốc độ quay vật D Momen lực dương tác dụng vào vật rắn làm cho vật quay nhanh dần 61 Phát biểu nào sai nói momen quán tính vật rắn trục quay xác định? A Momen quán tính vật rắn có thể dương, có thể âm tùy thuộc vào chiều quay vật B Momen quán tính vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay C Momen quán tính vật rắn đặc trưng cho mức quán tính vật chuyển động quay D Momen quán tính vật rắn luôn luôn dương 62 Một vật rắn có momen quán tính I trục quay ∆ cố định qua vật Tổng momen các ngoại lực tác dụng lên vật trục ∆ là M Gia tốc góc γ mà vật thu tác dụng momen đó là: A γ = 2I B γ = M C γ = 2M D γ = I M I I M 63 Momen quán tính vật rắn trục quay ∆ không phụ thuộc vào: A vị trí trục quay ∆ B khối lượng vật C vận tốc góc (tốc độ góc) vật D kích thước và hình dạng vật 64 Đại lượng chuyển động quay vật rắn tương tự khối lượng chuyển động chất điểm là: A momen động lượng B momen quán tính C momen lực D tốc độ góc 65 Nếu tổng momen lực tác dụng lên vật không thì: A momen động lượng vật biến đổi B gia tốc góc vật giảm dần C tốc độ góc vật không đổi D gia tốc góc vật không đổi 66 Trong chuyển động quay vật rắn quanh trục cố định, momen quán tính vật trục quay A tỉ lệ momen lực tác dụng vào vật B tỉ lệ với gia tốc góc vật C phụ thuộc tốc độ góc vật D phụ thuộc vị trí vật trục quay 67 Các vận động viên nhảy cầu xuống nước có động tác "bó gối" thật chặt trên không là nhằm 16 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com A Giảm mômen quán tính để tăng tốc độ quay; B Tăng mômen quán tính để tăng tốc độ quay C Giảm mômen quán tính để tăng mômen động lượng D Tăng mômen quán tính để giảm tốc độ quay 68 Các ngôi sinh từ khối khí lớn quay chậm và co dần thể tích lại tác dụng lực hấp dẫn Tốc độ góc quay B tăng lên; C giảm đi; D không A không đổi; 69 Đạo hàm theo thời gian momen động lượng vật rắn trục quay là số khác không thì vật A chuyển động quay B quay nhanh dần C quay chậm dần D quay biến đổi 70 Trong chuyển động quay vật rắn, đại lượng động lượng chuyển động chất điểm là A momen động lượng B momen quán tính C momen lực D tốc độ góc 71 Phát biểu nào sau đây là không đúng nói momen động lượng vật rắn quay quanh trục cố định? A Momen động lượng luôn cùng dấu với tốc độ góc B Đơn vị đo momen động lượng là kgm2/s C Momen động lượng vật rắn tỉ lệ với tốc độ góc nó D Nếu tổng các lực tác dụng lên vật rắn không thì momen động lượng vật rắn bảo toàn 72 Phương trình động lực học vật rắn chuyển động quanh trục có thể viết dạng nào sau đây? A M = I dω dt B M = dL dt C M = Iγ D Cả A, B, C 73 Chọn câu sai A Tích momen quán tính vật rắn và tốc độ góc nó là momen động lượng B Momen động lượng là đại lượng vô hướng, luôn luôn dương C Momen động lượng có đơn vị là kgm2/s D Nếu tổng các momen lực tác dụng lên vật không thì momen động lượng vật bảo toàn 74 Ở máy bay lên thẳng, ngoài cánh quạt lớn phía trước còn có cánh quạt nhỏ phía đuôi Cánh quạt nhỏ này có tác dụng gì? A Làm tăng vận tốc máy bay B Giảm sức cản không khí tác dụng lên máy bay C Giữ cho thân máy bay không quay D Tạo lực nâng để nâng phía đuôi 75 Trong chuyển động quay vật rắn, đại lượng khối lượng chuyển động chất điểm là C momen lực D A momen động lượng B momen quán tính tốc độ góc 76 Với cùng lực tác dụng, cùng phương tác dụng, điểm đặt càng xa trục quay thì tác dụng làm vật quay A càng mạnh B càng yếu C không đổi D có thể càng mạnh càng yếu 77 Động vật quay quanh trục cố định với tốc độ góc là ω: 17 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com A B C tăng lên hai lần tốc độ góc tăng lên hai lần giảm bốn lần momen quán tính giảm hai lần tăng lên chín lần momen quán tính nó trục quay không đổi và tốc độ góc tăng ba lần D Động vật giảm hai lần khối lượng vật giảm bốn lần 78 Động vật rắn quay quanh trục A tích số momen quán tính vật và bình phương vận tốc góc vật trục quay đó B nửa tích số momen quán tính vật và bình phương vận tốc góc vật trục quay đó C nửa tích số momen quán tính vật và vận tốc góc vật trục quay đó D tích số bình phương momen quán tính vật và vận tốc góc vật trục quay đó CÁC DẠNG BÀI TẬP : DẠNG 1: MOMEN QUÁN TÍNH – MOMEN LỰC * Phương pháp giải: Để tìm các đại lượng liên quan đến phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục ta viết các biểu thức liên quan đến đại lượng cần tìm và các đại lượng đã biết từ đó suy và tính đại lượng cần tìm * Các công thức: + Momen lực: M = Fd + Momen quán tính chất điểm và vật rắn quay: I = mr2 và I = ∑ mi ri i + Momen quán tính I số vật rắn đồng chất khối lượng m có trục quay là trục đối xứng: - Thanh có chiều dài l, tiết diện nhỏ so với chiều dài: I = - Vành tròn trụ rổng, bán kính R: I = mR2 - Đĩa tròn mỏng hình trụ đặc, bán kính R: I = - Hình cầu rổng, bán kính R: I = - Khối cầu đặc, bán kính R: I = ml2 12 mR2 2 mR2 mR2 + Thanh đồng chất, khối lượng m, chiều dài l với trục quay qua đầu mút thanh: I = ml + Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục cố định: M = Iγ * VÍ DỤ minh họa: VD1 Một cứng đồng chất có chiều dài l, khối lượng m, quay quanh trục ∆ qua trung điểm và vuông góc với Cho momen quán tính trục ∆ là m vào đầu Tính momen quán tính hệ ml Gắn chất điểm có khối lượng 12 trục ∆ 18 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 HD: Ta có: I = I1 + I2 = Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com m l 2 ml + ( ) = ml 12 VD2 Một đĩa tròn đồng chất có khối lượng m = 20 kg, bán kính R = 20 cm, trục quay là trục đối xứng Khi đĩa đứng yên, tác dụng vào nó lực có momen M = 10 Nm Tính tốc độ góc đĩa sau s kể từ lúc tác dụng momen lực vào đĩa HD: Ta có: I = M mR2 = 0,4 kgm2; γ = = 25 rad/s2; ω = ω0 + γt = 125 rad/s I V3 Một bánh đà là khối trụ đặc, đồng chất, khối lượng kg, bán kính 10 cm trạng thái nghĩ có trục quay trùng với trục hình trụ Người ta tác dụng vào nó momen lực có độ lớn 7,5 Nm Tính góc quay bánh đà sau 10 s HD: Ta có I = M mR2 = 0,001 kgm2; γ = = 20 rad/s2; ϕ = γt2 = 160 rad.; s = ϕR = 16 m I VD4 Một đĩa đặc đồng chất khối lượng 0,2 kg, bán kính 10 cm, có trục quay qua tâm đĩa và vuông góc với đĩa Đĩa đứng yên thì người ta tác dụng vào đĩa momen lực không đổi 0,02 Nm Tính quãng đường mà điểm trên vành đĩa sau s kể từ lúc tác dụng momen lực HD: Ta có I = M mR2 = 0,025 kgm2; γ = = 300 rad/s2; ϕ = γt2 = 15000 rad I VD5 Một đĩa tròn phẳng, đồng chất có khối lượng m = kg và bán kính R = 0,5 m Biết momen quán tính trục ∆ qua tâm đối xứng và vuông góc với mặt phẳng đĩa là mR2 Từ trạng thái nghỉ, đĩa bắt đầu quay xung quanh trục ∆ cố định, tác dụng lực tiếp tuyến với mép ngoài và đồng phẳng với đĩa Bỏ qua các lực cản Sau s đĩa quay góc 36 rad Tính độ lớn lực này 2ϕ γt = γt2 (vì ω0 = 0)
γ = = rad/s2 2 t mR 2γ Iγ mR γ Vì M = FR = Iγ
F = = = = N R R HD: Ta có: ϕ = ω0t + VD6 Một vật rắn quay quanh trục cố định ∆ với tốc độ góc 30 rad/s thì chịu tác dụng momen hãm có độ lớn không đổi nên quay chậm dần và dừng lại sau phút Biết momen vật rắn này trục ∆ là 10 kg.m2 Tính độ lớn momen hãm HD: Ta có: γ = ω − ω0 t − t0 = - 0,25 rad/s2; |M| = I|γ| = 2,5 Nm VD7 Một cầu đặc, đồng chất bán kính 20 cm quay quanh trục đối xứng nó với tốc độ 3000 vòng/phút Tác dụng momen hãm không đổi có độ lớn 100 Nm vào cầu thì nó quay chậm dần và dừng lại sau s Tính khối lượng cầu HD: Ta có: γ = ω − ω0 t − t0 = − 50.2π 5| M | = - 20π (rad/s2); |M| = I|γ| = mR2 |γ|
m = = 99,5 kg 5−0 2R | γ | 19 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com VD8 Một cái gàu múc nước khối lượng kg thả xuống giếng nhờ sợi dây dài quấn quanh hình trụ có bán kính R = 20 cm và momen quán tính I = 1,8 kgm2 Bỏ qua khối lượng dây và ma sát hình trụ quay quanh trục đối xứng nó Lấy g = 10 m/s2 Tính gia tốc gàu thả xuống HD: Ta có: M = TR = Iγ = I m/s2 a Ia Ia mg
T = Mặt khác: mg – T = ma
mg - = ma
a = =1 I R R R m+ R VD9 Vành tròn có khối lượng m, bán kính R, momen quán tính trục đối xứng qua tâm vành tròn là I = mR2, lăn không trượt trên mặt phẵng nghiêng có góc nghiêng α = 300 Lấy g = 10 m/s2 Bỏ qua lực ma sát lăn Tính gia tốc tâm vành tròn HD : Vành tròn vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay và vì bỏ qua ma sát lăn nên đây còn ma sát nghĩ Với chuyển động tịnh tiến, ta có: ma = mgsinα - Fms (1) → → a Với trục quay qua tâm O, ta có: MFms + MP + MN = Iγ = mR2 = maR Vì P và N có giá qua O R g sin α = 2,5 m/s2 nên MP = 0; MN = và MFms = FmsR
Fms = ma (2) Từ (1) và (2) suy ra: a = * ðỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 79 Tác dụng mômen lực M = 0,32 N.m lên chất điểm chuyển động trên đường tròn làm chất điểm chuyển động với gia tốc góc không đổi γ = 2,5rad/s2 Mômen quán tính chất điểm trục qua tâm và vuông góc với đường tròn đó là: A 0,128 kg.m2 B 0,214 kg.m2 C 0,315 kg.m2 D 0,412 kg.m 80 Một cái bập bênh công viên có chiều dài m, có trục quay nằm trung điểm I bập bênh Hai người có khối lượng là m1 = 50 kg và m2 = 70 kg ngồi hai đầu bập bênh Lấy g = 10 m/s2 Mô men lực trục quay bập bênh : A 200 N.m B 500 N.m C 700 N.m D 1200 N.m 81 Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có bán kính 2m có thể quay xung quanh trục qua tâm và vuông góc với mặt phẳng đĩa Tác dụng vào đĩa mômen lực 960N.m không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s2 Khối lượng đĩa là A m = 960 kg B m = 240 kg C m = 160 kg D m = 80 kg 82 Một ròng rọc có bán kính 10cm, có mômen quán tính trục là I =10-2 kgm2 Ban đầu ròng rọc đứng yên, tác dụng vào ròng rọc lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài nó Gia tốc góc ròng rọc là A 14 rad/s2 B 20 rad/s2 C 28 rad/s2 D 35 rad/s2 83 Một ròng rọc có bán kính 10cm, có mômen quán tính trục là I =10-2 kgm2 Ban đầu ròng rọc đứng yên, tác dụng vào ròng rọc lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài nó Sau vật chịu tác dụng lực 3s thì tốc độ góc nó là A 60 rad/s B 40 rad/s C 30 rad/s; D 20rad/s 20 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com 84 Một bánh xe có momen quán tính trục quay cố định là 6kg.m2, đứng yên thì chịu tác dụng momen lực 30N.m trục quay Sau bao lâu, kể từ bắt đầu quay bánh xe đạt tới tốc độ góc 100rad/s C 20s D 25s A 10s B 15s 85 Một cái đĩa có momen quán tính trục quay là 1,2kg.m Đĩa chịu momen lực không đổi 16N.m, sau 33s kể từ khởi động đĩa quay góc: A 7260rad B 220rad C 440rad D 14520rad 86 Hai chất điểm có khối lượng 0,2kg và 0,3kg gắn hai đầu cứng, nhẹ, có chiều dài 1,2m Momen quán tính hệ trục quay qua trung điểm và vuông góc với có giá trị nào sau đây? 2 A 1,58kg.m B 0,18kg.m C 0,09kg.m D 0,36kg.m2 87 Một mỏng AB có khối lượng M = 1kg, chiều dài l = 2m, hai đầu gắn hai chất điểm có khối lượng là m = 100g Momen quán tính hệ trục quay qua trung điểm và vuông góc với có giá trị nào sau đây? A 0,53kg.m2 B 0,64kg.m2 C 1,24kg.m2 D 0,88kg.m 88 Hai ròng rọc A và B có khối lượng là m và 4m, bán kính ròng rọc A 1/3 bán kính ròng rọc B Tỉ lệ IA/IB momen quán tính ròng rọc A và ròng rọc B bằng: D 1/36 A 4/3 B C 1/12 89 Một vật rắn quay quanh trục cố định với tốc độ góc 30 rad/s thì chịu tác dụng momen hãm có độ lớn không đổi nên quay chậm dần và dừng lại sau phút Biết momen quán tính vật rắn này trục quay là 10 kg.m2 Momen hãm có độ lớn bằng: A 2,0 Nm B 2,5 Nm C 3,0 Nm D 3,5 Nm 90 Một hình trụ rỗng có khối lượng 0,2kg có thể quay quanh trục nằm ngang Vắt qua hình trụ này đoạn dây không dãn, khối lượng không đáng kể, hai đầu treo hai vật nặng khối lượng m1 = 0,8kg và m2 = 0,5kg Lấy g = 10m/s2 Thả cho các vật chuyển động thì sức căng dây hai đoạn dây treo hai vật là: A T1 =8,6N; T2 = 4,2N B T1 =6,4N; T2 = 4,2N C T1 =8,6N; T2 = 6,0N D T1 =6,4N; T2 = 6,0N 91 Một ròng rọc có hai rãnh với bán kính làn lượt là R1 và R2 mà R1 = 2R2 Mỗi rãnh có dây không dãn quấn vào, đầu tự mang vật nặng hình vẽ Thả cho các vật chuyển động Biết qia tốc vật m1 là a1 = 2m/s2 thì gia tốc vật m2 là: A m/s2 B 4m/s2 C 2m/s2 D 8m/s2 92 Một lực 10 N tác dụng theo phương tiếp tuyến với vành ngoài bánh xe có bán kính 40 cm Bánh xe quay từ trạng thái nghỉ và sau 1,5 s thì quay vòng đầu tiên Momen quán tính bánh xe là A I = 0,96 kg.m2 B I = 0,72 kg.m2 C I = 1,8 kg.m2 D I = 4,5 kg.m2 93 Một momen lực không đổi 30 N.m tác dụng vào bánh đà có momen quán tính 12 kg.m2 Thời gian cần thiết để bánh đà đạt tới tốc độ góc 75 rad/s từ trạng thái nghỉ là A t = 180 s B t = 30 s C t = 25 s D t = 15 s 94 Có chất điểm, khối lượng chất điểm là m, đặt đỉnh hình vuông cạnh là a Momen quán tính hệ thống chất điểm trục quay qua tâm và vuông góc với 21 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com hình vuông có giá trị A 4ma2 B 2ma2 C ma2 D ma2/2 95 Một đĩa tròn đồng chất khối lượng m=1kg, bán kính R=20cm quay quanh trục qua tâm đĩa và vuông góc với mặt đĩa với tốc độ góc ω0=10rad/s Tác dụng lên đĩa momen hãm, đĩa quay chậm dần và sau quay góc 10rad thì dừng lại Momen hãm đó có giá trị: D −0,1N.m A −0,2N.m B −0,5N.m C.−0,3N.m 96 Một tam giác có cạnh là a Ba chất điểm, chất điểm có khối lượng là m, đặt ba đỉnh tam giác Momen quán tính hệ này trục quay là đường cao tam giác bằng: A ma2/2 B ma2/4 C 3ma2/2 D 3ma /4 97 Một đĩa tròn phẳng, đồng chất có khối lượng m = kg và bán kính R = 0,5 m Từ trạng thái nghỉ, đĩa bắt đầu quay xung quanh trục ∆ cố định qua tâm đĩa Dưới tác dụng lực tiếp tuyến với mép ngoài và đồng phẳng với đĩa Bỏ qua các lực cản Sau s đĩa quay 36 rad Độ lớn lực này là: A 6N B 3N C 4N D 2N 98 Một cứng đồng chất có chiều dài ℓ, khối lượng m, quay quanh trục ∆ qua trung điểm và vuông góc với Gắn chất điểm có khối lượng m vào đầu Momen quán tính hệ trục ∆ là A 13 mℓ 12 B mℓ C mℓ D mℓ 99 Một vật nặng 60N buộc vào đầu sợi dây nhẹ quấn quanh ròng rọc đặc có khối lượng 4kg, lấy g= 10m/s2 Ròng rọc có trục quay cố định nằm ngang và qua tâm nó Vật thả từ trạng thái nghỉ thì gia tốc vật là (bỏ qua ma sát, dây không dãn): B 7,5m/s2 C 8m/s2 D 9m/s2 A 6m/s2 r r 100 Một bánh xe có bán kính R = 5cm bị tác dụng hai lực F1 và F2 có điểm đặt A và B trên vành bánh xe hình vẽ với F1 = 10 N, F2 = 20 N Độ lớn momen lực tổng hợp trục quay O hai lực gây là: A 5N.m B 15N.m C 8N.m D 10N.m 101 Dưới tác dụng lực hình vẽ Mômen lực làm cho xe quay quanh trục bánh xe theo chiều nào và có độ lớn bao nhiêu? A Cùng chiều kim đồng hồ, độ lớn M = N.m B Ngược chiều kim đồng hồ, độ lớn M = N.m C Cùng chiều kim đồng hồ, độ lớn M = 40 N.m D Cùng chiều kim đồng hồ, độ lớn M = 60 N.m 102 Dùng ròng rọc cố định có dạng đĩa phẳng tròn có khối lượng không đáng kể, có bán kính R = 50 cm Dùng sợi dây không co dãn có khối lượng không đáng kể vắt qua ròng rọc Hai đầu dây treo hai vật khối lượng m1 = kg, m2 = kg hình vẽ Lấy g = 10 m/s2 Mô men lực tác dụng lên ròng rọc là: A 10 N.m B 15 N.m C 25 N.m D 35 N.m 103 Xét hệ thống hình vẽ Ròng rọc là đĩa tròn có khối lượng m = 1kg có thể quay không ma sát xung quanh trục qua O Dây AB vắt qua ròng rọc (khối lượng r không đáng kể và không co dãn) Vật nặng khối lượng 2kg treo đầu dây A Lực F hướng 22 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com thẳng đứng xuống tác dụng đầu B dây để kéo vật A lên với F = 25N Lấy g = 10m/s2 Gia tốc a vật nặng và lực căng dây T: B a = 1m/s2; T = 12N C a = 2m/s2; T = 12N A a = 1m/s2; T = 24N D a = 2m/s ; T = 24N 104 Một ròng rọc có bán kính R = 20cm, momen quán tính trục quay O là I = 0,5 kg.m2 Vắt qua ròng rọc đoạn dây nhẹ, không dãn, hai đầu dây kéo hai lực r r F1 , F2 cùng phương thẳng đứng và hướng xuống hình vẽ, có độ lớn F1 = 5N, F2 = 10N Gia tốc tiếp tuyến điểm trên vành ròng rọc là: A 0,5m/s2 B 0,4m/s2 C m/s2 D m/s2 105 Một hình trụ đặc có khối lượng 500g có thể quay quanh trục hình vẽ Một dây quấn vào hình trụ, đầu dây mang vật nặng khối lượng 250g Bỏ qua khối lượng dây và ma sát trục Lấy g = 10 m/s2 Thả vật để nó chuyển động Sức căng dây là: A 1,25N B 1,5N C 2N D 2,5N 106 O là ròng rọc cố định Ta dùng lực F = 4N để kéo đầu dây vắt qua ròng rọc để nâng vật có khối lượng m = 300g Biết ròng rọc có bán kính R = 20cm và momen quán tính trục quay O là I = 0,068kg.m2 Lấy g = 10m/s2 Gia tốc góc ròng rọc là: A rad/s2 B 2,5 rad/s2 C 1,8 rad/s2 D 1,5 rad/s2 107 Ròng rọc là đĩa tròn đồng chất có khối lượng 400g Sợi dây mãnh, không dãn vắt qua ròng rọc, hai đầu hai đầu dây có treo hai vật nặng khối lượng là 500g và 300g Lấy g = 10m/s2 Sau thả cho hệ hai vật nặng chuyển động thì gia tốc chúng có độ lớn là: A 1m/s2 B 2m/s2 C 1,5m/s2 D 2,5m/s2 108 Xét hệ thống gồm: ròng rọc là đĩa tròn có khối lượng 100g, sợi dây không dãn và khối lượng không đáng kể vắt qua ròng rọc, hai vật nặng A và B khối lượng m1 = 300g và m2 = 150g treo hai đầu dây Lấy g = 10m/s2 Thả cho hệ chuyển động không vận tốc đầu Quãng đường vật sau thời gian 4s kể từ lúc thả là: A 24m B 12m C 20m D Một đáp số khác ðÁP ÁN 108 CÂU TRẮC NGHIỆM 4A 5D 6A 7D 8C 1C 2B 3B 9A 10D 11 A 12A 13C 14A 15C 16C 17C 18B 19A 20A 21 B 22D 23B 24B 25A 26B 27D 28D 29A 30A 31B 32C 33B 34B 35D 36C 37A 38C 39A 40B 41A 42 B 43B 44C 45A 46B 47B 48D 49D 50B 51A 52C 53B 54D 55C 56D 57B 58A 59B 60D 23 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com 61A 62B 63C 64B 65C 66D 67A 68B 69D 70A 71D 72D 73B 74C 75B 76A 77C 78B 79A 80A 81C 82B 83A 84C 85A 86B 87A 88D 89B 90D 91A 92B 93B 94B 95D 96A 97C 98D 99B 100D 101D 102B 103D 104B 105A 106B 107B 108A DẠNG 2: MOMEN ĐỘNG LƯỢNG * KIẾN THỨC CHUNG: - Là ñại lượng ñộng học ñặc trưng cho chuyển ñộng quay vật rắn quanh trục: L = Iω (kg.m /s) -r Lưu ý: Với chất ñiểm thì mômen ñộng lượng L = mr 2ω = mvr (r là khoảng cách từ v ñến trục quay) - Momen ñộng lượng hệ vật: L = L1 + L2 + L là ñại lượng ñại số ∆L = M ∆t - ðộ biến thiên momen ñộng lượng: * Bài tập minh họa: VD1 Một đồng chất có khối lượng 1,5 kg, dài 160 cm quay quanh trục đối xứng vuông góc với với tốc độ góc 20 rad/s Tính momen động lượng trục quay đó HD: Ta có: I = ml2 = 0,32 kgm2; L = Iω = 6,4 kgm2/s 12 VD2 Một sàn quay hình trụ đặc có khối lượng m1 = 100 kg, bán kính R = 1,5 m, mép sàn có vật khối lượng m2 = 50 kg Sàn quay quanh trục đối xứng nó với tốc độ góc ω = 10 rad/s Tính momen động lượng hệ HD Ta có: I = I1 + I2 = m1R2 + m2 R2 = 225 kgm2; L = Iω = 2250 kgm2/s VD3 Coi Trái Đất là cầu đồng chất có khối lượng m = 6,0.1024 kg, bán kính R = 6400 km Lấy π = 3,14 Trái Đất quay quanh trục ∆ với chu kỳ 24 Tính momen động lượng Trái Đất chuyển động quay xung quanh trục ∆ nó HD Ta có: ω = 2π = 7,27.10-5 rad/s; L = Iω = mR ω = 7145.1030 kgm2/s T 24 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com VD4 Một đồng chất tiết diện nhỏ khối lượng 1,2 kg, dài 1,6 m quay quanh trục qua trung trực Hai đầu có gắn hai chất điểm có khối lượng m1 = kg và m2 = kg Biết tốc độ dài chất điểm là 18 km/h Tính momen động lượng hệ HD Ta có: L = Iω = ( l l v ml2 + m1( )2 + m2( )2) = 21,6 kgm2/s 12 2 l VD5 Một người khối lượng m = 50 kg đứng mép sàn quay trò chơi Sàn có đường kính R = m, momen quán tính sàn trục quay qua tâm đối xứng sàn là I = 2700 kgm2 Ban đầu sàn đứng yên Khi người chạy quanh sàn với tốc độ v = m/s (so với sàn) thì sàn bắt đầu quay theo chiều ngược lại Tính tốc độ góc sàn HD Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: Iω + mR2ω + mR2 v mRv =0
ω==R I + mR 0,19 rad/s VD6 Một sàn quay bán kính R = m, momen quán tính trục quay qua tâm sàn là I = 800 kgm2 Khi sàn đứng yên, người có khối lượng m1 = 50 kg đứng mép sàn ném viên đá có khối lượng m2 = 500 g với vận tốc v = 25 m/s theo phương tiếp tuyến với sàn Tính vận tốc người sau ném HD Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: Iω’ + m1R2ω’ + m2R2 v =
ω’ = R m2 Rv = - 0,025 rad/s; v’ = ω’R = - 0,05 m/s I + m1R VD7 Hai đĩa tròn có momen quán tính là I1 5.10-2 kgm2 và I2 = 3.10-2 kgm2 quay đồng trục và cùng chiều với tốc độ góc ω1 = 10 rad/s và ω2 = 20 rad/s Ma sát trục quay nhỏ không đáng kể Sau đó cho hai đĩa dính vào và cùng quay với tốc độ góc ω Tính ω HD Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: I1ω1 + I2ω2 = (I1 + I2)ω
ω = I1ω1 + I1ω2 = I1 + I 13,75 rad/s * ðỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: Một nhẹ dài 1m quay mặt phẳng ngang xung quanh trục thẳng đứng qua trung điểm Hai đầu có hai chất điểm có khối lượng 2kg và 3kg Tốc độ dài chất điểm là 5m/s Mômen động lượng là: A L = 7,5 kg.m2/s B L = 10,0 kg.m2/s C L = 12,5 kg.m2/s D L = 15,0 kg.m /s Coi trái đất là cầu đồng tính có khối lượng m = 6.1024kg, bán kính R = 6400 km Mômen động lượng trái đất quay quanh trục nó là: A 5,18.1030 kg.m2/s B 5,83.1031 kg.m2/s C 6,28.1032 kg.m2/s D 33 7,15.10 kg.m /s 25 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com Một đĩa đặc có bán kính 0,25m, đĩa có thể quay xung quanh trục đối xứng qua tâm và vuông góc với mặt phẳng đĩa Đĩa chịu tác dụng momen lực không đổi M = 3N.m Mômen động lượng đĩa thời điểm t = 2s kể từ đĩa bắt đầu quay là B kg.m2/s C kg.m2/s D A kg.m2/s kg.m /s Một cái đĩa tròn bán kính R=2m, khối lượng 4kg quay với tốc dộ góc ω=6rad/s quanh trục thẳng đứng qua tâm đĩa Momen động lượng đĩa trục quay đó là: A 48kg.m2/s B 96kg.m2/s C 24kg.m2/s D 52kg.m2/s Một vật có mômen quán tính 0,72 kg.m2 quay 10 vòng 1,8s momen động lượng B 8,2 kg.m2/s C 13,24 vật có độ lớn là: A 4,5 kg.m2/s 2 kg.m /s D 25,12 kg.m /s Hai chất điểm chuyển động quay quanh trục O với m1 = 1kg; v1 = 3m/s; r1 = 50cm và m2 = 1,5kg; v2 = 2m/s; r2 = 30cm Độ lớn momen động lượng toàn phần hai chất điểm trục qua O (vuông góc với mặt phẳng hình vẽ) là: A 0,6 kg.m2/s B 1,2 kg.m2/s C 1,8 kg.m2/s D 0,3 kg.m2/s ĐÁP ÁN CÂU: 1C; 2D; 3C; 4A; 5D; 6A DẠNG 3: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG * Phương pháp giải: Để tìm các đại lượng liên quan đến định luật bảo toàn động lượng vật rắn quay quanh trục ta viết các biểu thức liên quan đến đại lượng cần tìm và các đại lượng đã biết từ đó suy và tính đại lượng cần tìm * Các công thức: + Momen động lượng: L = Iω Với chất điểm quay: I = mr2
L = mr2ω = mrv + Dạng khác phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục cố định: M = dL dt + Định luật bảo toàn momen động lượng: Nếu M = thì L = const hay I1ω1 + I1ω2 + … = I1ω’1 + I2ω’2 + … Nếu I = const thì γ = 0: vật rắn không quay quay quanh trục Nếu I thay đổi thì I1ω1 = I2ω2 *ðỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP Một người có khối lượng m = 50 kg đứng mép sàn quay hình trụ đường kính m, có khối lượng M = 200 kg Bỏ qua ma sát trục quay Lúc đầu hệ đứng yên và xem người chất điểm Người bắt đầu chuyển động với vận tốc m/s (so với đất) quanh mép sàn Tốc độ góc sàn đó là : A ω = 1,5 rad/s B ω = 1,75 rad/s C ω = -1,25 rad/s D ω = -0,625 rad/s Một bàn tròn phẳng nằm ngang bán kính 0,5 m có trục quay cố định thẳng đứng qua tâm bàn Momen quán tính bàn trục quay này là kg.m2 Bàn quay với 26 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com tốc độ 2,05 rad/s thì người ta đặt nhẹ vật nhỏ khối lượng 0,2 kg vào mép bàn và vật dính chặt vào đó Bỏ qua ma sát trục quay và sức cản môi trường Tốc độ góc hệ là A ω = rad/s B ω = 2,05 rad/s C ω = rad/s D ω = 0,25 rad/s Một người đứng cố định trên bàn xoay quay, tay cầm hai tạ, có khối lượng 5kg Lúc đầu hai tay người này dang thẳng cho hai tạ cách trục quay 0,8m, đó bàn quay với tốc độ ω1 = vòng/s Sau đó người này hạ tay xuống để hai tạ cách trục quay 0,2m thì bàn quay với tốc độ góc ω2 Cho biết momen quán tính người và ban xoay trục quay là không đổi và 2kg.m2 Tính ω2 ? A 3,5 vòng/s B vòng/s C vòng/s D 10 vòng/s Một OA đồng chất và tiết diện đều, chiều dài l = 1m, khối lượng 120g gắn vuông góc với trục quay (D) thẳng đứng Trên có viên boi nhỏ khối lượng 120g Lúc đầu viên bi khối tâm G và quay với tốc độ góc ω1 = 120 vòng/phút sau đó viên bi dịch chuyển đến đầu A thì quay với tốc độ góc là: A 121,3 vòng/phút B 52,5 vòng/phút C 26,4 vòng/phút D 88,4 vòng/phút ĐÁP ÁN CÂU: 1C; 2A; 3C; 4B DẠNG 4: ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN * Phương pháp giải: Để tìm các đại lượng liên quan đến động và định lí biến thiên động vật rắn quay quanh trục ta viết các biểu thức liên quan đến đại lượng cần tìm và các đại lượng đã biết từ đó suy và tính đại lượng cần tìm * Các công thức: + Động vật rắn quay: Wđ = Iω + Định lí biến thiên động vật rắn quay: ∆Wđ = Wđ2 - Wđ1 = 1 Iω 22 - Iω 12 = A 2 * VÍ DỤMINH HỌA: VD1 Một bánh đà có momen quán tính trục quay cố định nó là 0,4 kg.m2 Để bánh đà tăng tốc từ trạng thái đứng yên đến tốc độ góc ω phải tốn công 2000 J Bỏ qua ma sát Tính ω HD Theo định lí biến thiên động ta có: 1 Iω 22 - Iω 12 = A Vì ω1 =
ω = 2 2A = I 100 rad/s VD2 Một momen lực 30 Nm tác dụng lên bánh xe có momen quán tính kgm2 Bánh xe bắt đầu quay từ trạng thái nghĩ Tính động bánh xe sau 10 s kể từ lúc bánh xe chịu tác dụng momen lực HD Ta có: γ = M = 15 rad/s2; ω = ω0 + γt = 150 rad/s; Wđ = Iω2 = 22500 J I 27 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com VD3 Một bánh đà quay nhanh dần từ trạng thái nghĩ và sau s thì có tốc độ góc 200 rad/s và có động quay là 60 kJ Tính gia tốc góc và momen quán tính bánh đà trục quay Ta có: γ = ω − ω0 t = 40 rad/s2; I = 2Wd ω = kgm2 VD4 Trái Đất coi là hình cầu có khối lượng 6.1024 kg, bán kính 6400 km, tự quay quanh trục đối xứng nó với chu kì 24 Tính động Trái Đất chuyển động tự quay này HD Ta có: I = 2π mR2 = 98304.1034 kgm2; ω = = 7,27.10-5 rad/s; Wđ = Iω2 = 2,6.1030 T J VD5 Một đồng chất, tiết diện đều, khối lượng 0,2 kg, dài 0,5 m quay quanh trục thẳng đứng qua trung điểm và vuông góc với với tốc độ 120 vòng/phút Tính động HD: Ta có: Wđ = 1 Iω = ml2ω2 = 0,329 J 2 12 VD6 Một cầu đặc đồng chất khối lượng 0,5 kg quay xung quanh trục qua tâm nó với động 0,4 J và tốc độ góc 20 rad/s Tính bán kính cầu HD Ta có: Wđ = 2 Iω = m R2ω2
R = 2 5Wd = 0,1 m mω VD7 Một cầu kim loại rổng có đường kính 60 cm, khối lượng 50 kg, xem là phân bố trên bề mặt cầu và có thể quay quanh trục đối xứng qua tâm nó Tính công cần cung cấp để cầu đứng yên quay nhanh dần đạt vận tốc 300 vòng/phút HD: Ta có: 1 2 Iω 22 - Iω 12 = A Vì ω1 = và I = mR2
A = mR2ω 22 = 1480 J 2 3 VD8 Một bánh đà có dạng khối trụ đặc khối lượng 100 kg, bán kính 50 cm quay quanh trục đối xứng nó Trong thời gian tăng tốc, phương trình tọa độ góc điểm trên vành bánh đà có dạng: ϕ = 3t2 + 8t + 4; đó ϕ tính rad, t tính s Tính công thực lên bánh đà khoảng thời gian từ t1 = s đến t2 = 12 s 1 mR2 = 12,5 kgm2; so với phương trình ϕ = ϕ0 + ω0t + γt2 thì ω0 = rad/s 2 1 và γ = rad/s ; đó: ω1 = ω0 + γt1 = 50 rad/s; ω2 = ω0 + γt2 = 80 rad/s; A = Iω 22 - Iω 12 = 2 HD Ta có: I = 24375 J * ðỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP Một bánh đà có momen quán tính 2,5kg.m2 quay với tốc độ góc 900rad/s Động bánh đà bằng: A 9,1.108J B 11 125J C 9,9.107J D 22 250J 28 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com Một cái ống hình trụ rỗng, đồng chất có bán kính R và khối lượng m lăn trên sàn Hãy so sánh động tịnh tiến khối tâm và động quay ống quanh trục A Wđ(tt) = 2Wđ(quay) B Wđ(tt) = Wđ(quay) C Wđ(tt) = Wđ(quay) D Wđ(tt) = 4Wđ(quay) Một khối hình trụ đồng chất bán kính R, khối lượng m = kg, lăn không trượt trên mặt đất với tốc độ v = m/s Động nó là: A J B 1,5 J C J D 12 J Một cánh quạt có momen quán tính trục quay cố định là 0,3 kg.m2, tăng tốc từ trạng thái nghỉ đến tốc độ góc ω = 20 rad/s Cần phải thực công là: A 60 J B 120 J C 600 J D 1200 J Hai đĩa tròn có cùng momen quán tính cùng trục quay qua tâm các đĩa Lúc đầu đĩa (ở bên trên) đứng yên, đĩa quay với tốc độ góc không đổi ω0 Ma sát trục quay nhỏ không đáng kể Sau đó cho hai đĩa dính vào nhau, hệ quay với tốc độ góc ω Động hệ hai đĩa lúc sau tăng hay giảm so với lúc đầu? A Tăng lần B Giảm lần C Tăng lần D Giảm lần Hai bánh xe A và B có cùng động quay, tốc độ góc ωA = 3ωB tỉ số momen quán tính IB/IA trục quay qua tâm A và B nhận giá trị nào sau đây? B C D A Một bánh xe có mômen quán tính trục quay cố định là 12kg.m2 quay với tốc độ 30vòng/phút Động bánh xe là A 360,0J B 236,8J C 180,0J D 59,20J Một momen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào bánh xe có mômen quán tính trục bánh xe là 2kgm2 Nếu bánh xe quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ thì động bánh xe thời điểm t = 10s là: C 22,5 kJ D 24,6 kJ A 18,3 kJ B 20,2 kJ Một sàn quay hình trụ có khối lượng 120 kg và có bán kính 1,5m Sàn bắt đầu quay nhờ lực không đổi, nằm ngang, có độ lớn 40N tác dụng vào sàn theo phương tiếp tuyến với mép sàn Động sàn sau 5s là: A 653,4J B 594J C 333,3J D 163,25J 10 Biết momen quán tính bánh xe trục nó là 10kg.m2 Bánh xe quay với vận tốc góc không đổi là 600 vòng/phút (cho π = 10) Động bánh xe là A 6.280 J B 3.140 J C 4.103 J D 2.104 J 11 Một khối cầu đặc khối lượng M, bán kính R lăn không trượt Lúc khối cầu có vận tốc v/2 thì biểu thức động nó là A Mv B Mv C Mv 2 D Mv 40 12 Một bánh đà có momen quán tính trục quay cố định nó là 0,4 kg.m2 Để bánh đà tăng tốc từ trạng thái đứng yên đến tốc độ góc ω phải tốn công 2000 J Bỏ qua ma sát Giá trị ω là 29 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - vuhoangbg@gmail.com A 100 rad/s B 50 rad/s C 200 rad/s D 10 rad/s 13 Một mảnh đồng chất tiết diện khối lượng m, chiều dài l, có thể quay quanh trục nằm ngang qua đầu và vuông góc với Bỏ qua ma sát trục quay và sức cản môi trường Momen quán tính trục quay là I = ml và gia tốc rơi tự là g Nếu thả không vận tốc đầu từ vị trí nằm ngang thì tới vị trí thẳng đứng có tốc độ góc ω A g 3l B 3g 2l C 2g 3l D 3g l 14 Một OA đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m, chiều dài l = 30cm, có thể quay dễ dàng mặt phẳng thẳng đứng xung quanh trục nằm ngang đầu O Lúc đầu đứng r yên vị trí thẳng đứng, ta truyền cho đầu A vận tốc v theo phương nằm ngang Lấy g = A 3m/s B 5m/s 10m/s2 Vận tốc tối thiểu để quay đến vị trí nằm ngang là: C 10m/s D 2m/s ĐÁP ÁN 14 CÂU: 1C; 2C; 3B; 4C; 5B; 6C; 7D ;8C 9C 10D 11B 12A 12A 13D 14A 30 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - CHUYÊN ĐỀ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com VŨ ĐÌNH HOÀNG - vuhoangbg@gmail.com http://lophocthem.com ĐT: 01689.996.187 – Email: vuhoangbg@gmail.com Họ và tên: Lớp: .Trường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC, LUYỆN THI VÀO ĐẠI HỌC Thái Nguyên, 2012 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Mục lục CHỦ ĐỀ : ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ PHẦN II: PHÂN DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA DẠNG 2: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 12 DẠNG 3: TÌM THỜI GIAN VẬT ĐI TỪ LI ĐỘ X1 TỚI X2 15 DẠNG 4: XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG ĐI ĐƯỢC ( S, Smax, Smin) 17 DẠNG 5: BÀI TOÁN THỜI GIAN TRONG DĐ ĐH 19 DẠNG 6: Vận tốc trung bình và tốc độ trung bình ( vmax, vmin) 21 DẠNG 7: XÁC ĐỊNH SỐ LẦN VẬT QUA LI ĐỘ X TRONG THỜI GIAN t 22 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: 22 ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 26 ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 31 ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 35 ĐÁP ÁN ĐÈ SỐ 40 CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO PHẦN I: KIẾN THỨC CHUNG: 40 PHẦN II: CÁC DẠNG BÀI TẬP 43 DẠNG 1: BÀI TOÁN ĐẠI CƯƠNG VỀ CON LẮC LÒ XO ( TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶP) T,v,x,Wđ.Wt,… 43 DẠNG 2: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐỘNG NĂNG, THẾ NĂNG CON LẮC LÒ XO 45 DẠNG 3: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO 47 DẠNG 4: TÌM ĐỘ BIẾN DẠNG, CHIỀU DÀI (MAX, MIN) CON LẮC LÒ XO 50 DẠNG 5: BÀI TOÁN TÌM LỰC TRONG CON LẮC LÒ XO 52 DẠNG 6: HỆ LÒ XO GHÉP NỐI TIẾP – SONG SONG- XUNG ĐỐI 54 DẠNG 7: SỰ THAY ĐỔI CHU KÌ, TẦN SỐ CON LẮC LÒ XO KHI m THAY ĐỔI 56 DẠNG 8: CON LẮC LÒ XO CHỊU TÁC DỤNG CỦA NGOẠI LỰC 58 BÀI TOÁN 1: VA CHẠM: 58 BÀI TOÁN2: HỆ VẬT CÓ MA SÁT GẮN VÀO NHAU CÙNG DAO ĐỘNG 60 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: 63 ĐÁP ÁN ĐỀ 67 ĐÁP ÁN ĐỀ 72 ĐÁP ÁN ĐỀ 76 CHỦ ĐỀ 3: CON LẮC ĐƠN PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: 76 PHẦN II CÁC DẠNG BÀI TẬP: 78 DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ CON LẮC ĐƠN 78 DẠNG 2: TÌM LỰC CĂNG T CỦA DÂY TREO 79 *DẠNG : CON LẮC ĐƠN CÓ CHIỀU DÀI THAY ĐỔI ( CẮT, GHÉP) 80 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com DẠNG 4: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG CON LẮC ĐƠN 81 DẠNG 5: CON LẮC ĐƠN BỊ VƯỚNG ĐINH, KẸP CHẶT 83 DẠNG 6: BÀI TOÁN VA CHẠM TRONG CON LẮC ĐƠN 84 DẠNG : SỰ THAY ĐỔI CHU KỲ CON LẮC ĐƠN KHI THAY ĐỔI ĐỘ CAO h, ĐỘ SÂU d 86 DẠNG : SỰ THAY ĐỔI CHU KỲ CON LẮC ĐƠN KHI TĂNG GIẢM NHIỆT ĐỘ 87 BÀI TOÁN: Xác định thời gian nhanh chậm đồng hồ ngày đêm 88 DẠNG 9: CON LẮC ĐƠN CHỊU TÁC DỤNG NGOẠI LỰC 92 DẠNG 10 : CON LẮC ĐƠN DAO ĐỘNG TRÙNG PHÙNG 98 *DẠNG 11: CON LẮC VẬT LÝ DĐ ĐH 99 DẠNG 12: CON LẮC ĐƠN ĐANG DAO ĐỘNG ĐỨT DÂY 100 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: 102 ĐÁP ÁN ĐỀ 106 ĐÁP ÁN ĐỀ 111 ĐÁP ÁN ĐỀ 10 115 CHỦ ĐỀ 4: CÁC LOẠI DAO ĐỘNG CỘNG HƯỞNG CƠ PHẦN I.KIẾN THỨC TRỌNG TÂM: .115 PHẦN II: BÀI TẬP VẬN DỤNG .116 PHẦN III: ĐỀ TRắC NGHIệM TổNG HợP: .120 ĐÁP ÁN ĐỀ 11 124 CHỦ ĐỀ 5: ĐỘ LỆCH PHA TỔNG HỢP DAO ĐỘNG PHẦN I PHƯƠNG PHÁP: 124 PHẦN II CÁC VÍ DỤ MINH HỌA .125 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: .131 ĐÁP ÁN ĐỀ 12 135 CHỦ ĐỀ 6: DAO ĐỘNG CƠ HỌCĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM 20072012 ĐÁP ÁN: DAO ĐỘNG CƠ - ĐH CĐ 2007-2012 147 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: * Dao động cơ, dao động tuần hoàn + Dao động là chuyển động qua lại vật quanh vị trí cân + Dao động tuần hoàn là dao động mà sau khoảng thời gian vật trở lại vị trí và chiều chuyển động cũ (trở lại trạng thái ban đầu) * Dao động điều hòa + Dao động điều hòa là dao động đó li độ vật là hàm côsin (hoặc sin) thời gian + Phương trình dao động: x = Acos(ωt + ϕ) Trong đó: x (m;cm rad): Li độ (toạ độ) vật; cho biết độ lệch và chiều lệch vật so với VTCB A>0 (m;cm rad): Là biên độ (li độ cực đại vật); cho biết độ lệch cực đại vật so với VTCB (ωt + ϕ) (rad): Là pha dao động thời điểm t; cho biết trạng thái dao động (vị trí và chiều chuyển động) vật thời điểm t ϕ (rad): Là pha ban đầu dao động; cho biết trạng thái ban đầu vật ω (rad/s): Là tần số góc dao động điều hoà; cho biết tốc độ biến thiên góc pha + Điểm P dao động điều hòa trên đoạn thẳng luôn luôn có thể dược coi là hình chiếu điểm M chuyển động tròn trên đường kính là đoạn thẳng đó * Chu kỳ, tần số dao động điều hoà + Chu kì T(s): Là khoảng thời gian để thực dao động toàn phần Chính là khoảng thời gian ngắn để vật trở lại vị trí và chiều chuyển động cũ (trở lại trạng thái ban đầu) + Tần số f(Hz):Là số dao động toàn phần thực giây + Liên hệ ω, T và f: ω = 2π = 2πf T * Vận tốc và gia tốc vật dao động điều hoà + Vận tốc là đạo hàm bậc li độ theo thời gian: v = x' = - ωAsin(ωt + ϕ) = ωAcos(ωt +ϕ+ π ) Vận tốc vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số sớm pha π so với với li độ - Ở vị trí biên (x = ± A): Độ lớn |v|min = - Ở vị trí cân (x = 0): Độ lớn |v|min =ωA Giá trị đại số: vmax = ωA v>0 (vật chuyển động theo chiều dương qua vị trí cân bằng) vmin = -ωA v<0 (vật chuyển động theo chiều âm qua vị trí cân bằng) + Gia tốc là đạo hàm bậc vận tốc (đạo hàm bậc li độ) theo thời gian: a = v' = x’’ = - ω2Acos(ωt + ϕ) = - ω2x BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Gia tốc vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số ngược pha với li π độ (sớm pha so với vận tốc) Véc tơ gia tốc vật dao động điều hòa luôn hướng vị trí cân và tỉ lệ với độ lớn li độ - Ở vị trí biên (x = ± A), gia tốc có độ lớn cực đại : |a|max = ω2A Giá trị đại số: amax=ω2A x=-A; amin=-ω2A x=A; - Ở vị trí cân (x = 0), gia tốc + Đồ thị dao động điều hòa là đường hình sin + Quỹ đạo dao động điều hoà là đoạn thẳng * Dao động tự (dao động riêng) + Là dao động hệ xảy tác dụng nội lực + Là dao động có tần số (tần số góc, chu kỳ) phụ thuộc các đặc tính hệ không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài Khi đó: ω gọi là tần số góc riêng; f gọi là tần số riêng; T gọi là chu kỳ riêng TÓM TẮT CÔNG THỨC Phương trình dao động: x = Acos( ω t + ϕ ) Vận tốc tức thời: v = - ω Asin( ω t + ϕ ) r v luôn cùng chiều với chiều chuyển động (vật chuyển động theo chiều dương thì v>0, theo chiều âm thì v<0) Gia tốc tức thời: a = -ϖ 2Acos( ω t + ϕ ) = - ω 2x r a luôn hướng vị trí cân Vật VTCB: x = 0; vMax = ω A; aMin = Vật biên: x = ±A; vMin = 0; aMax = ω 2A v 2 Hệ thức độc lập: A = x + ( ω ) a = - ω 2x 2 Cơ năng: W = Wđ + Wt = mω A 1 2 2 Với Wđ = mv = mω A sin (ωt + ϕ ) = Wsin (ωt + ϕ ) Wt = 1 mω x = mω A2 cos (ωt + ϕ ) = Wco s (ωt + ϕ ) 2 Dao động điều hoà có tần số góc là ω , tần số f, chu kỳ T Thì động và biến thiên với tần số góc ω , tần số 2f, chu kỳ T/2 M1 M2 Động và trung bình thời gian nT/2 ( n - N*, T là chu kỳ dao động) là: W = mω A2 ∆ϕ Khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí có li độ x1 đến x2 ∆t = ∆ϕ ω = ϕ − ϕ1 ω x1  co s ϕ1 = A với  và ( ≤ ϕ1 ,ϕ2 ≤ π ) x co s ϕ =  A 10 Chiều dài quỹ đạo: 2A 11 Quãng đường chu kỳ luôn là 4A; 1/2 chu kỳ luôn là 2A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - -A x2 x1 O ∆ϕ M'2 M'1 DAO ĐỘNG CƠ A - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Quãng đường l/4 chu kỳ là A vật từ VTCB đến vị trí biên ngược lại 12 Quãng đường vật từ thời điểm t1 đến t2  x1 = Aco s(ωt1 + ϕ )  x2 = Aco s(ωt2 + ϕ ) Xác định: v = −ω Asin(ωt + ϕ ) và v = −ω Asin(ωt + ϕ ) (v1 và v2 cần xác định dấu) 1  2 Phân tích: t2 – t1 = nT + ∆ t (n N; ≤ ∆ t < T) Quãng đường thời gian nT là S1 = 4nA, thời gian ∆ t là S2 Quãng đường tổng cộng là S = S1 + S2 Lưu ý: + Nếu ∆ t = T/2 thì S2 = 2A + Tính S2 cách định vị trí x1, x2 và chiều chuyển động vật trên trục Ox + Trong số trường hợp có thể giải bài toán cách sử dụng mối liên hệ dao động điều hoà và chuyển động tròn đơn giản S + Tốc độ trung bình vật từ thời điểm t1 đến t2: vtb = t − t với S là quãng đường tính trên 13 Bài toán tính quãng đường lớn và nhỏ vật khoảng thời gian < ∆ t < T/2 Vật có vận tốc lớn qua VTCB, nhỏ qua vị trí biên nên cùng khoảng thời gian quãng đường càng lớn vật càng gần VTCB và càng nhỏ càng gần vị trí biên Sử dụng mối liên hệ dao động điều hoà và chuyển đường tròn Góc quét ∆ϕ = ω.∆t Quãng đường lớn vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục sin (hình 1) S Max = 2A sin ∆ϕ Quãng đường nhỏ vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục cos (hình 2) S Min = A(1 − cos ∆ϕ ) M2 M1 M2 P ∆ϕ Lưu ý: + Trong trường hợp ∆ t > T/2 T Tách ∆t = n + ∆t ' A -A P2 O P x A P -A O T ∆ϕ * đó n ∈ N ;0 < ∆t ' < x M1 T Trong thời gian n quãng đường luôn là 2nA Trong thời gian ∆ t’ thì quãng đường lớn nhất, nhỏ tính trên + Tốc độ trung bình lớn và nhỏ khoảng thời gian ∆ t: vtbMax = S Max S vtbMin = Min với SMax; SMin tính trên và ∆t ∆t 13 Các bước lập phương trình dao động dao động điều hoà: * Tính ϕ * Tính A  x = Acos(ωt0 + ϕ ) * Tính ϕ dựa vào điều kiện đầu: lúc t = t0 (thường t0 = 0) v = −ω Asin(ωt + ϕ ) ⇒ ϕ  Lưu ý: + Vật chuyển động theo chiều dương thì v > 0, ngược lại v < BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com + Trước tính ϕ cần xác định rõ ϕ thuộc góc phần tư thứ đường tròn lượng giác (thường lấy -π < ϕ ≤ π) 14 Các bước giải bài toán tính thời điểm vật qua vị trí đã biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) lần thứ n * Giải phương trình lượng giác lấy các nghiệm t (Với t > thuộc phạm vi giá trị k ) * Liệt kê n nghiệm đầu tiên (thường n nhỏ) * Thời điểm thứ n chính là giá trị lớn thứ n Lưu ý:+ Đề thường cho giá trị n nhỏ, còn n lớn thì tìm quy luật để suy nghiệm thứ n + Có thể giải bài toán cách sử dụng mối liên hệ dao động điều hoà và chuyển động tròn 15 Các bước giải bài toán tìm số lần vật qua vị trí đã biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) từ thời điểm t1 đến t2 * Giải phương trình lượng giác các nghiệm * Từ t1 < t ≤ t2 thuộc Phạm vi giá trị (Với k  Z) * Tổng số giá trị k chính là số lần vật qua vị trí đó Lưu ý: + Có thể giải bài toán cách sử dụng mối liên hệ dao động điều hoà và chuyển động tròn + Trong chu kỳ (mỗi dao động) vật qua vị trí biên lần còn các vị trí khác lần 16 Các bước giải bài toán tìm li độ, vận tốc dao động sau (trước) thời điểm t khoảng thời gian ∆ t Biết thời điểm t vật có li độ x = x0 * Từ phương trình dao động điều hoà: x = Acos(wt + ϕ ) cho x = x0 Lấy nghiệm ∆ t +  =  với ≤ α ≤ π ứng với x giảm (vật chuyển động theo chiều âm vì v < 0) t +  = -  ứng với x tăng (vật chuyển động theo chiều dương) * Li độ và vận tốc dao động sau (trước) thời điểm đó t giây là  x = Acos( ±ω∆t + α )  x = Acos( ±ω∆t − α )   v = −ω A sin( ±ω∆t + α ) v = −ω A sin( ±ω∆t − α ) 17 Dao động có phương trình đặc biệt: * x = a ω Acos( ω t + ϕ )với a = const Biên độ là A, tần số góc là ω , pha ban đầu  x là toạ độ, x0 = Acos( ω t + ϕ )là li độ Toạ độ vị trí cân x = a, toạ độ vị trí biên x = a  A Vận tốc v = x’ = x0’, gia tốc a = v’ = x” = x0” Hệ thức độc lập: a = - ω 2x0 v A2 = x02 + ( ) ω * x = a ω Acos ( ω t + ϕ ) (ta hạ bậc) Biên độ A/2; tần số góc ω , pha ban đầu ϕ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com PHẦN II: PHÂN DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (TÍNH TOÁN, XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶP TRONG CÔNG THỨC) x,a,v,F,w,T I Phương pháp + Muốn xác định x, v, a, Fph thời điểm hay ứng với pha dã cho ta cần thay t hay pha đã cho vào các công thức : x = A.cos(ω.t + ϕ ) x = A.sin(ω.t + ϕ ) ; v = − A.ω.sin(ω.t + ϕ ) v = A.ω.cos(ω.t + ϕ ) a = − A.ω cos(ω.t + ϕ ) a = − A.ω sin(ω.t + ϕ ) và Fph = − k x + Nếu đã xác định li độ x, ta có thể xác định gia tốc, lực phục hồi theo biểu thức sau : và Fph = − k.x = −m.ω x a = −ω x + Chú ý : - Khi v f 0; a f 0; Fph f o : Vận tốc, gia tốc, lực phục hồi cùng chiều với chiều dương trục toạ độ - Khi v p 0; a p 0; Fph p : Vận tốc , gia tốc, lực phục hồi ngược chiều với chiều dương trục toạ độ * VÍ DỤ MINH HỌA: VD1 Cho các phương trình dao động điều hoà sau Xác định A, ω, ϕ, f các dao động điều hoà đó? π π a) x = 5.cos(4.π t + ) (cm) b) x = −5.cos(2.π t + ) (cm) c) x = −5.cos(π t ) (cm) π d) x = 10.sin(5.π t + ) (cm) Phương trình dao động vật là: x = 6cos(4πt + π ) (cm), với x tính cm, t tính s Xác định li độ, vận tốc và gia tốc vật t = 0,25 s HD: π π a) x = 5.cos(4.π t + ) (cm) ⇒ A = 5(cm); ω = 4.π ( Rad / s); ϕ = ( Rad ); 6 2.π 1 T= = = 0,5( s); f = = = 2( Hz ) ω 4.π T 0,5 π π 5.π b) x = −5.cos(2.π t + ) = 5.cos(2.π t + + π ) = 5.cos(2.π t + ) (cm) 4 5.π 2.π ⇒ A = 5(cm); ω = 2.π ( rad / s ); ϕ = ( Rad ) ⇒ T = = 1( s); f = = 1( Hz ) ω T 2.π BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com c) x = −5.cos(π t )(cm) = 5.cos(π t + π )(cm) ⇒ A = 5(cm); ω = π ( Rad / s ); ϕ = π ( Rad ); T = 2.π π π π π 3 = 2( s ); f = 0, 5( Hz ) π d) x = 10.sin(5.π t + )cm = 10.cos(5.π t + − )cm = 10.cos(5.π t − )cm 2.π = 0.4( s ); f = = 2, 5( Hz ) 5.π 0, π 7π Khi t = 0,25 s thì x = 6cos(4π.0,25 + ) = 6cos = - 3 (cm); 6 π 7π v = - 6.4πsin(4πt + ) = - 6.4πsin = 37,8 (cm/s); a = - ω2x = - (4π)2 3 = - 820,5 6 ⇒ A = 10(cm); ω = 5.π ( Rad / s ); ϕ = π ( Rad ); T = (cm/s2) VD2 Một vật nhỏ khối lượng 100 g dao động điều hòa trên quỹ đạo thẳng dài 20 cm với tần số góc rad/s Tính vận tốc cực đại và gia tốc cực đại vật HD: Ta có: A = L 20 = = 10 (cm) = 0,1 (m); vmax = ωA = 0,6 m/s; amax = ω2A = 3,6 m/s2 2 VD3 Một vật dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 40 cm Khi vị trí có li độ x = 10 cm vật có vận tốc 20π cm/s Tính vận tốc và gia tốc cực đại vật HD Ta có: A = L 40 = = 20 (cm); ω = 2 amax = ω2A = 800 cm/s2 v A − x2 = 2π rad/s; vmax = ωA = 2πA = 40π cm/s; VD4 Một chất điểm dao động điều hoà với chu kì 0,314 s và biên độ cm Tính vận tốc chất điểm nó qua vị trí cân và nó qua vị trí có li độ cm HD; Ta có: ω = 2π 2.3,14 = 20 (rad/s) Khi x = thì v = ± ωA = ±160 cm/s = T 0,314 Khi x = cm thì v = ± ω A2 − x = ± 125 cm/s VD5 Một chất điểm dao động theo phương trình: x = 2,5cos10t (cm) Vào thời điểm nào thì pha dao động đạt giá trị π ? Lúc li độ, vận tốc, gia tốc vật bao nhiêu? HD Ta có: 10t = π t= (cm/s); a = - ω2x = - 125 cm/s2 π π π (s) Khi đó x = Acos = 1,25 (cm); v = - ωAsin = - 21,65 30 3 VD6 Một vật dao động điều hòa với phương trình: x = 5cos(4πt + π) (cm) Vật đó qua vị trí cân theo chiều dương vào thời điểm nào? Khi đó độ lớn vận tốc bao nhiêu? HD : BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com Khi qua vị trí cân thì x = π + 2kπ - vuhoangbg@gmail.com π cos(4πt + π) = = cos(± ) Vì v > nên 4πt + π = - t = - + 0,5k với k ∈ Z Khi đó |v| = vmax = ωA = 62,8 cm/s VD7 Một vật nhỏ có khối lượng m = 50 g, dao động điều hòa với phương trình: x = 20cos(10πt + π ) (cm) Xác định độ lớn và chiều các véc tơ vận tốc, gia tốc và lực kéo thời điểm t = 0,75T HD Khi t = 0,75T = 0, 75.2π ω = 0,15 s thì x = 20cos(10π.0,15 + π ) = 20cos2π = 20 cm; v = - ωAsin2π = 0; a = - ω2x = - 200 m/s2; F = - kx = - mω2x = - 10 N; a và F có giá trị âm nên gia tốc và lực kéo hướng ngược với chiều dương trục tọa độ VD8 Một vật dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ cm và với chu kì 0,2 s Tính độ lớn gia tốc vật nó có vận tốc 10 10 cm/s HD Ta có: ω = 2π v2 v2 a2 = 10π rad/s; A2 = x2 + = + T ω ω ω |a| = ω A2 − ω 2v = 10 m/s2 VD9 Một vật dao động điều hòa với phương trình: x = 20cos(10πt + π ) (cm) Xác định thời điểm đầu tiên vật qua vị trí có li độ x = cm theo chiều ngược chiều với chiều dương kể từ thời điểm t = HD Ta có: x = = 20cos(10πt + Vì v < nên 10πt + π π ) cos(10πt + = 0,42π + 2kπ π ) = 0,25 = cos(±0,42π) t = - 0,008 + 0,2k; với k ∈ Z Nghiệm dương nhỏ họ nghiệm này (ứng với k = 1) là 0,192 s VD10 Một vật dao động điều hòa với phương trình: x = 4cos(10πt - π ) (cm) Xác định thời điểm gần vận tốc vật 20π cm/s và tăng kể từ lúc t = HD π π ) = 40πcos(10πt + ) = 20π 3 π π π π cos(10πt + ) = = cos(± ) Vì v tăng nên: 10πt + = - + 2kπ 6 6 1 t=+ 0,2k Với k ∈ Z Nghiệm dương nhỏ họ nghiệm này là t = s 30 Ta có: v = x’ = - 40πsin(10πt - VD11 Cho các chuyển động mô tả các phương trình sau: π a) x = 5.cos (π t ) + (cm) b) x = 2.sin (2.π t + ) (cm) c) x = 3.sin(4.π t ) + 3.cos(4.π t ) (cm) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Chứng minh chuyển động trên là dao động điều hoà Xác định biên độ, tần số, pha ban đầu, và vị trí cân các dao động đó HD: a) x = 5.cos (π t ) + ⇒ x − = 5.cos (π t ) Đặt x-1 = X ta có X = 5.cos(π t ) ⇒ Đó là dao động điều hoà Với A = 5(cm); f = ω π = = 0,5( Hz ); ϕ = 0( Rad ) 2.π 2.π VTCB dao động là : X = ⇔ x − = ⇒ x = 1(cm) π b) π x = 2.sin (2.π t + ) = − cos (4.π t + ) π Với π ⇒ X = −cos(4.π t − ) = cos(4π t + ) ⇒ Đó là dao động điều hoà ω 4.π π A = 1(cm); f = = = 2( s ); ϕ = ( Rad ) 2.π 2.π Đặt X = x-1 c) π π π π x = 3.sin(4.π t ) + 3.cos (4.π t ) = 3.2sin(4.π t + ).cos (− ) ⇒ x = 2.sin(4.π t + )(cm) = 2cos(4.π t − )(cm) 4 4 ⇒ Đó là dao động điều hoà Với A = 2(cm); f = 4.π π = 2( s ); ϕ = − ( Rad ) 2.π VD12 Một chất điểm có khối lượng m = 100g dao động điều hoà theo phương trình : π x = 5.cos(2.π t + ) (cm) Lấy π ≈ 10 Xác định li độ, vận tốc, gia tốc, lực phục hồi các trường hợp sau : a) Ở thời điểm t = 5(s) b) Khi pha dao động là 1200 Lời Giải π Từ phương trình x = 5.cos(2.π t + ) (cm) ⇒ A = 5(cm); ω = 2.π ( Rad / s ) Vậy k = m.ω = 0,1.4.π ≈ 4( N / m) π π Ta có v = x ' = A.ω.cos(ω.t + ϕ ) = 5.2.π cos (2.π t + ) = 10.π cos (2.π t + ) 6 a) Thay t= 5(s) vào phương trình x, v ta có : π π x = 5.sin(2.π + ) = 5.sin( ) = 2,5(cm) 6 π π v = 10.π cos (2.π + ) = 10.π cos ( ) = 10.π = 30 (cm/s) 6 cm m a = −ω x = −4.π 2, = −100( ) = −1( ) s s Dấu “ – “ chứng tỏ gia tốc ngược chiều với chiều dương trục toạ độ Fph = −k x = −4.2,5.10−2 = −0,1( N ) b) - Dấu “ – “ chứng tỏ Lực phục hồi ngược chiều với chiều dương trục toạ độ Khi pha dao động là 1200 thay vào ta có : Li độ : x = 5.sin1200 = 2, (cm) Vận tốc : v = 10.π cos1200 = −5.π (cm/s) Gia tốc : a = −ω x = −4.π 2,5 = − (cm/s ) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 - Lực phục hồi : http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Fph = −k x = −4.2,5 = −0,1 (N) VD 13 Toạ độ vật biến thiên theo thời gian theo định luật : x = 4.cos(4.π t ) (cm) Tính tần số dao động , li độ và vận tốc vật sau nó bắt đầu dao động (s) Lời Giải Từ phương trình x = 4.cos(4.π t ) (cm) Ta có : A = 4cm; ω = 4.π ( Rad / s) ⇒ f = ω = 2( Hz ) 2.π - Li độ vật sau dao động 5(s) là : x = 4.cos (4.π 5) = (cm) Vận tốc vật sau dao động 5(s) là : v = x ' = −4.π 4.sin(4.π 5) = cm/s DẠNG 2: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA PHƯƠNG PHÁP: Chọn hệ quy chiếu: + Trục ox + gốc toạ độ VTCB + Chiều dương + gốc thời gian Phương trình dao động có dạng: x = Acos(ωt + ϕ) cm Phương trình vận tốc: v = -Aωsin(ωt + ϕ) cm/s 1.Xác định tần số góc ω: (ω>0) 2π ∆t , với T = , N: tống số dao động T N k + Nếu lắc lò xo: ω = , ( k: N/m, m: kg) m + ω = 2πf = + cho độ giản lò xo VTCB ∆l : k ∆l = mg ⇒ + ω= k g ⇒ω = = m ∆l g ∆l v A − x2 2) Xác định biên độ dao động A:(A>0) + A= d , d: là chiều dài quỹ đạo vật dao động + Nếu đề cho chiều daig lớn và nhở lò xo: A = + Nếu đề cho ly độ x ứng với vận tốc v thì ta có: A = x + l max − l v2 ω2 (nếu buông nhẹ v = 0) + Nếu đề cho vận tốc và gia tốc: A = v2 a2 ω4 v + Nếu đề cho vận tốc cực đại: Vmax thì: A = Max ω BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ ω2 + 12 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com + Nếu đề cho gia tốc cực đại aMax : thì A = - vuhoangbg@gmail.com aMax ω2 + Nếu đề cho lực phục hồi cực đại Fmax thì → F max = kA + Nếu đề cho lượng dao động Wthì → A = 2W k 3) Xác định pha ban đầu ϕ: ( −π ≤ ϕ ≤ π ) Dựa vào cách chọn gốc thời gian để xác định ϕ x  cosϕ =   x = x0  x0 = Acosϕ  A Khi t=0 thì  ⇒ϕ = ? ⇒ ⇔  v = v0 v0 = − Aω sinϕ sin ϕ = v0  ωA cosϕ = 0 = Acosϕ ϕ = ?  + Nếu lúc vật qua VTCB thì  ⇒ ⇒ v0 v0 = − Aω sinϕ A = ?  A = − ω sin ϕ >  x0  >0  x0 = Acosϕ ϕ = ? A = cosϕ + Nếu lúc buông nhẹ vật  ⇒ ⇒ 0 = − Aω sinϕ A = ? sin ϕ =  Chú ý: thả nhẹ, buông nhẹ vật v0 = , A=x Khi vật theo chiều dương thì v>0 (Khi vật theo chiều âm thì v<0) Pha dao động là: (ωt + ϕ) π -cos(x) = cos(x+ π ) sin(x) = cos(x- ) *VÍ DỤ MINH HỌA: VD1 Một lắc lò xo dao động với biên độ A = 5cm, chu kỳ T = 0,5s Viết phương trình dao động lắc các trường hợp: a) t = , vật qua VTCB theo chiều dương b) t = , vật cách VTCB 5cm, theo chiều dương c) t = , vật cách VTCB 2,5cm, chuyển động theo chiều dương Lời Giải Phương trình dao động có dạng : x = A.sin(ω.t + ϕ ) Phương trình vận tốc có dạng : v = x ' = A.ω.cos (ω.t + ϕ ) 2.π 2.π = = 4π ( Rad / s ) T 0, = 5.sin ϕ x = A.sin ϕ a) t = ; ⇔ ⇒ ϕ = Vậy x = 5.sin(4.π t ) (cm) v0 = 5.4.π cosϕ f v0 = A.ω.cosϕ = 5.sin ϕ x = A.sin ϕ π b) t = ; ⇒ ϕ = ( rad ) ⇔ v0 = 5.4.π cosϕ f v0 = A.ω.cosϕ π Vậy x = 5.sin(4.π t + ) (cm) 2,5 = 5.sin ϕ x0 = A.sin ϕ π c) t = ; ⇔ ⇒ ϕ = (rad ) v0 = 5.4.π cosϕ f v0 = A.ω.cosϕ Vận tốc góc : ω= BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 13 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com π x = 5.sin(4.π t + ) (cm) Vậy VD Một lắc lò xo dao động với chu kỳ T = 1(s) Lúc t = 2,5(s), vật qua vị trí có li độ x = −5 (cm) với vận tốc v = −10.π (cm/s) Viết phương trình dao động lắc Lời Giải Phương trình dao động có dạng : x = A.sin(ω.t + ϕ ) Phương trình vận tốc có dạng : v = x ' = A.ω.cos (ω.t + ϕ ) Vận tốc góc : ω= ADCT : A = x + 2 v2 ω 2.π 2.π = = 2π ( Rad / s ) T ⇒ A = x2 + Điều kiện ban đầu : t = 2,5(s) ; ⇒ tan ϕ = ⇒ ϕ = π (rad ) v2 ω = ( −5 2) + x = A.sin ϕ v = A.ω.cosϕ Vậy ⇔ (−10.π 2)2 = 10 (cm) (2.π )2 −5 = A.sin ϕ −10.π = A.2.π cosϕ π x = 10.sin(2.π t + ) (cm) VD3 Một vật có khối lượng m = 100g treo vào đầu lò xo có độ cứng k = 100(N/m) Đầu trên lò xo gắn vào điểm cố định Ban đầu vật giữ cho lò xo không bị biến dạng Buông tay không vận tốc ban đầu cho vật dao động Viết phương trình daô động vật Lấy g = 10 (m/s2); π ≈ 10 Lời Giải Phương trình dao động có dạng : x = A.sin(ω.t + ϕ ) ⇒ ω = k 100 = = 10.π (Rad/s) m 0,1 m.g 0,1.10 = = 10−2 (m) = 1cm ⇒ A = ∆l = 1cm k 100 Điều kiện ban đầu t = , giữ lò xo cho nó không biến dạng tức x0 = - ∆l Ta có x = −∆l = −1 = A.sin ϕ π π x = sin(10.π t − ) (cm) t=0; ⇒ ϕ = − (rad ) Vậy v0 = A.ω.cosϕ f 2 Tại VTCB lò xo dãn đoạn là : ∆l = VD Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox Lúc vật qua vị trí có li độ x = − (cm) thì có vận tốc v = −π (cm/s) và gia tốc a = 2.π (cm/s2) Chọn gốc toạ độ vị trí trên Viết phương trình dao động vật dạng hàm số cosin Lời Giải Phương trình có dạng : x = A.cos( ω.t + ϕ ) Phương trình vận tốc : v = - A ω.sin(ω.t + ϕ ) Phương trình gia tốc : a= - A ω cos (ω.t + ϕ ) Khi t = ; thay các giá trị x, v, a vào phương trình đó ta có : x = − = A.cosϕ ; v = −π = − A.ω.sin ϕ ; a = π = −ω Acosϕ Lấy a chia cho x ta : ω = π (rad / s) 3.π (rad ) 3.π x = 2.COS(π t + ) (cm) Lấy v chia cho a ta : tan ϕ = −1 ⇒ ϕ = ⇒ A = 2cm Vậy : BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 14 (vì cosϕ < ) CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com DẠNG 3: TÌM THỜI GIAN VẬT ĐI TỪ LI ĐỘ X1 TỚI X2 PHƯƠNG PHÁP: Ta dùng mối liên hệ dao động điều hoà và chuyển động tròn để tính Khi vật dao động điều hoà từ x1 đến x2 thì tương ứng vứoiu vật chuyển động tròn từ M đến N(chú ý x1 và x2 là hình chiếu vuông góc M và N lên trục OX Thời gian ngắn vật dao động từ x1 đến x2 thời gian vật chuyển động tròn từ M đến N gócMON N ˆ = x MO ˆ + ONx ˆ với T , gócMON 360 ˆ ) = | x1 | , Sin(ONx ˆ ) = | x2 | Sin(x1 MO A A -A x2 O A T + vật từ: x = -> x = ± thì ∆t = 12 A T + vật từ: x = ± -> x= ± A thì ∆t = A A T + vật từ: x=0 -> x = ± và x = ± -> x= ± A thì ∆t = 2 A T + vật lần liên tiếp qua x = ± thì ∆t = ∆S Vận tốc trung bình vật dao dộng lúc này: v = ∆t M ∆t = t MN = x1 N X VÍ DỤ MINH HỌA: Ví dụ 1: Vật dao động điều hòa với phương trình Tính: a) Thời gian vật từ VTCB đến A/2 b) Thời gian vật từ biên đến – A/2 đến A/2 theo chiều dương c) Tính vận tốc trung bình vật câu a giải a) Khi vật từ vị trí cân đến A/2, tương ứng với vật chuyển động trên đường tròn từ A đến B góc 300 (bạn đọc tự tính) hình vẽ bên BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 15 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com Nhận thấy: Vật quay vòng 360 Vậy vật quay 300 Dùng quy tắc tam suất ta tính - vuhoangbg@gmail.com hết chu kỳ hết khỏng thời gian T t b) Khi vật từ vị trí – A/2 đến A/2, tương ứng với vật chuyển động trên đường tròn từ A đến B góc π/6 + π/6 = 900 (bạn đọc tự tính) hình vẽ bên Nhận thấy: Vật quay vòng 3600 hết chu kỳ Vậy vật quay 900 hết khỏng thời gian Dùng quy tắc tam suất ta tính T t c) Vận tốc trung bình vật: Vtb = π VD2 Một vật dao động với phương trình : x = 10.sin(2.π t + ) (cm) Tìm thời điểm vật qua vị trí có li độ x = 5(cm) lần thứ hai theo chiều dương Lời Giải các thời điểm vật qua vị trí có li độ x = 5cm xác định phương trình: π π x = 10.sin(2.π t + ) = ⇒ sin(2π t + ) = ⇒ 2 π 2.π t + π π + k 2π π 5.π 2.π t + = + k 2π = ( k ∈ Z ; t > 0) Ta có : v = x ' = 2.π 10.cos (2π t + ) Vì vật theo chiều dương nên v > ⇔ π v = x = 2.π 10.cos (2π t + ) > Để thoả mãn điều kiện này ta chọn π π −1 2.π t + = + k 2π ⇒ t = + k với k = 1, 2, 3, 4, (vì t > 0) 6 Vật qua vị trí x = 5cm lần hai theo chiều dương ⇒ k = Vậy ta có 11 t = − + = (s) 6 ' VD3 Một vật dao động điều hoà có biên độ (cm) và chu kỳ 0,1 (s) Viết phương trình dao động vật chọn t = là lúc vật qua vị trí cân theo chiều dương Tính khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí có li độ x1 = (cm) đến vị trí x2 = (cm) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 16 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com Lời Giải a) Phương trình dao động : Phương trình có dạng : Trong đó: A = 4cm, ω = - vuhoangbg@gmail.com x(c x = A.sin(ω.t + ϕ ) 2π 2π = = 20π (rad / s ) T 0,1 Chọn t = là lúc vật qua VTCB theo chiều dương, ta có : O x0 = A.sin ϕ = 0, v0 = A ω cos ϕ > ⇒ ϕ = 0(rad ) Vậy x = 4.sin(20π t ) (cm) b) Khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí có li độ x1 = (cm) đến vị trí x2 = (cm) ω α ( s ) ( vì v > ) 120 - x = x2 ⇔ 4sin(20π t ) = ⇒ sin(20π t ) = ⇒ t2 = ( s ) ( vì v > ) 40 + Cách 1: - x = x1 ⇔ 4sin(20π t ) = ⇒ sin(20π t ) = ⇒ t1 = Kết luận : Khoảng thời gian ngắn đẻ vật từ vị trí có li độ x1 = (cm) đến vị trí x2 = (cm) là : t = t2 – t1 = 1 − = (s) 40 120 60 + Cách 2: Chọn t = là lúc vật qua vị trí có li độ x0 = x1 = 2cm theo chiều dương, ta có : x = 4.sin(ϕ ) = x0 = x1 = ⇒ sin ϕ = π π ⇒ ϕ = (rad) ( vì v > ) ⇒ x = 4.sin(20π t + ) (cm) Thời gian để vật từ vị trí x0 đến vị trí x = 4cm xác định phương trình: π π x = 4.sin(20π t + ) = ⇒ sin(20.π t + ) = ⇒ t = ( s ) 6 60 VD4: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 8cos(2πt) cm Thời điểm thứ vật qua vị trí cân là: A) s B) s C) s D) s Giải: Chọn A M1 k Cách 1: Vật qua VTCB: x = ⇒ 2πt = π/2 + kπ ⇒ t = + k ∈ N -A O M0 x A Thời điểm thứ ứng với k = ⇒ t = 1/4 (s) M2 Cách 2: Sử dụng mối liên hệ dđđh và chuyển động tròn Vật qua VTCB, ứng với vật chuyển động tròn qua M1 và M2 Vì ϕ = 0, vật xuất phát từ M0 nên thời điểm thứ vật qua VTCB ứng với vật qua M1.Khi đó bán kính quét góc ∆ϕ = π/2 ⇒ t = ∆ϕ = s ω DẠNG 4: XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG ĐI ĐƯỢC ( S, Smax, Smin) Phương pháp Phương trình dao động có dạng: x = Acos(ωt + ϕ) cm Phương trình vận tốc: v = -Aωsin(ωt + ϕ) cm/s Tính số chu kỳ dao động từ thời điểm t1 đến t2 : N = Trong chu kỳ : t2 − t1 m 2π = n + , với T = T T ω + vật quãng đường 4A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 17 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com + Vật qua ly độ lần * Nếu m= thì: + Quãng đường được: ST = 4nA + Số lần vật qua x0 là MT= 2n * Nếu m ≠ thì: + Khi t=t1 ta tính x1 = Acos(ωt1 + ϕ)cm và v1 dương hay âm (không tính v1) + Khi t=t2 ta tính x2 = Acos(ωt2 + ϕ)cm và v2 dương hay âm (không tính v2) Sau đó vẽ hình vật phần lẽ m chu kỳ dựa vào hình vẽ để tính Slẽ và số T lần Mlẽ vật qua x0 tương ứng Khi đó: + Quãng đường vật là: S=ST +Slẽ + Số lần vật qua x0 là: M=MT+ Mlẽ  x1 > x0 > x2 ta có hình vẽ: v1 > 0, v2 > * Ví dụ:  X -A x2 x0 O x1 Khi đó + Số lần vật qua x0 là Mlẽ= 2n A + Quãng đường được: Slẽ = 2A+(A-x1)+(A- x2 ) =4A-x1- x2 Quãng đường lớn vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục sin (hình 1) S Max = 2A sin ∆ϕ Quãng đường nhỏ vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục cos (hình 2) S Min = A(1 − cos ∆ϕ ) M2 M1 M2 P ∆ϕ Lưu ý: + Trong trường hợp ∆ t > T/2 T Tách ∆t = n + ∆t ' A -A P2 O P A P -A x O T ∆ϕ * đó n ∈ N ;0 < ∆t ' < x M1 T Trong thời gian n quãng đường luôn là 2nA Trong thời gian ∆ t’ thì quãng đường lớn nhất, nhỏ tính trên VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = cos(2πt + π/3) Tính quãng đường mà vật thời gian 3,75s Giải Dễ dàng nhận thấy, thời gian chu kỳ T vật dao động quãng đường 4A Chu kỳ dao động vật: T = 1s (bạn đọc tự tính) Khoảng thời gian 3,75s = chu kỳ T + 0,75s + Quãng đường vật 3s = quãng đường vật chu kỳ = × 4A = 48 + Quãng đường vật 0,75s xác định theo hình vẽ đây: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 18 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com S0,75s = AO + OB + BO + OC = AO + + + OC = 10 + cm đó OA = sin 300 = cm và OC = sin 600 = cm Vậy tổng quãng đường mà vật được: S = 58 + cm = 61,6 cm Các em làm chơi bài tập 21,22,24,23 phần trắc nghiệm tổng hợp nhé! DẠNG 5: BÀI TOÁN THỜI GIAN TRONG DĐ ĐH Tìm t để: +vật quãng đường S + vật qua ly độ x0, có giá trị vận tốc v0 (theo chiều âm, dương) lần thứ n PHƯƠNG PHÁP Phương trình dao động có dạng: x = Acos(ωt + ϕ) cm Phương trình vận tốc: v = -Aωsin(ωt + ϕ) cm/s 1) Khi vật qua ly độ x0 thì x0= Acos(ωt + ϕ) ⇒ cos(ωt + ϕ) = ⇒ ω t + ϕ = ±b + k 2π ⇒ t = ±b − ϕ ω + k 2π ω x0 =cosb A s với k ∈ N ±b − ϕ >0 và k ∈ N* ±b − ϕ <0 Khi có điều kiện vật thì ta loại bớt nghiệm t 2) Khi vật đạt vận tốc v0 thì v0 = -Aωsin(ωt + ϕ) ⇒ sin(ωt + ϕ) = − v0 =cosd Aω  d − ϕ k 2π t = ω + ω ω t + ϕ = d + k π  ⇒ ⇒ ωt + ϕ = π − d + k 2π t = π − d − ϕ + k 2π  ω ω d − ϕ >  d − ϕ < với k ∈ N  và k ∈ N*  π − d − ϕ > π − d − ϕ < 3) Tìm ly độ vật vận tốc có giá trị v1: v v Ta dùng A = x +   ⇒ x = ± A2 −   ω  ω  2 4) Tìm vận tốc qua ly độ x1: v Ta dùng A2 = x +   ⇒ v = ±ω A2 − x vật theo chiều dương thì v>0 ω  BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 19 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com * VÍ DỤ MINH HỌA: VD 1: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 4cos(4π πt + x = 2cm theo chiều dương A) 9/8 s B) 11/8 s π ) cm Thời điểm thứ vật qua vị trí C) 5/8 s D) 1,5 s HD Giải: Chọn B π  x = 4cos(4π t + ) =  x =  π π Cách 1: Ta có  ⇒ ⇒ 4π t + = − + k 2π v > v = −16π sin(4π t + π ) >  k 11 ⇒ t = − + k ∈ N* Thời điểm thứ ứng với k = ⇒ t = s 8 M1 M0 O - A x Cách 2: Sử dụng mối liên hệ dao động điều hoà và chuyển động M tròn Vật qua x = theo chiều dương là qua M2 Qua M2 lần thứ ứng với vật quay vòng (qua lần) và lần cuối cùng từ M0 đến M2 3π ∆ϕ 11 ⇒ t= = s ω Góc quét ∆ϕ = 2.2π + π VD 2: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 4cos(4πt + ) cm Thời điểm thứ 2009 vật qua vị trí x=2cm A) 12049 s 24 B) 12061 s 24 C) 12025 s 24 D) Đáp án khác HD Giải: Chọn A π π k    4π t + = + k 2π t = 24 + k ∈ N Cách 1: x = ⇒  ⇒  4π t + π = − π + k 2π t = − + k k ∈ N *   Vật qua lần thứ 2009 (lẻ) ứng với nghiệm trên k = M1 M0 - O 2009 − = 1004 ⇒ 12049 t= + 502 = s 24 24 A x M Cách 2: Vật qua x =2 là qua M1 và M2.Vật quay vòng (1 chu kỳ) qua x = là lần Qua lần thứ 2009 thì phải quay 1004 vòng từ M0 đến M1 Góc quét ∆ϕ = 1004.2π + π ⇒t = ∆ϕ ω = 502 + 12049 = s 24 24 π VD3 Một vật dao động điều hoà với phương trình : x = 10.sin(π t − ) (cm) Xác định thời điểm vật qua vị trí có li độ x = - (cm) lần thứ ba theo chiều âm Lời Giải Thời điểm vật qua vị trí có li độ x = - (cm) theo chiều âm xác định theo phương π π 2 trình sau : x = 10.sin(π t − ) = −5 ⇒ sin(π t − ) = − BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ π = sin(− ) Suy 20 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 πt − πt − π π =− π =π + + k 2π π http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com π ( k ∈ Z ) Ta có vận tốc vật là : v = x ' = π 10.cos(π t − ) + k 2π Vì vật qua vị trí có li độ x = - (cm) theo chiều âm nên v < Vậy ta có: π π π v = x ' = π 10.cos(π t − ) < Để thoả mãn điều kiện này ta chọn π t − = π + + k 2π 2 ⇒ t = + 2.k ( k = 0,1, 2,3, ; t > ) ⇒ Vật qua vị trí có li độ x = - (cm) theo chiều âm, 23 lần là : t = + 2.2 = (s) 4 π VD4 Một vật dao động điều hoà với phương trình : x = 10.sin(10.π t + ) (cm) Xác định thời điểm vật qua vị trí có li độ x = 5cm lần thứ 2008 Lời Giải Thời điểm vật qua vị trí có li độ x = 5cm xác định từ phương trình: π π x = 10.sin(10.π t + ) = ⇒ sin(10.π t + ) = ⇒ 2 k + 30 k Hoặc t = + 30 t=− 10.π t + π π + k 2π vì t > nên ta có π 5π 10.π t + = + k 2π = với k = 1, 2, 3, 4, (1) với k = 0, 1, 2, 3, 4, (2) + (1) ứng với các thời điểm vật qua vị trí x = 5cm theo chiều dương ( v > ) π v = x ' = 100π cos (10π t + ) > và t > + (2) ứng với các thời điểm vật qua vị trí x = 5cm theo chiều âm ( v < ) π v = x ' = 100π cos (10π t + ) < và t > π + Khi t = ⇒ x = 10.sin = 10cm , vật bắt đầu dao động từ vị trí biên dương Vật qua vị trí x = 5cm lần thứ theo chiều âm, qua vị trí này lần theo chiều dương Ta có vật qua vị trí x = 5cm lần thứ 2008 theo chiều dương, số 2008 lần vật qua vị trí x = 5cm thì có 1004 lần vật qua vị trí đó theo chiều dương Vậy thời điểm vật qua vị trí x = 5cm lần thứ 2008 là : k + với k = 1004 30 1004 6024 − 6023 t=− + = = (s) 30 30 30 t=− Các em làm chơi bài tập 9,10,11 phần trắc nghiệm tổng hợp đề nhé! Dạng 6: Vận tốc trung bình và tốc độ trung bình ( vmax, vmin) PHƯƠNG PHÁP: + Tốc độ trung bình lớn và nhỏ khoảng thời gian ∆ t: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 21 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 vtbMax = http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com S Max S vtbMin = Min với SMax; SMin tính dạng trên và ∆t ∆t Vận dụng: âu 30,31,32, 43, 48, 51/đề DẠNG 7: XÁC ĐỊNH SỐ LẦN VẬT QUA LI ĐỘ X TRONG THỜI GIAN t PHƯƠNG PHÁP: - Trong chu kỳ T vật qua li độ x theo chiều dương lần, theo chiều âm lần => Trong chu kỳ T vật qua li độ x 2lần => để tìm số lần qua li độ x ta thực lập tỉ số t/T= n,abc => tách n,abc = n+abc => t = n.T + ∆t đó : ∆t = 0,abc.T Tìm số lần vật qua li độ x thời gian ∆t ( 1lần, lần, không lần nào) => số lần qua li độ x Ví dụ minh họa: câu 38 – đề số 2, câu 37/đề số PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ - SỐ Câu 1: Một chất điểm thực dao động điều hòa với chu kì T = 3,14s và biên độ A = 1m Tại thời điểm chất điểm qua vị trí cân thì vận tốc nó có độ lớn A 0,5m/s B 1m/s C 2m/s D 3m/s Câu 2: Một vật dao động điều hoà vật có li độ x1 = 3cm thì vận tốc nó là v1 = 40cm/s, vật qua vị trí cân vật có vận tốc v2 = 50cm Li độ vật có vận tốc v3 = 30cm/s là A 4cm B ± 4cm C 16cm D 2cm Câu 3: Phương trình dao động vật dao động điều hoà có dạng x = 6cos(10 π t + π )(cm) Li độ vật pha dao động bằng(-600) là A -3cm B 3cm C 4,24cm D - 4,24cm Câu 4: Một vật dao động điều hoà, thời gian phút vật thực 30 dao động Chu kì dao động vật là A 2s B 30s C 0,5s D 1s Câu 5: Một vật dao động điều hoà có phương trình dao động là x = 5cos(2 π t + π /3)(cm) Vận tốc vật có li độ x = 3cm là A 25,12cm/s B ± 25,12cm/s C ± 12,56cm/s D 12,56cm/s Câu 6: Một vật dao động điều hoà có phương trình dao động là x = 5cos(2 π t + π /3)(cm) Lấy π = 10 Gia tốc vật có li độ x = 3cm là A -12cm/s2 B -120cm/s2 C 1,20m/s2 D - 60cm/s2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 22 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 7: Một vật dao động điều hòa trên đoạn thẳng dài 10cm và thực 50 dao động thời gian 78,5 giây Tìm vận tốc và gia tốc vật qua vị trí có li độ x = -3cm theo chiều hướng vị trí cân A v = 0,16m/s; a = 48cm/s2 B v = 0,16m/s; a = 0,48cm/s2 D v = 0,16cm/s; a = 48cm/s2 C v = 16m/s; a = 48cm/s2 Câu 8: Một vật dao động điều hòa vật có li độ x1 = 3cm thì vận tốc vật là v1 = 40cm/s, vật qua vị trí cân thì vận tốc vật là v2 = 50cm/s Tần số dao động điều hòa là A 10/ π (Hz) B 5/ π (Hz) C π (Hz) D 10(Hz) Câu 9: Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 40cm Khi vật vị trí x = 10cm thì vật có vận tốc là v = 20 π cm/s Chu kì dao động vật là A 1s B 0,5s C 0,1s D 5s Câu10: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox Vận tốc vật qua vị trí cân là 62,8cm/s và gia tốc vị trí biên là 2m/s2 Lấy π = 10 Biên độ và chu kì dao động vật là A 10cm; 1s B 1cm; 0,1s C 2cm; 0,2s D 20cm; 2s Câu11: Một vật dao động điều hoà có quỹ đạo là đoạn thẳng dài 10cm Biên độ dao động vật là A 2,5cm B 5cm C 10cm D 12,5cm Câu12: Một vật dao động điều hoà quãng đường 16cm chu kì dao động Biên độ dao động vật là A 4cm B 8cm C 16cm D 2cm Câu13: Một lắc lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng, quá trình dao động vật lò xo có chiều dài biến thiên từ 20cm đến 28cm Biên độ dao động vật là A 8cm B 24cm C 4cm D 2cm Câu14: Vận tốc vật dao động điều hoà quan vị trí cân là 1cm/s và gia tốc vật vị trí biên là 1,57cm/s2 Chu kì dao động vật là A 3,14s B 6,28s C 4s D 2s Câu15: Một chất điểm dao động điều hoà với tần số 4Hz và biên độ dao động 10cm Độ lớn gia tốc cực đại chất điểm A 2,5m/s2 B 25m/s2 C 63,1m/s2 D 6,31m/s2 Câu16: Một chất điểm dao động điều hoà Tại thời điểm t1 li độ chất điểm là x1 = 3cm và v1 = -60 cm/s thời điểm t2 có li độ x2 = cm và v2 = 60 cm/s Biên độ và tần số góc dao động chất điểm A 6cm; 20rad/s B 6cm; 12rad/s C 12cm; 20rad/s D 12cm; 10rad/s Câu17: Một vật dao động điều hoà với chu kì T = 2s, 2s vật quãng đường 40cm Khi t = 0, vật qua vị trí cân theo chiều dương Phương trình dao động vật là A x = 10cos(2 π t + π /2)(cm) B x = 10sin( π t - π /2)(cm) C x = 10cos( π t - π /2 )(cm) D x = 20cos( π t + π )(cm) Câu18: Một vật dao động điều hoà xung quanh vị trí cân với biên độ dao động là A và chu kì T Tại điểm có li độ x = A/2 tốc độ vật là A πA T B 3πA 2T BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C 3π A T 23 D CHUYÊN ĐỀ - 3πA T DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu19: Một chất điểm M chuyển động trên đường tròn với tốc độ dài 160cm/s và tốc độ góc rad/s Hình chiếu P chất điểm M trên đường thẳng cố định nằm mặt phẳng hình tròn dao động điều hoà với biên độ và chu kì là A 40cm; 0,25s B 40cm; 1,57s C 40m; 0,25s D 2,5m; 1,57s Câu20: Phương trình vận tốc vật dao động điều hoà là v = 120cos20t(cm/s), với t đo giây Vào thời điểm t = T/6(T là chu kì dao động), vật có li độ là A 3cm B -3cm C 3 cm D - 3 cm Câu21: Đối với dao động tuần hoàn, khoảng thời gian ngắn mà sau đó trạng thái dao động vật lặp lại cũ gọi là A tần số dao động B chu kì dao động C chu kì riêng dao động D tần số riêng dao động Câu22: Chọn kết luận đúng nói dao động điều hoà cuả lắc lò xo: A Vận tốc tỉ lệ thuận với thời gian B Gia tốc tỉ lệ thuận với thời gian C Quỹ đạo là đoạn thẳng D Quỹ đạo là đường hình sin Câu23: Chọn phát biểu sai nói dao động điều hoà: A Vận tốc luôn trễ pha π /2 so với gia tốc B Gia tốc sớm pha π so với li độ C Vận tốc và gia tốc luôn ngược pha D Vận tốc luôn sớm pha π /2 so với li độ Câu24: Trong dao động điều hoà, gia tốc biến đổi A cùng pha với vận tốc B ngược pha với vận tốc C sớm pha π /2 so với vận tốc D trễ pha π /2 so với vận tốc Câu25: Đồ thị biểu diễn biến thiên vận tốc theo li độ dao động điều hoà có dạng là A đường parabol B đường tròn C đường elip D đường hypebol Câu26: Đồ thị biểu diễn biến thiên gia tốc theo li độ dao động điều hoà có dạng là A đoạn thẳng B đường thẳng C đường hình sin D đường parabol Câu27: Chọn phát biểu đúng Biên độ dao động lắc lò xo không ảnh hưởng đến A tần số dao động B vận tốc cực đại C gia tốc cực đại D động cực đại Câu28: Trong phương trình dao động điều hoà x = Acos( ω t + ϕ ), các đại lượng ω , ϕ , ( ω t + ϕ ) là đại lượng trung gian cho phép xác định A li độ và pha ban đầu B biên độ và trạng thái dao động C tần số và pha dao động D tần số và trạng thái dao động Câu29: Chọn phát biểu không đúng Hợp lực tác dụng vào chất điểm dao động điều hoà A có biểu thức F = - kx B có độ lớn không đổi theo thời gian C luôn hướng vị trí cân D biến thiên điều hoà theo thời gian Câu30: Con lắc lò xo dao động điều hoà gia tốc a lắc là A a = 2x2 B a = - 2x C a = - 4x2 D a = 4x Câu31: Gọi T là chu kì dao động vật dao động tuần hoàn Tại thời điểm t và thời điểm (t + nT) với n nguyên thì vật A có vận tốc B có gia tốc C có li độ D có tính chất(v, a, x) giống Câu32: Con lắc lò xo dao động điều hòa với tần số f Động và lắc biến thiên tuần hoàn với tần số là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 24 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B 2f C f D f/2 A 4f Câu33: Chọn phát biểu đúng Năng lượng dao động vật dao động điều hoà A biến thiên điều hòa theo thời gian với chu kì T B biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T/2 C động vật qua vị trí cân D vật qua vị trí cân Câu34: Đại lượng nào sau đây tăng gấp đôi tăng gấp đôi biên độ dao động điều hòa lắc lò xo A Cơ lắc B Động lắc C Vận tốc cực đại D Thế năngcủa lắc Câu35: Trong dao động điều hòa độ lớn gia tốc vật A giảm độ lớn vận tốc tăng B tăng độ lớn vận tốc tăng C không thay đổi D tăng, giảm tùy thuộc vận tốc đầu lớn hay nhỏ Câu36: Động và vật dao động điều hoà với biên độ A li độ nó A x = A B x = A C x = ± A D x = ± A Câu37: Tại thời điểm vật thực dao động điều hòa có vận tốc 1/2 vận tốc cực đại thì vật có li độ bao nhiêu? A A/ B A /2 C A/ D A Câu38: Dao động học điều hòa đổi chiều A lực tác dụng có độ lớn cực đại B lực tác dụng có độ lớn cực tiểu C lực tác dụng không D lực tác dụng đổi chiều Câu39: Trong các phương trình sau phương trình nào không biểu thị cho dao động điều hòa ? A x = 5cos π t(cm) B x = 3tsin(100 π t + π /6)(cm) C x = 2sin (2 π t + π /6)(cm) D x = 3sin5 π t + 3cos5 π t(cm) Câu40: Một vật dao động điều hoà theo thời gian có phương trình x = A.cos2( ωt + π /3) thì động và dao động tuần hoàn với tần số góc B ω' = ω C ω' = ω D ω' = 0,5 ω A ω' = ω Câu41: Chọn kết luận đúng Năng lượng dao động vật dao động điều hòa: A Giảm lần biên độ giảm lần và tần số tăng lần B Giảm 4/9 lần tần số tăng lần và biên độ giảm lần C Giảm 25/9 lần tần số dao động tăng lần và biên độ dao động giảm lần D Tăng 16 lần biên độ tăng lần và tần số tăng lần Câu42: Li độ vật phụ thuộc vào thời gian theo phương trình x = 12sin ω t - 16sin3 ω t Nếu vật dao động điều hoà thì gia tốc có độ lớn cực đại là A 12 ω B 24 ω C 36 ω D 48 ω Câu43: Động vật dao động điều hoà : Wđ = W0sin2( ω t) Giá trị lớn là A W0 B W0 C W0/2 D 2W0 Câu44: Phương trình dao động vật có dạng x = Acos2( ω t + π /4) Chọn kết luận đúng A Vật dao động với biên độ A/2 B Vật dao động với biên độ A C Vật dao động với biên độ 2A D Vật dao động với pha ban đầu π /4 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 25 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu45: Phương trình dao động vật có dạng x = -Asin( ω t) Pha ban đầu dao động là A B π /2 C π D - π /2 Câu46: Phương trình dao động vật có dạng x = asin ω t + acos ω t Biên độ dao động vật là A a/2 B a C a D a Câu47: Trong chuyển động dao động điều hoà vật thì tập hợp ba đại lượng nào sau đây là không thay đổi theo thời gian? A lực; vận tốc; lượng toàn phần.B biên độ; tần số góc; gia tốc C động năng; tần số; lực D biên độ; tần số góc; lượng toàn phần Câu48: Phương trình dao động điều hoà chất điểm là x = Acos( ωt + 2π ) Gia tốc nó biến thiên điều hoà với phương trình: A a = A ω cos( ωt - π /3) B a = A ω sin( ωt - π /6) C a = A ω sin( ωt + π /3) D a = A ω cos( ωt + π /3) Câu49: Phương trình dao động điều hoà chất điểm, khối lượng m, là x = 2π ) Động nó biến thiên theo thời gian theo phương trình: mA ω  π  mA ω2  4π     A Wđ = + cos ω t + B W = − cos 2ωt +    đ          mA ω  4π   mA ω2  4π    C Wđ = + ω − D W = cos t + cos 2ωt +    đ          Acos( ωt + Câu50: Kết luận nào sau đây không đúng? Đối với chất điểm dao động điều hoà với tần số f thì A vận tốc biến thiên điều hoà với tần số f B gia tốc biến thiên điều hoà với tần số f C động biến thiên điều hoà với tần số f D biến thiên điều hoà với tần số 2f Câu51: Cơ chất điểm dao động điều hoà tỉ lệ thuận với A chu kì dao động B biên độ dao động C bình phương biên độ dao động D bình phương chu kì dao động “ Sách là người bạn tốt tuổi già, đồng thời là người dẫn tốt tuổi trẻ ” ĐÁP ÁN ĐỀ 1C 11B 21B 31D 41D 51C 2B 12A 22C 32B 42 C 3B 13C 23C 33C 43B 4A 14C 24C 34C 44A 5B 15C 25C 35A 45B 6B 16A 26A 36D 46C 7A 17C 27A 37B 47D 8B 18D 28D 38A 48A 9A 19B 29B 39B 49B ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ - SỐ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 26 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ 10D 20C 30B 40C 50C - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 1: Một vật dao động điều hoà với tần số góc ω = 5rad/s Lúc t = 0, vật qua vị trí có li độ x = -2cm và có vận tốc 10(cm/s) hướng phía vị trí biên gần Phương trình dao động vật là π )(cm) 5π cos(5t + )(cm) A x = 2 cos(5t + C x = π )(cm) 3π D x = 2 cos(5t + )(cm) B x = 2cos (5t - Câu 2: Một vật dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 10cm với tần số f = 2Hz Ở thời điểm ban đầu t = 0, vật chuyển động ngược chiều dương Ở thời điểm t = 2s, vật có gia tốc a = m/s2 Lấy π ≈ 10 Phương trình dao động vật là A x = 10cos(4 π t + π /3)(cm) B x = 5cos(4 π t - π /3)(cm) C x = 2,5cos(4 π t +2 π /3)(cm) D x = 5cos(4 π t +5 π /6)(cm) Câu 3: Một vật dao động điều hoà qua vị trí cân theo chiều dương thời điểm ban đầu Khi vật có li độ 3cm thì vận tốc vật π cm/s và vật có li độ 4cm thì vận tốc vật π cm/s Phương trình dao động vật có dạng A x = 5cos(2 π t- π / )(cm) B x = 5cos(2 π t+ π ) (cm) D x = 5cos( π t+ π / )(cm) C x = 10cos(2 π t- π / )(cm) Câu 4: Một vật có khối lượng m = 1kg dao động điều hoà với chu kì T = 2s Vật qua vị trí cân với vận tốc 31,4cm/s Khi t = vật qua li độ x = 5cm theo chiều âm quĩ đạo Lấy π ≈ 10 Phương trình dao động điều hoà lắc là A x = 10cos( π t + π /3)(cm) B x = 10cos( 2π t + π /3)(cm) C x = 10cos( π t - π /6)(cm) D x = 5cos( π t - π /6)(cm) Câu 5: Một vật dao động điều hoà chu kì dao động vật 40cm và thực 120 dao động phút Khi t = 0, vật qua vị trí có li độ 5cm và theo chiều hướng vị trí cân Phương trình dao động vật đó có dạng là π π C x = 20 cos(4πt + )(cm) π 2π D x = 10 cos(4πt + )(cm) π π C x = 20 cos(2πt − )(cm) B x = 10 cos(πt − )(cm) A x = 10 cos( 2πt + )(cm) B x = 10 cos( 4πt + )(cm) Câu 6: Một vật dao động điều hoà có chu kì T = 1s Lúc t = 2,5s, vật nặng qua vị trí có li độ là x = − cm với vận tốc là v = − 10π cm/s Phương trình dao động vật là A x = 10 cos(2πt + )(cm) π π D x = 10 cos(2πt − )(cm) Câu 7: Một vật dao động điều hoà qua vị trí cân theo chiều âm thời điểm ban đầu Khi vật qua vị trí có li độ x1 = 3cm thì có vận tốc v1 = 8π cm/s, vật qua vị trí có li độ x2 = 4cm thì có vận tốc v2 = 6π cm/s Vật dao động với phương trình có dạng: A x = cos( 2πt + π / 2)(cm) B x = cos(2πt + π)(cm) C x = 10 cos(2πt + π / 2)(cm) D x = cos( 4πt − π / 2)(cm) Câu 8: Một vật dao động có hệ thức vận tốc và li độ là v2 x + = (x:cm; v:cm/s) Biết 640 16 lúc t = vật qua vị trí x = A/2 theo chiều hướng vị trí cân Phương trình dao động vật là A x = cos( 2πt + π / 3)(cm) B x = cos( 4πt + π / 3)(cm) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 27 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C x = cos( 2πt + π / 3)(cm) D x = cos(2πt − π / 3)(cm) Câu9: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 10cos( 10πt )(cm) Thời điểm vật qua vị trí N có li độ xN = 5cm lần thứ 2009 theo chiều dương là A 4018s B 408,1s C 410,8s D 401,77s Câu10: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 10cos( 10πt )(cm) Thời điểm vật qua vị trí N có li độ xN = 5cm lần thứ 1000 theo chiều âm là A 199,833s B 19,98s C 189,98s D 1000s Câu11: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 10cos( 10πt )(cm) Thời điểm vật qua vị trí N có li độ xN = 5cm lần thứ 2008 là B 200,77s C 100,38s D 2007,7s A 20,08s Câu12: Vật dao động điều hoà theo phương trình x = cos( π t -2 π /3)(dm) Thời gian vật quãng đường S = 5cm kể từ thời điểm ban đầu t = là A 1/4s B 1/2s C 1/6s D 1/12s Câu13: Vật dao động điều hoà theo phương trình x = 5cos(10 π t+ π )(cm) Thời gian vật quãng đường S = 12,5cm kể từ thời điểm ban đầu t = là A 1/15s B 2/15s C 1/30s D 1/12s Câu14: Một chất điểm dao động dọc theo trục Ox Theo phương trình dao động x = 2cos(2 π t+ π )(cm) Thời gian ngắn vật từ lúc bắt đầu dao động đến lúc vật có li độ x = cm là D 5/12s A 2,4s B 1,2s C 5/6s Câu15: Một chất điểm dao động với phương trình dao động là x = 5cos(8 π t -2 π /3)(cm) Thời gian ngắn vật từ lúc bắt đầu dao động đến lúc vật có li độ x = 2,5cm là B 1/24s C 8/3s D 1/12s A 3/8s Câu16: Một chất điểm dao động dọc theo trục Ox Phương trình dao động là x = 4cos(5 π t)(cm) Thời gian ngắn vật từ lúc bắt đầu dao động đến lúc vật quãng đường S = 6cm là A 3/20s B 2/15s C 0,2s D 0,3s Câu17: Một vật dao động điều hoà có chu kì T = 4s và biên độ dao động A = 4cm Thời gian để vật từ điểm có li độ cực đại điểm có li độ nửa biên độ là A 2s B 2/3s C 1s D 1/3s Câu18: Một vật dao động điều hoà với tần số 5Hz Thời gian ngắn để vật từ vị trí có li độ - 0,5A(A là biến độ dao động) đến vị trí có li độ +0,5A là A 1/10s B 1/20s C 1/30s D 1/15s Câu19: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = Acos( ωt + ϕ ) Biết khoảng thời gian 1/30s đầu tiên, vật từ vị trí x0 = đến vị trí x = A /2 theo chiều dương Chu kì dao động vật là A 0,2s B 5s C 0,5s D 0,1s Câu20: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = cos( 20πt − π / 2)(cm) Thời gian ngắn để vật từ vị trí có li độ x1 = 2cm đến li độ x2 = 4cm A 1/80s B 1/60s C 1/120s D 1/40s Câu21: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 4cos20 π t(cm) Quãng đường vật thời gian t = 0,05s là A 8cm B 16cm C 4cm D 12cm Câu22: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 5cos(2 π t- π / 2) (cm) Kể từ lúc t = 0, quãng đường vật sau 5s A 100m B 50cm C 80cm D 100cm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 28 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu23: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 5cos(2 π t- π / 2) (cm) Kể từ lúc t = 0, quãng đường vật sau 12,375s A 235cm B 246,46cm C 245,46cm D 247,5cm Câu24: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 2cos(4 π t - π /3)(cm) Quãng đường vật thời gian t = 0,125s là A 1cm B 2cm C 4cm D 1,27cm Câu25: Một chất điểm dao động dọc theo trục Ox Phương trình dao động là x = 8cos(2 π t + π )(cm) Sau thời gian t = 0,5s kể từ bắt đầu chuyển động quãng đường S vật đã là C 16cm D 20cm A 8cm B 12cm Câu26: Một chất điểm dao động dọc theo trục Ox Phương trình dao động là x = 3cos(10t π /3)(cm) Sau thời gian t = 0,157s kể từ bắt đầu chuyển động, quãng đường S vật đã là A 1,5cm B 4,5cm C 4,1cm D 1,9cm Câu27: Cho vật dao động điều hoà với phương trình x = 10cos(2 π t-5 π /6)(cm) Tìm quãng đường vật kể từ lúc t = đến lúc t = 2,5s A 10cm B 100cm C 100m D 50cm Câu28: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 5cos( 2πt − 2π )(cm) Quãng đường vật sau thời gian 2,4s kể từ thời điểm ban đầu A 40cm B 45cm C 49,7cm D 47,9cm Câu29: Một vật dao động điều hoà có phương trình x = 5cos( 2πt − π / 2) (cm) Quãng đường mà vật sau thời gian 12,125s kể từ thời điểm ban đầu A 240cm B 245,34cm C 243,54cm D 234,54cm Câu30: Một chất điểm dao động dọc theo trục Ox Phương trình dao động là x = 4cos4 π t(cm) Vận tốc trung bình chất điểm 1/2 chu kì là A 32cm/s B 8cm/s C 16 π cm/s D 64cm/s Câu31: Một vật dao động điều hoà với tần số f = 2Hz Tốc độ trung bình vật thời gian nửa chu kì là A 2A B 4A C 8A D 10A Câu32: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = cos(8πt − 2π / 3)(cm) Tốc độ trung bình vật từ vị trí có li độ x1 = − cm theo chiều dương đến vị trí có li độ x2 = cm theo chiều dương A 4,8 cm/s B 48 m/s C 48 cm/s D 48 cm/s π Câu33: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 5cos( 2πt − )(cm) Tốc độ trung bình vật chu kì dao động A 20m/s B 20cm/s C 5cm/s D 10cm/s Câu34: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 10cos( 4πt + π / )(cm) Biết thời điểm t có li độ là 4cm Li độ dao động thời điểm sau đó 0,25s là A 4cm B 2cm C -2cm D - 4cm π Câu35: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 10cos( 4πt + )(cm) Biết thời điểm t có li độ là -8cm Li độ dao động thời điểm sau đó 13s là A -8cm B 4cm C -4cm D 8cm Câu36: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 5cos( 5πt + π / )(cm) Biết thời điểm t có li độ là 3cm Li độ dao động thời điểm sau đó 1/10(s) là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 29 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A ± 4cm B 3cm C -3cm D 2cm Câu37: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 5cos( 5πt + π / )(cm) Biết thời điểm t có li độ là 3cm Li độ dao động thời điểm sau đó 1/30(s) là A 4,6cm B 0,6cm C -3cm D 4,6cm 0,6cm Câu38: Một vật dao động theo phương trình x = 3cos(5 π t - π /3) +1(cm) Trong giây đầu tiên vật qua vị trí N có x = 1cm lần ? A lần B lần C lần D lần Câu39: Một vật dao động điều hoà với chu kì T = π / 10 (s) và quãng đường 40cm chu kì dao động Tốc độ vật qua vị trí có li độ x = 8cm A 1,2cm/s B 1,2m/s C 120m/s D -1,2m/s Câu40: Một vật dao động điều hoà với chu kì T = π / 10 (s) và quãng đường 40cm chu kì dao động Gia tốc vật qua vị trí có li độ x = 8cm A 32cm/s2 B 32m/s2 C -32m/s2 D -32cm/s2 Câu41: Một vật dao động điều hoà trên đoạn thẳng dài 10cm và thực 50 dao động thời gian 78,5 giây Vận tốc vật qua vị trí có li độ x = -3cm theo chiều hướng vị trí cân là D 16cm/s A 16m/s B 0,16cm/s C 160cm/s Câu42: Một vật dao động điều hoà trên đoạn thẳng dài 10cm và thực 50 dao động thời gian 78,5 giây Gia tốc vật qua vị trí có li độ x = -3cm theo chiều hướng vị trí cân là A 48m/s2 B 0,48cm/s2 C 0,48m/s2 D 16cm/s2 Câu43: Một vật dao động điều hoà với chu kì T = 0,4s và khoảng thời gian đó vật quãng đường 16cm Tốc độ trung bình vật từ vị trí có li độ x1 = -2cm đến vị trí có li độ x2 = cm theo chiều dương là B 54,64cm/s C 117,13cm/s D 0,4m/s A 40cm/s Câu44: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = cos 5πt (cm) Thời điểm đầu tiên vật có vận tốc nửa độ lớn vận tốc cực đại là A s 30 B s C s 30 D 11 s 30 Câu45: Một vật có khối lượng m = 200g dao động dọc theo trục Ox tác dụng lực phục hồi F = -20x(N) Khi vật đến vị trí có li độ + 4cm thì tốc độ vật là 0,8m/s và hướng ngược chiều dương đó là thời điểm ban đầu Lấy g = π Phương trình dao động vật có dạng B x = cos(10t + 1,11)(cm) A x = cos(10t + 1,11)(cm) C x = cos(10 t + 2,68)(cm) D x = cos(10πt + 1,11)(cm) Câu46: Một lắc gồm lò xo có độ cứng k = 100N/m, khối lượng không đáng kể và vật nhỏ khối lượng 250g, dao động điều hoà với biên độ 10cm Lấy gốc thời gian t = là lúc vật qua vị trí cân Quãng đường vật t = π /24s đầu tiên là A 5cm B 7,5cm C 15cm D 20cm Câu47: Một vật dao động điều hoà qua vị trí cân có tốc độ 6m/s và gia tốc vật vị trí biên 18m/s2 Tần số dao động vật A 2,86 Hz B 1,43 Hz C 0,95 Hz D 0,48 Hz Câu48: Hai chất điểm M và N cùng xuất phát từ gốc và bắt đầu dao động điều hoà cùng chiều dọc theo trục x với cùng biên độ với chu kì là 3s và 6s Tỉ số độ lớn vận tốc chúng gặp là A 1:2 B 2:1 C 2:3 D 3:2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 30 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu49: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 10 cos( πt + π / 3)(cm) Thời gian tính từ lúc vật bắt đầu dao động động(t = 0) đến vật quãng đường 30cm là A 1,5s B 2,4s C 4/3s D 2/3s Câu50: Phương trình x = Acos( ωt − π / ) biểu diễn dao động điều hoà chất điểm Gốc thời gian đã chọn A li độ x = A/2 và chất điểm chuyển động hướng vị trí cân B li độ x = A/2 và chất điểm chuyển động hướng xa vị trí cân C li độ x = -A/2 và chất điểm chuyển động hướng vị trí cân D li độ x = -A/2 và chất điểm chuyển động hướng xa vị trí cân Câu 51(2011): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ 10 cm, chu kì s Mốc vị trí cân Tốc độ trung bình chất điểm khoảng thời gian ngắn chất điểm từ vị trí có động lần đến vị trí có động lần là A 26,12 cm/s B 7,32 cm/s D 21,96 cm/s C 14,64 cm/s “ Không có tài sản nào quý trí thông minh, không có vinh quang nào lớn học vấn và hiểu biết ” ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 1D 11 B 21 A 31C 41D 51D 2D 12C 22D 32D 42 C 52 3A 13B 23B 33B 43B 53 4A 14D 24D 34D 44A 54 5B 15B 25C 35A 45B 55 6A 16B 26D 36A 46C 56 7A 17B 27B 37D 47D 57 8C 18C 28D 38D 48B 58 9D 19A 29C 39B 49C 59 ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ - SỐ Câu 1: Chu kì dao động điều hòa là A khoảng thời gian hai lần vật qua vị trí cân B thời gian ngắn vật có li độ cũ C khoảng thời gian vật từ li độ cực đại âm đến li độ cực dương D khoảng thời gian mà vật thực dao động Câu 2:Pha ban đầu dao động điều hòa phụ thuộc A cách chọn gốc tọa độ và gốc thời gian B lượng truyền cho vật để vật dao động C đặc tính hệ dao động D cách kích thích vật dao động Câu 3:Vật dao động điều hòa có tốc độ vật vị trí A mà lực tác dụng vào vật B cân C mà lò xo không biến dạng D có li độ cực đại Câu 4:Vật dao động điều hòa có động vật có li độ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 31 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ 10A 20B 30A 40C 50B 60 - ĐT: 01689.996.187 A x = ± A http://lophocthem.com A B x = ± - vuhoangbg@gmail.com C x = ± 0,5A A D x = ± Câu 5: Năng lượng vật dao động điều hòa A với vật vật qua vị trí cân B với vật vật có li độ cực đại C tỉ lệ với biên độ dao động D với động vật có li độ cực đại Câu 6: Vật dao động điều hòa A hai biên tốc độ 0, độ lớn gia tốc B qua vị trí cân tốc độ cực đại, gia tốc C qua vị trí cân tốc độ 0, độ lớn gia tốc cực đại D qua vị trí cân tốc độ 0, độ lớn gia tốc Câu 7: Gia tốc vật dao động điều hòa A vật cực đại B vật hai biên C vật vị trí có tốc độ D hợp lực tác dụng vào vật Câu 8:Vật dao động điều hòa có động vật có li độ A x = ± A B x = A C x = ± A D x = ± Câu 9:Vật dao động điều hòa với biên độ A Thời gian ngắn vật từ vị trí cân đến li độ x = 0,5.A là 0,1 s Chu kì dao động vật là A 0,4 s B 0,8 s C 0,12 s D 1,2 s Câu 10:Vật dao động điều hòa theo phương trình : x = 4cos(20πt - π ) cm Quãng đường vật 0,05 s là A 16 cm B cm C cm D cm Câu 11: Vật dao động điều hòa theo phương trình : x = 2cos4πt cm Quãng đường vật s (kể từ t = ) là A cm B cm C cm D cm 2π Câu 12: Vật dao động điều hòa theo phương trình : x = 4cos(20 t ) cm Tốc độ vật sau quãng đường S = cm (kể từ t = 0) là A 20 cm/s B 60 cm/s C 80 cm/s D 40 cm/s Câu 13: Vật dao động điều hòa theo phương trình : x = 5cos(10πt - π ) cm Thời gian vật đựơc quãng đường S = 12,5 cm (kể từ t = 0) là A s 15 B s 12 C s 15 D s 30 Câu 14: Gọi k là độ cứng lò xo; A là biên độ dao động; ω là tần số góc Biểu thức tính lượng lắc lò xo dao động điều hòa là A W = mωA B W = mωA2 C W = KA D W = mω2A2 Câu 15: Chu kì dao động lắc lò xo tăng lần A biên độ tăng lần B khối lượng vật nặng tăng gấp lần C khối lượng vật nặng tăng gấp lần D độ cứng lò xo giảm lần Câu 16: Năng lượng dao động lắc lò xo giảm lần A khối lượng vật nặng giảm lần B độ cứng lò xo giảm lần C biên độ giảm lần D khối lựơng vật nặng giảm lần BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 32 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 17: Đối với dao động điều hòa, điều gì sau đây sai ? A Lực kéo có giá trị cực đại vật qua vị trí cân B Năng lượng dao động phụ thuộc cách kích thích ban đầu C Thời gian vật từ biên này sang biên là 0,5 T D Tốc độ đạt giá trị cực đại vật qua vị trí cân Câu 18: Vật dao động điều hòa từ biên độ dương vị trí cân thì A li độ vật có giá trị dương nên vật chuyển động nhanh dần B li độ vật giảm dần nên gia tốc vật có giá trị dương C vật chuyển động nhanh dần vì vận tốc vật có giá trị dương D vật chuyển động ngược chiều dương và vận tốc có giá trị âm Câu 19: Khi vật dao động điều hòa, đại lượng không thay đổi là C tần số D gia tốc A B tốc độ Câu 20: Con lắc lò xo dao động điều hòa với tần số Hz, lắc biến thiên với tần số A f’ = 10 Hz B f’ = 20 Hz C f’ = 2,5 Hz D f’ = Hz Câu 21: Vật dao động điều hòa theo phương trình x = Acos(ωt + φ ); chọn gốc thời gian lúc vật có vận tốc v = + A φ = π v và có li độ dương thì pha ban đầu dao động là: max π π π B φ = C φ = D φ = 6 Câu 22: Gọi x là li độ, k là hệ số tỉ lệ (k > 0) Lực tác dụng làm vật dao động điều hòa có dạng A F = -kx B F = kx C F = -kx2 D F = kx2 Câu 23: Con lắc lò xo dao động điều hòa trên phương ngang, tốc độ vật triệt tiêu A lực tác dụng vào vật B độ lớn li độ cực đại C lò xo có chiều dài tự nhiên D gia tốc vật Câu 24: Một vật chuyển động theo phương trình x = - cos(4πt - 2π ) (x có đơn vị cm; t có đơn vị giây) Hãy tìm câu trả lời đúng A Vật này không dao động điều hòa vì có biên độ âm B Tại t = 0: Vật có li độ x = 0,5 cm và vị trí cân C Tại t = 0: Vật có li độ x = 0,5 cm và xa vị trị cân D Vật này dao động điều hòa với biên độ cm và tần số 4π Câu 25: Một vật dao động điều hoà với biên độ 4cm, sau khoảng thời gian 1/4 giây thì động lại Quãng đường lớn mà vật khoảng thời gian 1/6 giây là A cm B cm C cm D cm Câu 26: Phát biểu nào sau đây động và dao động điều hoà là không đúng? A Thế đạt giá trị cực tiểu gia tốc vật đạt giá trị cực tiểu B Động đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân C Thế đạt giá trị cực đại tốc độ vật đạt giá trị cực đại D Động đạt giá trị cực tiểu vật hai vị trí biên Câu 27: Trong dao động điều hoà, gia tốc biến đổi A trễ pha π / so với li độ B cùng pha với so với li độ C ngược pha với vận tốc D sớm pha π / so với vận tốc BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 33 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 28: Tại thời điểm vật thực dao động điều hoà với vận tốc 1/2 vận tốc cực đại , vật xuất li độ bao nhiêu ? A A B A C A D ± A Câu 29: Một lắc lò xo, khối lượng vật kg dao động theo phương trình x = Acos(ω t+ϕ ) Cơ dao động E = 0,125 (J) Tại thời điểm ban đầu vật có vận tốc v0 = 0,25 m/s và gia tốc a = −6, 25 3(m / s ) Độ cứng lò xo là A 425(N/m) B 3750(N/m) C 150(N/m) D 100 (N/m) Câu 30: Một lắc có chu kì 0,1s biên độ dao động là 4cm khoảng thời gian ngắn để nó dao động từ li độ x1 = 2cm đến li độ x2 = 4cm là A s 60 B s 120 C s 30 D s 40 Câu 31: Chọn câu sai: Trong dao động điều hoà, lực phục hồi có độ lớn cực đại thì B vật qua vị trí cân A vật đổi chiều chuyển động C vật qua vị trí biên D vật có vận tốc Câu 32: Nếu vào thời điểm ban đầu, vật dao động điều hòa qua vị trí cân thì vào thời điểm T/12, tỉ số động và dao động là A B C D 1/3 Câu 33: Khi lắc dao động với phương trình s = cos10πt (mm) thì nó biến đổi với tần số : A 2,5 Hz B Hz C 10 Hz D 18 Hz π Câu 34: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 4cos(6πt + )cm Vận tốc vật đạt giá trị 12πcm/s vật qua ly độ A.-2 cm B ± 2cm C ± cm D.+2 cm Câu 35: Một vật dao động điều hòa trên trục Ox, xung quanh vị trí cân là gốc tọa độ Gia tốc vật phụ thuộc vào li độ x theo phương trình: a = - 400 π 2x số dao động toàn phần vật thực giây là A 20 B 10 C 40 D π Câu 36: Vật dao động điều hoà có gia tốc biến đổi theo phương trình: a = cos(10t + )(m / s ) Ở thời điểm ban đầu ( t = s) vật ly độ A cm B 2,5 cm C -5 cm D -2,5 cm Câu 37: Một chất điểm dao động điều hoà có vận tốc không hai thời điểm liên tiếp là t1 = 2,2 (s) và t2 = 2,9 (s) Tính từ thời điểm ban đầu ( to = s) đến thời điểm t2 chất điểm đã qua vị trí cân A lần B lần C lần D lần Câu 38: Vật dao động điều hoà theo hàm cosin với biên độ cm và chu kỳ 0,5 s ( lấy π = 10 ) Tại thời điểm mà pha dao động 7π thì vật chuyển động lại gần vị trí cân Gia tốc vật thời điểm đó là A – 320 cm/s2 B 160 cm/s2 C 3,2 m/s2 D - 160 cm/s2 Câu 39: Một lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ 6cm và chu kì 1s Tại t = 0, vật qua vị trí cân theo chiều âm trục toạ độ Tổng quãng đường vật khoảng thời gian 2,375s kể từ thời điểm chọn làm gốc là: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 34 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C 55,76cm D 42cm A 48cm B 50cm Câu 40: Một vật dao động điều hòa với tần số 5Hz Thời gian ngắn để vật từ vị trí có li độ x1 = - 0,5A (A là biên độ dao động) đến vị trí có li độ x2 = + 0,5A là A 1/10 s B s C 1/20 s D 1/30 s Câu 41: Một vật dao động điều hòa với chu kì T = 3,14s Xác định pha dao động vật nó qua vị trí x = 2cm với vận tốc v = - 0,04m/s A B π rad C π rad D π rad Câu 43: Gia tốc tức thời dao động điều hoà biến đổi: A cùng pha với li độ B lệch pha π với li độ C lệch pha vuông góc với li độ D ngược pha với li độ Câu 44: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = 5cos(2πt)cm Nếu thời điểm nào đó vật có li độ x = 3cm và chuyển động theo chiều dương thì sau đó 0,25 s vật có li độ là B 4cm C -3cm D A - 4cm π Câu 45: Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình: x = cos(πt + )cm , pha dao động chất điểm thời điểm t = 1s là A 0(cm) B 1,5(s) C 1,5π (rad) D 0,5(Hz) “Mỗi đối mặt với thử thách, hãy tìm lối không phải là lối thoát” ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 1D 11B 21B 31B 41B 2A 12C 22A 32B 42D 3D 13C 23B 33C 43D 4C 14D 24B 34C 44B 5B 15B 25D 35B 45C 6B 16B 26C 36D 7D 17A 27D 37C 8C 18D 28D 38A 9D 19C 29B 39C 10C 20A 30A 40D TỔNG HỢP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ Câu 1: Phát biểu nào sau đây động và dao động điều hòa là không đúng ? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 35 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A Động và biến đổi điều hòa cùng chu kì B Động biến đổi điều hòa cùng chu kì với vận tốc C Thế biến đổi điều hòa với tần số gấp lần tần số li đô D Tổng động và không phụ thuộc vào thời gian Câu 2: Phát biểu nào sau đây động và dao động điều hòa là không đúng ? A Động đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân B Động đạt giá trị cực tiểu vật vị trí biên C Thế đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân D Thế đạt giá trị cực tiểu gia tốc vật đạt giá trị cực tiểu Câu 3: Phát biểu nào sau đây so sánh li độ và gia tốc là đúng ? Trong dao động điều hòa, li độ, vận tốc và gia tốc là ba đại lượng biến đổi điều hòa theo thời gian và có : A cùng biên độ B cùng pha C cùng tần số góc D cùng pha ban đầu Câu 4: Phát biểu nào sau đây mối quan hệ li độ, vận tốc, gia tốc là đúng? A Trong dao động điều hòa vận tốc và li độ luôn cùng chiều B Trong dao động điều hòa vận tốc và gia tốc luôn ngược chiều C Trong dao động điều hòa gia tốc và li độ luôn ngược chiều D Trong dao động điều hòa gia tốc và li độ luôn cùng chiều Câu 5: Một vật dao động điều hoà, sau khoảng thời gian 2,5s thì động lại Tần số dao động vật là A 0,1 Hz B 0,05 Hz C Hz D Hz Câu 6: Một vật dao động điều hoà, thời điểm thứ hai vật có động ba lần kể từ lúc vật có li độ cực đại là s 15 Chu kỳ dao động vật là A 0,8 s B 0,2 s C 0,4 s D Đáp án khác Câu 7: Một vật dao động điều hoà, vật có li độ x1=4cm thì vận tốc v1 = −40 3π cm / s ; vật có li độ x2 = 2cm thì vận tốc v2 = 40 2π cm / s Động và biến thiên với chu kỳ A 0,1 s B 0,8 s C 0,2 s D 0,4 s Câu 8: Một lắc lò xo nằm ngang dao động điều hoà xung quanh vị trí cân với chu kỳ T = π 10 s Đặt trục tọa độ Ox nằm ngang, gốc O vị trí cân Cho lúc t = 0, vật vị trí có li độ x = -1 cm và truyền vận tốc 20 cm/s theo chiều dương Khi đó phương trình dao động vật có dạng: A x = sin ( 20t - π /6) cm B x = sin ( 20t - π /3) cm D x = sin ( 20t + π /6) cm C x = cos ( 20t - π /6) cm Câu 9: Năng lượng vật dao động điều hoà là E Khi li độ nửa biên độ thì động nó A E / B E / C 3E / D 3E / Câu 10: Một chất điểm dao động điều hòa xung quanh vị trí cân với biên độ cm, tần số Hz Vận tốc trung bình chất điểm nó từ vị trí tận cùng bên trái qua vị trí cân đến vị trí tận cùng bên phải là : BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 36 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C 1m/s D 1,5 m/s A 0,5 m/s B 2m/s Câu 11: Một chất điểm dao động điều hòa xung quanh vị trí cân với biên độ cm và chu kỳ T Thời gian ngắn để vật từ vị trí có li độ - cm đến cm là A T/ B T /3 C T/ D T/ Câu 12: Nếu chọn gốc tọa độ trùng với thì thời điểm t, biểu thức quan hệ biên độ A (hay xm), li độ x, vận tốc v và tần số góc ω chất điểm dao động điều hòa là : A A2 = x2+ω2v2 B A2 = v2+x2/ω2 C A2 = x2+v2/ω2 D A2 = v2+x2ω2 Câu 13: Vật dao động điều hòa với phương trình x = Acos(ωt + ϕ ) Đồ thị biểu diễn phụ thuộc vận tốc dao động v vào li độ x có dạng nào A Đường tròn B Đường thẳng C Elip D Parabol Câu 14: Một chất điểm có khối lượng m dao động điều hoà xung quanh vị cân với biên độ A Gọi vmax , amax, Wđmax là độ lớn vận tốc cực đại, gia tốc cực đại và động cực đại chất điểm Tại thời điểm t chất điểm có ly độ x và vận tốc là v Công thức nào sau đây là không dùng để tính chu kì dao động điều hoà chất điểm ? A T = 2π.A C T = 2π m 2Wdmax A a max B T = 2π D T = A v max 2π A +x v Câu 15: Một vật dao động điều hoà sau 1/8 s thì động lại Quãng đường vật 0,5s là 16cm Chọn gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân theo chiều âm Phương trình dao động vật là: π π A x = 8cos(2π t + )cm B x = 8cos(2π t − )cm C x = 4cos(4π t − )cm D x = 4cos(4π t + π π )cm Câu 16: Một vật dao động điều hoà với chu kỳ T và biên độ A Tốc độ trung bình lớn vật thực khoảng thời gian A 9A 2T B 3A T 2T là C 3A 2T D 6A T Câu 17: Hai chất điểm dao động điều hoà dọc theo hai đường thẳng song song với trục Ox, cạnh nhau, với cùng biên độ và tần số Vị trí cân chúng xem trùng (cùng toạ độ) Biết ngang qua nhau, hai chất điểm chuyển động ngược chiều và có độ lớn li độ nửa biên độ Hiệu pha hai dao động này có thể là giá trị nào sau đây: A π B π C 2π D π Câu 18: Một chất điểm dao động điều hoà dọc trục Ox quanh VTCB O với biên độ A và chu kì T Trong khoảng thời gian T/3 quãng đường lớn mà chất điểm có thể là A A B 1,5A C A D A Câu 19: Trong dao động điều hoà, gia tốc luôn luôn A ngược pha với li độ B vuông pha với li độ C lệch pha π / với li độ D cùng pha với li độ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 37 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com π Câu 20: Cho dao động điều hoà có phương trình dao động: x = cos 8πt + (cm) đó, t 3  đo s Sau A lần s tính từ thời điểm ban đầu, vật qua vị trí có li độ x = -1cm bao nhiêu lần ? B lần C lần D lần π Câu 21: Một vật dao động điều hoà có phương trình dao động: x = cos 4πt +  (x đo 3  cm, t đo s) Quãng đường vật sau 0,375s tính từ thời điểm ban đầu bao nhiêu? A 10cm B 15cm C 12,5cm D 16,8cm Câu22: Một vật dao động điều hoà xung quanh vị trí cân theo phương trình π π x = Acos(ωt + )cm Biết sau khoảng thời gian s thì động vật 60 lại Chu kì dao động vật là: A π 15 s B π 60 s C π 20 s D π 30 s Câu 23: Một vật dao động diều hòa với biên độ A=4 cm và chu kì T=2s, chọn gốc thời gian là lúc vật qua VTCB theo chiều dương Phương trình dao động vật là π A x = cos(πt + )cm π C x = sin( 2πt + )cm π B x = sin( 2πt − )cm π D x = cos(πt − )cm Câu 24: Một vật dao động điều hoà qua vị trí cân vật có vận tốc v = 20 cm/s và gia tốc cực đại vật là a = 2m/s2 Chọn t= là lúc vật qua vị trí cân theo chiều âm trục toạ độ, phương trình dao động vật là : A x = 2cos(10t ) cm B x = 2cos(10t + π ) cm π C x = 2cos(10t - ) cm π D x = 2cos(10t + ) cm Câu 25: Một chất điểm dao động điều hoà với phương trình x=4cos(2πt + π/2)cm Thời gian từ lúc bắt đầu dao động đến lúc qua vị trí x=2cm theo chiều dương trục toạ độ lần thứ là A 0,917s B 0,583s C 0,833s D 0,672s Câu 26: Một chất điểm dao động điều hoà với tần số f = 5Hz Khi pha dao động 2π rad thì li độ chất điểm là cm, phương trình dao động chất điểm là: A x = −2 cos(10πt )cm B x = −2 cos( 5πt )cm C x = cos(5πt )cm D x = cos(10πt )cm Câu 27: Một vật dao động điều hoà quanh vị trí cân theo phương trình x = 4cos(ωt+π/2) (cm) ; t tính giây Biết sau khoảng thời gian π/40 (s) thì động lại nửa Tại thời điểm nào thì vật có vận tốc không ? kπ (s) 40 20 π kπ C t = + ( s) 40 10 A t = π + kπ (s) 40 40 π kπ D t = + (s) 20 20 B t = π + Câu 28: Phương trình dao động vật dao động điều hòa có dạng x = Acos ( ωt + π / ) cm Gốc thời gian đã chọn từ lúc nào? A Lúc chất điểm không qua vị trí cân theo chiều âm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 38 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B.Lúc chất điểm có li độ x = + A C Lúc chất điểm qua vị trí cân theo chiều dương D.Lúc chất điểm có li độ x = - A Câu 29: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = 5cos(2πt)cm Nếu thời điểm nào đó vật có li độ x = 3cm và chuyển động theo chiều dương thì sau đó 0,25 s vật có li độ là B 4cm C -3cm D A - 4cm Câu 30: Một vật dao động điều hoà có phương trình x = 8cos(7πt + π/6)cm Khoảng thời gian tối thiểu để vật từ vị trí có li độ cm đến vị trí có li độ -4 3cm là 1 A s B s C s D s 12 12 Câu 31: Một vật dao động điều hoà qua vị trí cân vật có vận tốc v = 20 cm/s và gia tốc cực đại vật là a = 2m/s2 Chọn t = là lúc vật qua vị trí cân theo chiều âm trục toạ độ, phương trình dao động vật là : A x = 2cos(10t ) cm B x = 2cos(10t + π) cm D x = 2cos(10t + π/2) cm C x = 2cos(10t – π/2) cm Câu 32: điều nào sau đây là sai nói lượng hệ dao động điều hoà: A Trong suốt quá trình dao động hệ bảo toàn B quá trình dao động có chuyển hoá động năng, và công lực ma sát C Cơ tỷ lệ với bình phương biên độ dao động D Cơ toàn phần xác định biểu thức: W = mω2 A Câu 33: Một chất điểm có khối lượng m = 50g dao động điều hoà trên đoạn thẳng MN dài 8cm với tần số f = 5Hz Khi t = 0, chất điểm qua vị trí cân theo chiều dương Lấy π = 10 Lực kéo tác dụng lên chất điểm thời điểm t = 1/12 s có độ lớn là: A N B 1,732 N C 10 N D 17,32 N Câu 34: Con lắc lò xo dao động điều hoà trên mặt phẳng ngang với chu kì T = 1,5 s và biên độ A = 4cm, pha ban đầu là 5π / Tính từ lúc t = 0, vật có toạ độ x = -2 cm lần thứ 2005 vào thời điểm nào: A 1503s B 1503,25s C 1502,25s D 1503,375s Câu 35: Chọn câu trả lời đúng.Một vật có khối lượng m = 1kg dao động điều hoà với chu kỳ T = 2s Vật qua vị trí cân với vận tốc v0 = 0,314 m/s Khi t = vật qua vị trí có li độ x = 5cm theo chiều âm quỹ đạo Lấy π = 10 Phương trình dao động điều hoà vật là: A x = 10cos( π t + π ) cm π C x = 10 cos( π t + ) cm 5π ) cm π D x = 10cos(4 π t + ) cm B x = 10cos(4 π + Câu 36: Chất điểm có khối lượng m1 = 50g dao động điều hòa quanh vị trí cân nó với phương trình x1 = cos(5πt + π )cm Chất điểm có khối lượng m2 = 100g dao động điều hòa quanh vị trí cân nó với phương trình x2 = 5cos(πt - π )cm Tỉ số quá trình dao động điều hòa chất điểm m1 so với chất điểm m2 A 0,5 B.1 C 0,2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 39 D CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 37 (2011): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực 100 dao động toàn phần Gốc thời gian là lúc chất điểm qua vị trí có li độ cm theo chiều âm với tốc độ là 40 cm/s Lấy π = 3,14 Phương trình dao động chất điểm là π π C x = cos(20t − ) (cm) π π D x = cos(20t + ) (cm) A x = cos(20t − ) (cm) B x = cos(20t + ) (cm) "Chấp nhận nỗi đau, trân trọng niềm vui, giải toả hối tiếc, đó, bạn có suy nghĩ rằng: sống lại, tôi sống mình đã sống." ĐÁP ÁN ĐÈ SỐ 1B 11 C 21 D 31D 2C 12C 22A 32B 3C 13C 23D 33A 4C 14D 24D 34D 5A 15D 25B 35C 6C 16A 26A 36A 7A 17C 27A 37B CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO 8A 18A 28A 9D 19A 29B k 10C 20A 30D m PHẦN I: KIẾN THỨC CHUNG: * Con lắc lò xo + Con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, đầu gắn cố định, đầu gắn với vật nặng khối lượng m đặt theo phương ngang treo thẳng đứng + Con lắc lò xo là hệ dao động điều hòa k + Phương trình dao động: x = Acos(ωt + ϕ) m + Với: ω = k m + Chu kì dao động lắc lò xo: T = 2π m k + Lực gây dao động điều hòa luôn luôn hướng vị trí cân và gọi là lực kéo hay lực hồi phục Lực kéo có độ lớn tỉ lệ với li độ và là lực gây gia tốc cho vật dao động điều hòa Biểu thức đại số lực kéo về: F = - kx Lực kéo lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng vật * Năng lượng lắc lò xo + Động : Wđ = 1 mv2 = mω2A2sin2(ωt+ϕ) 2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 40 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 + Thế năng: Wt = http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com kx = k A2cos2(ωt + ϕ) 2 Động và vật dao động điều hòa biến thiên với tần số góc ω’=2ω, tần số T f’=2f và chu kì T’= + Cơ năng: W = Wt + Wđ = 1 k A2 = mω2A2 = số 2 Cơ lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động Cơ lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng vật Cơ lắc bảo toàn bỏ qua ma sát Tần số góc: ω = k 2π m ω = 2π = ; chu kỳ: T = ; tần số: f = = ω m k T 2π 2π k m Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản và vật dao động giới hạn đàn hồi 2 Cơ năng: W = mω A2 = kA2 Lưu ý: + Cơ vật dao động điều hoà luôn tỉ lệ thuận với bình phương biên độ + Cơ lắc đơn tỉ lệ thuận với độ cứng lò xo, không phụ thuộc vào khối lượng vật Độ biến dạng lò xo thẳng đứng vật VTCB: ∆l = mg ∆l ⇒ T = 2π k g * Độ biến dạng lò xo vật VTCB với lắc lò xo nằm trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng α: mg sin α ∆l ∆l = ⇒ T = 2π k g sin α -A ∆l -A giãn + Chiều dài lò xo VTCB: lCB = l0 + ∆l (l0 là chiều dài O tự nhiên) A + Chiều dài cực tiểu (khi vật vị trí cao nhất): lMin = l0 + ∆l – A x + Chiều dài cực đại (khi vật vị trí thấp nhất): lMax = l0 Hình a (A < ∆l) + ∆l + A ⇒ lCB = (lMin + lMax)/2 + Khi A >∆l (Với Ox hướng xuống): X ét chu kỳ (một dao động) - Thời gian lò xo nén tương ứng từ M1 đến M2 - Thời gian lò xo giản tương ứng từ M2 đến M1 Lực kéo hay lực hồi phục F = -kx = -mω2x Đặc điểm: * Là lực gây dao động cho vật * Luôn hướng VTCB Nén * Biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ -A −∆l Lưu ý: Lực kéo lắc lò xo tỉ lệ thuận với độ cứng lò xo, không phụ thuộc khối lượng vật Lực đàn hồi là lực đưa vật vị trí lò xo không biến dạng Có độ lớn Fđh = kx* (x* là độ biến dạng lò xo) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 41 ∆l O nén giãn A x Hình b (A > ∆l) Giãn A x Hình vẽ thể góc quét lò xo nén và DAO 1ĐỘNG chu kỳCƠ (Ox hướng xuống) CHUYÊN ĐỀ 2giãn - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com * Với lắc lò xo nằm ngang thì lực kéo và lực đàn hồi là (vì VTCB lò xo không biến dạng) * Với lắc lò xo thẳng đứng đặt trên mặt phẳng nghiêng + Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức: * Fđh = k|∆l + x| với chiều dương hướng xuống * Fđh = k|∆l - x| với chiều dương hướng lên + Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): FMax = k(∆l + A) = FKmax (lúc vật vị trí thấp nhất) + Lực đàn hồi cực tiểu: * Nếu A < ∆l ⇒ FMin = k(∆l - A) = FKMin * Nếu A ≥ ∆l ⇒ FMin = (lúc vật qua vị trí lò xo không biến dạng) Lực đẩy (lực nén) đàn hồi cực đại: FNmax = k(A - ∆l) (lúc vật vị trí cao nhất) Chú ý:Vì lực đẩy đàn hồi nhỏ lực kéo đàn hồi cực đại nên d đ đ h nói đến lực đàn hồi cực đại thì người ta nhắc đến lực kéo đàn hồi cực đại Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l cắt thành các lò xo có độ cứng k1, k2, … và chiều dài tương ứng là l1, l2, … thì có: kl = k1l1 = k2l2 = … Ghép lò xo: * Nối tiếp = + + ⇒ cùng treo vật khối lượng thì: T2 = T12 + T22 k k1 k2 * Song song: k = k1 + k2 + … ⇒ cùng treo vật khối lượng thì: 1 = + + T T12 T22 Gắn lò xo k vào vật khối lượng m1 chu kỳ T1, vào vật khối lượng m2 T2, vào vật khối lượng m1+m2 chu kỳ T3, vào vật khối lượng m1 – m2 (m1 > m2) chu kỳ T4 Thì ta có: T32 = T12 + T22 và T42 = T12 − T22 Một số dạng bài tập nâng cao: Điều kiện biên độ dao động: Vật m1 đặt trên vật m2 dao động điều hoà theo phương thẳng đứng Để m1 luôn nằm yên trên m2 quá trình dao động thì: m1 A≤ g ω (m1 + m2 ) g k = m2 Vật m1 và m2 gắn hai đầu lò xo đAặt thẳng đứng , m1 d đ đ h Để m2 luôn nằm yên trên mặt sàn quá trình m1 dao động thì : A≤ g ω (m1 + m2 ) g k = m vật m1 đặt trên vật m2 d đ đ h theo phương ngang Hệ số ma sát m1 và m2 là µ , bỏ qua ma sát m2 với mặt sàn Để m1 không trượt trên m2 quá trình dao độngThì : A≤ µ g ω =µ ( m1 + m2 ) g k BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ m2 42 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com PHẦN II: CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: BÀI TOÁN ĐẠI CƯƠNG VỀ CON LẮC LÒ XO ( TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶP) T,v,x,Wđ.Wt,… *VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1: Một lò xo có chiều dài tự nhiên l0=20cm Khi treo vật có khối lượng m=100g thì chiều dài lò xo hệ cân đo là 24cm Tính chu kì dao động tự hệ a) T=0,35(s) b) T=0,3(s) c) T=0,5(s) d) T=0,4(s) Hướng dẫn : Chọn D Vật vị trí cân bằng, ta có: Fdh = P ⇔ k∆l0 = mg ⇒ k = ⇒ T = 2π mg 0,1.10 = = 25( N / m) ∆l 0,04 m 0,1 = 2π ≈ 0,4( s) k 25 Câu 2: Một lắc lò xo dao động thẳng đứng Vật có khối lượng m=0,2kg Trong 20s lắc thực 50 dao động Tính độ cứng lò xo a) 60(N/m) b) 40(N/m) c) 50(N/m) d) 55(N/m) Hướng dẫn : Chọn C Trong 20s lắc thực 50 dao động nên ta phải có: 50T = 20 ⇒ T = Mặt khác có: T = 2π = 0,4( s ) m 4π m 4.π 0,2 ⇒k= = = 50( N / m) k T2 0,4 Câu 3: (Đề thi tuyển sinh ĐH-CĐ năm 2007) Một lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k, dao động điều hòa Nếu tăng độ cứng k lên lần và giảm khối lượng m lần thì tần số dao động vật A tăng lần B giảm lần C tăng lần D giảm lần Hướng dẫn :Chọn A Tần số dao động lắc lò xo có độ cứng k, khối lượng m: f = Nếu k’=2k, m’=m/8 thì f ' = 2π 2π k m 2k =4f m/8 Câu 4: (Đề thi đại học 2008) lắc lò xo treo thẳng đứng kích thích cho lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng chu kì và biên độ lắc là 0,4 s và cm chọn trục x’x thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ VTCB, gốc thời gian t =0 vật qua VTCB theo chiều dương Lấy gia tốc rơi tự g= 10m/s2 và π2= 10 thời gian ngắn kể từ t=0 đến lực đàn hồi lò xo có độ lớn cực tiểu là: A 7/30 s B 1/30 s C 3/10 s D 4/15 s m ∆l HD Giải: chọn câu A T = 2π k = 2π g A T T T 7T 7x0.4 => ∆l =0,04 => x = A – ∆l = 0,08 – 0,04 =0,04 m = ; t = + + = = = s 4 12 12 12 30 Câu 5: Con lắc lò xo gồm vật m=100g và lò xo k=1N/cm dao động điều hòa với chu kì là a) 0,1s b) 0,2s c) 0,3s d) 0,4s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 43 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Hướng dẫn: Chọn B m 0,1 = 2π = 0,2(s ) k 100 Theo công thức tính chu kì dao động: T = 2π Câu 6: Con lắc lò xo gồm vật m và lò xo k dao động điều hòa, mắc thêm vào vật m vật khác có khối lượng gấp lần vật m thì chu kì dao động chúng a) tăng lên lần b) giảm lần c) tăng lên lần d) giảm lần Hướng dẫn: Chọn C Chu kì dao động hai lắc: T = 2π m ' m + 3m 4m = 2π , T = 2π k k k ⇒ T = T' Câu 7: Con lắc lò xo gồm vật m=200g và lò xo k=0,5N/cm dao động điều hòa với chu kì là a) 0,2s b) 0,4s c) 50s d) 100s Hướng dẫn: Chọn B Theo công thức tính chu kì dao động: T = 2π m 0,2 = 2π = 0,4(s ) k 50 Câu 8: Một lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T=0,5s, khối lượng nặng là m=400g Lấy π = 10 , độ cứng lò xo là a) 0,156N/m b) 32 N/m c) 64 N/m d) 6400 N/m Hướng dẫn: Chọn C Theo công thức tính chu kì dao động: T = 2π m 4π m 4π 0,4 ⇒k= = = 64(N / m ) k T2 0,5 Câu 9: (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008) Một lắc lò xo gồm viên bi nhỏ có khối lượng m và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng k, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng nơi có gia tốc rơi tự là g Khi viên bi vị trí cân bằng, lò xo dãn đoạn ∆l Chu kỳ dao động điều hoà lắc này là a) 2π k m b) 2π m k c) 2π g ∆l d) 2π ∆l g Hướng dẫn: Chọn D Vị trí cân có: k∆l = mg Chu kì dao động lắc: T = 2π m ∆l = 2π k g Câu 10: Khi treo vật m vào lò xo k thì lò xo giãn 2,5cm, kích thích cho m dao động Chu kì dao động tự vật là a) 1s b) 0,5s c) 0,32s d) 0,28s Hướng dẫn: Chọn C Tại vị trí cân trọng lực tác dụng vào vật cân với lực đàn hồi là xo mg = k∆l ⇒ ∆l m ∆l 2π m 0,025 ⇒T = = 2π = 2π = 2π = 0,32(s ) = k g k g 10 ω Câu 11: Khi gắn vật có khối lượng m1=4kg vào lò xo có khối lượng không đáng kể, nó dao động với chu kì T1=1s Khi gắn vật khác có khối lượng m2 vào lò xo trên nó dao động với khu kì T2=0,5s Khối lượng m2 bao nhiêu? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 44 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 a) 0,5kg Hướng dẫn: Chọn C http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com c) kg b) kg d) kg Chu kì dao động lắc đơn xác định phương trình T = 2π  m1 T1 = 2π T k  Do đó ta có:  ⇒ = T2 T = 2π m2  k m1 m2 ⇒ m2 = m1 m k T22 0,5 = = 1(kg ) T12 12 Câu 12: Một vật nặng treo vào lò xo làm lò xo dãn 10cm, lấy g=10m/s2 Chu kì dao động vật là a) 0,628s b) 0,314s c) 0,1s d) 3,14s Hướng dẫn: Chọn A Tại vị trí cân bằng, trọng lực cân với lực đàn hồi lò xo mg = k∆l ⇒ ∆l0 m ∆l m 0,1 ⇒ T = 2π = 2π = 2π = 0, 628 ( s ) = k g k g 10 BÀI TẬP VẬN DỤNG CÂU 1,2,3,4,9,14/ĐỀ DẠNG 2: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐỘNG NĂNG, THẾ NĂNG CON LẮC LÒ XO * Phương pháp: Để tìm các đại lượng liên quan đến lượng lắc ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy và tính đại lượng cần tìm * Các công thức: kx = kA2cos2(ω + ϕ) 2 1 + Động năng: Wđ = mv = mω2A2sin2(ω +ϕ) = kA2sin2(ω + ϕ) 2 + Thế năng: Wt = Thế và động lắc lò xo biến thiên tuần hoàn với tần số góc ω’ = 2ω, với tần số f’ = 2f và với chu kì T’ = T + Trong chu kì có lần động và vật nên khoảng thời gian liên tiếp hai lần động và là + Cơ năng: W = Wt + Wđ = kx2 + T 1 mv2 = kA2 = mω2A2 2 * VÍ DỤ minh họa: VD1 Một lắc lò xo có biên độ dao động cm, có vận tốc cực đại m/s và có J Tính độ cứng lò xo, khối lượng vật nặng và tần số dao động lắc HD: Ta có: W = kA2 k= 2W = 800 N/m; W = mv 2max A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 45 m= 2W = kg; vmax CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 ω= http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com k ω = 20 rad/s; f = = 3,2 Hz m 2π VD2 Một lắc lò xo có độ cứng k = 150 N/m và có lượng dao động là W = 0,12 J Khi lắc có li độ là cm thì vận tốc nó là m/s Tính biên độ và chu kỳ dao động lắc HD: Ta có: W = kA2 2W 2π v = 0,04 m = cm ω = 2 = 28,87 rad/s; T = k ω A −x A= = 0,22 s VD3 Một lắc lò xo có khối lượng m = 50 g, dao động điều hòa trên trục Ox với chu kì T = 0,2 s và chiều dài quỹ đạo là L = 40 cm Tính độ cứng lò xo và lắc HD: Ta có: ω = 2π L = 10π rad/s; k = mω2 = 50 N/m; A = = 20 cm; W = kA2 = J T VD4 Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng m gắn vào lò xo có khối lượng không đáng kể, có độ cứng k = 100 N/m Kéo vật nặng xuống phía dưới, cách vị trí cân cm và truyền cho nó vận tốc 20π cm/s thì vật nặng dao động điều hoà với tần số Hz Cho g = 10 m/s2, π2 = 10 Tính khối lượng vật nặng và lắc HD: Ta có: ω = 2πf = 4π rad/s; m = k v02 ω ω = 0,625 kg; A = x02 + 2 = 10 cm; W = kA2 = 0,5 J VD5 Một lắc lò xo dao động điều hòa Biết lò xo có độ cứng 36 N/m và vật nhỏ có khối lượng 100 g Lấy π2 = 10 Xác định chu kì và tần số biến thiên tuần hoàn động lắc HD: k 2π = 6π rad/s; T = = s m ω T 1 Chu kỳ và tần số biến thiên tuần hoàn động năng: T’ = = s; f’ = = Hz T' Tần số góc và chu kỳ dao động: ω = VD6 Một lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ là 50 g Con lắc dao động điều hòa theo phương trình: x = Acosωt Cứ sau khoảng thời gian 0,05 s thì động và vật lại Lấy π2 = 10 Tính độ cứng lò xo HD: Trong chu kỳ có lần động và đó khoảng thời gian liên tiếp hai lần động và là 2π = 10π rad/s; k = ω2m = 50 N/m T BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 46 T T = 4.0,05 = 0,2 (s); CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ ω= - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD7 Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc 10 rad/s Biết động và vật thì vận tốc vật có độ lớn 0,6 m/s Xác định biên độ dao động lắc HD: Khi động ta có: W = 2Wđ hay A= v ω 1 mω2A2 = mv2 2 = 0,06 m = cm VD8 Một vật nhỏ dao động điều hòa theo phương trình: x = 10cos(4πt - π ) cm Xác định vị trí và vận tốc vật động lần HD: Ta có: W = Wt + Wđ = Wt + 3Wt = 4Wt 1 kA2 = kx2 2 x=± A = ± 5cm v = ±ω A2 − x = ± 108,8 cm/s VD9 Một lắc lò xo dao động điều hòa với tần số góc ω = 10 rad/s và biên độ A = cm Xác định vị trí và tính độ lớn vận tốc lần động HD: Ta có: W = Wt + Wđ = Wt + Wt = Wt kA2 = kx2 2 x=± A = ± 4,9 cm |v| = ω A2 − x = 34,6 cm/s VD10 Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 400 g và lò xo có độ cứng k Kích thích cho vật dao động điều hòa với W = 25 mJ Khi vật qua li độ - cm thì vật có vận tốc - 25 cm/s Xác định độ cứng lò xo và biên độ dao động HD: v2 mv 1 1 kA2 = k(x2 + ) = k(x2 + ) = (kx2 + mv2) 2 ω k 2 2W − mv k= = 250 N/m x2 Ta có: W = DẠNG 3: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO * Phương pháp: Dựa vào các điều kiện bài toán cho và các công thức liên quan để tìm các giá trị cụ thể tần số góc, biên độ và pha ban đầu thay vào phương trình dao động Một số kết luận dùng để giải nhanh số câu trắc nghiệm dạng viết phương trình dao động: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 47 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com + Nếu kéo vật cách vị trí cân khoảng nào đó thả nhẹ thì khoảng cách đó chính là biên độ dao động Nếu chọn gốc thời gian lúc thả vật thì: ϕ = kéo vật theo chiều dương; ϕ = π kéo vật theo chiều âm + Nếu từ vị trí cân truyền cho vật vận tốc để nó dao động điều hòa thì vận tốc đó chính là vận tốc cực đại, đó: A = ϕ=- π vmax ω , Chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc cho vật thì: chiều truyền vận tốc cùng chiều với chiều dương; ϕ = tốc ngược chiều dương * Các công thức: + Phương trình dao động lắc lò xo: x = Acos(ωt + ϕ) Trong đó: ω = k ; lắc lò xo treo thẳng đứng: ω = m k = m π chiều truyền vận g ; ∆l0 A= v2 a2 x v  + ; cosϕ = ; (lấy nghiệm "-" v0 > 0; lấy nghiệm "+" x +  = ω ω A ω  v0 < 0); với x0 và v0 là li độ và vận tốc thời điểm t = Chú ý: biến đổi sin cos lương giác để đáp án đề cho * VÍ DỤ MINH HỌA: VD1 Một lắc lò xo thẳng đứng gồm vật có khối lượng 100 g và lò xo khối lượng không đáng kể, có độ cứng 40 N/m Kéo vật nặng theo phương thẳng đứng xuống phía cách vị trí cân đoạn cm và thả nhẹ cho vật dao động điều hoà Chọn trục Ox thẳng đứng, gốc O trùng với vị trí cân bằng; chiều dương là chiều vật bắt đầu chuyển động; gốc thời gian là lúc thả vật Lấy g = 10 m/s2 Viết phương trình dao động vật HD: k v2 02 = 20 rad/s; A = x02 + 02 = (−5) + = 5(cm); m ω 20 x −5 cosϕ = = = - = cosπ ϕ = π Vậy x = 5cos(20t + π) (cm) A Ta có: ω = VD2 Một lắc lò xo gồm vật khối lượng m = 400 g, lò xo khối lượng không đáng kể, có độ cứng k = 40 N/m Kéo vật nặng cách vị trí cân cm và thả nhẹ Chọn chiều dương cùng chiều với chiều kéo, gốc thời gian lúc thả vật Viết phương trình dao động vật nặng HD k v2 02 = 10 rad/s; A = x02 + 02 = + = (cm); m ω 10 x cosϕ = = = = cos0 ϕ = Vậy x = 4cos20t (cm) A Ta có: ω = VD3 Một lắc lò xo có khối lượng m = 50 g, dao động điều hòa trên trục Ox với chu kì T = 0,2 s và chiều dài quỹ đạo là L = 40 cm Viết phương trình dao động lắc Chọn gốc thời gian lúc lắc qua vị trí cân theo chiều âm HD BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 48 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 Ta có: ω = http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com x 2π L π = 10π rad/s; A = = 20 cm; cosϕ = = = cos(± ); vì v < T A ϕ= π π Vậy: x = 20cos(10πt + ) (cm) VD4 Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m gắn vào lò xo khối lượng không đáng kể, có độ cứng k = 100 N/m Chọn trục toạ độ thẳng đứng, gốc toạ độ vị trí cân bằng, chiều dương từ trên xuống Kéo vật nặng xuống phía dưới, cách vị trí cân cm và truyền cho nó vận tốc 20π cm/s theo chiều từ trên xuống thì vật nặng dao động điều hoà với tần số Hz Chọn gốc thời gian lúc vật bắt đầu dao động Cho g = 10 m/s2, π2 = 10 Viết phương trình dao động vật nặng HD Ta có: ω = 2πf = 4π rad/s; m = cosϕ = k v02 ω ω2 = 0,625 kg; A = x02 + = 10 cm; x0 π π π = cos(± ); vì v > nên ϕ = - Vậy: x = 10cos(4πt - ) (cm) A 4 VD6 Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k và vật nhỏ có khối lượng m = 100 g, treo thẳng đứng vào giá cố định Tại vị trí cân O vật, lò xo giãn 2,5 cm Kéo vật dọc theo trục lò xo xuống cách O đoạn cm truyền cho nó vận tốc 40 cm/s theo phương thẳng đứng hướng xuống Chọn trục toạ độ Ox theo phương thẳng đứng, gốc O, chiều dương hướng lên trên; gốc thời gian là lúc vật bắt đầu dao động Lấy g = 10 m/s2 Viết phương trình dao động vật nặng HD Ta có: ω = nên ϕ = g = 20 rad/s; A = ∆l0 x02 + v02 ω = cm; cosϕ = x0 −2 2π = = cos(± ); vì v < A 2π 2π Vậy: x = 4cos(20t + ) (cm) 3 VD7: Một lò xo có độ cứng K = 50 N/m đặt nằm ngang, đầu cố định vào tường, đầu còn lại gắn vật khối lượng m = 500g Kéo vật khỏi vị trí cân khoảng x = cm và truyền cho vật vận tốc v = 10 cm/s theo chiều dương Viết phương trình dao động vật HD: Tần số góc dao động điều hòa: ω= = 10 rad/s Biên độ dao động vật tính công thức: A2 = x2 + v2/ω2 = + = → A = (cm) Tam giác vuông OxA có cos = /2 → = 600 Có hai vị trí trên đuờng tròn, mà đó có vị trí x = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 49 cm CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Trên hình tròn thì vị trí B có = - 60 = - π/6 tương ứng với trường hợp (1) vật dao động theo chiều dương, còn vị trí A có = 600 = π/6 ứng với trường hợp (2) vật dao động theo chiều âm Như vị trí B là phù hợp với yêu cầu đề bài Vậy ta chọn = - π/6 và nghiệm bài toán x = cos (10t - π/6) (cm) VD8 Một lò xo độ cứng K = 50 N/m treo thẳng đứng, đầu trên cố định vào tường, đầu gắn vật m =0,5 kg đó lò xo giãn đoạn ∆l Đưa vật vị trí ban đầu lúc lò xo chưa bị giãn thả cho vật dao động Chọn chiều dương từ trên xuống Viết phương trình dao động vật HD: ∆l = mg/K = 10 cm = A ptdđ: x = 10 cos(10t + π) VD9: Lò xo có chiều dài ban đầu là 30 cm, Khi treo vật m thì lò xo dài 40cm Truyền cho vật nằm cân vận tốc 40cm/s hướng thẳng lên Chọn chiều dương hướng xuống Viết phương trình dao động vật Lấy g = 10m/s2 HD: ω= = 10 rad/s, VTCB v = ω A → A = 4cm ptdđ: x = cos(10t + π/2) (cm) DẠNG 4: TÌM ĐỘ BIẾN DẠNG, CHIỀU DÀI (MAX, MIN) CON LẮC LÒ XO PHƯƠNG PHÁP: Chiều dài lò xo: lo : là chiều dài tự nhiên lò xo: a) lò xo nằm ngang: Chiều dài cực đại lò xo : l max = l o + A Chiều dài cực tiểu lò xo: l = l o + A b) Khi lắc lò xo treo thẳng đứng nằm nghiêng góc α : Chiều dài vật vị trí cân : l cb = l o + ∆ l Chiều dài cực đại lò xo: l max = l o + ∆ l + A Chiều dài cực tiểu lò xo: l = l o + ∆ l – A Chiều dài ly độ x: l = l 0+∆ l +x VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa với chu kì 0,4 s; biên độ cm Khi vị trí cân bằng, lò xo dài 44 cm Lấy g = π2 (m/s2) Xác định chiều dài cực đại, chiều dài cực tiểu lò xo quá trình dao động HD: Ta có: ω = 2π g = 5π rad/s; ∆l0 = = 0,04 m = cm; lmin = l0 + ∆l0 – A = 42 cm; T ω lmax = l0 + ∆l0 + A = 54 cm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 50 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD2: Một lò xo có độ cứng k=25(N/m) Một đầu lò xo gắn vào điểm O cố định Treo vào lò xo hai vật có khối lượng m=100g và ∆m=60g Tính độ dãn lò xo vật cân và tần số góc dao động lắc a) ∆l0 = 4,4(cm ); ω = 12,5(rad / s ) b) ∆l0 = 6,4(cm ); ω = 12,5(rad / s ) c) ∆l0 = 6,4(cm ); ω = 10,5(rad / s ) d) ∆l0 = 6,4(cm ); ω = 13,5(rad / s ) Hướng dẫn : Chọn B Dưới tác dụng hai vật nặng, lò xo dãn đoạn ∆l0 và có: k∆l0 = P = g (m + ∆m) g (m + ∆m) 10(0,1 + 0,06) = = 0,064m = 6,4cm k 25 k 25 Tần số góc dao động lắc là: ω = = = 12,5(rad / s ) m + ∆m 0,1 + 0,06 ⇒ ∆l = m ∆m *khi lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nghiêng * Phương pháp: + Con lắc lò xo đặt nằm ngang, treo thẳng đứng tần số góc: ω = + còn lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nghiêng thì: ω = g ; ∆l0 g sin α ∆l0 + Để tìm số đại lượng dựa vào Các công thức: + Con lắc lò xo treo thẳng đứng: ∆l0 = k = m mg ;ω= k + Con lắc lò xo đặt trên mặt phẵng nghiêng: ∆l0 = g ∆l0 mg sin α ;ω= k k = m g sin α ∆l0 + Chiều dài cực đại lò xo: lmax = l0 + ∆l0 + A + Chiều dài cực tiểu lò xo: lmin = l0 + ∆l0 – A + Lực đàn hồi cực đại: Fmax = k(A + ∆l0) + Lực đàn hồi cực tiểu: Fmin = A ≥ ∆l0; Fmin = k(∆l0 – A) A < ∆l0 + Độ lớn lực đàn hồi vị trí có li độ x: Fđh = k|∆l0 + x| chiều dương hướng xuống; Fđh = k|∆l0 - x| chiều dương hướng lên * VÍ DỤ minh họa: VD3 Một lắc lò xo gồm cầu khối lượng 100 g gắn vào lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 50 N/m và có độ dài tự nhiên 12 cm Con lắc đặt trên mặt phẵng nghiêng góc α so với mặt phẵng ngang đó lò xo dài 11 cm Bỏ qua ma sát Lấy g = 10 m/s2 Tính góc α HD: Ta có: ∆l0 = l0 – l = cm = 0,01 m; mgsinα = k∆l0 sinα = k∆l0 = mg α = 300 VD4 Một lắc lò xo đặt trên mặt phẵng nghiêng góc α = 300 so với mặt phẵng nằm ngang Ở vị trí cân lò xo giãn đoạn cm Kích thích cho vật dao động thì nó dao động điều hòa với vận tốc cực đại 40 cm/s Chọn trục tọa độ trùng với phương dao động BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 51 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com vật, gốc tọa độ vị trí cân bằng, gốc thời gian vật qua vị trí cân theo chiều dương Viết phương trình dao động vật Lấy g = 10 m/s2 HD: Ta có: ω = =- π g sin α v x π = 10 rad/s; A = max = cm; cosϕ = = = cos(± ); vì v0 > nên ϕ ∆l0 ω A rad Vậy: x = 4cos(10t - π ) (cm) VD5 Một lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m = 500 g, lò xo có độ cứng k = 100 N/m, hệ đặt trên mặt phẵng nghiêng góc α = 450 so với mặt phẵng nằm ngang, giá cố định phía trên Nâng vật lên đến vị trí mà lò xo không bị biến dạng thả nhẹ Bỏ qua ma sát Lấy g = 10 m/s2 Chọn trục tọa độ trùng với phương dao động vật, gốc tọa độ vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống dưới, gốc thời gian lúc thả vật Viết phương trình dao động vật HD: k mg sin α = 10 rad/s; ∆l0 = = 0,025 m = 2,5 cm; m k x −A A = ∆l0 = 2,5 cm; cosϕ = = = - = cosπ ϕ = π rad A A Vậy: x = 2,5 cos(10 t + π) (cm) Ta có: ω = VẬN DỤNG: CÂU 20,22,23,26,27/ĐỀ DẠNG 5: BÀI TOÁN TÌM LỰC TRONG CON LẮC LÒ XO (Xác định lực phục hồi, Fđh cực đại và cực tiểu, lực tác dụng lên vật và điểm treo ) PHƯƠNG PHÁP 1) Lực hồi phục( lực tác dụng lên vật): r r r Lực hồi phục: F = −kx = ma : luôn hướn vị trí cân Độ lớn: F = k|x| = mω2|x| Lực hồi phục đạt giá trị cực đại Fmax = kA vật qua các vị trí biên (x = ± A) Lực hồi phục có giá trị cực tiểu Fmin = vật qua vị trí cân (x = 0) 2) Lực đàn hồi vị trí có li độ x (gốc O vị trí cân ): + Khi lăc lò xo nằm ngang F= kx + Khi lắc lò xo treo thẳng đứng nằm nghiêng góc α : F = k|∆ l + x| + Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức: * Fđh = k|∆l + x| với chiều dương hướng xuống * Fđh = k|∆l - x| với chiều dương hướng lên + Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): FMax = k(∆l + A) = FKmax (lúc vật vị trí thấp nhất) + Lực đàn hồi cực tiểu: * Nếu A < ∆l ⇒ FMin = k(∆l - A) = FKMin * Nếu A ≥ ∆l ⇒ FMin = (lúc vật qua vị trí lò xo không biến dạng) Lực đẩy (lực nén) đàn hồi cực đại: FNmax = k(A - ∆l) (lúc vật vị trí cao nhất) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 52 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Chú ý:Vì lực đẩy đàn hồi nhỏ lực kéo đàn hồi cực đại nên d đ đ h nói đến lực đàn hồi cực đại thì người ta nhắc đến lực kéo đàn hồi cực đại 3) Lực tác dụng lên điểm treo lò xo: Lực tác dụng lên điểm treo lò xo là lực đàn hồi: F = k | ∆l + x | + Khi lăc lò xo nằm ngang ∆ l =0 + Khi lắc lò xo treo thẳng đứng: ∆ l = mg g = k ω + Khi lắc nằm trên mặt phẳng nghiêng góc α: ∆ l = mg sin α k a) Lực cực đại tác dụng lện điểm treo là: Fmax = k(∆l + A) b) Lực cực tiểu tác dụng lên điểm treo là: + lắc nằm ngang: Fmin =0 + lắc treo thẳng đứng nằm trên mặt phẳng nghiêng góc α : Nếu ∆ l >A thì Fmin = k(∆l − A) Nếu ∆l ≤ A thì Fmin =0 VÍ DỤ MINH HỌA: VD1 Một lắc lò xo gồm nặng khối lượng 100 g, lò xo có độ cứng 100 N/m, khối lượng không đáng kể treo thẳng đứng Cho lắc dao động với biên độ cm Lấy g = 10 m/s2; π2 = 10 Xác định tần số và tính lực đàn hồi cực đại, lực đàn hồi cực tiểu lò xo quá trình nặng dao động HD: Ta có: ω = ∆l0 = k 2π 1 = 10π rad/s; T = = 0,2 s; f = = Hz; W = kA2 = 0,125 J; m ω T mg = 0,01 m = cm; Fmax = k(∆l0 + A) = N; Fmin = vì A > ∆l0 k VD2 Một lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu có vật m dao động với biên độ 10 cm và tần số Hz Tính tỉ số lực đàn hồi cực tiểu và lực đàn hồi cực đại lò xo quá trình dao động Lấy g = 10 m/s2 HD: ω = 2πf = ∆l0 > A g ∆l0 ∆l0 = Fmin = k(∆l0 - A) g = 0,25 m = 25 cm; Fmax = k(∆l0 +A) 4π f Fmin k (∆l0 − A) = = Fmax k (∆l0 + A) VD3 Một lắc lò xo treo thẳng đứng có vật nặng có khối lượng 100 g Kích thích cho lắc dao động theo phương thẳng đứng thì thấy lắc dao động điều hòa với tần số 2,5 Hz và quá trình vật dao động, chiều dài lò xo thay đổi từ l1 = 20 cm đến l2 = 24 cm Xác định chiều dài tự nhiên lò xo và tính lực đàn hồi cực đại, cực tiểu lò xo quá trình dao động Lấy π2 = 10 và g = 10 m/s2 HD: Ta có: 2A = l2 – l1 A= l2 − l1 g = cm; ω = 2πf = 5π rad/s; ∆l0 = = 0,04 m = cm; ω l1 = lmin = l0 + ∆l0 – A l0 = l1 - ∆l0 + A = 18 cm; k = mω2 = 25 N/m; Fmax = k(∆l0 + A) = 1,5 N; ∆l0 > A nên Fmin = k(∆l0 - A) = 0,5 N BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 53 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD4 Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm, độ cứng 100 N/m, vật nặng khối lượng 400 g Kéo vật nặng xuống phía cách vị trí cân cm thả nhẹ cho lắc dao động điều hòa Lấy g = π2 (m/s2) Xác định độ lớn lực đàn hồi lò xo vật các vị trí cao và thấp quỹ đạo HD: Ta có: ω = k g = 5π rad/s; ∆l0 = = 0,04 m = cm; A = cm = 0,06 m m ω Khi vị trí cao lò xo có chiều dài: lmin = l0 + ∆l0 – A = 18 cm, nên có độ biến dạng |∆l| = |lmin – l0| = cm = 0,02 m |Fcn| = k|∆l| = N Khi vị trí thấp lực đàn hồi đạt giá trị cực đại: |Ftn| = Fmax = k(∆l0 + A) = 10 N BÀI TẬP VẬN DỤNG: CÂU 18,28,33,34,36,37,38/ĐỀ DẠNG 6: HỆ LÒ XO GHÉP NỐI TIẾP – SONG SONG- XUNG ĐỐI PHƯƠNG PHÁP: 1) Lò xo ghép nối tiếp: a) Độ cứng hệ k: Hai lò xo có độ cứng k1 và k2 ghép nối tiếp có thể xem lò xo có độ cứng k thoả mãn biểu thức: 1 = + (1) k k1 k k1 m Chứng minh (1): Khi vật ly độ x thì: f = kx, F1 = k1x1 , F2 = k x F = F1 = F2 F = F1 = F2 1 kk   ⇒  F F1 F2 ⇒ = + ⇔ F = F1 = F2 hay k =  k k1 k k1 + k  x = x1 + x k = k + k x = x + x  2  b) Chu kỳ dao động T - tần số dao động: + Khi có lò xo 1( k1): T1 = 2π m T2 ⇒ = 12 k1 k1 4π m + Khi có lò xo 2( k2): T2 = 2π m T2 ⇒ = 22 k2 k2 4π m + Khi ghép nối tiếp lò xo trên: T = 2π m T2 ⇒ = k k 4π m T2 T2 T2 1 nên = 12 + 22 ⇒ T = T12 + T12 = + k k1 k 4π m 4π m 4π m 1 = + Tần số dao động: f f12 f 22 Mà b Lò xo ghép song song: Hai lò xo có độ cứng k1 và k2 ghép song song có thể xem lò xo có độ cứng k thoả mãn biểu thức: k = k1 + k2 (2) Chứng minh (2): Khi vật ly độ x thì: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 54 CHUYÊN ĐỀ - L1, k1 L2, k2 DAO ĐỘNG CƠ k2 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com f = kx, F1 = k1x1 , F2 = k x  x = x1 = x  x = x1 = x  ⇒ ⇒ k = k1 + k ⇔  x = x1 = x  kx = k1x1 + k x F = F1 + F2 F = F + F  b) Chu kỳ dao động T - tần số dao động: + Khi có lò xo1( k1): T1 = 2π m 4π m ⇒ k1 = k1 T12 + Khi có lò xo2( k2): T2 = 2π m 4π m ⇒ k2 = k2 T2 + Khi ghép nối tiếp lò xo trên: T = 2π m 4π m ⇒k = k T2 4π m 4π m 4π m 1 ⇒ = + = + 2 2 T T1 T2 T T1 T22 Tần số dao động: f = f12 + f12 Mà k = k1 + k2 nên L2, k2 c) Khi ghép xung đối công thức giống ghép song song L1, k1 Lưu ý: Khi giải các bài toán dạng này, gặp trường hợp lò xo có độ dài tự nhiên l (độ cứng k0) cắt thành hai lò xo có chiều dài là l (độ cứng k1) và l (độ cứng k2) thì ta có: k0 l = k1 l = k2 l Trong đó k0 = ES const = ; E: suất Young (N/m2); S: tiết diện ngang (m2) l0 l0 *VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Khi mắc vật m vào lò xo k1, thì vật m dao động với chu kì T1=0,6s Khi mắc vật m vào lò xo k2, thì vật m dao động với chu kì T2=0,8s Khi mắc vật m vào hệ hai lò xo k1 ghép nối tiếp k2 thì chu kì dao động m là a) 0,48s b) 1,0s c) 2,8s d) 4,0s Hướng dẫn : Chọn B  m 1 T12 π T = =   k1 1 T12 + T22  k1 4π m  Chu kì T1, T2 xác định từ phương trình:  ⇒ ⇒ + = k1 k 4π m T = 2π m  = T2   k 4π m k2  k + k T12 + T22 ⇒ = k1 k 4π m kk k1, k2 ghép nối tiếp, độ cứng hệ ghép xác định từ công thức: k = k1 + k Chu kì dao động lắc lò xo ghép T = 2π (k + k ) T2 +T2 m = 2π m = 2π m 2 = T12 + T22 = 0,6 + 0,8 = 1(s ) k k1 k 4π m VD 2: Hai lò xo có chiều dài độ cứng tương ứng là k1, k2 Khi mắc vật m vào lò xo k1, thì vật m dao động với chu kì T1=0,6s Khi mắc vật m vào lò xo k2, thì vật m dao BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 55 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com động với chu kì T2=0,8s Khi mắc vật m vào hệ hai lò xo k1 song song với k2 thì chu kì dao động m là a) 0,48s b) 0,7s c) 1,00s d) 1,4s Hướng dẫn : Chọn A   m 4π m π T = = k   k1 T12 T12 + T22   ⇒ Chu kì T1, T2 xác định từ phương trình:  ⇒ k + k = π m 2 T12T22 T = 2π m k = 4π m   T22 k2  k1, k2 ghép song song, độ cứng hệ ghép xác định từ công thức: k = k1 + k Chu kì dao động lắc lò xo ghép T = 2π T 2T m m = 2π = 2π m 22 = k k1 + k 4π m T1 + T22 ( ) T12T22 = T12 + T22 ( 0,6 2.0,8 = 0,48(s ) 0,6 + 0,8 ) DẠNG 7: SỰ THAY ĐỔI CHU KÌ, TẦN SỐ CON LẮC LÒ XO KHI m THAY ĐỔI PHƯƠNG PHÁP: Lò xo độ cứng k + gắn vật m1 => chu kỳ T1 + gắn vật m2 =>T2 gắn vật khối lượng m =a m1+b.m2 chu kỳ T: T = a.T12 + b.T22 VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1: Một lò xo có độ cứng k mắc với vật nặng m1 có chu kì dao động T1=1,8s Nếu mắc lò xo đó với vật nặng m2 thì chu kì dao động là T2=2,4s Tìm chu kì dao động ghép m1 và m2 với lò xo nói trên a) 2,5s b) 2,8s c) 3,6s d) 3,0s Hướng dẫn : Chọn D m1 ; k m Chu kì lắc mắc vật m2: T2 = 2π k Chu kì lắc mắc vật m1: T1 = 2π Chu kì lắc mắc vật m1 và m2: T = 2π T = 2π m1 + m2 m1 m2 = 2π + k k k T12 T22 + = T12 + T22 = 1,8 + 2,4 = 3,0 s 4π 4π BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 56 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 2: Viên bi m1 gắn vào lò xo k thì hệ dao đông với chu kỳ T1=0,6s, viên bi m2 gắn vào lò xo k thì heọ dao động với chu kỳ T2=0,8s Hỏi gắn hai viên bi m1 và m2 với và gắn vào lò xo k thì hệ có chu kỳ dao động là bao nhiêu? a) 0,6s b) 0,8s c) 1,0s d) 0,7s Hướng dẫn : Chọn C m1 m ; T2 = 2π k k m + m2 m1 m2 = 2π + Chu kì lắc mắc caỷ hai vật m1 và m2: T = 2π k k k Chu kì lắc mắc vật m1, m2 tương ứng là: T1 = 2π T = 2π T12 T22 + = T12 + T22 = 0,6 + 0,8 = 1(s ) 4π 4π Câu 3: Khi gắn nặng m1 vào lò xo, nó dao động với chu kì T1=1,2s Khi gắn nặng m2 vào lò xo, nó dao động với chu kì T2=1,6s Khi gắn đồng thời m1 và m2 vào lò xo đó thì chu kì dao động chúng là a) 1,4s b) 2,0s c) 2,8s d) 4,0s Hướng dẫn : Chọn B  m1 T1 = 2π m + m2 T12 + T22 k  Chu kì T1, T2 xác định từ phương trình:  ⇒ = k 4π T = 2π m2  k Khi gắn m1, m2 chu kì lắc xác định phương trình T12 + T22 m1 + m2 ⇒ T = 2π = T12 + T22 = 1,2 + 1,6 = 2(s ) T = 2π k 4π Câu 4: Con lắc lò xo gồm lò xo k và vật m, dao động điều hòa với chu kì T=1s Muốn tần số dao động lắc là f’=0,5Hz thì khối lượng vật m phải là a) m’=2m b) m’=3m c) m’=4m d) m’=5m Hướng dẫn : Chọn C Tần số dao động lắc có chu kì T=1(s) là: f = 1 = = 1(Hz ) , f = T 2π k m Tần số dao động lắc xác định từ phương trình f'= 2π k f ⇒ ' = ' m f k m' = m k m' m ⇒ = 0,5 m' ⇔ m' = 4m m Câu 5: Lần lượt treo hai vật m1 và m2 vào lò xo có độ cứng k=40N/m và kích thích chúng dao động Trong cùng khoảng thời gian định, m1 thực 20 dao động và m2 thực 10 dao động Nếu treo hai vật vào lò xo thì chu kì dao động hệ π/2(s) Khối lượng m1 và m2 bao nhiêu a) 0,5kg; 1kg b) 0,5kg; 2kg c) 1kg; 1kg d) 1kg; 2kg Hướng dẫn :Chọn B Thời gian để lắc thực dao động là chu kì dao động hệ Khi mắc vật vào lò xo, ta có: T1 = 2π m1 m2 ; T2 = 2π k k Do cùng khoảng thời gian , m1 thực 20 dao động và m2 thực 10 dao động nên có: 20T1 = 10T2 ⇔ 2T1 = T2 ⇔ 4m1 = m2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 57 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Chu kì dao động lắc gồm vật m1 và m2 là: T = 2π 5m1 m1 + m2 = 2π k k T12 k (π / 2) 40 = 0,5(kg ) ⇒ m = 4m = 4.0,5 = 2(kg ) = 2 20π 20π 2 ⇒ m1 = Câu 6: (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007) Một lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hoà Nếu khối lượng m=200g thì chu kì dao động lắc là 2s Để chu kì lắc là 1s thì khối lượng m A 100 g B 200 g C 800 g D 50 g Hướng dẫn : Chọn D Công thức tính chu kì dao động lắc lò xo: T1 = 2π ⇒ m1 m2 ; T2 = 2π k k T12 m1 T22 12 = ⇒ m = m = 200 = 50(g ) T22 m2 T12 22 DẠNG 8: CON LẮC LÒ XO CHỊU TÁC DỤNG CỦA NGOẠI LỰC BÀI TOÁN 1: VA CHẠM: VD1: Cho hệ dao động hình vẽ, khối lượng lò xo không đáng kể k = 50N/m, M = 200g, có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng ngang k vo M m0 1) Kéo m khỏi VTCB đoạn a = 4cm buông nhẹ Tính VTB M sau nó qũang đường 2cm 2) Giả sử M dao động câu trên thì có vật m0 = 50g bắn vào M theo phương ngang với vận tốc v o Giả thiết va chạm là không đàn hồi và xảy thời điểm lò xo có độ dài lớn Tìm độ lớn v o , biết sau va chạm m0 gắn chặt vào M và cùng dao động điều hoà với A' = cm Lời giải - Tính vận tốc TB Một dđđh có thể coi là hình chiếu chuyển động tròn chất điểm hình vẽ Khoảng thời gian vật từ x = đến x = (cm) khoảng thời gian vật chuyển động tròn theo cung M1M2 t= a ω = π với ω = 3ω M1 • M2• α + ω k 50 = = π (Rad/s) m 0,2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 58 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 -> t = http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com π 1 (s) = 5π 15 VTB = S = 30cm( s ) t - Theo câu 1, M có li độ x0 = a = cm thì lúc đó lò xo có chiều dài lớn + Ngay sau va chạm, hệ (M + m0) có vận tốc v ĐLBT động lượng: (M + m0) v = m0.vo (1) + Sau v/c hệ dđđh với biên độ A' = cm và tần số góc ω' = Lại có k 50 = 10 (Rad/s) = M + m0 0,2 + 0,05 ' ω ( A ' ) − x 02 v= Từ (1) | v0 | = = 40 (m/s) ( M + m0 ) v (0,2 + 0,5).40 = = 200 (cm/s) 0,05 m VD2: Một lắc lò xo dao động nằm ngang không ma Sát lò xo có độ cứng k, vật có khối lượng m, Lúc đầu kéo lắc lệch khỏi VTCB khoảng A cho lò xo nén thả không vận tốc đầu, Khi lắc qua VTCB người ta thả nhẹ vật có khối lượng m cho chúng dính lại với Tìm quãng đường vật lò xo dãn dài tính từ thời điểm ban đầu A 1,7A B 2A C 1,5A D 2,5A Giải: + Khi đến VTCB xảy va chạm mềm, Dùng ĐLBT động lượng ( chính là vận tốc lớn hệ) + Tần Số góc hệ + Biên độ hệ => ĐÁP ÁN A VD3 (trích đề thi thử ĐHSP I HN): Một lò xo có khối lượng không đáng kể, hệ số đàn hồi k = 100N/m đặt nằm ngang, đầu giữ cố định, đầu còn lại gắn với chất điểm m1 = 0,5 kg Chất điểm m1 gắn với chất điểm thứ hai m2 = 0,5kg Các chất điểm đó có thể dao động không ma sát trên trục Ox nằm ngang (gốc O vị trí cân hai BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 59 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com vật) hướng từ điểm cố định giữ lò xo phía các chất điểm m1, m2 Tại thời điểm ban đầu giữ hai vật vị trí lò xo nén 2cm buông nhẹ Bỏ qua sức cản môi trường Hệ dao động điều hòa Gốc thời gian chọn buông vật Chỗ gắn hai chất điểm bị bong lực kéo đó đạt đến 1N Thời điểm mà m2 bị tách khỏi m1 là A pi/15 B pi/2 C pi/6 D pi/10 HD: Bài này có thể đoán nhanh đáp án tinh tế chút ! Vào thời điểm lò xo dãn nhiều lần đầu tiên , lực kéo hai vật là cực đại Nếu lực kéo này chưa vượt quá 1N thì bài toán vô nghiệm! Vậy thời điểm cần tìm có thể có là Để chính xác ta giải sau : Khi hai vật vừa qua VTCB và lò xo bắt đầu dãn thì lực gây cho vật DĐĐH là lực kéo hai vật Ta có: Cho F = -1N suy giá trị Dùng vecto quay suy thời điểm t BÀI TOÁN2: HỆ VẬT CÓ MA SÁT GẮN VÀO NHAU CÙNG DAO ĐỘNG ( đây là dạng bài tập nâng cao, khó với hs) Phương pháp - Trường hợp Khi m0 đăt trên m và kích thích cho hệ dao động theo phương song song với bề mặt tiếp xúc hai vật Để m0 không bị trượt trên m thì lực nghỉ ma sát cực đại mà m tác dụng m0 quá trình dao động phải nhỏ lực ma sát trượt hai vật fmsn (Max) < fmst ⇔ m0 a ≤ µ.m0 g ⇔ m0 x ω ≤ µ m0 g ⇔ m0 ω A ≤ µ.m0 g Trong đó : µ là hệ số ma sát trượt - Trường hợp Khi m0 đặt lên m và kích thích cho hệ dao động theo phương thẳng đứng Để m0 không rời khỏi m quá trình dao động thì: m k amax ≤ g ⇔ ω A ≤ g m VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Cho hệ dao động hình vẽ, khối lượng các vật tương ứng là m = 1kg, m0 = 250g, lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 50(N/m) Ma sát m và mặt phẳng nằm ngang không đáng kể Hệ số ma sát m và m0 là µ = 0, Tìm biên độ dao động lớn vật m để m0 không trượt trên bề mặt ngang vật m Cho g = 10(m/s2), π ≈ 10 Lời Giải - Khi m0 không trượt trên bề mặt m thì hê hai vật dao động là vật ( m+m0 ) Lực truyền gia tốc cho m0 là lực ma sát nghỉ xuất hai vật f msn = m0 a = m0 ω x Giá trị lớn nhât lực ma sát nghỉ là : f msn ( Max) = m0 ω A (1) - Nếu m0 trượt trên bề mặt m thì lực ma sát trượt xuất hai vật là lực ma sát trượt : f mst = µ m0 g (2) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 60 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - Để m0 không bị trượt trên m thì phải có: f msn ( Max) ≤ f mst ⇔ m0 ω A ≤ m0 g.µ ⇒ A≤ m + m0 µ g k ; mà ω = nên ta có : A ≤ µ g ⇔ A ≤ 0, 05m ⇔ A ≤ 5cm ω m + m0 k Vậy biên độ lớn m để m0 không trượt trên m là Amax = 5cm VD2 Một vật có khối lượng m = 400g gắn trên lò xo thẳng đứng có độ cứng k = 50(N/m) Đặt vật m’ có khối lượng 50g lên trên m hình vẽ Kích thích cho m dao động theo phương thẳng đứng với biên độ nhỏ Bỏ qua sức cản không khí Tìm biên độ dao động lốưn m để m’ không rời khỏi m quá trình dao động Lấy g = 10 (m/s2) m’ m k Lời Giải Để m’ không rời khỏi m quá trình dao động thì hệ ( m+m’) dao động với cùng gia tốc Ta phải có: amax ≤ g ⇔ ω 2.A ≤ g ⇒ A ≤ 9cm ⇒ Amax = 9cm ⇒ A≤ g ω ⇔ A≤ (m + m ').g ⇔ A ≤ 0, 09m k VD3 Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ A Tìm li độ x mà đó công suất lực đàn hồi đạt cực đại A x=A B x=0 C.x=A.căn2/2 D.A/2 HD: - Công suất lực đàn hồi: P = Fv = kxv (1) - Lấy đạo hàm theo t: P' = kx'v + kxv' = => P' = =0 (1) - Mặt khác: Từ (1) và (2) => Pmax (2) và Cách khác + Mặt khác dấu "=" xảy VD4 Có lò xo cùng độ dài tự nhiên, có độ cứng là k1 = k, k2 = 2k, k3 = 4k Ba lò xo treo cùng trên mặt phẳng thẳng đứng điểm A,B,C trên cùng đường thẳng nằm ngang với AB = BC Lần lượt treo vào lò xo và các vật có khối lượng m1 = m và m2 = 2m, từ vị trí cân nâng vật m1, m2 lên đoạn A1 = a và A2 = 2a Hỏi phải treo vật m3 lò xo thứ có khối lượng bao nhiêu theo m và nâng vật m3 đến độ cao A3 bao nhiêu theo a để đồng thời thả nhẹ ba vật thì quá trình dao động ba vật luôn BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 61 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com thẳng hàng? Giải: Tại vị trí cân ta có: m1 g mg = k1 k m g 2mg mg ∆l2 = = = = ∆l1 k2 2k k m g m g ∆l3 = = 4k k3 ∆l1 = C • l0 ∆l2 ∆l1 Để O1, O2 và O3 thẳng hàng =>∆l1 = ∆l2 = ∆l3 (vì chiều dài ban đầu nhau) => B • A • m3 g m3 g mg = = > m3 = 4m 4k k3 k m1 A1 O1 • m2 A2 O2 m3 A3 ∆l3 O3 Tại vị trí biên: biên A1, A2, A3 thẳng hàng lò xo treo song song với nhau, AB = BC theo hình vẽ ta thấy A2 là đường trung bình hình thang O1A1O3A3 ( đường thẳng qua trung điểm cạnh thứ song song với hai đáy qua rung điểm cạnh thứ => đường trung bình) theo tính chất đường trung bình hình thang có độ dài trung bình cộng chiều dài hai đáy A2 = (A3+A1)/2 => 2a =(A3 + a)2 => A3 = 3a đáp án B : m3 = 4m; A3 = 3a VD5: Trong dao động điều hòa lắc lò xo, khối lượng vật nặng giảm 20% thì số lần dao động lắc đơn vị thời gian: A tăng 20% B tăng 11,8% C giảm 4,47% D giảm 25% Giải Ta có T=2II ,T'=2II Mà m giảm 20% >m'=0,8m >T/T'= Mặt khác T/T'=N'/N= >N'=N VD 6: Một lắc lò xo đặt nằm ngang gồm vật M có khối lượng 400g dao động điều hòa xung quanh vị trí cân với biên độ 5cm Khi M qua vị trí cân người ta thả nhẹ vật m có khối lượng 100g lên M (m dính chặt vào M), sau đó hệ m và M dao động với biên độ A cm B 4,25cm C cm D cm Giải BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 62 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Bảo toàn động lượng với v và v' là vận tốc cực đại hệ lúc đầu và lúc sau Ban đầu (1) Lúc sau (2) Lập tỉ số (2) và (1) ta thu kết (cm) VD7: Một vật có khối lượng m = 400g gắn trên lò xo dựng thẳng đứng có độ cứng k = 50 (N/m) đặt m1 có khối lượng 50 g lên trên m Kích thích cho m dao động theo phương thẳng đứng biên độ nhỏ, bỏ qua lực ma sát và lực cản Tìm Biên độ dao động lớn m, để m1 không rời khỏi m quá trình dao động (g = 10m/s2) m1 m Lời giải Khi m1 không rời khỏi m thì hai vật cùng dao động với gia tốc a = ω2x Giá trị lớn gia tốc (amax = ω2 A) Nếu m1 rời khỏi m thì nó chuyển động với gia tốc trọng trường g Vậy điều kiện để m1 không rời khỏi m amax < g ⇔ ω2A < g ⇒ A< +ω= g ω2 10 50 k → ω2= = 125 → A < = 0,08 (m) = 8cm 125 0,4 m → Amax = 8cm VẬN DỤNG LÀM CÂU 5, 6/ĐỀ PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: CON LẮC LÒ XO – SỐ Câu 1: Cho lắc lò xo dao động điều hoà với phương trình x = 10cos (20t − π / 3) (cm) Biết vật nặng có khối lượng m = 100g Động vật nặng li độ x = 8cm A 2,6J B 0,072J C 7,2J D 0,72J Câu 2:Cho lắc lò xo dao động điều hoà với phương trình x = 10cos (20t − π / 3) (cm) Biết vật nặng có khối lượng m = 100g Thế lắc thời điểm t = π (s) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 63 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 0,5J B 0,05J C 0,25J D 0,5mJ Câu 3: Cho lắc lò xo dao động điều hoà với phương trình x = 5cos (20t + π / 6) (cm) Biết vật nặng có khối lượng m = 200g Cơ lắc quá trình dao động A 0,1mJ B 0,01J C 0,1J D 0,2J Câu 4: Một lắc lò xo dao động điều hoà với phương trình x = 10cos ω t(cm) Tại vị trí có li độ x = 5cm, tỉ số động và lắc là C D A B Câu 5: Một lắc lò xo dao động điều hoà 40cm thời gian chu kì dao động Con lắc có động gấp ba lần vị trí có li độ A 20cm B ± 5cm C ± cm D ± 5/ cm Câu 6: Một lắc lò xo dao động điều hoà vật qua vị trí có li độ nửa biên độ thì A lắc bốn lần động B lắc bốn lần C lắc ba lần D lắc ba lần động Câu 7: Một lắc lò xo dao động điều hoà vật qua vị trí có li độ x = ± A / thì D động B C động D hai lần động Câu 8: Cho lắc lò xo dao động điều hoà với phương trình x = 5cos (20t + π / 6) (cm) Tại vị trí mà động nhỏ ba lần thì tốc độ vật A 100cm/s B 50cm/s D 50 cm/s D 50m/s Câu 9: Một vật có m = 500g dao động điều hoà với phương trình dao động x = 2sin10 π t(cm) Lấy π ≈ 10 Năng lượng dao động vật là A 0,1J B 0,01J C 0,02J D 0,1mJ Câu 10: Con lắc lò xo có khối lượng m = 400g, độ cứng k = 160N/m dao động điều hoà theo phương thẳng đứng Biết vật có li độ 2cm thì vận tốc vật 40cm/s Năng lượng dao động vật là A 0,032J B 0,64J C 0,064J D 1,6J Câu 11: Một lắc lò xo có vật nặng khối lượng m = 1kg dao động điều hoà trên phương ngang Khi vật có vận tốc v = 10cm/s thì ba lần động Năng lượng dao động vật là A 0,03J B 0,00125J C 0,04J D 0,02J Câu 12: Một lắc lò xo dao động điều hoà , toàn phần có giá trị là W thì A vị trí biên động W B vị trí cân động W C vị trí bất kì lớn W D vị trí bất kì động lớn W Câu 13: Con lắc lò xo có vật nặng khối lượng m = 100g, chiều dài tự nhiên 20cm treo thẳng đứng Khi vật cân lò xo có chiều dài 22,5cm Kích thích để lắc dao động theo phương thẳng đứng Thế vật lò xo có chiều dài 24,5cm là A 0,04J B 0,02J C 0,008J D 0,8J Câu 14: Một lắc lò xo có vật nặng khối lượng m = 200g treo thẳng đứng dao động điều hoà Chiều dài tự nhiên lò xo là l0 = 30cm Lấy g = 10m/s2 Khi lò xo có chiều dài l = 28cm thì vận tốc không và lúc đó lực đàn hồi có độ lớn Fđ = 2N Năng lượng dao động vật là A 1,5J B 0,08J C 0,02J D 0,1J Câu 15: Một lắc lò xo đặt nằm ngang gồm vật nặng khối lượng 1kg và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 100N/m dao động điều hoà Trong quá trình dao động chiều dài lò xo biến thiên từ 20cm đến 32cm Cơ vật là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 64 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D 0,18J A 1,5J B 0,36J C 3J Câu 16: Một vật nặng 500g dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 20cm và khoảng thời gian phút vật thực 540 dao động Cho π ≈ 10 Cơ vật dao động là A 2025J B 0,9J C 900J D 2,025J Câu 17: Một lắc lò xo có độ cứng là k treo thẳng đứng Gọi độ giãn ccủa lò xo vật vị trí cân là ∆l Cho lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ là A(A > ∆l ) Lực đàn hồi lò xo có độ lớn nhỏ quá trình động là A Fđ = k(A - ∆l ) B Fđ = C Fđ = kA D Fđ = k ∆l Câu 18: Một vật nhỏ treo vào đầu lò xo nhẹ có độ cứng k Đầu trên lò xo cố định Khi vật vị trí cân lò xo giãn đoạn ∆l Kích thích để vật dao động điều hoà với biên độ A( A > ∆l ) Lực đàn hồi tác dụng vào vật vật vị trí cao A Fđ = k(A - ∆l ) B Fđ = k ∆l C D Fđ = kA Câu 19: Chiều dài lắc lò xo treo thẳng đứng vật vị trí cân là 30cm, lò xo có chiều dài 40cm thì vật nặng vị trí thấp Biên độ dao động vật là A 2,5cm B 5cm C 10cm D 35cm Câu 20: Con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà, vị trí cân lò xo giãn 3cm Khi lò xo có chiều dài cực tiểu lò xo bị nén 2cm Biên độ dao động lắc là A 1cm B 2cm C 3cm D 5cm Câu 21: Một lắc lò xo treo thẳng đứng, vật có khối lượng m = 1kg Từ vị trí cân kéo vật xuống cho lò xo dãn đoạn 6cm, buông cho vật dao động điều hoà với lượng dao động là 0,05J Lấy g = 10m/s2 Biên độ dao động vật là A 2cm B 4cm C 6cm D 5cm Câu 22: Một vật treo vào lò xo làm nó dãn 4cm Cho g = π ≈ 10m/s2 Biết lực đàn hồi cực đại, cực tiểu là 10N và 6N Chiều dài tự nhiên lò xo là 20cm Chiều dài cực đại và cực tiểu lò xo quá trình dao động là A 25cm và 24cm B 26cm và 24cm C 24cm và 23cm D 25cm và 23cm Câu 23: Con lắc lò xo gồm lò xo thẳng đứng có đầu trên cố định, đầu gắn vật dao động điều hòa có tần số góc 10rad/s Lấy g = 10m/s2 Tại vị trí cân độ dãn lò xo là A 9,8cm B 10cm C 4,9cm D 5cm Câu 24: Một lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m = 400g, lò xo có độ cứng k = 80N/m, chiều dài tự nhiên l0 = 25cm đặt trên mặt phẳng nghiêng có góc α = 300 so với mặt phẳng nằm ngang Đầu trên lò xo gắn vào điểm cố định, đầu gắn vào vật nặng Lấy g = 10m/s2 Chiều dài lò xo vật vị trí cân là A 21cm B 22,5cm C 27,5cm D 29,5cm Câu 25: Con lắc lò xo dao động điều hoà trên phương ngang: lực đàn hồi cực đại tác dụng vào vật 2N và gia tốc cực đại vật là 2m/s2 Khối lượng vật nặng A 1kg B 2kg C 4kg D 100g Câu 26: Một cầu có khối lượng m = 100g treo vào đầu lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 30cm, độ cứng k = 100N/m, đầu trên cố định Cho g = 10m/s2 Chiều dài lò xo vị trí cân là A 31cm B 29cm C 20cm D 18cm Câu 27: Một lắc lò xo nằm ngang với chiều dài tự nhiên l0 = 20cm, độ cứng k = 100N/m Khối lượng vật nặng m = 100g dao động điều hoà với lượng E = 2.10-2J Chiều dài cực đại và cực tiểu lò xo quá trình dao động là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 65 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 20cm; 18cm B 22cm; 18cm C 23cm; 19cm D 32cm; 30cm Câu 28: Một lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà với biên độ 4cm, chu kì 0,5s Khối lượng nặng 400g Lấy g = π ≈ 10m/s2 Giá trị cực đại lực đàn hồi tác dụng vào nặng là A 6,56N B 2,56N C 256N D 656N Câu 29: Vật có khối lượng m = 0,5kg dao động điều hoà với tần số f = 0,5Hz; vật có li độ 4cm thì vận tốc là 9,42cm/s Lấy π ≈ 10 Lực hồi phục cực đại tác dụng vào vật A 25N B 2,5N C 0,25N D 0,5N Câu 30: Một lắc lò xo dao động điều hoà với biên độ A = 0,1m chu kì dao động T = 0,5s Khối lượng nặng m = 0,25kg Lực phục hồi cực đại tác dụng lên vật có giá trị A 0,4N B 4N C 10N D 40N Câu 31: Một lắc lò xo gồm nặng có khối lượng m = 0,2kg treo vào lò xo có độ cứng k = 100N/m Cho vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với biên độ A = 1,5cm Lực đàn hồi cực đại có giá trị A 3,5N B 2N C 1,5N D 0,5N Câu 32: Một lắc lò xo gồm nặng có khối lượng m = 0,2kg treo vào lò xo có độ cứng k = 100N/m Cho vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với biên độ A = 3cm Lực đàn hồi cực tiểu có giá trị là D A 3N B 2N C 1N Câu 33: Con lắc lò xo có m = 200g, chiều dài lò xo vị trí cân là 30cm dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số góc là 10rad/s Lực hồi phục tác dụng vào vật lò xo có chiều dài 33cm là C 0,6N D 0,06N A 0,33N B 0,3N Câu 34: Con lắc lò xo có độ cứng k = 100N/m treo thẳng đứng dao động điều hoà, vị trí cân lò xo dãn 4cm Độ dãn cực đại lò xo dao động là 9cm Lực đàn hồi tác dụng vào vật lò xo có chiều dài ngắn A B 1N C 2N D 4N Câu 35: Một vật nhỏ khối lượng m = 400g treo vào lò xo khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 40N/m Đưa vật lên đến vị trí lò xo không bị biến dạng thả nhẹ cho vật dao động Cho g = 10m/s2 Chọn gốc toạ độ vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống và gốc thời gian vật vị trí lò xo bị giãn đoạn 5cm và vật lên Bỏ qua lực cản Phương trình dao động vật là A x = 5sin(10t + π /6)(cm) B x = 5cos(10t + π /3)(cm) C x = 10cos(10t +2 π /3)(cm) D x = 10sin(10t + π /3)(cm) Câu 36: Một lò xo có độ cứng k = 20N/m treo thẳng đứng Treo vào đầu lò xo vật có khối lượng m = 200g Từ VTCB nâng vật lên 5cm buông nhẹ Lấy g = 10m/s2 Trong quá trình vật dao động, giá trị cực tiểu và cực đại lực đàn hồi lò xo là A 2N và 5N B 2N và 3N C 1N và 5N D 1N và 3N Câu 37: Con lắc lò xo có độ cứng k = 40N/m dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số góc là 10rad/s Chọn gốc toạ độ O vị trí cân bằng, chiều dương hướng lên và v = thì lò xo không biến dạng Lực đàn hồi tác dụng vào vật vật lên với vận tốc v = + 80cm/s là A 2,4N B 2N C 4,6N D 1,6N 6,4N Câu 38: Con lắc lò treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng không đáng kể Hòn bi vị trí cân thì kéo xuống theo phương thẳng đứng đoạn 3cm thả cho dao động Hòn bi thực 50 dao động 20s Lấy g = π ≈ 10m/s2 Tỉ số độ lớn lực đàn hồi cực đại và lực đàn hồi cực tiểu lò xo dao động là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 66 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A B C D Câu 39: Một vật có khối lượng m = 1kg treo lên lò xo vô cùng nhẹ có độ cứng k = 100N/m Lò xo chịu lực kéo tối đa là 15N Lấy g = 10m/s2 Tính biên độ dao động riêng cực đại vật mà chưa làm lò xo đứt A 0,15m B 0,10m C 0,05m D 0,30m Câu 40: Một lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng Trong thời gian phút, vật thực 50 dao động toàn phần hai vị trí mà khoảng cách vị trí này là 12cm Cho g = 10m/s2; lấy π = 10 Xác định độ biến dạng lò xo hệ thống trạng thái cân A 0,36m B 0,18m C 0,30m D 0,40m Câu 41: Một vật nhỏ có khối lượng m = 200g treo vào lò xo khối lượng không đáng kể, độ cứng k Kích thích để lắc dao động điều hoà(bỏ qua các lực ma sát) với gia tốc cực đại 16m/s2 và 6,4.10-2J Độ cứng k lò xo và vận tốc cực đại vật là A 40N/m; 1,6m/s B 40N/m; 16cm/s D 80N/m; 80cm/s C 80N/m; 8m/s Câu 42: Một vật nhỏ khối lượng m = 200g treo vào lò xo khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 80N/m Kích thích để lắc dao động điều hoà(bỏ qua các lực ma sát) với 6,4.10-2J Gia tốc cực đại và vận tốc cực đại vật là A 16cm/s2; 1,6m/s B 3,2cm/s2; 0,8m/s C 0,8m/s ; 16m/s D 16m/s2 ; 80cm/s Câu 43: Một lắc lò xo treo thẳng đứng, kích thích cho vật m dao động điều hoà Trong quá trình dao động vật chiều dài lò xo biến thiên từ 20cm đến 28cm Chiều dài lò xo vật vị trí cân và biên độ dao động vật là B 24cm và 4cm A 22cm và 8cm C 24cm và 8cm D 20cm và 4cm Câu 44: Cho lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với phương trình dao động là x = cos 10πt (cm) Biết vật nặng có khối lượng m = 100g, lấy g = π = 10m/s2 Lực đẩy đàn hồi lớn lò xo A 2N B 3N C 0,5N D 1N Câu 45: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = A cos(4πft + ϕ) thì động và nó dao biến thiên tuần hoàn với tần số A f’ = 4f B f’ = f C f’ = f/2 D f’ = 2f Câu 46: Một lắc lò xo treo thẳng đứng Ở vị trí cân lò xo giãn 10 cm Cho vật dao động điều hoà Ở thời điểm ban đầu có vận tốc 40 cm/s và gia tốc -4 m/s2 Biên độ dao động vật là (g =10m/s2) A cm B 3cm C 8cm D.4 3cm “Chữa đói thực phẩm, chữa dốt nát học hỏi ” 1B 11 D 21A 2B 12D 22D 3C 13C 23B 4C 14B 24C ĐÁP ÁN ĐỀ 5B 6B 15D 16B 25A 26A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 67 7A 17B 27B CHUYÊN ĐỀ - 8B 18A 28A 9A 19C 29C DAO ĐỘNG CƠ 10C 20D 30B - ĐT: 01689.996.187 31A 41D 32D 42D 33C 43B http://lophocthem.com 34B 44D 35C 45A - vuhoangbg@gmail.com 36D 46C 37D CON LẮC LÒ XO – SỐ 38A 39C k 40A m Câu 1: Con lắc lò xo nằm ngang Khi vật đứng yên vị trí cân ta truyền cho vật nặng vận tốc v = 31,4cm/s theo phương ngang để vật dao động điều hoà Biết biên độ dao động là 5cm, chu kì dao động lắc là A 0,5s B 1s C 2s D 4s Câu 2: Một lò xo dãn thêm 2,5cm treo vật nặng vào Lấy g = π = 10m/s2 Chu kì dao động tự lắc A 0,28s B 1s C 0,5s D 0,316s Câu 3: Một lò xo chịu tác dụng lực kéo 1N thì giãn thêm 1cm Treo vật nặng 1kg vào lò xo cho nó dao động thẳng đứng Chu kì dao động vật là A 0,314s B 0,628s C 0,157s D 0,5s Câu 4: Con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà, thời gian vật nặng từ vị trí cao đến vị trí thấp là 0,2s Tần số dao động lắc là A 2Hz B 2,4Hz C 2,5Hz D 10Hz Câu 5: Kích thích để lắc lò xo dao động điều hoà theo phương ngang với biên độ 5cm thì vật dao động với tần số 5Hz Treo hệ lò xo trên theo phương thẳng đứng kích thích để lắc lò xo dao động điều hoà với biên độ 3cm thì tần số dao động vật là C 5Hz D 2Hz A 3Hz B 4Hz Câu 6: Một lắc lò xo treo thẳng đứng, độ dài tự nhiên lò xo là 22cm Vật mắc vào lò xo có khối lượng m = 120g Khi hệ thống trạng thái cân thì độ dài lò xo là 24cm Lấy π = 10; g = 10m/s2 Tần số dao động vật là A f = /4 Hz B f = 5/ Hz C f = 2,5 Hz D f = 5/ π Hz Câu 7: Cho lắc lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng, biết quá trình dao động có Fđmax/Fđmin = 7/3 Biên độ dao động vật 10cm Lấy g = 10m/s2 = π m/s2 Tần số dao động vật B 1Hz C 2Hz D 0,5Hz A 0,628Hz Câu 8: Khi treo vật có khối lượng m = 81g vào lò xo thẳng đứng thì tần dao động điều hoà là 10Hz Treo thêm vào lò xo vật có khối lượng m’ = 19g thì tần số dao động hệ là A 8,1Hz B 9Hz C 11,1Hz D 12,4Hz Câu 9: Một lắc lò xo treo thẳng đứng dao động với biên độ 4cm, chu kì 0,5s Khối lượng nặng 400g Lấy π ≈ 10, cho g = 10m/s2 Độ cứng lò xo là A 640N/m B 25N/m C 64N/m D 32N/m Câu 10: Vật có khối lượng m = 200g gắn vào lò xo Con lắc này dao động với tần số f = 10Hz Lấy π = 10 Độ cứng lò xo A 800N/m B 800 π N/m C 0,05N/m D 15,9N/m Câu 11: Một vật nhỏ, khối lượng m, treo vào đầu lò xo nhẹ nơi có gia tốc rơi tự 9,8m/s2 Khi vật vị trí cân lò xo giãn đoạn 5,0 cm Kích thích để BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 68 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com vật dao động điều hoà Thời gian ngắn để vật từ vị trí cân đến vị trí có li độ nửa biên độ là B 3,7.10-2s C 0,22s D 0,11s A 7,5.10-2s Câu 12: Hai lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng là k1 = 1N/cm; k2 = 150N/m mắc song song Độ cứng hệ hai lò xo trên là C 250N/m D 0,993N/m A 60N/m B 151N/m Câu 13: Một lò xo treo phương thẳng đứng, mắc vật m1 vào lò xo thì hệ dao động với chu kì T1 = 1,2s Khi mắc vật m2 vào lò xo thì vật dao động với chu kì T2 = 0,4 s Biết m1 = 180g Khối lượng vật m2 là A 540g B 180 g C 45 g D 40g Câu 14: Một vật khối lượng 1kg treo trên lò xo nhẹ có tần số dao động riêng 2Hz Treo thêm vật thì thấy tần số dao động riêng 1Hz Khối lượng vật treo thêm B 3kg C 0,5kg D 0,25kg A 4kg Câu 15: Hai lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng là k1 = 1N/cm; k2 = 150N/m mắc nối tiếp Độ cứng hệ hai lò xo trên là A 60N/m B 151N/m C 250N/m D 0,993N/m Câu 16: Từ lò xo có độ cứng k0 = 300N/m và chiều dài l0, cắt lò xo ngắn đoạn có chiều dài là l0/4 Độ cứng lò xo còn lại bây là A 400N/m B 1200N/m C 225N/m D 75N/m Câu 17: Cho lò xo có chiều dài tự nhiên l0 có độ cứng k0 = 1N/cm Cắt lấy đoạn lò xo đó có độ cứng là k = 200N/m Độ cứng phần lò xo còn lại A 100N/m B 200N/m C 300N/m D 200N/cm Câu 18: Khi gắn nặng m1 vào lò xo, thấy nó dao động với chu kì 6s Khi gắn nặng có khối lượng m2 vào lò xo đó, nó dao động với chu kì 8s Nếu gắn đồng thời m1 và m2 vào lò xo đó thì hệ dao động với chu kì A 10s B 4,8s C 7s D 14s Câu 19: Mắc vật có khối lượng m = 2kg với hệ lò xo k1, k2 mắc song song thì chu kì dao động hệ là Tss = π /3(s) Nếu lò xo này mắc nối tiếp thì chu kì dao động là Tnt = π (s) ; biết k1 > k2 Độ cứng k1, k2 là A k1 = 12N/m; k2 = 6N/m B k1 = 12N/m; k2 = 8N/m C k1 = 9N/m; k2 = 2N/m D k1 = 12N/cm; k2 = 6N/cm Câu 20: Cho vật nặng có khối lượng m gắn vào hệ(k1ssk2) thì vật dao động điều hoà với tần số 10Hz, gắn vào hệ (k1ntk2) thì dao động điều hoà với tần số 4,8Hz, biết k1 > k2 Nếu gắn vật m vào riêng lò xo k1, k2 thì dao động động với tần số là A f1 = 6Hz; f2 = 8Hz B f1 = 8Hz; f2 = 6Hz C f1 = 5Hz; f2 = 2,4Hz D f1 = 20Hz; f2 = 9,6Hz Câu 21: Cho lò xo có chiều dài OA = l0 = 50cm, độ cứng k0 = 20N/m Treo lò xo OA thẳng đứng, O cố định Móc nặng m = 1kg vào điểm C lò xo Cho nặng dao động theo phương thẳng đứng Biết chu kì dao động lắc là 0,628s Điểm C cách điểm treo O khoảng A 20cm B 7,5cm C 15cm D 10cm Câu 22: Cho hệ hình vẽ Cho chiều dài tự nhiên các lò xo k1 là l01 = 30cm và l02 = 20cm ; độ cứng tương ứng là k1 = m x 300N/m, k2 = 100N/m; vật có khối lượng m = 1kg Vật vị trí cân hình vẽ, kéo vật dọc theo trục x đến lò xo L1 không k2 (HV.1) biến dạng thả nhẹ cho vật dao động Bỏ qua ma sát Chiều dài lò xo vật vị trí cân là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 69 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C 27,5cm D 24cm A 25cm B 26cm Câu 23: Một lò xo có độ cứng k = 25N/m Lần lượt treo hai cầu có khối lượng m1, m2 vào lò xo và kích thích cho dao động thì thấy Trong cùng khoảng thời gian: m1 thực 16 dao động, m2 thực dao động Nếu treo đồng thời cầu vào lò xo thì chu kì dao động chúng là T = π /5(s) Khối lượng hai vật A m1 = 60g; m2 = 19g B m1 = 190g; m2 = 60g C m1 = 60g; m2 = 190g D m1 = 90g; m2 = 160g Câu 24: Một lắc lò xo có độ cứng k Lần lượt treo vào lò xo các vật có khối lượng: m1, m2, m3 = m1 + m2,, m4 = m1 – m2 Ta thấy chu kì dao động các vật trên là: T1, T2, T3 = 5s; T4 = 3s Chu kì T1, T2 B 17 (s); 2 (s) A 15 (s); 2 (s) C 2 (s); 17 (s) D 17 (s); (s) Câu 25: Một lò xo có độ cứng k Lần lượt treo vào lò xo hai vật có khối lượng m1, m2 Kích thích cho chúng dao động, chu kì tương ứng là 1s và 2s Biết khối lượng chúng kém 300g Khối lượng hai vật B m1 = 200g; m2 = 500g A m1 = 400g; m2 = 100g C m1 = 10g; m2 = 40g D m1 = 100g; m2 = 400g Câu 26: Cho hệ dao động hình vẽ Cho hai lò xo L1 và L2 có độ cứng tương ứng là k1 = 50N/m và k2 = 100N/m, chiều dài tự nhiên các lò xo là l01 = 20cm, l02 = 30cm; vật có khối lượng m = 500g, kích thước không đáng kể mắc xen hai lò xo; hai đầu các lò xo gắn cố định vào A, B biết AB = 80cm k1 m k2 A B Quả cầu có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng ngang Độ biến dạng các lò xo L1, L2 vật vị trí cân (HV.2) A 20cm; 10cm B 10cm; 20cm C 15cm; 15cm D 22cm; 8cm Câu 27: Cho hai lò xo L1 và L2 có cùng độ dài tự nhiên l0 Khi treo vật m = 400g vào lò xo L1 thì dao động động với chu kì T1 = 0,3s; treo vật vào L2 thì dao động với chu kì T2 = 0,4s Nối L1 nối tiếp với L2, treo vật m vào thì vật dao động với chu kì bao nhiêu? Muốn chu kì dao động vật là T ' = (T1 + T2 ) / thì phải tăng hay giảm khối lượng bao nhiêu ? A 0,5s; tăng 204g B 0,5s; giảm 204g C 0,25s; giảm 204g D 0,24s; giảm 204g Câu 28: Cho hai lò xo L1 và L2 có cùng độ dài tự nhiên l0 Khi treo vật m = 400g vào lò xo L1 thì dao động động với chu kì T1 = 0,3s; treo vật vào L2 thì dao động với chu kì T2 = 0,4s Nối L1 song song với L2, treo vật m vào thì vật dao động với chu kì bao nhiêu? Muốn chu kì dao động là 0,3s thì phải tăng hay giảm khối lượng vật bao nhiêu ? A 0,5s; giảm 225g B 0,24s; giảm 225g C 0,24s; tăng 225g D 0,5s; tăng 225g Câu 29: Cho các lò xo giống nhau, treo vật m vào lò xo thì dao động với tần số là f Nếu ghép lò xo nối tiếp với nhau, treo vật nặng m vào hệ lò xo đó thì vật dao động với tần số A f B f / C 5f D f/5 Câu 30: Cho các lò xo giống nhau, treo vật m vào lò xo thì vật dao động với chu kì T = 2s Nếu ghép lò xo song song với nhau, treo vật m vào hệ lò xo đó thì vật dao động với chu kì A 2s B 4s C 1s D s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 70 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 31: Cho lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nghiêng, biết góc nghiêng α = 30 , lấy g = 10m/s2 Khi vật vị trí cân lò xo dãn đoạn 10cm Kích thích cho vật dao động điều hoà trên mặt phẳng nghiêng không có ma sát Tần số dao động vật A 1,13Hz B 1,00Hz C 2,26Hz D 2,00Hz Câu 32: Khi treo vật nặng có khối lượng m vào lò xo có độ cứng k1 = 60N/m thì vật dao động với chu kì s Khi treo vật nặng đó vào lò xo có độ cứng k2 = 0,3N/cm thì vật dao động điều hoà với chu kì là A 2s B 4s C 0,5s D 3s Câu 33: Khi treo vật m và lò xo k1 thì vật dao động với chu kì T1 = 3s, treo vật đó vào lò xo k2 thì vật dao động với chu kì T2 = 4s Khi treo vật m vào hệ lò xo k1 ghép nối tiếp với lò xo k2 thì dao động với chu kì là A 7s B 3,5s C 5s D 2,4s Câu 34: Khi treo vật m và lò xo k1 thì vật dao động với chu kì T1 = 0,8s, treo vật đó vào lò xo k2 thì vật dao động với chu kì T2 = 0,6s Khi treo vật m vào hệ lò xo k1 ghép song song với lò xo k2 thì dao động với chu kì là A 0,7s B 1,0s C 4,8s D 0,48s Câu 35: Khi treo vật m và lò xo k1 thì vật dao động với tần số f1 = 6Hz, treo vật đó vào lò xo k2 thì vật dao động với tần số f2 = 8Hz Khi treo vật m vào hệ lò xo k1 ghép nối tiếp với lò xo k2 thì dao động với tần số là A 4,8Hz B 14Hz C 10Hz D 7Hz Câu 36: Khi treo vật m và lò xo k1 thì vật dao động với tần số f1 = 12Hz, treo vật đó vào lò xo k2 thì vật dao động với tần số f2 = 16Hz Khi treo vật m vào hệ lò xo k1 ghép song song với lò xo k2 thì dao động với tần số là A 9,6Hz B 14Hz C 2Hz D 20Hz Câu 37: Một vật có khối lượng m1 = 100g treo vào lò xo có độ cứng là k thì dao động với tần số là 5Hz Khi treo vật nặng có khối lượng m2 = 400g vào lò xo đó thì vật dao động với tần số là A 5Hz B 2,5Hz C 10Hz D 20Hz Câu 38: Khi treo vật nặng có khối lượng m = 100g vào lò xo có độ cứng là k thì vật dao động với chu kì 2s, treo thêm gia trọng có khối lượng ∆m thì hệ dao động với chu kì 4s Khối lượng gia trọng A 100g B 200g C 300g D 400g Câu 39: Khi treo vật có khối lượng m vào lò xo có độ cứng là k thì vật dao động với tần số 10Hz, treo thêm gia trọng có khối lượng 60g thì hệ dao động với tần số 5Hz Khối lượng m A 30g B 20g C 120g D 180g Câu 40: Cho hai lò xo giống có độ cứng là k Khi treo vật m vào hệ hai lò xo mắc nối tiếp thì vật dao động với tần số f1, treo vật m vào hệ hai lò xo mắc song song thì vật dao động với tần số f2 Mối quan hệ f1 và f2 là A f1 = 2f2 B f2 = 2f1 C f1 = f2 D f1 = f2 Câu 41: Cho hai lò xo giống có cùng độ cứng là k, lò xo thứ treo vật m1 = 400g dao động với T1, lò xo thứ hai treo m2 dao động với chu kì T2 Trong cùng khoảng thời gian lắc thứ thực dao động, lắc thứ hai thực 10 dao động Khối lượng m2 A 200g B 50g C 800g D 100g BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 71 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 42: Khi gắn cầu m1 vào lò xo thì nó dao động với chu kì T1 = 0,4s Khi gắn cầu m2 vào lò xo đó thì nó dao động với chu kì T2 = 0,9s Khi gắn cầu m3 = m1m vào lò xo thì chu kì dao động lắc là A 0,18s B 0,25s C 0,6s D 0,36s Câu 43: Một lò xo có khối lượng không đáng kể, chiều dài tự nhiên l0, độ cứng k treo thẳng đứng Lần lượt: treo vật m1 = 100g vào lò xo thì chiều dài nó là 31cm; treo thêm vật m2 = m1 vào lò xo thì chiều dài lò xo là 32cm Cho g = 10m/s2 Chiều dài tự nhiên và độ cứng lò xo là A 30cm; 100N/m B 30cm; 1000N/m C 29,5cm; 10N/m D 29,5cm; 105N/m “Con người sinh để lao động giống chim sinh để bay ” Luther ĐÁP ÁN ĐỀ 1B 2D 3B 4C 5C 6B 7B 8B 9C 10A 11 B 12C 13D 14B 15A 16A 17B 18A 19A 20B 21 D 22C 23C 24B 25D 26A 27B 28C 29B 30D 31A 32A 33C 34D 35A 36D 37B 38C 39D 40B 41D 42 C 43A ÔN TẬP TỔNG HỢP VỀ CON LẮC LÒ XO k m Họ và tên học sinh :……………………………Trường:THPT…………………………… Câu 1: Một vật nhỏ, khối lượng m, treo vào đầu lò xo nhẹ nơi có gia tốc rơi tự 9,8m/s2 Khi vật vị trí cân lò xo giãn đoạn 5,0cm Kích thích để vật dao động điều hoà Thời gian ngắn để vật từ vị trí có vận tốc cực đại đến vị trí có động lần là A 7,5.10-2s B 3,7.10-2s C 0,22s D 0,11s Câu 2: Một lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 20cm, độ cứng k = 20N/m Gắn lò xo trên nhẹ OA nằm ngang, đầu lò xo gắn với O, đầu còn lại gắn cầu có khối lượng m = 200g, cầu chuyển động không ma sát trên ngang Cho quay tròn trên mặt phẳng ngang thì chiều dài lò xo là 25cm Trong giây OA quay số vòng là A 0,7 vòng B 42 vòng C 1,4 vòng D vòng Câu 3: Một lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 20cm, độ cứng k = 20N/m Gắn lò xo trên nhẹ OA nằm ngang, đầu lò xo gắn với O, đầu còn lại gắn cầu có khối lượng m = 200g, cầu chuyển động không ma sát trên ngang Thanh quay tròn với vận tốc góc 4,47rad/s Khi quay, chiều dài lò xo là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 72 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B 25cm C 22cm D 24cm A 30cm Câu 4: Một lò xo nhẹ có độ dài tự nhiên 20cm, giãn thêm 1cm chịu lực kéo 0,1N Treo vào lò xo hòn bi có khối lượng 10g quay xung quanh trục thẳng đứng ( ∆ ) với tốc độ góc ω0 Khi ấy, lò xo làm với phương thẳng đứng góc α = 600 Lấy g = 10m/s2 Số vòng vật quay phút là A 1,57 vòng B 15,7 vòng C 91,05 vòng D 9,42 vòng Câu 5: Cho hệ dao động hình vẽ Lò xo có k = 40 N/m, vật nặng có k m khối lượng m = 100g Bỏ qua khối lượng dây nối, ròng rọc Lấy g = 10m/s2 Độ biến dạng lò xo vật vị trí cân là (HV.1) A 25cm B 2cm C 2,5cm D 1cm Câu 6: Cho hệ dao động hình vẽ Lò xo có k = 25N/m Vật có m = 500g có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng ngang Khi hệ k m v0 m0 trạng thái cân bằng, dùng vật nhỏ có khối lượng m0 = 100g bay theo phương ngang với vận tốc có độ lớn v0 = 1,2m/s đến đập vào vật (HV.2) m Coi va chạm là hoàn toàn đàn hồi Sau va chạm vật m dao động điều hoà Biên độ dao động vật m là C 4cm D cm A 8cm B cm Câu 7: Vật m = 400g gắn vào lò xo k = 10N/m Vật m trượt không ma sát trên mặt phẳng ngang Viên bi m0 = 100g bắn với v0 = 50cm/s va chạm hoàn toàn đàn hồi Chọn t = 0, vật qua VTCB theo chiều dương Sau va chạm m dao động điều hoà với phương trình A x = 4cos(5t - π /2)(cm) B x = 4cos(5 π t)(cm) C x = 4cos(5t + π )(cm) D x = 2cos5t(cm) Câu 8: Một lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 20cm, độ cứng k = 20N/m Gắn lò xo trên nhẹ OA nằm ngang, đầu lò xo gắn với O, đầu còn lại gắn cầu có khối lượng m = 200g, cầu chuyển động không ma sát trên ngang Cho quay tròn trên mặt ngang thì chiều dài lò xo là 25cm Tần số quay vật A 1,4 vòng/s B 0,7 vòng/s C 0,5 vòng/s D 0,7 vòng/min Câu 9: Một lò xo nhẹ có độ dài tự nhiên 20cm, giãn thêm 1cm chịu lực kéo 0,1N Treo hòn bi nặng m = 10g vào lò xo quay lò xo xung quanh trục thẳng đứng ( ∆ ) với vận tốc góc ω Khi ấy, trục lò xo làm với phương thẳng đứng góc α = 600 Lấy g = 10m/s2 Số vòng quay phút A 188,4 vòng B 18,84 vòng C 182,1 vòng D 1884 vòng Câu 10: Một lò xo nhẹ có độ dài tự nhiên 20cm, giãn thêm 1cm chịu lực kéo 0,1N Treo hòn bi nặng m = 10g vào lò xo quay lò xo xung quanh trục thẳng đứng ( ∆ ) với vận tốc góc ω Khi ấy, trục lò xo làm với phương thẳng đứng góc α = 600 Lấy g = 10m/s2 Chiều dài lò xo lúc này A 10cm B 12cm C 32cm D 22cm Câu 11: Một lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có độ cứng 100N/m Ở vị trí cân lò xo giãn 4cm Truyền cho vật động 0,125J vật dao động theo phương thẳng đứng g = 10m/s2, π = 10 Chu kì và biên độ dao động vật là A.0,4s;5cm B.0,2s;2cm C π s; 4cm D π s;5cm Câu 12: Đối với lắc lò xo nằm ngang dao động điều hoà: A Trọng lực trái đất tác dụng lên vật ảnh hưởng đến chu kì dao động vật B Biên độ dao động vật phụ thuộc vào độ giãn lò xo vị trí cân C Lực đàn hồi tác dụng lên vật chính là lực làm cho vật dao động điều hoà BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 73 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D Khi lò xo có chiều dài cực tiểu thì lực đàn hồi có giá trị nhỏ Câu 13: Đối với lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà: A Lực đàn hồi tác dụng lên vật lò xo có chiều dài ngắn có giá trị nhỏ B Lực đàn hồi tác dụng lên vật lò xo có chiều dài cực đại có giá trị lớn C Lực đàn hồi tác dụng lên vật chính là lực làm vật dao động điều hoà D Cả ba câu trên đúng Câu 14: Con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng có tỉ số lực đàn hồi cực đại và cực tiểu là Như vậy: A vị trí cân độ giãn lò xo 1,5 lần biên độ B vị trí cân độ giãn lò xo lần biên độ C vị trí cân độ giãn lò xo lần biên độ D vị trí cân độ giãn lò xo lần biên độ Câu 15: Chiều dài tự nhiên lắc lò xo treo theo phương thẳng đứng dao động điều hoà là 30cm, lò xo có chiều dài là 40cm thì vật nặng vị trí thấp Biên độ dao động vật không thể là: C 10cm D Giá trị khác A 2,5cm B 5cm Câu 16: Cho g = 10m/s Ở vị trí cân lò xo treo theo phương thẳng đứng giãn 10cm, thời gian vật nặng từ lúc lò xo có chiều dài cực đại đến lúc vật qua vị trí cân lần thứ hai là: A 0,1π s B 0,15π s C 0, 2π s D 0, 3π s Câu 17: Con lắc lò xo nằm ngang có k =100 N/m, m = 1kg dao động điều hoà Khi vật có động 10mJ thì cách VTCB 1cm, có động 5mJ thì cách VTCB là A 1/ cm B 2cm C cm D 0,5cm Câu 18: Một lắc lò xo treo vào trần thang máy Khi thang máy đứng yên lắc dao động với chu kì T Khi thang máy chuyển động thẳng nhanh dần lên thẳng đứng thì lắc dao động với chu kì T' A T B T C T D 2T Câu 19: Cho hệ dao động (h.vẽ) Biết k1 = 10N/m; k2 = 15N/m; m = 100g.Tổng độ giãn lò xo là 5cm.Kéo vật tới vị trí để lò xo không nén, không giãn thả ra.Vật dao động điều hoà Năng lượng dao động vật là m k1 k2 B.5mJ A 2,5mJ B A C 4mJ D.1,5mJ Câu 20: Một lắc lò xo có độ cứng 150N/m và có lượng dao động là 0,12J Biên độ dao động nó là A 4mm B 0,04m C 2cm D 0,4m Câu 21: Một lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu trên cố định, đầu treo vật m = 100g Kéo vật xuống vị trí cân theo phương thẳng đứng buông nhẹ Vật dao động theo phương trình: x = 5cos ( 4π t ) cm Chọn gốc thời gian là lúc buông vật, lấy g = 10m/s2 Lực dùng để kéo vật trước dao động có độ lớn A 1,6N B 6,4N C 0,8N D 3,2N Câu 22: Một lắc lò xo nằm ngang có k = 400 N/m; m = 100g; lấy g = 10 m/s2; hệ số ma sát vật và mặt sàn là µ = 0,02 Lúc đầu đưa vật tới vị trí cách vị trí cân 4cm buông nhẹ Quãng đường vật từ lúc bắt đầu dao động đến lúc dừng lại là A 16m B 1,6m C 16cm D 18cm Câu 23: Một vật treo vào đầu lò xo thẳng đứng, đầu trên lo xo treo vào điểm cố BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 74 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com định Từ vị trí cân kéo vật xuống đoạn 3cm truyền vận tốc v0 thẳng đứng hướng lên Vật lên 8cm trước xuống Biên độ dao động vật là A 4cm B 11cm C 5cm D 8(cm) Câu 24: Tại vị trí cân bằng, truyền cho nặng lượng ban đầu E = 0,0225J để nặng dao động điều hoà theo phương đứng xung quanh vị trí cân Lấy g = 10m/s2 Độ cứng lò xo là k = 18 N/m Chiều dài quỹ đạo vật A 5cm B 10cm C 3cm D 2cm Câu 25: Con lắc lò xo treo thẳng đứng, vị trí cân lò xo dãn ∆l Kích thích để nặng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với cho kì T Thời gian lò xo bị nén chu kì là A T Biên độ dao động vật là ∆l B ∆l C 2.∆l D 1,5.∆l W Wt Wđ Câu 26: Con lắc lò xo dao động điều hoà Đồ thị biểu diễn biến đổi động và theo thời gian cho hình vẽ Khoảng thời gian hai thời điểm liên tiếp động O t là 0,2s Chu kì dao động lắc là A 0,2s B 0,6s C 0,8s D 0,4s Câu 27: Một lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng với phương trình π x = 20 cos(10t + ) (cm) (chiều dương hướng xuống; gốc O vị trí cân bằng) Lấy g = 10m/s2 Cho biết khối lượng vật là m = kg Tính thời gian ngắn từ lúc t = đến lúc lực đàn hồi cực đại lần thứ A π s 30 B s 20 B π s 10 C s 15 C π s D π s 20 Câu 28 vật m treo vào lò xo độ cứng k có chu kì 2s cắt lò xo làm đôi ghép song song treo vật m thì có chu kì là? A 1s B 2s C 4s D 0,5s Câu 29: Cho lắc lò xo treo thẳng đứng Khi treo vật m vào lò xo giãn 5cm Biết vật dao động điều hoà với phương trình: x = 10cos(10 π t – π /2) (cm) Chọn trục toạ độ thẳng đứng, gốc O vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống Thời gian ngắn kể từ lúc t = đến lúc lực đẩy đàn hồi cực đại lần thứ A s 10 D s Câu 30: Một lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 100N/m và vật có khối lượng m = 250g, dao động điều hoà với biên độ A = 6cm Chọn gốc thời gian t = lúc vật qua vị trí cân Quãng đường vật 10π (s) đầu tiên là A 9m B 24m C 6m D 1m Câu 31: Con lắc lò xo, đầu trên cố định, đầu gắn vật có khối lượng m dao động điều hòa theo phương thẳng đứng nơi có gia tốc trọng trường g Khi vật vị trí cân bằng, độ giãn lò xo là ∆l Chu kỳ dao động lắc tính biểu thức: A T = 2π g l B T = 2π ∆l g C T = 2π g ∆l D T = 2π g ∆l Câu 32: Trong dao động điều hoà lắc lò xo, khối lượng vật nặng tăng thêm 44% so với khối lượng ban đầu thì số dao động toàn phần vật thực giây so với ban đầu A giảm 1,4 lần B tăng lên 1,4 lần BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 75 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D giảm 1,2 lần C tăng lên 1,2 lần Câu 33: Treo vật có khối lượng m = 400g vào lò xo có độ cứng k = 100N/m, lấy g = 10m/s2 Khi qua vị trí cân vật đạt tốc độ 20 π cm/s, lấy π = 10 Thời gian lò xo bị nén dao động toàn phần hệ là A 0,2s B không bị nén C 0,4s D 0,1s Câu 34: Một lò xo nhẹ treo thẳng đứng có chiều dài tự nhiên là 30cm Treo vào đầu lò xo vật nhỏ thì thấy hệ cân lò xo giãn 10cm Kéo vật theo phương thẳng đứng lò xo có chiều dài 42cm, truyền cho vật vận tốc 20cm/s hướng lên trên (vật dao động điều hoà).Chọn gốc thời gian vật truyền vận tốc, chiều dương hướng lên Lấy g = 10m / s Phương trình dao động vật là: A x = 2 cos10t (cm) B x = cos10t (cm) C x = 2 cos(10t − 3π ) (cm) D x = cos(10t + ) (cm) π B π (s) C π (s) Câu 35: Lò xo có độ cứng k = 80N/m, đầu gắn vào giá cố định, đầu còn lại gắn với cầu nhỏ có khối lượng m = 800g Người ta kích thích cầu dao động điều hoà cách kéo nó xuống vị trí cân theo phương thẳng đứng đến vị trí cách vị trí cân 10cm thả nhẹ Thời gian ngắn để cầu từ vị trí thấp đến vị trí mà đó lò xo không biến dạng là ( lấy g = 10m/s2) A 0,2 (s) B 0,1.π (s) C 0,2.π (s) D 0,1 (s) Câu 36: Con lắc lò xo treo thẳng đứng, độ cứng k = 80N/m, vật nặng khối lượng m = 200g dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với biên độ A = 5cm, lấy g = 10m/s2 Trong chu kỳ T, thời gian lò xo giãn là A π (s) 15 30 D π (s) 12 24 “ Sự tưởng tượng còn quan trọng kiến thức ” Albert Einstein 1B 11 A 21 C 31B 2A 12C 22A 32D 3B 13B 23C 33B 4C 14B 24B 34C ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 5C 6D 15C 16B 25B 26C 35B 36A 7A 17C 27C 8B 18B 28A 9C 19B 29A 10D 20B 30B CHỦ ĐỀ 3: CON LẮC ĐƠN PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: * Con lắc đơn + Con lắc đơn gồm vật nặng treo vào sợi dây không giản, vật nặng kích thước không đáng kể so với chiều dài sợi dây, sợi dây khối lượng không đáng kể so với khối lượng vật nặng + Khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), lắc đơn dao động điều hòa với phương trình: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 76 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com S s ; αo = o l l g g ;ω= l l s = Socos(ωt + ϕ) α = αo cos(ωt + ϕ); với α = l ; f= g 2π mg + Lực kéo biên độ góc nhỏ: F = s =-mgα l 4π l + Xác định gia tốc rơi tự nhờ lắc đơn : g = T + Chu kỳ, tần số, tần số góc: T = 2π + Chu kì dao động lắc đơn phụ thuộc độ cao, độ sâu, vĩ độ địa lí và nhiệt độ môi trường * Năng lượng lắc đơn mv2 + Động : Wđ = mglα2 (α ≤ 1rad, α (rad)) + Cơ năng: W = Wt + Wđ = mgl(1 - cosα0) = mglα 02 + Thế năng: Wt = mgl(1 - cosα) = Cơ lắc đơn bảo toàn bỏ qua ma sát Tần số góc: ω = g ω 2π l = = 2π ; chu kỳ: T = ; tần số: f = = ω l g T 2π 2π g l Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản và α0 << rad hay S0 << l s l Lực kéo (lực hồi phục) F = −mg sin α = − mgα = −mg = −mω s Lưu ý: + Với lắc đơn lực hồi phục tỉ lệ thuận với khối lượng + Với lắc lò xo lực hồi phục không phụ thuộc vào khối lượng Phương trình dao động: s = S0cos(ωt + ϕ) α = α0cos(ωt + ϕ) với s = αl, S0 = α0l ⇒ v = s’ = -ωS0sin(ωt + ϕ) = -ωlα0sin(ωt + ϕ) ⇒ a = v’ = -ω2S0cos(ωt + ϕ) = -ω2lα0cos(ωt + ϕ) = -ω2s = -ω2αl Lưu ý: S0 đóng vai trò A còn s đóng vai trò x Hệ thức độc lập: * a = -ω2s = -ω2αl v * S02 = s + ( )2 ω * α 02 = α + Tìm chiều dài lắc: l = v max − v α 2g v2 gl Cơ năng: W = mω S02 = mg 1 S0 = mglα 02 = mω 2l 2α 02 l 2 Lưu ý: Cơ lắc đơn tỉ lệ thuận với khối lượng vật còn lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng vật Tại cùng nơi lắc đơn chiều dài l1 có chu kỳ T1, lắc đơn chiều dài l2 có chu kỳ T2, lắc đơn chiều dài l1 + l2 có chu kỳ T2,con lắc đơn chiều dài l1 - l2 (l1>l2) có chu kỳ T4 Thì ta có: T32 = T12 + T22 và T42 = T12 − T22 Khi lắc đơn dao động với α0 Cơ năng, vận tốc và lực căng sợi dây lắc đơn BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 77 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com W = mgl(1-cosα0); v2 = 2gl(cosα – cosα0) và TC = mg(3cosα – 2cosα0) Lưu ý: - Các công thức này áp dụng đúng cho α0 có giá trị lớn α - Khi lắc đơn dao động điều hoà (α0 << 1rad) thì: l W= mglα 02 ; v = gl (α 02 − α ) (đã có trên) TC = mg (1 − 1, 5α + α 02 ) Tmax = mg (1 + α ); Tmin = mg (1 − α F P s α F’ Ft O 2 T ) PHẦN II CÁC DẠNG BÀI TẬP: DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ CON LẮC ĐƠN (TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶP) PHƯƠNG PHÁP: Để tìm số đại lượng dao động lắc đơn ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy và tính đại lượng cần tìm 1) Năng lượng lắc đơn: Chọn mốc vị trí cân O α0 + Động năng: Wđ= mv + Thế hấp dẫn ly độ α : Wt = mgl(1 - cosα) α r τ N + Cơ năng: W= Wt+Wđ= mω A 2 Khi góc nhỏ: Wt = mgl(1 − cosα ) = mglα 2 W= mglα 2 O r P 2) Tìm vận tốc vật qua ly độ α (đi qua A): Áp dụng định luật bảo toàn ta có: Cơ biên = vị trí ta xét WA=WN WtA+WđA=WtN+WđN ⇔ mgl(1 − cosα ) + mv A = mgl(1 − cosα ) +0 2 ⇒ v A = 2gl(cosα − cosα ) ⇒ v A = ± 2gl(cosα - cosα ) Chú ý:+ Khi qua vị trí cân bằng(VTCB) α = + Khi vị trí biên α = α * Ví dụ minh họa: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 78 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ A - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD1 Tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s , lắc đơn dao động điều hoà với chu kì 2π s Tính chiều dài, tần số và tần số góc dao động lắc HD: Ta có: T = 2π l g l= gT 2π = 0,2 m; f = = 1,1 Hz; ω = = rad/s 4π T T VD2 Tại nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2, lắc đơn và lắc lò xo dao động điều hòa với cùng tần số Biết lắc đơn có chiều dài 49 cm, lò xo có độ cứng 10 N/m Tính khối lượng vật nhỏ lắc lò xo HD: Ta có: g = l k m m= l.k = 500 g g VD3 Tại nơi có gia tốc trọng trường g, lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc α0 nhỏ (α0 < 100) Lấy mốc vị trí cân Xác định vị trí (li độ góc α) mà đó động khi: a) Con lắc chuyển động nhanh dần theo chiều dương vị trí cân b) Con lắc chuyển động chậm dần theo chiều dương phía vị trí biên HD: Khi Wđ = Wt thì W = 2Wt 1 mlα 02 = mlα2 2 α=± α0 a) Con lắc chuyển động nhanh dần theo chiều dương từ vị trí biên α = - α0 đến vị trí cân α = 0: α = - α0 b) Con lắc chuyển động chậm dần theo chiều dương từ vị trí cân α = đến vị trí biên α = α0: α = α0 VD4 Một lắc đơn gồm cầu nhỏ khối lượng m = 100 g, treo vào đầu sợi dây dài l = 50 cm, nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 Bỏ qua ma sát Con lắc dao động điều hòa với biên độ góc α0 = 100 = 0,1745 rad Chọn gốc vị trí cân Tính năng, động năng, vận tốc và sức căng sợi dây tại: a) Vị trí biên b) Vị trí cân HD α2 mgl α 02 = 0,0076 J; Wđ = 0; v = 0; T = mg(1 - o ) = 0,985 N 2 2Wd b) Tại vị trí cân bằng: Wt = 0; Wđ = W = 0,0076 J; v = = 0,39 m/s; T = mg(1 + α 02 ) = m a) Tại vị trí biên: Wt = W = 1,03 N VẬN DỤNG: CÂU 1,11,12,13,14,15/ĐỀ DẠNG 2: TÌM LỰC CĂNG T CỦA DÂY TREO pp: Lực căng dây(phản lực dây treo) treo qua ly độ α (đi qua A): r r r r Theo Định luật II Newtơn: P + τ =m a chiếu lên τ ta BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 79 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com A - vuhoangbg@gmail.com A v v + mgcosα = m2g(cosα − cosα ) + mgcosα ⇔τ =m l l ⇒ τ = mg(3cosα - 2cosα ) τ − mgcosα = ma ht = m sin α ≈ α  Khi góc nhỏ α ≤ 10  α đó cosα ≈ −   v 2A = gl(α 02 − α )   2 τ = mg(1 − 2α − 3α )  Chú ý: Lực dụng lên điểm treo (là lực căng T) Vận dụng: câu 8,9,10,31,32,41,42/đề *DẠNG : CON LẮC ĐƠN CÓ CHIỀU DÀI THAY ĐỔI ( CẮT, GHÉP) VD1 Ở cùng nơi trên Trái Đất lắc đơn có chiều dài l1 dao động với chu kỳ T1 = s, chiều dài l2 dao động với chu kỳ T2 = 1,5 s Tính chu kỳ dao động lắc đơn có chiều dài l1 + l2 và lắc đơn có chiều dài l1 – l2 HD: Ta có: T 2+ = 4π2 Từ (1) và (2) T1 = l1 + l2 = T 12 + T 22 g T+ = T12 + T22 = 2,5 s; T- = T12 − T22 = 1,32 s T+2 + T−2 T −T gT gT = s; T2 = + − = 1,8 s; l1 = 12 = m; l2 = 22 = 0,81 m 2 4π 4π VD2 Khi lắc đơn có chiều dài l1, l2 (l1 > l2) có chu kỳ dao động tương ứng là T1, T2 nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 Biết nơi đó, lắc đơn có chiều dài l1 + l2 có chu kỳ dao động là 2,7; lắc đơn có chiều dài l1 - l2 có chu kỳ dao động là 0,9 s Tính T1, T2 và l1, l2 HD: Ta có: T 2+ = 4π2 l1 + l2 l −l = T 12 + T 22 (1); T 2+ = 4π2 = T 12 - T 22 (2) g g VD3 Trong cùng khoảng thời gian và cùng nơi trên Trái Đất lắc đơn thực 60 dao động Tăng chiều dài nó thêm 44 cm thì khoảng thời gian đó, lắc thực 50 dao động Tính chiều dài và chu kỳ dao động ban đầu lắc HD: Ta có: ∆t = 60.2π l l + 0,44 = 50.2π g g 36l = 25(l + 0,44) l = m; T = 2π l = s g VD4 Hai lắc đơn chiều dài l1, l2 (l1>l2) và có chu kì dao động tương ứng là T1; T2, nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8m/s2 Biết rằng, nơi đó, lắc có chiều dài l1 + l2 , chu kì dao động 1,8s và lắc đơn có chiều dài l1 - l2 có chu kì dao động 0,9 (s) Tính T1, T2, l1, l2 HD: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 80 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com + Con lắc chiều dài l1 có chu kì T1= π - vuhoangbg@gmail.com l1 T12 g → l1= 4π T22 g l π g → l1= 4π l1 + l g + Con lắc chiều dài l1 + l2 có chu kì T3= 2Π + Co lắc chiều dài l2có chu kì ( T ' ) g 4π → l1 + l2 = = (0,8) 10 4π T2= .g (2) = 0,81 (m) = 81 cm l1 − l g + Con lắc có chiều dài l1 - l2có chu kì T' = 2Π ( T ' ) g (1) (3) (0,9) 10 = = 0,2025 2 π π → l1 - l2 = (m) = 20,25 cm Từ (3) (4) l1= 0,51 (m) = 51cm l2 = 0,3 (m) = 3cm 0,51 = 1,42 Thay vào (1) (2) T1= 2Π 10 (s) (4) 0,3 = 1,1 (s) T2= 2Π 10 VẬN DỤNG: CÂU 35/ĐỀ CÂU 9,10,43/ĐỀ DẠNG 4: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG CON LẮC ĐƠN PHƯƠNG PHÁP: 1) Phương trình dao động Chọn: + Trục OX trùng tiếp tuyến với quỹ đạo + gốc toạ độ vị trí cân + chiều dương là chiều lệch vật + gốc thời gian Phương trình ly độ dài: s=Acos(ωt + ϕ) m v = - Aωsin(ωt + ϕ) m/s * Tìm ω>0: + ω = 2πf = + ω= + ω= 2π ∆t , với T = , N: tống số dao động T N g , ( l:chiều dài dây treo:m, g: gia tốc trọng trường nơi ta xét: m/s2) l mgd I với d=OG: khoảng cách từ trọng tâm đến trục quay I: mômen quán tính vật rắn BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 81 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 + ω= http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com v A2 − s * Tìm A>0: + A2 = s2 + v2 ω2 với s = α l   : A = MN + cho chiều dài quỹ đạo là cung tròn MN + A = α l , α : ly độ góc: rad * Tìm ϕ ( −π ≤ ϕ ≤ π ) Dựa vào cách chọn gốc thời gian để xác định ϕ x  cosϕ =   x = x0  x0 = Acosϕ  A Khi t=0 thì  ⇒ϕ = ? ⇔  ⇒ v = v0 v0 = − Aω sinϕ sin ϕ = v0  ωA s A Phươg trình ly giác: α = = α cos(ωt + ϕ) rad với α = rad l l 2) Chu kỳ dao động nhỏ  T 2g l = 4π l ⇒ + Con lăc đơn: T = 2π g  g = 4π l  T2  T mgd I =  I 4π ⇒ + Con lắc vật lý: T = 2π mgd  g = 4π I  T md VÍ DỤ MINH HỌA: VD1 Một lắc đơn có chiều dài l = 16 cm Kéo lắc lệch khỏi vị trí cân góc 90 thả nhẹ Bỏ qua ma sát, lấy g = 10 m/s2, π2 = 10 Chọn gốc thời gian lúc thả vật, chiều dương cùng chiều với chiều chuyển động ban đầu vật Viết phương trình dao động theo li độ góc tính rad HD: Ta có: ω = g α −α = 2,5π rad/s; α0 = 90 = 0,157 rad; cosϕ = = = - = cosπ l α0 α0 ϕ = π Vậy: α = 0,157cos(2,5π + π) (rad) VD2 Một lắc đơn dao động điều hòa với chu kì T = s Lấy g = 10 m/s2, π2 = 10 Viết phương trình dao động lắc theo li độ dài Biết thời điểm ban đầu vật có li độ góc α = 0,05 rad và vận tốc v = - 15,7 cm/s HD: Ta có: ω = 2π g = π; l = = m = 100 cm; S0 = T ω BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 82 (αl ) + v2 ω2 = cm; CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 cosϕ = αl S0 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com π π π = cos(± ); vì v < nên ϕ = Vậy: s = cos(πt + ) (cm) 4 = VD3 Một lắc đơn có chiều dài l = 20 cm Tại thời điểm t = 0, từ vị trí cân lắc truyền vận tốc 14 cm/s theo chiều dương trục tọa độ Lấy g = 9,8 m/s2 Viết phương trình dao động lắc theo li độ dài HD: g v s π = rad/s; S0 = = cm; cosϕ = = = cos(± ); vì v > nên l ω S0 Ta có: ω = π π Vậy: s = 2cos(7t - ϕ=- ) (cm) VD4 Một lắc đơn nằm yên vị trí cân bằng, truyền cho nó vận tốc v0 = 40 cm/s theo phương ngang thì lắc đơn dao động điều hòa Biết vị trí có li độ góc α = 0,1 rad thì nó có vận tốc v = 20 cm/s Lấy g = 10 m/s2 Chọn gốc thời gian là lúc truyền vận tốc cho vật, chiều dương cùng chiều với vận tốc ban đầu Viết phương trình dao động lắc theo li độ dài HD: Ta có S 02 = S0 = v0 ω v02 ω = s2 + v2 ω = cm; cosϕ = Vậy: s = 8cos(5t - π = α2l2 + v2 ω = α 2g v2 + ω ω ω= αg v02 − v = rad/s; s π π = = cos(± ); vì v > nên ϕ = - S0 2 ) (cm) VD5: Một lắc đơn dao động điều hòa với chu kì T = π s Biết thời điểm ban đầu lắc vị trí biên, có biên độ góc α0 với cosα0 = 0,98 Lấy g = 10 m/s2 Viết phương trình dao động lắc theo li độ góc HD: Ta có: ω = cosϕ = 2π = 10 rad/s; cosα0 = 0,98 = cos11,480 T α α = = = cos0 α0 α0 α0 = 11,480 = 0,2 rad; ϕ = Vậy: α = 0,2cos10t (rad) VẬN DỤNG: CÂU 3,20,25/ĐỀ DẠNG 5: CON LẮC ĐƠN BỊ VƯỚNG ĐINH, KẸP CHẶT 1) Chu kỳ lắc: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 83 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com l1 , l1 : chiều dài lắc trước vấp g * Chu kỳ cn lắc trước vấp đinh: T1 = 2π đinh * Chu kỳ lắc sau vấp đinh: T2 = 2π l2 , l : chiều dài g lắc sau vấp đinh α0 * Chu kỳ lắc: T = (T1 + T2 ) 2) Biên độ góc sau vấp đinh β : N Chọn mốc O Ta có: WA=WN ⇒ WtA=WtN ⇔ mgl (1 − cosβ ) = mgl1 (1 − cosα ) ⇔ l (1 − cosβ ) = l1 (1 − cosα ) vì góc nhỏ nên β0 A O l 1 ⇒ l (1 − (1 − β 02 )) = l1 (1 − (1 − α 02 ) ⇒ β = α : biên độ góc sau vấp đinh l2 2 Biên độ dao động sau vấp đinh: A' = β0 l VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Kéo lắc đơn có chiều dài l = 1m khỏi vị trí cân góc nhỏ so với phương thẳng đứng thả nhẹ cho dao động Khi qua vị trí cân bằng, dây treo bị vướng vào đinh đóng điểm treo lắc đoạn 36cm Lấy g = 10m/s2 Chu kì dao động lắc là A 3,6s B 2,2s C 2s D 1,8s VD2: Một lắc đơn có chiều dài l Kéo lắc lệch khỏi vị trí cân góc α = 300 thả nhẹ cho dao động Khi qua vị trí cân dây treo bị vướng vào đinh nằm trên đường thẳng đứng cách điểm treo lắc đoạn l / Tính biên độ góc β mà lắc đạt sau vướng đinh ? A 340 B 300 C 450 D 430 VẬN DỤNG CÂU 26,27,28/ ĐỀ DẠNG 6: BÀI TOÁN VA CHẠM TRONG CON LẮC ĐƠN PHƯƠNG PHÁP + Trường hợp va chạm mềm: sau va chạm hệ chuyển động cùng vận tốc r r r r r r Theo ĐLBT động lượng: PA + PB = PAB ⇔ mA v A + mB v B = (mA + m B )V Chiếu phương trình này suy vận tốc sau va chạm V + Trường hợp va chạm đàn hồi: sau va chạm hai vật chuyển động với các vận tốc khác r r v A và v B2 Theo định luật bảo toàn động lượng và động ta có r r r r r r r r m A v A + m B v B = m A v A2 + m B v A   PA + PB = PA + PB2  ⇔ 1  1 2 2  WdA + WdB =WdA +WdB2  m A v A + m B v B = m A v A2 + m B v B2 từ đây suy các giá trị vận tốc sau va chạm v A và vB2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 84 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VÍ DỤ MINH HỌA VD1:Con lắc đơn gồm cầu khối lượng m1= 100g và sợi dây không giãn chiều dài l = 1m Con lắc lò xo gồm lò xo có khối lượng không đáng kể độ cứng k = 25 (N/m) và cầu khối lượng m2 = m1= m = 100g Tìm chu kì dao động riêng lắc Bố trí hai lắc cho hệ CB (hình vẽ) kéo m1 lệnh khỏi VTCB góc α = 0,1 (Rad) buông tay a) Tìm vận tốc cầu m1 trước lúc va chạm vào cầu (α<<) b) Tìm vận tốc cầu m2 sau va chạm với m1và độ nén cực đại lò xo sau va chạm c) Tìm chu kì dao động hệ Coi va chạm là đàn hồi ** bỏ qua ma sát l Lời giải Tìm chu kì dao động k m2 m1 0,5 m = 2π = 0,4 k 25 (s) + Con lắc đơn: T1= m π = 2π =2 g 10 + Con lắc lò xo T2 = π a) Vận tốc m1 sau va chạm: m1gh = m1gl(1 - cosα) = m1v20 α α2 = góc α nhỏ → - cosα = 2sin2 2 gl = 0,1 10 V0= α = 0,316 (m/s) b) Tìm vận tốc v2 m2 sau va chạm với m1 và độ nén cực đại lò xo sau va chạm + Gọi v1, v2là vận tốc m1, m2 sau va chạm áp dụng định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn năng: m1v0 = m1.v1+ m2.v2 (1) 1 m1v20 = m1v12 + m2v22 (2) VT m1= m2 nên từ (1) (2) ta có v0= v1+ v2 (3) v20 = v21 + v22 (4) Từ (3) suy ra: v02 = (v1+ v2)2= v21 + v22 = 2v1v2 So sánh với (4) suy ra: v1 = 0; v2 =v0 ~ 0,316 (m/s) + Như vậy, sau va chạm, cầu m1đứng yên, cầu m2 chuyển động với vận tốc vận tốc cầu m1 trước va chạm + Độ nén cực đại lò xo 1 k∆l2= m2v22 m2 0,1 ≈ 0,316 ≈ 0,02 25 → ∆l = v2 k (m) = (cm) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 85 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 1 c) Chu kì dao động T = (T1 + T2) = (2 + 0,4) = 1,4 (s) VẬN DỤNG : CÂU 29,30/ĐỀ DẠNG : SỰ THAY ĐỔI CHU KỲ CON LẮC ĐƠN KHI THAY ĐỔI ĐỘ CAO h, ĐỘ SÂU d * Phương pháp: Để tìm số đại lượng liên quan đến phụ thuộc chu kì dao động lắc đơn vào độ cao so với mặt đất và nhiệt độ môi trường ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy và tính đại lượng cần tìm Gia tốc trọng trường mặt đất: g = GM ; R: bán kính trái Đất R=6400km R2 1) Khi đưa lắc lên độ cao h: Gia tốc trọng trường độ cao h: g h = GM g = h (R + h) (1 + ) R Chu kỳ lắc dao động đúng mặt đất: T1 = 2π l (2) gh Chu hỳ lắc dao động sai độ cao h: T2 = 2π ⇒ T1 gh mà = T2 g l (1) g h gh T ⇒ = ⇒ T2 = T1 (1 + ) = h h R g 1+ T2 + R R Khi đưa lên cao chu kỳ dao động tăng lên 2) Khi đưa lắc xuống độ sâu d: *ở độ sâu d: g d = g(1 - d ) R Chúng minh: Pd = Fhd m( π (R − d)3 D) D: khối lượng riêng trái Đất ⇔ mg d = G (R − d)2 ( π R D)(R − d)3 M(R − d)3 GM d G ⇔ gd = G = = (1 − ) 3 (R − d) R (R − d) R R R l *Chu kỳ lắc dao động độ sâu d: T2 = 2π (3) gd ⇒ gd T1 = mà T2 g gd d = 1− ⇒ T2 = g R T1 1- d R ≈ T1 (1 + ⇒ g d = g(1 - d ) R 1d ) 2R Khi đưa xuống độ sâu chu kỳ dao động tăng lên tăng ít đưa lên độ cao VÍ DỤ MINH HỌA: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 86 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD1 Trên mặt đất nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 Một lắc đơn dao động với chu kỳ T = 0,5 s Tính chiều dài lắc Nếu đem lắc này lên độ cao km thì nó dao động với chu kỳ bao nhiêu (lấy đến chử số thập phân) Cho bán kính Trái Đất là R = 6400 km HD Ta có: l = gT R+h = 0,063 m; Th = T = 0,50039 s 4π R VD2 Người ta đưa lắc đơn từ mặt đất lên độ cao h = 10 km Phải giảm độ dài nó bao nhiêu % để chu kì dao động nó không thay đổi Biết bán kính Trái Đất R = 6400 km HD: Ta có: T = 2π l l' g' R = 2π => l’ = l = ( ) l = 0,997l Vậy phải giảm độ dài lắc g g' g R+h 0,003l, tức là 0,3% độ dài nó VD3 Một lắc đồng hồ có thể coi là lắc đơn Đồng hồ chạy đúng mực ngang mặt biển Khi đưa đồng hồ lên đỉnh núi cao 4000 m thì đồng hồ chạy nhanh hay chạy chậm và nhanh chậm bao lâu ngày đêm? Biết bán kính Trái Đất R = 6400 km Coi nhiệt độ không đổi HD: R+h T = 1,000625T > T nên đồng hồ chạy chậm Thời gian chậm R 86400(Th − T ) = 54 s ngày đêm: ∆t = Th Ta có: Th = VD4; Quả lắc đồng hồ có thể xem là lắc đơn dao động nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2 Ở nhiệt độ 15 0C đồng hồ chạy đúng và chu kì dao động lắc là T = s Nếu nhiệt độ tăng lên đến 25 0C thì đồng hồ chạy nhanh hay chậm bao lâu ngày đêm Cho hệ số nở dài treo lắc α = 4.10-5 K-1 HD: Ta có: T’ = T + α (t '−t ) = 1,0002T > T nên đồng hồ chạy chậm Thời gian chậm ngày đêm là: ∆t = 86400(T '−T ) = 17,3 s T' VẬN DỤNG: CÂU 16,17,38/ĐỀ DẠNG : SỰ THAY ĐỔI CHU KỲ CON LẮC ĐƠN KHI TĂNG GIẢM NHIỆT ĐỘ PHƯƠNG PHÁP: + dây treo làm kim loại nhiệt độ thay đổi: Chiều dài biến đổi theo nhiệt độ : l = l (1 + λ t) λ : là hệ số nở dài vì nhiệt kim loại làm dây treo lắc BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 87 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com l : chiều dài C Chu kỳ lắc dao động đúng nhiệt độ t1(0C): T1 = 2π Chu kỳ lắc dao động sai nhiệt độ t2(0C): T2 = 2π l1 (1) g T l l2 (2) ⇒ = T2 l2 g l1 = l (1 + λ t1 ) l + λ t1 ⇒ = ≈ − λ (t − t1 ) vì λ  l2 1+ λt2 l = l (1 + λ t ) Ta có:  T1 T1 ≈ − λ (t − t1 ) ⇒ T2 = ≈ T1 (1 + λ (t − t1 )) T2 2 − λ (t − t1 ) Vậy T2 = T1 (1 + λ(t - t1 )) ⇒ + nhiệt độ tăng thì chu kỳ dao động tăng lên + nhiệt độ giảm thì chu kỳ dao động giảm xuống Chú ý: + đưa lên cao mà nhiệt độ thay đổi thì: T1 h ≈ - λ(t - t ) T2 R + đưa lên xuống độ sâu d mà nhiệt độ thay đổi thì: T1 d ≈ - λ(t - t ) T2 2R VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một lắc đơn dao động điểm A có nhiệt độ 25 0C và địa điểm B có nhiệt độ 10 0C với cùng chu kì Hỏi so với gia tốc trường A thì gia tốc trọng trường B tăng hay giảm bao nhiêu %? Cho hệ số nở dài dây treo lắc là α = 4.10-5 K-1 HD: Ta có: TA = 2π lA l (1 + α (t A − t B )) l = 2π B = TB = 2π B gA gA gB gB = gA(1 + α(tA – tB) = 1,0006gA Vậy gia tốc trọng trường B tăng 0,06% so với gia tốc trọng trường A VD2 Con lắc đồng hồ lắc coi lắc đơn Khi trên mặt đất với nhiệt độ t = 27 0C thì đồng hồ chạy đúng Hỏi đưa đồng hồ này lên độ cao km so với mặt đất thì thì nhiệt độ phải là bao nhiêu để đồng hồ chạy đúng? Biết bán kính Trái đất là R = 6400 km và hệ sô nở dài treo lắc là α = 1,5.10-5 K-1 HD: Để đồng hồ chạy đúng thì chu kỳ lắc độ cao h và trên mặt đất phải hay: 2π l (1 + α (t − th )) l = 2π g gh th = t - g 1− h g α  R  1−   R+h  =t= 6,2 0C α BÀI TOÁN: Xác định thời gian nhanh chậm đồng hồ ngày đêm Một ngày đêm: t = 24h = 24.3600 = 86400s Chu kỳ dao động đúng là: T1 chu kỳ dao động sai là T2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 88 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com + Số dao động lắc dao động đúng thực ngày đêm: N1 = + Số dao động lắc dao động sai thực ngày đêm: N = t T1 t T2 1 − | T2 T1 T + Thời gian chạy sai ngày đêm là: ∆τ = T1.∆N = t | − 1| T2 + Số dao đông sai ngày đêm: ∆N =| N1 − N1 |= t | Nếu chu kỳ tăng lắc dao động chậm lại Nếu chu kỳ giảm lắc dao động nhanh lên * Khi đưa lên độ cao h lắc dao động chậm ngày là: ∆τ = t h R * Khi đưa xuống độ sâu h lắc dao động chậm ngày là: ∆τ = t * Thời gian chạy nhanh chậm nhiệt độ thay đổi ngày đêm là: d 2R ∆τ = t λ | t - t | * Thời gian chạy nhanh chậm tổng quát: ∆τ = t | h + λ(t - t ) | R *VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Tại nơi nang mực nước biển, nhiệt độ 100C, đồng hồ lắc ngày đêm chạy nhanh 6,48 (s) coi lắc đồng hồ lắc đơn treo lắc có hệ số nở dài λ = 2.10-5 K-1 Tại VT nói trên thời gian nào thì đồng hồ chạy đúng Đưa đồng hồ lên đỉnh núi, đó t0 là 60C, ta thấy đồng hồ chạy đúng Giải thích tượng này và tính độ cao đỉnh núi so với mực nước biển Coi trái đất là hình cầu có bán kính R = 6400 km Lời giải Xác định nhiệt độ mà đồng hồ đúng Giả sử đồng hồ chạy đúng t0 C với chu kì T = 2π l (1 + λt ) l = 2π g g Ở t1 = 1000, chu kì là T1= π l (1 + λt ) g T + λt λ → 1= ≈ + (t1- tx) T + λt BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 89 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com (VT λt1 << 1; λt1 << 1) + Theo biên độ: đồng hồ chạy nhanh → T1<T → t1 < t + Độ l0t chu kì theo t0 ∆T1 = T1 - T ~ T λ( t − t ) Thời gian mà đồng hồ chạy sai ngày đêm là ∆t = 24.60.60 ∆T1 T ≈ 43200.λ( t − t1 ) Theo biên độ ∆t = 6,48 (s) → t ~ 17,50C - Khi đồng hồ trên đỉnh núi Chu kì lắc hoat động thay đổi + Nhiệt độ giảm làm chiều dài lắc giảm -> T giảm + Độ cao tăng dần tới gia tốc trọng trường giảm -> T tăng Hai nguyên nhân đó bù trừ lẫn -> đồng hồ chạy đúng độ cao h: g h = g( Kí hiệu: R ) R+h Th: Chu kì độ cao h th: t0ở độ cao h Độ biến thiên chu kì ∆th theo độ cao chiều dài lắc không đổi (nếu coi t = th) Tn = T → ∆th= th - T = T lại có ∆Tt = t h λT (th- t) h R (∆t1: độ biến thiên theo nhiệt độ) Vì lắc đồng hồ chạy đúng nên → g h = 1+ gh R ∆tt + ∆th= T h λ( t h − t ) + T = R →h= λ(t − t h ).R BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 90 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Thay số ta h = 0,736 km = 736 m VD2: Một đồng hồ qủa lắc chạy đúng Hà Nội Đồng hồ chạy nhanh chậm nào đưa nó vào TPHCM Biết gia tốc rơi tự Hà Nội và TPHCM là 9,7926 m/s2 9,7867 m/s2 Bỏ qua ảnh hưởng nhiệt độ Để đồng hồ đúng TPHCM thì phải đ/chỉnh độ dài lắc nào? Lời giải + Chu kì lắc đồng hồ Hà Nội là T1= π l = (s) g1 + Chu kì dao động lắc đồng hồ TPHCM là T2 = π l g1 T1 g 9,7926 = = ≈ 1,0003 T2 g2 9,7867 →T2= 1,0003T1 = 2,0006 (s) + Vì T2>T=1 nên TPHCM đồng hồ chạy chậm ngày, khoảng thời gian chạy chậm là: T −T ∆t = 24.60.60 = 26 (s) T1 + Để đồng hồ TPHCM đúng thì chiều dài lắc phải dài là: l' → T = π = (s) g2 ' VT T1 = T'2 l' l l ' g1 ⇒ = ⇒ = g2 g2 l g2 Thay số: → l'= 1,0006 l Tại TPHCM đề đồng hồ đúng giờ, cần tăng chiều dài dây lên lượng là ∆l = l'- l = 0,0006l BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 91 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 VT l= http://lophocthem.com g1 T12 4π2 nên ∆l = 0,0006 - vuhoangbg@gmail.com g1 T12 4π2 Thay số ∆l = 0,0006 9,7926x 4 π2 = 0,0006 (m) = 0,6 mm DẠNG 9: CON LẮC ĐƠN CHỊU TÁC DỤNG NGOẠI LỰC * Phương pháp: Để tìm chu kì dao động lắc đơn lắc đơn chịu thêm lực tác dụng ngoài trọng lực ta viết biểu thức tính chu kì lắc đơn theo gia tốc rơi tự biểu kiến và so sánh với chu kì lắc đơn lắc chịu tác dụng trọng lực để suy chu kì cần tìm * Các công thức: + Nếu ngoài lực căng sợi dây và trọng lực, nặng lắc đơn còn chịu thêm tác → dụng ngoại lực F không đổi thì ta có thể coi lắc có trọng lực biểu kiến: → F l Khi đó: T’ = 2π P' = P + F và gia tốc rơi tự biểu kiến : g ' = g + m g' → → → → → Các trường hợp đặc biệt: ur * F có phương ngang: + Tại VTCB dây treo lệch với phương thẳng đứng góc có: tan α = F P F m + g ' = g + ( )2 ur F m F hướng xuống thì g ' = g + m F g'= g− hướng lên thì m * F có phương thẳng đứng thì g ' = g ± ur + Nếu F ur + Nếu F CÁC TRƯỜNG HỢP: r r 1) Khi F ↑↑ P (cùng hướng) F g hd = g + đó T2 <T1: chu kỳ giảm m r r 2) Khi F ↑↓ P (ngược hướng) F g hd = g − đó T2 >T1: chu kỳ tăng m r r 3) Khi F ⊥ P (vuông góc) F g hd = g +   m r F N đó T2 <T1: chu kỳ giảm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ r P 92 α0 CHUYÊN ĐỀ - O DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 Vị trí cân tan α = http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com F P Chú ý: Các loại lực có thể gặp: ur ur * Lực điện trường: F = qE , độ lớn F = |q|E (Nếu q > ⇒ α0 ur ur ur ur F ↑↑ E ; còn q < ⇒ F ↑↓ E ) ur * Lực đẩy Ácsimét: F = DgV ( F luông thẳng đứng hướng lên) r F Trong đó: D là khối lượng riêng chất lỏng hay chất khí r g là gia tốc rơi tự O P V là thể tích phần vật chìm chất lỏng hay chất khí đó ur r ur r * Lực quán tính: F = − ma , độ lớn F = ma r ( rF ↑↓ a) r Lưu ý: + Chuyển động nhanh dần đềur a ↑↑r v ( v có hướng chuyển động) + Chuyển động chậm dần a ↑↓ v r BÀI TOÁN: lắc gắn vào hệ chuyển động tịnh tiến với gia tốc a PHƯƠNG PHÁP r - Khi lắc gắn vào hệ chuyển động tính tiến với gia tốc a thì vật chịu tác dụng thêm r r r lực quán tính Fqt =-m a (ngược chiều với a ) r r r Trọng lực hiệu dụng(trọng lực biểu kiến): Phd = Fqt + P r r r r r r ⇔ mg hd = mg − ma ⇒ g hd = g − a r r r + hệ chuyển động nhanh dần thì a cùng chiều với v (chiều chuyển động) đó Fqt ngược chiều chuyển động r r r + hệ chuyển động chậm dần thì a ngược chiều với v (chiều chuyển động) đó Fqt cùng chiều chuyển động r r 1) Khi Fqt ↑↑ P (cùng hướng) thì g hd = g + a đó T2 <T1: chu kỳ giảm r r 2) Khi Fqt ↑↓ P (ngược hướng) thì g hd = g − a đó T2 >T1: chu kỳ tăng r r 3) Khi Fqt ⊥ P (vuông góc) thì g hd = g + a đó T2 <T1: chu kỳ giảm Vị trí cân tan α = Fqt P r r 4) Khi Fqt hợp với P góc α thì: g hd = g + a + 2ga.cosα + Chu kì lắc đơn treo thang máy: Thang máy đứng yên chuyển động thẳng đều: T = 2π l g Thang máy lên nhanh dần xuống chậm dần với gia tốc có độ lớn là → a ( a hướng lên): T = 2π l g+a Thang máy lên chậm dần xuống nhanh dần với gia tốc có độ lớn là → a ( a hướng xuống): T = 2π l g −a * Chu kỳ lắc lúc đầu: T1 = 2π l (1) g α0 N BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 93 CHUYÊN ĐỀ - r F r DAOP ĐỘNG CƠO - ĐT: 01689.996.187 * Chu kỳ lắc lúc sau: T2 = 2π http://lophocthem.com l (2) g hd - vuhoangbg@gmail.com r Khi lắc chịu tác dụng thêm ngoại lực không đổi F đó: r r r Trọng lực hiệu dụng(trọng lực biểu kiến): Phd = F + P r r r r r r F ⇔ mg hd = F + mg ⇒ g hd = g + m VÍ DỤ MINH HỌA VD1:Một lắc đơn gồm sợi dây có chiều dài l = 1(m) và cầu nhỏ khối lượng m = 100 (g), treo nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 (m/s2) 1.Tính chu kỳ dao động nhỏ lắc Cho cầu mang điện tích dương q = 2,5.10-4 tạo đường trường có cường độ E = 1000 (v/m) Hãy xác định phương dây treo lắc CB và chu kì dao động nhỏ lắc các trường hợp a) Véctơ E hướng thẳng xuống b) Véctơ E có phương nằm ngang HD: - Chu kì dao động nhỏ lắc l π ≈ 2.3,14 g 9,8 = (s) Lúc đầu T0 = 2 - Cho lắc tích điện dao động đtrường P = m g : Trọng lực + Các lực tác dụng vào lắc: T: lực căng dây F d = q E : lực điện trường + Coi lắc dao động trường trọng lực hiệu dụng g' ' P = P + Ed = mg ' ' Khi CB dây treo lắc có phương P và chu kì dao động nhỏ tính theo công thức: π g g' T' = E β T a) E thẳng đứng xuống + g> nên F d cùng hướng với E , tức là thẳng đứng xuống Vậy CB, dây trheo có phương thẳng đứng Ta có: P' = P + Fđ ⇒ mg'= mg + qE VTCB qE ⇒ g'= g + m BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 94 CHUYÊN ĐỀ - P Fd DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com + Chu kì dao động nhỏ lắc π g' = 2π T' = qE g+ m Thay số 2,5.10 − 4.10 −3 9,8 + 0,1 T' = 2.3,14 = 1,8 (s) b) Trường hợp E nằm ngang +) E d có phương ⊥ với P Khi CB, dây treo lệch góc δ so với phương thẳng đứng, theo chiều lực điện trường Fd qE = P mg δ tg = δ T 2,5.10 − 4.10 ≈ 0,255 0,1.9,8 → tg δ = Fd + → δ ~ 140 ' + Chu kì dao động lắc P P l π g' T'= Từ hình vẽ: P g → g' = > ⊗g cos α P' = cos α π Do đó: T’ = l cos δ = T0 cos δ g → T'= T0 cos δ = cos14 ≈ 1,97 (s) VD2 Một lắc đơn có chiều dài dây treo 50 cm và vật nhỏ có khối lượng 0,01 kg mang điện tích q = + 5.10-6 C, coi là điện tích điểm Con lắc dao động điều hòa điện trường mà vectơ cường độ điện trường có độ lớn E = 104 V/m và hướng thẳng đứng xuống Lấy g = 10 m/s2, π = 3,14 Xác định chu kì dao động lắc HD: → Vật nhỏ mang điện tích dương nên chịu tác dụng lực điện trường F hướng từ trên xuống → (cùng chiều với véc tơ cường độ điện trường E ) → → → Vì F ↑↑ E ↑↑ P P’ = P + F gia tốc rơi tự biểu kiến là g’ = g + Chu kì dao động lắc đơn điện trường là T’ = 2π BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 95 |q|E = 15 m/s2 m l ≈ 1,15 s g' CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD3 Một lắc đơn gồm cầu có khối lượng riêng D = 4.103 kg/m3 đặt không khí nó dao động với chu kì T = 1,5 s Lấy g = 9,8 m/s2 Tính chu kì dao động lắc nó dao động nước Biết khối lượng riêng nước là Dn = kg/l HD: Ta có: Dn = kg/l = 103 kg/m3 Ở nước cầu chịu tác dụng lực đẩy → Acsimet Fa hướng lên có độ lớn Fa = Dn.V.g = g- Dn g = 7,35 m/s2 D T’ = T Dn g nên có gia tốc rơi tự biểu kiến g’ = D g = 1,73 s g' VD4: Một lắc đơn dao động với biên độ nhhỏ, chu kì là T0, nơi ga = 10m/s2 Treo lắc trần xe cho xe chuyển động nhanh dần trên đường ngang thì dây treo hợp với phương thẳng đứng góc α0 = 90 a) Hãy giải thích tượng và tính gia tốc a xe b) Cho lắc dao động với biên độ nhỏ, hãy tính chu kì T lắc theo T0 Lời giải a) Giải thích tượng: Trong HQC gắn với xe (HQC không quán tính), vật nặng lắc đơn phải chịu lực tác dụng a + Trọng lực P = mg + Lực căng dây T + Lực quán tính F = −ma δ v0 Khi lắc VTCB P + T + Fq = + F P P ' Fq ngược chiều với a nên ngược chiều với v F Vậy lực q làm cho dây treo lệnh góc α phía ngược với chiều chuyển động xe Fat ma a = = P mg g tgα = α<< → tgα ≈ α π đó a ≈ gα = 10 180 ~ 1,57 (m/s2) b) Thiết lập hệ thức T0 và T Do có thêm lực quán tính nên coi trọng lực hiệu dungc lắc là ' ' P = P + F qt = mg (Coi lắc dao động trường gia tốc ghd = g') P mg g = ⇒ g' = >g cos α Từ hình vẽ P'= cos α cos α Chu kì dao động lắc đó xác định theo công thức l l π π ' g g T=2 Lại có T0 = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 96 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com T g g cos α = = = cos α T0 g g' ⇒ Vậy T = T0 cos α VD5 Một lắc đơn treo thang máy nơi có gia tốc trọng trường 10 m/s2 Khi thang máy đứng yên lắc dao động với chu kì s Tính chu kì dao động lắc các trường hợp: a) Thang máy lên nhanh dần với gia tốc m/s2 b) Thang máy lên chậm dần với gia tốc m/s2 c) Thang máy xuống nhanh dần với gia tốc m/s2 d) Thang máy xuống chậm dần với gia tốc m/s2 l g HD: Khi thang máy đứng yên chuyển động thẳng đều: T = 2π → → → a) Khi thang máy lên nhanh dần a hướng lên, lực quán tính F = − m a hướng xuống, gia tốc rơi tự biểu kiến g’ = g + a nên T’ = 2π l g +a g = 1,83 s g+a T’ = T g = 2,83 s g −a b) Thang máy lên chậm dần đều: T’ = T c) Thang máy xuống nhanh dần đều: T’ = T g = 2,58 s g −a d) Thang máy xuống chậm dần đều: T’ = T g = 1,58 s g+a VD6 Treo lắc đơn vào trần ôtô nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2 Khi ôtô đứng yên thì chu kì dao động điều hòa lắc là s Tính chu kì dao động lắc ôtô chuyển động thẳng nhanh dần trên đường nằm ngang với gia tốc m/s2 → → → → → HD : Trọng lực biểu kiến tác dụng lên vật: P' = P + Fqt ; Fqt = - m a g’ = T’ = 2π T' = T g g' T’ = T → → → → l ; ôtô chuyển động có gia tốc: g g + a ≈ 10,25 m/s Khi ôtô đứng yên: T = 2π l g' → g ' = g - a ; vì g ⊥ a g = 1,956 s g' VD7 Một lắc đơn có chu kì dao động T = s Nếu treo lắc đơn vào trần toa xe chuyển động nhanh dần trên mặt đường nằm ngang thì thấy vị trí cân mới, dây treo lắc hợp với phương thẳng đứng góc α = 300 Cho g = 10 m/s2 Tìm gia tốc toa xe và chu kì dao động lắc HD : Ta có: tanα = T’ = T Fqt P = a g → → a = gtanα = 5,77 m/s2 Vì a ⊥ g g’ = a + g = 11,55 m/s2 g = 1,86 s g' VD8: Con lắc đơn chiều dài dây treo l, treo vào trần thang máy, thang máy đứng yên chu kỳ dao động đúng là T=0,2s, thang máy bắt đầu nhanh dần với gia Tốc lên độ cao 50m thì lắc chạy sai lệch so với lúc đứng yên bao BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 97 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com nhiêu A Nhanh 0,465s B Chậm 0,465s C.Nhanh 0,541 HD; bài trên nên bổ sung gia tốc trọng trường không thay đổi và + Con lắc lên nhanh dần ==> lực quán tính ngược chiều chuyển động D Chậm 0,541 + Độ sai lệch s: (Con lắc chạy nhanh) + Thang máy bắt đầu chuyển động nhanh dần 50m vận tốc ==> Thời gian 50m : + Độ sai lệch thời gian 10s : VẬN DỤNG: ĐỀ 10 • CON LẮC ĐƠN TRÊN MẶT PHẢNG NGHIÊNG CÓ HỆ SỐ MA SÁT VẬN DỤNG CÂU 13,14/ĐỀ 10 DẠNG 10 : CON LẮC ĐƠN DAO ĐỘNG TRÙNG PHÙNG MỤC ĐÍCH CỦA PHƯƠNG PHÁP: xác định chu kỳ lắc chưa biết dựa trên lắc đã biết chu kỳ dđ Cho hai lắc đơn: Con lắc chu kỳ T1 đã biết Con lắc chu kỳ T2 chưa biết T2 ≈ T1 Cho hai lắc dao động mặt phẳng thẳng đứng song song trước mặt người quan sát Người quan sát ghi lại lần chúng qua vị trí cân cùng lúc cùng chiều(trùng phùng) Gọi θ là thời gian hai lần trùng phùng liên tiếp a) Nếu T1 > T2 : lắc T2 thực nhiều lắc T1 dao động θ  T2 = n + θ 1 1 ta có θ = nT1 = (n + 1)T2 ⇒  ⇒ T2 = ⇒ T2 = ⇒ = + θ θ 1 T2 T1 θ n = +1 + T1 T1 θ T1  b) Nếu T1 < T2 : lắc T1 thực nhiều lắc T2 dao động θ  T2 = n θ 1 1 ta có θ = nT2 = (n + 1)T1 ⇒  ⇒ T2 = ⇒ T2 = ⇒ = θ 1 T2 T1 θ n = θ − −1 − T1 T1 θ T1  Vận dụng: câu 44/đề BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 98 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com *DẠNG 11: CON LẮC VẬT LÝ DĐ ĐH * Phương pháp giải: Để tìm các đại lượng liên quan đến lắc vật lí ta viết các biểu thức liên quan đến đại lượng cần tìm và các đại lượng đã biết từ đó suy và tính đại lượng cần tìm * Các công thức: → → + Phương trình động lực học: M P = I γ ; với α ≤ 100 (α tính rad), ta có: α’’ + mgd α = I mgd I mgd I + Chu kì, tần số lắc vật lí: T = 2π ;f= mgd 2π I I + Con lắc vật lí tương đương với lắc đơn có chiều dài l = md + Phương trình dao động: α = α0cos(ωt + ϕ); với ω = VÍ DỤ MINH HỌA: VD1 Một vật rắn nhỏ có khối lượng m = kg có thể dao động điều hòa với biên độ nhỏ quanh trục nằm ngang với tần số f = Hz Momen quán tính vật trục quay này là 0,025 kgm2 Gia tốc trọng trường nơi đặt vật rắn là 9,8 m/s2 Tính khoảng cách từ trọng tâm vật rắn đến trục quay HD; Ta có: f = 2π mgd I 4π f I = 0,1 m = 10 cm mg d= VD2 Một lắc vật lí có khối lượng kg, khoảng cách từ trọng tâm lắc đến trục quay là 100 cm, dao động điều hòa với tần số góc rad/s nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s2 Tính momen quán tính lắc này trục quay HD: Ta có: ω = mgd I I= mgd ω2 = 4,9 kgm2 VD3 Một lắc vật lí là vật rắn có khối lượng m = kg dao động điều hòa với chu kì T = 0,5s Khoảng cách từ trọng tâm vật đến trục quay nó là d = 20 cm Lấy g = 10 m/s2 và π2 = 10 Tính momen quán tính lắc này trục quay HD: Ta có: T = 2π I mgd I= mgdT = 0,05 kgm2 4π VD4 Một lắc vật lí có khối lượng 1,2 kg, khoảng cách từ trọng tâm đến trục quay là 12 cm, momen quán tính trục quay là 0,03 kgm2 Lấy g = 10 m/s2 Tính chu kì dao động lắc HD: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 99 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 Ta có: T = 2π http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com I = 0,913 s mgd VD5 Một thước dài, mãnh có chiều dài 1,5 m treo đầu, dao động lắc vật lí nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 Lấy π2 = 10 Tính chu kì dao động nó HD: ml I 2l Ta có: T = 2π = 2π = 2π = s l mgd g mg VD6 Một kim loại có khối lượng không đáng kể, dài 64 cm, chất điểm có khối lượng 500 g gắn vào đầu thanh, có thể quay quanh trục nằm ngang qua đầu còn lại Lấy g = π2 m/s2 Tính chu kì dao động hệ HD: Ta có: T = 2π ml I l = 2π = 2π = 1,6 s mgd mgl g VD7 Một lắc vật lí treo thang máy Khi thang máy lên nhanh dần với gia tốc đứng yên? HD: g thì chu kì dao động lắc thay đổi nào so với lúc thang máy 10 → Thang máy lên nhanh dần nên a hướng thẳng đứng từ lên, đó lực quán tính → → → Fqt = - m a hướng xuống cùng hướng với trọng lực P nên gia tốc rơi tự biểu kiến g’ = g + 11 g= g 10 10 10 I I 10 I Ta có: T = 2π ; T’ = 2π = 2π =T mgd mg 'd 11 mgd 11 a=g+ DẠNG 12: CON LẮC ĐƠN ĐANG DAO ĐỘNG ĐỨT DÂY PHƯƠNG PHÁP 1) Bài toán đứt dây: Khi lăc đứt dây vật bay theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo điểm đứt + Khi vật qua vị trí cân thì đứt dây lúc đó vật chuyển động nén ngang với vận tốc đầu là vận tốc lúc đứt dây Vận tốc lúc đứt dây: v0 = 2gl(1 − cosα ) α0 N r O v0 Y BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 100 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ X - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com Phương trình theo các trục toạ độ: - vuhoangbg@gmail.com  t h e o o x : x = v t    t h e o o y : y = g t x2 x2 ⇒ phương trình quỹ đạo: y = g = v0 4l(1 − cosα ) + Khi vật đứt ly độ α thì vật chuyển động ném xiên với vận tốc ban đầu là vận tốc lúc đứt dây Vận tốc vật lúc đứt dây: v0 = 2gl(cosα − cosα ) Phương trình theo các trục toạ độ: α0 Y r v0 N  theo ox : x = (v cos α ).t    theo oy : y = (v sin α ).t − gt X O Khi đó phương trình quỹ đạo là: y = (tan α ).x − Hay: y = (tan α ).x − g x2 2 (v cosα ) g (1 + tan α )x 2 v0 Chú ý: Khi vật đứt dây vị trí biên thì vật sẻ rơi tự theo phương trình: y = gt VÍ DỤ MINH HỌA VD1:Một cầu A có kích thước nhỏ, khối lượng m = 500g, treo sợi dây mảnh, không dãn, chiều dài l = 1m Ở VTCB không cầu cách mặt đất nằm ngang khoảng 0,8m Đưa cầu khỏi VTCB cho sợi dây lập với phương thẳng đứng góc α0 = 600 buông cho nó chuyển động không vận tốc ban đầu Bỏ qua lực cản môi trường (g = 10m/s2) Tính lực căng T A VTCB Nếu qua thì dây đứt thì mô tả chuyển động cầu và phương trình quỹ đạo chuyển động nó sau đó Xác định vận tốc cầu chạm đất và có vị trí chạm đất Lời giải Lực căng dây Định luật bảo toàn nang mgh + mv2 = mgh0 → v2 = 2g(h0- h) = 2gl(cosα - cosα0) l Định luật N: α m F = P + T = ma → T = mgcos α = maht A v H → T = m (gcosα + l ) áp dụng (1) với VT cầu từ A đến BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 101 G v0 x M y CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com → v2o = 2gl(1 - cosα0) → | v0 | = 10 m/s → T = m [g + 2g (1 - cosα0)] = mg (3 - cosα0) Thay số: T = 0,5.10.(3 - 2cos600) = 10N Chuyển động cầu sau dây đứt + Khi đến VTCB, vận tốc cầu là v có phương nắm ngang + Nếu VT0 dây bị đứt thì chuyên động m sau dây đứt là chuyên động ném ngang + Chọn hệ trục oxy hình vẽ ta được: cầu chuyên dộng theo phương 0x : chuyển động thẳng đều: x = v0t = 10t (1) phương oy: chuyển động thẳng nhanh dần đều, vận tốc đầu = → y = gt2 = 5t2 (2) x Từ (1) t= 10 → thay vào (2) y = x2 (x; y >0) Vậy quỹ đạo chuyển động vật là nhánh parabol Qủa cầu chạm đất M với yM = H = 0,8 cm Thay vào PT quỹ đạo: x - 1,3 (cm) 1 mVM2 + mH = mv 20 2 Định luật bảo toàn năng: →v2 m - v20 = 2gH → |VM | = 10 + 2.10.0,8 = 26 ≈ 5,1 (m/s) PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: CON LẮC ĐƠN – SỐ Câu 1: Đối với lắc đơn, đồ thị biểu diễn mối liên hệ chiều dài l lắc và chu kì dao động T nó là A đường hyperbol B đường parabol C đường elip D đường thẳng Câu 2: Nếu gia tốc trọng trường giảm lần, độ dài sợi dây lắc đơn giảm lần thì chu kì dao động điều hoà lắc đơn tăng hay giảm bao nhiêu lần ? A Giảm lần B Tăng lần C Tăng 12 lần D Giảm 12 lần Câu 3: Con lắc đơn đứng yên vị trí cân Lúc t = truyền cho lắc vận tốc v0 = 20cm/s nằm ngang theo chiều dương thì nó dao động điều hoà với chu kì T = π /5s Phương trình dao động lắc dạng li độ góc là A α = 0,1cos(5t- π / ) (rad) B α = 0,1sin(5t + π ) (rad) C α = 0,1sin(t/5)(rad) D α = 0,1sin(t/5 + π )(rad) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 102 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 4: Cho lắc đơn dài l = 1m, dao động nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2 Kéo lắc lệch khỏi vị trí cân góc α = 600 thả nhẹ Bỏ qua ma sát Tốc độ vật qua vị trí có li độ góc α = 300 là A 2,71m/s B 7,32m/s C 2,71cm/s D 2,17m/s Câu 5: Một lắc đơn có chiều dài l = 1m kéo khỏi vị trí cân góc α = 50 so với phương thẳng đứng thả nhẹ cho vật dao động Cho g = π = 10m/s2 Tốc độ lắc đến vị trí cân có giá trị là A 0,028m/s B 0,087m/s C 0,278m/s D 15,8m/s Câu 6: Một lắc đơn có chu kì dao động T = 2s nơi có g = 10m/s2 Biên độ góc dao động là 60 Vận tốc lắc vị trí có li độ góc 30 có độ lớn là A 28,7cm/s B 27,8cm/s C 25m/s D 22,2m/s Câu 7: Một lắc đơn có chiều dài l = 1m, dao động điều hoà nơi có gia tốc trọng trường g = π = 10m/s2 Lúc t = 0, lắc qua vị trí cân theo chiều dương với vận tốc 0,5m/s Sau 2,5s vận tốc lắc có độ lớn là A B 0,125m/s C 0,25m/s D 0,5m/s Câu 8: Cho lắc đơn có chiều dài l = 1m, vật nặng m = 200g nơi có g = 10m/s2 Kéo lắc khỏi vị trí cân góc α = 450 thả nhẹ cho dao động Lực căng dây treo lắc qua vị trí có li độ góc α = 300 là A 2,37N B 2,73N C 1,73N D 0,78N Câu 9: Cho lắc đơn có chiều dài l = 1m, vật nặng m = 200g nơi có g = 10m/s2 Kéo lắc khỏi vị trí cân góc α = 450 thả nhẹ cho dao động Lực căng dây treo lắc vận tốc vật là C N D 14,1N A 3,17N B Câu 10: Một lắc đơn có khối lượng vật nặng m = 200g, chiều dài l = 50cm Từ vị trí cân ta truyền cho vật nặng vận tốc v = 1m/s theo phương ngang Lấy g = π = 10m/s2 Lực căng dây vật qua vị trí cân là D 2,4N A 6N B 4N C 3N Câu 11: Một lắc đơn có khối lượng vật nặng m = 0,2kg, chiều dài dây treo l , dao động nhỏ với biên độ S0 = 5cm và chu kì T = 2s Lấy g = π = 10m/s2 Cơ lắc là A 5.10-5J B 25.10-5J C 25.10-4J D 25.10-3J Câu 12: Một lắc đơn có khối lượng vật nặng m = 200g dao động với phương trình s = 10sin2t(cm) Ở thời điểm t = π /6(s), lắc có động là A 1J B 10-2J C 10-3J D 10-4J Câu 13: Một lắc đơn dao động với biên độ góc α = 60 Con lắc có động lần vị trí có li độ góc là A 1,50 B 20 C 2,50 D 30 Câu 14: Một lắc đơn dao động điều hoà với phương trình α = 0,14cos(2 π t- π /2)(rad) Thời gian ngắn để lắc từ vị trí có li độ góc 0,07(rad) đến vị trí biên gần là A 1/6s B 1/12s C 5/12s D 1/8s Câu 15: Một lắc đơn dao động điều hoà với phương trình s = 6cos(0,5 π t- π / )(cm) Khoảng thời gian ngắn để lắc từ vị trí có li độ s = 3cm đến li độ cực đại S0 = 6cm là A 1s B 4s C 1/3s D 2/3s Câu 16: Viết biểu thức lắc đơn biết góc lệch cực đại α dây treo: A mg l (1- cos α ) B mg l cos α C mg l D mg l (1 + cos α ) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 103 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 17: Tại cùng vị trí địa lý, thay đổi chiều dài lắc cho chu kì dao động điều hoà nó giảm hai lần Khi đó chiều dài lắc đã được: A tăng lên lần B giảm lần C tăng lên lần D giảm lần Câu 18: Con lắc lò xo có độ cứng k dao động điều hoà với biên độ A Con lắc đơn gồm dây treo có chiều dài l , vật nặng có khối lượng m dao động điều hoà với biên độ góc α nơi có gia tốc trọng trường g Năng lượng dao động hai lắc Tỉ số k/m bằng: A gl α A2 B A2 glα 02 C 2glα 02 A2 D glα 02 A2 Câu 19: Một lắc đơn dao động điều hoà, với biên độ (dài) S0 Khi nửa dao động toàn phần thì li độ A s = ± S0 B s = ± S0 C s = ± 2S D s = ± 2S Câu 20: Một lắc đơn có chiều dài l = 2,45m dao động nơi có g = 9,8m/s2 Kéo lắc lệch cung độ dài 5cm thả nhẹ cho dao động Chọn gốc thời gian vật bắt đầu dao dộng Chiều dương hướng từ vị trí cân đến vị trí có góc lệch ban đầu Phương trình dao động lắc là t π 2 π C s = 5sin( 2t- )(cm) A s = 5sin( - )(cm) t π B s = 5sin( + )(cm) π D s = 5sin( 2t + )(cm) Câu 21: Một lắc đơn có khối lượng vật nặng m = 200g, dây treo có chiều dài l = 100cm Kéo lắc khỏi vị trí cân góc 600 buông không vận tốc đầu Lấy g = 10m/s2 Năng lượng dao động vật là A 0,27J B 0,13J C 0,5J D 1J Câu 22: Một lắc đơn có chiều dài l Kéo lắc lệch khỏi vị trí cân góc α = 600 Tỉ số lực căng cực đại và cực tiểu là A B C D Câu 23: Một lắc đơn có chiều dài l dao động điều hoà với chu kì T Khi qua vị trí cân dây treo lắc bị kẹt chặt trung điểm nó Chu kì dao động tính theo chu kì ban đầu là A T/2 B T/ C T D T(1+ ) Câu 24: Chu kì dao động lắc đơn là 1s Thời gian ngắn để lắc từ vị trí mà đó động cực đại đến vị trí mà đó động lần A s 13 B s 12 C s D s Câu 25: Một lắc đơn có chiều day dây treo là l = 20cm treo cố định Kéo lắc lệch khỏi vị trí cân góc 0,1rad phía bên phải truyền cho nó vận tốc 14cm/s theo phương vuông góc với dây phía vị trí cân Coi lắc dao động điều hoà Chọn gốc tọa độ vị trí cân bằng, chiều dương hướng từ vị trí cân sang phía bên phải, gốc thời gian là lúc lắc qua vị trí cân lần thứ Lấy g = 9,8m/s2 Phương trình dao động lắc có dạng: A s = 2 cos(7t - π /2)cm B s = 2 cos(7 π t + π /2)cm C s = 2 cos(7t + π /2)cm D s = 2cos(7t + π /2)cm Câu 26: Cho lắc đơn gồm vật nhỏ treo trên sợi dây nhẹ, không co giãn Con lắc dao động với biên độ A nhỏ và qua vị trí cân thì điểm sợi bị giữ lại Biên độ dao động sau đó là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 104 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A A’ = A B A’ = A/ C A’ = A D A’ = A/2 Câu 27: Kéo lắc đơn có chiều dài l = 1m khỏi vị trí cân góc nhỏ so với phương thẳng đứng thả nhẹ cho dao động Khi qua vị trí cân bằng, dây treo bị vướng vào đinh đóng điểm treo lắc đoạn 36cm Lấy g = 10m/s2 Chu kì dao động lắc là A 3,6s B 2,2s C 2s D 1,8s Câu 28: Một lắc đơn có chiều dài l Kéo lắc lệch khỏi vị trí cân góc α = 300 thả nhẹ cho dao động Khi qua vị trí cân dây treo bị vướng vào đinh nằm trên đường thẳng đứng cách điểm treo lắc đoạn l / Tính biên độ góc β mà lắc đạt sau vướng đinh ? A 340 B 300 C 450 D 430 Câu 29: Một vật có khối lượng m0 = 100g bay theo phương ngang với vận tốc v0 = 10m/s đến va chạm vào cầu lắc đơn có khối lượng m = 900g Sau va chạm, vật m0 dính vào cầu Năng lượng dao động lắc đơn là A 0,5J B 1J C 1,5J D 5J Câu 30: Một lắc đơn có dây treo dài l = 1m mang vật nặng m = 200g Một vật có khối lượng m0 = 100g chuyển động theo phương ngang đến va chạm hoàn toàn đàn hồi vào vật m Sau va chạm lắc lên đến vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 600 Lấy g = π = 10m/s2 Vận tốc vật m0 trước va chạm là B 4,71m/s C 47,1cm/s D 0,942m/s A 9,42m/s Câu 31: Con lắc đơn có chiều dài l , khối lượng vật nặng m = 0,4kg, dao động điều hoà nơi có g = 10m/s2 Biết lực căng dây treo lắc vị trí biên là 3N thì sức căng dây treo lắc qua vị trí cân là C 6N D 12N A 3N B 9,8N Câu 32: Một lắc đơn có chiều dài l , vật có trọng lượng là 2N, vật qua vị trí có vận tốc cực đại thì lực căng dây 4N Sau thời gian T/4 lực căng dây có giá trị D 1N A 2N B 0,5N C 2,5N Câu 33: Một lắc đơn có chiều dài l , dao động với biên độ góc là 600 Tỉ số qua vị trí có li độ góc 450 −1 Câu 34: Khi lắc đơn dao động với phương trình s = cos10πt (mm) thì nó A B −2 τ vật P C −2 D biến đổi với tần số A 2,5 Hz B Hz C 10 Hz D 18 Hz Câu 35: Hai lắc đơn, dao động điều hòa cùng nơi trên Trái Đất, có lượng Quả nặng chúng có cùng khối lượng Chiều dài dây treo lắc thứ dài gấp đôi chiều dài dây treo lắc thứ hai ( l1 = 2l2) Quan hệ biên độ góc hai lắc là 1 A α = α B α = α C α = α D α = α 2 Câu 36: Một lắc đơn dao động nhỏ với biên độ 4cm Khoảng thời gian hai lần liên tiếp vận tốc vật đạt giá trị cực đại là 0,05s Khoảng thời gian ngắn để nó từ vị trí có li độ s1 = 2cm đến li độ s2 = 4cm là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 105 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 A s 120 B http://lophocthem.com s 80 C - vuhoangbg@gmail.com s 100 D s 60 Câu 37: Với gốc vị trí cân Chọn câu sai nói lắc đơn dao động điều hòa A Cơ vật vị trí biên B Cơ động vật qua vị trí cân C Cơ tổng động và vật qua vị trí D Cơ lắc đơn tỉ lệ thuận với biên độ góc Câu 38: Một lắc đơn có dây treo dài 20cm Kéo lắc lệch khỏi vị trí cân góc 0,1rad cung cấp cho nó vận tốc 14cm/s hướng theo phương vuông góc sợi dây Bỏ qua ma sát, lấy g = π (m/s2) Biên độ dài lắc là B 2 cm C 20cm D 20 cm A 2cm Câu 39: Một lắc đơn có dây treo dài 1m và vật có khối lượng 1kg dao động với biên độ góc 0,1rad Chọn gốc vị trí cân vật, lấy g = 10m/s2 Cơ toàn phần lắc là A 0,01J B 0,1J C 0,5J D 0,05J Câu 40: Một lắc đơn có dây treo dài 1m Kéo lắc lệch khỏi vị trí cân góc 600 thả nhẹ Bỏ qua ma sát, lấy g = 10m/s2 Vận tốc vật nó qua vị trí cân có độ lớn bao nhiêu ? A 1,58m/s B 3,16m/s C 10m/s D 3,16cm/s Câu 41: Một lắc đơn có dây treo dài 1m và vật có khối lượng 100g Kéo lắc lệch khỏi vị trí cân góc 600 thả nhẹ Bỏ qua ma sát, lấy g = 10m/s2 Lực căng dây vật qua vị trí cân là A 1N B 2N C 20N D 10N Câu 42: Con lắc đơn gồm hòn bi có khối lượng m treo trên dây đứng yên Một vật nhỏ có khối lượng m0 = 0,25m chuyển động với động W0 theo phương ngang đến va chạm với hòn bi dính vào vật m Năng lượng dao động hệ sau va chạm là A W0 B 0,2W0 C 0,16W0 D 0,4W0 Câu 43: Vận tốc lắc đơn có vật nặng khối lượng m, chiều dài dây treo l, dao động với biên độ góc αm qua li độ góc α là A v2 = mgl(cosα – cosαm) B v2 = 2mgl(cosα – cosαm) C v2 = 2gl(cosα – cosαm) D v2 = mgl(cosαm – cosα) Câu 44: Một lắc đơn mà vật nặng có trọng lượng 2N, lắc dao động môi trường không có ma sát Khi vật vị trí biên thì lực căng dây 1N Lực căng dây vật qua vị trí cân là A 4N B 2N C 6N D 3N “Người nào không dám làm gì hết, đừng hy vọng gì hết ” Schille 1B 11 C 21 D 31C 41B 2B 12C 22A 32D 42 B 3A 13D 23B 33B 43C 4A 14A 24B 34C 44A ĐÁP ÁN ĐỀ 5C 6A 15D 16A 25C 26B 35C 36D BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 106 7A 17B 27D 37D CHUYÊN ĐỀ - 8A 18D 28D 38B 9C 19C 29A 39D DAO ĐỘNG CƠ 10D 20D 30B 40B - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com CON LẮC ĐƠN – SỐ Họ và tên học sinh :………………………….Trường:THPT……………………………… Câu 1: Một lắc đơn có chiều dài l dao động điều hoà với chu kì T Khi qua vị trí cân dây treo lắc bị kẹt chặt trung điểm nó Chu kì dao động tính theo chu kì ban đầu là A T/2 B T/ C T D T(1+ ) Câu 2: Chọn câu trả lời đúng Khi nói lắc đơn, nhiệt độ không đổi thì A đưa lên cao đồng hồ chạy nhanh, xuống sâu chạy chậm B đưa lên cao đồng hồ chạy chậm, xuống sâu chạy nhanh C đưa lên cao đồng hồ chạy nhanh, xuống sâu chạy nhanh D đưa lên cao đồng hồ chạy chậm, xuống sâu chạy chậm Câu 3: Một lắc đơn có chiều dài l và chu kì T Nếu tăng chiều dài lắc thêm đoạn nhỏ ∆l Tìm thay đổi ∆ T chu kì lắc theo các đại lượng đã cho: A ∆ T = T ∆l ∆l ∆l B ∆ T = T 2l 2l C ∆ T = T ∆l 2l D ∆ T = T ∆l l Câu 4: Với g0 là gia tốc rơi tự mặt đất, R là bán kính Trái Đất Ở độ sâu d so với mặt đất gia tốc rơi tự vật là A gd = GM R2 B gd = GM R − d2 C gd = g0 R −d R D gd = g0  R  R −d Câu 5: Con lắc đơn dao động điều hào với chu kì 1s nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8m/s2, chiều dài lắc là A 24,8m B 24,8cm C 1,56m D 2,45m Câu 6: Cho lắc đơn có chiều dài l = 1m dao động nơi có gia tốc trọng trường g = π (m/s2) Chu kì dao động nhỏ lắc là A 2s B 4s C 1s D 6,28s Câu 7: Con lắc đơn có chiều dài l = 1m dao động với chu kì 2s, nơi đó lắc có chiều dài l ’ = 3m dao động với chu kì là A 6s B 4,24s C 3,46s D 1,5s Câu 8: Một lắc đơn có độ dài l1 dao động với chu kì T1 = 4s Một lắc đơn khác có độ dài l dao động nơi đó với chu kì T2 = 3s Chu kì dao động lắc đơn có độ dài l1 + l là A 1s B 5s C 3,5s D 2,65s Câu 9: Một lắc đơn có độ dài l1 dao động với chu kì T1 = 4s Một lắc đơn khác có độ dài l dao động nơi đó với chu kì T2 = 3s Chu kì dao động lắc đơn có độ dài l1 - l là A 1s B 5s C 3,5s D 2,65s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 107 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 10: Một lắc đơn có độ dài l , khoảng thời gian ∆ t nó thực dao động Người ta giảm bớt chiều dài nó 16cm, khoảng thời gian đó nó thực 10 dao động Chiều dài lắc ban đầu là A 25m B 25cm C 9m D 9cm Câu 11: Một lắc đơn có chiều dài dây treo 1m dao động với biên độ góc nhỏ có chu kì 2s Cho π = 3,14 Cho lắc dao động nơi có gia tốc trọng trường là A 9,7m/s2 B 10m/s2 C 9,86m/s2 D 10,27m/s2 Câu 12: Một lắc đơn có chiều dài l = 1m Khi lắc nặng m = 0,1kg, nó dao động với chu kì T = 2s Nếu treo thêm vào lắc vật nặng 100g thì chu kì dao động là bao nhiêu ? A 8s B 6s C 4s D 2s Câu 13: Một lắc đơn có chu kì dao động T = 2s Khi người ta giảm bớt 19cm, chu kì dao động lắc là T’ = 1,8s Tính gia tốc trọng lực nơi đặt lắc Lấy π = 10 A 10m/s2 B 9,84m/s2 C 9,81m/s2 D 9,80m/s2 Câu 14: Một lắc đơn có chu kì dao động T = 2,4s trên mặt đất Hỏi chu kì dao động lắc là bao nhiêu đem lên Mặt Trăng Biết khối lượng Trái Đất lớn gấp 81 lần khối lượng Mặt Trăng và bán kính Trái Đất lớn gấp 3,7 lần bán kính Mặt Trăng Coi nhiệt độ không thay đổi A 5,8s B 4,8s C 2s D 1s Câu 15: Con lắc Phucô treo nhà thờ Thánh Ixac Xanh Pêtecbua là lắc đơn có chiều dài 98m Gia tốc rơi tự Xanh Pêtecbua là 9,819m/s2 Nếu treo lắc đó Hà Nội có gia tốc rơi tự là 9,793m/s2 và bỏ qua ảnh hưởng nhiệt độ Chu kì lắc Hà Nội là A 19,84s B 19,87s C 19,00s D 20s Câu 16: Một đồng hồ lắc chạy đúng trên mặt đất Biết bán kính Trái Đất là 6400km và coi nhiệt độ không ảnh hưởng đến chu kì lắc Đưa đồng hồ lên đỉnh núi cao 640m so với mặt đất thì ngày đồng hồ chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? A nhanh 17,28s B chậm 17,28s C nhanh 8,64s D chậm 8,64s Câu 17: Một đồng hồ lắc chạy đúng trên mặt đất Đưa đồng hồ xuống giếng sau d = 400m so với mặt đất Coi nhiệt độ không đổi Bán kính Trái Đất R = 6400km Sau ngày đêm đồng hồ đó chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? A chậm 5,4s B nhanh 2,7s C nhanh 5,4s D chậm 2,7s Câu 18: Một đồng hồ lắc chạy đúng trên mặt đất nhiệt độ 250C Biết hệ số nở dài dây treo lắc là α = 2.10-5K-1 Khi nhiệt độ đó 200C thì sau ngày đêm, đồng hồ chạy nào ? A chậm 8,64s B nhanh 8,64s C chậm 4,32s D nhanh 4,32s Câu 19: Con lắc đồng hồ lắc có chu kì 2s nhiệt độ 290C Nếu tăng nhiệt độ lên đến 330C thì đồng hồ đó ngày đêm chạy nhanh hay chậm bao nhiêu ? Cho hệ số nở dài là α = 1,7.10-5K-1 A nhanh 2,94s B chậm 2,94s C nhanh 2,49s D chậm 2,49s Câu 20: Một đồng hồ lắc chạy nhanh 8,64s ngày nơi trên mặt biển và nhiệt độ 100C Thanh treo lắc có hệ số nở dài α = 2.10-5K-1 Cùng vị trí đó, đồng hồ chạy đúng nhiệt độ là A 200C B 150C C 50C D 00C Câu 21: Khối lượng trái đất lớn khối lượng mặt trăng 81 lần Đường kính trái đất lớn đường kính mặt trăng 3,7 lần Đem lắc đơn từ trái đất lên mặt trăng thì chu kì dao động thay đổi nào ? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 108 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A Chu kì tăng lên lần B Chu kì giảm lần C Chu kì tăng lên 2,43 lần D Chu kì giảm 2,43 lần Câu 22: Một đồng hồ lắc chạy đúng trên mặt đất nhiệt độ 170C Đưa đồng hồ lên đỉnh núi cao h = 640 m thì đồng hồ lắc đúng Biết hệ số nở dài dây treo lắc là α = 4.10-5K-1 Nhiệt độ đỉnh núi là A 17,50C B 14,50C C 120C D 70C -5 -1 Câu 23: Cho lắc đồng hồ lắc có α = 2.10 K Khi mặt đất có nhiệt độ 300C, đưa lắc lên độ cao h = 640m so với mặt đất, đó nhiệt độ là 50C Trong ngày đêm đồng hồ chạy nhanh hay chậm bao nhiêu ? A nhanh 3.10-4s B chậm 3.10-4s C nhanh 12,96s D chậm 12,96s Câu 24: Một đồng hồ chạy đúng nhiệt độ t1 = 100C Nếu nhiệt độ tăng đến 200C thì ngày đêm đồng hồ nhanh hay chậm bao nhiêu ? Cho hệ số nở dài dây treo lắc là α = 2.10-5K-1 A Chậm 17,28s B Nhanh 17,28s C Chậm 8,64s D Nhanh 8,64s Câu 25: Một đồng hồ đếm giây ngày chậm 130 giây Phải điều chỉnh chiều dài lắc nào để đồng hồ chạy đúng ? B Giảm 0,3% độ dài trạng A Tăng 0,2% độ dài trạng C Giảm 0,2% độ dài trạng D Tăng 0,3% độ dài trạng Câu 26: Kéo lắc đơn có chiều dài l = 1m khỏi vị trí cân góc nhỏ so với phương thẳng đứng thả nhẹ cho dao động Khi qua vị trí cân bằng, dây treo bị vướng vào đinh đóng điểm treo lắc đoạn 36cm Lấy g = 10m/s2 Chu kì dao động lắc trước bị vướng đinh là C 1,99s D 1,8s A 3,6s B 2,2s Câu 27: Một đồng hồ lắc đếm giây có chu kì T = 2s ngày chạy nhanh 120 giây Hỏi chiều dài lắc phải điều chỉnh nào để đồng hồ chạy đúng A Tăng 0,1% B Giảm 1% C Tăng 0,3% D Giảm 0,3% Câu 28: Khối lượng và bán kính hành tinh X lớn khối lượng và bán kính Trái Đất lần Chu kì dao động lắc đồng hồ trên Trái Đất là 1s Khi đưa lắc lên hành tinh đó thì chu kì nó là bao nhiêu? (coi nhiệt độ không đổi ) A 1/ s B s C 1/2s D 2s Câu 29: Một lắc có chu kì dao động trên mặt đất là T0 = 2s Lấy bán kính Trái đất R = 6400km Đưa lắc lên độ cao h = 3200m và coi nhiệt độ không đổi thì chu kì lắc A 2,001s B 2,00001s C 2,0005s D 3s Câu 30: Cho lắc đơn có chiều dài l1 dao động điều hoà với chu kì T1 = 1,2s; lắc đơn có chiều dài l dao động với chu kì T2 = 1,6s Hỏi lắc đơn có chiều dài l = l1 + l dao động nơi đó với tần số bao nhiêu ? A 2Hz B 1Hz C 0,5Hz D 1,4Hz Câu 31: Một lắc đơn có chiều dài dây treo là l = 100cm, dao động nhỏ nới có g = π m/s Tính thời gian để lắc thực dao động ? A 18s B 9s C 36s D 4,5s Câu 32: Một lắc đơn chạy đúng trên mặt đất với chu kì T = 2s; đưa lên cao gia tốc trọng trường giảm 20% Tại độ cao đó chu kì lắc (coi nhiệt độ không đổi) A s B s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C s 109 D CHUYÊN ĐỀ - s DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 33: Tại nơi trên mặt đất, lắc đơn có chiều dài l1 dao động với tần số 3Hz, lắc đơn có chiều dài l dao động với tần số 4Hz Con lắc có chiều dài l = l1 + l dao động với tần số là A 1Hz B 7Hz C 5Hz D 2,4Hz Câu 34: Hai lắc đơn có chiều dài kém 22cm, đặt cùng nơi Người ta thấy cùng khoảng thời gian t, lắc thứ thực 30 dao động, lắc thứ hai 36 dao động Chiều dài các lắc là A 72cm và 50cm B 44cm và 22cm C 132cm và 110cm D 50cm và 72cm Câu 35: Một lắc đơn có chiều dài dây treo l = 1,6m dao động điều hoà với chu kì T Nếu cắt bớt dây treo đoạn 0,7m thì chu kì dao động bây là T1 = 3s Nếu cắt tiếp dây treo đoạn 0,5m thì chu kì dao động bây T2 bao nhiêu ? A 1s B 2s C 3s D 1,5s Câu 36: Hai lắc đơn có chiều dài là l1 và l , cùng vị trí địa lý chúng có chu kỳ tương ứng là T1 = 3,0s và T2 = 1,8s Chu kỳ dao động lắc có chiều dài l = l1 − l A 2,4s B 1,2s C 4,8s D 2,6 Câu 37: Một lắc đơn có độ dài l Trong khoảng thời gian ∆t nó thực dao động Người ta giảm bớt độ dài nó 16cm Cùng khoảng thời gian ∆t trước, nó thực 10 dao động Cho g = 9,80m/s2 Độ dài ban đầu và tần số ban đầu lắc là A 25cm, 10Hz B 25cm, 1Hz C 25m, 1Hz D 30cm, 1Hz Câu 38: Một đồng hồ lắc chạy đúng nơi ngang mặt biển, có g = 9,86m/s2 và nhiệt độ t 10 = 300C Thanh treo lắc nhẹ, làm kim loại có hệ số nở dài là α = 2.105 -1 K Đưa đồng hồ lên cao 640m so với mặt biển, đồng hồ lại chạy đúng Coi Trái Đất dạng hình cầu, bán kính R = 6400km Nhiệt độ độ cao A 150C B 100C C 200C D 400C Câu 39: Con lắc đồng hồ coi lắc đơn Đồng hồ chạy đúng mặt đất Ở độ cao 3,2km muốn đồng hồ chạy đúng thì phải thay đổi chiều dài lắc nào ? Cho bán kính Trái Đất là 6400km A Tăng 0,2% B Tăng 0,1% C Giảm 0,2% D Giảm 0,1% Câu 40: Hai lắc đơn có chiều dài l1 , l ( l1 > l ) và có chu kì dao động tương ứng là T1, T2 nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8m/s2 Biết nơi đó, lắc có chiều dài l = l1 + l có chu kì dao động 1,8s và lắc có chiều dài l ' = l1 − l có chu kì dao động là 0,9s Chu kì dao động T1, T2 bằng: A 1,42s; 1,1s B 14,2s; 1,1s C 1,42s; 2,2s D 1,24s; 1,1s Câu 41: Con lắc Phucô treo nhà thờ thánh Ixac Xanh Pêtecbua là lắc đơn có chiều dài 98m Gia tốc trọng trường Xanh Pêtecbua là 9,819m/s2 Nếu muốn lắc đó treo Hà Nội dao động với chu kì Xanh Pêtecbua thì phải thay đổi độ dài nó nào ? Biết gia tốc trọng trường Hà Nội là 9,793m/s2 A Giảm 0,35m B Giảm 0,26m C Giảm 0,26cm D Tăng 0,26m Câu 42: Nếu cắt bớt chiều dài lắc đơn 19cm thì chu kì dao động lắc 0,9 chu kì dao động ban đầu Chiều dài lắc đơn chưa bị cắt là A 190cm B 100cm C 81cm D 19cm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 110 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 43: Một người đánh đu Hệ đu và người coi lắc đơn Khi người ngồi xổm trên đu thì chu kì là 4,42s Khi người đứng lên, trọng tâm hệ đu và người nâng lên(lại gần trục quay) đoạn 35cm Chu kì là A 4,42s B 4,24s C 4,12s D 4,51s Câu 44: Hai lắc đơn đặt gần dao động bé với chu kì 1,5s và 2s trên hai mặt phẳng song song Tại thời điểm t nào đó qua vị trí cân theo cùng chiều Thời gian ngắn để tượng trên lặp lại là D 6s A 3s B 4s C 7s “ Kẻ nào hi vọng vào vận may bị thất vọng Làm việc là cội rễ chiến thắng ” Musset 1B 11 C 21 C 31A 41B 10 2D 12D 22C 32A 42 B 3C 13A 23C 33D 43B 4C 14A 24C 34A 44D ĐÁP ÁN ĐỀ 5B 6A 15B 16D 25B 26C 35B 36A 7C 17D 27C 37B 8B 18D 28B 38C 9D 19B 29A 39D 10B 20A 30C 40A CON LẮC ĐƠN – SỐ Họ và tên học sinh :……………………………… Trường:THPT………………………… ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: Câu 1: Một lắc đơn dài 25cm, hòn bi có khối lượng 10g mang điện tích q = 10-4C Cho g = 10m/s2 Treo lắc đơn hai kim loại song song thẳng đứng cách 20cm Đặt hai hiệu điện chiều 80V Chu kì dao động lắc đơn với biên độ góc nhỏ là A 0,91s B 0,96s C 2,92s D 0,58s Câu 2: Một lắc đơn có khối lượng vật nặng m = 80g, đặt điện trường có vectơ cường độ điện trường E thẳng đứng, hướng lên có độ lớn E = 4800V/m Khi chưa tích điện cho nặng, chu kì dao động lắc với biên độ nhỏ T0 = 2s, nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2 Khi tích điện cho nặng điện tích q = 6.10-5C thì chu kì dao động nó là A 2,5s B 2,33s C 1,72s D 1,54s Câu 3: Một lắc đơn gồm sợi dây dài có khối lượng không đáng kể, đầu sợi dây treo hòn bi kim loại khối lượng m = 0,01kg mang điện tích q = 2.10-7C Đặt lắc điện trường E có phương thẳng đứng hướng xuống Chu kì lắc E = là T0 = 2s Tìm chu kì dao động lắc E = 104V/m Cho g = 10m/s2 A 2,02s B 1,98s C 1,01s D 0,99s Câu 4: Một lắc đơn có chu kì T = 2s Treo lắc vào trần xe chuyển động trên mặt đường nằm ngang thì vị trí cân dây treo lắc hợp với phương thẳng đứng góc 300 Chu kì dao động lắc xe là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 111 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 1,4s B 1,54s C 1,61s D 1,86s Câu 5: Một ôtô khởi hành trên đường ngang từ trạng thái đứng yên và đạt vận tốc 72km/h sau chạy nhanh dần quãng đường 100m Trên trần ôtô treo lắc đơn dài 1m Cho g = 10m/s2 Chu kì dao động nhỏ lắc đơn là C 1,97s D 1,02s A 0,62s B 1,62s Câu 6: Một lắc đơn treo vào trần thang máy nơi có g = 10m/s2 Khi thang máy đứng yên thì lắc có chu kì dao động là 1s Chu kì lắc thang máy lên nhanh dần với gia tốc 2,5m/s2 là A 0,89s B 1,12s C 1,15s D 0,87s Câu 7: Một lắc đơn treo vào trần thang máy nơi có g = 10m/s2 Khi thang máy đứng yên thì lắc có chu kì dao động là 1s Chu kì lắc thang máy lên chậm dần với gia tốc 2,5m/s2 là A 0,89s B 1,12s C 1,15s D 0,87s Câu 8: Một lắc đơn treo vào trần thang máy nơi có g = 10m/s2 Khi thang máy đứng yên thì lắc có chu kì dao động là 1s Chu kì lắc thang máy xuống nhanh dần với gia tốc 2,5m/s2 là A 0,89s B 1,12s C 1,15s D 0,87s Câu 9: Một lắc đơn treo vào trần thang máy nơi có g = 10m/s2 Khi thang máy đứng yên thì lắc có chu kì dao động là 1s Chu kì lắc thang máy xuống chậm dần với gia tốc 2,5m/s2 là A 0,89s B 1,12s C 1,15s D 0,87s Câu 10: Một lắc đơn treo vào trần thang máy nơi có g = 10m/s2 Khi thang máy đứng yên thì lắc có chu kì dao động là 1s Chu kì lắc thang lên xuống là C 1s D 0s A 0,5s B 2s Câu 11: Một lắc đơn treo vào trần thang máy nơi có g = 10m/s2 Khi thang máy đứng yên thì lắc có chu kì dao động là 1s Chu kì lắc thang máy rơi tự là D ∞ s A 0,5s B 1s C 0s Câu 12: Một lắc đơn có chu kì T = 2s đặt chân không Quả lắc làm hợp kim khối lượng riêng D = 8,67g/cm3 Bỏ qua sức cản không khí, lắc chịu tác dụng lực đẩy Acsimede, khối lượng riêng không khí là D0 = 1,3g/lít chu kì T’ lắc không khí là A 1,99978s B 1,99985s C 2,00024s D 2,00015s Câu 13: Treo lắc đơn dài 1m toa xe chuyển động xuống dốc nghiêng góc α = 30 so với phương ngang, hệ số ma sát bánh xe và mặt đường là µ = 0,2 Gia tốc trọng trường là g = 10m/s2 Vị trí cân lắc dây treo hợp với phương thẳng đứng góc β A 18,70 B 300 C 450 D 600 Câu 14: Treo lắc đơn toa xe chuyển đông xuống dốc nghiêng góc α = 300 so với phương ngang, chiều dài 1m, hệ số ma sát bánh xe và mặt đường là µ = 0,2 Gia tốc trọng trường là g = 10m/s2 Chu kì dao động nhỏ lắc là A 2,1s B 2,0s C 1,95s D 2,3s Câu 15: Một lắc đơn gồm sợi dây có chiều dài 1m và nặng có khối lượng m = 100g, mang điện tích q = 2.10-5C Treo lắc vào vùng không gian có điện trường theo phương nằm ngang với cường độ 4.104V/m và gia tốc trọng trường g = π = 10m/s2 Chu kì dao động lắc là A 2,56s B 2,47s C 1,77s D 1,36s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 112 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 16: Một lắc đơn gồm dây treo dài 0,5m, vật có khối lượng m = 40g dao động nơi có gia tốc trọng trường là g = 9,47m/s2 Tích điện cho vật điện tích q = -8.10-5C treo lắc điện trường có phương thẳng đứng, có chiều hướng lên và có cường độ E = 40V/cm Chu kì dao động lắc điện trường thoả mãn giá trị nào sau đây? A 1,06s B 2,1s C 1,55s D 1,8s Câu 17: Một lắc đơn đặt thang máy, có chu kì dao động riêng T thang máy đứng yên Thang máy xuống nhanh dần với gia tốc a = g/3 Tính chu kì dao động lắc đó A T B T/ C T T D Câu 18: Một lắc đơn đặt thang máy, có chu kì dao động riêng T thang máy đứng yên Thang máy lên nhanh dần với gia tốc a = g/3 Tính chukì dao động lắc đó A T B T/ C T T D Câu 19: Một lắc đơn có chu kì dao động riêng là T Chất điểm gắn cuối lắc đơn tích điện Khi đặt lắc đơn điện trường nằm ngang, người ta thấy trạng thái cân nó bị lệch góc π /4 so với trục thẳng đứng hướng xuống Chu kì dao động riêng lắc đơn điện trường A T/ 21 / B T/ C T D T/(1+ ) Câu 20: Một lắc đơn treo vào trần xe ôtô chuyển động theo phương ngang Tần số dao động lắc xe chuyển động thẳng là f0, xe chuyển động nhanh dần với gia tốc a là f1 và xe chuyển động chậm dần với gia tốc a là f2 Mối quan hệ f0; f1 và f2 là A f0 = f1 = f2 B f0 < f1 < f2 C f0 < f1 = f2 D f0 > f1 = f2 Câu 21: Một lắc đơn có chiều dài dây treo 1m dao động điều hoà treo xe chạy trên mặt phẳng nghiêng góc α = 300 so với phương ngang Xe chuyển động trên mặt phẳng nghiêng không ma sát Vị trí cân lắc sơi dây hợp với phương thẳng đứng góc β B 00 C 300 D 600 A 450 Câu 22: Một lắc đơn có chiều dài dây treo 1m dao động điều hoà treo xe chạy trên mặt phẳng nghiêng góc α = 300 so với phương ngang Xe chuyển động trên mặt phẳng nghiêng không ma sát Quả cầu khối lượng m = 100 g Lấy g = 10m/s2 Chu kì dao động nhỏ lắc là A 1s B 1,95s C 2,13s D 2,31s Câu 23: Một lắc đơn có chu kì T = 1,5s treo vào thang máy đứng yên Chu kì lắc thang máy lên chậm dần với gia tốc a = 1m/s2 bao nhiêu? cho g = 9,8m/s2 A 4,70s B 1,78s C 1,58s D 1,43s Câu 24: Có ba lắc cùng chiều dài dây treo, cùng khối lượng vật nặng Con lắc thứ và lắc thứ hai mang điện tích q1 và q2, lắc thứ ba không mang điện tích Chu kì dao động điều hòa chúng điện trường có phương thẳng đứng là T1; T2 và T3 với T1 = T3/3; T2 = 2T3/3 Biết q1 + q2 = 7,4.10-8C Tỉ số điện tích A 4,6 B 3,2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C 2,3 113 q1 q2 D 6,4 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 25: Con lắc đơn có dây treo dài 1m dao động điều hòa xe chạy trên mặt nghiêng góc α = 300 so với phương ngang Khối lượng cầu là m = 100 g Lấy g = 10m/s2 Bỏ qua ma sát bánh xe va mặt đường Khi vật vị trí cân xe chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, sợi dây hợp với phương thẳng đứng góc A 450 B 300 C 350 D 600 Câu 26: Con lắc đơn có dây treo dài 1m dao động điều hòa xe chạy trên mặt nghiêng góc α = 300 so với phương ngang Khối lượng cầu là m = 100 g Lấy g = 10m/s2 Bỏ qua ma sát bánh xe va mặt đường Lực căng dây có giá trị A 1,0N B 2,0N C 3N D 1,5N Câu 27: Con lắc đơn có dây treo dài 1m dao động điều hòa xe chạy trên mặt nghiêng góc α = 300 so với phương ngang Khối lượng cầu là m = 100 g Lấy g = 10m/s2 Bỏ qua ma sát bánh xe va mặt đường Chu kì dao động nhỏ lắc A 2,13s B 2,31s C 1,23s D 3,12s Câu 28: Con lắc đơn dài 1m, vật nặng khối lượng m = 50g mang điện tích q = -2.10-5C, cho g = 9,86m/s2 Đặt lắc vào vùng điện trường E nằm ngang, có độ lớn E = 25V/cm Chu kì dao động lắc A 1,91s B 2,11s C 1,995s D 1,21s Câu 29: Một lắc đơn có chiều dài 1m treo vào điểm I cố định Khi dao động lắc luôn chịu tác dụng lực F không đổi, có phương vuông góc với phương trọng lực P và có độ lớn P/ Lấy g = 10m/s2 Khi vật vị trí cân bằng, sợi dây hợp với phương thẳng đứng góc A 450 B 600 C 350 D 300 Câu 30: Một lắc đơn có chiều dài 1m treo vào điểm I cố định Khi dao động lắc luôn chịu tác dụng lực F không đổi, có phương vuông góc với phương trọng lực P và có độ lớn P/ Lấy g = 10m/s2 Kích thích cho vật dao động nhỏ, bỏ qua ma sát Chu kì dao động nhỏ lắc A 1,488s B 1,484s C 1,848s D 2,424s Câu 31: Một lắc đơn treo vào trần thang máy nơi có g = 9,86m/s2 Khi thang đứng yên thì chu kì dao động nhỏ lắc là 2s Thang máy lên nhanh dần với gia tốc 1,14m/s2 thì tần số dao động lắc A 0,5Hz B 0,48Hz C 0,53Hz D 0,75Hz Câu 32: Một lắc đơn treo vào trần thang máy nơi có g = 9,86m/s2 Khi thang đứng yên thì chu kì dao động nhỏ lắc là 2s Thang máy xuống thì tần số dao động lắc A 0,5Hz B 0,48Hz C 0,53Hz D 0,75Hz Câu 33: Một lắc đơn treo vào trần thang máy nơi có g = 9,86m/s2 Khi thang đứng yên thì chu kì dao động nhỏ lắc là 2s Thang máy lên chậm dần với gia tốc 0,86m/s2 thì lắc dao động với tần số A 0,5Hz B 0,48Hz C 0,53Hz D 0,75Hz Câu 34: Một lắc đơn dài 1m, nặng dạng hình cầu khối lượng m = 400g mang điện tích q = -4.10-6C Lấy g = 10m/s2 Đặt lắc vào vùng không gian có điện trường (có phương trùng phương trọng lực) thì chu kì dao động lắc là 2,04s Xác định hướng và độ lớn điện trường ? A hướng lên, E = 0,52.105V/m B hướng xuống, E = 0,52.105V/m C hướng lên, E = 5,2.105V/m D hướng xuống, E = 5,2.105V/m BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 114 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 35: Treo lắc đơn dài 1m toa xe chuyển động xuống dốc nghiêng góc α = 30 so với mặt phẳng nằm ngang Hệ số ma sát bánh xe và mặt đường là µ = 0,2; gia tốc trọng trường vùng lắc dao động là g = 10m/s2 Trong quá trình xe chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, vị trí cân vật sợi dây hợp với phương thẳng đứng góc A 450 B 300 C 18,70 D 600 Câu 36: Treo lắc đơn dài 1m toa xe chuyển động xuống dốc nghiêng góc α = 30 so với mặt phẳng nằm ngang Hệ số ma sát bánh xe và mặt đường là µ = 0,2; gia tốc trọng trường vùng lắc dao động là g = 10m/s2 Chu kì dao động nhỏ lắc B 2,1s C 3,1s D 2,5s A 1,2s Câu 37: Một lắc đơn treo trần toa xe, xe chuyển động lắc dao động với chu kỳ 1s, cho g = 10m/s2 Khi xe chuyển động nhanh dần theo phương ngang với gia tốc 3m/s2 thì lắc dao động với chu kỳ A 0,978s B 1,0526s C 0,9524s D 0,9216s Câu 38: Một lắc đơn có chiều dài l và khối lượng nặng là m Biết nặng tích điện q và lắc treo hai tụ phẳng Nếu cường độ điện trường tụ là E, thì chu kì lắc là A T = π l g B T = π l g2 + ( qE ) m l qE g+ m C T = π D T = π l qE g− m “Kẻ bi quan nhìn thấy khó khăn hội Người lạc quan lại thấy hội khó khăn ” N Mailer 1B 11 D 21 C 31C 11 2A 12D 22C 32A 3B 13A 23C 33B 4D 14A 24D 34B ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 10 5C 6A 15C 16A 25B 26D 35C 36B 7C 17C 27A 37A 8C 18D 28C 38B 9A 19A 29D 10C 20C 30C CHỦ ĐỀ 4: CÁC LOẠI DAO ĐỘNG CỘNG HƯỞNG CƠ Họ và tên học sinh :……………………………….THPT:……………………………… x ∆ PHẦN I.KIẾN THỨC TRỌNG TÂM: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ t O 115 CHUYÊN ĐỀ - DAO T ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com * Dao động tắt dần + Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian (năng lượng giảm dần theo thời gian) + Nguyên nhân: Do môi trường có độ nhớt (có ma sát, lực cản) làm tiêu hao lượng hệ + Khi lực cản môi trường nhỏ có thể coi dao động tắt dần là điều hoà (trong khoảng vài ba chu kỳ) + Khi coi môi trường tạo nên lực cản thuộc hệ dao động (lực cản là nội lực) thì dao động tắt dần có thể coi là dao động tự + Ứng dụng: Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc ô tô, xe máy, … là ứng dụng dao động tắt dần * Dao động trì + Là dao động (tắt dần) trì mà không làm thay đổi chu kỳ riêng hệ + Cách trì: Cung cấp thêm lượng cho hệ lượng lượng tiêu hao sau chu kỳ + Đặc điểm: - Có tính điều hoà - Có tần số tần số riêng hệ * Dao động cưỡng + Là dao động xảy tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn + Đặc điểm: - Có tính điều hoà - Có tần số tần số ngoại lực (lực cưỡng bức) - Có biên độ phụ thuộc biên độ ngoại lực, tần số lực cưỡng và lực cản môi trường Biên độ dao động cưỡng tỷ lệ với biên độ ngoại lực Độ chênh lệch tần số lực cưỡng và tần số riêng càng nhỏ thì biên độ dao động cưỡng càng lớn Lực cản môi trường càng nhỏ thì biên độ dao động cưỡng càng lớn * Cộng hưởng + Là tượng biên độ doa động cưỡng đạt giá trị cực đại tần số lực cưỡng tần số riêng hệ + Đường cong biểu diễn phụ thuộc biên độ vào tần số cưởng gọi là đồ thị cộng hưởng Nó càng nhọn lực cản môi trường càng nhỏ + Hiện tượng cộng hưởng xảy càng rõ nét lực cản (độ nhớt môi trường) càng nhỏ + Tầm quan trọng tượng cộng hưởng: Những hệ dao động tòa nhà, cầu, bệ máy, khung xe, có tần số riêng Phải cẩn thận không các hệ chịu tác dụng các lực cưởng mạnh, có tần số tần số riêng để tránh cộng hưởng, gây dao động mạnh làm gãy, đổ Hộp đàn đàn ghi ta, viôlon, là hộp cộng hưởng với nhiều tần số khác dây đàn làm cho tiếng đàn nghe to, rõ PHẦN II: BÀI TẬP VẬN DỤNG * Phương pháp : Một lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ A, hệ số ma sát µ a) Tính độ giảm biên độ dao động sau chu kỳ: ∆A ta có : Độ giảm công lực ma sát BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 116 x ∆Α t O CHUYÊN ĐỀ - TDAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Gọi A1 là biên độ dao động sau nửa chu kỳ đầu A2 là biên độ dao động sau nửa chu kỳ + Xét nửa chu kỳ đầu: 2 1 kA1 − kA = Amasát = − Fmasát ( A + A1 ) ⇒ kA2 − kA12 = Fmasát ( A + A1 ) 2 2 F 1 ⇔ k ( A − A1 )( A + A1 ) = Fmasát ( A + A1 ) ⇒ k ( A − A1 ) = Fmasát ⇒ A − A1 = masát (1) 2 k + Xét nửa chu kỳ tiếp theo: 2 1 kA2 − kA1 = Amasát = − Fmasát ( A1 + A2 ) ⇒ kA12 − kA22 = Fmasát ( A2 + A1 ) 2 2 F 1 ⇔ k ( A1 − A2 )( A1 + A2 ) = Fmasát ( A2 + A1 ) ⇒ k ( A1 − A2 ) = Fmasát ⇒ A1 − A2 = masát (2) k 2 Fmasát Từ (1) và (2) ⇒ Độ giảm biên độ sau chu kỳ: ∆A = A − A2 = k F Độ giảm biên độ sau N chu kỳ dao động: ∆An = A − An = N masát k b) Số chu kỳ dao động lúc dừng lại: Khi dừng lại An=0 ⇒ số chu kỳ : N = Lực masát: Fmasát = η N A kA = ∆An Fmasát η : là hệ số masát N: phản lực vuông góc với mặt phẳng c) Để trì dao động: Năng lượng cung cấp = Năng lượng chu kỳ= Công lực ma sát + Trong dao động tắt dần phần giảm đúng công lực ma sát nên với lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ ban đầu A, hệ số ma sát µ ta có: TÓM TẮT CÔNG THỨC QUAN TRỌNG Quảng đường vật đến lúc dừng lại: S = kA ω A2 = µmg µg µg µmg = k ω A Ak Aω Số dao động thực được: N = = = ∆A µmg µmg Độ giảm biên độ sau chu kì: ∆A = Vận tốc cực đại vật đạt thả nhẹ cho vật dao động từ vị trí biên ban đầu A: vmax = kA2 mµ g + − µgA m k Bài toán cộng hưởng dao động PHƯƠNG PHÁP: Để cho hệ dao động với biên độ cực đại rung mạnh nước sóng sánh mạnh thì xảy cộng hưởng dao động + Hệ dao động cưởng có cộng hưởng tần số f lực cưởng tần số riêng f0 hệ dao động f = f0 hay ω = ω0 hay T = T0 Với f, ω, T và f0, ω0, T0 là tần số, tần số góc, chu kỳ lực cưỡng và hệ dao động BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 117 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com Vận tốc xãy cộng hưởng là: v = Lưu ý: s T k m lắc lò xo: ω0 = lắc đơn: ω0 = - vuhoangbg@gmail.com g l lắc vật lý: ω0 = mgd I * VÍ DỤ MINH HỌA: VD1 Một lắc lò xo dao động tắt dần Cứ sau chu kì, biên độ nó giảm 0,5% Hỏi lượng dao động lắc bị sau dao động toàn phần là bao nhiêu % ? HD: Ta có: A − A' A' = − = 0,05 A A A' W '  A'  = 0,995 =   = 0,995 = 0,99 = 99%, đó phần A W  A lượng lắc sau dao động toàn phần là 1% VD2 Một lắc lò xo dao động tắt dần Cơ ban đầu nó là J Sau ba chu kì dao động thì biên độ nó giảm 20% Xác định phần chuyển hóa thành nhiệt trung bình chu kì HD kA2 Sau chu kỳ biên độ dao động lắc giảm 20% nên biên độ còn 1 lại: A’ = 0,8A, lúc đó: W’ = kA’2 = k(0,8A)2 = 0,64 kA2 = 0,64.W Phần 2 Ta có: W = chuyển hóa thành nhiệt ba chu kỳ: ∆W = W - W’ = 0,36.W = 1,8 J ∆W = 0,6 J Phần chuyển hóa thành nhiệt chu kỳ: ∆W = VD3 Một lắc lò xo gồm viên bi nhỏ khối lượng m và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 160 N/m Con lắc dao động cưởng tác dụng ngoại lực tuần hoàn có tần số f Biết biên độ ngoại lực tuần hoàn không đổi Khi thay đổi f thì biên độ dao động viên bi thay đổi và f = 2π Hz thì biên độ dao động viên bi đạt cực đại Tính khối lượng viên bi HD : Biên độ dao động cưởng đạt cực đại tần số lực cưởng tần số riêng lắc: f = f0 = 2π k m m= k 4π f = 0,1 kg = 100 g VD4 Một tàu hỏa chạy trên đường ray, cách khoảng 6,4 m trên đường ray lại có rãnh nhỏ chổ nối các ray Chu kì dao động riêng khung tàu trên các lò xo giảm xóc là 1,6 s Tàu bị xóc mạnh chạy với tốc độ bao nhiêu? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 118 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com HD : Tàu bị xóc mạnh chu kì kích thích ngoại lực chu kỳ riêng khung tàu: T = T0 = L v v= L = m/s = 14,4 km/h T0 VD5 Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,02 kg và lò xo có độ cứng N/m Vật nhỏ đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo Hệ số ma sát trượt giá đỡ và vật nhỏ là 0,1 Ban đầu giữ vật vị trí lò xo bị nén 10 cm buông nhẹ để lắc dao động tắt dần Lấy g = 10 m/s2 Tính vận tốc cực đại mà vật đạt quá trình dao động HD: Chọn trục tọa độ Ox trùng với trục lò xo, gốc tọa độ O (cũng là gốc năng) vị trí lò xo không biến dạng, chiều dương là chiều chuyển động lắc lúc buông tay Vật chu kì đầu tiên Gọi x là li độ vị trí vật đạt tốc độ cực đại (x < 0) Theo định luật bảo toàn lượng: W0 = Wđmax + Wt + |Ams|; với W0 = k∆l 02 ; 1 Wđmax = mv2; Wt = kx2; |Ams| = µmg(∆l0 - |x|) = µmg(∆l0 + x); ta có: 2 1 2 k∆l = mv + kx + µmg(∆l0+ x) 2 k k k k v2 = ∆l 02 - x2 - 2µmg(∆l0 + x) = - x2 - 2µgx + ∆l 02 - 2µg∆l0 Ta thấy v2 đạt cực đại m m m m b − 2µg µmg 0,1.0,02.10 x = ==== - 0,02 (m) = - (cm) k 2a k −2 m k Khi đó vmax = (∆l02 − x ) − µg (∆l0 + x) = 0,32 = 0,4 (m/s) = 40 (cm/s) m đạt tốc độ lớn VD6 Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,2 kg và lò xo có độ cứng 20 N/m Vật nhỏ đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo Hệ số ma sát trượt giá đỡ và vật nhỏ là 0,01 Từ vị trí lò xo không bị biến dạng, truyền cho vật vận tốc ban đầu m/s thì thấy lắc dao động tắt dần giới hạn đàn hồi lò xo Lấy g = 10 m/s2 Tính độ lớn lực đàn hồi cực đại lò xo quá trình dao động HD: Chọn trục tọa độ Ox trùng với trục lò xo, gốc tọa độ O (cũng là gốc năng) vị trí lò xo không biến dạng, chiều dương là chiều chuyển động ban đầu lắc Độ lớn lực đàn hồi lò xo đạt giá trị cực đại chu kì đầu tiên, đó vật vị trí biên Theo định luật bảo toàn lượng ta có: Wđ0 = Wtmax + |Ams| hay 1 mv 02 = kA 2max + µmgAmax 2 Thay số: 100A 2max + 0,2Amax – = k Amax + 2µgAmax - v 02 = m Amax = 0,099 m BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 119 Fmax = kAmax = 1,98 N CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com PHẦN III: ĐỀ trắc nghiệm tổng hợp: Câu 1: Một người xách xô nước trên đường, bước 50cm Chu kì dao động riêng nước xô là 1s Nước xô sóng sánh mạnh người đó với vận tốc A 50cm/s B 100cm/s C 25cm/s D 75cm/s Câu 2: Một người chở hai thùng nước phía sau xe đạp và đạp xe trên đường bê tông Cứ 5m, trên đường có rãnh nhỏ Chu kì dao động riêng nước thùng là 1s Đối với người đó, vận tốc không có lợi cho xe đạp là A 18km/h B 15km/h C 10km/h D 5km/h Câu 3: Một lắc đơn có chiều dài l treo toa tàu vị trí phía trên trục bánh xe Chiều dài ray là L = 12,5m Khi vận tốc đoàn tàu 11,38m/s thì lắc dao động mạnh Cho g = 9,8m/s2 Chiều dài lắc đơn là A 20cm B 30cm C 25cm D 32cm Câu 4: Cho lắc lò xo có độ cứng là k, khối lượng vật m = 1kg Treo lắc trên trần toa tầu phía trên trục bánh xe Chiều dài ray là L =12,5m Tàu chạy với vận tốc 54km/h thì lắc dao động mạnh Độ cứng lò xo là A 56,8N/m B 100N/m C 736N/m D 73,6N/m Câu 5: Hai lò xo có độ cứng k1, k2 mắc nối tiếp, đầu trên mắc vào trần toa xe lửa, đầu mang vật m = 1kg Khi xe lửa chuyển động với vận tốc 90km/h thì vật nặng dao động mạnh Biết chiều dài ray là 12,5m, k1 = 200N/m, π = 10 Coi chuyển động xe lửa là thẳng Độ cứng k2 bằng: A 160N/m B 40N/m C 800N/m D 80N/m Câu 6: Một vật dao động tắt dần có ban đầu E0 = 0,5J Cứ sau chu kì dao động thì biên độ giảm 2% Phần lượng chu kì đầu là A 480,2mJ B 19,8mJ C 480,2J D 19,8J Câu 7: Một xe đẩy có khối lượng m đặt trên hai bánh xe, gánh gắn lò xo có cùng độ cứng k = 200N/m Xe chạy trên đường lát bê tông, 6m gặp rãnh nhỏ Với vận tốc v = 14,4km/h thì xe bị rung mạnh Lấy π = 10 Khối lượng xe bằng: B 22,5kg C 215kg D 25,2kg A 2,25kg Câu 8: Một người xe đạp chở thùng nước trên vỉa hè lát bê tông, 4,5m có rãnh nhỏ Khi người đó chạy với vận tốc 10,8km/h thì nước thùng bị văng tung toé mạnh ngoài Tần số dao động riêng nước thùng là: A 1,5Hz B 2/3Hz C 2,4Hz D 4/3Hz Câu 9: Hai lò xo có độ cứng k1, k2 mắc nối tiếp với Vật nặng m k1 = 1kg, đầu trên là lo mắc vào trục khuỷu tay quay hình vẽ Quay k2 tay quay, ta thấy trục khuỷu quay với tốc độ 300vòng/min thì biên độ dao động đạt cực đại Biết k1 = 1316N/m, π = 9,87 Độ cứng k2 bằng: m A 394,8M/m B 3894N/m C 3948N/m D 3948N/cm Câu 10: Một hệ dao động chịu tác dụng ngoại lực tuần hoàn Fn = F0 cos 10πt thì xảy tượng cộng hưởng Tần số dao động riêng hệ phải là A π Hz B 10hz C 10 π Hz D 5Hz Câu 11: Hiện tượng cộng hưởng học xảy nào ? A tần số dao động cưỡng tần số dao động riêng hệ B tần số lực cưỡng bé tần số riêng hệ C tần số lực cưỡng lớn tần số riêng hệ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 120 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D tần số lực cưỡng tần số dao động cưỡng Câu 12: Một em bé xách xô nước trên đường Quan sát nước xô, thấy có lúc nước xô sóng sánh mạnh nhất, chí đổ ngoài Điều giải thích nào sau đây là đúng ? A Vì nước xô bị dao động mạnh B Vì nước xô bị dao động mạnh tượng cộng hưởng xảy C Vì nước xô bị dao động cưỡng D Vì nước xô dao động tuần hoàn Câu 13: Một vật dao động thì xảy tượng cộng hưởng, vật tiếp tục dao động A với tần số lớn tần số riêng B với tần số nhỏ tần số riêng C với tần số tần số riêng D không còn chịu tác dụng ngoại lực Câu 14: Chọn câu trả lời không đúng A Hiện tượng biên độ dao động cưỡng tăng nhanh đến giá trị cực đại tần số lực cưỡng tần số riêng hệ dao động gọi là cộng hưởng B Biên độ dao động cộng hưởng càng lớn ma sát càng nhỏ C Hiện tượng cộng hưởng xảy ngoại lực cưỡng lớn lực ma sát gây tắt dần D Hiện tượng cộng hưởng có thể có lợi có hại đời sống và kĩ thuật Câu 15: Phát biểu nào đây dao động tắt dần là sai ? A Dao động có biên độ giảm dần lực ma sát, lực cản môi trường tác dụng lên vật dao động B Lực ma sát, lực cản sinh công làm tiêu hao dần lượng dao động C Tần số dao động càng lớn thì quá trình dao động tắt dần càng nhanh D Lực cản lực ma sát càng lớn thì quá trình dao động tắt dần càng kéo dài Câu 16: Trong dao động sau đây, trường hợp nào tắt dần nhanh có lợi? A lắc đồng hồ B khung xe ôtô sau qua chỗ đường gồ ghề C lắc lò xo phòng thí nghiệm D rung cái cầu xe ôtô chạy qua Câu17: Phát biểu nào sau đây không đúng? Đối với dao động tắt dần thì A giảm dần theo thời gian B tần số giảm dần theo thời gian C biên độ dao động có tần số giảm dần theo thời gian D ma sát và lực cản càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh Câu 18: Dao động tắt dần là dao động có: A biên độ giảm dần ma sát B chu kì tăng tỉ lệ với thời gian C có ma sát cực đại D biên độ thay đổi liên tục Câu 19: Chọn câu trả lời sai nói dao động tắt dần: A Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian B Nguyên tắt dần là ma sát C Năng lượng dao động tắt dần không bảo toàn D Dao động tắt dần lắc lò xo dầu nhớt có tần số tần số riêng hệ dao động Câu 20: Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống cho hợp nghĩa: “Dao động … là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân……là ma sát Ma sát càng lớn thì sự……cành nhanh” BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 121 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A điều hoà B tự C tắt dần D cưỡng Câu 21: Biên độ dao động cưỡng không phụ thuộc A pha ban đầu ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật B biên độ ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật C tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật D hệ số lực cản(của ma sát nhớt) tác dụng lên vật dao động Câu 22: Nhận định nào đây dao động cưỡng là không đúng ? A Để dao động trở thành dao động cưỡng bức, ta cần tác dụng lên lắc dao động ngoại lực không đổi B Nếu ngoại lực cưỡng là tuần hoàn thì thời kì dao động lắc là tổng hợp dao động riêng nó với dao động ngoại lực tuần hoàn C Sau thời gian dao động còn lại là dao động ngoại lực tuần hoàn D Tần số dao động cưỡng tần số ngoại lực tuần hoàn Câu 23: Chọn câu trả lời đúng Dao động tự là dao động có A chu kì và biên độ phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài B chu kì và lượng phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài C chu kì và tần số phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài D biên độ và pha ban đầu phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài Câu 24: Đối với vật dao động cưỡng bức: A Chu kì dao động cưỡng phụ thuộc vào ngoại lực B Chu kì dao động cưỡng phụ thuộc vào vật và ngoại lực C Biên độ dao động không phụ thuộc vào ngoại lực D Biên độ dao động phụ thuộc vào ngoại lực Câu 25: Chọn câu sai Khi nói dao động cưỡng bức: A Dao động cưỡng là dao động tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn B Dao động cưỡng là điều hoà C Dao động cưỡng có tần số tần số lực cưỡng D Biên độ dao động cưỡng thay đổi theo thời gian Câu 26: Phát biểu nào sau đây dao động cưỡng là đúng? A Tần số dao động cưỡng là tần số riêng hệ B Biên độ dao động cưỡng là biên độ ngoại lực tuần hoàn C Tần số dao động cưỡng là tần số ngoại lực tuần hoàn D Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào tần số ngoại lực tuần hoàn Câu 27: Chọn câu trả lời đúng Dao động cưỡng là A dao động hệ tác dụng lực đàn hồi B dao động hệ tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian C dao động hệ điều kiện không có lực ma sát D dao động hệ tác dụng lực quán tính Câu 28: Dao động trì là dao động tắt dần mà người ta đã A làm lực cản môi trường vật chuyển động B tác dụng ngoại lực biến đổi điều hoà theo thời gian vào vật dao động BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 122 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C tác dụng ngoại lực vào vật dao động cùng chiều với chuyển động phần chu kì D kích thích lại dao động sau dao động bị tắt hẳn Câu 29: Chọn câu trả lời đúng Một người đưa võng Sau lần kích thích cách đạp chân xuống đất đầu tiên thì người đó nằm yên võng tự chuyển động Chuyển động võng trường hợp đó là: A dao động cưỡng B tự dao động C cộng hưởng dao động D dao động tắt dần Câu 30: Chọn câu trả lời đúng Trong dao động cưỡng bức, biên độ dao động cưỡng bức: A không phụ thuộc vào biên độ ngoại lực B tăng tần số ngoại lực tăng C giảm tần số ngoại lực giảm D đạt cực đại tần số ngoại lực tần số dao động riêng hệ dao động cưỡng Câu 31: Một vật dao động tắt dần, khoảng thời gian ∆t hệ giảm lần thì vận tốc cực đại giảm A lần B lần C lần D 2 lần Câu 32: Một vật dao động tắt dần, khoảng thời gian ∆t hệ giảm lần thì biên độ dao động giảm A lần B lần C lần D 16 lần Câu 33: Trong dao động tắt dần, đại lượng nào giảm theo thời gian? A Li độ và vận tốc cực đại B Vận tốc và gia tốc D Biên độ và tốc độ cực đại C Động và Câu 34: Trong dao động trì, lượng cung cấp thêm cho vật có tác dụng: A làm cho tần số dao động không giảm B bù lại tiêu hao lượng vì lực cản mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng hệ C làm cho li độ dao động không giảm xuống D làm cho động vật tăng lên Câu 35: Đặc điểm nào sau đây không đúng với dao động cưỡng ? A Dao động ổn định vật là dao động điều hoà B Tần số dao động luôn có giá trị tần số ngoại lực C Biên độ dao động cưỡng tỉ lệ nghịch biên độ ngoại lực D Biên độ dao động đạt cực đại tần số góc ngoại lực tần số góc riêng hệ dao động tắt dần Câu 36: Trong dao động cưỡng bức, với cùng ngoại lực tác dụng, tượng cộng hưởng rõ nét A dao động tắt dần có tần số riêng càng lớn B ma sát tác dụng lên vật dao động càng nhỏ C dao động tắt dần có biên độ càng lớn D dao động tắt dần cùng pha với ngoại lực tuần hoàn Câu 37: Biên độ dao động tắt dần chậm vật giảm 3% sau chu kì Phần dao động bị dao động toàn phần là A 3% B 9% C 6% D 1,5% BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 123 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 38: Gắn vật có khối lượng m = 200g vào lò xo có độ cứng k = 80N/m Một đầu lò xo giữ cố định Kéo vật m khỏi vị trí cân đoạn 10cm dọc theo trục lò xo thả nhẹ cho vật dao động Biết hệ số ma sát vật m và mặt phẳng ngang là µ = 0,1 Lấy g = 10m/s2 Thời gian dao động vật là A 0,314s B 3,14s C 6,28s D 2,00s Câu 39: Một lắc đơn có chiều dài l = 64cm và khối lượng m = 100g Kéo lắc lệch khỏi vị trí cân góc 60 thả nhẹ cho dao động Sau 20 chu kì thì biên độ góc còn là 30 Lấy g = π = 10m/s2 Để lắc dao động trì với biên độ góc 60 thì phải dùng máy đồng hồ để bổ sung lượng có công suất trung bình là B 0,082mW C 17mW D 0,077mW A 0,77mW “Chín phần mười tảng thành công là tự tin biết đem hết nghị lực thực ” 1A 11 A 21 A 31C 12 2A 12B 22A 32A 3B 13C 23C 33D 4A 14C 24A 34B ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 11 5C 6B 15D 16B 25D 26C 35C 36B 7B 17B 27B 37C 8B 18A 28C 38B 9C 19D 29D 39B 10D 20C 30D CHỦ ĐỀ 5: ĐỘ LỆCH PHA TỔNG HỢP DAO ĐỘNG PHẦN I: Phương pháp: Tùy theo bài toán và sở trường người, ta có thể dùng giãn đồ véc tơ công thức lượng giác để giải các bài tập loại này Lưu ý: Nếu có phương trình dao động thành phần dạng sin thì phải đổi phương trình này sang dạng cos tính toán vẽ giản đồ véc tơ + Hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số: Phương trình dao động dạng: x1 = A1cos(ωt + ϕ1) x2 = A2cos(ωt + ϕ2) ⇒ x = x1 + x2 = Acos(ωt + ϕ) a) Biên độ dao động tổng hợp: A2 = A12 + A22 + 2A1A2 cos (ϕ2 - ϕ1) Nếu hai dao động thành phần có pha: cùng pha: ∆ϕ = 2kπ ⇒ Amax = A1 + A2 ngược pha: ∆ϕ = (2k + 1)π ⇒ Amin = A1 − A2 π vuông pha: ∆ϕ = (2k + 1) ⇒ A = A12 + A2 2 lệch pha bất kì: A1 − A2 ≤ A ≤ A1 + A2 b) Pha ban đầu: tan ϕ = A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ ⇒ϕ =? A1 cos ϕ + A2 cos ϕ2 + Nếu có n dao động điều hoà cùng phương cùng tần số: x1 = A1cos(ωt + ϕ1) ………………… xn = Ancos(ωt + ϕn) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 124 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Dao động tổng hợp là: x = x1 + x2 + x3… = A cos(ωt + ϕ) Thành phần theo phương nằm ngang Ox: Ax = A1cosϕ1 + A2cosϕ2 + …… Ancosϕn Thành phần theo phương thẳng đứng Oy: Ay = A1sinϕ1 + A2sinϕ2 + …… Ansinϕn ⇒A= Ax2 + Ay2 + … và tanϕ = Ay Ax Chú ý: Khi không áp dụng các công thức trên để đơn giản ta dùng phương pháp giản đồ vectơ Frexnen để giải + Nếu biết dao động thành phần x1 = A1cos(ωt + ϕ1) và dao động tổng hợp x = Acos(ωt + ϕ) thì dao động thành phần còn lại là x2 = A2cos(ωt + ϕ2) với A2 và ϕ2 xác định bởi: A 22 = A2 + A 12 - AA1 cos (ϕ - ϕ1) , tanϕ2 = A sin ϕ − A1 sin ϕ1 A cos ϕ − A1 cos ϕ1 + Trường hợp vật tham gia nhiều dao động điều hòa cùng phương cùng tần số thì ta có: Ax = Acosϕ = A1cosϕ1 + A2cosϕ2 + A3cosϕ3 + … Ay = Asinϕ = A1sinϕ1 + A2sinϕ2 + A3sinϕ3 + … Khi đó biên độ và pha ban đầu dao động hợp là: A = Ax2 + Ay2 và tanϕ = Ay Ax PHẦN II CÁC VÍ DỤ MINH HỌA ur A VD1: Cho dao động điều hòa : π 3π x1 = cos(2π t + ) cm ; x2 = cos(2π t + ) cm Tìm dao động tổng hợp x = x1 +x2 ? A x = cos(2π t + C x = 5cos(2π t + π π ) cm B x = cos(2π t ) cm D x = cos(2π t + ) cm uur A2 π uur A1 α x ) cm HD:Chọn A Dễ thấy x1 và x2 vuông pha x là đường chéo hình vuông hường thẳng đứng lên ( hình vẽ) => x = cos(2π t + π ) ( cm) VD2 Một vật tham gia đồng thời hai dao động: x = 3cos(5πt + x = 3 cos(5πt + π π ) (cm) và ) (cm) Tìm phương trình dao động tổng hợp HD: A1 sin 600 + A2 sin(30 ) A = A + A + A1 A2 cos(−30 ) = 7,9 cm; tanϕ = = tan(410) 0 A1 cos 60 + A2 cos(30 ) 41π Vậy: x = 7,9cos(5πt + ) (cm) 180 2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 125 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD3 Chuyển động vật là tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần π 3π số có các phương trình là: x1 = cos(10t + ) (cm) và x2 = 3cos(10t + ) (cm) Xác định vận tốc cực đại và gia tốc cực đại vật HD: Ta có: A = A12 + A22 + A1 A2 cos 900 = cm amax = ωA = 500 cm/s2 = m/s2 vmax = ωA = 50 cm/s = 0,5 m/s; VD4 Dao động tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương có biểu thức x = cos(6πt + π ) (cm) Dao động thứ có biểu thức là x1 = 5cos(6πt + biểu thức dao động thứ hai HD : Ta có: A2 = A2 + A12 − AA1 cos(ϕ − ϕ1 ) = cm; tanϕ2 = Vậy: x2 = 5cos(6πt + π ) (cm) Tìm A sin ϕ − A1 sin ϕ1 2π = tan A cos ϕ − A1 cos ϕ1 2π )(cm) VD5 Một vật có khối lượng 200 g thực đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số với các phương trình: x1 = 4cos(10t + π vật là W = 0,036 J Hãy xác định A2 HD : Ta có: A = ) (cm) và x2 = A2cos(10t + π) Biết 2W = 0,06 m = cm; A2 = A 12 + A 22 + 2A1A2cos(ϕ2 - ϕ1) mω A 22 - 4A2 – 20 = A2 = 6,9 cm VD6 Vật khối lượng 400 g tham gia đồng thời dao động điều hòa cùng phương với các π π phương trình x1 = 3sin(5πt + ) (cm); x2 = 6cos(5πt + ) (cm) Xác định năng, vận tốc cực đại vật HD : Ta có: x1 = 3sin(5πt + π ) (cm) = 3cos5πt (cm); A= A12 + A22 + A1 A2 cos(300 ) = 5,2 cm Vậy: W = mω2A2 = 0,1,33 J; vmax = ωA = 81,7 cm/s VD7 Một vật có khối lượng 200 g tham gia đồng thời ba dao động điều hòa cùng phương với π π 2 các phương trình: x1 = 5cos5πt (cm); x2 = 3cos(5πt + ) (cm) và x3 = 8cos(5πt Xác định phương trình dao động tổng hợp vật BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 126 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ ) (cm) - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com HD: Vẽ giản đồ véc tơ ta thấy: A = - vuhoangbg@gmail.com A12 + ( A2 − A3 ) = cm; A2 − A3 π = tan(- ) A1 tanϕ = Vậy: x = x2 + x2 + x3 = cos(5πt - π ) (cm) VD8 Hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số f = 10 Hz, có biên độ là 100 mm và 173 mm, dao động thứ hai trể pha dao động thứ π dao động tổng hợp HD: A= π Viết các phương trình dao động thành phần và phương trình A12 + A22 + A1 A2 cos( −90 ) = 200 mm; tanϕ = Vậy: x = 200cos(20πt - π 12 so với dao động thứ Biết pha ban đầu A1 sin 450 + A2 sin( −450 ) = tan(-150) A1 cos 450 + A2 cos( −450 ) ) (mm) VD9: Một vật có khối lượng m = 500g thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương có phương trình dao động là: x1 = 3cos(5 π t)cm; x2 = 5cos(5 π t)cm + Tính lực kéo cực đại tác dụng vào vật + Xác định thời điểm vật qua ly độ x = 4cm lần thứ 2011 Hương dẫn giải: Ta có ∆ϕ = nên: A = A1 + A2 = cm Vậy: phương trình dao động tỏng hợp là : x = 8cos(5 π t)cm => Lực kéo cực đại tác dụng lên vật : Fmax = mω A = 1N + Sử dụng vòng lượng giác : Chu kỳ dao động T = Thời điểm đầu tiên vật qua vị trí M : Ta có cosα = 2π = 0, 4s ω M x π α = ⇒ α = ⇒ t1 = = s A ω 15 α M0 Thời điểm vật qua ly độ x = 4cm lần thứ 2021 t = 1005T + t1 = 412, 067s VD10: Vật có khối lượng m = 200g thực đồng thời hai dao đồng điều hoà cùng phương cùng số có π phương trình dao động : x1 = cos ( πt + ϕ ) cm, x = 5cos  πt +  cm Biết biên độ dao động tổng  6 hợp cực đại a Tìm ϕ , viết phương trình dao động tổng hợp đó b Xác định thời điểm vật qua ly độ x = - 4,5cm lần thứ 40 Hướng dẫn giải: a Để phương trình dao động tổng hợp đạt giá trị cực đại thì hai dao động thành phần phải cùng pha đó ϕ= π , A = A1 + A2 = 9cm π Phương trìn dao động tổng hợp: x = cos  πt +  cm  BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 6 127 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com b Sử dụng vòng tròn lượng giác: Thời điểm đầu tiên vật qua ly độ x = - 4,5cm vật M1: cosα = M1 x π π ∆ϕ = ⇒ α = ⇒ ∆ϕ1 = π − ( ϕ + α ) = ⇒ t1 = = s A ω Thời điểm cuối cùng vật M2: M0 α x 2π ∆ϕ2 ∆ϕ2 = 2α = ⇒ t2 = = s ω Thời điểm vật qua ly độ x - - 4,5cm lần thứ 40 là: M2 t = t1 + t + 19T = + + 18.2 = 37,17s VD11: Một chất điểm thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, biểu thức có dạng: π 2π    x1 = cos  2πt +  cm, x = cos  πt +  cm Xác định thời điểm vật qua li độ x = − 3cm lần 2012 6    theo chiều dương Hướng dẫn giải: Ta có: x = x1 + x = A cos ( ωt + ϕ) A = A12 + A22 + 2A1A2 cos ( ϕ2 − ϕ1 ) = 2cm tan ϕ = Vậy: A sin ϕ + A sin ϕ = A cos ϕ + A cos ϕ 3⇒ϕ= π π  x = cos  2πt +  cm 3  Sử dụng vòng tròn lượng giác: ta có: Thời điểm đầu tiên vật qua ly độ x = − 3cm theo chiểu dương là qua M2, x π 5π ∆ϕ = ⇒ α = ⇒ ∆ϕ = π − ϕ + α = ⇒ t1 = = s A 6 ω 12 Thời điểm vật qua ly độ x = − 3cm lần 2012 theo chiều dương là: t = t1 + 2011T = 2011,42s cosα = π VD12: Cho hai dao động điều cùng phương cùng tần số góc có phương trình là x1 = 2cos πt +  cm; 2  x = cos ( πt − π ) cm Một vật thực đồng thời hai dao động trên Xác định thời điểm vật qua ly độ x = 2 cm lần thứ 100 Tính quãng đường vật thời gian 10,25s Hướng dẫn giải: a.Phương trình dao động tổng hợp: x = x1 + x2 = A cos ( πt + ϕ ) cm (1) Ta có: A = A 2x + A 2y = 2 ; tan ϕ = Biện luận ⇒ Chọn ϕ = Ax −π 3π = -1⇒ ϕ = ϕ = Ay 4 3π 3π rad Vậy phương trình dao động tổng hợp là x = 2cos  πt +  cm 4   Sử dụng vòng tròn lượng giác: Thời điểm đầu tiên vật qua M1: t1 = T = s M1 Trong chu kỳ vật qua vị trí biên dương lần Vậy lần thứ 100 t = t1 + 99T = 198,5s O M0 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 128 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com t = 10,25 0,5T Do đó: s1 = 10.2A = 20A b Lập tỉ số: π Quãng đường vật thời gian t1 = 0, 5T, 0, 25 = 0,25s ⇒ ∆ϕ1 = ωt1 = ⇒ s = A Vậy quãng đường tổng cộng mà vật là s = s1 = s2 = 21A = 42 cm VD13: Cho bốn dao động điều cùng phương cùng tần số góc có phương trình là: π π   x = 3cos ( 20πt ) cm , x1 = 10 cos  20πt +  cm ; x = 3cos  20πt −  cm ; 3 2   2π   x = 10 cos  20πt +  cm Một vật có khối lượng m = 500g thực đồng thời bốn dao động trên   Xác định thời điểm vật qua ly độ x = - cm lần thứ Hướng dẫn giải: Phương trình dao động tổng hợp: x = x1 + x + x + x = A cos ( ωt + ϕ ) M π  ⇒ x = 6cos  20πt +  cm 4  M0 α x φ Sử dụng vòng tròn lượng giác: Thời điểm đầu tiên vật qua M: cosα = x π 5π ∆ϕ = ⇒ α = ⇒ ∆ϕ = π − ( α + ϕ ) = ⇒ t1 = = s A 12 ω 48 v Mỗi chu kỳ vật qua cùng vị trí hai lần Do đó lần thứ 9: t = t1 + 4T = 0,421s VD14: Cho hai phương trình dao động điều hòa cùng phương cùng tần số có phương trình π  x1 = A1cos  4πt −  cm và x = A 2cos ( 4πt − π ) cm Phương trình dao động tổng hợp: 6  x = cos ( 4πt − ϕ ) cm Biết biên độ A2 có giá trị cực đại Tính giá trị A1 Hướng dẫn giải: Vẽ giản đồ vec tơ Dựa vào giản đồ vec tơ Áp đụng định lý hàm số sin A2 A A sin α = ⇒ A2 = (1) π π sin α sin sin 6 A Từ (1) ⇒ A 2max α = 900: A = = 2A = 18cm y A π/6 α x A1 A Tam giác OAA2 vuông A nên ta có: A12 + = A 22 ⇒ A1 = A 22 − = 3cm VD15: Dao động tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương có biểu thức π  x = 3cos  6πt +  cm Dao động thứ có biểu thức là 2  π  x1 = 5cos  6πt +  cm Tìm biểu 3  thức dao động thứ hai Hướng dẫn giải: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 129 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com ur ur ur ur ur ur a Phương trình dao động tổng hợp: x = x1 + x ⇔ A = A1 + A ⇒ A = A − A1 (1) Chiều lên Ox, Oy: π π   A 2X = 3cos − 5cos ⇒ A = A 2x + A 2y = 5cm  π π  A = sin − 5sin  2y A sin ϕ − A1 sin ϕ1 2π Pha ban đầu xác định bởi: tan ϕ2 = =− 3⇒ϕ= A cos ϕ − A1cosϕ1 Vậy phương trình dao động thứ hai là: x = 5cos  5πt +  VD16: 2π   cm  Một chất điểm thực đồng thời dao đông điều hoà cùng phương: π π   x1 = A1cos  10πt +  cm ; x = A cos 10πt −  cm Phương trình dao 3 2   x = 5cos (10πt + ϕ ) cm Tính giá trị lớn biên độ dao động A2max? động tổng Hướng dẫn giải: Ta biểu diễn các dao động giản đồ véc tơ qauy hình vẽ bên Áp dụng định lý hàm số sin: hợp là α A1 A sin ( ϕ + ϕ1 ) A2 A = ⇒ A2 = sin ( ϕ + ϕ1 ) sin α sin α π π π Vì α, A không đổi để A 2max và ϕ + ϕ1 = ⇒ ϕ = − ϕ1 = 2 A sin ( ϕ + ϕ1 ) A 2max = = = 10cm sin α A φ1 φ A VD17: Một vật thực đông thời dao động điều hòa: x1 = A1cos ( ωt ) cm , x = 2,5 3cos ( ωt + ϕ2 ) cm và người ta thu biên độ dao động tổng hợp là là 2,5 cm Biết A1 đạt cực đại Hãy xác định φ2 Hướng dẫn giải: Vẽ giản đồ vectơ hình vẽ Theo định lý hàm số sin: A A2 A1 A A sin α = ⇒ A1 = sin α sin( π − ϕ2 ) sin( π − ϕ2 ) π A1 có giá trị cực đại sinα = ⇒ α = α ϕ2 A1 A1max = A + A 22 = 2,52 + 3.2,52 = 5cm Khi đó: sin ( π − ϕ2 ) = A π 5π = ⇒ π − ϕ2 = ⇒ ϕ2 = A1max 6 π 5π  π =  π Vậy phương trình dao động tổng hợp là: x = 2,5cos  ωt +  cm 3  b Dựa vào giản đồ vec tơ ta có: ϕ = −  π −  BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 130 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: Câu 1: Cho hai dao động điều hoà có phương trình: x1 = A1cos (ωt + π / 2) cm và x2 = A2sin (ωt ) cm Chọn phát biểu nào sau đây là đúng : A Dao động thứ cùng pha với dao động thứ hai B Dao động thứ ngược pha với dao động thứ hai C Dao động thứ vuông pha với dao động thứ hai D Dao động thứ trễ pha so với dao động thứ hai Câu 2: Hai vật dao động điều hoà có cùng biên độ và tần số dọc theo cùng đường thẳng Biết chúng gặp chuyển động ngược chiều và li độ nửa biên độ Độ lệch pha hai dao động này là A 600 B 900 C 1200 D 1800 Câu 3: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có biên độ là 8cm và 6cm Biên độ dao động tổng hợp không thể nhận các giá trị A 14cm B 2cm C 10cm D 17cm Câu 4: Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình x1 = 3cos(10 πt + π /6)(cm) và x2 = 7cos(10 πt + 13π /6)(cm) Dao động tổng hợp có phương trình là A x = 10cos(10 πt + π /6)(cm) B x = 10cos(10 πt + π /3)(cm) C x = 4cos(10 πt + π /6)(cm) D x = 10cos(20 πt + π /6)(cm) Câu 5: Một vật tham gia đồng thời vào hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số với phương trình là : x1 = 5cos( 4πt + π /3)cm và x2 = 3cos( 4πt + π /3)cm Phương trình dao động vật là A x = 2cos( 4πt + π /3)cm B x = 2cos( 4πt + π /3)cm D x = 4cos( 4πt + π /3)cm C x = 8cos( 4πt + π /3)cm Câu 6: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình dao động là x1 = cos(2t + π /3)(cm) và x2 = cos(2t - π /6)(cm) Phương trình dao động tổng hợp là A x = cos(2t + π /6)(cm) B x =2cos(2t + π /12)(cm) C x = cos(2t + π /3)(cm) D x =2cos(2t - π /6)(cm) Câu 7: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số 10Hz và có biên độ là 7cm và 8cm Biết hiệu số pha hai dao động thành phần là π /3 rad Tốc độ vật vật có li độ 12cm là A 314cm/s B 100cm/s C 157cm/s D 120 π cm/s Câu 8: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình : x1 = A1cos(20t + π /6)(cm) và x2 = 3cos(20t +5 π /6)(cm) Biết vận tốc vật qua vị trí cân có độ lớn là 140cm/s Biên độ dao động A1 có giá trị là A 7cm B 8cm C 5cm D 4cm Câu 9: Một vật thực đồng thời dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số f = 5Hz Biên độ dao động và pha ban đầu các dao động thành phần là A1 = 433mm, A2 = 150mm, A3 = 400mm; ϕ1 = 0, ϕ = π / 2, ϕ = − π / Dao động tổng hợp có phương trình dao động là A x = 500cos( 10π t + π /6)(mm) B x = 500cos( 10π t - π /6)(mm) C x = 50cos( 10π t + π /6)(mm) D x = 500cos( 10π t - π /6)(cm) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 131 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 10: Một vật nhỏ có m = 100g tham gia đồng thời dao động điều hoà, cùng phương cùng tần số theo các phương trình: x1 = 3cos20t(cm) và x2 = 2cos(20t - π /3)(cm) Năng lượng dao động vật là A 0,016J B 0,040J C 0,038J D 0,032J Câu 11: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có biên độ là 3cm và 7cm Biên độ dao động tổng hợp có thể nhận các giá trị A 11cm B 3cm C 5cm D 2cm Câu 12: Một vật có khối lượng m = 200g, thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình: x1 = 6cos( 5πt − π / )cm và x2 = 6cos 5πt cm Lấy π =10 Tỉ số động và x = 2 cm A B C D Câu 13: Cho vật tham gia đồng thời dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình là x1 = 10cos(20 π t + π /3)(cm), x2 = cos(20 π t)(cm), x3 = cos(20 π t - π /2)(cm), x4 = 10cos(20 π t +2 π /3)(cm) Phương trình dao động tổng hợp có dạng là A x = 6 cos(20 π t + π /4)(cm) B x = 6 cos(20 π t - π /4)(cm) D x = cos(20 π t + π /4)(cm) C x = 6cos(20 π t + π /4)(cm) Câu 14: Một vật có khối lượng m, thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình: x1 = 3cos( ωt + π / )cm và x2 = 8cos( ωt − 5π / )cm Khi vật qua li độ x = 4cm thì vận tốc vật v = 30cm/s Tần số góc dao động tổng hợp vật là B 10rad/s C 20rad/s D 100rad/s A 6rad/s Câu 15: Hai dao động điều hoà có phương trình: x1 = A1cos(20 π t + π /2)cm và x2 = A2cos(20 π t + π /6)cm Chọn phát biểu nào sau đây là đúng : A Dao động thứ sớm pha dao động thứ hai góc π /3 B Dao động thứ trễ pha dao động thứ hai góc (- π /3) C Dao động thứ hai trễ pha dao động thứ góc π /6 D Dao động thứ hai sớm pha dao động thứ góc (- π /3) Câu 16: Hai dao động điều hoà có phương trình: x1 = 2cos(20 π t +2 π /3)cm và x2 = 3cos(20 π t + π /6)cm Phát biểu nào sau đây là đúng ? A Dao động thứ cùng pha với dao động thứ hai B Dao động thứ ngược pha với dao động thứ hai C Dao động thứ vuông pha với dao động thứ hai D Dao động thứ trễ pha so với dao động thứ hai Câu 17: Hai dao động điều hào cùng phương, cùng tần số, có phương trình: x1 = 3cos(20 π t + π /3)cm và x2 = 4cos(20 π t - π /3)cm Chọn phát biểu nào sau đây là đúng : A Hai dao động x1 và x2 ngược pha B Dao động x2 sớm pha dao động x1 mộ góc (-3 π ) C Biên độ dao động tổng hợp -1cm D Độ lệch pha dao động tổng hợp bằng(-2 π ) Câu 18: Hai dao động cùng phương, cùng tần số, có biên độ là 2cm và 6cm Biên độ dao động tổng hợp hai dao động trên là 4cm độ lệch pha hai dao động A 2k π B (2k – 1) π C (k – 1/2) π D (2k + 1) π /2 Câu 19: Một vật tham gia vào hai dao động điều hoà có cùng tần số thì A chuyển động tổng hợp vật là dao động tuần hoàn cùng tần số B chuyển động tổng hợp vật là dao động điều hoà cùng tần số BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 132 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C chuyển động tổng hợp vật là dao động điều hoà cùng tần số và có biên độ phụ thuộc hiệu số pha hai dao động thành phần D chuyển động vật là dao động điều hoà cùng tần số hai dao động thành phần cùng phương Câu 20: Cho thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình sau: x1 = 10cos(5 πt - π /6)(cm) và x2 = 5cos(5 πt + π /6)(cm) Phương trình dao động tổng hợp là A x = 5cos(5 πt - π /6)(cm) B x = 5cos(5 πt + π /6)(cm) C x = 10cos(5 πt - π /6)(cm) D x = 7,5cos(5 πt - π /6)(cm) Câu 21: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số Biết phương trình dao động thứ là x1 = 5cos( πt + π / )cm và phương trình dao động tổng hợp là x = 3cos( πt + π / )cm Phương trình dao động thứ hai là: A x2 = 2cos( πt + π / )cm B x2 = 8cos( πt + π / )cm C x2 = 8cos( πt + π / )cm D x2 = 2cos( πt + π / )cm Câu 22: Hai dao động điều hoà cùng phương, biên độ A nhau, chu kì T và có hiệu pha ban đầu ∆ϕ = π /3 Dao động tổng hợp hai dao động đó có biên độ A 2A B A B D A Câu 23: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình x1 = cos50 π t(cm) và x2 = cos(50 π t - π /2)(cm) Phương trình dao động tổng hợp có dạng là A x = 2cos(50 π t + π /3)(cm) B x = 2cos(50 π t - π /3)(cm) C x = (1+ cos(50 π t + π /2)(cm) D x = (1+ )cos(50 π t - π /2)(cm) Câu 24: Một vật đồng thời thực hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình : x1 = 2 cos2 π t(cm) và x2 = 2 sin2 π t(cm) Dao động tổng hợp vật có phương trình là B x = 4cos(2 π t -3 π /4)cm A x = 4cos(2 π t - π /4)cm C x = 4cos(2 π t + π /4)cm D x = 4cos(2 π t +3 π /4)cm Câu 25: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số với phương trình: x1 = 3 cos(5 π t + π /6)cm và x2 = 3cos(5 π t +2 π /3)cm Gia tốc vật thời điểm t = 1/3(s) là A 0m/s2 B -15m/s2 C 1,5m/s2 D 15cm/s2 Câu 26: Một vật thực đồng thời hai dao động thành phần: x1 = 10cos( πt + π / )cm và x2 = cos( πt + π / )cm Phương trình dao động tổng hợp là A x = 15cos( πt + π / )cm B x = 5cos( πt + π / )cm C x = 10cos( πt + π / )cm D x = 15cos( πt )cm Câu 27: Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có biên độ là 6cm và 8cm Biên độ dao động tổng hợp là 10cm độ lệch pha hai dao động ∆ϕ A 2k π B (2k – 1) π C (k – 1) π D (2k + 1) π /2 Câu 28: Một vật có khối lượng m = 500g, thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình: x1 = 8cos( 2πt + π / )cm và x2 = 8cos 2πt cm Lấy π =10 Động vật qua li độ x = A/2 là A 32mJ B 64mJ C 96mJ D 960mJ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 133 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 29: Một vật có khối lượng m = 200g thực đồng thời hai dao động điều hoà có phương trình: x1 = 4cos10t(cm) và x2 = 6cos10t(cm) Lực tác dụng cực đại gây dao động tổng hợp vật là A 0,02N B 0,2N C 2N D 20N Câu 30: Một vật có khối lượng m = 100g thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số f = 10Hz, biên độ A1 = 8cm và ϕ1 = π /3; A2 = 8cm và ϕ = - π /3 Lấy π =10 Biểu thức vật theo thời gian là A Wt = 1,28sin2(20 πt )(J) B Wt = 2,56sin2(20 πt )(J) C Wt = 1,28cos2(20 πt )(J) D Wt = 1280sin2(20 πt )(J) Câu 31: Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình: x1 = 4,5cos(10t+ π / )cm và x2 = 6cos(10t)cm Gia tốc cực đại vật là A 7,5m/s2 B 10,5m/s2 C 1,5m/s2 D 0,75m/s2 Câu 32: Cho vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ 5cm Biên độ dao động tổng hợp là 5cm độ lệch pha hai dao động thành phần ∆ϕ A π rad B π /2rad C π /3rad D π /4rad Câu 33: Chọn phát biểu không đúng: A Độ lệch pha các dao động thành phần đóng vai trò định tới biên độ dao động tổng hợp B Nếu hai dao động thành phần cùng pha: ∆ϕ = k 2π thì: A = A1 + A2 C Nếu hai dao động thành phần ngược pha: ∆ϕ = (2k + 1)π thì: A = A1 – A2 D Nếu hai dao động thành phần lệch pha bất kì: A1 − A ≤ A ≤ A1 + A2 Câu 34: Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình: x1 = 20cos(20t+ π / )cm và x2 = 15cos(20t- 3π / )cm Vận tốc cực đại vật là A 1m/s B 5m/s C 7m/s D 3m/s Câu 35: Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình: x1 = 5cos(3 π t+ π / )cm và x2 = 5cos( 3π t+ π / )cm Biên độ và pha ban đầu dao động tổng hợp là A A = 5cm; ϕ = π /3 B A = 5cm; ϕ = π /6 C A = cm; ϕ = π /6 D A = cm; ϕ = π /3 Câu 36: Cho hai dao động điều hoà có phương trình: x1 = A1cos( ωt + π / )cm và x2 = A2sin( ωt + π / )cm Chọn kết luận đúng : A Dao động x1 sớm pha dao động x2 là: π / B Dao động x1 sớm pha dao động x2 là: π / C Dao động x1 trễ pha dao động x2 là: π / D Dao động x1 trễ pha dao động x2 là: π / Câu 37: Xét dao động tổng hợp hai dao động thành phần có cùng phương và cùng tần số Biên độ dao động tổng hợp không phụ thuộc A biên độ dao động thành phần thứ B biên độ dao động thành phần thứ hai C tần số chung hai dao động thành phần D độ lệch pha hai dao động thành phần Câu 38: Cho vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần sô f = 50Hz có biên độ là A1 = 2a, A2 = a và có pha ban đầu là ϕ1 = π / 3, ϕ = π Phương trình dao động tổng hợp là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 134 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A x = a cos(100 πt + π / ) B x = a cos(100 πt + π / ) C x = a cos(50 πt + π / ) D x = a cos(100 πt + π / ) Câu 39: Cho hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số góc ω = 5π (rad/s), với biên độ: A1 = /2cm và A2 = cm; các pha ban đầu tương ứng là ϕ1 = π 5π và ϕ = Phương trình dao động tổng hợp là A x = 2,3 cos(5πt − 0,73π)cm B x = 3,2 cos(5πt + 0,73π)cm C x = 2,3 cos(5πt + 0,73π)cm D x = 2,3 sin(5πt + 0,73π)cm Câu 40: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, có các phương 2π ) Phương trình dao động tổng hợp là π B x = a cos(ωt + ) π D x = a cos(ωt + ) trình là x1 = a cos ωt và x = 2a cos(ωt + π A x = a cos(ωt − ) π C x = 3a cos(ωt + ) Câu 41: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có các biên độ thành phần là 3cm, 7cm Biên độ dao động tổng hợp là 4cm Chọn kết luận đúng : A Hai dao động thành phần cùng pha.B Hai dao động thành phần vuông pha C Hai dao động thành phần ngược pha D Hai dao động thành phần lệch pha 120 Câu 42: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ cm, vuông pha Biên độ dao động tổng hợp A cm B cm C 2 cm D cm Câu 43: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ cm, lệch pha góc là 1200 Biên độ dao động tổng hợp A cm B cm C 2 cm D cm 1B 11 C 21 C 31A 41C 2C 12B 22B 32C 42 D “Đường gần, không không đến Việc nhỏ, không làm chẳng nên” ĐÁP ÁN ĐỀ 12 3D 4A 5A 6B 7A 8B 13A 14B 15A 16C 17A 18B 23B 24C 25B 26A 27D 28C 33C 34A 35D 36B 37C 38B 43D BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 135 CHUYÊN ĐỀ - 9B 19D 29C 39C DAO ĐỘNG CƠ 10C 20A 30C 40D - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com DAO ĐỘNG CƠ HỌC ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM 2007-2012 Câu 1(CĐ 2007): Một vật nhỏ dao động điều hòa có biên độ A, chu kì dao động T , thời điểm ban đầu to = vật vị trí biên Quãng đường mà vật từ thời điểm ban đầu đến thời điểm t = T/4 là A A/2 B 2A C A/4 D A Câu 2(CĐ 2007): Khi đưa lắc đơn lên cao theo phương thẳng đứng (coi chiều dài lắc không đổi) thì tần số dao động điều hoà nó A giảm vì gia tốc trọng trường giảm theo độ cao B tăng vì chu kỳ dao động điều hoà nó giảm C tăng vì tần số dao động điều hoà nó tỉ lệ nghịch với gia tốc trọng trường D không đổi vì chu kỳ dao động điều hoà nó không phụ thuộc vào gia tốc trọng trường Câu 3(CĐ 2007): Phát biểu nào sau đây là sai nói dao động học? A Hiện tượng cộng hưởng (sự cộng hưởng) xảy tần số ngoại lực điều hoà tần số dao động riêng hệ B Biên độ dao động cưỡng hệ học xảy tượng cộng hưởng (sự cộng hưởng) không phụ thuộc vào lực cản môi trường C Tần số dao động cưỡng hệ học tần số ngoại lực điều hoà tác dụng lên hệ D Tần số dao động tự hệ học là tần số dao động riêng hệ Câu 4(CĐ 2007): Một lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hoà Nếu khối lượng m = 200 g thì chu kì dao động lắc là s Để chu kì lắc là s thì khối lượng m A 200 g B 100 g C 50 g D 800 g Câu 5(CĐ 2007): Một lắc đơn gồm sợi dây có khối lượng không đáng kể, không dãn, có chiều dài l và viên bi nhỏ có khối lượng m Kích thích cho lắc dao động điều hoà nơi có gia tốc trọng trường g Nếu chọn mốc vị trí cân viên bi thì lắc này li độ góc α có biểu thức là A mg l (1 - cosα) B mg l (1 - sinα) C mg l (3 - 2cosα) D mg l (1 + cosα) Câu 6(CĐ 2007): Tại nơi, chu kì dao động điều hoà lắc đơn là 2,0 s Sau tăng chiều dài lắc thêm 21 cm thì chu kì dao động điều hoà nó là 2,2 s Chiều dài ban đầu lắc này là A 101 cm B 99 cm C 98 cm D 100 cm Câu 7(ĐH – 2007): Khi xảy tượng cộng hưởng thì vật tiếp tục dao động A với tần số tần số dao động riêng B mà không chịu ngoại lực tác dụng C với tần số lớn tần số dao động riêng D với tần số nhỏ tần số dao động riêng Câu 8(ĐH – 2007): Một lắc đơn treo trần thang máy Khi thang máy đứng yên, lắc dao động điều hòa với chu kì T Khi thang máy lên thẳng đứng, chậm dần với gia tốc có độ lớn nửa gia tốc trọng trường nơi đặt thang máy thì lắc dao động điều hòa với chu kì T’ A 2T B T√2 C.T/2 D T/√2 Câu 9(ĐH – 2007): Một vật nhỏ thực dao động điều hòa theo phương trình x = 10sin(4πt + π/2)(cm) với t tính giây Động vật đó biến thiên với chu kì BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 136 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 1,00 s B 1,50 s C 0,50 s D 0,25 s Câu 10(ĐH – 2007): Nhận định nào sau đây sai nói dao động học tắt dần? A Dao động tắt dần có động giảm dần còn biến thiên điều hòa B Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian C Lực ma sát càng lớn thì dao động tắt càng nhanh D Trong dao động tắt dần, giảm dần theo thời gian Câu 11(ĐH – 2007): Để khảo sát giao thoa sóng cơ, người ta bố trí trên mặt nước nằm ngang hai nguồn kết hợp S1 và S2 Hai nguồn này dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, cùng pha Xem biên độ sóng không thay đổi quá trình truyền sóng Các điểm thuộc mặt nước và nằm trên đường trung trực đoạn S1S2 A dao động với biên độ cực đại B dao động với biên độ cực tiểu C không dao động D dao động với biên độ nửa biên độ cực đại Câu 12(ĐH – 2007): Một lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k, dao động điều hòa Nếu tăng độ cứng k lên lần và giảm khối lượng m lần thì tần số dao động vật D tăng A tăng lần B giảm lần C giảm lần lần Câu 13(CĐ 2008): Một lắc lò xo gồm viên bi nhỏ có khối lượng m và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng k, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng nơi có gia tốc rơi tự là g Khi viên bi vị trí cân bằng, lò xo dãn đoạn ∆l Chu kỳ dao động điều hoà lắc này là B 2π√(∆l/g) C (1/2π)√(m/ k) D (1/2π)√(k/ A.2π√(g/∆l) m) Câu 14(CĐ 2008): Cho hai dao động điều hoà cùng phương có phương trình dao động là x1 = 3√3sin(5πt + π/2)(cm) và x2 = 3√3sin(5πt - π/2)(cm) Biên độ dao động tổng hợp hai dao động trên A cm B cm C 63 cm D 3 cm Câu 15(CĐ 2008): Một lắc lò xo gồm viên bi nhỏ khối lượng m và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 10 N/m Con lắc dao động cưỡng tác dụng ngoại lực tuần hoàn có tần số góc ωF Biết biên độ ngoại lực tuần hoàn không thay đổi Khi thay đổi ωF thì biên độ dao động viên bi thay đổi và ωF = 10 rad/s thì biên độ dao động viên bi đạt giá trị cực đại Khối lượng m viên bi A 40 gam B 10 gam C 120 gam D 100 gam Câu 16(CĐ 2008): Khi nói hệ dao động cưỡng giai đoạn ổn định, phát biểu nào đây là sai? A Tần số hệ dao động cưỡng tần số ngoại lực cưỡng B Tần số hệ dao động cưỡng luôn tần số dao động riêng hệ C Biên độ hệ dao động cưỡng phụ thuộc vào tần số ngoại lực cưỡng D Biên độ hệ dao động cưỡng phụ thuộc biên độ ngoại lực cưỡng Câu 17(CĐ 2008): Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình x = Asinωt Nếu chọn gốc toạ độ O vị trí cân vật thì gốc thời gian t = là lúc vật A vị trí li độ cực đại thuộc phần dương trục Ox B qua vị trí cân O ngược chiều dương trục Ox C vị trí li độ cực đại thuộc phần âm trục Ox D qua vị trí cân O theo chiều dương trục Ox BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 137 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 18(CĐ 2008): Chất điểm có khối lượng m1 = 50 gam dao động điều hoà quanh vị trí cân nó với phương trình dao động x1 = sin(5πt + π/6 ) (cm) Chất điểm có khối lượng m2 = 100 gam dao động điều hoà quanh vị trí cân nó với phương trình dao động x2 = 5sin(πt – π/6 )(cm) Tỉ số quá trình dao động điều hoà chất điểm m1 so với chất điểm m2 A 1/2 B C D 1/5 Câu 19(CĐ 2008): Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox, quanh vị trí cân O với biên độ A và chu kỳ T Trong khoảng thời gian T/4, quãng đường lớn mà vật có thể là A A B 3A/2 C A√3 D A√2 Câu 20(ĐH – 2008): Cơ vật dao động điều hòa A biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ nửa chu kỳ dao động vật B tăng gấp đôi biên độ dao động vật tăng gấp đôi C động vật vật tới vị trí cân D biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ chu kỳ dao động vật Câu 21(ĐH – 2008): Một lắc lò xo treo thẳng đứng Kích thích cho lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Chu kì và biên độ dao động lắc là 0,4 s và cm Chọn trục x’x thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ vị trí cân bằng, gốc thời gian t = vật qua vị trí cân theo chiều dương Lấy gia tốc rơi tự g = 10 m/s2 và π2 = 10 Thời gian ngắn kẻ từ t = đến lực đàn hồi lò xo có độ lớn cực tiểu là A s 15 B s 30 C s 10 D s 30 Câu 22(ĐH – 2008): Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ và có các pha ban đầu là A − π π π và − Pha ban đầu dao động tổng hợp hai dao động trên π π π B C D 12 Câu 23(ĐH – 2008): Một vật dao động điều hòa có chu kì là T Nếu chọn gốc thời gian t = lúc vật qua vị trí cân bằng, thì nửa chu kì đầu tiên, vận tốc vật không thời điểm T A t = T B t = T C t = T D t = π Câu 24(ĐH – 2008): Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x = 3sin  5πt +   6 (x tính cm và t tính giây) Trong giây đầu tiên từ thời điểm t=0, chất điểm qua vị trí có li độ x=+1cm A lần B lần C lần D lần Câu 25(ĐH – 2008): Phát biểu nào sau đây là sai nói dao động lắc đơn (bỏ qua lực cản môi trường)? A Khi vật nặng vị trí biên, lắc nó B Chuyển động lắc từ vị trí biên vị trí cân là nhanh dần C Khi vật nặng qua vị trí cân bằng, thì trọng lực tác dụng lên nó cân với lực căng dây D Với dao động nhỏ thì dao động lắc là dao động điều hòa BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 138 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 26(ĐH – 2008): Một lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 20 N/m và viên bi có khối lượng 0,2 kg dao động điều hòa Tại thời điểm t, vận tốc và gia tốc viên bi là 20 cm/s và m/s2 Biên độ dao động viên bi là A 16cm B cm C cm D 10 cm Câu 27(CĐ 2009): Khi nói lượng vật dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây là đúng? A Cứ chu kì dao động vật, có bốn thời điểm động B Thế vật đạt cực đại vật vị trí cân C Động vật đạt cực đại vật vị trí biên D Thế và động vật biến thiên cùng tần số với tần số li độ Câu 28(CĐ 2009): Phát biểu nào sau đây là đúng nói dao động tắt dần? A Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian B Cơ vật dao động tắt dần không đổi theo thời gian C Lực cản môi trường tác dụng lên vật luôn sinh công dương D Dao động tắt dần là dao động chịu tác dụng nội lực Câu 29(CĐ 2009): Khi nói vật dao động điều hòa có biên độ A và chu kì T, với mốc thời gian (t = 0) là lúc vật vị trí biên, phát biểu nào sau đây là sai? A Sau thời gian T , vật quảng đường 0,5 A B Sau thời gian T , vật quảng đường A D Sau thời gian T, vật quảng đường A C Sau thời gian T , vật quảng đường 4A Câu 30(CĐ 2009): Tại nơi có gia tốc trọng trường là 9,8 m/s2, lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc 60 Biết khối lượng vật nhỏ lắc là 90 g và chiều dài dây treo là 1m Chọn mốc vị trí cân bằng, lắc xấp xỉ A 6,8.10-3 J B 3,8.10-3 J C 5,8.10-3 J D 4,8.10-3 J Câu 31(CĐ 2009): Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình vận tốc là v = 4πcos2πt (cm/s) Gốc tọa độ vị trí cân Mốc thời gian chọn vào lúc chất điểm có li độ và vận tốc là: A x = cm, v = B x = 0, v = 4π cm/s C x = -2 cm, v = D x = 0, v = -4π cm/s Câu 32(CĐ 2009): Một cật dao động điều hòa dọc theo trục tọa độ nằm ngang Ox với chu kì T, vị trí cân và mốc gốc tọa độ Tính từ lúc vật có li độ dương lớn nhất, thời điểm đầu tiên mà động và vật là A T B T C mglα02 B mglα02 C T 12 D T mglα02 D 2mglα02 Câu 33(CĐ 2009): Một lắc lò xo (độ cứng lò xo là 50 N/m) dao động điều hòa theo phương ngang Cứ sau 0,05 s thì vật nặng lắc lại cách vị trí cân khoảng cũ Lấy π2 = 10 Khối lượng vật nặng lắc A 250 g B 100 g C 25 g D 50 g Câu 34(CĐ 2009): Tại nơi có gia tốc trọng trường g, lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc α0 Biết khối lượng vật nhỏ lắc là m, chiều dài dây treo là l , mốc vị trí cân Cơ lắc là A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 139 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 35(CĐ 2009): Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ cm Vật nhỏ lắc có khối lượng 100 g, lò xo có độ cứng 100 N/m Khi vật nhỏ có vận tốc 10 10 cm/s thì gia tốc nó có độ lớn là B 10 m/s2 C m/s2 D m/s2 A m/s2 Câu 36(CĐ 2009): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình π x = 8cos( πt + ) (x tính cm, t tính s) thì A lúc t = chất điểm chuyển động theo chiều âm trục Ox B chất điểm chuyển động trên đoạn thẳng dài cm C chu kì dao động là 4s D vận tốc chất điểm vị trí cân là cm/s Câu 37(CĐ 2009): Một lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa với chu kì 0,4 s Khi vật vị trí cân bằng, lò xo dài 44 cm Lấy g = π2 (m/s2) Chiều dài tự nhiên lò xo là A 36cm B 40cm C 42cm D 38cm Câu 38(ĐH - 2009): Một lắc lò xo dao động điều hòa Biết lò xo có độ cứng 36 N/m và vật nhỏ có khối lượng 100g Lấy π2 = 10 Động lắc biến thiên theo thời gian với tần số A Hz B Hz C 12 Hz D Hz Câu 39(ĐH - 2009): Tại nơi trên mặt đất, lắc đơn dao động điều hòa Trong khoảng thời gian ∆t, lắc thực 60 dao động toàn phần; thay đổi chiều dài lắc đoạn 44 cm thì khoảng thời gian ∆t ấy, nó thực 50 dao động toàn phần Chiều dài ban đầu lắc là A 144 cm B 60 cm C 80 cm D 100 cm Câu 40(ĐH - 2009): Chuyển động vật là tổng hợp hai dao động điều hòa cùng π phương Hai dao động này có phương trình là x1 = cos(10t + ) (cm) và x = 3cos(10t − 3π ) (cm) Độ lớn vận tốc vật vị trí cân là D 10 cm/s A 100 cm/s B 50 cm/s C 80 cm/s Câu 41(ĐH - 2009): Một lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ là 50 g Con lắc dao động điều hòa theo trục cố định nằm ngang với phương trình x = Acosωt Cứ sau khoảng thời gian 0,05 s thì động và vật lại Lấy π2 =10 Lò xo lắc có độ cứng A 50 N/m B 100 N/m C 25 N/m D 200 N/m Câu 42(ĐH - 2009): Một vật dao động điều hòa có phương trình x = Acos(ωt + ϕ) Gọi v và a là vận tốc và gia tốc vật Hệ thức đúng là : A v2 a2 + = A2 ω4 ω2 B v2 a2 + = A2 ω2 ω2 C v2 a2 + = A2 ω2 ω4 D ω2 a + = A2 v ω4 Câu 43(ĐH - 2009): Khi nói dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là đúng? A Dao động lắc đồng hồ là dao động cưỡng B Biên độ dao động cưỡng là biên độ lực cưỡng C Dao động cưỡng có biên độ không đổi và có tần số tần số lực cưỡng D Dao động cưỡng có tần số nhỏ tần số lực cưỡng Câu 44(ĐH - 2009): Một vật dao động điều hòa theo trục cố định (mốc vị trí cân bằng) thì A động vật cực đại gia tốc vật có độ lớn cực đại B vật từ vị trí cân biên, vận tốc và gia tốc vật luôn cùng dấu BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 140 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C vị trí cân bằng, vật D vật cực đại vật vị trí biên Câu 45(ĐH - 2009): Một vật dao động điều hòa có độ lớn vận tốc cực đại là 31,4 cm/s Lấy π = 3,14 Tốc độ trung bình vật chu kì dao động là A 20 cm/s B 10 cm/s C D 15 cm/s Câu 46(ĐH - 2009): Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc 10 rad/s Biết động và (mốc vị trí cân vật) thì vận tốc vật có độ lớn 0,6 m/s Biên độ dao động lắc là A cm B cm C 12 cm D 12 cm Câu 47(ĐH - 2009): Tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s , lắc đơn và lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với cùng tần số Biết lắc đơn có chiều dài 49 cm và lò xo có độ cứng 10 N/m Khối lượng vật nhỏ lắc lò xo là A 0,125 kg B 0,750 kg C 0,500 kg D 0,250 kg Câu 48(CĐ - 2010): Tại nơi trên mặt đất, lắc đơn có chiều dài l dao động điều hòa với chu kì s Khi tăng chiều dài lắc thêm 21 cm thì chu kì dao động điều hòa nó là 2,2 s Chiều dài l A m B m C 2,5 m D 1,5 m Câu 49(CĐ - 2010): Một lắc lò xo gồm viên bi nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, dao động điều hòa với biên độ 0,1 m Mốc vị trí cân Khi viên bi cách vị trí cân cm thì động lắc D 0,32 J A 0,64 J B 3,2 mJ C 6,4 mJ Câu 50(CĐ - 2010): Khi vật dao động điều hòa thì A lực kéo tác dụng lên vật có độ lớn cực đại vật vị trí cân B gia tốc vật có độ lớn cực đại vật vị trí cân C lực kéo tác dụng lên vật có độ lớn tỉ lệ với bình phương biên độ D vận tốc vật có độ lớn cực đại vật vị trí cân Câu 51(CĐ - 2010): Một vật dao động điều hòa với biên độ cm Mốc vị trí cân Khi vật có động lần thì vật cách vị trí cân đoạn A cm B 4,5 cm C cm D cm Câu 52(CĐ - 2010): Treo lắc đơn vào trần ôtô nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2 Khi ôtô đứng yên thì chu kì dao động điều hòa lắc là s Nếu ôtô chuyển động thẳng nhanh dần trên đường nằm ngang với giá tốc m/s2 thì chu kì dao động điều hòa lắc xấp xỉ A 2,02 s B 1,82 s C 1,98 s D 2,00 s Câu 53(CĐ - 2010): Một vật dao động điều hòa với chu kì T Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng, vận tốc vật lần đầu tiên thời điểm A T B T C T D T Câu 54(CĐ - 2010): Chuyển động vật là tổng hợp hai dao động điều hòa cùng π phương Hai dao động này có phương trình là x1 = 3cos10t (cm) và x2 = 4sin(10t + ) (cm) Gia tốc vật có độ lớn cực đại A m/s2 B m/s2 C 0,7 m/s2 D m/s2 Câu 55(CĐ - 2010): Một lắc lò xo dao động hòa với tần số 2f1 Động lắc biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số f BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 141 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 A 2f1 B http://lophocthem.com f1 C f1 C - vuhoangbg@gmail.com D f1 Câu 56(CĐ - 2010): Một lắc lò xo gồm vật nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m Con lắc dao động hòa theo phương ngang với phương trình x = A cos(wt + ϕ) Mốc vị trí cân Khoảng thời gian hai lần liên tiếp lắc có động là 0,1 s Lấy π2 = 10 Khối lượng vật nhỏ A 400 g B 40 g C 200 g D 100 g Câu 57(CĐ - 2010): Một vật dao động hòa dọc theo trục Ox Mốc vị trí cân Ở thời điểm độ lớn vận tốc vật 50% vận tốc cực đại thì tỉ số động và vật là A 4 B D Câu 58(CĐ - 2010): Một lắc vật lí là vật rắn có khối lượng m = kg dao động điều hòa với chu kì T=0,5s Khoảng cách từ trọng tâm vật đến trục quay nó là d = 20 cm Lấy g = 10 m/s2 và π2=10 Mômen quán tính vật trục quay là A 0,05 kg.m2 B 0,5 kg.m2 C 0,025 kg.m2 D 0,64 kg.m2 Câu 59(ĐH – 2010): Tại nơi có gia tốc trọng trường g, lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc α0 nhỏ Lấy mốc vị trí cân Khi lắc chuyển động nhanh dần theo chiều dương đến vị trí có động thì li độ góc α lắc A α0 B α0 C −α D −α Câu 60(ĐH – 2010): Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T Trong khoảng thời gian ngắn từ vị trí biên có li độ x = A đến vị trí x = là A 6A T B 9A 2T C −A , chất điểm có tốc độ trung bình 3A 2T 4A T D Câu 61(ĐH – 2010): Một lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ cm Biết chu kì, khoảng thời gian để vật nhỏ lắc có độ lớn gia tốc không vượt quá 100 cm/s2 là T Lấy π2=10 Tần số dao động vật là A Hz B Hz C Hz D Hz Câu 62(ĐH – 2010): Dao động tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình li độ x = 3cos(π t − π 5π ) (cm) Biết dao động thứ có phương trình li độ x1 = 5cos(π t + ) (cm) Dao động thứ hai có phương trình li độ là π A x2 = 8cos(π t + ) (cm) 5π C x2 = cos(π t − ) (cm) π B x2 = cos(π t + ) (cm) 5π D x2 = 8cos(π t − ) (cm) Câu 63(ĐH – 2010): Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,02 kg và lò xo có độ cứng N/m Vật nhỏ đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo Hệ số ma sát trượt giá đỡ và vật nhỏ là 0,1 Ban đầu giữ vật vị trí lò xo bị nén 10 cm buông nhẹ để lắc dao động tắt dần Lấy g = 10 m/s2 Tốc độ lớn vật nhỏ đạt quá trình dao động là A 10 30 cm/s B 20 cm/s C 40 cm/s D 40 cm/s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 142 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 64(ĐH – 2010): Lực kéo tác dụng lên chất điểm dao động điều hòa có độ lớn A tỉ lệ với độ lớn li độ và luôn hướng vị trí cân B tỉ lệ với bình phương biên độ C không đổi hướng thay đổi D và hướng không đổi Câu 65(ĐH – 2010): Một vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm liên tục theo thời gian là A biên độ và gia tốc B li độ và tốc độ C biên độ và lượng D biên độ và tốc độ Câu 66(ĐH – 2010): Một lắc đơn có chiều dài dây treo 50 cm và vật nhỏ có khối lượng 0,01 kg mang điện tích q = +5.10-6C coi là điện tích điểm Con lắc dao động điều hoà điện trường mà vectơ cường độ điện trường có độ lớn E = 104V/m và hướng thẳng đứng xuống Lấy g = 10 m/s2, π = 3,14 Chu kì dao động điều hoà lắc là C 1,15 s D 1,99 s A 0,58 s B 1,40 s Câu 67 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)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 thì tỉ số động và vật là A B C D Câu 68 (DH 2011): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox Khi chất điểm qua vị trí cân thì tốc độ nó là 20 cm/s Khi chất điểm có tốc độ là 10 cm/s thì gia tốc nó có độ lớn là cm/s2 Biên độ dao động chất điểm là A cm B cm C 10 cm D cm Câu 69.(DH 2011): Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x = (x tính cm; t tính s) Kể từ t = 0, chất điểm qua vị trí có li độ x = -2 cm lần thứ 2011 thời điểm C 3016 s D 6031 s A 3015 s B 6030 s Câu 70 (DH-2011): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ 10 cm, chu kì s Mốc vị trí cân Tốc độ trung bình chất điểm khoảng thời gian ngắn chất điểm từ vị trí có động lần đến vị trí có động lần là A 26,12 cm/s B 7,32 cm/s C 14,64 cm/s D 21,96 cm/s Câu 71(DH 2011): Khi nói vật dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây sai? A Lực kéo tác dụng lên vật biến thiên điều hòa theo thời gian B Động vật biến thiên tuần hoàn theo thời gian C Vận tốc vật biến thiên điều hòa theo thời gian D Cơ vật biến thiên tuần hoàn theo thời gian Câu 72.(DH 2011): Một lắc đơn treo vào trần thang máy Khi thang máy chuyển động thẳng đứng lên nhanh dần với gia tốc có độ lớn a thì chu kì dao động điều hòa lắc là 2,52 s Khi thang máy chuyển động thẳng đứng lên chậm dần với gia tốc có độ lớn a thì chu kì dao động điều hòa lắc là 3,15 s Khi thang máy đứng yên thì chu kì dao động điều hòa lắc là A 2,96 s B 2,84 s C 2,61 s D 2,78 s Câu 73(DH 2011): Dao động chất điểm có khối lượng 100 g là tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình li độ là x1 = 5cos10t và x2 = 10cos10t (x1 và x2 tính cm, t tính s) Mốc vị trí cân Cơ chất điểm A 0,1125 J B 225 J C 112,5 J D 0,225 J BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 143 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 74( DH 2011): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực 100 dao động toàn phần Gốc thời gian là lúc chất điểm qua vị trí có li độ cm theo chiều âm với tốc độ là 40 cm/s Lấy π = 3,14 Phương trình dao động chất điểm là π π C x = cos(20t − ) (cm) π π D x = cos(20t + ) (cm) A x = cos(20t − ) (cm) B x = cos(20t + ) (cm) Câu 75(DH 2011): Một lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc α0 nơi có gia tốc trọng trường là g Biết lực căng dây lớn 1,02 lần lực căng dây nhỏ Giá trị α0 là B 6,60 C 5,60 D 9,60 A 3,30 Câu 76 (ĐH 2012) : Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ khối lượng m Con lắc dao động điều hòa theo phương ngang với chu kì T Biết thời điểm t vật T có li độ 5cm, thời điểm t+ vật có tốc độ 50cm/s Giá trị m A 0,5 kg B 1,2 kg C.0,8 kg D.1,0 kg Câu 77(ĐH 2012): Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T Gọi vTB là tốc độ trung bình chất điểm chu kì, v là tốc độ tức thời chất điểm Trong chu kì, π khoảng thời gian mà v ≥ vTB là T A B 2T C T D T Câu 78 (ĐH 2012): Hai dao động cùng phương có phương trình x1 = π π A1 cos(π t + ) (cm) và x2 = cos(π t − ) (cm) Dao động tổng hợp hai dao động này có phương trình x = A cos(π t + ϕ ) (cm) Thay đổi A1 biên độ A đạt giá trị cực tiểu thì π A ϕ = − rad B ϕ = π rad π C ϕ = − rad D ϕ = rad Câu 79 (ĐH 2012): Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với dao động là J và lực đàn hồi cực đại là 10 N Mốc vị trí cân Gọi Q là đầu cố định lò xo, khoảng thời gian ngắn lần liên tiếp Q chịu tác dụng lực kéo lò xo có độ lớn N là 0,1 s Quãng đường lớn mà vật nhỏ lắc 0,4 s là A 40 cm B 60 cm C 80 cm D 115 cm Câu 80(ĐH 2012): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox Vectơ gia tốc chất điểm có A độ lớn cực đại vị trí biên, chiều luôn hướng biên B độ lớn cực tiểu qua vị trí cân luôn cùng chiều với vectơ vận tốc C độ lớn không đổi, chiều luôn hướng vị trí cân D độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ, chiều luôn hướng vị trí cân Câu 81(ĐH 2012): Hai chất điểm M và N có cùng khối lượng, dao động điều hòa cùng tần số dọc theo hai đường thẳng song song kề và song song với trục tọa độ Ox Vị trí cân M và N trên đường thẳng qua góc tọa độ và vuông góc với Ox Biên độ M là cm, N là cm Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn M và BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 144 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com N theo phương Ox là 10 cm Mốc vị trí cân Ở thời điểm mà M có động năng, tỉ số động M và động N là A B 16 C D 16 Câu 82(ĐH 2012): Một lắc đơn gồm dây treo có chiều dài m và vật nhỏ có khối lượng 100 g mang điện tích 2.10-5 C Treo lắc đơn này điện trường với vectơ cường độ điện trường hướng theo phương ngang và có độ lớn 5.104 V/m Trong mặt phẳng thẳng đứng qua điểm treo và song song với vectơ cường độ điện trường, kéo vật nhỏ theourchiều vectơ cường độ điện trường cho dây treo hợp với vectơ gia tốc trường g góc 54o buông nhẹ cho lắc dao động điều hòa Lấy g = 10 m/s2 Trong quá trình dao động, tốc độ cực đại vật nhỏ là A 0,59 m/s B 3,41 m/s C 2,87 m/s D 0,50 m/s Câu 83(ĐH 2012): Một vật nhỏ có khối lượng 500 g dao động điều hòa tác dụng lực kéo có biểu thức F = - 0,8cos 4t (N) Dao động vật có biên độ là A cm B 12 cm C cm D 10 cm Câu 84(ĐH 2012): Một vật dao động tắt dần có các đại lượng nào sau đây giảm liên tục theo thời gian? A Biên độ và tốc độ B Li độ và tốc độ C Biên độ và gia tốc D Biên độ và Câu 85(ĐH 2012) Tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s , lắc đơn có chiều dài m, dao động với biên độ góc 600 Trong quá trình dao động, lắc bảo toàn Tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 300, gia tốc vật nặng lắc có độ lớn là B 500 cm/s2 C 732 cm/s2 D 887 cm/s2 A 1232 cm/s2 Câu 86(ĐH 2012): Tại nơi có gia tốc trọng trường là g, lắc lò xo treo thẳng đứng dao động hòa Biết vị trí cân vật độ dãn lò xo là ∆l Chu kì dao động lắc này là A 2π g ∆l B 2π ∆l g 2π C g ∆l D 2π ∆l g Câu 87(CAO ĐẲNG NĂM 2012) : Một vật dao động điều hòa với biên độ A và W Mốc vật vị trí cân Khi vật qua vị trí có li độ vật là A W B W C W D A thì động W Câu 88(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một vật dao động điều hòa với biên độ A và tốc độ cực đại vmax Tần số góc vật dao động là A vmax A B vmax πA C vmax 2π A D 145 CHUYÊN ĐỀ - vmax 2A Câu 89(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Hai vật dao động điều hòa dọc theo các trục song song với Phương trình dao động các vật là x1 = A1cosωt (cm) và x2 = A2sinωt (cm) Biết 64 x12 + 36 x22 = 482 (cm2) Tại thời điểm t, vật thứ qua vị trí có li độ x1 = 3cm với vận tốc v1 = -18 cm/s Khi đó vật thứ hai có tốc độ A 24 cm/s B 24 cm/s C cm/s D cm/s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 90(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Tại vị trí trên Trái Đất, lắc đơn có chiều dài l1 dao động điều hòa với chu kì T1; lắc đơn có chiều dài l ( l < l1 ) dao động điều hòa với chu kì T2 Cũng vị trí đó, lắc đơn có chiều dài l1 - l dao động điều hòa với chu kì là A T1T2 T1 + T2 B T12 − T22 C T1T2 T1 − T2 D T12 + T22 Câu 91(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Khi vật dao động điều hòa, chuyển động vật từ vị trí biên vị trí cân là chuyển động C nhanh dần D chậm dần A nhanh dần B chậm dần Câu 92(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Dao động vật là tổng hợp hai dao động cùng phương có phương trình là x1=Acosωt và x2 = Asinωt Biên độ dao động vật là A A B A C A D 2A Câu 93(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một vật dao động cưỡng tác dụng ngoại lực F = F0cosπft (với F0 và f không đổi, t tính s) Tần số dao động cưỡng vật là A f B πf C 2πf D 0,5f Câu 94(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 250g và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ cm Khoảng thời gian ngắn để vận tốc vật có giá trị từ -40 cm/s đến 40 cm/s là A π 40 s B π 120 s C π 20 D π 60 s Câu 95(CAO ĐẲNG NĂM 2012):Một vật dao động điều hòa với tần số góc rad/s Khi vật qua li độ 5cm thì nó có tốc độ là 25 cm/s Biên độ giao động vật là A 5,24cm B cm C cm D 10 cm Câu 96(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Hai lắc đơn dao động điều hòa cùng vị trí trên Trái Đất Chiều dài và chu kì dao động lắc đơn là l1 , l và T1, T2 Biết T1 = Hệ thức đúng là T2 A l1 =2 l2 B l1 =4 l2 C l1 = l2 D l1 = l2 Câu 97(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Khi nói vật dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây đúng? A Vectơ gia tốc vật đổi chiều vật có li độ cực đại B Vectơ vận tốc và vectơ gia tốc vật cùng chiều vật chuyển động phía vị trí cân C Vectơ gia tốc vật luôn hướng xa vị trí cân D Vectơ vận tốc và vectơ gia tốc vật cùng chiều vật chuyển động xa vị trí cân BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 146 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG CƠ - ĐT: 01689.996.187 10A 20C 30D 40D 50D 60B 70D 80D 90B 1Á 11A 21B 31B 41A 51D 61D 71D 81C 91C http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com ĐÁP ÁN: DAO ĐỘNG CƠ - ĐH CĐ 2007-2012 2A 3B 4C 5A 6D 7A 12D 13B 14A 15D 16B 17D 22D 23B 24D 25C 26B 27A 32B 33D 34A 35B 36A 37B 42C 43C 44D 45A 46B 47C 52C 53D 54A 55D 56A 57B 62D 63C 64D 65C 66C 67B 72D 73A 74B 75B 76D 77C 82A 83D 84D 85D 86D 87A 92C 93D 94A 95B 96C 97B BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 147 CHUYÊN ĐỀ - 8B 18A 28A 38A 48B 58A 68A 78C 88A DAO ĐỘNG CƠ 9D 19D 29A 39D 49D 59C 69C 79B 89D - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com VŨ ĐÌNH HOÀNG - vuhoangbg@gmail.com http://lophocthem.com ĐT: 01689.996.187 – Email: vuhoangbg@gmail.com Họ và tên: Lớp: .Trường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC, LUYỆN THI VÀO ĐẠI HỌC Thái Nguyên, 2012 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com MỤC LỤC CHỦ ĐỀ : ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG CƠ HỌC PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG CƠ HỌC DẠNG 2: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH TRUYỀN SÓNG 13 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: 17 ĐÁP ÁN ĐỀ 13 21 CHỦ ĐỀ 2: GIAO THOA SÓNG CƠ PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG 21 PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP 22 DẠNG 3: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH GIAO THOA SÓNG 22 BÀI TOÁN: BIÊN ĐỘ CỦA PHÂN TỬ M TRONG GIAO THOA SÓNG 24 DẠNG 4: TÌM SỐ CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU ĐOẠN GIỮA NGUỒN 26 BÀI TOÁN: XÁC ĐỊNH SỐ ĐIỂM CỰC ĐẠI, CỰC TIỂUTRÊN ĐƯỜNG TRÒN, ĐƯỜNG ELIP 32 DẠNG 5: XÁC ĐỊNH SỐ ĐIỂM CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU TRÊN ĐOẠN CD 33 TẠO VỚI NGUỒN MỘT HÌNH VUÔNG HOẶC HÌNH CHỮ NHẬT 33 BÀI TOÁN: XÁC ĐỊNH SỐ ĐIỂM CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU TRÊN ĐƯỜNG CHÉO CỦA MỘT HÌNH VUÔNG HOẶC HÌNH CHỮ NHẬT 35 DẠNG 6: ĐIỂM M CÓ TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT 36 Bài toán : Tìm số điểm M thỏa mãn điều kiện đặc biệt 36 BÀI TOÁN 2: Xác định khoảng cách lớn nhất, nhỏ và từ điểm M đến hai nguồn thỏa mãn điều kiện đầu bài 37 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: 39 ĐÁP ÁN ĐỀ 14 43 CHỦ ĐỀ 3: SÓNG DỪNG - PHẢN XẠ SÓNG PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: 44 PHẦN II: VÍ DỤ MINH HỌA 45 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: 51 ĐÁP ÁN ĐỀ 15 55 CHỦ ĐỀ 4: SÓNG ÂM HIỆU ỨNG DOPPLER PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: 55 PHẦN II.CÁC DẠNG BÀI TẬP 57 Dạng ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG ÂM 57 DẠNG2 BÀI TẬP HIỆU ỨNG ĐỐP - PLE 63 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: 66 ĐÁP ÁN ĐỀ 16 70 CHỦ ĐỀ 5: SÓNG CƠ HỌC ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM 71 ĐÁP ÁN: SÓNG CƠ - ĐH CĐ 2007-2012 Error! Bookmark not defined BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG CƠ HỌC 13 Phần I kiến thức chung: Sóng và truyền sóng * Sóng cơ: Sóng là dao động lan truyền môi trường vật chất + Sóng ngang là sóng đó các phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng Trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng ngang truyền chất rắn + Sóng dọc là sóng đó các phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền chất khí, chất lỏng và chất rắn Sóng không truyền chân không + Bước sóng λ: là khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền sóng dao động cùng pha Bước sóng là quãng đường sóng lan truyền chu kỳ: λ = vT = v f + Khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là λ + Năng lượng sóng: sóng truyền dao động cho các phần tử môi trường, nghĩa là truyền cho chúng lượng Quá trình truyền sóng là quá trình truyền lượng * Phương trình sóng Nếu phương trình sóng nguồn O là uO = AOcos(ωt + ϕ) thì phương trình sóng M trên phương truyền sóng là: uM = AMcos (ωt + ϕ - 2π OM λ ) = AMcos (ωt + ϕ - 2π x λ ) Nếu bỏ qua mát lượng quá trình truyền sóng thì biên độ sóng O và M (AO = AM = A) Độ lệch pha hai dao động hai điểm cách khoảng d trên phương truyền sóng: ∆ϕ = 2πd λ * Tính tuần hoàn sóng Tại điểm M xác định môi trường: uM là hàm biến thiên điều hòa theo thời gian t với chu kỳ T: ut = Acos( 2π t + ϕM) T Tại thời điểm t xác định: uM là hàm biến thiên điều hòa không gian theo biến x với chu kỳ λ: ux = Acos( 2π λ x + ϕt) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Phần II PHÂN DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG CƠ HỌC (Xác định các đại lượng đặc trưng sóng vận tốc, bước sóng, chu kì, tần số, độ lệch pha…) * Phương pháp : + Để tìm các đại lượng đặc trưng sóng ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy và tính đại lượng cần tìm Lưu ý: Các đơn vị các đại lượng phải tương thích: bước sóng, khoảng cách tính cm thì vận tốc phải dùng đơn vị là cm/s; bước sóng, khoảng cách tính m thì vận tốc phải dùng đơn vị là m/s * Tốc độ truyền sóng : là quãng đường x sóng truyền thời gian t v= x t Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào môi trường truyền sóng vrắn > vlỏng> vkhí * Tần số sóng f : là tần số dao động điểm sóng truyền qua, là tần số nguồn gây sóng Tần số sóng không phụ thuộc vào môi trường truyền sóng * Chu kỳ sóng T : T=  f : Hz   T :s f * Bước sóng λ : + Bước sóng ( λ : m) là quãng đường mà sóng truyền chu kì + Bước sóng là khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền sóng và dao động cùng pha λ = v.T = v f - Những điểm cách x = k.λ trên phương truyền sóng thì dao động cùng pha - Những điểm cách x = ( k + ).λ trên phương truyền sóng thì dao động ngược pha Chú ý : Khoảng cách gợn lồi liên tiếp là bước sóng λ Khoảng cách n gợn lồi liên tiếp là : L= (n- 1) λ ∆t =(n-1)T * Phương trình sóng Tại điểm O: uO = Acos(ωt + ϕ) Tại điểm M cách O đoạn x trên phương truyền sóng * Sóng truyền theo chiều dương trục Ox thì x v x uM = AMcos(ωt + ϕ - ω ) = AMcos(ωt + ϕ - 2π ) λ * Sóng truyền theo chiều âm trục Ox thì uM = AMcos(ωt + ϕ + x ω ) v x x = AMcos(ωt + ϕ + 2π ) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ λ O CHUYÊN ĐỀ - x M SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com * Độ lệch pha hai điểm cách nguồn khoảng x1, x2 ∆ϕ = ω x1 − x2 v = 2π x1 − x2 λ Nếu điểm đó nằm trên phương truyền sóng và cách khoảng x thì: ∆ϕ = ω x x = 2π v λ Lưu ý: - Đơn vị x, x1, x2, λ và v phải tương ứng với - Trong tượng truyền sóng trên sợi dây, dây kích thích dao động nam châm điện với tần số dòng điện là f thì tần số dao động dây là 2f VÍ DỤ MINH HỌA: VD1: Một người ngồi bờ biển quan sát thấy khoảng cách hai sóng liên tiếp 10m Ngoài người đó đếm 20 sóng qua trước mặt 76s - Tính chu kỳ dao động nước biển - Tính vận tốc truyền nước biển Giải a) t =76s, 20 sóng, n = 19 dđ t 76 = 4s = n 19 λ 10 λ = v.T ⇒ v = = = 2,5m/s T Chu kỳ dao động T = b) Vận tốc truyền : λ = 10m VD2: Dao động âm có tần số f = 500Hz , biên độ A = 0,25mm, truyền không khí với bước sóng λ = 70cm Tìm: a Vận tốc truyền sóng âm b Vận tốc dao động cực đại các phân tử không khí Giải f = 500Hz , A = 0,25mm = 0,25 10 m , λ = 70cm = 0,7m v = ? , vmax = ? -3 a) λ = v ⇒ v = λf = 0,7.500 = 350m/s f b) vmax = ω.A = 2πf.A = 2π500.0,25.10-3 = 0,25π = 0,785m/s VD3: Một người ngồi bờ biển trông thấy có 20 sóng qua mặt 72 giây, khoảng cách hai sóng là 10m Tính tần số sóng biển.và vận tốc truyền sóng biển A 0,25Hz; 2,5m/s B 4Hz; 25m/s C 25Hz; 2,5m/s D 4Hz; 25cm/s Hướng dẫn giải : Chọn A Xét điểm có 10 sóng truyền qua ứng với chu kì 72 1 = ( s ) xác định tần số dao động f = = = 0, 25 Hz T λ 10 Xác định vận tốc truyền sóng: λ=vT ⇒ v= = = 2,5 ( m / s ) T T= BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD4 Trên mặt chất lỏng có sóng cơ, người ta quan sát khoảng cách 15 đỉnh sóng liên tiếp là 3,5 m và thời gian sóng truyền khoảng cách đó là s Xác định bước sóng, chu kì và tần số sóng đó HD: λ= Khoảng cách 15 đỉnh sóng là 14λ f= v λ 3,5 3,5 λ = 0,25 m; v = = 0,5 m/s; T = = 0,5 s; 14 v = Hz VD5 Tại điểm trên mặt chất lỏng có nguồn dao động với tần số 120 Hz, tạo sóng ổn định trên mặt chất lỏng Xét gợn lồi liên tiếp trên phương truyền sóng, phía so với nguồn, gợn thứ cách gợn thứ năm 0,5 m Tính tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng HD : λ= Khoảng cách gợn lồi liên tiếp là 4λ 0,5 = 0,125 m; v = λf = 15 m/s VD6 Một sóng có tần số 500 Hz và tốc độ lan truyền 350 m/s Hỏi hai điểm gần trên phương truyền sóng cách khoảng bao nhiêu để chúng có độ lệch pha HD: Ta có: λ = v 2πd π = 0,7 m; ∆ϕ = = λ f d= λ π ? = 0,0875 m = 8,75 cm VD7 Một sóng âm truyền thép với tốc độ 5000 m/s Biết độ lệch pha sóng âm đó hai điểm gần cách m trên cùng phương truyền sóng là π Tính bước sóng và tần số sóng âm đó HD; Ta có: ∆ϕ = 2πd λ = π λ = 4d = m; f = v λ = 625 Hz π  VD8 Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = cos  4π t −  (cm) Biết 4  dao động hai điểm gần trên cùng phương truyền sóng cách 0,5 m có độ lệch pha là π Xác định chu kì, tần số và tốc độ truyền sóng đó HD : Ta có: ∆ϕ = 2πd λ = π λ = 6d = m; T = 2π ω = 0,5 s; f = λ = Hz; v = = m/s T T VD9 Một sóng ngang truyền trên sợi dây dài có phương trình sóng là: u = 6cos(4πt – 0,02πx) Trong đó u và x tính cm và t tính giây Hãy xác định: Biên độ, tần số, bước sóng và vận tốc truyền sóng HD : BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com ω 2πx Ta có: A = cm; f = = Hz; = 0,02πx 2π λ - vuhoangbg@gmail.com λ = 100 cm = m; v = λf = 100.2 = 200 cm/s = m/s VD10 Một sợi dây đàn hồi, mảnh, dài, có đầu O dao động với tần số f thay đổi khoảng từ 40 Hz đến 53 Hz, theo phương vuông góc với sợi dây Sóng tạo thành lan truyền trên dây với vận tốc v = m/s a) Cho f = 40 Hz Tính chu kỳ và bước sóng sóng trên dây b) Tính tần số f để điểm M cách O khoảng 20 cm luôn luôn dao động cùng pha với dao động O HD : = 0,025 s; λ = vT = 0,125 m = 12,5 cm f 2π OM 2πf OM f OM f OM b) Ta có: = = 2kπ k = kmax = max = 2,1; v λ v v kv f OM kmin = = 1,6 Vì k ∈ Z nên k = f = = 50 Hz v OM a) Ta có: T = VD 11: Một người quan sát phao lên trên mặt biển và thấy nó nhô lên cao lần 15 giây, coi sóng biến là sóng ngang Tính chu kỳ dao động sóng biển? A 3(s) B.43(s) C 53(s) D 63(s) HD: Chú ý với dạng bài này ta nên dùng công thức trắc nghiệm: f = n −1 , đó t là t thời gian dao động Phao nhô lên lần 15 giây nghĩa là phao thực dao động 15 giây n −1 −1 = = ( Hz ) suy T = = 3( s ) Vậy ta có f = f t 15 VD12 : Một người quan sát mặt biển thấy có sóng qua trước mặt mình khoảng thời gian 10(s) và đo khoảng cách hai sóng liên tiếp là 5(m) Tính vận tốc sóng biển ? A 1(m) B 2m C 3m D.4m n −1 −1 = = ( Hz ) suy v = λ f = = 2(m) Chú ý t 10 5 khoảng cách hai sóng liên tiếp chính là λ HD: Tương tự trên ta có : f = VD13: (ĐH 2007) Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = acos20πt (cm) Trong khoảng thời gian 2(s) sóng truyền đI quãng đường bao nhiêu lần bước sóng? A 10 B 20 C 30 D 40 HD: theo phương trình trên ta thấy ω = 20π nên suy T = 2π 2π = = 0,1( s ) ω 20π Do chu kỳ thì tương ứng bước sóng, nên khoảng thời gian t=2(s) sóng truyền quãng đường S ta có tỷ lệ 0,1(s) λ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Vậy 2(s) Hay S 0,1 λ = S suy S=20 λ VD14: Một sóng có tần số 500Hz, có tốc độ lan truyền 350m/s Hai điểm gần trên phương truyền sóng phải cách gần khoảng là bao nhiêu để chúng có độ lệch pha π rad ? A 0,116m B 0,476m C 0,233m D 4,285m 2π.d π λ = Suy d = λ λ 0, khỏang cách cần tìm là d = = = 0,116(m) 6 HD : Ta biết : sóng thì độ lệch pha là ∆ϕ = Trong đó: λ = v 350 = = 0, 7(m) f 500 =>ĐA.A VD15: Một sóng âm có tần số 450(Hz) lan truyền với vận tốc 360(m/s) không khí Độ lệch pha hai điểm cách d=1(m) trên phương truyền sóng là : A ∆ϕ = 0,5π (rad ) B ∆ϕ = 1, 5π (rad ) C ∆ϕ = 2,5π (rad ) D ∆ϕ = 3,5π (rad ) HD: ∆ϕ = 2π.d 2.π.1 = = 2, 5π λ 0,8 ( đó λ = v 360 = = 0,8( m) )=> ĐA.C f 450 VD16: Vận tốc truyền âm không khí là 340(m/s) , khoảng cáchgiữa hai điểm gần trên cùng phương truyền sóng dao động ngược pha là 0,8(m) Tần số âm là: A f=85(Hz) B f=170(Hz) C f=200(Hz) D f=225(Hz) 2π.d = (2.k + 1)π λ v 340 Gần thì lấy k=0 λ = 2.d = 2.0,85 = 1, 7(m) hay f = = = 200( Hz ) =>ĐA.C λ 1, HD Ta biết sóng dao động ngược pha độ lệch pha ∆ϕ = VD 17: Khi biên độ sóng tăng gấp đôi, lượng sóng truyền tăng bao nhiêu lần A Giảm 1/4 B Giảm 1/2 C Tăng lần D Tăng lần k A2 Vậy biên độ tăng gấp đôi thì lượng k A '2 k A2 KA2 E'= = =4 = E Tăng lần 2 HD: lượng E VD18: Hiệu pha sóng giống phải bao nhiêu để giao thoa sóng hoàn toàn triệt tiêu A B π/4 C π/2 D.π HD: độ lệch pha sóng giống là : ∆ϕ = (2k + 1)π thì giao thoa chúng triệt tiêu Lấy k=0 ta có ∆ϕ = π BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD19: Tìm vận tốc sóng âm biểu thị phương trình: u = 28cos(20x - 2000t) A 334m/s B 331m/s C 314m/s D 100m/s HD: 2π x ) đối chiếu lên phương trình trên ta thấy λ ω π 2000 mà v = λ f = λ ( ) = ( ) = 100 ( m/s) =>ĐA.D 2π 10 2π áp dụng phương trình sóng : U = A.co.s (ωt − 2π x 2π π = 20 x suy λ = = λ 20 10 VD20: Một mũi nhọn S gắn vào đầu lá thép nằm ngang và chạm vào mặt nước Khi đầu lá thép dao động theo phương thẳng đứng với tần số f = 100 (Hz), S tạo trên mặt nước sóng có biên độ a = 0,5 (cm) Biết khoảng cách gợn lồi liên tiếp là (cm) Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước A 100 cm/s B 50 cm/s C 100cm/s D 150cm/s HD: áp dụng công thức trắc nghiệm khoảng cách n sóng liên tiếp là : l = ( n −1)λ Trong đó n là số sóng : ta có = (9 −1)λ → λ = = 0, (cm) Vậy v = λ f = 100.0,5 = 50(cm / s ) Nhìn vào hình vẽ ta thấy từ sóng thứ đến sóng thứ cách λ λ λ λ λ λ λ λ λ VD21: (Bài tập tương tự) : Nguồn phát sóng trên mặt nước tạo dao động với tần số f=100(Hz) gây sóng trên mặt nước Biết khoảng cách gợn lồi (bụng sóng liên tiếp) là 3(cm) Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước ? A 50(cm/s) B 25(cm/s) C.100(cm/s) D.150(cm/s) HD: áp dụng công thức trắc nghiệm khoảng cách n sóng liên tiếp là : l = ( n −1)λ Trong đó n là số sóng : ta có = (7 −1)λ → λ = = 0,5 (cm) Vậy v = λ f = 100.0,5 = 50(cm / s ) π VD22: Một nguồn sóng dao động điều hoà theo phương trình x = A cos10πt +   2 Khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền sóng mà đó dao động các phần tử môi trường lệch pha sóng A 150m/s B 120m/s π là (m) Hãy tính vận tốc truyền C 100m/s D 200m/s HD: Độ lệch pha hai phần tử trên phương truyền sóng là: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 ∆ϕ = Diễn đàn: http://lophocthem.com 2π d π 2π.5 π = → = λ λ - vuhoangbg@gmail.com Vậy bước sóng là: λ = 20(m) suy vận tốc truyền sóng : v = λ f = λ.( ω 10π m ) = 20.( ) = 200( ) 2π 2π s VD23: Cho mũi nhọn S chạm nhẹ vào mặt nước và dao động điều hoà với tần số f = 20 (Hz) Người ta thấy hai điểm A và B trên mặt nước cùng nằm trên phương truyền sóng cách khoảng d = 10 (cm) luôn dao động ngược pha với Tính vận tốc truyền sóng, biết vận tốc đó vào khoảng từ 0,8 (m/s) đến (m/s) A 100 m/s B 90m/s C 80m/s D 85m/s HD: Độ lệch pha hai phần tử theo phương truyền sóng là: 2π d = (2k + 1)π (Do hai điểm dao động ngược pha) ta có : λ 2df 2.0,1.20 (2k + 1)λ (2k + 1)v v = = = d= = Suy : (2k + 1) 2k + 2k + Do giả 2f ∆ϕ = thiết cho vận tốc thuộc khoảng 0,8 ≤ v = ≤1 (2k + 1) 0,8 ≤ v ≤ 1( m) giải : nên ta thay biểu thức V vào : 2k + ≥ Suy : k ≥ 1,5 2k + ≤ hay: v= 1, ≤ k ≤ k thuộc Z nên lấy 0,8 k=2 Suy k ≤ và thay vào biểu thức 4 = = 0,8(m) 2k + 2.2 +1 VD24: Một sợi dây đàn hồi dài có đầu A dao động với tần số f và theo phương vuông góc với sợi dây Biên độ dao động là (cm), vận tốc truyền sóng trên đây là (m/s) Xét điểm M trên dây và cách A đoạn 28 (cm), người ta thấy M luôn luôn dao động lệch pha với A góc ∆ϕ = (2k +1) π với k = 0, ± 1, ± 2, Tính bước sóng λ Biết tần số f có giá trị khoảng từ 22 (Hz) đến 26 (Hz) A cm B 12 cm C 14 cm D.16 cm HD : Độ lệch pha hai phần tử theo phương truyền sóng là: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 ∆ϕ = Diễn đàn: http://lophocthem.com 2π d π = (2k + 1) (chú ý: bài này người ta đã cho sẵn độ lệch pha) λ Tương tự bài trên ta có : d = Suy : f = (2k + 1) Do - vuhoangbg@gmail.com 2k + v f = (2 k + 1) = thay số vào ta có : 4.0, 28 0, 28 4d 22 ≤ f ≤ 26( Hz ) Giải ta có : λ = (2k + 1)λ (2k + 1)v = 4f nên ta có : 22 ≤ 2k + ≤ 26( Hz ) 0,8 2,58 ≤ k ≤ 3,14 → k = f = 2k + 2.3 + = = 25( Hz ) 0, 28 0, 28 v = = 0,16(m) = 16cm f 25 VD 25: Một sóng học truyền trường đàn hồi.Phương trình dao động π nguồn có dạng: x = 4cos  t  (cm) Tính bước sóng λ Cho biết vận tốc truyền sóng   v = 40 (cm/s) Tính độ lệch pha hai điểm cách khoảng 40 (cm) trên cùng phương truyền sóng và cùng thời điểm A π/12 B π /2 C π /3 D π/6 HD Độ lệch pha hai phần tử theo phương truyền sóng là: 2π d 2π df 2π.40 π ω π ∆ϕ = = = = f = = = ( Hz ) Suy λ v 40.6 2π 3.2π VD26: Một sóng học truyền trường đàn hồi.Phương trình dao động  π   t  (cm) Tính độ lệch pha dao động cùng x = cos nguồn có dạng:   điểm sau khoảng thời gian 0,5 (s) A π B π /12 C π /3 D π/8 HD: sau khoảng thời gian t=0,5 giây sóng truyền quãng đường d : Phương trình dao động M cách nguồn khoảng d là : π 2π d  xM = cos  t −  (cm)  λ  Trong đó thời điểm (t) pha dao động M là : π 2πd  ϕ1 =  t −   λ  Sau thời điểm t=0,5(s) thì pha dao động M lúc này là: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com π 2πd  ϕ2 =  (t + 0,5) −   λ  - vuhoangbg@gmail.com Vởy độ lệch pha π 2π d π 2π d π ∆ϕ = ϕ2 − ϕ1 = ( (t + 0,5) − ) − ( t − )= λ λ VD27: Một người xách xô nước trên đường , bước 50(cm) Chu kỳ dao động riêng nước xô là T=1(S) Người đó với vận tốc v thì nước xô bị sóng sánh mạnh Tính vận tốc v? A 2,8Km/h B A 1,8Km/h C A 1,5Km/h D Gía trị khác HD: theo giả thiết thì λ = 50(cm) mà vận tốc λ 50 v = λ f = = = 50(cm / s ) = 0,5( m / s ) = 1,8( km / h) => ĐA.B T VD28: Trên mặt nước có nguồn dao động tạo điểm O dao động điều hòa có tần số f= 50(Hz) Trên mặt nước xuất vòng tròn đồng tâm O, vòng cách 3(cm) Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là : A 120(cm/s) B 360(cm/s) C 150(cm/s) D 180(cm/s) HD Chú ý vòng tròn đồng tâm O trên mặt nước cách bước sóng λ = 3(cm) hay v = λ f = 3.50 = 150(cm / s ) λ VD28: Đầu A dây dao động theo phương thẳng đứng với chu kỳ T=10(s) Biết vận tốc truyền sóng trên dây là V=0,2(m/s) , khoảng cách hai điểm gần dao động ngược pha là bao nhiêu? A 1,5m B 2m C 1m D 2,5m HD: Độ lệch pha hai phần tử theo phương truyền sóng là: ∆ϕ = 2π d = (2k + 1)π (Do hai điểm dao động ngược pha) ta có : khoảng cách λ gần hai điểm dao động ngược pha là : d= (2k + 1)λ (2k + 1)v.T (2.0 +1)0, 2.10 = = = 1(m) 2 Chú ý: gần nên phương trình trên ta lấy K=0) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 12 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD30: Sóng truyền từ A đến M với bước sóng λ = 60(cm) M cách A đoạn d=3(cm) So với sóng A thì sóng M có tính chất nào sau đây ? A Đồng pha với B Sớm pha lượng C Trễ pha lượng là π D Một tính chất khác 3π HD Ta đã biết phương trình sóng cách nguồn đoạn là d là : U M = a cos(ωt − 2π d ) điểm M nằm sau nguồn A λ (M chậm pha A) U M = a cos(ωt + 2π d ) Nếu điểm M nằm trước nguồn A λ Theo giả thiết ta có độ lệch pha ∆ϕ = A M 2πd 2π.30 = =π λ 60 d Vậy sóng M trễ pha sóng A lượng là π VD31: Khi biên độ sóng tăng gấp đôi, lượng sóng truyền thay đổi bao nhiêu lần? A Gi ảm ¼ B Gi ảm ½ C Không thay đổi D Tăng lần HD Năng lượng sóng: DẠNG 2: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH TRUYỀN SÓNG PHƯƠNG PHÁP + Giả sử biểu thức sóng nguồn O là : u0 = A.cos ω.t Xét sóng M cách O đoạn OM = x v Tính: λ = v.T = f x O M + Phương trình sóng M nguồn O truyền đến: u M = A.cos(ω t-2π x t x ) = A cos 2π ( − ) λ T λ với Đk: t ≥ x v Nhận xét : Dao động M chậm pha dao động O lượng π Độ lệch pha : Của điểm M so với nguồn: ∆ϕ = 2π BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ x λ x λ (1) 13 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com Của hai điểm M, N so với nguồn: ∆ϕ = Hai sóng cùng pha : ∆ϕ = π x λ Hai sóng ngược pha : ∆ϕ = π Hai sóng vuông pha : ∆ϕ = π = kπ x λ x λ 2π - vuhoangbg@gmail.com | x2 − x1 | (2) λ x = k.λ ⇒ = (2k + 1)π = ( 2k + 1) π ⇒ x = (2k + 1) ⇒ x = ( 2k + 1) λ λ Chú ý: x λ t T x λ Khi M trước O thì phương trình sóng M là: u M = A.cos(ω t+2π ) = A cos 2π ( + ) VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một mũi nhọn S gắn vào đầu lá thép nằm ngang và chạm nhẹ vào mặt nước Khi lá thép dao động với tần số f = 120 Hz, tạo trên mặt nước sóng có biên độ 0,6 cm Biết khoảng cách gợn lồi liên tiếp là cm Viết phương trình sóng phần tử điểm M trên mặt nước cách S khoảng 12 cm Chọn gốc thời gian lúc mũi nhọn chạm vào mặt thoáng và xuống, chiều dương hướng lên HD: 4cm = 0,5 cm Phương trình sóng nguồn S: u = Acos(ωt + ϕ) π Ta có ω = 2πf = 240 rad/s; t = thì x = cosϕ = = cos(± ); Ta có: 8λ = cm vì v < ϕ= λ= π Vậy nguồn S ta có: u = 0,6cos(240πt + π ) (cm) Tại M ta có: π 2π SM π π ) = 0,6cos(240πt + - 48π) = 0,6cos(240πt + ) (cm) λ 2 uM = 0,6cos(240πt + - VD2 Một sóng ngang truyền từ M đến O đến N trên cùng phương truyền sóng với vận tốc v = 18 m/s Biết MN = m và MO = ON Phương trình sóng O là uO = 5cos(4π t - π ) (cm) Viết phương trình sóng M và N HD: Ta có: λ = vT = v.2π ω = m Vì M trước O theo chiều truyền sóng nên: π 2π MO + ) = 5cos(4π t λ π 2π MO uN = 5cos(4π t - ) = 5cos(4π t λ uM = 5cos(4π t - π π π + ) = 5cos(4π t + ) (cm) N sau O nên: 6 π π π - ) = 5cos(4π t - ) (cm) VD3: Đầu A dây cao su căng làm cho dao động theo phương vuông góc với dây với biên độ 2cm, chu kỳ 1,6s Sau 3s thì sóng chuyển 12m dọc theo dây a)Tính bước sóng BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 14 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com b) Viết phương trình dao động điểm cách đầu A 1,6m Chọn gốc thời gian lúc A vị trí biên dương Hướng dẫn: T = 1,6m, A = 2cm, t = 3s, x = 12m a) Tính λ = ? b) uM = ? d1 = 1,6m ta có v = x 12 = 4m/s = t Bước sóng : λ = v.T =4.1,6 = 6,4m b) ω = 2π 2π = = 1,25π rad/s T 1,6 Phương trình dao động A : uA = Acosω.t = 2cos1,25π.t (cm) Phương trình dao động M cách A đoạn x1 = 1,6m uM = Acos(ω.t - π uM = 2.cos(1,25π π.t - x1 λ π ) (cm) 1,6 ) 6,4 x 1,6 điều kiện t ≥ , t ≥ = 0,4s v ) = 2cos(1,25π.t - π VD4: Một sóng truyền môi trường làm cho các điểm môi trường dao động Biết phương trình dao động các điểm môi trường có dạng: π u = 4cos( t + ϕ) (cm) 1.Tính vận tốc truyền sóng Biết bước sóng λ = 240cm 2.Tính độ lệch pha ứng với cùng điểm sau khoảng thời gian 1s 3.Tìm độ lệch pha dao động hai điểm cách 210cm theo phương truyền vào cùng thời điểm 4.Ly độ điểm thời điểm t là 3cm Tìm ly độ nó sau đó 12s Hướng dẫn: π u = 4cos( t + ϕ ) (cm) ⇒ A = 4cm, 1) 2) 3) 4) ω= π rad λ = 240cm , v = ? ∆ϕ1 = ? , t = 1s ∆ϕ2 = ? , x= 210cm u = 3cm , ut = 12 = ? 2π 2π 2π ⇒T = = = 6s π T ω λ 240 λ = v.T ⇒ v = = = 40cm/s T π 2) với t0 thì α1 = ( t0 + ϕ) π sau t = 1s thì α2 = [ (t0 + 1) + ϕ] π π π ∆ϕ1 = |α2 - α1 |= | { (t0 +1) + ϕ) - ( t0 + ϕ) | = rad 3 1) Ta có: ω = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 15 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 2π x 2π 210 2π 7π 3) Độ lệch pha: ∆ϕ2 = rad = = = λ 240 t 12 4) u = 3cm , ut = 12 = ? t = n.T ⇒ n = = = 2dđ T Vậy sau n = 2dđ điểm này trạng thái thời điểm t, nghĩa là lại có u = 3cm VD5: Một cầu nhỏ gắn vào âm thoa dao động với tần số f = 120 Hz Cho cầu chạm nhẹ vào mặt nước người ta thấy có hệ sóng tròn lan toả xa mà tâm điểm chạm O cầu với mặt nước Cho biên độ sóng là A = 0,5cm và không đổi a) Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước Biết khoảng cách giữa10 gợn lồi liên tiếp là l = 4,5cm b) Viết phương trình dao động điểm M trên mặt nước cách O đoạn x = 12cm Cho dao động sóng O có biểu thức uO = Acosω.t c) Tính khoảng cách hai điểm trên mặt nước dao động cùng pha, ngược pha, vuông pha (Trên cùng đường thẳng qua O) Hướng dẫn giải Ta có f = 120Hz, A = 0,5cm a) v = ? , Biết khoảng cách y = 10 gợn lồi liên tiếp là l = 4,5cm b) uM (t) = ? x = 12cm c) Tính khoảng cách hai điểm trên mặt nước dao động cùng pha, ngược pha, vuông pha -a) ta có: ω = 2πf = 2π.120 = 240π rad/s Khoảng cách y = 10 gợn lồi thì có n = y - = dđ l = 0,5cm = n l = n.λ ⇒ λ = λ= v ⇒ v = λ f = 0,5.120 = 60cm/s f b) Biểu thức sóng O : uO = Acosω.t = 0,5cos240π.t (cm) Biểu thức sóng M cách O đoạn x =12cm 12 ) = 0,5.sin (240πt - 48π) 0,5 x 12 điều kiện t ≥ = = 0,2s v 60 x uM = Acos(ω.t - π ) = 0,5.cos(240πt - 2π λ uM = 0,5.cos 240π πt (cm) Vậy sóng M cùng pha với sóng O x c) Hai sóng cùng pha : ∆ϕ = π λ = kπ x = k.λ = 0,5.k (cm) với k ∈ N Vậy hai điểm dao động cùng pha, khoảng cách chúng số nguyên lần bước sóng ⇒ Hai sóng ngược pha : ∆ϕ = π ⇒ x = (2k + 1) x λ = ( 2k + 1)π λ 1 = (k + )λ = 0,5.(k + ) (cm) với k ∈ N 2 Hai điểm dao động ngược pha có khoảng cách số lẽ lần bước sóng Hai sóng vuông pha : ∆ϕ = π x λ = ( 2k + 1) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ π 16 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com λ 0,5 (2k + ) = 0,125.(2k + ) (cm) với k ∈ N ⇒ x = ( 2k + 1) = 4 Hai điểm dao động vuông pha có khoảng cách số lẻ lần phần tư bước sóng VD6: Một sợi dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O dao động theo phương đứng với biên độ A=5cm, T=0,5s Vận tốc truyền sóng là 40cm/s Viết phương trình sóng M cách O d=50 cm A uM = 5cos(4π t − 5π )(cm) B uM = 5cos(4π t − 2, 5π )(cm) C uM = 5cos(4π t − π )(cm) D uM = 5cos(4π t − 25π )(cm) Hướng dẫn : Chọn A Phương trình dao động nguồn: uo = A cos(ωt )(cm) a = 5cm Trong đó: u = 5cos(4π t )(cm) 2π 2π = = 4π ( rad / s ) o T 0,5 2π d Phương trình dao động tai M : uM = A cos(ωt − ) ω= Trong đó: λ = vT = 40.0,5 = 20 ( cm ) ;d= 50cm λ uM = 5cos(4π t − 5π )(cm) PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: Câu 1: Một người quan sát phao trên mặt biển, thấy nó nhô cao 10 lần khoảng thời gian 27s Chu kì sóng biển là A 2,45s B 2,8s C 2,7s D 3s Câu 2: Một người quan sát sóng trên mặt hồ thấy khoảng cách hai sóng liên tiếp 120cm và có sóng qua trước mặt 6s Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A 0,6m/s B 0,8m/s C 1,2m/s D 1,6m/s Câu 3: Tại điểm O trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số f = 2Hz Từ điểm O có gợn sóng tròn lan rộng xa xung quanh Khoảng cách hai gợn sóng là 20cm Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A 20cm/s B 40cm/s C 80cm/s D 120cm/s Câu 4: Một sóng âm có tần số 510Hz lan truyền không khí với tốc độ 340m/s, độ lệch pha sóng hai điểm M, N trên cùng phương truyền sóng cách 50cm là A 3π rad B 2π rad C π rad D π rad Câu 5: Một sóng có tần số 500Hz có tốc độ lan truyền 350m/s Hai điểm gần trên cùng phương truyền sóng phải cách khoảng là bao nhiêu để chúng có độ lệch pha π /3 rad A 11,6cm B 47,6cm C 23,3cm D 4,285m Câu 6: Người ta đặt chìm nước nguồn âm có tần số 725Hz và tốc độ truyền âm nước là 1450m/s Khoảng cách hai điểm gần nước dao động ngược pha là A 0,25m B 1m C 0,5m D 1cm Câu 7: Tại điểm S trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà cùng phương thẳng đứng với tần số 50Hz Khi đó trên mặt nước hình thành hai sóng tròn đồng tâo S Tại hai điểm M, N cách 9cm trên đường thẳng đứng qua S luôn dao động cùng pha với BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 17 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Biết rằng, tốc độ truyền sóng thay đổi khoảng từ 70cm/s đến 80cm/s Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A 75cm/s B 80cm/s C 70cm/s D 72cm/s Câu 8: Tại điểm S trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số f Khi đó trên mặt nước hình thành hệ sóng tròn đồng tâm S Tại hai điểm M, N nằm cách 5cm trên đường thẳng qua S luôn dao động ngược pha Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 80cm/s và tần số nguồn dao động thay đổi khoảng từ 48Hz đến 64Hz Tần số dao động nguồn là A 64Hz B 48Hz C 60Hz D 56Hz Câu 9: Một sóng học lan truyền không khí có bước sóng λ Khoảng cách hai điểm trên cùng phương truyền sóng dao động vuông pha là: λ A d = (2k + 1) λ B d = (2k + 1) C d = (2k + 1)λ D d = kλ t T x λ Câu 10: Một sóng âm mô tả phương trình y = Acos2 π ( − ) Tốc độ cực đại phân tử môi trường lần tốc độ truyền sóng A λ = π A B λ = π A/2 C λ = π A D λ = π A/4 Câu 11: Trên sợi dây OA, đầu A cố định và đầu O dao động điều hoà có phương trình uO = 5cos(5 π t)(cm) Tốc độ truyền sóng trên dây là 24cm/s và giả sử quá trình truyền sóng biên độ sóng không đổi Phương trình sóng điểm M cách O đoạn 2,4cm là A uM = 5cos(5 π t + π /2)(cm) B uM = 5cos(5 π t - π /2)(cm) C uM = 5cos(5 π t - π /4)(cm) D uM = 5cos(5 π t + π /4)(cm) Câu 12: Sóng lan truyền từ nguồn O dọc theo đường thẳng với biên độ không đổi Ở thời điểm t = 0, O có phương trình: u O = A cos ωt (cm) Một điểm cách nguồn khoảng 1/2 bước sóng có li độ 5cm thời điểm 1/2 chu kì Biên độ sóng là: A 5cm B 2,5cm C cm D 10cm Câu 13: Một mũi nhọn S chạm nhẹ vào mặt nước dao động điều hoà với tần số f = 40Hz Người ta thấy hai điểm A và B trên mặt nước cùng nằm trên phương truyền sóng cách khoảng d = 20cm luôn dao động ngược pha Biết tốc độ truyền sóng nằm khoảng từ 3m/s đến 5m/s Tốc đó là D 3,2m/s A 3,5m/s B 4,2m/s C 5m/s Câu 14: Trong thời gian 12s người quan sát thấy có sóng qua trước mặt mình Tốc độ truyền sóng là 2m/s Bước sóng có giá trị là A 4,8m B 4m C 6m D 0,48m Câu 15: Nguồn phát sóng S trên mặt nước tạo dao động với tần số f = 100Hz gây các sóng có biên độ A = 0,4cm Biết khoảng cách gợn lồi liên tiếp là 3cm Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A 25cm/s B 50cm/s C 100cm/s D 150cm/s Câu 16: Một nguồn O dao động với tần số f = 25Hz tạo sóng trên mặt nước Biết khoảng cách 11 gợn lồi liên tiếp là 1m Tốc độ truyền sóng trên mặt nước bằng: A 25cm/s B 50cm/s C 1,50m/s D 2,5m/s Câu 17: Một sóng âm có tần số 660Hz la truyền không khí với tốc độ 330m/s, độ lệch pha sóng hai điểm có hiệu đường từ nguồn tới 20cm là: A 3π rad B 2π rad BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C 4π rad 18 D CHUYÊN ĐỀ - 5π rad SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 18: Sóng âm có tần số 450Hz lan truyền với tốc độ 360m/s không khí Giữa hai điểm cách 1m trên cùng phương truyền thì chúng dao động A cùng pha B vuông pha C ngược pha D lệch pha π /4 Câu 19: Một sóng học có tần số dao động là 400Hz, lan truyền không khí với tốc độ là 200m/s Hai điểm M, N cách nguồn âm là d1 = 45cm và d2 Biết pha sóng điểm M sớm pha điểm N là π rad Giá trị d2 A 20cm B 65cm C 70cm D 145cm Câu 20: Một sóng truyền trên mặt nước biển có bước sóng λ = 2m Khoảng cách hai điểm gần trên cùng phương truyền sóng dao động cùng pha là A 2m B 1,5m C 1m D 0,5m Câu 21: Một sóng ngang mô tả phương trình u = Acos π (0,02x – 2t) đó x, y đo cm và t đo s Bước sóng đo cm là A 50 B 100 C 200 D Câu 22: Một người quan sát phao trên mặt biển thấy nó nhô lên cao lần 18 giây và đo khoảng cách hai đỉnh sóng liên tiếp là 3(m) Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là: B 1m/s C 2m/s D 1,5m/s A 0,5m/s Câu 23: Một sóng truyền trên mặt nước biển có bước sóng λ = 5m Khoảng cách hai điểm gần trên cùng phương truyền sóng dao động lệch pha 900 là A 5m B 2,5m C 1,25m D 3,75m Câu 24: Một dây đàn hồi dài có đầu A dao động với tần số f và theo phương vuông góc với dây, tốc độ truyền sóng trên dây là 4m/s Xét điểm M trên dây và cách A đoạn 28cm, người ta thấy M luôn dao động lệch pha với A góc ∆ϕ = (k π + π /2) với k = 0, ± 1,…Biết tần số f khoảng từ 22Hz đến 26Hz Bước sóng λ A 20cm B 25cm C 40cm D 16cm Câu 25: Giả sử nguồn O có sóng dao động theo phương trình: u O = A cos ωt Sóng này truyền dọc theo trục Ox với tốc độ v, bước sóng là λ Phương trình sóng điểm M nằm trên phương Ox cách nguồn sóng khoảng d là: d v d = A cos ω( t + ) v d λ d = A cos(ωt − 2π ) λ A u M = A sin ω( t − ) B u M = A cos(ωt + 2π ) C u M D u M Câu 26: Một sóng học lan truyền trên phương truyền sóng với tốc độ 40cm/s Phương trình sóng điểm O trên phương truyền đó là uO = 2cos2 π t(cm) Phương trình sóng điểm N nằm trước O và cách O đoạn 10cm là A uN = 2cos(2 π t + π /2)(cm) B uN = 2cos(2 π t - π /2)(cm) C uN = 2cos(2 π t + π /4)(cm) D uN = 2cos(2 π t - π /4)(cm) Câu 27: Một sóng học lan truyền môi trường vật chất điểm cách nguồn π x(m) có phương trình sóng u = 4cos( t - 2π x)(cm) Tốc độ môi trường đó có giá trị A 0,5m/s B 1m/s C 1,5m/s D 2m/s Câu 28: Cho phương trình u = Acos(0,4 π x + π t + π /3) Phương trình này biểu diễn A sóng chạy theo chiều âm trục x với tốc độ 0,15m/s B sóng chạy theo chiều dương trục x với tốc độ 0,2m/s C sóng chạy theo chiều dương trục x với tốc độ 0,15m/s D sóng chạy theo chiều âm trục x với tốc độ 17,5m/s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 19 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 29: Một nguồn sóng dao động điều hoà theo phương trình: u = Acos(5 π t + π /2)(cm) Trong đó t đo giây Khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền sóng mà pha dao động lệch π /2 là 0,75m Bước sóng và tốc độ truyền sóng là: A 1,0m; 2,5m/s B 1,5m; 5,0m/s C 2,5m; 1,0m/s D 0,75m; 1,5m/s Câu 30: Một sóng cơ, với phương trình u = 30cos(4.103t – 50x)(cm), truyền dọc theo trục Ox, đó toạ độ x đo mét (m), thời gian t đo giây (s) Tốc độ truyền sóng A 50m/s B 80m/s C 100m/s D 125m/s Câu 31: Một nguồn O dao động với tần số f = 50Hz tạo sóng trên mặt nước có biên độ 3cm(coi không đổi sóng truyền đi) Biết khoảng cách gợn lồi liên tiếp là 9cm Điểm M nằm trên mặt nước cách nguồn O đoạn 5cm Chọn t = là lúc phần tử nước O qua vị trí cân theo chiều dương Tại thời điểm t1 li độ dao động M 2cm Li độ dao động M vào thời điểm t2 = (t1 + 2,01)s bao nhiêu ? A 2cm B -2cm C 0cm D -1,5cm Câu 32: Một người quan sát phao trên mặt biển, thấy nó nhô cao 10 lần khoảng thời gian 36s và đo khoảng cách hai đỉnh sóng lân cận là 10m Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là A 2,5m/s B 2,8m/s C 40m/s D 36m/s Câu 33: Một sóng học lan truyền không khí có bước sóng λ Khoảng cách hai điểm trên cùng phương truyền sóng dao động ngược pha là λ A d = (2k + 1) λ B d = (2k + 1) C d = (2k + 1)λ D d = kλ Câu 34: Sóng là A truyền chuyển động không khí B dao động lan truyền môi trường C chuyển động tương đối vật này so với vật khác D co dãn tuần hoàn các phần tử môi trường Câu 35: Tốc độ truyền sóng môi trường A phụ thuộc vào chất môi trường và tần số sóng B phụ thuộc vào chất môi trường và biên độ sóng C phụ thuộc vào chất môi trường D tăng theo cường độ sóng Câu 36: Một sóng học lan truyền môi trường A với vận tốc vA và truyền môi trường B có vận tốc vB = 2vA Bước sóng môi trường B A lớn gấp hai lần bước sóng môi trường A B bước sóng môi trường A C nửa bước sóng môi trường A D lớn gấp bốn lần bước sóng môi trường A Câu 37: Bước sóng là A quãng đường mà phần tử môi trường 1s B khoảng cách hai phần tử sóng dao động ngược pha C khoảng cách hai phần tử sóng gần trên phương truyền sóng dao động cùng pha D khoảng cách hai vị trí xa phần tử sóng Câu 38: Chọn câu trả lời đúng Để phân loại sóng ngang hay sóng dọc người ta dựa vào: A tốc độ truyền sóng và bước sóng BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 20 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B phương truyền sóng và tần số sóng C phương truyền sóng và tốc độ truyền sóng D phương dao động và phương truyền sóng Câu 39: Chọn cùm từ thích hợp điền vào chỗ trống Khi sóng truyền càng xa nguồn thì ……càng giảm A biên độ sóng B tần số sóng D biên độ và lượng sóng C bước sóng Câu 40: Chọn câu trả lời sai Năng lượng sóng truyền từ nguồn điểm sẽ: A giảm tỉ lệ với bình phương quãng đường truyền sóng, truyền không gian B giảm tỉ lệ với quãng đường truyền sóng, môi trường truyền là đường thẳng C giảm tỉ lệ với quãng đường truyền sóng, truyền trên mặt thoáng chất lỏng D luôn không đổi môi trường truyền sóng là đường thẳng Câu 41: Chọn câu trả lời đúng Khi sóng truyền từ không khí vào nước thì đại lượng nào sau đây không thay đổi: A Tốc độ truyền sóng B Tần số sóng C Bước sóng D Năng lượng Câu 42 : Chọn câu trả lời đúng Sóng dọc A truyền chất rắn B truyền chất rắn, chất lỏng và chất khí C truyền chất rắn, chất lỏng, chất khí và chân không D không truyền chất rắn “Những người mắc sai lầm nhiều là người làm nhiều việc nhất, nhờ sai lầm họ mà xã hội này tiến lên Những kẻ sợ mắc sai lầm không dám làm gì cả, họ không đạt điều gì ” 1D 11B 21B 31B 41B 14 2A 12A 22B 32A 42B 3B 13D 23C 33B 4A 14A 24D 34B ĐÁP ÁN ĐỀ 13 5A 6B 15B 16D 25D 26A 35C 36A 7A 17C 27A 37C 8D 18B 28D 38D 9A 19C 29A 39D 10B 20A 30B 40B CHỦ ĐỀ 2: GIAO THOA SÓNG CƠ S1 Họ và tên học sinh Trường:THPT PHẦN I Kiến thức chung: Giao thoa hai sóng phát từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách khoảng l: Xét điểm M cách hai nguồn d1, d2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 21 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC S2 - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Phương trình sóng nguồn u1 = Acos(2π ft + ϕ1 ) và u2 = Acos(2π ft + ϕ2 ) Phương trình sóng M hai sóng từ hai nguồn truyền tới: u1M = Acos(2π ft − 2π d1 λ + ϕ1 ) và u2 M = Acos(2π ft − 2π d2 λ + ϕ2 ) Phương trình giao thoa sóng M: uM = u1M + u2M ∆ϕ  d + d ϕ1 + ϕ   d −d  uM = Acos π + cos  2π ft − π +  λ λ      d − d ∆ϕ  Biên độ dao động M: AM = A cos  π +  với ∆ϕ = ϕ1 − ϕ λ   l ∆ϕ l ∆ϕ <k<+ + (k ∈ Z) Chú ý: * Số cực đại: − + λ 2π λ 2π l ∆ϕ l ∆ϕ <k<+ − + (k ∈ Z) * Số cực tiểu: − − + λ 2π λ 2π Hai nguồn dao động cùng pha ( ∆ϕ = ϕ1 − ϕ2 = ) * Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = kλ (k∈Z) Số đường số điểm (không tính hai nguồn): − l λ <k < l λ * Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = (2k+1) λ (k∈Z) Số đường số điểm (không tính hai nguồn): l − − <k < − λ λ l Hai nguồn dao động ngược pha:( ∆ϕ = ϕ1 − ϕ2 = π ) * Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = (2k+1) λ (k∈Z) Số đường số điểm cực đại (không tính hai nguồn): − l λ − l <k < − λ * Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = kλ (k∈Z) Số đường số điểm cực tiểu (không tính hai nguồn): − l λ <k < l λ Chú ý: Với bài toán tìm số đường dao động cực đại và không dao động hai điểm M, N cách hai nguồn là d1M, d2M, d1N, d2N Đặt ∆dM = d1M - d2M ; ∆dN = d1N - d2N và giả sử ∆dM < ∆dN + Hai nguồn dao động cùng pha: • Cực đại: ∆dM < kλ < ∆dN • Cực tiểu: ∆dM < (k+0,5)λ < ∆dN + Hai nguồn dao động ngược pha: • Cực đại: ∆dM < (k+0,5)λ < ∆dN • Cực tiểu: ∆dM < kλ < ∆dN Số giá trị nguyên k thoả mãn các biểu thức trên là số đường cần tìm PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP DẠNG 3: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH GIAO THOA SÓNG BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 22 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Xét hai dao động S1 & S2 đó phát hai sóng kết cùng pha (S1 & S2 là hai nguồn kết hợp) d1 Giả sử phương trình sóng nguồn: u S = u S = Acosωt S1 * Phương trình sóng M S1 truyền đến: u = Acos ω(t - hợp M d2 d1 d 2.π d   ) = Acos(ωt - ω ) = Acos  ω.t −  v v λ   S2 (*) * Phương trình sóng M S2 truyền đến: d2 d 2.π d   ) = Acos(ωt - ω ) = Acos  ω.t −  v v λ   |d −d | d Độ lẹch pha hai sóng: ∆ϕ = 2π = ∆ϕ = 2π λ λ với d = d − d1 : là hiệu số đường u = Acosω(t - (**) * Phương trình dao động M sóng từ S1 & S2 truyền đến : uM = u1 + u2 Vậy uM = Acos(ωt 2.π d λ 2.π d λ ) + Acos(ωt - 2.π d λ ) = A[cos (ωt - 2.π d λ ) + cos(ωt - )] π λ π λ uM = 2Acos (d2 - d1).cos[ω ω.t - (d1 + d2)] π λ + Biên độ sóng M : A M = 2A|cos | d − d1 ||= A | cos π λ ∆ϕ | + Pha ban đầu M: ϕ M = − (d1 + d ) a) Những điểm có biên độ cực đại : λ (với k = 0,±1,±2, ) Amax = 2A ⇒ ⇒ d = d − d1 = kλ ⇒ d2 - d1 = kλ Cực đại giao thoa nằm các điểm có hiệu đường hai sóng tới đó số nguyên lần bước sóng: b) Những điểm có biên độ : Amin = ⇒ d2 - d1 = (k + λ )λ λ = (2k +1) (với k = 0,±1,±2, ) 2 Cực tiểu giao thoa nằm các điểm có hiệu đường hai sóng tới đó số nửa nguyên lần bước sóng: Chú ý: t d T λ t d   Khi M cố định uM ' = − A cos 2π ( T − λ ) thì Phương trình sóng phản xạ M là :  Khi M tù u = A cos 2π ( t − d ) M'  T λ Nếu phương trình sóng Mdo O truyền đến là: uM = A cos 2π ( − ) với d=MO Hai nguồn dao động ngược pha: Biên độ dao động điểm M: AM = 2A|cos( π BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 23 d1 − d λ + π )| CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VÍ DỤ MINH HỌA VD 1: Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A, B có phương trình dao động là: u A = u B = 2co s10πt(cm) Vận tốc truyền sóng là 3m/s a) Viết phương trình sóng M cách A, B khoảng d1 = 15cm; d2 = 20cm b) Tính biên độ và pha ban đầu sóng N cách A 45cm và cách B 60cm Hướng dẫn: v f a) Bước sóng: λ = = 2πv 2π.3 = = 0, 6m = 60cm 10π ω Phương trình sóng M A truyền đến: u AM = 2cos(10πt − 2πd1 π ) = 2cos(10πt − )(cm) λ Phương trình sóng M B truyền đến: u BM = 2cos(10πt − 2πd 2π ) = 2cos(10πt − )(cm) λ Phương trình sóng M là: uM π = u AM + u BM = 2cos(10πt − ) + 2cos(10πt − 2π ) π 7π sin(10πt − )(cm) 12 12 60 − 45 d −d b) Biên độ sóng N AN = 2A|cos( π |= 2.2cos| π |= 2cm λ 60 π π 7π Pha ban đầu sóng N ϕN = − (d + d1 ) = − (60 + 45) = − (rad) Điểm M chậm pha λ 60 7π hai nguồn góc (rad) 12 = 4cos VD2 Trong thí nghiệm giao thoa sóng người ta tạo trên mặt nước nguồn sóng A, B dao động với phương trình uA = uB = 5cos10πt (cm) Vận tốc sóng là 20 cm/s Coi biên độ sóng không đổi Viết phương trình dao động điểm M cách A, B 7,2 cm và 8,2 cm HD: Ta có: T = 2π = 0,2 s; λ = vT = cm; ω π ( d − d1 ) π (d + d1 ) π cos(ωt ) = 2.5.cos cos(10πt – 3,85π) uM = 2Acos λ λ => uM = cos(10πt + 0,15π)(cm) BÀI TOÁN: BIÊN ĐỘ CỦA PHÂN TỬ M TRONG GIAO THOA SÓNG PP: TH1: Hai nguồn A, B dao động cùng pha π (d − d1  π (d1 + d )   cos ω.t −   λ λ     π (d − d ) Ta nhận thấy biên độ giao động tổng hợp là: AM = A cos( λ Từ phương trình giao thoa sóng: U M = A.cos  BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 24 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com π (d − d1 ) Biên độ đạt giá trị cực đại AM = A ⇔ cos = ±1 ⇔ d − d1 = k λ λ Biên độ đạt giá trị cực tiểu AM = ⇔ cos π (d − d1 ) λ = o ⇔ d − d1 = (2k + 1) λ Chú ý: Nếu O là trung điểm đoạn AB thì các điểm nằm trên đường trung trực đoạn A,B dao động với biên độ cực đại và bằng: AM = A (vì lúc này d1 = d ) TH2: Hai nguồn A, B dao động ngược pha Ta nhận thấy biên độ giao động tổng hợp là: AM = A cos( π (d − d1 ) π ± λ Chú ý: Nếu O là trung điểm đoạn AB thì các điểm nằm trên đường trung trực đoạn A,B dao động với biên độ cực tiểu và bằng: AM = (vì lúc này d1 = d ) TH2: Hai nguồn A, B dao động vuông pha Ta nhận thấy biên độ giao động tổng hợp là: AM = A cos( π (d − d1 ) π ± λ Chú ý: Nếu O là trung điểm đoạn AB thì các điểm nằm trên đường trung trực đoạn A,B dao động với biên độ : AM = A (vì lúc này d1 = d ) VÍ DỤ MINH HỌA: VD1 : (ĐH 2008) Tại hai điểm A, B môi trường truyền sóng có hai nguồn kết hợp dao động cùng phương với phương trình là : U A = a.cos (ωt )(cm) và U B = a.cos (ωt + π )(cm) Biết vận tốc và biên độ nguồn truyền không đổi quá trình truyền sóng Trong khoảng Avà B có giao thoa sóng hai nguồn trên gây Phần tử vật chất trung điểm O đoạn AB dao động với biên độ : A a B 2a C D.a Bài giải : Theo giả thiết nhìn vào phương trình sóng ta thấy hai nguồn dao động ngược pha nên O là trung điểm AB dao động với biên độ cực tiểu AM = VD2: Trên mặt nước có hai nguồn A, B dao động theo phương π trình U A = a.cos (ωt + )(cm) và U B = a.cos (ωt + π )(cm) Coi vận tốc và biên độ sóng không đổi quá trình truyền sóng Các điểm thuộc mặt nước nằm trên đường trung trực đoạn AB dao động với biên độ: A a B 2a C D.a Bài giải : Do bài cho hai nguồn dao động vuông pha ( ∆ϕ = ϕ2 − ϕ1 = π − π π = )nên các 2 điểm thuộc mặt nước nằm trên đường trung trực AB dao động với biên độ AM = A (vì lúc này d1 = d ) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 25 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD3 : Hai sóng nuwosc tạo các nguồn A, B có bước sóng và 0,8m Mỗi sóng riêng biệt gây M, cách A đoạn d1=3m và cách B đoạn d2=5m, dao động với biên độ A Nếu dao động các nguồn ngược pha thì biên độ dao động M hai nguồn gây là: A B A C 2A D.3A Bài giải: Do hai nguồn dao động ngược pha nên biên độ dao động tổng hợp M hai nguồn gây có biểu thức: AM = A cos( này ta có : AM = A cos( π (5 − 3) π 0,8 ± π (d − d1 ) π thay các giá trị đã cho vào biểu thức ± λ = 2A VD4 : Hai nguồn sóng kết hợp A và B cùng tần số, cùng biên độ và cùng pha Coi biên độ sóng không đổi Điểm M, A,B, N theo thứ tự thẳng hàng Nếu biên độ dao động tổng hợp N có giá trị là 6mm, thì biên độ dao động tổng hợp N có giá trị: A Chưa đủ kiện B 3mm C 6mm D 3 cm Bài giải : Ta có : MA − MB = NA − NB = AB M N A B Biên độ tổng hợp N có giá trị biên độ dao động tổng hợp M và 6mm DẠNG 4: TÌM SỐ CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU ĐOẠN GIỮA NGUỒN TH1: Nếu nguồn AB dao động cùng pha ∆ϕ = ϕ2 − ϕ1 = k 2π hiểu là: ϕ1 = ϕ2 Theo lý thuyết giao thoa số gợn sóng quan sát trên đoạn AB tương ứng số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn AB Vì hiệu khoảng cách chúng phải là d − d1 = kλ Mặt khác có bao nhiêu đường hypepol thì tương ứng trên đoạn AB có nhiêu gợn sóng Hay ta có thể đưa điểm M xuống nằm trên đoạn AB và lúc này ta có d1 + d = AB Vậy ta có hệ : M d1 M A B d − d1 = kλ (1) lấy (1) +(2) vế theo vế ta có d = A d1 + d = AB (2) M thuộc đoạn AB nên BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 26 d2 B kλ AB + 2 < d < AB Thay vào ta có CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 < d2 = Diễn đàn: http://lophocthem.com kλ AB + < AB 2 Và rút − AB AB <K < λ λ - vuhoangbg@gmail.com Đây chính là công thức trắc nghiệm để tìm số điểm dao động với biên độ cực đại giao thoa sóng Tương tự số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn AB thoã mãn: λ  AB AB d − d1 = (2k + 1) − <K< − Đây chính là công (3) làm tương tự trên ta có : −  λ λ d + d1 = AB (4) thức trắc nghiệm tính số điểm dao động cực tiểu (đứng yên) trên đoạn AB TH2: Nếu hai nguồn AB dao động ngược pha: ∆ϕ = ϕ − ϕ1 = (2k + 1)π hiểu là: AB AB − <K< − λ λ ϕ2 − ϕ1 = ±π thì công thức số điểm cực đại là: − − AB AB <K< ( Ngược với cùng pha) λ λ Chú ý các tỷ số trên nguyên thì ta lấy dấu = VD : −2 ≤ K ≤ còn không nguyên thì Và công thức số điểm cực tiểu là: không lấy dấu = TH3: Nếu hai nguồn AB dao động vuông pha: ∆ϕ = ϕ2 − ϕ1 = (2k + 1) và cực tiểu trên đoạn AB là và bằng: − π thì số điểm cực đại AB AB − <K< − λ λ Số điểm dao động cực đại trên S1S2 giao động cùng pha nhau(số gợn lồi) : Gọi M trên S1S2 là điểm dao động cực đại  d + d = S S = L (1 ) S1 M Ta có ⇒ (1) + (2) 2d2 = L + k.λ   λ  d − d1 = k  (2 ) S2 d2 d1 L ⇒ Vị trí các điểm dao động cực đại : d2 = L + k λ (3) 2 L kλ L L + − <k < λ Ta có điều kiện : < d2 < L (trừ S1 và S2) ⇔ < 2 < L ⇒ λ L  L − < k < λ  λ k ∈Z Các điểm dao động cực đại thoả mãn: (4) Có bao nhiêu k ∈ Z thỏa mản (4) thì có nhiêu điểm cực đại trên S1S2 = Số gợn lồi(số đường hyperbol dao động cực đại trên vùng giao thoa) Chú ý: λ Khoảng cách hai hyperbol cực đại cách Khi k = thì cực đại dao động là đường thẳng là trưng trực S1S2 Khi nguồn S1, S2 cùng pha thì trung trực là cực đại giao thoa BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 27 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Khi nguồn S1, S2 ngược pha thì trung trực là cực tiểu giao thoa, đó số điểm L  L − − < k < − λ  λ  k ∈ Z cực đại thoả mản phương trình Khi hai nguồn ngược pha ( ∆ϕ = (2 K + 1)π ) điểm cực đại có d2 – d1 = K λ + λ /2 π ∆ϕ = + K π Khi hai nguồn vuông pha ( ) điểm cực đại có d2 – d1 = K λ + λ /4 π ∆ϕ = π + Kπ Khi hai nguồn lệch pha ( ) điểm cực đại có d2 – d1 = K λ + λ /6 Số điểm dao động cực tiểu trên S1S2 dao động cùng pha (số điểm không dao động) : Gọi M trên S1S2 là điểm không dao động d1 + d = S1S2 = L (1)   λ  d − d1 = (k + ) ( )  2 Ta có S1 M S2 d2 d1 L (1) + (2) ⇒ 2d2 = L + (k+ ).λ (k + ).λ L + 2 (3) Vị trí các điểm dao động cực đại : d2 = Ta có điều kiện : < d2 < L (trừ S1 và S2) L + ⇒0 < (k + ).λ L L L L − <k+ < − − <k < − λ ⇒ λ λ 2 <L ⇒ λ L  L − − < k < − λ  λ k ∈ Z Các điểm dao động cực đại thoả mãn: (4) Có bao nhiêu k ∈ Z thỏa mản (4) thì có nhiêu điểm không dao động trên S1S2 = số đường hyperbol đứng yên trên vùng giao thoa Chú ý: λ Khoảng cách hai hyperbol cực tiểu cách Khi nguồn S1, S2 ngược pha thì trung trực là cực tiểu giao thoa, đó số điểm L  L − < k < λ  λ k ∈ Z không dao động thoả mản phương trình VÍ DỤ MINH HỌA VD 1: Hai nguồn kết hợp A, B cách 10cm dao động cùng pha cùng tần số 20Hz Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là 1,5m/s a) Tính số gợn lồi trên đoạn AB b) Tính số dường dao động cực đại trên mặt chất lỏng Hướng dẫn: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 28 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com v 0,3 a) Bước sóng: λ = = = 0, 015m = 1,5cm f 20 d + d = 10 −6, < k < 6, Ta có:  mà < d1 < 10 ⇒ < d1 = + 0, 75k < 10 ⇔  k ∈ Z d1 − d = 1,5k chọn k = 0; ±1; ±2; ±3; ±4; ±5; ±6 : Vậy có 13 gợn lồi b) Số đường dao động cực đại trên mặt chất lỏng là 13 đường (12 đường hyperbol và đường trung trực AB) VD2 Hai nguồn kết hợp A, B cách 10cm dao động cùng pha cùng tần số 20Hz Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là 1,5m/s a) Tính số điểm không dao động trên đoạn AB b) Tính số đường không doa động trên nmặt chất lỏng Hướng dẫn: d1 + d = 10 ⇒ d1 = + 0, 75(k + ) d1 − d = (k + )1,5 mà < d1 < 10 ⇔ < + 0, 75(k + ) < 10 −7,1 < k < 6,1 ⇔ k ∈ Z chọn k = 0; ±1; ±2; ±3; ±4; ±5; ±6; −7 : Ta có  Vậy có 14 điểm đứng yên không dao động b) Số đường không dao động trên mặt chất lỏng là 14 đường hyperbol VD3: Trên mặt nước có hai nguồn sóng nước giống cách AB=8(cm) Sóng truyền trên mặt nước có bước sóng 1,2(cm) Số đường cực đại qua đoạn thẳng nối hai nguồn là: A 11 B 12 C 13 D 14 Bài giải: Do A, B dao động cùng pha nên số đường cực đại trên AB thoã mãn: thay số ta có : − AB AB <K< λ λ −8 <K< ⇔ −6, 67 < k < 6, 67 Suy nghĩa là lấy giá trị K bắt đầu 1, 1, từ ±6, ±5, ±4, ±3, ±2, ±1, Kết luận có 13 đường VD4 : Hai nguồn sóng cùng biên độ cùng tần số và ngược pha Nếu khoảng cách hai nguồn là: AB = 16, 2λ thì số đường hypebol dao động cực đại, cực tiểu trên đoạn AB là: A 32 và 32 B 34 và 33 C 33 và 32 D 33 và 34 Giải Đáp án A * Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = (2k+1) λ (k∈Z) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 29 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com * Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = kλ (k∈Z) Khi điểm nằm trên đoạn nguồn ta luôn có -AB< d1-d2<AB Số đường số điểm CĐ (không tính hai nguồn): − AB -16,7<kcđ<15,7 => có 32 cđ ứng với 32 đường hypebol Số đường số điểm CT (không tính hai nguồn): − − λ AB λ AB <k< − λ <k < AB λ -16,2<k<16,2 Có 33 điểm k=0 trung điểm là đường thẳng không phải đường hypebol => có 32 ( bài hay điiểm này) VD5 : (ĐH 2004) Tại hai điểm A,B trên mặt chất lỏng cách 10(cm) có hai nguồn phát sóng theo phương thẳng đứng với các phương trình : u1 = 0, 2.cos (50π t )cm và u1 = 0, 2.cos(50π t + π )cm Vận tốc truyền sóng là 0,5(m/s) Coi biên độ sóng không đổi Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng AB ? A.8 B.9 C.10 D.11 Bài giải: nhìn vào phương trình ta thấy A, B là hai nguồn dao động ngược pha nên số điểm − AB AB − <K < − λ λ dao động cực đại thoã mãn : Với ω = 50π (rad / s) ⇒ T = Thay số : 2π ω = 2π = 0, 04( s ) Vậy : λ = v.T = 0,5.0, 04 = 0, 02(m) = 2cm 50π −10 10 − < K < − Vậy −5,5 < k < 4, : Kết luận có 10 điểm dao động 2 2 với biên độ cực đại VD6 : Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A,B cách 10(cm) dao động theo các π phương trình : u1 = 0, 2.cos(50π t + π )cm và : u1 = 0, 2.cos(50π t + )cm Biết vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 0,5(m/s) Tính số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn A,B A.8 và B.9 và 10 C.10 và 10 D.11 và 12 Bài giải : nhìn vào phương trình ta thấy A, B là hai nguồn dao động vuông pha nên số điểm dao động cực đại và cực tiểu là và thoã mãn : − AB AB − <K< − λ λ Với ω = 50π (rad / s) ⇒ T = Thay số : 2π ω = 2π = 0, 04( s ) Vậy : λ = v.T = 0,5.0, 04 = 0, 02(m) = 2cm 50π −10 10 − < K < − Vậy −5, 25 < k < 4, 75 : Kết luận có 10 điểm dao 4 động với biên độ cực đại và cực tiểu BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 30 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD7 Hai nguồn kết hợp A và B cách đoạn cm dao động với tần số 40 Hz, tốc độ truyền sóng là 0,6 m/s Tìm số điểm dao động cực đại A và B các trường hợp: a) Hai nguồn dao động cùng pha b) Hai nguồn dao động ngược pha HD: Ta có: λ = v = 0,015 m = 1,5 cm f AB a) Hai nguồn cùng pha: - <k< λ AB - 4,7 < k < 4,7; vì k ∈ Z nên k nhận giá trị, λ đó số điểm cực đại là b) Hai nguồn ngược pha: - AB λ + π AB π <k< + 2π λ 2π - 4,2 < k < 5,3; vì k ∈ Z nên k nhận 10 giá trị, đó số điểm cực đại là 10 VD8 : Ở bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 và S2 cách 20 cm Hai nguồn này dao động theo phương thẳng đứng có phương trình sóng là u1 = 5cos40πt (mm) và u2 = 5cos(40πt + π) (mm) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80 cm/s Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng S1S2 HD: Ta có: λ = vT = v 2π ω = cm; − S1 S λ + SS ∆ϕ ∆ϕ <k< + 2π λ 2π = - 4,5 < k < 5,5; vì k ∈ Z nên k nhận 10 giá trị => trên S1S2 có 10 cực đại VD9: Hai nguồn sóng dao động cùng tần số, cùng pha Quan sát tượng giao thoa thấy trên đoạn AB có điểm dao động với biên độ cực đại (kể A và B) Số điểm không dao động trên đoạn AB là: A B C D Bài giải: Trong tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng , hai nguồn dao động cùng pha thì trên đoạn AB , số điểm dao động với biên độ cực đại số điểm không dao động là Do đó số điểm không dao động là điểm.=>đáp án B VD24: Thưc giao thoa trên mặt chất lỏng với hai nguồn giống nhau, cách 13cm cùng có phương trình dao động là U = 2sin t Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80cm/s Xem biên độ sóng không giảm truyền từ nguồn Số điểm đứng yên trên đoạn là: A B C D Bài giải: Biên độ dao động tổng hợp điểm M bất kì thuộc đó là độ dài và BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 31 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC là: - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com Giả sử điểm M đứng yên, ta có A=0, suy Lại có - vuhoangbg@gmail.com (1) cm Vậy (1) tương đương với (k thuộc Z) Hay Mà M thuộc nên Từ đó rút cm và 0< <13 nên -3,75<k<2,75 mà k thuộc Z nên k=-3,-2,-1,0,1,2 Với k thì có điểm M xác định, có điểm đứng yên Chọn C VD10: Hai nguồn sóng AB cách dao động chạm nhẹ trên mặt chất lỏng, cùng số 100Hz, cùng pha theo phương vuông vuông góc với mặt chất lỏng Vận tốc truyền sóng 20m/s.Số điểm không dao động trên đoạn AB=1m là : A.11 điểm B 20 điểm C.10 điểm D 15 điểm Bài giải: Bước sóng λ= v 20 = = 0, 2m : Gọi số điểm không dao động trên đoạn AB là k , ta có : f 100 Suy −5,5 < k < 4, k = -5;-4;-3;-2;-1;0;1;2;3;4 => Có 10 điểm Chọn đáp án C BÀI TOÁN: XÁC ĐỊNH SỐ ĐIỂM CỰC ĐẠI, CỰC TIỂUTRÊN ĐƯỜNG TRÒN, ĐƯỜNG ELIP Phương pháp : Ta tính số điểm cực đại cực tiểu trên đoạn AB là k Suy số điểm cực đại cực tiểu trên đường tròn là =2.k Do đường cong hypebol cắt đường tròn điểm VÍ DỤ MINH HỌA VD1 : Trên mặt nước có hai nguồn sóng nước A, B giống hệt cách khoảng AB = 4,8λ Trên đường tròn nằm trên mặt nước có tâm là trung điểm O đoạn AB có bán kính R = 5λ có số điểm dao động với biên độ cực đại là : A B 16 C 18 D.14 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 32 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Bài giải : Do đường tròn tâm O có bán kính R = 5λ còn AB = 4,8λ nên đoạn AB chắn thuộc đường tròn Vì hai nguồn A, B giống hệt nên dao động cùng pha Số điểm dao động với biên độ cực đại trên AB là : − AB AB <K< Thay số : λ λ −4,8λ 4,8λ <K< Hay : -4,8<k<4,8 Kết luận trên đoạn AB có điểm dao động với biên λ λ độ cực đại hay trên đường tròn tâm O có 2.9 =18 điểm A B O DẠNG 5: XÁC ĐỊNH SỐ ĐIỂM CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU TRÊN ĐOẠN CD TẠO VỚI NGUỒN MỘT HÌNH VUÔNG HOẶC HÌNH CHỮ NHẬT PP: Với dạng bài tập này ta thường có cách giải Sau đây ta tìm hiểu cách giải này TH1: Hai nguồn A, B dao động cùng pha Cách1: Ta tìm số điểm cực đại trên đoạn DI => Số điểm cực đại trên đoạn DC là: k’=2.k+1 I ( DC =2DI, kể đường trung trực CD) C D Đặt DA = d1 , DB = d Bước 1: Số điểm cực đại trên đoạn DI thoã mãn : d − d1 = k λ ⇒ k = d − d1 λ = BD − AD λ Với k thuộc Z A O Bước : Vậy số điểm cực đại trên đoạn CD là : k’=2.k+1 Số điểm cực tiểu trên đoạn CD : k’’=2.k B d − d1 = k λ  AD − BD < d − d1 < AC − BC Cách : Số điểm cực đại trên đoạn CD thoã mãn :  => AD − BD < k λ < AC − BC Hay : AD − BD λ <k< AC − BC λ Giải suy k λ  d − d1 = (2k + 1) Số điểm cực tiểu trên đoạn CD thoã mãn :   AD − BD < d − d1 < AC − BC λ Suy : AD − BD < (2k + 1) < AC − BC Hay : 2( AD − BD) λ < 2k + < 2( AC − BC ) λ TH2: Hai nguồn A, B dao động ngược pha ta đảo lại kết Đặt AD = d1 , BD = d TÌM SỐ ĐIỂM CỰC ĐẠI TRÊN CD BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 33 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com λ  d − d = (2k + 1) Cách : Số điểm cực đại trên đoạn CD thoã mãn :  2  AD − BD < d − d1 < AC − BC λ 2( AD − BD) 2( AC − BC ) Suy : AD − BD < (2k + 1) < AC − BC Hay : < 2k + < λ λ TÌM SỐ ĐIỂM CỰC TIỂU TRÊN ĐOẠN CD d − d1 = k λ  AD − BD < d − d1 < AC − BC Cách : Số điểm cực tiểu trên đoạn CD thoã mãn :  Suy : AD − BD < k λ < AC − BC Hay : AD − BD λ <k< AC − BC λ Giải suy k VÍ DỤ MINH HỌA VD1 : Trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B cách 40cm luôn dao động cùng pha, có bước sóng 6cm Hai điểm CD nằm trên mặt nước mà ABCD là hình chữ nhât, AD=30cm Số điểm cực đại và đứng tiểu trên đoạn CD là : A và B và C 13 và 12 D 11 và 10 Bài giải : D I C BD = AD = AB + AD = 50cm Cách : Số điểm cực đại trên đoạn DI thoã mãn : d − d1 = k λ ⇒ k = d − d1 λ = BD − AD λ 50 − 30 = = 3,33 Với k thuộc Z lấy k=3 A O B Vậy số điểm cực đại trên đoạn CD là : k’=2.k+1=3.2+1=7 Số điểm cực tiểu trên đoạn DI thoã mãn : d − d1 = (2k + 1) λ ⇒ 2k + = 2(d − d1 ) λ = 2( BD − AD ) λ = 2(50 − 30) = 6, 67 Giải suy k=2,83 (Với k thuộc Z) nên lấy k=3 ( vì k = 2,83 > 2,5 ta lấy cận trên là 3) Vậy số điểm cực tiểu trên đoạn CD là : k’=2.k=2.3=6 Cách : Do hai nguồn dao động cùng pha nên số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn CD thoã mãn : d − d1 = k λ  AD − BD < d − d1 < AC − BC Số điểm cực đại trên đoạn CD thoã mãn :  Suy : AD − BD < k λ < AC − BC Hay : AD − BD λ <k< AC − BC λ Hay : 30 − 50 50 − 30 <k< 6 Giải : -3,3<k<3,3 Kết luận có điểm cực đại trên CD BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 34 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com λ  d − d = (2k + 1) Số điểm cực tiểu trên đoạn CD thoã mãn :  2  AD − BD < d − d1 < AC − BC λ 2( AD − BD) 2( AC − BC ) Suy : AD − BD < (2k + 1) < AC − BC Hay : < 2k + < Thay số : λ λ 2(30 − 50) 2(50 − 30) Suy : −6, 67 < 2k + < 6, 67 Vậy : -3,8<k<2,835 Kết luận có < 2k + < 6 điểm đứng yên BÀI TOÁN: XÁC ĐỊNH SỐ ĐIỂM CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU TRÊN ĐƯỜNG CHÉO CỦA MỘT HÌNH VUÔNG HOẶC HÌNH CHỮ NHẬT VÍ DỤ MINH HỌA VD1 : (ĐH-2010) mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B cách 20(cm) dao động theo phương thẳng đứng với phương trình U A = 2.cos (40π t )(mm) và U B = 2.cos(40π t + π )(mm) Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30(cm/s) Xét hình vuông ABCD thuộc mặt chất lỏng Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BD là : A 17 B 18 C.19 D.20 C D Bài giải: BD = AD + AB = 20 2(cm) Với ω = 40π (rad / s ) ⇒ T = 2π ω = 2π = 0, 05( s ) 40π Vậy : λ = v.T = 30.0, 05 = 1, 5cm A O Với cách giải đã trình bày trên ta chú ý lúc này là tìm số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn DB không phải DC Nghĩa là điểm C lúc này đóng vai trò là điểm B Do hai nguồn dao động ngược pha nên số cực đại trên đoạn BD thoã mãn : λ  d − d1 = (2k + 1) (vì điểm D ≡ B nên vế phải AC thành AB còn BC thành B.B=O)   AD − BD < d − d1 < AB − O λ 2( AD − BD ) AB Suy : AD − BD < (2k + 1) < − AB Hay : < 2k + < Thay số : λ λ 2(20 − 20 2) 2.20 < 2k + < Suy : −11, 04 < 2k + < 26, 67 Vậy : -6,02<k<12,83 1, 1,5 vì k ∈ Z nên k nhận 19 giá trị => có 19 điểm cực đại BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 35 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC B - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com DẠNG 6: ĐIỂM M CÓ TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT (Cùng pha, ngược pha, lệch pha, cực đại, khoảng cách cực đại, cực tiểu…) Bài toán : Tìm số điểm M thỏa mãn điều kiện đặc biệt VÍ DỤ MINH HỌA VD 1: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp AB cách đoạn 12cm dao động vuông góc với mặt nước tạo sóng với bước song 1,6cm Gọi C là điểm trên mặt nước cách hai nguồn và cách trung điểm O đoạn AB khoản 8cm Hỏi trên đoạn CO, số điểm dao động ngược pha với nguồn là: A B C D C Hướng dẫn : d1 Do hai nguồn dao động cùng pha nên để đơn giản ta cho pha ban đầu chúng Độ lệch pha hai điểm trên phương truyền sóng: ∆ϕ = 2π d λ A M O B Xét điểm M nằm trên đường trung trực AB cách A đoạn d1 và cách B đoạn d2 Suy d1=d2 Mặt khác điểm M dao động ngược pha với nguồn nên ∆ϕ = 2π d1 λ = (2k + 1)π Hay : d1 = (2k + 1) λ 1, = (2k + 1) = (2k + 1).0,8 (1) 2 Theo hình vẽ ta thấy AO ≤ d1 ≤ AC (2) Thay (1) vào (2) ta có : 2 AB AB (Do AO = và AC =   + OC )   k = Tương đương: ≤ (2k + 1)0,8 ≤ 10 ⇒ 3, 25 ≤ k ≤ 5, 75 ⇒  Kết luận trên đoạn CO có điểm k = AB  AB  ≤ (2k + 1)0,8 ≤   + OC   dao dộng ngược pha với nguồn VD 2: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp AB cách đoạn 12cm dao động vuông góc với mặt nước tạo sóng với bước sóng 1,6cm Gọi C là điểm trên mặt nước cách hai nguồn và cách trung điểm O đoạn AB khoản 8cm Hỏi trên đoạn CO, số điểm dao động cùng pha với nguồn là: A B C D C d1 A M O B Hướng dẫn : Do hai nguồn dao động cùng pha nên để đơn giản ta cho pha ban đầu chúng Độ lệch pha hai điểm trên phương truyền sóng: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 36 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 ∆ϕ = 2π d λ Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Xét điểm M nằm trên đường trung trực AB cách A đoạn d1 và cách B đoạn d2 Suy d1=d2 Mặt khác điểm M dao động cùng pha với nguồn nên ∆ϕ = 2π d1 λ = k 2π Hay : d1 = k λ = 1, 6k (1) Theo hình vẽ ta thấy AO ≤ d1 ≤ AC (2) Thay (1) vào (2) ta có : AB  AB  ≤ 1, 6k ≤   + OC   AB AB và AC =   + OC = 10(cm) )   k =  ≤ 1, 6k ≤ 10 ⇒ 3, 75 ≤ k ≤ 6, 25 ⇒ k = Tương đương: k =  (Do AO = Kết luận trên đoạn CO có điểm dao dộng cùng pha với nguồn VD3: Tại điểm M cách nguồn sóng và , sóng có biên độ cực đại Biết M và đường trung trực có đường dao động mạnh, tần số sóng là f=15Hz Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước A 18 (cm/s) B 24(cm/s) C 36(cm/s) D 30(cm/s) Bài giải: => Chọn B BÀI TOÁN 2: Xác định khoảng cách lớn nhất, nhỏ và từ điểm M đến hai nguồn thỏa mãn điều kiện đầu bài Ví dụ minh họa : VD1 : Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp AB cách 40cm dao động cùng pha Biết sóng nguồn phát có tần số f=10(Hz), vận tốc truyền sóng 2(m/s) Gọi M là điểm nằm trên đường vuông góc với AB đó A dao đông với biên độ cực đại Đoạn AM có giá trị lớn là : A 20cm B 30cm C 40cm D.50cm K=0 Hướng dẫn : K=1 v 200 Ta có λ = = = 20(cm) f 10 Do M là cực => đoạn AM có giá trị lớn thì M phải nằm trên vân cực đại bậc 1(hình vẽ ) và thõa mãn : d − d1 = k λ = 1.20 = 20(cm) (1) ( lấy k=+1) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 37 M d2 d1 CHUYÊN ĐỀ - A SÓNG CƠ HỌC B - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Mặt khác, tam giác AMB là tam giác vuông A nên ta có : AM = d = ( AB ) + ( AM ) = 402 + d12 (2) Thay (2) vào (1) ta : 402 + d12 − d1 = 20 ⇒ d1 = 30(cm) => Đáp án B VD2 : Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp AB cách 100cm dao động cùng pha Biết sóng nguồn phát có tần số f=10(Hz), vận tốc truyền sóng 3(m/s) Gọi M là điểm nằm trên đường vuông góc với AB đó A dao đông với biên độ cực đại Đoạn AM có giá trị nhỏ là : A 5,28cm B 10,56cm C 12cm D 30cm Hướng dẫn K=0 Ta có λ = K=33 v 300 = = 30(cm) f 10 cực đại trên đoạn AB thõa mãn: − AB < d − d1 = k λ < AB Hay : − AB <k< AB λ λ => k = 0, ±1, ±2, ±3 ⇔ M d2 d1 −100 100 <k< ⇔ −3, < k < 3, 3 A B => AM nhỏ thì M phải nằm trên đường cực đại bậc 3(hình vẽ )và thõa mãn : d − d1 = k λ = 3.30 = 90(cm) (1) ( lấy k=3) Mặt khác, tam giác AMB là tam giác vuông A nên ta có : AM = d = ( AB ) + ( AM ) = 1002 + d12 (2) Thay (2) vào (1) ta : 1002 + d12 − d1 = 90 ⇒ d1 = 10,56(cm) Đáp án B VD3: Trong thí nghiệm tượng giao thoa sóng trên mặt nước hai nguồn kết hợp Avà B dao động với tần số f=13(Hz) Tại điểm M cách nguồn AB khoảng d1=19(cm) và d2=21(cm) , sóng có biên độ cực đại Giữa M và đường trung trực AB không có cực đại nào khác Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước? A 10(cm/s) B 20(cm/s) C 26(cm/s) D 30(cm/s) Bài giải: d1<d2 nên trên hình vẽ M nằm lệch bên trái AB Tại M sóng có biên độ cực đại , M và đường trung trực AB không có cực đại nào khác tất có K=o cực đại Hay k=-1( K: là số cực đại) chú ý: bên trái đường trung trực AB quy ước k âm M d 19 và bên phải k dương 20 Hiệu đường để đó sóng có biên độ cực đại là : K=-1 d1 − d = kλ → 19 − 20 = −1.λ → λ = 2(cm) ( thay k=-1) => A B v = λ f = 2.13 = 26(cm / s ) VD4: Trong thí nghiệm tượng giao thoa sóng trên mặt nước hai nguồn kết hợp Avà B dao động với tần số f=13(Hz) Tại điểm M cách nguồn AB khoảng d1=16(cm) và d2=20(cm) , sóng có biên độ cực đại Giữa M và đường trung trực AB có dãy cực đại khác Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước? A 26,7(cm/s) B 20(cm/s) C 40(cm/s) D 53,4(cm/s) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 38 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Bài giải: Tương tự M là cực đại giao thoa và M với đường trung trực AB có thêm ba cực đại khác tổng cộng có cực đại, vì d1<d2 nên trên hình vẽ M nằm lệch bên trái AB Và tương ứng K=-4 ( Do k là số cực đại giao thoa) Hiệu đường để đó sóng có biên độ cực đại là : d1 − d2 = kλ → 16 − 20 = −4.λ → λ = 1(cm) ( thay k=-1) Vậy vận tốc truyền sóng là : v = λ f = 20.1 = 20(cm / s ) VD5 Trong tượng giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn cùng tần số 50 Hz Biết khoảng cách hai điểm dao động cực đại gần trên đường nối hai nguồn là cm Tính bước sóng, chu kì và tốc độ truyền sóng trên mặt nước HD: Ta có: λ = cm λ = 10 cm = 0,1 m; T = = 0,02 s; v = λf = m/s f VD6 Trong thí nghiệm giao thoa sóng, người ta tạo trên mặt nước hai nguồn sóng A, B dao động với phương trình uA = uB = 5cos10πt (cm) Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 20 cm/s Điểm N trên mặt nước với AN – BN = - 10 cm nằm trên đường dao động cực đại hay cực tiểu thứ mấy, kể từ đường trung trực AB? HD: Ta có: λ = vT = v 2π ω = cm AN − BN λ = - 2,5 AN – BN = - 2,5λ = (-3 + )λ Vậy N nằm trên đường đứng yên thứ kể từ đường trung trực AB phía A PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: Câu 1: Hai nguồn kết hợp A, B cách 10cm có phương trình dao động là uA = uB = 5cos20 π t(cm) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 1m/s Phương trình dao động tổng hợp điểm M trên mặt nước là trung điểm AB là A uM = 10cos(20 π t) (cm) B uM = 5cos(20 π t - π )(cm) C uM = 10cos(20 π t- π )(cm) D uM = 5cos(20 π t + π )(cm) Câu 2: Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A, B có phương trình dao động là uA = uB = 2cos10 π t(cm).Tốc độ truyền sóng là 3m/s Phương trình dao động sóng M cách A, B khoảng là d1 = 15cm; d2 = 20cm là π 7π sin(10 π t - )(cm) 12 12 π 7π C u = 4cos cos(10 π t + )(cm) 12 A u = 2cos π 7π cos(10 π t - )(cm) 12 12 π 7π D u = cos sin(10 π t - )(cm) 12 B u = 4cos Câu 3: Tại hai điểm A, B trên mặt nước có hai nguồn dao động cùng pha và cùng tần số f = 12Hz Tại điểm M cách các nguồn A, B đoạn d1 = 18cm, d2 = 24cm sóng có biên độ cực đại Giữa M và đường trung trực AB có hai đường vân dao động với biên độ cực đại Tốc độ truyền sóng trên mặt nước bằng: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 39 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 24cm/s B 26cm/s C 28cm/s D 20cm/s Câu 4: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 15Hz và cùng pha Tại điểm M trên mặt nước cách A, B khoảng d1 = 16cm, d2 = 20cm sóng có biên độ cực tiểu Giữa M và đường trung trực AB có hai dãy cực đại Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A 24cm/s B 20cm/s C 36cm/s D 48cm/s Câu 5: Hai nguồn kết hợp A, B cách 10cm dao động theo phương trình u = Acos100 π t(mm) trên mặt thoáng thuỷ ngân, coi biên độ không đổi Xét phía đường trung trực AB ta thấy vân bậc k qua điểm M có hiệu số MA - MB = 1cm và vân bậc (k+5) cùng tính chất dao động với vân bậc k qua điểm N có NA – NB = 30mm Tốc độ truyền sóng trên mặt thuỷ ngân là A 10cm/s B 20cm/s C 30cm/s D 40cm/s Câu 6: Tạo hai điểm A và B hai nguồn sóng kết hợp cách 8cm trên mặt nước luôn dao động cùng pha Tần số dao động 80Hz Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40cm/s Giữa A và B có số điểm dao động với biên độ cực đại là A 30điểm B 31điểm C 32 điểm D 33 điểm Câu 7: Tạo hai điểm A và B hai nguồn sóng kết hợp cách 10cm trên mặt nước dao động cùng pha Tần số dao động 40Hz Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 80cm/s Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn AB là A 10 điểm B điểm C 11 điểm D 12 điểm Câu 8: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, có hai nguồn kết hợp A và B dao động cùng pha với tần số f = 20Hz, cách 8cm Tốc độ truyền sóng trên mặt nước v = 30cm/s Gọi C và D là hai điểm trên mặt nước cho ABCD là hình vuông Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn CD là: A 11 điểm B điểm C điểm D điểm Câu 9: Hai nguồn kết hợp A, B cách 50mm, dao động cùng pha theo phương trình u = Acos(200 πt )(mm) trên mặt thuỷ ngân Tốc độ truyền sóng trên mặt thuỷ ngân là v = 80cm/s Điểm gần dao động cùng pha với nguồn trên đường trung trực AB cách nguồn A là A 16mm B 32cm C 32mm D 24mm Câu 10: Trên mặt chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A, B cách 10cm, cùng dao động với tần số 80Hz và pha ban đầu không Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 40cm/s Điểm gần nằm trên đường trung trực AB dao động cùng pha với A và B cách trung điểm O AB đoạn là A 1,14cm B 2,29cm C 3,38cm D 4,58cm Câu 11: Hai nguồn kết hợp A và B cách 50mm dao động theo phương trình u1 = Acos200 π t(cm) và u2 = Acos(200 π t + π )(cm) trên mặt thoáng thuỷ ngân Xét phía đường trung trực AB, người ta thấy vân bậc k qua điểm M có MA – MB = 12mm và vân bậc (k +3)(cùng loại với vân bậc k) qua điểm N có NA – NB = 36mm Số điểm cực đại giao thoa trên đoạn AB là A 12 B 13 C 11 D 14 Câu 12: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng pha với tần số 28Hz Tại điểm M cách các nguồn A, B khoảng d1 = 21cm, d2 = 25cm Sóng có biên độ cực đại Giữa M và đường trung trực AB có ba dãy cực đại khác Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A 37cm/s B 112cm/s C 28cm/s D 0,57cm/s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 40 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 13: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng pha với tần số 16Hz Tại điểm M cách các nguồn A, B khoảng d1 = 30cm, d2 = 25,5cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M và đường trung trực AB có hai dãy cực đại khác Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A 24m/s B 24cm/s C 36m/s D 36cm/s Câu 14: Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn A, B dao động cùng pha với tần số f Tại điểm M cách các nguồn A, B khoảng d1 = 19cm, d2 = 21cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M và đường trung trực AB không có dãy cực đại nào khác Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v = 26cm/s Tần số dao động hai nguồn là A 26Hz B 13Hz C 16Hz D 50Hz Câu 15: Hiện tượng giao thoa sóng xảy có A hai sóng chuyển động ngược chiều giao B hai sóng chuyển động cùng chiều, cùng pha gặp C hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ giao D hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng tần số, cùng pha giao Câu 16: Khi sóng mặt nước gặp khe chắn hẹp có kích thước nhỏ bước sóng thì A sóng tiếp tục truyền thẳng qua khe B sóng gặp khe và phản xạ lại C sóng truyền qua khe giống khe là tâm phát sóng D sóng gặp khe dừng lại Câu 17: Trên mặt nước A, B có hai nguồn sóng kết hợp có phương trình uA = Acos ω t và uB = Acos( ω t + π ) Những điểm nằm trên đường trung trực AB A dao động với biên độ lớn B dao động với biên độ nhỏ C dao động với biên độ bất kì D dao động với biên độ trung bình Câu 18: Trong tượng giao thoa sóng học với hai nguồn kết hợp A và B thì khoảng cách hai điểm gần trên đoạn AB dao động với biên độ cực đại là A λ /4 B λ /2 C λ D λ Câu 19: Ký hiệu λ là bước sóng, d1 – d2 là hiệu khoảng cách từ điểm M đến các nguồn sóng kết hợp S1 và S2 môi trường đồng tính k = 0, ± 1; ± 2,…Điểm M luôn luôn dao động với biên độ cực đại A d1 – d2 = (2k + 1) λ B d1 – d2 = λ C d1 – d2 = k λ , nguồn dao động ngược pha D d1 – d2 = (k + 0,5) λ , hai nguồn dao động ngược pha Câu 20: Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B Phương trình dao động A, B là uA = cos ω t(cm); uB = cos( ω t + π )(cm) Tại O là trung điểm AB sóng có biên độ A 0cm B 2cm C 1cm D cm Câu 21: Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B Phương trình dao động A, B là uA = cos100 π t(cm); uB = cos(100 π t)(cm) Tại O là trung điểm AB sóng có biên độ A 1cm B 2cm C 0cm D cm Câu 22: Chọn câu trả lời đúng Hiện tượng giao thoa là tượng A giao hai sóng điểm môi trường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 41 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B tổng hợp hai dao động kết hợp C tạo thành các vân hình hyperbol trên mặt nước D hai sóng gặp điểm có thể tăng cường nhau, triệt tiêu nhau, tuỳ theo lộ trình chúng Câu 23: Chọn câu trả lời đúng Hai sóng kết hợp là các nguồn sóng có A cùng tần số B cùng biên độ C độ lệch pha không đổi theo thời gian D cùng tần số và độ lệch pha không đổi theo thời gian Câu 24: Chọn câu trả lời đúng Hai sóng nào sau đây không giao thoa với A Hai sóng có cùng tần số, cùng biên độ B Hai sóng có cùng tần số và cùng pha C Hai sóng có cùng tần số, cùng biên độ và hiệu pha không đổi theo thời gian D Hai sóng có cùng tần số, cùng lượng và hiệu pha không đổi theo thời gian Câu 25: Trong tượng giao thoa sóng hai nguồn kết hợp Hai điểm liên tiếp nằm trên đoạn thẳng nối hai nguồn môi trường truyền sóng là cực tiểu giao thoa và cực đại giao thoa thì cách khoảng là A λ /4 B λ /2 C λ D λ Câu 26: Trong tượng giao thoa sóng, hai nguồn kết hợp A và B dao động với cùng tần số và cùng pha ban đầu, số đường cực tiểu giao thoa nằm khoảng AB là A số chẵn B số lẻ C có thể chẵn hay lẻ tuỳ thuộc vào tần số nguồn D có thể chắn hay lẻ tuỳ thuộc vào khoảng cách hai nguồn AB Câu 27: Trong tượng giao thoa sóng, hai nguồn kết hợp A và B dao động với cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian, số đường cực đại giao thoa nằm khoảng AB là A số chẵn B số lẻ C có thể chẵn hay lẻ tuỳ thuộc vào độ lệch pha hai nguồn D có thể chẵn hay lẻ tuỳ thuộc vào khoảng cách hai nguồn AB Câu 28: Hai nguồn sóng kết hợp A, B cách 20cm có chu kì dao động là 0,1s và dao động cùng pha Tốc độ truyền sóng môi trường là 40cm/s Số cực tiểu giao thoa nằm khoảng AB là A B 10 C D Câu 29: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A và B dao động với cùng tần số 50Hz, cùng biên độ dao động, cùng pha ban đầu Tại điểm M cách hai nguồn sóng đó khoảng là d1 = 42cm, d2 = 50cm, sóng đó có biên độ cực đại Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 80cm/s Số đường cực đại giao thoa nằm khoảng M và đường trung trực hai nguồn là A đường B đường C đường D đường Câu 30: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A và B dao động với cùng tần số, cùng biên độ dao động, cùng pha ban đầu Tại điểm M cách hai nguồn sóng đó khoảng là d1 = 41cm, d2 = 52cm, sóng đó có biên độ triệt tiêu Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 1m/s Số đường cực đại giao thoa nằm khoảng M và đường trung trực hai nguồn là đường Tần số dao động hai nguồn A 100Hz B 20Hz C 40Hz D 50Hz BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 42 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 31: Giả sử phương trình sóng hai nguồn kết hợp A, B là: u A = u B = A cos ωt Xét điểm M trên mặt chất lỏng cách A, B là d1, d2 Coi biên độ sóng không thay đổi truyền Biên độ sóng tổng hợp M là: A A M = 2A cos π d − d1 λ B A M = 2A cos π C A M = 2A cos π d − d1 v D A M = A cos π d + d1 λ d − d1 λ Câu 32: Trong tượng giao thoa sóng, hai nguồn kết hợp A và B dao động với cùng tần số, cùng biên độ A và cùng pha ban đầu, các điểm nằm trên đường trung trực AB A có biên độ sóng tổng hợp A B có biên độ sóng tổng hợp 2A C đứng yên không dao động D dao động với biên độ trung bình Câu 33: Trong tượng giao thoa sóng, hai nguồn kết hợp A và B dao động với cùng tần số, cùng biên độ A và dao động ngược pha, các điểm nằm trên đường trung trực AB A có biên độ sóng tổng hợp A B có biên độ sóng tổng hợp 2A C đứng yên không dao động D có biên độ sóng tổng hợp lớn A và nhỏ 2A Câu 34: Hai nguồn điểm phát sóng trên mặt nước có cùng bước sóng λ , cùng pha, cùng biên độ, đặt cách khoảng D = 2,5λ Số đường dao động với biên độ mạnh là C D 10 A B Câu 35: Hai nguồn điểm phát sóng trên mặt nước có cùng bước sóng λ , cùng pha, cùng biên độ, đặt cách khoảng D = 2,5λ Vẽ vòng tròn lớn trên mặt nước bao hai nguồn sóng vào Số điểm cực tiểu trên vòng tròn là A 10 B C 12 D Câu 36: Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn kết hợp dao động với tần số 80Hz và lan truyền với tốc độ 0,8m/s Điểm M cách hai nguồn khoảng 20,25cm và 26,75cm trên B đường cực tiểu thứ A đường cực tiểu thứ C đường cực đại bậc D đường cực đại bậc “Sự thành công là tích số làm việc, may mắn và tài năng” 1C 11A 21B 31A 2B 12C 22D 32B 3A 13B 23D 33C 4A 14B 24A 34C ĐÁP ÁN ĐỀ 14 5B 6B 15D 16C 25A 26A 35C 36B BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 43 7A 17B 27C CHUYÊN ĐỀ - 8B 18B 28B 9C 19D 29C SÓNG CƠ HỌC 10B 20A 30D - ĐT: 01689.996.187 15 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 3: SÓNG DỪNG - PHẢN XẠ SÓNG Bụng Nút A B PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: Phương trình sóng dừng trên sợi dây AB (nếu đầu A cố định dao động nhỏ là nút sóng) * Đầu B cố định (nút sóng): Phương trình sóng tới và sóng phản xạ B: uB = Acos2π ft và u 'B = − Acos2π ft = Acos(2π ft − π ) Phương trình sóng tới và sóng phản xạ M cách B khoảng d là: uM = Acos(2π ft + 2π d λ ) và u 'M = Acos(2π ft − 2π d λ −π ) Phương trình sóng dừng M: uM = uM + u 'M π π d π + )cos(2π ft − ) = Asin(2π )cos(2π ft − ) 2 λ λ d π d Biên độ dao động phần tử M: AM = A cos(2π + ) = A sin(2π ) λ λ uM = Acos(2π d * Đầu B tự (bụng sóng): Phương trình sóng tới và sóng phản xạ B: u B = u 'B = Acos2π ft Phương trình sóng tới và sóng phản xạ M cách B khoảng d là: uM = Acos(2π ft + 2π d λ ) và u 'M = Acos(2π ft − 2π d λ ) Phương trình sóng dừng M: uM = uM + u 'M uM = Acos(2π d λ )cos(2π ft ) d Biên độ dao động phần tử M: AM = A cos(2π ) λ x Lưu ý: * Với x là khoảng cách từ M đến đầu nút sóng thì biên độ: AM = A sin(2π ) λ d * Với x là khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng thì biên độ: AM = A cos(2π ) λ Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l: a) Khi vật cản cố định(hai đầu dây AB cố định) + A,B là nỳt súng  + AB = k λ  +Sè bã =sè bông sãng = k  +Sè nót sãng = k + b) Khi vật cản tự (dây có đầu A cố định, dầu B dao động) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 44 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com + A là nút sóng, B là bông sóng  + AB = ( k + ) λ 2  +Sè bã nguyªn = k  +Sè nót sãng = sè bông sãng = k + c) Khi hai đầu là bụng sóng(giao thoa ống sáo) + A, B đÒu là bông sóng  + AB = k λ   k +sè nót sãng = sè bã sãng =  +sè bông sãng = k +  Một số chú ý * Đầu cố định đầu dao động nhỏ là nút sóng * Đầu tự là bụng sóng * Hai điểm đối xứng với qua nút sóng luôn dao động ngược pha * Hai điểm đối xứng với qua bụng sóng luôn dao động cùng pha * Các điểm trên dây dao động với biên độ không đổi ⇒ lượng không truyền * Khoảng thời gian hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử qua VTCB) là nửa chu kỳ PHẦN II: VÍ DỤ MINH HỌA VD 1: Tính số bụng sóng và số nút sóng trên dây Sóng dừng xảy trên dây AB = 11cm với đầu B tự do, bước sóng 4cm Hướng dẫn: λ  2AB AB = (k + ) Vì B tự nên  − =5 2 ⇒k= λ nót = bông = k + Vậy có bụng và nút VD 2: Tính vận tốc truyền sóng trên dây Trên sợi dây OA dài 1,5m, đầu A cố định và đầu O dao động điều hoà có phương trình u O = 5sin 4πt(cm) Người ta đếm từ O đến A có nút Hướng dẫn: λ  OA = k Vì O và A cố định nên  nót = k + = ⇒ k = v πv ⇔k =k 2f ω ω.OA 4π.1,5 ⇒v= = = 1,5m / s kπ 4π VD3: Một dây dàn dài 60cm phát âm có tần số 100Hz Quan sát trên dây đàn ta thấy có bụng sóng Tính vận tốc truyền sóng trên dây BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 45 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 A 4000cm/s D.40cm/s Hướng dẫn: Chọn A Diễn đàn: http://lophocthem.com B.4m/s - vuhoangbg@gmail.com C 4cm/s λ Với n=3 bụng sóng Vì hai đầu sợi dây cố định: 2l 2.60 λ= = = 40 ( cm,s ) n v Vận tốc truyền sóng trên dây: λ = ⇒ v = λf = 40.100 = 4.103 ( cm / s ) f l=n VD4: Một dây đàn dài 0,6 m, hai đầu cố định dao động với tần số 50 Hz, có bụng độc dây a) Tính bước sóng và tốc độ truyền sóng b) Nếu dây dao động với bụng thì bước sóng là bao nhiêu? Hướng dẫn: a) Dây dao động với bụng, ta có l = λ Suy λ =2l =2.0,6 = 1,2 m Tốc độ truyền sóng: v= λ f= 1,2 50 = 60 m/s b) Khi dây dao động với bụng ta có: λ' l 1, = => λ ' = = 0, 4m 3 VD5: Một nam điện có dòng điện xoay chiều tần số 50Hz qua Đặt nam châm điện phía trên dây thép AB căng ngang với hai đầu cố định, chiều dài sợi dây 60cm Ta thấy trên dây có sóng dừng với bó sóng Tính vận tốc sóng truyền trên dây? A.60m/s B 60cm/s C.6m/s D 6cm/s Hướng dẫn: Chọn A Vì nam châm có dòng điện xoay chiều chạy qua lên nó tác dụng lên dây lực tuần hoàn làm dây dao động cưỡng Trong T(s) dòng điện đổi chiều lần nên nó hút dây lần Vì tần số dao động dây = lần tần số dòng điện Tần số sóng trên dây là: f’ = 2.f =2.50 =100Hz Vì trên dây có sóng dừng với bó sóng nên: AB = L =2 λ → λ = L = 60cm → v = λ f = 60.100 = 6000cm / s = 60m / s VD6 Trên sợi dây đàn hồi có chiều dài 240 cm với hai đầu cố định có sóng dừng với tần số f = 50 Hz, người ta đếm có bụng sóng Tính vận tốc truyền sóng trên dây Nếu vận tốc truyền sóng là v = 40 m/s và trên dây có sóng dừng với 12 bụng sóng thì chu kỳ sóng là bao nhiêu? HD: λ l = 80 cm = 0,4 m; v = λf = 40 m/s; λ' l λ' Trên dây có sóng dừng với 12 bụng sóng thì: l = 12 λ’ = = 40 cm = 0,4 m; T’ = = v' Ta có: l = λ= 0,01 s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 46 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD7 : Trong ống thẳng dài m, hai đầu hở có tượng sóng dừng xảy với âm có tần số f Biết ống có hai nút sóng và tốc độ truyền âm là 330 m/s Xác định bước sóng, chu kì và tần số sóng HD: Trong ống có hai nút sóng cách λ ; hai đầu hở là hai bụng sóng cách nút sóng λ nên: l = λ = m; T= λ v = 0,00606 s; f = v λ = 165 Hz VD8 : Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với nhánh âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A coi là nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là 20 m/s Tìm số nút sóng và bụng sóng trên dây, kể A và B HD: Ta có: λ = v AB AB = 0.5 m = 50 cm Trên dây có: N = = = bụng sóng λ λ f Vì có bụng sóng với hai nút hai đầu nên có nút (kể hai nút A và B) VD 9: Một sợi dây AB dài 50 cm Đầu A dao động với tần số f = 50 Hz Đầu B cố định Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A coi là nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là m/s Hỏi điểm M cách A 3,5 cm là nút hay bụng thứ kể từ A và trên dây có bao nhiêu nút, bao nhiêu bụng kể A và B HD : Ta có: λ = v λ λ = 0,02 m = cm; AM = 3,5 cm = = (2.3 + 1) nên M là bụng f 4 AB sóng và đó là bụng sóng thứ kể từ A.Trên dây có N = λ = 50 bụng sóng và có N’ = N +1 = 51 nút kể hai nút A và B VD10: Hai người đứng cách 4m và quay sợi dây nằm họ Hỏi bước sóng lớn sóng dừng mà hai người có thể tạo nên là bao nhiêu ? người A 16m B 8m C 4m người D.12m Bài giải: Áp dụng công thức tính chiều dài dây cho sóng dừng cố định đầu ; l= kλ suy λ= 2l k để có λmax thì k=1 Vậy λmax = 2l = 8( m) VD11: Một sóng dừng có phương trình : (x , y ( cm), t(s)) khoảng cách từ nút sóng , qua bụng sóng , đến nút sóng khác là : BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 47 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 A.10cm Diễn đàn: http://lophocthem.com B 20cm C 30cm - vuhoangbg@gmail.com D 40cm Bài giải: Dựa vào phương trình trên ta thấy 2π x = 0, 2π.x λ Khoảng cách từ nút sóng , qua bụng sóng , đến nút sóng khác là : bụng nút nút l = 2λ VD12: Trên sợi dây dài 1m (hai đầu dây cố định) có sóng dừng với tần số 100Hz Người ta thấy có điểm dao động mạnh Vận tốc truyền sóng trên dây là: A 50(m/s) B 200(m/s) C 25(m/s) D.100(m/s) Bài giải: Trên dây có điểm dao động mạnh nên trên dây có bụng sóng và độ dài dây lần bước sóng Vận tốc truyền sóng : Bước sóng : Chọn đáp án A VD13: Trên sợi dây dài 1,4m căng , hai đầu cố định Người ta làm cho sợi dây dao động với tần số 10Hz thì thấy trên dây có điểm luôn đứng yên (kể đầu dây) Vận tốc truyền sóng trên dây là : A 1,5(m/s) B 2,4 (m/s) C.4(m/s) D 3,2(m/s) Bài giải: Trên dây có điểm đứng yên kể đầu dây nên số bụng sóng là : - = bụng sóng Độ dài dây : bước sóng : Vận tốc truyền sóng : Chọn đáp án C VD14: Tại dao động cho dây đàn hồi theo phương vuông góc với sợi dây với tần số 3Hz Sau giây chuyển động truyền 12m dọc theo sợi dây Bước sóng tạo trên sợi dây : A 2,33(m) B 2(m) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C.3,33 (m) 48 D.3(m) CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Bài giải: Vận tốc truyền sóng trên sợi dây là : Vậy bước sóng tạo là : Chọn đáp án C VD15: Một dây AB dài 120cm , đầu A mắc vào nhánh âm thoa có tần số f = 40 Hz, đầu B cố định.Cho âm thoa dao động , trên dây có sóng dừng với bó sóng Vận tốc truyền sóng trên dây là : A.20(m/s) B 15(m/s) C 28(m/s) D 24(m/s) Bài giải: Trên dây có sóng dừng với bó sóng , hai đầu cố định nên dây dài lần bước sóng Vận tốc truyền sóng : Vậy chọn đáp án D VD16: Những đặc điểm nào sau đây không thuộc sóng dừng : 1/ Sóng có các nút và các bụng cố định không gian 2/ Ứng dụng sóng dừng là xác định vận tốc truyền sóng trên dây 3/ Điều kiện để có sóng dừng hai đầu dây là nút là chiều dài dây phải n lần bước sóng với n là số nút sóng 4/ Khoảng cách hai bụng sóng nửa lần bước sóng A.1v à B v à C v à D v à Bài giải: Theo định nghĩa sóng dừng là : Sóng có các nút và các bụng cố định không gian nên (1) đúng Ứng dụng sóng dừng là xác định vận tốc truyền sóng trên dây (2) đúng Điều kiện để có sóng dừng hai đầu dây là nút là chiều dài dây phải n lần bước sóng với n là số nút sóng.(3) sai vì điều kiện xảy sóng dừng : Khoảng cách hai bụng sóng nửa lần bước sóng (4) sai vì phải là khoảng cách hai bụng sóng liên tiếp VD17 : Một ống sáo dài 80cm, hở hai đầu, tạo sóng dừng ống sáo với âm là cực đại hai đầu ống, khoảng ống sáo có hai nút sóng Cho vận tốc truyền âm không khí là 340m/s, tần số âm ống sáo phát là: A.2120,5(Hz) B 425(Hz) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C 850(Hz) 49 CHUYÊN ĐỀ - D 800(Hz) SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Bài giải: Theo bài ra: ta coi ống sáo có hai đầu l à nút đ ể có s óng dừng x ảy thì chiều d ài ống sáo ph i thõa m ãn : Chọn B VD20: Một sóng học có phương trình sóng: Biết khoảng cách gần điểm có độ lệch pha sóng là : A.2,5(m/s) B 5(m/s) là 1m Vận tốc truyền C.10(m/s) D.20(m/s) Bài giải: Độ lệch pha điểm trên phương truyền sóng là : Độ lệch pha hai điểm cách 1m là A.2,5(m/s) B 5(m/s) , ta có: Chọn D C.10(m/s) D.20(m/s) VD21: Hiệu pha sóng giống phải bao nhiêu để giao thoa sóng hoàn toàn triệt tiêu A B π C π D π Bài giải: Trong sóng giao thoa để sóng triệt tiêu thì với k = 0, ,2 , n với k = thì chọn câu D là đúng VD22: Một sóng ngang tần số 100Hz truyền trên sợi dây nằm ngang với vận tốc 60m/s M và N là hai điểm trên dây cách 0,75m và sóng truyền theo chiều từ M tới N Chọn trục biểu diễn li độ cho các điểm có chiều dương hướng lên trên Tại thời điểm nào đó M có li độ âm và chuyển động xuống Tại thời điểm đó N có li độ và chiều chuyển động tương ứng là : A âm, xuống B âm, lên Bài giải: Bước sóng : C dương, xuống D d ương, lên Độ lệch pha M và N : dao động M và N vuông pha BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 50 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Do đó thời điểm đó N có li độ âm và chuyển động lên + Chọn đáp án B Nhìn lên hình vẽ ta thấy O X Để M và N dao động vuông pha thì M N M Đi xuống thì Điểm N phải lên và vì hai nằm trục OX nên N M lúc này hai có li độ O Hoặc ta có thể biểu diễn qua chuyển động tròn : Khi M xuống N lên trên đường tròn thì tương ứng độ lệch pha M và N là góc MON góc này vuông PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: Câu 1: Trên sợi dây dài 1,5m, có sóng dừng tạo ra, ngoài đầu dây người ta thấy trên dây còn có điểm không dao động Biết tốc độ truyền sóng trên sợi dây là 45m/s Tần số sóng A 45Hz B 60Hz C 75Hz D 90Hz Câu 2: Một sợi dây đàn hồi AB dài 1,2m đầu A cố định, đầu B tự do, dao động với tần số f = 85Hz Quan sát sóng dừng trên dây người ta thấy có bụng Tốc độ truyền sóng trên dây là A 12cm/s B 24m/s C 24cm/s D 12m/s Câu 3: Một sợi dây dài 120cm đầu B cố định Đầu A gắn với nhánh âm thoa dao động với tần số 40 Hz Biết tốc độ truyền sóng v = 32m/s, đầu A nằm nút sóng dừng Số nút sóng dừng trên dây là A B C D Câu 4: Một dây thép AB dài 60cm hai đầu gắn cố định, kích thích cho dao động nam châm điện nuôi mạng điện thành phố tần số f’ = 50Hz Trên dây có sóng dừng với bụng sóng Tốc độ truyền sóng trên dây này là A 18m/s B 20m/s C 24m/s D 28m/s Câu 5: Sóng dừng xảy trên dây AB = 11cm với đầu B tự do, bước sóng 4cm thì trên dây có A bụng, nút B bụng, nút C bụng, nút D bụng, nút Câu 6: Một sợi dây mảnh AB không dãn, căng ngang có chiều dài l = 1,2m, đầu B cố định, đầu A dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 1,5cos(200 π t)(cm) Tốc độ truyền sóng trên dây là 40m/s Coi biên độ lan truyền không đổi Vận tốc dao động cực đại bụng sóng A 18,84m/s B 18,84cm/s C 9,42m/s D 9,42cm/s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 51 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 7: Một sợi dây mảnh AB không dãn, căng ngang có chiều dài l = 1,2m, đầu B cố định, đầu A dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 1,5cos(200 π t)(cm) Trên dây có sóng dừng, bề rộng bụng sóng là A 1,5cm B 3cm C 6cm D 4,5cm Câu 8: Tạo sóng ngang trên sợi dây AB = 0,3m căng nằm ngang, với chu kì 0,02s, biên độ 2mm Tốc độ truyền sóng trên dây là 1,5m/s Sóng lan truyền từ đầu A cố định đến đầu B cố định phản xạ A Chọn sóng tới B có dạng uB = Acos ω t Phương trình dao động tổng hợp điểm M cách B 0,5 cm là A u = cos(100 π t- π / )(mm) B u = 2cos100 π t(mm) C u = cos100 π t(mm) D u = 2cos(100 π t- π / )(cm) Câu 9: Một sợi dây dài 5m có khối lượng 300g căng ngang lực 2,16N Tốc độ truyền trên dây có giá trị là A 3m/s B 0,6m/s C 6m/s D 0,3m/s Câu 10: Sóng truyền trên sợi dây Ở đầu dây cố định pha sóng tới và sóng phản xạ chênh lệch lượng bao nhiêu ? A 2kπ B 3π + kπ C (2k + 1)π D π + kπ ( k: nguyên) Câu 11: Đánh tiếng đàn lên dây đàn có chiều dài l , trên dây đàn có thể có sóng dừng với bước sóng nào ? B Duy λ = l A Duy λ = l C λ = l , l /2, l /3,… D λ = l , l /2, l /3,… Câu 12: Một dây đàn chiều dài l , biết tốc độ truyền sóng ngang theo dây đàn v Tần số âm dây đàn phát A v/ l B v/2 l C 2v/ l D v/4 l Câu 13: Một sóng dừng trên sợi dây mô tả phương trình u = 4cos ( πx π π + ) cos(20 π t - )(cm), đó x đo cm và t đo giây Tốc độ truyền 2 sóng dọc theo dây là A 80cm/s B 40cm/s C 60cm/s D 20cm/s Câu 14: Một sợi dây dài l = 2m, hai đầu cố định Người ta kích để có sóng dừng xuất trên dây Bước sóng dài C 4m D 0,5m A 1m B 2m Câu 15: Một sợi dây dài 120cm đầu B cố định Đầu A gắn với nhánh âm thoa dao động với tần số 40Hz Biết tốc độ truyền sóng v = 32m/s, đầu A nằm nút sóng dừng Số bụng sóng dừng trên dây là A B C D Câu 16: Một sợi dây đàn hồi dài 100cm, có hai đầu A, B cố định Một sóng truyền với tốc độ trên dây là 25m/s, trên dây đếm nút sóng, không kể nút A, B Tần số dao động trên dây là A 50Hz B 100Hz C 25Hz B 20Hz Câu 17: Một sợi dây đàn hồi AB dài 1,2m đầu A cố định, đầu B tự do, dao động với tần số f và trên dây có sóng lan truyền với tốc độ 24m/s Quan sát sóng dừng trên dây người ta thấy có nút Tần số dao động dây là A 95Hz B 85Hz C 80Hz D 90Hz BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 52 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 18: Một dây sắt có chiều dài 60cm, khối lượng m = 8g Một nam châm điện có vòng sắt non có dòng điện xoay chiều 50Hz chạy qua Nam châm điện đặt đối diện với trung điểm sợi dây Nam châm điện kích thích dao động trên dây và tạo sóng dừng với bó sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là C 120m/s D 240m/s A 60m/s B 30m/s Câu 19: Chọn câu trả lời đúng Ứng dụng tượng sóng dừng để A xác định tốc độ truyền sóng B xác định chu kì sóng C xác định tần số sóng D xác định lượng sóng Câu 20: Trong hệ sóng dừng trên sợi dây, khoảng cách hai nút liên tiếp A bước sóng B nửa bước sóng C phần tư bước sóng D hai lần bước sóng Câu 21: Một sợi dây đàn hồi có chiều dài l , hai đầu cố định Sóng dừng trên dây có bước sóng trên dây có bước sóng dài là A l B l /4 C l D l /2 Câu 22: Một dây AB treo lơ lửng, đầu A gắn vào nhánh âm thoa dao động với tần số f = 100Hz Biết khoảng cách từ B đến nút dao động thứ tư kể từ B là 14cm Tốc độ truyền sóng trên dây là B 8m/s C 9m/s D 14m/s A 7m/s Câu 23: Một sợi dây dài 2m, hai đầu cố định và rung với bốn múi sóng thì bước sóng trên dây là A 1m B 0,5m C 2m D 0,25m Câu 24: Chọn câu đúng Tại điểm phản xạ thì sóng phản xạ A luôn ngược pha với sóng tới B ngược pha với sóng tới vật cản cố định C ngược pha với sóng tới vật cản tự D cùng pha với sóng tới vật cản là cố định Câu 25: Chọn câu đúng Trong hệ sóng dừng trên sợi dây, khoảng cách nút và bụng liên tiếp A bước sóng B hai bước sóng C phần tư bước sóng D nửa bước sóng Câu 26: Chọn câu trả lời đúng Người ta nói sóng dừng là trường hợp đặc biệt giao thoa sóng vì A sóng dừng là giao thoa các sóng trên cùng phương truyền sóng B sóng dừng xảy có giao thoa sóng tới và sóng phản xạ trên cùng phương truyền sóng C sóng dừng là chồng chất các sóng trên cùng phương truyền sóng D sóng dừng là giao thoa các sóng trên cùng phương truyền sóng Câu 27: Một sợi dây đàn hồi dài 100cm, có hai đầu A, B cố định Một sóng truyền có tần số 50Hz, với tốc độ truyền sóng là 20m/s Số bó sóng trên dây là A 500 B 50 C D 10 Câu 28: Một sợi dây AB dài 1,25m căng ngang, đầu B cố định, đầu A dao động với tần số f Người ta đếm trên dây có ba nút sóng, kể hai nút hai đầu A, B Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 20m/s Tần số sóng A 8Hz B 16Hz C 12Hz D 24Hz Câu 29: Một sợi dây cao su dài 3m, đầu cố định, đầu cho dao động với tần số 2Hz Khi đó trên dây có sóng dừng với nút sóng, kể hai nút hai đầu dây Biết lực căng dây BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 53 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com là 0,36N và tốc độ truyền sóng trên dây liên hệ với lực căng dây công thức v = F / µ ; với µ : khối lượng dây trên đơn vị chiều dài Khối lượng dây là A 40g B 18,75g C 120g D 6,25g Câu 30: Một đoạn dây dài 60cm có khối lượng 6g, đầu gắn vào cần rung, đầu treo trên đĩa cân vắt qua ròng rọc, dây bị căng với lực FC = 2,25N Tốc độ truyền sóng trên dây là A 1,5m/s B 15m/s C 22,5m/s D 2,25m/s Câu 31: Quả cầu khối lượng m = 0,625kg gắn vào đầu lò xo có độ cứng k = 400N/m treo thẳng đứng, cầu nối vào đầu A dây AB căng ngang Giả sử lực căng dây không làm ảnh hưởng đến chuyển động cầu Kích thích cho cầu dao động tự theo phương thẳng đứng, ta thấy trên dây có sóng dừng với bó sóng Biết dây AB dài 3m Tốc độ truyền sóng trên dây là A 2m/s B 4m/s C 6m/s D 3m/s Câu 32: Một dây thép AB dài 120cm căng ngang Nam châm điện đặt phía trên dây thép Cho dòng điện xoay chiều tần số f = 50Hz qua nam châm, ta thấy trên dây có sóng dừng với múi sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là C 60m/s D 6m/s A 30m/s B 60cm/s Câu 33: Khi có sóng dừng trên dây AB căng ngang thì thấy có nút trên dây, tần số sóng là 42Hz Với dây AB và tốc độ truyền sóng trên, muốn trên dây có nút thì tần số phải là B 28Hz C 58,8Hz D 63Hz A 30Hz Câu 34: Dây đàn dài 80cm phát âm có tần số 12Hz Quan sát dây đàn ta thấy có nút và bụng Tốc độ truyền sóng trên dây đàn là D 9,6m/s A 1,6m/s B 7,68m/s C 5,48m/s Câu 35: Quan sát sóng dừng trên sợi dây đàn hồi người ta thấy khoảng thời gian hai thời điểm gần mà dây duỗi thẳng là 0,2s, khoảng cách hai chỗ luôn đứng yên liền là 10cm Tốc độ truyền sóng trên dây là A 25cm/s B 50cm/s C 20cm/s D 100cm/s Câu 36: Để tăng gấp đôi tần số âm dây đàn phát ta phải A tăng lực căng dây gấp hai lần B giảm lực căng dây hai lần C tăng lực căng dây gấp lần D giảm lực căng dây lần Câu 37: Dây AB dài 21cm treo lơ lửng, đầu trên A gắn vào âm thoa dao động với tần số 100Hz Tốc độ truyền sóng trên dây là 4m/s, ta thấy trên dây có sóng dừng Số nút và số bụng trên dây là A 10; 10 B 11; 11 C 10; 11 D 11; 10 Câu 38: Dây AB dài 21cm treo lơ lửng, đầu trên A gắn vào âm thoa dao động Tốc độ truyền sóng trên dây là 4m/s, ta thấy trên dây có sóng dừng với bụng sóng Tần số dao động âm thoa A 74,1Hz B 71,4Hz C 47,1Hz D 17,4Hz A B Câu 39: Để tạo sóng dừng trên dây người ta bố trí thí nghiệm hình vẽ Cho dây có chiều dài AB = l = 1m, khối lượng dây m0 = 50g, cân có khối lượng m = 125g Lấy g = 10m/s2 Cho biết tần số dao động trên dây là 10Hz Số múi sóng quan sát trên dây có sóng dừng A B C D BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 54 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 40: Để tạo sóng dừng trên dây người ta bố trí thí nghiệm hình vẽ Cho dây có chiều dài AB = l = 1m, khối lượng dây m0 = 50g, cân có khối lượng m = 125g Lấy g = 10m/s2 Cho biết tần số dao động trên dây là 10Hz Số múi sóng quan sát trên dây có sóng dừng Giữ l và f không đổi Để dây rung thành múi thì phải A thêm vào đĩa cân 375g B bớt khỏi đĩa cân 375g C bớt đĩa cân 125g D thêm vào đĩa cân 500g Câu 41: Một sợi dây AB có chiều dài 60cm căng ngang, sợi dây dao động với tần số 100Hz thì trên dây có sóng dừng và khoảng A, B có nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là A 40cm/s B 20m/s C 40m/s D 4m/s Câu 42: Một dây cao su dài 1m căng ngang, đầu gắn cố định, đầu gắn vào âm thoa cho dao động, trên dây hình thành hệ sóng dừng có nút không tính hai đầu Tốc độ truyền sóng trên dây là 36km/h Tần số dao động trên dây là A 20Hz B 50Hz C 30Hz D 40Hz Câu 43: Cho sợi dây đàn hồi có đầu cố định và đầu tự Để trên dây có sóng dừng thì chiều dài sợi dây phải thoả mãn điều kiện λ A l= mλ λ B l = m C l = (2m + 1) λ D l = m (m = 1,3,5, ) Câu 44: Một sợi dây dài m, hai đầu cố định Kích thích để có sóng dừng trên dây với múi sóng Khoảng cách ngắn hai điểm không dao động trên dây A 1m B 0,5m C 0,25m D 2m Câu 45: Một sợi dây dài m, hai đầu cố định Kích thích để có sóng dừng trên dây với múi sóng Khoảng cách ngắn điểm không dao động và điểm dao động cực đại trên dây C 0,25m D 2m A 1m B 0,5m “Không kho báu nào học thức hãy tích luỹ lấy nó lúc bạn còn đủ sức” 1C 11C 21A 31B 41C 2B 12B 22B 32C 42D 3B 13A 23A 33B 43D 4C 14C 24B 34D 44B ĐÁP ÁN ĐỀ 15 5C 6A 15A 16A 25C 26B 35B 36C 45C 7C 17B 27C 37B 8A 18C 28B 38B 9C 19A 29C 39D CHỦ ĐỀ 4: SÓNG ÂM HIỆU ỨNG DOPPLER 16 PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: Cường độ âm: I= W P = tS S BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 55 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC 10C 20B 30B 40A - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Với W (J), P (W) là lượng, công suất phát âm nguồn S (m2) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S=4πR2) Mức cường độ âm L( B ) = lg I I0 Hoặc L(dB ) = 10.lg I I0 Với I0 = 10-12 W/m2 f = 1000Hz: cường độ âm chuẩn * Tần số đàn phát (hai đầu dây cố định ⇒ hai đầu là nút sóng) f =k v ( k ∈ N*) 2l Ứng với k = ⇒ âm phát âm có tần số f1 = v 2l k = 2,3,4… có các hoạ âm bậc (tần số 2f1), bậc (tần số 3f1)… * Tần số ống sáo phát (một đầu bịt kín, đầu để hở ⇒ đầu là nút sóng, đầu là bụng sóng) f = (2k + 1) v ( k ∈ N) 4l Ứng với k = ⇒ âm phát âm có tần số f1 = v 4l k = 1,2,3… có các hoạ âm bậc (tần số 3f1), bậc (tần số 5f1)… Nhạc âm và tạp âm - Nhạc âm là âm có tần số xác định và đồ thị dao động là đường cong hình sin - Tạp âm là âm có tần số không xác định và đồ thị dao động là đường cong phức tạp Họa âm Một âm phát tổng hợp từ âm và các âm khác gọi là họa âm Âm có tần số f1 còn các họa âm có tần số bội số tương ứng với âm Họa âm bậc hai có tần số f2 = 2f1 Họa âm bậc ba có tần số f3 = 3f1… Họa âm bậc n có tần số fn = n.f1 => Các họa âm lập thành cấp số cộng với công sai d = f1 Ngưỡng nghe, ngưỡng đau, miền nghe • Ngưỡng nghe : là giá trị nhỏ mức cường độ âm mà tai người có thể nghe • Ngưỡng đau : là giá trị lớn mức cường độ âm mà tai người có thể chịu đựng • Miền nghe : là giá trị mức cường độ âm khoảng ngưỡng nghe và ngưỡng đau V HIỆU ỨNG ĐỐP-PLE Nguồn âm đứng yên, máy thu chuyển động với vận tốc vM BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 56 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com v + vM f v v − vM f * Máy thu chuyển động xa nguồn âm thì thu âm có tần số: f " = v * Máy thu chuyển động lại gần nguồn âm thì thu âm có tần số: f ' = Nguồn âm chuyển động với vận tốc vS, máy thu đứng yên * Máy thu chuyển động lại gần nguồn âm với vận tốc vs thì thu âm có tần số: f '= v f v − vS * Máy thu chuyển động xa nguồn âm thì thu âm có tần số: f " = v f v + vS Với v là vận tốc truyền âm, f là tần số âm Chú ý: Có thể dùng công thức tổng quát: f ' = v ± vM f v m vS Máy thu chuyển động lại gần nguồn thì lấy dấu “+” trước vM, xa thì lấy dấu “-“ Nguồn phát chuyển động lại gần nguồn thì lấy dấu “-” trước vS, xa thì lấy dấu “+“ PHẦN II.CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG ÂM * Phương pháp: Để tìm số đại lượng liên quan đến sóng âm ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy và tính đại lượng cần tìm * Các công thức: + Mức cường độ âm: L = lg I I0 + Cường độ âm chuẩn: I0 = 10-12W/m2 + Cường độ âm điểm cách nguồn âm khoảng R: I = Cường độ âm chuẩn: I0 = 10-12W/m2 1) Mức cường độ âm điểm L: + Khi tính theo đơn vị Ben: L( B ) = lg P 4πR I I0 + Khi tính theo đơn vị ĐềxiBen: L( dB ) = 10 lg I I0 Đơn vị mức cường độ âm là Ben(B) đềxiben(dB) Trong thực tế người ta thường dùng là đềxiben(dB) 2) Cường độ âm điểm M ( I M ): ( L( dB ) ) a) Khi cho mức cường độ âm L: I M = I 10 L = I 10 10 b) Khi cho công suất và khoảng cách từ nguồn đến điểm ta xét: Khi nguồn âm phát sóng cầu có công suất P thì: + Năng lượng sóng phân bố trên bề mặt diện tích mặt sóng: S= 4π R + Công suất nguồn sóng P = I M S (B) Cường độ âm M cách S đoạn R là: I M = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 57 P P = S 4π R CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Đơn vị cường độ âm là W/m2 Chú ý: Lg(10x) = x a =lgx ⇒ x=10a Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com a b lg( ) = lga-lgb VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một người áp tai vào đường ray tàu hỏa nhe tiếng búa gỏ vào đường ray cách đó km Sau 2,83 s người đó nghe tiếng búa gỏ truyền qua không khí Tính tốc độ truyền âm thép làm đường ray Cho biết tốc độ âm không khí là 330 m/s HD: Ta có: ∆t = d d vkk vth vth = dvkk = 4992 m/s d − vkk ∆t VD2: Sóng âm truyền thép với vận tốc 5000(m/s) Hai điểm thép dao động lệch pha 900 mà gần thì cách đoạn 1,5(m) Tần số dao động âm là : A 833(Hz) B 1666(Hz) C 3,333(Hz) D 416,5(Hz) Bài giải: Độ lệch pha ∆ϕ = 2πd π v 5000 2π.1,5 = Suy bước sóng λ = = 833( Hz ) = 6m mà f = = π λ λ VD3: Hai âm có mức cường độ âm chênh lệch 20 dB Tỉ số cường độ âm chúng là bao nhiêu? * Hướng dẫ: Áp dụng công thức tính mức cường độ âm ta có: Vậy tỉ số cường độ âm hai âm đó là 100 lần VD3: Một người đứng cách nguồn âm khoảng d thì cường độ âm là I Khi người đó tiến xa nguồn âm đoạn 40m thì cường độ âm giảm còn I/9 Tính khoảng cách d Hướng dẫn giải: Ta có: VD4: 1) Mức cường độ âm là L = 30 (dB ) Hãy tính cường độ âm này theo đơn vị W / m Biết cường độ âm chuẩn là I = 10 −12 (W / m ) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 58 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 2) Cường độ âm tăng 100 lần thì mức cường độ âm tăng bao nhiêu dB? 3) Độ to âm có đơn vị đo là phôn, định nghĩa sau: Hai âm lượng kém phôn (I − I1 = (ph«n )) tương đương với 10 lg I2 = Ngoài đường phố âm có độ to I1 70 phôn phòng âm này còn có độ to 40 phôn Tính tỉ số các cường độ âm hai nơi đó Giải: 1) Mức cường độ âm tính theo đơn vị (dB) là: I I = 30 ⇔ = 10 ⇒ I = I 10 = 10 −12.10 = 10 −9 W / m I0 I0 I 2) Mức cường độ âm tính theo đơn vị (dB) là: L(dB ) = 10 lg I0 ( L = 10 lg ) + Khi cường độ tăng 100 lần tức là 100 I thì L' (dB ) = 10 lg + Vậy mức cường độ âm tăng thêm 20 (dB ) 100 I I = 20 + 10 lg I0 I0 3) Hai âm lượng kém phôn (I − I1 = (ph«n )) tương đương với 10 lg + Hai âm kém 30 phôn tương đương với: 10 lg I2 = I1 I2 I = 30 ⇔ = 1000 I1 I1 VD5: Tại điểm A nằm cách xa nguồn âm O (coi nguồn điểm) khoảng OA = (m ) , mức cường độ âm là L A = 90 (dB ) Cho biết ngưỡng nghe âm chuẩn I = 10 −12 (W / m ) 1) Tính cường độ I A âm đó A 2) Tính cường độ và mức cường độ âm đó B nằm trên đường OA cách O khoảng 10 (m ) Coi môi trường là hoàn toàn không hấp thụ âm 3) Giả sử nguồn âm và môi trường đẳng hướng Tính công suất phát âm nguồn O Giải: 1) Mức cường độ âm A tính theo đơn vị (dB) là: L A = 10 lg ( ⇒ I = I 10 = 10 −12.10 = 10 −3 W / m ) I I = 90 ⇔ = 10 I0 I0 2) Công suất âm nguồn O công suất âm trên toàn diện tích mặt cầ u bán kính OA và công suất âm trên toàn diện tích mặt cầu bán kính OB tức là: W0 = I A S A = I B S B (1) Trong đó I A , I B là cường độ âm A và B; S A vµ S B là diện tích các mặt cầu tâm O bán kính OA và OB ( tự vẽ hình ) + Từ đó rút ra: I B = I A SA 4π OA −3 = IA = 10 = 10 −5 W / m 2 SB 4π OB 10 + Mức cường độ âm đó B là: LB = 10 lg ( ) IB 10 −5 = 10 lg −12 = 70 (dB ) I0 10 3) Công suất nguồn âm tính theo (1), lượng truyền qua diện tích mặt cầu tâm O bán kính OA giây W0 = I A S A = I A 4π OA = 10 −3.4π 12 ≈ 12,6.10 −3 (W ) VD6: Mức cường độ âm vị trí tăng thêm 30dB Hỏi cường độ âm vị trí đó tăng lên bao nhiêu lần? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 59 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com A 1000 lần B 10000 lần lần Hướng dẫn giải : Chọn A L2 – L1=30dB suy 10 10 lg I − 10 lg I1 = 30 ⇒ lg I I0 I0 I1 - vuhoangbg@gmail.com C 100 lần = 3⇒ D 10 I2 = 103 I1 VD7: Một cái loa có công suất 1W mở hết công suất biết cường độ âm chuẩn I0 = 10-12W/m2 Hỏi a) Cường độ âm diểm cách nó 400cm là bao nhiêu b) Mức cường độ âm đó là bao nhiêu Hướng dẫn giải: a) Ta có Năng lượng sóng phân bố trên bề mặt diện tích mặt sóng: S= 4π R Mà công suất nguồn phát là : P =I.S P P = = = 0, 013W / m 2 S 4π R 4π 2,52 I 0, 013 = 10 lg = 10 lg −12 = 101,14dB I0 10 ⇒ Cường độ âm điểm cách nó 250 cm là: I M = b) Mức cường độ âm đó: L( dB ) VD8: Mức cường độ âm nguồn S gây điểm M là L, cho S tiến lại gần M đoạn 62m thì mức cường độ âm tăng thêm 7dB a) Tính khoảng cách tà S đến M b) Biết mức cường độ âm M là 73dB Tính công suất nguồn phát Giải: Cường độ âm lúc đầu: I = P P (1) = S 4π R Cường độ âm sau tiến lại gàn S đoạn d: I ' = P P = (2) S 4π ( R − d ) I' I − 10 lg I0 I0 I' P I0 I' R R 4π ( R − d ) ) = 20.lg( ) = 10 lg = 10 lg = 10 lg = 10 lg( I P I R−d R−d I0 4π ( R ) R ⇔ = 20.lg R − 62 R R ⇔ lg = 0,35 ⇒ = 100,35 = 2, 24 ⇒ R = 112m R − 62 R − 62 73 ( ) I b) ta có L( dB ) = 10 lg ⇒ I M = I 10L( B ) = 10−12.10 10 2.10−5 W / m2 I0 Ta có: ∆L( dB ) = L '− L = 10 lg Khi đó công suất nguồn phát là: -5 P = I M S = 4π R IM=4 π (112) 2.10 = 3,15W VD9 Loa máy thu có công suất P = W a) Tính mức cường độ âm loa tạo điểm cách máy m BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 60 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com b) Để điểm mức cường độ âm còn 70 dB, phải giảm nhỏ công suất loa bao nhiêu lần? HD : I P = lg = 10 B = 100 dB = lg 2 I0 4πR I 4π 10 −12 P P P P' b) Ta có: L – L’ = lg - lg = lg = 10L - L’ = 1000 Vậy phải giảm nhỏ 2 4πR I 4πR I P' P' a) Ta có: L = lg công suất loa 1000 lần VD10 Mức cường độ âm nguồn S gây điểm M là L; cho nguồn S tiến lại gần M khoảng D thì mức cường độ âm tăng thêm dB a) Tính khoảng cách từ S đến M biết D = 62 m b) Biết mức cường độ âm M là 73 dB Tính công suất nguồn HD : a) Ta có: L’ – L = lg SM P P lg = lg 4π ( SM − D) I 4πSM I ( SM − D) SM 5.D L’ – L ) = 10 = 100,7 = SM = = 112 m SM − D −1 P P b) Ta có: L = lg = 10L P = 4πSM2I010L = 3,15 W 2 4πSM I 4πSM I ( VD11 Một sóng âm truyền không khí Mức cường độ âm điểm M và điểm N là 40 dB và 80 dB Biết cường độ âm M là 0,05 W/m2 Tính cường độ âm N HD ; Ta có: LN – LM = lg IN I I - lg M = lg N I0 I0 IM IN = IM.10 L N − LM = 500 W VD12 Ba điểm O, A, B cùng nằm trên nửa đường thẳng xuất phát từ O Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng không gian, môi trường không hấp thụ âm Mức cường độ âm A là 60 dB, B là 20 dB Tính mức cường độ âm trung điểm M đoạn AB HD: P P Ta có: LA = lg ; LB = lg 4π OA I 4π OB I OB LA – LB = lg   = – = (B) = lg104  OA   OB    = 10  OA  OB = 100.OA Vì M là trung điểm AB nên: OM = OA + OB − OA OA + OB OM  = = 50,5.OA; LA – LM = lg   = lg50,5 2  OA  LM = LA - lg50,52 = - 3,4 = 2,6 (B) = 26 (dB) VD13 : Một nguồn âm S phát âm có tần số xác định Năng lượng âm truyền phân phối trên mặt cầu tâm S bán kính d Bỏ qua phản xạ sóng âm trên mặt đất và các vật BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 61 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com cản Tai điểm A cách nguồn âm S 100 m, mức cường độ âm là 20 dB Xác định vị trí điểm B để đó mức cường độ âm HD : IA = I0 P IA 4πd A2 = = P IB 4πd B2 LA = lg 2; LB = lg IB =0 I0 LA – LB = lg IA =2 IB IA = 102; IB  dB    = 102 dA  dB = 10dA = 1000 m VD14 Mức cường độ âm vị trí cách loa m là 50 dB Một người xuất phát từ loa, xa nó thì thấy: cách loa 100 m thì không còn nghe âm loa đó phát Lấy cường độ âm chuẫn là I0 = 10-12 W/m2, coi sóng âm loa đó phát là sóng cầu Xác định ngưỡng nghe tai người này HD: Ta có: I1 = L2 = lg P P ; I2 = 4πR1 4πR22 I  R1  -4 =   = 10 I1  R2  I2 = 10-4I1 I2 10−4 I1 I = lg = lg + lg10-4 = L1 – = – = (B) = 10 (dB) I0 I0 I0 VD15 Hai họa âm liên tiếp dây đàn phát có tần số kém 56 Hz Tính tần số họa âm thứ ba dây đàn này phát HD: Ta có: kf – (k – 1)f = 56 168 Hz Tần số âm bản: f = 56 Hz Tần số họa âm thứ là: f3 = 3f = VD16: Một nhạc cụ phát âm có tần số f = 420 Hz Một người nghe âm có tần số lớn là 18000 Hz Tìm tần số lớn mà nhạc cụ này có thể phát để tai người này còn nghe HD: Các âm mà nhạc cụ phát có tần số fk = kf; (k ∈ N và f là tần số âm bản) Để tai người này có thể nghe thì fk = kf ≤ 18000 k= 18000 = 42,8 Vì k ∈ N nên k = 42 f Vậy: Tần số lớn mà nhạc cụ này phát để tai người này nghe là fk = 42f = 17640 Hz VD17: Trong ống sáo đầu kín đầu hở có sóng dừng với tần số là 110 Hz Biết tốc độ truyền âm không khí là 330 m/s Tìm độ dài ống sáo HD: v = m Đầu kín ống sáo là nút, đầu hở là bụng sóng dừng nên chiều f λ dài ống sáo là: L = = 0,75 m Ta có: λ = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 62 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD18 : Một nhạc cụ phát âm có tần số âm là f = 420 Hz Một người có thể nghe âm có tần số cao là 18000 Hz Tần số âm cao mà người này nghe nhạc cụ này phát là : A.17850(Hz) B 17640(Hz) C 42,857142(Hz) D 18000(Hz) Bài giải: (B) VD19: Một nguồn âm O xem nguồn điểm, phát âm môi trường đẳng hướng và không hấp thụ âm Ngưỡng nghe âm đó là Tại điểm A ta đo mức cường độ âm là L = 70 dB Cường độ âm I A có giá trị là: A 10−7 W m2 B 107 W m2 Bài giải: Xét điểm A ta có: L = 10 C 10−5 W m2 = 70 => D 70 =7 W m2 => = => I = Vậy chọn C DẠNG2 BÀI TẬP HIỆU ỨNG ĐỐP - PLE PHƯƠNG PHÁP Để tìm các đại lượng liên quan đến hiệu ứng Đốp-ple ta viết các biểu thức liên quan đến đại lượng cần tìm và các đại lượng đã biết (chú ý đến việc lấy dấu trước vận tốc nguồn và máy thu, còn tần số âm vật phản xạ phát chính là tần số âm vật phản xạ thu được) từ đó suy và tính đại lượng cần tìm Hiệu ứng Đốp – Le : là tượng tần số máy thu thay đổi có chuyển động tương đối máy thu và nguồn âm Công thức tổng quát: f ' = v ± vM f v m vS Máy thu chuyển động lại gần nguồn thì lấy dấu “+” trước vM, xa thì lấy dấu “-“ Nguồn phát chuyển động lại gần nguồn thì lấy dấu “-” trước vS, xa thì lấy dấu “+“ a) Khi nguồn âm đứng yên phát tần số f, người quan sát chuyển động với tốc độ vM + Khi người chuyển động lại gần nguồn âm với tốc độ v M , người đó thu tần số f’ v + vM f , v là tốc độ truyền sóng môi trường v + Khi người chuyển động xa nguồn âm với tốc độ v M , người đó thu tần số f’ f' = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 63 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com v - vM f' = f , v là tốc độ truyền sóng môi trường v b) Khi nguồn âm chuyển động với tốc độ vs phát tần số f, người quan sát đứng yên + Khi nguồn chuyển động lại gần người quan sát với tốc độ vS , người đó thu tần số f’ f' = v f v - vS + Khi nguồn chuyển động xa người quan sát với tốc độ vS , người đó thu tần số f’ f' = v f v + vS Chú ý: Khi sóng phản xạ thì tần số sóng không thay đổi Khi gặp vật cản cố định thì sóng phản xạ trở thành nguồn âm có tần số tần số đến vật cản nhận VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Để kiểm chứng hiệu ứng Đốp-ple, người ta bố trí trên đường ray thẳng nguồn âm chuyển động với tốc tộ 30 m/s, phát âm với tần số xác định và máy thu âm đứng yên Biết âm truyền không khí với tốc độ 340 m/s Khi nguồn âm lại gần thì máy thu đo tần số âm là 740 Hz Tính tần số âm mà máy thu đo nguồn âm xa máy thu HD: Ta có: f’ = v v f; f’’ = f v − vS v + vS f’’ = v − vS 340 − 30 f '= 740 = 620 (Hz) v + vS 340 + 30 VD2 Một người cảnh sát giao thông đứng bên đường dùng còi điện phát âm có tần số 1020 Hz hướng ô tô chuyển động phía mình với tốc độ 36 km/h Sóng âm truyền không khí với tốc độ 340 m/s Xác định tần số âm tiếng còi mà người ngồi xe nghe và tần số âm còi phản xạ lại từ ô tô mà người cảnh sát nghe HD: v + vM f = 1050 Hz v v Tần số âm còi phản xạ từ ô tô mà người cảnh sát nghe được: f’’ = f’ = 1082 Hz v − vS Tần số âm còi mà người ngồi trên ô tô nghe được: f’ = VD3 Một người cảnh sát giao thông đứng bên đường dùng thiết bị phát âm có tần số 800 Hz phía ô tô vừa qua trước mặt Máy thu người cảnh sát nhận âm phản xạ có tần số 650 Hz Tính tốc độ ô tô Biết tốc độ âm không khí là 340 m/s HD Âm phản xạ từ ô tô có: f’ = vôtô = v − vôtô v − vôtô v f Âm máy thu, thu có: f’’ = f’ = f v v + vôtô v + vôtô v( f − f '') = 35,2 m/s = 126,6 km/h f + f '' BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 64 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD4 Một người cảnh sát đứng bên đường dùng súng bắn tốc độ phát ín hiệu dạng sóng âm có tần số 2000 Hz phía ô tô tiến đến trước mặt Máy thu người cảnh sát nhận âm phản xạ có tần số 2200 Hz Biết tốc độ âm không khí là 340 m/s Tính tốc độ ô tô HD: Âm phản xạ từ ô tô có: f’ = vôtô = v + vôtô v + vôtô v f Âm máy thu, thu có: f’’ = f’ = f v v − vôtô v − vôtô v( f ''− f ) = 16,2 m/s = 58,3 km/h f ''+ f VD5 Một người ngồi trên ô tô khách chạy với tốc độ 72 km/h nghe tiếng còi phát từ ô tô tải Tần số âm nghe hai ô tô chuyển động lại gần cao gấp 1,2 lần hai ô tô chuyển động xa Biết tốc độ âm là 340 m/s Tính tốc độ ô tô tải HD: Khi hai ô tô chuyển động lại gần nhau: f’ = v − vk f v + vt f' (v + vk )(v + vt ) 360.340 + 360vt = 1,2 = = f '' (v − vk )(v − vt ) 320.340 − 320vt v + vk f Khi hai ô tô chuyển động xa v − vt nhau: f’’ = vt = 320.340.1, − 360.340 = 10,97 (m/s) = 39,5 360 + 1, 2.320 (km/h) VD6 Một dơi bay với tốc độ km/h thì phát sóng siêu âm có tần số 50000 Hz Sóng siêu âm này gặp vật cản đứng yên phía trước và truyền ngược lại Biết tốc độ truyền âm không khí là 340 m/s Tính tần số sóng siêu âm phản xạ mà dơi nhận HD: Tần số sóng siêu âm phản xạ: f’ = v + vd f v Tần số sóng siêu âm dơi thu được: f’’ = v + vd v f’ = f = 50741 Hz v − vd v − vd VD7 Một máy đo tần số âm chuyển động với vận tốc u đến gần nguồn âm phát âm có tần số f0 đất, máy đo đo âm có tần số là f1 = 630 Hz Khi máy đo chạy xa nguồn âm với vân ttốc trên thì tần số đo là f2 = 560 Hz Tính u và f0 Lấy vận tốc truyền âm không khí là 340 m/s HD: v+u v−u f0 Khi máy đo chuyển động xa: f2 = f0 v v (1,125 − 1)v v u= = 20 m/s; f0 = f1 = 595 Hz 1,125 + v+u Khi máy đo chuyển động lại gần: f1 = f1 v+u = 1,125 = f2 v −u VD8: Một cái còi phát sóng âm có tần số 1000Hz chuyển độngđi xa bạn phía vách đá với tốc độ 10m/s, biết tốc độ truyền âm không khí là 340m/s Hỏi BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 65 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com a) Tần số mà bạn nghe trực tiếp tiếp từ còi? b) Tần số âm phản xạ từ vách đá mà bạn nge được? HD: a) Nguồn âm chuyển động xa bạn, nên tần số âm mà bạn nghe trực tiếp từ còi là: v 340 f= 1000 ≈ 971Hz 340 + 10 v + vS f' = b) Nguồn âm chuyển động lạ gần vách đá, nên tần số vách đá nhận là: f'' = v 340 f= 1000 ≈ 1030,3Hz v - vS 340 − 10 Khi đó tần số người nhận là tần số phản xạ từ vách đá f'''=f''=1030,3Hz VD9: Một máy dò tốc độ đứng yên phát sóng âm có tần số 150KHz phía ôtto chuyển động lại gần nó với tốc độ 45m/s, biết tốc độ truyền âm không khí là 340m/s Hoit số mà máy dò tốc độ nhận là bao nhiêu? HD: Khi xe chuyển động lại gần còi, tần số âm xe nhận là: f' = v + vM v f Âm này đến xe bị phản xạ trên xe có tần số f1 = f ' tần lúc này f1 đóng vai trò là nguồn âm chuyển động lại gần máy dò với tốc độ vS = vM Khi đó tần số máy dò thu là: v v v + vM v f1 = f1 = ( f) v - vS v − vM v v − vM v + vM 340 + 45 = f = 150 ≈ 195,8KHz v − vM 340 − 45 f2 = PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: Câu 1: Khi cường độ âm tăng gấp 10 lần thì mức cường độ âm tăng 10 dB Khi cường độ âm tăng 100 lần thì mức cường độ âm tăng A 20dB B 50dB C 100dB D 10000dB Câu 2: Cường độ âm điểm môi trường truyền âm là 10-5 W/m2 Biết cường độ âm chuẩn là I0 =10-12 W/m2 Mức cường độ âm điểm đó A 50dB B 60dB C 70dB D 80dB Câu 3: Tại điểm A nằm cách nguồn âm N (nguồn điểm) khoảng NA = m, có mức cường độ âm là LA = 90 dB Biết ngưỡng nghe âm đó là I0 = 0,1 nW/m2 Cường độ âm đó A là A 0,1nW/m2 B 0,1mW/m2 C 0,1W/m2 D 0,1GW/m2 Câu 4: Hai âm có mức cường độ âm chênh lệch 20 dB Tỉ số cường độ âm chúng là A 10 B 102 C 103 D 104 Câu 5: Một người gõ nhát búa trên đường ray và cách đó 528m, người áp tai vào đường ray nghe thấy tiếng gõ sớm 1,5s so với tiếng gõ nghe không khí Tốc độ âm không khí là 330m/s Tốc độ âm trên đường ray là A 5100m/s B 5280m/s C 5300m/s D 5400m/s BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 66 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 6: Tốc độ âm không khí và nước là 330m/s và 1450m/s Khi âm truyền từ không khí vào nước thì bước sóng nó tăng lên bao nhiêu lần ? A 6lần B 5lần C 4,4lần D 4lần Câu 7: Một người đứng gần chân núi hét lớn tiếng thì sau 7s nghe thấy tiếng vang từ núi vọng lại Biết tốc độ âm không khí là 330m/s Khoảng cách từ chân núi đến người đó A 4620m B 2310m C 1775m D 1155m Câu 8: Một ống sáo hở hai đầu tạo sóng dừng cho âm cực đại hai đầu sáo, có hai nút Chiều dài ống sáo là 80cm Bước sóng âm là A 20cm B 40cm C 80cm D 160cm Câu 9: Cột không khí ống thuỷ tinh có độ cao l có thể thay đổi nhờ điều chỉnh mực nước ống Đặt âm thoa trên miệng ống thuỷ tinh đó Khi âm thoa dao động, nó phát âm bản, ta thấy cột không khí có sóng dừng ổn định Khi độ cao cột khí nhỏ l0 = 13cm ta nghe âm to nhất, biết đầu A hở là bụng sóng, đầu B là nút, tốc độ truyền âm là 340m/s Tần số âm âm thoa phát là A 563,8Hz B 658Hz C 653,8Hz D 365,8Hz Câu 10: Một người đứng điểm M cách nguồn âm S1 đoạn 3m, cách nguồn âm S2 3,375m Biết S1 và S2 dao động cùng pha Tốc độ sóng âm không khí v = 330m/s Tại điểm M người quan sát không nghe âm từ hai loa S1, S2 Bước sóng dài âm là D 0,75m A 1,25m B 0,5m C 0,325m Câu 11: Tai người có thể nghe âm có mức cường độ âm khoảng A từ 0dB đến 1000dB B từ 10dB đến 100dB C từ 0B đến 13dB D từ 0dB đến 130dB Câu 12: Hộp cộng hưởng có tác dụng A làm tăng tần số âm B làm giảm bớt cường độ âm C làm tăng cường độ âm D làm giảm độ cao âm Câu 13: Đối với âm và hoạ âm bậc cùng dây đàn ghi ta phát thì A hoạ âm bậc có cường độ lớn cường độ âm B tần số hoạ âm bậc gấp đôi tần số âm C tần số âm lớn gấp đôi tần số hoạ âm bậc D tốc độ âm gấp đôi tốc độ âm bậc Câu 14: Sự phân biệt âm với hạ âm và siêu âm dựa trên A chất vật lí chúng khác B bước sóng và biên độ dao động chúng C khả cảm thụ sóng tai người D lí khác Câu 15: Ở các rạp hát người ta thường ốp tường các nhung, Người ta làm để làm gì ? A Để âm to B Nhung, phản xạ trung thực âm đến nên dùng để phản xạ đến tai người trung thực C Để âm phản xạ thu là âm êm tai D Để giảm phản xạ âm Câu 16: Phát biểu nào sau đây không đúng ? A Dao động âm có tần số miền từ 16Hz đến 20kHz BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 67 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B Về chất vật lí thì âm thanh, siêu âm và hạ âm là sóng C Sóng âm có thể là sóng ngang D Sóng âm luôn là sóng dọc Câu 17: Phát biểu nào sau đây là đúng ? A Cả ánh sáng và sóng âm có thể truyền chân không B Cả ánh sáng và sóng âm không khí là sóng ngang C Sóng âm không khí là sóng dọc, sóng ánh sáng là sóng ngang D Cả ánh sáng và sóng âm không khí là sóng dọc Câu 18: Để tăng gấp đôi tần số âm dây đàn phát ta phải A tăng lực căng dây gấp hai lần B giảm lực căng dây hai lần C tăng lực căng dây gấp lần D giảm lực căng dây lần Câu 19: Khi truyền âm từ không khí vào nước, kết luận nào không đúng? A Tần số âm không thay đổi B Tốc độ âm tăng C Tốc độ âm giảm D Bước sóng thay đổi Câu 20: Chọn kết luận đúng Tốc truyền âm nói chung lớn môi trường A rắn B lỏng C khí D chân không Câu 21: Năng lượng sóng truyền đơn vị thời gian qua đơn vị diện tích nhỏ S1 vuông góc với phương truyền sóng W1 Nếu diện tích S1 xét diện tích S2 = S1/4 và cho biên độ sóng tăng gấp đôi thì lượng sóng truyền đơn vị thời gian qua S2 bao nhiêu ? A W1/2 B W1 C W1/ D W1 Câu 22: Chọn câu trả lời không đúng các câu sau: A Ngưỡng nghe thay đổi tuỳ theo tần số âm B Đối với tai người, cường độ âm càng lớn thì cảm giác âm càng to C Độ to âm tỉ lệ thuận với cường độ âm D Tai người nghe âm cao cảm giác “to” nghe âm trầm cùng cường độ âm Câu 23: Độ to âm đặc trưng A đồ thị dao động B biên độ dao động âm C mức cường độ âm D áp suất âm Câu 24: Âm sắc là A màu sắc âm B đặc tính âm giúp ta nhận biết các nguồn âm C tính chất vật lí âm D đặc tính sinh lí âm hình thành dựa trên tần số và mức cường độ âm Câu 25: Hai âm có cùng độ cao, chúng có đặc điểm nào các đặc điểm sau? A cùng biên độ B cùng bước sóng môi trường C cùng tần số và bước sóng D cùng tần số Câu 26: Tần số dây đàn phát không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây ? A Độ bền dây B Tiết diện dây C Độ căng dây D Chất liệu dây Câu 27: Cảm giác âm phụ thuộc yếu tố nào sau đây ? A Nguồn âm và môi trường truyền âm B Nguồn âm và tai người nghe C Môi trường truyền âm và tai người nghe D Tai người nghe và thần kính thính giác BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 68 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 28: Độ cao âm phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây ? A Độ đàn hồi nguồn âm B Biên độ dao động nguồn âm C Tần số nguồn âm D Đồ thị dao động nguồn âm Câu 29: Một máy đo độ sâu biển dựa vào nguyên lý phản xạ sóng siêu âm, sau phát sóng siêu âm 0,8s thì nhận tín hiệu siêu âm phản xạ lại Biết tốc độ truyền âm nước là 1400m/s Độ sâu biển nơi đó là A 560m B 875m C 1120m D 1550m Câu 30: Âm người hay nhạc cụ phát có đồ thị biểu diễn theo thời gian có dạng A đường hình sin B biến thiên tuần hoàn theo thời gian C đường hyperbol D đường thẳng Câu 31: Cường độ âm nhỏ mà tai người có thể nghe là 4.10-12W/m2 Hỏi nguồn âm có công suất 1mW thì người đứng cách nguồn xa là bao nhiêu thì còn nghe âm nguồn đó phát Bỏ qua mát lượng, coi sóng âm là sóng cầu A 141m B 1,41km C 446m D 4,46km Câu 32: Mức cường độ âm nguồn âm S gây điểm M là L Nếu tiến thêm khoảng d = 50m thì mức cường độ âm tăng thêm 10dB Khoảng cách SM là A 73,12cm B 7,312m C 73,12m D 7,312km Câu 33: Một người đứng cách nguồn âm khoảng là d thì cường độ âm là I Khi người đó tiến xa nguồn âm thêm khoảng 20m thì cường độ âm giảm còn I/4 Khoảng cách d là A 10m B 20m C 40m D 160m Câu 34: Một lá thép mỏng, đầu cố định, đầu còn lại kích thích để dao động với chu kì không đổi và 0,08s Âm lá thép phát là A siêu âm B nhạc âm C hạ âm D âm Câu 35: Trong các nhạc cụ, hộp đàn có tác dụng A làm tăng độ cao và độ to âm B giữ cho âm phát có tần số ổn định C vừa khuếch đại âm, vừa tạo âm sắc riêng âm đàn phát D tránh tạp âm và tiếng ồn làm cho tiếng đàn trẻo Câu 36: Một nguồn âm coi nguồn điểm có công suất µ W Biết cường độ âm chuẩn là I0 = 10-12W/m2 Tại điểm M cách nguồn 5m mức cường độ âm có giá trị là A 39,8dB B 39,8B C 38,9dB D 398dB Câu 37: Một động đất phát đồng thời hai sóng đất: sóng ngang(S) và sóng dọc(P) Biết vận tốc sóng S là 34,5km/s và sóng P là 8km/s Một máy địa chấn ghi sóng S và sóng P cho thấy sóng S đến sớm sóng P là phút Tâm động đất cách máy ghi là A 25km B 250km C 2500km D 5000km Câu 38: Chọn câu trả lời không đúng Một âm LA đàn dương cầm (pianô) và âm LA đàn vĩ cầm (violon) có thể có cùng A độ cao B cường độ C độ to D âm sắc Câu 39: Hãy chọn câu đúng Hai âm RÊ và SOL cùng dây đàn ghi ta có thể có cùng A tần số B độ cao C độ to D âm sắc BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 69 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 40: Hãy chọn câu đúng Tiếng đàn oocgan nghe giống hệt tiếng đàn pianô vì chúng có cùng A độ cao B tần số C độ to D độ cao và âm sắc Câu 41: Âm sắc âm là đặc trưng sinh lí tương ứng với đặc trưng vật lí nào đây âm ? A Tần số B Cường độ C Mức cường độ D Đồ thị dao động Câu 42: Hãy chọn câu đúng Âm hai nhạc cụ khác phát luôn luôn khác A độ cao B độ to C âm sắc D mức cường độ âm Câu 43: Tiếng còi có tần số 1000Hz phát từ ô tô chuyển động tiến lại gần bạn với tốc độ 10m/s, tốc độ âm không khí là 330m/s Khi đó bạn nghe âm có tần số là A 969,69Hz B 970,59Hz C 1030,30Hz D 1031,25Hz Câu 44: Một cái còi đứng yên phát sóng âm có tần số 1000Hz, lấy tốc độ truyền âm không khí là 330m/s Một người chuyển động lại gần cái còi với tốc độ 36km/h Tần số mà người này nghe trực tiếp từ còi phát là A 1030,3Hz B 970Hz C 1031,25Hz D 970,6Hz Câu 45: Hiệu ứng Doppler gây tượng gì sau đây ? A Thay đổi cường độ âm nguồn âm chuyển động so với người nghe B Thay đổi độ cao âm nguồn âm chuyển động so với người nghe C Thay đổi âm sắc âm người nghe chuyển động lại gần nguồn âm D Thay đổi độ cao và cường độ âm nguồn âm chuyển động Câu 46: Trong trường hợp nào sau đây thì âm máy thu ghi nhận có tần số lớn tần số âm nguồn âm phát ? A Nguồn âm chuyển động xa máy thu đứng yên B Máy thu chuyển động xa nguồn âm đứng yên C Máy thu chuyển động lại gần nguồn âm đứng yên D Máy thu chuyển động cùng chiều và cùng tốc độ với nguồn âm Câu 47: Tiếng còi có tần số 1000Hz phát từ ô tô chuyển động tiến xa bạn với tốc độ 10m/s, vận tốc âm không khí là 330m/s Khi đó bạn nghe âm có tần số là A 969,69Hz B 970,59Hz C 1030,30Hz D 1031,25Hz Câu 48: Một cái còi đứng yên phát sóng âm có tần số 1000Hz, lấy tốc độ truyền âm không khí là 330m/s Một người chuyển động xa cái còi với tốc độ 36km/h Tần số mà người này nghe trực tiếp từ còi phát là A 1030,3Hz B 969,7Hz C 1031,25Hz D 970,6Hz Câu 49: Một người cảnh sát giao thông bên đường dùng còi điện phát âm có tần số 1000 Hz hướng ô tô chuyển động phía mình với tốc độ 36 km/h Sóng âm truyền không khí với tốc độ 340 m/s Tần số âm phản xạ từ ô tô mà người đó nghe là A 1060 Hz B 1030 Hz C 970 Hz D 1300 Hz “Cần phải học nhiều để nhận thức mình biết còn ít ‘’ 1A 11D 21B 2C 12C 22C 3C 13B 23C 4B 14C 24B ĐÁP ÁN ĐỀ 16 5B 6C 15D 16D 25D 26A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 70 7D 17C 27B CHUYÊN ĐỀ - 8C 18C 28C 9C 19C 29A SÓNG CƠ HỌC 10D 20A 30B - ĐT: 01689.996.187 31D 41D 32C 42C 33B 43D Diễn đàn: http://lophocthem.com 34C 44A 35C 45B 36A 46C - vuhoangbg@gmail.com 37C 47B 38D 48B 39C 49A 40D CHỦ ĐỀ 5: SÓNG CƠ HỌC ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM Câu 1.(Đề thi ĐH _2001)Tại điểm S trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số f Khi đó trên mặt nước hình thành hệ sóng tròn đồng tâm S Tại hai điểm M, N nằm cách 5cm trên đường thẳng qua S luôn dao động ngược pha với Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 80cm/s và tần số nguồn dao động thay đổi khoảng từ 48Hz đến 64Hz Tần số dao động nguồn là D 56Hz A 64Hz B 48Hz C 54Hz Câu 2.(Đề thi ĐH _2003)Tại điểm S trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số 50Hz Khi đó trên mặt nước hình thành hệ sóng tròn đồng tâm S Tại hai điểm M, N nằm cách 9cm trên đường thẳng qua S luôn dao động cùng pha với Biết rằng, tốc độ truyền sóng thay đổi khoảng từ 70cm/s đến 80cm/s Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A 75cm/s B 80cm/s C 70cm/s D 72cm/s Câu 3.(Đề thi ĐH _2005)Tại điểm A nằm cách nguồn âm N (Nguồn điểm )một khoảng NA = m, có mức cường độ âm là LA = 90 dB Biết ngưỡng nghe âm đó là I0 = 0,1n W/m2 Cường độ âm đó A là: A IA = 0,1 nW/m2 B IA = 0,1 mW/m2 C IA = 0,1 W/m2 D IA = 0,1 GW/m2 Câu 4.(Đề thi CĐ _2007)Khi sóng âm truyền từ môi trường không khí vào môi trường nước thì B tần số nó không thay đổi A chu kì nó tăng C bước sóng nó giảm D bước sóng nó không thay đổi Câu 5:.(Đề thi CĐ _2007)Trên mặt nước nằm ngang, hai điểm S1, S2 cách 8,2 cm, người ta đặt hai nguồn sóng kết hợp, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng có tần số 15 Hz và luôn dao động đồng pha Biết vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 30 cm/s, coi biên độ sóng không đổi truyền Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn S1S2 là D A 11 B C Câu 6(CĐ 2007): Trên sợi dây có chiều dài l , hai đầu cố định, có sóng dừng Trên dây có bụng sóng Biết vận tốc truyền sóng trên dây là v không đổi Tần số sóng là A v/l B v/2 l C 2v/ l D v/4 l Câu 7.(Đề thi ĐH _2007)Để khảo sát giao thoa sóng cơ, người ta bố trí trên mặt nước nằm ngang hai nguồn kết hợp S1 và S2 Hai nguồn này dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, cùng pha Xem biên độ sóng không thay đổi quá trình truyền sóng Các điểm thuộc mặt nước và nằm trên đường trung trực đoạn S1S2 A dao động với biên độ nửa biên độ cực đại B dao động với biên độ cực tiểu C dao động với biên độ cực đại D không dao động BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 71 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 8:.(Đề thi ĐH _2007)Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = acos20πt(cm) với t tính giây Trong khoảng thời gian s, sóng này truyền quãng đường bao nhiêu lần bước sóng ? A 20 B 40 C 10 D 30 Câu 9:.(Đề thi ĐH _2007)Trên sợi dây dài 2m có sóng dừng với tần số 100 Hz, người ta thấy ngoài đầu dây cố định còn có điểm khác luôn đứng yên Vận tốc truyền sóng trên dây là : A 60 m/s B 80 m/s C 40 m/s D 100 m/s Câu 10.(Đề thi ĐH _2007)Một sóng âm có tần số xác định truyền không khí và nước với vận tốc là 330 m/s và 1452 m/s Khi sóng âm đó truyền từ nước không khí thì bước sóng nó A giảm 4,4 lần B giảm lần C tăng 4,4 lần D tăng lần Câu 11.(Đề thi ĐH _2007)Trên đường ray thẳng nối thiết bị phát âm P và thiết bị thu âm T, người ta cho thiết bị P chuyển động với vận tốc 20 m/s lại gần thiết bị T đứng yên Biết âm thiết bị P phát có tần số 1136 Hz, vận tốc âm không khí là 340 m/s Tần số âm mà thiết bị T thu là B 1207 Hz C 1073 Hz D 1215 Hz A 1225 Hz Câu 12(CĐ 2008): Đơn vị đo cường độ âm là A Oát trên mét (W/m) B Ben (B) D Oát trên mét vuông (W/m2 ) C Niutơn trên mét vuông (N/m2 ) Câu 13:.(Đề thi CĐ _2008)Sóng truyền môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u = cos(20t − 4x) (cm) (x tính mét, t tính giây) Vận tốc truyền sóng này môi trường trên A m/s B 50 cm/s C 40 cm/s D m/s Câu 14:.(Đề thi CĐ _2008)Sóng có tần số 80 Hz lan truyền môi trường với vận tốc m/s Dao động các phần tử vật chất hai điểm trên phương truyền sóng cách nguồn sóng đoạn 31 cm và 33,5 cm, lệch pha góc A π rad B π rad C 2π rad D π rad Câu 15:.(Đề thi CĐ _2008)Tại hai điểm M và N môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp cùng phương và cùng pha dao động Biết biên độ, vận tốc sóng không đổi quá trình truyền, tần số sóng 40 Hz và có giao thoa sóng đoạn MN Trong đọan MN, hai điểm dao động có biên độ cực đại gần cách 1,5 cm Vận tốc truyền sóng môi trường này A 2,4 m/s B 1,2 m/s C 0,3 m/s D 0,6 m/s Câu 16.(Đề thi ĐH _2008)Một sóng lan truyền trên đường thẳng từ điểm O đến điểm M cách O đoạn d Biết tần số f, bước sóng λ và biên độ a sóng không đổi quá trình sóng truyền Nếu phương trình dao động phần tử vật chất điểm M có dạng uM(t) = acos2πft thì phương trình dao động phần tử vật chất O là d λ A u (t) = a cos 2π(ft − ) d λ B u (t) = a cos 2π(ft + ) d λ d λ C u (t) = a cos π(ft − ) D u (t) = a cos π(ft + ) Câu 17:.(Đề thi ĐH _2008)Trong thí nghiệm sóng dừng, trên sợi dây đàn hồi dài BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 72 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 1,2m với hai đầu cố định, người ta quan sát thấy ngoài hai đầu dây cố định còn có hai điểm khác trên dây không dao động Biết khoảng thời gian hai lần liên tiếp với sợi dây duỗi thẳng là 0,05 s Vận tốc truyền sóng trên dây là A m/s B 4m/s C 12 m/s D 16 m/s Câu 18 (Đề thi ĐH _2008)Người ta xác định tốc độ nguồn âm cách sử dụng thiết bị đo tần số âm Khi nguồn âm chuyển động thẳng lại gần thiết bị đứng yên thì thiết bị đo tần số âm là 724 Hz, còn nguồn âm chuyển động thẳng với cùng tốc độ đó xa thiết bị thì thiết bị đo tần số âm là 606 Hz Biết nguồn âm và thiết bị luôn cùng nằm trên đường thẳng, tần số nguồn âm phát không đổi và tốc độ truyền âm môi trường 338 m/s Tốc độ nguồn âm này là A v ≈ 30 m/s B v ≈ 25 m/s C v ≈ 40 m/s D v ≈ 35 m/s Câu 19.(Đề thi ĐH _2008)Tại hai điểm A và B môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp, dao động cùng phương với phương trình là uA = acosωt và uB = acos(ωt +π) Biết vận tốc và biên độ sóng nguồn tạo không đổi quá trình sóng truyền Trong khoảng A và B có giao thoa sóng hai nguồn trên gây Phần tử vật chất trung điểm đoạn AB dao động với biên độ A.0 B.a/2 C.a D.2a Câu 20.(Đề thi ĐH _2008)Một lá thép mỏng, đầu cố định, đầu còn lại kích thích để dao động với chu kì không đổi và 0,08 s Âm lá thép phát là C hạ âm D siêu âm A âm mà tai người nghe được.B nhạc âm Câu 21(CĐ - 2009): Một sóng truyền theo trục Ox với phương trình u = acos(4πt – 0,02πx) (u và x tính cm, t tính giây) Tốc độ truyền sóng này là A 100 cm/s B 150 cm/s C 200 cm/s D 50 cm/s Câu 22( CD_2009)Một sóng có chu kì s truyền với tốc độ m/s Khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền mà đó các phần tử môi trường dao động ngược pha là A 0,5m B 1,0m C 2,0 m D 2,5 m Câu 23.( CD_2009)Trên sợi dây đàn hồi dài 1,2 m, hai đầu cố định, có sóng dừng Biết sóng truyền trên dây có tần số 100 Hz và tốc độ 80 m/s Số bụng sóng trên dây là A B C D Câu 24.( CD_2009)Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình u = Acosωt Trong miền gặp hai sóng, điểm mà đó các phần tử nước dao động với biên độ cực đại có hiệu đường sóng từ hai nguồn đến đó A số lẻ lần nửa bước sóng B số nguyên lần bước sóng C số nguyên lần nửa bước sóng D số lẻ lần bước sóng Câu 25.( ĐH_2009)Trên sợi dây đàn hồi dài 1,8m, hai đầu cố định, có sóng dừng với bụng sóng Biết sóng truyền trên dây có tần số 100Hz Tốc độ truyền sóng trên dây là : A 20m/s B 600m/s C 60m/s D 10m/s Câu 26.( ĐH_2009)Một sóng âm truyền không khí Mức cường độ âm điểm M và điểm N là 40 dB và 80 dB Cường độ âm N lớn cường độ âm M A 10000 lần B 1000 lần C 40 lần D lần Câu 27 ( ĐH_2009): Bước sóng là khoảng cách hai điểm A trên cùng phương truyền sóng mà dao động hai điểm đó ngược pha B gần trên cùng phương truyền sóng mà dao động hai điểm đó cùng pha BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 73 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C gần mà dao động hai điểm đó cùng pha D trên cùng phương truyền sóng mà dao động hai điểm đó cùng pha Câu 28( ĐH_2009): Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình π  u = cos  4π t −  ( cm ) Biết dao động hai điểm gần trên cùng phương 4  truyền sóng cách 0,5 m có độ lệch pha là π Tốc độ truyền sóng đó là : A 1,0 m/s B 2,0 m/s C 1,5 m/s D 6,0 m/s Câu 29.( ĐH_2009)Ở bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 và S2 cách 20cm Hai nguồn này dao động theo phương trẳng đứng có phương trình là u1 = 5cos40pt (mm) và u2 = 5cos(40pt + p) (mm) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80 cm/s Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng S1S2 là: A 11 B C 10 D Câu 30.( ĐH_2009): Một sóng âm truyền thép với vận tốc 5000m/s Nếu độ lệch sóng âm đố hai điểm gần cách 1m trên cùng phương truyền sóng là π / thì tần số sóng bằng: A 1000 Hz B 1250 Hz C 5000 Hz D 2500 Hz Câu 31.( ĐH_2010) Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với nhánh âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A coi là nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là 20 m/s Kể A và B, trên dây có A nút và bụng.B nút và bụng C nút và bụng D nút và bụng Câu 32.( ĐH_2010) Ba điểm O, A, B cùng nằm trên nửa đường thẳng xuất phát từ O Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng không gian, môi trường không hấp thụ âm Mức cường độ âm A là 60 dB, B là 20 dB Mức cường độ âm trung điểm M đoạn AB là A 26 dB B 17 dB C 34 dB D 40 dB Câu 33.( ĐH_2010) Điều kiện để hai sóng gặp nhau, giao thoa với là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động A cùng biên độ và có hiệu số pha không đổi theo thời gian B cùng tần số, cùng phương C có cùng pha ban đầu và cùng biên độ D cùng tần số, cùng phương và có hiệu số pha không đổi theo thời gian Câu 34.( ĐH_2010) Tại điểm trên mặt chất lỏng có nguồn dao động với tần số 120 Hz, tạo sóng ổn định trên mặt chất lỏng Xét gợn lồi liên tiếp trên phương truyền sóng, phía so với nguồn, gợn thứ cách gợn thứ năm 0,5 m Tốc độ truyền sóng là A 12 m/s B 15 m/s C 30 m/s D 25 m/s Câu 35 ĐH_2010): Ở mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách 20cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 2cos40πt và uB = 2cos(40πt + π) (uA và uB tính mm, t tính s) Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30 cm/s Xét hình vuông AMNB thuộc mặt thoáng chất lỏng Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BM là A 19 B 18 C 20 D 17 Câu 36( CD 2010): Khi nói sóng âm, phát biểu nào sau đây là sai? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 74 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A Ở cùng nhiệt độ, tốc độ truyền sóng âm không khí nhỏ tốc độ truyền sóng âm nước B Sóng âm truyền các môi trường rắn, lỏng và khí C Sóng âm không khí là sóng dọc D Sóng âm không khí là sóng ngang Câu 37( CD 2010):: Một sợi dây AB có chiều dài m căng ngang, đầu A cố định, đầu B gắn với nhánh âm thoa dao động điều hoà với tần số 20 Hz Trên dây AB có sóng dừng ổn định với bụng sóng, B coi là nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là A 50 m/s B cm/s C 10 m/s D 2,5 cm/s Câu 38( CD 2010): Một sóng truyền môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u=5cos(6πt-πx) (cm) (x tính mét, t tính giây) Tốc độ truyền sóng A m/s B m/s C m/s D m/s Câu 39( CD 2010): Tại vị trí môi trường truyền âm, cường độ âm tăng gấp 10 lần giá trị cường độ âm ban đầu thì mức cường độ âm A giảm 10 B B tăng thêm 10 B C tăng thêm 10 dB D giảm 10 dB Câu 40( CD 2010): Ở mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B dao động hòa cùng pha với và theo phương thẳng đứng Biết tốc độ truyền sóng không đổi quá trình lan truyền, bước sóng nguồn trên phát 12 cm Khoảng cách ngắn hai điểm dao động với biên độ cực đai nằm trên đoạn thẳng AB là C cm D cm A cm B 12 cm Câu 41( CD 2010): Một sợi dây chiều dài l căng ngang, hai đầu cố định Trên dây có sóng dừng với n bụng sóng , tốc độ truyền sóng trên dây là v Khoảng thời gian hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là A v nl B nv l C l 2nv D l nv Câu 42(DH 2011): Phát biểu nào sau đây là đúng nói sóng cơ? A Bước sóng là khoảng cách hai điểm trên cùng phương truyền sóng mà dao động hai điểm đó cùng pha B Sóng truyền chất rắn luôn là sóng dọc C Sóng truyền chất lỏng luôn là sóng ngang D Bước sóng là khoảng cách hai điểm gần trên cùng phương truyền sóng mà dao động hai điểm đó cùng pha Câu 43(DH 2011) : Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách 18 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình là uA = uB = acos50πt (với t tính s) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng là 50 cm/s Gọi O là trung điểm AB, điểm M mặt chất lỏng nằm trên đường trung trực AB và gần O cho phần tử chất lỏng M dao động cùng pha với phần tử chất lỏng O Khoảng cách MO là A 10 cm B 10 cm C 2 D cm Câu 44(DH 2011): Một sợi dây đàn hồi căng ngang, có sóng dừng ổn định Trên dây, A là điểm nút, B là điểm bụng gần A nhất, C là trung điểm AB, với AB = 10 cm Biết khoảng thời gian ngắn hai lần mà li độ dao động phần tử B biên độ dao động phần tử C là 0,2 s Tốc độ truyền sóng trên dây là A m/s B 0,5 m/s C m/s D 0,25 m/s Câu 45(DH 2011): Một lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có đầu cố định, đầu gắn với vật nhỏ m1 Ban đầu giữ vật m1 vị trí mà lò xo bị nén cm, BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 75 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com đặt vật nhỏ m2 (có khối lượng khối lượng vật m1) trên mặt phẳng nằm ngang và sát với vật m1 Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương trục lò xo Bỏ qua ma sát Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách hai vật m1 và m2 là D 3,2 cm A 4,6 cm B 2,3 cm C 5,7 cm Câu 46(DH 2011): Một nguồn điểm O phát sóng âm có công suất không đổi môi trường truyền âm đẳng hướng và không hấp thụ âm Hai điểm A, B cách nguồn âm là r1 và r2 Biết cường độ âm A gấp lần cường độ âm B Tỉ số A B C r2 r1 D Câu 47(DH 2011): Một sóng hình sin truyền theo phương Ox từ nguồn O với tần số 20 Hz, có tốc độ truyền sóng nằm khoảng từ 0,7 m/s đến m/s Gọi A và B là hai điểm nằm trên Ox, cùng phía so với O và cách 10 cm Hai phần tử môi trường A và B luôn dao động ngược pha với Tốc độ truyền sóng là A 100 cm/s B 80 cm/s C 85 cm/s D 90 cm/s Câu 48(DH 2011): Một sợi dây đàn hồi căng ngang, hai đầu cố định Trên dây có sóng dừng, tốc độ truyền sóng không đổi Khi tần số sóng trên dây là 42 Hz thì trên dây có điểm bụng Nếu trên dây có điểm bụng thì tần số sóng trên dây là A 252 Hz B 126 Hz C 28 Hz D 63 Hz Câu 49(DH 2012): Trong tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn dao động theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 50 Hz đặt hai điểm S1 và S2 cách 10cm Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 75 cm/s Xét các điểm trên mặt nước thuộc đường tròn tâm S1, bán kính S1S2, điểm mà phần tử đó dao động với biên độ cực đại cách điểm S2 đoạn ngắn A 85 mm B 15 mm C 10 mm D 89 mm Câu 50(DH 2012): Tại điểm O môi trường đẳng hướng, không hấp thụ âm, có nguồn âm điểm, giống với công suất phát âm không đổi Tại điểm A có mức cường độ âm 20 dB Để trung điểm M đoạn OA có mức cường độ âm là 30 dB thì số nguồn âm giống các nguồn âm trên cần đặt thêm O A B C D Câu 51(DH 2012): Khi nói truyền sóng môi trường, phát biểu nào sau đây đúng? A Những phần tử môi trường cách số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha B Hai phần tử môi trường cách phần tư bước sóng thì dao động lệch pha 900 C Những phần tử môi trường trên cùng hướng truyền sóng và cách số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha D Hai phần tử môi trường cách nửa bước sóng thì dao động ngược pha Câu 52(DH 2012): Trên sợi dây căng ngang với hai đầu cố định có sóng dừng Không xét các điểm bụng nút, quan sát thấy điểm có cùng biên độ và gần thì cách 15cm Bước sóng trên dây có giá trị A 30 cm B 60 cm C 90 cm D 45 cm Câu 53(DH 2012): Hai điểm M, N cùng nằm trên hướng truyền sóng và cách phần ba bước sóng Biên độ sóng không đổi quá trình truyền Tại thời điểm, li BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 76 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com độ dao động phần tử M là cm thì li độ dao động phần tử N là -3 cm Biên độ sóng A cm B cm C cm D cm Câu 54(DH 2012): Trên sợ dây đàn hồi dài 100 cm với hai đầu A và B cố định có sóng dừng, tần số sóng là 50 Hz Không kể hai đầu A và B, trên dây có nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là D 25 m/s A 15 m/s B 30 m/s C 20 m/s Câu 55(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một nguồn âm điểm truyền sóng âm đẳng hướng vào không khí với tốc độ truyền âm là v Khoảng cách điểm gần trên cùng hướng truyền sóng âm dao động ngược pha là d Tần số âm là A v 2d B 2v d C v 4d D v d Câu 56(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Xét điểm M môi trường đàn hồi có sóng âm truyền qua Mức cường độ âm M là L (dB) Nếu cường độ âm điểm M tăng lên 100 lần thì mức cường độ âm điểm đó D L + 20 (dB) A 100L (dB) B L + 100 (dB) C 20L (dB) Câu 57(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Tại mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn sóng S1 và S2 dao động theo phương thẳng đứng với cùng phương trình u = acos40πt (a không đổi, t tính s) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng 80 cm/s Khoảng cách ngắn hai phần tử chất lỏng trên đoạn thẳng S1S2 dao động với biên độ cực đại là A cm B cm C cm D cm Câu 58(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một sóng ngang truyền trên sợi dây dài với tốc độ truyền sóng là 4m/s và tần số sóng có giá trị từ 33 Hz đến 43 Hz Biết hai phần tử hai điểm trên dây cách 25 cm luôn dao động ngược pha Tần số sóng trên dây là A 42 Hz B 35 Hz C 40 Hz D 37 Hz Câu 59(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Khi nói phản xạ sóng trên vật cản cố định, phát biểu nào sau đây đúng? A Tần số sóng phản xạ luôn lớn tần số sóng tới B Sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới điểm phản xạ C Tần số sóng phản xạ luôn nhỏ tần số sóng tới D Sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới điểm phản xạ Câu 60(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Trên sợi dây có sóng dừng với bước sóng là λ Khoảng cách hai nút sóng liền kề là A λ B λ C λ D λ Câu 61(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Tại mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 và S2 dao động theo phương vuông góc với mặt chất lỏng có cùng phương trình u=2cos40 π t (trong đó u tính cm, t tính s) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80cm/s Gọi M là điểm trên mặt chất lỏng cách S1,S2 là 12cm và 9cm Coi biên độ sóng truyền từ hai nguồn trên đến điểm M là không đổi Phần tử chất lỏng M dao động với biên độ là A cm B 2 cm C cm D cm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 77 CHUYÊN ĐỀ - SÓNG CƠ HỌC - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com ĐÁP ÁN: SÓNG CƠ - ĐH CĐ 2007-2012 1D 12D 23A 33D 43B 53C 2A 13A 24B 34B 44B 54D 3C 14B 25C 35A 45D 55A 4B 15B 26A 36D 46D 56D 5D 16B 27B 37C 47B 57C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 6B 17A 28D 38C 48D 58C 78 7C 18A 8A 19A 29C 39C 49C 59B CHUYÊN ĐỀ - 9D 20C 30B 40C 50B 60A 10A 21C 31D 41D 51C 61B SÓNG CƠ HỌC 11B 22B 32A 42D 52B - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com VŨ ĐÌNH HOÀNG - vuhoangbg@gmail.com http:// lophocthem.com ĐT: 01689.996.187 – Email: vuhoangbg@gmail.com Họ và tên: Lớp: .Trường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC, LUYỆN THI VÀO ĐẠI HỌC Thái Nguyên, 2012 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com MỤC LỤC DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: PHẦN II CÁC DẠNG BÀI TẬP: DẠNG 1:SỰ TẠO THÀNH DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU– SUẤT ĐIỆN ĐỘNG XOAY CHIỀU DẠNG ĐOẠN MẠCH R,L,C CHỈ CHỨA MỘT PHẦN TỬ DẠNG 3: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐOẠN MẠCH R,L,C NỐI TIẾP 10 BÀI TOÁN: TÌM ĐIỆN LƯỢNG CHUYỂN QUA 11 DẠNG 4: TÌM THỜI GIAN ĐÈN SÁNG TỐI TRONG MỖI CHU KÌ 12 DẠNG 5: HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN 13 DẠNG : VIẾT BIỂU THỨC DÒNG ĐIỆN, HIỆU ĐIỆN THẾ ( i, u, uR, uL, uc, uRC, uRL ) 14 DẠNG : CÔNG SUẤT DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 18 DẠNG 8: BÀI TOÁN CỰC TRỊ - ĐOẠN MẠCH R,L,C CÓ R THAY ĐỔI 21 DẠNG 9: BÀI TOÁN CỰC TRỊ - ĐOẠN MẠCH R,L,C CÓ L THAY ĐỔI 25 DẠNG 10: BÀI TOÁN CỰC TRỊ - ĐOẠN MẠCH R,L,C CÓ C THAY ĐỔI 29 DẠNG 11: BÀI TOÁN CỰC TRỊ - ĐOẠN MẠCH R,L,C CÓ W, f THAY ĐỔI 33 DẠNG 12: ĐỘ LỆCH PHA – BÀI TOÁN HỘP ĐEN BÍ ẨN 35 DẠNG 13: GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VÉC TƠ 45 DẠNG 14: MÁY PHÁT - ĐỘNG CƠ ĐIỆN, MẮC SAO - TAM GIÁC 50 DẠNG 15: MÁY BIẾN ÁP – TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 54 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 58 ĐÁP ÁN ĐỀ 17 62 ĐÁP ÁN ĐỀ 18 67 ĐÁP ÁN ĐỀ 19 71 ĐÁP ÁN ĐỀ 20 76 ĐÁP ÁN ĐỀ 21 81 ĐÁP ÁN ĐỀ 22 85 ĐÁP ÁN ĐỀ 23 90 ĐÁP ÁN ĐỀ 24 94 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM 2007-2012 94 ĐÁP ÁN: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐH – CĐ 2007- 2012 110 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG:` Biểu thức điện áp tức thời và dòng điện tức thời: u = U0cos(wt + ϕ u) và i = I0cos(wt + ϕ i) π π Với ϕ = ϕ u – ϕ i là độ lệch pha u so với i, có − ≤ ϕ ≤ 2 Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2 π ft + ϕ i) M2 * Mỗi giây đổi chiều 2f lần − * Nếu pha ban đầu ϕ i = π ϕ i = π Tắt thì giây đầu -U1 tiên đổi chiều 2f-1 lần -U0 Công thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng chu kỳ Khi đặt điện áp u = U0cos( ω t + ϕ u) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn sáng lên u ≥ U1 ∆t = 4∆ϕ ω M1 Sáng Sáng U U0 O Tắt M'1 M'2 U Với cos∆ϕ = U , (0 < ∆ϕ < π /2) Dòng điện xoay chiều đoạn mạch R,L,C * Đoạn mạch có điện trở R: uR cùng pha với i, ( ϕ = ϕ u – ϕ i = 0) I= U U I0 = và R R U Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi qua và có I = R * Đoạn mạch có cuộn cảm L: uL nhanh pha i là I= π π , (ϕ = ϕ u – ϕ i = ) U U I = với Z = ω L là cảm kháng và L ZL ZL Lưu ý: Cuộn cảm L cho dòng điện không đổi qua hoàn toàn (không cản trở) * Đoạn mạch có tụ điện C: uC chậm pha i là I= π π , ( ϕ = ϕ u – ϕ i =- ) U U I = với Z C = là dung kháng và ZC ZC ωC Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi qua (cản trở hoàn toàn) * Đoạn mạch RLC không phân nhánh Z = R + ( Z L − Z C ) ⇒ U = U R2 + (U L − U C ) ⇒ U = U 02R + (U L − U C )2 Z L − ZC Z − ZC R π π ;sin ϕ = L ; cosϕ = với − ≤ ϕ ≤ R Z Z + Khi ZL > ZC hay ω > LC ∆ϕ > thì u nhanh pha i + Khi ZL < ZC hay ω < LC ∆ϕ < thì u chậm pha i tan ϕ = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU u - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com + Khi ZL = ZC hay ω = LC ∆ϕ = thì u cùng pha với i U Lúc đó I Max = R gọi là tượng cộng hưởng dòng điện Công suất toả nhiệt trên đoạn mạch RLC: * Công suất tức thời: P = UIcos ϕ + UIcos(2wt + ϕ u + ϕ i) * Công suất trung bình: P = UIcos ϕ = I2R Điện áp u = U1 + U0cos( ω t + ϕ ) coi gồm điện áp không đổi U1 và điện áp xoay chiều u=U0cos( ω t + ϕ ) đồng thời đặt vào đoạn mạch Tần số dòng điện máy phát điện xoay chiều pha có P cặp cực, rôto quay với vận tốc n vòng/giây phát ra: f = pn Hz Từ thông gửi qua khung dây máy phát điện Φ = NBScos( ω t + ϕ ) = Φ 0cos( ω t + ϕ ) Với Ε = NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ từ trường, S là diện tích vòng dây, ω = π f π π Suất điện động khung dây: e = ω NSBcos( ω t + ϕ - ) = E0cos( ω t + ϕ - ) Với E0 = ω NSB là suất điện động cực đại PHẦN II CÁC DẠNG BÀI TẬP: DẠNG 1: SỰ TẠO THÀNH DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU– SUẤT ĐIỆN ĐỘNG XOAY CHIỀU * Phương pháp giải: Từ thông qua khung dây máy phát điện: → → φ = NBScos( n , B ) = NBScos(ωt + ϕ) = Φ0cos(ωt + ϕ); với Φ0 = NBS (Với Φ = L I và Hệ số tự cảm L = π 10-7 N2.S/l ) Suất động khung dây máy phát điện: e=- dφ π = - φ’ = ωNBSsin(ωt + ϕ) = E0cos(ωt + ϕ - ); với E0 = ωΦ0 = ωNBS dt + S: Là diện tích vòng dây ; + N: Số vòng dây khung ur ur + B : Véc tơ cảm ứng từ từ trường ( B vuông góc với trục quay ∆) r ur + ω : Vận tốc góc không đổi khung ( Chọn gốc thời gian t=0 lúc ( n, B ) = 00) Các giá trị hiệu dụng: I = I0 U E ;U= 0;E= 2 Tần số dòng điện máy phát điện xoay chiều pha có P cặp cực, rôto quay với vận tốc n vòng/giây phát ra: f = pn Hz Chu kì; tần số: T = 2π ω ;f= ω 2π VÍ DỤ MINH HỌA: VD1: Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích vòng 54 cm2 Khung dây quay quanh trục đối xứng (thuộc mặt phẳng khung), từ trường có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn B = 0,2 T Tính từ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com thông cực đại qua khung dây Để suất điện động cảm ứng xuất khung dây có tần số 50 Hz thì khung dây phải quay với tốc độ bao nhiêu vòng/phút? HD: Ta có: Φ0 = NBS = 0,54 Wb; n = 60 f = 3000 vòng/phút p VD2; Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích vòng là 220 cm2 Khung dây quay với tốc độ 50 vòng/s quanh trục đối xứng nằm mặt phẳng khung → dây, từ trường có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với trục quay và có độ lớn T Tính suất điện động cực đại xuất khung dây 5π HD: Ta có: f = n = 50 Hz; ω = 2πf = 100π rad/s; E0 = ωNBS = 220 V VD3: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 1500 vòng, diện tích vòng 100 cm2, quay quanh trục đối xứng khung với tốc độ góc 120 vòng/phút từ trường có cảm ứng từ 0,4 T Trục quay vuông góc với các đường sức từ Chọn gốc thời gian là lúc véc tơ pháp tuyến mặt phẵng khung dây cùng hướng với véc tơ cảm ứng từ Viết biểu thức suất điện động cảm ứng tức thời khung HD: Ta có: Φ0 = NBS = Wb; ω = n 2π = 4π rad/s; 60 → → → → φ = Φ0cos( B, n ) = Φ0cos(ωt + ϕ); t = thì ( B, n ) = Vậy φ = 6cos4πt (Wb); e = - φ’= 24πsin4πt = 24πcos(4πt - VD4 Từ thông qua vòng dây dẫn là φ = 2.10−2 π ϕ = π ) (V) cos(100πt - π ) (Wb) Tìm biểu thức suất điện động cảm ứng hai đầu cuộn dây gồm 150 vòng dây này HD : Ta có: e = - Nφ’= 150.100π 2.10−2 π sin(100πt - π ) = 300cos(100πt - 3π ) (V) 4 VD5: Một khung dây có diện tích S = 60cm2 quay với vận tốc 20 vòng giây Khung đặt từ trường B = 2.10-2T Trục quay khung vuông góc với các đường cảm ứng từ, lúc t = pháp tuyến khung dây có hướng a Viết biểu thức từ thông xuyên qua khung dây b Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất khung dây Hướng dẫn: a Chu kì: T= 1 = = 0, 05 (s) no 20 Tần số góc: Φ o = NBS = 1.2.10−2.60.10−4 = 12.10−5 (Wb) b Eo = ωΦ o = 40π 12.10−5 = 1,5.10−2 (V) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ ω = 2π no = 2π 20 = 40π (rad/s) Vậy Φ = 12.10−5 cos 40π t (Wb) CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Vậy e = 1,5.10 −2 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com sin 40π t (V) Hay π e = 1,5.10−2 cos  40π t −  (V) 2  VD6: Một khung dây dẫn gồm N = 100 vòng quấn nối tiếp, diện tích vòng dây là S = 60cm2 Khung dây quay với tần số 20 vòng/s, từ trường có cảm ứng từ B = 2.10-2T Trục quay khung vuông góc với Viết biểu thức suất điện động cảm ứng tức thời Hướng dẫn: 1 = = 0,05 s.Tần số góc: ω = 2π no = 2π 20 = 40π (rad/s) no 20 Biên độ suất điện động: Eo = ωNBS = 40 π 100.2.10-2.60.10-4 ≈ 1,5V r ur Chọn gốc thời gian lúc n, B = ⇒ ϕ = Chu kì: T = ( )   Suất điện động cảm ứng tức thời: e = Eo sin ωt = 1,5sin40π t (V) Hay e =1,5cos 40πt − π  (V) 2 VD7: Một khung dây dẫn có N = 100 vòng dây quấn nối tiếp, vòng có diện tích S = 50cm2 Khung dây uur π đặt từ trường B = 0,5T Lúc t = 0, vectơ pháp tuyến khung dây hợp với B góc ϕ = Cho khung dây quay với uur tần số 20 vòng/s quanh trục ∆ (trục ∆ qua tâm và song song với cạnh khung) vuông góc với B Chứng tỏ khung xuất suất điện động cảm ứng e và tìm biểu thức e theo t Hướng dẫn: r ur Khung dây quay quanh trục ∆ vuông góc với cảm ứng từ B thì góc hợp vectơ pháp tuyến n ur khung dây và B thay đổi → từ thông qua khung dây biến thiên → Theo định luật cảm ứng điện từ, khung dây xuất suất điện động cảm ứng Tần số góc: ω = 2π no = 2π 20 = 40π (rad/s) Biên độ suất điện động: Eo = ω NBS = 40π 100.0,5.50.10 r ur ( ) Chọn gốc thời gian lúc: n, B = −4 ≈ 31,42 (V) π Biểu thức suất điện động cảm ứng tức thời: e = 31, 42 sin  40π t + π  (V) 3  π Hay e = 1, co s  40 π t −  (V)   VD8 (ĐH-2008: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích vòng 600 cm2, quay quanh trục đối xứng khung với vận tốc góc 120 vòng/phút từ trường có cảm ứng từ 0,2T Trục quay vuông góc với các đường cảm ứng từ Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ Biểu thức suất điện động cảm ứng khung là π A e = 48π sin(40πt − ) (V) B e = 4,8π sin(4πt + π) (V) π C e = 48π sin(4πt + π) (V) D e = 4,8π sin(40πt − ) (V) HD: Φ = BS.cos (ω t + π ) ⇒ e = − N Φ ' = Nω BS.sin (ω t + π ) = ,8.sin ( 4π t + π ) ( V ) DẠNG ĐOẠN MẠCH R,L,C CHỈ CHỨA MỘT PHẦN TỬ Dòng điện xoay chiều đoạn mạch chứa R L C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Để tìm các đại lượng trên đoạn mạch xoay chiều ta tìm công thức liên quan đến các đại lượng đã biết với nó => đại lượng cần tìm * Các công thức: Biểu thức i và u: I0cos(ωt + ϕi); u = U0cos(ωt + ϕu) Độ lệch pha u và i: ϕ = ϕu - ϕi Trong giây dòng điện xoay chiều có tần số f (tính Hz) đổi chiều 2f lần Biểu thức điện áp tức thời: u = U0 cos(ωt + ϕ u ) ( ϕ u là pha ban đầu điện áp ) Biểu thức cường độ dòng điện tức thời mạch:I = I0 cos(ωt + ϕ i ) ( ϕ i là pha ban đầu dòng điện) I0 Giá trị hiệu dụng : + Cường độ dòng điện hiệu dụng:I = U0 + Hiệu điện hiệu dụng: U= E0 + Suất điện động hiệu dụng: E= * Đoạn mạch có điện trở R: uR cùng pha với i, ( ϕ = ϕ u – ϕ i = 0) I= U U I0 = và R R U Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi qua và có I = R * Đoạn mạch có cuộn cảm L: uL nhanh pha i là I= π π , (ϕ = ϕ u – ϕ i = ) U U I = với Z = ω L là cảm kháng và L ZL ZL Lưu ý: Cuộn cảm L cho dòng điện không đổi qua hoàn toàn (không cản trở) * Đoạn mạch có tụ điện C: uC chậm pha i là I= π π , ( ϕ = ϕ u – ϕ i =- ) U U I = với ZC = là dung kháng và ZC ZC ωC Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi qua (cản trở hoàn toàn) VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Đặt vào hai đầu cuộn cảm L = 1/π(H) hiệu điện xoay chiều 220V – 50Hz Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là A I = 2,2A B I = 2,0A C I = 1,6A D I = 1,1A Hướng dẫn: Cảm kháng cuộn cảm tính theo công thức Z L = ωL = 2πfL Cường độ dòng điện mạch I = U/ZL = 2,2A => Chọn A VD2: Đặt vào hai đầu tụ điện C = Dung kháng tụ điện là 10−4 π ( F ) hiệu điện xoay chiều u = 141cos(100πt)V BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 A ZC = 50Ω Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B ZC = 0,01Ω C ZC = 1A D ZC = 100Ω Hướng dẫn: Từ biểu thức u = 141cos(100πt)V, suy ω = 100π (rad/s) Dung kháng tụ điện tính theo công thức Z C = = => Chọn D ωC 2πfC VD3: Đặt vào hai đầu cuộn cảm L = ( H ) hiệu điện xoay chiều u = 141cos(100πt)V π Cảm kháng cuộn cảm là A ZL = 200Ω B ZL = 100Ω C ZL = 50Ω D ZL = 25Ω Hướng dẫn: Từ biểu thức u = 141cos(100πt)V, suy ω = 100π (rad/s) Cảm kháng cuộn cảm tính theo công thức Z L = ωL = 2πfL =>Chọn B VD4: Đặt vào hai đầu tụ điện C = 10−4 π ( F ) hiệu điện xoay chiều u = 141cos(100πt)V Cường độ dòng điện qua tụ điện là A I = 1,41A B I = 1,00A C I = 2,00A D I = 100Ω Hướng dẫn: Từ biểu thức u = 141cos(100πt)V => U = 100V và tần số góc ω = 100π (rad/s) Dung kháng tụ điện tính theo công thức Z C = = Cường độ dòng điện mạch I = U/Zc ωC => Chọn B 2πfC VD5 Đặt vào hai đầu cuộn cảm L = ( H ) hiệu điện xoay chiều u = 141cos(100πt)V π Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là A I = 1,41A B I = 1,00A C I = 2,00A D I = 100Ω Hướng dẫn: u = 141cos(100πt)V, => U = 100V , ω = 100π (rad/s) Z L = ωL = 2πfL => I = U/ZL = A => Chọn B VD6 Dòng điện xoay chiều có cường độ i = 4cos120πt (A) Xác định cường độ hiệu dụng dòng điện và cho biết thời gian s dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần? HD: Ta có: I = I0 ω = 60 Hz = 2 A; f = 2π Trong giây dòng điện đổi chiều 4f = 240 lần VD7 Dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = I0cos100πt Trong khoảng thời gian từ đến 0,02 s, xác định các thời điểm cường độ dòng điện có giá trị tức thời có giá trị bằng: a) 0,5 I b) I HD: a) Ta có: 0,5I0 = I0cos100πt cos100πt = cos(± BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ π) 100πt = ± π + 2kπ CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com t=± + 0,02k; với k ∈ Z Các nghiệm dương nhỏ 0,02 s họ 300 1 nghiệm này là t = s và t = s 300 60 π π b) Ta có: I0 = I0cos100πt cos100πt = cos(± ) 100πt = ± + 2kπ 4 t = ± + 0,02k; với k ∈ Z Các nghiệm dương nhỏ 0,02 s họ 400 nghiệm này là t = s và t = s 400 400 VD8 Tại thời điểm t, điện áp u = 200 cos(100πt - π ) ( u tính V, t tính s) có giá trị là 100 V và giảm Xác định điện áp này sau thời điểm đó HD: Tại thời điểm t: u = 100 = 200 cos(100πt - s 300 π) π π cos(100πt - ) = = cos(± ) Vì u giảm nên ta nhận nghiệm (+) 100πt - π =π t= (s) 120 s, ta có: 300 1 π 2π u = 200 cos(100π( + ) - ) = 200 cos = - 100 (V) 120 300 Sau thời điểm đó VD9 Điện áp xoay chiều hai điểm A và B biến thiên điều hòa với biểu thức u = 220 cos(100πt + π ) (trong đó u tính V, t tính s) Tại thời điểm t nó có giá trị tức thời u1 = 220 V và có xu hướng tăng Hỏi thời điểm t2 sau t1 ms thì nó có giá trị tức thời u2 bao nhiêu? HD: Ta có: u1 = 220 = 220 cos(100πt1 + Vì u tăng nên ta nhận nghiệm (-) 0,2 t2 = t1 + 0,005 = s 240 π) cos(100πt1 + 100πt1 + π =- π π ) = = cos(± π ) t1 = - s 240 π u2 = 220 cos(100πt2 + ) = 220 V VD10: Một ấm điện hoạt động bình thường nối với mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng là 220 V, điện trở ấm đó là 48,4 Ω Tính nhiệt lượng ấm tỏa thời gian phút HD: Ta có: I = U U2 = 4,55 A; P = I2R = = 1000 W; Q = Pt = 60000 J = 60 Kj R R BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com DẠNG 3: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐOẠN MẠCH R,L,C NỐI TIẾP * Đoạn mạch RLC không phân nhánh Z = R + ( Z L − Z C ) ⇒ U = U R2 + (U L − U C ) ⇒ U = U 02R + (U L − U 0C )2 Z L − ZC Z − ZC R π π ;sin ϕ = L ; cosϕ = − ≤ϕ ≤ với R Z Z 2 + Khi ZL > ZC hay ω > LC ∆ϕ > thì u nhanh pha i + Khi ZL < ZC hay ω < LC ∆ϕ < thì u chậm pha i + Khi ZL = ZC hay ω = LC ∆ϕ = thì u cùng pha với i=>hiện tượng cộng hưởng U điện Lúc đó I Max = R Chú ý: Nếu đoạn mạch có nhiều phần tử R, L, C mắc nối tiếp thì Khi tính tổng trở độ lệch pha j u và i ta đặt R = R1 + R2 + ; ZL = ZL1 + ZL2 + ; ZC = ZC1 + ZC2 + Nếu mạch không có điện thành phần nào thì cho nó = tan ϕ = VÍ DỤ MINH HỌA VD 1: Chọn câu đúng Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ (Hình 49) Người ta đo các hiệu điện UAM = 16V, UMN = 20V, UNB = 8V Hiệu điện hai đầu đoạn mạch AB là: A 44V B 20V C 28V D 16V Hướng dẫn :Chọn B R 2 Dùng các công thức: U= UR+(UL -UC) = 20V A L M C N B Hình 49 VD2 Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp chiều V thì cường độ dòng điện cuộn dây là 0,5 A Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là V thì cường độ hiệu dụng dòng điện qua cuộn dây là 0,3 A Xác định điện trở và cảm kháng cuộn dây HD: Ta có: R = U1C U = 18 Ω; Zd = XC = 30 Ω; ZL = I I Z d2 − R = 24 Ω VD3: Cho đoạn mạch gồm điện trở R = 100Ω và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết biểu thức hiệu điện đầu đoạn mạch u = 100 cos 100πt V và cường độ hiệu dụng mạch I= 0,5 A Tính tổng trở đoạn mạch và điện dung tụ điện? 1 = 10 −4 F ω Zc π 1 C Z=50 Ω ; C= = 10 −4 F ω Zc π 1 = 10 −4 F ω Zc π 10−3 D Z=100 Ω ; C= = F ω Zc π A Z=100 Ω ; C= B Z=200 Ω ; C= HD: ĐL ôm Z= U/I =100 Ω ;dùng công thức Z = R + Z C = 1002 + Z C Suy ZC= Z − R = 2.1002 − 1002 = 100Ω ;C= BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 10 1 = 10 − F => Chọn A ω Zc π CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD4 Một đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm L và tụ điện C mắc nối tiếp Cường độ dòng điện tức thời qua mạch có biểu thức i = 0,284cos120πt (A) Khi đó điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở, cuộn dây và tụ điện có giá trị tương ứng là UR = 20 V; UL = 40 V; UC = 25 V Tính R, L, C, tổng trở Z đoạn mạch và điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch I0 U U Z = 0,2 A; R = R = 100 Ω; ZL = L = 200 Ω; L = L = 0,53 H; I I ω U = 21,2.10-6 F; Z = R + (Z - Z ) = 125 Ω; ZC = C = 125 Ω; C = L C I ω ZC HD: Ta có: I = U = IZ = 25 V VD5 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch tương ứng là 0,25 A; 0,5 A; 0,2 A Tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch đặt điện áp xoay chiều này vào hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử trên mắc nối tiếp HD: Ta có: R = U U U U U = 4U; ZL = = 2U; ZC = = 5U; I = = = 0,2 A IR IL IC Z U 42 + (2 − 5)2 BÀI TOÁN: TÌM ĐIỆN LƯỢNG CHUYỂN QUA PHƯƠNG PHÁP VẬN DỤNG: Em hãy làm câu này BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 2π Câu 46/đề 17 Cho dòng điện xoay chiều i = I0sin t (A) chạy qua dây dẫn Điện lượng chuyển qua tiết T diện dây theo chiều nửa chu kì là IT IT I I A B C D π 2π πT πT DẠNG 4: TÌM THỜI GIAN ĐÈN SÁNG TỐI TRONG MỖI CHU KÌ VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1: Một bóng đèn ống nối vào nguồn điện xoay chiều u = 120 cos100 π t(V) Biết đèn sáng hiệu điện hai cực U ≥ 60 V Thời gian đèn sáng 1s là: a) 1/3s b) 1s c) 2/3s d) 3/4s Bài giải Hình vẽ đây mô tà vùng (tô đậm) mà đó U ≥ 60 V đó đèn sáng Vùng còn lại U < U ≥ 60 V nên đèn tắt Mỗi vùng sáng ứng với góc quay 1200 Hai vùng sáng có tổng góc quay là 2400 Chu kỳ dòng điện : T = 1/60 s Thời gian sáng đèn chu kỳ là: Nhận thấy: Vật quay vòng 3600 hết chu kỳ T Vậy vật quay 240 hết khỏng thời gian t Dùng quy tắc tam suất ta tính s Thời gian sáng đèn 1s là: Ta lý luận sau, chu kỳ có thời gian 1/60s Dùng quy tắc tam suất ta thấy 1s có 60 chu kỳ Một chu kỳ đèn sáng 1/90s Vậy 60 chu kỳ thì đèn sáng 60/90 = 2/3 s VD2 Một đèn ống làm việc với điện áp xoay chiều u = 220 cos100πt (V) Tuy nhiên đèn sáng điệu áp đặt vào đèn có |u| = 155 V Hỏi trung bình s có bao nhiêu lần đèn sáng? HD: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 12 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Đèn sáng điện áp đặt vào đèn có |u| ≥ 155 V, đó chu kì có lần đèn = 50 chu kì nên có 100 lần đèn sáng 2π sáng Trong giây có ω VD3 Một đèn nêôn đặt hiệu điện xoay chiều 119V – 50Hz Nó sáng lên hiệu điện tức thời hai đầu bóng đèn lớn 84V Thời gian bóng đèn sáng chu kỳ là bao nhiêu? A ∆t = 0,0100s B ∆t = 0,0133s C ∆t = 0,0200s D ∆t = 0,0233s u(V) Hướng dẫn: 168 Hiệu điện 119V – 50Hz => U0 = 119 V = 168V 84 π/6 hiệu điện cần thiết để đèn sáng là 84V = 168/2(V) ∆ Dựa vào đường tròn => Thời gian bóng đèn sáng chu kỳ - 168 là ∆t = 2π / s = 0,0133s => Chọn B 100π DẠNG 5: HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một đoạn mạch gồm R = 50 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C = 2.10 −4 F mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có điện áp hiệu π dụng 110 V, tần số 50 Hz Thì thấy u và i cùng pha với Tính độ tự cảm cuộn cảm và công suất tiêu thụ đoạn mạch HD: Ta có: ZC = = 50 Ω Để u và i cùng pha thì ZL = ZC = 50 Ω 2π fC Khi đó: P = Pmax = L= HD: −4 F 2π Hai đầu mạch điện áp A π H U LC = B L= U Z LC = Z ZL = H 2π f 2π U2 = 242 W R Cho mạch RLC có R=100 Ω ; C = 10 VD2: L= π u = 100 2cos100π t(V) C H L= U R2 +1 (ZL − Z C ) 1,5 π H cuộn dây cảm có L thay đổi đặt vào Tính L để ULC cực tiểu D L= 10−2 π H ⇒ U LC ⇔ ZL = Z C ⇒ L = π (CỘNG HƯỞNG ĐÓ EM) VD3: Đặt điện áp u = 100 cos ωt (V), có ω thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 200 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm 25 10−4 H và tụ điện có điện dung F mắc nối tiếp 36π π Công suất tiêu thụ đoạn mạch là 50 W Xác định tần số dòng điện HD: P U = 0,5 A = = Imax đó có cộng hưởng điện R R 1 Khi có cộng hưởng điện thì ω = 2πf = f= = 60 Hz LC 2π LC Ta có: P = I2R I= BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 13 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD4 Cho mạch điện hình vẽ Trong đó điện trở R = 50 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 159 mH, tụ điện có điện dung C = 31,8 µF, điện trở ampe kế và dây nối không đáng kể Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều uAB = 200cosωt (V) Xác định tần số điện áp để ampe kế giá trị cực đại và số ampe kế lúc đó HD Ta có: I = Imax ZL = ZC hay 2πfL = 2πfC f= 2π LC = 70,7 Hz Khi đó I = Imax = U = R 2 A DẠNG : VIẾT BIỂU THỨC DÒNG ĐIỆN, HIỆU ĐIỆN THẾ ( i, u, uR, uL, uc, uRC, uRL ) • Phương pháp giải: Để viết biểu cần xác định: - Biên độ, tần số, pha ban đầu - Viết , uR, uL, uc, uRC, uRL ta tìm pha i viết biểu thức i trước sử dụng độ lệch pha giữ , uR, uL, uc, uRC, uRL => biểu thức * Các công thức: Biểu thức u và i: Nếu i = I0cos(ωt + ϕi) thì u = (ωt + ϕi + ϕ) Nếu u = U0cos(ωt + ϕu) thì i = I0cos(ωt + ϕu - ϕ) Với: I = Z −Z U U ; I0 = ; I0 = I ; U0 = U ; tanϕ = L C ; ZL > ZC thì u nhanh pha i; ZL Z Z R < ZC thì u chậm pha i Đoạn mạch có điện trở R: u cùng pha với i; đoạn mạch có cuộn cảm L: u sớm pha i góc π ; đoạn mạch có tụ điện u trể pha i góc π Trường hợp điện áp hai đầu đoạn mạch là u = U0cos(ωt + ϕ) Nếu đoạn mạch có tụ điện i = I0cos(ωt + ϕ + thì: ϕ- π π ) = - I0sin(ωt + ϕ) hay mạch có cuộn cảm thì: i = I0cos(ωt + ) = I0sin(ωt + ϕ) mạch có cuộn cảm và tụ điện mà không có điện trở R thì: i = ± I0sin(ωt + ϕ) Khi đó ta có: i2 u2 + = I 02 U 02 VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 100 Ω ; C= 10 − F ; L= H 2π π cường độ dòng điện qua mạch có dạng: i = 2cos100 π t (A) Viết biểu thức tức thời điện áp hai đầu mạch điện π π A u = 200 cos(100π t + ) V π B u = 200 cos(100π t − ) V 4 π C u = 200 cos(100π t + ) V D u = 200 cos(100π t − ) 4 Hướng dẫn : Chọn A Cảm kháng : Z L = L.ω = 100π = 300Ω ; π Dung kháng : Z C = = ω.C = 200 Ω 10 − 100π 2π Tổng trở : Z = R + ( Z L − Z C ) = 100 + (300 − 200) = 100 2Ω HĐT cực đại : U0 = I0.Z = 100 V =200 V BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 14 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Z − Z C 300 − 200 π Độ lệch pha : tgϕ = L = = ⇒ ϕ = 45 = rad R 100 Pha ban đầu HĐT : ϕ u = ϕ i + ϕ = + π = π rad π => Biểu thức HĐT : u = U cos(ωt + ϕ u ) = 200 cos(100πt + ) V=> ĐÁP ÁN A VD2: Cho mạch điện gồm RLC nối tiếp.Điện áp hai đầu mạch u = 120 cos100 π t (V) Điện trở R = 50 Ω , L là cuộn dây cảm có L = π 10 −3 F , viết biểu thức 5π H , điện dung C = cường độ dòng điện và tính công suất tiêu thụ mạch điện trên π π A i = 1, 2 cos(100π t − ) A ; P= 124,7W π B i = 1, cos(100π t − ) A ; P= 124,7W 6 C i = 1, cos(100π t − ) A ; P= 247W π D i = 1, 2 cos(100π t − ) A ; P= 247W 6 Hướng dẫn : Chọn A a) Cảm kháng : Z L = L.ω = 100π = 100Ω Dung kháng : Z C = π Tổng trở : Z = = ω.C = 50 Ω 10 −3 100π 5π R + ( Z L − Z C ) = (50 ) + (100 − 50) = 100Ω U0 = 1.2 A Z Z −Z 100 − 50 π Độ lệch pha : tgϕ = L C = = ⇒ ϕ = 30 = rad R 50 CĐDĐ cực đại : I0 = Pha ban đầu HĐT : ϕ i = ϕ u − ϕ = − π = - π rad π => Biểu thức CĐDĐ :i = I cos(ωt + φi ) = 1, 2 cos(100π t − ) A Công suất tiêu thụ mạch điện : P = I R = 1.2 50 = 124,7 W 2 VD3 Cho đoạn mạch xoay chiều RLC có R = 50 Ω; L = π H; C = 10 −3 F Điện áp hai 5π đầu đoạn mạch có biểu thức uAB = 120cos100πt (V) Viết biểu thức cường độ dòng điện mạch và tính công suất tiêu thụ mạch HD: Ta có: ZL = ωL = 100 Ω; ZC = => ϕ = π rad; I0 = Z −Z = 50 Ω; Z = R + ( Z L − Z C ) = 100 Ω; tanϕ = L C = tan300 ωC R U0 π = 1,2 A; i = 1,2cos(100πt - ) (A); P = I2R = 62,4 W Z VD4 Một mạch điện AB gồm điện trở R = 50 Ω, mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L = π H và điện trở R0 = 50 Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều uAB = 100 cos100πt (V) Viết biểu thức điện áp tức thời hai đầu cuộn dây BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 15 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com HD: ZL U π = A; tanϕ = = tan Z R + R0 π Z 63π ϕ = ; Zd = R02 + Z L2 = 112 Ω; Ud = IZd = 56 V; tanϕd = L = tan630 ϕd = R0 180 π 63π π Vậy: ud = 112cos(100πt - + ) = 112cos(100πt + ) (V) 180 10 Ta có: ZL = ωL = 100 Ω; Z = ( R + R0 ) + Z L2 = 100 Ω; I = π 2.10−4 VD5: Đặt điện áp u = U cos  100π t −  (V) vào hai đầu tụ điện có điện dung (F) Ở π 3  thời điểm điện áp hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện mạch là A Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch HD: Ta có: ZC = i2 u2 π π π = 50 Ω; i = Iocos(100πt + ) = - Iosin(100πt - ) Khi đó: + = ωC 3 I0 U0 i2 u2 =1 + I 02 I 02 Z C2 hay I0 = i + ( u π ) = A Vậy: i = cos(100πt + ) (A) ZC π VD6 Đặt điện áp xoay chiều u = U cos  100π t +  (V ) vào hai đầu cuộn cảm có độ tự 3  cảm L= H Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm là 100 V thì cường độ dòng điện 2π qua cuộn cảm là A Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua cuộn cảm HD: Ta có: ZL = ωL = 50 Ω; i = I0cos(100πt + hay i2 u2 =1 + I 02 I 02 Z L2 I0 = i + ( π - π ) = I0sin(100πt + 10 −4 π ) Khi đó: i2 u2 =1 + I 02 U 02 u π ) = A Vậy: i = cos(100πt - ) (A) ZL VD7 Mạch RLC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = điện có điện dung C = π H, điện trở R = 100 Ω và tụ π F Khi mạch có dòng điện xoay chiều i = qua thì hệ số công suất mạch là cosωt (A) chạy Xác định tần số dòng điện và viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch HD: R Ta có: cosϕ = Z 10 = ±102 2f R Z= = 100 Ω; ZL – ZC = ± cos ϕ 8f2 ± 2.102f - 104 = Vậy: u = 200cos(100πt + π Z − R = ± 100 2πfL - = 4f 2πfC f = 50 Hz f = 25 Hz; U = IZ = 100 V ) (A) u = 200cos(25πt - BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 16 π ) (A) CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD8 Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 10 Ω, cuộn dây cảm L và tụ điện C= 10 −3 F mắc nối tiếp Biểu thức điện áp hai tụ là uC = 50 cos(100πt – 0,75π) 2π (V) Xác định độ tự cảm cuộn dây, viết biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch HD: Ta có: ZC = π 3π = 20 Ω; - ϕ - = ωC ZL ZL = ZC + R.tanϕ = 30 Ω ϕ= π ; tanϕ = Z L − ZC R U π L= = H; I = C = 2,5 A Vậy: i = 2,5 cos(100πt - ) ω 10π ZC (A) VD9: Một tụ điện có điện dung C = 31,8 µF, mắc vào mạch điện thì dòng điện chạy qua tụ điện có cường độ i = 0,5cos100πt (A) Viết biểu thức điện áp hai tụ điện HD: Ta có: ZC = π = 100 Ω; U0C = I0ZC = 50 V; uC = 50cos(100πt - ) (V) ωC VD10: Cho đoạn mạch RLC gồm R = 80 Ω, L = 318 mH, C = 79,5 µF Điện áp hai đầu đoạn mạch là: u = 120 cos100πt (V) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch và tính điện áp hiệu dụng hai đầu dụng cụ HD: U = 40 Ω; Z = R + ( Z L − Z C ) = 100 Ω; I = = 1,2 A; ωC Z 37π 37π ϕ= rad; i = 1,2 cos(100πt ) (A); 180 180 Ta có: ZL = ωL = 100 Ω; ZC = tanϕ = Z L − ZC = tan370 R UR = IR = 96 V; UL = IZL = 120 V; UC = IZC = 48 V VD11: Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 100√3 Ω, cuộn dây cảm L và tụ điện C =10-4 /2π (F) Đặt vào đầu mạch điện hiệu điện u = 100√2cos100π t Biết điện áp ULC = 50V ,dòng điện nhanh pha điện áp Hãy tính L và viết biểu thức cường độ dòng điện i mạch π π A.L=0,318H ; i = 0,5 cos(100π t + ) π B L=0,159H ; i = 0,5 cos(100π t + ) 6 π C.L=0,636H ; i = 0,5cos(100π t + ) D L=0,159H ; i = 0,5 cos(100π t − ) 6 Hướng dẫn : A Ta có ω= 100π rad/s ,U = 100V, Z C = = 200Ω ωC R L C B Điện áp đầu điện trở là: U R = U − U LC = 50 3V cường độ dòng điện I = U UR = 0,5 A và Z LC = LC = 100Ω R I Dòng điện nhanh pha điện áp nên : ZL< ZC Do đó ZC-ZL =100Ω →ZL =ZC -100 =200-100=100Ω suy L = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ ZL ω 17 = 0,318 H CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com Z −Z −1 π Độ lệch pha u và i : tgϕ = L C = →ϕ = − R => Chọn A - vuhoangbg@gmail.com π i = 0,5 cos(100π t + ) (A) DẠNG : CÔNG SUẤT DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU PHƯƠNG PHÁP CHUNG: Công suất toả nhiệt trên đoạn mạch RLC: * Công suất tức thời: P = UIcos ϕ + UIcos(2wt + ϕ u+ ϕ i) * Công suất trung bình: P = UIcos = I2R Đoạn mạch RLC có R thay đổi: * Khi R=/ZL-ZC/ thì PMax = U2 U2 = Z L − ZC 2R * Khi R=R1 R=R2 thì P có cùng giá trị Ta có Và R = R1 R2 thì PMax = R1 + R2 = U2 ; R1 R2 = ( Z L − Z C )2 P U2 R1 R2 * Trường hợp cuộn dây có điện trở R0 (hình vẽ) U2 U2 = Z L − Z C 2( R + R0 ) Khi R = Z L − Z C − R0 ⇒ PMax = Khi R = R02 + ( Z L − Z C )2 ⇒ PRMax = U2 R02 + ( Z L − Z C )2 + R0 = U2 2( R + R0 ) * Khi L = ω 2C thì IMax , URmax; PMax còn ULCMin Lưu ý: L và C mắc liên tiếp * Khi C = ω L thì IMax , URmax; PMax còn ULCMin * Khi ω = LC thì IMax ,URmax; PMax còn ULCMin VÍ DỤ MINH HỌA π  u = 120 cos 100π t −   (V), và cường độ dòng điện  VD1: Điện áp hai đầu đoạn mạch là π   i = cos 100π t +  12  (A) Tính công suất đoạn mạch  qua mạch là Bài giải: U o 120 = = 120 (V) 2 I I= o = = (A) 2 Ta có : U = Độ lệch pha: ⇒ ϕ = ϕu − ϕi = − π − π 12 =− π rad  π P = UI cos ϕ = 120.3.cos  −  = 180 (W)  3 VD2: Chọn câu đúng Hiệu điện hai đầu đoạn mạch xoay chiều là: Vậy công suất đoạn mạch là: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 18 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com u = 100 cos(100πt - π/6)(V) và cường độ dũng điện qua mạch là i = cos(100πt - π/2)(A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch đó là: A 200W B 600W C 400W D 800W HD: Với ϕ =ϕu -ϕi = - π/6- (-π/2) = π/3 ; I= 4A; U =100V Dùng P = U I cosϕ = 200W.=> CHỌN A VD3 (ĐH 2011): Trong học thực hành, học sinh mắc nối tiếp quạt điện xoay chiều với điện trở R mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380V Biết quạt này có các giá trị định mức : 220V - 88W và hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha điện áp hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là ϕ, với cosϕ = 0,8 Để quạt điện này chạy đúng công suất định mức thì R A 180 Ω B 354Ω C 361Ω D 267Ω Đáp án Bộ là C 361 Ω quạt hoạt động đúng công suất ta có: Pquạt = U.I.cosφ ⇒ I = Pquat =0,5A U cosϕ Pquạt = I2.r⇒ r = Pquạt /I2 =88/0,25=352 Ω Zquạt = U quat I = 220 = 440 0,5 Ω quạt có dây =>có điện trở r,zL Zquạt = r + Z L = 3522 + Z L =440 => ZL = 264Ω Hoặc có thể áp dụng tanφNB Ztoàn mạch = Z = L r U toàn mach 380 = 760 = I 0,5 Z2AB = (R + r) + ZL2 1- cos φ NB ⇒ ZL = r cosφ NB = 264 Ω Ω ⇒ 7602 = (R + 352)2 + 2642 ⇒ R ≈ 361 Ω VD4: Cho mạch điện AB, đó C = π 10 − F , L = H , r = 25Ω mắc nối tiếp.Biểu thức 2π hiệu điện hai đầu mạch uAB = 50 cos 100πt V Tính công suất toàn mạch ? A 50W B.25W C.100W D.50 W Hướng dẫn: Công suất tiêu thụ mạch điện : P = I2.r = 2.25=50 W, : P =UICos ϕ => Chọn A VD5: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ , −4 u AB = 200 cos100π t (V ) , tụ có điện dung C = 10 ( F ) , π cuộn dây cảm có độ tự cảm L= π A C L R M N B ( H ) , R biến đổi từ đến 200 Ω Tính R để công suất tiêu thụ P mạch cực đại Tính công suất cực đại đó A B.200W C.50W D.250W Hướng dẫn: +Công suất tiêu thụ trên mạch có biến trở R đoạn mạch RLC cực đại R = |ZL – ZC| và công suất cực đại đó là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Pmax = 19 U2 =100W => Chọn A | Z L − Z C | CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD6: Mắc nối tiếp với cuộn cảm có mắc vào nguồn xoay chiều Dùng vônkế có lớn đo hai đầu cuộn cảm, điện trở và đoạn mạch ta có các giá trị tương ứng là 100V, 100V, 173,2V Suy hệ số công suất cuộn cảm Bài giải Theo bài : Ta có: Hệ số công suất cuộn cảm: cos ϕ = U R0 R0 50 = = = 0,5 Z LR0 U LR0 100 VD7 Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R1 = 40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có C = 10−3 F , đoạn mạch MB gồm điện trở 4π R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm L Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi thì điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AM và MB là: u AM = 50 cos(100πt − mạch AB HD: 7π )(V) và u MB = 150cos100πt (V) Tính hệ số công suất đoạn 12 U = 40 Ω; ZAM = R12 + ZC2 = 40 ; I0 = AM = 1,25; ωC Z AM − ZC π 7π tanϕAM = = - ϕAM = - ; ϕi + ϕAM = R1 12 7π 7π π π π ϕi = - ϕAM = + = - ; ϕi + ϕMB = ϕMB = ϕi = ; 12 12 3 Z tanϕMB = L = ZL = R2; R2 U ZMB = MB = 120 Ω = R22 + Z L2 = R22 + ( 3R2 )2 = 2R2 I0 R1 + R2 R2 = 60 Ω; ZL = 60 Ω Vậy: cosϕ = = 0,843 2 ( R1 + R2 ) + (Z L − ZC ) Ta có: ZC = VD8 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Gọi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện, hai đầu biến trở và hệ số công suất đoạn mạch biến trở có giá trị R1 là UC1, UR1 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 20 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com và cosφ1; biến trở có giá trị R2 thì các giá trị tương ứng nói trên là UC2, UR2 và cosφ2 Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1 Xác định cosφ1 và cosφ2 HD: Ta có: UC1 = I1ZC = 2UC2 = 2I2ZC I1 = 2I2; UR2 = I2R2 = 2UR1 = 2I1R1 = 2.2I2R1 U U R2 = 4R1; I1 = = 2I = R 22 + Z C2 = 4R 12 + 4Z C2 2 2 R1 + Z C R2 + Z C 2 ZC = 2R1 Z1 = R1 + Z C = R1 R2 R1 R cosϕ1 = = ; cosϕ2 = = = Z Z Z1 5 VD9 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi 16 R 12 + Z C2 = 4R 12 + 4Z C2 Điều chỉnh điện dung C đến giá trị 10−4 10−4 F F thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch 4π 2π có giá trị Tính độ tự cảm L HD : Ta có: ZC1 = 1 = 400 Ω; ZC2 = = 200 Ω 2π fC1 2π fC2 U 2R U 2R P1 = P2 hay = Z1 Z2 Z 12 = Z hay R2 + (ZL – ZC1)2 = R2 + (ZL – ZC2)2 L= ZL = Z C1 + Z C = 300 Ω; ZL = H π 2π f DẠNG 8: BÀI TOÁN CỰC TRỊ - ĐOẠN MẠCH R,L,C CÓ R THAY ĐỔI PHƯƠNG PHÁP CHUNG: Khảo sát công suất, điện áp theo R, L, C, f có thể dùng cách sau + Dùng đạo hàm + Dùng bất đẳng thức côsi, bắt đẳng thức Bunhiacôpski + Dùng giản đồ Fre-nen a) Biện luận công suất theo R: ( Tìm R để PMax, tìm PMax ) - ADCT: P = RI = RU RU U2 = = Z2 R + ( Z L − ZC )2 R + ( Z L − ZC ) R Ta có: U = const Do đó PMax và mẫu số Min, ta có: (Z L − ZC )2 ≥ Z L − Z C ⇒ MS Min = Z L − ZC ⇔ R ( Z − Z C )2 U2 U2 R= L ⇒ R = Z L − Z C Vậy ta có: PMax = = R Z L − zC R MS = R + P(W) PMax - Đồ thị biểu diễn phụ thuộc công suất vào R O BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 21 R(Ω) R = Z L − ZC CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com *KẾT LUẬN: Khi R = Z L − Z C Lúc này PMax = U2 U2 = Z L − ZC 2R - Tổng trở Z = Zmin = R - Cường độ dòng điện mạch Imax = - Hệ số công suất cos ϕ = U R 2 * Khi R=R1 R=R2 thì P có cùng giá trị Ta có Và R = R1 R2 thì PMax = R1 + R2 = U2 ; R1 R2 = ( Z L − Z C )2 P U2 R1 R2 * Trường hợp cuộn dây có điện trở R0 (hình vẽ) U2 U2 = Z L − Z C 2( R + R0 ) Khi R = Z L − Z C − R0 ⇒ PMax = Khi R = R02 + ( Z L − Z C )2 ⇒ PRMax = U2 R02 + ( Z L − Z C )2 + R0 = U2 2( R + R0 ) Chú ý: R Thay đổi để URmaxkhi R=∞ VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Cho mạch xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp U = 120 cos(100π t )(V ) ; L = 4.10 −4 (H ) ; C = ( F ) R là biến trở Thay đổi giá trị R 10π π cho công suất mạch lớn Tìm R và Công suất lúc này? A R = 15(Ω); P = 480(W ) B R = 25(Ω); P = 400(W ) C R = 35(Ω); P = 420(W ) D R = 45(Ω); P = 480(W ) GIẢI: Z L = 10(Ω) ; Z C = 25(Ω) Công suất toàn mạch : P = I R = U2 U2 R = R = Z2 ( R + (Z L − Z C ) U2 (Z − Z C ) R+ L R Do tử số là U không đổi nên P lớn mẫu số bé Nghĩa là : y = R + áp dụng bất đẳng thức côsi cho hai số không âm (Z L − Z C ) Bé R ta có (Z L − Z C ) (Z − Z C ) ≥ R L = Z L − Z C Dấu xảy a=b Hay: R R Vậy : R = Z L − Z C = 10 − 25 = 15(Ω) y = R+ Và công suất cực đại lúc này: Pmax = U2 U2 U 120 = = = = 480(W ) => ĐÁP ÁN A R Z L − ZC R 2.15 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 22 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU : - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD2: Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh, cuộn dây có điện trở r = 15(Ω) , độ tự ( H ) Và biến trở R mắc hình vẽ Hiệu điện hai đầu mạch là : 5π r, L R U = 80 cos(100π t )(V ) cảm L = Thay đổi biến trở tới R1 thì công suất toàn mạch đạt giá trị cực đại bằng? A 80(W) B 200(W) C 240(W) D 50(W) Thay đổi biến trở tới R2 công suất trên biến trở đạt giá trị cực đại bằng? A 25(W) B (W) C 80(W) D 50(W) Giải: Ta có P = I (r + R ) = U2 U2 ( r + R ) = (r + R ) = Z2 ((r + R ) + ( Z L ) U2 (r + R) + ZL r + R (1) Do tử số là U không đổi nên P lớn mẫu số bé Nghĩa là : y =r+R+ ZL r + R Bé ZL Z ≥ (r + R ) L = 2.Z L r+R r+R áp dụng bất đẳng thức côsi cho hai số không âm ta có : Dấu xảy a=b Hay: Vậy : r + R = Z L → R = Z L − r = 20 − 15 = 5(Ω) và y =r+R+ Pmax = công suất cực đại lức này: thay r + R = Z L vào biểu thức (1) U2 (40 ) = = 80(W ) 2(r + R) 2(15 + 5) Công suất tỏa nhiệt trên biến trở R là : P = I R = U2 U2 U2 U2 R = R = = Z2 (( r + R ) + ( Z L ) (r + R ) + Z L r + r R + R + Z L R R Đến đây ta nên làm sau : Đặt y= r R + R + ( r + Z L ) R Sau đó chia cho R thì biểu thức r2 + Z 2L y = 2r + R + R sau : Trong biểu thức này ta lại lập luận P lớn y bé Hay : Dùng BĐT Côsi cho hai số không âm biểu thức y ta có : r + Z 2L R.Z L ≥2 = 2.Z L R R Dấu xảy 2 r +Z L R= → R = r + Z L → R = r + Z L = 15 + 20 = 25(W ) R R+ VD3:Một mạch điện R, L, C nối tiếp R - là biến trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều Tại giá trị R1 = 18Ω và R2 = 32Ω thì công suất tiêu thụ P trên đoạn mạch là Tìm công suất P đó Hướng dẫn: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 23 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Ta có P1 = P2 thay số Ta có VD4: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, có R là biến trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có biểu thức u = 120 cos(120π t ) V Biết ứng với hai giá trị biến trở :R1=18 Ω ,R2=32 Ω thì công suất tiêu thụ P trên đoạn mach Công suất đoạn mạch có thể nhận giá trị nào sau đây: A.144W B.288W C.576W D.282W HD: Áp dụng công thức: R1 R2 = ( Z L − ZC ) P= ⇒ Z L − Z C = R1 R2 = 24Ω U2 U2 R = R2 = 288W R1 + ( Z L − Z C ) R2 + ( Z L − Z C ) Vậy => CHỌN B VD5: Cho mạch điện RLC nối tiếp, đó cuộn L cảm, R là biến trở Hiệu điện hiệu dụng U=200V, f=50Hz, biết ZL = 2ZC,điều chỉnh R để công suất hệ đạt giá trị lớn thì dòng điện mạch có giá trị là I= Giá trị C, L là: m H A 10π F và π HD : P = UI hay H B 10π mF và π U2 U2 P= = Z R + ( Z L − Z C )2 Vậy P max và khi: R = Z L − ZC Khi đó, tổng trở mạch là ⇔ Z C = 100Ω ⇒ C = ZCω = Z= mH C 10π F và π hay R = Z C ( doZ L = Z C ) U = 100 2(Ω) I Hay mF 10π ; H D 10π mF và π R + ( Z L − Z C )2 = 100 Z L = Z C = 200Ω ⇒ L = ZL ω = π H 10 −4 H, tụ điện C = F 2π π mắc nối tiếp với Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 220 cos100πt (V) VD6 Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn cảm L = Xác định điện trở biến trở để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại đó HD: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 24 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com Ta có: ZL = ωL = 50 Ω; ZC = U R U 2R = 100 Ω; P = I2R = = = ωC Z R + (Z L − ZC )2 U, ZL và ZC không đổi nên để P = Pmax thì R = ZC| = 50 Ω Khi đó: Pmax = - vuhoangbg@gmail.com U2 Vì (Z L − ZC )2 R+ R ( Z L − Z C )2 (theo bất đẵng thức Côsi) R R = |ZL – U2 = 484 W 2R VD7 Cho mạch điện hình vẽ Trong đó cuộn dây có điện trở r = 90 Ω, có độ tự cảm L = 1,2 π H, R là biến trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định uAB = 200 cos100πt (V) Định giá trị biến trở R để công suất toả nhiệt trên biến trở đạt giá trị cực đại Tính công suất cực đại đó HD: Ta có: ZL = ωL = 120 Ω; PR = I2R = PR = PRmax khi: R = U 2R = ( R + r ) + Z L2 U2 ; Vì U, r và ZL không đổi nên r + Z L2 R + 2r + R r + Z L2 (bất đẵng thức Côsi) R R = r + Z L2 = 150 Ω Khi đó: PRmax = U2 = 83,3 W 2( R + r ) DẠNG 9: BÀI TOÁN CỰC TRỊ - ĐOẠN MẠCH R,L,C CÓ L THAY ĐỔI PHƯƠNG PHÁP Bài toán 1: Tìm L để I,P,UR,UC,URC đạt giá trị cực đại Điều kiện: P(W) ZL = ZC PMax Bài toán 2: Khi L = L1 L = L2 thì I,P,UR,UC,URC không đổi Điều kiện: ZC = P ZL1 + ZL2 O L(H) Bài toán 3: Khi L = L1 L = L2 thì UL không đổi Tìm L để ULmax Điều kiện: ZL = 2.ZL1.ZL2 ZL1 + ZL2 Bài toán 4: Tìm L để ULmax a Điều kiện ZL = R + ZC2 ZC U Lmax = ur U Lmax U R + ZC2 R ur U b Giản đồ véc tơ c Hệ quả: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 25 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ur ĐIỆN XOAY CHIỀU r - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - Khi ULmax thì U vuông góc với URC - U 2L max = U + U 2RC = U + U 2R + U C2 U L max U R = U.U RC 1 = 2+ 2 UR U URC a Biện luận công suất theo L: ( Tìm L để PMax, tìm PMax ) - ADCT: P = RI = RU RU = Z2 R + ( Z L − ZC )2 - Ta có: U = const, R = const Do đó PMax và mẫu số Min Vậy ta có: Z L − Z C = ⇔ Z L = Z C ⇔ ω.L = ( Hiện tượng cộng hưởng điện) Vậy công suất Max: PMax = 1 ⇒ L= ω C ωC U2 R - Đồ thị biểu diễn phụ thuộc công suất vào L U 2R ; L → ∞ ⇒ ZL → ∞ ⇒ P → L = ⇒ ZL = ⇒ P = R + Z C2 * Kết luận: L = ω 2C thì IMax ; URmax; PMax còn ULCMin Lưu ý: L và C mắc liên tiếp U2 Công suất P = UI cos ϕ = R Z Vì U và R không thay đổi nên Pmax Zmin ( Z = R + Z Lo − Z C ) , Zmin ZLo = ZC, mạch có tượng cộng hưởng ω 2C U2 Công suất cực đại Pmax = ⇒ điện áp hiệu dụng U = Pmax R R Vì xảy tượng cộng hưởng điện nên i và u đồng pha ⇒ ϕi = U Tìm I o = o ⇒ biểu thức cường độ dòng điện mạch R b) Biện luận điện áp UL theo L: - Vẽ giản đồ véc tơ, lấy trục dòng điện làm gốc, các véc tơ cácurgiá trị hiệu dụng ur ur ur ur ur ur U Lmax Ta có: U = U R + U L + U C = U RC + U L ur - Áp dụng định lí hàm sin tam giác ABO U U AB OA OB UL U = = ⇔ = = RC (1 ) điện: ω LoC = ⇒ Lo = sin β sin B sin A sin β sin B sin A + Tìm UL max: U (1 ) ⇒ U L = sin β sin B BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ O ur U r I ur U RC 26 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 U Ta có: U = const, sinB = R = U RC Diễn đàn: http://lophocthem.com R R + Z C2 - vuhoangbg@gmail.com = const Vậy π U R + Z C2 R UL max sin β đạt giá trị max ⇒ sin β = 1( β = ) ⇒ U L (max ) = + Tìm L: (1 ) U L = sin β U ⇒ U L = RC ZC U RC sin A Vì tam giác ABO vuông O nên sinA = CosB = ZC R + Z C2 R + Z C2 R + Z C2 = = C ( R + Z C2 ) L R + Z ⇔ ZL = ⇒ ZC ω ωC 2 C R + Z C2 U R + Z C2 U = thì LMax ZC R 2 2 = U + U R + U C ; U LMax − U CU LMax − U = * Khi Z L = và U LMax * Với L = L1 L = L2 thì UL có cùng giá trị thì ULmax 1 1 L1 L = + ( )⇒ L = ZL Z L2 L1 + L 2 Z L1 • Khi Z L = Z C + R + Z C2 2UR thì U RLMax = R + Z − Z Lưu ý: R và L mắc liên tiếp C C • VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Cho mạch hình vẽ Cuộn dây cảm và có độ tự cảm L thay đổi Hiệu 10 −3 ( F ) Điều chỉnh L 6π điện hiệu dụng đầu AB là không đổi, f=60(Hz) R = 40(Ω) ; C = cho U L đạt giá trị cực đại Độ tự cảm L lúc này là: A 0,0955(H) B 0,127(H) C 0,217(H) D 0,233(H) Giải: Khi L thay đổi để U LMax R + Z C 40 + 50 => Z L = = = 82(Ω) Suy ra: L=0,217(H) => đáp án C ZC 50 VD2: cho mạch R,L,C nối tiếp có C = 10−4 π ; R = 100Ω ; u = U cos100π t (V)L thay đổi, L = Lo thì Pmax = 484W Tính Lo = ? ,tính U = ? Viết biểu thức i Bài giải: Do L biến đổi Pmax mạch có cộng hưởng đó ZL = ZC, 1 ω LoC = ⇒ Lo = = = (H) −4 10 ωC π (100π ) π Công suất cực đại Pmax = U ⇒ U = Pmax R = 484.100 = 220 (V) R BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 27 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com b Vì xảy tượng cộng hưởng điện nên i và u cùng pha ⇒ ϕu = ϕi = U 220 Ta có: Io = o = = 3,11 (A) R 100 Vậy biểu thức i = 3,11cos100π t (A) VD3: Hiệu điện hai đầu mạch là: U AB = 120 cos(ωt )(V ) ( ω không đổi) R = 100(Ω) , cuộng dây có độ tự cảm L thay đổi và điện trở r = 20(Ω) , tụ có dung kháng : Z C = 50(Ω) L r Điều chỉnh L để U L đạt giá trị cực đại Gía trị U L max là? A A 65(V) B 80(V) C 91,9(V) D.130(V) R C Bài giải: U L = I Z L = = U AB ,ZL = Z AB U AB U AB ( R + r ) + Z L − Z L Z C + Z C Z 2L với : y ( X ) = [( R + r ) + Z Ymin <=> x = -b/2a => ZC (R + r) + Z 2C C ].X 2 [ Nhận xét: (1) đạt giá trị cực đại ymin U AB .Z L = ( R + r ) + (Z L − Z C ) Z 2L U AB = = 1 2 − 2.Z C + (R + r) + Z C ZL Z L ( R + r ) + (Z L − Z C ) Đặt X = ] >0 ZL U AB y(Z L ) (1) thì biểu thức tương đương − 2Z C X + 1 >0 ZL Thay : Vào ta có : 2 ZC ( R + r ) + Z C 120 + 50 = ↔ Z = = = 338(Ω) L Z L (R + r) + Z C ZC 50 Và giá trị cực đại U U AB 60 U L = I Z L = AB Z L = Z L = 338 = 91,9(V ) Z AB (R + r ) + (Z L − Z C ) 120 + (338 − 50) X = X = U L max là : => đáp án C VD4: Cho mạch điện RLC, L có thể thay đổi được, điện áp hai đầu mạch là Các giá trị Tìm L để: a Mạch có công suất cực đại Tính Pmax b Mạch có công suất P = 80W c Điện áp hiệu dụng hai đầu L đạt cực đại Tính giá trị cực đại đó * Hướng dẫn: Tính a Công suất mạch P = I2.R Do R không đổi nên: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 28 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU B - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Khi đó b Từ đó ta tìm hai giá trị L thỏa mãn đề bài là c Điện áp hiệu dụng hai đầu L đạt cực đại Giá trị cực đại DẠNG 10: BÀI TOÁN CỰC TRỊ - ĐOẠN MẠCH R,L,C CÓ C THAY ĐỔI Phương pháp: a.Biện luận công suất theo C: ( Tìm C để PMax, tìm PMax ) - - ADCT: P = RI = P(W) PMax RU RU = Z2 R + ( Z L − ZC )2 - Ta có: U = const, R = const Do đó PMax và mẫu số P Min Vậy ta có: Z L − Z C = ⇔ Z L = ZC ⇔ ω.L = O C(F) ωC ( Hiện tượng cộng hưởng điện xảy ra) ω L U2 Vậy công suất Max: PMax = R ⇒ C= - Đồ thị biểu diễn phụ thuộc công suất vào C C = ⇒ Z C → ∞ ⇒ P = ; C → ∞ ⇒ ZC = ⇒ P = U 2R R + Z L2 * KẾT LUẬN: C = ω L => cộng hưởng điện IMax ; URmax; PMax còn ULCMin Lưu ý: L và C mắc liên tiếp b) Biện luận điện áp theo C: - Vẽ giản đồ véc tơ, lấy trục dòng điện làm gốc, các véc tơ các giá trị hiệu dụng ur ur ur ur ur ur ur Ta có: U = U R + U L + U C = U C + U RL ur U RL - Áp dụng định lí hàm sin tam giác ABO UL A UC AB OA OB U U = = ⇔ = = RL (2 ) sin B sin A sin β sin β sin A sin B O + Tìm UC max: U (2 ) ⇒ U C = sin β sin A Ta có: U = const, sinA= UC UR = U RL R R + Z L2 ur ur U C UR ur U B = const Vậy U R + Z L2 max sin β đạt giá trị max ⇒ sin β = 1( β = ) ⇒ U C (max) = R π + Tìm C: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 29 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com U (1 ) U C = sin β RL Vì tam giác ABO vuông O nên sinB = CosA = sin B ⇒ UC = U RL ZL R + Z L2 ⇔ Z C = ZL R + Z L2 R + Z L2 L R + Z L2 = ⇒C = ⇒ ωC ωL R + Z L2 ZL * KẾT LUẬN: ZC = R + Z L2 U R + Z L2 2 2 2 U = thì CMax và U CMax = U + U R + U L ; U CMax − U LU CMax − U = ZL R * Khi C = C1 C = C2 thì UC có cùng giá trị thì UCmax C + C2 1 1 = ( + )⇒C = Z C Z C1 Z C2 • Khi ZC = 2UR Z L + R + Z L2 U RCMax = thì R + Z L2 − Z L Lưu ý: R và C mắc liên tiếp VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Cho mạch điện hình vẽ: U = 120 cos(100π t )(V ) ; R = 15(Ω) ; L = (H ) 25π C là tụ điện biến đổi Điện trở vôn kế lớn vô cùng Điều chỉnh C để số vôn kế lớn Tìm C và số vôn kế lúc này? 10 −2 ( F );U V = 136(V ) 8π 10 −2 C C = ( F );U V = 136(V ) 3π A C = C R,L 10 −2 ( F );U V = 163(V ) 4π 10 −2 D C = ( F );U V = 186(V ) 5π B C = B A V Giải: Vôn kế U hai đầu cuộn dây: U V = U d = I Z d = U Z d = Z U R + (Z L − Z C ) .Z d Do Zd không phụ thuộc C nên nó không đôi Vậy biểu thức trên tử số không đỏi Hay nói cách khác số Vôn kế lớn mẫu số bé R + (Z L − Z C ) Và U U V = I Z d = Z d = Z Điều này xảy : Z C = Z L = 8(Ω) Suy : C = số U R + (Z L − Z C ) .Z d = vôn U R + (Z L − Z C ) R2 + ZL 10 −2 (F ) 8π kế : 120.17 = = 136(V ) => đáp án A 15 ( H ) ; Điện trở 10π vôn kế lớn vô cùng Điều chỉnhC để số vôn kế đạt giá trị lớn Tìm Z C và số vôn C L R kế lúc này? B A −2 10 A C = ( F );U V = 136(V ) B C = 3,82.10 −5 ( F );U V = 150(V ) 8π V 10 −2 10 −2 C C = ( F );U V = 136(V ) D C = ( F );U V = 186(V ) 3π 5π VD2: Cho mạch điện hình vẽ: U AB = 120(V ) ; f=50(Hz), R = 40(Ω) ; L = Giải: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 30 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Tính Z L − 30(Ω) Ta có: U C = I Z C = U AB , ZC = Z AB U AB R + (Z L − Z C ) U AB chia tử và mẫu cho Z C ta có : U C = => U C = U AB 2.Z L R + Z L 1− + ZC Z 2C .Z C U AB = R + (Z L − Z C ) R + Z L + Z C − 2.Z L Z C Z 2C Z 2C X = > Biểu thức tương đuơng: ZC Đặt : 2 − 2.Z L X + ( R + Z L ) X Hay : Đặt y ( X ) = ( R + Z L ) X − 2.Z L X + Z −b Hàm số bậc có ymin Khi : X = Thay X = = L >0 2.a R + Z C ZC vào ta có : Z R2 + Z 2L = L → ZC = ZC R + Z C ZL R + Z L 40 + 30 250 = = (Ω) => C = 3,82.10 −5 ( F ) Và 3 ZL 250 120 U AB Z C = = 150(V ) 2 250 R + (Z L − Z C ) 40 + (30 − ) Kết luận số vôn kế cực đại Z C = U C = I Z C = U AB , ZC = Z AB VD3: Cho mạch điện xoay chiều RLC có: R=100 Ω ; L= H , điện dung C tụ điện biến π thiên Đặt vào hai đầu mạch điện áp đạt giá trị cực đại A C= 10−4 F 2π u = 200 2cos100π t(V) B C = 10 Tính C để điện áp hai đầu tụ điện −4 2.5π C F C= 10−4 F 4π D C= 10−2 F 2π HD: CHỌN B : UCmax ZC = R +Z ZL L VD4 Cho mạch điện hình vẽ Trong đó R = 60 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm L = H, tụ điện có điện dung C thay đổi 2π Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định: uAB = 120 cos100πt (V) Xác định điện dung tụ điện công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại đó HD: Ta có: ZL = ωL = 50 Ω Để P = Pmax thì ZC = ZL = 50 Ω = C= 2.10 −4 = F Khi đó: Pmax ωZ C π U2 = 240 W R VD5 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi vào hai đầu A và B hình vẽ Trong đó R là biến trở, L là cuộn cảm và C là tụ điện có điện dung thay đổi Các giá trị R, L, C hữu hạn và khác không Với C = C1 thì điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở R có giá trị không đổi và khác không thay đổi giá trị R biến trở Tính điện áp hiệu dụng A và N C = C1 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 31 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com HD: U R Khi C = C1 thì UR = IR = Khi C = C2 = ZAB = Để UR không phụ thuộc R thì ZL = ZC1 R + ( Z L − Z C1 ) C1 thì ZC2 = 2ZC1; ZAN = R + (Z L − ZC )2 = R + Z L2 = R + Z C21 ; R + Z C21 = ZAN UAN = IZAN = UZAB = UAB = 200 V VD6: Một đoạn mạch gồm điện trở R nối tiếp với cuộn cảm L và tụ xoay C R=100Ω , L=0,318H Đặt vào đầu đoạn mạch điện áp u=200√2 cos 100πt (V).Tìm điện dung C để điện áp tụ điện đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại đó Hướng dẫn: TÍNH ZL=ωL=100Ω Khi C thay đổi, L và f không đổi để UC cực đại thì ZC = R2 + Z L2 U với UCmax = R2 + ZL2 R ZL Ta có thể dùng đạo hàm : Điện áp tụ điện : U C = I Z C = U Z C 2 L R + Z − Z L Z C + Z UC max y = y mà y là hàm parabol với đối số là x = ymin x = y = C = U 2 L R +Z 2Z − L +1 ZC ZC = U y ZC Z = L (đỉnh parabol) Z C R + ZL R R + Z L2 khiZ C = 10 −4 R + Z L2 = = 200Ω C = F và UC max = 200√2 (V) x ZL 2π VD7: Cho mạch điện gồm RLC nối tiếp.Điện áp hai đầu mạch u = 120 cos100 π t (V) Điện trở R = 50 Ω , L là cuộn dây cảm có L = π H , điện dung C thay đổi được.Thay đổi C cho điện áp hai đầu đoạn mạch nhanh pha hai đầu tụ góc A C= 10−4 π F B C= 10 −4 π C C= µF 104 π Ta có pha HĐT hai đầu mạch nhanh HĐT hai đầu tụ ⇔ ZL = π D C= µF Hướng dẫn giải : Chọn A vì HĐT hai đầu tụ chậm CĐDĐ π Tìm C 1000 π µF π ;nghỉa là cùng pha CĐDĐ; => xảy tượng cộng hưởng Khi đó ZL = ZC 1 10 −4 F ⇒C = = = ω.C ω.Z L 100π 100 π VD8 Cho mạch điện hình vẽ Trong đó R = 60 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm L = H, tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay 2π BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 32 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com chiều ỗn định: uAB = 120 cos100πt (V) Xác định điện dung tụ điện để điện áp hai tụ đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại đó HD: Ta có: ZL = ωL = 50 Ω; UC = IZC = − 2Z L =ZC 2( R + Z L2 ) ZC = UZ C R + (Z L − ZC ) R + Z L2 = 122 Ω ZL C= = U ; UC = UCmax 1 2 ( R + Z L ) − 2Z L +1 ZC ZC U R + Z L2 10 −4 = F Khi đó: UCmax = = ωZ C 1,22π R 156 V DẠNG 11: BÀI TOÁN CỰC TRỊ - ĐOẠN MẠCH R,L,C CÓ W, f THAY ĐỔI Phương pháp + Viết biểu thức đại lượng cần xét cực trị (I, P, UL, UC) theo đại lượng cần tìm (R, L, C, ω) + Xét điều kiện cộng hưởng: mạch xảy tượng cộng hưởng thì lập luận để suy đại lượng cần tìm + Nếu không có cộng hưởng thì biến đổi biểu thức để đưa dạng bất đẳng thức Côsi dạng tam thức bậc hai có chứa biến số để tìm cực trị Sau giải các bài tập loại này ta có thể rút số công thức sau để sử dụng cần giải nhanh các câu trắc nghiệm dạng này: a.Biện luận công suất theo ω , f: ( Tìm f để PMax, tìm PMax ) Làm tương tự biện luận công suất theo L và C P(W) PMax U2 1 ⇒ 4π f = ⇒ f = ⇒ PMax = LC LC R 2π LC * Khi ω = LC thì IMax ; URmax; PMax còn ULCMin ω2 = O Lưu ý: L và C mắc nối tiếp ω= C * Khi f(Hz) 2U L L R thì U LMax = − R LC − R 2C C 2U L L R2 − * Khi ω = thì U CMax = R LC − R 2C L C * Với ω = ω1 ω = ω thì I P UR có cùng giá trị thì IMax PMax URMax ω = ω1ω2 tần số f = f1 f VÍ DỤ MINH HỌA VD1: cho mạch R,L,C nối tiếp có L = 0,159H ; C = 10−4 π ; R = 50Ω ; u AB = 100 cos 2π ft (V).Tần số f thay đổi để Pmax Tính f và Pmax.? Giải: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 33 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com U R Z2 Vì U không đổi, R không đổi nên Pmax Zmin Công suất mạch: P = UI cos ϕ = Ta có Z = R + ( Z L − Z C ) , nên Zmin ZL = ZC, tức là mạch có cộng hưởng điện: ω LC = 1 Tần số f = ⇒ 2π LC Công suất Pmax = = 2π 0,519 2 10 −4 = 70,7 (Hz) π U U U 100 R= R= = = 200 (W) Z R R 50 Cách khác : f thay đổi Pmax => cộng hưởng => ZL = ZC ⇒ f = Pmax = 2π LC = 2π 0,519 10−4 = 70,7 HZ π U 100 = = 200 W R 50 VD2 Cho mạch nối tiếp gồm cuộn cảm L = điện dung C= 10 −4 π π H, điện trở R = 100 Ω, tụ điện có F Đặt vào mạch điện áp xoay chiều u = 200 cosωt (V) Tìm giá trị ω để: a) Điện áp hiệu dụng trên R đạt cực đại b) Điện áp hiệu dụng trên L đạt cực đại c) Điện áp hiệu dụng trên C đạt cực đại HD:) Ta có: UR = IR = URmax I = Imax; mà I = Imax ZL = ZC hay ω = b) UL = IZL = UZ L = Z UωL R + (ωL − ) ωC = = 70,7π rad/s LC U L 1 L 2 − (2 − R ) + L C2 ω4 C ω L − R2 ) C UL = ULmax = ω= = 81,6π rad/s 2 ω LC − R C 2 C U U.L UZ ωC c) UC = IZC = C = = Z L 2 1 2 L ω − (2 − R )ω + R + (ωL − ) C C ωC L − (2 − R ) R2 C UC = UCmax ω = ω = = 61,2π rad/s − L2 LC L2 − (2 VD3: Đặt điện áp u = U cosωt vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN và NB mắc nối tiếp Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, đoạn NB BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 34 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com có tụ điện với điện dung C Đặt ω1 = Xác định tần số góc ω để điện áp hiệu dụng LC hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc vào R HD: U R + Z L2 Để UAN = IZAN = không phụ thuộc vào R thì: R + (Z L − ZC )2 R2 + Z 2L = R2 + (ZL – ZC)2 ZC = 2ZL hay = 2ωL ωC = = ω1 LC LC ω= VD4 Đặt điện áp u = U cos 2π ft (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C Khi tần số là f1 thì cảm kháng và dung kháng đoạn mạch có giá trị là Ω và Ω Khi tần số là f2 thì hệ số công suất đoạn mạch Tìm hệ thức liên hệ f1 và f2 HD: Ta có: Z L1 2π f1L Z 2π f L = = (2π f1)2 LC = = và L = = (2π f1)2 LC = 1 ZC ZC1 2π f1C 2π f 2C f 22 = f12 f2 = f1 DẠNG 12: ĐỘ LỆCH PHA – BÀI TOÁN HỘP ĐEN BÍ ẨN - Đây là chủ đề khó, vận dụng nhiều đến kiến thức, đòi hỏi suy luận, tư các bạn ‘’ Trên bước đường thành công không có dấu chân kẻ lười biếng!” PHƯƠNG PHÁP CHUNG: Dựa vào độ lệch pha ϕx điện áp hai đầu hộp đen và dòng điện mạch: + Hộp đen phần tử: - Nếu ϕx = 0: hộp đen là R π : hộp đen là L π - Nếu ϕx = - : hộp đen là C - Nếu ϕx = + Hộp đen gồm hai phần tử: - Nếu < ϕx < π : hộp đen gồm R nối tiếp với L π - Nếu - < ϕx < 0: hộp đen gồm R nối tiếp với C π - Nếu ϕx = : hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL > ZC π - Nếu ϕ = - : hộp đen gồm L nối tiếp với C với Z < Z x L C - Nếu ϕx = 0: hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL = ZC BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 35 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Dựa vào số dấu hiệu khác: + Nếu mạch có R nối tiếp với L R nối tiếp với C thì: 2 U2 = U R + U L U2 = U R + U C2 + Nếu mạch có L nối tiếp với C thì: U = |UL – UC| + Nếu mạch có công suất tỏa nhiệt thì mạch phải có điện trở R cuộn dây phải có điện trở r + Nếu mạch có ϕ = (I = Imax; P = Pmax) thì là mạch có điện trở R mạch có L và C với ZL = ZC VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Đoạn mạch AB gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 1/2π H, tụ điện có điện dung C = π C L R A M 10 F và điện trở −4 N B R = 50Ω mắc hình vẽ Điện trở cuộn dây nhỏ không đáng kể Hiệu điện đầu đoạn mạch AB có tần số 50Hz và có giá trị hiệu dụng là U = 100V Tính độ lệch pha điện áp điểm A và N điện áp điểm M và B A 3π B π C π D - 3π HD: ZL = Suy ϕuAN = π/4; R Z −Z = L C = -∞ Suy ϕuMB= -π/2 Độ lệch pha uAN i :tanϕuAN = Độ lệch pha uMB i: tanϕuMB ∆(ϕuAN/ϕuMB) = ∆ϕuAN - ϕuMB = π/4-(-π/2) = 3π/4.=> Chọn A VD2 Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm hai phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C), cường độ dòng điện sớm pha ϕ (0 < ϕ < π ) so với điện áp hai đầu đoạn mạch Xác định các loại phần tử đoạn mạch HD : Đoạn mạch có i sớm pha u nên có tính dung kháng, tức là có tụ điện C Vì < ϕ < π ) nên đoạn mạch có điện trở R Vậy đoạn mạch có R và C VD3: Một điện trở R = 30 Ω và cuộn dây mắc nối tiếp với thành đoạn mạch Khi đặt điện áp không đổi 24 V vào hai đầu đoạn mạch này thì dòng điện qua nó có cường độ 0,6 A; đặt điện áp xoay chiều tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch, thì dòng điện qua nó lệch pha 450 so với điện áp này Tính độ tự cảm cuộn dây, tổng trở cuộn dây và tổng trở đoạn mạch HD: Ta có: R + r = L= U = 40 Ω I ZL = 0,127 H; Zd = 2π f r = 10 Ω; ZL = tanϕ = R+r ZL = R + r = 40 Ω r + Z L2 = 41,2 Ω; Z = ( R + r ) + Z L2 = 40 Ω BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 36 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD4: Đặt điện áp u = 200 cos(100πt) (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm L, đoạn MB có tụ điện C Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AM và điện áp hai đầu đoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng lệch pha dụng hai đầu đoạn mạch AM HD: → → → → U 2AB = U 2AM + U 2MB + 2UAMUMBcos(U AM, U MB) Ta có: U AB = U AM + U MB → → 2π Tính điện áp hiệu → Vì UAM = UMB và (U AM ,U MB ) = 2π U 2AB = U 2AM UAM = UAB = 220 V VD5 Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM có điện trở R = 50 Ω nối tiếp với cuộn cảm có L = π H, đoạn mạch MB có tụ điện với điện dung thay đổi Đặt điện áp u = U0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB Điều chỉnh điện dung tụ đến giá trị C1 cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha π so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM Tính C1 HD: Ta có: ZL = ωL = 100 Ω Vì đoạn mạch AB có tụ điện nên điện áp uAB trể pha điện áp uAN ϕAB - ϕAN = - π ϕAN = ϕAB + π π tanϕAN = tan(ϕAB + ) = - cotanϕAB Z L − Z C1 Z L tanϕAB.tanϕAN = = tanϕAB.(- cotanϕAB) = - R R R = 8.10−5 F ZC1 = + ZL = 125 Ω C1 = Z ω ZC1 π L VD6 Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC điện áp xoay chiều u = U0cosωt thì dòng điện chạy mạch là i = I0cos(ωt + π ) Có thể kết luận chính xác gì điện trở R, cảm kháng ZL và dung kháng ZC đoạn mạch HD : Đoạn mạch có i sớm pha u nên có tính dung kháng tức là ZC > ZL Ta có tanϕ = Z L − ZC π = tan(- ) = R R= (ZC – ZL) VD7 : Cho điện hình vẽ Trong đó X là hộp đen chứa hai ba phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C) Biết đặt điện áp xoay chiều uAB = 220 cos(100πt + π ) (V) vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện chạy mạch là i = 4cos(100πt + định các loại linh kiện hộp đen HD : Độ lệch pha u và i là: ϕ = π ) (A) Xác π − π = − π , đó hộp đen chứa R và C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 37 12 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD8 Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm hai phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C) khác loại Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp 3π u1 = 100 cos(100πt + ) (V) thì cường độ dòng điện qua mạch là π i1 = cos(100πt + ) (A) Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp π u2 = 100 cos(50πt + ) (V) thì cường độ dòng điện là i2 = thành phần đoạn mạch HD : cos50πt (A) Xác định hai Khi ω = ω1 = 100π hay ω = ω2 = 50π thì u và i lệch pha góc L và C mà không có R π Vậy đoạn mạch có VD9 Cho điện hình vẽ Trong đó X là hộp đen chứa phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C) và R = 50 Ω Khi đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R là 120 V và điện áp hai đầu hộp đen trể pha điện áp hai đầu điện trở Xác định loại linh kiện hộp đen và trở kháng nó HD : Vì uMB trể pha uR tức là trể pha i nên uMB có tính dung kháng tức là hộp đen chứa tụ U 2AB = U 2R + U C2 điện Ta có: UAB = IZ = I R + ZC2 UC = U AB −U R2 = 160 V ZC = U C RU C 200 = = Ω I UR VD10 Cho mạch điện hình vẽ Trong đó hộp đen X chứa hai phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C) Biết R = ZC = 100 Ω; uMA trể pha uAN góc π và 12 UMA = 3UAN Xác định các loại linh kiện hộp đen và giá trị trở kháng chúng HD : Ta có: tanϕAN = − ZC π = - = tan(- ) R ϕAN = - π ;ϕ -ϕ =- π MA AN 12 π π ϕMA = ϕAN = - Vậy, hộp đen chứa điện trở Rx và tụ điện Cx 12 Ta lại có: ZAN = R + ZC2 = 100 Ω và UMA = I.ZMA = 3UAN = 3.I.ZAM − ZCx π ZMA = 3ZAN = 300 Ω Vì tanϕMA = = tan(- ) = - ZCx = Rx Rx Z Rx = MA = 150 Ω và ZCx = 150 Ω BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 38 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD11 Trong ba hộp đen X, Y, Z có ba linh kiện khác loại là điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện Biết đặt vào hai đầu đoạn mạch MN điện áp uMN = 100 cos100πt (V) thì cường độ dòng điện chạy mạch là i = cos100πt (A) và điện áp hai đầu các đoạn mạch AB và AN là uAB = 100 cos100πt (V) và uAN = 200cos(100πt loại linh kiện hộp đen và trở kháng chúng HD : Vì uAB cùng pha với i nên hộp đen Y chứa điện trở R và R = trể pha π ) (V) Xác định U AB = 100 Ω Vì uAN I π so với i nên đoạn mạch AN chứa R và C tức là hộp đen Z chứa tụ điện và Z = AN U AN = 100 Ω I ZC = 100 Ω Vì u và i cùng pha nên đoạn mạch có cộng hưởng điện, đó X là cuộn cảm và ZL = ZC = 100 Ω VD12: Nhiều hộp khối giống nhau, người ta nối đoạn mạch gồm các hộp khối đó mắc nối tiếp với điện trở R = 60Ω đoạn mạch đặt vào hiệu điện xoay chiều tần số 50Hz thì hiệu điện sớm pha 58 so với dòng điện mạch Hộp kín chứa tụ điện hay cuộn cảm Tính C độ tự cảm L cuộn cảm Tính tổng trở mạch Lời giải 1) Tìm phần tử trong hộp đen Đoạn mạch gồm X và R mắc nối tiếp Vì hiệu điện sớm pha cường độ dòng điện mạch nên mạch điện có tính chất cảm kháng Vậy hộp chứa cuộn cảm * Tìm L: Ta có: tgϕ = L= ZL = tg58 ≈ 1,6 R ZL 96 = ≈360.10-3(H) ω π.50 2) Tổng trở mạch → ZL = 1,6.R = 1,6.60 = 96Ω → L = 306 mH Z = R + Z 2L ≈ 60 − 96 ≈ 113 (Ω) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 39 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD13: Một đoạn mạch xoay chiều AB gồm hai phần tử X, Y mắc trên.Cường độ dao động mạch nhanh pha π/6 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch A a) Hai phần tử trên là phần từ nào số R, L, C? B b) Biết các biên độ hiệu điện và cường độ dòng điện là U0 = 40V và I0 = 8,0 A, tần số dao động là f = 50Hz Tính giá trị phần từ Hướng dẫn: Giả sử đoạn mạch trên có không có phần tử R r Như thì X ,Y là hai phần từ L, C Gọi ϕ là góc hợp với U ; I ( R=0) tgϕ = ZL − Zc π = ∞ = tg ⇒ vô lí R Theo đầu bài U trễ pha với i góc π/6→ mạch điện chắn có R (giả sử X là R) → Y là L C Do i sớm pha u => Y là C ω = 2πf = 2π.50 = 100π (Rad/s); tgϕ = Mặt khác: Z = R + Z 2C = ZC π = tg( − ) = − ⇒ R U 40 = =5 I0 ZC = R ⇒R2 + Z2C = 25 (1) (2) Thay (1) vào (2): 3ZC2 + Z2C= 25 ⇒ ZC = 2,5 (Ω) → R = 2,5 (Ω) Vậy: R = 2,5 4.10 −3 = = (F) 3; C = Z C ω 2,5.100 π π VD14: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ X là hộp đen chứa phần tử R L C, biết uAB=100 sin 100t (V); IA = (A), P = 100 (W), C = 10 −3 (F), i trễ pha uAB Tìm cấu 3π A C A X B tạo X và giá trị phần tử Giải: Kết hợp giả thiết độ lệch pha u và i và mạch tiêu thụ điện suy hộp đen thoả mãn (e.1.1) Vậy hộp đen là một cuộn dây có r ≠ Ta có: P = I2r → r = P 100 = = 50 (Ω ) 2 I ( ) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 40 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com U AB I2 Mặc khác: r2 + (ZL - Zc)2 = ⇒ ZL − ZC = U 2AB I 100 − r2 = Giải ra: ZL = 80 ⇒ L = ZL ω = ( 2) − 50 80 (H) = 100π 5π VD15: Một đoạn mạch xoay chiều AB A gồm hai phần tử X, Y mắc trên B Cường độ dao động mạch nhanh pha π/6 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch a) Hai phần tử trên là phần từ nào số R, L, C? b) Biết các biên độ hiệu điện và cường độ dòng điện là U0 = 40V và I0 = 8,0 A, tần số dao động là f = 50Hz Tính gia tốc phần từ Lời giải a)Giả sử đoạn mạch trên có không có phần tử R Như thì X1X2 là hai phần từ L, C r Gọi ϕ là góc hợp với U ; I tgϕ = ZL − Zc π = ∞ = tg ⇒ vô lí R Theo đầu bài U trễ pha với i góc π/6 → mạch điện chắn có R (giả sử X là R) → Y là L C b) ω = 2πf = 2π.50 = 100π (Rad/s) => tgϕ = Mặt khác: Z = R + Z 2C = U 40 = =5 I0 ZC π = tg( − ) = − ⇒ R ⇒R2 + Z2C = 25 Thay (1) vào (3) 3ZC2 + Z2C= 25 ⇒ ZC = 2,5 (Ω) Vậy R = 2,5 và C = ZCω = ZC = R (1) (2) => R = 2,5 (Ω) 4.10 −3 = (F) 2,5.100 π π BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 41 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD16: Cho mạch điện hình vẽ hiệu điện hai đầu AB là U = 100 sin (100πt) 10 F π Tụ điện C = C A B Hộp kín X chứa Phần tử (Rhoặc L) Dòng điện mạch sớm pha π/3 so với hiệu điện A - B 1) Hỏi hợp X chứa điện trở hay cuộn cảm Tính giá trị nó 2) Viết biểu thức dòng điện tức thời mạch 3) Mắc thêm vào mạch điện AB điện trở thì thấy công suất tiêu thụ trên mạch đạt cực đại Hỏi phải mắc điện trở đó nào Tính điện trở đó Lời giải 1) Vị trí dao động mạch sớm pha π/3 so với hiệu điện nên mạch có tính chất dung kháng Mạch chứa C và X (R L) => X là điện trở R Biểu diễn trên giản đồ vectơ: U C ; U L ; U (trục góc e ) Theo giả thiết tan ⇒R = π U = = ⇒ U = 3U R Uñ 100 = (Ω) ω.Z C 2) Viết biểu thức dao động mạch i = I0sin (100πt + ϕ) Tổng trở mạch Z= R + Z 2C = 100 200 (Ω) + 100 = 3 Cường độ dòng điện hiệu dung: I = 100 = 0,3 (4) 200 → I0= I = 0,5 (A) pha i - pha U = 100πt + ϕ - 100πt = ϕ = π/3 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 42 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com Vậy biểu thức cddđ là i = 0,5 sin (100πt + π/3) - vuhoangbg@gmail.com (A) 3) Công thức tính công suất: U R U R U = = Z Z Z y P = UIcos ϕAB = U y= ( R * ) + Z 2C R* * =R + Z 2C R* Để Pmax → umin * Lại có R * R= Z 2C R * Z 2C R = Z2C = cost ⇒ ymin * ⇒R* = ZC= 100 (Ω) R<R* R = 100 (Ω) Vậy điện trở theo phải mắc nối tiếp ⇒R* = R + R' ⇒R' - R* = 100 - 100 ≈ 42,3 (Ω) VD17: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ A phần tử R1L1 mắc nối tiếp chứa M B A C0 Bỏ qua điện trở mape kế vào đầu nối Đặt vào đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có biểu thức U = 200 sin100πt (V) thì 0,8A và h Asố công suất dòng điện mạch là 0,6 Xác định các phần tử chứa đoạn mạch X và độ lớn chúng biến 10 −3 C0 = (F) 2π Lời giải * Tính Zc0 : ZC0 = Theo đầu bài : = ωC = 20(Ω) 10 −3 100 π 2π U = 200V I = 0,8A ⇒ ZAB = 200 = 250(Ω) 0,8 ⇒Z2AB = 2002 = Z2C0 + Z2x BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 43 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com ⇒Zx = 30 69 (Ω) Lại có K = cosϕ = R = 0,6 ⇒R = 250.0,6 = 150 (Ω) Z AB - vuhoangbg@gmail.com - Như vậy, đoạn mạch X gồm R và L R và C + TH1: X gồm R và L Z1X = R+2 + Z2L ⇒ ZL = 30 44 L= Z L 30 44 = ≈ (H) ω 100 π π +TH2: X gồm R và ZC Tương tự ZC = 30 44 ⇒C = 1 10 −3 = ≈ 0,56 ωZ C 100 π.30 44 π VD18: Cho đoạn mạch AB gồm hộp kín X chứa phần tử (cuộn dây cảm tụ điện) và biến trở R hình vẽ Đặt vào đầu A, B R A B Một hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V và tần số 50Hz thay đổi giả thiết R để công suất đoạn mạng AB là cực đại đó, cường độ dao động qua mạch có giá trị hiệu dụng A Biết cường độ dao động sớm pha hiệu điện Tính điện dung tụ điện độ tự cảm cuộn dây, bỏ qua điện trở dây nối Lời giải 1) Đoạn mạch AB gồm điện trở X R và phân tử X (L C) Mặt khác : cđđđ sớm pha hiệu điện → mạch có tính chất dung kháng → X chứa tụ điện C 2) Biểu thức công suất mạch điện U R U2R U2 = = P = UI cosϕAB = U Z AB Z AB Z AB y Z 2AB R + Z 2C Z 2C = = R + U = cost ⇒Pmax ⇔YminBBBBVới y = R R R BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 44 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Nhận xét: R C Z Z = Z 2C = cos t ⇒ y ⇔ K = R R Vậy Pmax thì R = ZC ⇒R2+ ZC2 = →C= Diễn đàn: http://lophocthem.com C 200 (Ω) (1) - vuhoangbg@gmail.com ⇒R = ZC Khi đó: I = A => ZAB = Từ (1) (2) U 200 (Ω) = I R = Zc = 100 (Ω) 1 10 −6 = = (F) ωZ C 50.2 π.100 π DẠNG 13: GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VÉC TƠ * Phương pháp giải: → Căn vào điều kiện bài toán cho vẽ giãn đồ véc tơ cho đoạn mạch Có thể vẽ véc tơ tổng U cách áp dụng liên tiếp qui tắc hình bình hành Nhưng nên sử dụng cách vẽ thành hình đa giác thì thuận lợi Nếu giãn đồ có dạng hình học đặc biệt, ta có thể dựa vào công thức hình học để giải bài tập cách ngắn gọn - Độ lệch pha ϕ : tan ϕ = Z L − ZC R - Biểu thức: Nếu i = Io cos ( ω t + ϕi ) Nếu u = Uo cos ( ω t + ϕu ) Giản đồ các loại đoạn mạch Đoạn mạch R Z tan ϕ r Giản U0 R đồ vectơ u = Uo cos ( ω t + ϕi + ϕ ) ⇒ i = Io cos ( ω t + ϕu − ϕ ) ⇒ ZL ∞ r U0 L r I0 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ ZC −∞ r I0 r U0C 45 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG r I0 ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Đoạn mạch Z Diễn đàn: http://lophocthem.com R + Z2L tan ϕ - r U0 L r U0 ZC R r r U R I0 ±∞ r U0 L ϕ r I0 ϕ Z L − ZC R + ZC2 ZL R Giản đồ vectơ - vuhoangbg@gmail.com r U0C r U0 R r U0 r U0 r I0 ϕ r U0C *Đoạn mạch R, L, C nối tiếp Z= R + (Z L − ZC ) ur U1 Z −Z tan ϕ = L C R Phương pháp hình học ( Phương pháp giản đồ Fre-nen) + Vẽ giản đồ véc tơ, lấy trục dòng điện làm gốc Các véc tơ biểu diễn cácuurgiá trị hiệu dụng cực đại uur uur uur + Biểu diễn các véc tơ U1 ;U ;U ; ;U n ur uur uur uur Véc tơ tổng U = U1 + U + + U n + Gọi ϕ là độ lệch pha u và i ta có: tan ϕ = ur U2 α ur U ur U1 α ur U2 ur U U1 sin ϕ1 + U sinϕ U1cosϕ1 + U 2cosϕ2 N UL A UAB c O C a UR B i B U Định lý hàm số sin Cosin a b a = = + Sin ¢ SinB SinC + a2 = b2 + c2 - 2bccosA b2 = a2 + c2 - 2accosB UC N b UL + UA UL+UC A UC AB UR M Cách giản đồ véc tơ c2 = a2 + b2 - 2abcosC *VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Cho mạch điện hình vẽ Biết : U AM = 5(V ) ; U MB = 25(V ) ; U AB = 20 (V ) A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 46 R M r, L B CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU + i - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Hệ số công suất mạch có giá trị là: A 2 B C D Ur Hướng dẫn: Chọn trục i làm trục pha ta có giãn đồ véc tơ: Từ giản đồ véc tơ áp dụng định lý hàm số cosin cho Tam giác AMB ta có: => cos ϕ = 2 2 UMB ϕ A MB = AM + AB − AM AB cos ϕ B UL UR + 20 − 25 AM + AB − MB = = AM AB 2.5.20 I M => đáp án A VD2: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ: U AM = 36(V ) U MB = 40(V ) Và UAB=68(V) Ampe kế I=2(A) Tính công suất mạch ? A P=180(W) C P=100(W) M R1 A B P=120(W) D P=50(W) R2;L B A R2 B Hướng dẫn : L Chọn trục i làm trục pha ta có giản đồ véc tơ: Dùng định lý hàm số cosin cho tam giác AMB ta có : A U1 MB = AM + AB − AM AB cos ϕ => cos ϕ = U2 ϕ M I AM + AB − MB 68 + 36 − 40 = = 0,88 => P = U I cos ϕ = 68.2.0,88 = 120(W ) AM AB 2.68.36 => Đáp án B Ví dụ 3: Cho mạch điện hình vẽ: C UAB = 200cos100πt(V) ZC = 100Ω ; ZL = 200Ω A M N X B I = 2 (A) ; cosϕ = 1; X là đoạn mạch gồm hai ba phần tử (R0, L0 (thuần), C0) mắc nối tiếp Hỏi X chứa linh kiện gì ? Xác định giá trị các linh kiện đó Giải N B1: Vẽ giản đồ véc tơ cho đoạn mạch đã biết + Chọn trục cường độ dòng điện làm trục gốc, A là điểm gốc U C0 UMN + Biểu diễn các hiệu điện uAB; uAM; uMN các véc tơ tương A ứng * Theo bài cosϕ = ⇒ uAB và i cùng pha i UAB B UAM M UAM = UC = 200 (V) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ UR0 47 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com UMN = UL = 400 (V) UAB = 100 (V) Vì UAB cùng pha so với i nên trên NB (hộp X) phải chứa điện trở Ro và tụ điện Co B2: U NB xiên góc và trễ pha so với i nên X phải chứa Ro và Co B3: Dựa vào giản đồ ⇒ URo và UCo từ đó tính Ro; Co + URo = UAB ↔ IRo = 100 → Ro = 100 = 50(Ω) 2 → I ZCo = 200 + UCo = UL - UC 200 → ZCo = = 100(Ω) 2 10 −4 = ⇒ Co = (F ) π 100 π.100 VD4 Cho đoạn mạch xoay chiều hình vẽ Trong đó uAB = 50 cosωt (V) ;UAN = 50 V ; UC = 60 V Cuộn dây L cảm Xác định UL và UR HD : Ta có: UAB = 50 V = UAN Giãn đồ Fre-nen có dạng là tam giác cân mà đáy là UC Do đó ta có: UL = 2 UC = 30 V; UR = U AN − U L = 40 V VD5; Cho đoạn mạch điện xoay chiều hình vẽ Trong đó UAB = 40 V; UAN = 30 V; UNB = 50 V Cuộn dây L cảm Xác định UR và UC HD : Vì U 2NB = U 2AB + U 2AN nên trên giãn đồ Fre-nen tam giác ABN là tam giác vuông A; đó ta có: UR = 1 UAB.UAN = UL.UR 2 U AB U AN = 24 V; UC = UL U AN − U R2 = 18 V VD6 Cho đoạn mạch xoay chiều hình vẽ Cuộn dây L cảm Các điện áp hiệu dụng đo là UAB = 180 V; UAN = 180 V; UNB = 180 V Xác định hệ số công suất đoạn mạch HD : Giãn đồ Fre-nen có dạng là tam giác với UR là đường cao trên cạnh đáy UC nên: cosϕ → → = cos( U AB ; U R ) = cos(- π )= BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 48 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD7 Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với điện trở R, biểu thức điện áp hai đầu mạch có dạng u = 300cos100πt (V) Đo điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây và hai đầu điện trở các giá trị là 50 10 V và 100 V, công suất tiêu thụ trên cuộn dây là 100 W Tính điện trở và độ tự cảm cuộn dây HD : Ta có: U = 150 V Dựa vào giãn đồ véc tơ ta thấy: U = U + U + 2UdURcosϕd d R Pd = UdIcosϕd Zd = I U − U d2 − U R2 cosϕd = = 2U dU R 10 Pd Pd = A; Rd = = 25 Ω ; U d cosϕd I Ud = 25 10 Ω ; ZL = I Z d2 − R = 75 Ω L= ZL ω = H 4π VD8 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C mắc nối thứ tự trên Gọi UL, UR và UC là các điện áp hiệu dụng hai đầu phần tử Biết điện áp đầu đoạn mạch AB lệch pha π so với điện áp hai đầu đoạn mạch NB (đoạn mạch NB gồm R và C ) Hệ thức nào đây đúng? 2 2 2 A U = U R + U C + U L 2 2 B U C = U R + U L + U 2 2 D U R = U C + U L + U C U L = U R + U C + U HD : Theo giãn đồ Fre-nen ta có: U 2L = U2 + U 2NB = U2 + U 2R + U C2 VD9; Cho đoạn mạch xoay chiều hình vẽ Trong đó cuộn dây là cảm Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều uAB = U0cos(100πt + ϕ) thì ta có điện áp trên các đoạn mạch AN và MB là uAN = 100 cos100πt (V) và uMB = 100 cos(100πt - π ) (V) Tính U HD : Theo giãn đồ Fre-nen ta có: U U 2 UL + UC = U AN + U MB = 200 V; UR = AN MB = 50 V ; U L + UC U = U + U và U = U + U U 2MB - U 2AN = U C2 - U 2L = (UC + UL)(UC - UL) AN R L MB R 2 U MB − U AN UC – UL = = 100 V UC + U L U= C UL – UC = - 100 V U R2 + (U L − U C ) = 50 V U0 = U = 50 14 V BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 49 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD10 : Cho đoạn mạch xoay chiều hình vẽ Trong đó cuộn dây L là cảm Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều uAB = 50 cos(100πt - π ) (V) thì điện áp hai đầu đoạn mạch AM có biểu thức là uL = 100 cos100πt (V) Tìm biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch MB HD: Trên giãn đồ Fre-nen ta thấy: AB = = π AM và = π ABM là tam giác vuông B 2 π nên: UMB = U AM − U AB = 50 V; vì uMB trể pha uAB góc uMB = UMB π π 5π cos(100πt - - ) = 50 cos(100πt (V) DẠNG 14: MÁY PHÁT - ĐỘNG CƠ ĐIỆN, MẮC SAO - TAM GIÁC KIẾN THỨC CHUNG: 1.Máy phát điện xoay chiều * Máy phát điện xoay chiều pha + Các phận chính: Phần cảm là nam châm vĩnh cữu hay nam châm điện Đó là phần tạo từ trường Phần ứng là cuộn dây, đó xuất suất điện động cảm ứng máy hoạt động Một hai phần đặt cố định, phần còn lại quay quanh trục Phần cố định gọi là stato, phần quay gọi là rôto + Hoạt động: rôto quay, từ thông qua cuộn dây biến thiên, cuộn dây xuất suất điện động cảm ứng, suất điện động này đưa ngoài để sử dụng + Nếu từ thông qua cuộn dây là φ(t) thì suất điện động cảm ứng cuộn dây là: e = - dφ =dt φ’(t) + Tần số dòng điện xoay chiều: Máy phát có cuộn dây và nam châm (gọi là cặp cực) và rôto quay n vòng giây thì tần số dòng điện là f = n Máy có p cặp cực và rô to quay n vòng giây thì f = np Máy có p cặp cực, rô to quay n vòng phút thì f = np 60 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 50 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com * Dòng điện xoay chiều ba pha Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây ba suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ lệch pha đôi là 2π * Cấu tạo và hoạt động máy phát điện xoay chiều pha Dòng điện xoay chiều ba pha tạo máy phát điện xoay chiều ba pha Máy phát điện xoay chiều ba pha cấu tạo gồm stato có ba cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống quấn trên ba lỏi sắt đặt lệch 1200 trên vòng tròn, rôto là nam châm điện Khi rôto quay đều, các suất điện động cảm ứng xuất ba cuộn dây có cùng biên độ, cùng tần số lệch pha 2π Nếu nối các đầu dây ba cuộn với ba mạch ngoài (ba tải tiêu thụ) giống thì ta có hệ ba dòng điện cùng biên độ, cùng tần số lệch pha là 2π * Các cách mắc mạch pha + Mắc hình sao: ba điểm đầu ba cuộn dây nối với mạch ngoài dây dẫn, gọi là dây pha Ba điểm cuối nối chung với trước nối với mạch ngoài dây dẫn gọi là dây trung hòa Nếu tải tiêu thụ nối hình và tải đối xứng (3 tải giống nhau) thì cường độ dòng điện dây trung hòa Nếu tải không đối xứng (3 tải không giống nhau) thì cường độ dòng điện dây trung hoà khác nhỏ nhiều so với cường độ dòng điện các dây pha Khi mắc hình ta có: Ud = Up (Ud là điện áp hai dây pha, Up là điện áp dây pha và dây trung hoà) Mạng điện gia đình sử dụng pha mạng điện pha: nó có dây nóng và dây nguội + Mắc hình tam giác: điểm cuối cuộn này nối với điểm đầu cuộn theo thành ba điểm nối chung Ba điểm nối đó nối với mạch ngoài dây pha Cách mắc này đòi hỏi tải tiêu thụ phải giống * Ưu điểm dòng điện xoay chiều pha + Tiết kiệm dây nối từ máy phát đến tải tiêu thụ; giảm hao phí điện trên đường dây + Trong cách mắc hình sao, ta có thể sử dụng hai điện áp khác nhau: Ud = Up + Cung cấp điện cho động ba pha, dùng phổ biến các nhà máy, xí nghiệp Động không đồng ba pha * Sự quay không đồng Quay nam châm hình chử U với tốc độ góc ω thì từ trường hai nhánh nam châm quay với tốc độ góc ω Đặt từ trường quay này khung dây dẫn kín có thể quay quanh trục trùng với trục quay từ trường thì khung dây quay với tốc độ góc ω’ < ω Ta nói khung dây quay không đồng với từ trường * Nguyên tắc hoạt động động không đồng pha + Tạo từ trường quay cách cho dòng điện xoay chiều pha vào cuộn dây giống nhau, đặt lệch 1200 trên giá tròn thì không gian cuộn dây có từ trường quay với tần số tần số dòng điện xoay chiều + Đặt từ trường quay rôto lồng sóc có thể quay xung quanh trục trùng với trục quay từ trường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 51 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com + Rôto lồng sóc quay tác dụng từ trường quay với tốc độ nhỏ tốc độ từ trường Chuyển động quay rôto sử dụng để làm quay các máy khác * Các công thức: Tần số dòng điện máy phát điện xoay chiều pha phát (tính Hz): Máy có cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/giây: f = n Máy có p cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/giây: f = pn Máy có p cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/phút: f = pn 60 Công suất tiêu thụ trên động điện: I2r + P = UIcosϕ *VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm là rôto gồm cặp cực (8 cực nam và cực bắc) Rôto quay với tốc độ 300 vòng/phút a) Tính tần số suất điện động cảm ứng máy phát b) Để tần số suất điện động cảm ứng máy phát 50 Hz thì rôto phải quay với tốc độ bao nhiêu? HD: a) f = pn = 40 Hz 60 b) n’ = 60 f = 375 vòng/phút p VD2 Một máy phát điện xoay chiều pha có cặp cực Biểu thức suất điện động máy phát là: e = 220 cos(100πt – 0,5π) (V) Tính tốc độ quay rôto theo đơn vị vòng/phút Ta có: f = ω 2π = pn 60 n= 60ω 2π p = 750 vòng/phút VD3 Một máy phát điện xoay chiều pha có phần ứng gồm bốn cuộn dây giống mắc nối tiếp Suất điện động xoay chiều máy phát sinh có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 100 V Từ thông cực đại qua vòng dây phần ứng là cuộn dây phần ứng HD: E0 = E = 2πfNΦ0 N= π mWb Tính số vòng dây E N = 400 vòng Mỗi cuộn: N1c = = 100 vòng 2π f Φ0 VD4 Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm Bỏ qua điện trở các cuộn dây máy phát Khi rôto máy quay với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch là A Khi rôto máy quay với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch là A Tính cảm kháng đoạn mạch AB theo R rôto máy quay với tốc độ 2n vòng/phút HD BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 52 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com pn Tần số dòng điện xoay chiều máy phát ra: f = 60 - vuhoangbg@gmail.com Suất điện động cực đại máy phát ra: E0 = ωNBS = 2πfNBS Điện áp hiệu dụng đặt vào đầu đoạn mạch: U = E = E0 = πfNBS Cảm kháng đoạn mạch: ZL = ωL = 2πfL pn ; 60 + Khi rôto máy quay với tốc độ n1 = n thì: f1 = U1 = πf1NBS; ZL1 = 2πf1L; I1 = U1 R + Z L21 =1 (1) + Khi rôto máy quay với tốc độ n3 = 3n thì: f3 = U3 = πf3NBS = 3U1; ZL3 = 2πf3L = 3ZL1; I3 = R + Z L21 Từ (1) và (2) suy ra: = R + Z L21 ZL1 = U3 R + Z L23 2R = 3U1 R + 9Z L21 = (2) R + Khi rôto máy quay với tốc độ n2 = 2n thì: f2 = ZL2 = 2πf2L = 2ZL1 = pn = 3f1; 60 pn = 2f1; 60 VD5 Trong học thực hành, học sinh mắc nối tiếp quạt điện xoay chiều với điện trở R mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V Biết quạt điện này có các giá trị định mức: 220 V - 88 W và hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha điện áp hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là φ, với cosφ = 0,8 Tính R để quạt chạy đúng công suất định mức HD: PQ UQ Ta có: PQ = UQIcosϕ I = = 0,5 A; ZQ = = 440 Ω; U Q cos ϕ I RQ = ZQcosϕ = 352 Ω; Z = U = 760 Ω; Z2 - Z Q2 = 384000 I (R + RQ)2 +(ZLQ - ZCQ)2 - (R Q2 + (ZLQ - ZCQ)2) = (R + RQ)2 - R Q2 = 384000 (R + RQ)2 = 384000 + R Q2 = 712,672 R = 712,67 – RQ = 360,67 ≈ 361 (Ω) VD6 Một động điện xoay chiều có điện trở dây là 32 Ω, mắc vào mạch có điện áp hiệu dụng 200 V thì sản công suất 43 W Biết hệ số công suất là 0,9 Tính cường độ dòng điện chạy qua động HD BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 53 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Ta có: I2r + Pđ = UIcosϕ Diễn đàn: http://lophocthem.com 32I2 - 180I + 43 = - vuhoangbg@gmail.com 43 I= A (loại vì công suất hao phí quá lớn, không phù hợp thực tế) I = 0,25 A (nhận) VD7 Một động điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V thì sinh công suất học là 170 W Biết động có hệ số công suất 0,85 và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động là 17 W Bỏ qua các hao phí khác Tính cường độ dòng điện cực đại qua động HD Ta có: Ptp = Pci + Php = 187 W; Ptp = UIcosϕ I= Ptp U cos ϕ = A; I0 = I = A DẠNG 15: MÁY BIẾN ÁP – TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA Nhà máy phát điện I U A' A UB Nơi tiêu thụ điện B KIẾN THỨC CHUNG Máy biến áp: Máy biến áp là thiết bị biến đổi điện áp (xoay chiều) Cấu tạo + Một lỏi biến áp hình khung sắt non có pha silic để tăng độ từ thẩm µ lỏi sắt + Hai cuộn dây có số vòng dây N1, N2 khác có điện trở nhỏ và độ tự cảm lớn quấn trên lỏi biến áp Cuộn nối vào nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn nối các sở tiêu thụ điện gọi là cuộn thứ cấp Nguyên tắc hoạt động BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 54 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Dựa vào tượng cảm ứng điện từ Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn phát điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều chạy cuộn sơ cấp tạo từ trường biến thiên lỏi biến áp Từ thông biến thiên từ trường đó qua cuộn thứ cấp gây suất điện động cảm ứng cuộn thứ cấp Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện máy biến áp Với máy biến áp làm việc điều kiện lí tưởng (hiệu suất gần 100%): U2 I N = 1= U1 I N1 * Công dụng máy biến áp + Dùng để thay đổi điện áp dòng điện xoay chiều + Sử dụng việc truyền tải điện để giảm hao phí trên đường dây truyền tải + Sử dụng các máy hàn điện, nấu chảy kim loại • CÔNG THỨC MÁY BIẾN ÁP ∆Φ ∆t ∆Φ + Suất điện động cuộn thứ cấp: e2 = N ∆t + Suất điện động cuộn sơ cấp: e1 = N1 ⇒ Trong đó e1 coi nguồn thu: e1 = u1 – i1.r1 e2 coi nguồn phát: e2 = u2 + i2.r2 ⇒ Khi r1 ≈ r2 ≈ thì ta có: e1 N1 = e2 N (1) e1 u1 − i1.r1 N1 = = e2 u2 + i2 r2 N (2) e1 E1 U1 N1 = = = =k e2 E2 U N (3) - Nếu k > ⇒ U1 > U2 ⇒ máy hạ áp - Nếu k < ⇒ U1 < U2 ⇒ máy tăng áp + Công suất máy biến thế: - Công suất cuộn sơ cấp: P1 = U1I1cos ϕ1 - Công suất cuộn thứ cấp: P2 = U2I2cos ϕ2 + Hiệu suất máy biến thế: H= Ρ U I 2cosϕ2 = Ρ1 U1 I1cosϕ1 + Nếu bỏ qua hao phí tiêu thụ điện tức cosϕ1 = cosϕ2 và H = thì ta có: U1 I N1 E1 = = = U I1 N E2 2.Truyền tải điện xa + Giả sử điện áp và cường độ dòng điện luôn luôn cùng pha Tức là cosϕ = + Công suất hao phí trên đường dây là: ∆P = I2.R = P2 R U2 đó R là điện trở dây dẫn P là công suất nhà máy phát điện (P = PA); U hiệu suất hai đầu dây (U = U’A) + Độ giảm trên đường dây là: ∆U = U’A – UB = U – UB = I.R + Hiệu suất tải điện: H = PB PA − ∆P P − ∆P = = PA PA P + Công suất hao phí trên đường dây tải: Php = rI2 = r( + Hiệu suất tải điện: H = P − Php P P r ) = P2 U U + Độ giảm điện trên đường dây tải điện: ∆U = Ir + Biện pháp giảm hao phí trên đường dây tải: giảm r, tăng U BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 55 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com l Vì r = ρ nên để giảm ta phải dùng các loại dây có điện trở suất nhỏ bạc, dây siêu dẫn, S với giá thành quá cao, tăng tiết diện S Việc tăng tiết diện S thì tốn kim loại và phải xây cột điện lớn nên các biện pháp này không kinh tế Trong thực tế để giảm hao phí trên đường truyền tải người ta dùng biện pháp chủ yếu là tăng điện áp U: dùng máy biến áp để đưa điện áp nhà máy phát điện lên cao tải trên các đường dây cao áp Gần đến nơi tiêu thụ lại dùng máy biến áp hạ áp để giảm điện áp bước đến giá trị thích hợp Tăng điện áp trên đường dây tải lên n lần thì công suất hao phí giảm n2 lần + Giả sử điện áp và cường độ dòng điện luôn luôn cùng pha Tức là cosϕ = + Công suất hao phí trên đường dây là: ∆P = I2.R = P2 R U2 đó R là điện trở dây dẫn P là công suất nhà máy phát điện (P = PA); U hiệu suất hai đầu dây (U = U’A) + Độ giảm trên đường dây là: ∆U = U’A – UB = U – UB = I.R + Hiệu suất tải điện: H = PB PA − ∆P P − ∆P = = PA PA P VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một máy biến áp có số vòng dây trên cuộn sơ cấp và số vòng dây cuộn thứ cấp là 2000 vòng và 500 vòng Điện áp hiệu dụng và cường độ dụng mạch thứ cấp là 50 V và A Xác định điện áp hiệu dụng và cường độ hiệu dụng mạch sơ cấp HD Ta có: U I1 N = = U1 I N1 U1 = N1 N U2 = 200 V; I1 = I2 = 1,5 A N2 N1 VD2 Cuộn sơ cấp và thứ cấp máy biến áp có số vòng là N1 = 600 vòng, N2 = 120 vòng Điện trở các cuộn dây không đáng kể Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V a) Tính điện áp hai đầu cuộn thứ cấp b) Nối đầu cuộn thứ cấp với bóng đèn có điện trở 100 Ω Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy cuộn sơ cấp Bỏ qua hao phí máy biến áp HD a) Ta có: U2 = b) Ta có: I2 = N2 U = 76 V N1 N U2 = 0,76 A và I1 = I2 = 0,152 A R N1 VD3 Một máy phát điện có công suất 120 kW, điện áp hiệu dụng hai cực máy phát là 1200 V Để truyền đến nơi tiêu thụ, người ta dùng dây tải điện có điện trở tổng cộng Ω a) Tính hiệu suất tải điện và điện áp hai đầu dây nơi tiêu thụ b) Để tăng hiệu suất tải điện, người ta dùng máy biến áp đặt nơi máy phát có tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp và sơ cấp là 10 Bỏ qua hao phí máy biến áp, tính công suất hao phí trên dây và hiệu suất tải điện lúc này BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 56 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com HD a) Ta có: ∆P = RI2 = R ∆U = IR = P2 P − ∆P = 60000 W = 60 kW; H = = 0,5 = 50%; P U P R = 600 V U U1 = U – ∆U = 600 V b) U’ = 10U = 12000V; ∆P’ = RI’2 = R P2 P−∆P' = 600 W; H’ = = 0,995 = 99,5% P U '2 VD4 Điện tải từ trạm tăng áp tới trạm hạ áp đường dây tải điện pha có điện trở R = 30 Ω Biết điện áp hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp máy hạ áp là 2200 V và 220 V, cường độ dòng điện chạy cuộn thứ cấp máy hạ áp là 100 A Bỏ qua tổn hao lượng các máy biến áp Tính điện áp hai cực trạm tăng áp và hiệu suất truyền tải điện Coi hệ số công suất U2I2 HD Ta có: I1 = = 10 A; ∆U = I1R = 300 V; U = U1 + ∆U = 2500 V U1 VD5 Đặt vào đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100 V Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng hai đầu để hở nó là U, tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U Tính điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở tăng thêm 3n vòng dây cuộn thứ cấp HD : N2 − n N2 n U N2 U2 n U = − = Ta có: ; với U2 = 100 V Vì: = = (1) N1 U N1 N N1 U1 N1 U N2 + n N2 n U2 n U2 −U n 2U = + = (1’) Tương tự: = + = N1 N N1 U1 U1 N1 N1 U (2) 2U 3U 2U 200 = U= = V U1 U1 3 N + n N n U 3n U = + Mặt khác: = + = (3) N1 N N U1 N1 U1 Từ (1) và (2) suy ra: Từ (1’) và (3) ta có: 4U − 3U U = U1 U1 U3 = 4U2 – 3U = 200 V VD6 Từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ là hai máy biến áp Máy tăng áp A có hệ số biến đổi KA = , máy hạ áp B có hệ số biến đổi KB = 15 Dây tải điện hai biến áp có điện trở tổng cộng R = 20 10 Ω Bỏ qua hao phí hai biến áp và giả sử đường dây có hệ số công suất là cosϕ = Để đảm bảo nơi tiêu thụ, mạng điện 120 V – 36 kW hoạt động bình thường thì nơi sản xuất điện phải có I1A và U1A bao nhiêu? Tính hiệu suất tải điện HD : Tại B: U2B = 120 V; I2B = I PB = 300 A; U1B = KB.U2B = 1800 V; I1B = B = 20 A U2B KB BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 57 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Tại A: I2A = I1B = 20 A; I1A = Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com I2 A = 400 A; U2A = U1B + I1BR = 2000 V; KA U1A = KAU2A = 100 V Công suất truyền tải: PA = I1AU1A = 40000 W = 40 kW Hiệu suất tải điện: H = PB = 90% PA VD7 Một học sinh quấn máy biến áp với dự định số vòng dây cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn thứ cấp Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu số vòng dây Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp Lúc đầu tỉ số điện áp 0,43 Sau quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số điện áp 0,45 Bỏ qua hao phí máy biến áp Tính số vòng dây mà học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp để máy biến áp đúng dự định N2 N + 24 = 0,43 và = 0,45 N2 = 516; N1 = 1200 N1 N1 N + 24 + ∆N Ta lại có: = 0,5 ∆N = 60 (vòng) N1 HD Ta có: PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 17 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Họ và tên:……………………………Trường:……………………… Câu 1: Cho mạch điện gồm hai phần tử gồm điện trở và tụ điện mắc nối tiếp Dùng vôn kế có điện trở lớn mắc vào hai đầu điện trở thì vôn kế 80V, đặt vôn kế vào hai đầu tụ điện 60V Khi đặt vôn kế vào hai đầu đoạn mạch vôn kế A 140V B 20V C 70V D 100V BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 58 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 2: Cho mạch điện gồm hai phần tử gồm cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp Dùng vôn kế có điện trở lớn mắc vào hai đầu cuộn cảm thì vôn kế 80V, đặt vôn kế vào hai đầu tụ điện 60V Khi đặt vôn kế vào hai đầu đoạn mạch vôn kế A 140V B 20V C 70V D 100V Câu 3: Nhiệt lượng Q dòng điện có biểu thức i = 2cos120 π t(A) toả qua điện trở R = 10 Ω thời gian t = 0,5 phút là A 1000J B 600J C 400J D 200J Câu 4: Chọn câu trả lời đúng Một khung dây dẫn có diện tích S = 50cm2 gồm 250 vòng dây quay với vận tốc 3000 vòng/min từ trường B ⊥ trục quay ∆ và có độ lớn B = 0,02T Từ thông cực đại gửi qua khung là A 0,025Wb B 0,15Wb C 1,5Wb D 15Wb Câu 5: Cường độ dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 4cos2100 π t(A) Cường độ dòng điện này có giá trị trung bình chu kì bao nhiêu ? A 0A B 2A C 2 A D 4A Câu 6: Một dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 2A, tần số 50Hz chạy trên dây dẫn Trong thời gian 1s, số lần cường độ dòng điện có giá trị tuyệt đối 1A là bao nhiêu ? A 50 B 100 C 200 D 400 Câu 7: Cường độ dòng điện tức thời chạy qua đoạn mạch điện xoay chiều là i = 4cos(20 πt - π /2)(A), t đo giây Tại thời điểm t1(s) nào đó dòng điện giảm và có cường độ i1 = -2A Hỏi đến thời điểm t2 = (t1 + 0,025)(s) cường độ dòng điện bao nhiêu ? A A B -2 A C - A D -2A Câu 8: Đặt vào hai đầu tụ điện điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0cos ωt Điện áp và cường độ dòng điện qua tụ các thời điểm t1, t2 tương ứng là: u1 = 60V; i1 = A; u2 = 60 V; i2 = A Biên độ điện áp hai tụ và cường độ dòng điện qua tụ là A 120V; 2A B 120V; A C 120 ; 2A D 120 V; 3A Câu 9: Đặt vào hai đầu tụ điện hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi và tần số 50Hz thì cường độ hiệu dụng qua tụ là 1A Để cường độ hiệu dụng qua tụ là 4A thì tần số dòng điện là B 200Hz C 100Hz D 50Hz A 400Hz Câu 10: Giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều có biểu thức i = cos200 π t(A) là A 2A B A C A D A Câu 11: Giá trị hiệu dụng hiệu điện xoay chiều có biểu thức u = 220 cos100 π t(V) là A 220 V B 220V C 110 10 V D 110 V Câu 12: Một dòng điện xoay chiều qua điện trở R = 25 Ω thời gian phút thì nhiệt lượng toả là Q = 6000J Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều là A 3A B 2A C A D A Câu 13: Dòng điện xoay chiều có tần số f = 60Hz, giây dòng điện đổi chiều A 30 lần B 60 lần C 100 lần D 120 lần Câu 14: Một khung dây quay quanh trục ∆ từ trường B ⊥ trục quay ∆ với vận tốc góc ω = 150 vòng/min Từ thông cực đại gửi qua khung là 10/ π (Wb) Suất điện động hiệu dụng khung là A 25V B 25 V C 50V D 50 V Câu 15: Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều đoạn mạch là i = cos(100 π t + π /6)(A) Ở thời điểm t = 1/300s cường độ mạch đạt giá trị A cực đại B cực tiểu C không D giá trị khác BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 59 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 16: Một tụ điện có điện dung C = 31,8 µ F Hiệu điện hiệu dụng hai đầu tụ có dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz và cường độ dòng điện cực đại 2 A chạy qua nó là A 200 V B 200V C 20V D 20 V Câu 17: Một cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở không đáng kể, mắc vào mạng điện xoay chiều tần số 60Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 12A Nếu mắc cuộn dây trên vào mạng điện xoay chiều có tần số 1000Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là A 0,72A B 200A C 1,4A D 0,005A Câu 18: Một cuộn dây có lõi thép, độ tự cảm L = 318mH và điện trở 100 Ω Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện không đổi có hiệu điện 20V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là A 0,2A B 0,14A C 0,1A D 1,4A Câu 19: Một cuộn dây có lõi thép, độ tự cảm L = 318mH và điện trở 100 Ω Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện xoay chiều 20V, 50Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là A 0,2A B 0,14A C 0,1A D 1,4A Câu 20: Giữa hai tụ điện có hiệu điện xoay chiều 220V – 60Hz Dòng điện qua tụ điện có cường độ 0,5A Để dòng điện qua tụ điện có cường độ 8A thì tần số dòng điện là A 15Hz B 240Hz C 480Hz D 960Hz Câu 21: Một cuộn dây dẫn điện trở không đáng kể cuộn dại và nối vào mạng điện xoay chiều 127V – 50Hz Dòng điện cực đại qua nó 10A Độ tự cảm cuộn dây là A 0,04H B 0,08H C 0,057H D 0,114H Câu 22: Dòng điện xoay chiều có tần số f = 50Hz, chu kì dòng điện đổi chiều A 50 lần B 100 lần C lần D 25 lần Câu 23: Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa trên A tượng tự cảm B tượng cảm ứng điện từ C từ trường quay D tượng quang điện Câu 24: Chọn kết luận đúng Trong mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Nếu tăng tần số hiệu điện xoay chiều đặt vào hai đầu mạch thì A điện trở tăng B dung kháng tăng C cảm kháng giảm D dung kháng giảm và cảm kháng tăng Câu 25: Một cuộn dây có độ tự cảm L = 2/15 π (H) và điện trở R = 12 Ω đặt vào hiệu điện xoay chiều 100V và tần số 60Hz Cường độ dòng điện chạy cuộn dây và nhiệt lượng toả phút là A 3A và 15kJ B 4A và 12kJ C 5A và 18kJ D 6A và 24kJ Câu 26: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10 Ω Biết nhiệt lượng toả 30phút là 9.105(J) Biên độ cường độ dòng điện là A A B 5A C 10A D 20A Câu 27: Đối với dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có tác dụng gì? A cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng nhỏ càng bị cản trở nhiều B cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng bị cản trở nhiều C ngăn cản hoàn toàn dòng điện D không cản trở dòng điện Câu 28: Ở hai đầu điện trở R có đặt hiệu điện xoay chiều UAC và hiệu điện không đổi UDC Để dòng điện xoay chiều có thể qua điện trở và chặn không cho dòng điện không đổi qua nó ta phải A mắc song song với điện trở tụ điện C B mắc nối tiếp với điện trở tụ điện C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 60 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C mắc song song với điện trở cuộn dây cảm L D mắc nối tiếp với điện trở cuộn dây cảm L Câu 29: Một đoạn mạch điện gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm Biết điện áp cực đại hai đầu mạch là 150 V, điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở là 90V Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là: D 120V A 60V B 240V C 80V Câu 30: Tại thời điểm t = 0,5s, cường độ dòng điện xoay chiều qua mạch 4A, đó là A cường độ hiệu dụng B cường độ cực đại C cường độ tức thời D cường độ trung bình Câu 31: Khi mắc tụ điện vào mạng điện xoay chiều, nó có khả gì ? A Cho dòng xoay chiều qua cách dễ dàng B Cản trở dòng điện xoay chiều C Ngăn hoàn toàn dòng điện xoay chiều D Cho dòng điện xoay chiều qua, đồng thời có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều Câu 32: Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L,C mắc nối tiếp thì A độ lệch pha uR và u là π /2 B pha uL nhanh pha i góc π /2 C pha uC nhanh pha i góc π /2 D pha uR nhanh pha i góc π /2 Câu 33: Trong đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp thì A điện áp hai đầu tụ điện luôn cùng pha với điện áp hai đầu cuộn cảm B điện áp hai đầu tụ điện luôn cùng pha với điện áp hai đầu điện trở C điện áp hai đầu tụ điện luôn ngược pha với điện áp hai đầu cuộn cảm D điện áp hai điện trở luôn cùng pha với điện áp hai đầu cuộn cảm Câu 34: Câu nào sau đây đúng nói dòng điện xoay chiều ? A Có thể dùng dòng điện xoay chiều để mà điện, đúc điện B Điện lượng chuyển qua tiết diện dây dẫn chu kì dòng điện C Điện lượng chuyển qua tiết diện dây dẫn khoảng thời gian bất kì D Công suất toả nhiệt tức thời trên đoạn mạch có giá trị cực đại công suất toả nhiệt trung bình nhân với Câu 35: Để tăng điện dung tụ điện phẳng có điện môi là không khí, ta cần A tăng tần số điện áp đặt vào hai tụ điện B tăng khoảng cách hai tụ điện C giảm điện áp hiệu dụng hai tụ điện D đưa điện môi vào lòng tụ điện Câu 36: Điện áp hai tụ điện có biểu thức u = U cos(100πt − π / 3) (V) Xác định thời điểm mà cường độ dòng điện qua tụ lần thứ là A 1/600s B 1/300s C 1/150s D 5/600s Câu 37: Cường độ dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch có tụ điện có cuộn cảm giống chỗ: A Đều biến thiên trễ pha π / so với điện áp hai đầu đoạn mạch B Đều có giá trị hiệu dụng tỉ lệ với điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C Đều có giá trị hiệu dụng tăng tần số dòng điện tăng D Đều có giá trị hiệu dụng giảm tần số dòng điện tăng Câu 38: Một đèn có ghi 110V – 100W mắc nối tiếp với điện trở R vào mạch điện xoay chiều có u = 200 cos(100πt ) (V) Để đèn sáng bình thường , R phải có giá trị A 1210 Ω B 10/11 Ω C 121 Ω D 99 Ω BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 61 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 39: Điện áp u = 200 cos(100πt ) (V) đặt vào hai đầu cuộn cảm thì tạo dòng điện có cường độ hiệu dụng I = 2A Cảm kháng có giá trị là A 100 Ω B 200 Ω C 100 Ω D 200 Ω Câu 40: Trong mạch điện xoay chiều, mức độ cản trở dòng điện tụ điện mạch phụ thuộc vào A điện dung C tụ điện B điện dung C và điện áp hiệu dụng hai tụ C điện dung C và cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ D điện dung C và tần số góc dòng điện Câu 41: Để làm tăng cảm kháng cuộn dây cảm có lõi không khí, ta có thể thực cách: A tăng tần số góc điện áp đặt vào hai đầu cuộn cảm B tăng chu kì điện áp đặt vào hai đầu cuộn cảm C tăng cường độ dòng điện qua cuộn cảm D tăng biên độ điện áp đặt hai đầu cuộn cảm Câu 42: Đối với suất điện động xoay chiều hình sin, đại lượng nào sau đây luôn thay đổi theo thời gian? A Giá trị tức thời B Biên độ C Tần số góc D Pha ban đầu Câu 43: Điện áp hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp sớm pha π / so với cường độ dòng điện Phát biểu nào sau đây đúng với đoạn mạch này ? A Tần số dòng điện đoạn mạch nhỏ giá trị cần để xảy cộng hưởng B Tổng trở mạch hai lần điện trở mạch C Hiệu số cảm kháng và dung kháng điện trở mạch D Điện áp hai đầu điện trở sớm pha π / so với điện áp hai tụ điện Câu 44: Mắc vào đèn neon nguồn điện xoay chiều có biểu thức u = 220 cos(100 π t π / )(V) Đèn sáng điện áp đặt vào đèn thoả mãn u ≥ 110 (V) Tỉ số thời gian đèn sáng và tắt chu kì dòng điện A B C D Câu 45: Một đèn ống mắc vào mạng điện xoay chiều 220V – 50Hz, điện áp mồi đèn là 110 V Biết chu kì dòng điện đèn sáng hai lần và tắt hai lần Khoảng thời gian lần đèn tắt là A s 150 B s 50 C Câu 46: Cho dòng điện xoay chiều i = I0sin s 300 D s 150 2π t (A) chạy qua dây dẫn Điện lượng chuyển T qua tiết diện dây theo chiều nửa chu kì là A I0T π B I0T 2π C I0 πT D I0 2πT “Đừng kiên nhẫn, đó là chìa khoá cuối cùng để mở cửa” 1D 11 C 21 C 2B 12D 22C 3B 13D 23B 4A 14B 24D ĐÁP ÁN ĐỀ 17 5B 6C 15C 16B 25C 26C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 62 7B 17A 27B 8A 18A 28B CHUYÊN ĐỀ : DÒNG 9B 19B 29D 10C 20D 30C ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 31D 41A 18 32B 42 A 33C 43C Diễn đàn: http://lophocthem.com 34B 44A 35D 45C 36B 46A CỘNG HƯỞNG ĐIỆN VIẾT BIỂU THỨC - vuhoangbg@gmail.com 37B 38D A 39A 40D L,r R M C B N Câu 1: Đặt vào hai đầu mạch điện RLC nối tiếp hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì hiệu điện hiệu dụng trên các phần tử R, L và C và 20V Khi tụ bị nối tắt thì điện áp dụng hai đầu điện trở R A 10V B 10 V C 20V D 20 V Câu 2: Một đoạn mạch gồm tụ điện C có dung kháng ZC = 100 Ω và cuộn dây có cảm kháng ZL = 200 Ω mắc nối tiếp Điện áp hai đầu cuộn cảm có biểu thức uL = 100cos(100 π t + π /6)(V) Biểu thức điện áp hai đầu tụ điện có dạng là B uC = 50cos(100 π t - π /6)(V) A uC = 50cos(100 π t - π /3)(V) C uC = 100cos(100 π t - π /2)(V) D uC = 50sin(100 π t - π /6)(V) Câu 3: Đặt vào hai đầu mạch điện RLC nối tiếp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng trên các phần tử R, L, C 30V; 50V; 90V Khi thay tụ C tụ C’ để mạch có cộng hưởng điện thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở A 50V B 70 V C 100V D 100 V Câu 4: Một mạch điện không phân nhánh gồm phần tử: R = 80 Ω , C = 10-4/2 π (F) và cuộn dây không cảm có L = 1/ π (H), điện trở r = 20 Ω Dòng điện xoay chiều mạch có biểu thức i = 2cos(100 π t - π /6)(A) Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch là A u = 200cos(100 π t - π /4)(V) B u = 200 cos(100 π t - π /4)(V) C u = 200 cos(100 π t -5 π /12)(V) D u = 200cos(100 π t -5 π /12)(V) Câu 5: Đoạn mạch gồm điện trở R = 226 Ω , cuộn dây có độ tự cảm L và tụ có điện dung C biến đổi mắc nối tiếp Hai đầu đoạn mạch có điện áp tần số 50Hz Khi C = C1 = 12 µF và C = C2 = 17 µF thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây không đổi Để mạch xảy tượng cộng hưởng điện thì L và C0 có giá trị là A L = 7,2H; C0 = 14 µF B L = 0,72H; C0 = 1,4 µF C L = 0,72mH; C0 = 0,14 µF D L = 0,72H; C0 = 14 µF Câu 6: Một dòng điện xoay chiều có tần số f = 50Hz có cường độ hiệu dụng I = A Lúc t = 0, cường độ tức thời là i = 2,45A Tìm biểu thức dòng điện tức thời A i = cos100 π t(A) B i = sin(100 π t)(A) C i = cos(100 π t) (A) D i = cos(100 π t - π /2) (A) Câu 7: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Biết R = 20 Ω ; L = / π (H); mạch có tụ điện với điện dung C thay đổi, điện áp hai đầu đoạn mạch có tần số 50Hz Để mạch xảy cộng hưởng thì điện dung tụ có giá trị A 100 / π ( µF) B 200 / π ( µF) C 10 / π ( µF) D 400 / π ( µF) Câu 8: Cho mạch điện RLC nối tiếp Trong đó R = 10 Ω , L = 0,1/ π (H), C = 500/ π ( µ F) Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch không đổi u = U sin(100 π t)(V) Để u và i cùng pha, người ta ghép thêm với C tụ điện có điện dung C0, giá trị C0 và cách ghép C với C0 là A song song, C0 = C B nối tiếp, C0 = C C song song, C0 = C/2 D nối tiếp, C0 = C/2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 63 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 9: Điện áp xoay chiều u = 120cos200 π t (V) hai đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 1/2 π H Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn dây là A i = 2,4cos(200 π t - π /2)(A) B i = 1,2cos(200 π t - π /2)(A) C i = 4,8cos(200 π t + π /3)(A) D i = 1,2cos(200 π t + π /2)(A) Câu 10: Một cuộn dây cảm có L = 2/ π H, mắc nối tiếp với tụ điện C = 31,8 µ F Điện áp hai đầu cuộn dây có dạng uL = 100cos(100 π t + π /6) (V) Biểu thức cường độ dòng điện có dạng A i = 0,5cos(100 π t - π /3)(A) B i = 0,5cos(100 π t + π /3)(A) D i = cos(100 π t - π /3)(A) C i = cos(100 π t + π /3)(A) Câu 11: Một mạch điện gồm R = 10 Ω , cuộn dây cảm có L = 0,1/ π H và tụ điện có điện dung C = 10-3/2 π F mắc nối tiếp Dòng điện xoay chiều mạch có biểu thức: i = cos(100 π t)(A) Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức là A u = 20cos(100 π t - π /4)(V) B u = 20cos(100 π t + π /4)(V) C u = 20cos(100 π t)(V) D u = 20 cos(100 π t – 0,4)(V) Câu 12: Điện áp xoay chiều u = 120cos100 π t (V) hai đầu tụ điện có điện dung C = 100/ π ( µ F) Biểu thức cường độ dòng điện qua tụ điện là A i = 2,4cos(100 π t - π /2)(A) B i = 1,2cos(100 π t - π /2)(A) D i = 1,2cos(100 π t + π /2)(A) C i = 4,8cos(100 π t + π /3)(A) Câu 13: Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch có tụ điện có điện dung C = 15,9 µ F là u = 100cos(100 π t - π /2)(V) Cường độ dòng điện qua mạch là A i = 0,5cos100 π t(A) B i = 0,5cos(100 π t + π ) (A) C i = 0,5 cos100 π t(A) D i = 0,5 cos(100 π t + π ) (A) Câu 14: Chọn câu trả lời không đúng Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với cos ϕ = và B P = UI C Z/R = D U ≠ UR A 1/L ω = C ω Câu 15: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0cos ω t Điều kiện để có cộng hưởng điện mạch là A LC = R ω2 B LC ω2 = R C LC ω2 = D LC = ω2 Câu 16: Một mạch điện có phần tử R, L, C mắc nối tiếp Mạch có cộng hưởng điện Điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R hiệu điện hiệu dụng hai đầu phần tử nào? A Điện trở R B Tụ điện C C Cuộn cảm L D Toàn mạch Câu 17: Mạch xoay chiều RLC nối tiếp Trường hợp nào sau đây có cộng hưởng điện: A Thay đổi f để UCmax B Thay đổi L để ULmax C Thay đổi C để URmax D Thay đổi R để UCmax Câu 18: Một dòng điện xoay chiều qua Ampe kế xoay chiều có số 4,6A Biết tần số dòng điện f = 60Hz và gốc thời gian t = chọn cho dòng điện có giá trị lớn Biểu thức dòng điện có dạng là A i = 4,6cos(100 π t + π /2)(A) B i = 6,5cos100 π t(A) C i = 6,5cos(120 π t )(A) D i = 6,5cos(120 π t + π )(A) Câu 19: Mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp với R = 10 Ω , cảm kháng ZL = 10 Ω ; dung kháng ZC = Ω ứng với tần số f Khi f thay đổi đến giá trị f’ thì mạch có cộng hưởng điện Ta có A f’ = f B f’ = 4f C f’ < f D f’= 2f Câu 20: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp: cuộn dây cảm có L = 0,318H và tụ C biến đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần số f = 50Hz Điện dung tụ phải có giá trị nào sau để mạch xảy tượng cộng hưởng điện ? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 64 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 3,18 µ F B 3,18nF C 38,1 µ F D 31,8 µ F Câu 21: Trong mạch điện RLC nối tiếp Biết C = 10/ π ( µ F) Điện áp hai đầu đoạn mạch không đổi, có tần số f = 50Hz Độ tự cảm L cuộn dây bao nhiêu thì cường độ hiệu dụng dòng điện đạt cực đại.(Cho R = const) A 10/ π (H) B 5/ π (H) C.1/ π (H) D 50H Câu 22: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Cuộn dây cảm kháng Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch A và B là U = 200V, UL = 8UR/3 = 2UC Điện áp hai đầu điện trở R là A 100V B 120V C 150V D 180V Câu 23: Mạch RLC mắc nối tiếp có cộng hưởng điện B thay đổi tần số f để Pmax A thay đổi tần số f để Imax C thay đổi tần số f để URmax D trường hợp trên đúng Câu 24: Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp Gọi U là điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch; UR; UL và UC là điện áp hiệu dụng hai đầu R, L và C Điều nào sau đây không thể xảy ra: A UR > U B U = UR = UL = UC C UL > U D UR > UC Câu 25: Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp Điện áp hiệu dụng mạch điện điện áp hai đầu điện trở R B hiệu điện cùng pha dòng điện A LC ω = C hiệu điện UL = UC = D trường hợp trên đúng Câu 26: Điện áp hai đầu đoạn mạch điện là u = 310cos(100 π t - π / )(V) Tại thời điểm nào gần sau đó, điện áp tức thời đạt giá trị 155V ? A 1/60s B 1/150s C 1/600s D 1/100s Câu 27: Trong đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn cảm còn có thêm điện trở hoạt động R0 và mạch có tượng cộng hưởng thì A tổng trở đoạn mạch đạt giá trị cực tiểu và (R – R0) B điện áp tức thời hai tụ điện và hai đầu cuộn dây có biên độ không ngược pha C dòng điện tức thời mạch cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch D cường độ dòng điện hiệu dụng mạch đạt giá trị cực tiểu Câu 28: Đặt điện áp xoay chiều u = 160 cos 100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm các cuộn dây L1 = 0,1 / π (H) nối tiếp L2 = 0,3 / π (H) và điện trở R = 40 Ω Biểu thức cường độ dòng điện mạch là A i = cos(120πt − π / 4) (A) B i = cos(100πt − π / 4) (A) C i = cos(100πt + π / 4) (A) D i = cos(100πt − π / 4) (A) Câu 29: Đoạn mạch RL có R = 100 Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm L có độ lệch pha u và i là π /6 Cách làm nào sau đây để u và i cùng pha? A Nối tiếp với mạch tụ điện có ZC =100/ Ω B Nối tiếp với mạch tụ có ZC = 100 Ω C Tăng tần số nguồn điện xoay chiều D Không có cách nào Câu 30: Biểu thức điện xoay chiều hai đầu đoạn mạch là u = 200cos( ω t - π / )(V) Tại thời điểm t1 nào đó, điện áp u = 100(V) và giảm Hỏi đến thời điểm t2, sau t1 đúng 1/4 chu kì, điện áp u A 100 V B -100 V C 100 V D -100 V BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 65 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 31: Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = U0cos(100 π t)(V) Những thời điểm t nào sau đây điện áp tức thời u ≠ U0/ ? A 1/400s B 7/400s C 9/400s D 11/400s Câu 32: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = U cos ωt Đại lượng nào sau đây biến đổi không thể làm cho mạch xảy cộng hưởng ? A Điện dung tụ C B Độ tự cảm L C Điện trở R D Tần số dòng điện xoay chiều Câu 33: Cho mạch RLC mắc nối tiếp, mạch xảy tượng cộng hưởng điện ta thay đổi tần số dòng điện thì A I tăng B UR tăng C Z tăng D UL = UC Câu 34: Đặt điện áp xoay chiều có biên độ U0 và tần số góc ω vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và tụ điện C mắc nối tiếp Thông tin nào sau đây là đúng ? A Cường độ dòng điện mạch trễ pha điện áp hai đầu đoạn mạch B Độ lệch pha cường độ dòng điện và điện áp xác định biểu thức tan ϕ = C Biên độ dòng điện là I = ωCU ωCR + 1 ωRC D Nếu R = 1/( ωC ) thì cường độ dòng điện hiệu dụng là I = U0/2R Câu 35: mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có cộng hưởng điện thì kết nào sau đây là không đúng? A Tổng trở mạch đạt giá trị cực tiểu B Cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị cực đại và luôn có pha ban đầu không C Các điện áp tức thời hai tụ và hai đầu cuộn cảm có biên độ ngược pha D Dòng điện cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch Câu 36: Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc ω vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện C và cuộn cảm L mắc nối tiếp Nếu ωL > (ωC) −1 thì cường độ dòng điện mạch A sớm pha điện áp góc π / B trễ pha điện áp góc π / C lệch pha với điện áp góc π / D sớm trễ pha với điện áp góc π / Câu 37: Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc ω vào hai đầu đoạn mạch thì dòng điện mạch trễ pha điện áp hai đầu đoạn mạch Kết luận nào sau đây là sai nói các phần tử mạch điện ? A Mạch gồm điện trở nối tiếp với tụ điện B Mạch gồm R,L,C nối tiếp đó ωL > (ωC) −1 C Mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn dây có điện trở hoạt động D Mạch gồm cuộn dây có điện trở hoạt động Câu 38: Cho mạch RLC mắc nối tiếp: R = 180 Ω ; cuộn dây: r = 20 Ω , L = / π H; C = 100 / πµF Biết dòng điện mạch có biểu thức i = cos 100πt (A) Biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch là A u = 224 cos(10πt + 0,463)(V) B u = 224 cos(100πt + 0,463)(V) C u = 224 cos(100πt + 0,463)(V) D u = 224 sin(100πt + 0,463)(V ) Câu 39: Đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là U = 123V, UR = 27V; UL = 1881V Biết mạch có tính dung kháng Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện là A 2010V B 1980V C 2001V D 1761V BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 66 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 40: Cho mạch điện R, L, C mắc nối tiếp Biết cuộn dây cảm có L = (H), C = π 50 ( µF ), R = 100 (Ω) , T = 0,02s Mắc thêm với L cuộn cảm có độ tự cảm L0 để điện π áp hai đầu đoạn mạch vuông pha với uC Cho biết cách ghép và tính L0 ? A song song, L0 = L B nối tiếp, L0 = L D nối tiếp, L0 2L C song song, L0 = 2L Câu 41: Cho mạch R, L, C mắc nối tiếp Với các giá trị đã cho thì uL sớm pha điện áp hai đầu đoạn mạch góc π /2 Nếu ta tăng điện trở R thì A cường độ dòng điện hiệu dụng tăng B công suất tiêu thụ mạch tăng D hệ số công suất không đổi C hệ số công suất tăng Câu 42: Cho mạch R, L, C mắc nối tiếp Với các giá trị đã cho thì ULC = Nếu ta giảm điện trở R thì A cường độ dòng điện hiệu dụng giảm B công suất tiêu thụ mạch không đổi C hệ số công suất giảm D điện áp UR không đổi Câu 2011: Đặt điện áp u = U cos 2π ft (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C Khi tần số là f1 thì cảm kháng và dung kháng đoạn mạch có giá trị là 6Ω và Ω Khi tần số là f2 thì hệ số công suất đoạn mạch Hệ thức liên hệ f1 và f2 là A f2 = f1 B f2 = f1 C f2 = f1 D f2 = f1 “Ba thứ không trở lại: là tên đã bay, lời đã nói và ngày đã qua ” 1B 11 A 21 A 31 D 41 D 19 2B 12 D 22 B 32 C 42 D 3A 13 A 23 D 33 C 43 A C 14 D 24 A 34 D ĐÁP ÁN ĐỀ 18 D C 15 C 16 D 25 D 26 C 35 B 36 B A 17 C 27 C 37 A A 18 C 28 D 38 B B 19 C 29 A 39 C 10 A 20 D 30 B 40 B CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Họ và tên học sinh :……………………….Trường:THPT……………………………… Câu 1: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, có R là biến trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = 120 cos120 π t(V) Biết ứng với hai giá trị biến trở : R1 = 18 Ω và R2 = 32 Ω thì công suất tiêu thụ P trên đoạn mạch Công suất P đoạn mạch A 144W B 288W C 576W D 282W Câu 2: Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch RLC là U = 100V Khi cường độ hiệu dụng dòng điện mạch là I = 1A thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch là P = 50W Giữ cố định U, R còn các thông số khác mạch thay đổi Công suất tiêu thụ cực đại trên đoạn mạch A 200W B 100W C 100 W D 400W BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 67 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 3: Đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm điện trở R > 50 Ω , cuộn cảm kháng ZL = 30 Ω và dung kháng ZC = 70 Ω , đặt hiệu điện hiệu dụng U = 200V, tần số f Biết công suất mạch P = 400W, điện trở R có giá trị là A 60 Ω B 80 Ω C 100 Ω D 120 Ω Câu 4: Một đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn dây và tụ điện Hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch, hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện Hệ số công suất cos ϕ mạch A 0,5 B /2 C /2 D 1/4 Câu 5: Một nguồn xoay chiều có giá trị cực đại hiệu điện là 340V Khi nối điện trở với nguồn điện này, công suất toả nhiệt là 1kW Nếu nối điện trở đó với nguồn điện không đổi 340V thì công suất toả nhiệt trên điện trở là A 1000W B 1400W C 2000W D 200W Câu 6: Cho đoạn mạch hình vẽ Cuộn dây cảm: UAN = 200V; UNB = 250V; uAB = 150 cos100 πt (V) Hệ số công suất đoạn mạch là C L R (HV.1) A A 0,6 B 0,707 B M N C 0,8 D 0,866 Câu 7: Cho đoạn mạch mạch RC nối tiếp, R là biến trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 100 V không đổi Thay đổi R Khi cường độ hiệu dụng dòng điện đạt 1A thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt cực đại Điện trở biến trở lúc đó A 100 Ω B 200 Ω C 100 Ω D 100/ Ω Câu 8: Cho mạch điện RLC nối tiếp L = 1/ π (H), C = 10-4/ 2π (F) Biểu thức u = 120 cos100 π t(V) Công suất tiêu thụ mạch điện là P = 36 W, cuộn dây cảm Điện trở R mạch là B 100 Ω C 100/ Ω D A C A 100 Ω Câu 9: Điện áp hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều u = 100 cos(100 πt - π /6)(V) và cường độ dòng điện mạch i = sin(100 π t)(A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch là A 200W B 400W C 600W D 800W Câu 10: Cho mạch điện RLC nối tiếp Cuộn dây không cảm có L = 1,4/ π (H) và r = 30 Ω ; tụ có C = 31,8 µ F R là biến trở Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức: u = 100 cos(100 π t)(V) Giá trị nào R để công suất trên biến trở R là cực đại ? Giá trị cực đại đó bao nhiêu ? Chọn kết đúng : A R = 50 Ω ; PRmax = 62,5W B R = 25 Ω ; PRmax = 65,2W C R = 75 Ω ; PRmax = 45,5W D R = 50 Ω ; PRmax = 625W Câu 11: Cho mạch điện RLC nối tiếp Cuộn dây không cảm có L = 1,4/ π (H) và r = 30 Ω ; tụ có C = 31,8 µ F R là biến trở Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức: u = 100 cos(100 π t)(V) Giá trị nào R để công suất trên cuộn dây là cực đại? Giá trị cực đại đó bao nhiêu? Chọn kết đúng : A R = Ω ; Pcdmax = 120W B R = Ω ; Pcdmax = 120W C R = Ω ; Pcdmax = 100W D R = Ω ; Pcdmax = 100W Câu 12: Cho mạch RLC nối tiếp, cuộn dây không cảm Biết R = 80 Ω ; r = 20 Ω ; L = 2/ π (H) Tụ C có điện dung biến đổi Điện áp hai đầu đoạn mạch uAB = 120 cos(100 π t)(V) Điện dung C nhận giá trị nào thì công suất trên mạch cực đại? Tính công suất cực đại đó Chọn kết đúng : A C = 100/ π ( µ F); 120W B C = 100/2 π ( µ F); 144W BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 68 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C C = 100/4 π ( µ F);100W D C = 300/2 π ( µ F); 164W Câu 13: Một điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu điện trở Giữ nguyên giá trị hiệu dụng, thay đổi tần số hiệu điện Công suất toả nhiệt trên điện trở A tỉ lệ thuận với bình phương tần số B tỉ lệ thuận với tần số C tỉ lệ ngịch với tần số D không phụ thuộc vào tần số Câu 14: Cho mạch RLC nối tiếp Trong đó R = 100 Ω ; C = 0,318.10-4F Điện áp hai đầu mạch điện là uAB = 200cos100 π t(V) Cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi Tìm L để Pmax Tính Pmax ? Chọn kết đúng: A L = 1/ π (H); Pmax = 200W B L = 1/2 π (H); Pmax = 240W C L = 2/ π (H); Pmax = 150W D L = 1/ π (H); Pmax = 100W Câu 15: Một dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 5cos100 π t(A) chạy qua điện trở 10 Ω Công suất toả nhiệt trên điện trở đó là A 125W B 160W C 250W D 500W Câu 16: Cho mạch điện RLC nối tiếp Cho R = 100 Ω ; C = 100/ π ( µ F); cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 200cos100 π t(V) Để công suất tiêu thụ mạch là 100W thì độ tự cảm A L = 1/ π (H) B L = 1/2 π (H) C L = 2/ π (H) D L = 4/ π (H) Câu 17: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Cuộn dây gồm r = 20 Ω và L = 2/ π (H); R = 80 Ω ; tụ có C biến đổi Điện áp hai đầu đoạn mạch là u = 120 cos100 π t(V) Điều chỉnh C để Pmax Công suất cực đại có giá trị A 120W B 144W C 164W D 100W Câu 18: Cho mạch điện RLC nối tiếp Cuộn dây không cảm có L = 1,4/ π (H) và r = 30 Ω ; tụ có C = 31,8 µ F R là biến trở Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức: u = 100 cos(100 π t)(V) Công suất mạch cực đại điện trở có giá trị A 15,5 Ω B 12 Ω C 10 Ω D 40 Ω Câu 19: Kí hiệu U là điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứa tụ điện và C là điện dung tụ điện thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đó là: A CU2/2 B CU2/4 C CU2 D Câu 20: Chọn câu trả lời sai Ý nghĩa hệ số công suất cos ϕ là A hệ số công suất càng lớn thì công suất tiêu thụ mạch càng lớn B hệ số công suất càng lớn thì công suất hao phí mạch càng lớn C để tăng hiệu sử dụng điện năng, ta phải tìm cách nâng cao hệ số công suất D công suất các thiết bị điện thường phải ≥ 0,85 Câu 21: Trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp Cho L, C không đổi Thay đổi R R = R0 thì Pmax Khi đó A R0 = (ZL – ZC)2 B R0 = Z L − Z C C R0 = ZL – ZC D R0 = ZC – ZL Câu 22: Một bàn là điện coi là đoạn mạch có điện trở R mắc vào mạng điện xoay chiều 110V – 50Hz Khi mắc nó vào mạng điện xoay chiều 110V – 60Hz thì công suất toả nhiệt bàn là A có thể tăng lên giảm xuống B tăng lên C giảm xuống D không đổi Câu 23: Một dòng điện xoay chiều hình sin có giá trị cực đại I0 chạy qua điện trở R Công suất toả nhiệt trên điện trở đó là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 69 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 A I R B Diễn đàn: http://lophocthem.com I R C I 02 R - vuhoangbg@gmail.com D I 02 R Câu 24: Chọn kết câu trả lời sai Công suất tiêu thụ mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp là A P = UIcos ϕ B P = I2R C công suất tức thời D công suất trung bình chu kì Câu 25: Một nguồn điện xoay chiều nối với điện trở Khi giá trị cực đại điện áp là U0 và tần số là f thì công suất toả nhiệt trên điện trở là P Tăng tần số nguồn lên 2f, giá trị cực đại giữ là U0 Công suất toả nhiệt trên R là A P B P C 2P D 4P Câu 26: Cho mạch RLC nối tiếp, cuộn dây cảm, R là biến trở Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch U không đổi Khi điện trở biến trở R1 và R2 người ta thấy công suất tiêu thụ đoạn mạch hai trường hợp Công suất cực đại điện trở biến trở thay đổi A U2 R1 + R B U2 R 1R C 2U R1 + R D U (R + R ) 4R R Câu 27: Trong các dụng cụ tiêu thụ điện quạt, tủ lạnh, động cơ, người ta phải nâng cao hệ số công suất nhằm A tăng công suất toả nhiệt B giảm công suất tiêu thụ C tăng cường độ dòng điện D giảm cường độ dòng điện Câu 28: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm kháng có điện trở R thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định Điều chỉnh R để công suất mạch cực đại, đó hệ số công suất mạch cos ϕ có giá trị A B / C / D 0,5 Câu 29: Trong mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có ZL = ZC thì hệ số công suất A B phụ thuộc R C D phụ thuộc tỉ số ZL/ZC Câu 30: Chọn câu đúng Cho mạch điện xoay chiểu RLC mắc nối tiếp, i = I0cos ω t là cường độ dòng điện qua mạch và u = U0 cos( ωt + ϕ ) là điện áp hai đầu đoạn mạch Công suất tiêu thụ đoạn mạch tính theo biểu thức là A P = UI B P = I2Z C P = R I 20 D P = U0I0 cos ϕ Câu 31: Cho mạch điện RC nối tiếp R biến đổi từ đến 600 Ω Điện áp hai đầu đoạn mạch là u = U cos ωt (V) Điều chỉnh R = 400 Ω thì công suất toả nhiệt trên biến trở cực đại và 100W Khi công suất toả nhiệt trên biến trở là 80W thì biến trở có giá trị là A 200 Ω B 300 Ω C 400 Ω D 500 Ω Câu 32: Đặt điện áp xoay chiều u = 220 cos(100 π t)(V) vào hai đầu đoạn mạch R,L,C không phân nhánh có điện trở R = 110 Ω Khi hệ số công suất đoạn mạch lớn thì công suất tiêu thụ đoạn mạch là A 115W B 172,7W C 440W D 460W Câu 33: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp điện áp u = 127 cos(100 π t + π /3) (V) Biết điện trở R = 50 Ω , ϕ i = Công suất dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch nhận giá trị A 80,64W B 20,16W C 40,38W D 10,08W Câu 34: Đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm điện trở R < 50 Ω , cuộn cảm kháng ZL = 30 Ω và dung kháng ZC = 70 Ω , đặt điện áp hiệu dụng U = 200V, tần số f Biết công suất mạch P = 400W, điện trở R có giá trị là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 70 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 20 Ω B 80 Ω C 100 Ω D 120 Ω Câu 35: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Biết UAM = 5V; UMB = 25V; UAB = 20 V Hệ số công suất mạch có giá trị là R M L,r A /2 B /2 B (HV.2) A C D Câu 36: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, R biến đổi Biết L = 1/ π H; C = 10-3/4 π F Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều uAB = 75 cos100 π t(V) Công suất trên toàn mạch là P = 45W Điện trở R có giá trị A 45 Ω B 60 Ω C 80 Ω D 45 Ω 80 Ω Câu 37: Cho đoạn mạch RC: R = 15 Ω Khi cho dòng điện xoay chiều i = I0cos100 πt (A) qua mạch thì điện áp hiệu dụng hai đầu mạch AB là UAB = 50V; UC = 4UR/3 Công suất mạch là A 60W B 80W C 100W D 120W Câu 38: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RC mắc nối tiếp R là biến trở, tụ có điện dung C = 100/ π ( µ F) Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều ổn định u, tần số f = 50Hz Thay đổi R ta thấy ứng với hai giá trị R = R1 và R = R2 thì công suất mạch Khi đó R1.R2 là A 104 B 103 C 102 D 10 Câu 39: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cho R = 50 Ω Đặc vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 100 cos ωt (V) , biết điện áp hai tụ và điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha góc là π /6 Công suất tiêu thụ mạch điện là A 100W B 100 W C 50W D 50 W Câu 40: Một đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp, đó điện trở R thay đổi Điện áp hai đầu đoạn mạch là u = U0cos ωt Khi điện trở R có giá trị R0 4R0 thì đoạn mạch có cùng công suất Muốn công suất đoạn mạch cực đại thì điện trở R phải có giá trị A 2R0 B 2,5R0 C 3R0 D 5R0 Câu 41: Một mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở R = 15 Ω mắc nối tiếp với cuộn dây có điện trở r và độ tự cảm L Biết điện áp hiệu dụng hai đầu R là 30V, hai đầu cuộn dây là 40V và hai đầu A, B là 50V Công suất tiêu thụ mạch là B 60W C 160W D A 140W 40W Câu 42: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp Biết cảm kháng cuộn cảm lần dung kháng tụ điện Tại thời điểm t, điện áp tức thời hai đầu điện trở và điện áp tức thời hai đầu tụ điện có giá trị tương ứng là 60 V và 20 V Khi đó điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch là A 20 13 V B 10 13 V C 140 V D 20 V “ Sự thành công trên đời tay người dạy sớm ” 1B 11 B 21 B 31A 41B 2A 12B 22D 32C 42D 3B 13D 23A 33A 4B 14A 24C 34A ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 19 5C 6C 15A 16C 25A 26B 35A 36D BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 71 7A 17B 27C 37A 8D 18C 28B 38A CHUYÊN ĐỀ : DÒNG 9A 19D 29C 39C 10A 20B 30D 40A ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com BÀI TOÁN CỰC TRỊ - MẠCH CÓ R, L, C HOẶC 20 f BIẾN ĐỔI Họ và tên:…………………….Trường: …………………………………… Câu 1: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp Cho R = 100 Ω ; C = 100/ π ( µ F) Cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện uAB = 200sin100 π t(V) Để UL đạt giá trị cực đại thì độ tự cảm L có giá trị A 1/ π (H) B 1/2 π (H) C 2/ π (H) D 3/ π (H) Câu 2: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, điện áp hai đầu đoạn mạch có dạng u = 80 cos100πt (V ) Điều chỉnh điện dung C để điện áp hiệu dụng trên tụ điện đạt giá trị cực đại là 100V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch RL A 100V B 200V C 60V D 120V Câu 3: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, biết R = 100 Ω ; điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch có dạng u = U cos 100πt (V) , mạch có L biến đổi Khi L = / π (H) thì ULC = U/2 và mạch có tính dung kháng Để ULC = thì độ tự cảm có giá trị A (H) π B (H) 2π C (H) 3π D (H) π A R L,r C B Câu 4: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, M biết R = 30 Ω , r = 10 Ω , L = 0,5 / π (H), tụ có điện dung C biến đổi Đặt hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có dạng u = 100 cos 100πt ( V ) Điều chỉnh C để điện áp UMB đạt giá trị cực tiểu đó dung kháng ZC A 50 Ω B 30 Ω C 40 Ω D 100 Ω L C R Câu 5: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Điện áp xoay A B chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng u = 160 cos 100πt (V ) M Điều chỉnh L đến điện áp (UAM) đạt cực đại thì UMB = 120V Điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm cực đại A 300V B 200V C 106V D 100V Câu 6: Một đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R = 1000 Ω , tụ điện với điện dung C = µ F và cuộn dây cảm với độ tự cảm L = 2H Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch giữ không đổi, thay đổi tần số góc dòng điện Với tần số góc bao nhiêu thì điện áp hiệu dụng trên cuộn dây cực đại ? A 103rad/s B π 103rad/s C 103/ rad/s D 103 rad/s Câu 7: Đoạn mạch RLC mắc vào mạng điện có tần số f1 thì cảm kháng là 36 Ω và dung kháng là 144 Ω Nếu mạng điện có tần số f2 = 120Hz thì cường độ dòng điện cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch Giá trị tần số f1 là A 50(Hz) B 60(Hz) C 85(Hz) D 100(Hz) Câu 8: Hiệu điện đầu AB: u = 120sin ωt (V) R = 100 Ω ; cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi và r = 20 Ω ; tụ C có dung kháng 50 Ω Điều chỉnh L để ULmax, giá trị ULmax là A 65V B 80V C 92V D.130V Câu 9: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp Biết L = 1/ π H; R = 100 Ω ; tần số dòng điện f = 50Hz Điều chỉnh C để UCmax Điện dung C có giá trị A 10-4/ π (F) B 10-4/2 π (F) C 10-4/4 π (F) D 2.10-4/ π (F) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 72 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 10: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp R = 50 Ω ; cuộn dây cảm có ZL = 50 Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u = 100 sin ω t(V) Hiệu điện hai đầu tụ điện cực đại dung kháng ZC A 50 Ω B 70,7 Ω C 100 Ω D 200 Ω Câu 11: Cho mạch RLC nối tiếp, cuộn dây không cảm Biết R = 80 Ω ; r = 20 Ω ; L = 2/ π (H) Tụ C có điện dung biến đổi Hiệu điện hai đầu đoạn mạch uAB = 120 sin(100 π t)(V) Để dòng điện i chậm pha so với uAB góc π /4 thì điện dung C nhận giá trị A 100/ π ( µ F) B 100/4 π ( µ F) C 200/ π ( µ F) D 300/2 π ( µ F) Câu 12: Cho mạch RLC nối tiếp R = 100 Ω ; cuộn dây cảm L = 1/2 π (H), tụ C biến đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u = 120 sin(100 π t)(V) Để UC = 120V thì C A 100/3 π ( µ F) B 100/2,5 π ( µ F) C 200/ π ( µ F) D 80/ π ( µ F) Câu 13: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức dạng u = 200 cos 100πt (V) ; điện trở R = 100 Ω ; C = 31,8 µF Cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi (L > 0) Mạch tiêu thụ công suất 100W cuộn cảm có độ tự cảm L (H) π (H) 2π (H) π Câu 14: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, biết L = / 25π(H) , R = Ω , điện áp hai A B C (H ) π D đầu đoạn mạch có dạng u = U cos100πt (V) Điều chỉnh điện dung C để điện áp hiệu dụng trên tụ điện đạt giá trị cực đại là 200V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch A 100V B 200V C 120V D 220V Câu 15: Cho mạch RLC mắc nối tiếp, biết R = 100 Ω ; C = 50 / π(µF) ; độ tự cảm L thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định u = 200 cos 100 πt (V ) Để hệ số công suất cos ϕ = thì độ tự cảm L (H) D (H) 3π π Câu 16: Cho mạch RLC mắc nối tiếp, biết R = 100 Ω ; C = 50 / π(µF) ; độ tự cảm L thay đổi A (H) π B (H) 2π C Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định u = 200 cos 100 πt (V ) Để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm cực đại thì cảm kháng A 200 Ω B 300 Ω C 350 Ω D 100 Ω Câu 17: Cho mạch RLC mắc nối tiếp, biết R = 100 Ω ; C = 50 / π(µF) ; độ tự cảm L thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định u = 200 cos 100 πt (V ) Điều chỉnh L để Z = 100 Ω đó điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở A 100V B 200V C 100 V D 150V Câu 18: Mạch RLC nối tiếp có R = 100 Ω , L = / π (H) Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức là u = U0cos(2 π ft), có tần số biến đổi Khi f = 50Hz thì cường độ dòng điện trễ pha so với điện áp hai đầu mạch điện góc π /3 Để u và i cùng pha thì f có giá trị là A 100Hz B 50 Hz C 25 Hz D 40Hz Câu 19: Cho mạch RLC mắc nối tiếp R = 50 Ω ; cuộn dây cảm L = 318mH; tụ có C = 31,8 µ F Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = U cos ω t Biết ω > 100 π (rad/s), tần số ω để công suất trên đoạn mạch nửa công suất cực đại là A 125 π (rad/s) B 128 π (rad/s) C 178 π (rad/s) D 200 π (rad/s) Câu 20: Một đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, gồm điện trở R = 80 Ω , cuộn dây có r = 20 Ω , độ tự cảm L = 318mH và tụ điện có điện dung C = 15,9 µF Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức u = U cos ω t, tần số dòng điện thay đổi BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 73 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại 302,4V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch A 100V B 200V C 220V D 110V Câu 21: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, có ZL = 100 Ω , ZC = 200 Ω , R là biến trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = 100 cos 100πt (V) Điều chỉnh R để UCmax đó A R = và UCmax = 200V B R = 100 Ω và UCmax = 200V C R = và UCmax = 100V D R = 100 Ω và UCmax = 100V Câu 22: Một đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R = 1000 Ω , tụ điện với điện dung C = 10-6F và cuộn dây cảm với độ tự cảm L = 2H Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch giữ không đổi Thay đổi tần số góc dòng điện Với tần số góc bao nhiêu thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện cực đại? B π 103rad/s C 103/ rad/s D 0,5.103 rad/s A 103rad/s Câu 23: Cho mạch RLC nối tiếp Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có tần số thay đổi Khi tần số dòng điện xoay chiều là f1 = 25Hz f2 = 100Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng mạch có giá trị Cường độ dòng điện hiệu dụng có giá trị cực đại tần số dòng điện xoay chiều là C f0 = 150Hz D f0 = 50Hz A f0 = 100Hz B f0 = 75Hz Câu 24: Cho mạch RLC mắc nối tiếp : R = 50 Ω ; cuộn dây cảm L = 0,8H; tụ có C = 10 µ F; điện áp hai đầu mạch là u = U cos ω t( ω thay đổi được) Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây lớn tần số góc ω A 254,4(rad/s) B 314(rad/s) C 356,3(rad/s) D 400(rad/s) Câu 25: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, có R = 100 Ω , L = 1/ π H, C = 100/ π µ F Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = 100 cos( ω t), có tần số f biến đổi Điều chỉnh tần số để điện áp trên cuộn cảm cực đại, điện áp cực đại trên cuộn cảm có giá trị là B 100 V C 100 V D 200V A 100V Câu 26: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp gồm R = 50 Ω , cuộn dây cảm có độ tự cảm L = π / 10 (H) và tụ điện có điện dung C = 100 / π(µF) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức u = U cos ω t, tần số dòng điện thay đổi Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại tần số dòng điện xoay chiều D 53,8Hz A 58,3Hz B 85Hz C 50Hz Câu 27: Một đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, gồm điện trở R = 80 Ω , cuộn dây có r = 20 Ω , độ tự cảm L = 318mH và tụ điện có điện dung C = 15,9 µF Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức u = U cos ω t, tần số dòng điện thay đổi Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại tần số dòng điện xoay chiều A 50Hz B 60Hz C 61,2Hz D 26,1Hz Câu 28: Cho mạch RLC mắc nối tiếp, biết R = 100 Ω ; C = 50 / π(µF) ; độ tự cảm L thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định u = 200 cos 100 πt (V ) Điều chỉnh L để Z = 100 Ω , UC = 100V đó điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm A 200V B 100V C 150V D 50V Câu 29: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có R = 210 Ω Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có dang là u = U cos ω t, tần số góc biến đổi Khi ω = ω1 = 40π(rad / s) và ω = ω2 = 250π(rad / s) thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch điện có giá trị Để cường độ dòng điện mạch đạt giá trị lớn thì tần số góc ω A 120 π (rad/s) B 200 π (rad/s) C 100 π (rad/s) D.110 π (rad/s) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 74 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 30: Đặt vào hai đầu tụ điện điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi và tần số f1 = 50Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ là 1A Để cường độ dòng điện hiệu dụng là 4A thì tần số dòng điện là f2 A 400Hz B 200Hz C 100Hz D 50Hz Câu 31: Một đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, gồm điện trở R = 100 Ω , cuộn cảm có độ tự cảm L = / π (H) và tụ điện có điện dung C = 100 / π ( µF ) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức u = 100 cos ω t, tần số dòng điện thay đổi Để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại thì tần số góc dòng điện A 100π (rad/s) B 100 3π (rad/s) C 200 π (rad/s) D 100π / (rad/s) Câu 32: Một đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, gồm điện trở R = 100 Ω , cuộn cảm có độ tự cảm L = / π (H) và tụ điện có điện dung C = 100 / π ( µF ) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức u = 100 cos ω t, tần số dòng điện thay đổi Điều chỉnh tần số để điện áp hiệu dụng trên tụ điện đạt cực đại, giá trị cực đại đó C 100 V D 150V A 100V B 50V Câu 33: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = U cos ω t, tần số dòng điện thay đổi Khi tần số dòng điện là f0 = 50Hz thì công suất tiêu thụ trên mạch là lớn nhất, tần số dòng điện là f1 f2 thì mạch tiêu thụ cùng công suất là P Biết f1 + f2 = 145Hz (f1 < f2), tần số f1, f2 là A 45Hz; 100Hz B 25Hz; 120Hz C 50Hz; 95Hz D 20Hz; 125Hz Câu 34: Một đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C = 10 −3 F mắc nối tiếp với điện trở 12 3π R = 100 Ω , mắc đoạn mạch vào mạng điện xoay chiều có tần số f Để điện áp hai đầu mạch lệch pha so với cường độ dòng điện góc π / thì tần số dòng điện A 50 Hz B 25Hz C 50Hz D 60Hz Câu 35: Cho mạch RLC mắc nối tiếp, biết R = 200 Ω , L = / π H, C = 100 / πµF Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức: u = 100 cos ωt , có tần số thay đổi Khi tần số góc ω = ω1 = 200π (rad/s) thì công suất mạch là 32W Để công suất là 32W thì ω = ω2 A 100 π (rad/s) B 300 π (rad/s) C 50 π (rad/s) D 150 π (rad/s) Câu 36: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Điện áp đặt vào A, B C B có tần số thay đổi và giá trị hiệu dụng không đổi U = 70V Khi f = A R,L f1 thì đo UAM = 100V, UMB = 35V, I = 0,5A Khi f = f2 = 200Hz thì M dòng điện mạch đạt cực đại Tần số f1 A 321Hz B 200Hz C 100Hz D 231Hz Câu 37: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức dạng u = U cos ω t, tần số góc biến đổi Khi ω = ωL = 200 π rad/s thì UL đạt cực đại, ω = ωC = 50π (rad/s) thì UC đạt cực đại Khi điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở cực đại thì ω = ωR A 100 π (rad/s) B 300 π (rad/s) C 150 π (rad/s) D 250 π (rad/s) Câu 38: Một bóng đèn Neon sáng đặt vào hai đầu bóng đèn điện áp u ≥ 155V Đặt vào hai đầu bóng đèn điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220V Thấy chu kì dòng điện thời gian đèn sáng là 1/75(s) Tần số dòng điện xoay chiều là A 60Hz B 50Hz C 100Hz D 75Hz BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 75 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 39: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức u = U0cos ω t(U0, ω không đổi), dung kháng tụ điện điện trở, cuộn dây là cuộn cảm có độ tự cảm thay đổi Muốn điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây cực đại, cần điều chỉnh cho độ tự cảm cuộn dây có giá trị C R / ω D 2R / ω A B ∞ Câu 40: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh điện áp xoay chiều u = U0cos(2 πft )V, có tần số f thay đổi Khi tần số f 40Hz 62,5Hz thì cường độ dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch cực đại thì tần số f phải A 22,5Hz B 45Hz C 50Hz D 102,5Hz “Đi vòng mà đến đích còn thẳng mà ngã đau ” 1C 11 A 21 A 31D 2C 12D 22D 32C 3A 13C 23D 33D 21 4A 14C 24C 34D ĐÁP ÁN ĐỀ 20 5B 6A 15D 16C 25B 26D 35C 36A 7B 17C 27C 37A 8C 18C 28B 38B 9B 19B 29C 39D 10C 20B 30B 40C ĐỘ LỆCH PHA BÀI TOÁN HỘP ĐEN Họ và tên học sinh :…………………… Trường:THPT:……………………………… Câu 1: Cho nhiều hộp kín giống nhau, hộp chứa ba phần tử R0, L0 C0 Lấy hộp bất kì mắc nối tiếp với điện trở R = 20 Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức dạng u = 200 cos 100 πt (V ) thì dòng điện mạch có biểu thức i = 2 sin(100 πt + π / 2)(A) Phần tử hộp kín đó là A L0 = 318mH B R0 = 80 Ω C C0 = 100 / πµF D R0 = 100 Ω Câu 2: Cho nhiều hộp kín giống nhau, hộp chứa ba phần tử R0, L0 C0 Lấy hộp bất kì mắc nối tiếp với cuộn dây cảm có L = / π (H) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức dạng u = 200 cos100πt (V) thì dòng điện mạch có biểu thức i = cos(100πt − π / 3)(A) Phần tử hộp kín đó là A R0 = 100 3Ω B C0 = 100 / πµF C R0 = 100 / 3Ω D R0 = 100Ω Câu 3: Cho hộp kín gồm phần tử R0, L0 C0 mắc nối tiếp Mắc hộp kín nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 10 µF Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu 3π thức u = 120 cos(100πt + π / 4)(V) thì dòng điện mạch là i = 2 cos100πt (A) Các phần tử hộp kín đó là A R0 = 60 2Ω , L0 = / π3 H B R0 = 30 2Ω , L0 = / π3 H C R0 = 30 2Ω , L0 = / π2 H D R0 = 30 2Ω , L0 = / π3 H Câu 4: Cho mạch gồm điện trở R và cuộn dây cảm L mắc nối tiếp, L thay đổi Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch là U, tần số góc ω = 200(rad/s) Khi L = L1 = π /4(H) thì u lệch pha so với i góc ϕ1 và L = L2 = 1/ π (H) thì u lệch pha so với i góc ϕ Biết ϕ1 + ϕ = 900 Giá trị điện trở R là A 50 Ω B 65 Ω C 80 Ω D 100 Ω BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 76 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 5: Cho hộp đen X đó có chứa phần tử R, L, C mắc nối tếp Mắc hộp đen nối tiếp với cuộn dây cảm có L0 = 318mH Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200 cos(100 π t- π /3)(V) thì dòng điện chạy mạch có biểu thức i = cos(100 π t- π /3)(A) Xác định phần tử hộp X và tính giá trị các phần tử ? A R = 50 Ω ; C = 31,8 µ F B R = 100 Ω ; L = 31,8mH C R = 50 Ω ; L = 3,18 µ H D R = 50 Ω ; C = 318 µ F Câu 6: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ, đó tụ C A B X điện có điện dung C = 10-3/2 π F Đoạn mạch X chứa hai trongA ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp Bỏ qua điện trở ampe kế và dây nối Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200 cos100 π t (V) thì ampe kế 0,8A và hệ số công suất dòng điện mạch là 0,6 Xác định các phần tử chứa đoạn mạch X và giá trị chúng B R0 = 150 Ω và C0 = 0,56.10-4/ π F A R0 = 150 Ω và L0 = 2,2/ π H C R0 = 50 Ω và C0 = 0,56.10-3/ π F D A B Câu 7: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp Cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 1/ π (H), tụ có điện dung C = 2.10-4/ π F Tần số dòng điện xoay chiều là f = 50Hz Tính R để dòng điện xoay chiều mạch lệch pha π /6 với uAB: A 100/ Ω B 100 Ω C 50 Ω D 50/ Ω Câu 8: Cho đoạn mạch gồm hai phần tử X, Y mắc nối tiếp Trong đó X, Y có thể là R, L C Cho biết điện áp hai đầu đoạn mạch là u = 200 cos100 π t(V) và i = 2 cos(100 π t π /6)(A) Cho biết X, Y là phần tử nào và tính giá trị các phần tử đó? A R = 50 Ω và L = 1/ π H B R = 50 Ω và C = 100/ π µ F C R = 50 Ω và L = 1/2 π H D R = 50 Ω và L = 1/ π H Câu 9: Nhiều hộp kín giống nhau, hộp chứa phần tử R, L C Người ta lắp đoạn mạch gồm các hộp đó mắc nối tiếp với điện trở 60 Ω Khi đặt đoạn mạch vào điện áp xoay chiều tần số 50 Hz thì hiệu điện trễ pha 420 so với dòng điện mạch Xác định phần tử hộp kín và tính giá trị phần tử đó? A cuộn cảm có L = 2/ π (H) B tụ điện có C = 58,9 µ F C tụ điện có C = 5,89 µ F D tụ điện có C = 58,9 mF Câu 10: Ba linh kiện tụ điện, điện trở, cuộn dây đặt riêng biệt ba hộp kín có đánh số bên ngoài cách ngẫu nhiên các số 1, 2, Tổng trở hộp dòng điện xoay chiều có tần số xác định 1k Ω Tổng trở hộp 1, mắc nối tiếp dòng điện xoay chiều đó là Z12 = k Ω Tổng trở hộp 2, mắc nối tiếp dòng điện xoay chiều đó là Z23 = 0,5k Ω Từng hộp 1, 2, là A C, R, cuộn dây B R, C, cuộn dây C C, cuộn dây, C D R, cuộn dây, C Câu 11: Cuộn dây cảm có hệ số tự cảm L = 636mH mắc nối tiếp với đoạn mạch X, đoạn mạch X chứa phần tử R0, L0 , C0 mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u = 120 cos100 π t(V) thì cường độ dòng điện qua cuộn dâylà i = 0,6 cos(100 π t π /6)(A) Xác định phần tử đó ? A R0 = 173 Ω và L0 = 31,8mH B R0 = 173 Ω và C0 = 31,8mF C R0 = 17,3 Ω và C0 = 31,8mF D R0 = 173 Ω và C0 = 31,8 µ F BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 77 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 12: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp Biết dung kháng ZC = 48 Ω Hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch là U, tần số f Khi R = 36 Ω thì u lệch pha so với i góc ϕ1 và R = 144 Ω thì u lệch pha so với i góc ϕ Biết ϕ1 + ϕ = 900 Cảm kháng mạch là B 120 Ω C 108 Ω D 54 Ω A 180 Ω Câu 13: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm phần tử R, L, C mắc nối tiếp Cường độ dòng điện đoạn mạch nhanh pha π / so với điện áp hai đầu đoạn mạch, tần số f = 50Hz Biết U0 = 40 V và I0 = 8A Xác định các phần tử mạch và tính giá trị các phần tử đó? A R = 2,5 Ω và C = 1,27mF B R = 2,5 Ω và L = 318mH C R = 2,5 Ω và C = 1,27 µ F D R = 2,5 Ω và L = 3,18mH Câu 14: Đặt vào hài đầu đoạn mạch AB điện áp u = 100 cos(100 π t)(V), tụ điện có điện dung C = 10-4/ π (F) Hộp X chứa phần tử(điện trở cuộn dây cảm) i sớm pha uAB góc π /3 Hộp X chứa điện trở hay cuộn dây ? Giá trị điện trở độ tự cảm tương ứng là bao nhiêu ? C A B X A Hộp X chứa điện trở: R = 100 Ω B Hộp X chứa điện trở: R = 100/ Ω C L R C Hộp X chứa cuộn dây: L = / π (H) A B M N D Hộp X chứa cuộn dây: L = /2 π (H) Câu 15: Cho đoạn mạch hình vẽ trên R = 100 Ω , cuộn dây có L = 318mH và điện trở không đáng kể, tụ điện có điện dung C = 15,9 µF Điện áp hai đầu đoạn mạch AB là u = U cos100 π t(V) Độ lệch pha uAN và uAB là B 600 C 900 D 1200 A 300 Câu 16: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp điện áp xoay chiều Điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha hay trễ pha cường độ dòng điện phụ thuộc vào A ω,L,C B R,L,C C ω,R,L,C D ω,R Câu 17: Trong đoạn xoay chiều gồm phần tử X nối tiếp với phần tử Y Biết X, Y là ba phần tử R, C và cuộn dây Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u = U cos100 π t (V) thì hiệu điện hiệu dụng trên X và Y là U = UX ; U = U Y u nhanh pha i,Hãy cho biết X và Y là phần tử gì ? A Cuộn dây và R B L và C C C và R D Cuộn dây và C Câu 18: Đoạn mạch xoay chiều AB gồm cuộn cảm L, nối tiếp với biến trở R Hiệu điện hai đầu mạch là UAB ổn định, tần số f Ta thấy có giá trị biến trở là R1 và R2 làm độ lệch pha tương ứng uAB với dòng điện qua mạch là ϕ1 và ϕ2 Cho biết ϕ1 + ϕ2 = π Độ tự cảm L cuộn dây xác định biểu thức: |R1 – R2| R1.R2 R12 + R22 A L = B L = C L = D L = R1 + R2 2πf 2πf πf 2πf Câu 19: Hai cuộn dây (R1,L1) và (R2,L2) mắc nối tiếp và đặt vào hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U Gọi U1 và U2 là hiệu điện hiệu dụng tương ứng hai cuộn (R1,L1) và (R2,L2) Điều kiện để U=U1+U2 là A L1 L = R1 R B L1 L = R R1 C L1L2= R1R2 D L1+L2=R1+R2 Câu 20: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có UL = UR = UC/2 thì độ lệch pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch với dòng điện qua mạch là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 78 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A u nhanh pha π/4 so với i B u chậm pha π/4 so với i C u nhanh pha π/3 so với i D u chậm pha π/3 so với i Câu 21: Cho mạch điện hình vẽ hộp kín X gồm ba phần tử địên trở thuần, cuộn dây, tụ điện Khi đặt vào AB điện áp xoay chiều có UAB= 250V thì UAM= 150V và UMB= 200V Hộp kín X là: A Cuộn dây cảm B Cuộn dây có điện trở khác không C Tụ điện D Điện trở Câu 22: Một cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện C, hiệu điện hai đầu đoạn mạch u = 120 sin 100πt ( V ) , hiệu điện hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 120(V) và nhanh pha π/2 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch Tìm hệ số công suất mạch ? A B C.1/2 D.0,8 Câu 23: Một tụ điện có dung kháng 30(Ω) Chọn cách ghép tụ điện này nối tiếp với các linh kiện điện tử khác đây để đoạn mạch mà dòng điện qua nó trễ pha so với hiệu hai đầu mạch góc π A cuộn cảm có cảm kháng 60(Ω) B điện trở có độ lớn 30(Ω) C điện trở 15(Ω) và cuộn cảm có cảm kháng 15(Ω) D điện trở 30(Ω) và cuộn cảm có cảm kháng 60(Ω) Câu 24: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm phần tử mắc nối tiếp Điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện mạch có biểu thức: u = 100 cos(100 π t - π /2)(V) và i = 10 cos(100 π t - π /4)(A) Mạch điện gồm: A Hai phần tử là R và L B Hai phần tử là R và C C Hai phần tử L và C D Tổng trở mạch là 10 Ω Câu 25: Cho đoạn mạch R,L,C nối tiếp, C thay đổi Khi C1= 2.10-4/π(F) C2 =104 /1,5.π(F) thì công suất mạch có trá trị Hỏi với giá trị nào C thì công suất mạch cực đại A 10-4/2π(F) B.10-4/π(F) C 2.10-4/3π(F) D 3.10-4/2π(F) Câu 26: Nhiều hộp kín giống nhau, hộp chứa ba phần tử R0, L0 C0 Lấy hộp bất kì mắc nối tiếp với điện trở có giá trị R = 60 Ω Khi đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều u = U cos 100πt (V) thì thấy điện áp hai đầu mạch điện sớm pha 580 so với cường độ dòng điện Hộp đen chứa phần tử nào và giá trị bao nhiêu? A Tụ điện, C0 = 100 / πµF B Cuộn cảm, L0 = 306mH D Cuộn cảm, L0 = 603mH C Cuộn cảm, L0 = 3,06H Câu 27: Cho đoạn mạch hình vẽ Hộp đen X chứa ba phần tử R0, L0 C0; R là biến trở Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều có dạng u = 200 cos100πt (V) Điều chỉnh R để Pmax đó cường độ dòng điện hiệu dụng mạch là A, biết cường độ dòng điện mạch sớm pha so với điện áp hai đầu mạch Xác định phần tử hộp X và tính giá trị phần tử đó ? A Cuộn cảm, L0 = (H) π 10 C Tụ điện, C0 = (µF) π 10 −4 (µF) A π 10 D Tụ điện, C0 = (µF) π B Tụ điện, C0 = X R B Câu 28: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Biết cuộn dậy cảm L = 636mH, tụ điện có điện dung C = 31,8 µF , hộp đen X chứa phần tử R0, L0 C0 mắc nối tiếp Đặt BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 79 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200 cos 100πt (V) Biết cường độ dòng điện hiệu dụng mạch là 2,8A, hệ số công suất mạch cos ϕ = Các phần tử X là A R0 = 50 Ω ; C0 = 318 µF B R0 = 50 Ω ; C0 = 31,8 µF C R0 = 50 Ω ; L0 = 318mH D R0 = 100 Ω ; C0 = 318 µF Câu 29: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện AB hình vẽ điện áp u = 100 cos(100 π t) (V) Tụ điện C có điện dung là 10-4/ π F Hộp kín X chứa phần tử( điện C A B X trở cuộn dây cảm ) Dòng điện xoay chiều mạch sớm pha π /3 so với hiệu điện hai đầu mạch điện AB Hỏi hộp X chứa phần tử nào và tìm giá trị phần tử đó ? B L0 = 31,8mH C R0 = 57,7 Ω D R0 = 80 Ω A R0 = 75,7 Ω Câu 30: Đoạn mạch RLC nối tiếp R =150Ω, C=10-4/3π(F) Biết hiệu điện hai đầu cuộn dây (thuần cảm) lệch pha 3π/4 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch và hiệu điện hai đầu đoạn mạch có dạng u = U0sin100πt(V) Tìm L ? A 1,5/π(H) B 1/π(H) C 1/2π(H) D 2/π(H) Câu 31: Cho đoạn mạch RL nối tiếp, hiệu điện hai đầu đoạn mạch có dạng u = 100 sin 100πt ( V ) thì biểu thức dòng điện qua mạch là i = 2 sin(100πt − π 6)(A) Tìm R, L ? A R = 25 (Ω), L = C R = 20(Ω), L = (H) 4π (H ) 4π 0,4 D R = 30(Ω), L = (H) π B R = 25(Ω), L = (H) 4π Câu 32: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, hiệu điện hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 100(V) Tìm UR biết ZL = R = ZC A 60(V) B 120(V) C 40(V) D 80(V) Câu 33: Cho A,M,B là điểm liên tiếp trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh, biết biểu thức hiệu điện trên các đoạn AM, MB là: uAM = 40sin(ωt+π/6)(V); uMB = 50sin(ωt+π/2)(V) Xác định hiệu điện cực đại hai điểm A,B ? A 78,1(V) B.72,5(V) C.60,23(V) D.90(V) VÀI CÂU TRONG ĐỀ ĐH NĂM 2009 VÀ 2010 Câu34(1) Giữa hai đầu AB có nguồn điện xoay chiều Điện áp tức thời nguồn điện là : u = 120cos100 π t(A) Mạch điện gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L = tiếp với tụ điện điện dung C= lệch pha π 10 −3 π 0,4 π (H) mắc nối (F) và điện trở R Dòng điện mạch và điện áp u .Điện trở R và tổng trở Z nhận giá trị nào sau đây : A R = 30 Ω , Z = 60 Ω ; B R = 15 Ω , Z = 60 Ω ; C R = 30 Ω , Z = 30 Ω ; D R = 15 Ω , Z = 60 Ω Câu 35( 4.) Một đoạn mạch xoay chiều gồm tụ điện điện dung C mắc nối tiếp với điện trở R = 100 Ω Với giá trị nào C thì dòng điện lệch pha π ( rad) điện áp u? Biết tần số dòng điện f = 50 Hz A C = 10 −4 π (F) 10 −4 B C = (F) 2π BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C C = 80 10 −4 3π (F) D C = 10 −4 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG 3π (F) ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 36(20) Đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh RLC Điện trở 10 Ω , cuộn dây cảm có độ tự cảm L = H , tụ điện C thay đổi Mắc vào hai đầu đoạn mạch 10π điện áp: u = U 0cos100π t (V ) Để điện áp hai đầu đoạn mạch cùng pha với điện áp hai đầu R thì giá trị C tụ điện là A 10 π B µF 100 π C µF 1000 π D µF 50 π µF Câu 37(6): Chọn câu đúng Một đoạn mạch gồm cuộn dây có cảm kháng 20Ω và tụ điện có điện -4 dung C = 4.10 F mắc nối tiếp Cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức π ( i = 2cos 100πt + π ) (A) Để tổng trở mạch là Z = ZL+ZC thì ta mắc thêm điện trở R có giá trị là: C 0Ω D 20Ω B 20 5Ω “Chúng ta bước lòng tin không phải mắt ” A 25Ω 1B 11 D 21 B 31A 2D 12B 22B 32A 3D 13A 23D 33A 4D 14D 24B 34C ĐÁP ÁN ĐỀ 21 5A 6D 15C 16A 25B 26B 35D 36C 7C 17A 27C 37B 8C 18A 28B 9B 19A 29C 10B 20B 30A PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTƠ 22 Họ và tên:……………………… …………….Trường:………………………… Câu 1: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Biết ZL = 20 Ω ; ZC = 125 Ω Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều A u = 200 cos 100 πt (V) Điều chỉnh R để uAN và uMB vuông pha, đó điện trở có giá trị A 100 Ω B 200 Ω C 50 Ω D 130 Ω Câu 2: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Biết R = 100 Ω ; C = 100 / πµF Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều A u = 200 cos 100 πt (V) Điều chỉnh L để uAN và uMB lệch pha góc π / Độ tự cảm đó có giá trị A H π B H π C H π D L C R M L C R M B N N H 2π Câu 3: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện u = 100 cos ω t(V) Biết uRL sớm pha dòng điện qua mạch góc π /6(rad), uC và u lệch pha π /6(rad) Hiệu điện hiệu dụng hai tụ là A 200V B 100V C 100 V D 200/ V BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 81 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU B - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 4: Cuộn dây cảm có hệ số tự cảm L = 636mH mắc nối tiếp với đoạn mạch X Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 120 cos100 π t(V) thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là i = 0,6 cos(100 π t- π /6)(A) Tìm điện áp hiệu dụng UX hai đầu đoạn mạch X ? A 120V B 240V C 120 V D 60 V Câu 5: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Điện áp hai đầu đoạn mạch là u = 100 sin 100πt (V) Bỏ qua điện trở dây nối Biết cường độ dòng điện hiệu dụng (A) và lệch pha π /3 so với điện áp trên đoạn mạch Giá trị R và C là 50 Ω; C = 50 C R = Ω; C = A R = 100 µF π 10 −3 F 5π B R = 50 Ω ; C = 10−3 F 5π D R = 50 Ω ; C = 100 µF π Câu 6: Một cuộn dây có điện trở R mắc nối tiếp với tụ điện, đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện xoay chiều có hiệu điện hiệu dụng không đổi Khi đó hiệu điện hai đầu cuộn dây lệch pha π so với hiệu điện hai đầu mạch Biểu thức nào sau đây là đúng: A R2 = ZL(ZL – ZC) B R2 = ZL(ZC – ZL) D R = ZL(ZL – ZC) C R = ZL(ZC – ZL) Câu 7: Cho mạch điện hình vẽ với UAB = 300(V), UNB = 140(V), dòng điện i trễ pha so với R L N C uAB góc ϕ (cosϕ = 0,8), cuộn dây cảm Vôn kế V giá B A trị: A 100(V) B 200(V) V C 300(V) D 400(V) Câu 8: Đoạn mạch điện gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện Độ lệch pha hiệu điện hai đầu cuộn dây, Ud và dòng điện là π /3 Gọi hiệu điện hai đầu tụ điện là UC, ta có UC = Ud Hệ số công suất mạch điện bằng: B 0,5 C 0,87 D 0,25 A 0,707 Câu 9: Cho mạch điện R, L, C mắc nối tiếp với u AB = 200 cos 100πt (V) Số trên hai vôn kế là giá trị tức thời chúng lệch pha đây : 2π Các vôn kế giá trị nào sau R L C B A A 100(V) C 300(V) B 200(V) D 400(V) V1 V2 Câu 10: Cho mạch R, L, C mắc nối tiếp uAB = 170cos100πt(V) Hệ số công suất toàn mạch R dây C L N cảm là cosϕ1 = 0,6 và hệ số công suất đoạn mạch AN là cosϕ2 =A0,8; cuộn Chọn B câu đúng : V A UAN = 96(V) B UAN = 72(V) C UAN = 90(V) D UAN = 150(V) Câu 11: Cho mạch điện hình vẽ : L, R0 C R0 = 50 3Ω , Z L = Z C = 50Ω ; uAM và uMB lệch pha 75 R A B Điện trở R có giá trị là : M A 25 3Ω B 25Ω C 50Ω D 50 3Ω Câu 12: Cho đoạn mạch xoay chiều hình vẽ : L C R Cuộn dây cảm có cảm kháng Z L = 80Ω A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 82 M CHUYÊN ĐỀ : DÒNG B ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Hệ số công suất đoạn MB hệ số công suất đoạn mạch AB và 0,6 Điện trở R có giá trị là : A 100 Ω B 40 Ω C 30 Ω D 50 Ω Câu 13: Cho mạch điện xoay chiều RLC hình vẽ u AB = U cos 2πft (V ) Cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 10 −3 F H , tụ diện có C = 3π 24π R L C A N B Hđt uNB và uAB lệch pha 900 Tần số f dòng điện xoay chiều có giá trị là: A 60Hz B.100Hz C.400Hz D.800Hz Câu 14: Một đoạn mạch xoay chiều gồm tụ điện điện dung C mắc nối tiếp với điện trở R = 100 Ω Với giá trị nào C thì dòng điện lệch pha dòng điện f = 50 Hz A C = 10 −4 π (F) B C = 10 −4 (F) 2π C C = π ( rad) điện áp u? Biết tần số 10 −4 3π (F) D C = 10 −4 3π (F) Câu 15: Cho mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh và ampe kế đo cường độ dòng điện mạch Cuộn dây có r = 10 Ω , L = H Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp dao 10 π động điều hoà có giá trị hiệu dụng là U = 50 V và tần số f = 50 Hz.Khi điện dung tụ điện có giá trị là C1 thì số ampe kế là cực đại và 1A Giá trị R và C1 là A R = 50Ω và C1 = C R = 40Ω và C1 = 2.10−3 π 2.10−3 π F B R = 50Ω và C1 = 10−3 π D R = 40Ω và C1 = F F 10−3 π F Câu 16: Một mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 50 Ω và cuộn cảm L mắc nối tiếp Dòng điện xoay chiều mạch có giá trị hiệu dụng 0,5A, tần số 50Hz, điện áp hiệu dụng hai đầu mạch là 25 V Độ tự cảm L cuộn cảm là A 2π H B H 2π C π H D π H Câu 17: Cho mạch mắc theo thứ tự RLC mắc nối tiếp, đặt và hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ,biết R và L không đổi cho C thay đổi Khi UC đạt giá trị cực đại thì hệ thức nào sau đây là đúng: A U2Cmax= U2 + U2(RL) B UCmax = UR + UL C UCmax = UL D UCmax = UR Câu 18: Một mạch R,L,C,mắc nối tiếp đó R= 120 Ω , L không đổi còn C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch nguồn có U, f = 50Hz sau đó điều chỉnh C đến C = 40/ π µ F thì UCmax L có giá trị là: A 0,9/ π H B 1/ π H C 1,2/ π H D 1,4/ π H Câu 19: Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp có số f Biết cường độ dòng điện sớm pha π/4 so với hiệu điện Giá trị điện dung C tính theo độ tự cảm L, điện trở R và tần số f là: π f (2π fL − R) C C = π f (2π fL + R ) B C = A C = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 2π f (2π fL − R ) D C = 2π f (2π fL + R ) 83 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 20: Một đoạn mạch điện xoay chiều có dạng hình vẽ Biết hiệu điện uAE và uEB lệch pha 900 Tìm mối liên hệ R,r,L,.C : A R = C.r.L B r =C R.L C L = C.R.r D C = L.R.r A C Câu 21: Một cuộn dây có độ tự cảm là R E L, r B 10−3 H mắc nối tiếp với tụ điện C1 = F mắc vào 4π 3π điện áp xoay chiều tần số 50Hz Khi thay đổi tụ C1 tụ C2 thì thấy cường độ dòng điện qua mạch không thay đổi Điện dung tụ C2 A 10−3 F 4π B 10−4 F 2π C 10−3 F 2π D 2.10−3 F 3π Câu 22: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C mắc nối thứ tự trên L biến đổi đề ULmax Hệ thức nào đây là đúng: A U = U 2R + U C2 + U 2L B U C2 = U 2R + U 2L + U C U 2L = U 2R + U 2C + U D U 2R = U C2 + U 2L + U Câu 23: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp Biết cảm kháng gấp đôi dung kháng Dùng vôn kế xoay chiều đo điện áp hai đầu tụ điện và điện áp hai đầu điện trở thì số vôn kế là Độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện đoạn mạch là A π / B π / C π / D − π / Câu 24: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện Độ lệch pha điện áp hai đầu cuộn dây so với cường độ dòng điện mạch là π Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện lần điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây Độ lệch pha điện áp hai đầu cuộn dây so với điện áp hai đầu đoạn mạch trên là A B π/2 C -π/3 D 2π/3 Câu 25: Một điện trở R mắc nối tiếp với tụ điện C và đặt vào hiệu điện xoay chieu có giá trị hiệu dụng 120V Hiệu điện cực đại hai tụ là 60 V độ lệch pha cường độ dòng điện và hiệu điện hai đầu đoạn mạch : A - π/3 B π/6 C π/3 D -π/6 Câu 26 Cho mạch R,L,C, với các giá trị ban đầu thì cường độ mạch có giá trị I, và dòng điện sớm pha π/3 so với hiệu điện thế, ta tăng L và R lên hai lần, giảm C hai lần thì I và độ lệch biến đối nào ? A I không đổi, độ lệch pha không đối B I giảm, độ lệch không đổi C I giảm lần, độ lệch pha không đổi D I và độ lệch giảm Câu 27: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh hiệu điện u= U0cos( ωt ) V thì cường độ dòng điện mạch có biểu thức i= I0 cos( ωt − các trở kháng đoạn mạch này thoả mãn: π )A Quan hệ ZC − Z L Z −Z 1 = D L C = R R 3 Câu 28: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R=30( Ω ) mắc nối tiếp với cuộn dây Đặt vào hai đầu mạch hiệu điện xoay chiều u= U sin(100πt ) (V) Hiệu điện hiệu dụng hai A Z L − ZC = R B ZC − Z L = R BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C 84 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com đầu cuộn dây là Ud = 60V Dòng điện mạch lệch pha - vuhoangbg@gmail.com π so với u và lệch pha π so với ud Hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch (U) có giá trị A 60 (V) B 120 (V) C 90 (V) D 60 (V) Câu 29: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 10( Ω ), cuộn dây cảm có độ tự cảm L= π ( H ) và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch hiệu điện xoay chiều u= U cos(100πt ) (V) Dòng điện mạch lệch pha π so với u Điện dung tụ điện là A 86,5 µF B 116,5 µF C 11,65 µF D 16,5 µF Câu 30: Một mạch điện gồm điện trở R, cuộn dây cảm và tụ điện có điện dung thay đổi mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên hiệu điện xoay chiều có biểu thức u = U cos ωt (V) Khi thay đổi điện dung tụ hiệu điện hai tụ đạt cực đại và 2U Ta có quan hệ ZL và R là: A ZL = R B ZL = 2R C ZL = R D ZL = 3R Câu 31: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có dung kháng ZC = 200Ω và cuộn dây mắc nối tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch trên điện áp xoay chiều luôn có biểu thức u = 120 cos(100πt + 120V và sớm pha π π )V thì thấy điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là so với điện áp đặt vào mạch Công suất tiêu thụ cuộn dây là A 72 W B 240W C 120W D 144W Câu 32: Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây cảm mắc nối tiếp với điện trở điện áp xoay chiều thì cảm kháng cuộn dây giá trị điện trở Pha dòng điện mạch so với pha điện áp hao đầu mạch là A nhanh góc C nhanh góc π π B.chậm góc D.chậm góc π π “Hãy bắt đầu mơ ước Ước mơ đó có thể riêng tư và bé nhỏ, nó xứng đáng để bạn thực Sau đó, hãy nghĩ đến ước mơ lớn Cứ tiếp tục mơ ước ước mơ đó dường không thể đạt Và bạn thấy mình đúng hướng Và bạn sẵn sàng để thực ước mơ lớn cho tương lai chính mình, và có thể là cho tương lai hệ bạn.” 1C 11 C 21 C 31A 2C 12C 22C 32D 3A 13A 23A 4A 14D 24D ĐÁP ÁN đề số 22 5C 6B 15D 16B 25D 26B BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 85 7D 17A 27A 8B 18A 28A CHUYÊN ĐỀ : DÒNG 9B 19D 29B 10C 20C 30C ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com CÁC LOẠI MÁY ĐIỆN – SỐ 23 Họ và tên học sinh :…………………………Trường:THPT………………………………… Câu 1: Nếu máy phát điện xoay chiều có p cặp cực, rôto quay với vận tốc n vòng/giây thì tần số dòng điện phát là A f = np 60 B f = np C f = np D f = 2np Câu 2: Về cấu tạo máy phát điện xoay chiều, mệnh đề nào sau đây đúng ? A Phần tạo từ trường là phần ứng B Phần tạo dòng điện là phần ứng C Phần tạo từ trường luôn quay D Phần tạo dòng điện luôn đứng yên Câu 3: Trong máy phát điện xoay chiều ba pha mắc hình tam giác có tải Biểu thức nào sau đây là đúng ? A Id = IP B Id = 3IP C Id = IP D IP = Id Câu 4: Máy phát điện chiều khác máy phát điện xoay chiều A cấu tạo phần ứng B cấu tạo phần cảm C phận lấy điện ngoài D cấu tạo rôto và stato Câu 5: Điều nào sau đây là sai nói máy dao điện pha ? A Rôto có thể là phần cảm phần ứng B Phần quay gọi là rôto, phần đứng yên gọi là stato C Phần cảm tạo từ trường, phần ứng tạo suất điện động D Phần cảm tạo dòng điện, phần ứng tạo từ trường Câu 6: Phát biểu nào sau đây là không đúng nói động điện xoay chiều ba pha ? A Rôto quay đồng với từ trường quay B Từ trường quay dòng điện xoay chiều pha tạo C Đổi chiều quay động dễ dàng cách đổi dây pha D Rôto động ba pha là rôto đoản mạch Câu 7: Chọn câu trả lời không đúng nói máy dao điện pha: A Máy dao điện pha hoạt động dựa trên tượng cảm ứng điện từ B Máy phát điện là thiết bị biến đổi điện thành C Mỗi máy phát điện có hai phận chính là phần cảm và phần ứng D Một các cách tạo suất điện động cảm ứng máy phát điện là tạo từ trường quay và các vòng dây đặt cố định Câu 8: Trong các máy dao điện pha, các cuộn dây phần cảm và phần ứng quấn trên các lõi thép kĩ thuật điện nhằm: A làm cho các cuộn dây phần ứng không toả nhiệt hiệu ứng Jun-lenxơ B làm cho các cuộn dây phần cảm có thể tạo từ trường xoáy C tăng cường từ thông cho chúng D từ thông qua các cuộn dây phần cảm và phần ứng biến thiên điều hoà theo thời gian Câu 9: Máy dao điện pha có rôto là phần ứng và máy phát điện xoay chiều ba pha giống điểm nào sau đây ? A Đều có phần ứng quay, phần cảm cố định B Đều có góp điện để dẫn điện mạch ngoài C Đều có nguyên tắc hoạt động dựa trên tượng cảm ứng điện từ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 86 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D Trong vòng quay rôto, suất điện động máy biến thiên tuần hoàn hai lần Câu 10: Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây ba suất điện động có cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha là A 3π B 2π C π D 3π Câu 11: Với máy phát điện xoay chiều có cặp cực, thì để tạo dòng điện tần số f, rôto máy phải quay với tần số A f B Bằng f/2 C 2f D Bằng f chia cho số cặp cực trên stato Câu 12: Trong máy phát điện xoay chiều ba pha, stato gồm: A ba cuộn dây riêng rẽ, giống hệt và đặt song song B ba cuộn dây giống hệt quấn trên lõi sắt, đặt lệch 1200 trên vòng tròn và mắc nối tiếp với C ba cuộn dây giống hệt quấn trên lõi sắt, đặt lệch 1200 trên vòng tròn và mắc song song với D ba cuộn dây riêng rẽ, giống hệt quấn trên ba lõi sắt, đặt lệch 1200 trên vòng tròn Câu 13: Phát biểu nào sau đây đúng với máy phát điện xoay chiều ? A Biên độ suất điện động phụ thuộc vào số cặp cực nam châm B Tần số suất điện động phụ thuộc vào số vòng dây phần ứng C Dòng điện cảm ứng xuất các cuộn dây phần ứng D Cơ cung cấp cho máy biến đổi hoàn toàn thành điện Câu 14: Chọn phát biểu đúng A Chỉ có dòng điện ba pha tạo từ trường quay B Rôto động không đồng quay với tốc độ góc từ trường quay C Từ trường quay động không đồng luôn thay đổi hướng và trị số D Tốc độ góc động không đồng phụ thuộc vào tốc độ quay từ trường Câu 15: Phát biểu nào sau đây động không đồng ba pha là sai ? A Hai phận chính động là rôto và stato B Bộ phận tạo từ trường quay là stato C Nguyên tắc hoạt động động dựa trên tương tác từ nam châm và dòng điện D Có thể chế tạo động không đồng ba pha với công suất lớn Câu 16: Chọn câu đúng A Dòng điện xoay chiều pha có thể máy phát điện xoay chiều pha tạo B Chỉ có dòng điện xoay chiều ba pha tạo từ trường quay C Dòng điện máy phát điện xoay chiều tạo luôn có tần số số vòng quay giây rôto D Suất điện động máy phát điện xoay chiều tỉ lệ với tốc độ quay rôto Câu 17: Nếu rôto máy phát điện xoay chiều chứa p cặp cực và quay với tần số n vòng/min, thì tần số dòng điện là A f = 2n p 60 B f = n p 60 C f = n p 60 D f = n 2p 30 Câu 18: Tìm câu sai các câu sau: A Trong cách mắc điện ba pha kiểu hình tam giác thì: Ud = UP B Trong cách mắc điện ba pha kiểu hình thì: Ud = Up C Trong cách mắc hình dòng điện dây trung hoà luôn BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 87 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D Các tải tiêu thụ mắc theo kiểu tam giác có tính đối xứng tốt so với mắc hình Câu 19: Một mạng điện pha mắc hình sao, điện áp hai dây pha là 220V Điện áp dây pha và dây trung hoà nhận giá trị nào sau ? B 127V C 660V D 73V A 381V Câu 20: Một máy phát điện mà phần cảm gồm hai cặp cực từ quay với tốc độ 1500 vòng/min và phần ứng gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp, có suất điện động hiệu dụng 220V, từ thông cực đại qua vòng dây là 5mWb Mỗi cuộn dây phần ứng gồm bao nhiêu vòng ? B 99 vòng C 140 vòng D 70 vòng A 198 vòng Câu 21: Một máy phát điện xoay chiều pha có rôto gồm cặp cực từ, muốn tần số dòng điện xoay chiều mà máy phát là 50Hz thì rôto phải quay với tốc độ là bao nhiêu ? A 3000vòng/min B 1500vòng/min C 750vòng/min D 500vòng/min Câu 22: Stato động không đồng ba pha gồm cuộn dây, cho dòng điện xoay chiều ba pha tần số 50Hz vào động Từ trường tâm stato quay với vận tốc bao nhiêu ? A 3000vòng/min B 1500vòng/min C 1000vòng/min D 500vòng/min Câu 23: Một động không đồng ba pha mắc theo hình tam giác Ba đỉnh tam giác này mắc vào ba dây pha mạng điện ba pha hình với điện áp pha hiệu dụng 220/ V Động đạt công suất 3kW và có hệ số công suất cos ϕ = 10/11 Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây động A 10A B 2,5A C 2,5 A D 5A Câu 24: Một động không đồng ba pha mắc theo hình và mắc vào mạng điện ba pha hình với điện áp pha hiệu dụng 220V Động đạt công suất 3kW và có hệ số công suất cos ϕ = 10/11 Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây động là A 10A B 5A C 2,5A D 2,5 A Câu 25: Trong mạng điện ba pha mắc hình sao, các tải tiêu thụ giống Một tải tiêu thụ có điện trở là 10 Ω , cảm kháng là 20 Ω Cường độ hiệu dụng dòng điện qua tải là 6A Công suất dòng điện pha nhận giá trị là A 1080W B 360W C 3504,7W D 1870W Câu 26: Trong mạng điện ba pha mắc hình sao, các tải tiêu thụ giống Một tải tiêu thụ có điện trở là 10 Ω , cảm kháng là 20 Ω Cường độ hiệu dụng dòng điện qua tải là 6A Điện áp hai dây pha có giá trị bao nhiêu ? A 232V B 240V C 510V D 208V Câu 27: Một máy dao điện pha có stato gồm cuộn dây nối tiếp và rôto cực quay với vận tốc 750 vòng/phút, tạo suất điện động hiệu dụng 220V Từ thông cực đại qua vòng dây là 4mWb Số vòng cuộn dây là A 25vòng B 28vòng C 31vòng D 35vòng Câu 28: Một máy phát điện xoay chiều ba pha mắc hình có điện áp pha là 120V Tải các pha giống và tải có điện trở 24 Ω , cảm kháng 30 Ω và dung kháng 12 Ω (mắc nối tiếp) Công suất tiêu thụ dòng ba pha là A 384W B 238W C 1,152kW D 2,304kW Câu 29: Một khung dao động có N = 200 vòng quay từ trường có cảm ứng từ là B = 2,5.10-2T Trục quay vuông góc với vectơ cảm ứng từ B , diện tích mối vòng dây là S = 400cm2 Giá trị cực đại suất điện động xuất khung là E0 = 12,56V Tần số suất điện động cảm ứng là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 88 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 5Hz B 10Hz C 50Hz D 60Hz Câu 30: Một máy phát điện xoay chiều ba pha mắc hình có điện áp dây pha và dây trung hoà là 220V Mắc các tải giống vào pha mạng điện, tải gồm cuộn dây cảm có cảm kháng Ω và điện trở Ω Công suất dòng điện ba pha A 8712W B 8712kW C 871,2W D 87,12kW Câu 31: Phần cảm máy phát điện xoay chiều có cặp cực và quay 25 vòng/s tạo hai đầu điện áp có trị hiệu dụng U = 120V Dùng nguồn điện mày mắc vào hai đầu đoạn mạch điện gồm cuộn dây có điện trở hoạt động R = 10 Ω , độ tự cảm L = 0,159H mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 159 µF Công suất tiêu thụ mạch điện A 14,4W B 144W C 288W D 200W Câu 32: Phần cảm máy phát điện xoay chiều có cặp cực và quay 25 vòng/s tạo hai đầu điện áp có trị hiệu dụng U = 120V Tần số dòng điện xoay chiều là C 50Hz D 60Hz A 25Hz B 100Hz Câu 33: Một máy phát điện xoay chiều ba pha mắc hình có điện áp dây pha và dây trung hoà là 220V Điện áp hai dây pha A 220V B 127V C 220 V D 380V Câu 34: Một máy phát điện xoay chiều ba pha mắc hình có điện áp dây pha và dây trung hoà là 220V Mắc các tải giống vào pha mạng điện, tải gồm cuộn dây cảm có cảm kháng Ω và điện trở Ω Cường độ dòng điện qua các dây pha A 2,2A B 38A C 22A D 3,8A Câu 35: Một máy phát điện xoay chiều ba pha mắc hình có điện áp dây pha và dây trung hoà là 220V Mắc các tải giống vào pha mạng điện, tải gồm cuộn dây cảm có cảm kháng Ω và điện trở Ω Cường độ dòng điện qua dây trung hoà A 22A B 38A C 66A D 0A Câu 36: Một động điện mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V tiêu thụ công suất 2,64kW Động có hệ số công suất 0,8 và điện trở Ω Cường độ dòng điện qua động A 1,5A B 15A C 10A D 2A Câu 37: Một động điện mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V tiêu thụ công suất 2,64kW Động có hệ số công suất 0,8 và điện trở Ω Hiệu suất động A 85% B 90% C 80% D 83% Câu 38: Một máy phát điện có phần cảm gồm hai cặp cực và phần ứng gồm hai cặp cuộn dây mắc nối tiếp Suất điện động hiệu dụng máy là 220V và tần số 50Hz Cho biết từ thông cực đại qua vòng dây là 4mWb Số vòng dây cuộn phần ứng A 175 vòng B 62 vòng C 248 vòng D 44 vòng Câu 39: Trong mạng điện pha tải đối xứng, cường độ dòng điện qua pha là cực đại thì dòng điện qua hai pha nào ? A Có cường độ 1/3 cường độ cực đại, cùng chiều với dòng trên B Có cường độ 1/3 cường độ cực đại, ngược chiều với dòng trên C Có cường độ 1/2 cường độ cực đại, cùng chiều với dòng trên D Có cường độ 1/2 cường độ cực đại, ngược chiều với dòng trên Câu 40: Khi quayr khung dây xung quanh trục đặt từ trường có vectơ cảm ứng từ B vuông góc với trục quay khung, từ thông xuyên qua khung dây có biểu π thức φ = 2.10-2cos(720t + ) Wb Biểu thức suất điện động cảm ứng khung là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 89 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 A e = 14,4sin(720t C e = 144sin(720t - Diễn đàn: http://lophocthem.com π π )V B e = -14,4sin(720t + )V D e = 14,4sin(720t + )V π - vuhoangbg@gmail.com π )V “Đường khó không vì ngăn sông cách núi Chỉ khó vì lòng người ngại núi, e sông ” 1B 11 A 21 C 31B 2B 12D 22B 32C 3C 13A 23D 33D 4C 14D 24B 34C ĐÁP ÁN 23 5D 6A 15C 16D 25A 26A 35D 36B 7D 17C 27C 37D 8C 18C 28C 38B 9C 19B 29B 39D 10B 20B 30A 40D MÁY BIẾN ÁP – TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG 24 Họ và tên học sinh :………………… Trường:THPT…………………………………… Câu 1: Trong việc truyền tải điện xa, để giảm công suất tiêu hao trên đường dây n lần thì cần phải A giảm điện áp xuống n lần B giảm điện áp xuống n2 lần C tăng điện áp lên n lần D tăng điện áp lên n lần Câu 2: Chọn câu trả lời đúng Máy biến áp A là thiết bị biến đổi điện áp dòng điện B có hai cuộn dây đồng có số vòng quấn trên lõi thép C cuộn dây nối với mạng điện xoay chiều gọi là cuộn thứ cấp D hoạt động dựa vào tượng cảm ứng điện từ Câu 3: Gọi R là điện trở dây dẫn, U là điện áp hai đầu dây dẫn Để giảm điện hao phí trên đường dây, thực tế người ta thường làm gì ? A Giảm điện trở dây B Tăng điện trở dây C Giảm điện áp D Tăng điện áp Câu 4: Trong máy biến thế, số vòng N2 cuộn thứ cấp gấp đôi số vòng N1 cuộn sơ cấp Đặt vào cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều u = U0sin ω t thì điện áp hiệu dụng đầu cuộn thứ cấp nhận giá trị nào sau đây A U B U0 C U D U0 Câu 5: Một máy biến có số vòng dây cuộn sơ cấp nhỏ số vòng dây cuộn thứ cấp Máy biến áp này dùng để A tăng I, giảm U B tăng I , tăng U C giảm I, tăng U D giảm I, giảm U Câu 6: Chọn phát biểu không đúng Trong qúa trình tải điện xa, công suất hao phí A tỉ lệ với thời gian truyền điện B tỉ lệ với chiều dài đường dây tải điện C tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp hai đầu dây trạm phát điện D tỉ lệ với bình phương công suất truyền BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 90 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 7: Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000kW Dòng điện nó phát sau tăng điện áp lên đến 110kV truyền xa đường dây có điện trở 20 Ω Công suất hao phí trên đường dây là A 6050W B 5500W C 2420W D 1653W Câu 8: Một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây cuộn sơ cấp là 1000vòng, cuộn thứ cấp là 100vòng Điện áp và cường độ hiệu dụng mạch thứ cấp là 24V và 10A Điện áp và cường độ hiệu dụng mạch sơ cấp là A 2,4V; 1A B 2,4V; 100A C 240V; 1A D 240V; 100A Câu 9: Điện trạm phát điện truyền hiệu điện 2kV và công suất 200kW Hiệu số các công tơ điện trạm phát và nơi thu sau ngày đêm chênh lệch thêm 480kWh Công suất điện hao phí trên đường dây tải điện là A 20kW B 40kW C 83kW D 100kW Câu 10: Để truyền công suất điện P = 40kW xa từ nơi có điện áp U1 = 2000V, người ta dùng dây dẫn đồng, biết điện áp nơi cuối đường dây là U2 = 1800V Điện trở dây là A 50 Ω B 40 Ω C 10 Ω D Ω Câu 11: Điện trạm điện truyền hiệu điện 2kV, hiệu suất quá trình truyền tải là H1 = 80% Muốn hiệu suất quá trình truyền tải tăng đến H2 = 95% thì ta phải A tăng điện áp lên đến 4kV B tăng điện áp lên đến 8kV C giảm điện áp xuống còn 1kV D giảm điện áp xuống còn 0,5kV Câu 12: Ta cần truyền công suất điện 1MW điện áp hiệu dụng 10kV xa đường dây pha Mạch có hệ số công suất cos ϕ = 0,8 Muốn cho tỉ lệ lượng mát trên đường dây không vượt quá 10% thì điện trở đường dây phải có giá trị là A R ≤ 6,4 Ω B R ≤ 3,2 Ω C R ≤ 6,4k Ω D R ≤ 3,2k Ω Câu 13: Một máy phát điện người ta muốn truyền tới nơi tiêu thụ công suất điện là 196KW với hiệu suất truyền tải là 98% Biết điện trở đường dây tải là 40 Ω Cần phải đưa lên đường dây tải nơi đặt máy phát điện điện áp A 10kV B 20kV C 40kV D 30kV Câu 14: Một động 200W- 50V, có hệ số công suất 0,8 mắc vào hai đầu thứ cấp máy hạ áp có tỉ số số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp k = Mất mát lượng máy biến áp là không đáng kể Nếu động hoạt động bình thường thì cường độ hiệu dụng cuộn dây sơ cấp là A 0,8A B 1A C 1,25A D 2A Câu 15: Cuộn thứ cấp máy biến có 110 vòng dây Khi đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V thì điện áp đo hai đầu để hở 20V Mọi hao phí máy biến bỏ qua Số vòng dây cuộn sơ cấp là A 1210 vòng B 2200 vòng C 530 vòng D 3200 vòng Câu 16: Một máy biến áp , cuộn sơ cấp có 500 vòng dây, cuộn thứ cấp có 50 vòng dây Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp là 100V Hiệu suất máy biến áp là 95% Mạch thứ cấp là bóng đèn dây tóc tiêu thụ công suất 25W Điện áp hiệu dụng có hai đầu cuộn thứ cấp là A 100V B 1000V C 10V D 200V Câu 17: Một máy biến áp, cuộn sơ cấp có 500 vòng dây, cuộn thứ cấp có 50 vòng dây Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp là 100V Hiệu suất máy biến áp là 95% Mạch thứ cấp là bóng đèn dây tóc tiêu thụ công suất 25W Cường độ dòng điện qua đèn A 25A B 2,5A C 1,5A D 3A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 91 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 18: Một máy biến áp , cuộn sơ cấp có 500 vòng dây, cuộn thứ cấp có 50 vòng dây Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp là 100V Hiệu suất máy biến áp là 95% Mạch thứ cấp là bóng đèn dây tóc tiêu thụ công suất 25W Cường độ dòng điện mạch sơ cấp A 2,63A B 0,236A C 0,623A D 0,263A Câu 19: Người ta muốn truyền công suất 100kW từ tram phát điện A với điện áp hiệu dụng 500V dây dẫn có điện trở Ω đến nơi tiêu thụ B Hiệu suất truyền tải điện A 80% B 30% C 20% D 50% Câu 20: Người ta muốn truyền công suất 100kW từ tram phát điện A với điện áp hiệu dụng 500V dây dẫn có điện trở Ω đến nơi tiêu thụ B Điện áp nơi tiệu thụ A 200V B 300V C 100V D 400V Câu 21: Một máy biến áp lý tưởng có tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp là 20 Mắc song song vào hai đầu cuộn thứ cấp hai bóng đèn sợi đốt có ghi 12V- 6W thì các đèn sáng bình thường Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây sơ cấp đó là A 1/20 A B 0,6 A C 1/12 A D 20 A Câu 22: Điện trạm phát điện truyền hiệu điện kV và công suất 200 kW Hiệu số các công tơ điện trạm phát và nơi thu sau ngày đêm chênh lệch thêm 480 kWh Hiệu suất quá trình truyền tải điện là A H = 95 % B H = 85 % C H = 80 % D H = 90 % Câu 23: Cuộn sơ cấp máy biến áp có 1000 vòng dây, mắc vào hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U1 = 200V, thì hiệu điện hai đầu cuộn thứ cấp để hở có giá trị hiệu dụng U2 = 10V Bỏ qua hao phí điện Số vòng dây cuộn thứ cấp có giá trị D 50 vòng A.500 vòng B 25 vòng C.100 vòng Câu 24: Một biến áp có hao phí bên xem không đáng kể, cuộn nối với nguồn xoay chiều U1 = 110V thì hiệu điện đo cuộn là U2 = 220V Nếu nối cuộn với nguồn U1 thì hiệu điện đo cuộn là A.110 V B 45V C 220 V D 55 V Câu 25: Một dòng điện xoay chiều pha, công suất 500kW truyền đường dây dẫn có điện trở tổng cộng là 4Ω Hiệu điện nguồn điện lúc phát U = 5000V Hệ số công suất đường dây tải là cosϕ = 0,8 Có bao nhiêu phần trăm công suất bị mát trên đường dây tải điện toả nhiệt ? A 10% B 20% C 25% D 12,5% Câu 26: Điều nào sau là sai nhận định máy biến áp : A Luôn có biểu thức U1.I1=U2.I2 B Hoạt động dựa trên tượng cảm ứng điện từ C Không hoạt động với hiệu điện không đổi D Số vòng trên các cuộn dây khác Câu 27: Cuộn sơ cấp máy biến áp có N1= 1000 vòng, cuộn thứ cấp có N2=2000 vòng Hiệu điện hiệu dụng cuộn sơ cấp là U1= 110 V và cuộn thứ cấp để hở là U2 = 216 V Tỷ số điện trở và cảm kháng cuộn sơ cấp là A 0,19 B 0,15 C 0,1 D 1,2 Câu 28: Một máy biến áp có hiệu suất 80% Cuộn sơ cấp có 150 vòng, cuộn thứ cấp có 300 vòng Hai đầu cuộn thứ cấp nối với cuộn dây có điện trở 100Ω, độ tự cảm 318mH Hệ số công suất mạch sơ cấp Hai đầu cuộn sơ cấp đặt hiệu điện xoay chiều có U1 = 100V, tần số 50Hz Cường độ hiệu dụng mạch sơ cấp A 2,0A B 2,5A C 1,8A D 1,5A Câu 29: Một máy biến áp lý tưởng có tỉ số vòng dây các cuộn sơ cấp N1 và thứ cấp N2 là Biết cường độ dòng điện cuộn sơ cấp và hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 92 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com là I1 = A và U1 = 120 V Cường độ dòng điện hiệu dụng cuộn thứ cấp và hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp là A 18 V và 360 V B 18 A và 40 V C A và 40 V D A và 360 V Câu 30: Trong máy tăng áp lý tưởng, giữ nguyên hiệu điện sơ cấp tăng số vòng dây hai cuộn thêm lượng thì hiệu điện cuộn thứ cấp thay đổi nào ? A tăng B tăng giảm C giảm D không đổi Câu 31: Muốn giảm hao phí trên đường dây tải điện 100 lần thì tỷ số số vòng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp máy biến trạm phát là A 10 B 10 000 C 1/100 D 1/10 Câu 32: Một máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 10000 vòng dây, cuộn thứ cấp có 500 vòng dây, mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện U1 = 200V Biết công suất dòng điện 200W Cường độ dòng qua cuộn thứ cấp có giá trị ( máy xem là lí tưởng) A 20A B 10A C 50A D 40A Câu 33: Một máy biến áp có tỉ số vòng N1 = , hiệu suất 96% nhận công suất 10(kW) N2 cuộn sơ cấp và hiệu hai đầu sơ cấp là 1(kV), hệ số công suất mạch thứ cấp là 0,8, thì cường độ dòng điện chạy cuộn thứ cấp là A 30(A) B 40(A) C 50(A) D 60(A) Câu 34: Một trạm phát điện truyền với công suất 100(kW), điện trở dây dẫn là 8(Ω) Hiệu điện hai đầu trạm là 1000(V) Nối hai cực trạm phát điện với biến có k= N1 = 0,1 Cho hao phí máy biến không đáng kể Hiệu suất tải điện nó là N2 A 90% B 99,2% C 80% D 92% Câu 35: Cho máy biến áp có hiệu suất 80% Cuộn sơ cấp có 150 vòng, cuộn thứ cấp có 300 vòng Hai đầu cuộn thứ cấp nối với cuộn dây có điện trở hoạt động 100Ω, độ tự cảm 1/π( H) Hệ số công suất mạch sơ cấp Hai đầu cuộn sơ cấp đặt hiệu điện xoay chiều có U1 = 100V, tần số 50Hz Công suất mạch sơ cấp C 250W D 200W A 150W B 100W Câu 36: Cuộn sơ cấp máy biến áp nối với điên áp xoay chiều, cuộn thứ cấp nối với điện trở tải Dòng điện các cuộn sơ cấp và thứ cấp thay đổi nào mở cho khung sắt từ máy hở A Dòng sơ cấp tăng, dòng thứ cấp tăng B Dòng sơ cấp giảm, dòng thứ cấp tăng C Dòng sơ cấp giảm, dòng thứ cấp giảm D Dòng sơ cấp tăng, dòng thứ cấp giảm Câu 37: Một đường dây có điện trở 4Ω dẫn dòng điện xoay chiều pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu dùng Hiệu điện hiệu dụng nguồn điện lúc phát là U = 5000V, công suất điện là 500kW Hệ số công suất mạch điện là cosφ = 0,8 Có bao nhiêu phần trăm công suất có ích ? A 10% B 87,5% C 16,4% D 20% Câu 38: Người ta truyền tải điện từ A đến B Ở A dùng máy tăng và B dùng máy hạ thế, dây dẫn từ A đến B có điện trở 40 ( Ω ) Cường độ dòng điện trên dây là 50 (A) Công suất hao phí trên dây 5% công suất tiêu thụ B và hiệu điện cuộn thứ cấp máy hạ là 200 (V) Biết dòng điện và hiệu điện luôn cùng pha và bỏ qua hao phí các máy biến Tỉ số máy hạ là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 93 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 0,005 B 0,05 C 0,01 D 0,004 Cần truyền tải điện từ A đến B cách 5km, A có điện áp 100kV và công suất 5000kW, điện trở đường dây tải đồng là R Biết độ giảm điện trên đường dây tải không vượt quá 1% Câu 39: Điện trở R có thể đạt giá trị tối đa A 20 Ω B 17 Ω C 14 Ω D 10 Ω -8 Câu 40: Điện trở suất đồng là 1,7.10 ( Ω m), tiết diện nhỏ dây đồng A 9,8mm2 B 9,5mm2 C 8,5mm2 D 7,5mm2 Câu 41: Đường dây tải điện có điện trở Ω dẫn điện từ A đến B Điện áp hiệu dụng A là 5000V, công suất là 500kW Hệ số công suất trên đường dây tải là 0,8 Hiệu suất tải điện là A 87,5% B 88% C 79,5% D 77,5% Câu 42: Điện áp hai cực trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết chưa tăng điện áp, độ giảm trên đường dây tải điện 15% điện áp hai cực trạm phát điện Coi cường độ dòng điện mạch luôn cùng pha với điện áp A 10 lần B 8,515 lần C 10,515lần D đáp án khác Khi tiền không gì cả, sức khoẻ là ít rồi, ý trí thì không còn gì 1D 11A 21A 31D 41A 2D 12A 22D 32A 3D 13B 23D 33D 4C 14B 24D 34B ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 24 5CA 6A 15A 16C 25D 26A 35C 36B 7D 17B 27A 37B 8C 18D 28B 38A 9A 19C 29B 39A 10C 20C 30C 40C DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM 2007-2012 Câu 1(CĐ 2007): Đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) L và tụ điện C mắc nối tiếp Kí hiệu uR , uL , uC tương ứng là hiệu điện tức thời hai đầu các phần tử R, L và C Quan hệ pha các hiệu điện này là A uR trễ pha π/2 so với uC B uC trễ pha π so với uL C uL sớm pha π/2 so với uC D UR sớm pha π/2 so với uL Câu 2(CĐ 2007): Dòng điện xoay chiều đoạn mạch có điện trở A cùng tần số với hiệu điện hai đầu đoạn mạch và có pha ban đầu luôn B cùng tần số và cùng pha với hiệu điện hai đầu đoạn mạch C luôn lệch pha π/2 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch D có giá trị hiệu dụng tỉ lệ thuận với điện trở mạch Câu 3(CĐ 2007): Một máy biến có số vòng cuộn sơ cấp là 5000 và thứ cấp là 1000 Bỏ qua hao phí máy biến Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V thì hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở có giá trị là A 20 V B 40 V C 10 V D 500 V BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 94 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 4(CĐ 2007): Đặt hiệu điện u = U0sinωt với ω , U0 không đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở là 80 V, hai đầu cuộn dây cảm (cảm thuần) là 120 V và hai đầu tụ điện là 60 V Hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch này A 140 V B 220 V C 100 V D 260 V Câu 5(CĐ 2007): Đoạn mạch điện xoay chiều AB chứa các phần tử: điện trở thuần, cuộn dây tụ điện Khi đặt hiệu điện u = U0sin (ωt +π/6) lên hai đầu A và B thì dòng điện mạch có biểu thức i = I0sin(ωt - π/3) Đoạn mạch AB chứa A cuộn dây cảm (cảm thuần) B điện trở C tụ điện D cuộn dây có điện trở Câu 6(CĐ 2007): Lần lượt đặt hiệu điện xoay chiều u = 5√2sin(ωt)với ω không đổi vào hai đầu phần tử: điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì dòng điện qua phần tử trên có giá trị hiệu dụng 50 mA Đặt hiệu điện này vào hai đầu đoạn mạch gồm các phần tử trên mắc nối tiếp thì tổng trở đoạn mạch là B 100 Ω C Ω 100 D 300 Ω A Ω 100 Câu 7(CĐ 2007): Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, đó R, L và C có giá trị không đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên hiệu điện u = U0sinωt, với ω có giá trị thay đổi còn U0 không đổi Khi ω = ω1 = 200π rad/s ω = ω2 = 50π rad/s thì dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch đạt cực đại thì tần số ω A 100 π rad/s B 40 π rad/s C 125 π rad/s D 250 π rad/s Câu 8(CĐ 2007): Đặt hiệu điện u = 125√2sin100πt(V) lên hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R = 30 Ω, cuộn dây cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L = 0,4/π H và ampe kế nhiệt mắc nối tiếp Biết ampe kế có điện trở không đáng kể Số ampe kế là A 2,0 A B 2,5 A C 3,5 A D 1,8 A Câu 9(CĐ 2007): Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh hiệu điện xoay chiều u=U0 sinωt Kí hiệu UR , UL , UC tương ứng là hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) L và tụ điện C Nếu C L UR = UL/2 = UC thì dòng điện qua đoạn mạch A trễ pha π/2 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch B trễ pha π/4 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch C sớm pha π/4 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch D sớm pha π/2 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch Câu 10(ĐH – 2007): Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh hiệu điện xoay chiều u = U0sinωt thì dòng điện mạch là i = I0 sin(ωt + π/6) Đoạn mạch điện này luôn có A ZL < ZC B ZL = ZC C ZL = R D ZL > ZC Câu 11(ĐH – 2007): Trong đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện thì hiệu điện hai đầu đoạn mạch A sớm pha π/2 so với cường độ dòng điện B sớm pha π/4 so với cường độ dòng điện C trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện D trễ pha π/4 so với cường độ dòng điện Câu 12(ĐH – 2007): Một tụ điện có điện dung 10 µF tích điện đến hiệu điện xác định Sau đó nối hai tụ điện vào hai đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm H Bỏ qua điện trở các dây nối, lấy π2 = 10 Sau khoảng thời gian ngắn là bao nhiêu (kể từ lúc nối) điện tích trên tụ điện có giá trị nửa giá trị ban đầu? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 95 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 3/ 400s B 1/600 s C 1/300 s D 1/1200 s Câu 13(ĐH – 2007): Đặt hiệu điện u = U0sinωt (U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Biết điện trở mạch không đổi Khi có tượng cộng hưởng điện đoạn mạch, phát biểu nào sau đây sai? A Cường độ hiệu dụng dòng điện mạch đạt giá trị lớn B Hiệu điện tức thời hai đầu đoạn mạch cùng pha với hiệu điện tức thời hai đầu điện trở R C Cảm kháng và dung kháng đoạn mạch D Hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở R nhỏ hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch Câu 14(ĐH – 2007): Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh hiệu điện xoay chiều có tần số 50 Hz Biết điện trở R = 25 Ω, cuộn dây cảm (cảm thuần) có L = 1/π H Để hiệu điện hai đầu đoạn mạch trễ pha π/4 so với cường độ dòng điện thì dung kháng tụ điện là A 125 Ω B 150 Ω C 75 Ω D 100 Ω Câu 15(ĐH – 2007): Đặt hiệu điện u = U0sinωt (U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Biết độ tự cảm và điện dung giữ không đổi Điều chỉnh trị số điện trở R để công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt cực đại Khi đó hệ số công suất đoạn mạch D 1/√2 A 0,85 B 0,5 C Câu 16(ĐH – 2007): Một máy biến có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện hiệu dụng 220 V Khi đó hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484 V Bỏ qua hao phí máy biến Số vòng dây cuộn thứ cấp là D 2200 A 2500 B 1100 C 2000 Câu 17(ĐH – 2007): Trong đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh, cường độ dòng điện sớm pha φ (với < φ < 0,5π) so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch Đoạn mạch đó A gồm điện trở và tụ điện B có cuộn cảm C gồm cuộn cảm (cảm thuần) và tụ điện D gồm điện trở và cuộn cảm (cảm thuần) Câu 18(ĐH – 2007): Dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = I0sin100πt Trong khoảng thời gian từ đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời có giá trị 0,5I0 vào thời điểm A 1/300s và 2/300 s B.1/400 s và 2/400 s C 1/500 s và 3/500 S D 1/600 s và 5/600 s Câu 19(ĐH – 2007): Đặt hiệu điện u = 100√2sin 100πt(V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh với C, R có độ lớn không đổi và L = 1/π H Khi đó hiệu điện hiệu dụng hai đầu phần tử R, L và C có độ lớn Công suất tiêu thụ đoạn mạch là A 100 W B 200 W C 250 W D 350 W Câu 20(CĐ 2008): Một đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C, điện trở R, cuộn dây có điện trở r và hệ số tự cảm L mắc nối tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u = U√2sinωt (V) thì dòng điện mạch có giá trị hiệu dụng là I Biết cảm kháng và dung kháng mạch là khác Công suất tiêu thụ đoạn mạch này là A U2/(R + r) B (r + R ) I2 C I2R D UI Câu 21(CĐ 2008): Khi đặt hiệu điện u = U0 sinωt (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh thì hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở, hai đầu cuộn dây và hai tụ điện là 30 V, 120 V và 80 V Giá trị U0 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 96 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 50 V B 30 V C 50√ V D 30 √2 V Câu 22(CĐ- 2008): Một đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm điện trở 100 Ω , cuộn dây cảm có hệ số tự cảm L=1/(10π) và tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện hiệu điện u = 200 √2sin100π t (V) Thay đổi điện dung C tụ điện hiệu điện hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại đó A 200 V B 100√2 V C 50√2 V D 50 V Câu 23(CĐ- 2008): Dòng điện có dạng i = sin100πt (A) chạy qua cuộn dây có điện trở 10 Ω và hệ số tự cảm L Công suất tiêu thụ trên cuộn dây là A 10 W B W C W D W Câu24(CĐ- 2008): Đặt hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Hiệu điện hai đầu A đoạn mạch luôn cùng pha với dòng điện mạch B cuộn dây luôn ngược pha với hiệu điện hai đầu tụ điện C cuộn dây luôn vuông pha với hiệu điện hai đầu tụ điện D tụ điện luôn cùng pha với dòng điện mạch Câu 25(CĐ- 2008): Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) mắc nối tiếp với điện trở hiệu điện xoay chiều thì cảm kháng cuộn dây bằng√3 lần giá trị điện trở Pha dòng điện đoạn mạch so với pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch là A chậm góc π/3 B nhanh góc π/3 C nhanh góc π/6 D chậm góc π/6 Câu 26(CĐ- 2008): Một đoạn mạch gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) mắc nối tiếp với điện trở Nếu đặt hiệu điện u = 15√2sin100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch thì hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây là V Khi đó, hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở A 5√2 V B √3 V C 10 √2 V D 10√3 V Câu 27(CĐ- 2008): Một máy biến dùng làm máy giảm (hạ thế) gồm cuộn dây 100 vòng và cuộn dây 500 vòng Bỏ qua hao phí máy biến Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp với hiệu điện thếu = 100√2sin100π t (V) thì hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp A 10 V B 20 V C 50 V D 500 V Câu 28(CĐ- 2008):Đặt hiệu điện xoay chiều có tần số thay đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Khi tần số dòng điện mạch lớn giá trị1/(2π√(LC)) A hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch B hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây nhỏ hiệu điện hiệu dụng hai tụ điện C dòng điện chạy đoạn mạch chậm pha so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch D hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở lớn hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn Câu 29(ĐH – 2008): Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện Độ lệch pha hiệu điện hai đầu cuộn dây so với cường độ dòng điện mạch là π Hiệu điện hiệu dụng hai đầu tụ điện BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 97 lần hiệu điện hiệu dụng hai CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com đầu cuộn dây Độ lệch pha hiệu điện hai đầu cuộn dây so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch trên là A B π π C − D 2π Câu 30(ĐH – 2008): Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở R, mắc nối tiếp với tụ điện Biết hiệu điện hai đầu cuộn dây lệch pha π so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch Mối liên hệ điện trở R với cảm kháng ZL cuộn dây và dung kháng ZC tụ điện là B R2 = ZC(ZC – ZL) C R2 = ZL(ZC – ZL) D R2 A R2 = ZC(ZL – ZC) = ZL(ZL – ZC) Câu 31(ĐH – 2008): Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích vòng 600 cm2, quay quanh trục đối xứng khung với vận tốc góc 120 vòng/phút từ trường có cảm ứng từ 0,2T Trục quay vuông góc với các đường cảm ứng từ Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ Biểu thức suất điện động cảm ứng khung là π A e = 48π sin(40πt − ) (V) B e = 4,8π sin(4πt + π) (V) C e = 48π sin(4πt + π) (V) D e = 4,8π sin(40πt − ) (V) π Câu 32(ĐH – 2008): Nếu đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh, cường độ dòng điện trễ pha so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch, thì đoạn mạch này gồm A tụ điện và biến trở B cuộn dây cảm và tụ điện với cảm kháng nhỏ dung kháng C điện trở và tụ điện D điện trở và cuộn cảm Câu 33 (ĐH – 2008): Phát biểu nào sau đây là đúng nói dòng điện xoay chiều ba pha ? A Khi cường độ dòng điện pha không thì cường độ dòng điện hai pha còn lại khác không B Chỉ có dòng điện xoay chiều ba pha tạo từ trường quay C Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thông gồm ba dòng điện xoay chiều pha, lệch pha góc π D Khi cường độ dòng điện pha cực đại thì cường độ dòng điện hai pha còn lại cực tiểu Câu 34(ĐH – 2008): Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh hiệu điện π u = 220 cos  ωt −  (V) thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch có biểu thức là 2  π  i = 2 cos  ωt −  (A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch này là 4  A 440W B 220 W C 440 W D 220W Câu 35(ĐH – 2008): Đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm cuộn dây có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C Khi dòng điện có tần số góc LC chạy qua đoạn mạch thì hệ số công suất đoạn mạch này A phụ thuộc điện trở đoạn mạch B C phụ thuộc tổng trở đoạn mạch D Câu 36(ĐH – 2008): Cho đoạn mạch gồm điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C Khi dòng điện xoay chiều có tần số góc ω chạy qua thì tổng trở đoạn mạch là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 98 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187    ωC  A R +  Diễn đàn: http://lophocthem.com    ωC  B R −  C R + ( ωC ) - vuhoangbg@gmail.com D R − ( ωC ) Câu 37(ĐH – 2008): Đoạn mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là U, cảm kháng ZL, dung kháng ZC (với ZC ≠ ZL) và tần số dòng điện mạch không đổi Thay đổi R đến giá trị R0 thì công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị cực đại Pm, đó Z 2L D R = ZL − ZC ZC π Câu 38(CĐNĂM 2009): Đặt điện áp u = 100cos(ωt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch có điện trở π thuần, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp thì dòng điện qua mạch là i = cos(ωt + ) (A) A R0 = ZL + ZC B Pm = U2 R0 C Pm = Công suất tiêu thụ đoạn mạch là A 100 W B 50 W C 50 W D 100 W Câu 39(CĐNĂM 2009): Trong đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp thì A điện áp hai đầu tụ điện ngược pha với điện áp hai đầu đoạn mạch B điện áp hai đầu cuộn cảm cùng pha với điện áp hai đầu tụ điện C điện áp hai đầu tụ điện trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch D điện áp hai đầu cuộn cảm trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch Câu 40(CĐNĂM 2009): Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos2πft, có U0 không đổi và f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Khi f = f0 thì đoạn mạch có cộng hưởng điện Giá trị f0 là LC 2π LC 1 D LC 2π LC Câu 41(CĐNĂM 2009): Đặt điện áp u = 100 cos ωt (V), có ω thay đổi vào hai đầu đoạn 25 H và tụ điện có điện dung mạch gồm điện trở 200 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm 36π 10−4 F mắc nối tiếp Công suất tiêu thụ đoạn mạch là 50 W Giá trị ω là π A A 150 π rad/s B B 50π rad/s C C 100π rad/s D 120π rad/s π Câu 42(CĐNĂM 2009): Đặt điện áp u = U cos(ωt + ) vào hai đầu đoạn mạch có tụ điện thì cường độ dòng điện mạch là i = I0cos(ωt + ϕi) Giá trị ϕi π A − B − 3π C π D 3π Câu 43(CĐNĂM 2009): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60 V vào hai đầu đoạn π mạch R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i1 = I cos(100πt + ) (A) Nếu ngắt bỏ tụ điện C thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i = I cos(100πt − π ) (A) Điện 12 áp hai đầu đoạn mạch là π ) (V) 12 π C u = 60 cos(100πt + ) (V) 12 A u = 60 cos(100πt − BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ π π D u = 60 cos(100πt + ) (V) B u = 60 cos(100πt − ) (V) 99 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 44(CĐNĂM 2009): Khi động không đồng ba pha hoạt động ổn định, từ trường quay động có tần số A tần số dòng điện chạy các cuộn dây stato B lớn tần số dòng điện chạy các cuộn dây stato C có thể lớn hay nhỏ tần số dòng điện chạy các cuộn dây stato, tùy vào tải D nhỏ tần số dòng điện chạy các cuộn dây stato Câu 45(CĐNĂM 2009): Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2400 vòng dây, cuộn thứ cấp gồm 800 vòng dây Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 210 V Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp biến áp hoạt động không tải là A B 105 V C 630 V D 70 V Câu 46(CĐNĂM 2009): Một máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm là rôto gồm 10 cặp cực (10 cực nam và 10 cực bắc) Rôto quay với tốc độ 300 vòng/phút Suất điện động máy sinh có tần số A 3000 Hz B 50 Hz C Hz D 30 Hz Câu 47(CĐNĂM 2009): Trong đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần, so với điện áp hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện mạch có thể A trễ pha π B sớm pha π C sớm pha π D trễ pha π Câu 48(CĐNĂM 2009): Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích vòng 54 cm2 Khung dây quay quanh trục đối xứng (thuộc mặt phẳng khung), từ trường có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,2 T Từ thông cực đại qua khung dây là D 0,54 Wb A 0,27 Wb B 1,08 Wb C 0,81 Wb Câu 49(CĐNĂM 2009): Điện áp hai đầu đoạn mạch là u = 150cos100πt (V) Cứ giây có bao nhiêu lần điện áp này không? A 100 lần B 50 lần C 200 lần D lần Câu 50(ĐH – 2009): Đặt điện áp u = Uocosωt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện và cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Biết dung kháng tụ điện R Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt cực đại, đó: A điện áp hai đầu tụ điện lệch pha π/6 so với điện áp hai đầu đoạn mạch B điện áp hai đầu cuộn cảm lệch pha π/6 so với điện áp hai đầu đoạn mạch C mạch có cộng hưởng điện D điện áp hai đầu điện trở lệch pha π/6 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Câu 51(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt có U0 không đổi và ω thay đổi vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Thay đổi ω thì cường độ dòng điện hiệu dụng mạch ω = ω cường độ dòng điện hiệu dụng mạch ω = ω Hệ thức đúng là A ω ω= B ω + ω = C ω ω = D ω + ω = Câu 52(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện Dung kháng tụ điện là 100 Ω Khi điều chỉnh R thì hai giá trị R và R công suất tiêu thụ đoạn mạch Biết điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện R = R hai lần điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện R = R Các giá trị R1 và R2 là: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 100 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com A R1 = 50 Ω, R2 = 100 Ω C R = 50 Ω, R = 200 Ω - vuhoangbg@gmail.com B R1 = 40 Ω, R2 = 250 Ω D R = 25 Ω, R = 100 2 Câu 53(ĐH – 2009): Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp Biết cảm kháng gấp đôi dung kháng Dùng vôn kế xoay chiều (điện trở lớn) đo điện áp hai đầu tụ điện và điện áp hai đầu điện trở thì số vôn kế là Độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện đoạn mạch là A π B π C π π D − Câu 54(ĐH – 2009): Máy biến áp là thiết bị A biến đổi tần số dòng điện xoay chiều áp dòng điện xoay chiều C làm tăng công suất dòng điện xoay chiều chiều thành dòng điện chiều B có khả biến đổi điện D biến đổi dòng điện xoay π Câu 55(ĐH – 2009): Đặt điện áp u = U cos  100π t −  (V) vào hai đầu tụ điện có điện dung  2.10 π −4 3 (F) Ở thời điểm điện áp hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện mạch là 4A Biểu thức cường độ dòng điện mạch là π A i = cos  100π t +  (A) π B i = 5cos  100π t +  (A) π C i = 5cos  100π t −  (A) π D i = cos  100π t −  (A) 6   6 6  6  Câu 56(ĐH – 2009): Từ thông qua vòng dây dẫn là Φ = 2.10 −2 π π  cos 100π t +  (Wb ) Biểu 4  thức suất điện động cảm ứng xuất vòng dây này là π A e = −2 sin  100π t +  (V ) 4  C e = −2 sin100π t (V ) π B e = sin  100π t +  (V ) 4  D e = 2π sin100π t (V ) π Câu 57(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều u = U cos  100π t +  (V ) vào hai đầu cuộn cảm  có độ tự cảm L = 3 (H) Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm là 100 V thì cường 2π độ dòng điện qua cuộn cảm là 2A Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm là π A i = cos  100π t −  ( A) 6  π C i = 2 cos  100π t +  ( A) 6  π B i = cos  100π t +  ( A) 6  π D i = 2 cos  100π t −  ( A) 6  Câu58(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 30 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm 0,4/ π (H) và tụ điện có điện dung thay đổi Điều chỉnh điện dung tụ điện thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại A 250 V B 100 V C 160 V D 150 V Câu 59(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C mắc nối thứ tự trên Gọi UL, UR và UC_lần lượt là các điện áp hiệu dụng hai đầu phần BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 101 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com π tử Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch NB (đoạn mạch NB gồm R và C ) Hệ thức nào đây là đúng? A U = U 2R + U C2 + U 2L B U C2 = U 2R + U 2L + U C U 2L = U 2R + U 2C + U D U 2R = U C2 + U 2L + U Câu 60(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Biết R = 10 Ω, cuộn cảm có L=1/(10π) (H), tụ điện có C = (F) và điện áp hai đầu cuộn cảm là uL= 20 cos(100πt + π/2) (V) Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch là A u = 40cos(100πt + π/4) (V) B u = 40 cos(100πt – π/4) (V) C u = 40 cos(100πt + π/4) (V) D u = 40cos(100πt – π/4) (V) Câu 61(ĐH – 2009): Khi đặt hiệu điện không đổi 30 V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm (H) thì dòng điện đoạn mạch là dòng điện chiều có cường độ A Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch này điện áp u=150 cos120πt (V) thì biểu thức cường độ dòng điện đoạn mạch là A i=5 cos(120πt + ) (A) C i=5cos(120πt + ) (A) B i=5 cos(120πt - ) (A) D i=5cos(120πt- ) (A) Câu 62(ĐH - 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có 10−4 10−4 F F thì công 4π 2π điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung C đến giá trị suất tiêu thụ trên đoạn mạch có giá trị Giá trị L H D H π 3π π Câu 63(ĐH - 2010): Đặt điện áp u = U cos ωt vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch A H 2π B H C AN và NB mắc nối tiếp Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, đoạn NB có tụ điện với điện dung C Đặt ω1 = Để điện áp hiệu dụng hai LC đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc R thì tần số góc ω A ω1 2 B ω1 C ω1 D 2ω1 π Câu 64(ĐH - 2010): Tại thời điểm t, điện áp u = 200 cos(100π t − ) (trong đó u tính V, t tính s) có giá trị 100 2V và giảm Sau thời điểm đó s , điện áp này có giá trị là 300 A −100V B 100 3V C −100 2V D 200 V Câu 65(ĐH - 2010): Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm Bỏ qua điện trở các cuộn dây máy phát Khi rôto máy quay với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch là A Khi rôto máy quay với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch là A Nếu rôto máy quay với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm kháng đoạn mạch AB là A R B 2R BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C R 102 D R CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 66(ĐH - 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi vào hai đầu A và B đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi Gọi N là điểm nối cuộn cảm và tụ điện Các giá trị R, L, C hữu hạn và khác không Với C = C1 thì điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở R có giá trị không đổi và khác không thay đổi giá trị R biến trở Với C = C1 thì điện áp hiệu dụng A và N A 200 V B 100 V C 100 V D 200 V Câu 67(ĐH - 2010): Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi i là cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch; u1, u2 và u3 là điện áp tức thời hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm và hai đầu tụ điện Hệ thức đúng là A i = u ) R + (ω L − ωC B i = u3ωC C i = u1 R D i = u2 ωL Câu 68ĐH - 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Gọi điện áp hiệu dụng hai đầu tu điện, hai đầu biến trở và hệ số công suất đoạn mạch biến trở có giá trị R1 là UC1, UR1 và cosϕ1; biến trở có giá trị R2 thì các giá trị tương ứng nói trên là UC2, UR2 và cosϕ2 Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1 Giá trị cosϕ1 và cosϕ2 là: A cos ϕ1 = C cos ϕ1 = , cos ϕ = , cos ϕ2 = 5 B cos ϕ1 = D cos ϕ1 = 1 , cos ϕ2 = 2 , cos ϕ2 = Câu 69(ĐH - 2010): Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM có điện trở 50Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm H, đoạn mạch π MB có tụ điện với điện dung thay đổi Đặt điện áp u = U0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB Điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị C1 cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha A 4.10−5 F π π so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM Giá trị C1 8.10−5 2.10−5 10−5 B F C F D F π π π Câu 70(ĐH - 2010): Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là U0 π cos(ωt + ) ωL U0 π i= cos(ωt − ) ωL A i = B i = π cos(ωt + ) ωL U0 C i = U0 π cos(ωt − ) ωL D Câu 71(CAO ĐẲNG 2010): Đặt điện áp xoay chiều u=U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch có điện trở Gọi U là điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch; i, I0 và I là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện đoạn mạch Hệ thức nào sau đây sai? A U I − =0 U I0 B U I + = U I0 C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ u i − =0 U I 103 D u2 i2 + = U 02 I 02 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 72(CAO ĐẲNG 2010): Đặt điện áp u=U0cosωt có ω thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Khi ω < LC thì A điện áp hiệu dung hai đầu điện trở R điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch B điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R nhỏ điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C cường độ dòng điện đoạn mạch trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch D cường độ dòng điện đoạn mạch cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch Câu 73(CAO ĐẲNG 2010): Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L Tại thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm A U0 2ω L B U0 2ω L C U0 ωL D Câu 74(CAO ĐẲNG 2010): Đặt điện áp u = 220 cos100π t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm L, đoạn MB có tụ điện C Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AM và điện áp hai đầu đoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng lệch pha áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM A 220 V B 220 V C 220 V 2π Điện D 110 V Câu 75(CAO ĐẲNG 2010): Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích vòng là 220 cm2 Khung quay với tốc độ 50 vòng/giây quanh trục đối ur xứng nằm mặt phẳng khung dây, từ trường có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với trục quay và có độ lớn 5π T Suất điện động cực đại khung dây A 110 V B 220 V C 110 V D 220 V Câu 76(CAO ĐẲNG 2010): Đặt điện áp u = 200cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm π H Điều chỉnh biến trở để công suất tỏa nhiệt trên biến trở đạt cực đại, đó cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch A A B A C A D A Câu77(CAO ĐẲNG 2010): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 40 Ω và tụ điện mắc nối tiếp Biết điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha dòng điện đoạn mạch Dung kháng tụ điện A 40 Ω B 40 Ω C 40Ω π so với cường độ D 20 Ω π Câu 78(CAO ĐẲNG 2010): Đặt điện áp u = U cos(wt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i = I0 sin(wt + 5π ) (A) Tỉ số điện trở R và cảm kháng cuộn cảm là 12 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 104 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 - vuhoangbg@gmail.com D Câu 79(CAO ĐẲNG 2010): Đặt điện áp u = U cos wt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở A Diễn đàn: http://lophocthem.com B C R và tụ điện C mắc nối tiếp Biết điện áp hai đầu điện trở và điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng Phát biểu nào sau đây là sai ? π so với điện áp hai đầu đoạn mạch π B Điện áp hai đầu điện trở sớm pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch π C Cường độ dòng điện qua mạch sớm pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch π D Điện áp hai đầu điện trở trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch Câu 80(CAO ĐẲNG 2010): Đặt điện áp u = U cos ωt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn A Cường độ dòng điện qua mạch trễ pha cảm mắc nối tiếp với biến trở R Ứng với hai giá trị R1 = 20 Ω và R2 = 80 Ω biến trở thì công suất tiêu thụ đoạn mạch 400 W Giá trị U là B 200 V C 100 V D 100 V A 400 V Câu 81(ĐẠI HỌC 2011) : Đặt điện áp u = U cos 2π ft (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C Khi tần số là f1 thì cảm kháng và dung kháng đoạn mạch có giá trị là 6Ω và Ω Khi tần số là f2 thì hệ số công suất đoạn mạch Hệ thức liên hệ f1 và f2 là A f2 = f1 B f2 = f1 C f2 = f1 D f2 = f1 Câu 82(ĐẠI HỌC 2011): Lần lượt đặt các điện áp xoay chiều u1 = U cos(100π t + ϕ1 ) ; u2 = U cos(120π t + ϕ2 ) và u3 = U cos(110π t + ϕ3 ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện đoạn mạch có biểu thức tương ứng là: i1 = I cos100π t ; i2 = I cos(120π t + I ' cos(110π t − 2π ) So sánh I và I’, ta có: B I = I ' C I < I’ 2π ) và i3 = A I = I’ D I > I’ Câu 83(ĐẠI HỌC 2011): Một khung dây dẫn phẳng quay với tốc độ góc ω quanh trục cố định nằm mặt phẳng khung dây, từ trường có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay khung Suất điện động cảm ứng khung có biểu thức e = π E0 cos(ωt + ) Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ góc A 450 B 1800 C 900 D 1500 Câu 84(ĐẠI HỌC 2011): Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt điện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB Khi đó đoạn mạch AB tiêu thụ công suất 120 W và có hệ số công suất Nếu nối tắt hai đầu tụ điện thì điện áp hai đầu đoạn mạch AM và MB có cùng giá trị hiệu dụng lệch pha π , công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB trường hợp này BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 105 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 75 W B 160 W C 90 W D 180 W Câu 85(ĐẠI HỌC 2011): Một học sinh quấn máy biến áp với dự định số vòng dây cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn thứ cấp Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu số vòng dây Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, dùng vôn kết xác định tỉ số điện áp cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp Lúc đầu tỉ số điện áp 0,43 Sau quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số điện áp 0,45 Bỏ qua hao phí máy biến áp Để máy biến áp đúng dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp A 40 vòng dây B 84 vòng dây C 100 vòng dây D 60 vòng dây Câu 86(ĐẠI HỌC 2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U cos100π t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì thấy giá trị cực đại đó 100 V và điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện 36 V Giá trị U là A 80 V B 136 V C 64 V D 48 V Câu 87(ĐẠI HỌC 2011): Đặt điện áp u = U cos ωt vào hai đầu tụ điện thì cường độ dòng điện qua nó có giá trị hiệu dụng là I Tại thời điểm t, điện áp hai đầu tụ điện là u và cường độ dòng điện qua nó là i Hệ thức liên hệ các đại lượng là A u i2 + = U I2 B u i2 + =1 U I2 C u i2 + =2 U I2 D u i2 + = U I2 Câu 88(ĐẠI HỌC 2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (U0 không đổi và ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn càm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, với CR2 < 2L Khi ω = ω1 ω = ω2 thì điện áp hiệu dụng hai tụ điện có cùng giá trị Khi ω = ω0 thì điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt cực đại Hệ thức liên hệ ω1, ω2 và ω0 là A ω0 = (ω1 + ω2 ) B ω02 = (ω12 + ω22 ) C ω0 = ω1ω2 D 1 1 = ( + 2) ω0 ω1 ω2 Câu 89(ĐẠI HỌC 2011): Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và 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 4π mạch MB gồm điện trở R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi thì điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AM và MB là: u AM = 50 cos(100πt − 7π ) (V) và u MB = 150 cos100πt (V) Hệ số công suất đoạn 12 mạch AB là A 0,86 B 0,84 C 0,95 D 0,71 Câu 90(ĐẠI HỌC 2011): Một máy phát điện xoay chiều pha có phần ứng gồm bốn cuộn dây giống mắc nối tiếp Suất điện động xoay chiều máy phát sinh có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 100 V Từ thông cực đại qua vòng phần ứng là mWb Số vòng dây π cuộn dây phần ứng là A 71 vòng B 200 vòng C 100 vòng D 400 vòng Câu 91(ĐẠI HỌC 2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U cos100πt (U không đổi, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 106 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG H 5π ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com và tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung tụ điện để điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại đó U Điện trở R B 20 Ω C 10 Ω D 20 Ω A 10 Ω Câu 92(ĐẠI HỌC 2011): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch tương ứng là 0,25 A; 0,5 A; 0,2 A Nếu đặt điện áp xoay chiều này vào hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử trên mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là A 0,2 A B 0,3 A C 0,15 A D 0,05 A Câu 93 (DH 2012) : Đặt điện áp u = U0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở 100 3Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đoạn mạch MB có tụ điện có điện dung áp hai đầu đoạn mạch AM lệch pha L A π H B π H π 10−4 F Biết điện 2π so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB Giá trị C π D H π H Câu 94(DH 2012): Trong thực hành, học sinh mắc đoạn mạch AB gồm điện trở 40 Ω, tụ điện có điện dung C thay đổi và cuộn dây có độ tự cảm L nối đúng thứ tự trên Gọi M là điểm nối điện trở và tụ điện Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V và tần số 50 Hz Khi điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị Cm thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu 75 V Điện trở cuộn dây là B 16 Ω C 30 Ω D 40 Ω A 24 Ω Câu 95(DH 2012): Điện từ trạm phát điện đưa đến khu tái định cư đường dây truyền tải pha Cho biết, điện áp đầu truyền tăng từ U lên 2U thì số hộ dân trạm cung cấp đủ điện tăng từ 120 lên 144 Cho chi tính đến hao phí trên đường dây, công suất tiêu thụ điện các hộ dân nhau, công suất trạm phát không đổi và hệ số công suất các trường hợp Nếu điện áp truyền là 4U thì trạm phát huy này cung cấp đủ điện cho A 168 hộ dân B 150 hộ dân C 504 hộ dân D 192 hộ dân Câu 96(DH 2012): Từ trạm phát điện xoay chiều pha đặt vị trí M, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ N, cách M 180 km Biết đường dây có điện trở tổng cộng 80 Ω (coi dây tải điện là đồng chất, có điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài dây) Do cố, đường dây bị rò điện điểm Q (hai dây tải điện bị nối tắt vật có điện trở có giá trị xác định R) Để xác định vị trí Q, trước tiên người ta ngắt đường dây khỏi máy phát và tải tiêu thụ, sau đó dùng nguồn điện không đổi 12V, điện trở không đáng kể, nối vào hai đầu hai dây tải điện M Khi hai đầu dây N để hở thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,40 A, còn hai đầu dây N nối tắt đoạn dây có điện trở không đáng kể thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,42 A Khoảng cách MQ là A 135 km B 167 km C 45 km D 90 km Câu 97 (DH 2012) : Đặt điện áp u = U0 cosωt (V) (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm H và tụ điện mắc nối tiếp 5π Khi ω=ω0 thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch đạt giá trị cực đại Im Khi ω = ω1 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 107 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com ω = ω2 thì cường độ dòng điện cực đại qua đoạn mạch và Im Biết ω1 – ω2 = 200π rad/s Giá trị R A 150 Ω B 200 Ω C 160 Ω D 50 Ω Câu 98(DH 2012): Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi i là cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch; u1, u2 và u3 là điện áp tức thời hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm và hai đầu tụ điện; Z là tổng trở đoạn mạch Hệ thức đúng là A i = u3ωC B i = u1 R C i = u2 ωL D i = u Z Câu 99(DH 2012): Đặt điện áp u = 400cos100πt (u tính V, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở 50 Ω mắc nối tiếp với đoạn mạch X Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch là A Biết thời điểm t, điện áp tức thời hai đầu AB có giá trị 400 V; thời điểm t + (s), cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch không và 400 giảm Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch X là A 400 W B 200 W C 160 W D 100 W Câu 100(DH 2012) Đặt điện áp u = U0cos2 π ft vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi UR, UL, UC là điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm và hai đầu tụ điện Trường hợp nào sau đây, điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch cùng pha với điện áp tức thời hai đầu điện trở? A Thay đổi C để URmax B Thay đổi R để UCmax C Thay đổi L để ULmax D Thay đổi f để UCmax Câu 101(DH 2012): Đặt điện áp u = U0cos ω t (U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm tụ điện, cuộn cảm và điện trở mắc nối tiếp Gọi M là điểm nối tụ điện và cuộn cảm Biết điện áp hiệu dụng hai đầu AM điện áp hiệu dụng hai đầu MB và cường độ dòng điện đoạn mạch lệch pha hai đầu đoạn mạch Hệ số công suất đoạn mạch MB là A B 0,26 C 0,50 D π 12 so với điện áp 2 Câu 102(DH 2012): Đặt điện áp u= 150 cos100π t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 60 Ω , cuộn dây (có điện trở thuần) và tụ điện Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch 250 W Nối hai tụ điện dây dẫn có điện trở không đáng kể Khi đó, điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây và 50 V Dung kháng tụ điện có giá trị A 60 3Ω B 30 3Ω C 15 3Ω D 45 3Ω Câu 103 (DH 2012) Một động điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5 A và hệ số công suất động là 0,8 Biết công suất hao phí động là 11 W Hiệu suất động (tỉ số công suất hữu ích và công suất tiêu thụ toàn phần) là A 80% B 90% C 92,5% D 87,5 % Câu 104 (DH 2012): Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos ω t (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Khi ω = ω thì cảm kháng và dung kháng đoạn mạch là Z1L và Z1C Khi ω = ω thì đoạn mạch xảy tượng cộng hưởng Hệ thức đúng là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 108 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 A ω1 = ω2 Z1 L Z1C B ω1 = ω2 Diễn đàn: http://lophocthem.com Z1L Z1C C ω1 = ω2 Z1C Z1 L - vuhoangbg@gmail.com D ω1 = ω2 Câu 105 (DH 2012) Khi đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm Z1C Z1L 0, π H hiệu điện chiều 12 V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 0,4 A Sau đó, thay hiệu điện này điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 12 V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây A 0,30 A B 0,40 A C 0,24 A D 0,17 A π Câu 106(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Đặt điện áp u = U cos(ωt + ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, cường độ dòng điện mạch là i = I sin(ωt + 2π ) Biết U0, I0 và ω không đổi Hệ thức đúng là B ωL = 3R C R = ωL D ωL = A R = 3ωL R Câu 107(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Đặt điện áp u = U0cos(ωt + ϕ) (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp Điều chỉnh ω = ω1 thì cảm kháng cuộn cảm lần dung kháng tụ điện Khi ω = ω2 thì mạch xảy tượng cộng hưởng điện Hệ thức đúng là A ω1 = 2ω2 B ω2 = 2ω1 C ω1 = 4ω2 D ω2 = 4ω1 Câu 108(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Đặt điện áp u = U0cos(ωt + ϕ) (U0 không đổi, tần số góc ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp Điều chỉnh ω = ω1 thì đoạn mạch có tính cảm kháng, cường độ dòng điện hiệu dụng và hệ số công suất đoạn mạch là I1 và k1 Sau đó, tăng tần số góc đến giá trị ω = ω2 thì cường độ dòng điện hiệu dụng và hệ số công suất đoạn mạch là I2 và k2 Khi đó ta có A I2 > I1 và k2 > k1 B I2 > I1 và k2 < k1 C I2 < I1 và k2 < k1 D I2 < I1 và k2 > k1 Câu 109(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Đặt điện áp u = U cos2πft (trong đó U không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu điện trở Khi f = f1 thì công suất tiêu thụ trên điện trở P Khi f = f2 với f2 = 2f1 thì công suất tiêu thụ trên điện trở A P B P C P D 2P Câu 110(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch X mắc nối tiếp chứa hai ba phần tử: điện trở thuần, cuộn cảm và tụ điện Biết điện áp hai đầu đoạn mạch X luôn sớm pha so với cường độ dòng điện mạch góc nhỏ π Đoạn mạch X chứa A cuộn cảm và tụ điện với cảm kháng lớn dung kháng B điện trở và tụ điện C cuộn cảm và tụ điện với cảm kháng nhỏ dung kháng D điện trở và cuộn cảm Câu 111(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp Biết cảm kháng cuộn cảm lần dung kháng tụ điện Tại thời điểm t, điện áp tức thời hai đầu điện trở và điện áp tức thời hai đầu tụ điện có giá trị tương ứng là 60 V và 20 V Khi đó điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch là A 20 13 V B 10 13 V C 140 V D 20 V BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 109 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 112(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Đặt điện áp u = U0cos(ωt + ϕ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuận R và cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp Hệ số công suất đoạn mạch là A ωL R B R R + (ω L ) C R ωL ωL D R + (ω L) Câu 113(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Đặt điện áp u = U0cos(ωt + ϕ) (với U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở mắc nối tiếp với cuộn cảm Điều chỉnh biến trở để công suất tỏa nhiệt trên biến trở đạt cực đại Khi đó A điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm B điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở hai lần điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm C hệ số công suất đoạn mạch D hệ số công suất đoạn mạch 0,5 Câu 114(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Đặt điện áp u = U0 cos(ωt + π ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp Biết cường độ dòng điện π mạch có biểu thức i = cos(ωt + ) (A) và công suất tiêu thụ đoạn mạch 150 W Giá trị U0 A 100 V B 100 V C 120 V D 100 V Câu 115(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Đặt điện áp u = U0cos(ωt + ϕ) (U0 và ϕ không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần, tụ điện và cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Khi L = L1 L = L2 thì cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mặt Để cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch giá trị cực đại thì giá trị L A ( L1 + L2 ) B L1 L2 L1 + L2 C L1 L2 L1 + L2 D 2(L1 + L2) Câu 116(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với tụ điện Biết điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở và hai tụ điện là 100V và 100 V Độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch và điện áp hai tụ điện có độ lớn A π B π C π D π Câu 117(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm là rôtô và số cặp cực là p Khi rôtô quay với tốc độ n (vòng/s) thì từ thông qua cuộn dây stato biến thiên tuần hoàn với tần số (tính theo đơn vị Hz) là A 1B 11C 21C 31B pn 60 B 2B 12C 22A 32D n 60 p C 60pn D.pn ĐÁP ÁN: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐH – CĐ 2007- 2012 3A 4C 5A 6B 7A 8B 9B 13D 14A 15D 16D 17A 18D 19A 23D 24B 25A 26C 27B 28C 29D 33A 34B 35D 36A 37D 38C 39C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 110 CHUYÊN ĐỀ : DÒNG 10A 20B 30C 40D ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 41D 51C 61D 71D 81A 91C 101C 111D 42D 52C 62D 72C 82C 92A 102B 112B 43C 53A 63B 73D 83B 93C 103D 113A Diễn đàn: http://lophocthem.com 44A 54B 64C 74C 84C 94A 104B 114D 45D 55B 65B 75B 85D 95B 105C 115A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 111 46B 56B 66A 76A 86A 96C 106D 116A - vuhoangbg@gmail.com 47D 57A 67C 77A 87C 97C 107A 117D 48D 58C 68C 78B 88B 98B 108C CHUYÊN ĐỀ : DÒNG 49A 59C 69B 79A 89B 99B 109C 50D 60D 70C 80B 90C 100A 110D ĐIỆN XOAY CHIỀU - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com VŨ ĐÌNH HOÀNG - vuhoangbg@gmail.com http://lophocthem.com ĐT: 01689.996.187 – Email: vuhoangbg@gmail.com Họ và tên: Lớp: .Trường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC, LUYỆN THI VÀO ĐẠI HỌC Thái Nguyên 2013 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com MỤC LỤC PHẦN I: KIẾN THỨC CHUNG .3 PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ MẠCH DAO ĐỘNG DẠNG 2: BÀI TOÁN LIÊN QUAN NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 13 DẠNG 3: VIẾT BIỂU THỨC q, u,i 19 DẠNG 4: ĐIỆN TỪ TRƯỜNG – SỰ THU PHÁT, TRUYỀN SÓNG ĐIỆN TỪ 21 KIẾN THỨC CHUNG 21 PHƯƠNG PHÁP 25 VÍ DỤ MINH HỌA 25 DẠNG 5: BÀI TOÁN BIỆN LUẬN- TỤ CÓ ĐIỆN DUNG THAY ĐỔI (TỤ XOAY) 30 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 32 ĐÁP ÁN ĐỀ 25 37 ĐÁP ÁN ĐỀ 26 42 ĐÁP ÁN ĐỀ 27 47 SÓNG ĐIỆN TỪ ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM 2007 -2012 48 ĐÁP ÁN: SÓNG ĐIỆN TỪ ĐH, CĐ 2007-2012 57 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com MẠCH DAO ĐỘNG DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ PHẦN I: KIẾN THỨC CHUNG Mạch dao động điện từ - Năng lượng mạch dao động Mạch dao động điện từ LC • Gồm tụ điện mắc nối tiếp với cuộn cảm thành mạch kín • Nếu r nhỏ (≈ 0): mạch dao động lí tưởng • Muốn mạch hoạt động → tích điện cho tụ điện cho nó phóng điện tạo dòng điện xoay chiều mạch • Người ta sử dụng hiệu điện xoay chiều tạo hai tụ điện cách nối hai này với mạch ngoài Sự biến thiên điện tích và dòng điện mạch dao động điện từ LC a Khảo sát mạch LC Xét mạch dao động LC hình vẽ • Ban đầu khóa K chốt A, nguồn tích điện cho tụ điện, điện tích q tụ tăng từ đến giá trị cực đại Q0, tụ điện ngừng tích điện • Chuyển khóa K sang chốt B tạo thành mạch kín L và C gọi là mạch dao động, tụ điện phóng điện và có dòng điện qua cuộn cảm • Xét khoảng thời gian ∆t vô cùng nhỏ thì dòng điện mạch thỏa mãn i = q’ Trong cuộn dây có từ thông biến thiên làm phát sinh suất điện động tự cảm e = -Li' = -Lq' , (1) Cuộn cảm đóng vai trò máy thu, theo định luật Ôm đoạn mạch chứa máy thu ta , mà R = nên u = e , (2) Từ (1) và (2) suy BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Đặt Vậy điện tích mạch dao động LC là hàm biến thiên điều hòa theo thời gian t Do i = q’ nên , với * Nhận xét : - Do i và q là các hàm biến thiên điều hòa theo thời gian t nên dao động mạch LC gọi là dao động điều hòa - Từ biểu thức i và q ta thấy i nhanh pha q góc - Áp dụng công thức tính hiệu điện hay ta có thể viết biểu thức hiệu điện hai tụ điện sau: với b Chu kỳ và tần số dao động riêng mạch LC Ta có: • Chu kỳ dao động riêng mạch LC là: • Tần số dao động riêng mạch LC là: * KẾT LUẬN: Với dao động mạch dao động LC ta cần nhớ: - Các biểu thức điện tích, dòng điện và hiệu điện thế: - Quan hệ pha : q và u cùng pha và cùng chậm pha i góc - Các mối quan hệ biên độ: - Các công thức chu kỳ, tần số riêng: * Chú ý : • Trong công thức tính tần số góc, tần số và chu kì dao động riêng mạch LC thì C là điện dung tụ điện - Nếu tụ gồm C1, C2, C3, mắc nối tiếp, điện dung tụ tính BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com , đó: - Nếu tụ gồm C1, C2, C3, mắc song song, điện dung tụ là C = C1 + C2 + C3 + , đó: TÓM TẮT CÔNG THỨC Dao động điện từ * Điện tích tức thời q = q0cos(ωt + ϕ) * Hiệu điện (điện áp) tức thời u= q q0 = cos(ωt + ϕ ) = U cos(ωt + ϕ ) C C * Dòng điện tức thời i = q’ = -ωq0sin(ωt + ϕ) = I0cos(ωt + ϕ + π ) * Cảm ứng từ: Trong đó: ω= LC π B = B0 cos(ωt + ϕ + ) là tần số góc riêng ; T = 2π LC là chu kỳ riêng; f = 2π LC là tần số riêng I = ω q0 = q0 LC ; U0 = * Năng lượng điện trường: * Năng lượng từ trường: * Năng lượng điện từ: q0 I L = = ω LI = I C ωC C 1 q2 Wđ = Cu = qu = 2 2C q Wt = Li = sin (ωt + ϕ ) 2C W=Wđ + Wt Wđ = q02 cos (ωt + ϕ ) 2C 1 q2 W = CU 02 = q0U = = LI 02 2 2C Chú ý: + Mạch dao động có tần số góc ω, tần số f và chu kỳ T thì Wđ và Wt biến thiên với tần số góc 2ω, tần số 2f và chu kỳ T/2 + Mạch dao động có điện trở R ≠ thì dao động tắt dần Để trì dao động cần cung cấp cho mạch lượng có công suất: P = I 2R = ω 2C 2U 02 R= U 02 RC 2L + Khi tụ phóng điện thì q và u giảm và ngược lại + Quy ước: q > ứng với tụ ta xét tích điện dương thì i > ứng với dòng điện chạy đến tụ mà ta xét Phương trình độc lập với thời gian: q2 + i2 ω2 = Q02 ; u2 i2 i2 2 + = Q ; u C + = Q02 L2ω ω ω2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com Mạch dao động LC lí tưởng thực dao động điện từ Khoảng thời gian, hai lần liên tiếp, lượng điện trường trên tụ điện lượng từ trường cuộn dây Khi lượng điện trường trên tụ lượng từ trường cuộn cảm, ta có: Wđ = Wt = W 3π -Q0 hay Với hai vị trí li độ π − Q0 − q  Q 02 =  C  C - vuhoangbg@gmail.com 3π q Q0 2O Q0 2 π −   ⇒ q = ±Q  2 q = ±Q trên trục Oq, tương ứng với vị trí trên đường tròn, các vị trí này cách các cung π Có nghĩa là, sau hai lần liên tiếp lượng là π 2π T = ↔ 4 Wñ = Wt , pha dao động đã biến thiên : Pha dao động biến thiên 2ợ sau thời gian chu kì T T Tóm lại, sau thời gian lượng điện lại lượng từ Sự tương tự dao động điện và dao động Đại lượng điện Dao động Dao động điện x q x” + ω 2x = q” + ω 2q = v i m L x = Acos(ωt + ϕ) q = q0cos(ωt + ϕ) k C v = x’ = -ωAsin(ωt + ϕ) i = q’ = -ωq0sin(ωt + ϕ) F u v A2 = x + ( ) i q02 = q + ( )2 µ R W=Wđ + Wt W=Wđ + Wt Wđ Wt (WC) Wđ = mv2 Wt = Li2 Wt Wđ (WL) Wt = kx2 Wđ = q Đại lượng k m ω= BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ ω 2 ω= LC ω 2 2C CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ MẠCH DAO ĐỘNG (TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶP ) * Phương pháp giải : + Để tìm các đại lượng đặc trưng trên mạch dao động điện từ LC ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy và tính đại lượng cần tìm + Để viết biểu thức q, i u ta tìm tần số góc ω, giá trị cực đại và pha ban đầu đại lượng cần viết biểu thức thay vào biểu thức tương ứng chúng * Các công thức: Chu kì, tần số, tần số góc mạch dao động: T = 2π LC ; f = 2π LC ; ω= LC ⇒ Nếu tụ ghép song song 1 = 2 fs f1 + f 22 ⇒ Nếu tụ ghép nối tiếp f nt2 = f 12 + f 22 + Bước sóng điện từ λ = c.T = 2π c LC Để thu sóng điện từ tần số f thì tần số riêng mạch dao động phải f + Năng lượng điện trường : Wđ + Năng lượng từ trường : Wt = + Năng lượng điện từ : W = = q2 Cu = 2 C Li ⇒ ⇒ Wđ max = 1 Q02 CU 02 = 2 C LI 2 q2 + Li = CU 02 = Q0 = LI 02 C 2 C Wt max = 2 Cu + Li = 2 Vậy Wđ max = Wt max + Liên hệ Q0 = CU = I0 ω Bước sóng điện từ: chân không: λ = c ; môi trường: λ = v = c f f nf Mạch chọn sóng máy thu vô tuyến thu sóng điện từ có: λ = c = 2πc LC f Nếu mạch chọn sóng có L và C biến đổi thì bước sóng mà máy thu vô tuyến thu thay đổi giới hạn từ: λmin = 2πc LminCmin đến λmax = 2πc Lm axCm ax BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ - ĐT: 01689.996.187 Viết các biểu thức tức thời + Phương trình q ,, + ω q = , ω = http://lophocthem.com LC , Biểu thức q = - vuhoangbg@gmail.com q cos(ωt + ϕ ) + u = e - ir , Hiệu điện u = e = -L i , ( r = 0) + Cường độ dòng điện i = q , = −ωq0 sin(ωt + ϕ ) Biểu thức điện tích q trên tụ: q = q0cos(ωt + ϕq) Khi t = q tăng (tụ điện tích điện) thì ϕq < 0; q giảm (tụ điện phóng điện) thì ϕq > Biểu thức i trên mạch dao động: i = I0cos(ωt + ϕi) = Iocos(ωt + ϕq + π ) Khi t = i tăng thì ϕi < 0; i giảm thì ϕi > q q Biểu thức điện áp u trên tụ điện: u = = cos(ωt + ϕq) = U0cos(ωt + ϕu) Ta C C thấy ϕu = ϕq Khi t = u tăng thì ϕu < 0; u giảm thì ϕu > + Năng lượng: Wđ = tần số góc dao động q q 02 Cu = = cos (ωt + ϕ ) = W cos (ωt + ϕ ) 2 C 2C Wđ là ω chu kì T , q 02 T Li = sin (ωt + ϕ ) = W sin (ωt + ϕ ) , tần số góc dao động Wt là ω , chu kì 2C 2 Trong chu kì Wđ = Wt = q0 hai lần ( dùng đồ thị xác định thời điểm gặp nhau) 4C Wt = Khoảng thời gian lần liên tiếp mà lượng điện lượng từ là T/4 * VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L = mH và tụ điện có điện dung C = 0,2 µF Biết dây dẫn có điện trở không đáng kể và mạch có dao động điện từ riêng Xác định chu kì, tần số riêng mạch HD Ta có: T = 2π LC = 4π.10-5 = 12,57.10-5 s; f = = 8.103 Hz T VD2 mạch dao động máy thu với cuộn dây có độ tự cảm L = 5.10-6 H, tụ điện có điện dung 2.10-8 F; điện trở R = Hãy cho biết máy đó thu sóng điện từ có bước sóng bao nhiêu? HD Ta có: λ = 2πc LC = 600 m VD3 Cho mạch dao động điện từ LC dao động tự do, độ tự cảm L = mH Người ta đo điện áp cực đại hai tụ là 10 V, cường độ dòng điện cực đại mạch là mA Tìm bước sóng điện từ mà mạch này cộng hưởng HD BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ - ĐT: 01689.996.187 Ta có: CU 02 = LI 02 2 http://lophocthem.com C= - vuhoangbg@gmail.com 2 LI LI ; λ = 2πc LC = 2πc = 60π = 188,5m U U0 VD4: Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC có dạng i = 0,05sin2000t(A) Tần số góc dao động mạch là A 318,5rad/s B 318,5Hz C 2000rad/s D 2000Hz Hướng dẫn: So sánh biểu thức cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC là i = I0sin(ωt) với biểu thức i = 0,05sin2000t(A) Ta thấy tần số góc dao động mạch là ω= 2000rad/s.=> Chọn C VD5 Một mạch LC dao động tự Người ta đo điện tích cực đại trên hai tụ điệnlà Q0 và dòng điện cực đại mạch là I0 Biểu thức chu kì dao động mạch: A T0 = π Q ; B T0 = π Q C T0 = π Q D Một biểu thức khác 2I0 Hướng dẫn: I0 I = ω q0 = 2π q0 T0 => T0 = I0 2π q0 I0 => Chọn B VD6: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C và cuộn cảm L Điện trở mạch R = Biết biểu thức dòng điện qua mạch là: i = 4.102 Cos(2.107t) (A ) Điện tích tụ: A Q0 = 10-9 C; B Q0 = 4.10-9 C; C Q0 = 2.10-9 C; D Q0 = -9 8.10 C; Hướng dẫn: I = ω q0 ⇒ q0 = I0 ω => Chọn C VD7: Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC có dạng i = 0,02cos2000t(A) Tụ điện mạch có điện dung 5µF Độ tự cảm cuộn cảm là : A L = 50mH B L = 50H C L = 5.10-6H D L = 5.10-8H Chọn A Hướng dẫn: ω = Suy L = 12 ω C LC VD8: Mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 2mH và tụ điện có điện dung C = 2pF, (lấy π2 = 10) Tần số dao động mạch là A f = 2,5Hz B f = 2,5MHz C f = 1Hz D f = 1MHz Hướng dẫn: Chọn B Áp dụng công thức tính tần số dao động mạch f = , thay L = 2mH = 2.103 -12 π LC H, C = 2pF = 2.10 F và π = 10 ta f = 2,5.10 H = 2,5MHz BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD9: Mạch dao động LC có điện tích mạch biến thiên điều hoà theo phương trình q = 4cos(2π.104t)µC Tần số dao động mạch là A f = 10(Hz) B f = 10(kHz) C f = 2π(Hz) D f = 2π(kHz) Chọn B.Hướng dẫn: So sánh phương trình q = Q0cosωt với phương trình q = 4cos(2π.104t)µC, ta thấy tần số góc ω = 2π.104(rad/s), suy tần số dao động mạch là f = ω/2π = 10000Hz = 10kHz VD10: Mạch dao động điện từ gồm tụ C = 16nF và cuộn cảm L = 25mH Tần số góc dao động là: A ω = 200Hz B ω = 200rad/s C ω = 5.10-5Hz D ω = 5.104rad/s Hướng dẫn: Chọn D Từ thức ω = , với C = 16nF = 16.10-9F và L = 25mH = 25.10-3H LC VD11: Sóng điện từ chân không có tần số f = 150kHz, bước sóng sóng điện từ đó là A λ =2000m B λ =2000km C λ =1000m D.λ =1000km Hướng dẫn: Chọn A Áp dụng công thức tính bước sóng λ = c = 3.10 = 2000m f 15.10 VD12: Mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện C = 880pF và cuộn cảm L = 20µH Bước sóng điện từ mà mạch thu l A λ = 100m B λ = 150m C λ = 250m D λ = 500m Hướng dẫn: Chọn C Bước sóng điện từ mà mạch chọn sóng thu là λ = 2π.3.108 LC = 250m VD13: Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm L =1mH và tụ điện có điện dung C = 0,1µF Mạch thu sóng điện từ có tần số nào sau đây? A 31830,9Hz B 15915,5Hz C 503,292Hz D 15,9155Hz Chọn B Hướng dẫn: Tần số mà mạch thu là f = = 15915,5Hz π LC VD14:Mạch dao động lí tưởng gồm tụ điện có điện dung C = 1µF và cuộn dây có độ từ cảm L = 1mH Trong quá trình dao động, cường độ dòng điện qua cuộn dây có độ lớn lớn là 0,05A Sau bao lâu thì hiệu điện hai tụ điện có độ lớn lớn nhất, độ lớn đó bao nhiêu? HD BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 10 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Thời gian từ lúc cường độ dòng điện đạt cực đại đến lúc hiệu điện đạt cực đại là T (T là chu kì dao động riêng mạch) Vậy thời gian cần tìm là ∆t = 1 2πc LC = 2π 10 −6.10 − = 1,57.10 − s 4 Năng lượng điện cực đại lượng từ cực đại quá trình dao động 1 CU 02 = LI 02 2 L 10 −2 = 0,05 = 5V C 10 −6 => U = I VD15.Mạch dao động LC có cường độ dòng điện cực đại I0 = 10mA, điện tích cực đại tụ điện là Q = 4.10 −8 C Tính tần số dao động mạch Tính hệ số tự cảm cuộn dây, biết điện dung tụ điện C = 800pF HD: Điện tích cực đại Q0 và cường độ dòng điện cực đại I0 liên hệ với biểu thức: Suy Q 02 LI = 2 C LC = Q20 = 16.10 −12 I0 1 f= = = 40000Hz hay f = 40kHz 2π LC 2π 16.10 −12 Hệ số tự cảm L L= 16.10 −12 = 0,02H C VD16.Mạch dao động LC lí tưởng dao động với chu kì riêng T = 10-4s, hiệu điện cực đại hai tụ U0 = 10V, cường độ dòng điện cực đại qua cuộn dây là I0 = 0,02A Tính điện dung tụ điện và hệ số tự cảm cuộn dây Từ công thức LI = CU 02 , 2 suy L U 02 = = 25.10 C I 02 Chu kì dao động LC = T = 2π LC , suy −8 T 10 = = 2,5.10 −10 4π 4.π Với hai biểu thức thương số và tích số L và C, ta tính L = 7,9.10-3H và C = 3,2.10-8F VD17Tại thời điểm cường độ dòng điện qua cuộn dây mạch dao động có độ lớn là 0,1A thì hiệu điện hai tụ điện mạch là 3V Tần số dao động riêng mạch là 1000Hz Tính các giá trị cực đại điện tích trên tụ điện, BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 11 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com hiệu điện hai đầu cuộn dây và cường độ dòng điện qua cuộn dây, biết điện dung tụ điện 10µF HD 1 Q 02 Li + Cu = , suy 2 C Q 02 = LCi + C u 1 , thay vào ta f = ⇒ LC = 4π f 2π LC Từ công thức Với Q0 = i2 + C2u = 2 4π f 0,12 + (10.10 −6 ) = 3,4.10 −5 C 2 4.π 1000 Hiệu điện cực đại: U0 = Q 3,4.10 −5 = = 3,4V C 10 −5 Cường độ dòng điện cực đại: I = ωQ = 2πfQ = 2.π.1000.3,4.10 −5 = 0,21A VD18:Một mạch dao động LC, cuộn dây có độ tự cảm L = 2mH và tụ điện có điện dung C = 0,2µF Cường độ dòng điện cực đại cuộn cảm là I0 = 0,5A Tìm lượng mạch dao động và hiệu điện hai tụ điện thời điểm dòng điện qua cuộn cảm có cường độ i = 0,3A Bỏ qua mát lượng quá trình dao động HD Năng lượng điện từ mạch W= W= LI = 2.10 −3.0,5 = 0,25.10 −3 J 2 2 Li + Cu , 2 => u= W − Li = C 2.0,25.10 −3 − 2.10 −3.0,3 = 40V 0,2.10 −6 VD19:Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC lí tưởng là i = 0,08cos(2000t)A Cuộn dây có độ tự cảm là L = 50mH Hãy tính điện dung tụ điện Xác định hiệu điện hai tụ điện thời điểm cường độ dòng điện tức thời mạch giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng Điện dung tụ điện HD Từ công thức tính tần số goc: ω = , suy LC C= 1 = = 5.10 − F −3 Lω 50.10 2000 Hiệu điện tức thời Từ công thức lượng điện từ 2 Li + Cu = LI , với i = I = 2 hay C = 5ợF I0 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ , suy CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 12 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com −3 u = I0 L 50.10 = 0,08 = 2V = 5,66V 2C 25.10 −6 VD20:Trong mạch dao động (h.vẽ) tụ điện gồm tụ C1giống cấp lượng W0 = 10-6J từ nguồn điện chiều có suất điện động E = 4V Chuyển K từ (1) sang (2) Cứ sau khoảng thời gian nhau: T1= 106 s thì lượng điện trường tụ điện và lượng từ trường cuộn cảm (1) k (2) E C1 C2 L k1 a Xác định cường độ dòng điện cực đại cuộn dây b Đóng K1 vào lúc cường độ dòng điện cuộn dây đạt cực đại Tính lại hiệu điện cực đại trên cuộn dây T ⇒ T = 4T1 = 4.10 − s 2W 2.10 −6 ⇒ C = 20 = = 0,125.10 −6 F E Theo suy luận câu 19, W0 = CE 2 T1 = Do C1 nt C2 và C1 = C2 nên C1 = C2 = 2C = 0,25.10-6F T = 2π LC ⇒ L = T2 16.10 −12 = = 3,24.10 −6 H 2 −6 4π C 4.π 0,125.10 a) Từ công thức lượng LI = W0 ⇒ I = 2 W0 2.10 −6 = = 0,785A L 3,24.10 −6 b) Khi đóng k1, lượng trên các tụ điện không, tụ C1 bị loại khỏi hệ dao động lượng không bị C1 mang theo, tức là lượng điện từ không đổi và W0 C U 02 = W0 ⇒ U = 2 W0 = C2 2.10 −6 = 2,83V 0,25.10 −6 DẠNG 2: BÀI TOÁN LIÊN QUAN NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ TRƯỜNG * Phương pháp giải : Để tìm các đại lượng liên quan đến lượng điện từ trên mạch dao động điện từ LC ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy và tính đại lượng cần tìm * Các công thức: q2 Năng lượng điện trường: WC = Cu2 = 2 C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 13 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Năng lượng từ trường: Wt = Li2 2 q02 = CU = LI C 2 Năng lượng điện từ: W = WC + Wt = Năng lượng điện trường và lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với tần số góc ω’ = 2ω = , với chu kì T’ = T = π LC LC Nếu mạch có điện trở R ≠ thì dao động tắt dần Để trì dao động cần cung cấp cho mạch lượng có công suất: P = I R = Liên hệ q0, U0, I0: q0 = CU0 = I0 ω ω C 2U 02 R U 02 RC = 2L = I0 LC VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Cho mạch dao động điện từ gồm tụ điện có điện dung C = µF và cuộn cảm có độ tự cảm L = 50 mH Biết điện áp cực đại trên tụ là V Tìm lượng điện trường và lượng từ trường mạch điện áp trên tụ điện là V và cường độ dòng điện i đó HD Ta có: W = CU 02 = 9.10-5 J; WC = Cu2 = 4.10-5 J; Wt = W – WC = 5.10-5 J; i=± 2Wt = ± 0,045 A L VD2 Trong mạch dao động điện từ LC, L = 25 mH và C = 1,6 µF thời điểm t = 0, cường độ dòng điện mạch 6,93 mA, điện tích trên tụ điện 0,8 µC Tính lượng mạch dao động HD q2 Ta có: W = + Li2 = 0,87.10-6J C VD3 Một mạch dao động điện từ gồm tụ điện có điện dung 0,125 µF và cuộn cảm có độ tự cảm 50 µH Điện trở mạch không đáng kể Điện áp cực đại hai tụ điện là V Tính cường độ dòng điện cực đại, cường độ dòng điện, lượng điện trường, lượng từ trường mạch lúc điện áp hai tụ là V HD Ta có: I0 = L U0 = 0,15 A; W = CU 02 = 0,5625.10-6 J; WC = Cu2 = 0,25.10-6 C 2 J; BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 14 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com Wt = W – WC = 0,3125.10-6 J; i = ± - vuhoangbg@gmail.com 2Wt = ± 0,11 A L VD4 Nếu nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm L mắc nối tiếp với điện trở R = 1Ω vào hai cực nguồn điện chiều có suất điện động không đổi và điện trở r thì mạch có dòng điện không đổi cường độ I Dùng nguồn điện này để nạp điện cho tụ điện có điện dung C = 2.10-6 F Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn nối tụ điện với cuộn cảm L thành mạch dạo động thì mạch có dao động điện từ tự với chu kì π.10-6 s và cường độ dòng điện cực đại 8I Tính r HD L = T = 0,125.10-6 H 4π C Khi dùng nguồn này để nạp điện cho tụ thì: U0 = E Vì LI 02 = CU 02 Ta có: I = L  E E ; T = 2π LC R+r    R+r  2 = CE2 r= 64L - R = = Ω C VD5 Một mạch dao động điện từ gồm cuộn cảm có độ tự cảm 27 µH, và tụ điện có điện dung 3000 pF; điện trở cuộn dây và dây nối là Ω; điện áp cực đại hai tụ điện là V Tính công suất cần cung cấp để trì dao động mạch thời gian dài HD Ta có: I0 = ωq0 = ωCU0 = U0 I 02 R C -3 = 57,7.10 A ; P = = 1,39.10-6 W L VD6 Mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây có độ tự cảm 50 mH và tụ điện có điện dung µF Nếu mạch có điện trở 10-2 Ω, để trì dao động mạch với hiệu điện cực đại hai tụ điện là 12 V thì phải cung cấp cho mạch công suất trung bình bao nhiêu? HD Ta có: LI 02 = CU 02 2 I0 = U0 C = 0,12 A -6 L I= I0 = 0,06 2 I = I R = 72.10 W VD7 Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm µH và tụ điện có điện dung µF Trong mạch có dao động điện từ tự Tính khoảng thời gian hai lần liên tiếp mà điện tích trên tụ điện có độ lớn cực đại và khoảng thời gian hai lần liên tiếp mà lượng điện trường lượng từ trường HD BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 15 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com -6 - vuhoangbg@gmail.com -6 Chu kỳ dao động: T = 2π LC = 10π.10 = 31,4.10 s Trong chu kì có lần điện tích trên tụ đạt giá trị cực đại nên khoảng thời gian hai lần liên tiếp mà điện tích trên tụ đạt cực đại là ∆t = T = 5π.10-6 = 15,7.10-6s Trong chu kì có lần lượng điện trường lượng từ trường nên khoảng thời gian hai lần liên tiếp mà lượng điện trường lượng từ trường là: ∆t’ = T = 2,5π.10-6 = 7,85.10-6 s VD8 Trong mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự Thời gian ngắn để lượng điện trường giảm từ giá trị cực đại xuống còn nửa giá trị cực đại là 1,5.10-4s Tính thời gian ngắn để điện tích trên tụ giảm từ giá trị cực đại xuống còn nửa giá trị cực đại HD Khi WC = WCmax hay q2 = q 02 2C 2C q=± q0 Tương tự mối liên hệ dao động điều hòa và chuyển động tròn đều, ta thấy thời gian ngắn để điện tích trên tụ giảm từ q0 xuống còn q0 là ∆t = T T = 8∆t = 12.10-6 s Thời gian ngắn để điện tích trên tụ giảm từ giá trị cực đại q0 xuống còn T = 2.10-6 s q0 là ∆t’ = VD9 Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC lí tưởng là i = 0,08cos2000t (A) Cuộn dây có độ tự cảm L = 50 mH Hãy tính điện dung tụ điện Xác định điện áp hai tụ điện thời điểm cường độ dòng điện tức thời mạch giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng I2 HD Ta có: C = = 5.10-6 F; W = LI 02 = 1,6.10-4 J; Wt = LI2 = L = ω L 2 2 -4 0,8.10 J; WC = W – Wt = 0,8.10-4 J; u = 2WC = V C VD10 Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm 50 mH và tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự với cường độ dòng điện i = 0,12cos2000t (i tính A, t tính s) Tính độ lớn hiệu điện hai tụ vào thời điểm mà cường độ dòng điện mạch nửa cường độ hiệu dụng HD Ta có: C = 12 = 5.10-6 F; LI 02 = Cu2 + Li2 2 ω L BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 16 - ĐT: 01689.996.187 L 2 (I − i ) = C |u| = http://lophocthem.com L  I0  (I −   ) = C  2  - vuhoangbg@gmail.com L 0,875I 02 = 14 V C VD11: Trong mạch LC điện tích tụ điện biến thiên điều hoà với giá trị cực đại Q0 Điện tích tụ điện lượng từ trường gấp lần lượng điện trường là A.q = ± q0 B q = ± q0 2 C q = ± q0 D q = ± q0 Hướng dẫn: W= q02 = 2C Wt + Wd (1) mà đề cho: Wt =3Wd (2) với Thế (2) vào (1) : W = 4Wd q02 q2 =4 2C 2C => q=± Wd = q0 q2 2C => Chọn A VD12 Khung dao động điện từ gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 0,1 H và tụ điện có điện dung C = 10 µF Dao động điện từ khung là dao động điều hoà với cường độ dòng điện cực đại I0 = 0,05 A Tính điện áp hai tụ thời điểm i = 0,03 A và cường độ dòng điện mạch lúc điện tích trên tụ có giá trị q = 30 µC HD Ta có: W = LI 02 = 1,25.10-4 J; Wt = Li2= 0,45.10-4J; WC = W - Wt = 0,8.10-4J; 2 2WC q = 4V WC = = 0,45.10-4J; Wt = W - Wt = 0,8.10-4J; C C 2Wt i= = 0,04 A L u= VD13Mạch dao động LC có cuộn dây cảm với độ tự cảm có điện dung C= 10 −6 F π L= 10 − H , π tụ điện Bỏ qua điện trở dây nối Tích điện cho tụ điện đến giá trị cực đại Q0, mạch có dao động điện từ riêng Tính tần số dao động mạch Khi lượng điện trường tụ điện lượng từ trường cuộn dây thì điện tích trên tụ điện phần trăm Q0? HD Tần số dao động: f = 2π LC = 10 − 10 −6 2.π π π = 5000Hz Khi lượng điện lượng từ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 17 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Wđ = Wt ⇒ Wđ = W hay  Wđ + Wt = W 2 Q 1q 1 Q0 = ⇒ q = = 70%Q C 2 C VD14Mạch dao động LC lí tưởng thực dao động điện từ Hãy xác định khoảng thời gian, hai lần liên tiếp, lượng điện trường trên tụ điện lượng từ trường cuộn dây Khi lượng điện trường trên tụ lượng từ trường cuộn dây, ta có Wđ = Wt = W Với hai vị trí li độ q  Q 02   ⇒ q = ±Q hay =  C 22 C  2 trên trục Oq, tương ứng q = ±Q với vị trí trên đường tròn, các vị trí này cách các cung π Có nghĩa là, sau hai lần liên tiếp Wđ = Wt, pha dao động đã biến thiên lượng là π = 2π ↔ T (Pha dao động 3π - π − Q0 − 3π q O 2Q Q0 2 π − 4 biến thiên 2ợ sau thời gian chu kì T) Tóm lại, sau thời gian T lượng điện lại lượng từ VD15:Biểu thức điện tích tụ mạch dao động có dạng q=Q0sin(2π.106t)(C) Xác định thời điểm lượng từ lượng điện đầu tiên Có thể viết lại biểu thức điện tích dạng hàm số cosin thời gian, quen thuộc sau: π q = Q cos( 2π.10 t − ) và coi q li độ vật dao động điều hòa Ban đầu, pha dao động − π , vật qua vị trí cân theo O - t chiều dương Wđ = Wt lần đầu tiên − π , q = Q0 2 Q0 2Q q π − t= 4T , vectơ quay vị trí cung tức là nó đã quét góc π 2π = Vậy thời điểm bài toán cần xác định là t = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ tương ứng với thời gian T = T 2π π = = 5.10 −7 s 8ω 2π.10 CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 18 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com DẠNG 3: VIẾT BIỂU THỨC q, u,i PHƯƠNG PHÁP : Viết các biểu thức tức thời + Phương trình q ,, + ω q = , ω = LC , Biểu thức q = q cos(ωt + ϕ ) + u = e - ir , Hiệu điện u = e = -L i , ( r = 0) + Cường độ dòng điện i = q , = −ωq0 sin(ωt + ϕ ) Biểu thức điện tích q trên tụ: q = q0cos(ωt + ϕq) Khi t = q tăng (tụ điện tích điện) thì ϕq < 0; q giảm (tụ điện phóng điện) thì ϕq > Biểu thức i trên mạch dao động: i = I0cos(ωt + ϕi) = Iocos(ωt + ϕq + π ) Khi t = i tăng thì ϕi < 0; i giảm thì ϕi > q q Biểu thức điện áp u trên tụ điện: u = = cos(ωt + ϕq) = U0cos(ωt + ϕu) Ta C C thấy ϕu = ϕq Khi t = u tăng thì ϕu < 0; u giảm thì ϕu > VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 25 pF và cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 10-4 H Giả sử thời điểm ban đầu cường độ dòng điện đạt giá trị cực đại và 40 mA Tìm biểu thức cường độ dòng điện, biểu thức điện tích trên các tụ điện và biểu thức điện áp hai tụ HD Ta có: ω = = 105 rad/s; i = I0cos(ωt + ϕ); t = thì i = I0 cosϕ = LC I ϕ = Vậy i = 4.10-2cos105t (A); q0 = = 4.10-7 C; q = 4.10-7cos(105t - π )(C) ω q π u = = 16.10 cos(10 t - )(V) C VD2 Cho mạch dao động lí tưởng với C = nF, L = mH, điện áp hiệu dụng tụ điện là UC = V Lúc t = 0, uC = 2 V và tụ điện nạp điện Viết biểu thức điện áp trên tụ điện và cường độ dòng điện chạy mạch dao động HD Ta có: ω = = 106 rad/s; U0 = U = V; cosϕ = u = = cos(± π ); vì tụ U0 LC nạp điện nên ϕ = - π rad Vậy: u = cos(106t - π )(V) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 19 - ĐT: 01689.996.187 I0 = http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com L U0 = 10-3 A; i = I0cos(106t - π + π ) = 10-3 cos(106t + π ) C (A) VD3: Mạch dao động kín, lí tưởng có L = mH, C = 10 µF Khi dao động cường độ dòng điện hiệu dụng I = mA Chọn gốc thời gian lúc lượng điện trường lần lượng từ trường và tụ điện phóng điện Viết biểu thức điện tích trên tụ điện, điện áp hai tụ và cường độ dòng điện trên mạch dao động I = 104 rad/s; I0 = I = 10-3 A; q0 = = 10-7 C Khi t ω LC = thì WC = 3Wt W = WC q = q0 cosϕ q = cos(± π ) Vì tụ q0 HD Ta có: ω = phóng điện nên ϕ = π Vậy: q = 10-7cos(104t + π )(C); u= q = 10-2cos(104t + π )(V); i = 10-3cos(104t + 3π )(A) C VD4:Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 0,2H và tụ điện có điện dung C = 20ệF Người ta tích điện cho tụ điện đến hiệu điện cực đại U0 = 4V Chọn thời điểm ban đầu (t = 0) là lúc tụ điện bắt đầu phóng điện Viết biểu thức tức thời điện tích q trên tụ điện mà thời điểm ban đầu nó tích điện dương Tính lượng điện trường thời điểm t = T , T là chu kì dao động HD Điện tích tức thời q = Q cos(ωt + ϕ) Trong đó ω= LC = 0,2.20.10 −6 = 500rad / s Q = CU = 20.10 −6.4 = 8.10 −5 C Khi t = q = Q cos ϕ = + Q ⇒ cos ϕ = hay ϕ = Vậy phương trình cần tìm: q = 8.10-5cos500t (C) Năng lượng điện trường Wđ = q2 C T , điện tích tụ điện 2π T Q q = Q cos = , thay vào ta tính T Vào thời điểm t= BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ lượng điện trường CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 20 - ĐT: 01689.996.187 −5 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com  8.10      Wđ = = 80.10 −6 J hay Wđ = 80µ J −6 20.10 DẠNG 4: ĐIỆN TỪ TRƯỜNG – SỰ THU PHÁT, TRUYỀN SÓNG ĐIỆN TỪ KIẾN THỨC CHUNG Các giả thuyết Măcxoen • Giả thuyết 1: - Mọi từ trường biến thiên theo thời gian sinh điện trường xoáy - Điện trường xoáy là điện trường mà các đường sức bao quanh các đường cảm ứng từ • Giả thuyết 2: - Mọi điện trường biến thiên theo thời gian sinh từ trường xoáy - Từ trường xoáy là từ trường mà các đường cảm ứng từ bao quanh các đướng sức điện trường • Dòng điện dẫn và dòng điện dịch Sự biến thiên điện trường sinh từ trường dòng điện nên điện trường biến thiên có thể xem là dòng điện Nó gọi là dòng điện dịch, dòng điện dây dẫn gọi là dòng điện dẫn Điện từ trường - Phát minh Măcxoen dẫn đến kết luận không thể có điện trường từ trường tồn riêng biệt, đôc lập với Điện trường biến thiên nào sinh từ trường biến thiên và ngược lại từ trường biến thiên nào sinh điện trường biến thiên - Điện trường và từ trường là hai mặt thể khác loại trường gọi là điện từ trường Sự lan truyền tương tác điện từ - Giả sử điểm O không gian có điện trường biến thiên E1 không tắt dần Nó sinh các điểm lân cận từ trường xoáy B1; từ trường biến thiên B1 lại gây các điểm lân cận nó điện trường biến thiên E2 và lan rộng dần Điện từ trường lan truyền không gian ngày càng xa điểm O Vậy : Tương tác điện từ thực thông qua điện từ trường phải tốn khoảng thời gian để truyền từ điểm đến điểm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 21 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com SÓNG ĐIỆN TỪ Sóng điện từ a Sự hình thành sóng điện từ điện tích điểm dao độngđiều hòa: - Khi điểm O có điện tích điểm dao động điều hòa với tần số f theo phương thẳng đứng Nó tạo O điện trường biến thiên điều hòa với tần số f Điện trường này phát sinh từ trường biến thiên điều hòa với tần số f - Vậy O hình thành điện từ trường biến thiên điều hòa Điện từ trường này lan truyền không gian dạng sóng Sóng đó gọi là sóng điện từ b Sóng điện từ: Sóng điện từ là quá trình truyền không gian điện từ trường biến thiên tuần hoàn không gian theo thời gian Tính chất sóng điện từ - Sóng điện từ truyền các môi trường vật chất và chân không Vận tốc truyền sóng điện từ chân không vận tốc ánh sáng v = c = 3.108 m/s - Sóng điện từ là sóng ngang Trong quá trình truyền sóng , điểm trên phương truyền , vectơ , vectơ luôn vuông góc với và vuông góc với phương truyền sóng - Sóng điện từ có tính chất giống sóng học : chúng phản xạ trên các mặt kim loại , có thể khúc xạ và chúng giao thoa với - Năng lượng sóng điện từ tỷ lệ với luỹ thừa bậc tần số Sóng điện từ thông tin vô tuyến a Khái niệm sóng vô tuyến Sóng điện từ có bước sóng từ vài m đến vài km dùng thông tin liên lạc vô tuyến gọi là sóng vô tuyến b Công thức tính bước sóng vô tuyến BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 22 - ĐT: 01689.996.187 Trong chân không: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com với c = 3.108m/s Trong môi trường vật chất có chiết suất n thì Vớí v là tốc độ ánh sáng truyền môi trường có chiết suất n c Phân loại sóng vô tuyến và đặc điểm • Phân loaị: • Vai trò tần điện li việc thu và phát sóng vô tuyến + Tần điện li: là tầng khí độ cao từ 80-800km có chứa nhiều hạt mang điện tích là các electron, ion dương và ion âm + Sóng dài: có lượng nhỏ nên không truyền xa Ít bị nước hấp thụ nên dùng thông tin liên lạc trên mặt đất và nước + Sóng trung: Ban ngày sóng trung bị tần điện li hấp thụ mạnh nên không truyền xa Ban đêm bị tần điện li phản xạ mạnh nên truyền xa Được dùng thông tin liên lạc vào ban đêm + Sóng ngắn: Có lượng lớn, bị tần điện li và mặt đất phản xạ mạnh Vì từ đài phát trên mặt đất thì sóng ngắn có thể truyền tới nơi trên mặt đất Dùng thông tin liên lạc trên mặt đất + Sóng cực ngắn: Có lượng lớn và không bị tần điện li phản xạ hay hấp thụ Được dùng thôn tin vũ trụ NGUYÊN TẮC TRUYỀN THÔNG BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ Các loại mạch dao động a Mạch dao động kín Trong quá trình dao động điện từ diễn mạch dao động LC, điện từ trường không xạ bên ngoài Mạch dao động gọi là mạch dao động kín b Mạch dao động hở Nếu tách xa hai cực tụ điện C, đồng thời tách các vòng dây cuộn cảm thì vùng không gian có điện trường biến thiên và từ trường biến thiên mở rộng Khi đó mạch gọi là mạch dao động hở c Anten Là dạng dao động hở, là công cụ xạ sóng điện từ Một số loại anten thường dùng sử dụng đời sống: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 23 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Nguyên tắc chung việc thông tin liên lạc sóng vô tuyến a Nguyên tắc truyền thông tin: Có nguyên tắc việc truyền thông tin sóng vô tuyến • Phải dùng các sóng vô tuyến có bước sóng ngắn nằm vùng các dải sóng vô tuyến Những sóng vô tuyến dùng để tải các thông tin gọi là các sóng mang Đó là các sóng điện từ cao tần có bước sóng từ vài m đến vài trăm m • Phải biến điệu các sóng mang - Dùng micrô để biến dao động âm thành dao động điện: sóng âm tần - Dùng mạch biến điệu để “trộn” sóng âm tần với sóng mang: biến điện sóng điện từ • Ở nơi thu, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần khỏi sóng cao tần để đưa loa • Khi tín hiệu thu có cường độ nhỏ, ta phải khuyếch đại chúng các mạch khuyếch đại b Sơ đồ khối máy phát sóng vô tuyến đơn giản c Sơ đồ khối máy thu sóng vô tuyến đơn giản BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 24 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com PHƯƠNG PHÁP Mỗi giá trị L hặc C, cho ta giá trị tần số, chu kì tương ứng, viết tất các biểu thức tần số chu kì đó gán giá trị đề bài cho tương ứng (nếu có) Từ công thức tính bước sóng ta thấy, bước sóng biến thiên theo L và C L hay C càng lớn, bước sóng càng lớn Nếu điều chỉnh mạch cho C và L biến thiên từ Cm, Lm đến CM, LM thì bước sóng biến thiên tương ứng dải từ λ m = 2πc L m C m đến λ M = 2πc L M C M Vận tốc lan truyền không gian v = c = 3.108m/s Máy phát máy thu sóng điện từ sử dụng mạch dao động LC thì tần số sóng điện từ phát thu tần số riêng mạch Tần số góc, tần số và chu kì dao động riêng mạch LC: ω= LC ; f = 2π LC ; T = 2π LC Bước sóng sóng điện từ λ = v = 2π v LC f Lưu ý: Mạch dao động có L biến đổi từ LMin → LMax và C biến đổi từ CMin → CMax thì bước sóng λ sóng điện từ phát (hoặc thu) λMin tương ứng với LMin và CMin λMax tương ứng với LMax và CMax C là điện dung tụ điện + Nếu tụ gồm C1, C2, C3, mắc nối tiếp, điện dung tụ tính 1 1 = + + + , đó C ω= C1 C2 C3   1 1 1 1 1   + + +  ; f = + + +  ; T = 2π L  C1 C C3 2π L  C1 C C3   L 1 + + + C1 C C3 + Nếu tụ gồm C1, C2, C3, mắc song song, điện dung tụ là C = C1 + C2 + C3 + , đó ω= L(C1 + C + C + ) ; f = 2π L(C1 + C + C + ) ; T = 2π L(C1 + C + C + ) Sóng điện từ mạch dao động LC phát thu có tần số đúng tần số riêng mạch, ta có thể xác định bước sóng chúng (vận tốc truyền sóng không khí có thể lấy c = 3.108m/s): λ = cT = 2πc LC VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Nếu điều chỉnh để điện dung mạch dao động tăng lên lần thì chu kì dao động riêng mạch thay đổi nào (độ tự cảm cuộn dây không đổi)? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 25 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com HD Có hai giá trị điện dung: C và C’ = 4C, tương ứng với hai giá trị chu kì T = 2π LC và ( ) T' = 2π LC ' = 2π L.4C = 2π L.C = 2T Vậy chu kì tăng lần Khi làm bài trắc nghiệm, không phải trình bày và tiết kiệm thời gian, ta có nhận định sau: Từ biểu thức tính chu kì ta thấy T tỉ lệ với bậc hai điện dung C và độ tự cảm L Tức là, C tăng (hay giảm) n lần thì T tăng (hay giảm) n lần, L tăng (hay giảm) m lần thì T tăng (hay giảm) m lần Ngược lại với tần số f Như bài tập trên, C tăng lần, suy chu kì tăng = lần VD2 Nếu tăng điện dung mạch dao động lên lần, đồng thời giảm độ tự cảm cuộn dây lần thì tần số dao động riêng mạch tăng hay giảm bao nhiêu lần? HD  f = 2π LC  f' 1 ⇒ = Hay f ' = f 1  f 2 f ' = 2π L' C' =  2π L.8C  Tần số giảm hai lần Có thể suy luận: C tăng lần, L giảm lần suy tần số thay đổi =2 lần Tăng hai lần VD3 Một mạch dao động gồm có cuộn cảm có độ tự cảm L = 10-3H và tụ điện có điện dung điều chỉnh khoảng từ 4pF đến 400pF (1pF = 10-12F) Mạch này có thể có tần số riêng nào? Từ công thức Theo f= suy C= 4π Lf 2 2π LC bài 4.10 F ≤ C ≤ 400.10 −12 F ta 4.10 −12 F ≤ 2 ≤ 400.10 −12 F , với tần số 4π Lf 2,52.10 Hz ≤ f ≤ 2,52.10 Hz −12 f luôn dương, ta suy Với cách suy luận trên thì chặt chẽ biến đổi qua lại khá rắc rối, nhiều thời gian và hay nhầm lẫn Như đã nói phần phương pháp, tần số luôn nghịch biến theo C và L, nên fmax ứng với Cmin, Lmin và fmin ứng với Cmax và Lmax Như ta có: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 26 - ĐT: 01689.996.187  f = 2π   f =  max 2π  LC max LC = = http://lophocthem.com −3 2π 10 400.10 −3 2π 10 4.10 −12 −12 - vuhoangbg@gmail.com = 2,52.10 Hz = 2,52.10 Hz tức là tần số biến đổi từ 2,52.105Hz đến 2,52.106Hz VD4: Một mạch LC dao động tự Người ta đo điện tích cực đại trên hai tụ điệnlà Q0 và dòng điện cực đại mạch là I0.Biểu thức xác định bước sóng dao động tự mạch A λ = cπ Q ; B λ = 2cπ2 Q ; C λ = 4cπ Q ; D Một biểu I0 thức khác Chọn A Hướng dẫn: I0 λ = c T0 = c I0 2π q I0 VD5: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C biến thiên và cuộn cảm có độ tự cảm L biến thiên được.Mạch dao động có tần số riêng 100kHz và tụ điện có c= 5.10-3µF Độ tự cảm L mạch là : A 5.10-5H B 5.10-4H C 5.10-3H D 2.10-4H Hướng dẫn: L = ω C = 4π f 2 C => Chọn C VD6: Mạch dao động máy thu vô tuyến điện có cuộn cảm L=25µH Để thu sóng vô tuyến có bước sóng 100m thì điện dung tụ điện phải có giá trị là : A 112,6pF Hướng dẫn: C 1,126.10-10F D 1,126pF B 1,126nF λ = cT = c π LC Suy : C = λ2 4π c L VD7: Sóng FM đài Hà Nội có bước sóng λ = A 90 MHz ; Hướng dẫn: λ = B 100 MHz ; c f .Suy f = c λ => Chọn A 10 m Tìm tần số f C 80 MHz ; D 60 MHz => Chọn A VD8 Trong thông tin liên lạc sóng vô tuyến, người ta sử dụng cách biến điệu biên độ, tức là làm cho biên độ sóng điện từ cao tần (sóng mang) biến thiên theo thời gian với tần số tần số dao động âm tần Cho tần số sóng mang là 800 kHz, tần số dao động âm tần là 1000 Hz Xác định số dao động toàn phần dao động cao tần dao động âm tần thực dao động toàn phần BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 27 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com HD Thời gian để dao động âm tần thực dao động toàn phần là: TA = Thời gian để dao động cao tần thực dao động toàn phần TC = fA Số dao động toàn phần dao động cao tần dao động âm tần thực hiên fC dao động toàn phần: N = f TA = C = 800 TC fA VD9 Một mạch thu sóng điện từ gồm cuộn dây cảm có hệ số tự cảm không đổi và tụ điện có điện dung biến đổi Để thu sóng có bước sóng 90 m, người ta phải điều chỉnh điện dung tụ là 300 pF Để thu sóng 91 m thì phải điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị nào? λ1 C1 C λ 22 = HD Ta có: λ C2 = = 306,7 pF C2 λ 12 VD10 Mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện có điện dung C0 và cuộn cảm có độ tự cảm L, thu sóng điện từ có bước sóng 20 m Để thu sóng điện từ có bước sóng 60 m thì phải mắc với C0 tụ điện có điện dung CX Hỏi phải mắc CX nào với C0? Tính CX theo C0 HD λX Cb = =3 λ0 C0 f Cb = 9C0 Vì Cb > C0 nên phải mắc CX song song với C0 và CX = Cb – C0 = 8C0 Ta có: λ0 = 2πc LC0 ; λX = c = 2πc LCb VD11 Mạch chọn sóng máy thu vô tuyến là mạch dao động có cuộn cảm mà độ tự cảm có thể thay đổi khoảng từ 10 µH đến 160 µH và tụ điện mà điện dung có thể thay đổi 40 pF đến 250 pF Tính băng sóng vô tuyến (theo bước sóng) mà máy này bắt HD : Ta có: λmin = 2πc Lmin Cmin = 37,7 m; λmax = 2πc Lmax Cmax = 377 m VD12 Mạch chọn sóng máy thu vô tuyến là mạch dao động có cuộn cảm có độ tự cảm 10 µH và tụ điện có điện dung biến thiên giới hạn định Máy này thu băng sóng vô tuyến có bước sóng nằm khoảng từ 10 m đến 50 m Hỏi thay cuộn cảm trên cuộn cảm khác có độ tự cảm 90 µH thì máy này thu băng sóng vô tuyến có bước sóng nằm khoảng nào? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 28 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com HD Ta có: λmin = 2πc LCmin ; λ 'min = 2πc L ' Cmin Tương tự: λ 'max = - vuhoangbg@gmail.com λ 'min = L' λ = 30 m L L' λ = 150 m L max VD13 Một mạch dao động cấu tạo từ cuộn cảm L và hai tụ điện C1 và C2 Khi dùng L với C1 thì mạch dao động bắt sóng điện từ có bước sóng λ1 = 75 m Khi dùng L với C2 thì mạch dao động bắt sóng điện từ có bước sóng λ2 = 100 m Tính bước sóng điện từ mà mạch dao động bắt khi: a) Dùng L với C1 và C2 mắc nối tiếp b) Dùng L với C1 và C2 mắc song song LC1C2 HD a) Ta có: λnt = 2πc C + C λ1λ2 λnt = b) Ta có: λ// = 2πc L(C1 + C2 ) λ12 + λ22 λ// = = 60 m λ12 + λ22 = 125 m VD14 Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm không đổi Khi mắc cuộn cảm với tụ điện có điện dung C1 thì tần số dao động riêng mạch là 7,5 MHz và mắc cuộn cảm với tụ điện có điện dung C2 thì tần số dao động riêng mạch là 10 MHz Tính tần số dao động riêng mạch mắc cuộn cảm với: a) Hai tụ C1 và C2 mắc nối tiếp b) Hai tụ C1 và C2 mắc song song HD a) Ta có: fnt = b) Ta có: f// = 2π LC 1C C1 + C 2π L(C1 +C ) fnt = f12 + f 22 = 12,5 Hz f1 f f// = f + f 22 = Hz VD15 Xét hai mạch dao động điện từ lí tưởng Chu kì dao động riêng mạch thứ là T1, mạch thứ hai là T2 = 2T1 Ban đầu điện tích trên tụ điện có độ lớn cực đại Q0 Sau đó tụ điện phóng điện qua cuộn cảm mạch Khi điện tích trên tụ hai mạch có độ lớn q (0 < q < Q0) thì tỉ số độ lớn cường độ dòng điện mạch thứ và độ lớn cường độ dòng điện mạch thứ hai là bao nhiêu? ω HD Ta có: ω1 = 2π ; ω2 = 2π = 2π = ω1 = 2ω2; I01 = ω1Q0; I02 = ω2Q0 I01 = 2I02 T1 T2 T1 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 29 - ĐT: 01689.996.187 2  i1   q1  Vì:  Q  +  I  = 1;  01   01   i1   i    =    I 01   I 02  http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 2  q2   i2   = 1; Q = Q = Q và |q | = |q | = q >   +  01 02 I Q  02   02  | i1 | I = 01 = | i2 | I 02 DẠNG 5: BÀI TOÁN BIỆN LUẬN- TỤ CÓ ĐIỆN DUNG THAY ĐỔI (TỤ XOAY) VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Mạch chọn sóng máy thu gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 2.10-6 H, tụ điện có điện dung C thay đổi được, điện trở R = Để máy thu thu các sóng điện từ có bước sóng từ 57 m (coi 18π m) đến 753 m (coi 240π m) thì tụ điện phải có điện dung thay đổi khoảng nào? Cho c = 3.10 m/s HD: λ λ12 Ta có: C1 = = 4,5.10-10 F; C2 = = 800.10-10 F 2 2 4π c L 4π c L Vậy C biến thiên từ 4,5.10-10 F đến 800.10-10 F VD2 Mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện gồm cuộn dây có độ tự cảm L = µH và tụ điện C = 40 nF a) Tính bước sóng điện từ mà mạch thu b) Để mạch bắt sóng có bước sóng khoảng từ 60 m đến 600 m thì cần phải thay tụ điện C tụ xoay CV có điện dung biến thiên khoảng nào? Lấy π2 = 10; c = 3.108 m/s λ12 -9 HD a) Ta có: λ = 2πc LC = 754 m b) Ta có: C1 = F; C2 = 2 = 0,25.10 4π c L λ22 = 25.10-9 F 4π c L Vậy phải sử dụng tụ xoay CV có điện dung biến thiên từ 0,25 pF đến 25 pF VD3:Mạch dao động máy thu vô tuyến gồm cuộn cảm L = 1µH và tụ điện biến đổi C, dùng để thu sóng vô tuyến có bước sóng từ 13m đến 75m Hỏi điện dung C tụ điện biến thiên khoảng nào? * Hướng dẫn giải: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 30 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com Từ công thức tính bước sóng: Do λ > nên C đồng biến theo λ - vuhoangbg@gmail.com => Vậy điện dung biến thiên từ 47.10-12C đến 1563.10-12C VD4: Mạch dao động để chọn sóng máy thu gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 11,3µH và tụ điện có điện dung C = 1000pF a Mạch điện nói trên có thể thu sóng có bước sóng λ0 bao nhiêu? b Để thu dải sóng từ 20m đến 50m, người ta phải ghép thêm tụ xoay CV với tụ C nói trên Hỏi phải ghép nào và giá trị CV thuộc khoảng nào? c Để thu sóng 25m, CV phải có giá trị bao nhiêu? Các tụ di động phải xoay góc bao nhiêu kể từ vị trí điện dung cực thu bước sóng trên, biết các tụ di động có thể xoay từ đến 1800? * Hướng dẫn giải: a Bước sóng mạch thu được: b Nhận xét: Dải sóng cần thu có bước sóng nhỏ bước sóng λ0 nên điện dung tụ phải nhỏ C Do đó phải ghép CV nối tiếp với C Khi đó: Với λ > 0, CV biến thiên nghịch biến theo λ Vậy c Để thu sóng λ1 = 25m, Vì CV tỉ lệ với góc xoay nên ta có: VD5: Một tụ xoay có điện dung biến thiên liên tục và tỉ lệ thuận với góc quay từ giá trị C = 10 pF đến 460 pF góc quay tụ tăng dần từ 00 đến 1800 Tụ điện mắc với cuộn dây có độ tự cảm L = 2,5µH để tạo thành mạch dao BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 31 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com động lối vào máy thu vô tuyến (mạch chọn sóng) a Xác định khoảng bước sóng dải sóng thu với mạch trên b Để mạch bắt sóng có bước sóng 37,7 m thì phải đặt tụ xoay vị trí nào? * Hướng dẫn giải a Bước sóng mạch thu được: Từ giả thiết ta có: b Khi góc quay tăng 1800 thì điện dung tụ xoay tăng lên 450 pF => Cα = 10 + 2,5α , (C tính pF và α tính độ) Điện dung tụ điện là: Vậy phải đặt tụ xoay vị trí có góc quay α = 600 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP MẠCH DAO ĐỘNG DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 25 Họ và tên:……………………………Trường:…………………………………… Câu 1: Dao động điện từ tự mạch dao động LC hình thành là tượng nào sau đây ? A Hiện tượng cảm ứng điện từ B Hiện tượng tự cảm C Hiện tượng cộng hưởng điện D Hiện tượng từ hoá Câu 2: Gọi U0 là hiệu điện cực đại hai tụ điện, I0 là cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm Biểu thức liên hệ U0 và I0 mạch dao động LC là A I0 = U0 C L C L B U0 = I0 C U0 = I0 LC D I0 = U0 LC Câu 3: Mạch dao động điện từ dao động tự với tần số góc là ω Biết điện tích cực đại trên tụ điện là q0 Cường độ dòng điện qua cuộn dây có giá trị cực đại là A I0 = ω q0 B I0 = q0/ ω C I0 = ω q0 D I0 = ω q 02 Câu 4: Tần số dao động điện từ khung dao động thoả mãn hệ thức nào sau đây ? A f = 2π CL B f = 2π CL BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C f = 2π CL D f = 2π L C CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 32 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 5: Trong mạch dao động điện từ không lí tưởng, đại lượng có thể coi không đổi theo thời gian là A biên độ B chu kì dao động riêng C lượng điện từ D pha dao động Câu 6: Chọn điều kiện ban đầu thích hợp để điện tích tụ điện mạch dao động LC có dạng q = q0cos ω t Phát biểu nào sau đây là đúng nói lượng điện trường tức thời mạch dao động ? q 02 cos2 ω t 2C W0đ = q 2C Lω q 02 cos ω t W0đ = LI 02 A Wđ = B Wt = C D Câu 7: Một mạch dao động điện từ LC, gồm cuộn dây có lõi thép sắt từ, ban đầu tụ điện tích điện q0 nào đó, cho dao động tự Dao động dòng điện mạch là dao động tắt dần là vì: A Bức xạ sóng điện từ; B Toả nhiệt điện trở cuộn dây; C Do dòng Fucô lõi thép cuộn dây; D Do ba nguyên nhân trên Câu 8: Chọn câu phát biểu sai Trong mạch LC dao động điện từ điều hoà A luôn có trao đổi lượng tụ điện và cuộn cảm B lượng điện trường cực đại tụ điện có giá trị lượng từ trường cực đại cuộn cảm C điểm, tổng lượng điện trường tụ điện và lượng từ trường cuộn cảm luôn không D cường độ dòng điện mạch luôn sớm pha π /2 so với điện áp hai tụ điện Câu 9: Khi mạch dao động LC thực dao động điện từ thì quá trình nào sau đây diễn ? A Năng lượng điện trường thay lượng từ trường B Biến đổi theo quy luật hàm số sin cường độ dòng điện mạch theo thời gian C Biến đổi không tuần hoàn điện tích trên tụ điện D Biến đổi không tuần hoàn cường độ dòng điện qua cuộn dây Câu 10: Trong dao động điện từ và dao động học, cặp đại lượng - điện nào sau đây có vai trò không tương đương ? A Li độ x và điện tích q B Vận tốc v và điện áp u C Khối lượng m và độ tự cảm L D Độ cứng k và 1/C Câu 11: Dao động máy phát dao động điều hoà dùng tranzito là A dao động tự B dao động tắt dần C dao động cưỡng D tự dao động Câu 12: Dao động điện từ mạch dao động LC là quá trình A biến đổi không tuần hoàn điện tích trên tụ điện BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 33 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B biến đổi theo hàm mũ cường độ dòng điện C chuyển hoá tuần hoàn lượng từ trường và lượng điện trường D bảo toàn hiệu điện hai cực tụ điện Câu 13: Trong mạch dao động LC lí tưởng lượng điện từ trường mạch dao động A biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì 2T B biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T C biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T/2 D không biến thiên tuần hoàn theo thời gian Câu 14: Chọn câu trả lời đúng Dao động điện từ và dao động học A có cùng chất vật lí B mô tả phương trình toán học giống C có chất vật lí khác D câu B và C đúng Câu 15: Mạch dao động có hiệu điện cực đại hai đầu tụ là U0 Khi lượng từ trường lượng điện trường thì hiệu điện đầu tụ là A u = U0/2 B u = U0/ C u = U0/ D u = U0 Câu 16: Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích tụ biến thiên theo thời gian theo hàm số q = q0cos ω t Khi lượng điện trường lượng từ trường thì điện tích các tụ có độ lớn là A q0/2 B q0/ C q0/4 D q0/8 Câu 17: Chọn câu trả lời sai Trong mạch dao động LC, bước sóng điện từ mà mạch đó có thể phát chân không là I A λ = c B λ = c.T C λ = π c LC D λ = π c f q0 Câu 18: Trong mạch dao động, dòng điện mạch có đặc điểm nào sau đây ? A Chu kì lớn B Tần số lớn C Cường độ lớn D Tần số nhỏ Câu 19: Để dao động điện từ mạch dao động LC không bị tắt dần, người ta thường dùng biện pháp nào sau đây? A Ban đầu tích điện cho tụ điện điện tích lớn B Cung cấp thêm lượng cho mạch cách sử dụng máy phát dao động dùng tranzito C Tạo dòng điện mạch có cường độ lớn D Sử dụng tụ điện có điện dung lớn và cuộn cảm có độ tự cảm nhỏ để lắp mạch dao động Câu 20: Trong mạch dao động điện từ tự do, lượng từ trường cuộn dây biến thiên điều hoà với tần số góc A ω=2 LC B ω = LC BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C ω= LC D ω = LC CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 34 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 21: Một mạch dao động gồm cuộn dây cảm L và tụ điện C Nếu gọi I0 là cường dòng điện cực đại mạch, thì hệ thức liên hệ điện tích cực đại trên tụ điện q0 và I0 là A q0 = CL I0 π B q0 = LC I0 C q0 = C I0 πL D q0 = I0 CL Câu 22: Trong mạch dao động điện từ LC lí tưởng, mạch dao động với tần số là f thì lượng điện trường và lượng từ trường biến thiến tuần hoàn A cùng tần số f’ = f và cùng pha B cùng tần số f’ = 2f và vuông pha C cùng tần số f’ = 2f và ngược pha D cùng tần số f’ = f/2 và ngược pha Câu 23: Trong mạch dao động điện từ tự LC, so với dòng điện mạch thì điện áp hai tụ điện luôn B trễ pha góc π /2 A cùng pha C sớm pha góc π /4 D sớm pha góc π /2 Câu 24: Trong thực tế, các mạch dao động LC tắt dần Nguyên nhân là A điện tích ban đầu tích cho tụ điện thường nhỏ B lượng ban đầu tụ điện thường nhỏ C luôn có toả nhiệt trên dây dẫn mạch D cường độ dòng điện chạy qua cuộn cảm có biên độ giảm dần Câu 26: Một mạch dao động gồm tụ điện có C = 18nF và cuộn dây cảm có L = µ H Hiệu điện cực đại hai đầu tụ điện là 4V Cường độ dòng điện cực đại mạch là A 87,2mA B 219mA C 12mA D 21,9mA Câu 27: Dòng điện mạch dao động LC có biểu thức: i = 65sin(2500t + π /3)(mA) Tụ điện mạch có điện dung C = 750nF Độ tự cảm L cuộn dây là A 426mH B 374mH C 213mH D 125mH Câu 28: Dòng điện mạch LC có biểu thức i = 0,01cos(2000t)(mA) Tụ điện mạch có điện dung C = 10 µ F Độ tự cảm L cuộn dây là A 0,025H B 0,05H C 0,1H D 0,25H Câu 29: Một mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 1/ π H và tụ điện có điện dung C Tần số dao động riêng mạch là 1MHz Giá trị C A 1/4 π F B 1/4 π mF C 1/4 π µ F D 1/4 π pF Câu 30: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C và cuộn cảm L Điện trở mạch R = Biết biểu thức dòng điện qua mạch là i = 4.102 cos(2.107t)(A) Điện tích cực đại là A q0 = 10-9C B q0 = 4.10-9C C q0 = 2.10-9C D q0 = 8.10-9C Câu 31: Một mạch dao động gồm tụ có C = µ F và cuộn cảm L Năng lượng mạch dao động là 5.10-5J Khi điện áp hai tụ là 3V thì lượng từ trường mạch là: A 3,5.10-5J B 2,75.10-5J C 2.10-5J D 10-5J BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 35 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 32: Một mạch dao động LC gồm cuộn dây cảm có L = 2/ π mH và tụ điện C = 0,8/ π ( µ F) Tần số riêng dao động mạch là A 50kHz B 25 kHz C 12,5 kHz D 2,5 kHz Câu 33: Mạch dao động LC lí tưởng có L = 1mH và C = 9nF Tần số dao động điện từ riêng mạch là A.106/6 π (Hz) B.106/6 (Hz) C.1012/9 π (Hz) D.3.106/2 π (Hz) Câu 34: Một mạch dao động LC gồm cuộn cảm có hệ số tự cảm L = 0,4mH và tụ có điện dung C = 4pF Chu kì dao động riêng mạch dao động là A 2,512ns B 2,512ps C 25,12 µ s D 0,2513 µ s Câu 35: Mạch dao động gồm tụ C có hiệu điện cực đại là 4,8V; điện dung C = 30nF; độ tự cảm L = 25mH Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch là A 3,72mA B 4,28mA C 5,20mA D 6,34mA Câu 36: Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L, R = 0, tụ có C = 1,25 µF Dao động điện từ mạch có tần số góc ω = 4000(rad/s), cường độ dòng điện cực đại mạch I0 = 40mA Năng lượng điện từ mạch là A 2.10-3J B 4.10-3J C 4.10-5J D 2.10-5J Câu 37: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 10 µ F và cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 0,1H Khi hiệu điện hai đầu tụ điện là 4V thì cường độ dòng điện mạch là 0,02A Hiệu điện cực đại trên tụ là C V D V A 4V B V Câu 38: Tụ điện khung dao động có điện dung C = 2,5 µ F, hiệu điện hai tụ điện có giá trị cực đại là 5V Khung gồm tụ điện C và cuộn dây cảm L Năng lượng cực đại từ trường tập trung cuộn dây tự cảm khung nhận giá trị nào sau đây A 31,25.10-6J B 12,5.10-6J C 6,25.10-6J D 62,5.10-6J Câu 39: Trong mạch dao động LC điện tích dao động theo phương trình q = 5.107 cos(100 π t + π /2)(C) Khi đó lượng từ trường mạch biến thiên tuần hoàn với chu kì là A 0,02s B 0,01s C 50s D 100s Câu 40: Một mạch dao động với tụ điện C và cuộn cảm L thực dao động tự Điện tích cực đại trên tụ là q0 = 2.10-6C và dòng điện cực đại mạch là I0 = 0,314A Lấy π = 10 Tần số dao động điện từ tự khung là A 25kHz B 3MHz C 50kHz D 2,5MHz Câu 41: Một mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 640 µ H và tụ điện có điện dung C biến thiên từ 36pF đến 225pF Lấy π = 10 Chu kì dao động riêng mạch có thể biến thiên từ A 960ms đến 2400ms B 960 µ s đến 2400 µ s C 960ns đến 2400ns D 960ps đến 2400ps BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 36 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 42: Khung dao động LC(L = const) Khi mắc tụ C1 = 18 µ F thì tần số dao động riêng khung là f0 Khi mắc tụ C2 thì tần số dao động riêng khung là f = 2f0 Tụ C2 có giá trị A C2 = µ F B C2 = 4,5 µ F C C2 = µ F D C2 = 36 µ F Câu 43: Một mạch dao động gồm cuộn dây L và tụ điện C thực dao động điện từ tự Để tần số dao động riêng mạch dao động giảm lần thì phải thay tụ điện C tụ điện Co có giá trị A Co = 4C B Co = C C Co = 2C D Co = C Câu 44: Trong mạch dao động LC có điện trở không đáng kể Sau khoảng thời gian 0,2.10-4 S thì lượng điện trường lại lượng từ trường Chu kỳ dao động mạch là B 0,8.10-4 s C 0,2.10-4 s D 1,6.10-4 A 0,4.10-4 s s Câu 45: Trong mạch dao động cường độ dòng điện dao động là i = 0,01cos100πt(A) Hệ số tự cảm cuộn dây là 0,2H Điện dung C tụ điện là A 0,001 F B 4.10-4 F C 5.10-4 F D 5.10-5 F “ Bạn có thể sống lâu đến mức nào nữa, hai mươi năm đầu là già nửa đời bạn đó ” 1B 11D 21B 31B 41C 26 2A 12C 22C 32C 42B 3A 13D 23B 33A 43A 4C 14D 24C 34D 44B ĐÁP ÁN ĐỀ 25 5B 6A 15B 16B 25 26B 35A 36C 45D 7D 17D 27C 37C 8C 18B 28A 38A 9B 19B 29D 39B 10B 20A 30C 40A MẠCH DAO ĐỘNG DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SỐ Họ và tên :…………………………Trường:……………………………………… Câu 1: Một mạch dao động LC có lượng là 36.10-6(J) và điện dung tụ điện C là 2,5 µ F Khi hiệu điện hai cực tụ điện là 3V thì lượng tập trung cuộn cảm A 24,47(J) B 24,75(mJ) C 24,75( µ J) D 24,75(nJ) Câu 2: Khi mắc tụ C1 vào mạch dao động thì tần số dao động riêng mạch là f1 = 30kHz Khi thay tụ C1 tụ C2 thì tần số dao động riêng mạch là f2 = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 37 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 40kHz Tần số dao động riêng mạch dao động mắc nối tiếp hai tụ có điện dung C1 và C2 là A 50kHz B 70kHz C 100kHz D 120kHz Câu 3: Một mạch dao động gồm tụ điện có C = 3500pF và cuộn dây có độ tự cảm L = 30 µ H, điện trở R = 1,5 Ω Hiệu điện cực đại hai đầu tụ điện là 15V Để trì dao động điện từ mạch thì cần phải cung cấp công suất A 13,13mW B 16,69mW C 19,69mW D 23,69mW Câu 4: Chọn câu trả lời đúng Một mạch dao động điện từ gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L và hai tụ điện C1 và C2 Khi mắc cuộn dây riêng với tụ C1, C2 thì chu kì dao động mạch tương ứng là T1 = 3ms và T2 = 4ms Chu kì dao động mạch mắc đồng thời cuộn dây với (C1 song song C2) là A 5ms B 7ms C 10ms D 2,4ms Câu 5: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 40pF và cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 0,25mH, cường độ dòng điện cực đại là 50mA Tại thời điểm ban đầu cường độ dòng điện qua mạch không Biểu thức điện tích trên tụ là A q = 5.10-10cos(107t + π /2)(C) B q = 5.10-10sin(107t )(C) C q = 5.10-9cos(107t + π /2)(C) D q = 5.10-9cos(107t)(C) Câu 6: Cho mạch dao động điện từ tự gồm tụ có điện dung C = µF Biết biểu thức cường độ dòng điện mạch là i = 20.cos(1000t + π /2)(mA) Biểu thức hiệu điện hai tụ điện có dạng B u = 20 cos(1000t )(V) A u = 20 cos(1000t + π )(V) C π u = 20 cos(1000 t − )(V) D π u = 20 cos(2000 t + )(V) Câu 7: Cho mạch dao động là (L,C1) dao động với chu kì T1 = 6ms, mạch dao động là (L.C2) dao động với chu kì là T2 = 8ms Chu kì dao động mạch dao động là (L, C1ssC2) là B 10ms C 10s D 4,8ms A 7ms Câu 8: Một mạch dao động LC Hiệu điện hai tụ là u = 5cos104t(V), điện dung C = 0,4 µF Biểu thức cường độ dòng điện khung là A i = 2.10-3sin(104t - π /2)(A) B i = 2.10-2cos(104t + π /2)(A) C i = 2cos(104t + π /2)(A) D i = 0,2cos(104t)(A) Câu 9: Cho tụ điện có điện dung C ghép với cuộn cảm L1 thì mạch dao động với tần số là f1 = MHz, ghép tụ điện trên với cuôn cảm L2 thì mạch dao động với tần số là f2 = MHz Hỏi ghép tụ điện C với (L1 nối tiếp L2) tạo thành mạch dao động thì tần số dao động mạch A 3,5 MHz B MHz C 2,4 MHz D MHz Câu 10: Một mạch dao động lý tưởng LC, lượng từ trường và lượng điện trường sau 1ms lại Chu kì dao động mạch dao động A ms B ms C 0,25 ms D ms BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 38 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 11: Trong mạch dao động LC lý tưởng, biểu thức điện tích trên hai tụ là q = cos 10 t (nC) Kể từ thời điểm t = 0(s) lượng từ trường cực đại lần đầu tiên thì tụ điện đã phóng điện lượng A 2,5 nC B 10 nC C nC D nC Câu 12: Trong mạch dao động LC, tụ điện có điện dung là µ F, cường độ tức thời dòng điện là i = 0,05sin(2000t)(A) Biểu thức điện tích tụ là A q = 25sin(2000t - π /2)( µC ) B q = 25sin(2000t - π /4)( µC ) C q = 25sin(2000t - π /2)( C ) D q = 2,5sin(2000t - π /2)( µC ) Câu 13: Cho mạch dao động (L, C1nối tiếp C2) dao động tự với chu kì 2,4ms, mạch dao động là (L, C1song song C2) dao động tự với chu kì 5ms Biết C1 > C2 Hỏi mắc riêng tụ C1, C2 với L thì mạch dao động với chu kì T1, T2 A T1 = 3ms; T2 = 4ms B T1 = 4ms; T2 = 3ms C T1 = 6ms; T2 = 8ms D T1 = 8ms; T2 = 6ms Câu 14: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 2.10-2 µ F và cuộn dây cảm có độ tự cảm L Điện trở cuộn dây và các dây nối không đáng kể Biết biểu thức lượng từ trường cuộn dây là Wt = 10-6sin2(2.106t)J Xác định giá trị điện tích lớn tụ B 4.10-7C C 2.10-7C D 8.10-7C A 8.10-6C Câu 15: Một tụ điện có điện dung C = 5,07 µ F tích điện đến hiệu điện U0 Sau đó hai đầu tụ đấu vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm 0,5H Bỏ qua điện trở cuộn dây và dây nối Lần thứ hai điện tích trên tụ nửa điện tích lúc đầu q = q0/2 là thời điểm nào ?(tính từ lúc t = là lúc đấu tụ điện với cuộn dây) A 1/400s B 1/120s C 1/600s D 1/300s Câu 16: Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích cực đại trên tụ điện là q0 và cường độ dòng điện cực đại mạch là I0 thì chu kỳ dao động điện từ mạch là A T = 2π q B T = 2πLC C T = 2π I0 D T = 2πqoIo I0 q0 Câu 17: Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 0,2 H và tụ điện có điện dung C = 10µF thực dao động điện từ tự Biết cường độ dòng điện cực đại khung là I0 = 0,012A Khi cường độ dòng điện tức thời i = 0,01A thì hiệu điện cực đại và hiệu điện tức thời hai tụ điện là A U0 = 1,7V, u = 20V B U0 = 5,8V, u = 0,94V C U0 = 1,7V, u = 0,94V D U0 = 5,8V, u = 20V Câu 18: Một mạch dao động gồm cuộn cảm L = mH và tụ xoay Cx Tìm giá trị Cx để chu kỳ riêng mạch là T = 1µs Cho A 12,5 pF B 20 pF BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ π = 10 C 0,0125 pF D 12,5 µ F CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 39 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 19: Một khung dao động gồm cuộn dây L và tụ điện C thực dao động điện từ tự Điện tích cực đại trên tụ điện là q0 = 10-5C và cường độ dòng điện cực đại khung là Io = 10A Chu kỳ dao động khung dao động là A 6, 28.106 s C 628.10−5 s B 6, 28.10−4 s D 0, 628.10−5 s Câu 20: Một mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm 5mH và tụ điện có điện dung 50 µF Chu kỳ dao động riêng mạch là A π (ms) B π (s) C 4π.103 (s) D 10π (s) Câu 21: Mạch dao động LC, cuộn dây cảm, sau khoảng thời gian 10− s thì lượng điện trường và lượng từ trường lại Tần số mạch là A 0,25 MHz B 0,2 MHz C 0,35 MHz D 0,3 MHz Câu 22: Một mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm 5mH và tụ điện có điện dung 50 µF Hiệu điện cực đại trên hai tụ điện là 10V Năng lượng mạch dao động là A 25.10-5 J B 2,5 mJ C 106 J D 2500 J Câu 23: Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L, R = 0, tụ có C = 1,25 µF Dao động điện từ mạch có tần số góc cực đại mạch I A 4.10− J B = 40 mA 4.10− ω = 4000 (rad/s), cường độ dòng điện Năng lượng điện từ mạch là mJ C 4.10− mJ D 10− J Câu 24: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 5µF và cuộn cảm L.Năng lượng mạch dao động là 5.10−5 J Khi hiệu điện hai tụ là V thì lượng từ trường mạch là A mJ B 0,4 mJ C 4.10− mJ D 40 mJ Câu 25: Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm 10 µ H, điện trở không đáng kể và tụ điện có điện dung 12000 pF, hiệu điện cực đại hai tụ điện là 6V Cường độ dòng điện cực đại chạy mạch là A 120 mA B 60 mA C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 600 mA D 12 mA CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 40 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 26: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 2.10 −2 µF và cuộn dây cảm có độ tự cảm L Điện trở cuộn dây và các dây nối không đáng kể Biết biểu thức lượng từ trường cuộn dây là Wt = 10− sin 2.106 t J Xác định giá trị điện tích lớn tụ A 2.10 −6 C B 2.10−7 C C 2.10−7 C D 4.10−14 C Câu 27: Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 10 µ F và cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 0,1H Khi hiệu điện hai đầu tụ điện là 4V thì cường độ dòng điện mạch là 0,02A Hiệu điện cực đại trên tụ là A 5V B 4V C V D V Câu 28: Mạch dao động LC, tụ C có hiệu điện cực đại là 5V, điện dung C = nF, độ tự cảm L = 25 mH Cường độ hiệu dụng mạch là A mA B 20 mA C 1, mA D 16 mA Câu 29: Mạch dao động điện từ LC, tụ điện có điện dung C = 40 nF và cuộn cảm L = 2,5 mH Nạp điện cho tụ điện đến hiệu điện V cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cường độ dòng điện hiệu dụng mạch là A 10 mA B 100 mA C mA D 20 mA Câu 30: Một mạch dao động LC lí tưởng với tụ điện có điện dung C = 5µF và cuộn dây có độ tự cảm L = 50 mH Hiệu điện cực đại trên tụ là V Khi hiệu điện trên tụ là V thì cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây có giá trị bao nhiêu A 4,47 A B mA C A D 44,7 mA Câu 31: Mạch dao động LC gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 1mH có điện trở R, tụ điện có điện dung C =1µF Để trì hiệu điện cực đại hai cực tụ điện U0 = V, người ta phải cung cấp cho mạch công suất trung bình sau chu kì là 10 mW Giá trị điện trở R cuộn dây là A 6Ω B 0, 06 Ω C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 0, Ω D mΩ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 41 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 32: Mạch dao động LC (độ tự cảm L không đổi) Khi mắc tụ có điện dung C1 = 18 µ F thì tần số dao động riêng mạch là f0 Khi mắc tụ có điện dung C2 thì tần số dao động riêng mạch là f = 2f0 Giá trị C2 là A C2 = µ F B C2 = 4,5 µ F C C2 = 72 µ F D C2 = 36 µ F Câu 33: Điện dung tụ điện mạch dao động C = 0,2 µF Để mạch có tần số riêng là 500 Hz thì hệ số tự cảm cuộn cảm phải có giá trị nào sau đây A 0,5 H B 0,5 mH C 0,05 H D mH Câu 34: Mạch dao động LC có L = 1mH và C = 4nF, tần số góc dao động điện từ riêng mạch là A B 5.105 rad / s 5.106 rad / s C 25.1012 rad / s D 2,5.1012 rad / s Câu 35: Một mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm 5mH và tụ điện có điện dung 50 µF Chu kỳ dao động riêng mạch là A π (ms) B π (s) C 4π.103 (s) D 10π (s) “Phải ước mơ nhiều nữa, phải ước mơ tha thiết để biến tương lai thành thực” 1C 11C 21A 31C 27 2A 12A 22B 32B 3C 13B 23C 33A 4A 14C 24C 34A ĐÁP ÁN ĐỀ 26 5D 6B 15D 16A 25A 26C 35A 7B 17C 27C 8B 18A 28A 9C 19D 29A 10D 20A 30D ĐIỆN TỪ TRƯỜNG – SỰ THU PHÁT, TRUYỀN SÓNG ĐIỆN TỪ Họ và tên:………………………….…Trường: ……………………… ………… Câu 1: Cho mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện gồm tụ C0 ghép song song với tụ xoay CX (Điện dung tụ xoay tỉ lệ hàm bậc với góc xoay α ) Cho góc xoay α biến thiên từ 00 đến 1200 đó CX biến thiên từ 10 µF đến 250 µF , nhờ máy thu dải sóng từ 10m đến 30m Điện dung C0 có giá trị A 40 µF B 20 µF C 30 µF D 10 µF BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 42 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 2: Cho mạch chọn sóng máy thu gồm cuộn cảm L và tụ điện C thì máy thu bắt sóng điện từ có bước sóng λ = 376,8m Nếu thay tụ điện C tụ điện C’ thì máy thu bắt sóng điện từ có bước sóng λ' = 2λ Nếu ghép thụ C song song với tụ C’ thì máy thu bắt sóng điện từ có bước sóng A 337m B 824,5m C 842,5m D 743,6m Câu 3: Mạch dao động chọn sóng máy thu gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L 0,5mH và tụ điện có điện dung C biến đổi từ 20pF đến 500pF Máy thu có thể bắt tất các sóng vô tuyến điện có dải sóng nằm khoảng nào ? A 188,4m đến 942m B 18,85m đến 188m C 600m đến 1680m D 100m đến 500m Câu 4: Sóng FM đài tiếng nói TP Hồ Chí Minh có tần số f = 100 MHz Bước sóng λ là A 3m B 4m C 5m D 10m Câu 5: Một máy định vị vô tuyến nằm cách mục tiêu 60 km Máy nhận tín hiệu trở từ mục tiêu kể từ lúc phát sau khoảng thời gian là B 2.10-4s C 4.10-4s D 10-5s A 10-4s Câu 6: Mạch dao động máy thu vô tuyến điện có cuộn cảm L = 25 µ F Để thu sóng vô tuyến có bước sóng 100m thì điện dung tụ điện phải có giá trị là A 112,6pF B 1,126nF C 1126.10-10F D 1,126pF Câu 7: Cho mạch dao động gồm cuộn cảm có L = µ H Để bắt sóng điện từ có tần số 10 MHz thì điện dung tụ nhận giá trị A 3,125 µ H B 31,25pF C 31,25 µ F D 3,125pF Câu 8: Mạch dao động máy thu vô tuyến gồm tụ điện có điện dung C = 285pF và cuộn dây cảm có L = µ H Máy có thể bắt sóng vô tuyến có bước sóng A 45m B 30m C 20m D 15m Câu 9: Một mạch dao động LC gồm cuộn dây có L = 0,2mH và tụ có C thay đổi từ 50pF đến 450pF Mạch đao động trên hoạt động thích hợp dải sóng hai bước sóng từ A 188m đến 565m B 200m đến 824m C 168m đến 600m D 176m đến 625m Câu 10: Một máy thu vô tuyến điện có cuộn cảm L = µ H, tụ điện có điện dung C = 10pF, máy thu có thể bắt sóng điện từ truyền đến có tần số là A 20,6 kHz B 20,6 MHz C 20,6 Hz D 20,6 GHz Câu 11: Máy phát dao động điều hoà cao tần có thể phát dao động điện từ có tần số nằm khoảng từ f1 = MHz đến f2 = 20 MHz Dải sóng điện từ mà máy phát có bước sóng nằm khoảng nào ? A Từ 5m đến 15m B Từ 10m đến 30m BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 43 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C Từ 15m đến 60m D Từ 10m đến 100m Câu 12: Mạch dao động máy thu vô tuyến điện gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm biến thiên từ 0,5 µ H đến 10 µ H và tụ điện có điện dung biến thiên từ 20pF đến 500pF Máy thu có thể bắt sóng điện từ có bước sóng lớn là A 133,2m B 233,1m C 332,1m D 466,4m Câu 13: Mạch dao động máy thu gồm tụ điện có điện dung thay đổi từ 20pF đến 500pF và cuộn dây cảm có L = µ H Máy thu có thể bắt sóng điện từ khoảng nào ? A Từ 100 kHz đến 145 kHz B Từ 100 kHz đến 14,5 MHz C Từ 2,9 MHz đến 14,5 MHz D Từ 2,9 kHz đến 14,5 kHz Câu 14: Một mạch điện thu sóng vô tuyến gồm cuộn cảm có L = µ H và hai tụ có điện dung C1,C2( C1 > C2) Biết bước sóng vô tuyến thu hai tụ mắc nối tiếp và song song là λnt = 1,2 π (m) và λss = π (m) Điện dung các tụ có thể là B C1 = 20pF và C2 = 10pF A C1 = 30pF và C2 = 10pF C C1 = 30pF và C2 = 20pF D C1 = 40pF và C2 = 20pF Câu 15: Trong mạch dao động bắt tín hiệu máy thu vô tuyến điện, tụ điện có điện dung biến đổi từ 50pF đến 680pF Muốn cho máy thu bắt các sóng từ 45m đến 3km, cuộn cảm mạch phải có độ tự cảm nằm giới hạn nào ? A 11H ≤ L ≤ 3729H B 11 µ H ≤ L ≤ 3729 µ H C 11mH ≤ L ≤ 3729 µ H D 11mH ≤ L ≤ 3729mH Câu 16: Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch dao động thu sóng có bước sóng λ1 = 60m; mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn cảm L thì mạch thu sóng có bước sóng λ = 80m Khi mắc (C1 nối tiếp C2) mắc với cuộn L thì mạch thu sóng có bước sóng là bao nhiêu? A 48m B 70m C 100m D 140m Câu 17: Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch dao động thu sóng có bước sóng λ1 = 30m; mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn cảm L thì mạch thu sóng có bước sóng λ = 40m Khi mắc (C1 song song C2) mắc với cuộn L thì mạch thu sóng có bước sóng là bao nhiêu? A 35m B 70m C 50m D 10m Câu 18: Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì máy thu bắt sóng điện từ có tần số f1 = 6kHz; mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn cảm L thì máy thu bắt sóng điện từ có tần số f2 = 8kHz Khi mắc (C1 song song C2) với cuộn cảm L thì máy thu bắt sóng điện từ có tần số f là: A 4,8kHz B 7kHz C 10kHz D 14kHz Câu 19: Mạch chọn sóng máy thu gồm tụ xoay có điện dung biến đổi: 47pF ≤ C ≤ 270pF và cuộn tự cảm L Muốn máy này thu các sóng điện từ có bước sóng λ với 13m ≤ λ ≤ 556m thì L phải nằm giới hạn hẹp là bao nhiêu ? Cho c = 3.108m/s Lấy π = 10 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 44 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 0,999 µ H ≤ L ≤ 318 µ H B 0,174 µ H ≤ L ≤ 1827 µ H C 0,999 µ H ≤ L ≤ 1827 µ H D 0,174 µ H ≤ L ≤ 318 µ H Câu 20: Dòng điện dịch A là dòng chuyển dịch các hạt mang điện B là dòng điện mạch dao động LC C dòng chuyển dịch các hạt mang điện qua tụ điện D là khái niệm biến thiên điện trường tụ Câu 21: Sóng nào sau đây dùng vô tuyến truyền hình trên mặt đất ? A Sóng dài B Sóng trung C Sóng ngắn D A, B, C Câu 22: Khi điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất từ trường, các đường sức từ trường này có đặc điểm là A song song với các đường sức điện trường B đường tròn đồng tâm có cùng bán kính C đường thẳng song song cách D đường cong khép kín bao quanh các đường sức điện trường Câu 23: Tính chất nào sau đây không phải là tính chất sóng điện từ ? A Sóng điện từ truyền chân không B Sóng điện từ là sóng dọc C Sóng điện từ là sóng ngang D Năng lượng sóng điện từ tỉ lệ với luỹ thừa bậc tần số Câu 24: Tính chất nào đây không phải là tính chất sóng điện từ ? A Sóng điện từ là sóng ngang B Năng lượng sóng điện từ tỉ lệ luỹ thừa bậc tần số C Sóng điện từ không truyền chân không D Sóng điện từ có thể giao thoa, khúc xạ, phản xạ, Câu 25: Khi dòng điện xoay chiều chạy dây dẫn thẳng kim loại, xung quanh dây dẫn có A trường hấp dẫn B điện trường C từ trường D điện từ trường Câu 26: Trong vùng không gian có từ trường biến thiên theo thời gian thì A làm xuất các hạt mang điện, tạo thành dòng điện cảm ứng B các hạt mang điện chuyển động theo đường cong khép kín C làm xuất điện trường có các đường sức từ là đường cong khép kín D làm xuất điện trường có các đường sức là đường thẳng song song Câu 27: Trong các câu sau đây, câu nào sai ? A Đường sức điện trường xoáy là đường cong khép kín B Khi điện trường biến thiên theo thời gian thì nó làm xuất từ trường có đường sức từ bao quanh các đường sức điện trường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 45 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C Chỉ có điện trường tĩnh tác dụng lực điện lên các hạt mang điện, còn điện trường xoáy thì không D Điện trường và từ trường là hai biểu cụ thể trường điện từ Câu 28: Đặc điểm nào sau đây không đúng với tính chất sóng điện từ ? A Truyền môi trường, trừ chân không B Có mang lượng C Là sóng ngang D Lan truyền với tốc độ lớn, cỡ tốc độ ánh sáng chân không Câu 29: Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường E và vectơ cảm ứng từ B luôn A có phương song song và cùng chiều B có phương song song và ngược chiều C có phương trùng với phương truyền sóng D có phương vuông góc với và vuông góc với phương truyền sóng Câu 30: Điện từ trường xuất vùng không gian nào đây ? A Xung quanh cầu tích điện B Xung quanh hệ hai cầu tích điện trái dấu C Xung quanh ống dây điện D Xung quanh tia lửa điện Câu 31: Trong quá trình lan truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường E và vectơ cảm ứng từ B luôn A trùng phương với và vuông góc với phương truyền sóng B dao động cùng pha C dao động ngược pha D biến thiên tuần hoàn theo không gian, không tuần hoàn theo thời gian Câu 32: Tốc độ truyền sóng điện từ môi trường phụ thuộc vào A bước sóng sóng B tần số sóng C biên độ sóng D tính chất môi trường Câu 33: Chọn phát biểu sai Xung quanh điện tích dao động A có điện trường B có từ trường C có điện từ trường D không có trường nào Câu 34: Khi phân tích tượng cảm ứng điện từ, ta phát A điện trường B từ trường C điện từ trường D điện trường xoáy Câu 35: Hiện tượng nào đây giúp ta khẳng định kết luận “ Xung quanh điện trường biến thiên xuất từ trường” ? Đó là xuất A từ trường dòng điện thẳng B từ trường dòng điện tròn C từ trường dòng điện dẫn D từ trường dòng điện dịch Câu 36: Trong việc nào sau đây, người ta dùng sóng điện từ để truyền tải thông tin ? A Nói chuyện điện thoại để bàn BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 46 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B Xem truyền hình cáp C Xem băng video D Điều khiển tivi từ xa Câu 37: Trong sơ đồ khối máy thu sóng vô tuyến đơn giản không có phận nào đây ? A Mạch thu sóng điện từ B Mạch biến điệu C Mạch tách sóng D Mạch khuếch đại Câu 38: Muốn cho dao động điện từ tạo máy phát dao động có thể xạ không gian dạng sóng điện từ thì cần phải A bố trí mạch dao động máy phát anten B liên kết cuộn dây anten với cuộn cảm mạch dao động máy phát dao động C cho máy hoạt động cho mạch dao động có tần số lớn D cung cấp nhiều điện tích cho mạch dao động máy phát Câu 39: Nguyên tắc hoạt động máy thu sóng điện từ dựa trên tượng A phản xạ và khúc xạ sóng điện từ trên ăngten B cảm ứng điện từ C điện trường biến thiên sinh từ trường xoáy D cộng hưởng điện Câu 40: Chọn câu trả lời không đúng Sóng điện từ truyền từ Hà Nội vào TP Hồ Chí Minh có thể là A sóng truyền thẳng từ Hà Nội đến TP Hồ Chí Minh B sóng phản xạ lần trên tầng điện li C sóng phản xạ hai lần trên tầng điện li D sóng phản xạ nhiều lần trên tầng điện li “Trên đường đời hành lý người cần mang theo là lòng kiên nhẫn và tính chịu đựng” 1B 11C 21D 31B 2C 12A 22D 32D 3A 13C 23B 33D 4A 14C 24C 34D ĐÁP ÁN ĐỀ 27 5C 6A 15B 16A 25D 26C 35D 36D BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 7B 17C 27C 37B 8A 18A 28A 38B 9A 19A 29D 39D CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 10B 20D 30D 40A 47 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com SÓNG ĐIỆN TỪ ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM 2007 -2012 Câu 1(CĐ 2007): Sóng điện từ và sóng học không có chung tính chất nào đây? A Phản xạ B Truyền chân không C Mang lượng D Khúc xạ Câu 2(CĐ 2007): Một mạch dao động LC có điện trở không đáng kể Dao động điện từ riêng (tự do) mạch LC có chu kì 2,0.10 – s Năng lượng điện trường mạch biến đổi điều hoà với chu kì là A 0,5.10 – s B 4,0.10 – s C 2,0.10 – s D 1,0 10 –4 s Câu 3(CĐ 2007): Một mạch dao động LC có điện trở không đáng kể, tụ điện có điện dung µF Dao động điện từ riêng (tự do) mạch LC với hiệu điện cực đại hai đầu tụ điện V Khi hiệu điện hai đầu tụ điện là V thì lượng từ trường mạch A 10-5 J B 5.10-5 J C 9.10-5 J D 4.10-5 J Câu 4(CĐ 2007): Sóng điện từ là quá trình lan truyền điện từ trường biến thiên, không gian Khi nói quan hệ điện trường và từ trường điện từ trường trên thì kết luận nào sau đây là đúng? A Véctơ cường độ điện trường và cảm ứng từ cùng phương và cùng độ lớn B Tại điểm không gian, điện trường và từ trường luôn luôn dao động ngược pha C Tại điểm không gian, điện trường và từ trường luôn luôn dao động lệch pha π/2 D Điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kì Câu 5(CĐ 2007): Một mạch dao động LC có điện trở không đáng kể, gồm cuộn dây có hệ số tự cảm L và tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ riêng (tự do) với giá trị cực đại hiệu điện hai tụ điện Umax Giá trị cực đại Imax cường độ dòng điện mạch tính biểu thức A Imax = Umax√(C/L) B Imax = Umax √(LC) C Imax = √(Umax/√(LC)) D Imax = Umax.√(L/C) Câu 6(ĐH – 2007): Trong mạch dao động LC có điện trở không thì A lượng từ trường tập trung cuộn cảm và biến thiên với chu kì chu kì dao động riêng mạch B lượng điện trường tập trung cuộn cảm và biến thiên với chu kì chu kì dao động riêng mạch C lượng từ trường tập trung tụ điện và biến thiên với chu kì nửa chu kì dao động riêng mạch BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 48 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D lượng điện trường tập trung tụ điện và biến thiên với chu kì nửa chu kì dao động riêng mạch Câu 7(ĐH – 2007): Một mạch dao động điện từ gồm tụ điện có điện dung 0,125 µF và cuộn cảm có độ tự cảm 50 µH Điện trở mạch không đáng kể Hiệu điện cực đại hai tụ điện là V Cường độ dòng điện cực đại mạch là A 7,5 A B 7,5 mA C 15 mA D 0,15 A Câu 8(ĐH – 2007): Một tụ điện có điện dung 10 µF tích điện đến hiệu điện xác định Sau đó nối hai tụ điện vào hai đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm H Bỏ qua điện trở các dây nối, lấy π2 = 10 Sau khoảng thời gian ngắn là bao nhiêu (kể từ lúc nối) điện tích trên tụ điện có giá trị nửa giá trị ban đầu? A 3/ 400s B 1/600 s C 1/300 s D 1/1200 s Câu 9(ĐH – 2007): Phát biểu nào sai nói sóng điện từ? A Sóng điện từ là lan truyền không gian điện từ trường biến thiên theo thời gian B Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường luôn dao động lệch pha π/2 C Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kì D Sóng điện từ dùng thông tin vô tuyến gọi là sóng vô tuyến Câu 10(CĐ 2008): Khi nói sóng điện từ, phát biểu nào đây là sai? A Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương B Sóng điện từ truyền môi trường vật chất và chân không C Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với vận tốc vận tốc ánh sáng D Sóng điện từ bị phản xạ gặp mặt phân cách hai môi trường Câu 11(CĐ 2008): Mạch dao động LC có điện trở không gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) có độ tự cảm mH và tụ điện có điện dung nF Trong mạch có dao động điện từ tự (riêng), hiệu điện cực đại hai cực tụ điện V Khi hiệu điện hai tụ điện là V thì cường độ dòng điện cuộn cảm A mA B mA C mA D 12 mA Câu 12(CĐ 2008): Một mạch dao động LC có điện trở không gồm cuộn dây cảm (cảm thuần)và tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự (riêng) với tần số f Khi mắc nối tiếp với tụ điện mạch trên tụ điện có điện dung C/3 thì tần số dao động điện từ tự (riêng) mạch lúc này A f/4 B 4f C 2f D f/2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 49 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 13(CĐ 2008): Một mạch dao động LC có điện trở không gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) và tụ điện có điện dung µF Trong mạch có dao động điện từ tự (riêng) với hiệu điện cực đại hai tụ điện 10 V Năng lượng dao động điện từ mạch A 2,5.10-2 J B 2,5.10-1 J C 2,5.10-3 J D 2,5.10-4 J Câu 14(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Đối với lan truyền sống điện từ thì ur A vectơ cường độ điện trường E cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ ur ur cảm ứng từ B vuông góc với vectơurcường độ điện trường Eur B vectơ cường độ điện trường E và vectơ cảm ứng từ B luôn cùng phương với phương truyền sóng ur ur C vectơ cường độ điện trường E và vectơ cảm ứng từ B luôn vuông góc với phương truyền sóng ur D vectơ cảm ứng từ B cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ cường độ ur ur điện trường E vuông góc với vectơ cảm ứng từ B Câu 15(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Phát biểu nào sau đây là sai nói lượng dao động điện từ tự (dao động riêng) mạch dao động điện từ LC không điện trở thuần? A Khi lượng điện trường giảm thì lượng từ trường tăng B Năng lượng điện từ mạch dao động tổng lượng điện trường tập trung tụ điện và lượng từ trường tập trung cuộn cảm C Năng lượng từ trường cực đại lượng điện từ mạch dao động D Năng lượng điện trường và lượng từ trường biến thiên điều hòa với tần số nửa tần số cường độ dòng điện mạch Câu 16(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Trong mạch dao động LC không có điện trở thuần, có dao động điện từ tự (dao động riêng) Hiệu điện cực đại hai tụ và cường độ dòng điện cực đại qua mạch là U0 và I0 Tại thời điểm cường độ dòng điện mạch có giá trị I0 thì độ lớn hiệu điện hai tụ điển là A U0 B U0 C U0 D U0 Câu 17(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Trong mạch dao động LC có dao động điện từ tự (dao động riêng) với tần số góc 104 rad/s Điện tích cực đại trên tụ điện là 10−9 C Khi cường độ dòng điện mạch 6.10−6 A thì điện tích trên tụ điện là A 6.10−10C B 8.10−10C C 2.10−10C D −10 4.10 C Câu 18(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Trong sơ đồ máy phát sóng vô tuyến điện, không có mạch (tầng) A tách sóng B khuếch đại C phát dao động cao tần D biến điệu Câu 19(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Mạch dao động máy thu sóng vô tuyến có tụ điện với điện dung C và cuộn cảm với độ tự cảm L, thu sóng điện từ có bước BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 50 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com sóng 20 m Để thu sóng điện từ có bước sóng 40 m, người ta phải mắc song song với tụ điện mạch dao động trên tụ điện có điện dung C' A 4C B C C 2C D 3C Câu 20 (Đề thi cao đẳng năm 2009): Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm không đổi, tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C1 thì tần số dao động riêng mạch là 7,5 MHz và C = C2 thì tần số dao động riêng mạch là 10 MHz Nếu C = C1 + C2 thì tần số dao động riêng mạch là A 12,5 MHz B 2,5 MHz C 17,5 MHz D 6,0 MHz Câu 21(Đề thi cao đẳng năm 2009): Trong mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự thì A lượng điện trường tập trung cuộn cảm B lượng điện trường và lượng từ trường luôn không đổi C lượng từ trường tập trung tụ điện D lượng điện từ mạch bảo toàn Câu 22(Đề thi cao đẳng năm 2009): Một mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự Biết điện tích cực đại tụ điện có độ lớn là 10-8 C và cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm là 62,8 mA Tần số dao động điện từ tự mạch là A 2,5.103 kHz B 3.103 kHz C 2.103 kHz D 103 kHz Câu 23(Đề thi cao đẳng năm 2009): Mạch dao động LC lí tưởng gồm tụ điện có điện dung C, cuộn cảm có độ tự cảm L Trong mạch có dao động điện từ tự Biết hiệu điện cực đại hai tụ điện là U0 Năng lượng điện từ mạch A LC2 B U 02 LC C CU 20 D CL Câu 24(Đề thi cao đẳng năm 2009): Một mạch dao động LC lí tưởng, gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự Gọi U0, I0 là hiệu điện cực đại hai đầu tụ điện và cường độ dòng điện cực đại mạch thì A U0 = I0 LC B U = I0 L C C U = I0 C L D U = I LC Câu 25(Đề thi cao đẳng năm 2009): Khi nói sóng điện từ, phát biểu nào đây là sai? A Sóng điện từ bị phản xạ gặp mặt phân cách hai môi trường B Sóng điện từ truyền môi trường vật chất và chân không C Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương D Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với vận tốc vận tốc ánh sáng Câu 26(Đề thi cao đẳng năm 2009): Một mạch dao động LC có điện trở không gồm cuộn dây cảm (cảm thuần)và tụ điện có điện dung µF BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 51 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Trong mạch có dao động điện từ tự (riêng) với hiệu điện cực đại hai tụ điện 10 V Năng lượng dao động điện từ mạch A 2,5.10-3 J B 2,5.10-1 J C 2,5.10-4 J D 2,5.10-2 J Câu 27(Đề thi cao đẳng năm 2009): Một mạch dao động LC có điện trở không gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) và tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự (riêng) với tần số f Khi mắc nối tiếp với tụ điện mạch trên tụ điện có điện dung C/3 thì tần số dao động điện từ tự (riêng)của mạch lúc này A 4f B f/2 C f/4 D.2f Câu 28(Đề thi cao đẳng năm 2009): Mạch dao động LC có điện trở không gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) có độ tự cảm mH và tụ điện có điện dung nF Trong mạch có dao động điện từ tự (riêng), hiệu điện cực đại hai cực tụ điện V Khi hiệu điện hai tụ điện là V thì cường độ dòng điện cuộn cảm D mA A mA B 12 mA C mA Câu 29(Đề thi cao đẳng năm 2009): Đặt hiệu điện xoay chiều có tần số thay đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Khi tần số dòng điện mạch lớn giá trị 1/(2π √(LC)) thì A hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch B hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây nhỏ hiệu điện hiệu dụng hai tụđiện C dòng điện chạy đoạn mạch chậm pha so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch D hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở lớn hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch Câu 30(Đề thi cao đẳng năm 2009): Khi nói sóng điện từ, phát biểu nào đây là sai? A Sóng điện từ bị phản xạ gặp mặt phân cách hai môi trường B Sóng điện từ truyền môi trường vật chất và chân không C Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương D Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với vận tốc vận tốc ánh sáng Câu 31(Đề thi cao đẳng năm 2009): Một sóng điện từ có tần số 100 MHz truyền với tốc độ 3.108 m/s có bước sóng là A 300 m B 0,3 m C 30 m D m Câu 32(Đề thi đại học năm 2009):: Trong mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự do, điện tích tụ điện và cường độ dòng điện qua cuộn cảm biến thiên điều hòa theo thời gian BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 52 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A luôn ngược pha B với cùng biên độ C luôn cùng pha D với cùng tần số Câu 33(Đề thi đại học năm 2009): Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm µ H và tụ điện có điện dung µ F Trong mạch có dao động điện từ tự Khoảng thời gian hai lần liên tiếp mà điện tích trên tụ điện có độ lớn cực đại là A π 10−6 s B 2,5 π 10−6 s C.10 π 10−6 s D 10−6 s Câu 34(Đề thi đại học năm 2009): Khi nói dao động điện từ mạch dao động LC lí tưởng, phát biểu nào sau đây sai? A Cường độ dòng điện qua cuộn cảm và hiệu điện hai tụ điện biến thiên điều hòa theo thời gian với cùng tần số B Năng lượng điện từ mạch gồm lượng từ trường và lượng điện trường C Điện tích tụ điện và cường độ dòng điện mạch biến thiên điều hòa theo thời gian lệch pha π D Năng lượng từ trường và lượng điện trường mạch luôn cùng tăng luôn cùng giảm Câu 35(Đề thi đại học năm 2009): Phát biểu nào sau đây là sai nói sóng điện từ? A Sóng điện từ là sóng ngang B Khi sóng điện từ lan truyền, vectơ cường độ điện trường luôn vuông góc với vectơ cảm ứng từ C Khi sóng điện từ lan truyền, vectơ cường độ điện trường luôn cùng phương với vectơ cảm ứng từ D Sóng điện từ lan truyền chân không Câu 36(Đề thi đại học năm 2009): Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm độ tự cảm L và tụ điện có điện dung thay đổi từ C1 đến C2 Mạch dao động này có chu kì dao động riêng thay đổi A từ 4π LC1 đến 4π LC2 B từ 2π LC1 đến 2π LC2 C từ LC1 đến LC2 D từ LC1 đến LC2 Câu37 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm µH và tụ điện có điện dung biến đổi từ 10 pF đến 640 pF Lấy π2 = 10 Chu kì dao động riêng mạch này có giá trị A từ 2.10-8 s đến 3,6.10-7 s B từ 4.10-8 s đến 2,4.10-7 s C từ 4.10-8 s đến 3,2.10-7 s D từ 2.10-8 s đến 3.10-7 s Câu38 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L không đổi và tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị C1 thì tần số dao động riêng mạch là f1 Để tần số dao động riêng mạch là f1 thì phải điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 53 - ĐT: 01689.996.187 A 5C1 B C1 http://lophocthem.com C1 C D - vuhoangbg@gmail.com C1 Câu39 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010) Một mạch dao động điện từ lí tưởng có dao động điện từ tự Tại thời điểm t = 0, điện tích trên tụ điện cực đại Sau khoảng thời gian ngắn ∆t thì điện tích trên tụ này nửa giá trị cực đại Chu kì dao động riêng mạch dao động này là A 4∆t B 6∆t C 3∆t D 12∆t Câu40 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Xét hai mạch dao động điện từ lí tưởng Chu kì dao động riêng mạch thứ là T1, mạch thứ hai là T2 = 2T1 Ban đầu điện tích trên tụ điện có độ lớn cực đại Q0 Sau đó tụ điện phóng điện qua cuộn cảm mạch Khi điện tích trên tụ hai mạch có độ lớn q (0 < q < Q0) thì tỉ số độ lớn cường độ dòng điện mạch thứ và độ lớn cường độ dòng điện mạch thứ hai là A B C D Câu41 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Trong thông tin liên lạc sóng vô tuyến, người ta sử dụng cách biến điệu biên độ, tức là làm cho biên độ sóng điện từ cao tần (gọi là sóng mang) biến thiên theo thời gian với tần số tần số dao động âm tần Cho tần số sóng mang là 800 kHz Khi dao động âm tần có tần số 1000 Hz thực dao động toàn phần thì dao động cao tần thực số dao động toàn phần là A 800 B 1000 C 625 D 1600 Câu42 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Mạch dao động dùng để chọn sóng máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện có điện dung C0 và cuộn cảm có độ tự cảm L Máy này thu sóng điện từ có bước sóng 20 m Để thu sóng điện từ có bước sóng 60 m, phải mắc song song với tụ điện C0 mạch dao động tụ điện có điện dung A C = C0 B C = 2C0 C C = 8C0 D C = 4C0 Câu43 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C có dao động điện từ tự Ở thời điểm t = 0, hiệu điện hai tụ có giá trị cực đại là U0 Phát biểu nào sau đây là sai? A Năng lượng từ trường cực đại cuộn cảm là CU 02 B Cường độ dòng điện mạch có giá trị cực đại là U0 C L C Điện áp hai tụ lần thứ thời điểm t = D Năng lượng từ trường mạch thời điểm t = π LC là π CU 02 LC Câu44 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng thực dao động điện từ tự Điện tích cực đại trên tụ là 2.10-6C, BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 54 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com cường độ dòng điện cực đại mạch là 0,1πA Chu kì dao động điện từ tự mạch A 10−6 s B 10−3 s C 4.10−7 s D 4.10−5 s Câu45 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010) Sóng điện từ A là sóng dọc sóng ngang B là điện từ trường lan truyền không gian C có thành phần điện trường và thành phần từ trường điểm dao động cùng phương D không truyền chân không Câu46 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thực dao động điện từ tự Gọi U0 là điện áp cực đại hai tụ; u và i là điện áp hai tụ và cường độ dòng điện mạch thời điểm t Hệ thức đúng là A i = LC (U 02 − u ) B i = C (U 02 − u ) C i = LC (U 02 − u ) D i = L (U 02 − u ) L C Câu47 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Trong sơ đồ khối máy phát dùng vô tuyến không có phận nào đây? A Mạch tách sóng B Mạch khuyếch đại C Mạch biến điệu D Anten Câu48 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010) Mạch dao động lý tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L không đổi và có tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C1 thì tần số dao động riêng mạch 30 kHz và C = C2 thì tần số dao động riêng mạch 40 kHz Nếu A 50 kHz C= C1C2 C1 + C thì tần số dao động riêng mạch B 24 kHz C 70 kHz D 10 kHz Câu 49 (ĐỀ ĐẠI HỌC 2011) : Nếu nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm L mắc nối tiếp với điện trở R = 1Ω vào hai cực nguồn điện chiều có suất điện động không đổi và điện trở r thì mạch có dòng điện không đổi cường độ I Dùng nguồn điện này để nạp điện cho tụ điện có điện dung C = 2.10-6F Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn nối tụ điện với cuộn cảm L thành mạch dạo động thì mạch có dao động điện từ tự với chu kì π.10-6 s và cường độ dòng điện cực đại 8I Giá trị r A 0,25 Ω B Ω C 0,5 Ω D Ω Câu 50(ĐỀ ĐẠI HỌC 2011): Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm 50 mH và tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự với cường độ dòng điện i = 0,12cos2000t (i tính A, t tính s) Ở thời điểm mà cường độ dòng điện mạch nửa cường độ hiệu dụng thì hiệu điện hai tụ có độ lớn A 12 V B 14 V C V D 14 V Câu 51(ĐỀ ĐẠI HỌC 2011): Phát biểu nào sau đây là sai nói sóng điện từ? A Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách hai môi trường thì nó có thể bị phản xạ và khúc xạ B Sóng điện từ truyền chân không BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 55 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C Sóng điện từ là sóng ngang nên nó truyền chất rắn D Trong sóng điện từ thì dao động điện trường và từ trường điểm luôn đồng pha với Câu 52(ĐỀ ĐẠI HỌC 2011): Trong mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự Thời gian ngắn để lượng điện trường giảm từ giá trị cực đại xuống còn nửa giá trị cực đại là 1,5.10-4s Thời gian ngắn để điện tích trên tụ giảm từ giá trị cực đại xuống còn nửa giá trị đó là A 2.10-4s B 6.10-4s C 12.10-4s D 3.10-4s Câu 53(ĐỀ ĐẠI HỌC 2011): Mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây có độ tự cảm 50 mH và tụ điện có điện dung µF Nếu mạch có điện trở 10-2 Ω, để trì dao động mạch với hiệu điện cực đại hai tụ điện là 12 V thì phải cung cấp cho mạch công suất trung bình A 72 mW B 72 µW C 36 µW D 36 mW Câu 54(ĐH 2012): Một mạch dao động điện từ lí tưởng có dao động điện từ tự Biết điện tích cực đại trên tụ điện là µC và cường độ dòng điện cực đại mạch là 0,5 π A Thời gian ngắn để điện tích trên tụ giảm từ giá trị cực đại đến nửa giá trị cực đại là A µ s B 16 µ s C µ s D µ s Câu 55(ĐH 2012): Tại Hà Nội, máy phát sóng điện từ Xét phương truyền có phương thẳng đứng hướng lên Vào thời điểm t, điểm M trên phương truyền, vectơ cảm ứng từ có độ lớn cực đại và hướng phía Nam Khi đó vectơ cường độ điện trường có A độ lớn cực đại và hướng phía Tây B độ lớn cực đại và hướng phía Đông C độ lớn không D độ lớn cực đại và hướng phía Bắc Câu 56(ĐH 2012): Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm xác định và tụ điện là tụ xoay, có điện dung thay đổi theo quy luật hàm số bậc góc xoay 0 α linh động Khi α = , tần số dao động riêng mạch là MHz Khi α =120 , tần số dao động riêng mạch là 1MHz Để mạch này có tần số dao động riêng 1,5 MHz thì α A 300 B 450 C 600 D.900 Câu 57(ĐH 2012) Trong mạch dao động lí tưởng có dao động điện từ tự Gọi L là độ tự cảm và C là điện dung mạch Tại thời điểm t, hiệu điện hai tụ điện là u và cường độ dòng điện mạch là i Gọi U0 là hiệu điện cực đại hai tụ điện và I0 là cường độ dòng điện cực đại mạch Hệ thức liên hệ u và i là C (U − u ) L C i = LC (U 02 − u ) L (U − u ) C D i = LC (U 02 − u ) A i = B i = Câu 58(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự Biết điện tích cực đại trên tụ điện là Q0 và cường độ dòng điện cực đại mạch là I0 Tần số dao động tính theo công thức A f = 2π LC B f = 2πLC C f = Q0 2π I D f= I0 2π Q0 Câu 59(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một mạch dao động lí tưởng có dao động điện từ tự với chu kì dao động T Tại thời điểm t = 0, điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại Điện tích trên tụ này thời điểm đầu tiên (kể từ t = 0) là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 56 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com T A T B T C A µs B 27 µs C - vuhoangbg@gmail.com T D Câu 60(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm và tụ điện có điện dung thay đổi Trong mạch có dao động điện từ tự Khi điện dung tụ điện có giá trị 20 pF thì chu kì dao động riêng mạch dao động là µs Khi điện dung tụ điện có giá trị 180 pF thì chu kì dao động riêng mạch dao động là µs D µs 27 Câu 61(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự Gọi U0 là hiệu điện cực đại hai tụ và I0 là cường độ dòng điện cực đại mạch Hệ thức đúng là A I = U C 2L B I = U C L C U = I C L D U = I 2C L Câu 62(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Trong sóng điện từ, dao động điện trường và từ trường điểm luôn luôn ngược pha B lệch pha 1B 11C 21D 31D 41A 51C 61B 2D 12C 22D 32D 42B 52A 62C π C đồng pha D lệch pha ĐÁP ÁN: SÓNG ĐIỆN TỪ ĐH, CĐ 2007-2012 3B 4D 5A 6D 7D 8C 13D 14C 15D 16B 17B 18A 23C 24B 25C 26C 27D 28D 33A 34D 35C 36B 37C 38B 43D 44D 45B 46B 47A 48B 53B 54D 55B 56B 57A 58D BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ π 9B 19D 29C 39B 49B 59D CHUYÊN ĐỀ - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 10A 20D 30C 40A 50D 60A 57 - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com VŨ ĐÌNH HOÀNG – - vuhoangbg@gmail.com http://lophocthem.com ĐT: 01689.996.187 – Email: vuhoangbg@gmail.com Họ và tên: Lớp: .Trường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC, LUYỆN THI VÀO ĐẠI HỌC Thái Nguyên 2013 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com MỤC LỤC CHỦ ĐỀ 1: TÁN SẮC ÁNH SÁNG PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: PHẦN II CÁC DẠNG BÀI TẬP: DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ TÁN SẮC ÁNH SẮC DẠNG 2: HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC CỦA ÁNH SÁNG PHỨC TẠP, TÌM GÓC HỢP BỞI TIA LÓ, KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC VẠCH, ĐỘ RỘNG DẢI QUANG PHỔ DẠNG 3: SỰ THAY ĐÔI ĐỘ TỤ, TIÊU CỰ THẤU KÍNH ĐỐI VỚI ÁNH SANG ĐƠN SẮC KHÁC NHAU DẠNG 4: ĐỘ RỘNG DẢI QUANG PHỔ CHO BỞI LƯỠNG CHẤT PHẲNG PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: ĐÁP ÁN ĐỀ 28 10 CHỦ ĐỀ 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG PHẦN I.KIẾN THỨC CHUNG 11 PHẦN II : PHÂN DẠNG BÀI TẬP 12 DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ GIAO THOA KHE Y-ÂNG 12 BÀI TOÁN: TÌM BƯỚC SÓNG 12 BÀI TOÁN: XÁC ĐỊNH LOẠI VÂN( SÁNG, TỐI ) TẠI MỘT ĐIỂM 14 BÀI TOÁN TÌM KHOẢNG CÁCH GIỮA VÂN 14 BÀI TOÁN: TÍNH SỐ VÂN SÁNG, TỐI TRÊN VÙNG QUAN SÁT 15 DẠNG : THỰC HIỆN GIAO THOA TRONG MÔI TRƯỜNG CHIẾT SUẤT n 16 DẠNG 3: GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐA SẮC, VỊ TRÍ CỰC ĐẠI TRÙNG NHAU 17 BÀI TOÁN Các xạ ánh sáng trắng cho vân sáng x0: 18 BÀI TOÁN Các xạ ánh sáng trắng cho vân tối (bị tắt) x0: 18 DẠNG 4: SỰ DỊCH CHUYỂN HỆ VÂN GIAO THOA KHI ĐẶT BẢN MỎNG 22 DẠNG 5: SỰ DỊCH CHUYỂN HỆ VÂN GIAO THOA KHI TỊNH TIẾN KHE SÁNG 23 DẠNG 6: GIAO THOA LƯỠNG GƯƠNG PHẲNG FRESNEL 23 DẠNG 7: GIAO THOA VỚI LƯỠNG LĂNG KÍNH GHÉP SÁT FRESNEL (Frexnen) 24 DẠNG 8: GIAO THOA VỚI LƯỠNG THẤU KÍNH BI-Ê (BILLET) 26 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 27 ĐÁP ÁN ĐỀ 29 31 ĐÁP ÁN ĐỀ 30 35 CHỦ ĐỀ 3: QUANG PHỔ VÀ CÁC LOẠI TIA PHẦN I.KIẾN THỨC CHUNG 35 BÀI TOÁN SỰ TẠO THÀNH TIA X - (TÌM BƯỚC SÓNG NHỎ NHẤT TIA RONGHEN) 38 PHẦN II ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 39 ĐÁP ÁN ĐỀ 31 43 SÓNG ÁNH SÁNG ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM 44 ĐÁP ÁN: SÓNG ÁNH SÁNG ĐH CĐ 2007-2012 51 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1: TÁN SẮC ÁNH SÁNG 28 PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: Hiện tượng tán sắc ánh sáng * Đ/n: Là tượng ánh sáng bị tách thành nhiều màu khác qua mặt phân cách hai môi trường suốt * Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc Ánh sáng đơn sắc có tần số xác định, có màu v c λ0 c λ0 Bước sóng ánh sáng đơn sắc λ = f , truyền chân không λ0 = f ⇒ λ = v ⇒ λ = n * Chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào màu sắc (bước sóng) ánh sáng Đối với ánh sáng màu đỏ là nhỏ nhất, màu tím là lớn * Ánh sáng trắng là tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Bước sóng ánh sáng trắng: 0,4 µ m - 0,76 µ m CHÚ Ý: Khi truyền từ môi trường suốt này sang môi trường suốt khác vận tốc truyền ánh sáng thay đổi, bước sóng ánh sáng thay đổi tần số (chu kì, tần số góc) ánh sáng không thay đổi PHẦN II CÁC DẠNG BÀI TẬP: DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ TÁN SẮC ÁNH SẮC PHƯƠNG PHÁP: Áp dụng công thức lăng kính: - Tại I: sini = n.sinr - Tại J: sini’ = n.sinr’ - Góc chiết quang lăng kính: A = r + r’ - Góc lệch tia sáng qua lăng kính: D = i + i’ – A * Trường hợp các góc là nhỏ ta có các công thức gần đúng: i = n.r S i’ = n.r’ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ A I CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG J K n ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A = r + r’ D = (n – 1).A Khi góc lệch cực tiểu: Khi tia sáng qua lăng kính có góc lệch cực tiểu thì đường tia sáng đối xứng qua mặt phân giác góc chiết quang lăng kính Ta có: i = i’ = im(góc tới ứng với độ lệch cực tiểu) r = r’ = A/2 Dm = 2.im – A hay im = (Dm + A)/2 sin(Dm + A)/2 = n.sinA/2 Ví dụ minh họa: VD1 Bước sóng ánh sáng đỏ không khí là 0,64 µm Tính bước sóng ánh sáng đó nước biết chiết suất nước ánh sáng đỏ là v = c = λ = 0,48 µm n f nf HD ; Ta có: λ’ = VD2 Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng chân không là λ = 0,60 µm Xác định chu kì, tần số ánh sáng đó Tính tốc độ và bước sóng ánh sáng đó truyền thủy tinh có chiết suất n = 1,5 HD: Ta có: f = λ’ = c = 5.1014 Hz; T = λ c = 2.10-15 s; v = = 2.108 m/s; f n v λ = = 0,4 µm f n VD3 Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng không khí là 0,6 µm còn chất lỏng suốt là 0,4 µm Tính chiết suất chất lỏng ánh sáng đó HD: Ta có: λ’ = λ n n= λ = 1,5 λ' VD4 Một lăng kính có góc chiết quang là 600 Biết chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ là 1,5 Chiếu tia sáng màu đỏ vào mặt bên lăng kính với góc tới 600 Tính góc lệch tia ló so với tia tới HD: Ta có: sinr1 = sin i1 = 0,58 = sin35,30 n sini2 = nsinr2 = 0,63 = sin38,80 r1 = 35,30 i2 = 38,80 r2 = A – r1 = 24,70; D = i1 + i2 – A = 38,80 VD5 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 600, có chiết suất tia đỏ là 1,514; tia tím là 1,532 Tính góc lệch cực tiểu hai tia này Dd + A D +A A HD:Với tia đỏ: sin d = ndsin = sin49,20 = 49,20 2 0 Ddmin = 2.49,2 – A = 38,4 = 38 24’ Với tia tím: sin Dt + A A = ntsin = sin500 2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Dt + A = 500 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 0 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Dtmin = 2.50 – A = 40 VD6 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt không khí Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ và tím là 1,643 và 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai xạ đỏ và tím vào mặt bên lăng kính theo phương vuông góc với mặt này Tính góc tạo tia đỏ và tia tím sau ló khỏi mặt bên lăng kính HD: Với A và i1 nhỏ (≤ 100) ta có: D = (n – 1)A => Dd = (nd – 1)A; Dt = (nt – 1)A Góc tạo tia ló đỏ và tia ló tím là: ∆D = Dt – Dd = (nt – nd)A = 0,1680 ≈ 10’ VD7 Chiếu tia sáng đơn sắc màu vàng từ không khí (chiết suất coi ánh sáng) vào mặt phẵng phân cách khối chất rắn suốt với góc tới 600 thì thấy tia phản xạ trở lại không khí vuông góc với tia khúc xạ vào khối chất rắn Tính chiết suất chất rắn suốt đó ánh sáng màu vàng HD: Ta có: sini = nsinr = nsin(900 – i’) = nsin(900 – i) = ncosi n = tani = VD8 Chiếu tia sáng gồm hai thành phần đỏ và tím từ không khí (chiết suất coi ánh sáng) vào mặt phẵng khối thủy tinh với góc tới 600 Biết chiết suất thủy tinh ánh sáng đỏ là 1,51; ánh sáng tím là 1,56 Tính góc lệch hai tia khúc xạ thủy tinh HD Ta có: sinrd = sin i sin i = 0,574 = sin350; sinrt = = 0,555 = sin33,70 nd nt ∆r = rd – rt = 1,30 VD9 Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 (coi là góc nhỏ) đặt không khí Chiếu chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang, gần cạnh lăng kính Đặt màn E sau lăng kính, vuông góc với phương chùm tia tới và cách mặt phẳng phân giác góc chiết quang 1,2 m Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ là nđ = 1,642 và ánh sáng tím là nt = 1,685 Tính độ rộng từ màu đỏ đến màu tím quang phổ liên tục quan sát trên màn HD : Ta có: ĐT = d.tanDt – d.tanDđ = d.(Dt – Dđ) = d.A(nt – nđ) = 1,2 6π (1,685 – 1,642) = 5,4.10-3 180 (m) Vì với i và A nhỏ thì D nhỏ và tanD ≈ D và D = A(n – 1) Các góc tính rad DẠNG 2: HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC CỦA ÁNH SÁNG PHỨC TẠP, TÌM GÓC HỢP BỞI TIA LÓ, KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC VẠCH, ĐỘ RỘNG DẢI QUANG PHỔ TH1: chiếu tia sáng qua đỉnh lăng kính VD1:Trong thí nghiệm người ta chiếu chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào đỉnh lăng kính có góc chiết quang A= 80 theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Đặt màn ảnh E song song và cách mặt phẳng phân giác góc chiết quang 1m Trên màn E ta thu hai vết sáng Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất lăng kính là 1,65 thì khoảng cách hai vết sáng trên màn BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 là: A.9,07 cm http://lophocthem.com B 8,46 cm C 8,02 cm - vuhoangbg@gmail.com D 7,68 cm HƯỚNG DẪN: chọn A Góc lệch tia ló ứng với góc chiết quang bé: L D Với góc nhỏ tanD= D ( tính theo rad) =>h=100.5,2.π/180 = 9,07 cm => đáp án A h TH2: chiếu tia sang qua mặt bên lăng kính DẠNG 3: SỰ THAY ĐÔI ĐỘ TỤ, TIÊU CỰ THẤU KÍNH ĐỐI VỚI ÁNH SANG ĐƠN SẮC KHÁC NHAU PHƯƠNG PHÁP: Độ tụ thấu kính D=1/f= (n-1)(1/R1 +1/R2) Với n:chiết suất tỉ đối, R bán kính mặt cầu, mặt phẳng 1/R= => Độ tụ thấu kính phụ thuộc vào chiết suất chất làm thấu kính, chiết suất chất làm thấu kính DẠNG 4: ĐỘ RỘNG DẢI QUANG PHỔ CHO BỞI LƯỠNG CHẤT PHẲNG Ví dụ: câu đề trắc nghiệm PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: Câu 1: Một lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang A = 80 Chiết suất thuỷ tinh làm lăng kính ánh sáng màu đỏ và ánh sáng màu tím là nđ = 1,6444 và nt = 1,6852 Chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp, coi tia sáng, vào mặt bên lănh kính theo phương vuông góc với mặt đó Góc tạo tia ló màu đỏ và màu tím là A 0,057rad B 0,57rad C 0,0057rad D 0,0075rad Câu 2: Chiếu chùm sáng trắng song song, hẹp, coi tia sáng vào bể nước góc tới 600 Chiều sâu bể nước là 100cm Dưới đáy bể có gương phẳng, đặt song song với mặt nước Chiết suất nước ánh sáng tím là 1,34 và ánh sáng đỏ là 1,33 Chiều rộng dải màu mà ta thu chùm sáng ló là A 0,09m B 0,0009m C 0,009cm D 0,009m Câu 3: Một thấu kính thuỷ tinh, có hai mặt cầu lồi giống nhau, bán kính mặt 20cm Chiết suất thấu kính tia đỏ là nđ = 1,50 và tia tím là nt = 1,54 Khoảng cách tiêu điểm tia đỏ và tiêu điểm tia tím bao nhiêu ? A 1,60cm B 1,49cm C 1,25cm D 2,45cm Câu 4: Chiết suất nước ánh sáng đỏ ( λ d = 0,759 µm ) là 1,239; ánh sáng tím ( λ t = 0,405 µm ) là 1,343 Chiết suất nước ánh sáng xanh( λ x = 0,500 µm ) A 1,326 B 1,293 C 1,236 D.1,336 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 5: Một tia sáng trắng chiếu tới hai mặt song song với góc tới 600 Biết chiết suất mặt tia tím là nt = 1,732; tia đỏ là nđ = 1,700 Bề dày mặt là e = 2cm Độ rộng chùm tia ló khỏi mặt A 0,024cm B 0,044cm C 0,014cm D 0,034cm Câu 6: Một nguồn sáng S phát hai xạ λ1 = 0,4µm và λ = 0,6µm , tới trục chính thấu kính Biết chiết suất thuỷ tinh làm thấu kính thay đổi theo bước sóng ánh sáng 0,0096 ( λ tính µm ) Với xạ λ1 thì thấu kính có tiêu cự f1 = λ2 50cm Tiêu cự thấu kính ứng với bước sóng λ là theo quy luật: n = 1,55 + A 0,35m B 0,53m C 0,50m D 0,53cm Câu 7: Chọn câu sai các câu sau: A Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính B Mỗi ánh sáng đơn sắc khác có màu sắc định khác C Ánh sáng trắng là tập hợp ánh sáng đơn sắc: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím D Lăng kính có khả làm tán sắc ánh sáng Câu 8: Chọn câu trả lời không đúng: A Đại lượng đặc trưng cho ánh sáng đơn sắc là tần số B Tốc độ ánh sáng đơn sắc không phụ thuộc môi trường truyền C Chiết suất chất làm lăng kính ánh sáng đỏ nhỏ ánh sáng lục D Sóng ánh sáng có tần số càng lớn thì tốc độ truyền môi trường suốt càng nhỏ Câu 9: Gọi nc, nl, nL, nv là chiết suất thuỷ tinh các tia chàm, lam, lục, vàng Sắp xếp thứ tự nào đây là đúng ? A nc > nl > nL > nv B nc < nl < nL < nv D nc < nL < nl < nv C nc > nL > nl > nv Câu 10: Tại qua lớp kính cửa sổ, ánh sáng trắng không bị tán sắc thành các màu ? A Vì kết tán sắc, các tia sáng màu qua lớp kính và ló ngoài dạng chùm tia chồng chất lên nhau, tổng hợp trở lại thành ánh sáng trắng B Vì kính cửa sổ là loại thuỷ tinh không tán sắc ánh sáng C Vì kính cửa sổ không phải là lăng kính nên không tán sắc ánh sáng D Vì ánh sáng trắng ngoài trời là sóng không kết hợp, nên chúng không bị tán sắc Câu 11: Tán sắc ánh sáng là tượng A đặc trưng lăng kính thuỷ tinh B chung cho chất rắn, chất lỏng suốt C chung cho môi trường suốt, trừ chân không D chung cho môi trường suốt, kể chân không Câu 12: Hiện tượng tán sắc xảy cho chùm ánh sáng trắng hẹp qua lăng kính chủ yếu là vì A ánh sáng trắng là tập hợp nhiều ánh sáng khác B thuỷ tinh đã nhuộm màu cho ánh sáng trắng C chiết suất thuỷ tinh phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng D đã xảy tượng giao thoa Câu 13: Hiện tượng cầu vồng giải thích dựa vào tượng nào sauasastcdd ? A Hiện tượng tán sắc ánh sáng B Hiện tượng giao thoa ánh sáng BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C Hiện tượng quang điện D Hiện tượng phản xạ toàn phần Câu 14: Hãy chọn câu đúng Khi chùm sáng đơn sắc truyền từ không khí vào thuỷ tinh thì A tần số tăng, bước sóng giảm B tần số giảm, bước sóng tăng C tần số không đổi, bước sóng giảm D tần số không đổi, bước sóng tăng Câu 15: Khi truyền qua lăng kính, chùm ánh sáng trắng A bị biến thành ánh sáng màu đỏ B bị tách thành nhiều màu C bị lệch phương truyền D bị lệch phương truyền và tách thành nhiều màu Câu 16: Trong chùm ánh sáng trắng có A vô số các ánh sáng đơn sắc khác B bảy loại ánh sáng màu là: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím C ba loại ánh sáng đơn sắc thuộc màu đỏ, lục, lam D loại ánh sáng màu trắng Câu 17: Hiện tượng tán sắc ánh sáng thực chất là tượng A đổi màu các tia sáng B chùm sáng trắng bị số màu C tạo thành chùm ánh sáng trắng từ hoà trộn các chùm ánh sáng đơn sắc D chùm sáng trắng bị tách thành nhiều chùm đơn sắc khác Câu 18: Khi chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp vào lăng kính thì chùm sáng màu tím bị lệch nhiều Nguyên nhân là A chiết suất chất làm lăng kính ánh sáng tím có giá trị nhỏ B chiết suất chất làm lăng kính ánh sáng tím có giá trị lớn C ánh sáng tím bị hút phí đáy lăng kính mạnh so với các màu khác D ánh sáng tím là màu cuối cùng quang phổ ánh sáng trắng Câu 19: Chọn câu phát biểu không đúng: A Chiết suất môi trường suốt có giá trị khác ánh sáng đơn sắc khác B Các ánh sáng đơn sắc qua lăng kính bị lệch phương truyền mà không bị tán sắc C Ánh sáng màu đỏ bị tán sắc qua lăng kính và biến thành ánh sáng màu tím D Trong thí nghiệm tán sắc ánh sáng, chùm ánh sáng màu tím bị lệch nhiều Câu 20: Hãy chọn câu đúng Một ánh sáng Mặt Trời hẹp rọi xuống mặt nước bể bơi và tạo đáy bể vệt sáng A có màu trắng dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc B có nhiều màu dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc C có nhiều màu chiếu xiên và có màu trắng chiếu vuông góc D không có màu dù chiếu nào Câu 21: Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy A với lăng kính thuỷ tinh B với các lăng kính chất rắn chất lỏng C mặt phân cách hai môi trường chiết quang khác D mặt phân cách môi trường rắn lỏng, với chân không(hoặc không khí) Câu 22: Sự phụ thuộc chiết suất vào bước sóng A xảy với chất rắn, lỏng khí B xảy với chất rắn và chất lỏng BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C xảy chất rắn D là tượng đặc trưng thuỷ tinh Câu 23: Hãy chọn câu đúng Khi sóng ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì A tần số không đổi, bước sóng thay đổi B bước sóng không đổi, tần số không đổi C tần số và bước sóng không đổi D tần số lẫn bước sóng thay đổi Câu 24: Hiện tượng tán sắc ánh sáng, thí nghiệm I Niu-tơn, xảy ánh sáng trắng là hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau, và A lăng kíng làm thuỷ tinh B lăng kính có góc chiết quang quá lớn C lăng kính không đặt độ lệch cực tiểu D chiết suất chất - đó có thuỷ tinh - phụ thuộc bước sóng ánh sáng Câu 25: Gọi Dđ, fđ, Dt, ft là độ tụ và tiêu cự cùng thấu kính thuỷ tinh ánh sáng đỏ và ánh sáng tím, nđ < nt nên A fđ < ft B Dđ = Dt C fđ > ft D Dđ > Dt Câu 26: Một sóng ánh sáng đơn sắc đặc trưng là A màu sắc ánh sáng B tần số ánh sáng C tốc độ truyền ánh sáng D chiết suất lăng kính ánh sáng đó Câu 27: Chọn câu trả lời đúng các câu sau: A Sóng ánh sáng có phương dao động dọc theo phương truyền ánh sáng B Ứng với ánh sáng đơn sắc, sóng ánh sáng có chu kì định C Tốc độ ánh sáng môi trường càng lớn chiết suất môi trường càng lớn D Ứng với ánh sáng đơn sắc, bước sóng không phụ thuộc vào chiết suất môi trường ánh sáng truyền qua Câu 28: Bước sóng xạ da cam chân không là 600nm thì tần số xạ đó là A 5.1012Hz B 5.1013Hz C 5.1014Hz D 5.1015Hz Câu 29: Một sóng điện từ đơn sắc có tần số 60 GHz thì có bước sóng chân không là A 5mm B 5cm C 500 µm D 50 µm Câu 30: Bước sóng ánh sáng đơn sắc môi trường vật chất chiết suất n = 1,6 là 600nm Bước sóng nó nước chiết suất n’ = 4/3 là A 459nm B 500nm C 720nm D 760nm 13 Câu 31: Một ánh sáng đơn sắc có tần số dao động là 5.10 Hz, truyền môi trường có bước sóng là 600nm Tốc độ ánh sáng môi trường đó A 3.108m/s B 3.107m/s C 3.106m/s D 3.105m/s Câu 32: Góc chiết quang lăng kính Chiếu tia sáng trắng vào mặt bên lăng kính, theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Đặt màn quan sát, sau lăng kính, song song với mặt phẳng phân giác lăng kính và cách mặt phân giác này đoạn 1,5m Chiết suất lăng kính tia đỏ là nđ = 1,50 và tia tím là nt = 1,54 Độ rộng quang phổ liên tục trên màn quan sát B 8,4mm C 6,5mm D 9,3mm A 7,0mm Câu 33: Một thấu kính hội tụ có hai mặt cầu, bán kính cùng 20cm Chiết suất thấu kính tia tím là 1,69 và tia đỏ là 1,60, đặt thấu kính không khí Độ biến thiên độ tụ thấu kính đối tia đỏ và tia tím là A 46,1dp B 64,1dp C 0,46dp D 0,9dp BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 34: Chiếu tia sáng trắng tới vuông góc với mặt bên lăng kính có góc chiết quang A = 40 Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ và ánh sáng tím là nđ = 1,643 và nt = 1,685 Góc các tia ló màu đỏ và màu tím là A 1,66rad B 2,93.103 rad C 2,93.10-3rad D 3,92.10-3rad Câu 35: Một cái bể sâu 1,5m chứa đầy nước Một tia sáng Mặt Trời rọi vào mặt nước bể góc tới i, có tani = 4/3 Biết chiết suất nước ánh sáng đỏ và ánh sáng tím là nđ = 1,328 và nt = 1,343 Bề rộng quang phổ tia sáng tạo đáy bể bằng: A 19,66mm B 14,64mm C 12,86mm D 16,99mm Câu 36: Trong thí nghiệm người ta chiếu chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh lăng kính có góc chiết quang A = 80 theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất lăng kính là 1,65 thì góc lệch tia sáng là A 4,00 B 5,20 C 6,30 D 7,80 Câu 37:(07) Từ không khí người ta chiếu xiên tới mặt nước nằm ngang chùm tia sáng hẹp song song gồm hai ánh sáng đơn sắc: màu vàng, màu chàm Khi đó chùm tia khúc xạ A gồm hai chùm tia sáng hẹp là chùm màu vàng và chùm màu chàm, đó góc khúc xạ chùm màu vàng lớn góc khúc xạ chùm màu chàm B là chùm tia màu vàng còn chùm tia màu chàm bị phản xạ toàn phần C gồm hai chùm tia sáng hẹp là chùm màu vàng và chùm màu chàm, đó góc khúc xạ chùm màu vàng nhỏ góc khúc xạ chùm màu chàm D là chùm tia sáng hẹp song song Câu 38:(08) Phát biểu nào sau đây là sai nói ánh sáng đơn sắc ? A Chiết suất môi trường suốt ánh sáng đỏ lớn chiết suất môi trường đó ánh sáng tím B Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính C Trong cùng môi trường truyền, vận tốc ánh sáng tím nhỏ vận tốc ánh sáng đỏ D Trong chân không, các ánh sáng đơn sắc khác truyền với cùng vận tốc Câu 39:(09) Chiếu xiên chùm sáng hẹp gồm hai ánh sáng đơn sắc là vàng và lam từ không khí tới mặt nước thì A chùm sáng bị phản xạ toàn phần B so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch ít tia khúc xạ lam C tia khúc xạ là ánh sáng vàng, còn tia sáng lam bị phản xạ toàn phần D so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch ít tia khúc xạ vàng “Tôi tin ước mơ có thể đạt kiên nhẫn” 1C 11C 21C 31B 2D 12C 22A 32B 3B 13A 23A 33D 4B 14C 24D 34C ĐÁP ÁN ĐỀ 28 5C 6B 15D 16A 25C 26B 35A 36B BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 10 7C 17D 27B 37A 8B 18B 28C 38A 9A 19C 29A 39B CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG 10A 20C 30C ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG Vùng giao thoa PHẦN I.KIẾN THỨC CHUNG 1Hiện tượng giao thoa ánh sáng (chỉ xét giao thoa ánh sáng thí nghiệm Iâng) * Đ/n: Là tổng hợp hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp không gian đó xuất vạch sáng và vạch tối xen kẽ Các vạch sáng (vân sáng) và các vạch tối (vân tối) gọi là vân giao thoa * Hiệu đường ánh sáng (hiệu quang trình) ∆d = d − d1 = ax D Trong đó: Trong đó: a = S1S2 là khoảng cách hai khe sáng D = OI là khoảng cách từ hai khe sáng S1, S2 đến màn quan sát S1M = d1; S2M = d2 x = OM là (toạ độ) khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm M ta xét a Vị trí vân sáng Những chỗ hai sóng gặp cùng pha, đó chúng tăng cường lẫn và tạo nên vân sáng Tại A có vân sáng hai sóng cùng pha, hiệu đường số nguyên lần bước sóng: λD d2 – d1 = k λ Vị trí (toạ độ) vân sáng: x = k a ; k ∈ Z k = 0: Vân sáng trung tâm k = +-1: Vân sáng bậc (thứ) k = +-2: Vân sáng bậc (thứ) b Vị trí vân tối * Tại M có vân tối hai sóng từ hai nguồn đến M ngược pha nhau, chúng triệt tiêu lẫn tạo nên vân tối Điều kiện này thỏa mãn hiệu đường từ hai nguồn đến M số lẻ nửa bước sóng λD Vị trí (toạ độ) vân tối: x = (k + 0,5) a ; k ∈ Z k = 0, k = -1: Vân tối thứ (bậc) k = 1, k = -2: Vân tối thứ (bậc) hai k = 2, k = -3: Vân tối thứ (bậc) ba λD * Khoảng vân i: Là khoảng cách hai vân sáng hai vân tối liên tiếp: i = a BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com * Nếu thí nghiệm tiến hành môi trường suốt có chiết suất n thì bước sóng và khoảng vân: λn = λD i λ ⇒ in = n = n a n * Xác định số vân sáng, vân tối vùng giao thoa (trường giao thoa) có bề rộng L (đối xứng qua vân trung tâm) L + Số vân sáng (là số lẻ): N S =  2i  +1   L  + Số vân tối (là số chẵn): N t =  i + 0,    Trong đó [x] là phần nguyên x Ví dụ: [6] = 6; [5,05] = 5; [7,99] = L (m): bề rộng vùng giao thoa, bề rộng trường giao thoa * Xác định số vân sáng, vân tối hai điểm M, N có toạ độ x1, x2 (giả sử x1 < x2) + Vân sáng: x1 < ki < x2 + Vân tối: x1 < (k+0,5)i < x2 Số giá trị k  Z là số vân sáng (vân tối) cần tìm Lưu ý: M và N cùng phía với vân trung tâm thì x1 và x2 cùng dấu M và N khác phía với vân trung tâm thì x1 và x2 khác dấu * Xác định khoảng vân i khoảng có bề rộng L Biết khoảng L có n vân sáng L + Nếu đầu là hai vân sáng thì: i = n −1 L + Nếu đầu là hai vân tối thì: i = n L + Nếu đầu là vân sáng còn đầu là vân tối thì: i = n − 0,5 * Vị trí vân sáng các xạ đơn sắc trùng x = k1 λ1 D a = k2 λ2 D a = k3 λ3 D a = …= k n λn D a (14) k1λ1=k2λ2=k3λ3=k4λ4= =knλn (15) với k1, k2, k3,…, kn ∈ Z Dựa vào phương trình biện luận chọn các giá trị k thích hợp, thông thường chọn k là bội số số nguyên nào đó PHẦN II : PHÂN DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ GIAO THOA KHE Y-ÂNG ( TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶP ) BÀI TOÁN: TÌM BƯỚC SÓNG *VÍ DỤ MINH HỌA: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 12 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD.1 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, tìm bước sóng ánh sáng chiếu vào hai khe, biết hai khe cách khoảng a = 0,3mm; khoảng vân đo i = 3mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát D = 1,5m A 0,45µm B 0,50µm C 0,60µm D 0,55µm Chọn: C Hướng dẫn: λ = a.i D = 0,3.10−3.3.10−3 = 0, 6.10 −6 m = 0, µ m 1, VD.2 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = 3m; a = 1mm Tại vị trí M cách vân trung tâm 4,5mm, ta thu vân tối bậc Tính bước sóng ánh dùng thí nghiệm A 0,60µm B 0,55µm C 0,48µm D 0,42µm Chọn: A  1  2 Hướng dẫn: Vị trí vân tối thứ ba: x3 =  +  i = 2,5.i = 4, mm → i = 1,8mm Bước sóng : λ = a.i D −3 = 10 1,8.10 −3 = 0, 6.10 −6 m = 0, µ m VD.3 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, biết D = 1m, a = 1mm khoảng cách từ vân sáng thứ đến vân sáng thứ 10 cùng bên với vân trung tâm là 3,6mm Tính bước sóng ánh sáng A 0,44µm B 0,52µm C 0,60µm D 0,58µm Chọn: C Hướng dẫn: Khoảng cách từ vân sáng thứ 10 đến vân sáng thứ tư: x10 – x4 = 10.i – 4.i= 6.i =3,6mm → i = 0,6mm = 0,6.10-3m Bước sóng: λ = D = 1.10−3.0, 6.10−3 = 0, 6.10−6 m = 0, µ m VD.4 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, biết khoảng cách hai khe S1S2 = a = 0,35mm, khoảng cách D = 1,5m và bước sóng λ = 0,7µm Tìm khoảng cách hai vân sáng liên tiếp A 2mm B 1,5mm C 3mm D 4mm Chọn: C Hướng dẫn: i = λD a = 0, 7.10 −6.1,5 0, 35.10 −3 = 3.10−3 m = 3mm VD.5 Thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,5µm, ta thu các vân giao thoa trên màn E cách mặt phẳng hai khe khoảng D = 2m, khoảng cách vân là i = 0,5mm Khoảng cách a hai khe bằng: A 1mm B 1,5mm C 2mm D 1,2mm Chọn: C Hướng dẫn: Khoảng cách hai khe: a = λD i = 0, 5.10−6.2 0,5.10 −3 = 2.10−3 mm = 2mm VD.6 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = 2m; a =1mm; λ = 0,6µm Vân sáng thứ ba cách vân trung tâm khoảng : A 4,2mm B 3,6mm C 4,8mm D 6mm Chọn: B.Hướng dẫn: i = λD a = 0, 6.10 −6.2 10 −3 = 1, 2.10−3 m = 1, 2mm Vị trí vân sáng thứ ba: x3 = 3.i = 3.1,2 = 3,6mm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 13 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD.7 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = 2m; a = 1mm; λ = 0,6µm Vân tối thứ tư cách vân trung tâm khoảng : A 4,8mm B 4,2mm C 6,6mm D 3,6mm Chọn: B Hướng dẫn: i = λD a = 0, 6.10 −6.2 = 1, 2.10−3 m = 1, 2mm −3 10   Vị trí vân tối thứ tư: x4 =  +  1, = 4, 2mm 2  BÀI TOÁN: XÁC ĐỊNH LOẠI VÂN( SÁNG, TỐI ) TẠI MỘT ĐIỂM VD.8 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = 3m; a = 1mm; λ = 0,6µm Tại vị trí cách vân trung tâm 6,3mm, có vân sáng hay vân tối, bậc ? A Vân sáng bậc B Vân tối bậc C Vân sáng bậc D Vân tối bậc λD Chọn: D Hướng dẫn: Khoảng vân: i = 6,3 Xét tỉ số: i = 6,3 1,8 a = 0, 6.10 −6.3 10 −3 = 1,8.10 −3 m = 1,8mm = 3,5 Vậy vị trí cách vân trung tâm 6,3mm có vân tối thứ VD.9 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, hai khe chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,5µm, biết S1S2 = a = 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1m Tại vị trí M cách vân trung tâm khoảng x = 3,5mm, có vân sáng hay vân tối, bậc ? A Vân sáng bậc B Vân tối bậc C Vân sáng bậc D Vân tối bậc Chọn: B Hướng dẫn: i = Xét tỉ: xM i = λD a = 0,5.10−6.1 0,5.10 = 10−3 m = 1mm −3 3,5 = 3, = + → M có vân tối bậc BÀI TOÁN TÌM KHOẢNG CÁCH GIỮA VÂN VD.10 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, vị trí cách vân trung tâm 3,6mm, ta thu vân sáng bậc Vân tối bậc cách vân trung tâm khoảng: A 4,2mm B 3,0mm C 3,6mm D 5,4mm Chọn: B.Hướng dẫn: Khoảng vân i =  1  2 x = 1, 2mm ; Vị trí vân tối thứ ba: x3 =  + .i = 2,5.1,2 = 3mm VD.11 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, vị trí cách vân trung tâm 4mm, ta thu vân tối bậc Vân sáng bậc cách vân trung tâm khoảng: A 6,4mm B 5,6mm C 4,8mm D 5,4mm Chọn: A.Hướng dẫn: Khoảng vân i = x 2,5 = 2,5 = 1, 6mm Vân sáng bậc cách vân trung tâm: x4 = 4.i = 6,4mm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 14 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD.12 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, khoảng cách hai vân sáng bậc (ở hai phía vân trung tâm) đo là 9,6mm Vân tối bậc cách vân trung tâm khoảng: A 6,4mm B 6mm C 7,2mm D 3mm Chọn: D.Hướng dẫn: Khoảng cách từ vân sáng bậc bên này đến vân sáng bậc bên vân trung tâm là: 8.i = 9,6 ⇒ i = 1,2mm  1  2 Vị trí vân tối thứ ba: x3 =  +  i = 2,5.1, = 3mm VD.13 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, hai khe chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,5µm, biết S1S2 = a = 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1m Tính khoảng cách vân sáng bậc và vân tối bậc cùng bên so với vân trung tâm A 1mm B 2,5mm C 1,5mm D 2mm Chọn: C Hướng dẫn: i = λD a = 0,5.10−6.1 0,5.10 −3 = 10−3 m = 1mm  1  2 Vị trí vân sáng bậc 1: x1= i = 1mm; Vị trí vân tối bậc 3: x3 =  +  i = 2,5mm Khoảng cách chúng: ∆x = x3 − x1 = 2,5 − = 1, 5mm VD.14.Ta chiếu sáng hai khe Young ánh sáng trắng với bước sóng ánh sáng đỏ λđ =0,75µm và ánh sáng tím λt = 0,4µm Biết a = 0,5mm, D = 2m Khoảng cách vân sáng bậc màu đỏ và vân sáng bậc màu tím cùng phía vân trắng chính là: A 2,8mm B 5,6mm C 4,8mm D 6,4mm Chọn: B Hướng dẫn: Vị trí vân sáng bậc màu đỏ: x4 d = Vị trí vân sáng bậc màu tím: x4t = λt D a = 0, 4.10−6.2 0,5.10−3 λd D a = 0, 75.10−6.2 0,5.10 −3 = 12mm = 6, 4mm Khoảng cách chúng: ∆x = x4d - x4t = 5,6mm BÀI TOÁN: TÍNH SỐ VÂN SÁNG, TỐI TRÊN VÙNG QUAN SÁT VD.15 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, hai khe chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,5µm, biết S1S2 = a = 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1m Bề rộng vùng giao thoa quan sát trên màn là L =13mm Tính số vân sáng và tối quan sát trên màn A 10 vân sáng; 12 vân tối B 11 vân sáng; 12 vân tối C 13 vân sáng; 12 vân tối D 13 vân sáng; 14 vân tối Chọn: D Hướng dẫn: i = λD a = 0,5.10−6.1 0,5.10 Số vân trên nửa trường giao thoa: −3 L 2i = 10−3 m = 1mm = 13 = 6,5 ⇒ số vân sáng quan sát trên màn là: Ns = 2.6+1 = 13 vân sáng ⇒ số vân tối quan sát trên màn là: Nt = 2.(6+1) = 14 vân tối BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 15 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD.16 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = 2,5m; a = 1mm; λ = 0,6µm Bề rộng trường giao thoa đo là 12,5mm Số vân quan sát trên màn là: A B C 15 D 17 Chọn: D Hướng dẫn: i = λD a = 0, 6.10−6.2,5 10 −3 Số vân trên nửa trường giao thoa: L 2i = = 1, 5.10−3 m = 1, 5mm 12, 2.1,5 = 4,16 ⇒ số vân tối quan sát trên màn là: Nt = 2.4 = vân tối Và số vân sáng quan sát trên màn là: Ns = 2.4+1 = vân sáng Vậy tổng số vân quan sát là + =17 vân DẠNG : THỰC HIỆN GIAO THOA TRONG MÔI TRƯỜNG CHIẾT SUẤT n Gọi λ là bước sóng ánh sáng chân không không khí Gọi λ ' là bước sóng ánh sáng môi trường có chiết suất n λ n kλ ' D kλD a Vị trí vân sáng: x = = a n.a λ 'D λD b.Vị trí vân tối: x =(2k +1) = (2k +1) 2a 2na λ 'D λD c Khoảng vân: i= = a an λ' = (21) (22) (23) (24) VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Iâng không khí, hai cách 3mm chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60µm, màn quan cách hai khe 2m Sau đó đặt toàn thí nghiệm vào nước có chiết suất 4/3, khoảng vân quan sát trên màn là bao nhiêu? A i‘= 0,4m B i' = 0,3m C i’ = 0,4mm D i‘= 0,3mm Chọn: D.Hướng dẫn: Vận tốc ánh sáng không khí là c, bước sóng λ, ánh sáng truyền từ không khí vào nước thì tần số ánh sáng không đổi, vận tốc ánh sáng truyền nước là v = c/n, (n là chiết suất nước) Nên bước sóng ánh sáng nước là: λ’ = v/f = c/nf = λ/n Khoảng vân toàn thí nghiệm đặt nước: i ' = λ ' D λD = = a n.a 0,3mm VD2: Trong giao thoa ánh sáng qua khe Young, khoảng vân giao thoa i Nếu đặt toàn thiết bị chất lỏng có chiết suất n thì khoảng vân giao thoa A i , n −1 B i , n +1 C i n BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ D n.i 16 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Chọn: C.Hướng dẫn: vận tốc ánh sáng truyền chất lỏng là v = c/n, (n là chiết suất chất lỏng) Nên bước sóng ánh sáng nước là: λ’ = v/f = c/nf = λ/n Khoảng vân quan sát trên màn toàn thí nghiệm đặt chất lỏng : i ' = λ ' D λD i = = a n.a n DẠNG 3: GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐA SẮC, VỊ TRÍ CỰC ĐẠI TRÙNG NHAU PHƯƠNG PHÁP: * Sự trùng các xạ λ 1, λ (khoảng vân tương ứng là i1, i2 ) + Trùng vân sáng: xs = k1i1 = k2i2 = => k1 λ = k2 λ = + Trùng vân tối: xt = (k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 = => (k1 + 0,5) λ = (k2 + 0,5) λ = Lưu ý: Vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là vị trí trùng tất các vân sáng các xạ x = k1 λ1 D a = k2 λ2 D a = k3 λ3 D a = …= k n λn D a (14) k1λ1=k2λ2=k3λ3=k4λ4= =knλn (15) với k1, k2, k3,…, kn ∈ Z Dựa vào phương trình biện luận chọn các giá trị k thích hợp, thông thường chọn k là bội số số nguyên nào đó Hai xạ λ1 và λ2 cho vân sáng trùng Ta có k1λ1=k2λ2 ⇒ k1 = λ2 k2 = k2 λ1 Vì k1, k2 là các số nguyên, nên ta chọn k2 là bội và k1 là bội Có thể lập bảng sau: k1 10 15 20 25 k2 12 18 24 30 x * Trong tượng giao thoa ánh sáng trắng (0,4 µ m - 0,76 µ m.) D - Bề rộng quang phổ bậc k: ∆x = k a (λđ − λt ) với đ và t là bước sóng ánh sáng đỏ và tím - Xác định số vân sáng, số vân tối và các xạ tương ứng vị trí xác định (đã biết x) λD ax + Vân sáng: x = k a ⇒ λ = kD , k ∈ Z ax < 0,76 µ m ; các giá trị k ∈ Z kD λD ax + Vân tối: x = (k + 0,5) a ⇒ λ = (k + 0,5) D , k ∈ Z Với 0,4 µ m < λ = Với 0,4 µ m - 0,76 µ m các giá trị k   - Khoảng cách dài và ngắn vân sáng và vân tối cùng bậc k: D [kλt − (k − 0,5)λđ ] a D = [kλđ + ( k − 0,5)λt ] Khi vân sáng và vân tối nằm khác phía vân trung tâm a ∆xMin = ∆xMax BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 17 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 ∆xMax = http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D [kλđ − (k − 0,5)λt ] Khi vân sáng và vân tối nằm cùng phía vân trung tâm a BÀI TOÁN Các xạ ánh sáng trắng cho vân sáng x0: Tại x0 có thể là giá trị đại số xác định là vị trí chưa xác định cụ thể Vị trí vân sáng bất kì x= k λD a Vì x=x0 nên x0 = k λD a ⇒λ= ax0 kD (16) λ ≤ λ ≤ λ 2, với điều kiện λ 1=0,4.10-6m (tím) ≤ λ ≤ 0,75.10-6m= λ (đỏ) thông thường Giải hệ bất phương trình trên, ⇒ ax0 ax ≤ k ≤ , (với k ∈ Z) λ2 D λ1 D (17) chọn k ∈ Z và thay các giá trị k tìm vào tính λ với λ = ax0 : đó là bước sóng các kD xạ ánh sáng trắng cho vân sáng x0 BÀI TOÁN Các xạ ánh sáng trắng cho vân tối (bị tắt) x0: x = (2k+1) với điều kiện ⇒ λD 2a =x0 ⇒ λ = λ1 ≤ λ ≤ λ2 2ax0 ( 2k + 1) D ⇔ λ1 ≤ 2ax0 2ax0 , (với k ∈ Z) ≤ 2k + ≤ λ2 D λ1 D (18) 2ax0 ≤ λ2 (2k + 1) D (19) (20) Thay các giá trị k tìm vào λ = 2ax0 : đó là bước sóng các xạ ánh sáng (2k + 1) D trắng cho vân tối (bị tắt) x0 VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Hai khe thí nghiệm Young chiếu sáng ánh sáng trắng (bước sóng ánh sáng tím la 0,40µm, ánh sáng đỏ là 0,75µm) Hỏi đúng vị trí vân sáng bậc ánh sáng đỏ có bao nhiêu vạch sáng ánh sáng đơn sắc khác nằm trùng đó ? A B C D Chọn: B.Hướng dẫn: Vị trí vân sáng bậc màu đỏ: x4 = λd D a = 3.D a = xs = k λ.D a → λ= k với k∈Z Với ánh sáng trắng: 0,4≤ λ ≤0,75 ⇔ 0, ≤ ≤ 0, 75 → ≤ k ≤ 7,5 và k∈Z k Chọn k=4,5,6,7: Có xạ cho vân sáng đó VD2 Một nguồn sáng điểm nằm cách hai khe Iâng và phát đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,6 µm và bước sóng λ2 chưa biết Khoảng cách hai khe là a = 0,2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 18 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com mm, khoảng cách từ các khe đến màn là D = m Trong khoảng rộng L = 2,4 cm trên màn, đếm 17 vạch sáng, đó có vạch là kết trùng hai hệ vân Tính bước sóng λ2 Biết hai vạch trùng nằm ngoài cùng khoảng L HD: Ta có: i1 = λ1D a L =8 i1 = 3.10-3 m; có vân sáng xạ có bước sóng λ1 và có 17 - + = 11 vân sáng xạ có bước sóng λ2 λ2 = ai2 = 0,48.10-6 m D i2 = L = 2,4.10-3 m 11−1 VD3 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là m Nguồn sáng dùng thí nghiệm gồm hai xạ có bước sóng λ1 = 450 nm và λ2 = 600 nm Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm cùng phía so với vân trung tâm, cách vân trung tâm là 5,5 mm và 22 mm Tìm số vị trí vân sáng trùng hai xạ trên đoạn MN HD: Các vân trùng có: k1 λ1D a = k2 λ2 D k = k1 a λ1D = 0, 4, 8, 12, và k2 = 0, 3, 6, 9, Vì i1 = a λ1 = k ; các vân sáng trùng ứng với k1 λ2 = 1,8.10-3 m xN = 12,2 i1 xM = 3,1; i1 trên đoạn MN có vân sáng xạ λ1 (từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc 12) Vì i2 = λ2 D a = 2,4.10-3 m x xM = 2,3; N = 9,2 i2 i2 trên đoạn MN có vân sáng xạ λ1 (từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc 9) Vậy trên đoạn MN có vân sáng trùng xạ ứng với k1 = 4; và 12 và k2 = 3; và Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là m Dùng nguồn sáng phát ba xạ đơn sắc λ1 = 0,4 µm, λ2 = 0,45 µm và λ3 = 0,6 µm Xác định vị trí các vân sáng trùng và khoảng cách ngắn hai vân sáng cùng màu với vân sáng chính HD: Vị trí vân trùng có: k1 λ1D a = k2 λ2 D a = k3 λ3 D a 9k1 = 8k2 = 6k3 Khoảng cách ngắn hai vân sáng cùng màu với vân sáng chính là: ∆x = λ1D a =8 λ2 D a =6 λ3 D a = 3,6.10-3 m VD5 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai xạ đơn sắc, đó xạ màu đỏ có bước sóng λd = 720 nm và xạ màu lục có bước sóng λl (có giá trị khoảng từ 500 nm đến 575 nm) Trên màn quan sát, hai vân sáng gần và cùng màu với vân sáng trung tâm có vân sáng màu lục Tính bước sóng λl ánh sáng màu lục HD: Vị trí các vân trùng có: kdλd = klλl kd = kl λl λd Vì hai vân trùng gần có vân màu lục nên vân trùng đầu tiên tính từ vân trung tâm là vân sáng bậc ánh sáng màu lục BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 19 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Ta có: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 575 500 = 6,25 ≤ kd ≤ = 7,12 Vì kd ∈ Z nên kd = 720 720 λl = kd λd = 560 nm kl VD6 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng gồm các xạ có bước sóng lần là λ1 = 700 nm, λ2 = 600 nm và λ3 = 500 nm Tại điểm M vùng giao thoa trên màn có hiệu khoảng cách đến hai khe là 2,1 µm có vân sáng xạ nào? Tại điểm N có hiệu khoảng cách đến hai khe 0,9 µm có vân tối xạ nào? Xác định vị trí điểm có hiệu đường (≠ 0) để ba xạ trên cho vân sáng HD: Tại M ta có: ∆dM = 2,1.10-6 m = 3.0,7.10-6 m = 3λ1, đó M có vân sáng xạ có bước sóng λ1 Tại N ta có: ∆dN = 0,9.10-6 m = 1,5.0,6.10-6 m = 1,5λ2, đó N ta có vân tối xạ có bước sóng λ2 Bội số chung nhỏ λ1, λ2, và λ3 là 21.10-6 m, đó điểm có hiệu đường 21 µm có vân sáng ba xạ VD7 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng là λ1 = 0,42 µm; λ2 = 0,56 µm và λ3 = 0,63 µm Trên màn, khoảng hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, vân sáng hai xạ trùng ta tính là vân sáng thì số vân sáng quan sát là bao nhiêu? HD: Vân sáng có màu vân trung tâm là vị trí vân sáng đơn sắc trùng nhau, ta phải có: k1λ1 =k2λ2 = k3λ3 6k1 = 8k2 = 9k2 = 72n Với n = ta có vân trùng trung tâm; với n = ta có vân trùng bậc Trong khoảng từ vân trùng trung tâm đến vân trùng bậc (không kể hai vân sáng hai đầu ta có: 11 vân sáng xạ λ1, vân sáng xạ λ2 và vân sáng xạ λ3 Trong đó có vân trùng xạ λ1 và λ2 (vị trí 24 và 48); vân trùng xạ λ1 và λ3 (vị trí 18, 36 và 54) Do đó có N = 11 + + – = 21 vân sáng VD8 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là a= 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = m Dùng ánh sáng trắng (0,76 µm ≥ λ ≥ 0,38 µm) để chiếu sáng hai khe Xác định bề rộng quang phổ bậc và bậc HD: Ta có: ∆x1 = D D (λ - λ ) = 0,95 mm; ∆x2 = (λđ - λt) = 2∆x1 = 1,9 mm a đ t a VD9 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là 0,4 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là m, hai khe S1 và S2 chiếu ánh sáng trắng (0,76 µm ≥ λ ≥ 0,40 µm) Xác định bước sóng xạ cho vân tối và xạ cho vân sáng điểm M cách vân sáng trung tâm mm HD : Tại M có vân tối xM = (k + 0,5) λD a k= ax M - 0,5 λD ax M ax M - 0,5 = 3,7; kmin = - 0,5 = 1,6; vì k ∈ Z nên k nhận các giá trị: và 3; λmin D λmax D ax M k = thì λ = = 0,64 µm; k = thì λ = 0,48 µm (k + 0,5) D kmax = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 20 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Tại M có vân sáng xM = k’ http://lophocthem.com λD k’ = - vuhoangbg@gmail.com ax M λD a ax M ax M k’max = = 4,2; k'min = = 2,1; vì k’ ∈ Z nên k’ nhận các giá trị: và 4; với k’ λmin D λmax D ax M = 0,53 µm; với k’ = thì λ = 0,40 µm = thì λ = kD VD10 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là a = 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1,6 m Dùng ánh sáng trắng (0,76 µm ≥ λ ≥ 0,38 µm) để chiếu sáng hai khe Hãy cho biết có xạ nào cho vân sáng trùng với vân sáng bậc ánh sáng màu vàng có bước sóng λv = 0,60 µm HD : Vị trí vân sáng trùng với vân sáng bậc ánh sáng màu vàng có: k= 4λV λ kmax = 4λV λmin = 6,3; kmin = 4λV λmax λV D a =k λD a = 3,2; vì k ∈ Z nên k nhận các giá trị: 4, và Với k = thì đó là vân sáng bậc ánh sáng màu vàng, với k = thì λ = với k = thì λ = 0,40 µm 4λV = 0,48 µm; k VD.11 Ta chiếu sáng hai khe Young ánh sáng trắng với bước sóng ánh sáng đỏ λđ = 0,75µm và ánh sáng tím λt = 0,4µm Biết a = 0,5mm, D = 2m Ở đúng vị trí vân sáng bậc màu đỏ, có bao nhiêu xạ cho vân sáng nằm trùng đó ? A B C D Chọn: D Hướng dẫn: Vị trí vân sáng bậc màu đỏ: x4 d = Vị trí các vân sáng: x4 d = xs = k λ D a →λ = x4 d a = λd D a = 0, 75.10−6.2 0, 5.10−3 = 12mm ; với k∈Z k D k Với ánh sáng trắng: 0,4≤λ ≤0,75 ⇔ 0, ≤ ≤ 0, 75 → ≤ k ≤ 7,5 và k∈Z k Chọn k = 4,5,6,7: Có xạ cho vân sáng đó VD.12 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = 2m; a = 2mm Hai khe chiếu ánh sáng trắng (có bước sóng từ 0,4µm đến 0,75µm) Tại điểm trên màn quan sát cách vân trắng chính 3,3mm có bao nhiêu xạ cho vân sáng đó ? A B C D Chọn: B.Hướng dẫn: Vị trí các vân sáng: xs = k Với ánh sáng trắng: 0,4≤λ ≤0,75 ⇔ 0, ≤ 3,3 k λ D a →λ = xs a k D = 3, k ≤ 0, 75 → 4, ≤ k ≤ 8, 25 và k∈Z Chọn k=5, 6, 7, 8: Có bốn xạ cho vân sáng đó VD.13 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, a = 1,5mm; D = 2m, hai khe chiếu sáng đồng thời hai xạ λ1 = 0,5µm và λ2 = 0,6µm Vị trí vân sáng hai xạ nói trên trùng gần vân trung tâm nhất, cách vân trung tâm khoảng: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 21 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 6mm B 5mm C 4mm D 3,6mm Chọn: C Hướng dẫn: Khi hai vân sáng trùng nhau:x1 = x2 ⇔ k1 λ1D a = k2 λ2 D ⇔ k1 = k2 ; k1, k2 ∈ Z a Vì vị trí gần vân trung tâm nhất, nên ta chọn k1, k2 nhỏ → chọn k2 = ; k1 = Vị trí trùng nhau: x2 = k2 λ2 D a = 0, 6.10−6.2 1, 5.10 −3 = 4.10−3 m = 4mm VD14 Hai khe Iâng cách 0,8 mm và cách màn 1,2 m Chiếu đồng thời xạ đơn sắc λ1 = 0,75 µm và λ2 = 0,45 µm vào hai khe Lập công thức xác định vị trí trùng các vân sáng xạ λ1 và λ2 trên màn HD Vị trí vân trùng có: k1 λ1D a = k2 λ2 D a k2 = k1 λ1 = k ; với k1 và k2 ∈ Z thì k1 nhận λ2 các giá trị 0, 3, 6, tương ứng với các giá trị 0, 5, 10, k2 DẠNG 4: SỰ DỊCH CHUYỂN HỆ VÂN GIAO THOA KHI ĐẶT BẢN MỎNG PHƯƠNG PHÁP: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Young (I-âng), ta đặt trước khe S1 thủy tinh có chiều dày e, chiết suất n M Khi đặt mỏng trước khe S1 thì đường tia sang S1 O S1M và S2M là: S1 M = d1 + (n − 1)e S2 S2M = d2 Hiệu quang trình: δ = S2M - S1M = d2 – d1 – (n – 1)e Mà d2 – d1 = ax/D δ = ax/D – (n – 1)e Vân sáng trung tâm ứng với hiệu quang trình δ = δ = ax0/D – (n – 1)e = Hay: xo = (n − 1)eD a Hệ thống vân dịch chuyển phía S1 Vì x0>0 * KẾT LUẬN:Khi trên đường truyền ánh sáng từ khe S1 (hoặc S2) đặt mỏng dày e, chiết suất n thì hệ vân dịch chuyển phía S1 (hoặc S2) đoạn: x0 = (n −1)eD a VÍ DỤ MINH HỌA VD 1: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa, người ta dùng ánh sáng có bước sóng 0,5 µm Đặt thuỷ tinh mỏng có độ dầy 10 µm vào trước hai khe thì thấy vân sáng trung tâm dời tới vị trí vân sáng bậc 10 Chiết suất mỏng là A 1,75 B 1,45 C 1,5 D 1,35 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 22 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD2: Trong thí nghiệm giao thoa khe Young cho a = 0,5mm; D = 1,2m; đặt trước khe S1 mặt song song độ dày e, chiết suất n = 1,5; thì thấy hệ vân dời đoạn là x0 = 3mm Bản song song có độ dày bao nhiêu ? A e = 2,5 µ m B e = µ m C e = µ m D e = µ m DẠNG 5: SỰ DỊCH CHUYỂN HỆ VÂN GIAO THOA KHI TỊNH TIẾN KHE SÁNG PHƯƠNG PHÁP: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, nguồn sáng S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Khoảng cách từ nguồn S đến mặt phẳng chứa hai khe S1; S2 là d Khoảng cách hai khe S1; S2 là a , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là D Tịnh tiến nguồn sáng S theo phương S1 S2 phía S1 đoạn d thì hệ thống vân giao thoa di chuyển theo chiều ngược lại đoạn x0 * Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S1S2 thì hệ vân di chuyển ngược chiều và khoảng vân i không đổi D Độ dời hệ vân là: x0 = D d Trong đó: D là khoảng cách từ khe tới màn D1 là khoảng cách từ nguồn sáng tới khe d là độ dịch chuyển nguồn sáng S’ y S S1 d S2 D O x0 O’ Bài 1: ( HỎI ONLINE TRÊN DIỄN ĐÀN http:// lophocthem.com) Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng.khe hẹp S phát as đơn sắc có bước sóng 0,6.10^(6)cm.Kc từ S tới mp chứa khe S1,S2 là 80cm Kc khe là 0,6mm, Kc từ khe tới màn là 2m.O là vtri' vân tr.tâm Cho S tịnh tiến xuống theo phương song song với màn Để cường độ sáng O chuyển từ CĐ sang CTiểu thì S phải dịch chuyển đoạn tối thiểu ? A-0,2mm B-0,6mm C-0,8mm D-0,4mm Trả lời: Đây là bài toán dịch chuyển nguồn theo phương song song với mặt phẳng khe Để hiểu công thức ta có thể viết biểu thức hiệu quang trình, chứng minh Ta có độ dịch chuyển ∆x= D.d/D1 Với bài này D1=800mm; D= 2000mm, d là khoảng cách dịch chuyển Để cường độ sáng O chuyển từ CĐ sang CTiểu thì S phải dịch chuyển đoạn tối thiểu d= ∆x.D1/D từ cực đại trung tâm dịch chuyển xuống cực tiểu thứ ∆x=0,5i=0,5lamđa.D/a => d = ∆x.D1/D = 0,5lamđa.D1.D/a.D = 0,5.lamđa.D1/a = 0,4mm DẠNG 6: GIAO THOA LƯỠNG GƯƠNG PHẲNG FRESNEL PHƯƠNG PHÁP: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 23 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com S1, S2 là ảnh ảo S cho hai gương, coi nguồn sáng kết hợp S1, S2, S cùng nằm trên đường tròn bán kính r Từ hình vẽ ta có: S M1 I S1 M2 S2 S S1 M1 H r E P I S2 2α M2 d P2 Khoảng cách từ nguồn kết hợp đến màn: S1S2 = a = 2S1H = 2SI sin α ≈ r α a=2 r α D = HO = r cos α + d ≈ r + d D = r+d α : Góc hai gương phẳng r : khoảng cách giao tuyến hai gương và nguồn S VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Một hệ gồm hai gương phẳng đặt nghiêng góc α = 15’ Đặt khe sáng S song song với giao tuyến I hai gương và cách I khoảng r = 20cm Các tia sáng phát từ S sau phản xạ dường phát từ hai ảnh S1 và S2 S qua hai gương Đặt màn hứng ảnh E song song với S1S2 cách giao tuyến I hai gương khoảng L = 2,8m Vẽ hình và tính khoảng cách a hai ảnh S1, S2 Biết với kích thước hai gương trên thì vùng giao thoa trên màn E có bề rộng lớn là b Tìm b Tính khoảng vân i và số vân sáng lớn nằm vùng giao thoa trên màn E nguồn S phát ánh sáng có bước sóng λ = 0,65µm (ĐS: 1,74mm 24,4mm 1,12mm; 21 vân) DẠNG 7: GIAO THOA VỚI LƯỠNG LĂNG KÍNH GHÉP SÁT FRESNEL (Frexnen) PHƯƠNG PHÁP: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 24 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com S1 S S2 d Trong thí nghiệm GTAS với lưỡng lăng kính Fresnel: gồm hai lăng kính giống hệt có góc chiết quang A nhỏ ghép sát đáy, chiết suất n Trên mặt phẳng đáy chung đặt nguồn sáng điểm S phát ánh sáng đơn sắc và cách lưỡng lăng kính khoảng d, phía sau đặt màn E cách lưỡng lăng kính khoảng d’ Góc lệch tia sáng qua lăng kính ∆=A(n-1) Khoảng cách a hai ảnh S1 và S2 S tạo lăng kính tính công thức: a=S1S2=2IS.tan∆ a = 2dA(n -1) D=d+d’ i= λD λ (d + d ') λ (d + d ') = , i= a a 2dA(n − 1) Bề rộng vùng giao thoa L=P1P2 L= ad ' d d: khoảng cách từ S đến lưỡng lăng kính D’: khoảng cách từ màn đến lưỡng lăng kính A: Góc chiết quang lăng kính n: Chiết suất lăng kính E ∆ A P1 S1 I S ∆ O S2 P2 A2 d d' VD1: Hai lăng kính A1, A2 có góc chiết quang A 20’, có đáy B chung, làm thuỷ tinh, chiết suất n = 1,5 Một nguồn sáng điểm S đặt mặt phẳng đáy B cách hai lăng kính khoảng d = 50cm phát ánh sáng đơn sắc, bước sóng λ = 600nm Một màn E cách hai lăng kính khoảng d’ = 70cm Tìm khoảng cách hai vân sáng liên tiếp và số vân sáng có thể quan sát Cho biết 1’ = 3.10-4(rad) (ĐS: 0,24mm; NS = 17Vân) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 25 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 31: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng lưỡng lăng kính Fresnel, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm , hai lăng kính có góc chiết quang A = 20’ Khoảng cách từ nguồn S và từ màn quan sát đến hai lăng kính d’ = 0,5m và d = 1,5m Trên màn quan sát, ta thấy khoảng cách từ vân sáng bậc ba đến vân trung tâm 1mm Cho 1’ = 3.10-4(rad) Tính chiết suất lăng kính Tính số vân sáng quan sát trên màn ( ĐS: n = 1,5; NS = 27) Câu 32: Người ta dùng lăng kính có góc chiết quang A = 40’ và chiết suất n = 1,5 để thực thí nghiệm giao thoa ánh sáng Khoảng cách từ nguồn sáng S(có bước sóng λ ) đến hai lăng kính 0,25m và khoảng cách từ hai lăng kính đến màn quan sát 1m Trên màn ta đếm 41 vân sáng Cho biết 1’ = 3.10-4(rad) Tính giá trị bước sóng λ Ta phải thay nguồn sáng λ nguồn sáng khác có bước sóng λ' bao nhiêu để trên màn ta có 51 vân sáng ? (ĐS: λ = 0,72 µm ; λ' = 0,576 µm ) DẠNG 8: GIAO THOA VỚI LƯỠNG THẤU KÍNH BI-Ê (BILLET) PHƯƠNG PHÁP: d'= df d+d' λ(D − d ') D+d ; a= e ; i= ; L=P1P2= e d-f d a d e=O1O2: khoảng cách hai nửa thấu kính d/ d F O1 F1 O2 F2 D VD1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với bán thấu kính Billet, thấu kính L có bán kính đường rìa 2cm và có tiêu cự 0,5m, nguồn sáng đơn sắc S có bước sóng λ = 0,6µm , đặt cách L khoảng 1m Thấu kính L cưa đôi và đặt cách 1mm Tính khoảng cách a = S1S2 hai ảnh S1 và S2 S qua hai nửa thấu kính Đặt màn M cách hai nửa thấu kính khoảng 1,5m Tính số vân sáng quan sát trên màn (ĐS: a = 2mm; NS = 17 vân sáng) VD2: Một thấu kính có tiêu cự f = 20cm, đường kính đường rìa(vành) R = 3cm cưa làm đôi theo đường kính Sau đó hai nửa thấu kính tách cho xa khoảng e = 2mm Một khe sáng hẹp song song với đường chia hai nửa thấu kính, đặt cách đường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 26 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com khoảng d = 60cm Khe sáng S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,546µm Vân giao thoa quan sát trên màn E, đặt cách hai nửa thấu kính khoảng L Muốn quan sát các vân giao thoa trên màn E, thì L phải có giá trị nhỏ là bao nhiêu? Cho L = 1,8m, tính khoảng vân và số vân sáng quan sát trên màn (ĐS: Lmin = 33,1cm; i = 0,27mm; NS = 29) PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP CHỦ ĐỀ 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG – SỐ 29 Họ và tên :………………………………… ……….Trường:……………………………… Câu 1: Chọn tượng liên quan đến tượng giao thoa ánh sáng: A Màu sắc ánh sáng trắng sau chiếu qua lăng kính B Màu sắc sặc sỡ bong bóng xà phòng C Bóng đèn trên tờ giấy dùng thước nhựa chắn chùm tia sáng chiếu tới D Vệt sáng trên tường chiếu ánh sáng từ đèn pin Câu 2: Chọn công thức đúng dùng để xác định vị trí vân sáng trên màn A x = D (k+1) λ a B x = D kλ a C x = D kλ a D x = (2k+1) λD 2a Câu 3: Chọn định nghĩa đúng nói khoảng vân: A Khoảng vân là khoảng cách hai vân tối B Khoảng vân là khoảng cách hai vân sáng C Khoảng vân là khoảng cách nhỏ hai vân sáng D Cả A, B, C đúng Câu 4: Chọn thí nghiệm đúng dùng để đo bước sóng ánh sáng: A Thí nghiệm giao thoa với khe Iâng B Thí nghiệm ánh sáng đơn sắc C Thí nghiệm tán sắc Niutơn D Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng Câu 5: Thực giao thoa với ánh sáng trắng, trên màn quan sát thu hình ảnh nào sau đây ? A Các vạch màu khác riêng biệt trên tối B Không có các vân màu trên màn C Vân trung tâm là vân sáng trắng, hai bên có dải màu màu cầu vồng D Một dải màu biến thiên liên lục từ đỏ đến tím Câu 6: Hiện tượng giao thoa chứng tỏ A ánh sáng có chất sóng B ánh sáng là sóng ngang C ánh sáng là sóng điện từ D ánh sáng có thể bị tán sắc Câu 7: Hiện tượng giao thoa ánh sáng quan sát hai nguồn ánh sáng là hai nguồn A đơn sắc B kết hợp C cùng màu sắc D cùng cường độ Câu 8: Trong thí nghiệm Iâng, vân sáng bậc xuất trên màn các vị trí mà hiệu đường ánh sáng từ hai nguồn đến các vị trí đó BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 27 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A λ /4 B λ /2 C λ D λ Câu 9: Gọi i là khoảng vân, khoảng cách từ vân chính đến vân tối thứ là A i B 1,5i C 2i D 2,5i Câu 10: Trong thí nghiệm giao thoa khe Young, khoảng cách hai vân sáng cạnh là A λ D/a B λ a/D C ax/D D λ /aD Câu 11: Ứng dụng tượng giao thoa ánh sáng để đo A tần số ánh sáng B bước sóng ánh sáng C chiết suất môi trường D tốc độ ánh sáng Câu 12: Trong thí nghiệm Iâng, vân tối thứ hai xuất trên màn các vị trí mà hiệu đường ánh sáng từ hai nguồn đến các vị trí đó A λ /2 B λ /2 C λ D λ Câu 13: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng vân A giảm tăng khoảng cách hai khe B giảm tăng khoảng cách từ màn chứa khe và màn quan sát C tăng lên tăng khoảng cách hai khe D không thay đổi thay đổi khoảng cách hai khe và màn quan sát Câu 14: Dưới ánh nắng mặt trời rọi vào, màng dầu trên mặt nước thường có màu sắc sặc sỡ là tượng: A giao thoa B nhiễu xạ C tán sắc D khúc xạ Câu 15: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, có a = 1mm, D = 2m Chiếu sáng hai khe ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ , người ta đo khoảng cách từ vân sáng chính đến vân sáng bậc là 4,5mm Bước sóng ánh sáng đơn sắc đó có giá trị là A 0,5625 µ m B 0,6000 µ m C 0,7778 µ m D 0,8125 µ m Câu 16: Trong thí nghiệm khe Iâng, ta có a = 0,5mm, D = 2m thí nghiệm với ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 µm Khoảng cách hai vân sáng nằm hai đầu là 32mm Số vân sáng quan sát trên màn là C 17 D 18 A 15 B 16 Câu 17: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng qua khe Young với xạ đơn sắc có bước sóng λ Vân sáng bậc cách vân trung tâm là 4,8mm Xác định toạ độ vân tối thứ tư A 4,2mm B 4,4mm C 4,6mm D 3,6mm Câu 18: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng kh Young, cho khoảng cách khe là 1mm; màn E cách khe 2m Nguốn sáng S phát đồng thời xạ λ1 = 0,460 µ m và λ Vân sáng bậc λ1 trùng với vân sáng bậc λ Tính λ ? A 0,512 µ m B 0,586 µ m C 0,613 µ m D 0,620 µ m Câu 19: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Young, khoảng cách hai khe hẹp là 3mm; khoảng cách từ hai khe đến màn là 3m ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,64 µ m Bề rộng trường giao thoa là 12mm Số vân tối quan sát trên màn là A 15 B 16 C 17 D 18 Câu 20: Trong chân không, xạ có bước sóng 0,75 µ m Khi xạ này truyền thuỷ tinh có chiết suất n = 1,5 thì bước sóng có giá trị nào sau đây: A 0,65 µ m B 0,5 µ m C 0,70 µ m D 0,6 µ m Câu 21: Một nguồn sáng đơn sắc có λ = 0,6 µ m chiếu vào mặt phẳng chứa hai khe hẹp, hai khe cách 1mm Màn ảnh cách màn chứa hai khe là 1m Khoảng cách gần hai vân tối là A 0,3mm B 0,5mm C 0,6mm D 0,7mm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 28 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 22: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng trắng, nguồn phát hai xạ đơn sắc có bước sóng là λ1 = 0,5 µ m và λ Vân sáng bậc 12 λ1 trùng với vân sáng bậc 10 λ Bước sóng λ là: B 0,55 µ m C 0,6 µ m D 0,75 µ m A 0,45 µ m Câu 23: Thực thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Iâng, khoảng cách hai khe a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn D = 1m Trên màn, người ta quan sát khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vận sáng thứ 10 là 4mm Bước sóng ánh sáng làm thí nghiệm là A 0,85 µ m B 0,83 µ m C 0,78 µ m D 0,80 µ m Câu 24: Khi thực giao thoa với ánh sáng đơn sắc, hai khe Iâng cách 1mm thì khoảng vân là 0,8mm Nếu khoảng cách khe tăng thêm 0,01mm thì khoảng vân tăng, giảm nào? A tăng 0,08mm B tăng 0,01mm C giảm 0,002mm D giảm 0,008mm Câu 25: Thí nghiệm giao thoa Iâng: a = 2mm; D = 1,2m Người ta quan sát vân sáng mà khoảng cách hai vân sáng ngoài cùng là 2,4mm Bước sóng ánh sáng là A 0,67 µ m B 0,77 µ m C 0,62 µ m D 0,67mm Câu 26: Thí nghiệm giao thoa khe Iâng, hai khe cách 0,8mm; màn cách khe 2,4m, ánh sáng làm thí nghiệm λ = 0,64 µ m Bề rộng vùng giao thoa trường là 4,8cm Số vân sáng trên màn là A 25 B 24 C 26 D 23 Câu 27: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, người ta đo khoảng vân là 1,12.103 µm Xét hai điểm M và N cùng phía với vân sáng chính O, OM = 0,56.104 µm và ON = 1,288.104 µm Giữa M và N có số vân sáng là A B C D Câu 28: Thực giao thoa ánh sáng khe Young cách a = 1,2mm có khoảng vân là 1mm Di chuyển màn ảnh E xa khe Young thêm 50cm, thì khoảng vân là 1,25mm Tính bước sóng xạ thí nghiệm A 0,50 µ m B 0,60 µ m C 0,54 µ m D 0,66 µ m Câu 29: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Young, khoảng cách vân tối thứ và vân sáng bậc là 2,8mm Xác định khoảng cách vân tối thứ và vân sáng bậc A 2,4mm B 1,82mm C 2,12mm D 1,68mm Câu 30: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, nguồn sáng S phát đồng thời xạ có bước sóng là λ1 = 0,42 µ m và λ = 0,7 µ m Khoảng cách hai khe S1 và S2 là a = 0,8mm, màn ảnh cách khe là D = 2,4m Tính khoảng cách từ vân tối thứ xạ λ1 và vân tối thứ xạ λ A 9,45mm B 6,30mm C 8,15mm D 6,45mm Câu 31: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe Iâng là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m Bước sóng đơn sắc dùng thí nghiệm là λ = 0,5 µ m Khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc 10 là A 5,5mm B 4,5mm C 4,0mm D 5,0mm Câu 32: Trong thí nghiệm khe Iâng, ta có a = 0,5mm, D = 2m thí nghiệm với ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 µm Khoảng cách hai vân sáng nằm hai đầu là 32mm Số vân tối quan sát trên màn là A 14 B 16 C 17 D 18 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 29 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 33: Trong thí nghiệm giao thoa khe Young giao thoa ánh sáng, cho a = 0,6mm, D = 2m Trên màn quan sát 21 vân sáng Khoảng cách hai vân sáng nằm hai đầu là 40mm Bước sóng ánh sáng đó A 0,57 µ m B 0,60 µ m C 0,55 µ m D 0,65 µ m Câu 34: Thực thí nghiệm giao thoa ánh sáng kh Young, S1S2 = a = 0,5mm Khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn là D = 2m Bước sóng ánh sáng là λ = 5.10-4mm Điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm 9mm là A vân sáng bậc B vân sáng bậc C vân tối thứ D vân tối thứ Câu 35: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 1,2mm và khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát 2m Chiếu hai khe ánh sáng đơn sắc Biết khoảng vân quan sát trên màn 1mm Bước sóng ánh sáng chiếu tới B 0,50 µ m C 0,60 µ m D 0,75 µ m A 0,48 µ m Câu 36: Chiếu xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,60 µ m từ không khí vào thuỷ tinh có chiết suất ứng với xạ đó 1,50 Trong thuỷ tinh xạ đó có bước sóng bao nhiêu? A 0,40 µ m B 0,48 µ m C 0,60 µ m D 0,72 µ m Câu 37: Chiếu hai khe, thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 µ m, người ta đo khoảng cách ngắn vân sáng bậc và vân tối thứ gần 3,0mm Biết khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát 2,0m Khoảng cách hai khe bao nhiêu? B 1,0mm C 1,5mm D 2mm A 0,6mm Câu 38: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, người ta dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,60 µ m Hiệu khoảng cách từ hai khe đến vị trí quan sát vân sáng bậc bốn bao nhiêu? A 4,8 µ m B 2,4 µ m C 3,6 µ m D 1,2 µ m Câu 39: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa, trên đoạn nào đó trên màn người ta đếm 12 vân sáng dùng ánh sáng có bước sóng 600nm Nếu dùng ánh sáng có bước sóng 400nm thì số vân quan sát trên đoạn đó là B 18 C 24 D 30 A 12 Câu 40: Thực giao thoa ánh sáng khe Young cách a = 1,2mm có khoảng vân là 1mm Di chuyển màn ảnh E xa khe Young thêm 50cm, thì khoảng vân là 1,25mm Tính bước sóng xạ thí nghiệm A 0,50 µ m B 0,60 µ m C 0,54 µ m D 0,66 µ m Câu 41: Thực thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe I-âng khoảng cách hai khe 0,5mm; ánh sáng đơn sắc làm thí nghiệm có bước sóng λ = 0,5 µm Khoảng cách từ hai khe đến màn hứng ảnh 200cm Tại vị trí M trên màn E có toạ độ 7mm, M là A vân sáng bậc B vân tối thứ C vân tối thứ D vân sáng bậc Câu 42: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp S1, S2 cách khoảng a = 1,2mm Màn E để hứng vân giao thoa cách mặt phẳng chứa hai khe khoảng D = 0,9m Người ta quan sát vân sáng, khoảng cách hai vân sáng ngoài cùng là 3,6mm Tần số xạ sử dụng thí nghiệm này là A f = 5.1012Hz B f = 5.1013Hz C f = 5.1014Hz D f = 5.1015Hz Câu 43: Để hai sóng cùng tần số giao thoa với nhau, thì chúng phải có điều kiện nào sau đây? A Cùng biên độ và cùng pha B Cùng biên độ và ngược pha C Hiệu số pha không đổi theo thời gian BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 30 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D Cùng biên độ và hiệu số pha không đổi theo thời gian Câu 44: Hãy chọn câu đúng Nếu làm thí nghiệm I-âng với ánh sáng trắng thì: A Chỉ quan sát vài vân bậc thấp có màu sắc, trừ vân bậc có màu trắng B Hoàn toàn không quan sát vân C Vẫn quan sát vân, gồm vân sáng và tối xen kẽ đặn D Chỉ thấy các vân sáng có màu sắc mà không thấy vân tối nào Câu 45: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, điểm M có vân tối hiệu số pha hai sóng ánh sáng từ hai nguồn kết hợp đến M π C số chẵn lần π π D số lẻ lần π B số lẻ lần A số chẵn lần Câu 46 : Tại điểm M trên màn thí nghiệm giao thoa ánh sáng, hiệu đường hai sóng tới M là 2,6 µm Biết M có vân sáng Bước sóng ánh sáng không thể có giá trị nào đây ? A 0,48 µm B 0,52 µm C 0,65 µm D 0,43 µm “Nhìn lên cao, học rộng thêm, tìm cách vươn lên cao mãi” Pasteur 1B 11B 21C 31B 41C 30 2B 12A 22C 32B 42C 3D 13A 23D 33B 43C 4A 14A 24D 34D 44A ĐÁP ÁN ĐỀ 29 5C 6A 15A 16C 25A 26A 35C 36A 45D 46A 7B 17A 27C 37B 8C 18C 28B 38B 9B 19D 29D 39B 10A 20B 30B 40B GIAO THOA ÁNH SÁNG – SỐ Câu 1: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa, người ta dùng ánh sáng có bước sóng 0,5 µm Đặt thuỷ tinh mỏng có độ dầy 10 µm vào trước hai khe thì thấy vân sáng trung tâm dời tới vị trí vân sáng bậc 10 Chiết suất mỏng là A 1,75 B 1,45 C 1,5 D 1,35 Câu 2: Trong thí nghiệm giao thoa khe Young cho a = 0,5mm; D = 1,2m; đặt trước khe S1 mặt song song độ dày e, chiết suất n = 1,5; thì thấy hệ vân dời đoạn là x0 = 3mm Bản song song có độ dày bao nhiêu ? A e = 2,5 µ m B e = µ m C e = µ m D e = µ m Câu 3: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, ta làm cho hai nguồn kết hợp lệch pha thì vân sáng trung tâm A không thay đổi B không có vì không có giao thoa C xê dịch phía nguồn sớm pha D xê dịch phía nguồn trễ pha BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 31 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng, đặt trước hai nguồn thuỷ tinh mỏng có hai mặt song song thì tượng xảy nào so với không có nó? Chọn kết luận đúng: A Hệ thống vân biến B Hệ thống vân không thay đổi C Vân trung tâm trở thành vân tối và không thay đổi vị trí D Hệ thống vân bị dịch chuyển trên màn phía có thuỷ tinh Câu 5: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là 1,2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2,0m Người ta chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc λ1 = 0,48 µ m và λ = 0,60 µ m vào hai khe Khoảng cách ngắn các vị trí mà vân sáng hai xạ trùng là A 4mm B 6mm C 4,8mm D 2,4mm Câu 6: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, người ta chiếu ánh sáng trắng(0,38 µ m ≤ λ ≤ 0,75 µ m) vào hai khe Hỏi vị trí ứng với vân sáng bậc ba ánh sáng vàng, với bước sóng λ V = 0,60 µ m, còn có vân sáng ánh sáng đơn sắc nào ? B 0,68 µ m C 0,50 µ m D 0,45 µ m A 0,75 µ m Câu 7: Trong thí nghiệm giao thoa khe Young, khoảng cách hai khe là 0,5mm, màn ảnh cách hai khe là 2m Người ta cho phát đồng thời hai xạ có bước sóng λ1 = 0,6 µ m và λ = 0,4 µ m Khoảng cách ngắn các vị trí trên màn có vân trùng là A 2,4mm B 4,2mm C 4,8mm D 4,8pm Câu 8: Trong thí nghiệm giao thoa với ánh sáng trắng : 0,38 µ m ≤ λ ≤ 0,76 µ m Tại vị trí vân sáng đỏ bậc ánh sáng đỏ λ = 0,75 µ m có số vạch sáng ánh sáng đơn nằm trùng vị trí là A B C D Câu 9: Trong thí nghiệm giao thoa Young các khe chiếu ánh sáng trắng Khoảng cách hai khe là 0,3mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m Cho λ = 0,76 µ m; λ tim = 0,40 µ m Khoảng cách từ vân sáng đỏ bậc đến vân sáng tím bậc nằm cùng bên vân sáng trung tâm là A 4,8mm B 2,4mm C 24mm D 2,4nm Câu 10: Một nguồn sáng đơn sắc có λ = 0,6 µm chiếu vào hai khe hẹp cách a = 1mm, D = 1m Đặt trước khe S1 thuỷ tinh hai mặt phẳng song song có chiết suất n = 1,5, độ dày e = 12 µm Vị trí hệ thống vân dịch chuyển nào trên màn? A phía S1 3mm B phía S2 2mm C phía S1 6mm D phía S2 3mm Câu 11: Một hệ gương Fre- nen gồm gương phẳng G và G đặt lệch góc α = 15 / Một khe sáng hẹp S song song với giao tuyến I gương và cách I khoảng 18cm Một màn E cách I 2,96m và song với S S Khoảng cách a ảnh S và S S qua gương là: A 1,5mm B 2,5mm C 1mm D 1,57mm Câu 12: Trong thí nghiệm giao thao ánh sáng Iâng đo khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến sáng thứ 10 cùng phía vân sáng trung tâm là 2,4mm Khoảng vân là A 4,0mm B 0,4mm C 6mm D 0,6mm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 32 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 13: Trong thí nghiệm giao thao ánh sáng Iâng nghiệm, khoảng cách khe là a =3mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến màn là D=2m, Bước sóng ánh sáng chiếu vào khe là λ =0,6 µ m.Tại điểm M cách vân sáng trung tâm 1,2mm có A.vân sáng bậc B vân sáng bậc3 C.vân tối bậc D.vân tối bậc Câu 14: Trong thí nghiệm giao thao ánh sáng Iâng, khoảng cách khe là a =2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến màn là D=1m Bước sóng ánh sáng chiếu vào khe là λ , khoảng vân đo là 0,2mm.Thay xạ trên xạ có bước sóng λ , > λ thì vị trí vân sáng bậc xạ λ có vân sáng xạ λ / Bức xạ λ / có giá trị nào đây: A λ / = 0,48 µ m B λ / =0,52 µ m C λ / =0,58 µ m D λ / =0,60 µ m Câu 15: Dùng thấu kính Bi-ê có tiêu cự 50cm, điểm sáng S đặt trên trục chính và cách thấu kính 1m Tách nửa thấu kính khoảng cho ảnh S cho nửa thấu kính cách 4mm.Màn quan sát đặt cách mặt phẳng chứa S S khoảng D =3m.Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng thứ 10 là 4,10mm.Tìm giá trị đúng bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm : A 0,650 µ m B 0,457 µ m C 0,547 µ m D.0,547mm Câu 16: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng, khoảng cách khe là a = 2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến màn là 2m Sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40 µ m đến 0,75 µ m Trên màn quan sát thu các dải quang phổ , bề rộng dải quang phổ thứ kể từ vân sáng trung tâm là A 0,45mm B 0,60mm C 0,70mm D 0,85mm Câu 17: Thực giao thoa ánh sáng lưỡng lăng kính Fre- nen có góc chiết quang A = 25 / , chiết suất n = 1,5 Nguồn sáng S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,60 µ m và đặt cách các lăng kính 0,5m, màn đặt cách nguồn E 2,5m Khoảng vân có thể nhận giá trị đúng nào các giá trị sau: C 0,40mm D 0,55mm A 0,45mm B 0,14mm Câu 18: Trên màn ảnh đặt song song và cách xa mặt phẳng chứa nguồn S S : D = 0,5m người ta đo đước bề rộng hệ vân bao gồm 16 vân sáng liên tiếp 4,5mm, tần số ánh sáng dùng thí nghiệm là f = 5.10 14 Hz Xác định khoảng cách a nguồn A 1mm B 1,2mm C 0,5mm D µ m Câu 19: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng, khoảng cách khe là 1mm, khoảng cách từ khe đến màn là 1m Chiếu đồng thời ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,5 µ m và λ2 = 0,75 µ m Xét M là vân sáng là vân sáng bậc vân sáng ứng với bước sóng λ1 và N là vân sáng là vân sáng bậc vân sáng ứng với bước sóng λ2 , M, N cùng phía vân sáng trung tâm, trên MN ta đếm A vân sáng B vân sáng C vân sáng D vân sáng Câu 20: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng, khoảng cách khe là 3mm, khoảng cách từ khe đến màn là 2m Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 µ m Sau đó đặt toàn thí nghiệm vào nước có chiết suất 4/3, khoảng vân quan sát trên màn là bao nhiêu? A i =0,4m B 0,3m C 0,4mm D 0,3mm Câu 21: Trong thí nghiệm giao thao ánh sáng Iâng ,khoảng cách khe là a = 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến màn là D = 1m, đo khoảng cách từ vân BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 33 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com sáng thứ tư đến sáng thứ 10 cùng phía vân sáng trung tâm là 2,4mm Màu ánh sáng dùng thí nghiệm là A màu đỏ B màu lục C màu chàm D màu tím Câu 21: Một hệ gương Fre- nen gồm gương phẳng G và G đặt lệch góc α = 15 / Một khe sáng hẹp S song song với giao tuyến I gương và cách I khoảng 18cm Một màn E cách I 2,96m và song với S S Với kích thước gương đủ lớn, hãy tìm độ rộng lớn vùng giao thoa trên màn A 2,54mm B 25,4mm C 20,4mm D giá trị khác Câu 22: Một hệ gương Fre- nen gồm gương phẳng G và G đặt lệch góc α = 15 / Một khe sáng hẹp S song song với giao tuyến I gương và cách I khoảng 18cm Một màn E cách I 2,96m và song với S S Nếu dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,650 µ m, hãy chọn giá trị đúng khoảng vân và số vân sáng quan sát trên màn A 1,3mm và 21 vân B 1,1mm và 21 vân C 1,3mm và 19 vân D.1,5mm và 22 vân Câu 23: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe I- âng a = 0,6mm, D = 2m, λ = 0,60 µ m Đặt sau khe S (phía trên) mỏng thủy tinh suốt có bề dày 10 µ m và có chiết suất 1,5 Hỏi vân trung tâm dịch chuyển nào? A Dịch chuyển lên trên 1,67mm B Dịch chuyển xuống 1,67mm C Dịch chuyển lên trên 1,67cm D Dịch chuyển xuống 2,67mm Câu 24: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe I - âng a = 0,6mm, D =2m, λ =0,60 µ m Khe S cách mặt phẳng chứa khe 80cm Tịnh tiến khe S xuống đoạn tối thiểu ∆ S thì cường độ chùm sáng O chuyển từ cực đại sang cực tiểu Chọn giá trị đúng ∆ S A 0,8mm B 4mm C 0,4mm D 0,2mm 14 Câu 25: Hai nguồn sóng ánh sáng kết hợp S1, S2 có tần số f = 10 Hz, cách 1mm, cho hệ vân giao thoa trên màn ảnh đặt song song , cách hai nguồn đó khoảng 1m Cho c = 3.108 m/s Khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc là A 25mm B 0,5 mm C 2,5 mm D 2mm Câu 26: Trong thí nghiệm giao thao ánh sáng Iâng, khoảng cách khe là a = 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến màn là D=1,5m Khoảngcách vân sáng liên tiếp là 3.6mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm này là A 0,4 µ m B 0,6 µ m C 0,76 µ m D 0,48 µ m Câu 27: Dùng thấu kính Bi-ê có tiêu cự 50cm, điểm sáng S đặt trên trục chính và cách thấu kính 1m Tách nửa thấu kính khoảng cho ảnh S cho nửa thấu kính cách 4mm.Màn quan sát đặt cách mặt phẳng chứa S S :3m.Tìm độ rộng vùng giao thoa trên màn A 10mm B 15mm C 20mm D 10cm Câu 28: Trong thí nghiệm Young, các khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng 0,4µm ≤ λ ≤ 0,75µm Khoảng cách hai khe là 0,3mm, khoảng cách hai khe đến màn là 3m Bề rộng quang phổ bậc hai quan sát trên màn là A ∆x = 11mm B.∆x = 5mm C ∆x = 9mm D ∆x = 7mm Câu 29 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, hai khe sáng cách 1mm, hai khe đến màn 2m, khoảng cách hai tối liên tiếp là 0,12mm Bước sóng và màu sắc là A 0,6µm, màu lục B 0,6µm, màu vàng BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 34 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C 0,5µm, màu lục D 0,5µm, màu vàng Câu 30 Trong giao thoa vớí khe Young có a = 1,5mm, D = 3m, người ta đếm có tất vân sáng mà khoảng cách hai vân sáng ngoài cùng là 9mm Tìm λ A.0,75µm B.0,55µm C 0,4µm D.0,6µm Câu 33: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với bán thấu kính Billet, thấu kính L có bán kính đường rìa 2cm và có tiêu cự 0,5m, nguồn sáng đơn sắc S có bước sóng λ = 0,6µm , đặt cách L khoảng 1m Thấu kính L cưa đôi và đặt cách 1mm Tính khoảng cách a = S1S2 hai ảnh S1 và S2 S qua hai nửa thấu kính Đặt màn M cách hai nửa thấu kính khoảng 1,5m Tính số vân sáng quan sát trên màn (ĐS: a = 2mm; NS = 17 vân sáng) Câu 34: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Young, khoảng cách hai khe là 0,6mm; khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn là 2m Hai khe chiếu ánh sáng có λ = 550nm Tính khoảng vân i ? Nếu chiếu vào hai khe ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 µ m ≤ λ ≤ 0,76 µ m thì vị trí vân sáng bậc ánh sáng có bước sóng 550nm còn có vân sáng bậc các ánh sáng đơn sắc nào ? (ĐS: i = 1,83mm; 730nm; 550nm; 440nm) “Biết phải biết thật, tài phải tài thật” 1C 11 D 21 D 2A 12B 22C 3D 13B 4D 14D ĐÁP ÁN ĐỀ 30 5A 6D 15C 16C 7C 17C 8A 18A 9A 19A 10C 20D CHỦ ĐỀ 3: QUANG PHỔ VÀ CÁC LOẠI TIA PHẦN I.KIẾN THỨC CHUNG Máy quang phổ: a Định nghĩa: Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành thành phần đơn sắc khác b Cấu tạo: + Ống chuẩn trực là tạo chùm tia song song + Lăng kính để phân tích song song thành thành phần đơn sắc song song khác + Buồng ảnh là kính ảnh đặt tiêu điểm ảnh thấu kính L2 để quan sát quang phổ c Nguyên tắc hoạt động: + Chùm tia qua ống chuẩn trực là chùm tia song song đến lăng kính + Qua lăng kính chùm sáng bị phân tích thành các thành phần đơn sắc song song + Các chùm tia đơn sắc qua buồng ảnh hội tụ trên kính ảnh Quang phổ liên tục: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 35 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com a Định nghĩa: Quang phổ liên tục là dải màu biến thiên liên tục, quang phổ liên tục ánh sáng là dải màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím b Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng, chất khí có tỉ khối lớn nóng sáng phát quang phổ liên tục c Đặc điểm, tính chất: Qp liên tục không phụ thuộc thành phần hóa học nguồn phát mà phụ thuộc vào nhiệt nguồn phát + Ở nhiệt độ 5000 C , các vật bắt đầu phát ánh sáng màu đỏ; nhiệt độ 2500K đến 3000K các vật phát quang phổ liên tục có màu biến thiên từ đỏ đến tím Nhiệt độ bề Mặt Trời khoảng 6000K , ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng Quang phổ vạch phát xạ: a Định nghĩa: Qp vạch phát xạ là loại quang phổ gồm vạch màu đơn sắc nằm trên tối b Các chất khí hay có áp suất thấp bị kích thích phát c Đặc điểm: + Các chất khí hay áp suất thấp khác cho quang phổ vạch khác số lượng vạch, vị trí, màu sắc các vạch và độ sáng tỉ đối các vạch + Mổi chất khí hay áp suất thấp có quang phổ vạch đặc trưng Quang phổ vạch hấp thụ: a Định nghĩa: Qp vạch hấp thụ là hệ thống các vạch tối nằm trên quang phổ liên tục b Cách tạo: + Chiếu vào khe máy quang phổ ánh sáng trắng ta nhận quang phổ liên tục + Đặt đèn Natri trên đường truyền tia sáng trước đến khe máy quang phổ, trên quang phổ xuất các vạch tối đúng vị trí các vạch vàng quang phổ vạch phát xạ Natri c Điều kiện: Nhiệt độ đám khí hay hấp thụ phải thấp nhiệt độ nguồn sáng phát qplt d Hiện tượng đảo sắc: Ở nhiệt độ định, đám khí hay có khả phát ánh sáng đơn sắc nào thì nó có khả hấp thụ ánh sáng đơn sắc đó Chú ý: Quang phổ Mặt Trời mà ta thu trên Trái Đất là quang phổ hấp thụ, Bề mặt Mặt Trời phát quang phổ liên tục IV SÓNG ĐIỆN TỪ Loại sóng Tia gamma Tia Roengent Tia tử ngoại Ánh sáng nhìn thấy Tia hồng ngoại Bước sóng Sóng vô tuyến 10 m trở lên Dưới 10 10 −12 −12 Chú ý c λ= f m −9 m đến 10 m −9 −7 10 m đến 3,8.10 m −7 −7 3, 8.10 m đến 7,6.10 m −7 −3 7, 6.10 m đến 10 m −3 Vùng đỏ Vùng cam Vùng vàng Vùng lục Vùng lam Vùng chàm Vùng tím λ : 0, 640 µ m ÷ 0, 760 µ m λ : 0, 590 µ m ÷ 0, 650 µ m λ : 0, 570 µ m ÷ 0, 600 µ m λ : 0, 500 µ m ÷ 0, 575µ m λ : 0, 450 µ m ÷ 0, 510 µ m λ : 0, 440 µ m ÷ 0, 460 µ m λ : 0, 38 µ m ÷ 0, 440 µ m Tia hồng ngoại: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 36 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com a Định nghĩa: Tia hồng ngoại là xạ không nhìn thấy, có bước sóng lớn bước sóng cùa ánh sáng đỏ ( λ > 0, 76 µ m ) b Nguồn phát sinh: + Các vật bị nung nóng 5000 C phát tia hồng ngoại + Có 50% lượng Mặt Trời thuộc vùng hồng ngoại + Nguồn phát tia hồng ngoại thường là các đèn dây tóc Vonfram nóng sáng có công suất từ 250W − 1000W c Tính chất, tác dụng: + Có chất là sóng điện từ + Tác dụng bật là tác dụng nhiệt + Tác dụng lên loại kính ảnh đặc biệt gọi là kính ảnh hồng ngoại + Bị nước hấp thụ + Có khả gây số phản ứng hoá học + Có thể biến điệu sóng điện từ cao tần + Có thể gây gây tượng quang điện cho số chất bán dẫn d Ứng dụng: Sấy khô sản phẩm, sưởi ấm, chụp ảnh hồng ngoại Tia tử ngoại: a Định nghĩa: Tia hồng ngoại là xạ không nhìn thấy, có bước sóng nhỏ bước sóng cùa ánh sáng tím ( λ < 0,38µ m ) b Nguồn phát sinh: + Các vật bị nung nóng trên 30000 C phát tia tử ngoại + Có 9% lượng Mặt Trời thuộc vùng tử ngoại + Nguồn phát tia tử ngoại là các đèn thủy ngân phát tia tử ngoại c Tính chất, tác dụng: + Có chất là sóng điện từ + Tác dụng mạnh lên kính ảnh + Làm phát quang số chất + Tác dụng làm ion hóa chất khí + Gây số phản ứng quang hóa, quang hợp + Gây hiệu ứng quang điện + Tác dụng sinh học: hủy hoại tế bào, giết chết vi khuẩn, … + Bị thủy tinh, nước hấp thụ mạnh Thạch anh gần suốt các tia tử ngoại d Ứng dụng: Chụp ảnh; phát các vết nứt, xước trên bề mặt sản phẩm; khử trùng; chữa bệnh còi xương Tia Rơnghen ( Tia X) : a Định nghĩa: Tia X là xạ điện từ có bước sóng từ 10−12 m đến 10−8 m (tia X cứng, tia X mềm) b Cách tạo tia Rơnghen: Khi chùm tia catốt đập vào kim loại có nguyên tử lượng phát c Tính chất, tác dụng: + Khả đâm xuyên mạnh + Tác dụng mạnh lên kính ảnh + Làm ion hóa không khí + Làm phát quang nhiều chất + Gây tượng quang điện cho hầu hết các kim loại BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 37 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com + Tác dụng sinh lí: hủy diệt tế bào, diệt tế bào, diệt vi khuẩn, d.Ứng dụng: Dò khuyết tật bên các sản phẩm, chụp điện, chiếu điện, chữa bệnh ung thư nông, đo liều lượng tia X … Trong ống Culitgiơ: mv = eU = hf = hc 0AK max max λmin BÀI TOÁN SỰ TẠO THÀNH TIA X - (TÌM BƯỚC SÓNG NHỎ NHẤT TIA RONGHEN) VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một đèn phát xạ có tần số f = 1014 Hz Bức xạ này thuộc vùng nào thang sóng điện từ? HD Ta có: λ = c = 3.10-7 m Bức xạ này thuộc vùng tử ngoại thang sóng điện từ f VD2 Một ống Rơnghen phát xạ có bước sóng ngắn là 0,04 nm Xác định hiệu điện cực đại hai cực ống HD :Ta có: eUAK ≥ ε = hc λ UAKmax = hc eλmin = 31.103 V VD3 Một ống Cu-lit-giơ có công suất trung bình 400 W, điện áp hiệu dụng anôt và catôt là 10 kV Tính: a) Cường độ dòng điện hiệu dụng qua ống b) Tốc độ cực đại các electron tới anôt HD : a) Ta có: I = b) Ta có: P = 0,04 A U mv 2max = eU0 = eU 2 vmax = 2eU = 7.107 m/s m VD4 Chùm tia X phát từ ống Cu-lít-giơ có tần số lớn là 6,4.1018 Hz Bỏ qua động các êlectron bứt khỏi catôt Tính hiệu điện anôt và catôt ống tia X HD Ta có: eUAK = hfmax UAK = hf max = 26,5.103 V e VD5 Hiệu điện hai điện cực ống Cu-lít-giơ (ống tia X) là UAK = 2.104 V, bỏ qua động ban đầu êlectron bứt khỏi catốt Tính tần số lớn tia X mà ống có thể phát HD : Ta có: eUAK = hfmax fmax = eU AK = 0,483.10-19 Hz h BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 38 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD6 Ống Rơnghen đặt hiệu điện UAK = 19995 V Động ban đầu của các electron bứt khỏi catôt là 8.10-19 J Tính bước sóng ngắn tia X mà ống có thể phát HD : Ta có: eUAK ≥ ε = hc λ λmin = hc = 6,2.10-8 m eU AK VD7 Khi tăng điện áp hai cực ống Cu-lit-giơ thêm kV thì tốc độ các electron tới anôt tăng thêm 8000 km/s Tính tốc độ ban đầu electron và điện áp ban đầu hai cực ống Cu-lit-giơ mv ; e(U + ∆U) = eU + e∆U = m(v + ∆v)2 2 2 mv + e∆U = mv + mv∆v + m∆v 2 e∆U − m∆v mv 2 e∆U = mv∆v + m∆v v= = 84.10 m/s; U = = 2.105 V 2e m∆v HD: Ta có: eU = VD8 Trong ống Cu-lit-giơ, tốc độ electron tới anôt là 50000km/s Để giảm tốc độ này xuống còn 10000 km/s thì phải giảm điện áp hai đầu ống bao nhiêu? HD Ta có: eU = mv ; e(U - ∆U) = eU - e∆U = m(v - ∆v)2 2 mv2 - e∆U = mv2 - mv∆v + m∆v2 2 mv∆v − m∆v 2 ∆U = = 6825 V e PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 31 QUANG PHỔ VÀ CÁC LOẠI TIA Câu 1: Bức xạ có bước sóng khoảng từ 10-9m đến 3,8.10-7m là A tia X B tia tử ngoại C tia hồng ngoại D ánh sáng nhìn thấy Câu 2: Tia nào sau đây khó quan sát tượng giao thoa ? A Tia hồng ngoại B Tia tử ngoại C Tia X D Ánh sáng nhìn thấy Câu 3: Cơ thể người nhiệt độ 37 C phát xạ nào các loại xạ sau ? A Tia hồng ngoại B Tia tử ngoại C Tia X D xạ nhìn thấy Câu 4: Quang phổ vạch chất khí loãng có số lượng vạch và vị trí các vạch A phụ thuộc vào nhiệt độ B phụ thuộc vào áp suất C phụ thuộc vào cách kích thích D phụ thuộc vào chất chất khí Câu 5: Quang phổ liên tục vật BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 39 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A phụ thuộc vào chất vật B phụ thuộc vào nhiệt độ vật C phụ thuộc chất và nhiệt độ D không phụ thuộc chất và nhiệt độ Câu 6: Khi vật hấp thụ ánh sáng phát từ nguồn, thì nhiệt độ vật A thấp nhiệt độ nguồn B nhiệt độ nguồn C cao nhiệt độ nguồn D có thể có giá trị bất kì Câu 7: Quang phổ gồm dải màu từ đỏ đến tím là A quang phổ vạch phát xạ B quang phổ vạch hấp thụ C quang phổ liên tục D ba loại quang phổ trên Câu 8: Quang phổ các vật phát ánh sáng sau, quang phổ nào là quang phổ liên tục ? A Đèn thủy ngân B Đèn dây tóc nóng sáng C Đèn Natri D Đèn Hiđrô Câu 9: Bức xạ có bước sóng λ = 0,3 µ m A thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy B là tia hồng ngoại C là tia tử ngoại D là tia X Câu 10: Bức xạ có bước sóng λ = 0,6 µ m A thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy B là tia hồng ngoại C là tia tử ngoại D là tia X Câu 11: Bức xạ có bước sóng λ = 1,0 µ m A thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy B là tia hồng ngoại C là tia tử ngoại D là tia X Câu 12: Tác dụng bật tia hồng ngoại là A tác dụng nhiệt B làm iôn hóa không khí C làm phát quang số chất D tác dụng sinh học Câu 13: Nguồn sáng nào không phát tia tử ngoại A Mặt Trời B Hồ quang điện C Đèn thủy ngân D Cục than hồng Câu 14: Chọn câu sai Tia tử ngoại A không tác dụng lên kính ảnh B kích thích số chất phát quang C làm iôn hóa không khí D gây phản ứng quang hóa Câu 15: Tia nào sau đây không các vật bị nung nóng phát ? A Ánh sáng nhìn thấy B Tia hồng ngoại D Tia X C Tia tử ngoại Câu 16: Động electrôn ống tia X đến đối catốt phần lớn A bị hấp thụ kim loại làm catốt B biến thành lượng tia X C làm nóng đối catốt D bị phản xạ trở lại Câu 17: Tính chất bật tia X là A tác dụng lên kính ảnh B làm phát quang số chất C làm iôn hóa không khí D khả đâm xuyên Câu 18: Quang phổ ánh sáng Mặt Trời phát là A quang phổ vạch phát xạ B quang phổ liên tục C quang phổ vạch hấp thụ D quang phổ đám Câu 19: Quang phổ ánh sáng Mặt Trời phát thu trên Trái Đất là A quang phổ vạch phát xạ B quang phổ liên tục C quang phổ vạch hấp thụ D quang phổ đám Câu 20: Có thể nhận biết tia X A chụp ảnh B tế bào quang điện C màn huỳnh quang D các câu trên đúng Câu 21: Quang phổ gồm dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 40 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A quang phổ liên tục B quang phổ vạch hấp thụ C quang phổ đám D quang phổ vạch phát xạ Câu 22: Điều nào sau đây là không đúng nói quang phổ liên lục ? A Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo nguồn sáng B Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng C Quang phổ liên tục là vạch màu riêng biệt trên tối D Quang phổ liên tục các vật rắn, nóng khí có tỉ khối lớn bị nung nóng phát Câu 23: Vạch quang phổ thực chất là A vạch sáng, tối trên các quang phổ B xạ đơn sắc, tách từ chùm sáng phức tạp C ảnh thật khe máy quang phổ tạo chùm sáng đơn sắc D thành phần cấu tạo máy quang phổ Câu 24: Quang phổ liên lục phát hai vật khác thì A hoàn toàn khác nhiệt độ B hoàn toàn giống nhiệt độ C giống nhau, vật có nhiệt độ phù hợp D giống nhau, chúng có cùng nhiệt độ Câu 25: Quang phổ vạch hấp thụ là A quang phổ gồm các vạch màu riêng biệt trên tối B quang phổ gồm vạch màu biến đổi liên tục C quang phổ gồm vạch tối trên quang phổ liên tục D quang phổ gồm vạch tối trên sáng Câu 26: Quang phổ nào sau đây là quang phổ vạch phát xạ A ánh sáng từ nhẫn nung đỏ B ánh sáng Mặt Trời thu trên Trái Đất C ánh sáng từ bút thử điện D ánh sáng từ dây tóc bóng đèn nóng sáng Câu 27: Chọn câu đúng Tia hồng ngoại và tia tử ngoại A là sóng điện từ có tần số khác B không có các tượng phản xạ, khúc xạ, giao thoa C có tia hồng ngoại làm đen kính ảnh D có tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt Câu 28: Chọn kết luận đúng Tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia gamma là A sóng vô tuyến, có bước sóng khác B sóng học, có bước sóng khác C sóng ánh sáng có bước sóng giống D sóng điện từ có tần số khác Câu 29: Chọn câu trả lời không đúng: A Tia X phát bới nhà Bác học Rơnghen B Tia X có lượng lớn vì có bước sóng lớn C Tia X không bị lệch điện trường và từ trường D Tia X là sóng điện từ Câu 30: Ở nhiệt độ định chất: A có thể hấp thụ xạ đơn sắc nào thì có thể phát xạ đơn sắc đó B có thể hấp thụ xạ đơn sắc nào thì không thể phát xạ đơn sắc đó BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 41 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C xạ đơn sắc, mà nó có thể hấp thụ hay phát ra, phụ thuộc vào nhiệt độ D xạ đơn sắc, mà nó có thể hấp thu hay phát ra, phụ thuộc vào áp suất Câu 31: Bức xạ hồng ngoại là xạ A đơn sắc, có màu hồng B đơn sắc, không màu đầu đỏ quang phổ C có bước sóng nhỏ 0,4 µ m D có bước sóng từ 0,75 µ m đến 10-3m Câu 32: Tia Rơnghen phát ống Rơnghen là A từ trường dòng eleectron chuyển động từ catốt sang đối catốt bị thay đổi mạnh electron bị hãm đột ngột đối catốt B đối catốt bị nung nóng mạnh C phát xạ electron từ đối catốt D các electron lượng cao xuyên sâu vào các lớp vỏ bên nguyên tử đối catốt, tương tác với hạt nhân và các lớp vỏ này Câu 33: Quang phổ hồng ngoại nước có vạch màu bước sóng là 2,8 µm Tần số dao động sóng này là A 1,7.1014Hz B 1,07.1014Hz C 1,7.1015Hz D 1,7.1013Hz Câu 34: Tia hồng ngoại phát A các vật nung nóng(đến nhiệt độ cao) B các vật có nhiệt độ trên 00C C các vật có nhiệt độ lớn 0(K) D vật có nhiệt độ cao môi trường xung quanh Câu 35: Khi tăng dần nhiệt độ dây tóc đèn điện, thì quang phổ ánh sáng nó phát thay đổi nào sau đây? A Sáng dần lên, đủ bảy màu cầu vồng B Ban đầu có màu đỏ, sau có thêm màu cam, màu vàng, cuối cùng nhiệt độ đủ cao, có đủ bảy màu, không sáng thêm C Vừa sáng dần thêm, vừa trải rộng dần, từ màu đỏ, qua các màu cam, vàng, cuối cùng, nhiệt độ đủ cao, có đủ bảy màu D Hoàn toàn không thay đổi gì Câu 36: Hiện tượng đảo vạch quang phổ, nhiệt độ t đám hấp thụ phải đủ lớn để có thể phát xạ và so với nhiệt độ t0 nguồn sáng trắng thì: A t > t0 B t < t0 C t = t0 D t có giá trị bất kì Câu 37: Điều nào sau đây đúng nói quang phổ liên tục ? A Dùng để xác định bước sóng ánh sáng B Dùng để xác định thành phần cấu tạo các vật phát sáng C Để xác định nhiệt độ nguồn sáng D Quang phổ liên tục phụ thuộc vào thành phần cấu tạo nguồn sáng Câu 38: Phát biểu nào sau đây là không đúng nói quang phổ vạch phát xạ ? A Quang phổ vạch phát xạ các chất khí hay áp suất thấp bị kích thích phát sáng B Là hệ thống gồm các vạch màu riêng rẽ trên tối C Quang phổ vạch phát xạ gồm vạch màu liên tục nằm trên tối D Mỗi nguyên tố hoá học trạng thái khí hay phát sáng áp suất thấp cho quang phổ vạch đặc trưng cho nguyên tố đó Câu 39: Sắp xếp theo thứ tự giảm dần tần số các sóng điện từ sau: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 42 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A Ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia tử ngoại B Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, ánh sáng thấy C Tia tử ngoại, ánh sáng thấy được, tia hồng ngoại D Ánh sáng thấy được, tia tử ngoại, tia hồng ngoại Câu 40(07): Hiện tượng đảo sắc vạch quang phổ (đảo vạch quang phổ) cho phép kết luận A cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, chất hấp thụ và xạ các ánh sáng có cùng bước sóng B các vạch tối xuất trên quang phổ liên tục là giao thoa ánh sáng C cùng điều kiện, chất hấp thụ xạ ánh sáng D nhiệt độ xác định, chất hấp thụ xạ nào mà nó có khả phát xạ và ngược lại, nó phát xạ mà nó có khả hấp thụ Câu 41(08): Tia Rơnghen có A cùng chất với sóng âm B bước sóng lớn bước sóng tia hồng ngoại C cùng chất với sóng vô tuyến D điện tích âm Câu 42(08): Phát biểu nào sau đây là đúng nói quang phổ ? A Quang phổ liên tục nguồn sáng nào thì phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng B Mỗi nguyên tố hóa học trạng thái khí hay nóng sáng áp suất thấp cho quang phổ vạch riêng, đặc trưng cho nguyên tố đó C Để thu quang phổ hấp thụ thì nhiệt độ đám khí hay hấp thụ phải cao nhiệt độ nguồn sáng phát quang phổ liên tục D Quang phổ hấp thụ là quang phổ ánh sáng vật rắn phát vật đó nung nóng Câu 43(09): Phát biểu nào sau đây là đúng ? A Chất khí hay áp suất thấp kích thích nhiệt hay điện cho quang phổ liên tục B Chất khí hay kích thích nhiệt hay điện luôn cho quang phổ vạch C Quang phổ liên tục nguyên tố nào thì đặc trưng cho nguyên tố D Quang phổ vạch nguyên tố nào thì đặc trưng cho nguyên tố Câu 44(09): Quang phổ liên tục A phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn phát mà không phụ thuộc vào chất nguồn phát B phụ thuộc vào chất và nhiệt độ nguồn phát C không phụ thuộc vào chất và nhiệt độ nguồn phát D phụ thuộc vào chất nguồn phát mà không phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn phát “Vàng kim có cái giá nó, kiến thức thì vô giá” 1B 11 B 21 A 2C 12A 22C 3A 13D 23C 4D 14A 24D ĐÁP ÁN ĐỀ 31 5B 6A 15D 16C 25C 26C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 43 7C 17D 27A 8B 18B 28D 9C 19C 29B CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG 10A 20D 30A ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 31D 41C 32D 42B 33B 43D http://lophocthem.com 34C 44A 35C 36B - vuhoangbg@gmail.com 37C 38C 39C 40D SÓNG ÁNH SÁNG ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM Câu 1(CĐ 2007): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách khoảng a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1,5 m Hai khe chiếu xạ có bước sóng λ = 0,6 µm Trên màn thu hình ảnh giao thoa Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm (chính giữa) khoảng 5,4 mm có vân sáng bậc (thứ) A B C D Câu 2(CĐ 2007): Quang phổ liên tục nguồn sáng J A phụ thuộc vào thành phần cấu tạo và nhiệt độ nguồn sáng J B không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo và nhiệt độ nguồn sáng J C không phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng J, mà phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng đó D không phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng J, mà phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng đó Câu 3(CĐ 2007): Tia hồng ngoại và tia Rơnghen có chất là sóng điện từ, có bước sóng dài ngắn khác nên A chúng bị lệch khác từ trường B có khả đâm xuyên khác C chúng bị lệch khác điện trường D chúng sử dụng y tế để chụp X-quang (chụp điện) Câu 4(CĐ 2007): Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là sai? A Ánh sáng trắng là tổng hợp (hỗn hợp) nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím B Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính C Hiện tượng chùm sáng trắng, qua lăng kính, bị tách thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác là tượng tán sắc ánh sáng D Ánh sáng Mặt Trời phát là ánh sáng đơn sắc vì nó có màu trắng Câu 5(CĐ 2007): Một dải sóng điện từ chân không có tần số từ 4,0.1014 Hz đến 7,5.1014 Hz Biết vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108 m/s Dải sóng trên thuộc vùng nào thang sóng điện từ? A Vùng tia Rơnghen B Vùng tia tử ngoại C Vùng ánh sáng nhìn thấy D Vùng tia hồng ngoại Câu 6(ĐH – 2007): Hiện tượng đảo sắc vạch quang phổ (đảo vạch quang phổ) cho phép kết luận A cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, chất hấp thụ và xạ các ánh sáng có cùng bước sóng B nhiệt độ xác định, chất hấp thụ xạ nào mà nó có khả phát xạ và ngược lại, nó phát xạ mà nó có khả hấp thụ C các vạch tối xuất trên quang phổ liên tục là giao thoa ánh sáng D cùng điều kiện, chất hấp thụ xạ ánh sáng Câu 7(ĐH – 2007): Bước sóng các xạ màu lục có trị số là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 44 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 0,55 nm B 0,55 mm C 0,55 µm D 55 nm -9 -7 Câu 8(ĐH – 2007): Các xạ có bước sóng khoảng từ 3.10 m đến 3.10 m là A tia tử ngoại B ánh sáng nhìn thấy C tia hồng ngoại D tia Rơnghen Câu 9(ĐH – 2007): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát 1,5 m Khoảng cách vân sáng liên tiếp là 3,6 mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm này C 0,60 µm D 0,76 A 0,48 µm B 0,40 µm µm Câu 10(ĐH – 2007): Từ không khí người ta chiếu xiên tới mặt nước nằm ngang chùm tia sáng hẹp song song gồm hai ánh sáng đơn sắc: màu vàng, màu chàm Khi đó chùm tia khúc xạ A gồm hai chùm tia sáng hẹp là chùm màu vàng và chùm màu chàm, đó góc khúc xạ chùm màu vàng nhỏ góc khúc xạ chùm màu chàm B là chùm tia sáng hẹp song song C gồm hai chùm tia sáng hẹp là chùm màu vàng và chùm màu chàm, đó góc khúc xạ chùm màu vàng lớn góc khúc xạ chùm màu chàm D là chùm tia màu vàng còn chùm tia màu chàm bị phản xạ toàn phần Câu 11(CĐ 2008): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 540 nm thì thu hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoảng vân i1 = 0,36 mm Khi thay ánh sáng trên ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ2 = 600 nm thì thu hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoảng vân A i2 = 0,60 mm B i2 = 0,40 mm C i2 = 0,50 mm D i2 = 0,45 mm Câu 12(CĐ 2008): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc Biết khoảng cách hai khe hẹp là 1,2 mm và khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 0,9 m Quan sát hệ vân giao thoa trên màn với khoảng cách vân sáng liên tiếp là 3,6 mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm là A 0,50.10-6 m B 0,55.10-6 m C 0,45.10-6 m D 0,60.10-6 m Câu 13(CĐ 2008): Ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz truyền chân không với bước sóng 600 nm Chiết suất tuyệt đối môi trường suốt ứng với ánh sáng này là 1,52 Tần số ánh sáng trên truyền môi trường suốt này A nhỏ 5.1014 Hz còn bước sóng 600 nm B lớn 5.1014 Hz còn bước sóng nhỏ 600 nm C 5.1014 Hz còn bước sóng nhỏ 600 nm D 5.1014 Hz còn bước sóng lớn 600 nm Câu 14(CĐ 2008): Tia hồng ngoại là xạ có A chất là sóng điện từ B khả ion hoá mạnh không khí C khả đâm xuyên mạnh, có thể xuyên qua lớp chì dày cỡ cm D bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng đỏ Câu 15(CĐ 2008): Khi nói tia tử ngoại, phát biểu nào đây là sai? A Tia tử ngoại có tác dụng mạnh lên kính ảnh B Tia tử ngoại có chất là sóng điện từ C Tia tử ngoại có bước sóng lớn bước sóng ánh sáng tím D Tia tử ngoại bị thuỷ tinh hấp thụ mạnh và làm ion hoá không khí Câu 16(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng (Y-âng), khoảng cách hai khe là 2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 45 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com là 1,2m Chiếu sáng hai khe ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm và 660 nm thì thu hệ vân giao thoa trên màn Biết vân sáng chính (trung tâm) ứng với hai xạ trên trùng Khoảng cách từ vân chính đến vân gần cùng màu với vân chính là A 4,9 mm B 19,8 mm C 9,9 mm D 29,7 mm Câu 17(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008):: Tia Rơnghen có A cùng chất với sóng âm B bước sóng lớn bước sóng tia hồng ngoại C cùng chất với sóng vô tuyến D điện tích âm Câu 18(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008):: Phát biểu nào sau đây là sai nói ánh sáng đơn sắc? A Chiết suất môi trường suốt ánh sáng đỏ lớn chiết suất môi trường đó ánh sáng tím B Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính C Trong cùng môi trường truyền, vận tốc ánh sáng tím nhỏ vận tốc ánh sáng đỏ D Trong chân không, các ánh sáng đơn sắc khác truyền với cùng vận tốc Câu 19(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008):: Phát biểu nào sau đây là đúng nói quang phổ? A Quang phổ liên tục nguồn sáng nào thì phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng B Mỗi nguyên tố hóa học trạng thái khí hay nóng sáng áp suất thấp cho quang phổ vạch riêng, đặc trưng cho nguyên tố đó C Để thu quang phổ hấp thụ thì nhiệt độ đám khí hay hấp thụ phải cao nhiệt độ nguồn sáng phát quang phổ liên tục D Quang phổ hấp thụ là quang phổ ánh sáng vật rắn phát vật đó nung nóng Câu 20(Đề thi cao đẳng năm 2009): Khi nói quang phổ, phát biểunào sau đây là đúng? A Các chất rắn bị nung nóng thì phát quang phổ vạch B Mỗi nguyên tố hóa học có quang phổ vạch đặc trưng nguyên tố C Các chất khí áp suất lớn bị nung nóng thì phát quang phổ vạch D Quang phổ liên tục nguyên tố nào thì đặc trưng cho nguyên tố đó Câu 21(Đề thi cao đẳng năm 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe là mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m và khoảng vân là 0,8 mm Cho c = 3.108 m/s Tần số ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm là A 5,5.1014 Hz B 4,5 1014 Hz C 7,5.1014 Hz D 6,5 1014 Hz Câu 22(Đề thi cao đẳng năm 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là m Ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm có bước sóng 0,5 µm Vùng giao thoa trên màn rộng 26 mm (vân trung tâm chính giữa) Số vân sáng là A 15 B 17 C 13 D 11 Câu 23(Đề thi cao đẳng năm 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng gồm các xạ có bước sóng là λ1 = 750 nm, λ2 = 675 nm và λ3 = 600 nm Tại điểm M vùng giao thỏa trên màn mà hiệu khoảng cách đến hai khe 1,5 µm có vân sáng xạ A λ2 và λ3 B λ3 C λ1 D λ2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 46 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 24(Đề thi cao đẳng năm 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với nguồn sáng đơn sắc, hệ vân trên màn có khoảng vân i Nếu khoảng cách hai khe còn nửa và khoảng cách từ hai khe đến màn gấp đôi so với ban đầu thì khoảng vân giao thoa trên màn A giảm bốn lần B không đổi C tăng lên hai lần D tăng lên bốn lần Câu 25(Đề thi cao đẳng năm 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2m Trong hệ vân trên màn, vân sáng bậc cách vân trung tâm 2,4 mm Bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm là A 0,5 µm B 0,7 µm C 0,4 µm D 0,6 µm Câu 26(Đề thi cao đẳng năm 2009): Phát biểu nào sau đây là đúng? A Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng bị tán sắc qua lăng kính B Ánh sáng trắng là hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím C Chỉ có ánh sáng trắng bị tán sắc truyền qua lăng kính D Tổng hợp các ánh sáng đơn sắc luôn ánh sáng trắng Câu 27(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Phát biểu nào sau đây là đúng ? A Chất khí hay áp suất thấp kích thích nhiệt hay điện cho quang phổ liên tục B Chất khí hay kích thích nhiệt hay điện luôn cho quang phổ vạch C Quang phổ liên tục nguyên tố nào thì đặc trưng cho nguyên tố D Quang phổ vạch nguyên tố nào thì đặc trưng cho nguyên tố Câu 28(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Chiếu xiên chùm sáng hẹp gồm hai ánh sáng đơn sắc là vàng và lam từ không khí tới mặt nước thì A chùm sáng bị phản xạ toàn phần B so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch ít tia khúc xạ lam C tia khúc xạ là ánh sáng vàng, còn tia sáng lam bị phản xạ toàn phần D so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch ít tia khúc xạ vàng Câu 29(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Trong chân không, các xạ xếp theo thứ tự bước sóng giảm dần là: A tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia tử ngoại, tia Rơn-ghen B tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia Rơn-ghen, tia tử ngoại C ánh sáng tím, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia Rơn-ghen D tia Rơn-ghen, tia tử ngoại, ánh sáng tím, tia hồng ngoại Câu 30(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 µm đến 0,76µm Tại vị trí vân sáng bậc ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 µm còn có bao nhiêu vân sáng các ánh sáng đơn sắc khác? A B C D Câu 31(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Quang phổ liên tục A phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn phát mà không phụ thuộc vào chất nguồn phát B phụ thuộc vào chất và nhiệt độ nguồn phát C không phụ thuộc vào chất và nhiệt độ nguồn phát D phụ thuộc vào chất nguồn phát mà không phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn phát Câu 32(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2m Nguồn sáng dùng BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 47 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com thí nghiệm gồm hai xạ có bước sóng λ1 = 450 nm và λ2 = 600 nm Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm cùng phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm là 5,5 mm và 22 mm Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng hai xạ là D A B C Câu 33(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Khi nói tia hồng ngoại, phát biểu nào sau đây là sai? A Tia hồng ngoại có chất là sóng điện từ B Các vật nhiệt độ trên 20000C phát tia hồng ngoại C Tia hồng ngoại có tần số nhỏ tần số ánh sáng tím D Tác dụng bật tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt Câu 34 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 µm Khoảng cách hai khe là mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2,5 m, bề rộng miền giao thoa là 1,25 cm Tổng số vân sáng và vân tối có miền giao thoa là A 21 vân B 15 vân C 17 vân D 19 vân Câu 35 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Tia tử ngoại dùng A để tìm vết nứt trên bề mặt sản phẩm kim loại B y tế để chụp điện, chiếu điện C để chụp ảnh bề mặt Trái Đất từ vệ tinh D để tìm khuyết tật bên sản phẩm kim loại Câu 36 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai xạ đơn sắc, đó xạ màu đỏ có bước sóng λd = 720 nm và xạ màu lục có bước sóng λl (có giá trị khoảng từ 500 nm đến 575 nm) Trên màn quan sát, hai vân sáng gần và cùng màu với vân sáng trung tâm có vân sáng màu lục Giá trị λl là A 500 nm B 520 nm C 540 nm D 560 nm Câu 37 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm Khoảng cách hai khe là 0,8 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là m Trên màn, vị trí cách vân trung tâm mm có vân sáng các xạ với bước sóng B 0,40 µm và 0,60 µm A 0,48 µm và 0,56 µm C 0,45 µm và 0,60 µm D 0,40 µm và 0,64 µm Câu 38 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010) Quang phổ vạch phát xạ A các nguyên tố khác nhau, cùng nhiệt độ thì độ sáng tỉ đối các vạch B là hệ thống vạch sáng (vạch màu) riêng lẻ, ngăn cách khoảng tối C các chất rắn, chất lỏng chất khí có áp suất lớn phát bị nung nóng D là dải có màu từ đỏ đến tím nối liền cách liên tục Câu 39 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010) Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Nếu điểm M trên màn quan sát có vân tối thứ ba (tính từ vân sáng trung tâm) thì hiệu đường ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn A 2λ B 1,5λ C 3λ D 2,5λ Câu 40 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010) Chùm tia X phát từ ống tia X (ống Cu-lít-giơ) có tần số lớn là 6,4.1018 Hz Bỏ qua động các êlectron bứt khỏi catôt Hiệu điện anôt và catôt ống tia X là A 13,25 kV B 5,30 kV C 2,65 kV D 26,50 kV BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 48 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 41 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, các khe hẹp chiếu sáng ánh sáng đơn sắc Khoảng vân trên màn là 1,2mm Trong khoảng hai điểm M và N trên màn cùng phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm mm và 4,5 mm, quan sát A vân sáng và vân tối B vân sáng và vân tối C vân sáng và vân tối D vân sáng và vân tối Câu 42 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Khi nói tia hồng ngoại, phát biểu nào đây là sai? A Tia hồng ngoại có thể biến điệu sóng điện từ cao tần B Tia hồng ngoại có khả gây số phản ứng hóa học C Tia hồng ngoại có tần số lớn tần số ánh sáng đỏ D Tác dụng bật tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt Câu 43 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Trong các loại tia: Rơn-ghen, hồng ngoại, tự ngoại, đơn sắc màu lục; tia có tần số nhỏ là A tia tử ngoại B tia hồng ngoại C tia đơn sắc màu lục D tia Rơn-ghen Câu 44 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt không khí Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ và tím là 1,643 và 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai xạ đỏ và tím vào mặt bên lăng kính theo phương vuông góc với mặt này Góc tạo tia đỏ và tia tím sau ló khỏi mặt bên lăng kính xấp xỉ A 1,4160 B 0,3360 C 0,1680 D 13,3120 Câu 45 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Chiếu ánh sáng trắng nguồn nóng sáng phát vào khe hẹp F máy quang phổ lăng kính thì trên kính ảnh (hoặc kính mờ) buồng ảnh thu A ánh sáng trắng B dải có màu từ đỏ đến tím nối liền cách liên tục C các vạch màu sáng, tối xen kẽ D bảy vạch sáng từ đỏ đến tím, ngăn cách khoảng tối Câu 46 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010) Hiệu điện hai điện cực ống Cu-lít-giơ (ống tia X) là UAK = 2.104 V, bỏ qua động ban đầu êlectron bứt khỏi catốt Tần số lớn tia X mà ống có thể phát xấp xỉ A 4,83.1021 Hz B 4,83.1019 Hz C 4,83.1017 Hz D 4,83.1018 Hz Câu 47 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010) Một chất có khả phát ánh sáng phát quang với bước sóng 0, 55 µm Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào đây để kích thích thì chất này không thể phát quang? A 0, 35 µm B 0, 50 µm C 0, 60 µm D 0, 45 µm Câu 48 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu sáng đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng là λ1 và λ Trên màn quan sát có vân sáng bậc 12 λ1 trùng với vân sáng bậc 10 λ Tỉ số A B C λ1 λ2 D Câu 49 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Trong các nguồn xạ hoạt động: hồ quang điện, màn hình máy vô tuyến, lò sưởi điện, lò vi sóng; nguồn phát tia tử ngoại mạnh là A màn hình máy vô tuyến B lò vi sóng BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 49 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 C lò sưởi điện http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D hồ quang điện Câu 50 (ĐỀ ĐẠI HỌC 2011) : Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 (coi là góc nhỏ) đặt không khí Chiếu chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang, gần cạnh lăng kính Đặt màn E sau lăng kính, vuông góc với phương chùm tia tới và cách mặt phẳng phân giác góc chiết quang 1,2 m Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ là nđ = 1,642 và ánh sáng tím là nt = 1,685 Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím quang phổ liên tục quan sát trên màn là A 4,5 mm B 36,9 mm C 10,1 mm D 5,4 mm Câu 51(ĐỀ ĐẠI HỌC 2011): Chiếu từ nước không khí chùm tia sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng Tia ló đơn sắc màu lục là là mặt nước (sát với mặt phân cách hai môi trường) Không kể tia đơn sắc màu lục, các tia ló ngoài không khí là các tia đơn sắc màu: A tím, lam, đỏ B đỏ, vàng, lam C đỏ, vàng D lam, tím Câu 52(ĐỀ ĐẠI HỌC 2011): Thực thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc màu lam ta quan sát hệ vân giao thoa trên màn Nếu thay ánh sáng đơn sắc màu lam ánh sáng đơn sắc màu vàng và các điều kiện khác thí nghiệm giữ nguyên thì A khoảng vân tăng lên B khoảng vân giảm xuống C vị trí vân trung tâm thay đổi D khoảng vân không thay đổi Câu 53(ĐỀ ĐẠI HỌC 2011): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng là λ1 = 0,42µm, λ2 = 0,56µm và λ3 = 0,63µm Trên màn, khoảng hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, hai vân sáng hai xạ trùng ta tính là vân sáng thì số vân sáng quan sát là A 21 B 23 C 26 D 27 Câu 54(ĐỀ ĐẠI HỌC 2011): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe là 0,6 mm Khoảng vân trên màn quan sát đo là mm Từ vị trí ban đầu, tịnh tiến màn quan sát đoạn 25 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân trên màn là 0,8 mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm là A 0,64 µm B 0,50 µm C 0,45 µm D 0,48 µm Câu 55(ĐỀ ĐẠI HỌC 2011): Công thoát êlectron kim loại là A = 1,88 eV Giới hạn quang điện kim loại này có giá trị là A 550 nm B 220 nm C 1057 nm D 661 nm Câu 56(ĐH 2012): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 Trên màn quan sát, trên đoạn thẳng MN dài 20 mm (MN vuông góc với hệ vân giao thoa) có 10 vân tối, M và N là vị trí hai vân sáng Thay ánh sáng trên ánh sáng đơn sắc có bước sóng 5λ λ2 = thì M là vị trí vân giao thoa, số vân sáng trên đoạn MN lúc này là A.7 B C D Câu 57(ĐH 2012): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc λ1, λ2 có bước sóng là 0,48 µm và 0,60 µm Trên màn quan sát, khoảng hai vân sáng gần và cùng màu với vân sáng trung tâm có A vân sáng λ1 và vân sáng λ2 B vân sáng λ1 và 4vân sáng λ2 C vân sáng λ1 và 5vân sáng λ2 D vân sáng λ1 và 4vân sáng λ2 Câu 58(ĐH 2012): Một sóng âm và sóng ánh sáng truyền từ không khí vào nước thì bước sóng A sóng âm tăng còn bước sóng sóng ánh sáng giảm B sóng âm giảm còn bước sóng sóng ánh sáng tăng C sóng âm và sóng ánh sáng giảm D sóng âm và sóng ánh sáng tăng Câu 59(ĐH 2012): Một ánh sáng đơn sắc màu cam có tần số f truyền từ chân không vào chất lỏng có chiết suất là 1,5 ánh sáng này Trong chất lỏng trên, ánh sáng này có A màu tím và tần số f B màu cam và tần số 1,5f C màu cam và tần số f D màu tím và tần số 1,5f BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 50 CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 60(ĐH 2012): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ , khoảng cách hai khe hẹp là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 2m Trên màn quan sát, điểm M cách vân sáng trung tâm mm, có vân sáng bậc Khi thay đổi khoảng cách hai khe hẹp đoạn 0,2 mm cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi thì M có vân sáng bậc Giá trị λ A 0,60 µ m B 0,50 µ m C 0,45 µ m D 0,55 µ m Câu 61(DH 2012): Chiếu xiên từ không khí vào nước chùm sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm ba thành phần đơn sắc: đỏ, lam và tím Gọi rđ, rl , rt là góc khúc xạ ứng với tia màu đỏ, tia màu lam và tia màu tím Hệ thức đúng là A rl = rt = rđ B rt < rl < rđ C rđ < rl < rt D rt < rđ < rl Câu 62(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Nếu điểm M trên màn quan sát có vân tối thì hiệu đường ánh sáng từ hai khe đến điểm M có độ lớn nhỏ λ 1A 11B 21C 31A 41A 51C 61B B λ λ D 2λ Câu 63(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sống 0,6µm Khoảng cách hai khe sáng là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5m Trên màn quan sát, hai vân tối liên tiếp cách đoạn là A 0,45 mm B 0,6 mm C 0,9 mm D 1,8 mm Câu 64(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc Khoảng vân giao thoa trên màn quan sát là i Khoảng cách hai vân sáng bậc nằm hai bên vân sáng trung tâm là D 6i A 5i B 3i C 4i Câu 65(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Khi nói ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai? A Ánh sáng trắng là hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím B Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc qua lăng kính C Chiết suất chất làm lăng kính các ánh sáng đơn sắc khác nhau D Chiết suất chất làm lăng kính các ánh sáng đơn sắc khác thì khác Câu 66(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Trong thí nghiệp Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m Tại điểm M trên màn quan sát cách vân sáng trung tâm 3mm có vân sáng bậc Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm là A 0,5 µ m B 0,45 µ m C 0,6 µ m D 0,75 µ m A 2C 12D 22C 32D 42C 52A 62C C ĐÁP ÁN: SÓNG ÁNH SÁNG ĐH CĐ 2007-2012 3B 4D 5C 6B 7C 8A 13C 14A 15C 16C 17C 18A 23C 24D 25C 26B 27D 28B 33B 34C 35A 36D 37B 38B 43B 44C 45B 46D 47C 48C 53A 54D 55D 56A 57A 58A 63C 64D 65C 66A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 51 9C 19B 29A 39D 49D 59C CHUYÊN ĐỀ 6: SÓNG 10C 20B 30D 40D 50D 60A ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com VŨ ĐÌNH HOÀNG - vuhoangbg@gmail.com http://lophocthem.net ĐT: 01689.996.187 – Email: vuhoangbg@gmail.com Họ và tên: Lớp: .Trường BỒI DƯỠNG, ÔN LUYỆN THI VÀO ĐẠI HỌC Thái Nguyên 2013 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com MỤC LỤC CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN PHẦN I: KIẾN THỨC CHUNG .3 PHẦN II CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN - TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶP( CÔNG THOÁT A, GIớI HạN QUANG ĐIệN λ0, VMAX, UHÃM, HIệU SUấT LƯợNG Tử H… DẠNG 2: TÍNH NĂNG LƯỢNG, ĐỘNG LƯỢNG,KHỐI LƯỢNG PHOTON, SỐ PHOTON BỨC XẠ KHỎI NGUỒN, SỐ E DỊCH CHUYỂN TRONG MẠCH DẠNG 3: ĐIỆN TÍCH, ĐIỆN THẾ, ĐIỆN TRƯỜNG CỰC ĐẠI CỦA VẬT KIM LOẠI CÔ LẬP VỀ ĐIỆN KHI XẢY RA HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN DẠNG 4: CHUYỂN ĐỘNG CỦA E TRONG ĐIỆN TRƯỜNG, TỪ TRƯỜNG ĐỀU PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: ĐÁP ÁN ĐỀ 32 12 ĐÁP ÁN ĐỀ 33 16 CHỦ ĐỀ 2: MẪU NGUYÊN TỬ BO QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ HYDRO PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: 16 PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP 18 DẠNG 1: BÁN KÍNH, TỐC ĐỘ, NĂNG LƯỢNG, CHU Kỳ, TầN Số CỦA E TRÊN QUĨ ĐẠO DỪNG .18 DẠNG 2: QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ HIDRO 18 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: 20 ĐÁP ÁN ĐỀ 34 24 CHỦ ĐỀ 3: HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ LỌC LỰA – MÀU SẮC ÁNH SÁNG - LAZE PHẦN I.KIẾN THỨC CHUNG: 25 PHẦN II CÁC DẠNG BÀI TẬP: 26 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 26 ĐÁP ÁN ĐỀ 35 31 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM .31 ĐÁP ÁN: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG ĐHCĐ 2007-2012 38 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN PHẦN I: KIẾN THỨC CHUNG *HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN - THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Hiện tượng quang điện: Hiện tượng á.sáng làm bật các êlectron khỏi mặt kim loại gọi là tượng quang điện (ngoài) Định luật giới hạn quang điện - Định luật Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hay giới hạn quang điện λ0 kim loại đó, gây tượng quang điện - Giới hạn quang điện kloại là đặc trưng riêng kim loại đó - Định luật giới hạn quang điện có thể giải thích thuyết lượng tử ánh sáng Thuyết lượng tử ánh sáng - Giả thuyết Plăng Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và hf; đó f là tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; còn h là số Lượng tử luợng Lượng lượng nói trên gọi là lượng tử lượng và kí hiệu chữ ε : ε = hf (1) Trong đó: h = 6,625.10-34 J.s gọi là số Plăng Thuyết lượng tử ánh sáng: Nội dung thuyết: + Ánh sáng tạo thành các hạt gọi là phôtôn + Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng hf + Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo các tia sáng + Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hấp thụ ánh sáng thì chúng phát hay hấp thụ phôtôn + Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Không có phôtôn đứng yên Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết lượng tử ánh sáng + Anh-xtanh cho tượng quang điện xảy hấp thụ phôtôn ánh sáng kích thích êlectron kim loại + Mỗi phôtôn bị hấp thụ truyền toàn lượng nó cho êlectron + Muốn cho êlectron bứt khỏi mặt kim loại phải cung cấp cho nó công để “thắng” các liên kết Công này gọi là công thoát (A) Vậy, muốn cho tượng quang điện xảy thì lượng phôtôn ánh sáng kích thích phải lớn công thoát: hf ≥ A c hay h ≥ A ⇒ λ ≤ λ hc A Đặt: λ0 = hc A => λ ≤ λ0 (2) λ0 chính là giới hạn quang điện kim loại và hệ thức (2) phản ánh định luật giới hạn quang điện Lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng Ánh sáng có tính chất sóng, ánh sáng có tính chất hạt => ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt Chú ý: Dù tính chất nào ánh sáng thể thì ánh sáng có chất điện từ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Chất quang dẫn và tượng quang điện - Chất quang dẫn là chất dẫn điện kém không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp - Hiện tượng quang điện trong: + Khi không bị chiếu sáng, các êlectron các chất quang dẫn trạng thái liên kết với các nút mạng tinh thể => không có êlectron tự => chất dẫn điện kém + Khi bị chiếu sáng, phôtôn ánh sáng kích thích truyền toàn lượng nó cho êlectron liên kết Nếu lượng mà êlectron nhận đủ lớn thì êlectron đó có thể giải phóng khỏi mối liên kết để trở thành êlectron dẫn và tham gia vào quá trình dẫn điện Mặt khác, êlectron liên kết BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com giải phóng thì nó để lại lỗ trống Lỗ trống này tham gia vào quá trình dẫn điện Vậy, khối chất nói trên trở thành chất dẫn điện tốt - Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết chúng trở thành các êlectron dẫn đồng thời tạo các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện, gọi là tượng quang điện + Hiện tượng quang điện ứng dụng quang điện trở và pin quang điện Quang điện trở - Quang điện trở là điện trở làm chất quang dẫn Nó có cấu tạo gồm sợi dây chất quang dẫn gắn trên đế cách điện - Điện trở quang điện trở có thể thay đổi từ vài mêgaôm không chiếu sáng xuống đến vài trục ôm chiếu ánh sáng thích hợp Pin quang điện - Pin quang điện (còn gọi là pin Mặt Trời) là nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện - Hiệu suất các pin quang điện vào khoảng trên 10% * Suất điện động pin quang điện nằm khoảng từ 0,5V đến 0,8V - Ứng dụng pin quang điện Pin quang điện ứng dụng các máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi… Ngày người ta đã chế tạo thử thành công ô tô và máy bay chạy pin quang điện HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG Hiện tượng quang – phát quang - Khái niệm phát quang + Một số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ánh sáng có bước sóng khác Hiện tượng đó gọi là tượng quang – phát quang Chất có khả phát quang là chất phát quang + Một đặc điểm quan trọng phát quang là nó kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Thời gian này dài ngắn khác phụ thuộc vào chất phát quang Huỳnh quang và lân quang + Sự phát quang các chất lỏng và khí có đặc điểm là ánh sáng phát quang bị tắt nhanh sau tắt ánh sáng kích thích Sự phát quang này gọi là huỳnh quang + Sự phát quang nhiều chất rắn lại có đặc điểm là ánh sáng phát quang có thể kéo dài khoảng thời gian nào đó sau tắt ánh sáng kích thích Sự phát quang này gọi là lân quang Các chất rắn phát quang loại này gọi là các chất lân quang Đặc điểm ánh sáng huỳnh quang Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài bước sóng ánh sáng kích thích: TÓM TẮT CÔNG THỨC * Phương trình Einstein: hc ; 1eV = 1,6.10 −19 J a Giới hạn quang điện: λ0 = A( J ) b Động năng: W0 ñM = mv02M (J ) hc mv02M ax hc + mv0 M hay ε = hf = c Phương trình Einstein: ε = A + W0 ñM hay ε = = A+ λ0 λ Chú ý: Phương trình Einstein giải thích định luật 1; định luật 3; thuyết lượng tử giải thích định luật * Điều kiện để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện: I qñ = ⇔ W0 ñM = eUh ; U h > * Dòng quang điện bão hòa: I b h = n ∆ q ⇒ n = I b h ∆ t : Số electron bứt thời gian ∆t ∆t ∆q Ibh = n1.e ( Trong đó n1 là số e bứt 1giây) E * Năng lượng chùm photon: E = N ε ⇒ N = : Số photon đập vào ε * Công suất xạ nguồn: P = E hc = Nε (W ) ∆t λ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Nε là số phôtôn đến K giây LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 * Hiệu suất lượng tử: H = Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com n 100% N ∆Wñ = Wñ − W0 ñ * Định lí động năng: ∆Wđ = AFur với  ur  AF = Fs cos α * Xét vật cô lập điện, có điện cực đại VMax và khoảng cách cực đại dMax mà electron chuyển động eVMax = mv02Max = eEd Max điện trường cản có cường độ E tính theo công thức: * Với U là hiệu điện anốt và catốt, vA là vận tốc cực đại electron đập vào anốt, vK = v0Max Là vận tốc ban đầu cực đại electron rời catốt thì: 1 eU = mv A2 − mvK2 2  hc ε X = hf X = λX Năng lượng tia X :  ε = ∆W = eU ñ AK  X Bước sóng nhỏ tia Rơnghen: λMin = hc Wđ mv mv = eU AK + là động electron đập vào đối catốt (đối âm cực) 2 U là hiệu điện anốt và catốt v là vận tốc electron đập vào đối catốt v0 là vận tốc electron rời catốt (thường v0 = 0) m = 9,1.10-31 kg là khối lượng electron * Bán kính quỹ đạo electron chuyển động với vận tốc v từ trường B mv R= , α = (v,B) eB sin α Xét electron vừa rời khỏi catốt thì v = v0Max mv Khi v ⊥ B ⇒ sin α = ⇒ R = eB Lưu ý: Hiện tượng quang điện xảy chiếu đồng thời nhiều xạ thì tính các đại lượng: Vận tốc ban đầu cực đại v0Max, hiệu điện hãm Uh, điện cực đại VMax, … tính ứng với xạ có λMin (hoặc fMax) r r mv * Bán kính quỹ đạo electron quang điện chuyển động điện trường có E ⊥ v : R = eE Trong đó ¦Wđ = PHẦN II CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN - TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶP( CÔNG THOÁT A, giới hạn quang điện λ0, Vmax, Uhãm, hiệu suất lượng tử H… VD1 Công thoát electron khỏi đồng là 4,57 eV Chiếu xạ có bước sóng λ = 0,14 µm vào cầu đồng đặt xa các vật khác Tính giới hạn quang điện đồng và điện cực đại mà cầu đồng tích hc 6,625.10 −34.3.108 = HD: Ta có: λ0 = = 0,27.10-6 m; A 4,57.1,6.10 −19 Wđ0 = hc λ - A = 6,88.10-19 J; Vmax = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Wd e = 4,3 V LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD2 Công thoát electron khỏi kẽm là 4,25 eV Chiếu vào kẻm đặt cô lập điện chùm xạ điện từ đơn sắc thì thấy kẻm tích điện tích cực đại là V Tính bước sóng và tần số chùm xạ hc HD : Ta có: Wđ0max = eVmax = eV; λ = = 0,274.10- m; A+ Wd 0max c => f = = 1,1.1014 Hz λ VD3 Chiếu chùm xạ điện từ có tần số f = 5,76.1014 Hz vào miếng kim loại thì các quang electron có vận tốc ban đầu cực đại là v = 0,4.106 m/s Tính công thoát electron và bước sóng giới hạn quang điện kim loại đó HD: Ta có: A = hf - mv 02 = 3,088.10-19 J hc => λ0 = = 0,64.10-6 m A VD4 Công thoát electron khỏi kim loại natri là 2,48 eV Một tế bào quang điện có catôt làm natri, chiếu sáng chùm xạ có bước sóng 0,36 µm thì cho dòng quang điện có cường độ bảo hòa là µA Tính vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện và số electron bứt khỏi catôt giây hc 2Wd HD Ta có: Wđ0 = - A = 1,55.10-19 J; v0 = = 0,58.106 m/s; λ ne = m I bh = 1,875.1013 e VD5 Chiếu xạ điện từ có bước sóng λ vào catôt tế bào quang điện Biết công thoát electron kim loại làm catôt là eV và các electron bắn với vận tốc ban đầu cực đại là 7.105 m/s Xác định bước sóng xạ điện từ đó và cho biết xạ điện từ đó thuộc vùng nào thang sóng điện từ HD: Ta có: λ = hc = 0,215.10-6 m > λĐỎ => xạ đó thuộc vùng tử ngoại A + mv 02 VD6 Chiếu xạ có bước sóng λ = 0,438 µm vào catôt tế bào quang điện Biết kim loại làm catôt tế bào quang điện có giới hạn quang điện là λ0 = 0,62 µm Tìm điện áp hãm làm triệt tiêu dòng quang điện hc hc HD: Ta có: Wđ0 = = 1,33.10-19 J; λ λ0 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Wd = - 0,83 V e Uh = - VD7 Chiếu xạ có bước sóng 0,405 µm vào kim loại thì các quang electron có vận tốc ban đầu cực đại là v1 Thay xạ khác có tần số 16.1014 Hz thì vận tốc ban đầu cực đại các quang electron là v2 = 2v1 Tìm công thoát electron kim loại c HD: Ta có: f1 = = 7,4.1014 Hz; λ1 mv 12 = hf1 – A; 1 mv 22 = mv 12 = hf2 – A 2 hf − A 4hf1 − hf => = => A = = 3.10-19 J hf − A VD8 Một tế bào quang điện có catôt làm asen có công thoát electron 5,15 eV Chiếu chùm sáng đơn sắc có bước sóng 0,20 µm vào catôt tế bào quang điện thì thấy cường độ dòng quang điện bảo hòa là 4,5 µA Biết công suất chùm xạ là mW Xác định vận tốc cực đại electron nó vừa bị bật khỏi catôt và hiệu suất lượng tử HD Ta có: Wđ0 = ne = hc λ 2Wd = 0,6.106 m/s m n H = e = 9,3.10-3 = 0,93% nλ - A = 1,7.10-19 J; v0 = P Pλ Ibh = 2,8.1013; nλ = hc = hc = 3.1015 e λ VD9 Chiếu xạ có bước sóng λ = 0,4 µm vào catôt tế bào quang điện Biết công thoát electron kim loại làm catôt là A = eV, điện áp anôt và catôt là UAK = V Tính động cực đại các quang electron tới anôt hc HD: Ta có: Wđ0 = - A = 8,17.10-19 J; λ Wđmax = Wđ0 + |e|UAK = 16,17.10-19 J = 10,1 eV VD10: ĐH 2011: Một chất phát quang kích thích ánh sáng có bước sóng 0,26 µm thì phát ánh sáng có bước sóng 0,52 µm Giả sử công suất chùm sáng phát quang 20% công suất chùm sáng kích thích Tỉ số số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích cùng khoảng thời gian là A B 10 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C D LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com P ' N 'ε ' N ' λ N' λ' HD: = = = 0, → = 0, = 0, 2.2 = P Nε Nλ ' N λ DẠNG 2: TÍNH NĂNG LƯỢNG, ĐỘNG LƯỢNG,KHỐI LƯỢNG PHOTON, SỐ PHOTON BỨC XẠ KHỎI NGUỒN, SỐ e DỊCH CHUYỂN TRONG MẠCH DẠNG 3: ĐIỆN TÍCH, ĐIỆN THẾ, ĐIỆN TRƯỜNG CỰC ĐẠI CỦA VẬT KIM LOẠI CÔ LẬP VỀ ĐIỆN KHI XẢY RA HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN VD1: cầu kim loại có bán kính 10 cm,chiếu sáng ánh sáng có bước sóng =2.10^-7 m,quả cầu phải tích điện bao nhiêu để e ko thoát ngoài biết công thoát A=4,5 Ev (member thu huong HỎI– lophocthem.com) HD: - từ A tính λ ( thường bài toán này chắn tượng quang điện xảy ra, khỏi cần tính thời gian e nhé) cầu dần e và bắt đầu tích điện dương q =>điện trên cầu V = K.q/R đó k = 9.10^9 số tương tác điện => điện tích đủ lớn đề lực điện trường hút giữ e lại không bị bật đó: công lực điện trường Ađiện ≥ Wđ => e.Vmax = mv^2/2 = hc/lamda - công thoát => e.k.q/R = hc/lamda - Athoat => q=… chú ý: đổi Athoát đơn vị jun e =1,6.10^-19 c có bài hỏi số e bật em lấy n = q/e DẠNG 4: CHUYỂN ĐỘNG CỦA e TRONG ĐIỆN TRƯỜNG, TỪ TRƯỜNG ĐỀU PHƯƠNG PHÁP * Bán kính quỹ đạo electron chuyển động với vận tốc v từ trường B mv R= , α = (v,B) eB sin α Xét electron vừa rời khỏi catốt thì v = v0Max mv Khi v ⊥ B ⇒ sin α = ⇒ R = eB Lưu ý: Hiện tượng quang điện xảy chiếu đồng thời nhiều xạ thì tính các đại lượng: Vận tốc ban đầu cực đại v0Max, hiệu điện hãm Uh, điện cực đại VMax, … tính ứng với xạ có λMin (hoặc fMax) r r mv * Bán kính quỹ đạo electron quang điện chuyển động điện trường có E ⊥ v : R = eE PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: 32 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN – SỐ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Họ và tên:…………………………………………………… …………… THPT………….……… Câu 1: Nếu môi trường, ta biết bước sóng lượng tử lượng ánh sáng (phôtôn) hf λ , thì chiết suất tuyệt đối môi trường suốt đó B c/ λ f C hf/c D λ f/c A c λ /f Câu 2: Công thoát electron kim loại là A, giới hạn quang điện là λ Khi chiếu vào bề mặt kim loại đó xạ có bước sóng là λ = λ /2 thì động ban đầu cực đại electron quang điện D A A 3A/2 B 2A C A/2 Câu 3: Hiện tượng quang dẫn xảy A kim loại B chất điện môi C chất bán dẫn D chất điện phân Câu 4: Chọn câu đúng Chiếu chùm tia hồng ngoại vào lá kẽm tích điện âm thì A điện tích âm lá kẽm B kẽm trung hoà điện C điện tích kẽm không thay đổi D kẽm tích điện dương Câu 5: Linh kiện nào đây hoạt động dựa vào tượng quang điện ? B Quang điện trở A Tế bào quang điện C Đèn LED D Nhiệt điện trở Câu 6: Chọn câu đúng Giới hạn quang điện phụ thuộc vào A chất kim loại làm catot B hiệu điện UAK tế bào quang điện C bước sóng ánh sáng chiếu vào catod D điện trường A và K Câu 7: Chọn câu trả lời không đúng Các tượng liên quan đến tính chất lượng tử ánh sáng là A tượng quang điện B phát quang các chất C tượng tán sắc ánh sáng D tính đâm xuyên Câu 8: Kim loại làm catốt tế bào quang điện có giới hạn quang điện là λ = 0,5 µ m Chiếu ánh sáng vào catot, chùm ánh sáng gây tượng quang điện A là ánh sáng tử ngoại B là tia X C là tia gamma D xạ trên Câu 9: Nguyên tắc hoạt động quang điện trở dựa vào tượng nào? A Hiện tượng quang điện ngoài B Hiện tượng quang điện C Hiện tượng quang dẫn D Hiện tượng phát quang các chất rắn Câu 10: Giới hạn quang điện kim loại là A bước sóng ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại gây tượng quang điện B công thoát electron bề mặt kim loại đó C hiệu điện hãm D bước sóng giới hạn ánh sáng kích thích để gây tượng quang điện kim loại đó Câu 11: Vận tốc ban đầu cực đại các quang eletron bứt khỏi kim loại phụ thuộc vào A kim loại dùng làm catốt B số phôtôn chiếu đến catốt giây C bước sóng xạ tới D kim loại dùng làm catốt và bước sóng xạ tới Câu 12: Quang electron bứt khỏi bề mặt kim loại bị chiếu ánh sáng, A cường độ chùm sáng lớn B bước sóng ánh sáng lớn C tần số ánh sáng nhỏ D bước sóng nhỏ hay giới hạn xác định Câu 13: Chọn câu trả lời không đúng: A Anhxtanh cho ánh sáng gồm hạt riêng biệt gọi là phôtôn B Mỗi phôtôn bị hấp thụ truyền hoàn toàn lượng nó cho electron C Các định luật quang điện hoàn toàn phù hợp với tính chất sóng ánh sáng D Thuyết lượng tử Plăng đề xướng BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 14: Trong các trường hợp nào sau đây electron gọi là electron quang điện ? A Electron tạo chất bán dẫn B Electron quang điện là electron dãy điện thông thường C Electron bứt từ catốt tế bào quang điện D Electron bứt bị nung nóng ống tia X Câu 15: Chọn câu đúng Thuyết sóng ánh sáng A có thể giải thích định luật giới hạn quang điện B có thể giải thích định luật cường độ dòng quang điện bão hoà C có thể giải thích định luật động ban đầu cực đại electron quang điện D không giải thích định luật quang điện Câu 16: Hiệu điện hãm Uh để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện không phụ thuộc vào A tần số f ánh sáng chiếu vào B công thoát electrôn khỏi kim loại đó C động ban đầu cực đại êlectrôn D cường độ chùm sáng kích thích Câu 17: Dòng quang điện bão hoà xảy A có bao nhiêu êlectrôn bay khỏi catốt thì có nhiêu êlectrôn bay trở lại catốt B các electron có vận tốc ban đầu cực đại anôt C số electrôn bật khỏi catốt số phôtôn ánh sáng chiếu vào catốt D tất các êlectrôn thoát khỏi catốt giây anốt Câu 18: Động ban đầu cực đại quang electron thoát khỏi kim loại không phụ thuộc vào A bước sóng ánh sáng kích thích B công thoát electron khỏi kim loại đó C cường độ chùm sáng kích thích D điều trên Câu 19: Trong chất bán dẫn có hai loại hạt mang điện là A electron và ion dương B ion dương và lỗ trống mang điện âm D electron và lỗ trống mang điện dương C electron và các iôn âm Câu 20: Catot tế bào quang điện kim loại cso công thoát 2,07eV Chiếu ánh sáng vào catot, chùm ánh sáng gây tượng quang điện A là ánh sáng tử ngoại B là ánh sáng hồng ngoại C là ánh sáng đơn sắc đỏ D là ánh sáng có bước sóng λ = 0,63 µ m Câu 21: Chiếu các xạ có tần số f1 và f2 vào catốt tế bào quang điện, sau đó dùng các hiệu điện hãm có độ lớn là U1 và U2 để triệt tiêu các dòng quang điện Hằng số Plăng có thể tính từ biểu thức nào các biểu thức sau ? e( U − U ) e( U − U ) e( U − U ) e( U − U ) A h = B h = C h = D h = f − f1 f − f1 f1 − f f1 + f Câu 22: Trong tượng quang điện, lượng các electron quang điện phát A lớn lượng phôtôn chiếu tới B nhỏ lượng phôtôn chiếu tới C lượng phôtôn chiếu tới D tỉ lệ với cường độ ánh sáng chiếu tới Câu 23: Ánh sáng đơn sắc có tần số f1 chiếu tới tế bào quang điện thì hiệu điện hãm là U1 Nếu chiếu ánh sáng có tần số f2 thì hiệu điện hãm là A U1 – (f2 – f1)h/e B U1 + (f2 + f1)h/e C U1 – (f2 + f1)h/e D U1 +(f2 – f1)h/e Câu 24: Chọn câu đúng Khi tượng quang điện xảy ra, giữ nguyên bước sóng ánh sáng kích thích và tăng cường độ ánh sáng, ta có A động ban đầu các quang electron tăng lên B cường độ dòng quang điện bão hào tăng C các quang electron đến anod với vận tốc tăng D hiệu điện hãm tăng Câu 25: Chọn câu đúng Công thoát electron kim loại là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 10 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A lượng tối thiểu để ion hoá nguyên tử kim loại B lượng tối thiểu để bứt nguyên tử khỏi kim loại C lượng cần thiết để bứt electron tầng K nguyên tử kim loại D lượng phôtôn cung cấp cho nguyên tử kim loại Câu 26: Chọn phát biểu đúng nói pin quang điện A Pin quang điện là nguồn điện đó quang biến đổi trực tiếp thành điện B Pin quang điện là nguồn điện đó nhiệt biến thành điện C Pin quang điện hoạt động dựa trên tượng cảm ứng điện từ D Cả A, B, C đúng Câu 27: Khi ánh sáng truyền đi, các lượng tử lượng A không thay đổi, không phụ thuộc vào khoảng cách nguồn sáng xa hay gần B thay đổi, phụ thuộc khoảng cách nguồn sáng xa hay gần C thay đổi tuỳ theo ánh sáng truyền môi trường nào D không thay đổi ánh sáng truyền chân không Câu 28: Chiếu xạ điện từ có tần số f1 vào kim loại làm bắn các electron quang điện có vận tốc ban đầu cực đại là v1 Nếu chiếu vào kim loại đó xạ điện từ có tần số f2 thì vận tốc electron ban đầu cực đại là v2 = 2v1 Công thoát A kim loại đó tính theo f1 và f2 theo biểu thức là h (4f1 − f ) 4h h 4h A B C D 3(f1 − f ) 3(4f1 − f ) (3f1 − f ) Câu 29: Hiện tượng quang dẫn là A tượng chất phát quang bị chiếu chùm electron B tượng chất bị nóng lên chiếu ánh sáng vào C tượng giảm điện trở chất bán dẫn chiếu ánh sáng vào D truyền sóng ánh sáng sợi cáp quang Câu 30: Khẳng định nào sau đây hiệu ứng quang điện phù hợp với tiên đoán lí thuyết cổ điển ? A Đối với kim loại, không phải ánh sáng có bước sóng nào gây hiệu ứng quang điện B Số electron quang điện giải phóng giây tỉ lệ với cường độ ánh sáng C Động ban đầu cực đại các electron quang điện không phụ thuộc vào cường độ ánh sáng D Không có electron nào giải phóng ánh sáng có tần số nhỏ giá trị nào đó, cường độ ánh sáng bao nhiêu Câu 31: Động ban đầu cực đại quang electron không phụ thuộc vào A tần số ánh sáng kích thích B chất kim loại C bước sóng ánh sáng kích thích D cường độ ánh sáng kích thích Câu 32: Khi các phôtôn có lượng hf chiếu vào nhôm(công thoát là A), các electron quang điện phóng có động cực đại là Wo Nếu tần số xạ chiếu tới tăng gấp đôi, thì động cực đại các electron quang điện là A W0 + hf B W0 + A C 2W0 D W0 Câu 33: Hiện tượng quang dẫn là tượng A điện trở chất bán dẫn tăng chiếu sáng B điện trở kim loại giảm chiếu sáng C điện trở chất bán dẫn giảm chiếu sáng D truyền dẫn ánh sáng theo các sợi quang uốn cong cách bất kì Câu 34: Theo định nghĩa, tượng quang điện là A tượng quang điện xảy bên khối kim loại B tượng quang điện xảy bên khối điện môi C nguyên nhân sinh tượng quang dẫn D giải phóng các electron liên kết để chúng trở thành electron dẫn nhờ tác dụng xạ điện từ *VÀI CÂU TRONG ĐỀ THI ĐH NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY Câu 35(09): Pin quang điện là nguồn điện, đó A hóa biến đổi trực tiếp thành điện BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 11 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B quang biến đổi trực tiếp thành điện C biến đổi trực tiếp thành điện D nhiệt biến đổi trực tiếp thành điện Câu 36(09): Khi nói thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là đúng ? A Năng lượng phôtôn càng nhỏ cường độ chùm ánh sáng càng nhỏ B Phôtôn có thể chuyển động hay đứng yên tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên C Năng lượng phôtôn càng lớn tần số ánh sáng ứng với phôtôn đó càng nhỏ D Ánh sáng tạo các hạt gọi là phôtôn Câu 37(08): Khi có tượng quang điện xảy tế bào quang điện, phát biểu nào sau đâu là sai ? A Giữ nguyên chùm sáng kích thích, thay đổi kim loại làm catốt thì động ban đầu cực đại êlectrôn (êlectron) quang điện thay đổi B Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích và kim loại dùng làm catốt, giảm tần số ánh sáng kích thích thì động ban đầu cực đại êlectrôn (êlectron) quang điện giảm C Giữ nguyên tần số ánh sáng kích thích và kim loại làm catốt, tăng cường độ chùm sáng kích thích thì động ban đầu cực đại êlectrôn (êlectron) quang điện tăng D Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích và kim loại dùng làm catốt, giảm bước sóng ánh sáng kích thích thì động ban đầu cực đại êlectrôn (êlectron) quang điện tăng Câu 3(07): Một chùm ánh sáng đơn sắc tác dụng lên bề mặt kim loại và làm bứt các êlectrôn (êlectron) khỏi kim loại này Nếu tăng cường độ chùm sáng đó lên ba lần thì A động ban đầu cực đại êlectrôn quang điện tăng chín lần B công thoát êlectrôn giảm ba lần C động ban đầu cực đại êlectrôn quang điện tăng ba lần D số lượng êlectrôn thoát khỏi bề mặt kim loại đó giây tăng ba lần Câu 10(07): Phát biểu nào là sai ? A Nguyên tắc hoạt động tất các tế bào quang điện dựa trên tượng quang dẫn B Điện trở quang trở giảm mạnh có ánh sáng thích hợp chiếu vào C Có số tế bào quang điện hoạt động kích thích ánh sáng nhìn thấy D Trong pin quang điện, quang biến đổi trực tiếp thành điện Câu 6(08): Khi chiếu hai xạ có tần số là f1, f2 (với f1 < f2) vào cầu kim loại đặt cô lập thì xảy tượng quang điện với điện cực đại các cầu là V1, V2 Nếu chiếu đồng thời hai xạ trên vào cầu này thì điện cực đại nó là A (V1 + V2) B V1 − V2 C V2 D V1 Câu 25(09): Công thoát êlectron kim loại là 7,64.10-19J Chiếu vào bề mặt kim loại này các xạ có bước sóng là λ1 = 0,18 µm, λ2 = 0,21 µm và λ3 = 0,35 µm Lấy h=6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s Bức xạ nào gây tượng quang điện kim loại đó? A Hai xạ ( λ1 và λ2 ) B Không có xạ nào ba xạ trên C Cả ba xạ ( λ1 λ2 và λ3 ) D Chỉ có xạ λ1 “Thiếu tự tin là nguyên nhân phần lớn thất bại ” ĐÁP ÁN ĐỀ 32 1B 11 D 21A 31 D 2D 12 D 22 B 32 A 3C 13 C 23 D 33 C 4C 14 C 24 B 34 D 5B 15 B 25 A 35 B 6A 16 D 26 A 36 D 7C 17 D 27 A 37 C 8D 18 C 28 D 3(07) D 9B 19 D 29 C 10(07) A 25(09) A 33 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN – SỐ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 12 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 10 D 20 A 30 B 6(08) C - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Họ và tên:………………………………………………………………Trường: ……………………………… Câu 1: Chiếu xạ có bước sóng λ = 0,552 µ m vào catốt tế bào quang điện, dòng quang điện bão hoà có cường độ là Ibh = 2m A Công suất nguồn sáng chiếu vào catốt là P = 1,20W Hiệu suất lượng tử A 0,650% B 0,375% C 0,550% D 0,425% Câu 2: Công suất nguồn sáng là P = 2,5W Biết nguồn phát ánh sáng có bước sóng 0,3 µ m Số hạt phôtôn tới catốt đơn vị thời gian A 38.1017 B 46.1017 C 58.1017 D 68.1017 Câu 3: Kim loại làm catốt tế bào quang điện có công thoát electron là A = 2,2eV Chiếu vào tế bào quang điện xạ λ = 0,44 µ m Vận tốc ban đầu cực đại quang electron có giá trị A 0,468.10-7m/s B 0,468.105m/s C 0,468.106m/s D 0,468.109m/s Câu 4: Chiếu xạ có bước sóng λ1 = 400nm và λ = 0,250 µ m vào catốt tế bào quang điện thì thấy vận tốc ban đầu cực đại quang electron gấp đôi Công thoát electron nhận giá A 3,975.10-19eV B 3,975.10-13J C 3,975.10-19J D 3,975.10-16J Câu 5: Catốt tế bào quang điện có công thoát electron 4eV Chiếu đến TBQĐ ánh sáng có bước sóng 2600A0 Giới hạn quang điện kim loại dùng làm catốt là A 3105A0 B 5214A0 C 4969A0 D 4028A0 Câu 6: Chiếu chùm xạ có bước sóng λ = 0,56 µ m vào catốt tế bào quang điện Biết Ibh = 2mA Số electron quang điện thoát khỏi catôt phút là bao nhiêu ? A 7,5.1017 hạt B 7,5.1019 hạt.C 7,5.1013 hạt D 7,5.1015 hạt 15 Câu 7: Khi chiếu xạ có tần số f = 2,538.10 Hz vào kim loại dùng catốt tế bào quang điện thì các electron bắn bị giữ lại hiệu điện hãm Uh = 8V Giới hạn quang điện kim loại là A 0,495 µ m B 0,695 µ m C 0,590 µ m D 0,465 µ m Câu 8: Chiếu xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,2 µ m vào kim loại có công thoát electron là A = 6,62.10-19J Elêctron bứt từ kim loại bay vào miền từ trường có cảm ứng từ B = 5.10-5T Hướng chuyển động electron quang điện vuông góc với B Vận tốc ban đầu cực đại quang electron bứt khỏi catôt là A 0,854.106m/s B 0,854.105m/s C 0,65.106m/s D 6,5.106m/s Câu 9: Chiếu xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,2 µ m vào kim loại có công thoát electron là A = 6,62.10-19J Elêctron bứt từ kim loại bay vào miền từ trường có cảm ứng từ B = 5.10-5T Hướng chuyển động electron quang điện vuông góc với B Bán kính quỹ đạo electron từ trường là A 0,97cm B 6,5cm C 7,5cm D 9,7cm Câu 10: Công suất nguồn sáng có bước sóng 0,3 µ m là 2,5W Hiệu suất lượng tử H = 1% Cường độ dòng quang điện bão hoà là A 0,6A B 6mA C 0,6mA D 1,2A Câu 11: Catốt tế bào quang điện làm vônfram Biết công thoát electron vônfram là 7,2.10-19J Giới hạn quang điện vônfram là bao nhiêu ? A 0,276 µ m B 0,375 µ m C 0,425 µ m D 0,475 µ m Câu 12: Chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,42 µ m vào catôt tế bào quang điện thì phải dùng hiệu điện hãm Uh = 0,96V để triệt tiêu dòng quang điện Công thoát electron kim loại làm catốt là A 1,2eV B 1,5eV C 2eV D 3eV Câu 13: Một đèn phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µ m và có công suất xạ là 15,9W Trong giây số phôtôn đèn phát là A 5.1020 B.4.1020 C 3.1020 D 4.1019 15 15 Câu 14: Khi chiếu hai ánh sáng có tần số f1 = 10 Hz và f2 = 1,5.10 Hz vào kim loại làm catốt tế bào quang điện, người ta thấy tỉ số các động ban đầu cực đại các electron quang điện là Tần số giới hạn kim loại đó là A f0 = 1015Hz B f0 = 1,5.1015Hz C f0 = 5.1015Hz D f0 = 7,5.1014Hz BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 13 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 15: Chiếu nguồn xạ điện từ có bước sóng λ = 0,5 µ m lên mặt kim loại dùng làm catốt tế bào quang điện, người ta thu cường độ dòng quang điện bão hoà Ibh = 2mA, biết hiệu suất lượng tử H = 10% Công suất xạ nguồn sáng là A 7,95W B 49,7mW C 795mW D 7,95W Câu 16: Chiếu chùm xạ đơn sắc có bước sóng 0,20 µ m vào cầu đồng, đặt cô lập điện Giới hạn quang điện đồng là 0,30 µ m Điện cực đại mà cầu đạt so với đất là A 1,34V B 2,07V C 3,12V D 4,26V 15 -1 Câu 17: Khi chiếu các xạ có tần số f1 = 2,31.10 s và f2 = 4,73.1015s-1 vào kim loại thì các quang electron bắn bị giữ lại các hiệu điện hãm U1 = 6V và U2 = 16V Hằng số Planck có giá trị là A 6,625.10-34J.s B 6,622.10-34J.s C 6,618.10-34J.s D 6,612.10-34J.s Câu 18: Giới hạn quang điện chùm sáng có bước sóng λ = 4000A , biết công thoát kim loại làm catod là 2eV Hiệu điện hãm có giá trị A Uh = 1,1V B Uh = 11V C Uh = - 1,1V D Uh = 1,1mV Câu 19: Biết 10s, số electron đến anod tế bào quang điện 3.1016 và hiệu suất lượng tử là 40% Tìm số photon đập vào catod phút ? A 45.106 B 4,5.1016 C 45.1016 D 4,5.106 Câu 20: Cho tế bào quang điện làm kim loại có giới hạn quang điện là λ = 0,35 µ m Chiếu vào catod ánh sáng tử ngoại có bước sóng λ = 0,30 µ m, biết hiệu điện UAK = 100V Vận tốc electron quang điện đến anod A 6000km/s B 6000m/s C 5000km/s D 600km/s Câu 21: Chiếu xạ có bước song 2.103A0 vào kim loại, các electron bắn với động ban đầu cực đại 5eV Hỏi các xạ sau đây chiếu vào kim loại đó, xạ nào gây tượng quang điện ? A λ = 103A0 B λ = 15.103A0 C λ = 45.103A0 D λ = 76.103A0 Câu 22: Trong ống Rơnghen người ta tạo hiệu điện không đổi U = 2,1.104V hai cực Trong phút người ta đếm 6,3.1018 electron tới catốt Cường độ dòng quang điện qua ống Rơnghen là A 16,8mA B 336mA C 504mA D 1000mA Câu 23: Trong ống Rơnghen người ta tạo hiệu điện không đổi U = 2,1.104V hai cực Coi động ban đầu electron không đáng kể, động electron đến âm cực B 2,1.104eV C 4,2.104eV D 4,56.104eV A 1,05.104eV Câu 24: Trong ống Rơnghen người ta tao hiệu điện không đổi U = 2,1.104V hai cực Tần số cực đại mà ống Rơnghen có thể phát là A 5,07.1018Hz B 10,14.1018Hz C 15,21.1018Hz D 20,28.1018Hz Câu 25: Một ống rơnghen phát xạ có bước sóng ngắn là 6.10-11m Hiệu điện cực đại hai cực ống là A 21kV B 2,1kV C 3,3kV D 33kV Câu 26: Khi chiếu xạ có bước sóng λ vào bề mặt kim loại thì hiệu điện hãm là 4,8(V) Nếu chính mặt kim loại đó chiếu xạ có bước sóng lớn gấp đôi thì hiệu điện hãm là 1,6(V) Khi đó giới hạn quang điện là A λ B λ C λ D λ Câu 27: Bề mặt kim loại có giới hạn quang điện là 600nm chiếu ánh sáng có bước sóng 480nm thì các electron quang điện bắn có vận tốc ban đầu cực đại là v(m/s).Cũng bề mặt đó phát các electron quang điện có vận tốc ban đầu cực đại là 2v(m/s), chiếu ánh sáng có bước sóng A 300nm B 360nm C 384nm D 400 Câu 28: Ánh sáng có bước sóng 4000A0 chiếu vào kim loại có công thoát 1,88eV Động ban đầu cực đại các electron quang điện là A 1,96.10-19J B 12,5.10-21J C 19,6.10-19J D 19,6.10-21J Câu 29: Tần số lớn xạ X ống Rơnghen phát là 6.1018Hz Hiệu điện đối catốt và catốt là A 12kV B 18kV C 25kV D 30kV BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 14 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 30: Hiệu điện đối catốt và catốt ống tia Rơnghen là 24kV Nếu bỏ qua động elctrron bứt khỏi catốt thì bước sóng ngấn ống tia Rơnghen này phát là A 5,2pm B 52pm C 2,8pm D 32pm Câu 31: Công thoát electron đồng là 4,47eV Khi chiếu xạ có bước sóng λ vào cầu đồng đặt cách li với các vật khác thì thấy cầu tích điện đến điện cực đại là 3,25V Bước sóng λ B 1,26 µm C 161nm D 126nm A 1,61 µm Câu 32: Công thoát electron khỏi bề mặt nhôm 3,45eV Để xảy tượng quang điện thiết phải chiếu vào bề mặt nhôm ánh sáng có bước sóng thoả mãn: A λ < 0,26 µm B λ ≤ 0,36 µm C λ >36 µm D λ = 0,36 µm Câu 33: Ống Rơnghen phát tia X có bước sóng nhỏ λ = 5A0 hiệu điện đặt vào hai cực ống là U = 2KV Để tăng “độ cứng” tia Rơnghen, người ta cho hiệu điện hai cực thay đổi lượng là ∆U = 500V Bước sóng nhỏ tia X lúc đó A 10 A0 B A0 C A0 D A0 Câu 34: Chiếu xạ có bước sóng 533nm lên kim loại có công thoát A = 3.10-19J Dung màn chắn tách chùm hẹp các electron quang điện và cho bay vào từ trường theo phương vuông góc với đường cảm ứng từ Biết bán kính cực đại quỹ đạo các electron quang điện là 22,75mm Độ lớn cảm ứng từ B từ trường là A 2,5.10-4T B 1,0.10-3T C 1,0.10-4T D 2,5.10-3T Câu 35: Một nguồn phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,45 µ m chiếu vào catốt tế bào quang điện Công thoát kim loại làm catốt A = 2,25eV Vận tốc cực đại các quang electron bật khỏi catốt là A 421.105m/s B 42,1.105m/s C 4,21.105m/s D 0,421.105m/s Câu 36: Bước sóng nhỏ các tia X phát các electron tăng tốc qua hiệu điện U ống Rơnghen tỷ lệ thuận với B U2 C 1/ U D 1/U A U Câu 37: Chọn câu trả lời đúng Giới hạn quang điện Natri là 0,5 µ m Công thoát Kẽm lớn Natri là 1,4 lần Giới hạn quang điện kẽm là A 0,7 µ m B 0,36 µ m C 0,9 µ m D 0,63 µ m Câu 38: Chọn câu trả lời đúng Khi chiếu ánh sáng có bước sóng 0,3 µ m lên kim loại tượng quang điện xảy Để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện phải đặt hiệu điện hãm Uh = 1,4V Bước sóng giới hạn quang điện kim loại này là A 0,753 µ m B 0,653 µ m C 0,553 µ m D 0,453 µ m Câu 39: Lần lượt chiếu hai xạ có bước sóng λ1 = 0,405µm , λ = 0,436µm vào bề mặt kim loại và đo hiệu điện hãm tương ứng Uh1 = 1,15V; Uh2 = 0,93V Công thoát kim loại đó A 19,2eV B 1,92J C 1,92eV D 2,19eV Câu 40: Chiếu xạ có bước sóng 0,35 µm vào kim loại, các electron quang điện bắn bị giữ lại hiệu điện hãm Khi thay chùm xạ có bước sóng giảm 0,05 µm thì hiệu điện hãm tăng thêm 0,59V Điện tích electron quang điện có độ lớn A 1,600.1019C B 1,600.10-19C C 1,620.10-19C D 1,604.10-19C Câu 41: Khi chiếu chùm ánh sáng vào kim loại thì có tượng quang điện xảy Nếu dùng hiệu điện hãm 3V thì các electron quang điện bị giữ lại không bay sang anot Cho biết giới hạn quang điện kim loại đó 0,5 µm Tần số chùm sáng chiếu tới kim loại A 13,245.1014Hz B 13,245.1015Hz C 12,245.1014Hz D 14,245.1014Hz Câu 42(08): Khi chiếu hai xạ có tần số là f1, f2 (với f1 < f2) vào cầu kim loại đặt cô lập thì xảy tượng quang điện với điện cực đại các cầu là V1, V2 Nếu chiếu đồng thời hai xạ trên vào cầu này thì điện cực đại nó là A (V1 + V2) B V1 − V2 C V2 D V1 Câu 43(09): Công thoát êlectron kim loại là 7,64.10-19J Chiếu vào bề mặt kim loại này các xạ có bước sóng là λ1 = 0,18 µm, λ2 = 0,21 µm và λ3 = 0,35 µm Lấy h=6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s Bức xạ nào gây tượng quang điện kim loại đó ? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 15 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A Hai xạ ( λ1 và λ2 ) B Không có xạ nào ba xạ trên C Cả ba xạ ( λ1 λ2 và λ3 ) D Chỉ có xạ λ1 Câu 44(07): Hiệu điện anốt và catốt ống Rơnghen là 18,75 kV Biết độ lớn điện tích êlectrôn (êlectron), vận tốc ánh sáng chân không và số Plăng là 1,6.10-19 C, 3.108 m/s và 6,625.10-34 J.s Bỏ qua động ban đầu êlectrôn Bước sóng nhỏ tia Rơnghen ống phát là A 0,4625.10-9 m B 0,5625 10-10 m C 0,6625 10-9 m D 0,6625 10-10 m Câu 45(08): Hiệu điện anốt và catốt ống Rơnghen là U = 25 kV Coi vận tốc ban đầu chùm êlectrôn (êlectron) phát từ catốt không Biết số Plăng h = 6,625.10 −34 (J s ) , điện tích nguyên tố 1,6.10-19(C) Tần số lớn tia Rơnghen ống này có thể phát là A 60,380.1018(Hz) B 6,038 1015(Hz) C 60,380.1015(Hz) D 6,038.1018(Hz) Câu 46: Một ống tia X phát xạ có bước sóng nhỏ là 0,5A0, cường độ dòng điện qua ống là 10mA Người ta làm nguội đối catôt dòng nước chảy qua đối catôt mà nhiệt độ lúc khỏi đối catôt lớn nhiệt độ lúc vào là 400C Cho nhiệt dung riêng kim loại làm đối âm cực là C = 4200( J / kg.K ) Trong phút khối lượng nước chảy qua đối catôt A 0,887kg B 0,0887g C 0,0887kg D 0,1887kg Một ống tia X phát xạ có bước sóng nhỏ là 0,5ê 0, cường độ dòng điện qua ống là 10mA Trả lời các câu hỏi từ 42 đến 46 Câu 47: Năng lượng phôtôn tia X A 3,975.10-13J B 3,975.10-14J C 3,975.10-15J D 3,975.10-16J Câu 48: Hiệu điện đặt vào hai cực ống tia X A 2,484.104V B 2,484.105V C 2,484.106V.D 2,584.104V Câu 49: Vận tốc electron đập vào đối catôt A 9,65.107m/s B 6,35.107m/s C 9,35.106m/s D 9,35.107m/s Câu 50: Số electron đập vào đối catôt phút A 37,5.1015 B 37,5.1017 C 37,5.1018 D 33,5.1017 “Cần học để hiểu mục đích, ảo tượng và đau đớn người” A.Einstein ĐÁP ÁN ĐỀ 33 1B 11 A 21 A 31 C 41 A 2A 12 C 22 A 32 B 42 C 3C 13 D 23 B 33 B 43 A 4C 14 D 24 A 34 C 44 D 5A 15 B 25 A 35 C 45 D 6A 16 B 26 B 36 D 46 C 7A 17 D 27 A 37 B 47 C 8A 18 A 28 A 38 D 48 A 9D 19 C 29 C 39 C 49 D 10 B 20 A 30 B 40 D 50 B CHỦ ĐỀ 2: MẪU NGUYÊN TỬ BO QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ HYDRO Họ và tên học sinh :…………………………Trường:THPT………………………………… PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: * MẪU NGUYÊN TỬ BOHR Tiên đề Bohr: a Tiên đề 1: Nguyên tử tồn trạng thái có lượng hoàn toàn xác định gọi là trạng thái dừng Ở trạng thái dừng nguyên tử không xạ lượng Em nhận phôtôn b Tiên đề 2: Nguyên tử thái thái có mức lượng Em cao phát phôtôn chuyển trạng thái dừng có mức lượng En thấp hfmn hfmn En BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 16 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG E >E m n - ĐT: 01689.996.187 giải phóng lượng Diễn đàn: http://lophocthem.com ε mn = hfmn = hc λmn - vuhoangbg@gmail.com = Em − En và ngược lại c Hệ quả: Ở trạng thái dừng các electron nguyên tử chuyển động trên quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi là quỹ đạo dừng: rn = n 2r0 ; với r0 = 0,53 A Chú ý: Trong nguyên tử Hiđrô, trạng thái dừng là trạng thái có mức lượng thấp (ứng với quỹ đạo K), các trạng thái có mức lượng cao gọi là trạng thái kích thích (thời gian tồn 10 −8 s ) Nguyên tử (electron) hấp thụ xạ lượng đúng hiệu lượng hai mức 13,6 Năng lượng trạng thái dừng: En = − (eV ); E0 = 13,6 eV n hc 1 = Em − En = 13,6.( − ).1,6.10 −19 (J) Bước sóng: λ n m 1 hay: = RH ( − ) ,với RH = 1,09.107 m −1 : Hằng số Ritber λ n m Quang phổ nguyên tử Hiđrô: P O Các electron trạng thái kích thích tồn khoảng 10−8 s nên giải phóng lượng dạng phôtôn để trở các N trạng thái có mức lượng thấp a Dãy Lynam: Các electron chuyển từ trạng thái có mức M lượng cao trạng thái có mức lượng ứng Pasen với quỹ đạo K (thuộc vùng tử ngoại) b Dãy Balmer: Các electron chuyển từ trạng thái có mức L Hδ Hγ Hβ Hα lượng cao trạng thái có mức lượng ứng với quỹ đạo L (thuộc vùng tử ngoại và vùng nhìn thấy) c Dãy Paschen: Các electron chuyển từ trạng thái có mức Banme lượng cao trạng thái có mức lượng ứng với quỹ đạo M (thuộc vùng hồng ngoại) Chú ý: Bước sóng càng ngắn lượng càng lớn K Lưu ý: Vạch dài λLK e chuyển từ L → K Laiman Vạch ngắn λ∞K e chuyển từ ∞ → K - Dãy Banme: Một phần nằm vùng tử ngoại, phần nằm vùng ánh sáng nhìn thấy Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài quỹ đạo L Vùng ánh sáng nhìn thấy có vạch: + Vạch đỏ Hα ứng với e: M → L + Vạch lam Hβ ứng với e: N → L + Vạch chàm Hγ ứng với e: O → L + Vạch tím Hδ ứng với e: P → L Lưu ý: Vạch dài λML (Vạch đỏ Hα ) Vạch ngắn λ∞L e chuyển từ ∞ → L - Dãy Pasen: Nằm vùng hồng ngoại Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài quỹ đạo M Lưu ý: Vạch dài λNM e chuyển từ N → M Vạch ngắn λ∞M e chuyển từ ∞ → M Mối liên hệ các bước sóng và tần số các vạch quang phổ nguyên từ hiđrô: 1 và f13 = f12 +f23 (như cộng véctơ) = + λ13 λ12 λ 23 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 17 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG n=6 n=5 n=4 n=3 n=2 n=1 - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: BÁN KÍNH, TỐC ĐỘ, NĂNG LƯỢNG, chu kỳ, tần số CỦA e TRÊN QUĨ ĐẠO DỪNG VD1: (lophocthem.com) Tìm vận tốc dài electron nguyên tử hiđrô electron chuyển động trên quỹ đạo K có bán kính r0 = 5,3.10-11m A 2,19.106m/s B 2,19.107m/s C 4,38.196m/s D 2,19.105m/s HD: Lúc này lực tĩnh điện đóng vai trò lực hướng tâm ta có : m.v^2/Rn = (k.e^2)/Rn^2 => v = e.căn(k/m.Rn) với Rn=n^2.Ro lực hướng tâm F = m.aht = m.v^2/r -> phần học lớp 10, lực tương tác điện - Fđ = k.l q1.q2l/r^2 -> phần tĩnh điện học lớp 11 e chuyển động quanh hạt nhân lực hút tĩnh điện luôn hướng tâm=> lúc này lực tĩnh điện đóng vai trò lực hướng tâm => ta có : m.v^2/Rn = (k.e^2)/Rn^2 => v = e.căn(k/m.Rn) với Rn=n^2.Ro (là bán kính quỹ đạo Bo thứ n) và k=9.10^9 VD2: CHO BÁN KÍNH BO r_O=0,53 A^o TÍNH VẬN TỐC dài CỦA ELECTRON TRÊN QUĨ ĐẠO TRẠNG THÁI KÍCH THÍCH THỨ HD: TRẠNG THÁI KÍCH THÍCH THỨ => n=4 Áp dụng hệ thức v=e.căn(k/m.Rn) =>v DẠNG 2: QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ HIDRO VD1: ĐH 2011: Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n thì lượng nguyên tử hiđrô xác −13, định công thức En = (eV) (với n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron nguyên tử hiđrô n2 chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ2 Mối liên hệ hai bước sóng λ1 và λ2 là A 27λ2 = 128λ1 B λ2 = 5λ1 C 189λ2 = 800λ1 D λ2 = 4λ1 HD:  hc 1   λ = −13,  32 − 1   λ 189  → = Đáp án C   hc = −13,  −  λ2 800  2   λ2 5  VD2:ĐH 2011: Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11m Ở trạng thái kích thích nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính là r = 2,12.10-10m Quỹ đạo đó có tên gọi là quỹ đạo dừng A L B O C N D M BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 18 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 HD: rn = n r0 → n = Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 10 2,12.10 = → n = Tên quỹ đạo là L 5,3.1011 VD3 Bước sóng vạch quang phổ đầu tiên dãy Laiman là λ0 = 122 nm, hai vạch Hα và Hβ dãy Banme là λ1 = 656nm và λ2 = 486 nm Hãy tính bước sóng vạch quang phổ thứ hai dãy Laiman và vạch đầu tiên dãy Pasen HƯỚNG DẪN HD: Ta có: hc λ43 hc λ31 = E - E1 = E - E2 + E2 - E1 = = E - E = E - E2 + E2 - E3 = hc hc + λ1 hc hc - λ2 λ0 λ43 = λ1 λ31 = λ0 λ1 = 103 nm; λ0 + λ1 λ1λ = 1875 nm λ1 − λ VD4: Trong quang phổ vạch nguyên tử hiđrô, vạch ứng với bước sóng dài dãy Laiman là λ1 = 0,1216 µm và vạch ứng với chuyển electron từ quỹ đạo M quỹ đạo K có bước sóng λ2 = 0,1026 µm Hãy tính bước sóng dài λ3 dãy Banme HD: Ta có: hc λ3 = E M - EL = E M - E K + E K - EL = hc λ2 - hc λ1 λ3 = λ1λ2 λ1 − λ2 = 0,6566 µm VD5 Các mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng xác định 13,6 công thức: En = - eV với n là số nguyên; n = ứng với mức K; n = 2, 3, … n ứng với các mức kích thích L, M, … a) Tính lượng (đơn vị Jun) để iôn hoá nguyên tử hiđrô b) Tính mét bước sóng vạch đỏ Hα dãy Banme HD: a) Để ion hóa nguyên tử hiđrô thì phải cung cấp cho nó lượng để electron nhảy từ quỹ đạo K (n = 1) khỏi mối liên kết với hạt nhân (n = ∞) 13,6.1,6.10−19 Do đó ∆E = E∞ - E1 = - () = 21,76.10-19 J hc 13,6.1,6.10−19 13,6.1,6.10−19 b) Ta có: = E3 – E = () λ32 32 22 36hc -6 λ32 = −19 = 0.658.10 m 5.13,6.1,6.10 VD6 Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n thì lượng nguyên tử hiđrô tính 13,6 theo công thức En = - (eV) (n = 1, 2, 3,…) Tính bước sóng xạ nguyên n tử hiđrô phát êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = sang quỹ đạo dừng n = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 19 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 HD Ta có: E3 = E3 - E2 = hc λ32 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 13,6 13,6 eV = - 1,511 eV; E2 = - eV = - 3,400 eV; λ32 = hc = 6,576.10-7 m = 0,6576 µm E3 − E2 VD7 Năng lượng các trạng thái dừng nguyên tử hiđrô là EK = -13,60 eV; EL = -3,40 eV; EM = -1,51 eV; EN = -0,85 eV; EO = -0,54 eV Hãy tìm bước sóng các xạ tử ngoại nguyên tử hiđrô phát HD: hc hc Ta có: λLK = = 0,1218.10-6m; λMK = = 0,1027.10-6m; EM − E K EL − EK hc hc λNK = = 0,0974.10-6m; λOK = = 0,0951.10-6m EN − EK EO − EK VD8 Biết bước sóng hai vạch đầu tiên dãy Laiman nguyên tử hiđrô là λL1 = 0,122 µm và λL2 = 103,3 nm Biết mức lượng trạng thái kích thích thứ hai là -1,51 eV Tìm bước sóng vạch Hα quang phổ nhìn thấy nguyên tử hiđrô, mức lượng trạng thái và trạng thái kích thích thứ HD: Ta có: hc λα = EM - EL = EM - EK - (EL - EK) = λL1λL hc = 0,6739 µm λL1 − λL λL = EM – EK hc = - 3,36 eV E L = EK + λL1 λα = hc - hc λL2 λL1 E K = - EM - hc λL = - 13,54 eV; VD9 Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n thì lượng nguyên tử hiđrô xác −13,6 định công thức En = (eV) (với n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron nguyên tử n2 hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ2 Tìm mối liên hệ hai bước sóng λ1 và λ2 hc 1 hc 21 HD: Ta có: = - 13,6( - 1) = 13,6 ; = - 13,6( − ) = 13,6 λ1 λ2 100 8.100.λ1 800 λ2 = = λ 9.21 189 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 20 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 34 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com MẪU NGUYÊN TỬ BO - QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ HYDRO Họ và tên:……………………………………………………………Trường: ……………………………… Câu 1: Khi electron nguyên tử hiđrô các mức lượng cao M, N, O, … nhảy mức có lượng L, thì nguyên tử hiđrô phát các vạch xạ thuộc dẫy A Lyman B Balmer C Paschen D Brackett Câu 2: Muốn quang phổ vạch nguyên tử hiđrô phát vạch thì phải kích thích nguyên tử hiđrô đến mức lượng A M B N C O D P Câu 3: Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái lên trạng thái dừng mà electron chuyển động trên quỹ đạo O Tính số vạch quang phổ mà nguyên tử có phát chuyển các trạng thái có lượng thấp A vạch B vạch C vạch D 10 vạch Câu 4: Xét nguyên tử hiđrô nhận lượng kích thích, electron chuyển lên quỹ đạo N, electron trở các quỹ đạo bên phát tối đa A phôtôn B phôtôn C phôtôn D phôtôn Câu 5: Trong quang phổ hiđrô xạ đầu tiên dãy Balmer có A màu lam B màu chàm C màu tím D màu đỏ Câu 6: Trong quang phổ vạch hidrô, dãy Lyman hình thành ứng với chuyển electron từ quỹ đạo ngoài A quĩ đạo K B quĩ đạo L C quỹ đạo M D quĩ đạo N Câu 7: Nguyên tử hiđrô trạng thái kích thích có bán kính quỹ đạo tăng lên lần Các chuyển dời có thể xảy là D Cả A, B, C đúng A từ M L B từ M K C từ L và K Câu 8: Người vận dụng thuyết lượng tử để giải thích quang phổ vạch nguyên tử Hiđro là A Einstein B Planck C Bohr D De Broglie Câu 9: Cho tần số hai vạch quang phổ đầu tiên dãy Lyman là f1; f2 Tần số vạch quang phổ đầu tiên dãy Balmer( f α ) xác định 1 A f α = f1 + f2 B f α = f1 - f2 C f α = f2 – f1 D = + fα f1 f Câu 10: Các vạch dãy Paschen thuộc vùng nào thang sóng điện từ ? A Vùng hồng ngoại B Vùng tử ngoại C Vùng ánh sáng nhìn thấy D Vùng ánh sáng nhìn thấy và tử ngoại Câu 11: Các vạch quang phổ dãy Lyman thuộc vùng nào ? A Vùng hồng ngoại B Vùng tử ngoại C Vùng ánh sáng nhìn thấy D Một vùng ánh sáng nhìn thấy và tử ngoại Câu 12: Nói tạo thành quang phổ vạch hiđrô mệnh đề nào sau đây không đúng: A Dãy Lyman thuộc vùng hồng ngoại B Dãy Balmer thuộc vùng tử ngoại và vùng ánh sáng khả kiến C Dãy Paschen thuộc vùng hồng ngoại D Dãy Lyman thuộc vùng tử ngoại Câu 13: Mẫu nguyên tử Bohr khác mẫu nguyên tử Rutherphord điểm nào ? A Mô hình nguyên tử có hạt nhân B Hình dạng quỹ đạo các êlectrôn C Biểu thức lực hút hạt nhân và êlectrôn D Trạng thái có lượng ổn định Câu 14: Chọn câu trả lời đúng Khi êlectrôn nguyên tử hiđrô chuyển từ quĩ đạo M quĩ đạo L thì A nguyên tử phát phôtôn có lượng ε = EL – EM E − EN B nguyên tử phát phôtôn có tần số f = M h C nguyên tử phát vạch phổ thuộc dãy Balmer BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 21 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D nguyên tử phát vạch phổ có bước sóng ngắn dãy Balmer Câu 15: Các vạch quang phổ dãy Laiman thuộc vùng nào sau đây ? A vung hồng ngoại B vùng ánh sáng nhìn thấy C vùng tử ngoại D vùng hồng ngoại và vùng ánh sáng nhìn thấy Câu 16: Khi electron nguyên tử hiđrô bị kích thích lên mức M có thể thu các xạ phát B thuộc dãy Laiman và Banme A thuộc dẫy Laiman C thuộc dãy Laiman và Pasen D thuộc dãy Banme Câu 17: Cho ba vạch có bước sóng dài ba dãy quang phổ hiđrô là λ1L = 0,1216 µ m(Laiman), λ1B = 0,6563 µ m(Banme) và λ1P = 1,8751 µ m(Pasen) Số vạch khác có thể tìm bước sóng là A hai vạch B ba vạch C bốn vạch D sáu vạch Câu 18: Bước sóng dài dãy Balmer quang phổ Hiđrô là D 656nm A 0,66mm B 6,56nm C 65,6nm Câu 19: Cho bước sóng bốn vạch dãy Balmer: λ α = 0,656 µ m; λ β = 0,486 µ m.; λ γ = 0,434 µ m; λ δ = 0,410 µ m Hãy xác định bước sóng xạ quang phổ vạch hiđrô ứng với di chuyển electron từ quĩ đạo N quĩ đạo M A 1,875 µ m B 1,255 µ m C 1,545 µ m D 0,840 µ m Câu 20: Cho bán kính quỹ đạo Bohr thứ là 0,53A0 Bán kính quỹ đạo Bohr thứ là A 1,325nm B 13,25nm C 123.5nm D 1235nm Câu 21: Trong quang phổ nguyên tử hiđrô, bước sóng hai vạch đỏ và lam là 0,656 µ m và 0,486 µ m Bước sóng vạch đầu tiên dẫy Paschen là A 103,9nm B 1875,4nm C 1785,6nm D 79,5nm Câu 22: Khi hiđro trạng thái kích thích chuyển lên trạng thái có bán kính quỹ đạo tăng lên lần Khi chuyển dời mức thì phát bước sóng xạ có lượng lớn là A 0,103 µ m B 0,203 µ m C 0,13 µ m D 0,23 µ m Câu 23: Tìm vận tốc electron nguyên tử hiđrô electron chuyển động trên quỹ đạo K có bán kính r0 = 5,3.10-11m A 2,19.106m/s B 2,19.107m/s C 4,38.196m/s D 2,19.105m/s Câu 24: Một electron có động 12,4eV đến va chạm với nguyên tử hiđrô đứng yên, trạng thái Sau va chạm nguyên tử hiđrô đứng yên chuyển lên mức kích thích đầu tiên Động êlectrôn còn lại là A 10,2eV B 2,2eV C 1,2eV D 1,9eV Câu 25: Năng lượng cần thiết tối thiểu để bứt electron khỏi nguyên tử hiđrô từ trạng thái là 13,6eV Bước sóng ngắn vạch quang phổ dãy Lyman A 0,1012 µ m B 0,0913 µ m C 0.0985 µ m D 0,1005 µ m Câu 26: Khi nguyên tử hiđrô trạng thái rọi ánh sáng đơn sắc và phát vạch quang phổ Năng lượng phôtôn rọi tới nguyên tử là A 0,85eV B 12,75eV C 3,4eV D 1,51eV Câu 27: Bước sóng dài dãy Balmer 0,6500 µ m Bước sóng dài dãy Lyman 0,1220 µ m Bước sóng dài thứ hai dãy Lyman A 0,1027 µ m B 0,1110 µ m C 0,0528 µ m D 0,1211 µ m Câu 28: Trong quang phổ vạch nguyên tử hiđrô, vạch ứng với bước sóng dài dãy Lyman là 0,1216 µ m Vạch ứng với chuyển electron từ quĩ đạo M quĩ đạo K có bước sóng 0,1026 µ m Bước sóng dài dãy Balmer là A 0,7240 µ m B 0,6860 µ m C 0,6566 µ m D 0,7246 µ m Câu 29: Cho bước sóng bốn vạch dãy Balmer: λ α = 0,6563 µ m; λ β = 0,4861 µ m.; λ γ = 0,4340 µ m; λ δ = 0,4102 µ m Bước sóng vạch quang phổ thứ dãy Paschen vùng hồng ngoại là A 1,0939 µ m B 1,2181 µ m C 1,4784 µ m D 1,8744 µ m Câu 30: Cho biết lượng cần thiết tối thiểu để bứt điện tử khỏi nguyên tử hiđrô từ trạng thái là 13,6eV Cho biết số Planck là h = 6,625.10-34(J.s), c = 3.108(m/s) Bước sóng ngắn vạch quang phổ dãy Pasen là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 22 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 A λ P = 0,622 µ m C λ P = 0,722 µ m Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B λ P = 0,822 µ m D λ P = 0,922 µ m Câu 31: Bước sóng quang phổ vạch quang phổ nguyên tử hiđrô tính theo công thức = λ 1 − ); với RH = 1,097.107(m-1) Bước sóng vạch thứ hai dãy Balmer là m n A 0,486 µm B 0,518 µm C 0,586 µm D 0,868 µm Câu 32: Mức lượng các quỹ đạo dừng nguyên tử hiđrô từ ngoài là: E1 = 13,6eV; E2 = -3,4eV; E3 = -1,5eV; E4 = -0,85eV Nguyên tử trạng thái có khả hấp thụ các phôtôn có lượng nào đây, để nhảy lên các mức trên ? A 12,2eV B 10,2eV C 3,4eV D 1,9eV Câu 33: Trong quang phổ vạch nguyên tử hiđrô, vạch ứng với bước sóng dài dãy Laiman là 0,1216 µ m Vạch ứng với chuyển electron từ quĩ đạo M quĩ đạo K có bước sóng 0,1026 µ m Bước sóng dài dãy Banme là A 0,7240 µ m B 0,6860 µ m C 0,6566 µ m D 0,7246 µ m Câu 34: Hãy xác định trạng thái kích thích cao các nguyên tử hiđrô trường hợp người ta thu vạch quang phổ phát xạ nguyên tử hiđrô A Trạng thái L B Trạng thái M C Trạng thái N D Trạng thái O Câu 35: Bước sóng ứng với bốn vạch quang phổ nguyên tử hiđrô là vạch tím: 0,4102 µm ; vạch chàm: 0,4340 µm ; vạch lam: 0,4861 µm và vạch đỏ: 0,6563 µm Bốn vạch này ứng với chuyển electron nguyên tử hiđrô từ các quỹ đạo M, N, O và P quỹ đạo L Hỏi vạch lam ứng với chuyển nào? B Sự chuyển N L A Sự chuyển M L C Sự chuyển O L D Sự chuyển P L Câu 36: Xét ba mức lượng EK < EL < EM nguyên tử hiđrô Cho biết EL – EK > EM – EL Xét ba vạch quang phổ(ba ánh sáng đơn sắc) ứng với ba chuyển mức lượng sau: Vạch λ LK ứng với chuyển từ EL → EK Vạch λ ML ứng với chuyển từ EM → EL Vạch λ MK ứng với chuyển từ EM → EK Hãy chọn cách xếp đúng: A λ LK < λ ML < λ MK B λ LK > λ ML > λ MK C λ MK < λ LK < λ ML D λ MK > λ LK > λ ML Câu 37: Một nguyên tử có thể xạ phôtôn có lượng hf(f là tần số, h là số plăng) thì nó không thể hấp thụ lượng có giá trị bằng: A 2hf B 4hf C hf/2 D 3hf Câu 38: Bán kính quỹ đạo Bo thứ là r1 = 5,3.10-11m Cho biết khối lượng electron là m = 9,1.1031 kg, điện tích electron là -e = -1,6.10-19C, k = 9.109(kgm2/C2) Động eleectron trên quỹ đạo Bo thứ nhaat A 13,6J B 13,6eV C 13,6MeV D 27,2eV Câu 39: Nguyên tử hiđrô gồm hạt nhân và electron quay xung quanh hạt nhân này Bán kính quỹ đạo dừng thứ là r1 = 5,3.10-11m Trên quỹ đạo dừng thứ electron quay với tần số A 6,6.1017vòng/s B 7,6.1015vòng/s C 6,6.1015vòng/s D 5,5.1012vòng/s Câu 40: Electron nguyên tử hiđrô chuyển từ mức lượng thứ mức lượng thứ Tần số mà phôtôn phát bằng: A 9,22.1015Hz B 2,92.1014Hz C 2,29.1015Hz D 2,92.1015Hz Câu 41: Khi kích thích nguyên tử hiđro trạng thái bản, bán kính quỹ đạo dừng electron tăng lên lần Bước sóng các xạ mà nguyên tử hiđrô có thể phát sau đó là A 0,434 µm ; 0,121 µm ; 0,657 µm B 0,103 µm ; 0,486 µm ; 0,657 µm C 0,103 µm ; 0,121 µm ; 0,657 µm D 0,103 µm ; 0,121 µm ; 0,410 µm Câu 42: Thông tin nào đây là sai nói các quỹ đạo dừng ? A Quỹ đạo có bán kính r0 ứng với mức lượng thấp B Quỹ đạo M có bán kính 9r0 C Quỹ đạo O có bán kính 36r0 D Không có quỹ đạo nào có bán kính 8r0 Câu 43: Trong nguyên tử hiđrô, ban đầu electron nằm quỹ đạo K(n = 1), nó nhảy lên quỹ đạo L(n=2) thì nó đã hấp thụ phôtôn có lượng là RH( BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 23 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A ε = E2 – E1 B ε = 2(E2 – E1) C ε = E2 + E1 D ε =4(E2 – E1) Câu 44: Bình thường, nguyên tử luôn trạng thái dừng cho lượng nó có giá trị A cao B thấp C không D bất kì Câu 45(07): Cho: 1eV = 1,6.10-19J; h = 6,625 10-34J.s; c = 108 m/s Khi êlectrôn (êlectron) nguyên tử hiđrô chuyển từ qũy đạo dừng có lượng Em=-0,85 eVsang quĩ đạo dừng có lượng En= -13,60 eVthì nguyên tử phát xạ điện từ có bước sóng A 0,0974 µm B 0,4340 µm C 0,4860 µm D 0,6563 µm Câu 46(08): Trong quang phổ nguyên tử hiđrô, biết bước sóng dài vạch quang phổ dãy Laiman là λ1 và bước sóng vạch kề với nó dãy này là λ2 thì bước sóng λα vạch quang phổ Hα dãy Banme là A (λ1 + λ2 ) B λ1λ2 λ1 − λ2 C (λ1 − λ2 ) D λ1λ2 λ1 + λ2 Câu 47(08): Trong nguyên tử hiđrô , bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11(m) Bán kính quỹ đạo dừng N là A 47,7.10-11(m) B 21,2.10-11(m) C 84,8 10-11(m) D 132,5.10-11(m) Câu 48(09): Nguyên tử hiđtô trạng thái có mức lượng -13,6 eV Để chuyển lên trạng thái dừng có mức lượng -3,4 eV thì nguyên tử hiđrô phải hấp thụ phôtôn có lượng A 10,2 eV B -10,2 eV C 17 eV D eV Câu 49(09): Một đám nguyên tử hiđrô trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng N Khi êlectron chuyển các quỹ đạo dừng bên thì quang phổ vạch phát xạ đám nguyên tử đó có bao nhiêu vạch? A B C D Câu 50(09): Đối với nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo K thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng 0,1026 µm Lấy h = 6,625.10-34J.s, e = 1,6.10-19 C và c = 3.108m/s Năng lượng phôtôn này C 12,1 eV D 121 eV A 1,21 eV B 11,2 eV “Nghĩ trước điều mình nói thì không vấp Định trước việc mình làm thì không khó ” ĐÁP ÁN ĐỀ 34 1B 11 B 21 B 31 A 41 C 2A 12 A 22 A 32 B 42 C 3D 13 D 23 A 33 C 43 A 4D 14 C 24 B 34 C 44 B 5D 15 C 25 B 35 B 45 A 6A 16 B 26 B 36 C 46 B 7D 17 B 27 A 37 C 47 C 8C 18 D 28 C 38 B 48 A 9C 19 A 29 D 39 C 49 C 10 A 20 A 30 B 40 D 50 C CHỦ ĐỀ 3: HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ LỌC LỰA – MÀU SẮC ÁNH SÁNG - LAZE BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 24 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com PHẦN I.KIẾN THỨC CHUNG: Hấp thụ ánh sáng: Hấp thụ ánh sáng là tượng môi trường vật chất làm giảm cường độ chùm sáng truyền qua nó a Định luật hấp thụ ánh sáng: Cường độ chùm sáng đơn sắc truyền môi trường hấp thụ, giảm theo định luật hàm mũ độ dài đường truyền tia sáng: I = I e−α d  I là cường độ chùm sáng tới môi trường  Trong đĩ: α là hệ số hấp thụ môi trường  d độ dài đường truyền tia sáng  b Hấp thụ lọc lựa: + Vật suốt (vật không màu) là vật không hấp thụ ánh sáng miền nhìn thấy quang phổ + Vật có màu đen là vật hấp thụ hoàn toàn ánh sáng miền nhìn thấy quang phổ + Vật suốt có màu là vật hấp thụ lọc lựa ánh sáng miền nhìn thấy quang phổ Phản xạ (tán sắc) lọc lựa ánh sáng: Các vật có thể hấp thụ lọc lựa số ánh sáng đơn sắc, các vật có thể phản xạ (tán sắc) số ánh sáng đơn sắc Hiện tượng đó gọi là phản xạ (tán sắc) lọc lựa ánh sáng Chú ý: Yếu tố định đến việc hấp thụ, phản xạ (tán sắc) ánh sáng đó là bước sóng ánh sáng Hiện tượng phát quang: a Sự phát quang: Có số chất thể rắn, lỏng, khí hấp thụ lượng dạng nào đó thì có khả phát xạ điện từ Nếu xạ đó có bước sóng nằm giới hạn ánh sáng nhìn thấy thì gọi là phát quang Đặc điểm: Mỗi chất phát quang có quang phổ đặc trưng riêng cho nó Sau ngừng kích thích, phát quang số chất còn trì khoảng thời gian nào đó + Thời gian phát quang là khoảng thời gian kể từ lúc ngừng kích thích lúc ngừng phát quang: Thời gian phát quang có thể kéo dài từ 10−10 s đến vài ngày + Hiện tượng phát quang là tượng vật hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng này để phát ánh sáng có bước sóng khác b Các dạng phát quang: + Huỳnh quang là phát quang có thời gian ngắn 10−8 s , thường xảy với chất lỏng và khí + Lân quang là phát quang có thời gian dài trên 10 −8 s , thường xảy với chất rắn Chú ý: Thực tế khoảng 10 −8 s ≤ t ≤ 10−6 s không xác định lân quang hay huỳnh quang c Định luật Xtốc phát quang: Ánh sáng phát quang có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng kích thích: λaspq < λaskt ⇔ ε aspq > ε askt Laser: a Đặc điểm: ∆f ≈ 10 −15 f + Tia Laser là chùm sáng kết hợp, các photon chùm sáng có cùng tần số và cùng pha + Tia Laser là chùm sáng song song, có tính định hướng cao + Tia Laser có cường độ lớn I ~ 106 W/cm b Các loại Laser: Laser hồng ngọc, Laser thủy tinh pha nêođim, Lasre khí He – He, Laser CO2 , Laser bán dẫn, … c Ứng dụng: + Trong thông tin liên lạc: cáp quang, vô tuyến định vị, … + Trong y học: làm dao mổ, chữa số bệnh ngoài da nhờ tác dụng nhiệt, … + Trong đầu đọc đĩa: CD, VCD, DVD, … + Tia Laser có tính đơn sắc cao Độ sai lệch BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 25 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com + Trong công nghiệp: khoan, cắt, tôi, … với độ chính xác cao PHẦN II CÁC DẠNG BÀI TẬP: VD1 Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,30 µm vào chất thì thấy chất đó phát ánh sáng có bước sóng 0,50 µm Cho công suất chùm sáng phát quang 0,01 công suất chùm sáng kích thích Hãy tính tỉ số số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích phát cùng khoảng thời gian W ' W ' W 'λ ' W W Wλ HD: Ta có: n = ε = hc = hc ; n’ = ε ' = hc = hc ; λ' λ n' W ' λ ' 0,01Wλ ' = H= = = 0,017 = 1,7 % n Wλ Wλ VD2 Một chất phát quang kích thích ánh sáng có bước sóng 0,26 µm thì phát ánh sáng có bước sóng 0,52 µm Giả sử công suất chùm sáng phát quang 20% công suất chùm sáng kích thích Tìm tỉ số số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích cùng khoảng thời gian hc P' n' λ ' HD Ta có: P = hc = 0,2 n λ n' λ' = 0,2 n λ = 0,4 VD3 Người ta dùng thiết bị laze để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng Chiếu tia laze dạng xung ánh sáng phía Mặt Trăng Người ta đo khoảng thời gian thời điểm phát và thời điểm nhận xung phản xạ máy thu đặt Trái Đất là 2,667 s Thời gian kéo dài xung là t0 = 10-7 s a) Tính khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng b) Tính công suất chùm laze, biết lượng xung ánh sáng là W0 = 10 kJ t W HD: a) Ta có: S = c = 4.108 m b) Ta có: P = = 1011 W t0 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 35 CHỦ ĐỀ 3: HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ LỌC LỰA – MÀU SẮC ÁNH SÁNG LAZE Họ và tên học sinh :…………………………………Trường:THPT………………………………… Câu 1: Chọn câu phát biểu sai: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 26 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A Khi chùm ánh sáng truyền qua môi trường vật chất chân không thì cường độ chùm sáng giảm dần B Theo định luật Bu-ghe – Lam-be thì cường độ chùm sáng đơn sắc truyền qua môi trường hấp thụ giảm theo độ dài đường theo quy luật hàm số mũ C Nguyên nhân hấp thụ ánh sáng môi trường là tương tác ánh sáng với các phần tử vật chất môi trường đó D Khi chùm ánh sáng truyền qua môi trường vật chất thì vật lượng chùm sáng bị tiêu hao và biến thành lượng khác Câu 2: Gọi I0 là cường độ chùm sáng đơn sắc truyền tới môi trường hấp thụ có hệ số hấp thụ là α Cường độ chùm sáng sau đã truyền quãng đường d xác định biểu thức là A I = I e −2αd B I = I e −αd C I = I e − α / d D I = I e −1/ αd Câu 3: Khi ánh sáng truyền qua môi trường thì hệ số hấp thụ α môi trường phụ thuộc vào A số lượng phôtôn chùm ánh sáng truyền qua B cường độ chùm ánh sáng đơn sắc truyền tới môi trường C quãng đường ánh sáng truyền môi trường D bước sóng ánh sáng Câu 4: Chùm ánh sáng không bị hấp thụ truyền qua môi trường A nước tinh khiết B thuỷ tinh suốt, không màu C chân không D không khí có độ ẩm thấp Câu 5: Chọn phát biểu không đúng: A Khi truyền môi trường, ánh sáng có bước sóng khác thì bị môi trường hấp thụ khác B Chân không là môi trường không hấp thụ ánh sáng C Khi ánh sáng truyền qua môi trường vật chất thì cường độ chùm sáng giảm dần theo độ dài đường truyền D Những vật có màu đen thì hấp thụ ánh sáng nhìn thấy kém Câu 6: Vật suốt không màu thì A không hấp thụ ánh sáng nhìn thấy miền quang phổ B hấp thụ các xạ vùng màu tím C hấp thụ các xạ vùng màu đỏ D hấp thụ tất các xạ vùng ánh sáng nhìn thấy Câu 7: Chọn câu phát biểu sai các câu sau: A Những chất không hấp thụ ánh sáng miền nào quang phổ là chất suốt miền đó B Sự hấp thụ ánh sáng môi trường là ánh sáng truyền qua môi trường đó C Vật suốt có màu là vật hấp thụ lọc lựa ánh sáng miền nhìn thấy D Thuỷ tinh không màu hấp thụ mạnh tia tử ngoại Câu 8: Trong laze rubi có biến đổi dạng lượng nào đây thành quang ? A Điện B Cơ C Nhiệt D Quang Câu 9: Trường hợp nào sau đây không đúng với phát quang ? A Sự phát sáng bóng đèn dây tóc có dòng điện chạy qua B Sự phát sáng phôtpho bị ôxi hoá không khí C Sự phát quang số chất chiếu sáng tia tử ngoại D Sự phát sáng đom đóm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 27 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 10: Khi chiếu ánh sáng trắng qua kính lọc màu đỏ thì ánh sáng truyền qua kính có màu đỏ, lí là A kính lọc màu đỏ luôn có khả phát ánh sáng đỏ B kính lọc màu đỏ có tác dụng nhuộm đỏ ánh sáng trắng C chùm ánh sáng trắng, xạ màu đỏ có bước sóng lớn nên có thể truyền qua kính D kính lọc màu đỏ ít hấp thụ ánh sáng màu đỏ hấp thụ mạnh các ánh sáng có màu khác Câu 11: Khi chiếu ánh sáng tím vào kính lọc màu lam thì A ánh sáng tím truyền qua lọc vì ánh sáng tím có bước sóng nhỏ ánh sáng màu lam B ánh sáng tím không truyền qua vì nó bị lọc hấp thụ hoàn toàn C ánh sáng truyền qua kính lọc có màu hỗn hợp màu lam và màu tím D ánh sáng truyền qua kính lọc chuyển hoàn toàn thành màu lam Câu 12: Trong các câu sau đây, câu nào sai ? A Khi phản xạ trên bề mặt vật, ánh sáng phản xạ B Khi phản xạ, phổ ánh sáng phản xạ phụ thuộc vào phổ ánh sáng tới và tính chất quang bề mặt phản xạ C Sự hấp thụ ánh sáng và phản xạ ánh sáng có đặc điểm chung là chúng có tính lọc lựa D Trong tán xạ ánh sáng, phổ ánh sáng tán xạ phụ thuộc vào phổ ánh sáng tới và tính chất quang học bề mặt tán xạ Câu 13: Chiếu chùm ánh sáng trắng vào vật ta thấy nó có màu đỏ Nếu chiếu vào nó chùm ánh sáng màu lục thì ta nhìn thấy vật có màu A lục B đen C đỏ D hỗn hợp đỏ và lục Câu 14: Chiếu chùm ánh sáng trắng tới vật, vật phản xạ tất các ánh sáng đơn sắc chùm sáng trắng thì theo hướng phản xạ, ta nhìn thấy vật A có màu giống cầu vồng B có màu đen C có màu trắng D có vạch màu ứng với màu các ánh sáng đơn sắc Câu 15: Chiếu chùm ánh sáng trắng tới vật, vật hấp thụ tất các ánh sáng đơn sắc chùm sáng trắng thì theo hướng phản xạ, ta nhìn thấy vật A có vạch màu ứng với màu các ánh sáng đơn sắc B có màu trắng C có màu giống cầu vồng D có màu đen Câu 16: Phần lớn các vật thể có màu sắc là chúng cấu tạo từ vật liệu xác định, đồng thời A chúng có thể hấp thụ, phản xạ hay tán xạ loại ánh sáng B chúng luôn phản xạ các ánh sáng chiếu vào nó C chúng có thể hấp thụ bất kì ánh sáng nào chiếu vào nó D chúng có thể hấp thụ số bước sóng ánh sáng và phản xạ, tán xạ bước sóng khác Câu 17: Màu đỏ rubi ion nào phát ? A Ion nhôm B Ion ôxi C Ion crôm D Các ion khác Câu 18: Một đặc điểm lân quang là A ánh sáng lân quang là ánh sáng màu xanh B nó xảy chất lỏng và chất khí C có thời gian phát quang ngắn nhiều so với huỳnh quang BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 28 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com -8 - vuhoangbg@gmail.com D thời gian phát quang kéo dài từ 10 s trở lên Câu 19: Thông tin nào sau đây là đúng nói huỳnh quang ? A Sự huỳnh quang là phát quang ngắn, 10-8s B Trong huỳnh quang, ánh sáng phát quang còn kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích C Sự phát quang thường xảy với chất rắn D Để có huỳnh quang thì không thiết phải có ánh sáng kích thích Câu 20: Trong phát quang, gọi λ1 và λ là bước sóng ánh sáng kích thích và ánh sáng phát quang Kết luận nào sau đây là đúng ? A λ1 > λ B λ1 < λ C λ1 = λ D λ1 ≤ λ Câu 21: Trong nguyên tắc và cấu laze, môi trường hoạt tính có đặc điểm là A số nguyên tử mức trên(trạng thái kích thích) luôn có mật độ lớn so với mức thấp B số nguyên tử mức trên(trạng thái kích thích) luôn có mật độ nhỏ so với mức thấp C các mức ứng với trạng thái kích thích luôn có lượng cao so với mức D các mức ứng với trạng thái kích thích luôn có lượng thấp so với mức Câu 22: Đặc điểm nào sau đây không đúng với laze ? A Có độ đơn sắc cao B Là chùm sáng có độ song song cao C Có mật độ công suất lớn D Các phôtôn thành phần cùng tần số đôi ngược pha Câu 23: Đặc điểm nào sau không đúng với laze ? A Các phôtôn thành phần cùng pha B Có mật độ công suất lớn C Thường là chùm sáng có tính hội tụ mạnh D Có độ đơn sắc cao Câu 24: Sự phát sáng nguồn sáng nào đây là phát quang ? A Bóng đèn xe máy B Hòn than hồng C Đèn LED D Ngôi băng Câu 25: Một chất phát quang có khả phát ánh sáng màu vàng lục kích thích phát sáng Hỏi chiếu vào chất đó ánh sáng đơn sắc nào đây thì chất đó phát quang ? A Lục B Vàng C Da cam D Đỏ Câu 26: ánh sáng phát quang chất có bước sóng 0,50 µm Hỏi chiếu vào chất đó ánh sáng có bước sóng nào đây thì nó không phát quang ? A 0,30 µm B 0,40 µm C 0,50 µm D 0,60 µm Câu 27: Trong tượng quang – phát quang, có hấp thụ ánh sáng để làm gì ? A Để tạo dòng điện chân không B Để thay đổi điện trở vật C Để làm nóng vật D Để làm cho vật phát sáng Câu 28: Hãy chọn câu đúng Hiệu suất laze A nhỏ B băng C lớn D lớn so với Câu 29: Tia laze không có đặc điểm nào đây ? A Độ đơn sắc cao B Độ đính hướng cao C Cường độ lớn D Công suất lớn Câu 30: Nếu ánh sáng kích thích là ánh sáng màu lam thì ánh sáng huỳnh quang không thể là ánh sáng nào đây ? A ánh sáng đỏ B ánh sáng lục BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 29 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com C ánh sáng lam - vuhoangbg@gmail.com D ánh sáng chàm Câu 31: Hãy chọn câu đúng Trong tượng quang – phát quang, hấp thụ hoàn toàn phôtôn đưa đến A giải phóng electron tự B giải phóng electron liên kết C giải phóng cặp electron và lỗ trống D phát phôtôn khác Câu 32: Hãy chọn câu đúng xét phát quang chất lỏng và chất rắn A Cả hai trường hợp phát quang là huỳnh quang B Cả hai trường hợp phát quang là lân quang C Sự phát quang chất lỏng là huỳnh quang, chất rắn là lân quang D Sự phát quang chất lỏng là lân quang, chất rắn là huỳnh quang Câu 33: Trong trường hợp nào đây có quang – phát quang ? A Ta nhìn thấy màu xanh biển quang cáo lúc ban ngày B Ta nhìn thấy ánh sáng lục phát từ đầu các cọc tiêu trên đường núi có ánh sáng đèn ô tô chiếu vào C Ta nhìn thấy ánh sáng đèn đường D Ta nhìn thấy ánh sáng đỏ kính đỏ Câu 34: Sự phát xạ cảm ứng là gì ? A Đó là phát phôtôn nguyên tử B Đó là phát xạ nguyên tử trạng thái kích thích tác dụng điện từ trường có cùng tần số C Đó là phát xạ đồng thời hai nguyên tử có tương tác lẫn D Đó là phát xạ nguyên tử trạng thái kích thích, hấp thụ thêm phôtôn có cùng tần số Câu 35: Khi chiếu vào bìa tím chùm ánh sáng đỏ, ta tháy bìa có màu A tím B đỏ C vàng D đen Câu 36: Bút laze mà ta thường dùng để bảng thuộc loại laze nào? A Khí B Lỏng C Rắn D Bán dẫn Câu 37: Sự phát quang vật nào đây là phát quang ? A Tia lửa điện B Hồ quang C Bóng đèn ống D Bóng đèn pin Câu 38: Một chất có khả phát quang ánh sáng màu đỏ và ánh sáng màu lục Nếu dùng tia tử ngoại để kích thích phát quang chất đó thì ánh sáng phát quang có thể có màu nào ? A Màu đỏ B Màu vàng C Màu lục D Màu lam “Thiên tài là kiên nhẫn lâu dài trí tuệ ” I Newton BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 30 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com ĐÁP ÁN ĐỀ 35 1A 11 B 21 A 31 D 2B 12 A 22 D 32 C 3D 13 B 23 C 33 B 4C 14 C 24 C 34 D 5D 15 D 25 A 35 D 6A 16 D 26 D 36 D 7B 17 C 27 D 37 C 8D 18 D 28 A 38 B 9A 19 A 29 D 10 D 20 B 30 D LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM Câu 1(CĐ 2007): Giới hạn quang điện kim loại làm catốt tế bào quang điện là λ0 = 0,50 µm Biết vận tốc ánh sáng chân không và số Plăng là 3.108 m/s và 6,625.10-34 J.s Chiếu vào catốt tế bào quang điện này xạ có bước sóng λ = 0,35 µm, thì động ban đầu cực đại êlectrôn (êlectron) quang điện là A 1,70.10-19 J B 70,00.10-19 J C 0,70.10-19 J D 17,00.10-19 J Câu 2(CĐ 2007): Trong quang phổ vạch hiđrô (quang phổ hiđrô), bước sóng vạch thứ dãy Laiman ứng với chuyển êlectrôn (êlectron) từ quỹ đạo L quỹ đạo K là 0,1217 µm , vạch thứ dãy Banme ứng với chuyển M → L là 0,6563 µm Bước sóng vạch quang phổ thứ hai dãy Laiman ứng với chuyển M →K A 0,1027 µm B 0,5346 µm C 0,7780 µm D 0,3890 µm Câu 3(CĐ 2007): Công thoát êlectrôn (êlectron) khỏi kim loại là A = 1,88 eV Biết số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108 m/s và eV = 1,6.10-19 J Giới hạn quang điện kim loại đó là A 0,33 µm B 0,22 µm C 0,66 10-19 µm D 0,66 µm Câu 4(CĐ 2007): Động ban đầu cực đại các êlectrôn (êlectron) quang điện A không phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích B phụ thuộc cường độ ánh sáng kích thích C không phụ thuộc chất kim loại làm catốt D phụ thuộc chất kim loại làm catốt và bước sóng ánh sáng kích thích Câu 5(CĐ 2007): Một ống Rơnghen phát xạ có bước sóng ngắn là 6,21.10 – 11 m Biết độ lớn điện tích êlectrôn (êlectron), vận tốc ánh sáng chân không và số Plăng là 1,6.10-19C; 3.108m/s; 6,625.10-34 J.s Bỏ qua động ban đầu êlectrôn Hiệu điện anốt và catốt ống là A 2,00 kV B 2,15 kV C 20,00 kV D 21,15 kV Câu 6(CĐ 2007): Ở nhiệt độ định, đám có khả phát hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng tương ứng λ1 và λ2 (với λ < λ2 ) thì nó có khả hấp thụ A ánh sáng đơn sắc có bước sóng nhỏ λ1 B ánh sáng đơn sắc có bước sóng khoảng từ λ1 đến λ2 C hai ánh sáng đơn sắc đó D ánh sáng đơn sắc có bước sóng lớn λ2 Câu 7(ĐH – 2007): Cho: 1eV = 1,6.10-19 J; h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s Khi êlectrôn (êlectron) nguyên tử hiđrô chuyển từ quĩ đạo dừng có lượng Em = - 0,85eV sang quĩ đạo dừng có lượng En = - 13,60eV thì nguyên tử phát xạ điện từ có bước sóng BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 31 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 0,4340 µm B 0,4860 µm C 0,0974 µm D 0,6563 µm Câu 8(ĐH – 2007): Một chùm ánh sáng đơn sắc tác dụng lên bề mặt kim loại và làm bứt các êlectrôn (êlectron) khỏi kim loại này Nếu tăng cường độ chùm sáng đó lên ba lần thì A số lượng êlectrôn thoát khỏi bề mặt kim loại đó giây tăng ba lần B động ban đầu cực đại êlectrôn quang điện tăng ba lần C động ban đầu cực đại êlectrôn quang điện tăng chín lần D công thoát êlectrôn giảm ba lần Câu 9(ĐH – 2007): Phát biểu nào là sai? A Điện trở quang trở giảm mạnh có ánh sáng thích hợp chiếu vào B Nguyên tắc hoạt động tất các tế bào quang điện dựa trên tượng quang dẫn C Trong pin quang điện, quang biến đổi trực tiếp thành điện D Có số tế bào quang điện hoạt động kích thích ánh sáng nhìn thấy Câu 10(ĐH – 2007): Nội dung chủ yếu thuyết lượng tử trực tiếp nói A hình thành các vạch quang phổ nguyên tử B tồn các trạng thái dừng nguyên tử hiđrô C cấu tạo các nguyên tử, phân tử D phát xạ và hấp thụ ánh sáng nguyên tử, phân tử Câu 11(ĐH – 2007): Hiệu điện anốt và catốt ống Rơnghen là 18,75 kV Biết độ lớn điện tích êlectrôn (êlectron), vận tốc ánh sáng chân không và số Plăng là 1,6.10-19 C, 3.108 m/s và 6,625.10-34 J.s Bỏ qua động ban đầu êlectrôn Bước sóng nhỏ tia Rơnghen ống phát là C 0,5625.10-10 m D 0,6625.10-9 A 0,4625.10-9 m B 0,6625.10-10 m m Câu 12(ĐH – 2007): Lần lượt chiếu vào catốt tế bào quang điện các xạ điện từ gồm xạ có bước sóng λ1 = 0,26 µm và xạ có bước sóng λ2 = 1,2λ1 thì vận tốc ban đầu cực đại các êlectrôn quang điện bứt từ catốt là v1 và v2 với v2 = 3v1/4 Giới hạn quang điện λ0 kim loại làm catốt này là A 1,45 µm B 0,90 µm C 0,42 µm D 1,00 µm Câu 13(CĐ 2008): Trong thí nghiệm với tế bào quang điện, chiếu chùm sáng kích thích vào catốt thì có tượng quang điện xảy Để triệt tiêu dòng quang điện, người ta đặt vào anốt và catốt hiệu điện gọi là hiệu điện hãm Hiệu điện hãm này có độ lớn A làm tăng tốc êlectrôn (êlectron) quang điện anốt B phụ thuộc vào bước sóng chùm sáng kích thích C không phụ thuộc vào kim loại làm catốt tế bào quang điện D tỉ lệ với cường độ chùm sáng kích thích Câu 14(CĐ 2008): Gọi λα và λβ là hai bước sóng ứng với các vạch đỏ Hα và vạch lam Hβ dãy Banme (Balmer), λ1 là bước sóng dài dãy Pasen (Paschen) quang phổ vạch nguyên tử hiđrô Biểu thức liên hệ λα , λβ , λ1 là A λ1 = λα - λβ B 1/λ1 = 1/λβ – 1/λα C λ1 = λα + λβ D 1/λ1 = 1/λβ + 1/λα BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 32 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com -34 - vuhoangbg@gmail.com Câu 15(CĐ 2008): Biết số Plăng h = 6,625.10 J.s và độ lớn điện tích nguyên tố là 1,6.10-19 C Khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng -1,514 eV sang trạng thái dừng có lượng -3,407 eV thì nguyên tử phát xạ có tần số A 2,571.1013 Hz B 4,572.1014Hz C 3,879.1014 Hz D 6,542.1012 Hz Câu 16(CĐ 2008): Khi truyền chân không, ánh sáng đỏ có bước sóng λ1 = 720 nm, ánh sáng tím có bước sóng λ2 = 400 nm Cho hai ánh sáng này truyền môi trường suốt thì chiết suất tuyệt đối môi trường đó hai ánh sáng này là n1 = 1,33 và n2 = 1,34 Khi truyền môi trường suốt trên, tỉ số lượng phôtôn có bước sóng λ1 so với lượng phôtôn có bước sóng λ2 A 5/9 B 9/5 C 133/134 D 134/133 Câu 17(CĐ 2008): Chiếu lên bề mặt catốt tế bào quang điện chùm sáng đơn sắc có bước sóng 0,485 µm thì thấy có tượng quang điện xảy Biết số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108 m/s, khối lượng nghỉ êlectrôn (êlectron) là 9,1.10-31 kg và vận tốc ban đầu cực đại êlectrôn quang điện là 4.105 m/s Công thoát êlectrôn kim loại làm catốt B 6,4.10-21 J C 3,37.10-18 J D A 6,4.10-20 J -19 3,37.10 J Câu 18(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Theo thuyết lượng từ ánh sáng thì lượng A phôtôn lượng nghỉ êlectrôn (êlectron) B phôtôn phụ thuộc vào khoảng cách từ phôtôn đó tới nguồn phát nó C các phôtôn chùm sáng đơn sắc D phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phôtôn đó Câu 19(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Khi chiếu hai xạ có tần số là f1, f2 (với f1 < f2) vào cầu kim loại đặt cô lập thì xảy tượng quang điện với điện cực đại cầu là V1, V2 Nếu chiếu đồng thời hai xạ trên vào cầu này thì điện cực đại nó là A (V1 + V2) B V1 – V2 C V2 D V1 Câu 20(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Trong quang phổ nguyên tử hiđrô , biết bước sóng dài vạch quang phổ dãy Laiman là λ1 và bước sóng vạch kề với nó dãy này là λ2 thì bước sóng λα vạch quang phổ Hα dãy Banme là A (λ1 + λ2) B λ1λ λ1 − λ C (λ1 − λ2) D λ1λ λ1 + λ Câu 21(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Hiệu điện anốt và catốt ống Rơnghen là U = 25 kV Coi vận tốc ban đầu chùm êlectrôn (êlectron) phát từ catốt không Biết số Plăng h = 6,625.10-34J.s, điện tích nguyên tố 1,6.10-19C Tần số lớn tia Rơnghen ống này có thể phát là C 60,380.1015Hz D 6,038.1018Hz A 60,380.1018Hz B 6,038.1015Hz Câu22(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Trong nguyên tử hiđrô , bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11m Bán kính quỹ đạo dừng N là A 47,7.10-11m B 21,2.10-11m C 84,8.10-11m D 132,5.10-11m Câu 23(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Khi có tượng quang điện xảy tế bào quang điện, phát biểu nào sau đâu là sai? A Giữ nguyên chùm sáng kích thích, thay đổi kim loại làm catốt thì động ban đầu cực đại êlectrôn (êlectron) quang điện thay đổi BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 33 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích và kim loại dùng làm catốt, giảm tần số ánh sáng kích thích thì động ban đầu cực đại êlectrôn (êlectron) quang điện giảm C Giữ nguyên tần số ánh sáng kích thích và kim loại làm catốt, tăng cường độ chùm sáng kích thích thì động ban đầu cực đại êlectrôn (êlectron) quang điện tăng D Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích và kim loại dùng làm catốt, giảm bước sóng ánh sáng kích thích thì động ban đầu cực đại êlectrôn (êlectron) quang điện tăng Câu 24(Đề thi cao đẳng năm 2009): Công suất xạ Mặt Trời là 3,9.1026 W Năng lượng Mặt Trời tỏa ngày là C 3,3696.1032 J D 3,3696.1031 J A 3,3696.1030 J B 3,3696.1029 J Câu 25(Đề thi cao đẳng năm 2009): Trong chân không, xạ đơn sắc vàng có bước sóng là 0,589 µm Lấy h = 6,625.10-34J.s; c=3.108 m/s và e = 1,6.10-19 C Năng lượng phôtôn ứng với xạ này có giá trị là A 2,11 eV C 4,22 eV C 0,42 eV D 0,21 eV Câu 26(Đề thi cao đẳng năm 2009): Dùng thuyết lượng tử ánh sáng không giải thích A tượng quang – phát quang B tượng giao thoa ánh sáng C nguyên tắc hoạt động pin quang điện D tượng quang điện ngoài Câu 27(Đề thi cao đẳng năm 2009): Gọi lượng phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím là εĐ, εL và εT thì A εT > εL > eĐ B εT > εĐ > eL C εĐ > εL > eT D εL > εT > eĐ Câu 28(Đề thi cao đẳng năm 2009): Đối với nguyên tử hiđrô, các mức lượng ứng với các quỹ đạo dừng K, M có giá trị là: -13,6 eV; -1,51 eV Cho h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s và e = 1,6.10-19 C Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng M quỹ đạo dừng K, thì nguyên tử hiđrô có thể phát xạ có bước sóng A 102,7 µm B 102,7 mm C 102,7 nm D 102,7 pm Câu 29(Đề thi cao đẳng năm 2009): Khi chiếu vào chất lỏng ánh sáng chàm thì ánh sáng huỳnh quang phát không thể là A ánh sáng tím B ánh sáng vàng C ánh sáng đỏ D ánh sáng lục Câu 30(Đề thi cao đẳng năm 2009): Một nguồn phát ánh sáng có bước sóng 662,5 nm với công suất phát sáng là 1,5.10-4 W Lấy h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s Số phôtôn nguồn phát s là A 5.1014 B 6.1014 C 4.1014 D 3.1014 Câu 31(Đề thi cao đẳng năm 2009): Trong quang phổ vạch nguyên tử hiđrô, bước sóng dài vạch quang phổ dãy Lai-man và dãy Ban-me là λ1 và λ2 Bước sóng dài thứ hai thuộc dãy Lai-man có giá trị là A λ1λ 2(λ1 + λ ) B λ1λ λ1 + λ C λ1λ λ1 − λ D λ1λ λ − λ1 Câu 32(Đề thi cao đẳng năm 2009): Trong thí nghiệm, tượng quang điện xảy chiếu chùm sáng đơn sắc tới bề mặt kim loại Nếu giữ nguyên bước sóng ánh sáng kích thích mà tăng cường độ chùm sáng thì A số êlectron bật khỏi kim loại giây tăng lên B động ban đầu cực đại êlectron quang điện tăng lên C giới hạn quang điện kim loại bị giảm xuống D vận tốc ban đầu cực đại các êlectron quang điện tăng lên BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 34 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 33(Đề thi cao đẳng năm 2009) (ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Khi nói thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là đúng? A Năng lượng phôtôn càng nhỏ cường độ chùm ánh sáng càng nhỏ B Phôtôn có thể chuyển động hay đứng yên tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên C Năng lượng phôtôn càng lớn tần số ánh sáng ứng với phôtôn đó càng nhỏ D Ánh sáng tạo các hạt gọi là phôtôn Câu 34(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Nguyên tử hiđtô trạng thái có mức lượng -13,6 eV Để chuyển lên trạng thái dừng có mức lượng -3,4 eV thì nguyên tử hiđrô phải hấp thụ phôtôn có lượng A 10,2 eV B -10,2 eV C 17 eV D eV Câu 35(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Một đám nguyên tử hiđrô trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng N Khi êlectron chuyển các quỹ đạo dừng bên thì quang phổ vạch phát xạ đám nguyên tử đó có bao nhiêu vạch? A B C D Câu 36(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Công thoát êlectron kim loại là 7,64.10-19J Chiếu vào bề mặt kim loại này các xạ có bước sóng là λ1 = 0,18 µm, λ2 = 0,21 µm và λ3 = 0,35 µm Lấy h=6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s Bức xạ nào gây tượng quang điện kim loại đó? A Hai xạ (λ1 và λ2) B Không có xạ nào ba xạ trên C Cả ba xạ (λ1, λ2 và λ3) D Chỉ có xạ λ1 Câu 37(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Pin quang điện là nguồn điện, đó B quang biến A hóa biến đổi trực tiếp thành điện đổi trực tiếp thành điện C biến đổi trực tiếp thành điện D nhiệt biến đổi trực tiếp thành điện Câu 38(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Đối với nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo K thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng 0,1026 µm Lấy h = 6,625.10-34J.s, e = 1,6.10-19 C và c = 3.108m/s Năng lượng phôtôn này A 1,21 eV B 11,2 eV C 12,1 eV D 121 eV Câu 39(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Chiếu đồng thời hai xạ có bước sóng 0,452 µm và 0,243 µm vào catôt tế bào quang điện Kim loại làm catôt có giới hạn quang điện là 0,5 µm Lấy h = 6,625 10-34 J.s, c = 3.108 m/s và me = 9,1.10-31 kg Vận tốc ban đầu cực đại các êlectron quang điện A 2,29.104 m/s B 9,24.103 m/s C 9,61.105 m/s D 1,34.106 m/s Câu 40 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n thì lượng nguyên tử hiđrô tính theo công thức - 13,6 (eV) (n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron n2 nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = sang quỹ đạo dừng n = thì nguyên tử hiđrô phát phôtôn ứng với xạ có bước sóng A 0,4350 µm B 0,4861 µm C 0,6576 µm D 0,4102 µm Câu 41 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010) Một chất có khả phát ánh sáng phát quang với tần số f = 6.1014 Hz Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào đây để kích thích thì chất này không thể phát quang? A 0,55 µm B 0,45 µm C 0,38 µm D 0,40 µm Câu 42 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Theo tiên đề Bo, êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo L sang quỹ đạo K thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ21, BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 35 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com êlectron chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo L thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ32 và êlectron chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo K thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ31 Biểu thức xác định λ31 là A λ31 = λ32 λ21 λ21 + λ31 λ32 λ21 λ21 − λ31 B λ31 = λ32 - λ21 C λ31 = λ32 + λ21 D λ31 = Câu 43 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K êlectron nguyên tử hiđrô là r0 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo N quỹ đạo L thì bán kính quỹ đạo giảm bớt A 12r0 B 4r0 C 9r0 D 16r0 Câu 44 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Một kim loại có công thoát êlectron là 7,2.10-19 J Chiếu vào kim loại này các xạ có bước sóng λ1 = 0,18 µm, λ2 = 0,21 µm, λ3 = 0,32 µm và λ = 0,35 µm Những xạ có thể gây tượng quang điện kim loại này có bước sóng là A λ1, λ2 và λ3 B λ1 và λ2 C λ2, λ3 và λ4 D λ3 và λ4 Câu 45 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin thì thấy dung dịch này phát ánh sáng màu lục Đó là tượng A phản xạ ánh sáng B quang - phát quang C hóa - phát quang D tán sắc ánh sáng Câu 46 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào đây là sai? A Ánh sáng tạo thành các hạt gọi là phôtôn B Năng lượng các phôtôn ánh sáng là nhau, không phụ thuộc tần số ánh sáng C Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s D Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn Câu 47 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010) Một nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz Công suất xạ điện từ nguồn là 10 W Số phôtôn mà nguồn phát giây xấp xỉ A 3,02.1019 B 0,33.1019 C 3,02.1020 D 3,24.1019 Câu 48 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010) Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng En = -1,5 eV sang trạng thái dừng có lượng Em = -3,4 eV Bước sóng xạ mà nguyên tử hiđrô phát xấp xỉ A 0,654.10-7m B 0,654.10-6m C 0,654.10-5m D 0,654.10-4m Câu 49 (Đề ĐH – CĐ năm 2011) : Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n thì lượng nguyên tử hiđrô xác định công thức En = −13, (eV) (với n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron n2 nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ2 Mối liên hệ hai bước sóng λ1 và λ2 là A 27λ2 = 128λ1 B λ2 = 5λ1 C 189λ2 = 800λ1 D λ2 = 4λ1 Câu 50(Đề ĐH – CĐ năm 2011) : Nguyên tắc hoạt động quang điện trở dựa vào A tượng tán sắc ánh sáng B tượng quang điện ngoài C tượng quang điện D tượng phát quang chất rắn BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 36 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 51(Đề ĐH – CĐ năm 2011): Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11m Ở trạng thái kích thích nguyê n tử hiđrô, êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính là r = 2,12.10-10m Quỹ đạo đó có tên gọi là quỹ đạo dừng A L B O C N D M Câu 52(Đề ĐH – CĐ năm 2011): Một chất phát quang kích thích ánh sáng có bước sóng 0,26 µm thì phát ánh sáng có bước sóng 0,52 µm Giả sử công suất chùm sáng phát quang 20% công suất chùm sáng kích thích Tỉ số số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích cùng khoảng thời gian là A B 10 C D Câu 53(Đề ĐH – CĐ năm 2011): Hiện tượng quang điện ngoài là tượng êlectron bị bứt khỏi kim loại A chiếu vào kim loại này chùm hạt nhân heli B chiếu vào kim loại này xạ điện từ có bước sóng thích hợp C cho dòng điện chạy qua kim loại này D kim loại này bị nung nóng nguồn nhiệt Câu 54(Đề ĐH – CĐ năm 2011): Tia Rơn-ghen (tia X) có A cùng chất với tia tử ngoại B tần số nhỏ tần số tia hồng ngoại C điện tích âm nên nó bị lệch điện trường và từ trường D cùng chất với sóng âm Câu 55(Đề ĐH – CĐ năm 2011): Khi chiếu xạ điện từ có bước sóng λ1 = 0,30µm vào catôt tế bào quang điện thì xảy tượng quang điện và hiệu điện hãm lúc đó là V Nếu đặt vào anôt và catôt tế bào quang điện trên hiệu điện UAK = -2V và chiếu vào catôt xạ điện từ khác có bước sóng λ2 = 0,15µm thì động cực đại êlectron quang điện trước tới anôt A 1,325.10-18J B 6,625.10-19J C 9,825.10-19J D 3,425.10-19J Câu 56 (ĐH 2012): Laze A phát chùm xạ có bước sóng 0,45 µ m với công suất 0,8W Laze B phát chùm xạ có bước sóng 0,60 µ m với công suất 0,6 W Tỉ số số phôtôn laze B và số phôtôn laze A phát giây là 20 A.1 B C.2 D Câu 57(ĐH 2012): Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là sai? A Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo các tia sáng B Phôtôn các ánh sáng đơn sắc khác thì mang lượng khác C Năng lượng phôtôn không đổi truyền chân không D Phôtôn tồn trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động Câu 58(ĐH 2012): Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô, chuyển động êlectron quanh hạt nhân là chuyển động tròn Tỉ số tốc độ êlectron trên quỹ đạo K và tốc độ êlectron trên quỹ đạo M A B C D Câu 59(ĐH 2012): Khi nói tính chất tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây là sai? A Tia tử ngoại làm iôn hóa không khí B Tia tử ngoại kích thích phát quang nhiều chất C Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh D Tia tử ngoại không bị nước hấp thụ Câu 60(ĐH 2012): Khi nói sóng điện từ, phát biểu nào sau đây là sai? A Sóng điện từ mang lượng B Sóng điện từ tuân theo các quy luật giao thoa, nhiễu xạ C Sóng điện từ là sóng ngang D Sóng điện từ không truyền chân không BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 37 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 61(ĐH 2012): Biết công thoát êlectron các kim loại: canxi, kali, bạc và đồng là: 2,89 eV; 2,26eV; 4,78 eV và 4,14 eV Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 µ m vào bề mặt các kim loại trên Hiện tượng quang điện không xảy với các kim loại nào sau đây? A Kali và đồng B Canxi và bạc C Bạc và đồng D Kali và canxi Câu 62(ĐH 2012) Chiếu đồng thời hai xạ có bước sóng 0,542 µ m và 0,243 µ m vào catôt tế bào quang điện Kim loại làm catôt có giới hạn quang điện là 0,500 µ m Biết khối lượng êlectron là me= 9,1.10-31 kg Vận tốc ban đầu cực đại các êlectron quang điện A 9,61.105 m/s B 9,24.105 m/s C 2,29.106 m/s D 1,34.106 m/s Câu 63(ĐH 2012): Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hidrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo K thì nguyên tử phát phôton ứng với xạ có tần số f1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo L thì nguyên tử phát phôtôn ứng với xạ có tần số f2 Nếu êlectron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K thì nguyên tử phát phôtôn ứng với xạ có tần số f f A f3 = f1 – f2 B f3 = f1 + f2 C f3 = f12 + f 2 D f = f1 + f Câu 64(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Gọi εĐ, εL, εT là lượng phôtôn ánh sáng đỏ, phôtôn ánh sáng lam và phôtôn ánh sáng tím Ta có B εT > εL > εĐ C εT > εĐ > εL D εL > εT > εĐ A εĐ > εL > εT Câu 65(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Giới hạn quang điện kim loại là 0,30 µm Công thoát êlectron khỏi kim loại này là B 6,625.10-17J C 6,625.10-19J D 6,625.10-18J A 6,625.10-20J Câu 66(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Ánh sáng nhìn thấy có thể gây tượng quang điện ngoài với A kim loại bạc B kim loại kẽm C kim loại xesi D kim loại đồng Câu 67(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Khi nói tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây sai? A Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh B Tia tử ngoại dễ dàng xuyên qua chì dày vài xentimét C Tia tử ngoại làm ion hóa không khí D Tia tử ngoại có tác dụng sinh học: diệt vi khuẩn, hủy diệt tế bào da Câu 68(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Pin quang điện là nguồn điện A biến đổi trực tiếp quang thành điện B biến đổi trực tiếp nhiệt thành điện C hoạt động dựa trên tượng quang điện ngoài D hoạt động dựa trên tượng cảm ứng điện từ Câu 69(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Bức xạ có tần số nhỏ số các xạ hồng ngoại, tử ngoại, Rơn-ghen, gamma là A gamma B hồng ngoại C Rơn-ghen D tử ngoại Câu 70(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Khi nói tia Rơn-ghen và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây sai? A Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại có cùng chất là sóng điện từ B Tần số tia Rơn-ghen nhỏ tần số tia tử ngoại C Tần số tia Rơn-ghen lớn tần số tia tử ngoại D Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại có khả gây phát quang số chất Câu 71(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Chiếu xạ điện từ có bước sóng 0,25 µ m vào catôt tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,5 µ m Động ban đầu cực đại êlectron quang điện là A 3,975.10-20J B 3,975.10-17J C 3,975.10-19J D 3,975.10-18J ĐÁP ÁN: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG ĐHCĐ 2007-2012 1A 11B 21D 2A 12C 22C 3D 13B 23C 4D 14B 24D 5C 15B 25A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 6C 16A 26B 38 7C 17D 27A 8A 18C 28C 9B 19C 29A LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 10D 20B 30A - ĐT: 01689.996.187 31B 41A 51A 61C 71C 32A 42D 52D 62A 33D 43A 53B 63A Diễn đàn: http://lophocthem.com 34A 44B 54A 64B 35C 45B 55B 65C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 36A 46B 56A 66C 39 - vuhoangbg@gmail.com 37B 47A 57D 67B 38C 48B 58C 68A 39C 49C 59D 69B LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 40C 50C 60D 70B - ĐT: 01689.996.187 v γ = 1− c http://lophocthem.com m= - vuhoangbg@gmail.com m0 v2 l =l0 1− <l0 c v2 1− c VŨ ĐÌNH HOÀNG http://lophocthem.com ĐT: 01689.996.187 – Email: vuhoangbg@gmail.com Họ và tên: Lớp: .Trường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC, LUYỆN THI VÀO ĐẠI HỌC Thái Nguyên, 2012 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Mục lục PHẦN 1: KIẾN THỨC CHUNG PHẦN 2: PHÂN DẠNG BÀI TẬP BÀI TOÁN 1: TÍNH TƯƠNG ĐốI CủA THờI GIAN BÀI TOÁN : TINH TƯƠNG DốI CủA Dộ DAI BÀI TOÁN : NHữNG PHEP BIếN DổI VậN TốC BÀI TOÁN : Hệ THứC EINSTEIN GIữA KHốI LƯợNG VA NANG LƯợNG PHẦN III: ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 36 14 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com PHẦN 1: KIẾN THỨC CHUNG SƠ LƯỢC VỀ THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP I.SỰ RA ĐỜI 1.Cơ học cổ điển còn gọi là học Niu-tơn đã chiếm vị trí quan trọng phát triển vật lí học cổ điển và áp dụng rộng rãi khoa học , kĩ thuật Tuy nhiên trường hợp vật chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sang thì học Niutơn không còn đúng năm 1905 Anh-xtanh đã xây dựng lí thuyết tổng quát học Niu-tơn gọi là thuyết tương đối hẹp Anh-xtanh (gọi tắt là thuyết tương đối) Các tiên đề Anh-xtanh a Tiên đề I ( nguyên lí tương đối): Các định luật vật lí (cơ học, điện từ học….) có cùng dạng hệ qui chiếu quán tính Nói cách khác, tượng vật lí diễn các hệ qui chiếu quán tính b Tiên đề II ( nguyên lí bất biến tốc độ ánh sang) : Tốc độ ánh sáng chân không có cùng độ lớn c hệ qui chiếu quán tính, không phụ thuộc vào phương truyền và vào tốc độ nguồn sang hay máy thu c = 299.792.458 m/s ≈ 300.000 km/s là giá trị tốc độ lớn các hạt tự nhiên II- Hai hệ thuyết tương đối hẹp Sự co độ dài Xét nằm yên dọc theo trục tọa độ hệ quy chiếu quán tính K, nó có độ dài l0 gọi là độ dài riêng Khi chuyển động với tốc độ v dọc theo trục tọa độ hệ qui chiếu quán tính K thì có độ dài l, phép tính chứng tỏ độ dài hệ K là : l = l − v2 c2 < l0 Như chiều dài đã bị co lại theo phương chuyển động với tỉ lệ γ = − v2 c2 Sự chậm lại đồng hồ chuyển động Tại thời điểm cố định M’ hệ quán tính K’, chuyển động với tốc độ v hệ quán tính K, có biến cố xảy khoảng thời gian ∆t (tính theo đồng hồ gắn với hệ K’) Phép tính chứng tỏ, đồng hồ gắn với hệ K đo khoảng thời gian ∆t khác với ∆t ∆t = ∆t v2 1− c > ∆t nghĩa là ∆t < ∆t Đồng hồ gắn với vật chuyển động chạy chậm đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên (đồng hồ gắn với hệ K) Như khái niệm thời gian là tương đối, phụ thuộc vào lựa chọn hệ qui chiếu quán tính III- Hệ thức Anh-xtanh khối lượng và lượng Khối lượng tương đối tính r Trong thuyết tương đối, động lượng tương đối tính vật chuyển động với vận tốc v r định nghĩa công thức: mv = m0 v2 1− c r v , đó đại lượng m= m0 v2 1− c gọi là khối lượng tương đối tính vật, đó là khối lượng vật chuyển động với vận tốc v; m0 là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com khối lượng nghỉ còn gọi là khối lượng tĩnh vật đố, đó là khối lượng vật đó nó đứng yên v = Khối lượng vật có tính tương đối, giá trị nó phụ thuộc hệ qui chiếu Hệ thức lượng và khối lượng Thuyết tương đối đã thiết lập hệ thức quan trọng sau đây lượng toàn phần và khối lượng vật (hoặc hệ vật) : E = m.c = m0 1− v c2 .c Đây là hệ thức Anh- xtanh Khi lượng thay đổi lượng ∆E thì khối lượng thay đổi lượng tương ứng ∆m và ngược lại và ta có ∆E = ∆m.c Các trường hợp riêng - Khi v = thì E = E0 = m.c2 Trong đó E0 gọi là lượng nghỉ ứng với vật đứng yên v c - Khi v << c ( với các trường hợp học cổ điển) ⇒ << thì ta có : 1− v2 c2 ≈ 1+ v2 và đó E ≈ m0 c + m0 v Khi vật chuyển động, lượng toàn 2c phần nó bao gồm lượng nghỉ và động vật Theo thuyết tương đối, hệ kín khối lượng nghỉ và lượng nghỉ tường ứng thiết không bảo toàn, có định luật bảo toàn lượng toàn phần E PHẦN 2: PHÂN DẠNG BÀI TẬP BÀI TOÁN 1: Tính tương đối thời gian VÍ DỤ MINH HỌA VD 1: Thời gian sống trung bình các muyon dừng lại khối chì phòng thí nghiệm đo là 2,2µs Thời gian sống các muyon tốc độ cao vụ bùng nổ các tia vũ trụ quan sát tử Trái đất đo là 16 µs Xác định vận tốc các muyon tia vũ trụ Trái đất GIẢI t=t0 1− v2 c2 THAY t0=2,2.10-6s, t=16.10-6s => v=0,99c VD2: Một hạt lượng cao dễ phân hủy vào máy phát và để lại vết dài 1,05mm trước bị phân hủy Vận tốc hạt máy phát là 0,992c Hỏi thời gian sống riêng hạt này (tồn bao lâu trước phân hủy nó đứng yên máy phát hiện) HD : t=l/v suy t0=t − v2 =(l/v) c2 1− v2 =0,0057.10-11s c VD3 Sau 20 phút tính theo đồng hồ đo, đồng hồ gắn với hệ qui chiếu chuyển động với tốc độ v = 0,6c (c là tốc độ ánh sáng chân không) chạy chậm bao lâu so với đồng hồ gắn với hệ qui chiếu đứng yên? Thời gian chậm 20 phút (theo đồng hồ đo t0 = 1200 s): BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 HD: ∆t = t – t0 = t0 v2 1− c http://lophocthem.com - t0 = t0( v2 1− c - vuhoangbg@gmail.com - 1) = 300 s = phút BÀI TOÁN : Tính tương đối độ dài VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Một cây sào nằm song song với trục x hệ quy chiếu K, chuyển dọc theo trục này với vận tốc là 0,630c Độ dài tĩnh sào là 1,70m Hỏi độ dài sào đo hệ quy chiếu K HD : l=l0 − v2 =1,32m c2 VD 2: Chiều dài tàu vũ trụ đo đúng nửa độ dài tĩnh nó a/ Hỏi vận tốc tầu vũ trụ hệ quy chiếu người quan sát? b/ Hỏi đồng hồ tầu vũ trụ chạy chậm bao nhiêu hệ quy chiếu người quan sát? a/ l=l0/2=l0 − b/ t0=t − v2 suy v=0,866c c2 v2 =t/2 c2 VD 3: Một electron với v=0,999987c chuyển động dọc theo trục ống chân không có dộ dài 3,00m người quan sát phòng thí nghiệm đo kki ống nằm yên người quan sát Một người quan sát K’ chuyển động cùng với electron thấy ống này chuyển động qua với vận tốc v Hỏi chiều dài ống người quan sát này đo được? HD : l=l0 − v2 =0,0153m c2 VD4: Bán kính tĩnh Trái Đất là 6370km, còn vận tốc trên quỹ đạo mặt trời là 30,0km/s Hỏi đường kính Trái Đất ngắn bao nhiêu người quan sát đứng chỗ để có thể quan sát Trái Đất qua mắt với vận tốc trên? HD : l=l0 − v2 =0,9999999l0 c2 VD5 Một cái thước nằm yên dọc theo trục tọa độ hệ quy chiếu quán tính K thì có chiều dài l0 = m Khi thước chuyển động dọc theo trục tọa độ này với tốc độ v = 0,6c Tính chiều dài thước hệ K HD Ta có: l = l0 − v2 (0, 6c) − = l = 0,8 m c2 c2 VD6 Một kim loại mãnh có chiều dài 60 cm chuyển động dọc theo chiều dài nó với tốc độ v = 0,8c Tính độ co chiều dài nó HD Ta có: l = l0 − v2 c2 ∆l = l0 – l = l0(1 - − BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ v2 ) = 24 cm c2 CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com BÀI TOÁN : Những phép biến đổi vận tốc VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một hạt có động lượng tương đối tính lớn gấp hai lần động lượng cổ điển (tính theo học newton) Cho vận tốc ánh sáng chân không là c = 3.108 m/s Tính tốc độ hạt đó HD Ta có: p = mv = m0 1− v c2 v = 2m0v 1− v2 = c v= c = 2,6.108 m/s VD2: Vận tốc hạt có lượng toàn phần gấp đôi lượng nghỉ nó là bao nhiêu? HD: W= 1− v c2 m0c2=2m0c2 suy v= c VD3: Một electron chuyển động với vận tốc để có thể quay xung quanh trái đất xích đạo với thời gian là 1,00s Chiều dài xích đạo =12800km a/Vận tốc nó tính theo c là bao nhiêu? b/Động nó là bao nhiêu? c/Tính sai số mắc phải dùng công thức cố điển để tính động năng? HD: a/ v=12800 π km/s=0,134c b/ Wđ= m0c2( 1− v c2 -1)=0,01m0c2 c/ Wđ=(1/2)m0v2=m0c2.0,009 Sai số mắc phải xấp xỉ 10% VD4: Một tầu vũ trụ có chiều dài tĩnh là 350m chuyển động với vận tốc 0,82c so với hệ quy chiếu nào đó Một vi thiên thạch chuyển động với vận tốc 0,82c hệ quy chiếu qua cạnh tầu theo hướng ngược lại Hỏi vi thiên thạch hết tầu thời gian bao lâu? HD : Hệ quy chiếu K’ gắn liền với tầu vũ trụ: v=0,82c, thiên thạch có vận tốc ux=-0,82c hệ quy chiếu K và có vận tốc hệ quy chiếu K’ là: u’x= u 'x − v =-0,98c => Trong hệ quy chiếu K’ thiên thạch hết quãng đường 350m v − u 'x c khoảng thời gian: t=s/u’x=1,19.10-6s VD5: Vận tốc hạt có động gấp đôi lượng nghỉ nó là bao nhiêu? HD : Wđ=m0c2( 1− v c2 -1)=2m0c2 từ đó v= c BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD6: Một hạt chuyển động dọc theo trục x’ hệ quy chiếu K’ với tốc độ 0,40c Hệ quy chiếu K’ chuyển động với tốc độ 0,60c so với hệ quy chiếu K Hỏi vận tốc hạt đó đo hệ quy chiếu K? HD : ux= u 'x + v đó u’x=0,40c, v=0,60c ta tính ux=0,8c v + u 'x c BÀI TOÁN : Hệ thức Einstein khối lượng và lượng VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một vật có khối lượng nghỉ 60 kg chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng chân không) Tính khối lượng tương đối tính nó m0 HD : Ta có: m = v2 1− c m0 = (0, 6c) 1− c2 = 75 kg VD2 : Tính khối lượng tương đối tính phôtôn ứng với xạ có bước sóng λ = 0,50 µm Cho c = 3.108 m/s; h = 6,625.10-34 Js HD Ta có: mph = h = 4,4.10-36 kg cλ VD3: Tính công cần thiết để tăng tốc electron từ trạng thái nghỉ đến vận tốc 0,50c và 0,990c? HD : A=Wđ=m0c2( v2 1− c -1) Suy A1=1,3m0c và A2=6,07m0c VD4: Một hạt có vận tốc 0,990c hệ quy chiếu phòng thí nghiệm Động năng, lượng toàn phần , động lượng hạt hạt là (a) proton (b)notron HD: Với v=0,990c ta có: Động năng: Wđ= m0c2( Năng lượng toàn phần: W=m0c2 v2 1− c -1) 1− Động lượng p=mv=m0v v2 c2 1− v2 c2 VD5: Hỏi hiệu điện cần để gia tốc electron đến vận tốc ánh sáng tính theo vật lý cổ điển? Với hiệu điện thì tốc độ electron thực đạt đến bao nhiêu? HD: eU=Wcd=m0c2/2 Với hiệu điện này: eU=Wcd=m0c2/2 = m0c2( 1− BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ v c2 -1) => v= c CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD6 Tính vận tốc hạt có động gấp đôi lượng nghĩ nó theo vận tốc ánh sáng chân không Cho vận tốc ánh sáng chân không là c = 3.108 m/s     2 2 HD Ta có: Wđ = mc – m0c = m0c − 1 = 2m0c   v  1−  c   v= c = 2,83.108 m/s v2 1− c -1=2 VD7 Tính động lượng tương đối tính phôtôn ứng với xạ có bước sóng 0,60 µm Cho h = 6,625.10-34 Js HD Ta có: pph = mphc = h λ = 11.10-28 kgm/s VD8 Tính tốc độ vật có lượng toàn phần lớn gấp lần lượng nghĩ nó Cho c = 3.108 m/s HD Ta có: mc2 = m0 1− v c2 c2 = 2m0c2 v= c = 2,6.108 m/s PHẦN III: ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 36 Sơ l−ợc thuyết t−ơng đối hẹp Câu 1: Một cái th−ớc có chiều dài riêng là 50cm chuyển động với tốc độ v = 0,8c(c là tốc độ ¸nh s¸ng) §é co chiÒu dµi cña th−íc däc theo chiÒu dµi cña nã b»ng A 30cm B 40cm C 20cm D 10cm Câu 2: Một vật đứng yên có khối l−ợng 1kg Khi vật chuyển động với tốc độ v = 0,6c thì có động A 1,125.1017J B 9.1016J C 22,5.1016J D 2,25.1016J Câu 3: Một đồng hồ chuyển động với tốc độ v = 0,6c hệ K Sau giờ(tính theo đồng hồ gắn với hệ K) đồng hồ đó chạy chậm bao nhiêu so với đồng hồ gắn với hệ K ? A 720s B 3600s C 2880s D 7200s Câu 4: Tốc độ hạt có động l−ợng t−ơng đối tính gấp lần động l−ợng tính theo häc Newton b»ng A 2,6.107m/s B 2,8.106m/s C 2,6.108m/s D 2,1.108m/s Câu 5: Khi nguồn sáng chuyển động, tốc độ truyền ánh sáng chân không nguồn phát cã gi¸ trÞ A nhá h¬n c B lín h¬n c C lu«n b»ng c D cã thÓ lín h¬n hoÆc nhá h¬n c Câu 6: Một vật đứng yên có khối l−ợng m0 Khi vật chuyển động khối l−ợng nó có giá trị A vÉn b»ng m0 B nhá h¬n m0 C lín h¬n m0 D cã thÓ lín h¬n hoÆc nhá h¬n m0, tuú vµo v BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 7: Một đèn chớp điện tử cách quan sát viên 30km, đèn phát chớp sáng và đ−ợc quan sát viên nhìn thấy lúc Lấy c = 3.108m/s Thời điểm thực mà đèn phát chớp sáng đó là A 9h10-4s B 9hkÐm10-4s C 9h D 9hkÐm4s Câu 8: Một máy bay chuyển động với tốc độ 600m/s mặt đất Biết độ dài riêng máy bay là 60m Độ co chiều dài máy bay chuyển động A 1,2.10-9m B 1,2.10-10m C 1,2.10-11m D 1,2.10-12m Câu 9: Một vật đứng yên tự vỡ làm hai mảnh chuyển động theo hai h−ớng ng−ợc Khối l−ợng nghỉ hai mảnh lần l−ợt là 3kg và 5,33kg; tốc độ lần l−ợt là 0,8c và 0,6c Khối l−ợng cña vËt ban ®Çu b»ng A 10,663kg B 11,663g C 1,1663kg D 11,663kg Câu10: Một electron đứng yên đ−ợc gia tốc đến tốc độ 0,5c Lấy m0 = 9,1.10-31kg, c = 3.108m/s §é biÕn thiªn n¨ng l−îng cña electron b»ng A 0,079eV B 0,079MeV C 0,79MeV D 0,097MeV Câu11: Một electron có động là 1MeV thì có động l−ợng A 1,82MeV/c B 14,2MeV/c C 1,42MeV/c D 142MeV/c Câu12: Để tên lửa có độ dài 99% độ dài riêng thì tốc độ nó phải A 0,432.108m/s B 4,32.108m/s C 0,342.108m/s D 0,432.107m/s Câu13: Theo thuyết t−ơng đối, động vật đ−ợc tính theo công thức nào sau đây? A m0 v2 B mv C (m-m0)c2 D (m+m0)c2 Câu14: Một vật phẳng hình vuông có diện tích riêng là 100cm2 Diện tích vật quan sát viên chuyển động so với vật với tốc độ 0,6c theo h−ớng song song với c¸c c¹nh cña vËt b»ng A 64cm2 B 100cm2 C 80m2 D 80cm2 Câu15: Một hạt electron có động l−ợng 2MeV/c thì có động A 15,5MeV B 1,55MeV C 1,55eV D 5,15MeV Câu16: Theo học cổ điển, đại l−ợng nào vật có thể thay đổi các hệ quay chiếu kh¸c ? A Thêi gian x¶y hiÖn t−îng B Khèi l−îng cña vËt D VËn tèc cña vËt C KÝch th−íc cña vËt Câu17: Theo nguyên lí t−ơng đối Anhxtanh thì A HiÖn t−îng vËt lÝ diÔn nh− c¸c hÖ quy chiÕu qu¸n tÝnh B Trong các hệ quy chiếu quán tính, vận tốc vật là đại l−ợng bất biến C Trong hệ quy chiếu quán tính, kích th−ớc vật có thể thay đổi D Trong c¸c hÖ quy chiÕu qu¸n tÝnh kh¸c nhau, thêi gian x¶y mét hiÖn t−îng cã thÓ cã gi¸ trÞ rÊt kh¸c Câu18: Theo nguyên lí bất biến tốc độ ánh sáng Anhxtanh thì tốc độ ánh sáng ch©n kh«ng lu«n A phô thuéc vµo vËn tèc nguån s¸ng hay m¸y thu B phô thuéc vµo ph−¬ng truyÒn ¸nh s¸ng C có cùng độ lớn c hệ quy chiếu quán tính D có độ lớn khác các hệ quy chiếu khác C©u19: Trong c¸c c©u sau ®©y, c©u nµo sai? A Theo nguyên lí t−ơng đối Anhxtanh thì t−ợng vật lí diễn nh− c¸c hÖ quy chiÕu qu¸n tÝnh BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B Theo nguyªn lÝ vÒ sù bÊt biÕn cña vËn tèc ¸nh s¸ng cña Anhxtanh th× vËn tèc ¸nh s¸ng chân không có cùng độ lớn c hệ quy chiếu quán tính, không phụ thuéc vµo ph−¬ng truyÒn vµ vµo vËn tèc cña nguån s¸ng hay m¸y thu C Theo c¬ häc cæ ®iÓn th× thêi gian x¶y mét hiÖn t−îng, kÝch th−íc vµ khèi l−îng cña vật có trị số nh− hệ quy chiếu D Gi¸ trÞ vËn tèc cña c¸c h¹t vËt chÊt tù nhiªn lu«n b»ng vËn tèc cña ¸nh s¸ng ch©n kh«ng Câu20: Thông tin nào sau đây thể tính t−ơng đối không gian theo quan điểm Anhxtanh ? A Độ dài bị co lại dọc theo ph−ơng chuyển động nó B Khi nhiệt độ giảm, kích th−ớc vật bị co lại C Mọi vật có xu h−ớng co lại D Trong quá trình chuyển động, kích th−ớc vật luôn thay đổi Câu21: Theo thuyết t−ơng đối Anhxtanh thì thời gian có tính t−ơng đối Cụ thể là A các hệ quy chiếu khác thì đồng hồ chạy nh− B đồng hồ gắn với quan sát viên chuyển động, chạy nhanh đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên C đồng hồ đo thời gian có thể chạy nhanh hay chậm khác D đồng hồ gắn với quan sát viên chuyển động, chạy chậm đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên Câu22: Gọi c là tốc độ ánh sáng chân không Giá trị vận tốc lớn các hạt vật chất là A c B 2c C c/2 D c Câu23: Theo thuyết t−ơng đối Anhxtanh thì đại l−ợng nào sau đây là bất biến ? A Tốc độ ánh sáng chân không B Tốc độ chuyển động vật C Khối l−ợng vật chuyển động D Kh«ng gian vµ thêi gian Câu24: Một dài chuyển động với tốc độ v dọc theo trục toạ độ hệ quy chiếu K Trong hệ quy chiếu này, độ dài bị co lại theo tỉ lệ là v c A − B + v2 c2 C − v2 c2 D c2 −1 v2 Câu25: Một dài chuyển động với tốc độ v = c/2 dọc theo trục toạ độ hệ quy chiếu K Trong hệ quy chiếu này, so với độ dài ban đầu thì độ dài bị co lại A lÇn B lÇn C lÇn D lÇn Câu26: Theo thuyết t−ơng đối, khối l−ợng t−ơng đối tính và khối l−ợng nghỉ vật vËn tèc cña vËt A có giá trị không đổi theo thời gian B có ph−ơng không đổi C b»ng kh«ng D b»ng vËn tèc ¸nh s¸ng ch©n kh«ng Câu27: Trong thuyết t−ơng đối, khối l−ợng t−ơng đối vanh m vật chuyển động với tốc độ v, nhá h¬n khèi l−îng nghØ m0 cña nã c − v lÇn c C c − v lÇn c A B D c − v lÇn c2 c2 − v2 lÇn Câu28: Theo thuyết t−ơng đối, vật chuyển động thì l−ợng toàn phần nó bao gồm A động các phân tử cấu tạo nên vật B động và vật BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C l−ợng nghỉ và động vật D động và l−ợng nhiệt vật Câu29: Một tàu hoả dài 100m chuyển động với tốc độ 72km/h thì độ co chiều dài tàu hoả b»ng A 0,12.10-12m B 0,22.10-12m C 0,52.10-12m D 0,22.10-10m Câu30: Để động hạt lần l−ợng nghỉ nó thì tốc độ hạt phải b»ng A 2,6.108m/s B 2,735.108m/s C 2,825.108m/s D 2,845.108m/s Câu31: Thời gian sống trung bình hạt nhân mêzôn là 6.10-6s tốc độ nó là 0,95c Thời gian sống trung bình hạt nhân mêzôn đứng yên hệ quy chiếu quán tính là A 1,87.10-6s B 18,7.10-6s C 1,87.10-4s D 1,78.10-6s Câu32: Trong các câu sau đây, câu nào sai ? Theo thuyết t−ơng đối Anhxtanh thì A không có vật nào có thể chuyển động với tốc độ tốc độ ánh sáng chân kh«ng B gi¸ trÞ khèi l−îng cña mét vËt kh«ng phô thuéc vµo c¸ch chän hÖ quy chiÕu C vËt cã khèi l−îng m th× nã cã n¨ng l−îng E vµ ng−îc l¹i vËt cã n¨ng l−îng E th× cã khèi l−îng m D không gian và thời gian có tính t−ơng đối Câu33: Một nguyên tử bị phân rã sau thời gian às Biết tốc độ nguyên tử so với phòng thí nghiệm là 0,8c Thời gian sống nguyên tử đo quan sát viên đứng yên phòng thÝ nghiÖm lµ A 3,33 µs B 3,33 ms C 3,33 s D 3,13 µs Câu34: Chọn câu đúng Hệ thức Anhxtanh khối l−ợng và l−ợng là A E = m c2 B E = mc C E = m c D E = mc2 Câu35: Một vật có khối l−ợng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v thì l−ợng toàn phần cña vËt lµ A E = m0 1− v2 c2 c2 B E = m0c2 C E = m v D E = m c − v2 c2 Câu36: Một vật có khối l−ợng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v << c Biểu thức nào sau đây là đúng ? 1 2 C E ≈ m (c − v) A E ≈ m c + m v 2 B E ≈ m (c + v) D E ≈ m c + m v C©u37: Trong c¸c c©u sau ®©y, c©u nµo sai ? A Theo thuyết t−ơng đối thì khối l−ợng nghỉ và l−ợng nghỉ t−ơng ứng không thiÕt b¶o toµn, chØ cã n¨ng l−îng toµn phÇn míi b¶o toµn B Theo vật lí học cổ điển thì khối l−ợng và l−ợng(thông th−ờng) vật b¶o toµn C Trong c¬ häc cæ ®iÓn, khèi l−îng dïng c¸c ph−¬ng tr×nh c¬ häc cã trÞ sè gÇn đúng khối l−ợng nghỉ D Không có vật nào có thể chuyển động với tốc độ tốc độ ánh sáng chân kh«ng BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu38: Một biến cố xảy điểm cố định M thời gian ∆t hệ quán tính K, chuyển động với tốc độ v hệ quán tính K’ Gọi ∆t là thời gian xảy biến cố tính với đồng hồ hệ K’ thì biểu thức nào sau đây là đúng: A ∆t = ∆t − v2 c2 B ∆t = ∆t c2 c2 + v2 C ∆ t = ∆ t v2 + c2 c2 D ∆t = ∆t + v2 c2 Câu39: Một cái th−ớc chuyển động dọc theo ph−ơng chiều dài nó, độ dài cái th−ớc: A co lại, tỉ lệ nghịch với tốc độ th−ớc B dãn ra, phụ thuộc vào tốc độ th−ớc C co l¹i theo tØ lÖ − v2 c2 D không thay đổi Câu40: Sau 20 phút, đồng hồ chuyển động với tốc độ v = 0,6c chạy chậm đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên bao nhiêu giây? A 200s B 250s C 300s D 400s Câu 41: Chọn câu đúng Theo thuyết t−ơng đối, khối l−ợng t−ơng đối tính vật có khối l−ợng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v là 1 v2 v2 − v2 v2 A m = m (1 − ) −1 B m = m (1 − ) C m = m (1 − ) D m = m (1 − ) c c c c C©u 42: §¹i l−îng nµo sau ®©y kh«ng phô thuéc vµo hÖ quy chiÕu qu¸n tÝnh A Khèi l−îng B ChiÒu dµi C Tốc độ truyền ánh sáng D Thêi gian Câu 43: Một cái th−ớc có chiều dài riêng 60cm Để độ co chiều dài th−ớc là 12cm thì th−ớc phải chuyển động với tốc độ C 0,6c D 0,4c A 0,2c B 0,8c Câu 44: Một ng−ời có khối l−ợng nghỉ 60kg Khối l−ợng t−ơng đối tính ng−ời đó chuyển động với tốc độ 0,6c là A 75kg B 51,45kg C 65kg D 70kg Câu 45: Một ng−ời có khối l−ợng nghỉ là 60kg Để khối l−ợng t−ơng đối tính ng−ời đó gấp hai lần khối l−ợng nghỉ thì tỉ số tốc độ chuyển động ng−ời đó với tốc độ ánh sáng chân không là A 0,25 B 0,5 C 0,866 D 1,155 C©u 46: Khèi l−îng cña photon øng víi bøc x¹ cã b−íc sãng 0,5 µm lµ A 22,6.10-27kg B 25,16.10-27kg C 4,24.10-36kg D 39,75.10-20kg C©u 47: Khèi l−îng nghØ cña photon øng víi bøc x¹ cã b−íc sãng 0,6 µm b»ng A B 4,42.10-36kg C 25,16.10-27kg D 39,75.10-20kg Câu 48: Một hạt có động năng l−ợng nghỉ nó Tốc độ hạt c 3c c 3c B C D A 4 Câu 49: Một chuyển động với tốc độ 0,5c thì có chiều dài 1m; góc và ph−ơng chuyển động lµ 450 §é dµi riªng cña lµ A 1,12m B 1,07m C 1,24m D 1,15m Câu50: Trong hệ quy chiếu K, hạt mezon chuyển động với tốc độ 0,99c bay đ−ợc quãng đ−ờng 3km từ chỗ sinh đến chỗ phân rã Thời gian sống riêng hạt mezon là A 1,42 ns B 1,42 µs C 1,42.10-8s D 1,42.10-5s Câu51: Trong các tr−ờng hợp nào sau đây, ta phải dùng thuyết t−ơng đối ? A §¹n b¾n víi vËn tèc 1000 m/s B Electron kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö cã hiÖu ®iÖn thÕ t¨ng tèc 50 keV C Proton có động 200 MeV D M¸y bay siªu cã vËn tèc Mach( 1Mach = 350 m/s) Câu52: Khi vật đạt vận tốc v = 0,6c thì khối l−ợng nó tăng lên lần so với đứng yên ? A lÇn B lÇn C 1,5 lÇn D 1,25 lÇn BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 12 CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com C©u53: Mét tÇu vò trô cã vËn tèc v = - vuhoangbg@gmail.com 3c Trái Đất Ng−ời trên Trái Đất thấy chiều dài tầu t¨ng hay gi¶m mÊy lÇn ? 2 A T¨ng lÇn B Gi¶m lÇn C Gi¶m lÇn D T¨ng lÇn 3 Câu54: Hun nóng vật có khối l−ợng 1kg từ 20K lên 120K thì khối l−ợng t−ơng đối tính nó tăng thêm bao nhiªu ? BiÕt nhiÖt dung riªng cña vËt lµ 9000 J/kg.K A 0,1mg B µg C 0,1 µg D 0,01 µg Câu55: Biết vật chuyển động với vận tốc lớn thì kích th−ớc song song với ph−ơng chuyển động bị co lại, kích th−ớc vuông góc với ph−ơng không bị co Giả sử có cái th−ớc đứng yên thì làm với ph−ơng x góc α Nếu nó tịnh tiến thẳng theo ph−ơng x thì góc α A t¨ng B gi¶m C gi÷ nguyªn D t¨ng hoÆc gi¶m Câu56: Chọn kết luận đúng Một ng−ời trên mặt đất quan sát tàu vũ trụ chuyển động phía Hoả Tinh có nhận xét kích th−ớc tầu so với mặt đất A Cả chiều dài và chiều ngang giảm B ChiÒu dµi gi¶m, chiÒu ngang t¨ng C Chiều dài không đổi, chiều ngang giảm D Chiều dài giảm, chiều ngang không đổi Câu57: Chọn kết luận đúng Trên tàu vũ trụ chuyển động tới Hoả Tinh, sau phút thì đèn tín hiệu lại phát sáng Ng−ời quan sát trên mặt đất thấy: A Thêi gian gi÷a hai lÇn ph¸t s¸ng vÉn lµ mét phót B Thêi gian gi÷a hai lÇn ph¸t s¸ng nhá h¬n mét phót C Thêi gian gi÷a hai lÇn ph¸t s¸ng lín h¬n mét phót D Ch−a đủ sở để so sánh Câu58: Một hạt sơ cấp có tốc độ v = 0,8c Tỉ số động l−ợng hạt tính theo học Niu-tơn và động l−ợng t−ơng đối tính A 0,8 B 0,6 C 0,4 D 0,2 C©u59: §Æt γ = Hệ quán tính K’ chuyển động với tốc độ v so với hệ quán tính K Định luật vạn − (v / c ) m m vật hấp dẫn viết cho hệ K là F = k 01 02 thì định luật đó viết cho hệ K’ là R0 m m m m m m m m B F = k 01 02 γ C F = k 01 02 D F = k 01 02 γ A F = k 01 02 R0 R0 γR R0 Câu60: Chọn đáp án sai Đối với photon, quan hệ các đại l−ợng là ε ε ε p A = c2 B = c C = c D = c m h m p Câu61: Chọn biểu thức sai Động l−ợng photon đ−ợc xác định theo biểu thức nào hf h h ε A B C D c λ cλ c Câu62: Chọn kết luận đúng Ng−ời quan sát mặt đất thấy chiều dài tàu vũ trụ chuyển động ngắn 1/4 so với tàu mặt đất Tốc độ tàu vũ trụ là c 3c 7c 8c A B C D 4 4 Câu63: Một hạt electron chuyển động với tốc độ c Khối l−ợng t−ơng đối tính electron này A 9,1.10-31kg B 18,2.10-31kg C 27,3.10-31kg D 36,4.10-31kg Câu64: Một hạt sơ cấp có động lớn gấp lần l−ợng nghỉ nó Tốc độ hạt đó 15 c 13 A c B C c D c 4 Câu65: Chỉ nhận xét không đúng Vật A là 1kg bông, vật B là 1kg sắt Đặt vật A tầu vũ trụ và tàu chuyển động phía Hoả Vật B đặt trên mặt đất So sánh A và B, ng−ời quan sát trên mặt đất có nhËn xÐt sau: A Khèi l−îng cña A lín h¬n khèi l−îng cña B BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 13 CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B N¨ng l−îng toµn phÇn cña A lín h¬n n¨ng l−îng toµn phÇn cña B C N¨ng l−îng nghØ cña A nhá h¬n n¨ng l−îng nghØ cña B D Động l−ợng A lớn động l−ợng B “explain to me why?” ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 36 1C 11C 21C 31A 41B 51C 61C 2D 12A 22A 32B 42C 52D 62C 3A 13C 23A 33A 43C 53B 63C 4C 14D 24C 34D 44A 54D 64A 5C 15B 25D 35A 45C 55A 65C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 6C 16D 26C 36D 46C 56D 14 7B 17A 27C 37D 47A 57C 8B 18C 28C 38A 48D 58B 9D 19D 29B 39C 49B 59D 10B 20A 30C 40C 50B 60B CHUYÊN ĐỀ 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com VŨ ĐÌNH HOÀNG - vuhoangbg@gmail.com http://lophocthem.net ĐT: 01689.996.187 – Email: vuhoangbg@gmail.com Họ và tên: Lớp: .Trường BỒI DƯỠNG, LUYỆN THI VÀO ĐẠI HỌC Thái Nguyên, 2012 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com MỤC LỤC CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP DạNG TÍNH BÁN KÍNH, THể TÍCH, KHốI LƯợNG RIÊNG CủA HạT NHÂN DẠNG 2: TÍNH Số HạT, Tỉ Lệ PHầN TRĂM ĐồNG Vị DạNG 3: TÍNH Độ HụT KHốI, NĂNG LƯợNG LIÊN KếT, NĂNG LƯợNG LIÊN KếT RIÊNG PHẦN III: ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP ĐÁP ÁN ĐỀ 37 10 CHỦ ĐỀ 2: PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN PHẦN I:KIẾN THỨC CHUNG 11 PHẦN II: PHÂN DẠNG BÀI TẬP: 12 DẠNG 1: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH, NÊU CẤU TẠO HẠT 12 DẠNG 2: TÍNH LƯỢNG CHẤT PHÓNG XẠ CÒN LẠI, Đà PHÂN RÃ, CHẤT MỚI TẠO THÀNH, TỈ SỐ PHẦN TRĂM GIỮA CHÚNG 13 DẠNG 3: TÌM ĐỘ PHÓNG XẠ H, THỂ TÍCH DUNG DỊCH CHẤT PHÓNG XẠ 14 DẠNG 4: TÍNH CHU KỲ T, HẰNG SỐ PHÓNG XẠ λ 15 DẠNG 5: TÌM THỜI GIAN PHÂN Rà T , TUỔI CỔ VẬT 16 DẠNG 6: TÍNH HIỆU ĐIỆN THẾ BẢN TỤ KHI CHIẾU TIA PHÓNG XẠ 18 III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 18 ĐÁP ÁN ĐỀ 38 23 CHỦ ĐỀ 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG 23 PHẦN II: PHÂN DẠNG BÀI TẬP: 23 DẠNG 1: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 24 DạNG 2: TÍNH NĂNG LƯợNG CủA PHảN ứNG, LƯợNG NHIÊN LIệU CầN ĐốT Để TạO RA NĂNG LƯợNG TƯƠNG ĐƯƠNG 25 DẠNG 3: XÁC ĐịNH ĐộNG NĂNG, VậN TốC, GÓC CủA CÁC HạT 27 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 30 ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 39 34 CHỦ ĐỀ 4: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH & PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG 34 PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP: 36 PHẦN III Đề TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 36 ĐÁP ÁN ĐỀ 40 43 HẠT NHÂN – ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM 43 ĐÁP ÁN: PHÓNG XẠ - HẠT NHÂN ĐH CĐ 2007-2012 50 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG: 1.CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ * Cấu tạo hạt nhân Nuclôn + Hạt nhân cấu tạo từ hạt nhỏ gọi là các nuclôn Có hai loại nuclôn: prôton, kí hiệu p, khối lượng mp = 1,67262.10-27kg, mang điện tích nguyên tố dương +e, và nơtron kí hiệu n, khối lượng mn = 1,67493.10-27kg, không mang điện Prôtôn chính là hạt nhân nguyên tử hiđrô + Số prôtôn hạt nhân số thứ tự Z nguyên tử bảng tuần hoàn; Z gọi là nguyên tử số Tổng số các nuclôn hạt nhân gọi là số khối, kí hiệu A Như số nơtron hạt nhân là: N = A – Z + Kí hiệu hạt nhân: ZA X Nhiều khi, gọn, ta cần ghi số khối, vì kí hiệu hóa học đã xác định Z + Kích thước hạt nhân: coi hạt nhân cầu bán kính R thì R phụ thuộc vào số khối theo công thức gần đúng: R = 1,2.10-15A m * Đồng vị Đồng vị là nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z (có cùng vị trí bảng hệ thống tuần hoàn), có số nơtron N khác Các đồng vị còn chia làm hai loại: đồng vị bền và đồng vị phóng xạ Trong thiên nhiên có khoảng gần 300 đồng vị bền; ngoài người ta còn tìm thấy vài nghìn đồng vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo * Đơn vị khối lượng nguyên tử Trong vật lí hạt nhân, khối lượng thường đo đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u Một đơn vị u có giá trị khối lượng đồng vị cacbon 12 12 C 1u = 1,66055.10-27kg Khối lượng nuclôn xấp xĩ u Nói chung nguyên tử có số khối A thì có khối lượng xấp xĩ A.u * Khối lượng và lượng Hệ thức Anhxtanh lượng và khối lượng: E = mc2 Từ hệ thức Anhxtanh suy m = E chứng tỏ khối lượng có thể đo đơn vị c2 lượng chia cho c2, cụ thể là eV/c2 hay MeV/c2 Theo lí thuyết Anhxtanh, vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ thì chuyển động với tốc độ v, khối lượng tăng lên thành m với: m = m0 v2 1− c đó m0 gọi là khối lượng nghỉ và m gọi là khối lượng động * Lực hạt nhân BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Lực tương tác các nuclôn hạt nhân là lực hút, gọi là lực hạt nhân, có tác dụng liên kết các nuclôn lại với Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện, nó không phụ thuộc vào điện tích nuclôn So với lực điện từ và lực hấp dẫn, lực hạt nhân có cường độ lớn (còn gọi là lực tương tác mạnh) và tác dụng hai nuclôn cách khoảng nhỏ kích thước hạt nhân (khoảng 10-15 m) * Độ hụt khối và lượng liên kết + Độ hụt khối hạt nhân là hiệu số tổng khối lượng các nuclôn cấu tạo nên hạt nhân và khối lượng hạt nhân đó: ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn + Năng lượng liên kết hạt nhân là lượng toả các nuclôn riêng lẽ liên kết thành hạt nhân và đó chính là lượng cần cung cấp để phá hạt nhân thành các nuclôn riêng lẽ : Wlk = ∆m.c2 + Năng lượng liên kết tính cho nuclôn Wlk gọi là lượng liên kết riêng hạt nhân, A đặc trưng cho bền vững hạt nhân TÓM TẮT CÔNG THỨC A Hạt nhân Z X , có A nuclon; Z prôtôn; N = (A – Z) nơtrôn Số hạt m gam chất đơn nguyên tử : N = m NA A Liên hệ lượng và khối lượng: E = mc2 Khối lượng động: m = m0 v2 1− c Độ hụt khối hạt nhân : ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn.N ăng lượng liên kết : Wlk = ∆m.c2 Năng lượng liên kết riêng : ε = W lk A Đơn vị khối lượng nguyên tử: 1u = 1,66055.10-27kg = 931,5MeV/c2 PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP Dạng Tính bán kính, thể tích, khối lượng riêng hạt nhân Phương pháp: -15 công thức bán kính R = 1,2.10 A m Thể tích hạt nhân coi hình cầu V = Khối lượng riêng ρ = 4.Π.R 3 M hatnhan V VD1: Cho biết khối lượng nguyên tử Rađi( 22688 Ra ) là m(Ra) = 226,0254u; hạt eleectron là me = 0,00055u Bán kính hạt nhân xác định công thức r = r0 A = 1,4.10-15 A (m) Khối lượng riêng hạt nhân Rađi là A 1,45.1015kg/m3 B 1,54.1017g/cm3 C 1,45.1017kg/m3 D 1,45.1017g/cm3 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com -15 Công thức bán kính r = r0 A = 1,4.10 Thể tích hạt nhân coi hình cầu V = Khối lượng riêng ρ = - vuhoangbg@gmail.com Giải -15 226 = 21,05.10 m 4.Π.R 3 M hatnhan = 1,45.1017kg/m3 V DẠNG 2: Tính số hạt, tỉ lệ phần trăm đồng vị Phương pháp: Số hạt m gam chất đơn nguyên tử : N = m NA A VD1 Khí clo là hỗn hợp hai đồng vị bền là 1735 Cl = 34,969u hàm lượng 75,4% và 36,966u hàm lượng 24,6% Tính khối lượng nguyên tử nguyên tố hóa học clo GIẢI Ta có: mCl = 34,969u.75,4% + 36,966u.24,6% = 35,46u VD2 Biết NA = 6,02.1023mol-1 Tính số nơtron 59,5 gam urani GIẢI Ta có: Nn = (A – Z) m µ 238 92 37 17 Cl = U NA = 219,73.1023 Dạng 3: Tính độ hụt khối, lượng liên kết, lượng liên kết riêng Phương pháp: Độ hụt khối hạt nhân : ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn Chú ý mhn = mnguyen tử - z.me với mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; me=0,000055u 1u = 931MeV/c2 Năng lượng liên kết : Wlk = ∆m.c2 Chú ý : Năng lượng liên kết = lượng tỏa tổng hợp hạt nhân = lượng cần cung cấp để tách hạt nhân thành nucleon riêng rẽ Năng lượng liên kết riêng : ε = W lk A VD1: Tính lượng liên kết riêng hạt nhân 104 Be Biết khối lượng hạt nhân 104 Be là mBe = 10,0113 u, prôton và nơtron là mp = 1,007276 u và mn = 1,008665 u; u = 931,5 MeV/c2 A.7,54 MeV B 7,45 MeV C 12,34MeV D 7,45 J Giải Ta có: độ hụt khối ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn = (4.1,007276 + 6.1,008665 - 10,00113).u = 0,079964 u Wlk = ∆m.c = 0,079964 uc2 = 74,5 MeV; ε= Wlk = 7,45 MeV.=> Đ.án B A VD2 Hạt nhân heli có khối lượng 4,0015 u Tính lượng liên kết và lượng liên kết riêng hạt nhân hêli Tính lượng tỏa tạo thành gam hêli BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Cho biết khối lượng prôton và nơtron là mp = 1,007276 u và mn = 1,008665 u; u = 931,5 MeV/c2; số avôgađrô là NA = 6,022.1023 mol-1 Giải Wlk ( Z m p + ( A − Z )mn − mHe ).c Ta có: εHe = = = 7,0752 MeV; A A W= m N W = 6,022.1023.7,0752.4 = 42,59.1023 MeV = 26,62.1010 J A lk 4,0015 M 56 VD3 Tính lượng liên kết riêng hai hạt nhân 23 11 Na và 26 Fe Hạt nhân nào bền vững hơn? Cho mNa = 22,983734u; mFe = 55,9207u; mn = 1,008665u; mp = 1,007276u; 1u = 931,5 MeV/c2 Giải Wlk (Z m p + ( A − Z )mn − mHe ).c εNa = = A A (11.1,007276 + 12.1,008685 − 22,983734).931,5 = 8,1114 MeV; 23 (26.1,007276 + 30.1,008685 − 55,9207).931,5 εFe = = 8,7898 MeV; 56 εFe > εNa nên hạt nhân Fe bền vững hạt nhân Na = PHẦN III: ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 37 ĐẠI CƯƠNG VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Họ và tên :………………………………… ……….Trường:……………………………… Câu 1: Sử dụng công thức bán kính hạt nhân R = 1,23.10-15.A1/3m Bán kính hạt nhân 206 27 82 Pb lớn bán kính hạt nhân 13 Al bao nhiêu lần ? A 2,5 lần B lần C lần D 1,5 lần Câu 2: Khối lượng hạt nhân Be là 9,0027u, khối lượng nơtron là mn = 1,0086u, khối lượng prôtôn là mp = 1,0072u Độ hụt khối hạt nhân 94 Be là A 0,9110u B 0,0811u C 0,0691u D 0,0561u Câu 3: Cho hạt α có khối lượng là 4,0015u Cho mp = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1uc2 = 931,5MeV Cần phải cung cấp cho hạt α lượng bao nhiêu để tách hạt α thành các hạt nuclôn riêng rẽ ? A 28,4MeV B 2,84MeV C 28,4J D 24,8MeV Câu 4: Khối lượng hạt nhân Be10 là 10,0113u, khối lượng nơtron là mn = 1,0086u, khối lượng prôtôn là mp = 1,0072u và 1u = 931MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân Be10 là A 64,332MeV B 6,4332MeV C 0,64332MeV D 6,4332KeV Câu 5: Cho hạt nhân α có khối lượng 4,0015u Biết mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1u = 931MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt α A 7,5MeV B 28,4MeV C 7,1MeV D 7,1eV BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 6: Cho hạt nhân Urani ( U ) có khối lượng m(U) = 238,0004u Biết mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1u = 931MeV/c2, NA = 6,022.1023 Khi tổng hợp mol hạt nhân U238 thì lượng toả là B 1,084.1027MeV C 1800MeV D 1,84.1022MeV A 1,084.1027J Câu 7: Số prôtôn có 15,9949 gam 168 O là bao nhiêu ? A 4,82.1024 B 6,023.1023 C 96,34.1023 D 14,45.1024 Câu 8: Cho biết khối lượng nguyên tử Rađi( 22688 Ra ) là m(Ra) = 226,0254u; hạt eleectron là me = 0,00055u Bán kính hạt nhân xác định cồng thức r = r0 A = 1,4.10-15 A (m) Khối lượng riêng hạt nhân Rađi là A 1,45.1015kg/m3 B 1,54.1017g/cm3 C 1,45.1017kg/m3 D 1,45.1017g/cm3 Câu 9: Số hạt nhân có gam 238 92 U nguyên chất là 21 21 A 2,53.10 hạt B 6,55.10 hạt C 4,13.1021hạt D 1,83.1021hạt Câu 10: Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ A các prôtôn B các nuclôn C các nơtrôn D các êlectrôn Câu 11: Chọn kết luận đúng nói hạt nhân Triti ( 31T ) A Hạt nhân Triti có nơtrôn và prôtôn B Hạt nhân Triti có nơtrôn và prôtôn C Hạt nhân Triti có nuclôn, đó có prôtôn D Hạt nhân Triti có nơtrôn và prôtôn Câu 12: Lực hạt nhân là A lực tĩnh điện B lực liên kết các nuclôn C lực liên kết các prôtôn D lực liên kết các nơtrôn Câu 13: Hạt nhân nguyên tử chì có 82 prôtôn và 125 nơtrôn Hạt nhân nguyên tử này có kí hiệu là 82 A 125 B 20782 Pb C 125 Pb D 20782 Pb 82 Pb Câu 14: Khối lượng hạt nhân tính theo công thức nào sau đây ? A m = Z.mp + N.mn B m = A(mp + mn ) C m = mnt – Z.me D m = mp + mn Câu 15: Trong vật lí hạt nhân, để đo khối lượng ta có thể dùng đơn vị nào sau đây ? A Đơn vị khối lượng nguyên tử (u) hay đơn vị các bon B MeV/c2 C Kg D Cả A, B và C Câu 16: Tỉ số bán kính hai hạt nhân và r1/r2 = Tỉ số lượng liên kết hai hạt nhân đó xấp xỉ bao nhiêu? A B C D Câu 17: Thông tin nào sau đây là sai nói các hạt cấu tạo nên hạt nhân nguyên tử ? A Các hạt prôtôn và nơtron có khối lượng B Prôtôn mang điện tích nguyên tố dương C Nơtron trung hoà điện D Số nơtron và prôtôn hạt nhân có thể khác Câu 18: Hạt nhân nguyên tử các nguyên tố đồng vị luôn có cùng: A số prôtôn B số nơtron C số nuclôn D khối lượng Câu 19: Trong các đồng vị caacbon, hạt nhân đồng vị nào có số prôtôn số nơtron ? A 11 C B 12 C C 13 C D 14 C 238 92 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 20: Trong vật lí hạt nhân, so với khối lượng đồng vị cacbon 126 C thì đơn vị khối lượng nguyên tử u nhỏ A lần 12 B lần C lần D 12 lần Câu 21: Trong hạt nhân, bán kính tác dụng lực hạt nhân vào khoảng A 10-15m B 10-13m C 10-19m D 10-27m Câu 22: Đơn vị khối lượng nguyên tử là A khối lượng nguyên tử hiđrô B khối lượng prôtôn C khối lượng nơtron D khối lượng 1/12 khối lượng nguyên tử cacbon Câu 23: Câu nào đúng ? Hạt nhân 126 C A mang điện tích -6e B mang điện tích 12e C mang điện tích +6e D không mang điện tích Câu 24: Chọn câu đúng So sánh khối lượng 31 H và 23 He A m( 31 H ) = m( 23 He ) B m( 31 H ) < m( 23 He ) C m( 31 H ) > m( 23 He ) D m( 31 H ) = 2m( 23 He ) Câu 25: Hạt nhân 2311 Na có A 23 prôtôn và 11 nơtron B 11 prôtôn và 12 nơtron C prôtôn và 11 nơtron D 11 prôtôn và 23 nơtron Câu 26:Cho biết mp = 1,007276u; mn = 1,008665u; m( 2311 Na ) = 22,98977u; m( 2211 Na ) = 21,99444u; 1u = 931MeV/c2 Năng lượng cần thiết để bứt nơtron khỏi hạt nhân đồng vị 2311 Na A 7,86MeV B 12,42KeV C 124,2MeV D 12,42eV Câu 27: Chọn câu đúng Trong hạt nhân nguyên tử: A prôtôn không mang điện còn nơtron mang điện tích nguyên tố dương B số khối A chính là tổng số các nuclôn C bán kính hạt nhân tỉ lệ với bậc hai số khối A D nuclôn là hạt có chất khác với các hạt prôtôn và nơtron Câu 28: Năng lượng liên kết riêng hạt nhân A có thể âm dương B càng nhỏ, thì càng bền vững C càng lớn, thì càng bền vững D càng lớn, thì càng kém bền vững Câu 29: Trong các câu sau đây, câu nào sai ? A Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ các prôtôn và nơtron B Khi hệ các nuclôn liên kết tạo thành hạt nhân thì chúng phải toả lượng nào đó C Mọi hạt nhân có cùng khối lượng riêng khoảng 1017kg/m3 D Các hạt nhân có số khối càng lớn thì càng bền vững Câu 30: Nitơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử m = 14, 00670u và gồm hai đồng vị chính là 14 15 N có khối lượng nguyên tử m1 = 14,00307u và N có khối lượng nguyên tử m2 = 15,00011u Tỉ lệ phần trăm hai đồng vị đó nitơ tự nhiên là A 0,36% 147 N và 99,64% 157 N B 99,64% 147 N và 0,36% 157 N C 99,36% 147 N và 0,64% 157 N D 99,30% 147 N và 0,70% 157 N BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 31: Cho hạt nhân nguyên tử đơteri D có khối lượng 2,0136u Cho biết mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1u = 931MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân đơteri A 2,234eV B 2,234MeV C 22,34MeV D 2,432MeV Câu 32: Cho hạt nhân nguyên tử Liti Li có khối lượng 7,0160u Cho biết mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1u = 931MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân liti D 5,413MeV A 541,3MeV B 5,413KeV C 5,341MeV Câu 33: Hạt nhân nào sau đây có 125 nơtron ? A 2311 Na B 238 C 22286 Ra D 20984 Po 92 U Câu 34: Đồng vị là A các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn số khối khác B các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số nơtron số khối khác C các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số nôtron số prôtôn khác D các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số nuclôn khác khối lượng Câu 35: Đại lượng nào đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân ? B Năng lượng liên kết riêng A Năng lượng liên kết C Số hạt prôtôn D Số hạt nuclôn Câu 36: Cho biết lượng liên kết riêng các hạt nhân X1, X2, X3 và X4 là 7,63MeV; 7,67MeV; 12,42MeV và 5,41MeV Hạt nhân kém bền vững là A X1 B X3 C X2 D X4 222 Câu 37: Số nuclôn hạt nhân 86 Ra là bao nhiêu ? A 86 B 222 C 136 D 308 238 Câu 38: Số nơtron hạt nhân 92 U là bao nhiêu? A 92 B 238 C 146 D 330 Câu 39: Hạt α có khối lượng 4,0015u, biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023mol-1, 1u = 931 MeV/c2 Các nuclôn kết hợp với tạo thành hạt α, lượng tỏa tạo thành 1mol khí Hêli là A 2,7.1012J B 3,5 1012J C 2,7.1010J D 3,5 1010J Câu 40: Biết các lượng liên kết lưu huỳnh S32, crôm Cr52, urani U238 theo thứ tự là 270MeV, 447MeV, 1785MeV Hãy xếp các hạt nhân theo thứ tự độ bền vững tăng lên A S < U < Cr B U < S < Cr C Cr < S < U D S < Cr < U Câu 41: Năng lượng liên kết riêng hạt nhân có giá trị A giống với hạt nhân B lớn các hạt nhân nặng C lớn các hạt nhân nhẹ D lớn các hạt nhân trung bình Câu 42: Năng lượng liên kết các hạt nhân 21 H , 42 He , 5626 Fe và 235 92 U là 2,22 MeV; 2,83 MeV; 492 MeV và 1786 Hạt nhân kém bền vững là A 21 H B 42 He C 5626 Fe D 235 92 U Câu 43: Hạt nhân đơteri D có khối lượng 2,0136u Biết khối lượng prôton là 1,0073u và khối lượng nơtron là 1,0087u Năng lượng liên kết hạt nhân 12 D là A 0,67MeV B.1,86MeV C 2,02MeV D 2,23MeV 60 Câu 44: Hạt nhân 27 Co có cấu tạo gồm A 33 prôton và 27 nơtron C 27 prôton và 33 nơtron BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ B 27 prôton và 60 nơtron D 33 prôton và 27 nơtron CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Câu 45: Hạt nhân 60 27 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Co có khối lượng là 55,940u Biết khối lượng prôton là 1,0073u và khối lượng nơtron là 1,0087u Độ hụt khối hạt nhân 2760 Co là A 4,544u Câu 46: Hạt nhân 60 27 B 4,536u C 3,154u D 3,637u Co có khối lượng là 55,940u Biết khối lượng prôton là 1,0073u và khối lượng nơtron là 1,0087u Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 2760 Co là A 70,5MeV B 70,4MeV C 48,9MeV D 54,4MeV 12 Câu 47: Cấu tạo nguyên tử C gồm: B prôtôn, nơtron, electron A prôtôn, nơtron C prôtôn, 12 nơtron D prôtôn, 12 nơtron, electron Câu 48: Phát biểu nào sau đây là đúng ? A Năng lượng liên kết gồm động và lượng nghỉ B Năng lượng liên kết là lượng tỏa các nuclon liên kết với tạo thành hạt nhân C Năng lượng liên kết là lượng toàn phần nguyên tử tính trung bình trên số nuclon D Năng lượng liên kết là lượng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử Câu 49: Nguyên tử pôlôni 21084 Po có điện tích là A 210 e B 126 e C 84 e D Câu 50: Phát biểu nào sau đây là đúng Đồng vị là các nguyên tử mà A hạt nhân chúng có số khối A B hạt nhân chúng có số prôtôn nhau, số nơtron khác C hạt nhân chúng có số nơtron nhau, số prôtôn khác D hạt nhân chúng có khối lượng Câu 51: Hạt nhân nào có lượng liện kết riêng lớn : B Sắt C Xesi D Ziriconi A Urani “Sự nghi ngờ là cha đẻ phát minh” Galileo Galiles 1B 11 C 21 A 31B 41D 51B 2C 12B 22D 32D 42B 3A 13B 23C 33D 43D 4A 14C 24C 34A 44C ĐÁP ÁN ĐỀ 37 5C 6B 15D 16A 25B 26A 35B 36D 45A 46A 7A 17A 27B 37B 47B 8C 18A 28C 38C 48B 9A 19B 29D 39A 49D CHỦ ĐỀ 2: PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN 10B 20D 30B 40B 50B - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com PHẦN I:KIẾN THỨC CHUNG * Hiện tượng phóng xạ Phóng xạ là tượng hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác Quá trình phân rã phóng xạ các nguyên nhân bên gây và hoàn toàn không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài nhiệt độ, áp suất, … Người ta quy ước gọi hạt nhân phóng xạ là hạt nhân mẹ và hạt nhân phân rã là hạt nhân * Các tia phóng xạ : a Tia α : 24α laø haït 24 He * Những tính chất tia α : + Bị lệch điện trường, từ trường + Phóng từ hạt nhân phóng xạ với tốc độ khoảng 2.107m/s + Có khả iôn hoá mạnh các nguyên tử trên đường đi, lượng nhanh, đó nó tối đa là 8cm không khí , khả đâm xuyên yếu, không xuyên qua bìa dày cỡ 1mm  0β + laø pozitron ( 01 e) : p → n + e + +ν b Tia β : có hai loại  10 − , − %  −1 β laø electron ( −1 e) : n → p + e +ν * Những tính chất tia β : + Bị lệch điện trường, từ trường nhiều tia α + Phóng từ hạt nhân với tốc độ gần tốc độ ánh sang + Có khả iôn hoá môi trường, yếu tia α , tia β có khả quãng đường dài không khí ( cỡ vài m ) vì khả đâm xuyên tia β mạnh tia α , nó có thể xuyên qua nhôm dày vài mm * Lưu ý : Trong phóng xạ β có giải phóng các hạt nơtrino và phản nơtrino c Tia γ : * Bản chất là sóng điện từ có bước sóng cực ngắn λ < 10−11 m , là hạt photon có lượng cao * Những tính chất tia γ : + Không bị lệch điện trường, từ trường + Phóng với tốc độ tốc độ ánh sáng + Có khả iôn hoá môi trường và khả đâm xuyên cực mạnh * Định luật phóng xạ : Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo định luật hàm mũ với số mũ âm Các công thức biểu thị định luật phóng xạ: −t −t N(t) = No T = No e-λt và m(t) = mo T = mo e-λt Với λ = ln 0,693 = gọi là số phóng xạ; T gọi là chu kì bán rã: sau khoảng thời gian T T T số lượng hạt nhân chất phóng xạ còn lại 50% (50% số lượng hạt nhân bị phân rã) * Độ phóng xạ : Độ phóng xạ lượng chất phóng xạ thời điểm t tích số phóng xạ và số lượng hạt nhân phóng xạ chứa lượng chất phóng xạ vào thời điểm đó BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com −t H = λN = λNo e-λt = Ho e-λt = Ho T Độ phóng xạ lượng chất phóng xạ giảm theo thời gian theo cùng quy luật hàm mũ giống số hạt nhân (số nguyên tử) nó Đơn vị độ phóng xạ là beccơren (Bq): 1Bq = 1phân rã/giây Trong thực tế người ta còn dùng đơn vị khác là curi (Ci): 1Ci = 3,7.1010 Bq; xấp xĩ độ phóng xạ gam rađi * Đồng vị phóng xạ Ngoài các đồng vị phóng xạ có sẵn thiên nhiên, gọi là đồng vị phóng xạ tự nhiên, người ta chế tạo nhiều đồng vị phóng xạ, gọi là đồng vị phóng xạ nhân tạo Các đồng vị phóng xạ nhân tạo thường thấy thuộc loại phân rã β và γ Các đồng vị phóng xạ nguyên tố hóa học có cùng tính chất hóa học đồng vị bền nguyên tố đó Ứng dụng: Đồng vị 2760 Co phóng xạ tia γ dùng để soi khuyết tật chi tiết máy, diệt khuẫn để bảo vệ nông sản, chữa ung thư Các đồng vị phóng xạ A+Z1 X gọi là nguyên tử đánh dấy, cho phép ta khảo sát tồn tại, phân bố, vận chuyển nguyên tố X Phương pháp nguyên tử đáng dấu có nhiều ứng dụng quan trọng sinh học, hóa học, y học, Đồng vị cacbon 146 C phóng xạ tia β- có chu kỳ bán rã 5730 năm dùng để định tuổi các vật cổ PHẦN II: PHÂN DẠNG BÀI TẬP: DẠNG 1: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH, NÊU CẤU TẠO HẠT Phương pháp: *Quy tắc dịch chuyển phóng xạ + Phóng xạ α ( 24 He ): ZA X → 24 He + ZA−−42Y So với hạt nhân mẹ, hạt nhân lùi ô bảng tuần hoàn và có số khối giảm đơn vị + Phóng xạ β- ( −01e ): ZA X → −10e + Z +A1Y + So với hạt nhân mẹ, hạt nhân tiến ô bảng tuần hoàn và có cùng số khối + Thực chất phóng xạ β- là hạt nơtrôn biến thành hạt prôtôn, hạt electrôn và hạt nơtrinô: n → p + e− + v Lưu ý: - Bản chất (thực chất) tia phóng xạ β- là hạt electrôn (e-) - Hạt nơtrinô (v) không mang điện, không khối lượng (hoặc nhỏ) chuyển động với vận tốc ánh sáng và không tương tác với vật chất + Phóng xạ β+ ( +01e ): ZA X → +10 e + Z −A1Y So với hạt nhân mẹ, hạt nhân lùi ô bảng tuần hoàn và có cùng số khối + Thực chất phóng xạ β+ là hạt prôtôn biến thành hạt nơtrôn, hạt pôzitrôn và hạt nơtrinô: p → n + e+ + v Lưu ý: Bản chất (thực chất) tia phóng xạ β+ là hạt pôzitrôn (e+) + Phóng xạ γ (hạt phôtôn) Hạt nhân sinh trạng thái kích thích có mức lượng E1 chuyển xuống mức lượng E2 đồng thời phóng phôtôn có lượng : ε = hf = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 12 CHUYÊN ĐỀ 9: hc = E1 − E2 λ PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Lưu ý: Trong phóng xạ γ không có biến đổi hạt nhân ⇒ phóng xạ γ thường kèm theo pxạ α và β VÍ DỤ MINH HỌA − − α β β VD1: Hạt nhân urani 23892 U phân rã theo chuỗi phóng xạ 23892 U  → Th  → Pa  → ZA X Nêu cấu tạo và tên gọi các hạt nhân X Hướng dẫn Ta có: A = 238 – = 234; Z = 92 + 2– – = 92 Vậy hạt nhân 23492 U là đồng vị hạt nhân urani có cấu tạo gồm 234 nuclôn, đó có 92 prôtôn và 142 nơtron DẠNG 2: TÍNH LƯỢNG CHẤT PHÓNG XẠ CÒN LẠI, ĐÃ PHÂN RÃ, CHẤT MỚI TẠO THÀNH, TỈ SỐ PHẦN TRĂM GIỮA CHÚNG PHƯƠNG PHÁP: N0  − λt  N = t = N 0e ln  2T ; với λ = : haèng soá phaân raõ * Định luật phóng xạ:  T ( s) m = m0 = m e − λ t t   2T − t * Số nguyên tử chất phóng xạ còn lại sau thời gian t: N = N T = N e−λt * Số hạt nguyên tử bị phân rã số hạt nhân tạo thành và số hạt (α ehoặc e+) tạo thành: ∆N = N − N = N (1− e−λt ) − t T = m0 e−λt * Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau thời gian t : Trong đó: N0, m0 là số nguyên tử, khối lượng chất phóng xạ ban đầu T là chu kỳ bán rã m = m0 λ= ln 0, 693 = là số phóng xạ λ và T không phụ thuộc vào các tác động bên T T ngoài mà phụ thuộc chất bên chất phóng xạ * Khối lượng chất đã bị phóng xạ sau thời gian t : ∆m = m0 − m = m0 (1− e−λt ) * Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã: * Phần trăm chất phóng xạ còn lại: ∆m = 1− e−λt m0 t − m = T = e−λt m0 * Khối lượng chất tạo thành sau thời gian t : mc = AN A ∆N Ac = c (1− e−λt ) = c m0 (1− e−λt ) NA NA Am Trong đó: Am, Ac là số khối chất phóng xạ ban đầu (mẹ) và chất tạo thành (con) NA = 6,022.10-23 mol-1 là số Avôgađrô Lưu ý: Trường hợp phóng xạ β+, β- thì Ac = Am ⇒ mc = ∆m * Mối liên hệ khối lượng và số hạt n = m N A A VÍ DỤ MINH HỌA BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 13 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com VD1: Random ( 222 86 Rn ) là chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,8 ngày Một mẫu Rn có khối lượng 2mg sau 19 ngày còn bao nhiêu nguyên tử chưa phân rã A: 1,69 1017 B: 1,69.1020 C: 0,847.1017 D: 0,847.1018 Chọn A Hướng dẫn: Số nguyên tử còn lại N = N − t T = m0 N A M Rn − t T ≈1,69.1017 hạt VD2: :Radian C có chu kì bán rã là 20 phút Một mẫu Radian C có khối lượng là 2g Sau 1h40phút, lượng chất đã phân rã có giá trị nào? A: 1,9375 g B: 0,0625g C: 1,25 g D: đáp án khác Chọn A: Hướng dẫn : − t T Lượng chất đã phân rã ∆m = m (1 − ) =1,9375 g 206 210 VD3 Pôlôni 210 84 Po là chất phóng xạ α tạo thành hạt nhân 82 Pb Chu kì bán rã 84 Po là 140 ngày Sau thời gian t=420 ngày( kể từ thời điểm bắt đầu khảo sát) người ta thu 10,3 g chì.Tính khối lượng Po t=0 A: 12g khácChọn A B: 13g C: 14g D: Một kết Hướng dẫn 1)Khối lượng Pb tạo thành sau t=420 ngày bằngkhối lượng Po phân rã: ⇒ m = m0 (1 − e − λ.t ) ⇒ m0≈12 g VD4: Tính số nơtron có 119gam urani 23892U cho NA=6,023.1023/mol, khối lượng mol urani 23892U 238g/mol A 2,77.1025 B 1,2.1025 C.8,8.1025 D.4,4.1025 Chọn D Hướng dẫn : Số hạt U268: n= m 119 NA = N A suy N = ( A − z ).n A 238 = 4,4.1025 hạt DẠNG 3: TÌM ĐỘ PHÓNG XẠ H, THỂ TÍCH DUNG DỊCH CHẤT PHÓNG XẠ PHƯƠNG PHÁP H0 ln  − λt  H = t = H e ; với λ = T (s) : số phân rã *Công thức độ phóng xạ:  2T  10  H = λ N ; H = λ N (Bq); 1Ci = 3,7.10 Bq H0 = λN0 là độ phóng xạ ban đầu − H = H BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ t T = H e−λt = λ N 14 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Đơn vị: Becơren (Bq); 1Bq = phân rã/giây Curi (Ci); Ci = 3,7.1010 Bq Lưu ý: Khi tính độ phóng xạ H, H0 (Bq) thì thời gian t, chu kỳ phóng xạ T phải đổi đơn vị giây(s) * Thể tích dung dịch chứa chất phóng xạ: V0 = V là thể tích dung dịch chứa H H0 t TH V , Trong đó: VD1: Khối lượng ban đầu đồng vị phóng xạ natri 2311 Na là 0,23mg, chu kì bán rã natri là T = 62s Độ phóng xạ ban đầu A 6,7.1014Bq B 6,7.1015Bq C 6,7.1016Bq D 6,7.1017Bq Giải Ta có H0 = λN0 = 0, 693.0, 23.10−3 16 6, 02.103 =6,7.10 Bq => đáp án C 62.23 DẠNG 4: TÍNH CHU KỲ T, HẰNG SỐ PHÓNG XẠ λ VD1 Hằng số phóng xạ Rubidi là 0,00077 s-1, chu kì bán rã cua Rubidi là A: 15 phút B: 150 phút C: 90 phút Chọn A: λ= D: đáp án khác Hướng dẫn : ln = 0,00077 ⇒ T≈900(s)=15 phút T VD2: Nhờ máy đếm xung người ta có thông tin sau chất phóng xạ X Ban đầu, thời gian phút có 3200 nguyên tử chất X phóng xạ, 4h sau ( kể từ thời điểm ban đầu) thì phút có 200 nguyên tử phóng xạ Tìm chu kì bán rã chất phóng xạ này A: 1h B: 2h C: 3h D: kết khác Chọn A Hướng dẫn Gọi N0 là số hạt ban đầu ⇒ Số hạt nhân phóng xạ thời gian ∆ t=2 phút là ∆ N= N0.(1- e − λ.∆t ) =3200 (1) Số hạt nhân còn lại sau 4h là N1 = N0 e − λ.t (2) ⇒ Sau thời gian 4h số hạt nhân phóng xạ thời gian ∆ t= phút là: ∆ N1= N1 ( 1- e − λ.∆t )= 200 Từ (1)(2)(3) ta có (3) N0 3200 = e λ.t = = 16 ⇒ T = 1(h) N1 200 VD3: Một mẫu 1124 Na t=0 có khối lượng 48g Sau thời gian t=30 giờ, mẫu 1124 Na còn lại 12g Biết 1124 Na là chất phóng xạ β - tạo thành hạt nhân là 1224 Mg Chu kì bán rã 1124 Na là A: 15h B: 15ngày BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C: 15phút 15 CHUYÊN ĐỀ 9: D: 15giây PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Chọn A Hướng dẫn:áp dụng : m=m0.2-k ( k= t ) ⇒ 2-k= 0,25 ⇒ T= 15h T VD4: Ban đầu (t = 0) có mẫu chất phóng xạ X nguyên chất Ở thời điểm t1 mẫu chất phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã còn 5% so với số hạt nhân ban đầu Tính chu kì bán rã chất phóng xạ đó Giải Ta có: N = N0 − t T − t T = t t −1 − N N N Theo bài ra: T = = 20% = 0,2 (1); T = = 5% = 0,05 N0 N0 N0 (2) Từ (1) và (2) suy ra: 2 − t1 T t − T =2 t − t1 T = t − t1 =2 T 0,2 = = 22 0,05 T= t − t1 t1 + 100 − t1 = = 50 s 2 VD5: Một chất phóng xạ có chu kỳ bán T = 10s Lúc đầu có độ phóng xaï H0 = 2.107Bq 1.Tính haèng soá phoùng xaï λ 2.Số nguyên tử lúc ban đầu 3.Số nguyên tử còn lại và độ phóng xạ sau 30s giaûi Tính haèng soá phoùng xaï λ Ta coù λ= 0, 693 = 0, 0693s −1 T Tính N0: ta coù N0 = H0 λ = 2,9.108 Tính N: Ta coù N = N 0e Độ phóng xạ sau 30s H = H 0e − − 0,693 t T 0,693 t t = 0,36.108 = 2,5.106 Bq DẠNG 5: TÌM THỜI GIAN PHÂN RÃ t , TUỔI CỔ VẬT VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Hạt nhân 146 C là chất phóng xạ β- có chu kì bán rã là 5730 năm Sau bao lâu lượng chất phóng xạ mẫu còn lượng chất phóng xạ ban đầu mẫu đó Giải BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 16 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Ta có: N = N0 Diễn đàn: http://lophocthem.com N =2 N0 t − T t − T ln t N = - ln2 N0 T - vuhoangbg@gmail.com N N0 = 17190 năm − ln T ln t= 206 VD2: Chất phóng xạ 210 84 Po phát tia α và biến đổi thành 82 Pb Chu kỳ bán rã Po là 138 ngày Ban đầu có 100g Po thì sau bao lâu lượng Po còn 1g? A 916,85 ngày B 834,45 ngày C 653,28 ngày D 548,69 ngày Chọn A Hướng dẫn m0 −λt Hướng dẫn: m = m0e = t => 2x = mo/m =100 => t=916,85 ngày 2T VD 3: Biết đồng vị phóng xạ 146 C có chu kì bán rã 5730 năm Giả sử mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200 phân rã/phút và mẫu gỗ khác cùng loại, cùng khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ cây chặt, có độ phóng xạ 1600 phân rã/phút Tính tuổi mẫu gỗ cổ Giải − t T Ta có: H = H0 = H0 t T t T = H0 = = 23 H t =3 T t = 3T = 17190 (năm) VD4: Chu kyø baùn raõ cuûa U238 laø 4,5.109 naêm 1.Tính số nguyên tử bị phân rã năm 1g U238 2.Hieän quaêng urani thieân nhieân coù laãn U238 vaø U235 theo tæ leä nguyên tử là 140:1 giả thiết thời điểm tạo thành trái đất tỉ lệ trên là 1:1 hãy tính tuổi trái đất Biết chu kỳ bán rã U235 là 7,13.108 nămVới x  ⇒ e − x ≈ − x giaûi: Tính sô nguyên tử bị phân rã năm: Ta có N0 = m0 N A M Số nguyên tử U bị phân rã: ∆N = N − N = N (1 − e − λt ) ≈ N 0λt = 3,89.1011 Tính tuổi trái đất: Gọi N1 ; N2 là số nguyên tử U238 và U 235 lúc xét ta coù: − λ1t N1 e = = e( λ2 −λ1 )t N e − λ2t VD5: 131 53 N  ln   N 10 ⇒ t =   =6.10 naêm λ2 − λ1 I laø chaát phoùng xaï coù chu kyø bán rã T = ngày đêm Ban đầu lượng chất phóng xạ kể trên có độ phóng xạ H0 = 2.1017 Bq 1.Tính số hạt nhân nguyên tử ban đầu chất phóng xạ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 17 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 2.Sau thời gian t độ phòng xạ giảm 32 lần Tính t và số hạt nhân sinh giaûi: Tính số hạt nhân nguyên tử lúc ban đầu: Ta coù H 0T ≈ 1,99.1023 λ 0, 693 t N N Thời gian và số hạt nhân sinh ra: N = t0 ⇒ 2T = = 25 ⇒ t = 5T = 40 N 2T H = λ N ⇒ N = H0 = dem N 31.N 23 = 1,93.10 N = ⇒ ∆N = N − N = 32 32 VD6 Một nguồn phóng xạ nhân tạo vừa tạo thành có chu kì bán rã là T=2h, có độ phóng xạ lớn mức cho phép là 64 lần Thời gian tối thiểu để ta có thể làm việc an toàn với nguồn phóng xạ này là A: 12h B: 24h C: 36h D: 6h Chọn A Hướng dẫn Gọi H là độ phóng xạ an toàn cho người Tại t=0, H0= 64H Sau thời gian ∆ t độ phóng xạ mức an toàn,khi đó H1=H= H − ∆t T ; Thu ∆ t= 12 h DẠNG 6: TÍNH HIỆU ĐIỆN THẾ BẢN TỤ KHI CHIẾU TIA PHÓNG XẠ PHƯƠNG PHÁP: - Tính số hạt điện tích xạ t (s) = số hạt nhân mẹ đã phân rã => ∆N = N − N = N (1− e−λt ) => điện tích ∆q = ∆N dien.tich.mot.hat => tính hiệu điện U= ∆q với c là điện dung tụ c VD1: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 18 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 38 CHỦ ĐỀ 2: PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN Họ và tên :………………………………… ……….Trường:……………………………… Câu 1: Chất Rađon ( 222 Rn ) phân rã thành Pôlôni ( 218 Po ) với chu kì bán rã là 3,8 ngày Mỗi khối lượng 20g chất phóng xạ này sau 7,6 ngày còn lại A 10g B 5g C 2,5g D 0,5g 14 Câu 2: Chất phóng xạ C có chu kì bán rã 5570 năm Khối lượng 146 C có độ phóng xạ 5,0Ci A 1,09g B 1,09mg C 10,9g D 10,9mg 90 Câu 3: Thời gian bán rã 38 Sr là T = 20 năm Sau 80 năm, số phần trăm hạt nhân còn lại chưa phân rã A 6,25% B 12,5% C 25% D 50% 60 Câu 4: Độ phóng xạ 3mg 27 Co là 3,41Ci Chu kì bán rã T 2760 Co là A 32 năm B 15,6 năm C 8,4 năm D 5,24 năm Câu 5: Một lượng chất phóng xạ sau 42 năm thì còn lại 1/8 khối lượng ban đầu nó Chu kì bán rã chất phóng xạ đó là B 14 năm C 21 năm D 126 năm A 5,25 năm Câu 6: Một mẫu chất phóng xạ rađôn(Rn222) có khối lượng ban đầu là m0 = 1mg Sau 15,2 ngày, độ phóng xạ mẫu giảm 93,75% Chu kì bán rã rađôn nhận giá trị nào sau đây ? A 25 ngày B 3,8 ngày C ngày D 7,2 ngày − Câu 7: Độ phóng xạ β tượng gỗ 0,8 lần độ phóng xạ khúc gỗ cùng khối lượng vừa chặt Biết chu kì bán rã C14 5600năm Tuổi tượng gỗ là A 1200năm B 2000năm C 2500năm D 1803năm Câu 8: Khi phân tích mẫu gỗ, người ta xác định 87,5% số nguyên tử đồng vị phóng xạ 146 C đã bị phân rã thành các nguyên tử 147 N Biết chu kì bán rã 146 C là T = 5570 năm Tuổi mẫu gỗ này là A 16714 năm B 17000 năm C 16100 năm D 16714 ngày Câu 9: Pôlôni( 21084 Po ) là chất phóng xạ, phát hạt α và biến thành hạt nhân Chì (Pb) Po có chu kì bán rã là 138 ngày Ban đầu có 1kg chất phóng xạ trên Hỏi sau bao lâu lượng chất trên bị phân rã 968,75g? A 690 ngày B 414 ngày C 690 D 212 ngày 14 Câu 10: Áp dụng phương pháp dùng đồng vị phóng xạ C đề định tuổi các cổ vật Kết đo cho thấy độ phóng xạ tượng cổ gỗ khối lượng m là 4Bq Trong đó độ phóng xạ mẫu gỗ khối lượng 2m cây vừa chặt là 10Bq Lấy T = 5570 năm Tuổi tượng cổ này là A 1794 năm B 1794 ngày C 1700 năm D 1974 năm 14 Câu 11: Một mảnh gỗ cổ có độ phóng xạ C là 3phân rã/phút Một lượng gỗ tương đương cho thấy tốc độ đếm xung là 14xung/phút Biết chu kì bán rã 146 C là T = 5570năm Tuổi mảnh gỗ là A 12400 năm B 12400 ngày C 14200 năm D 13500 năm Câu 12: Tia phóng xạ đâm xuyên yếu là 19 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A tia α B tia β C tia γ D tia X Câu 13: Gọi m0 là khối lượng chất phóng xạ thời điểm ban đầu t = 0, m là khối lượng chất phóng xạ thời điểm t, chọn biểu thức đúng: A m = m0e- λt B m0 = 2me λt C m = m0e λt D m = m0e- λt Câu 14: Chọn phát biểu đúng nói định luật phóng xạ: A Sau chu kì bán rã, nửa lượng chất phóng xạ đã bị biến đổi thành chất khác B Sau chu kì bán rã, só hạt phóng xạ giảm nửa C Sau chu kì bán rã, khối lượng chất phóng xạ giảm còn nửa D Cả A, B, C đúng Câu 15: Phát biểu nào sau đây là không đúng ? A Hạt β + và hạt β − có khối lượng B Hạt β + và hạt β − phóng từ cùng đồng vị phóng xạ C Khi qua điện trường hai tụ hạt β + và hạt β − bị lệch hai phía khác D Hạt β + và hạt β − phóng có tốc độ nhau(gần tốc độ ánh sáng) Câu 16: Phát biểu nào sau đây đúng ? A Lực gây phóng xạ hạt nhân là lực tương tác điện(lực Culông) B Quá trình phóng xạ hạt nhân phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài áp suất, nhiệt độ,… C Trong phóng xạ hạt nhân khối lượng bảo toàn D Phóng xạ hạt nhân là dạng phản ứng hạt nhân toả lượng Câu 17: Có hai mẫu chất phóng xạ X và Y nhau(cùng vật liệu và cùng khối lượng) có cùng chu kì bán rã là T Tại thời điểm quan sát, hai mẫu có độ phóng xạ là HX và HY Nếu X có tuổi lớn Y thì hiệu tuổi chúng là T ln(H X / H Y ) T ln(H Y / H X ) 1 B C ln(H X / H Y ) D ln(H Y / H X ) ln T T ln Câu 18: Thời gian τ để số hạt nhân mẫu đồng vị phóng xạ giảm e lần gọi là tuổi sống trung bình mẫu đó( e là số tự nhiên) Sự liên hệ τ và λ thoả mãn hệ thức nào sau A đây: A λ = τ B τ = C τ = 1/ λ D τ = λ λ /2 200 168 Câu 19: Số hạt α và β phát phân rã phóng xạ 90 X ? 80 Y là A và B và C và D và Câu 20: Tại thời điểm t1 độ phóng xạ mẫu chất là x, và thời điểm t2 là y Nếu chu kì bán rã mẫu là T thì số hạt nhân phân rã khoảng thời gian t2 – t1 là A x – y B (x-y)ln2/T C (x-y)T/ln2 D xt1 – yt2 Câu 21: Radium C có chu kì phóng xạ là 20 phút Một mẫu Radium C có khối lượng là 2g Sau 1giờ 40 phút, lượng chất đã phân rã nhận giá trị nào sau đây ? A 0,0625g B 1,9375g C 1,250g D 1,9375kg Câu 22: Sau năm, lượng ban đầu mẫu đồng vị phóng xạ giảm lần Sau năm, khối lượng mẫu đồng vị phóng xạ giảm bao nhiêu lần ? A lần B lần C 12 lần D 4,5 lần Câu 23: Sau giờ, độ phóng xạ khối chất giảm lần, chu kì chất phóng xạ đó nhận giá trị nào sau đây ? A B 1,5 C D BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 20 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 24: Chu kì bán rã chất phóng xạ là 2,5 năm Sau năm tỉ số số hạt nhân còn lại và số hạt nhân ban đầu là A 0,4 B 0,242 C 0,758 D 0,082 16 Câu 25: Một đồng vị phóng xạ A lúc đầu có N0 = 2,86.10 hạt nhân Trong đầu phát 2,29.1015 tia phóng xạ Chu kỳ bán rã đồng vị A là A B 30 phút C 15 phút D 18 phút 60 Câu 26: Côban( 27 Co ) có chu kì phóng xạ là 16/3 năm và biến thành 6028 Ni ; khối lượng ban đầu côban là1kg Khối lượng côban đã phân rã sau 16 năm là A 875g B 125g C 500g D 1250g Câu 27: Chu kì bán rã Co60 gần 5năm Sau 10 năm, từ nguồn Co60 có khối lượng 1g còn lại bao nhiêu gam ? A 0,10g B 0,25g C 0,50g D 0,75g 60 Câu 28: Chất phóng xạ 27 Co có chu kì bán rã T = 5,33 năm và khối lượng nguyên tử là 56,9u Ban đầu có 500g chất Co60 Sau bao nhiêu năm thì khối lượng chất phóng xạ này còn lại là 100g ? A 8,75 năm B 10,5 năm C 12,38 năm D 15,24 năm Câu 29: Gọi ∆t là khoảng thời gian để số hạt nhân khối lượng chất phóng xạ giảm e lần( e là số loga tự nhiên, lne = 1) Hỏi sau thời gian t = 0,51 ∆t chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng phóng xạ ban đầu ? A 40% B 30% C 50% D 60% 131 Câu 30: Iốt phóng xạ 53 I dùng y tế có chu kì bán rã T = 8ngày Lúc đầu có m0 = 200g chất này Sau thời gian t = 24 ngày còn lại bao nhiêu ? A 20g B 25g C 30g D 50g 210 Câu 31: Chu kì bán rã 84 Po là 140 ngày đêm Lúc đầu có 42 mg Pôlôni Độ phóng xạ ban đầu nhận giá trị là B 6,8.1012Bq C 6,8.109Bq D 6,9.1012Bq A 6,8.1014Bq Câu 32: Đồng vị phóng xạ 6629 Cu có thời gian bán rã T= 4,3 phút Sau thời gian 12,9 phút độ phóng xạ đồng vị này giảm là A 85% B 87,5% C 82,5% D 80% Câu 33: Tính số phân tử nitơ (N) có gam khí nitơ Biết khối lượng nguyên tử nitơ là 13,999u A 43.1021 B 215.1020 C 43.1020 D 21.1021 Câu 34: Trong nguồn phóng xạ P32 có 108 nguyên tử với chu kì bán rã T = 14ngày tuần lễ trước đó, số nguyên tử P32 nguồn đó là A N0 = 1012 B N0 = 4.108 C N0 = 2.108 D N0 = 16.108 Câu 35: Khối lượng ban đầu đồng vị phóng xạ natri 2311 Na là 0,23mg, chu kì bán rã natri là T = 62s Độ phóng xạ ban đầu A 6,7.1014Bq B 6,7.1015Bq C 6,7.1016Bq D 6,7.1017Bq Câu 36: Một khối chất phóng xạ có chu kì bán rã 10 ngày Sau 30 ngày khối lượng chất phóng xạ còn lại khối đó bao nhiêu phần lúc ban đầu ? A 0,5 B 0,25 C 0,125 D 0,33 Câu 37: Chu kì bán rã hai chất phóng xạ A và B là 20 phút và 40 phút Ban đầu hai khối chất A và B có số lượng hạt nhân Sau 80 phút tỉ số các hạt nhân A và B còn lại là A 1:6 B 4:1 C 1:4 D 1:1 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 21 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 38: Urani U sau nhiều lần phóng xạ α và β biến thành 206 82 Pb Biết chu kì bán rã biến đổi tổng hợp này là T = 4,6.10 năm Giả sử ban đầu loại đá chứa urani, không chứa chì Nếu tỉ lệ các khối lượng urani và chì là m(U)/m(Pb) = 37, thì tuổi loại đá là A 2.107năm B 2.108năm C 2.109năm D 2.1010năm Câu 39: Một khúc xương chứa 200g C14(đồng vị cácbon phóng xạ) có độ phóng xạ là 375 phân rã/phút Tính tuổi khúc xương Biết độ phóng xạ thể sống 15 phân rã/phút tính trên 1g cácbon và chu kì bán rã C14 là 5730 năm C 17190 năm D 17450 năm A 27190 năm B 1190 năm Câu 40: Hãy chọn câu đúng Trong quá trình phóng xạ số chất, số hạt nhân phóng xạ A giảm theo thời gian B giảm theo đường hypebol C không giảm D giảm theo quy luật hàm số mũ Câu 41: U238 phân rã thành Pb206 với chu kì bán rã T = 4,47.109 năm Một khối đá phát có chứa 46,97mg U238 và 2,135mg Pb206 Giả sử khối đá lúc hình thành không chứa nguyên tố chì Hiện tỉ lệ số nguyên tử U238 và Pb206 là bao nhiêu ? A 19 B 21 C 20 D 22 Câu 42: Chọn phát biểu đúng nói tượng phóng xạ ? A Hiện tượng phóng xạ không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài B Hiện tượng phóng xạ các nguyên nhân bên gây C Hiện tượng phóng xạ luôn tuân theo định luật phóng xạ D Cả A, B, C đúng Câu 43: Hãy chọn câu đúng Liên hệ số phân rã λ và chu kì bán rã T là − 238 92 A λ = const T B λ = ln T C λ = const T D λ = const T2 Câu 44: Trong phóng xạ α , so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân vị trí nào ? A Tiến ô B Tiến ô C Lùi ô D Lùi ô Câu 45: Chọn câu sai Tia anpha A bị lệch bay xuyên qua điện trường hay từ trường B làm iôn hoá chất khí C làm phát quang số chất D có khả đâm xuyên mạnh Câu 46: Chọn câu sai Tia gamma A gây nguy hại cho thể B có khả đâm xuyên mạnh C không bị lệch điện trường từ trường D có bước sóng lớn bước sóng tia X Câu 47: Chọn câu sai Các tia không bị lệch điện trường và từ trường là A tia α và tia β B tia γ và tia β C tia γ và tia X D tia β và tia X Câu 48: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là T Sau thời gian t, số hạt đã bị bán rã 7/8 số hạt ban đầu Kết luận nào sau đây là đúng ? A t = 8T B t = 7T C t = 3T D t = 0,785T 210 Câu 49: Pôlôni 84 Po là chất phóng xạ có chu kì bán rã là 138 ngày Độ phóng xạ ban đầu là H0 Sau thời gian bao lâu thì độ phóng xạ nó giảm 32 lần ? A 4,3 ngày B 690 ngày C 4416 ngày D 32 ngày BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 22 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 50: Đặc điểm nào sau đây không đúng tia α ? A Phóng từ hạt nhân với tốc độ tốc độ ánh sáng chân không B Khi truyền không khí nó làm iôn hoá mạnh các nguyên tử trên đường C Khi truyền không khí nó bị lượng nhanh D Có thể tối đa 8cm không khí “Nếu bạn muốn lên chỗ cao hãy chỗ thấp ” 1B 11 A 21B 31D 41A 2A 12A 22A 32B 42 D 3A 13A 23D 33B 43B 4D 14D 24C 34B 44D ĐÁP ÁN ĐỀ 38 5B 6B 15B 16D 25D 26A 35C 36C 45D 46D 7D 17B 27B 37C 47A 8A 18C 28C 38B 48C 9A 19D 29D 39C 49B 10A 20C 30B 40D 50A CHỦ ĐỀ 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG * Phản ứng hạt nhân + Phản ứng hạt nhân là quá trình dẫn đến biến đổi hạt nhân + Phản ứng hạt nhân thường chia thành hai loại: - Phản ứng tự phân rã hạt nhân không bền vững thành các hạt khác - Phản ứng đó các hạt nhân tương tác với nhau, dẫn đến biến đổi chúng thành các hạt khác Phản ứng hạt nhân dạng tổng quát: A + B → C + D Trong trường hợp phóng xạ: A → B + C * Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân + Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A) : Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclôn các hạt tương tác tổng số nuclôn các hạt sản phẩm + Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số điện tích các hạt tương tác tổng đại số các điện tích các hạt sản phẩm + Định luật bảo toàn lượng toàn phần (bao gồm động và lượng nghỉ): Tổng lượng toàn phần các hạt tương tác tổng lượng toàn phần các hạt sản phẩm + Định luật bảo toàn động lượng: Véc tơ tổng động lượng các hạt tương tác véc tơ tổng động lượng các hạt sản phẩm * Năng lượng phản ứng hạt nhân Xét phản ứng hạt nhân: A + B → C + D Gọi mo = mA + mB và m = mC + mD Ta thấy m0 ≠ m + Khi m0 > m: Phản ứng tỏa lượng: W = (m0 – m)c2 Năng lượng tỏa này thường gọi là lượng hạt nhân Các hạt nhân sinh có độ hụt khối lớn các hạt nhân ban đầu, nghĩa là các hạt nhân sinh bền vững các hạt nhân ban đầu + Khi m0 < m: Phản ứng không thể tự nó xảy Muốn cho phản có thể xảy thì phải cung cấp cho các hạt A và B mợt lượng W dạng động Vì các hạt sinh cĩ động BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 23 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Wđ nên lượng cần cung cấp phải thỏa mãn điều kiện: W = (m – m0)c2 + Wđ Các hạt nhân sinh có độ hụt khối nhỏ các hạt nhân ban đầu, nghĩa là các hạt nhân sinh kém bền vững các hạt nhân ban đầu PHẦN II: PHÂN DẠNG BÀI TẬP: DẠNG 1: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG HẠT NHÂN PHƯƠNG PHÁP: * Phương trình phản ứng: ZA X + ZA X → ZA X + ZA X Trong số các hạt này có thể là hạt sơ cấp nuclôn, eletrôn, phôtôn Trường hợp đặc biệt là phóng xạ: X1 → X2 + X3 X1 là hạt nhân mẹ, X2 là hạt nhân con, X3 là hạt α β Các Em áp dụng luật bảo toàn + Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 + Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4 4 VÍ DỤ MINH HỌA VD1: Hạt proton có động Kp = MeV, bắn vào hạt nhân ( 37 Li) đứng yên, sinh hai hạt nhân X có cùng động năng, theo phản ứng hạt nhân sau: P +37 Li → X + X Viết phương trìng đầy đủ phản ứng Giải: Ta có P +3 Li → Az X Áp dụng định luật bảo toàn số nuclôn => 1+7 = 2.A =>A= Áp dụng định luật bảo toàn điện tích => 1+ = 2.Z => Z=2 phương trình 11 P + 73 Li → 24 He + 24 He => 24 He VD2: Urani phân rã theo chuỗi phóng xạ sau đây: α β β α α 238 → Th  → Pa  → U  → Th  → Ra 92 U  Viết đầy đủ chuỗi phóng xạ này (ghi thêm Z và A các hạt nhân) Giải: Viết đầy đủ chuỗi phóng xạ α 238 →2 He + 234 92 U  90Th β− 234 234 Th → 90 −1e + 91Pa β− 234 234 91Pa → −1e + 92 U α 234 →2 He + 230 92 U  90Th α 230 →2 He + 266 90Th  88 Ra − Tìm số phóng xạ α ; β − Giả sử có x phóng xạ α và y phóng xạ β Ta có 4x = 238 – 206 => x = BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 24 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Ta có 2x – y = 92 – 82 => y = − Vậy có phân rã α và phân rã β VD3:Viết lại đầy đủ các phản ứng hạt nhân sau: 10 → α + 48 Be B + X  23 17 →n+ X O + p  20 27 → X + 10 Ne X + p  → n + 18 Ar 11 Na + p  Giaûi: Phương trình phản ứng hạt nhân 10 B + ZA X  → 24 He + 48 Be Á dụng định luật bảo toàn số khối và điện tích ta có 10 + A = +  A = ⇒  5 + Z = +  Z = vaäy haït nhaân X laø D Phương trình phản ứng viết lại 10 B + 12 D  → 24 He + 48 Be 17 → 01n + 178 F Tương tự: O + H  Tương tự: 23 11 Na + 11H  → 24 He + 1020 Ne 37 1 27 → n + 18 Ar Tương tự: 17 Cl + H  VD4 Bắn hạt α vào hạt nhân 147 N đứng yên thì thu hạt prôton và hạt nhân X Viết phương trình phản ứng, nêu cấu tạo hạt nhân X GIẢI Phương trình phản ứng: 42 He + 147 N → 11 p + 178 O Hạt nhân là đồng vị ôxy cấu tạo 17 nuclôn đó có prôtôn và nơtron 238 VD5 Phản ứng phân rã urani có dạng: 92 U → 206 82 Pb + xα + yβ Tính x và y GIẢI 238 − 206 92 − 82 − 16 Ta có: x = = 8; y = =6 −1 32 15 P phóng xạ β- và biến đổi thành lưu huỳnh (S) Viết phương trình phóng xạ đó và nêu cấu tạo hạt nhân lưu huỳnh GIẢI 32 32 Ta có: 15 P → −1 e + 16 S Hạt nhân lưu huỳnh 3216 S có cấu tạo gồm 32 nuclôn, đó có 16 prôtôn và 16 nơtron VD6 Phốt VD7 Hạt nhân triti 31 T và đơtri 21 D tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh hạt nhân X và hạt nơtron Viết phương trình phản ứng, cấu tạo và tên gọi hạt nhân X GIẢI Phương trình phản ứng: 31 T + 21 D → 01 n + 42 He Hạt nhân 42 He là hạt nhân heeli (còn gọi là hạt α), có cấu tạo gồm nuclôn, đó có prôtôn và nơtron BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 25 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Dạng 2: Tính lượng phản ứng, lượng nhiên liệu cần đốt để tạo lượng tương đương Phương pháp: Tính lượng phản ứng hạt nhân ZA X + ZA X → ZA X + ZA X 4 Cách 1: Tính theo độ chệnh lệc khối lượng các hạt nhân trước và sau phản ứng: ∆m = m0 − m => ∆E = ∆m.c ( m0 – m)c2 Với m0 khối lượng các hạt nhân trước phản ứng M khối lượng các hạt nhân sau phản ứng Cách : Tính theo động + Bảo toàn lượng: K X + K X + ∆E = K X + K X => ∆E = Wđsau − Wđtr Trong đó: ∆E là lượng phản ứng hạt nhân KX = mx vx2 là động chuyển động hạt X Cách 3: Tính theo lượng liên kết, liên kết riêng, độ hụt khối ∆E = Elkrsau - Elktr => ∆E = ∆E3 + ∆E4 – ∆E1 – ∆E2 => ∆E = (∆m3 + ∆m4 - ∆m1 - ∆m2)c2 => ∆E = A3ε3 +A4ε4 - A1ε1 - A2ε2 Trong đó các hạt nhân X1, X2, X3, X4 có: Năng lượng liên kết riêng tương ứng là ε1, ε2, ε3, ε4 Năng lượng liên kết tương ứng là ∆E1, ∆E2, ∆E3, ∆E4 Độ hụt khối tương ứng là ∆m1, ∆m2, ∆m3, ∆m4 - Tính lượng nhiên liệu dựa trên công thức Q = m.q = ∆E đó q là suất tỏa nhiệt ( j/kg) VD1: Cho phản ứng hạt nhân: 31T + 12 D → α + n Biết mT = 3,01605u; mD = 2,01411u; mα = 4,00260u; mn = 1,00867u; 1u=931MeV/c2.Năng lượng toả hạt α hình thành là: A 17,6MeV B 23,4MeV C 11,04MeV D 16,7MeV Chọn A Giải: Ta có Mo = mT + mD = 5,03016u và M = mn + mα = 5,01127u Năng lượng toả ra: ∆E = (Mo – M).c2 = 17,58659 ≈ 17,6MeV VD2: Dùng prôtôn có động Kp = 5,58MeV bắn phá hạt nhân 23 11 Na đứng yên sinh hạt α và X Coi phản ứng không kèm theo xạ γ 1.viết phương trình Phản ứng trên thu hay toả lượng? Cho mp = 1.0073u, mNa =22,9850u; mX = 19,9869u; m α =4,0015u; 1u =931MeV/c2 Giải: 20 Phương trình phản ứng: 11H + 1123 Na  → 24 He + 10 Ne Tổng khối lượng hạt nhân trước phản ứng: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 26 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com M0 = mp + mNa = 23,99234u Tổng khối lượng hạt nhân sau phản ứng: M = mHe + mNe = 23,9880u Vì M0 > M =>Năng lượng toả ∆E = ( M − M )c = 0, 00394uc = 3, 67 MeV DẠNG 3: Xác định động năng, vận tốc, góc các hạt Phương pháp: + Bảo toàn động lượng: p1 + p2 = p3 + p4 hay m1 v1 + m v2 = m v3 + m v4 + Bảo toàn lượng: K X + K X + ∆E = K X + K X Trong đó: ∆E là lượng phản ứng hạt nhân; ∆E = (m1+m2 – m3 - m4 )c2 = ( M0 – M ) c2 K X = mx vx2 là động chuyển động hạt X Lưu ý: - Không có định luật bảo toàn khối lượng - Mối quan hệ động lượng pX và động KX hạt X là: p X2 = 2mX K X - Khi tính vận tốc v hay động K thường áp dụng quy tắc hình bình hành p1 Ví dụ: p = p1 + p2 biết ϕ = p1 , p2 p = p12 + p22 + p1 p2 cosϕ hay (mv) = (m1v1 ) + (m2v2 )2 + 2m1m2 v1v2cosϕ hay mK = m1K1 + m2 K + m1m2 K1 K cosϕ p φ Tương tự biết φ1 = p1 , p φ = p2 , p Trường hợp đặc biệt: p1 ⊥ p2 ⇒ p = p12 + p22 p2 Tương tự p1 ⊥ p p2 ⊥ p v = (p = 0) ⇒ p1 = p2 ⇒ K1 v1 m2 A = = ≈ K v2 m1 A1 Tương tự v1 = v2 = VÍ DỤ MINH HỌA VD1:(ÑH kinh teá quoác daân 2001 -2002) Dùng prôtôn có động Kp = 5,58MeV bắn phá hạt nhân 23 11 Na đứng yên sinh hạt α và X Coi phản ứng không kèm theo xạ γ 1- Viết phương trình phản ứng, nêu cấu tạo hạt nhân X Biết động naêng cuûa haït α laø K α = 6,6MeV 2.Tính động hạt nhân X Tính góc tạo phương chuyển động cuûa haït α vaø proâtoân.Cho mp = 1.0073u, mNa =22,9850u; mX = 19,9869u; m α =4,0015u; 1u =931MeV/c2 Giaûi: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 27 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 20 1.Phương trình phản ứng: 11H + 1123 Na  → 24 He + 10 Ne 2.Tổng khối lượng hạt nhân trước phản ứng: M0 = mp + mNa = 23,99234u Tổng khối lượng hạt nhân sau phản ứng: M = mHe + mNe = 23,9880u Vì M0 > M , phản ứng toả lượng Năng lượng toả ra: ∆A = ( M − M )c = 0, 00394uc = 3, 67 MeV Aùp dụng định luật bảo toàn lượng toàn phần (mp + mNa)c2 +Kp = (mHe+mNe)c2 +KHe + KNe KNe = 2,65MeV Aùp dụng định luật bảo toàn động lượng Tìm góc phương chuyển động hạt α và prôtôn là 1500 tạo VD2: Cho phản ứng hạt nhân 10 n +36 Li →13 H + α Hạt nhân 36 Li đứng yên, neutron có động là Kn = 2MeV Hạt α và hạt nhân 13 H bay theo các hướng hợp với hướng tới neutron góc tương ứng θ = 15o và ϕ= 30o Bỏ qua xạ gama.Phản ứng thu hay tỏa lượng? Hãy tính lượng đó (lấy tỉ số các số lượng hạt nhân tỉ số các số khối chúng) Xác định khối lượng hạt nhân 36 Li câu a Biết khối lượng neutron, triti, alpha tương ứng là mn = 1.0087u; m H =3.0610u; m He =4.0015u; 1u = 931 MeV/c Giải: Ta có: 1o n +36 Li →13 H + 42 He (1) Xét tam giác OAB ta có: Pn2 sin B = PH2 sin θ = Pα2 sin ϕ hay: 2m n K n o = 2m H K H o = 2mα K α sin 135 sin 15 sin 30o m n K n m H K H m α K α = = 0.5 0.067 0.25 1x x 0.067 ⇒ KH = = 0.26795MeV 0.5 x1 1x x 0.25 ⇒ Kα = = 0.25MeV 0.5 x Theo định luật bảo toàn lượng và toàn phần ta có: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 28 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com (2) m n C + K n + m Li C2 = m H C2 + K + mα C2 + K α m Li C2 = 3.016uC2 + 0.26755MeV + 4.0015uC2 - vuhoangbg@gmail.com +0.25MeV − 1.0087uC − 2MeV hay m LiC = ( 3.0160 + 4.0015 − 1.0087 ) x931 + 0.26755 + 0.25 − suy m Li = 6.00721 u Từ (1) ta có: ∆m = m n + m Li + m H + mα Năng lượng thu vào: ∆m = (1.0087 + 6.00721 + 3.0160 − 4.0015) u = −1.5919x10−3 u < Từ (1) ta có: m Li = 6.00721x931 MeV = 5593 MeV C C2 m Li = 6.00721x1.66055 x10−27 = 9.975 x10−27 kg VD3: Cho prôtôn có động Kp = 1,46MeV bắn phá vào hạt nhân 37 Li đứng yên Hai hạt nhân X sinh giống và có cùng động iết phương trình phản ứng> Cho biết cấu tạo hạt nhân X Đó là hạt nhân nguyên tử nào? Hạt nhân X đó còn gọi là hạt gì Phản ứng thu hay toả lượng? Năng lượng này bao nhiêu có phuï thuoäc vaøo Kp khoâng? Giả sử phản ứng hạt nhân tiếp diễn thời gian và lượng khí tạo thành là 10cm3 điều kiện tiêu chuẩn Tính lượng toả hay thu vaøo ( theo ñôn vò Kj) -Tính động hạt X sinh sau phản ứng -Tính góc hợp các véc tơ vận tốc hai hạt X sau phản ứng Cho bieát mLi = 7,0124u; mX = 4,0015u, mp = 1,0073u; 1u = 931MeV/c2 ; NA = 6,022.1023mol-1; e = 1,6.10-19C Giaûi: Phương trình phản ứng hạt nhân 1 H + 37 Li  → 24 He 2.Tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng: M0 = mH + mLi =8,0215u Tổng khối lượng các hạt nhan sau phản ứng: M = 2mHe = 8,0030u M0 > M phản ứng toả lượng, lượng toả ra: ∆A = ( M − M )c = 0, 0185uc = 17, 22 MeV Ta thấy lượng toả không phụ thuộc vào Kp Số nguyên tử He có 10cm3 = 0,01lít là: N= BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 0, 01 NA 22, 29 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Mỗi phản ứng tạo hai nguyên tử He, đó số phản ứng xảy thời gian đó là n= N 0,01 = N A 44,8 Tổng lượng toả là : E n.∆E = 0, 01 N A ∆E = 2,31.1021 MeV ≈ 3, 7.108 J = 3, 7.105 kj 44,8 Aùp dụng định luật bảo toàn lượng toàn phần: (mH + mLi)c2 + Kp = 2mHec2 + 2KHe KHe= 9,34MeV 5, Aùp dụng định luật bảo toàn động lượng suy góc hợp các véc tơ vận tốc hai hạt X sau phản ứng là 84018, PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 39 CHỦ ĐỀ 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Họ và tên:…………………………………………Trường: ………………………………… Câu 1: Cho phản ứng hạt nhân sau: 3717 Cl + X → n + 3718 Ar Biết: mCl = 36,9569u; mn = 1,0087u; mX = 1,0073u; mAr = 38,6525u Hỏi phản ứng toả hay thu bao nhiêu lượng ? B Thu 1,58.103MeV A Toả 1,58MeV C Toả 1,58J D Thu 1,58eV Câu 2: Dùng proton có động KP = 1,6MeV bắn phá hạt nhân 73 Li đứng yên thu hạt nhân X giống Cho m( 73 Li ) = 7,0144u; m(X) = 4,0015u; m(p) = 1,0073u Động hạt X là A 3746,4MeV B 9,5MeV C 1873,2MeV D 19MeV Câu 3: Hạt proton có động KP = 6MeV bắn phá hạt nhân 94 Be đứng yên tạo thành hạt α và hạt nhân X Hạt α bay theo phương vuông góc với phương chuyển động proton với động 7,5MeV Cho khối lượng các hạt nhân số khối Động hạt nhân X là A MeV B 14 MeV C MeV D 10 MeV Câu 4: Biết lượng liên kết riêng hạt nhân đơteri là 1,1MeV/nuclon và hêli là 7MeV/nuclon Khi hai hạt đơteri tổng hợp thành nhân hêli( 42 He ) lượng toả là A 30,2MeV B 25,8MeV C 23,6MeV D 19,2MeV 2 A Câu 5: Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân: D + 1D→ Z X + n Biết độ hụt khối hạt nhân D là ∆m D = 0,0024u và hạt nhân X là ∆m X = 0,0083u Phản ứng này thu hay toả bao nhiêu lượng ? Cho 1u = 931MeV/c2 A toả lượng là 4,24MeV B toả lượng là 3,26MeV C thu lượng là 4,24MeV D thu lượng là 3,26MeV BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 30 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 6: Cho hạt prôtôn có động KP = 1,46MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên Hai hạt nhân X sinh giống và có cùng động Cho mLi = 7,0142u, mp = 1,0073u, mX = 4,0015u Động hạt nhân X sinh là A 9,34MeV B 93,4MeV C 934MeV D 134MeV Câu 7: Dùng p có động K1 bắn vào hạt nhân Be đứng yên gây phản ứng: p + 94 Be → α + 63 Li Phản ứng này thu lượng 2,125MeV Hạt nhân 63 Li và hạt α bay với các động K2 = 4MeV và K3 = 3,575MeV(lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân, tính theo đơn vị u, số khối) 1u = 931,5MeV/c2 Góc hướng chuyển động hạt α và p A 450 B 900 C 750 D 1200 Câu 8: Cho phản ứng hạt nhân sau: p + 73 Li → X + α + 17,3MeV Năng lượng toả tổng hợp gam khí Hêli là A 13,02.1026MeV B 13,02.1023MeV 20 D 13,02.1019MeV C 13,02.10 MeV Câu 9: Hạt nhân 21084 Po đứng yên, phân rã α thành hạt nhân chì Động hạt α bay chiếm bao nhiêu phần trăm lượng phân rã ? A 1,9% B 98,1% C 81,6% D 19,4% Câu 10: Cho phản ứng hạt nhân sau: H + Be→2 He+ Li + 2,1( MeV ) Năng lượng toả từ phản ứng trên tổng hợp 89,5cm3 khí heli điều kiện tiêu chuẩn là A 187,95 meV B 5,061.1021 MeV C 5,061.1024 MeV D 1,88.105 MeV Câu 11: Cho phản ứng hạt nhân sau: α + 147 N → p + 178 O Hạt α chuyển động với động K α = 9,7MeV đến bắn vào hạt N đứng yên, sau phản ứng hạt p có động KP = 7,0MeV Cho biết: mN = 14,003074u; mP = 1,007825u; mO = 16,999133u; m α = 4,002603u Xác định góc các phương chuyển động hạt α và hạt p? A 250 B 410 C 520 D 600 Câu 12: U235 hấp thụ nơtron nhiệt, phân hạch và sau vài quá trình phản ứng dẫn đến kết tạo thành các hạt nhân bền theo phương trình sau: 235 92 90 − U + n →143 60 Nd + 40 Zr + xn + yβ + y υ đó x và y tương ứng là số hạt nơtron, electron và phản nơtrinô phát X và y bằng: A 4; B 5; C 3; D 6; Câu 13: Hạt nhân 21084 Po đứng yên, phân rã α biến thành hạt nhân X: 21084 Po →42 He + AZ X Biết khối lượng các nguyên tử tương ứng là m Po = 209,982876u, m He = 4,002603u, mX = 205,974468u Biết 1u = 931,5MeV/c2 Vận tốc hạt α bay xấp xỉ A 1,2.106m/s B 12.106m/s C 1,6.106m/s D 16.106m/s Câu 14: Hạt nhân mẹ Ra đứng yên biến đổi thành hạt α và hạt nhân Rn Tính động hạt α và hạt nhân Rn Biết m(Ra) = 225,977u, m(Rn) = 221,970u; m( α ) = 4,0015u Chọn đáp án đúng? A K α = 0,09MeV; KRn = 5,03MeV B K α = 0,009MeV; KRn = 5,3MeV C K α = 5,03MeV; KRn = 0,09MeV D K α = 503MeV; KRn = 90MeV Câu 15: Xét phản ứng hạt nhân: X → Y + α Hạt nhân mẹ đứng yên Gọi KY, mY và K α , m α là động năng, khối lượng hạt nhân Y và α Tỉ số BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 31 CHUYÊN ĐỀ 9: KY Kα PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 A mY mα B Diễn đàn: http://lophocthem.com 4m α mY C - vuhoangbg@gmail.com mα mY D 2m α mY Câu 16: Biết mC = 11,9967u; m α = 4,0015u Năng lượng cần thiết để tách hạt nhân 126 C thành hạt α là B 7,2618MeV C 1,16189.10-19J D 1,16189.10-13MeV A 7,2618J Câu 17: Cho proton có động K p = 1,8MeV bắn phá hạt nhân 73 Li đứng yên sinh hai hạt X có cùng tốc độ, không phát tia γ Khối lượng các hạt là: mp = 1,0073u; mX = 4,0015u; mLi = 7,0144u Động hạt X là A 9,6MeV B 19,3MeV C 12MeV D 15MeV Câu 18: Cho phản ứng hạt nhân sau: Be + p → X + Li Biết : m(Be) = 9,01219u; m(p) = 1,00783u; m(X) = 4,00620u; m(Li) = 6,01515u; 1u = 931MeV/c2 Cho hạt p có động KP = 5,45MeV bắn phá hạt nhân Be đứng yên, hạt nhân Li bay với động 3,55MeV Động hạt X bay có giá trị là A KX = 0,66MeV B KX = 0,66eV C KX = 66MeV D KX = 660eV 234 Câu 19: Trong quá trình biến đổi hạt nhân, hạt nhân 238 92 U chuyển thành hạt nhân 92 U đã phóng A hạt α và hai hạt prôtôn B hạt α và hạt êlectrôn D hạt α và pôzitrôn C hạt α và nơtrôn Câu 20: Sự phóng xạ là phản ứng hạt nhân loại nào ? A Toả lượng B Không toả, không thu C Có thể toả thu D Thu lượng Câu 21: Hạt prôtôn có động KP = 2MeV bắn phá vào hạt nhân 73 Li đứng yên, sinh hai hạt nhân X có cùng động năng, theo phản ứng hạt nhân sau: p + 73 Li → X + X Cho biết mP = 1,0073u; mLi = 7,0144u; mX = 4,0015u 1u = 931MeV/c2 Theo phản ứng trên: để tạo thành 1,5g chất X thì phản ứng toả bao nhiêu lượng? B 19,65.1023MeV A 17,41MeV 23 C 39,30.10 MeV D 104,8.1023MeV Câu 22: Người ta dùng hạt proton có động KP = 5,45MeV bắn vào hạt nhân 94 Be đứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X và hạt α Sau phản ứng hạt α bay theo phương vuông góc với phương hạt p với động K α = 4MeV Coi khối lượng hạt nhân xấp xỉ số khối A nó đơn vị u Động hạt nhân X là A KX = 3,575eV B KX = 3,575MeV C KX = 35,75MeV D KX = 3,575J Câu 23: Cho phản ứng hạt nhân sau: Be + p → X + 63 Li Hạt nhân X là A Hêli B Prôtôn C Triti D Đơteri Câu 24: Độ hụt khối tạo thành các hạt nhân D, 1T, He là ∆m D = 0,0024u; ∆m T = 0,0087u; ∆m He = 0,0305u Hãy cho biết phản ứng : 21 D + 31T → 42 He + 01 n Toả hay thu bao nhiêu lượng? Chọn kết đúng các kết sau: A Toả lượng 18,06 eV B Thu lượng 18,06 eV C Toả lượng 18,06 MeV D Thu lượng 18,06 MeV Câu 25: Cho hạt prôtôn có động KP = 1,46MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên Hai hạt nhân X sinh giống và có cùng động Cho mLi = 7,0142u, mp = 1,0073u, mX = 4,0015u Góc tạo các vectơ vận tốc hai hạt X sau phản ứng là A 168036’ B 48018’ C 600 D 700 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 32 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 26: Prôtôn bắn vào hạt nhân bia Liti ( Li ) Phản ứng tạo hai hạt X giống hệt bay Hạt X là A Prôtôn B Nơtrôn C Dơtêri D Hạt α α β β 238 A Câu 27: Urani phân rã theo chuỗi phóng xạ: 92 U → Th →  Pa → Z X Trong đó Z, A là: A Z = 90; A = 234 B Z = 92; A = 234 C Z = 90; A = 236 D Z = 90; A = 238 Câu 28: Mối quan hệ động lượng p và động K hạt nhân là A p = 2mK B p2 = 2mK C p = mK D p2 = 2mK Câu 29: Cho phản ứng hạt nhân sau: 3717 Cl + X → n + 3718 Ar Hạt nhân X là A 11 H B 21 D C 31T D 42 He Câu 30: Trong phản ứng hạt nhân không có đ ịnh luật bảo toàn nào sau ? A định luật bảo toàn động lượng B định luật bảo toàn số hạt nuclôn C định luật bào toàn số hạt prôtôn D định luật bảo toàn điện tích Câu 31: Pôlôni( 210 84 Po ) là chất phóng xạ, phát hạt α và biến thành hạt nhân Chì (Pb) Cho: mPo = 209,9828u; m( α ) = 4,0026u; mPb = 205, 9744u Trước phóng xạ hạt nhân Po đứng yên, tính vận tốc hạt nhân Chì sau phóng xạ ? C 5.105m/s D 30,6.105m/s A 3,06.105km/s B 3,06.105m/s Câu 32: Cho hạt nhân 3015 P sau phóng xạ tao hạt nhân 3014 Si Cho biết loại phóng xạ ? A α B β + C β − D γ Câu 33: Phản ứng hạt nhân thực chất là: A quá trình dẫn đến biến đổi hạt nhân B tương tác các nuclon hạt nhân C quá trình phát các tia phóng xạ hạt nhân D quá trình giảm dần độ phóng xạ lượng chất phóng xạ Câu 34: Chọn câu đúng Trong phản ứng hạt nhân có định luật bảo toàn nào sau ? A định luật bảo toàn khối lượng B định luật bảo toàn lượng nghỉ D định luật bảo toàn lượng toàn phần C định luật bảo toàn động Câu 35: Hạt nơtron có động Kn = 1,1MeV bắn vào hạt nhân Li( 63 Li ) đứng yên gây phản ứng hạt nhân là n + 63 Li → X + α Cho biết m α = 4,00160u; mn = 1,00866u; mX = 3,01600u; mLi = 6,00808u Sau phản ứng hai hạt bay vuông góc với Động hai hạt nhân sau phản ứng là A KX = 0,09MeV; K α = 0,21MeV B KX = 0,21MeV; K α = 0,09MeV C KX = 0,09eV; K α = 0,21eV D KX = 0,09J; K α = 0,21J Câu 36: Trong phóng xạ γ hạt nhân phóng phôtôn với lượng ε Hỏi khối lượng hạt nhân thay đổi lượng bao nhiêu? A Không đổi B Tăng lượng ε /c2 C Giảm lượng ε /c2 D Giảm lượng ε Câu 37:Thông tin nào sau đây là đúng nói hạt nơtrinô ( υ ) ? A Có khối lượng khối lượng hạt eleectron, không mang điện B Có khối lượng nghỉ không, mang điện tích dương C Có khối lượng nghỉ không, không mang điện và chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng D Có khối lượng nghỉ không, mang điện tích âm − BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 33 CHUYÊN ĐỀ 9: − PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 38: Thông tin nào sau đây là sai nói các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân ? A Tổng số hạt nuclon hạt tương tác tổng số nuclon các hạt sản phẩm B Tổng số các hạt mang điện tích tương tác tổng các hạt mang điện tích sản phẩm C Tổng lượng toàn phần các hạt tương tác tổng lượng toàn phần các hạt sản phẩm D Tổng các vectơ động lượng các hạt tương tác tổng các vectơ động lượng các hạt sản phẩm Câu 39: Dưới tác dụng xạ γ , hạt nhân đồng cị bền beri( 94 Be ) có thể tách thành hạt α và có hạt nào kèm theo ? A hạt α và electron B nhân α và pôzitron D hạt α và nơtron C hạt α và proton 13 + Câu 40: Khi hạt nhân N phóng xạ β thì hạt nhân tạo thành có số khối và điện tích là A 14 và B 13 và C 14 và D 13 và Câu 41: Trong phản ứng hạt nhân: Be+ He→ n + X , hạt nhân X có: A nơtron và proton B nuclon và proton C 12 nơtron và proton D nơtron và 12 proton Câu 42: Hạt prôtôn p có động K1 = 5, 48MeV bắn vào hạt nhân 49 Be đứng yên thì thấy tạo thành hạt nhân 36 Li và hạt X bay với động K = 4MeV theo hướng vuông góc với hướng chuyển động hạt p tới Tính vận tốc chuyển động hạt nhân Li (lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u gần số khối) Cho 1u = 931,5MeV / c A 10, 7.106 m / s B 1, 07.106 m / s C 8, 24.106 m / s D 0,824.106 m / s Câu 43: Cho hạt prôtôn có động Kp=1,8MeV bắn vào hạt nhân 73 Li đứng yên, sinh hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh tia gamma Cho biết: mn=1,0073u; mα =4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10-27kg Động hạt sinh A 8,70485MeV B 7,80485MeV C 9,60485MeV D 0,90000MeV “Tu thân sửa nhà, chỗ nào không kín chỗ đó dột” 1B 11 C 21 B 31B 41A 2B 12C 22B 32B 42 A 3A 13D 23A 33A 43C 4C 14C 24C 34D ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 39 5B 6A 15C 16B 25A 26D 35A 36C BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 34 7B 17A 27B 37C CHUYÊN ĐỀ 9: 8B 18A 28B 38B 9B 19B 29A 39D PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN 10B 20A 30C 40D - ĐT: 01689.996.187 40 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 4: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH & PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN PHẦN I KIẾN THỨC CHUNG * Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa lượng + Hai hạt nhân nhẹ (có số khối A < 10) hiđrô, hêli, … kết hợp với thành hạt nhân nặng Vì tổng hợp hạt nhân có thể xảy nhiệt độ cao nên phản ứng này gọi là phản ứng nhiệt hạch + Một hạt nhân nặng vỡ thành hai mãnh nhẹ (có khối lượng cùng cỡ) Phản ứng này gọi là phản ứng phân hạch * Sự phân hạch Dùng nơtron nhiệt (còn gọi là nơtron chậm) có lượng cở 0,01eV bắn vào 235U ta có phản ứng phân hạch: A A 135 n + 92 U → Z X1 + Z X2 + k n Đặc điểm chung các phản ứng phân hạch: sau phản ứng có hai nơtron phóng ra, và phân hạch giải phóng lượng lớn Người ta thường gọi đó là lượng hạt nhân * Phản ứng phân hạch dây chuyền + Các nơtron sinh sau phân hạch urani (hoặc plutoni, …) lại có thể bị hấp thụ các hạt nhân urani (hoặc plutoni, …) khác gần đó, và thế, phân hạch tiếp diễn thành dây chuyền Số phân hạch tăng lên nhanh thời gian ngắn, ta có phản ứng phân hạch dây chuyền + Điều kiện xảy phản ứng phân hạch dây chuyền: Muốn có phản ứng dây chuyền ta phải xét tới số nơtron trung bình k còn lại sau phân hạch (còn gọi là hệ số nhân nơtron) - Nếu k < thì phản ứng dây chuyền không xảy - Nếu k = thì phản ứng dây chuyền xảy với mật độ nơtron không đổi Đó là phản ứng dây chuyền điều khiển - Nếu k > thì dòng nơtron tăng liên tục theo thời gian, dẫn tới vụ nổ nguyên tử Đó là phản ứng dây chuyền không điều khiển Để giảm thiểu số nơtron bị vì thoát ngoài nhằm đảm bảo có k ≥ 1, thì khối lượng nhiên liệu hạt nhân phải có giá trị tối thiểu, gọi là khối lượng tới hạn mth Với 235U thì mth vào cỡ 15kg; với 239U thì mth vào cỡ 5kg * Lò phản ứng hạt nhân Nhà máy điện hạt nhân Phản ứng hạt nhân dây chuyền tự trì, có điều khiển, thực thiết bị gọi là lò phản ứng hạt nhân Trong phần lớn các lò phản ứng nhiên liệu phân hạch là 235U hay 238Pu Để đảm bảo cho k = 1, các lò phản ứng người ta dùng các điều khiển có chứa bo hay cađimi là các chất có tác dụng hấp thụ nơtron Bộ phân chính nhà máy điện hạt nhân là lò phản ứng hạt nhân Chất tải nhiệt sơ cấp, sau chạy qua vùng tâm lò, chảy qua trao đổi nhiệt, cung cấp nhiệt cho lò sinh Hơi nước làm chạy tua bin phát điện giống các nhà máy điện thông thường * Phản ứng nhiệt hạch Khi hai hạt nhân nhẹ kết hợp lại để tạo nên hạt nhân nặng thì có lượng tỏa Ví dụ: 21 H + 21 H → 23 He + 01 n + 4MeV BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 2 35 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Phản ứng kết hợp hạt nhân xảy nhiệt đợ cao nên gọi là phản ứng nhiệt hạch * Phản ứng nhiệt hạch vũ trụ Phản ứng nhiệt hạch lòng Mặt Trời và các ngôi là nguồn gốc lượng chúng * Thực phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất Trên Trái Đất, người đã thực phản ứng nhiệt hạch dạng không kiểm soát Đó là nổ bom nhiệt hạch hay bom H (còn gọi là bom hiđrô hay bom khinh khí) Vì lượng tỏa phản ứng nhiệt hạch lớn lượng tỏa phản ứng phân hạch nhiều, và vì nhiên liệu nhiệt hạch có thể coi là vô tận thiên nhiên, nên vấn đề quan trọng đặt là: làm nào để thực phản ứng nhiệt hạch dạng kiểm soát được, để đảm bảo cung câó lượng lâu dài cho nhân loại PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP: Áp dụng các phương pháp giải bài tập phản ứng hạt nhân Sau đây chúng ta xét vài ví dụ minh họa: VD1 Hạt nhân triti 31 T và đơtri 21 D tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh hạt nhân X và hạt nơtron Viết phương trình phản ứng, cấu tạo và tên gọi hạt nhân X HƯỚNG DẪN Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số hạt nuclon dễ dàng viết Phương trình phản ứng: 31 T + 21 D → 01 n + 42 He Hạt nhân 42 He là hạt nhân heli (còn gọi là hạt α), có cấu tạo gồm nuclôn, đó có prôtôn và nơtron VD 2:Cho phản ứng hạt nhân: 31T + 12 D → α + n Biết mT = 3,01605u; mD = 2,01411u; mα = 4,00260u; mn = 1,00867u; 1u=931MeV/c2.Năng lượng toả hạt α hình thành là: A 17,6MeV B 23,4MeV C 11,04MeV D 16,7MeV Chọn A Hướng dẫn : Ta có Mo = mT + mD = 5,03016u và M = mn + mα = 5,01127u Năng lượng toả ra: ∆E = (Mo – M).c2 = 17,58659 ≈ 17,6MeV VD3: Tính lượng toả phản ứng hạt nhân 21 D + 21 D → 23 He + n, biết lượng liên kết các hạt nhân 21 D , 23 He tương ứng 2,18MeV và 7,62MeV A 3,26MeV B 0,25MeV C 0,32MeV D 1,55MeV Hướng dẫn ∆E = Elkrsau - Elktr => ∆E = ∆E3 + ∆E4 – ∆E1 – ∆E2 = 7,62MeV- 2,18MeV = 3,26MeV=> đáp án A PHẦN III Đề TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP Câu 1: Phản ứng nhiệt hạc xảy điều kiện A nhiệt độ bình thường B nhiệt độ cao C nhiệt độ thấp D áp suất cao BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 36 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 2: Chọn câu trả lời đúng Gọi k là hệ số nhân nơtron Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy là A k < B k > C k = D k ≥ Câu 3: Trong các lò phản ứng hạt nhân, vật liệu nào đây có thể đóng vai trò “chất làm chậm” tốt nơtron ? A Kim loại nặng B Cadimi C Bêtông D Than chì Câu 4: So sánh hai phản ứng hạt nhân toả lượng phân hạch và nhiệt hạch Chọn kết luận đúng: A Một phản ứng nhiệt hạch toả lượng nhiều phản ứng phân hạch B Cùng khối lượng, thì phản ứng nhiệt hạch toả lượng nhiều phản ứng phân hạch C Phản ứng phân hạch phản ứng nhiệt hạch D Phản ứng nhiệt hạch có thể điều khiển còn phản ứng phân hạch thì không Câu 5: Người ta quan tâm đến phản ứng nhiệt hạch là vì A phản ứng nhiệt hạch toả lượng B nhiên liêu nhiệt hạch vô hạn C phản ứng nhiệt hạch “sạch” phản ứng phân hạch D lí trên Câu 6: Cho phản ứng hạt nhân: n + 63 Li → T + α + 4,8MeV Phản ứng trên là A phản ứng toả lượng B phản ứng thu lượng C phản ứng nhiệt hạch D phản ứng phân hạch 230 226 Câu 7: Cho phản ứng hạt nhân: 90Th → 88 Ra + α Phản ứng này là A phản ứng phân hạch B phản ứng thu lượng C phản ứng nhiệt hạch D phản ứng toả lượng 2 Câu 8: Cho phản ứng hạt nhân: D + D → 23 He + n + 3,25MeV Phản ứng này là A phản ứng phân hạch B phản ứng thu lượng C phản ứng nhiệt hạch D phản ứng không toả, không thu lượng Câu 9: Tính lượng toả phản ứng hạt nhân 21 D + 21 D → 23 He + n, biết lượng liên kết các hạt nhân 21 D , 23 He tương ứng 2,18MeV và 7,62MeV A 3,26MeV B 0,25MeV C 0,32MeV D 1,55MeV Câu 10: Điều nào sau đây là sai nói phản ứng phân hạch dây chuyền ? A Trong phản ứng dây chuyền, số phân hạch tăng nhanh thời gian ngắn B Khi hệ số nhân nơtron k > 1, người không thể khống chế phản ứng dây chuyền C Khi hệ số nhân nơtron k = 1, người có thể không chế phản ứng dây chuyền D Khi k < phản ứng phân hạch dây chuyền xảy Câu 11: Điều nào sau đây là sai nói phản ứng nhiệt hạch ? A Là loại phản ứng toả lượng B Phản ứng xảy nhiệt độ cao C Hiện nay, các phản ứng nhiệt hạch đã xảy dạng không kiểm soát D Là loại phản ứng xảy nhiệt độ bình thường Câu 12: Để thực phản ứng nhiệt hạch, vì cần có điều kiện mật độ hạt nhân đủ lớn ? A Để giảm khoảng cách các hạt nhân, nhằm tăng lực hấp dẫn chúng làm cho các hạt nhân kết hợp với BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 37 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B Để tăng hội để các hạt nhân tiếp xúc và kết hợp với C Để giảm lượng liên kết hạt nhân, tạo điều kiện để các hạt nhân kết hợp với D Để giảm khoảng cách hạt nhân tới bán kính tác dụng Câu 13: Để thực phản ứng nhiệt hạch, vì cần điều kiện nhiệt độ cao hàng chục triệu độ ? A Để các electron bứt khỏi nguyên tử, tạo điều kiện cho các hạt nhân tiếp xúc và kết hợp với B Để phá vỡ hạt nhân các nguyên tử tham gia phản ứng, kết hợp tạo thành hạt nhân nguyên tử C Để các hạt nhân có động lớn, thắng lực đẩy Cu-lông các hạt nhân D Cả A và B Câu 14: Hạt nhân nào sau đây không thể phân hạch ? A 239 B 238 C 126 C D 239 92 U 92 U 94 Pb Câu 15: Trong phản ứng phân hạch hạt nhân, phần tử nào sau đây có đóng góp lượng lớn xảy phản ứng ? A Động các nơtron B Động các proton C Động các mảnh D Động các electron Câu 16: Chọn câu đúng Để tạo phản ứng hạt nhân có điều khiển cần phải A dùng điều khiển có chứa Bo hay Cd B chế tạo các lò phản ứng chứa nước áp suất cao(có vai trò làm chậm nơtron) C tạo nên chu trình lò phản ứng D tạo nhiệt độ cao lò(5000C) Câu 17: Chọn câu sai Những điều kiện cần phải có để tạo nên phản ứng hạt nhân dây chuyền là A sau lần phân hạch, số n giải phóng phải lớn B lượng nhiên liệu (urani, plutôni) phải đủ lớn để tạo nên phản ứng dây chuyền C phải có nguồn tạo nơtron D nhiệt độ phải đưa lên cao Câu 18: Phản ứng nhiệt hạch xảy phản ứng kết hợp hạt nhân diễn môi trường có: A nhiều nơtron B nhiệt độ cao C áp suất lớn D nhiều tia phóng xạ Câu 19: Nếu dùng nơtron chậm có lượng cỡ 0,01eV bắn vào hạt nhân U235 thì thông tin nào sau đây là sai ? A Các hạt nhân sản phẩm hầu hết là các hạt anpha,bêta B Phản ứng sinh nơtron C Phản ứng hạt nhân toả lượng khoảng 200 MeV dạng động các hạt D Các hạt nhân sản phẩm có số khối thuộc loại trung bình nằm khoảng từ 80 đến 160 Câu 20: Trong phản ứng hạt nhân: 94 Be+ 42 He→01 n + X , hạt nhân X có: A nơtron và proton B nuclon và proton C 12 nơtron và proton D nơtron và 12 proton BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 38 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 21: Hạt nhân Ra đứng yên phóng xạ α và biến đổi thành hạt nhân X, biết động hạt α là Kα = 4,8 MeV Lấy khối lượng hạt nhân tính u số khối chúng, lượng tỏa phản ứng trên C 4,886 MeV D 2,596 MeV A 9,667MeV B 1.231 MeV 226 88 Câu 22: Cho phản ứng hạt nhân : T + D → α + n Cho biết mT =3,016u; mD = 2,0136u; mα= 4,0015u; mn = 1,0087u; u = 931 MeV/c2 Khẳng định nào sau đây liên quan đến phản ứng hạt nhân trên là đúng ? A thu 11,02 MeV B tỏa 18,06MeV C tỏa 11,02 MeV D thu 18,06MeV Câu 23: Bắn phá hạt nhân 147 N đứng yên hạt α thu hạt proton và hạt nhân Oxy Cho khối lượng các hạt nhân: mN = 13,9992u; mα = 4,0015u; mP= 1,0073u; mO = 16,9947u, với u = 931 MeV/c2 Khẳng định nào sau đây liên quan đến phản ứng hạt nhân trên là đúng ? A Toả 1,21 MeV lượng B Thu 1,21 MeV lượng -6 D Thu 1,39.10-6 MeV lượng C Tỏa 1,39.10 MeV lượng Câu 24: Nhận xét nào phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch là không đúng ? A Bom khinh khí thực phản ứng phân hạch B Con người thực phản ứng nhiệt hạch dạng không kiểm soát C Phản ứng nhiệt hạch xảy nhiệt độ cao D Sự phân hạch là tượng hạt nhân nặng hấp thụ nơtron vỡ thành hai hạt nhân trung bình cùng với nơtron Câu 25: Hạt nhân mẹ A có khối lượng mA đứng yên, phân rã thành hạt nhân B và hạt α có khối lượng mB và mα So sánh tỉ số động và tỉ số khối lượng các hạt sau phản ứng, hãy chọn kết luận đúng mB  mB B = Kα  mα KB      mα  A C D = = =  Kα  mB  Kα mα K α mB Câu 26: Hạt proton có động Kp = 2MeV, bắn vào hạt nhân 37 Li đứng yên, sinh hai hạt KB KB mα KB nhân X có cùng động Cho biết mp = 1,0073u; mLi = 7,0144u; mX = 4,0015u; 1u = 931MeV/c2; NA = 6,02.1023mol-1 Động hạt X là: A 9,705MeV B.19,41MeV C 0,00935MeV D 5,00124MeV Câu 27: Dùng p có động K1 bắn vào hạt nhân 49 Be đứng yên gây phản ứng p + 6 Be → α + Li Phản ứng này tỏa lượng 2,125MeV Hạt nhân Li , α bay với các động là 3,575MeV, MeV Tính góc các hướng chuyển động hạt α và hạt p (lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u gần số khối) 1uc2 = 931,5 MeV B 900 C 750 D 1200 A 450 Câu 28: Khối lượng các nguyên tử H, Al, nơtron là 1,007825u ; 25,986982u ; 1,008665u ; 1u = 931,5MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 1326 Al là A 211,8 MeV B 2005,5 MeV C 8,15 MeV/nuclon D 7,9 MeV/nuclon – 3 Câu 29: Trong phóng xạ β hạt nhân H : H → 23 He + e - + ν , động cực đại electron bay bao nhiêu ? Cho khối lượng các nguyên tử là mH = 3,016050u ; mHe = 3,016030u ; 1uc2 = 931,5 MeV A 9,3.10 – MeV B 0,186 MeV C 18,6.10 – MeV D 1,86.10 – MeV BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 39 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 17 14 Câu 30: Bắn hạt α vào hạt nhân 14 N , ta có phản ứng: α + N →8 O + p Nếu các hạt sinh có cùng vận tốc v với hạt α thì tỉ số tổng động các hạt sinh và động hạt α là: A 1/3 B 2,5 C 4/3 D 4,5 222 Câu 31: Hạt nhận 86 Rn phóng xạ α Phần trăm lượng toả biến đổi thành động hạt α A 76% B 85% C 92% D 98% Câu 32: Dùng hạt p có động Kp = 1,6 MeV bắn phá hạt nhân 73 Li đứng yên, thu hạt giống ( 24 He) Biết mLi = 7,0144 u, mHe = 4,0015u; mp = 1,0073u Động hạt He là: A 11,6 MeV B 8,9 MeV C 7,5 MeV D 9,5 MeV Câu 33: Hạt α có động Kα = 3,51 MeV đập vào hạt nhân nhôm đứng yên gây phản ứng : α + Al 1327 → P 1530 + X Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu lượng Cho biết khối lượng số hạt nhân tính theo u là: mAl = 26,974u, mn = 1,0087u; mα = 4,0015u và mP = 29,9701u; 1u = 931MeV/c2 A Tỏa 1,75 MeV B Thu vào 3,50 MeV C Thu vào 3,07 MeV D Tỏa 4,12 MeV Câu 34: Hạt α có động Kα = 3,51 MeV đập vào hạt nhân nhôm đứng yên gây phản ứng : α + Al 1327 → P 1530 + x Giả sử hai hạt sinh có cùng động Tìm vận tốc hạt nhân phốtpho (vP) và hạt x (vx) Biết phản ứng thu vào lượng 4,176.10-13J Có thể lấy gần đúng khối lượng các hạt sinh theo số khối mP = 30u và mx = 1u A vP = 8,4.106 m/s; = 16,7.106m/s B vP = 4,43.106 m/s; = 2,4282.107m/s D vP = 1,7.106 m/s; = 9,3.106m/s C vP = 12,4.106 m/s; = 7,5.106m/s Câu 35: Xét phản ứng kết hợp : D + D → T + p Biết các khối lượng hạt nhân đôtêri mD = 2,0136u ,triti mT = 3,0160u và khối lượng prôtôn mp = 1,0073u Tìm lượng mà phản ứng toả A 3,6 MeV B 4,5 MeV C 7,3 MeV D 2,6 MeV Câu 36: Tính lượng liên kết hạt nhân đơtêri D = H Biết các khối lượng mD = 2,0136u , mp = 1,0073u và mn = 1,0087u A 3,2 MeV B 1,8 MeV C 2,2 MeV D 4,1 MeV 27 30 Al + α →15 P + n Biết Câu 37: Xét phản ứng hạt nhân xảy bắn phá nhôm hạt α : 13 các khối lượng mAL = 26,974u , mp = 29,970u , m α = 4,0015u, mn = 1,0087u.Tính lượng tối thiểu hạt α để phản ứng xảy Bỏ qua động các hạt sinh A MeV B MeV C MeV D MeV Câu 38: Hạt nhân mẹ A có khối lượng mA đứng yên phân rã thành hạt nhân B và r r hạt α có khối lượng mB và mα , có vận tốc v B và vα : A → B + α Chọn kết luận đúng nói hướng và trị số vận tốc các hạt sau phản ứng A Cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng B Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng C Cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng D Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng Câu 39: Hạt nhân mẹ A có khối lượng mA đứng yên phân rã thành hạt nhân B và r r hạt α có khối lượng mB và mα , có vận tốc v B và vα : A → B + α Mối liên hệ tỉ số động năng, tỉ số khối lượng và tỉ số độ lớn vận tốc(tốc độ) hai hạt sau phản ứng: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 40 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 A KB v m = B = α ; Kα vα mB B Diễn đàn: http://lophocthem.com KB v m = B = B; Kα vα mα C - vuhoangbg@gmail.com KB v m = α = α ; Kα vB mB D KB m v = α = B; Kα vB mα Câu 40: Hạt nhân pôlôni 210 84 Po là chất phóng xạ anpha α Biết hạt nhân mẹ dang đứng yên và lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân theo số khối A Hãy tìm xem bao nhiêu phần trăm lượng toả chuyển thành động hạt α A 89,3% B 98,1% C 95,2% D 99,2% Câu 41: Hạt nhân mẹ Ra đứng yên biến đổi thành hạt α và hạt nhân Rn Tính động hạt α và hạt nhâ Rn Biết mRa = 225,977 u; mRn = 221,970 u; mα = 4,0015 u A Kα = 0,09 MeV; KRn = 5,03 MeV B Kα = 30303 MeV; KRn = 540.1029 MeV C Kα = 5,03 MeV ;KRn = 0,09 MeV D Kα = 503 MeV ; KRn = 90 MeV Thực phản ứng nhiệt hạch sau đây: 21 H + 31 H→ 42 He + n Cho biết: m(D) = 2,0136u; m(T) = 3,0160u; m( α ) = 4,0015u; NA = 6,022.1023 nguyên tử/mol; u = 931 MeV/c2 Trả lời câu 21 Câu 42: Năng lượng toả tổng hợp 1kmol khí heli từ phản ứng trên bằng: C 17,4 MeV D 17,4.1011J A 18,0614 MeV B 17,4.1014J 95 139 − Dùng nơtron bắn phá hạt nhân 235 n + 235 92 U ta thu phản ứng: 92 U → 42 Mo + 57 La + n + 7β Cho biết: m(n) = 1,0087u; m(Mo) = 94,88u; m(U) = 234,99u; m(La) = 138,87u; NA = ,022.1023 nguyên tử/mol; 1u = 931 MeV/c2 Trả lời các câu hỏi 22,23 Câu 43: Năng lượng mà phản ứng toả bằng: A 125,34 MeV B 512,34 MeV C 251,34 MeV D 215,34 MeV 235 Câu44: 92 U có thể phân hạch theo nhiều cách khác nhau, lấy kết câu 21 làm giá trị trung bình lượng toả phân hạch thì gam 235 92 U phân hạch hoàn toàn tạo bao nhiêu lượng? A 5,815.1023 MeV B 5,518.1023 MeV C 5,518.1024 MeV D 5,815.1024 MeV Sau gia tốc máy xyclôtrôn, hạt nhân đơteri bắn vào hạt nhân đồng vị Li tạo nên phản ứng hạt nhân thu nơtron và hạt nhân X Cho m(p) = 1,00728u; m(Li) = 7,01823u; m(X) = 8,00785u; m(n) = 1,00867u; m(D) = 2,01355u; uc2 = 931MeV Trả lời các câu hỏi 24 Câu 45: Năng lượng toả từ phản ứng trên bằng: A 41,21 MeV B 24,14 MeV C 14,21 MeV D 12,41 MeV Cho prôtôn có động Kp = 2,5 MeV bắn phá hạt nhân 73 Li đứng yên Sau phản ứng xuất hai hạt X giống có cùng động và có phương chuyển động hợp với phương chuyển động prôtôn góc ϕ Cho m(p) = 1,0073u; m(Li) = 7,0142u; m(X) = 4,0015u Trả lời các câu hỏi 25,26,27 Câu46: Phản ứng tiếp diễn, sau thời gian ta thu cm3 khí điều kiện tiêu chuẩn Năng lượng mà phản ứng toả(thu) phản ứng trên bằng: A 27,57.10-13 J B 185316 J C 185316 kJ D 27,57 MeV Câu47: Động các hạt sau phản ứng bằng: A 9,866 MeV B 9,866 J C 9,866 eV D 9,866 KeV Câu28: Góc ϕ có giá trị bằng: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 41 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 A 41 23’ Diễn đàn: http://lophocthem.com B 48 45’ - vuhoangbg@gmail.com C 65 33’ D 82045’ 235 95 139 − Cho phản ứng phân hạch 235 92 U là: n + 92 U → 42 Mo + 57 La + n + 7β Cho biết m(U) = 234,99u; m(n) = 1,01u; m(Mo) = 94,88u; m(La) = 138,87u Bỏ qua khối lượng electron Trả lời các câu hỏi 28 Câu 49: Năng lượng toả từ phản ứng trên bằng: B 214,25 MeV A 124,25 MeV C 324,82 MeV D 241,25 MeV Cho phản ứng nhiệt hạch: 21 D + 31T → 42 He + n Biết m(D) = 2,0136u; m(T) = 3,016u; m(He) = 4,0015u; m(n) = 1,0087u Trả lời các câu 29,30 Câu 50: Phản ứng trên toả lượng bằng: A 18,0711 eV B 18,0711 MeV C 17,0088 MeV D 16,7723 MeV Câu 51: Nhiệt lượng tỏa thực phản ứng trên để tổng hợp gam hêli bằng: A 22,7.1023 MeV B 27,2.1024 MeV C 27,2.1023 MeV D 22,7.1024 MeV Cho các hạt α có động 4MeV va chạm với các hạt nhân nhôm 2713 Al đứng yên Sau phản ứng có hai loại hạt sinh là hạt nhân X và nơtron Hạt nơtron sinh có phương chuyển động vuông góc với phương chuyển động các hạt α Cho biết m( α ) = 4,0015u; m( 2713 Al ) = 26,974u; m(X) = 29,970u; m(n) = 1,0087u; 1uc2 = 931MeV Trả lời các câu hỏi 31,32,33,34 Câu 52: Phương trình phản ứng hạt nhân có dạng là: A 42 He+ 2713 Al→01 n + 3015 P B 23 He+ 2713 Al→01 n + 3015 P C 42 He+ 2713 Al→ 01 n +1431 P D 42 He+ 2713 Al→ 01 n +1531 P Câu 53: Phản ứng này thu hay toả bao nhiêu lượng ? A Toả 2,98 MeV B Thu 2,98 MeV C Thu 29,8 MeV D Toả 29,8 MeV Câu 54: Động hạt nhân X và động nơtron sinh sau phản ứng là A 0,47 MeV; 0,55MeV B 0,38 MeV; 0,47MeV C 0,55 MeV; 0,47MeV D 0,65 MeV; 0,57MeV Câu55: Tốc độ hạt nhân X sau phản ứng là A 1,89.106 m/s B 1,89.105 m/s C 1,98.106 km/s D 1,89.107 m/s Đồng vị phóng xạ 23492 U phóng xạ α tạo thành hạt nhân X Cho biết m( α ) = 4,0015u; m( 23492 U ) = 233,9904u; m(X) = 229,9737u Trả lời các câu hỏi 35,36,37,38 Câu56: Hạt nhân X là A 23090Th B 23290 Rn C 23190Th D 23090 Rd Câu57: Phản ứng toả lượng bằng: A 14,1512 MeV B 15,1512 MeV C 7,1512 MeV D 14,1512 eV Câu58: Động các hạt α và hạt nhân X sau phóng xạ là A 0,24 eV; 13,91eV B 0,24 MeV; 13,91MeV C 0,42 MeV; 19,31MeV D 13,91 MeV; 0,241MeV Câu59: Tốc độ hạt nhân X sau phóng xạ là A 4,5.105 km/h B 25,9.105m/s C 4,5.105 m/s D 4,5.106 m/s Trong thí nghiệm Rơ - dơ- pho, bắn phá hạt nhân nitơ 147 N hạt α , hạt nhân nitơ bắt giữ hạt α để tạo thành flo 189 F không bền, hạt nhân này phân rã tạo thành hạt nhân BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 42 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com X là proton Cho biết m( N ) = 14,0031u; m(p) = 1,0073u; m( α ) = 4,0020u; m(X) = 16,9991u; 1u = 931MeV/c2 Trả lời các câu hỏi 39,40 Câu60: Phản ứng hạt nhân là A 147 N + 42 He →(189 F)→178 O+11 H B 147 N + 42 He →(189 F)→188 O+ 01 H C 147 N + 42 He →(189 F)→178 O+11 H D 147 N + 42 He →(189 F)→168 O+ 21 H Câu 61: Phản ứng này toả hay thu bao nhiêu lượng ? A Thu 2,11 MeV B Toả 1,21 MeV C Toả 12,1 MeV D Thu 1,21 MeV 14 “Nói thật không chưa đủ Phải tìm cái phần sâu sắc thật ấy” 1B 11 D 21 C 31 41C 42B 52A 2D 12D 22B 32 3D 13C 23B 33C 4B 14C 24A 34D ĐÁP ÁN ĐỀ 40 5D 6A 15C 16A 25C 26A 35A 36C 43D 53B 44B 54C 45C 55A 46C 56A 47A 57A 7D 17D 27B 37B 8C 18B 28C 38B 9A 19A 29C 39A 10D 20A 30 40B 47D 58B 49B 59C 50B 60C 51C 61D HẠT NHÂN – ĐỀ THI ĐAI HỌC + CAO ĐẲNG CÁC NĂM Câu 1(CĐ 2007): Ban đầu mẫu chất phóng xạ nguyên chất có khối lượng m0 , chu kì bán rã chất này là 3,8 ngày Sau 15,2 ngày khối lượng chất phóng xạ đó còn lại là 2,24 g Khối lượng m0 là A 5,60 g B 35,84 g C 17,92 g D 8,96 g Câu 2(CĐ 2007): Phóng xạ β- là A phản ứng hạt nhân thu lượng B phản ứng hạt nhân không thu và không toả lượng C giải phóng êlectrôn (êlectron) từ lớp êlectrôn ngoài cùng nguyên tử D phản ứng hạt nhân toả lượng Câu 3(CĐ 2007): Hạt nhân Triti ( T13 ) có A nuclôn, đó có prôtôn B nơtrôn (nơtron) và prôtôn C nuclôn, đó có nơtrôn (nơtron) D prôtôn và nơtrôn (nơtron) Câu 4(CĐ 2007): Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật bảo toàn A số nuclôn B số nơtrôn (nơtron) C khối lượng D số prôtôn Câu 5(CĐ 2007): Hạt nhân càng bền vững có A số nuclôn càng nhỏ B số nuclôn càng lớn C lượng liên kết càng lớn D lượng liên kết riêng càng lớn BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 43 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com H12 - vuhoangbg@gmail.com Câu 6(CĐ 2007): Xét phản ứng hạt nhân: + H1 → He23 + n01 Biết khối lượng các hạt nhân H12 MH = 2,0135u ; mHe = 3,0149u ; mn = 1,0087u ; u = 931 MeV/c2 Năng lượng phản ứng trên toả là A 7,4990 MeV B 2,7390 MeV C 1,8820 MeV D 3,1654 MeV Câu 7(CĐ 2007): Năng lượng liên kết riêng là lượng liên kết A tính cho nuclôn B tính riêng cho hạt nhân C cặp prôtôn-prôtôn D cặp prôtôn-nơtrôn (nơtron) Câu 8(ĐH – 2007): Giả sử sau phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân đồng vị phóng xạ còn lại 25% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã đồng vị phóng xạ đó A B 1,5 C 0,5 D Câu 9(ĐH – 2007): Phát biểu nào là sai? A Các đồng vị phóng xạ không bền B Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn có số nơtrôn (nơtron) khác gọi là đồng vị C Các đồng vị cùng nguyên tố có số nơtrôn khác nên tính chất hóa học khác D Các đồng vị cùng nguyên tố có cùng vị trí bảng hệ thống tuần hoàn Câu10(ĐH – 2007): Phản ứng nhiệt hạch là A kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng điều kiện nhiệt độ cao B kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình thành hạt nhân nặng nhiệt độ cao C phân chia hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ kèm theo tỏa nhiệt D phân chia hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ Câu 11(ĐH – 2007): Biết số Avôgađrô là 6,02.1023/mol, khối lượng mol urani U92238 là 238 g/mol Số nơtrôn (nơtron) 119 gam urani U 238 là B 1,2.1025 C 4,4.1025 D 2,2.1025 A 8,8.1025 Câu 12(ĐH – 2007): Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10-27 kg; 1eV = 1,6.10-19 J ; c = 3.108 m/s Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C 12 thành các nuclôn riêng biệt A 72,7 MeV B 89,4 MeV C 44,7 MeV D 8,94 MeV Câu 13(CĐ 2008): Hạt nhân Cl1737 có khối lượng nghỉ 36,956563u Biết khối lượng nơtrôn (nơtron) là1,008670u, khối lượng prôtôn (prôton) là 1,007276u và u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân p A 9,2782 MeV B 7,3680 MeV C 8,2532 MeV D 8,5684 MeV Câu 14(CĐ 2008): Trong quá trình phân rã hạt nhân U92238 thành hạt nhân U92234, đã phóng hạt α và hai hạt A nơtrôn (nơtron) B êlectrôn (êlectron) C pôzitrôn (pôzitron) D prôtôn (prôton) Câu15(CĐ 2008): Ban đầu có 20 gam chất phóng xạ X có chu kì bán rã T Khối lượng chất X còn lại sau khoảng thời gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu A 3,2 gam B 2,5 gam C 4,5 gam D 1,5 gam Câu 16(CĐ 2008): Khi nói phóng xạ, phát biểu nào đây là đúng? A Sự phóng xạ phụ thuộc vào áp suất tác dụng lên bề mặt khối chất phóng xạ B Chu kì phóng xạ chất phụ thuộc vào khối lượng chất đó 44 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C Phóng xạ là phản ứng hạt nhân toả lượng D Sự phóng xạ phụ thuộc vào nhiệt độ chất phóng xạ Câu 17(CĐ 2008): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol và khối lượng hạt nhân số khối nó Số prôtôn (prôton) có 0,27 gam Al1327 là B 8,826.1022 C 9,826.1022 D A 6,826.1022 22 7,826.10 Câu 18(CĐ 2008): Phản ứng nhiệt hạch là A nguồn gốc lượng Mặt Trời B tách hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ nhờ nhiệt độ cao C phản ứng hạt nhân thu lượng D phản ứng kết hợp hai hạt nhân có khối lượng trung bình thành hạt nhân nặng Câu 19(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Hạt nhân 22688 Ra biến đổi thành hạt nhân 22286 Rn phóng xạ A α và β- B β- C α D β+ Câu 20(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 3,8 ngày Sau thời gian 11,4 ngày thì độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) lượng chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm so với độ phóng xạ lượng chất phóng xạ ban đầu? C 12,5% D 87,5% A 25% B 75% Câu 21(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Phát biểu nào đây là sai nói độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ)? A Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ B Đơn vị đo độ phóng xạ là becơren C Với lượng chất phóng xạ xác định thì độ phóng xạ tỉ lệ với số nguyên tử lượng chất đó D Độ phóng xạ lượng chất phóng xạ phụ thuộc nhiệt độ lượng chất đó Câu 22(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Hạt nhân 104 Be có khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrôn (nơtron) mn = 1,0087u, khối lượng prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 104 Be là C 6,3215 MeV D 632,1531 MeV A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV Câu 23(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Hạt nhân A đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có khối lượng mB và hạt α có khối lượng mα Tỉ số động hạt nhân B và động hạt α sau phân rã A mα mB B  mB     mα  C mB mα Câu 24(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Hạt nhân D A1 Z1  mα     mB  X phóng xạ và biến thành hạt nhân A2 Z2 Y bền Coi khối lượng hạt nhân X, Y số khối chúng tính theo đơn vị u Biết chất phóng xạ A1 Z1 X có chu kì bán rã là T Ban đầu có khối lượng chất A1 Z1 X, sau chu kì bán rã thì tỉ số khối lượng chất Y và khối lượng chất X là A A1 A2 B A2 A1 C A2 A1 D A1 A2 Câu 25(Đề thi cao đẳng năm 2009): Biết NA = 6,02.1023 mol-1 Trong 59,50 g nơtron xấp xỉ là A 2,38.1023 B 2,20.1025 C 1,19.1025 D 9,21.1024 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 45 CHUYÊN ĐỀ 9: 238 92 U có số PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 26(Đề thi cao đẳng năm 2009): Phát biểu nào sau đây là sai nói tượng phóng xạ? A Trong phóng xạ α, hạt nhân có số nơtron nhỏ số nơtron hạt nhân mẹ B Trong phóng xạ β-, hạt nhân mẹ và hạt nhân có số khối nhau, số prôtôn khác C Trong phóng xạ β, có bảo toàn điện tích nên số prôtôn bảo toàn D Trong phóng xạ β+, hạt nhân mẹ và hạt nhân có số khối nhau, số nơtron khác Câu 27(Đề thi cao đẳng năm 2009): Gọi τ là khoảng thời gian để số hạt nhân đồng vị phóng xạ giảm bốn lần Sau thời gian 2τ số hạt nhân còn lại đồng vị đó bao nhiêu phần trăm số hạt nhân ban đầu? C 6,25% D 13,5% A 25,25% B 93,75% Câu 28(Đề thi cao đẳng năm 2009): Cho phản ứng hạt nhân: 2311 Na + 11 H → 24 He + 1020 Ne Lấy khối lượng các hạt nhân 2311 Na ; 20 10 Ne ; He ; H là 22,9837 u; 19,9869 u; 4,0015 u; 1,0073 u và 1u = 931,5 MeV/c2 Trong phản ứng này, lượng A thu vào là 3,4524 MeV B thu vào là 2,4219 MeV C tỏa là 2,4219 MeV D tỏa là 3,4524 MeV Câu 29(Đề thi cao đẳng năm 2009): Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân 168 O là 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân 168 O xấp xỉ A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV Câu 30(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Trong phân hạch hạt nhân 235 92 U , gọi k là hệ số nhân nơtron Phát biểu nào sau đây là đúng? A Nếu k < thì phản ứng phân hạch dây chuyền xảy và lượng tỏa tăng nhanh B Nếu k > thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì và có thể gây nên bùng nổ C Nếu k > thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy D Nếu k = thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy Câu 31(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối và số nuclôn hạt nhân X lớn số nuclôn hạt nhân Y thì A hạt nhân Y bền vững hạt nhân X B hạt nhân X bền vững hạt nhân Y C lượng liên kết riêng hai hạt nhân D lượng liên kết hạt nhân X lớn lượng liên kết hạt nhân Y Câu 32(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Cho phản ứng hạt nhân: 31T + 21 D → 42 He + X Lấy độ hụt khối hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng tỏa phản ứng xấp xỉ A 15,017 MeV B 200,025 MeV C 17,498 MeV D 21,076 MeV Câu 33(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T Cứ sau khoảng thời gian bao nhiêu thì số hạt nhân bị phân rã khoảng thời gian đó ba lần số hạt nhân còn lại đồng vị ấy? A 0,5T B 3T C 2T D T Câu 34(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Một chất phóng xạ ban đầu có N0 hạt nhân Sau năm, còn lại phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã Sau năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân rã chất phóng xạ đó là A N0 16 B N0 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ C N0 46 D CHUYÊN ĐỀ 9: N0 PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 35 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010 )Một hạt có khối lượng nghỉ m0 Theo thuyết tương đối, động hạt này chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng chân không) là A 1,25m0c2 B 0,36m0c2 C 0,25m0c2 D 0,225m0c2 Câu 36 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nuclôn tương ứng là AX, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết lượng liên kết hạt nhân tương ứng là ∆EX, ∆EY, ∆EZ với ∆EZ < ∆EX < ∆EY Sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần là A Y, X, Z B Y, Z, X C X, Y, Z D Z, X, Y Câu 37 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Hạt nhân 21084 Po đứng yên thì phóng xạ α, sau phóng xạ đó, động hạt α A lớn động hạt nhân B có thể nhỏ động hạt nhân C động hạt nhân D nhỏ động hạt nhân Câu 38 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Dùng prôtôn có động 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 94 Be đứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X và hạt α Hạt α bay theo phương vuông góc với phương tới prôtôn và có động MeV Khi tính động các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử số khối chúng Năng lượng tỏa phản ứng này A 3,125 MeV B 4,225 MeV C 1,145 MeV D 2,125 MeV Câu 39 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Phóng xạ và phân hạch hạt nhân A có hấp thụ nơtron chậm B là phản ứng hạt nhân thu lượng C không phải là phản ứng hạt nhân D là phản ứng hạt nhân tỏa lượng Câu 40 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010 )Cho khối lượng prôtôn; nơtron; 4018 Ar ; 63 Li là: 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u; 6,0145 u và u = 931,5 MeV/c2 So với lượng liên kết riêng hạt nhân 63 Li thì lượng liên kết riêng hạt nhân 4018 Ar A lớn lượng là 5,20 MeV B lớn lượng là 3,42 MeV C nhỏ lượng là 3,42 MeV D nhỏ lượng là 5,20 MeV Câu 41 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Ban đầu có N0 hạt nhân mẫu chất phóng xạ nguyên chất có chu kì bán rã T Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã mẫu chất phóng xạ này là A N0 B N0 C N0 D N0 Câu 42 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Biết đồng vị phóng xạ 146 C có chu kì bán rã 5730 năm Giả sử mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200 phân rã/phút và mẫu gỗ khác cùng loại, cùng khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ cây chặt, có độ phóng xạ 1600 phân rã/phút Tuổi mẫu gỗ cổ đã cho là A 1910 năm B 2865 năm C 11460 năm D 17190 năm Câu 43 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Ban đầu (t = 0) có mẫu chất phóng xạ X nguyên chất Ở thời điểm t1 mẫu chất phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã còn 5% so với số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã chất phóng xạ đó là A 50 s B 25 s C 400 s D 200 s Câu 44 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Cho phản ứng hạt nhân 13 H + 12 H → 24 He + 01n + 17, 6MeV Năng lượng tỏa tổng hợp g khí heli xấp xỉ A 4,24.108J B 4,24.105J C 5,03.1011J D 4,24.1011J BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 47 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 45 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Dùng hạt prôtôn có động 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti ( 37 Li ) đứng yên Giả sử sau phản ứng thu hai hạt giống có cùng động và không kèm theo tia γ Biết lượng tỏa phản ứng là 17,4 MeV Động hạt sinh là A 19,0 MeV B 15,8 MeV C 9,5 MeV D 7,9 MeV Câu 46 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Khi nói tia α, phát biểu nào sau đây là sai? A Tia α phóng từ hạt nhân với tốc độ 2000 m/s B Khi qua điện trường hai tụ điện, tia α bị lệch phía âm tụ điện C Khi không khí, tia α làm ion hóa không khí và dần lượng D Tia α là dòng các hạt nhân heli ( 24 He ) Câu 47 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010 )So với hạt nhân 1429 Si , hạt nhân 2040Ca có nhiều A 11 nơtrôn và prôtôn B nơtrôn và prôtôn C nơtrôn và prôtôn D nơtrôn và 12 prôtôn Câu 48 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010 )Phản ứng nhiệt hạch là A kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng B phản ứng hạt nhân thu lượng C phản ứng đó hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ D phản ứng hạt nhân tỏa lượng Câu 49 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Pôlôni 210 84 Po phóng xạ α và biến đổi thành chì Pb Biết khối lượng các hạt nhân Po; α; Pb là: 209,937303 u; 4,001506 u; 205,929442 u và u = 931, MeV Năng lượng tỏa hạt nhân pôlôni phân rã xấp xỉ c2 A 5,92 MeV B 2,96 MeV C 29,60 MeV D 59,20 MeV Câu 50 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2011) : Giả sử phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng các hạt trước phản ứng nhỏ tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là 0,02 u Phản ứng hạt nhân này A thu lượng 18,63 MeV B thu lượng 1,863 MeV C tỏa lượng 1,863 MeV D tỏa lượng 18,63 MeV Câu 51(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Bắn prôtôn vào hạt nhân 37 Li đứng yên Phản ứng tạo hai hạt nhân X giống bay với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới prôtôn các góc là 600 Lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u số khối nó Tỉ số tốc độ prôtôn và tốc độ hạt nhân X là A B C D Câu 52(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Khi nói tia γ, phát biểu nào sau đây sai? A Tia γ không phải là sóng điện từ B Tia γ có khả đâm xuyên mạnh tia X C Tia γ không mang điện D Tia γ có tần số lớn tần số tia X Câu 53(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Chất phóng xạ pôlôni 210 84 Po phát tia α và biến đổi 206 210 thành chì 82 Pb Cho chu kì bán rã 84 Po là 138 ngày Ban đầu (t = 0) có mẫu pôlôni nguyên chất Tại thời điểm t1, tỉ số số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì mẫu là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 48 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì mẫu là 15 A B 16 C D 25 Câu 54(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Theo thuyết tương đối, êlectron có động nửa lượng nghỉ nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ A 2,41.108 m/s B 2,75.108 m/s C 1,67.108 m/s D 2,24.108 m/s Câu 55(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Một hạt nhân X đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y Gọi m1 và m2, v1 và v2, K1 và K2 tương ứng là khối lượng, tốc độ, động hạt α và hạt nhân Y Hệ thức nào sau đây là đúng ? A v1 m1 K1 = = v2 m2 K B v2 m2 K = = v1 m1 K1 C v1 m K1 = = v m1 K D v1 m K = = v m1 K1 Câu 56(ĐH 2012): Phóng xạ và phân hạch hạt nhân A là phản ứng hạt nhân tỏa lượng B là phản ứng hạt nhân thu lượng C là phản ứng tổng hợp hạt nhân D không phải là phản ứng hạt nhân Câu 57(ĐH 2012): Trong phản ứng hạt nhân, có bảo toàn A số prôtôn B số nuclôn C số nơtron D khối lượng 238 Câu 58(ĐH 2012): Hạt nhân urani 92U sau chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì 206 238 82 Pb Trong quá trình đó, chu kì bán rã 92U biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.10 năm 18 Một khối đá phát có chứa 1,188.1020 hạt nhân 238 hạt nhân 206 92U và 6,239.10 82 Pb Giả sử khối đá lúc hình thành không chứa chì và tất lượng chì có mặt đó là sản phẩm phân rã 238 92U Tuổi khối đá phát là A 3,3.10 năm B 6,3.109 năm C 3,5.107 năm D 2,5.106 năm Câu 59(ĐH 2012): Tổng hợp hạt nhân heli 24 He từ phản ứng hạt nhân 11H + 37 Li → 24 He + X Mỗi phản ứng trên tỏa lượng 17,3 MeV Năng lượng tỏa tổng hợp 0,5 mol heli là C 5,2.1024 MeV D 2,4.1024 MeV A 1,3.1024 MeV B 2,6.1024 MeV Câu 60(ĐH 2012): Các hạt nhân đơteri 12 H ; triti 13 H , heli 24 He có lượng liên kết là 2,22 MeV; 8,49 MeV và 28,16 MeV Các hạt nhân trên xếp theo thứ tự giảm dần độ bền vững hạt nhân là A 12 H ; 24 He ; 13 H B 12 H ; 13 H ; 24 He C 24 He ; 13 H ; 12 H D 13 H ; 24 He ; 12 H Câu 61(ĐH 2012): Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y Biết hạt nhân X có số khối là A, hạt α phát tốc độ v Lấy khối lượng hạt nhân số khối nó tính theo đơn vị u Tốc độ hạt nhân Y A 4v A+ B 2v A−4 C 4v A−4 D 2v A+ Câu 62(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Giả thiết chất phóng xạ có số phóng xạ là λ = 5.10-8s-1 Thời gian để số hạt nhân chất phóng xạ đó giảm e lần (với lne = 1) là A 5.108s B 5.107s C 2.108s D 2.107s Câu 63(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Trong các hạt nhân: 42 He , 37 Li , 5626 Fe và 92235U , hạt nhân bền vững là A 92235U B 5626 Fe C 37 Li D 42 He BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 49 CHUYÊN ĐỀ 9: PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 64(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Cho phản ứng hạt nhân : 12 D +12 D →32 He +10 n Biết khối lượng 12 D,32 He,10 n là mD=2,0135u; mHe = 3,0149 u; mn = 1,0087u Năng lượng tỏa phản ứng trên A 1,8821 MeV B 2,7391 MeV C 7,4991 MeV D 3,1671 MeV Câu 65(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Cho phản ứng hạt nhân: X + 199 F → 42 He +168 O Hạt X là A anpha B nơtron C đơteri D prôtôn Câu 66(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Hai hạt nhân 13 T và 32 He có cùng A số nơtron B số nuclôn C điện tích D số prôtôn Câu 67(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Chất phóng xạ X có chu kì bán rã T Ban đầu (t=0), mẫu chất phóng xạ X có số hạt là N0 Sau khoảng thời gian t=3T (kể từ t=0), số hạt nhân X đã bị phân rã là A 0,25N0 B 0,875N0 C 0,75N0 D 0,125N0 1B 11C 21D 31A 41B 51A 61C 2D 12B 22C 32C 42D 52A 62D ĐÁP ÁN: PHÓNG XẠ - HẠT NHÂN ĐH CĐ 2007-2012 3A 4A 5D 6D 7A 8B 13D 14B 15B 16C 17D 18A 23A 24C 25B 26C 27C 28C 33C 34B 35C 36A 37A 38D 43A 44D 45C 46A 47B 48D 53A 54D 55C 56A 57B 58A 63B 64D 65D 66B 67B BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 50 CHUYÊN ĐỀ 9: 9C 19C 29C 39D 49A 59C PHÓNG XẠ, HẠT NHÂN 10A 20C 30B 40B 50A 60C - ĐT: 01689.996.187 VŨ ĐÌNH HOÀNG Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com http://lophocthem.net ĐT: 01689.996.187 – Email: vuhoangbg@gmail.com Họ và tên: Lớp: .Trường BỒI DƯỠNG, LUYỆN THI VÀO ĐẠI HỌC Thái Nguyên, 2013 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com MỤC LỤC PHẦN I: KIẾN THỨC CHUNG PHẦN II: VÍ DỤ MINH HỌA .4 PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HƠP ĐÁP ÁN ĐỀ 43: TỔNG HỢP VI MÔ-VĨ MÔ 17 VI MÔ, VĨ MÔ + PHẦN RIÊNG – ĐỀ THI ĐAI HỌC, CAO ĐẲNG CÁC NĂM 17 ĐÁP ÁN: TỪ VI MÔ - VĨ MÔ ĐHCĐ 2007-2012 25 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com PHẦN I: KIẾN THỨC CHUNG CÁC HẠT SƠ CẤP * Hạt sơ cấp Các hạt sơ cấp là các hạt vi mô có kích thước cở hạt nhân trở xuống và khảo sát quá trình biến đổi chúng, ta tạm thời không xét đến cấu tạo bên chúng * Tạo các hạt sơ cấp Để tạo các hạt sơ cấp mới, người ta làm tăng vận tốc số hạt cách dùng máy gia tốc và cho chúng bắn vào các hạt khác * Phân loại các hạt sơ cấp Dựa vào độ lớn khối lượng và đặc tính tương tác, người ta phân hạt sơ cấp thành các loại sau: + Phôtôn: hạt có khối lượng tĩnh + Leptôn (các hạt nhẹ): có khối lượng từ đến 200me: nơtrinô, electron, pôzitron, mêzôn µ + Hađrôn: gồm hai loại mêzơn và barion - Mêzôn: có khối lượng trên 200me nhỏ khối lượng nuclôn gồm hai nhĩm mêzơn π (π0,π+,π-) và mêzơn K (K0, K+) - Barion: các hạt có khối lượng lớn khối lượng nuclôn, gồm hai nhóm: nuclôn p, n và hipêrôn (^0, Σ0, Σ+, Σ-: khối lượng lớn khối lượng nuclôn) và các phản hạt chúng * Tính chất các hạt sơ cấp + Một số ít các hạt sơ cấp là bền, còn đa số là không bền: chúng tự phân hủy và biến thành hạt sơ cấp khác + Mỗi hạt sơ cấp có phản hạt tương ứng Phản hạt hạt sơ cấp có cùng khối lượng điện tích trái dấu và cùng giá trị tuyệt đối Trường hợp hạt sơ cấp không mang điện thì phản hạt nó có mômen từ cùng độ lớn ngược hướng * Tương tác các hạt sơ cấp Các hạt sơ cấp luôn biến đổi và tương tác với Có bốn loại tương tác bản: Tương tác điện từ; tương tác mạnh (tương tác các hađrôn); tương tác yếu (tương tác các leptôn); tương tác hấp dẫn (tương tác các hạt có khối lượng khác 0) CẤU TẠO VŨ TRỤ * Hệ Mặt Trời Hệ Mặt Trời gồm Mặt Trời, các hành tinh và các vệ tinh + Mặt Trời: - Là ngôi màu vàng có nhiệt độ bề mặt 60000K, nhiệt độ lòng Mặt Trời lên đến hàng chục triệu độ - Có bán kính lớn 109 lần bán kính Trái Đất, có khối lượng gấp 333.103 khối lượng Trái Đất Thành phần chủ yếu là hiđrô (75%) và hêli (23%) - Năng lượng Mặt Trời có là các phản ứng nhiệt hạch: phản ứng tổng hợp các hạt nhân hiđrô thành hêli + Các hành tinh - Có hành tinh, theo thứ tự từ ngoài: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên vương tinh và Hải vương tinh Chúng chuyển động quanh Mặt Trời theo cùng chiều quay thân Mặt Trời quanh mình nó Xung quanh hành tinh có các vệ tinh - Được chia thành hai nhóm: nhóm Trái Đất gồm Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh và nhóm Mộc tinh gồm Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên vương tinh và Hải vương tinh BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com + Các tiểu hành tinh: là các hành tinh có bán kính từ vài km đến vài trăm km, chuyển động trên các quỹ đạo có bán kính từ 2,2 đến 3,6 đvtv (1 đvtv = 150.106km: là khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời) + Sao chổi: là khối khí đóng băng lẫn với đá, đường kính vài km, chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo elip dẹt + Thiên thạch: là tảng đá chuyển động quanh Mặt Trời * Các và thiên hà + Mỗi ngôi ta nhìn thấy trên bầu trời ban đêm là khối khí nóng sáng Mặt Trời Nhiệt độ lòng các lên đến hàng chục triệu độ, đó xảy các phản ứng nhiệt hạch Khối lượng các khoảng từ 0,1 đến vài chục lần khối lượng Mặt Trời Các cặp là các có khối lượng tương đương nhau, quay xung quanh khối tâm chung, gọi là đôi Ngoài các trạng thái ổn định còn có các trạng thái biến đổi mạnh đó là các và siêu có độ sáng đột nhiên tăng nhanh kết các vụ nổ xảy lòng chúng, kèm theo phóng các dòng vật chất mạnh Có các không phát sáng, đó là các punxa và các lỗ đen Punxa cấu tạo toàn nơtron Chúng có từ trường mạnh và quay nhanh quanh trục Lỗ đen cấu tạo từ các nơtron, xếp khít với tạo loại chất có khối lượng riêng lớn, nên có thể hút bất kì khối chất nào lại gần nó Ngoài còn có “đám mây” sáng Đó là tinh vân Tinh vân là các đám bụi khổng lồ rọi sáng các ngôi gần đó đám khí bị ion hóa phóng từ hay siêu + Thiên hà là hệ thống gồm nhiều loại và tinh vân Đa số các thiên hà có dạng hình xoắn ốc Đường kính thiên hà khoảng 100.000 năm ánh sáng + Ngân Hà: là thiên hà có chứa hệ Mặt Trời chúng ta Thiên Hà có cấu trúc hình xoắn ốc, đường kính khoảng 100.000 năm ánh sáng + Các đám thiên hà: là tập hợp các thiên hà + Các quaza: là loại cấu trúc mới, nằm ngoài thiên hà, phát xạ mạnh cách bất thường các sóng vô tuyến và tia X Công suất phát xạ quaza lớn đến mức phản ứng nhiệt hạch không đủ cung cấp lượng cho quá trình phát xạ này * Vũ trụ Vũ trụ gồm các thiên hà và đám thiện hà + Sự chuyển động quanh các tâm: Các thành viên hệ thống chuyển động quanh thiên thể hay khối trung tâm Chuyển động này tuân theo định luật vạn vật hấp dẫn và các định luật Keple + Sự nở vũ trụ: Vũ trụ nở Các thiên hà càng xa chúng ta càng chuyển động nhanh xa chúng ta + Sự tiến hóa các sao: Các hình thành từ đám tinh vân khí hiđrô Các có khối lượng cỡ khối lượng Mặt Trời trở xuống tiến hóa để thành chắt trắng Các có khối lượng lớn khối lượng Mặt Trời nhiều tiến hóa để trở thành punxa lỗ đen PHẦN II: VÍ DỤ MINH HỌA VD 1: Một pion trung hòa phân rã thành tia gamma: π0→ γ + γ Bước sóng các tia gamma phát phân rã pion đứng yên là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 A 2h/(mc) Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B h/(mc) C 2h/(mc ) D h/(mc2) giải: mc2=2hc/ γ suy γ=2h/(mc) VD 2: Giả sử hành tinh có khối lượng cỡ Trái Đất chúng ta (m=6.1024 kg) va chạm và bị hủy với phản hành tinh, thì tạo lượng A 0J B 1,08.1042J C 0,54.1042J D 2,16.1042J giải: Hành tinh+ phản hành tinh suy W = 2m(+)c2=1,08.1042J VD3: Hạt ∑- chuyển động với động 220MeV phân rã theo sơ đồ: ∑- → π- + n Cho biết khối lượng các hạt là m∑-=1189MeV/c2; mπ-=139,6MeV/c2; mn=939,6MeV/c2 Động toàn phần các sản phẩm phân rã là A 659,6MeV B C 329,8 MeV D 109,8 MeV giải: ∑ →π +n ÁP dụng đl bảo toàn lượng toàn phần: (m∑-)c2+K∑-=mπc2+mnc2+∑Ksau Suy ∑(Ksau)= 329,8MeV/c2 VD4: Sao ξ chòm Đại Hùng là đôi Vạch chàm Hγ(0,4340µm) bị dịch lúc phía đỏ, lúc phía tím Độ dịch cực đại là 0, A Vận tốc cực đại theo phương nhìn các đôi này là A 3,45.104m/s B 34,5m/s C.6,90.104m/s D 69,0m/s giải: Ta có v= c ∆λ λ =3,45.104m/s VD5: Độ dịch chuyển phía đỏ vạch quang phổ λ quaza là 0,16 λ Vận tốc rời xa quaza này là A 48000km/s B.12000km/s C 24000km/s D.36000km/s giải: Ta có v= c ∆λ λ =0,48.108m/s=48000km/s VD6: Nếu định luật Hubble ngoại suy cho khoảng cách lớn thì vận tốc lùi xa trở nên vận tốc ánh sáng khoảng cách A 1,765.1010năm ánh sáng B 1,765.107 năm ánh sáng C 5,295.1018 năm ánh sáng D 5,295.1015 năm ánh sáng giải: Áp dụng định luật Hubble: v=Hd suy d=v/H=c/H=1,765.1010năm ánh sáng PHẦN III ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HƠP 41 CÁC HẠT SƠ CẤP Câu 1: Trong các hạt sơ cấp sau đây hạt nào thuộc nhóm Lepton: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A photon B mêzon π C muyôn D nuclon Câu 2: Trong các hạt sơ cấp sau đây hạt nào thuộc nhóm Mêzôn: A photon B mêzon π C electron D muyôn Câu 3: Hạt sơ cấp nào sau đây có khối lượng nghỉ không ? A Photon B Nơtron C Proton D electron Câu 4: Trong các hạt sau, hạt có khối lượng nhỏ là A nơtrino B nơtron C proton D electron Câu 5: Số lượng tử điện tích biểu thị: A khả tích điện hạt sơ cấp B tính gián đoạn độ lớn điện tích các hạt C điện tích hạt sơ cấp liên tục D thời gian điện tích tồn hạt Câu 6: Đặc trưng nào sau đây không phải là đặc trưng hạt sơ cấp: A Khối lượng nghỉ B Spin D Thời gian tương tác C Thời gian sống trung bình Câu 7: Chọn câu sai Điện tích các hạt sơ cấp là A + e B –e C lớn e D không Câu 8: Sắp xếp các loại hạt sơ cấp theo thứ tự tăng dần khối lượng : A Photon – Mêzôn – Lepton – Barion B Photon – Lepton – Mezon – Barion C Barion – Mêzôn – Lepton – Photon D Barion – Lepton – Mêzôn – Photon Câu 9: Hạt proton tạo nên từ hạt quark sau: A u, d, d B u, u, d C u, s, d D u, s, s Câu10: Nơtron tạo nên từ hạt quark sau: A u, d, d B u, u, d C u, s, d D u, s, s Câu11: Điện tích các hạt quark và phản quark e A ± B ± 2e C ± 3e e D ± ;± 2e Câu12: Hạt nào các tia phóng xạ không phải là hạt sơ cấp ? A Hạt α B Hạt β− C Hạt β+ D Hạt γ Câu13: Hađrôn là tên gọi các hạt sơ cấp nào ? A Photon và leptôn B Leptôn và mêzôn C Mêzôn và barion D Nuclôn và hiperôn Câu14: Chọn phát biểu không đúng nói quar : A Quark là thành phần cấu tạo các hađrôn B Quark tồn các hađrôn C Các quark có điện tích số phân số e D Các quark không có phản hạt Câu15: Chỉ nhận định sai nói tương tác các hạt sơ cấp : A Lực tương tác các hạt mang điện giống lực hút phân tử B Bản chất lực tương tác các nuclôn khác chất lực tương tác hạt nhân và electron nguyên tử C Lực tương tác các nuclôn hạt nhân và lực tương tác các quark hađrôn khác chất D Bán kính tác dụng tương tác yếu là nhỏ Câu16: Hạt nào sau đây có spin ? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A Prôtôn B Nơton C Phôtôn D Piôn Câu17: Bốn hạt nào sau đây là các hạt bền, không phân rã thành các hạt khác ? A Phôtôn, prôtôn, êlectron và nơtrinô B Phôtôn, prôtôn, êlectron và pôzitrôn C Nuclôn, prôtôn, êlectron và nơtrinô D Mêzôn, prôtôn, êlectron và nơtrinô Câu18: Hầu hết các hạt loại không bền(trừ nơtron) có thời gian sống vào khoảng A từ 10-31s đến 10-24s B từ 10-24s đến 10-6s C từ 10-12s đến 10-8s D từ 10-8s đến 10-6s Câu19: Êlectron, muyôn ( µ + , µ − ) và các hạt tau( τ+ , τ− ) là các hạt thuộc nhóm hạt: A phôtôn B leptôn C mêzôn D bariôn Câu20: Tương tác hấp dẫn xảy A với các hạt có khối lượng B với các hạt có khối lượng lớn C với các hạt có mang điện tích D với hạt Câu21: Tương tác hấp dẫn có bán kính tác dụng A khoảng vài mét B 10-18m C 10-15m D lớn vô cùng Câu22: Cơ chế tương tác điện từ là: A va chạm các electron các hạt mang điện B trao đổi phôtôn các hạt mang điện C trao đổi prôtôn các hạt mang điện D biến đổi prôtôn thành êlectron các hạt mang điện Câu23: Nhưng tương tác nào sau đây có bán kính tác dụng lớn vô cùng ? A Tương tác hấp dẫn và tương tác yếu B Tương tác mạnh và tương tác điện từ C Tương tác hấp dẫn và tương tác điện từ D Tương tác hấp dẫn và tương tác mạnh Câu24: Chọn câu không đúng Trong bốn loại tương tác các hạt sơ cấp thì A tương tác hấp dẫn có bán kính tác dụng và cường độ nhỏ B tương tác mạnh có bán kính tác dụng nhỏ C tương tác điện từ xảy với các hạt mang điện D tương tác yếu chịu trách nhiệm phân rã β Câu25: Bôsôn là hạt truyền tương tác A tương tác hấp dẫn B tương tác điện từ C tương tác mạnh D tương tác yếu Câu26: Trong tương tác mạnh hạt truyền tương tác là A phôtôn B mêzôn C bôsôn D gravitôn Câu27: Trong bốn loại tương tác bản, loại tương tác có bán kính tác dụng vào cỡ kích thước hạt nhân là A tương tác hấp dẫn B tương tác điện từ C tương tác manh D tương tác yếu Câu28: Thông tin nào sau đây là đúng nói hạt quark ? A Là các hạt cấu tạo nên các hađrôn B Có điện tích điện tích nguyên tố C Chỉ là các hạt truyền tương tác tương tác mạnh D Luôn tông trạng thái tự Câu 29: Trong phản ứng tương tác mạnh: p + p% → n + x thì x là hạt BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com A p B p% C n Câu 30 (CĐ 2007): Pôzitron là phản hạt A nơtrinô B nơtron C êlectron 42 - vuhoangbg@gmail.com D n% D prôtôn HỆ MẶT TRỜI CÁC SAO THIÊN HÀ Câu 1: Theo thuyết Big Bang, hạt nhân nguyên tử đầu tiên xuất sau vụ nổ lớn là A B 30 phút C phút D phút Câu 2: Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo gần tròn có bán kính vào khoảng B 15.107km C 15.108km D 15.109km A 15.105km Câu 3: Các có khối lượng nhỏ khối lượng Mặt Trời tiến hoá thành A kềnh đỏ B chắt trắng C pun xa D lỗ đen Câu 4: Hệ Mặt Trời chúng ta A nằm trung tâm Thiên Hà B nằm cách trung tâm Thiên Hà 10 nghìn năm ánh sáng C nằm cách trung tâm Thiên Hà 30 nghìn năm ánh sáng D nằm cách trung tâm Thiên Hà 40 nghìn năm ánh sáng Câu 5: Mặt Trời thuộc loại nào đây ? A Sao chắt trắng B Sao nơtron C Sao khổng lồ(hay kềnh đỏ) D Sao trung bình chắt trắng và khổng lồ Câu 6: Đường kính Thiên Hà vào cỡ A 10 000 năm ánh sáng B 100 000 năm ánh sáng C 000 000 năm ánh sáng D 10 000 000 năm ánh sáng Câu 7: Theo thuyết Big Bang, các nguyên tử đầu tiên xuất vào thời điểm nào sau đây ? A t = 000 năm B t = 300 000 năm C t = 30 000 năm D t = 000 000 năm Câu 8: Các vạch quang phổ Thiên Hà A bị lệch phía có bước sóng ngắn B bị lệch phía bước sóng dài C hoàn toàn không bị lệch phía nào D có trường hợp lệch phía bước sóng ngắn, có trường hợp lệch phía bước sóng dài Câu 9: Một Thiên Hà cách xa chúng ta 200 000 năm ánh sáng có tốc độ chạy xa chúng ta là A 2,5 km/s B km/s C 3,4 km/s D km/s Câu10: Trong hệ Mặt Trời, thiên thể nóng sáng là A Mặt Trời B Hoả tinh C Mộc tinh D Thiên vương tinh Câu11: Trong hệ Mặt Trời, hành tinh gần Mặt Trời là A Mộc tinh B Trái Đất C Thuỷ tinh D Kim tinh Câu12: Trong các hình tinh quay quanh Mặt Trời hành tinh có bán kính bé là A Trái Đất B Thuỷ tinh C Kim tinh D Hoả tinh Câu13: Trong hệ Mặt Trời, hành tinh có chu kì chuyển động quanh Mặt Trời lớn là BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A Thổ tinh B Mộc tinh C Hải tinh D Thiên tinh Câu14: Trong hệ Mặt Trời, hành tinh có chu kì chuyển động quanh Mặt Trời nhỏ là A Thuỷ tinh B Kim tinh C Trái Đất D Hoả tinh Câu15: Trong hệ Mặt Trời, hành tinh có số vệ tinh bay xung quanh nhiều mà ta đã biết là C Mộc tinh D Thiên tinh A Thổ tinh B Hải tinh Câu16: Thông tin nào sau đây là không đúng nói cấu trúc Mặt Trời : A Mặt Trời có cấu tạo Trái Đất, khác là nó luôn nóng đỏ B Quang cầu Mặt Trời có bán kính khoảng 7.105 km và có nhiệt độ hiệu dụng vào cỡ 000K C Khí quang cầu Mặt Trời chủ yếu là hiđrô, hêli, D Khí Mặt Trời có hai lớp là sắc cầu và nhật hoa Câu17: Sự hoạt động Mặt Trời diễn theo chu kì vào khoảng A 100 năm B năm C 36 năm D 11 năm Câu18: Hệ số Mặt Trời (H) tính A lượng lượng xạ Mặt Trời truyền theo phương nào đó đơn vị thời gian B lượng lượng xạ Mặt Trời phát đơn vị thời gian C lượng lượng xạ Mặt Trời truyền vuông góc tới đơn vị diện tích cách nó đơn vị thiên văn đơn vị thời gian D lượng lượng xạ Mặt Trời mà Trái Đất nhận đơn vị thời gian Câu19: Thông tin nào sau đây không đúng nói Mặt Trăng ? A Mặt Trăng chuyển động tròn quanh Trái Đất với bán kính quỹ đạo là 384 000 km B Khối lượng Mặt Trăng vào khoảng 7,35.1022kg C Gia tốc trọng trường trên Mặt Trăng là 1,63 m/s2 D Chu kì chuyển động Mặt Trăng quanh Trái Đất là 365,25 ngày Câu20: Khi Mặt Trăng quay quanh Trái Đất thì Mặt Trăng luôn hướng nửa định nó phía Trái Đất Nguyên nhân là A chuyển động tự quay Mặt Trăng và chuyển động quay quanh Trái Đất nó có chiều ngược B Mặt Trăng luôn chuyển động tịnh tiến quanh Trái Đất C chuyển động tự quay và chuyển động quay quanh Trái Đất Mặt Trăng có cùng chu kì và cùng nhiều D Mặt Trăng luôn chuyển động quay quanh Trái Đất Câu 21: Tất các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời theo cùng chiều Trong quá trình hình thành hệ Mặt Trời, đây chắn là hệ A.sự bảo toàn vận tốc (định luật I Niu Tơn) B bảo toàn động lượng C Sự bảo toàn mô men động lượng D bảo toàn lượng Câu 22: Hệ Mặt Trời quay quanh Mặt Trời A cùng chiều tự quay Mặt Trời, vật rắn B ngược chiều tự quay Mặt Trời, vật rắn C cùng chiều tự quay Mặt Trời, không vật rắn D cùng chiều tự quay Mặt Trời, không vật rắn Câu 23: Vạch quang phổ các Ngân hà A bị lệch phía bước sóng dài B bị lệch phía bước sóng ngắn C hoàn toàn không bị lệch phía nào D có trường hợp lệch phía bước sóng dài, có trường hợp lệch phía bước sóng ngắn BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 24: Các vạch quang phổ các Thiên hà A bị lệch phía bước sóng dài B bị lệch phía bước sóng ngắn C hoàn toàn không bị lệch phía nào D có trường hợp lệch phía bước sóng dài, có trường hợp lệch phía bước sóng ngắn Câu 25: Sao không phát sáng, cấu tạo loại chất có khối lượng riêng lớn, nó hút phô tôn ánh sáng, không cho thoát ngoài, đó là A Thiên hà B punxa C quaza D hốc đen Câu 26: Hệ thống gồm các và các đám tinh vân, đó là A Thiên hà B punxa C quaza D hốc đen Câu 27: Sao phát sóng vô tuyến mạnh, cấu tạo bằn nơtron, nó có từ trường mạnh và quay nhanh quanh trục, đó là A Thiên hà B punxa C quaza D hốc đen Câu 28: Một loại Thiên hà phát xạ mạnh cách bất thường các sóng vô tuyến và tia X Nó có thể là Thiên hà hình thành, đó là D hốc đen A Thiên hà B punxa C quaza 43 TỔNG HỢP VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ Câu 1: Thông tin nào sau đây là đúng nói hạt quark ? A.Chỉ là các hạt truyền tương tác tương tác mạnh B.Là các hạt cấu tạo nên các hađrôn C.Có điện tích điện tích nguyên tố D.Luôn tông trạng thái tự Câu 2: Trong hệ Mặt Trời, hành tinh có chu kì chuyển động quanh Mặt Trời nhỏ là A.Hoả tinh B.Kim tinh C.Thuỷ tinh D.Trái Đất Câu 3: Sự tiến hoá các phụ thuộc vào điều gì? A.Khối lượng ban đầu B.Nhiệt độ C.Cấu tạo D.Bán kính Câu 4: Hành tinh nào sau đây không có vệ tinh tự nhiên A.Kim tinh B.Mộc tinh C.Trái Đất D.Thổ tinh Câu 5: Hệ Mặt Trời chúng ta A.nằm trung tâm Thiên Hà.B.nằm cách trung tâm Thiên Hà 40 nghìn năm ánh sáng C.nằm cách trung tâm Thiên Hà 30 nghìn năm ánh sáng D.nằm cách trung tâm Thiên Hà 10 nghìn năm ánh sáng Câu 6: Hạt nào các tia phóng xạ không phải là hạt sơ cấp ? A.Hạt γ B.Hạt β − C.Hạt β + D.Hạt α Câu 7: Quĩ đạo chuyển động các hành tinh quanh mặt trời là đường gì? D.Parapol A.Thẳng B.Tròn C.Elip Câu 8: Chọn phát biểu không đúng nói quar : A.Các quark có điện tích số phân số e B.Quark tồn các hađrôn C.Các quark không có phản hạt D.Quark là thành phần cấu tạo các hađrôn Câu 9: Spin đặc trưng cho: BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 10 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A.chuyển động nội và chất hạt sơ cấp B.chuyển động quay hạt sơ cấp C.mức bền vững hạt sơ cấp D.thời gian sống trung bình hạt sơ cấp Câu 10: Trong hệ Mặt Trời, thiên thể nóng sáng là A.Thiên vương tinh B.Mặt Trời C.Mộc tinh D.Hoả tinh Câu 11: Chỉ câu sai: Bức xạ “nền” vũ trụ là xạ A.tương ứng với xạ phát từ vật có nhiệt độ khoảng K B.ban đầu có nhiệt độ hàng triệu tỉ độ, sau đó nguội dần vì vũ trụ dãn nở C.được phát từ vụ nổ hay thiên hà D.được phát từ phía vũ trụ Câu 12: Tìm câu sai: Tương tác mạnh A.dẫn đến hình thành các hađrôn quá trình va chạm các hađrôn B.tạo nên lực hạt nhân liên kết các nucleon với C.là tương tác các hađrôn, các quark D.có bán kính tác dụng cỡ 1010 m Câu 13: Trong các hạt sơ cấp sau đây hạt nào thuộc nhóm Lepton: A.photon B.nuclon C.mêzon π D.muyôn Câu 14: Sắp xếp các loại hạt sơ cấp theo thứ tự tăng dần khối lượng : A.Photon Barion Lepton Mêzôn B.Photon Lepton Mezon Barion C.Photon Mêzôn Lepton Barion D.Photon Barion Mêzôn Lepton Câu 15: Bằng chứng nào sau đây chứng tỏ ban đầu các thiên hà tách từ điểm: A.Sự tồn lỗ đen B.Tồn xạ “nền” vũ trụ D.Chuyển động quay quanh tâm thiên hà các thiên C.Vũ trụ dãn nở hà Câu 16: Các vạch quang phổ các thiên hà phát A.hoàn toàn không bị lệch phía nào B.đều bị lệch phía bước sóng ngán C.đều bị lệch phía bước sóng dài D.có trường hợp lệch phía bước sóng ngắn, có trường hợp lệch phía bước sóng dài Câu 17: Mặt trời là ngôi sao: A.có màu xanh lam B.có màu vàngC.ở trung tâm vũ trụD.tồn trạng thái ổn định Câu 18: Trong tương tác mạnh hạt truyền tương tác là A.gravitôn B.phôtôn C.mêzôn D.bôsôn Câu 19: Trong hệ Mặt Trời, hành tinh gần Mặt Trời là A.Kim tinh B.Trái Đất C.Mộc tinh D.Thuỷ tinh Câu 20: Cơ chế tương tác điện từ là: A.sự va chạm các electron các hạt mang điện.B.sự biến đổi prôtôn thành êlectron các hạt mang điện C.sự trao đổi prôtôn các hạt mang điện D.sự trao đổi phôtôn các hạt mang điện Câu 21: Chỉ nhận định sai nói tương tác các hạt sơ cấp : A.Bán kính tác dụng tương tác yếu là nhỏ B.Lực tương tác các hạt mang điện giống lực hút phân tử C.Bản chất lực tương tác các nuclôn khác chất lực tương tác hạt nhân và electron nguyên tử D.Lực tương tác các nuclôn hạt nhân và lực tương tác các quark hađrôn khác chất BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 11 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 22: Chọn câu sai Điện tích các hạt sơ cấp là A.lớn e B.bằng không C.+ e D e Câu 23: Thông tin nào sau đây không đúng nói Mặt Trăng ? A.Chu kì chuyển động Mặt Trăng quanh Trái Đất là 365,25 ngày B.Khối lượng Mặt Trăng vào khoảng 7,35.1022kg C.Gia tốc trọng trường trên Mặt Trăng là 1,63 m/s2 D.Mặt Trăng chuyển động tròn quanh Trái Đất với bán kính quỹ đạo là 384 000 km Câu 24: Đường kính Trái Đất xích đạo có giá trị A.3200 km B.12756 km C.6357 km D.6378 km Câu 25: Sao màu đỏ có nhiệt độ bề mặt khoảng A.50000 K B.3000 K C.20000 K D.6000 K Câu 26: Hađrôn là tên gọi các hạt sơ cấp nào ? A.Nuclôn và hiperôn B.Mêzôn và barion C.Leptôn và mêzôn D.Photon và leptôn Câu 27: Tương tác hấp dẫn có bán kính tác dụng B.khoảng vài mét C.lớn vô cùng D.dưới 1018m A.dưới 1015m Câu 28: Nhiệt độ bề mặt mặt trời là A.7000 K B.5000 K C.6000 K D.8000 K Câu 29: Hạt sơ cấp không có đặc trưng nào đây: A.điện tích hay số lượng tử điện tích Q B.vận tốc động lượng C.khối lượng nghỉ hay lượng nghỉ D.mômen động lượng riêng (spin) và momen từ riêng Câu 30: Hãy cấu trúc không là thành viên thiên hà: A.Punxa B.Sao siêu C.Quaza D.Lỗ đen Câu 31: Các có khối lượng nhỏ khối lượng Mặt Trời tiến hoá thành B.sao kềnh đỏ C.lỗ đen D.pun xa A.sao chắt trắng Câu 32: Số lượng tử điện tích biểu thị: A.khả tích điện hạt sơ cấp B.tính gián đoạn độ lớn điện tích các hạt C.điện tích hạt sơ cấp liên tục D.thời gian điện tích tồn hạt Câu 33: Người ta dựa vào đặc điểm nào đây để phân các hành tinh hệ mặt trời thành hai nhóm: A.Nhiệt độ bề mặt hành tinh B.Khối lượng và kích thước C.Khoảng cách đến mặt trời D.Số vệ tinh nhiều hay ít Câu 34: Theo nghiên cứu nhà thiên văn học người Mĩ Hớpbơn, thiên hà chạy xa hệ Mặt Trời với tốc độ tỉ lệ với khoảng cách d thiên hà với chúng ta: v = H.d, đó H là số Hớpbơn, có giá trị A.1,7.102 m/(s.năm ánh sáng) B.1,7.102 s1 C.1,8.1015 s1 D.1,7.102 m/(s.đvtv) Câu 35: Không có thể sống năm trên vì hành tinh này phải 164 năm Trái Đất để quay vòng quanh Mặt Trời A.Hải Vương B.Mộc C.Thiên Vương D.Thổ Câu 36: Các hạt nào đây không phải là Leptôn A.Các hạt Piôn, Kaôn,…B.Các phản hạt nơtrinô, electron, muyôn, tauon,… C.Các hạt có khối lượng trung bình khoảng 200 900 lần khối lượng electron D.Hạt nhẹ gồm có nơtrinô, electron, muyôn, tauon,… Câu 37: Bôsôn là hạt truyền tương tác A.tương tác điện từ B.tương tác mạnh C.tương tác yếu D.tương tác hấp dẫn BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 12 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 38: Điều nào đây là SAI nói các loại Thiên Hà: A.Thiên Hà elip chứa ít khí và có khối lượng trải trên dải rộng hình elip B.Thiên Hà không định hình là Thiên Hà không có hình dạng xác định, giống đám mây C.Thiên Hà không là Thiên Hà có khối lượng phân bố không đồng D.Thiên Hà xoắn ốc là Thiên Hà chứa nhiều khí, có dạng dẹt và có cánh tay xoắn ốc Câu 39: Êlectron, muyôn ( µ + , µ − ) và các hạt tau( τ + , τ − ) là các hạt thuộc nhóm hạt: A.bariôn B.leptôn C.mêzôn D.phôtôn Câu 40: Các hành tinh tự quay quanh mình nó theo chiều thuận trừ: A.Thuỷ tinh B.Thổ tinh C.Mộc tinh D.Kim tinh Câu 41: Trong các hạt sơ cấp sau đây hạt nào thuộc nhóm Mêzôn: D.photon A.electron B.muyôn C.mêzon π Câu 42: Bán kính Trái Đất A.6.378 km B.68.780.000 km C.6.378.000 km D.63.780 km Câu 43: Theo thuyết Big Bang, các nguyên tử đầu tiên xuất thời điểm A.3 triệu năm B.300 năm C.3 phút D.300 000 năm Câu 44: Thông tin nào sau đây là không đúng nói cấu trúc Mặt Trời : A.Mặt Trời có cấu tạo Trái Đất, khác là nó luôn nóng đỏ B.Khí quang cầu Mặt Trời chủ yếu là hiđrô, hêli, C.Khí Mặt Trời có hai lớp là sắc cầu và nhật hoa D.Quang cầu Mặt Trời có bán kính khoảng 7.105 km và có nhiệt độ hiệu dụng vào cỡ 000K Câu 45: Sao xạ lượng dạng xung sóng điện từ là: A.Sao nơtron B.Lỗ đen C.Sao biến quang D.Sao Câu 46: Hạt nào sau đây có spin ? A.Piôn B.Nơton C.Prôtôn D.Phôtôn Câu 47: Chỉ đặc điểm SAI nói Ngân Hà: A.Hệ Mặt Trời nằm gần trung tâm Ngân Hà, quay quanh tâm Ngân Hà với tốc độ khoảng 250 km/s B.Các Ngân Hà đứng yên, không quay xung quanh tâm Ngân Hà C.Vùng lồi trung tâm Ngân Hà có dạng hình cầu dẹt, tạo các già, khí và bụi D.Khối lượng Ngân Hà khoảng 150 tỉ lần khối lượng Mặt Trời Câu 48: Tương tác yếu A.là tương tác các hạt mang điện, có bán kính tác dụng vô cùng lớn, có cường độ nhỏ tương tác mạnh khoảng 100 lần B.Là tương tác các hạt nặng, bán kính tác dụng khoảng 1015 m, có cường độ lớn tương tác hấp dẫn khoảng 1039 lần C.là tương tác các hạt phân rã , bán kính tác dụng cỡ 1018 m, cường độ lớn tương tác hấp dẫn khoảng 1025 lần D.là tương tác các hạt vật chất có khối lượng, bán kính tác dụng vô cùng lớn và cướng độ nhỏ Câu 49: Mặt Trời tiếp tục tiến hoá thành gì ? A.Punxa B.Sao kềnh đỏ C.Sao siêu D.Sao chắt trắng Câu 50: Hạt proton tạo nên từ hạt quark sau: A.u, s, s B.u, d, d C.u, s, d D.u, u, d Câu 51: Theo thuyết Big Bang, vũ trụ hình thành cách đây khoảng A.16,7 tỉ năm B.11,7 tỉ năm C.14,0 tỉ năm D.10,7 tỉ năm BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 13 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 52: Trong các hạt sau, hạt có khối lượng nhỏ là A.proton B.nơtrino C.nơtron D.electron Câu 53: Khi Mặt Trăng quay quanh Trái Đất thì Mặt Trăng luôn hướng nửa định nó phía Trái Đất Nguyên nhân là A.Mặt Trăng luôn chuyển động tịnh tiến quanh Trái Đất B.chuyển động tự quay Mặt Trăng và chuyển động quay quanh Trái Đất nó có chiều ngược C.Mặt Trăng luôn chuyển động quay quanh Trái Đất D.chuyển động tự quay và chuyển động quay quanh Trái Đất Mặt Trăng có cùng chu kì và cùng nhiều Câu 54: Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo gần tròn có bán kính vào khoảng A.15.109km B.15.108km C.15.107km D.15.105km Câu 55: Sự hoạt động Mặt Trời diễn theo chu kì vào khoảng D.100 năm A.36 năm B.1 năm C.11 năm Câu 56: Bốn hạt nào sau đây là các hạt bền, không phân rã thành các hạt khác ? A.Phôtôn, prôtôn, êlectron và nơtrinô B.Phôtôn, prôtôn, êlectron và pôzitrôn C.Mêzôn, prôtôn, êlectron và nơtrinô D.Nuclôn, prôtôn, êlectron và nơtrinô Câu 57: Theo thuyết Big Bang, hạt nhân nguyên tử đầu tiên xuất sau vụ nổ lớn là A.30 phút B.3 C.3 phút D.1 phút Câu 58: Người ta thường dùng từ "Sao Mai" để nói hành tinh này họ nhìn thấy nó vào sáng sớm phía Đông; và dùng từ "Sao Hôm" để nói nó học nhìn thấy nó vào lúc mặt trời lặn Đó là hành tinh nào? A.Kim tinh B.Hỏa tinh C.Thủy tinh D.Mộc tinh Câu 59: Chọn từ điền vào dấu chấm sau: là hành tinh lớn hệ Mặt Trời A.Thổ tinh B.Hải Vương tinh C.Thiên Vương tinh D.Mộc tinh Câu 60: Mặt Trời thuộc loại nào sau đây? A.Sao nơtron B.Sao chắt trắng D.Sao khổng lồ ( C.Sao trung bình chắt sáng và khổng lồ kềnh đỏ) Câu 61: Hành tinh có thời gian quay vòng quanh nó lâu là A.Kim tinh B.Mộc tinh C.Trái Đất D.Hải vương tinh Câu 62: Hađrôn không phải là các hạt A.sơ cấp, có khối lượng từ vài trăm đến vài nghìn lần me B.gồm các mêzôn và barion C.gồm các mêzôn , mêzôn K, các nucleon và hipêron D.nhẹ nơtrinô, electron, muyôn, tauon,… Câu 63: Chỉ câu sai: A.Sao nơtron và punxa là xạ lượng dạng xung sóng điện từ mạnh B.Sao siêu là hình thành từ tinh vân C.Đa số các tồn trạng thái ổn định, có kích thước, nhiệt độ, không đổi thời gian dài D.Các biến quang nguyên nhân là che khuất (sao đôi) nén, dãn có chu kì xác định Câu 64: Các vạch quang phổ Thiên Hà BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 14 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A.có trường hợp lệch phía bước sóng ngắn, có trường hợp lệch phía bước sóng dài B.đều bị lệch phía bước sóng dài C.đều bị lệch phía có bước sóng ngắn D.hoàn toàn không bị lệch phía nào Câu 65: Đường kính Ngân Hà vào khoảng A.97 000 năm ánh sáng B.84 000 năm ánh sáng C.76 000 năm ánh sáng D.100 000 năm ánh sáng Câu 66: Đường kính Thiên Hà vào cỡ A.100 000 năm ánh sáng B.10 000 000 năm ánh sáng C.1 000 000 năm ánh sáng D.10 000 năm ánh sáng Câu 67: Sao có nhiệt độ cao là màu A.Đỏ B.Xanh lam C.Trắng D.Vàng Câu 68: Thiên hà chúng ta là thiên hà: A.không định hình B.xoắn ốc C.không D.hình elíp Câu 69: Chọn phát biểu sai: Hạt và phản hạt: A.Cùng khối lượng nghỉ B.Có thể sinh C.Cùng độ lớn điện tích D.Cùng spin Câu 70: Mặt Trời thuộc loại nào đây ? A.Sao trung bình chắt trắng và khổng lồ B.Sao chắt trắng C.Sao khổng lồ(hay kềnh đỏ) D.Sao nơtron Câu 71: Một Thiên Hà cách xa chúng ta 200 000 năm ánh sáng có tốc độ chạy xa chúng ta là C.5 km/s D.3 km/s A.2,5 km/s B.3,4 km/s Câu 72: Theo thuyết Big Bang, vũ trụ: A.Đang nở và loãng dần B.không thay đổi và vật chất tạo liên tục C.Đang nở và đông đặc dần D.đang trạng thái ổn định Câu 73: Ngân Hà chúng ta thuộc kiểu Thiên Hà nào A.Thiên Hà elip B.Thiên Hà xoắn ốc C.Thiên Hà không D.Thiên Hà hỗn hợp Câu 74: Các hạt sơ cấp là: A.Vi hạt có khối lượng tĩnh coi không B.Thực thể vi mô không thể tách thành các phần nhỏ C.Các hạt không bền, chúng có thể phân rã thành các hạt khác D.Các hạt có thời gian sống lớn có thể coi vô cùng Câu 75: Hầu hết các hạt loại không bền (trừ nơtron) có thời gian sống vào khoảng C.từ 1031s đến 1024s D.từ 108s đến 106s A.từ 1024s đến 106s B.từ 1012s đến 108s Câu 76: Hệ thống gồm nhiều và tinh vân gọi là: A.Các quaza B.Thiên hà C.Ngân hà D.Hệ mặt trời Câu 77: Trong bốn loại tương tác bản, loại tương tác có bán kính tác dụng vào cỡ kích thước hạt nhân là A.tương tác yếu B.tương tác manh C.tương tác hấp dẫn D.tương tác điện từ Câu 78: Hệ số Mặt Trời (H) tính A.lượng lượng xạ Mặt Trời mà Trái Đất nhận đơn vị thời gian B.lượng lượng xạ Mặt Trời phát đơn vị thời gian C.lượng lượng xạ Mặt Trời truyền theo phương nào đó đơn vị thời gian BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 15 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D.lượng lượng xạ Mặt Trời truyền vuông góc tới đơn vị diện tích cách nó đơn vị thiên văn đơn vị thời gian Câu 79: Khoảng cách từ Mặt Trăng tới Trái Đất bằng: B.374 000 km C.394 000 km D.834 000 km A.384 000 km Câu 80: Theo thuyết Big Bang, các nguyên tử đầu tiên xuất vào thời điểm nào sau đây ? A.t = 000 000 năm B.t = 30 000 năm C.t = 300 000 năm D.t = 000 năm Câu 81: Chọn câu không đúng Trong bốn loại tương tác các hạt sơ cấp thì A.tương tác điện từ xảy với các hạt mang điện B.tương tác hấp dẫn có bán kính tác dụng và cường độ nhỏ C.tương tác yếu có bán kính tác dụng nhỏ D.tương tác yếu chịu trách nhiệm phân rã β Câu 82: Một năm ánh sáng là quãng đường ánh sáng năm, có giá trị là A.63028 đvtv B.9,45.1012 m C.63 triệu đvtv D.9,45.1012 triệu km Câu 83: Đặc trưng nào sau đây không phải là đặc trưng hạt sơ cấp: A.Thời gian sống trung bình.B.Khối lượng nghỉ C.Spin D.Thời gian tương tác Câu 84: Hạt sơ cấp nào sau đây là phản hạt chính nó: A.Pôzitron B.Photon C.Proton D.Nơtron Câu 85: Các quark là A.các hạt có điện tích 1/3 2/3 lần điện tích nguyên tố B.các hạt có khối lượng gấp 17 lần khối lượng hạt muyôn  C.các phôtôn ánh sáng D.các hạt nhỏ hạt bản, cấu tạo nên hạt Câu 86: Tốc độ chạy xa thiên hà cách chúng ta 50 triệu năm ánh sáng A.850 m/s B.300 000 km/s C.300 m/s D.850 km/s Câu 87: Hành tinh nào không thuộc nhóm "Mộc tinh": A.Sao Thiên Vương B.Sao Hải Vương C.Sao Hoả D.Sao Thổ Câu 88: Trong các hình tinh quay quanh Mặt Trời hành tinh có bán kính bé là B.Hoả tinh C.Trái Đất D.Kim tinh A.Thuỷ tinh Câu 89: Nơtron tạo nên từ hạt quark sau: A.u, d, d B.u, s, d C.u, s, s D.u, u, d Câu 90: Hạt sơ cấp nào sau đây có khối lượng nghỉ không ? A.Nơtron B.Photon C.electron D.Proton Câu 91: Tương tác hấp dẫn xảy A.với các hạt có khối lượng B.chỉ với các hạt có khối lượng lớn C.với hạt D.chỉ với các hạt có mang điện tích Câu 92: Nhưng tương tác nào sau đây có bán kính tác dụng lớn vô cùng ? A.Tương tác mạnh và tương tác điện từ B.Tương tác hấp dẫn và tương tác yếu C.Tương tác hấp dẫn và tương tác mạnh D.Tương tác hấp dẫn và tương tác điện từ Câu 93: Các hạt sơ cấp xếp theo thứ tự có: A.khối lượng nghỉ tăng dần B.thời gian sống trung bình tăng dần C.điện tích tăng dần D.tốc độ tăng dần Câu 94: Theo thuyết Big Bang, thời điểm Plăng A.bắt đầu có hình thành các nucleon (sau vụ nổ lớn s) B.xuất các và thiên hà (3 triệu năm sau vụ nổ lớn) BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 16 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com C.vũ tru tràn ngập các hạt có lượng cao electron, nơtrinô và quac (1043 s sau vụ nổ lớn) D.xuất các hạt nhân nguyên tử đầu tiên (3 phút sau vụ nổ lớn) Câu 95: Trong hệ Mặt Trời, hành tinh có chu kì chuyển động quanh Mặt Trời lớn là A.Thổ tinh B.Thiên tinh C.Hải tinh D.Mộc tinh Câu 96: Trong hệ Mặt Trời, hành tinh có số vệ tinh bay xung quanh nhiều mà ta đã biết là A.Thổ tinh B.Thiên tinh C.Hải tinh D.Mộc tinh Câu 97: Điện tích các hạt quark và phản quark A ± e ;± 2e B ± 3e e C ± D ± 2e Câu 98: Mêzôn là các hạt A.lượng tử ánh sáng với khối lượng nghỉ B.Có khối lượng trung bình vài trăm lần khối lượng electron C.Các hạt nơtrinô, electron, muyôn,… D.Các hạt p, n và phản hạt chúng Câu 99: Thiên Hà gần chúng ta là thiên hà A.Thiên Hà Mắt đen B.Thiên Hà Nhân mã C.Thiên Hà địa phương D.Thiên Hà Tiên nữ Câu 100: Sao là A.Tinh vân phát sáng mạnh và xa mặt trời B.Hành tinh xa trái đất D.Khối khí nóng sáng mặt trời C.Thiên thể phát sáng mạnh và xa 1B 11 C 21 D 31A 41C 51C 61A 71B 81B 91A 2C 12D 22A 32B 42 A 52 B 62D 72A 82A 92D ĐÁP ÁN ĐỀ 43: TỔNG HỢP VI MÔ-VĨ MÔ 3A 4A 5C 6D 7C 13D 14B 15C 16C 17D 23A 24B 25B 26B 27C 33B 34A 35A 36C 37C 43D 44A 45A 46D 47A 53D 54C 55C 56A 57C 63B 64B 65D 66A 67B 73B 74B 75A 76B 77B 83D 84B 85A 86D 87C 93A 94C 95C 96D 97C 8C 18C 28C 38C 48C 58D 68C 78D 88A 98B 9A 19D 29B 39B 49D 59D 69B 79A 89A 99D 10B 20D 30C 40D 50D 60C 70A 80C 90B 100D Ai đến, tin được, tìm người thấy.! VI MÔ, VĨ MÔ + PHẦN RIÊNG – ĐỀ THI ĐAI HỌC, CAO ĐẲNG CÁC NĂM Câu 1(CĐ 2007): Trong các hành tinh sau đây thuộc hệ Mặt Trời, hành tinh nào gần Mặt Trời nhất? A Kim tinh (Sao kim) B Thổ tinh (Sao thổ) C Mộc tinh (Sao mộc) D Trái đất BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 17 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 2(CĐ 2007): Một vật rắn có momen quán tính trục quay ∆ cố định xuyên qua vật là 5.10-3 kg.m2 Vật quay quanh trục quay ∆ với vận tốc góc 600 vòng/phút Lấy π2 =10, động quay vật là A 20 J B 10 J C 0,5 J D 2,5 J Câu 3(CĐ 2007): Thanh AB mảnh, đồng chất, tiết diện có chiều dài 60 cm, khối lượng m Vật nhỏ có khối lượng 2m gắn đầu A Trọng tâm hệ cách đầu B khoảng là A 50 cm B 20 cm C 10 cm D 15 cm Câu 4(CĐ 2007): Hệ học gồm AB có chiều dài l , khối lượng không đáng kể, đầu A gắn chất điểm có khối lượng m và đầu B gắn chất điểm có khối lượng 3m Momen quán tính hệ trục vuông góc với AB và qua trung điểm là A m l2 B m l2 C m l2 D m l2 Câu 5(CĐ 2007): Pôzitron là phản hạt C êlectron D prôtôn A nơtrinô B nơtron Câu 6(CĐ 2007): Một OA đồng chất, tiết diện đều, có khối lượng kg Thanh có thể quay quanh trục cố định theo phương ngang qua đầu O và vuông góc với Đầu A treo sợi dây có khối lượng không đáng kể Bỏ qua ma sát trục quay, lấy g = 10 m/s2 Khi trạng thái cân theo phương ngang thì dây treo thẳng đứng, lực căng dây là A N B 10 N C 20 N D N Câu 7(CĐ 2007): Tại thời điểm t = 0, vật rắn bắt đầu quay quanh trục cố định xuyên qua vật với gia tốc góc không đổi Sau s nó quay góc 25 rad Vận tốc góc tức thời vật thời điểm t = s là A rad/s B 15 rad/s C 10 rad/s D 25 rad/s Câu 8(CĐ 2007): Ban đầu vận động viên trượt băng nghệ thuật hai tay dang rộng thực động tác quay quanh trục thẳng đứng qua trọng tâm người đó Bỏ qua ma sát ảnh hướng đến quay Sau đó vận động viên khép tay lại thì chuyển động quay C dừng lại D không thay đổi A quay chậm lại B quay nhanh Câu 9(CĐ 2007): Tác dụng ngẫu lực lên MN đặt trên sàn nằm ngang Thanh MN không có trục quay cố định Bỏ qua ma sát và sàn Nếu mặt phẳng chứa ngẫu lực (mặt phẳng ngẫu lực) song song với sàn thì quay quanh trục qua A đầu M và vuông góc với mặt phẳng ngẫu lực B đầu N và vuông góc với mặt phẳng ngẫu lực C trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng ngẫu lực D điểm bất kì trên và vuông góc với mặt phẳng ngẫu lực Câu 10(CĐ 2007): Phát biểu nào sau đây là sai? A Mỗi hạt sơ cấp có phản hạt; hạt và phản hạt có khối lượng B Êlectron là hạt sơ cấp có điện tích âm C Phôtôn là hạt sơ cấp không mang điện D Êlectron là nuclôn có điện tích âm Câu 11(ĐH – 2007): Cường độ chùm ánh sáng đơn sắc truyền môi trường hấp thụ ánh sáng A giảm tỉ lệ nghịch với độ dài đường B giảm theo hàm số mũ độ dài đường C không phụ thuộc độ dài đường BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 18 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com D giảm tỉ lệ nghịch với bình phương độ dài đường Câu 12(ĐH – 2007): Một lắc vật lí là mảnh, hình trụ, đồng chất, khối lượng m, chiều dài ℓ, dao động điều hòa (trong mặt phẳng thẳng đứng) quanh trục cố định nằm ngang qua đầu Biết momen quán tính trục quay đã cho là I = ml2/3 Tại nơi có gia tốc trọng trường g, dao động lắc này có tần số góc là A ω =√(3g/(2l)) B ω =√(g/l) C ω =√(g/(3l)) D ω = √(2g/(3l)) Câu 13(ĐH – 2007): Một vật rắn quay quanh trục cố định xuyên qua vật Các điểm trên vật rắn (không thuộc trục quay) A quay góc không cùng khoảng thời gian B cùng thời điểm, có cùng vận tốc góc C cùng thời điểm, không cùng gia tốc góc D cùng thời điểm, có cùng vận tốc dài Câu 14(ĐH – 2007): Một vật rắn quay chậm dần quanh trục cố định xuyên qua vật thì A tích vận tốc góc và gia tốc góc là số âm B vận tốc góc luôn có giá trị âm C gia tốc góc luôn có giá trị âm D tích vận tốc góc và gia tốc góc là số dương Câu 15(ĐH – 2007): Trên đường ray thẳng nối thiết bị phát âm P và thiết bị thu âm T, người ta cho thiết bị P chuyển động với vận tốc 20 m/s lại gần thiết bị T đứng yên Biết âm thiết bị P phát có tần số 1136 Hz, vận tốc âm không khí là 340 m/s Tần số âm mà thiết bị T thu là A 1073 Hz B 1207 Hz C 1225 Hz D 1215 Hz Câu 16(ĐH – 2007): Có ba cầu nhỏ đồng chất khối lượng m1, m2 và m3 gắn theo thứ tự các điểm A, B và C trên AC hình trụ mảnh, cứng, có khối lượng không đáng kể, cho xuyên qua tâm các cầu Biết m1 = 2m2 = 2M và AB = BC Để khối tâm hệ nằm trung điểm AB thì khối lượng m3 A M B 2M/3 C M/3 D 2M Câu 17(ĐH – 2007): Một người đứng mép sàn hình tròn, nằm ngang Sàn có thể quay mặt phẳng nằm ngang quanh trục cố định, thẳng đứng, qua tâm sàn Bỏ qua các lực cản Lúc đầu sàn và người đứng yên Nếu người chạy quanh mép sàn theo chiều thì sàn A quay ngược chiều chuyển động người B đứng yên vì khối lượng sàn lớn khối lượng người C quay cùng chiều chuyển động người sau đó quay ngược lại D quay cùng chiều chuyển động người Câu 18(ĐH – 2007): Do phát xạ nên ngày (86400 s) khối lượng Mặt Trời giảm lượng 3,744.1014 kg Biết vận tốc ánh sáng chân không là 3.108 m/s Công suất xạ (phát xạ) trung bình Mặt Trời A 6,9.1015 MW B 5,9.1010 MW C 3,9.1020 MW D 4,9.1040 MW Câu 19(ĐH – 2007): Một bánh xe có momen quán tính trục quay ∆ cố định là kg.m2 đứng yên thì chịu tác dụng momen lực 30 N.m trục quay ∆ Bỏ qua lực cản Sau bao lâu, kể từ bắt đầu quay, bánh xe đạt tới vận tốc góc có độ lớn 100 rad/s? A 12 s B 15 s C 20 s D 30 s Câu 20(ĐH – 2007): Phát biểu nào sai nói momen quán tính vật rắn trục quay xác định? A Momen quán tính vật rắn luôn luôn dương BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 19 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B Momen quán tính vật rắn có thể dương, có thể âm tùy thuộc vào chiều quay vật C Momen quán tính vật rắn đặc trưng cho mức quán tính vật chuyển động quay D Momen quán tính vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay Câu 21(CĐ 2008): Cho ba cầu nhỏ khối lượng tương ứng là m1, m2 và m3 gắn các điểm A, B và C (B nằm khoảng AC) trên cứng có khối lượng không đáng kể Biết m1 = kg, m3 = kg và BC = 2AB Để hệ (thanh và ba cầu) có khối tâm nằm trung điểm BC thì B m2 = kg C m2 = 1,5 kg D m2 = kg A m2 = 2,5 kg Câu 22(CĐ 2008): Một bánh xe quay với tốc độ góc 24 rad/s thì bị hãm Bánh xe quay chậm dần với gia tốc góc có độ lớn rad/s2 Thời gian từ lúc hãm đến lúc bánh xe dừng A 24 s B s C 12 s D 16 s Câu 23(CĐ 2008): Vật rắn thứ quay quanh trục cố định ∆1 có momen động lượng là L1, momen quán tính trục ∆1 là I1 = kg.m2 Vật rắn thứ hai quay quanh trục cố định ∆2 có momen động lượng là L2, momen quán tính trục ∆2 là I2 = kg.m2 Biết động quay hai vật rắn trên là Tỉ số L1/ L2 A 4/9 B 2/3 C 9/4 D 3/2 Câu 24(CĐ 2008): Một vật rắn quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ quanh trục cố định Góc mà vật quay sau khoảng thời gian t, kể từ lúc vật bắt đầu quay tỉ lệ với A t2 B t C √t D 1/t Câu 25(CĐ 2008): Biết tốc độ ánh sáng chân không là c và khối lượng nghỉ hạt là m Theo thuyết tương đối hẹp Anh-xtanh, hạt này chuyển động với tốc độ v thì khối lượng nó là A m/√(1-(c2/v2)) B m.√(1-(v2/c2)) C m/√(1+(v2/c2)) D m/√(1-(v2/c2)) Câu 26(CĐ 2008): Một vật rắn quay quanh trục cố định ∆ tác dụng momen lực N.m Biết gia tốc góc vật có độ lớn rad/s2 Momen quán tính vật trục quay ∆ là B 1,2 kg.m2 C 1,5 kg.m2 D 2,0 A 0,7 kg.m2 kg.m Câu 27(CĐ 2008): Một AB đồng chất, tiết diện đều, chiều dài L đỡ nằm ngang nhờ giá đỡ đầu A và giá đỡ điểm C trên Nếu giá đỡ đầu A chịu 1/4 trọng lượng thì giá đỡ điểm C phải cách đầu B đoạn A 2L/3 B 3L/4 C L/3 D L/2 Câu 28(CĐ 2008): Dao động học lắc vật lí đồng hồ lắc đồng hồ chạy đúng là dao động A trì B tắt dần C cưỡng D tự Câu 29(CĐ 2008): Khi nói phôtôn, phát biểu nào đây là sai ? A Phôtôn luôn chuyển động với tốc độ lớn không khí B Động lượng phôtôn luôn không C Mỗi phôtôn có lượng xác định D Tốc độ các phôtôn chân không là không đổi Câu 30(CĐ 2008): Một cứng có chiều dài 1,0 m, khối lượng không đáng kể Hai đầu gắn hai chất điểm có khối lượng là kg và kg Thanh quay mặt phẳng ngang quanh trục cố định thẳng đứng qua trung điểm với tốc độ góc 10 rad/s Momen động lượng BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 20 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A 12,5 kg.m2/s B 7,5 kg.m2/s C 10,0 kg.m2/s D 15,0 kg.m2/s Câu 31(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Người ta xác định tốc độ nguồn âm cách sử dụng thiết bị đo tần số âm Khi nguồn âm chuyển động thẳng lại gần thiết bị đứng yên thì thiết bị đo tần số âm là 724 Hz, còn nguồn âm chuyển động thẳng với cùng tốc độ đó xa thiết bị thì thiết bị đo tần số âm là 606 Hz Biết nguồn âm và thiết bị luôn cùng nằm trên đường thẳng, tần số nguồn âm phát không đổi và tốc độ truyền âm môi trường 338 m/s Tốc độ nguồn âm này là A v ≈ 30 m/s B v ≈ 25 m/s C v ≈ 40 m/s D v ≈ 35 m/s Câu 32(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Momen lực tác dụng lên vật rắn có trục quay cố định có giá trị A không thì vật đứng yên quay B không đổi và khác không thì luôn làm vật quay C dương thì luôn làm vật quay nhanh dần D âm thì luôn làm vật quay chậm dần Câu 33(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Một bàn tròn phẳng nằm ngang bán kính 0,5 m có trục quay cố định thẳng đứng qua tâm bàn Momen quán tính bàn trục quay này là kg.m2 Bàn quay với tốc độ góc 2,05 rad/s thì người ta đặt nhẹ vật nhỏ khối lượng 0,2 kg vào mép bàn và vật dính chặt vào đó Bỏ qua ma sát trục quay và sức cản môi trường Tốc độ góc hệ (bàn và vật) A 0,25 rad/s B rad/s C 2,05 rad/s D rad/s Câu 34(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Một mảnh AB đồng chất tiết diện đều, chiều dài l , khối lượng m Tại đầu B người ta gắn chất điểm có khối lượng (thanh và chất điểm) cách đầu A đoạn A l B 2l C l D m Khối tâm hệ l Câu 35 (ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Một ròng rọc có trục quay nằm ngang cố định, bán kính R, khối lượng m Một sợi dây không dãn có khối lượng không đáng kể, đầu quấn quanh ròng rọc, đầu còn lại treo vật khối lượng m Biết dây không trượt trên ròng rọc Bỏ qua ma sát ròng rọc với trục quay và sức cản môi trường Cho momen quán tính ròng rọc trục quay là A g B g mR 2 và gia tốc rơi tự g C g D 2g Câu 36(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Một mảnh đồng chất tiết diện đều, khối lượng m, chiều dài l , có thể quay xung quanh trục nằm ngang qua đầu và vuông góc với Bỏ qua ma sát trục quay và sức cản môi trường Mômen quán tính trục quay là I = ml và gia tốc rơi tự là g Nếu thả không vận tốc đầu từ vị trí nằm ngang thì tới vị trí thẳng đứng có tốc độ góc ω A 2g 3l B 3g l C 3g 2l D g 3l Câu 37 (ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Phát biểu nào sau đây là đúng nói ngẫu lực ? A Momen ngẫu lực không có tác dụng làm biến đổi vận tốc góc vật B Hai lực ngẫu lực không cân C Đới với vật rắn không có trục quay cố định, ngẫu lực không làm quay vật D Hợp lực cửa ngẫu lực có giá (đường tác dụng) qua khối tâm vật BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 21 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 38(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Một vật rắn quay quanh trục cố định qua vật có phương trình chuyển động ϕ = 10 + t ( ϕ tính rad t tính giây) Tốc độ góc và góc mà vật quay sau thời gian s kể từ thời điểm t = là A 10 rad/s và 25 rad B rad/s và 25 rad C 10 rad/s và 35 rad D rad/s và 35 rad Câu 39(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Một đĩa phẳng quay quanh trục cố định qua tâm và vuông góc với mặt phẳng đĩa với tốc độ góc không đổi Một điểm nằm mép đĩa A không có gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến B có gia tốc hướng tâm mà không có gia tốc tiếp tuyến C có gia tốc tiếp tuyến mà không có gia tốc hướng tâm D có gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến Câu 40(Đề thi cao đẳng năm 2009): Thiên Hà chúng ta (Ngân Hà) có cấu trúc dạng C xoắn ốc D hình cầu A hình trụ B elipxôit Câu 41(Đề thi cao đẳng năm 2009): Một cái thước nằm yên dọc theo trục tọa độ hệ quy chiếu quán tính K thì có chiều dài riêng là l Với c là tốc độ ánh sáng chân không Khi thước chuyển động dọc theo trục tọa độ này với tốc độ v thì chiều dài thước đo hệ K là A l v2 1+ c B l v2 1− c C l − v c v c D l + Câu 42(Đề thi cao đẳng năm 2009) : Một cứng đồng chất có chiều dài l, khối lượng m, quay quanh trục ∆ qua trung điểm và vuông góc với Cho momen quán tính trục ∆ là m ml Gắn chất điểm có khối lượng vào đầu Momen 12 quán tính hệ trục ∆ là A ml B 13 ml 12 C ml D ml Câu 43(Đề thi cao đẳng năm 2009) : Coi Trái Đất là cầu đồng chất có khối lượng m = 6,0.1024 kg, bán kính R = 6400 km và momen quán tính trục ∆ qua tâm là mR Lấy π = 3,14 Momen động lượng Trái Đất chuyển động quay xung quanh trục ∆ với chu kì 24 giờ, có giá trị A 2,9.1032 kg.m2/s B 8,9.1033 kg.m2/s C 1,7.1033 kg.m2/s D 7,1.1033 kg.m2/s Câu 44(Đề thi cao đẳng năm 2009): Một vật rắn quay biến đổi quanh trục cố định qua vật Một điểm xác định trên vật rắn và không nằm trên trục quay có A độ lớn gia tốc tiếp tuyến thay đổi B gia tốc hướng tâm luôn hướng vào tâm quỹ đạo tròn điểm đó C gia tốc góc luôn biến thiên theo thời gian D tốc độ dài biến thiên theo hàm số bậc hai thời gian Câu 45(Đề thi cao đẳng năm 2009): Một đĩa tròn phẳng, đồng chất có khối lượng m = 2kg và bán kính R = 0,5 m Biết momen quán tính trục ∆ qua tâm đối xứng và vuông góc với mặt phẳng đĩa là mR2 Từ trạng thái nghỉ, đĩa bắt đầu quay xung quanh trục ∆ cố định, tác dụng lực tiếp tuyến với mép ngoài và đồng phẳng với đĩa Bỏ qua các lực cản Sau s đĩa quay 36 rad Độ lớn lực này là A 4N B 3N C 6N D 2N Câu 46(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Hạt nào sau đây không phải là hạt sơ cấp? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 22 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - - vuhoangbg@gmail.com + A êlectron (e ) B prôtôn (p) C pôzitron (e ) D anpha (α) Câu 47(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Với các hành tinh sau hệ Mặt Trời: Hỏa tinh, Kim tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thủy tinh; tính từ Mặt Trời, thứ tự từ là: A Hỏa tinh, Mộc tinh, Kim tinh, Thủy tinh, Thổ tinh.B Kim tinh, Mộc tinh, Thủy tinh, Hỏa tinh, Thổ tinh C Thủy tinh, Kim tinh, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh.D Thủy tinh, Hỏa tinh, Thổ tinh, Kim tinh, Mộc tinh Câu 48(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Một vật có khối lượng nghỉ 60 kg chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng chân không) thì khối lượng tương đối tính nó là A 75 kg B 80 kg C 60 kg D 100 kg Câu 49(ĐỀ ĐH 2009): Một vật rắn quay quanh trục cố định tác dụng momen lực không đổi và khác không Trong trường hợp này, đại lượng thay đổi là A Momen quán tính vật trục đó B Khối lượng vật C Momen động lượng vật trục đó D Gia tốc góc vật Câu 50(ĐỀ ĐH 2009): Từ trạng thái nghỉ, đĩa bắt đầu quay quanh trục cố định nó với gia tốc không đổi Sau 10 s, đĩa quay góc 50 rad Góc mà đĩa quay 10 s là B 150 rad C 100 rad D 200 rad A 50 rad Câu 51(ĐỀ ĐH 2009): Một vật rắn quay nhanh dần quanh trục cố định, 3,14 s tốc độ góc nó tăng từ 120 vòng/phút đến 300 vòng/phút Lấy π = 3,14 Gia tốc góc vật rắn có độ lớn là A rad/s2 B 12 rad/s2 C rad/s2 D rad/s2 Câu 52(ĐỀ ĐH 2009): Momen quán tính vật rắn trục quay cố định A Có giá trị dương âm tùy thuộc vào chiều quay vật rắn B Phụ thuộc vào momen ngoại lực gây chuyển động quay vật rắn C Đặc trưng cho mức quán tính vật rắn chuyển động quay quanh trục D Không phụ thuộc vào phân bố khối lượng vật rắn trục quay Câu 53 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Êlectron là hạt sơ cấp thuộc loại A leptôn B hipêron C mêzôn D nuclôn Câu 54 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Trong số các hành tinh sau đây hệ Mặt Trời: Thủy tinh, Trái Đất, Thổ tinh, Mộc tinh, hành tinh xa Mặt trời là A Trái Đất B Thủy tinh C Thổ tinh D Mộc tinh Câu 55 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2010)Trong các hạt sơ cấp: pôzitron, prôtôn, nơtron; hạt có khối lượng nghỉ là A prôzitron B prôtôn C phôtôn D nơtron Câu 56 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2011) : Khi nói hệ Mặt Trời, phát biểu nào sau đây sai? A Sao chổi là thành viên hệ Mặt Trời B Các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời theo cùng chiều C Hành tinh xa Mặt Trời là Thiên Vương tinh D Hành tinh gần Mặt Trời là Thủy tinh Câu 57 (Đề thi ĐH – CĐ năm 2011) : Một thiên thạch bay vào bầu khí Trái Đất, bị ma sát mạnh , nóng sáng và bốc cháy, để lại vết sáng dài Vết sáng dài này gọi là A đôi B siêu C băng D chổi Câu 58(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Xét hạt: nơtrinô, nơtron, prôtôn, êlectron Các hạt này xếp theo thứ tự giảm dần khối lượng nghỉ: A prôtôn, nơtron, êlectron, nơtrinô B nơtron, prôtôn, nơtrinô, êlectron C nơtrinô, nơtron, prôtôn, êlectron D nơtron, prôtôn, êlectron, nơtrinô BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 23 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com Câu 59(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Con lắc vật lí là vật rắn quay quanh trục nằm ngang cố định Dưới tác dụng trọng lực, ma sát không đáng kể thì chu kì dao động nhỏ lắc A không phụ thuộc vào gia tốc trọng tường vị trí lắc dao động B phụ thuộc vào biên độ dao động lắc C phụ thuộc vào khoảng cách từ trọng tâm vật rắn đến trục quay nó D không phụ thuộc vào momen quán tính vật rắn trục quay nó Câu 60(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Một bánh đà quay quanh trục cố định nó Tác dụng vào bánh đà momen hãm, thì momen động lượng bánh đà có độ lớn giảm từ 3,0 kg.m2/s xuống còn 0,9 kg.m2/s thời gian 1,5 s Momen hãm tác dụng lên bánh đà khoảng thời gian đó có độ lớn là C 1,4 N.m D 33 N.m A 3,3 N.m B 14 N.m Câu 61(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Một vật rắn quay nhanh dần quanh trục cố định Tại t = 0, tốc độ góc vật là ω0 Kể từ t = , 10 s đầu, vật quay góc 150 rad và giây thứ 10 vật quay góc 24 rad Giá trị ω0 là A 2,5 rad/s B rad/s C 7,5 rad/s D 10 rad/s Câu 62(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Một cái thước nằm yên dọc theo trục tọa độ hệ quy chiếu quán tính K thì có chiều dài là l Khi thước chuyển động dọc theo trục tọa độ này với tốc độ 0,8 lần tốc độ ánh sáng chân không thì chiều dài thước đo hệ K là A 0,8l B 0, 6l C 0, 36l D 0, 64l Câu 63(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Một vật rắn quay quanh trục cố định, có momen quán tính không đổi trục này Nếu momen lực tác dụng lên vật khác không và không đổi thì vật quay A với gia tốc góc không đổi B với tốc độ góc không đổi C chậm dần dừng hẳn D nhanh dần chậm dần Câu 64(Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Một đĩa tròn mỏng đồng chất có đường kính 30 cm, khối lượng 500 g quay quanh trục cố định qua tâm đĩa và vuông góc với mặt phẳng đĩa Biết chu kỳ quay đĩa là 0,03 s Công cần thực để làm cho đĩa dừng lại có độ lớn là A 820 J B 123 J C 493 J D 246 J Câu 65 (DH 2012) Một đĩa bắt đầu xoay quay quanh trục cố định nó với gia tốc góc không đổi, sau 10s quay góc 50 rad Sau 20s kể từ lúc bắt đầu quay, góc mà đĩa quay là A 400 rad B 100 rad C 300 rad D 200 rad Câu 66(DH 2012) Tại thời điểm t = 0, vật rắn bắt đầu quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ quanh trục cố định ∆ Ở các thời điểm t1 và t2 = 4t1, momen động lượng vật trục ∆ là L1 và L2 Hệ thức liên hệ L1 và L2 là B L2 = 2L1 C L1 = 2L2 D L1 = 4L2 A L2 = 4L1 0, Câu 67(DH 2012) Khi đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm H hiệu điện chiều 12 V π thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 0,4 A Sau đó, thay hiệu điện này điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 12 V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây A 0,30 A B 0,40 A C 0,24 A D 0,17 A Câu 68(DH 2012) Một có chiều dài riêng là ℓ Cho chuyển động dọc theo phương chiều dài nó hệ quy chiếu quán tính có tốc độ 0,8 c (c là tốc độ ánh sáng chân không) Trong hệ quy chiếu đó, chiều dài bị co bớt 0,4 m Giá trị ℓ là A m B m C m D m Câu 69(DH 2012) Một bánh xe quay quanh trục cố định ( ∆ ) với động 1000 J Biết momen quán tính bánh xe trục ∆ là 0,2 kg.m2 Tốc độ góc bánh xe là A 50 rad/s B 10 rad/s C 200 rad/s D 100 rad/s Câu 70(DH 2012) Một đĩa tròn bắt đầu quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ quanh trục qua tâm và vuông góc với mặt đĩa, với gia tốc 0,25 rad/s2 Sau bao lâu, kể từ lúc bắt đầu quay, góc vectơ gia tốc tiếp tuyến và vectơ gia tốc điểm nằm trên mép đĩa 450? BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 24 Từ vi mô đến vĩ mô - ĐT: 01689.996.187 Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A s B s C s D s Câu 71 (DH 2012) Xét các hành tinh sau đây Hệ Mặt Trời: Thủy Tinh, Trái Đất, Thổ Tinh, Mộc Tinh Hành tinh xa Mặt trời là A Mộc Tinh B Trái Đất C Thủy Tinh D Thổ Tinh Câu 72(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Biết động tương đối tính hạt lượng nghỉ nó Tốc độ hạt này (tính theo tốc độ ánh sáng chân không c) 3 A c B c C c D c 2 Câu 73(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Trong số các hạt: prôtôn, anpha, trini và đơteri, hạt sơ cấp là A trini B đơteri C anpha D prôtôn Câu 74(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một vật rắn quay quanh trục cố định xuyên qua vật Các điểm trên vật rắn (không thuộc trục quay) A có cùng gia tốc góc cùng thời điểm B có cùng tốc độ dài cùng thời điểm C quay góc khác cùng khoảng thời gian D có tốc độ góc khác cùng thời điểm Câu 75(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một cứng, nhẹ, chiều dài 2a Tại đầu có gắn viên bi nhỏ, khối lượng viên bi là m Momen quán tính hệ (thanh và các viên bi) trục quay qua trung điểm và vuông góc với là 1 A 2ma2 B ma2 C ma2 D ma2 4 Câu 76(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một vật rắn quay nhanh dần quanh trục cố định xuyên qua vật Một điểm trên vật rắn (không thuộc trục quay) có A vectơ gia tốc tiếp tuyến hướng vào tâm quĩ đạo nó B độ lớn gia tốc tiếp tuyến không đổi C vectơ gia tốc tiếp tuyến ngược chiều với chiều quay nó thời điểm D độ lớn gia tốc tiếp tuyến thay đổi Câu 77(CAO ĐẲNG NĂM 2012): Một vật rắn quay quanh nhanh dần từ trạng thái nghỉ quanh trục cố định xuyên qua vật Sau 4s đầu tiên, vật rắn này đạt tốc độ góc là 20 rad/s Trong thời gian đó, điểm thuộc vật rắn (không nằm trên trục quay) quay góc có độ lớn A 40 rad B 10 rad C 20 rad D 120 rad 1A 11B 21D 31A 41B 51D 61B 71D 2B 12A 22C 32A 42A 52C 62B 72C 3A 13B 23D 33D 43D 53A 63A 73D ĐÁP ÁN: TỪ VI MÔ - VĨ MÔ ĐHCĐ 2007-2012 4A 5C 6D 7C 8B 14A 15B 16C 17A 18C 24A 25D 26C 27C 28A 34B 35A 36B 37D 38D 44B 45A 46D 47C 48A 54C 55C 56C 57C 58D 64C 65D 66A 67C 68B 74A 75A 76B 77A BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ 25 9C 19C 29B 39B 49C 59D 69D 10D 20B 30A 40C 50B 60C 70B Từ vi mô đến vĩ mô HƯỚNG DẪN GIẢI NHANH MÔN Lời nói đầu Để giúp các em thấy hướng ôn tập môn Vật Lí hiệu nhằm chuẩn bị cho kỳ thi tuyển sinh Đại học – Cao đẳng tới, thầy thân tặng phần tài liệu khóa “ LUYỆN THI CẤP TỐC 2012 ” mở vào đầu tháng nhằm trang bị cho các em kỹ giải trắc nghiệm nhanh ! Tài liệu gồm hai phần : - Phần thứ là hướng dẫn giải đề thi tuyển sinh Đại học và Cao đẳng từ 2007 đến 2011 theo chủ đề chương, phần này giúp các em có cái nhìn bao quát phân bố bài tập vật lí đề thi tuyển sinh Đại học, có thể thấy trọng tâm rơi vào phần nào dạng nào chưa đề cập đến để có chuẩn bị đầy đủ Sau đã nắm vững các công thức tính nhanh các dạng toán phần này, các em có thể đạt điểm số từ đến điểm Muốn rút ngắn thời gian làm bài để nâng điểm số này lên , các em cần phải sử dụng thục các kỹ phần thứ hai - Trong phần thứ hai, các em học cách sử dụng hai công cụ tuyệt vời để làm bài trắc nghiệm, đó là : Phương pháp sử dụng đường tròn lượng giác và Phương pháp giản đồ véctơ + Phương pháp sử dụng đường tròn lượng giác giúp chúng ta giải nhiều bài toán chương có chứa các đại lượng biến thiên điều hòa, đó là : Dao động cơ, sóng cơ, dòng điện xoay chiều và dao động điện từ cách nhanh chóng và chính xác mà không cần tốn nhiều giấy bút + Phương pháp giản đồ véctơ là công cụ lợi hại dùng riêng cho phần dòng điện xoay chiều, giúp các em thấy chìa khóa để giải bài toán điện liên quan đến độ lệch pha nhanh là tư theo phương pháp đại số + Cuối cùng là số bài toán rèn kỹ tư và biến đổi trích từ các đề thi thử Đại học 2012 các trường, giúp các em hiểu kiến thức cách sâu sắc, biết cách phân tích kiện bài toán và từ đó chọn lựa công thức sử dụng cho phù hợp để tìm đáp án thời gian ngắn CHÚC CÁC EM CÓ MỘT MÙA THI THÀNH CÔNG ! SÀI GÒN , NGÀY 25 – 05 - 2012 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG CƠ CHƯƠNG : DAO ĐỘNG CƠ ***** PHẦN : CON LẮC LÒ XO 1.1 - CHU KỲ - TẦN SỐ DAO ĐỘNG Câu 1(CĐ – 2009 – có thay đổi phần đáp án ): Một lắc lò xo (độ cứng lò xo là 50N/m) dao động điều hòa theo phương ngang Cứ sau 0,05 s thì vật nặng lắc lại cách vị trí cân khoảng cũ Lấy π2 = 10 Khối lượng vật nặng lắc : A 6,25 g B 12.5 g C 25 g D 50 g HD : Xét vị trí , để thỏa mãn đề bài ta phải có : 0, 05  n  m T với n = , , 12,5 ( gam)  có đáp án B phù hợp với n = và m = 12,5g n2 Câu (CĐ – 2009): Một lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa với chu kì 0,4 s Khi vật vị trí cân , lò xo dài 44 cm Lấy g = π2 (m/s2) Chiều dài tự nhiên lò xo là : A 42 cm B 38 cm C 36 cm D 40 cm g g.T HD : l    0,04m  l0  lcb  l  40cm  (2 )2 Câu 3(ĐH – 2007): Một lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k , dao động điều hòa Nếu tăng độ cứng k lên lần và giảm khối lượng m lần thì tần số dao động vật : A tăng lần B giảm lần C tăng lần D giảm lần HD : f '  2 k'  m ' 2 2k 4 m 2 k  f  tăng lần m Câu 4(CĐ – 2007) : Một lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hoà Nếu khối lượng m = 200g thì chu kì dao động lắc là 2s Để chu kì lắc là 1s thì khối lượng m : A 800 g B 200 g C 50 g D 100 g T  T m1 HD :   m2    m1  50 g T2 m2  T1  Câu 5(CĐ – 2007) : Tại nơi, chu kì dao động điều hoà lắc đơn là 2,0 s Sau tăng chiều dài lắc thêm 21cm thì chu kì dao động điều hoà nó là 2,2 s Chiều dài ban đầu lắc này là : A 101 cm B 99 cm C 98 cm D 100 cm GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HD : DAO ĐỘNG CƠ  l  T1  2 g  T1  l      l  1m  100cm  T l  0, 21 l  0, 21   T  2  g  1.2 - PHA DAO ĐỘNG – LI ĐỘ - VẬN TỐC – GIA TỐC Câu 6(ĐH – 2011): Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox Khi chất điểm qua vị trí cân thì tốc độ nó là 20 cm/s Khi chất điểm có tốc độ là 10 cm/s thì cm gia tốc nó có độ lớn là 40 Biên độ dao động chất điểm là : s A cm B cm C cm D 10 cm HD : cm 2a cm  Vmax thì a  amax  amax   80 s 2 s 20   A2  amax A  A   5cm 80 Tại vị trí có v  10 Ta có : Vmax Câu 7(CĐ – 2011): Một vật dao động điều hòa có chu kì s, biên độ 10 cm Khi vật cách vị trí cân cm, tốc độ nó : A 18,84 cm/s B 20,08 cm/s C 25,13 cm/s D 12,56 cm/s HD : Tốc độ vật : | v |  A2  x  25,13 cm s Câu 8(ĐH – 2010): Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T Trong khoảng thời A gian ngắn từ vị trí biên có li độ x = A đến vị trí x   , chất điểm có tốc độ trung bình là : 3A 6A 4A 9A A B C D 2T T T 2T A 3A  2 3A S  A   2 A S A -A   A HD :  V    2 T T t 2T    T T  t        2 2 Câu 9(ĐH – 2010): Một lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ cm Biết chu kì, khoảng thời gian để vật nhỏ lắc có độ lớn gia tốc không cm T vượt quá 100 là Lấy π2 = 10 Tần số dao động vật là : s A Hz B Hz C Hz D Hz HD : Giả sử li độ x , gia tốc có độ lớn 100 thì khoảng thời gian chất điểm từ vị trí GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM T cm s2 -A - A 12 A O A DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG CƠ T A T cân đến x là t    x   2,5cm 12 2 Ta có gia tốc li độ x : a   x  100  (2 f ) 2,5  f  1Hz Câu 10(ĐH – 2009): Một vật dao động điều hòa có độ lớn vận tốc cực đại là 31,4 cm/s Lấy π = 3,14 Tốc độ trung bình vật chu kì dao động là : A B 15 cm/s C 20 cm/s D 10 cm/s HD : V  S A 4 A 4Vmax cm     20 t T 2 2 s Câu 11(CĐ – 2009): Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình vận tốc là v = 4πcos2πt (cm/s) Gốc tọa độ vị trí cân Mốc thời gian chọn vào lúc chất điểm có li độ và vận tốc là : A x = – cm, v = B x = 0, v = – 4π cm/s C x = cm, v = D x = 0, v = 4π cm/s  x0    HD : Do v sớm pha x góc  x  2cos(2 t  )(cm)  t = :  cm 2 v  4 s Câu 12(CĐ – 2009): Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ cm Vật nhỏ lắc có khối lượng 100g, lò xo có độ cứng 100 N/m Khi vật nhỏ có vận tốc 10 10 cm/s thì gia tốc nó có độ lớn là : m m m m A 2 B C D 10 s s s s v2 a2 m HD : Ta có :   A | a | 10   s Câu 13(ĐH – 2008): Một lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 20 N/m và viên bi có khối lượng 0,2 kg dao động điều hòa Tại thời điểm t , vận tốc và gia tốc viên bi lần m lượt là 20 cm/s và Biên độ dao động viên bi là : s A cm B 16 cm C 10 cm D cm v2 a 2 HD : Ta có :   A  A  4cm   1.3 - VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG -Câu 14(ĐH – 2011): Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực 100 dao động toàn phần Gốc thời gian là lúc chất điểm cm qua vị trí có li độ cm theo chiều âm với tốc độ là 40 Lấy π = 3,14 Phương s trình dao động chất điểm là :   A x  4cos(20t  )(cm) B x  4cos(20t  )(cm) 3   C x  6cos(20t  )(cm) D x  6cos(20t  )(cm) 6 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HD : DAO ĐỘNG CƠ 100 rad      20  31, s  Tại t = : v >     Chọn đáp án A  V    A  x2     4cm     -1.4 - QUÃNG ĐƯỜNG – THỜI GIAN -Câu 15(ĐH – 2011): Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình 2 x  4cos t (x tính cm; t tính s) Kể từ t = 0, chất điểm qua vị trí có li độ x = - cm lần thứ 2011 thời điểm : A 3016 s B 3015 s C 6030 s D 6031 s HD : Vì chu kỳ (T = 3s) , vật qua vị trí x = -2cm lần nên sau khoảng thời gian 2 1005T thì vật đã qua vị trí này 2010 lần và trở vị trí ban đầu (biên dương) t=0  Thời điểm vật qua vị trí này lần thứ 2011 là : -2 -4 2 3016 t  1005T  T  T  3016 s 2 O Câu 16(CĐ – 2010): Một vật dao động điều hòa với chu kì T Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân , vận tốc vật lần đầu tiên thời điểm : A T B T C T D T HD : Vận tốc vật lần đầu tiên vị trí biên  t  T v0 A T -A t=0 Câu 17(CĐ – 2009): Một vật dao động điều hòa dọc theo trục tọa độ nằm ngang Ox với chu kì T, vị trí cân và mốc gốc tọa độ Tính từ lúc vật có li độ dương lớn nhất, thời điểm đầu tiên mà động và vật là : T T T B C 12  Ed  Et A HD :   Et  E  x   2  Ed  Et  E  -A  T T  T  Từ hình vẽ  t  2 2 A GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM D T  A O A 2 DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG CƠ Câu 18(ĐH – 2008): Một vật dao động điều hòa có chu kì là T Nếu chọn gốc thời gian t = lúc vật qua vị trí cân , thì nửa chu kì đầu tiên, vận tốc vật không thời điểm : A t = T B t = T C t = T D t = T HD : Chọn đáp án B Câu 19(ĐH – 2008): Một lắc lò xo treo thẳng đứng Kích thích cho lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Chu kì và biên độ dao động lắc là 0,4 s và cm Chọn trục x’x thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc toạ độ vị trí cân , gốc thời gian t = vật qua vị trí cân theo chiều dương Lấy m gia tốc rơi tự g  10 và   10 Thời gian ngắn kể từ t = đến lực s đàn hồi lò xo có độ lớn cực tiểu là : A s B s C s D s 30 15 10 30 x      v  -A HD : Tại t = có  T  2 l  l  0, 04m  4cm g t=0 A O Lực đàn hồi có độ lớn cực tiểu : x  l  4   7 A 7  Từ hình vẽ  t  T  0,  s 2 2 30 A Câu 20(ĐH – 2008): Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình  x  3sin(5 t  ) (x tính cm và t tính giây) Trong giây đầu tiên từ thời điểm t = , chất điểm qua vị trí có li độ x = + cm : A lần B lần C lần D lần t =1s HD :      x  3cos  5 t     3cos  5 t   2 3   T = 0,4s  1( s )  2,5T Đếm từ vòng tròn  qua x = +1 lần 1,5 -3 O t=0 Câu 21(CĐ – 2008): Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox, quanh vị trí cân T O với biên độ A và chu kỳ T Trong khoảng thời gian , quãng đường lớn mà vật có thể là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 A A DAO ĐỘNG CƠ B A C 2 T   T   A sin  A 2 3A D A HD : Ta có :    S Max -A  A 2 O S Max A A Câu 22(CĐ – 2007) : Một vật nhỏ dao động điều hòa có biên độ A, chu kì dao động T , thời điểm ban đầu t0 = vật vị trí biên Quãng đường mà vật từ thời điểm ban đầu đến thời điểm t = A A T là : B 2A C A D A HD : Chọn đáp án C -1.5 - NĂNG LƯỢNG CON LẮC LÒ XO Câu 23(ĐH – 2011): Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox với biên độ 10 cm , chu kì s Mốc vị trí cân Tốc độ trung bình chất điểm khoảng thời gian ngắn chất điểm từ vị trí có động lần đến vị trí có động A 26,12 cm/s lần là : B 14,64 cm/s C 21,96 cm/s D 7,32 cm/s  Ed  Et  x   A  5  E 3    t   HD :   E  Thời gian ngắn là thời gian E E  d   t   x   A  5  Et  E  chất điểm từ x  đến x  :  -10 5 10 O  T T T t    2 2 12  S 5 cm V    21,96 T t s 12 Câu 24(CĐ – 2011): Một lắc lò xo gồm cầu nhỏ khối lượng 500g và lò xo có độ cứng 50 N/m Cho lắc dao động điều hòa trên phương nằm ngang Tại thời điểm vận tốc cầu là 0,1 m/s thì gia tốc nó là – m/s2 Cơ lắc là : A 0,04 J B 0,02 J C 0,01 J D 0,05 J HD : V a2 A    0,0004  E  kA2  0,01J   2 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG CƠ Câu 25(ĐH – 2010): 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 thì tỉ số động và vật là : 1 A B C D HD : a amax Et x E x       d 3 A E A Et Câu 26(CĐ – 2010): Một vật dao động điều hòa với biên độ cm Mốc vị trí cân Khi vật có động lần thì vật cách vị trí cân đoạn : A 4,5 cm HD : Ed  B cm C cm D cm A E  Et  E | x |  3cm 4 Câu 27(CĐ – 2010): Một lắc lò xo gồm viên bi nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m , dao động điều hoà với biên độ 0,1 m Mốc vị trí cân Khi viên bi cách vị trí cân cm thì động lắc : A 0,64 J B 0,32 J C 3,2 mJ D 6,4 mJ HD : Ed  E  Et  k ( A2  x )  0,32 J Câu 28(CĐ – 2010): Một lắc lò xo dao động điều hòa với tần số 2f1 Động lắc biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số f2 : f1 B.f1 f  2.(2 f1 )  f1 A C 4f1 D 2f1 HD : Câu 29(CĐ – 2010): Một lắc lò xo gồm vật nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng 100N/m Con lắc dao động điều hòa theo phương ngang với phương trình x  A cos(t   ) Mốc vị trí cân Khoảng thời gian hai lần liên tiếp lắc có động là 0,1 s Lấy   10 Khối lượng vật nhỏ : A 400 g B 100 g C 200 g D 40 g HD : Eđ = Et Eđ = Et A Ed  Et  Et  E  x   2 T Từ hình vẽ  sau thì động A -A  lại : A O A T  0,1s  m  400 g Eđ = Et GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM Eđ = Et DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG CƠ Câu 30(CĐ – 2010): Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox Mốc vị trí cân Ở thời điểm độ lớn vận tốc vật 50% vận tốc cực đại thì tỉ số động và vật là : 1 B E V V 1 HD :     d  Vmax E Vmax A C D Câu 31(ĐH – 2009): Một lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ là 50 g Con lắc dao động điều hòa theo trục cố định nằm ngang với phương trình x = Acosωt Cứ sau khoảng thời gian 0,05 s thì động và vật lại Lấy π2 = 10 Lò xo lắc có độ cứng : A 25 N/m B 200 N/m C 100 N/m D 50 N/m HD : T N  0,05  k  50 m Câu 32(ĐH – 2009): Một lắc lò xo dao động điều hòa Biết lò xo có độ cứng 36 N/m và vật nhỏ có khối lượng 100g Lấy   10 Động lắc biến thiên theo thời gian với tần số : A Hz B Hz C Hz D 12 Hz HD : f '  f  Hz Câu 33(ĐH – 2009): Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc 10 rad/s Biết động và (mốc vị trí cân vật) thì vận tốc vật có độ lớn 0,6 m/s Biên độ dao động lắc là : A 12 cm B 12 cm C cm D cm HD : Ed  Et  Ed V2 V2    2   A  2cm E 2 Vmax  A Câu 34(CĐ – 2008): Chất điểm có khối lượng m1 = 50 gam dao động điều hòa quanh vị  trí cân nó với phương trình dao động x1  sin(5 t  )cm Chất điểm có khối lượng m2 = 100 gam dao động điều hòa quanh vị trí cân nó với phương trình  dao động x1  5sin( t  )cm Tỉ số quá trình dao động điều hòa chất điểm m1 so với chất điểm m2 : 1 A B C D  2 2  E1  m11 A1 E1  m1   1   A1  HD :           E  m2   2   A2  2  E  m  A2 2 2  GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG CƠ Câu 35(ĐH – 2007): Một vật nhỏ thực dao động điều hòa theo phương trình x  10sin(4 t  với chu kì : A 0,50 s HD : T '   ) (cm) với t tính giây Động vật đó biến thiên B 1,50 s C 0,25 s D 1,00 s T  0, 25s 1.6 - DAO ĐỘNG TẮT DẦN – DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC -Câu 36(ĐH – 2010): Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,02 kg và lò xo có độ cứng N/m Vật nhỏ đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo Hệ số ma sát trượt giá đỡ và vật nhỏ là 0,1 Ban đầu giữ vật vị trí lò xo bị nén 10 cm m buông nhẹ để lắc dao động tắt dần Lấy g = 10 Tốc độ lớn vật nhỏ đạt s quá trình dao động là : A 40 cm/s B 20 cm/s C 10 30 cm/s D 40 cm/s HD : Xét vật li độ x có động Eđ và Et Theo ĐLBTNL : E = Et + Eđ + AF  ms Thay số và rút gọn ta : 2 kA  kx  mv   mg ( A  x) 2 2 v  50  x  0, 02   0,32  vmax  0,32 m  40 cm  x  0, 02m s s Câu 37(CĐ – 2008): Một lắc lò xo gồm viên bi nhỏ khối lượng m và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 10 N/m Con lắc dao động cưỡng tác dụng ngoại lực tuần hoàn có tần số góc F Biết biên độ ngoại lực tuần hoàn không thay đổi Khi thay đổi F thì biên độ dao động viên bi thay đổi và F = 10 rad/s thì biên độ dao động viên bi đạt giá trị cực đại Khối lượng m viên bi : A 100 gam B 120 gam C 40 gam D 10 gam HD : Amax   F  0  k  m = 100 gam m 1.7 - HỆ VẬT -Câu 38(ĐH – 2011): Một lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có đầu cố định, đầu gắn với vật nhỏ m1 Ban đầu giữ vật m1 vị trí mà lò xo bị nén cm, đặt vật nhỏ m2 (có khối lượng khối lượng vật m1) trên mặt phẳng nằm ngang và sát với vật m1 Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương trục lò xo Bỏ qua ma sát Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách hai vật m1 và m2 là : A 3,2 cm B 5,7 cm C 2,3 cm D 4,6 cm HD : Hai vật bắt đầu rời vị trí cân , vật m2 chuyển động thẳng với vận tốc V0 , còn vật m1 tiếp tục dao động điều hòa với biên độ A2 và với tần số góc 2  k Ta có : V0  1 A1  2 A2  m1 k k A A1  A2  A2  2m1 m1 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG CƠ 10 A1  S  A   4 2  2   S  S2  S1  3, 2cm V T    S2  V0   A2  2  2 1.8 - TỔNG HỢP DAO ĐỘNG -Câu 39(ĐH – 2011): Dao động chất điểm có khối lượng 100g là tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương, có phương trình li độ là x1 = 5cos10t và x2 = 10cos10t (x1 và x tính cm, t tính s) Mốc vị trí cân Cơ chất điểm : A 112,5 J B 0,1125 J C 225 J D 0,225 J HD :    A  A1  A2  0,15m  E  m A2  0,1125 J Câu 40(CĐ – 2011): Một vật nhỏ có chuyển động là tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương Hai dao động này có phương trình là x1  A1cos t và  x2  A2cos( t+ ) Gọi E là vật Khối lượng vật : 2E E A B  A12  A22  A12  A22 E 2E C 2 D 2  ( A1  A2 )  ( A1  A22 ) HD : 1 2E     A2  A12  A22  E  m A2  m ( A12  A22 )  m  2 2  ( A1  A22 ) Câu 41(ĐH – 2010): Dao động tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng 5 tần số có phương trình li độ x  3cos( t  ) (cm) Biết dao động thứ có phương  trình li độ x1  5cos( t  ) (cm) Dao động thứ hai có phương trình li độ là :   A x2  8cos( t  ) (cm) B x2  2cos( t  ) (cm) 6 5 5 C x2  2cos( t  ) (cm) D x2  8cos( t  ) (cm) 6 HD : Vẽ giản đồ Fresnel ta thấy hai dao động x1 và x2 ngược pha  A2  A1  A  8cm   5  Chọn đáp án D       Câu 42(CĐ – 2010): Chuyển động vật là tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương Hai dao động này có phương trình là x1  3cos10t (cm)  và x2  4sin(10t  )(cm) Gia tốc vật có độ lớn cực đại : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 A m s2 HD : x2  4sin(10t  DAO ĐỘNG CƠ 11 B m s2 C m s2 D 0,7 m s2  )  4cos10t (cm)    A | A1  A2 | 7cm  amax   A  700 cm m 7 2 s s Câu 43(ĐH – 2009): Chuyển động vật là tổng hợp hai dao động điều hòa  cùng phương Hai dao động này có phương trình là x1  4cos(10t  ) (cm) 3 và x2  3cos(10t  ) (cm) Độ lớn vận tốc vật vị trí cân là : A 80 cm/s B 100 cm/s C 10 cm/s D 50 cm/s HD :     A | A1  A2 | 1cm  Vmax   A  10 cm s Câu 44(ĐH – 2008): Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số , cùng biên   độ và có các pha ban đầu là và  Pha ban đầu dao động tổng hợp hai dao động trên : A  12 B  HD : Hai dao động cùng biên độ    C   D  1  2   12 Câu 45(CĐ – 2008): Cho hai dao động điều hoà cùng phương có phương trình dao   động là x1  3 sin(5 t  )cm và x2  3 sin(5 t  )cm Biên độ dao 2 động tổng hợp hai dao động trên : A cm B 3 cm C cm D cm HD :     A | A1  A2 | Câu 46(ĐH – 2007): Hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình   là x1  4sin( t  ) (cm) và x2  4sin( t  ) (cm) Dao động tổng hợp hai dao động này có biên độ là : A cm B cm C 2 cm D cm    2  HD : Hai dao động cùng biên độ  A  Ac os  1   cm   PHẦN : CON LẮC ĐƠN 1.9 - CHU KỲ - TẦN SỐ DAO ĐỘNG Câu 47(CĐ – 2010): Tại nơi trên mặt đất , lắc đơn có chiều dài ℓ dao động điều hoà với chu kì s Khi tăng chiều dài lắc thêm 21 cm thì chu kì dao động điều hoà nó là 2,2 s Chiều dài ℓ : A 2,5 m B m C m D 1,5 m GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG CƠ 12  l  T1  2 g  T1  l  HD :      l  1m T l  0, 21 l  0, 21   T  2  g  Câu 48(ĐH – 2009): Tại nơi trên mặt đất, lắc đơn dao động điều hòa Trong khoảng thời gian ∆t , lắc thực 60 dao động toàn phần; thay đổi chiều dài lắc đoạn 44 cm thì khoảng thời gian ∆t ấy, nó thực 50 dao động toàn phần Chiều dài ban đầu lắc là : A 80 cm B 100 cm C 60 cm D 144 cm t , vì N2<N1 nên T2  T1  l2  l1  0, 44 N  l t  2  T1  60 g l1   50      l1  1m  100cm  60 l  0, 44   l  0, 44  t T   50  2 g  HD : Ta có : T  m , lắc đơn và s2 lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với cùng tần số Biết lắc đơn có chiều dài 49 cm và lò xo có độ cứng 10 N/m Khối lượng vật nhỏ lắc lò xo là : A 0,125 kg B 0,500 kg C 0,750 kg D 0,250 kg Câu 49(ĐH – 2009): Tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 HD : fcon lắc đơn = fcon lắc lò xo  2 g  l 2 k  m  0,5kg m 1.10 - VẬN TỐC DÀI - SỨC CĂNG DÂY Câu 50(ĐH – 2011): Một lắc đơn dao động điều hoà với biên độ góc α0 nơi có gia tốc trọng trường là g Biết lực căng dây lớn 1,02 lần lực căng dây nhỏ Giá trị α0 là : A 9,6 B 6,6 C 3,3 D 5,6 HD : Tmax mg (3  2cos  )   1,02    6,60 Tmin mg cos  1.11 - NĂNG LƯỢNG CON LẮC ĐƠN Câu 51(CĐ – 2011): Một lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc α0 Lấy mốc vị trí cân Ở vị trí lắc có động thì li độ góc nó :     A  B  C  D  2 HD : Ed  Et  Et   1 1 E  mgl  mgl 02     2 2 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG CƠ 13 Câu 52(CĐ – 2011): Một lắc đơn có chiều dài dây treo 1m dao động điều hòa với biên độ góc  rad nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 Lấy π2 = 10 Thời gian 20 ngắn để lắc từ vị trí cân đến vị trí có li độ góc A s B s C s  rad là : 40 D s HD : Thời gian ngắn để lắc từ vị trí cân (   ) đến   (  ) là : 40  1 l t  T  T  2  s 2 6 g -0 vị trí 0 0 O  Câu 53(ĐH – 2010): Tại nơi có gia tốc trọng trường g, lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc α0 nhỏ Lấy mốc vị trí cân Khi lắc chuyển động nhanh dần theo chiều dương đến vị trí có động thì li độ góc α lắc :     A  B  C D 2 E 1  mgl  mgl 02 2     v0 HD : Ed  Et  Et  -0 - 0 v0 O 0   Vì chuyển động nhanh dần v0 v0 0 nhanh dần chậm dần Câu 54(CĐ – 2009): Tại nơi có gia tốc trọng trường là 9,8 m/s2 , lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc 60 Biết khối lượng vật nhỏ lắc là 90 g và chiều dài dây treo là m Chọn mốc vị trí cân bằng, lắc xấp xỉ : A 6,8.10–3J B 5,8.10–3 J C 3,8.10–3J D 4,8.10–3 J theo chiều dương nên     60.3,14  1 HD : E  mgl  0, 09.9,8.1   4,8.103 J  2  180  Câu 55(CĐ – 2009): Tại nơi có gia tốc trọng trường g , lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc α0 Biết khối lượng vật nhỏ lắc là m , chiều dài dây treo là ℓ , mốc vị trí cân Cơ lắc là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG CƠ 14 1 mgl02 B mgl 02 C mgl02 D 2mgl 02 HD : Chọn đáp án A 1.12 - CON LẮC ĐƠN CHỊU TÁC DỤNG CỦA NGOẠI LỰC KHÔNG ĐỔI -Câu 56(ĐH – 2011): Một lắc đơn treo vào trần thang máy Khi thang máy chuyển động thẳng đứng lên nhanh dần với gia tốc có độ lớn a thì chu kì dao động điều hoà lắc là 2,52 s Khi thang máy chuyển động thẳng đứng lên chậm dần với gia tốc có độ lớn a thì chu kì dao động điều hoà lắc là 3,15 s Khi thang máy đứng yên thì chu kì dao động điều hoà lắc là : A 2,84 s B 2,78 s C 2,96 s D 2,61 s HD : A  l  g  a 4 T1  2  l  T2 g  a    l 4 4 4 T1T2  g  a 4    2    T   2,78s T2  2 2 g  a l T T T T T  T 2   2   g 4 l  T  2   T g   l Câu 57(ĐH – 2010): Một lắc đơn có chiều dài dây treo 50 cm và vật nhỏ có khối lượng 0,01 kg mang điện tích q  5.10 6 C , coi là điện tích điểm Con lắc dao động điều hòa điện trường mà vectơ cường độ điện trường có độ lớn E = 104 V/m và hướng thẳng đứng xuống Lấy g = 10 m/s2, π = 3,14 Chu kì dao động điều hòa lắc là : A 0,58 s B 1,99 s C 1,40 s D 1,15 s HD : T '  2 l l  2  1,15s qE g' g m Câu 58(CĐ – 2010): Treo lắc đơn vào trần ôtô nơi có gia tốc trọng trường m g = 9,8 Khi ôtô đứng yên thì chu kì dao động điều hòa lắc là s Nếu ôtô s m chuyển động thẳng nhanh dần trên đường nằm ngang với gia tốc 2 thì chu kì dao s động điều hòa lắc xấp xỉ : A 1,98 s B 2,00 s C 1,82 s D 2,02 s  l T  2  g  HD :   T '  T l l T '  2  2  g' g  a2  GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM g g a  1,98s DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG CƠ 15 Câu 59(ĐH – 2007): Một lắc đơn treo trần thang máy Khi thang máy đứng yên , lắc dao động điều hòa với chu kì T Khi thang máy lên thẳng đứng , chậm dần với gia tốc có độ lớn nửa gia tốc trọng trường nơi đặt thang máy thì lắc dao động điều hòa với chu kì T’ : A 2T B T  l T  2  g  T' HD :    l l T  2 T '  2 g g'  g  GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM C T D T g T 'T g DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG CƠ 16 CHƯƠNG : SÓNG CƠ -2.1 - ĐẠI CƯƠNG SÓNG CƠ -Câu 60(ĐH – 2011): Một sóng hình sin truyền theo phương Ox từ nguồn O với tần số 20 Hz , có tốc độ truyền sóng nằm khoảng từ 0,7 m/s đến m/s Gọi A và B là hai điểm nằm trên Ox , cùng phía so với O và cách 10 cm Hai phần tử môi trường A và B luôn dao động ngược pha với Tốc độ truyền sóng là : A 80 cm/s B 85 cm/s C 90 cm/s D 100 cm/s  v 2 df m    (2k  1)  (2k  1)     v  0,8 HD :    v s  0,7  0,  v    k   (2k  1) Câu 61(CĐ – 2011) : Trên phương truyền sóng có hai điểm M và N cách 80cm Sóng truyền theo chiều từ M đến N với bước sóng là 1,6m Coi biên độ sóng không đổi quá trình truyền sóng Biết phương trình sóng N là  (t  4)(m ) thì phương trình sóng M là :   A uM  0,08cos (t  4)(m ) B uM  0,08cos (t  )(m) 2   C uM  0,08cos (t  1)(m) D uM  0,08cos (t  2)(m ) 2  2 d   HD : uM  0, 08cos  t     0,08cos  t   ( m) 2   u N  0, 08cos Câu 62(ĐH – 2010): Tại điểm trên mặt chất lỏng có nguồn dao động với tần số 120 Hz , tạo sóng ổn định trên mặt chất lỏng Xét gợn lồi liên tiếp trên phương truyền sóng , phía so với nguồn , gợn thứ cách gợn thứ năm 0,5 m Tốc độ truyền sóng là : A 30 m/s B 15 m/s C 12 m/s D 25 m/s 0,5   0,125m   HD :   v   f  15 m/s  f  120 Hz Câu 63(CĐ – 2010): Một sóng truyền môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u  5cos(6 t   x )(cm) (x tính mét, t tính giây) Tốc độ truyền sóng : A m/s B m/s C m/s D m/s   2 f  6  f  3Hz m  HD :  v6 2 x   s    2m   x   GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG CƠ 17 Câu 64(ĐH – 2009): Một nguồn phát sóng dao động theo phương  )(cm) Biết dao động hai điểm gần trên cùng  phương truyền sóng cách 0,5 m có độ lệch pha là Tốc độ truyền sóng đó trình u  4cos(4 t  là : A 1,0 m/s B 6,0 m/s C 2,0 m/s D 1,5 m/s    2 f  4  f  Hz m  HD :  v6 2 0,5    s    3m      Câu 65(CĐ – 2009): Một sóng truyền theo trục Ox với phương trình u = acos(4πt–0,02πx) (u và x tính cm, t tính giây) Tốc độ truyền sóng này là : A 50 cm/s B 200 cm/s C 100 cm/s D 150 cm/s   2 f  4  f  Hz m  HD :   v  200 2 x   s   100m  0,02 x   Câu 66(CĐ – 2009): Một sóng có chu kì s truyền với tốc độ m/s Khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền mà đó các phần tử môi trường dao động ngược pha là : A 2,0 m B 0,5 m C 1,0 m D 2,5 m HD :   2 d 2 d f     d  1m  v Câu 67(ĐH – 2008): Một sóng lan truyền trên đường thẳng từ điểm O đến điểm M cách O đoạn d Biết tần số f , bước sóng λ và biên độ a sóng không đổi quá trình sóng truyền Nếu phương trình dao động phần tử vật chất điểm M có dạng uM(t) = asin2πft thì phương trình dao động phần tử vật chất O là : d  d C u0 (t )  a sin 2 ( ft  )  A u0 (t )  a sin  ( ft  ) d )  d D u0 (t )  a sin 2 ( ft  )  B u0 (t )  a sin  ( ft  HD : Chọn đáp án C Câu 68(CĐ – 2008): Sóng truyền môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u = sin(20t - 4x) (cm) (x tính mét, t tính giây) Vận tốc truyền sóng này môi trường trên : A m/s B m/s C 40 cm/s D 50 cm/s 10  f  Hz   2 f  20  m    HD :  v5 2 x   s  x     m  GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG CƠ 18 Câu 69(CĐ – 2008): Sóng có tần số 80 Hz lan truyền môi trường với vận tốc m/s Dao động các phần tử vật chất hai điểm trên phương truyền sóng cách nguồn sóng đoạn 31 cm và 33,5 cm lệch pha góc :  rad B  rad C 2 rad 2d 2d f 2 (33,5  31).80       rad  v 400 A HD : D  rad Câu 70(ĐH – 2007): Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = asin20πt (cm) với t tính giây Trong khoảng thời gian s , sóng này truyền quãng đường bao nhiêu lần bước sóng ? A 20 B 40 C 10 D 30 HD : f    10 Hz  S  v.t   f t  20  Chọn đáp án A 2 -2.2 - GIAO THOA SÓNG CƠ Câu 71(ĐH – 2011): Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách 18 cm , dao động theo phương thẳng đứng với phương trình là uA = uB = acos50πt (với t tính s) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng là 50 cm/s Gọi O là trung điểm AB, điểm M mặt chất lỏng nằm trên đường trung trực AB và gần O cho phần tử chất lỏng M dao động cùng pha với phần tử chất lỏng O Khoảng cách MO là : A 10 cm B cm C 10 cm D 2 cm v     2cm  f HD : Ta có :  Theo giả thuyết :   O   M  2  AO  AB  9cm  2 ( AM  AO )   2  AM  11cm  OM  AM  AO  10cm  Câu 72(CĐ – 2011) : Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A , B cách 20cm , dao động theo phương thẳng đứng với phương trình là u A  uB  a cos 50 t (t tính s) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 1,5m/s Trên đoạn thẳng AB , số điểm có biên độ dao động cực đại và số điểm đứng yên là : A và B và C và D và 10 AB    kcd    HD :    AB  0,5  k  ct   AB  3,3  kcd  3,3    Có CĐ và CT  3,8  k  2,8 AB ct  0,5   Câu 73(ĐH – 2010): Ở mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách 20 cm , dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u A  2cos 40 t và uB  2cos(40 t   ) (uA và uB tính mm, t tính s) Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30 cm/s Xét hình vuông AMNB thuộc mặt thoáng chất lỏng Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BM là : A 19 B 18 C 17 D 20 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG CƠ 19 v     1,5cm  f HD : Ta có :   BM  AB  20 2cm  Số điểm cực đại hai điểm B và M : MA  MB BA  BB 20  20 20   0,5  k   0,5   0,5  k   0,5   1,5 1,5  6, 02  k  12,8  Có 19 điểm dao động với biên độ cực đại Câu 74(CĐ – 2010): Ở mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B dao động điều hoà cùng pha với và theo phương thẳng đứng Biết tốc độ truyền sóng không đổi quá trình lan truyền, bước sóng nguồn trên phát 12 cm Khoảng cách ngắn hai điểm dao động với biên độ cực đại nằm trên đoạn thẳng AB là : A cm B 12 cm C cm D cm HD : d    6cm Câu 75(ĐH – 2009): Ở bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 và S2 cách 20 cm Hai nguồn này dao động theo phương thẳng đứng có phương trình là u1  5cos 40 t (mm) và u  5cos(40 t   )( mm ) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80 cm/s Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng S1S2 là : A 11 B C 10 D HD : Hai nguồn ngược pha nên công thức tính số CĐ, CT trên đoạn S 1S2 là :  S1 S2 SS  0,5  kcd   0,5  5,5  kcd  4,5  Có 10 điểm dao động với   biên độ cực đại Câu 76(ĐH – 2008): Tại hai điểm A và B môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp , dao động cùng phương với phương trình là u A = asinωt và uB = asin(ωt + π) Biết vận tốc và biên độ sóng nguồn tạo không đổi quá trình sóng truyền Trong khoảng A và B có giao thoa sóng hai nguồn trên gây Phần tử vật chất trung điểm đoạn AB dao động với biên độ : A a B 2a C D a HD : Vì hai nguồn dao động ngược pha  chọn đáp án C Câu 77(CĐ – 2008): Tại hai điểm M và N môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp cùng phương và cùng pha dao động Biết biên độ, vận tốc sóng không đổi quá trình truyền, tần số sóng 40 Hz và có giao thoa sóng đoạn MN Trong đoạn MN, hai điểm dao động có biên độ cực đại gần cách 1,5 cm Vận tốc truyền sóng môi trường này : A 0,3 m/s B 0,6 m/s C 2,4 m/s D 1,2 m/s   2.dmin  0,03m m  v   f  1, f  40 Hz s  HD :  GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 20 SÓNG CƠ Câu 78(ĐH – 2007): Để khảo sát giao thoa sóng , người ta bố trí trên mặt nước nằm ngang hai nguồn kết hợp S1 và S2 Hai nguồn này dao động điều hòa theo phương thẳng đứng , cùng pha Xem biên độ sóng không thay đổi quá trình truyền sóng Các điểm thuộc mặt nước và nằm trên đường trung trực đoạn S1S2 : A dao động với biên độ nửa biên độ cực đại B dao động với biên độ cực tiểu C dao động với biên độ cực đại D không dao động HD : Vì hai nguồn dao động cùng pha  chọn đáp án C Câu 79(CĐ – 2007): Trên mặt nước nằm ngang, hai điểm S1, S2 cách 8,2 cm , người ta đặt hai nguồn sóng kết hợp, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng có tần số 15 Hz và luôn dao động đồng pha Biết vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 30 cm/s, coi biên độ sóng không đổi truyền Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn S1S2 là : A B 11 C D HD :  S1 S2 SS  kcd   4,1  kcd  4,1  Có điểm dao động với biên độ CĐ   -2.3 - SÓNG DỪNG -Câu 80(ĐH – 2011): Một sợi dây đàn hồi căng ngang , có sóng dừng ổn định Trên dây , A là điểm nút , B là điểm bụng gần A nhất, C là trung điểm AB, với AB = 10 cm Biết khoảng thời gian ngắn hai lần mà li độ dao động phần tử B biên độ dao động phần tử C là 0,2 s Tốc độ truyền sóng trên dây là : A 0,25 m/s B m/s C m/s D 0,5 m/s HD : Biên độ dao động phần tử C :      2 dC  aB 8 aC  2aSin     aSin          aB aB   O 2    2aSin    2a  aB 2 4    AB m T  0,  T  T  0,8s  v   Từ hình vẽ  t   0,5 2 2 T T s Câu 81(ĐH – 2011): Một sợi dây đàn hồi căng ngang , hai đầu cố định Trên dây có sóng dừng , tốc độ truyền sóng không đổi Khi tần số sóng trên dây là 42 Hz thì trên dây có điểm bụng Nếu trên dây có điểm bụng thì tần số sóng trên dây là : A 252 Hz B 126 Hz C 28 Hz D 63 Hz GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG CƠ 21 1 v  l  k   2 f1  HD :   f2  f1  63Hz l  k 2  v  2 f2 Câu 82(CĐ – 2011) : Quan sát sóng dừng trên sợi dây AB , đầu A dao động điều hòa theo phương vuông góc với sợi dây (coi A là nút ) Với đầu B tự và tần số dao động đầu A là 22Hz thì trên dây có nút Nếu đầu B cố định và coi tốc độ truyền sóng trên dây cũ , để có nút thì tần số dao động đầu A phải : A 18Hz B 25Hz C 23Hz D 20Hz 1 v 11v  l  (2k1  1)  (2.5  1) f  f 20  1 HD :   f2  f1  20 Hz  v 22  l  k2   2 f2 Câu 83(ĐH – 2010): Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang , đầu B cố định , đầu A gắn với nhánh âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A coi là nút sóng.Tốc độ truyền sóng trên dây là 20 m/s Kể A và B , trên dây có : A nút và bụng B nút và bụng C nút và bụng D nút và bụng HD : Hai đầu cố định  Số nút = số bụng + l k  v 2lf k k  Vậy có bụng và nút 2f v Câu 84(CĐ – 2010): Một sợi dây AB có chiều dài m căng ngang, đầu A cố định, đầu B gắn với nhánh âm thoa dao động điều hoà với tần số 20 Hz Trên dây AB có sóng dừng ổn định với bụng sóng, B coi là nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là : A 50 m/s B 2,5 cm/s C 10 m/s D cm/s  v 2lf m k v  10 2f k s Câu 85(CĐ – 2010): Một sợi dây chiều dài l căng ngang, hai đầu cố định Trên dây Hai đầu cố định  l  k HD : có sóng dừng với n bụng sóng, tốc độ truyền sóng trên dây là v Khoảng thời gian hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là : l nv T HD : Khoảng thời gian hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là t   vT  l  n  n  2  t  l Từ :  nv  t  T  A v nl B nv l GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM C l 2nv D DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG CƠ 22 Câu 86(ĐH – 2009): Trên sợi dây đàn hồi dài 1,8 m, hai đầu cố định , có sóng dừng với bụng sóng Biết sóng truyền trên dây có tần số 100 Hz Tốc độ truyền sóng trên dây là : A 20 m/s B 600 m/s C 60 m/s D 10 m/s Hai đầu cố định  l  k HD :  v 2lf m k v  60 2f k s Câu 87(CĐ – 2009): Trên sợi dây đàn hồi dài 1,2 m, hai đầu cố định, có sóng dừng Biết sóng truyền trên dây có tần số 100 Hz và tốc độ 80 m/s Số bụng sóng trên dây là : A B C D HD : Hai đầu cố định  l  k  v 2lf k k 3 2f v Câu 88(ĐH – 2008): Trong thí nghiệm sóng dừng, trên sợi dây đàn hồi dài 1,2 m với hai đầu cố định , người ta quan sát thấy ngoài hai đầu dây cố định còn có hai điểm khác trên dây không dao động Biết khoảng thời gian hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là 0,05 s Vận tốc truyền sóng trên dây là : A 16 m/s B m/s C 12 m/s D m/s HD:Khoảng thời gian hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là T  0,05  T  0,1s Trên dây có nút  có bó sóng nguyên (k = 3) Vì hai đầu cố định nên ta có : l  k  vT 2l m k v 8 2 kT s Câu 89(ĐH – 2007): Trên sợi dây dài m có sóng dừng với tần số 100 Hz , người ta thấy ngoài đầu dây cố định còn có điểm khác luôn đứng yên.Vận tốc truyền sóng trên dây là : A 60 m/s B 80 m/s C 40 m/s D 100 m/s HD : Trên dây có nút  có bó sóng nguyên (k = 4) Vì hai đầu cố định nên ta có : l  k  v 2lf m k v  100 2f k s -2.4 - SÓNG ÂM -Câu 90(ĐH – 2011): Một nguồn điểm O phát sóng âm có công suất không đổi môi trường truyền âm đẳng hướng và không hấp thụ âm Hai điểm A , B cách nguồn âm là r1 và r2 Biết cường độ âm A gấp lần cường độ âm B Tỉ r số : r1 A B C D P   I A  4 r r I  HD :    A 2 r1 IB I  P B  4 r2 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG CƠ 23 Câu 91(CĐ – 2011) : Trong môi trường truyền âm , hai điểm A và B có mức cường độ âm là 90dB và 40dB với cùng cường độ âm chuẩn Cường độ âm A lớn gấp bao nhiêu lần so với cường độ âm B ? A 2,25 lần B 3600 lần C 1000 lần D 100000 lần IA   IA L  90  10lg  109  A  I0 I   I0 HD :    A  105 lần IB  L  40  10lg I B  I B  104 B   I I0 Câu 92(ĐH – 2010): Ba điểm O , A , B cùng nằm trên nửa đường thẳng xuất phát từ O Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng không gian , môi trường không hấp thụ âm Mức cường độ âm A là 60 dB , B là 20 dB Mức cường độ âm trung điểm M đoạn AB là : A 40 dB B 34 dB C 26 dB D 17 dB I  R  R HD : + LA  LB  10lg  A   60  20  10lg  B   B  100 RA  IB   RA  R  RB 101RA R 101 + Vì M là trung điểm AB nên RM  A   M  2 RA 2 R   LA  LM  10lg  M   LM  26dB  RA  Câu 93(CĐ – 2010): Tại vị trí môi trường truyền âm, cường độ âm tăng gấp 10 lần giá trị cường độ âm ban đầu thì mức cường độ âm : A tăng thêm 10 B B giảm 10 B C tăng thêm 10 dB D giảm 10 dB I1  L  10lg  I0  HD :   L2  L1  10  Tăng thêm 10dB 10 I I  L  10lg  10  10lg  I0 I0 Câu 94(ĐH – 2009): Một sóng âm truyền không khí Mức cường độ âm điểm M và điểm N là 40 dB và 80 dB Cường độ âm N lớn cường độ âm M : A 10000 lần B 1000 lần C 40 lần D lần IM   IM L  40  10lg  104 M   I0 I   I0 HD :    N  104 lần IM  L  80  10lg I N  I N  108 N   I I0 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG CƠ 24 Câu 95(ĐH – 2009): Một sóng âm truyền thép với tốc độ 5000 m/s Nếu độ lệch pha sóng âm đó hai điểm gần cách m trên cùng phương truyền sóng là  thì tần số sóng : A 1000 Hz HD :   B 1250 Hz C 5000 Hz D 2500 Hz 2 d 2 dmin f     f  1250 Hz  v Câu 96(ĐH – 2007): Một sóng âm có tần số xác định truyền không khí và nước với vận tốc là 330 m/s và 1452 m/s Khi sóng âm đó truyền từ nước không khí thì bước sóng nó : A giảm 4,4 lần B giảm lần C tăng 4,4 lần D tăng lần HD : f  vkk v    kk  kk n  n  bước sóng giảm 4,4 lần n kk 4, GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 25 CHƯƠNG : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 3.1 - MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 97(ĐH – 2011): Một khung dây dẫn phẳng quay với tốc độ góc ω quanh trục cố định nằm mặt phẳng khung dây, từ trường có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay khung Suất điện động cảm ứng khung có  biểu thức e = E0cos(ωt + ) Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ góc : A 1500 B 450 C 1800 D 900   2   ta có :        2   HD :   0Cos  t     e   '  E0 Cos   t      So sánh với e  E0 Cos  t    2 Câu 98(CĐ – 2011) : Một khung dây dẫn phẳng , hình chữ nhật , diện tích 0,025m2 , gồm 200 vòng dây quay với tốc độ 20 vòng/s quanh trục cố định từ trường Biết trục quay là trục đối xứng nằm mặt phẳng khung và vuông góc với phương từ trường Suất điện động hiệu dụng xuất khung có độ lớn 222V Cảm ứng từ có độ lớn : A 0,50T B 0,60T C 0,45T D 0,40T HD : E0  E  N B.S   B  0,5T Câu 99(CĐ – 2010): Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích vòng là 220 cm2 Khung quay với tốc độ 50 vòng/giây quanh trục đối xứng nằm mặt phẳng khung dây, từ trường có véctơ cảm ứng từ  B vuông góc với trục quay và có độ lớn T Suất điện động cực đại khung dây 5 : A 220 V HD : Câu C 110 V B 220 V D 110V E0  N B.S   220 2V 100(ĐH – 2009) : Từ thông qua vòng dây dẫn là 2  2.10  cos(100 t  )(Wb) Biểu thức suất điện động cảm ứng xuất  vòng dây này là :  )(V )  D e  2sin(100 t  )(V ) A e  2 sin100 t (V ) B e  2sin(100 t  C e  2sin100 t (V )   HD : e   '  2Sin 100 t    4 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 26 Câu 101(CĐ – 2009): Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây , diện tích vòng 54 cm2 Khung dây quay quanh trục đối xứng (thuộc mặt phẳng khung), từ trường có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,2 T Từ thông cực đại qua khung dây là : A 0,54 Wb B 0,81 Wb C 1,08 Wb D 0,27 Wb HD : 0  NBS  0,54Wb Câu 102(ĐH – 2008): Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích vòng 600 cm2, quay quanh trục đối xứng khung với vận tốc góc 120 vòng/phút từ trường có cảm ứng từ 0,2 T Trục quay vuông góc với các đường cảm ứng từ Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ Biểu thức suất điện động cảm ứng khung là :  )(V ) B e  48 sin(40 t   )(V )  C e  48 sin(40 t  )(V ) D e  4,8 sin(40 t   )(V )  E  NBS  4,8     HD :   e  4,8 Cos  4 t      4,8 Cos  4 t     2 2     4,8 Sin  4 t    A e  4,8 sin(40 t  Câu 103(ĐH – 2011): Một máy phát điện xoay chiều pha có phần ứng gồm bốn cuộn dây giống mắc nối tiếp Suất điện động xoay chiều máy phát sinh có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 100 V Từ thông cực đại qua vòng dây phần ứng là mWb Số vòng dây cuộn dây phần ứng là :  A 100 vòng B 71 vòng C 200 vòng D 400 vòng HD : E0  E  N0  N  100 vòng Câu 104(CĐ – 2011) : Trong máy phát điện xoay chiều ba pha hoạt động , suất điện động xoay chiều xuất cuộn dây stato có giá trị cực đại là E0 Khi suất điện động tức thời cuộn dây thì suất điện động tức thời cuộn dây còn lại có độ lớn và : A E0 B E0 C E0 D E0 2 HD : Vì các suất điện động ba cuộn 2 nên từ hình vẽ E ta thấy e1  thì | e2 || e3 | dây lệch pha GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM  E0  E0 2 2 3 O E0 E DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 27 Câu 105(ĐH – 2010): Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm Bỏ qua điện trở các cuộn dây máy phát Khi rôto máy quay với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch là A Khi rôto máy quay với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch là A Nếu rôto máy quay với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm kháng đoạn mạch AB là : R 2R A B R C D R 3  f  f1  Z L  3Z L1  f  f   Z L  2Z L1 HD : Vì   E  R  Z  N   R  Z L21 Z L 3 Z L1 R L1     Z L1   2 3 R  Z L22 Ta lại có :   E2  R  Z L  N02 2R  Z L  2Z L1  Câu 106(CĐ – 2010): Một máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm là rôto quay với tốc độ 375 vòng/phút Tần số suất điện động cảm ứng mà máy phát tạo là 50 Hz Số cặp cực rôto : A 16 B C D 12 HD : p  60 f 8 n Câu 107(CĐ – 2009): Một máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm là rôto gồm 10 cặp cực (10 cực nam và 10 cực bắc) Rôto quay với tốc độ 300 vòng/phút Suất điện động máy sinh có tần số : A Hz B 50 Hz C 3000 Hz D 30 Hz HD : f  n p  50 Hz 60 3.2 - ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 108(ĐH – 2010): Một động điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V thì sinh công suất học là 170 W Biết động có hệ số công suất 0,85 và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động là 17 W Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng điện cực đại qua động là : A A B A C A D A HD : UICos  Pco hoc  Phao phi  220 I0 .0,85  170  17  I  A Câu 109(CĐ – 2010): Một động không đồng ba pha mắc theo kiểu hình nối vào mạch điện ba pha có điện áp pha U Pha  220V Công suất điện động là 6,6 3kW ; hệ số công suất động là Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây động : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 A 20 A B 35 A HD : - Công suất điện cuộn dây : U pha I Cos = DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 28 C 60 A D 105 A 6600 2200 2200  2200 3W  I    20 A U pha Cos 220 -3.3 - MÁY BIẾN ÁP - TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG -Câu 110(ĐH – 2011): Một học sinh quấn máy biến áp với dự định số vòng dây cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn thứ cấp Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu số vòng dây Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp Lúc đầu tỉ số điện áp 0,43 Sau quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số điện áp 0,45 Bỏ qua hao phí máy biến áp Để máy biến áp đúng dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp : A 84 vòng dây B 40 vòng dây C 100 vòng dây D 60 vòng dây HD : Ta có : N1 = 2N2 Gọi x là số vòng còn thiếu so với dự định  U2 N2  x  U  N  0, 43  N  600    ' U  N  x  24  0, 45  x  84  U1 2N2  Số vòng phải tiếp tục quấn thêm : 84-24 = 60vòng Câu 111(CĐ – 2011) : Khi truyền điện có công suất P từ nơi phát điện xoay chiều đến nơi tiêu thụ thì công suất hao phí trên đường dây là P Để cho công suất hao phí trên đường dây còn là P ( với n > 1) , nơi phát điện người ta sử dụng máy n biến áp (lí tưởng) có tỉ số số vòng dây cuộn sơ cấp và số vòng dây cuộn thứ cấp là : A HD : n B n C n D n  N1 U1   N  U2  P2 N1 U1    P  R  U1 N2 U2 n   P P   2R  n U Câu 112(ĐH – 2010): Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100 V Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng hai đầu để hở nó là U, tăng thêm n vòng dây thì GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 29 điện áp đó là 2U Nếu tăng thêm 3n vòng dây cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn này : A 100 V B 200 V C 220 V D 110 V 2U  U    N  3n U 100 U2 U 2U  N2  n N2  n HD :       N1 N N  n N  n N  3n  100 U2 U  200V   N2 N  3n Câu 113(CĐ – 2009): Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2400 vòng dây , cuộn thứ cấp gồm 800 vòng dây Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 210 V Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp biến áp hoạt động không tải là : A 105 V B C 630 V D 70 V HD : U1 N1   U  70V U N2 Câu 114(CĐ – 2008): Một máy biến dùng làm máy giảm (hạ thế) gồm cuộn dây 100 vòng và cuộn dây 500 vòng Bỏ qua hao phí máy biến Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp với hiệu điện u = 100 sin100π t (V) thì hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp : A 10 V B 20 V C 50 V D 500 V HD: Vì là máy hạ nên N1 = 500 vòng , N2 = 100 vòng Ta có : U1 N1   U  20V U N2 Câu 115(ĐH – 2007): Một máy biến có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện hiệu dụng 220 V Khi đó hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484 V Bỏ qua hao phí máy biến Số vòng dây cuộn thứ cấp là : A 1100 B 2200 C 2500 D 2000 HD : U1 N1   N  2200 vòng U N2 Câu 116(CĐ – 2007): Một máy biến có số vòng cuộn sơ cấp là 5000 và thứ cấp là 1000 Bỏ qua hao phí máy biến Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V thì hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở có giá trị là : A 20 V B 10 V C 500 V D 40 V HD : U1 N1   U  20V U N2 -3.4 - SỬ DỤNG VÒNG TRÒN LƯỢNG GIÁC Câu 117(CĐ – 2011) : Cho dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz chạy qua đoạn mạch Khoảng thời gian hai lần liên tiếp cường độ dòng điện này là : A s 100 B s 200 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM C s 50 D s 25 DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HD : t  DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 30 T  0,01s  Câu 118(ĐH – 2010): Tại thời điểm t, điện áp u  200 2cos(100 t  ) (trong đó u tính V, t tính s) có giá trị 100 V và giảm Sau thời điểm đó s 300 , điện áp này có giá trị là : A 100 V B 100 V C 100 V D 200 V N M HD : Vì điện áp giảm  chất điểm  vị trí M Sau đó s , chất 300 điểm quét góc : 100 200 - 200 - 100    chất điểm đến 300 vị trí N ứng với điện áp u = 100 2V Câu 119(CĐ – 2010): Đặt điện áp u  U cos t vào hai đầu cuộn cảm có độ tự   100 cảm L Tại thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm : A B U0 L C U0 2 L D U0 2 L HD : - Trong đoạn mạch có cuộn cảm thì i trể pha u góc  -U -I O I U 0 0 nên từ hình vẽ  u  U thì lùi lại  góc ta i = i2 u2 - Hoặc : vì u vuông pha với i nên :   Khi u = U0 thì i = I0 U Câu 120(CĐ – 2009): Điện áp hai đầu đoạn mạch là u = 150cos100πt (V) Cứ giây có bao nhiêu lần điện áp này không? A lần B 100 lần C 50 lần D 200 lần HD : Trong chu kỳ điện áp không lần , 1s ứng với 50 chu kỳ  có 100 lần điện áp 1s Câu 121(ĐH – 2007): Dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = I0sin100πt Trong khoảng thời gian từ đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời có giá trị 0,5I0 vào thời điểm : s và s 400 400 C s và s 300 300 A GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM s và s 500 500 D s và s 600 600 B DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HD : i  I Cos(100 t  DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 31  ) Ta có : T = 0,02s   t  0,01s   t     1  s  t1    100 600 Từ hình vẽ   5  t     s   100 600 T O - I0 5 I0  I0 t=0 3.5 - ĐỘ LỆCH PHA VÀ CÁCH SỬ DỤNG GIẢN ĐỒ VECTƠ TRƯỢT Câu 122(ĐH – 2011): Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C , đoạn mạch MB gồm điện trở R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt điện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB Khi đó đoạn mạch AB tiêu thụ công suất 120 W và có hệ số công suất Nếu nối tắt hai đầu tụ điện thì điện áp hai đầu đoạn mạch AM và MB có cùng  giá trị hiệu dụng lệch pha , công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB trường hợp này : A 90 W B 160 W C 180 W D 75 W HD : - Khi chưa nối tắt hai đầu tụ điện, mạch có cộng hưởng điện nên ta có : B U2 U2 R1  R2   Pmax 120 U - Khi nối tắt hai đầu tụ điện , từ giản đồ véctơ ta có : U ( R1  R2 )   U Cos  U  UR1 A UL 2 M  UR2 i  3 U   U (2R1  R2 )    Công suất lúc này là : P '    90W R1  R2 U2 120 Câu 123(CĐ – 2011) : Đặt điện áp u  220 2cos100 t (V ) vào hai đầu đoạn mạch gồm bóng đèn dây tóc loại 110V – 50W mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh C để đèn sáng bình thường Độ lệch pha cường độ dòng điện và điện áp hai đầu đoạn mạch lúc này là : A  HD : Cosu /i  B  C  D  U R 110    Vì mạch có R và C  i /u  U 220 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 32 Câu 124(ĐH – 2010): Trong học thực hành, học sinh mắc nối tiếp quạt điện xoay chiều với điện trở R mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V Biết quạt điện này có các giá trị định mức: 220 V – 88 W và hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha điện áp hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là φ, với cosφ = 0,8 Để quạt điện này chạy đúng công suất định mức thì R : A 354 Ω B 361 Ω C 267 Ω D 180 Ω HD : Quạt điện có thể coi cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở r 2 Ta có : U  U R  U q  2U RU q Cos  U R  180,3V U U U 180,3 R R  R   361 88 I dm Pdm 176 Ur UR UL Uq  i Ur Câu 125(ĐH – 2010): Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM có điện trở 50 Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm H , đoạn mạch MB có tụ điện với điện dung thay đổi Đặt điện áp  u  U 0cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB Điều chỉnh điện dung tụ điện đến  giá trị C1 cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM Giá trị C1 : 8.10 5 10 5 4.10 5 2.105 A F B F C F D F     Z L Z L  ZC1 8.105  1  Z C1  125  C1  F HD : Tan AM Tan AB  1  R R  Câu 126(CĐ – 2010): Đặt điện áp u  U cos t vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và tụ điện C mắc nối tiếp Biết điện áp hai đầu điện trở và điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng Phát biểu nào sau đây là sai? A Cường độ dòng điện qua đoạn mạch trễ pha  so với điện áp hai đầu đoạn mạch B Điện áp hai đầu điện trở sớm pha  so với điện áp hai đầu đoạn mạch C Cường độ dòng điện qua đoạn mạch sớm pha  so với điện áp hai đầu đoạn mạch D Điện áp hai đầu tụ điện trễ pha  so với điện áp hai đầu đoạn mạch HD : Chọn đáp án A GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 33 Câu 127(CĐ – 2010): Đặt điện áp u  U cos( t   )(V ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R và cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i  I sin( t  5 )( A) Tỉ số điện trở R và cảm 12 kháng cuộn cảm là : A HD : i  I cos( t  B C D 5   Z R     )  I cos(t  )  Tan      L  1 12 12 R ZL  12  Câu 128(CĐ – 2010): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 40 Ω và tụ điện mắc nối tiếp Biết điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha  so với cường độ dòng điện đoạn mạch Dung kháng tụ điện : A.40 Ω B 20 Ω HD : Mạch chứa R và C nên    C 40Ω D A 40 Ω      ZC  Tan      ZC  40 3 R  3 Câu 129(CĐ – 2010): Đặt điện áp u = 220 cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm L, đoạn MB có tụ điện C Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AM và điện áp hai đầu đoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng 2 Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM : 220 A 110 V B V C 220 V D 220V M UR  2 lệch pha HD : Tam giác AMB cân có góc  UL  AMB  U AM  U  220V 3 A i UC U B Câu 130(CĐ – 2010): Đặt điện áp xoay chiều u  U cos t vào hai đầu đoạn mạch có điện trở Gọi U là điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch; i, I0 và I là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện đoạn mạch Hệ thức nào sau đây sai ? U I A  0 U0 I0 u i B  0 U I u2 i2 C   U I0 D U I   U I0 HD : Với mạch có R thì u cùng pha i GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 34 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU  u i  0  U I   U u U U I R       Chọn C i I I0  U I0 U I    U I Câu 131(ĐH – 2009): Đặt điện áp u  U 0cost vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện và cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Biết dung kháng tụ điện R Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt cực đại, đó :  A điện áp hai đầu tụ điện lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch  B điện áp hai đầu cuộn cảm lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch C mạch có cộng hưởng điện  D điện áp hai đầu điện trở lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch HD :  ZC  R Z L  ZC        Chọn đáp án D  R  ZC2  Tan  R R ZL  Z  C Câu 132(ĐH – 2009): Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp Biết cảm kháng gấp đôi dung kháng Dùng vôn kế xoay chiều (điện trở lớn) đo điện áp hai đầu tụ điện và điện áp hai đầu điện trở thì số vôn kế là Độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện đoạn mạch là :   C  Z L  ZC Z  ZC  HD :   Tan  L 1   R  R  ZC A  B  D  Câu 133(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C mắc nối thứ tự trên Gọi UL, UR và UC là các điện áp hiệu dụng  hai đầu phần tử Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch NB (đoạn mạch NB gồm R và C) Hệ thức nào đây là đúng ? GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 L R R C C L DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 35 2 A U  U  U  U C U  U  U  U HD : Từ giản đồ véctơ  Chọn đáp án A N B U  U  U C2  U L2 D U C2  U  U L2  U UR R R UC UL B i U A Câu 134(CĐ – 2009): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60 V vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là  i1  I cos(100 t  )( A) Nếu ngắt bỏ tụ điện C thì cường độ dòng điện qua đoạn  mạch là i2  I cos(100 t  )( A) Điện áp hai đầu đoạn mạch là : 12   A u  60 2cos(100 t  )(V ) B u  60 2cos(100 t  )(V ) 6   C u  60 2cos(100 t  )(V ) D u  60 2cos(100 t  )(V ) 12 12 HD : Ta thấy I không đổi ngắt bỏ tụ điện C  Z không đổi Vì R không đổi nên :       i1  i2  12     rad  Cosu /i1  Cosu /i2 | u /i1 || u /i2 |  u  2 12  Câu 135(CĐ – 2009): Đặt điện áp u  U cos(t  ) vào hai đầu đoạn mạch có tụ điện thì cường độ dòng điện mạch là i = I0cos(ωt + φi) Giá trị φi : A  B  HD : i  u  3 C   D 3  3  Câu 136(ĐH – 2008): Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện Độ lệch pha hiệu điện hai đầu cuộn dây so với cường độ dòng điện mạch là  Hiệu điện hiệu dụng hai đầu tụ điện 3 lần hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây Độ lệch pha hiệu điện hai đầu cuộn dây so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch trên là : A 2 B GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM C  D   DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 36   Ud U L  U d sin  HD :   U C  3U d  2  U C  2U L  ud /u  Ud  UL i UC U Câu 137(ĐH – 2008): Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở R, mắc nối tiếp với tụ điện Biết hiệu điện hai đầu cuộn dây lệch pha  so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch Mối liên hệ điện trở R với cảm kháng ZL cuộn dây và dung kháng ZC tụ điện là : A R  Z L ( Z L  Z C ) B R  Z L ( Z C  Z L ) C R  Z C ( Z C  Z L ) HD : Tan.Tan d  1  D R  Z C ( Z L  Z C ) Z L  ZC Z L  1  R  Z L ( ZC  Z L ) R R Câu 138(ĐH – 2007): Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh hiệu điện xoay chiều u  U sin  t thì dòng điện mạch là i  I sin(t  mạch điện này luôn có : A ZL = R B ZL < ZC HD :   u  i   C ZL = ZC  ) Đoạn D ZL > ZC    Z L  ZC Câu 139(ĐH – 2007): Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh hiệu điện xoay chiều có tần số 50 Hz Biết điện trở R = 25 Ω, cuộn dây cảm (cảm thuần) có L =  H Để hiệu điện hai đầu đoạn mạch trễ pha so với  cường độ dòng điện thì dung kháng tụ điện là : A 100 Ω B 150 Ω C 125 Ω D 75 Ω    Z L  ZC  ZC  125  R  4 HD : Tan   Câu 140(ĐH – 2007): Trong đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh, cường độ dòng điện sớm pha φ (với < φ < 0,5π) so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch Đoạn mạch đó : A gồm điện trở và tụ điện B gồm cuộn cảm (cảm thuần) và tụ điện C có cuộn cảm D gồm điện trở và cuộn cảm (cảm thuần) HD : Chọn đáp án A Câu 141(CĐ – 2007): Đoạn mạch điện xoay chiều AB chứa các phần tử : điện trở thuần, cuộn dây tụ điện Khi đặt hiệu điện u  U sin( t  GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM  ) lên hai DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 37 đầu A và B thì dòng điện mạch có biểu thức i  I sin(t   ) Đoạn mạch AB chứa : A tụ điện C cuộn dây cảm (cảm thuần) HD :   u  i  B điện trở D cuộn dây có điện trở   Chọn đáp án C Câu 142(CĐ – 2007): Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh hiệu điện xoay chiều u = U0sinωt Kí hiệu UR , U L , UC tương ứng là hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) L và tụ điện C Nếu U R  U L  U C thì dòng điện qua đoạn mạch :  A sớm pha so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch  B trễ pha so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch  C sớm pha so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch  D trễ pha so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch U  U C 2U R  U R  HD : Tan  L       chọn đáp án B UR UR -3.6 - CÔNG SUẤT – HỆ SỐ CÔNG SUẤT -Câu 143(ĐH – 2011): Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R1 = 40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung 103 C F , đoạn mạch MB gồm điện trở R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm 4 Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi thì điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AM và MB 7 là : u AM  50 2cos(100 t  )(V ) và uMB  150cos100 t (V ) Hệ số công suất đoạn 12 mạch AB là : A 0,86 B 0,95 C 0,71 D 0,84 HD : Từ giản đồ véctơ ta có : 2 U  U AM  UMB  2U AM UMB Cos750  UMB U    Sin(45   ) Sin750  U  105      320 Sin(45   )  0,98  Cos  0,84 B U i  A  UL UC GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM  UR1 75 7 M 12 UR2 DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 38 Câu 144(CĐ – 2011) : Đặt điện áp u  150 2cos100 t (V ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở , cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở là 150V Hệ số công suất đoạn mạch là : A HD : Cos  B C D 3 R UR  1 Z U Câu 145(CĐ – 2009): Đặt điện áp u  100cos( t   ) (V) vào hai đầu đoạn mạch có điện trở thuần, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp thì dòng điện qua mạch là  i  2cos(t  ) (A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch là : A 100 W B 50 W C 100 W   U  50 2V  HD :  I  P  UICos  50 3W     u  i    D 50 W Câu 146(ĐH – 2008): Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh hiệu điện u  220 2cos(t   ) (V) thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch có  )( A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch này là : B 440 W C 440 W D 220 W biểu thức là i  2cos( t  A 220 W   U  220V  HD :  I 2  P  UICos  220 2W     u  i    Câu 147(CĐ – 2008): Dòng điện có dạng i = sin100πt (A) chạy qua cuộn dây có điện trở 10 Ω và hệ số tự cảm L Công suất tiêu thụ trên cuộn dây là : A 10 W B W C W D W   HD : P  I R  0,5 10  5W Câu 148(CĐ – 2008): Một đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C, điện trở R , cuộn dây có điện trở r và hệ số tự cảm L mắc nối tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u = U sinωt (V) thì dòng điện mạch có giá trị hiệu dụng là I Biết cảm kháng và dung kháng mạch là khác Công suất tiêu thụ đoạn mạch này là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 39 A (r  R) I 2 B I R C U Rr D.UI HD : Chọn đáp án A Câu 149(ĐH – 2007): Đặt hiệu điện u  100 sin100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh với C, R có độ lớn không đổi và L  H Khi đó hiệu  điện hiệu dụng hai đầu phần tử R, L và C có độ lớn Công suất tiêu thụ đoạn mạch là : A 350 W B 100 W C 200 W D 250 W HD : U R  U L  U C  Cộng hưởng điện  P  U2 U2   100W R ZL -3.7 - VIẾT BIỂU THỨC u , i Câu 150(ĐH – 2011): Đặt điện áp u  U 2cost vào hai đầu tụ điện thì cường độ dòng điện qua nó có giá trị hiệu dụng là I Tại thời điểm t, điện áp hai đầu tụ điện là u và cường độ dòng điện qua nó là i Hệ thức liên hệ các đại lượng là : u2 i2 u2 i2 A   B   U I U I 2 2 u i u i C   D   U I U I i2 u2 i2 u2 HD:Trong đoạn mạch có C thì u và i vuông pha       I0 U0 I U Câu 151(ĐH – 2010): Đặt điện áp u  U 0cost vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi i là cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch; u1, u2 và u3 là điện áp tức thời hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm và hai đầu tụ điện Hệ thức đúng là : u u A i  B i  L R u C i  u3C D i  R  ( L  ) C HD : Vì uR cùng pha với i  Chọn đáp án B Câu 152(ĐH – 2010): Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là : U  U0  A i  cos(t  ) B i  cos(t  ) L 2 L U  U0  C i  cos(t  ) D i  cos(t  ) L 2 L  U  HD : Đoạn mạch có L thì i trể pha so với u  i  cos(t  ) L GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 40 Câu 153(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc 10 3 nối tiếp Biết R = 10 Ω, cuộn cảm có L  ( H ) , tụ điện có C  ( F ) và 10 2  điện áp hai đầu cuộn cảm là u L  20 2cos(100 t  )(V ) Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch là :   A u  40cos(100 t  )(V ) B u  40 cos(100 t  )(V ) 4   C u  40 cos(100 t  )(V ) D u  40cos(100 t  )(V ) 4 HD : Ta có : Z C  Z L  U C  2U L U  U L  40V  Từ giản đồ véctơ   3      L   4  Chọn đáp án D UL   U i UR UC = 2UL  3 Câu 154(ĐH – 2009): Khi đặt hiệu điện không đổi 30 V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm (H) thì dòng điện 4 đoạn mạch là dòng điện chiều có cường độ A Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch này điện áp u  150 2cos120 t (V ) thì biểu thức cường độ dòng điện đoạn mạch là : A i  2cos(120 t  C i  5cos(120 t   )( A)  )( A) B i  2cos(120 t  D i  5cos(120 t   )( A)  )( A) U  30 I0   A    Z  30 2   30  R Z HD :     Chọn đáp án D   Tan    Z L   L  30        u  i 4  Câu 155(ĐH – 2009) : Đặt điện áp u  U cos(100 t  )(V ) vào hai đầu tụ điện 4 2.10 có điện dung ( F ) Ở thời điểm điện áp hai đầu tụ điện là 150 V thì cường  độ dòng điện mạch là A Biểu thức cường độ dòng điện mạch là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 41 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU   B i  cos(100 t  )( A) )( A) 6   C i  cos(100 t  )( A) D i  5cos(100 t  )( A) 6 2 2   i u i u HD :     2   I  A ; i  u    Chọn đáp án A I0 U I I ZC  Câu 156(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều u  U cos(100 t  )(V ) vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L  ( H ) Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn 2 cảm là 100 2V thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là A Biểu thức cường độ A i  5cos(100 t  dòng điện qua cuộn cảm là :   )( A) B i  2cos(100 t  )( A) 6   C i  2cos(100 t  )( A) D i  3cos(100 t  )( A) 6 2 2   i u i u HD :     2   I  A ; i  u     Chọn D I0 U I0 I0 Z L A i  3cos(100 t  Câu 157(CĐ – 2008): Khi đặt hiệu điện u = U 0sinωt (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh thì hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở, hai đầu cuộn dây và hai tụ điện là 30 V, 120 V và 80 V Giá trị U0 : A 50 V B 30 V C 50 V D 30 V HD : U  U R2  U L  U C   50V  U  50 2V Câu 158(CĐ – 2008): Một đoạn mạch gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) mắc nối tiếp với điện trở Nếu đặt hiệu điện u = 15 sin100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch thì hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây là V Khi đó, hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở : A V B V C 10 V D 10 V 2 HD : U  U R  U L  U R  10 2V Câu 159(CĐ – 2007): Đặt hiệu điện u = U0sinωt với ω , U không đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở là 80 V, hai đầu cuộn dây cảm (cảm thuần) là 120 V và hai đầu tụ điện là 60 V Hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch này : A 220 V B 140 V C 100 V D 260 V 2 HD : U  U R  U L  U C   100V 3.8 - MẠCH ĐIỆN CÓ R THAY ĐỔI -Câu 160(ĐH – 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Gọi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện, hai đầu biến trở và hệ số công suất GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 42 đoạn mạch biến trở có giá trị R1 là UC1, UR1 và cosφ1; biến trở có giá trị R2 thì các giá trị tương ứng nói trên là UC2, UR2 và cosφ2 Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1 Giá trị cosφ1 và cosφ2 là: 1 A cos1  ; cos  B cos1  ; cos  3 1 C cos1  ; cos  D cos1  ; cos  5 2 U C1  2U C  Z  2Z1 Cos1 R1 Z  Ta có :   Cos2 R2 Z1 U R  2U R1  R2  R1 HD : Ta có :   Z  Z1  R22  ZC2  4( R12  Z C2 ) R1 2 Từ :    Z  R  C os    C 1 R22  16 R12  R2  R1  R12  ZC2  Cos2  Câu 161(CĐ – 2010): Đặt điện áp u  200cos100 t (V ) vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm H Điều chỉnh  biến trở để công suất toả nhiệt trên biến trở đạt cực đại, đó cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch : A A B A C A D 2A U2 HD : Pmax   R  Z L  Z  Z L  100  I  1A 2R Câu 162(CĐ – 2010): Đặt điện áp u  U 2cos t (V ) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm mắc nối tiếp với biến trở R Ứng với hai giá trị R1 = 20 Ω và R2 = 80 Ω biến trở thì công suất tiêu thụ đoạn mạch 400 W Giá trị U là : A 400 V B 200 V C 100 V D 100 V HD : P  U 2R R   Z L  ZC  2  PR  U R  P  Z L  ZC   U2 Theo Viét : R1  R2   U  200V P Câu 163(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện Dung kháng tụ điện là 100 Ω Khi điều chỉnh R thì hai giá trị R1 và R2 công suất tiêu thụ đoạn mạch Biết điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện R = R1 hai lần điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện R = R2 Các giá trị R1 và R2 là: A R1 = 50 Ω, R2 = 100 Ω B R1 = 40 Ω, R2 = 250 Ω C R1 = 50 Ω, R2 = 200 Ω D R1 = 25 Ω, R2 = 100 Ω GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 43 C HD : Có hai giá trị R để P không đổi thỏa : R1 R2  Z  1002 (1) R22  ZC2  R12  ZC2  R22  R12  3.1002 (2) Mà : U C1  2U C  Z  2Z1   R1  50  R2  200 Từ (1) và (2)   Câu 164(ĐH – 2008): Đoạn mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là U, cảm kháng ZL , dung kháng ZC (với ZC ≠ ZL ) và tần số dòng điện mạch không đổi Thay đổi R đến giá trị R0 thì công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị cực đại Pm , đó : Z L2 A R0  ZC B R0 | Z L  Z C | U 2R HD : P  I R  U2 C Pm  R0 R   Z L  ZC   D R0  Z L  Z C U2  Z  ZC  R L R  Z L  ZC  U   R0   R0 | Z L  ZC | R0 R0 Theo BĐT Cosi : Pmax Câu 165(ĐH – 2007): Đặt hiệu điện u = U 0sinωt (U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Biết độ tự cảm và điện dung giữ không đổi Điều chỉnh trị số điện trở R để công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt cực đại Khi đó hệ số công suất đoạn mạch : A 0,5 HD : Pmax  B 0,85 C U2  R | Z L  ZC | Cos  2R R D R   Z L  ZC   2 3.9 - MẠCH ĐIỆN CÓ L THAY ĐỔI Câu 166(ĐH – 2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U cos100πt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì thấy giá trị cực đại đó 100 V và điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện 36 V Giá trị U là : A 80 V B 64 V C 136 V D 48 V  U R2  U C2 U Lmax   UC HD :   2 U  U R  U Lmax  U C     U  U Lmax U Lmax  U C  U  80V  3.10 - MẠCH ĐIỆN CÓ C THAY ĐỔI -Câu 167(ĐH – 2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U cos100πt (U không đổi, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 44 H và tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung tụ 5 điện để điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại đó U Điện trở R : A 20 Ω B 10 Ω C 20 Ω D 10 Ω độ tự cảm U R  Z L2 U R  Z L2 Z HD : U Cmax  U   R  L  10 2 R R Câu 168(CĐ – 2011) : Đặt điện áp u  U cos t (U và ω không đổi ) vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở , cuộn cảm và tụ điện có điện dung điều chỉnh Khi dung kháng là 100Ω thì công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt cực đại là 100W Khi dung kháng là 200Ω thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện là 100 V Giá trị điện trở là : A 100 Ω B 150 Ω C 160 Ω D 120 Ω  Z L  ZC  100 U  PMax R  100 R HD : - Khi ZC  100 thì mạch có cộng hưởng điện nên ta có :  - Khi ZC  200 ta có U C  100 2 2  100   UC   U  100 R Từ : I    R  100       Z Z 200   R  100  200   C   Câu 169(ĐH – 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung C đến giá trị 104 104 F F thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch có giá trị Giá 4 2 trị L : 1 A H B H C H D H 3 2    ZC1  400 Khi có hai giá trị C làm P không đổi thì cảm kháng  ZC  200 Z  ZC là : Z L  C1  300  L  H  HD : Ta có :  Câu 170(ĐH – 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V và tần số không đổi vào hai đầu A và B đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm biến trở R , cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi Gọi N là điểm nối cuộn cảm và tụ điện Các giá trị R, L, C hữu hạn và khác không Với C = C1 thì điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở R có giá trị không đổi và khác không thay C đổi giá trị R biến trở Với C  thì điện áp hiệu dụng A và N : A 200 V B 100V C 200V D 100 V GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HD : - Khi C  C1  U R  DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 45 U.R R   Z L  ZC1  thuộc vào R  ZC1  Z L Từ biểu thức ta thấyU R không phụ C - Khi C   ZC  Z C1  Z L  U AN  U R  Z L2 R   Z L  ZC   U  200V Câu 171(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 30Ω , cuộn cảm có độ tự 0,4 cảm (H) và tụ điện có điện dung thay đổi Điều chỉnh điện dung tụ điện  thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại : A 250 V B 100 V C 160 V D 150 V HD : Điều chỉnh C để ULmax  mạch có cộng hưởng điện :  I max  U  A  U L max  I max Z L  160V R Câu 172(CĐ – 2008): Một đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm điện trở H và tụ điện có điện dung  C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u = 200 sin100π t(V) 100 Ω , cuộn dây cảm (cảm thuần) có hệ số tự cảm Thay đổi điện dung C tụ điện hiệu điện hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại đó : A 200 V B 100 V C 50 V D 50 V HD : Điều chỉnh C để ULmax  mạch có cộng hưởng điện : U  A  U L max  I max Z L  200V R 3.11 - MẠCH ĐIỆN CÓ f THAY ĐỔI - I max  Câu 173(ĐH – 2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cosωt (U không đổi và ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, với CR  L Khi ω = ω1 ω = ω2 thì điện áp hiệu dụng hai tụ điện có cùng giá trị Khi ω = ω0 thì điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt cực đại Hệ thức liên hệ ω1, ω2 và ω0 là : A 0  (1  2 ) B 0  12 1 1 C  (  ) D 02  (12  22 ) 0 1 2 2L  R 2C HD : - giá trị  làm UC không đổi thỏa :     (1) L2 C L  R2C - Điện áp trên tụ đạt cực đại : 0  (2) L2 C GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM 2 DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 46 - Từ (1) và (2)  02  1  22  DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU  Câu 174(ĐH – 2011): Đặt điện áp u = U cos2πft (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C Khi tần số là f1 thì cảm kháng và dung kháng đoạn mạch có giá trị là Ω và Ω Khi tần số là f2 thì hệ số công suất đoạn mạch Hệ thức liên hệ f1 và f2 là : 3 A f  B f  f1 C f  f1 D f  f1 f1  Z L  2 f1 L  6  HD : - Khi f  f1    4 f12 LC  (1) Z     C 2 f C  2 - Khi f  f : mạch có cộng hưởng điện  4 f LC  (2) - Từ (1) và (2)  f  f1 Câu 175(ĐH – 2011): Lần lượt đặt các điện áp xoay chiều u1 = U cos(100πt + φ1) ; u2 = U cos(120πt + φ2) và u3 = U cos(110πt + φ3) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện đoạn mạch có biểu thức tương ứng là: i1 = I cos100πt 2 2 ; i2 = I cos(120πt + ) và i3 = I’ cos(110πt ) So sánh I và I’, ta có : 3 A I = I’ B I = I’ C I < I’ D I > I’ HD : Dựa vào đồ thị phụ thuộc vào  I ta thấy với 100    110  120 thì I '  I I I Max I’ I  120 0 110 Câu 176(ĐH – 2010): Đặt điện áp u = U cosωt vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN và NB mắc nối tiếp Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, đoạn NB có tụ điện với điện dung C Đặt 1  LC Để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc R thì tần số góc ω :   A B C 21 D 1 2 2 100 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 U.R HD : U R  2 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 47 Từ biểu thức ta thấy U R không phụ thuộc vào R R   Z L  ZC   ZC  Z L     21 LC Câu 177(ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cosωt có U0 không đổi và ω thay đổi vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Thay đổi ω thì cường độ dòng điện hiệu dụng mạch ω = ω1 cường độ dòng điện hiệu dụng mạch ω = ω2 Hệ thức đúng là : A 12  B 1  2  LC LC C 12  D 1  2  LC LC HD : Hai giá trị  mà I không đổi thỏa : 12  CH  LC Câu 178(CĐ – 2009): Đặt điện áp u = 100 cosωt (V), có ω thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 200 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm 25 H và tụ 36 104 điện có điện dung F mắc nối tiếp Công suất tiêu thụ đoạn mạch là 50 W Giá  trị ω là : A 100π rad/s HD : B 50π rad/s C 120π rad/s U  100V U2  Từ gt  R  200 thỏa P   mạch có cộng hưởng điện    R  P  50W  D 150π rad/s rad  120 s LC Câu 179(CĐ – 2009): Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cos2πft, có U0 không đổi và f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Khi f = f0 thì mạch có cộng hưởng điện Giá trị f0 là : A LC B LC C 2 LC D 2 LC HD : Chọn đáp án D Câu 180(CĐ – 2007): Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, đó R, L và C có giá trị không đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên hiệu điện u  U sin t , với ω có giá trị thay đổi còn U0 không đổi Khi   1  200 rad/s   2  50 rad/s thì dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch đạt cực đại thì tần số góc ω : A 40π rad/s B 125π rad/s C 100π rad/s D 250π rad/s HD : Áp dụng công thức : CH  12  100 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM rad s DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 48 3.12 - GHÉP PHẦN TỬ Câu 181(ĐH – 2011): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch tương ứng là 0,25A ; 0,5A ; 0,2A Nếu đặt điện áp xoay chiều này vào hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử trên mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là : A 0,15A B 0,2 A C 0,3A D 0,05A U HD : I  R   Z L  ZC   U U   U  U  0, 25    0,5  0,       0, A Câu 182(CĐ – 2007): Lần lượt đặt hiệu điện xoay chiều u  sin t (V) với ω không đổi vào hai đầu phần tử: điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì dòng điện qua phần tử trên có giá trị hiệu dụng 50mA Đặt hiệu điện này vào hai đầu đoạn mạch gồm các phần tử trên mắc nối tiếp thì tổng trở đoạn mạch là : A 300 Ω B 100 Ω C 100 Ω D 100 Ω HD : I1  I  I  R  Z L  ZC nên mắc các phần tử nối tiếp thì mạch có cộng hưởng điện  Z  R  U  100 I GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 49 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ CHƯƠNG : DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ -4.1 - ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ -Câu 183(ĐH – 2011): Nếu nối hai đầu đoạn 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 và điện trở r thì mạch có dòng điện không đổi cường độ I Dùng nguồn điện này để nạp điện cho tụ điện có điện dung C  2.106 F Khi điện tích trên tụ điện đạt giá trị cực đại, ngắt tụ điện khỏi nguồn nối tụ điện với cuộn cảm L thành mạch dao động thì mạch có dao động điện từ tự với chu kì  106 s và cường độ dòng điện cực đại 8I Giá trị r : A 0,25 Ω B Ω C Ω D 0,5 Ω HD :   I   Rr  U 2  I  2 CU CU   r  1   T T Rr   I0  8I   U  Câu 184(ĐH – 2011): Trong mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự Thời gian ngắn để lượng điện trường giảm từ giá trị cực đại xuống còn nửa giá trị cực đại là 1,5.104 s Thời gian ngắn để điện tích trên tụ giảm từ giá trị cực đại xuống còn nửa giá trị đó là : A 6.104 s B 3.10 4 s C 2.10 4 s D 12.10 4 s HD : Khi lượng điện trường giảm xuống q 1 Q02 còn nửa giá trị cực đại   2C 2 C Q Q0 Q Q0 q Thời gian ngắn = thời gian Q0 2 Q0  4 giảm từ Q  1   .1,5.10 (1) Q  4 Khi u giảm từ Q0 :     .t2 (2) Từ (1) và (2)  t2  2.10 s Câu 185(ĐH – 2011): Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm 50 mH và tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự với cường độ dòng điện i  0,12cos 2000t (i tính A, t tính s) Ở thời điểm mà cường độ dòng điện mạch nửa cường độ hiệu dụng thì hiệu điện hai tụ có độ lớn : A 12 V B V C 14 V D 14 V GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012    HD :   i  DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 50 L   L2  L 2 I 02  C LC 2 2  u  I  i   L  I    u  14V I I C 8  i  2   Câu 186(CĐ – 2011) : Mạch chọn sóng máy thu sóng vô tuyến gồm cuộn cảm có độ tự cảm C 0, H và tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh  10 pF thì mạch này thu sóng điện từ có bước sóng : 9 A 300m B 400m C 200m D 100m HD :   2 c LC  400m Câu 187(CĐ – 2011) : Mạch chọn sóng máy thu gồm cuộn cảm có độ tự cảm không đổi và tụ điện có thể thay đổi điện dung Khi tụ điện có điện dung C1 , mạch thu sóng điện từ có bước sóng 100m ; tụ có điện dung C2 , mạch thu sóng điện từ có bước sóng 1km Tỉ số C2/C1 là : A 10 B 1000 C 100 D 0,1  1  2 c LC1 C2  2  HD :       100 C    c LC  1   2 Câu 188(ĐH – 2010): Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm μH và tụ điện có điện dung biến đổi từ 10 pF đến 640 pF Lấy π2 = 10 Chu kì dao động riêng mạch này có giá trị : A từ 2.10–8 s đến 3,6.10–7 s B từ 4.10–8 s đến 2,4.10–7 s C từ 4.10–8 s đến 3,2.10–7 s D từ 2.10–8 s đến 3.10 –7 s HD : 2 LC1  T  2 LC2  4.108 s  T  3, 2.107 s  Chọn đáp án C Câu 189(ĐH – 2010): Xét hai mạch dao động điện từ lí tưởng Chu kì dao động riêng mạch thứ là T1, mạch thứ hai là T2 = 2T1 Ban đầu điện tích trên tụ điện có độ lớn cực đại Q0 Sau đó tụ điện phóng điện qua cuộn cảm mạch Khi điện tích trên tụ hai mạch có độ lớn q (0 < q < Q0) thì tỉ số độ lớn cường độ dòng điện mạch thứ và độ lớn cường độ dòng điện mạch thứ hai là : A B C 1/2 D 1/4 HD :  T2  2T1 Q  Q  Q 02  01  | q1 || q2 | q T2  2T1   T2  2T1      i12 q12 i22   i1 I 01 Q01 T2  i1  I  Q2  I2  I2 i  I Q  T 2 01 02  01 02   01 2  i2 q2   1  I 02 Q02 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 51 Câu 190(ĐH – 2010): Trong thông tin liên lạc sóng vô tuyến, người ta sử dụng cách biến điệu biên độ, tức là làm cho biên độ sóng điện từ cao tần (gọi là sóng mang) biến thiên theo thời gian với tần số tần số dao động âm tần Cho tần số sóng mang là 800 kHz Khi dao động âm tần có tần số 1000 Hz thực dao động toàn phần thì dao động cao tần thực số dao động toàn phần là : A 800 B 1000 C 625 D 1600 HD : Vì tần số sóng mang gấp 800 lần tần số dao động âm tần nên dao động âm tần thực dao động toàn phần thì dao động cao tần thực 800 dao động toàn phần Câu 191(ĐH – 2010): Một mạch dao động điện từ lí tưởng có dao động điện từ tự Tại thời điểm t = 0, điện tích trên tụ điện cực đại Sau khoảng thời gian ngắn Δt thì điện tích trên tụ này nửa giá trị cực đại Chu kì dao động riêng mạch dao động này là : A 4Δt B 6Δt C 3Δt D 12Δt   T HD : t  T  T   T  6t 2 2  O - Q0 Q0 t=0 Q0 Câu 192(ĐH – 2010): Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C có dao động điện từ tự Ở thời điểm t = 0, hiệu điện hai tụ có giá trị cực đại là U0 Phát biểu nào sau đây là sai? CU 02 A Năng lượng từ trường cực đại cuộn cảm là C B Cường độ dòng điện mạch có giá trị cực đại là U L  C Hiệu điện hai tụ điện lần thứ thời điểm t  LC  CU 02 D Năng lượng từ trường mạch thời điểm t  LC là HD : Chọn đáp án A Câu 193(CĐ – 2010): Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thực dao động điện từ tự Gọi U0 là điện áp cực đại hai tụ; u và i là điện áp hai tụ và cường độ dòng điện mạch thời điểm t Hệ thức đúng là : A i  LC (U 02  u ) C i  LC (U 02  u ) GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM C (U  u ) L L D i  (U 02  u ) C B i  DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HD : DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 52 1 C CU 02  Li  Cu  i  U 02  u 2 2 L   Câu 194(CĐ – 2010): Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng thực dao động điện từ tự Điện tích cực đại trên tụ là 2.106 C, cường độ dòng điện cực đại mạch là 0,1 A Chu kì dao động điện từ tự mạch : A 106 s B HD : Ta có : T  103 s C 4.10 7 s D 4.10 5 s 2 2   4.105 s I0  Q0 Câu 195(ĐH – 2009): Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm μH và tụ điện có điện dung μF Trong mạch có dao động điện từ tự Khoảng thời gian hai lần liên tiếp mà điện tích trên tụ điện có độ lớn cực đại là : A 2,5π.10-6s B 10π.10-6s C 5π.10-6s D 10-6s HD : t  T   LC  5 106 s Câu 196(CĐ – 2009): Một sóng điện từ có tần số 100 MHz truyền với tốc độ 3.108 m/s có bước sóng là : A 30 m B 300 m C m D 0,3 m HD :   c  3m f Câu 197(CĐ – 2009): Một mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự Biết điện tích cực đại tụ điện có độ lớn là 10−8 C và cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm là 62,8 mA Tần số dao động điện từ tự mạch là : A 103kHz B 3.103kHz C 2,5.103kHz D 2.103kHz HD : Ta có : f   I0   103 kHz 2 2 Q0 Câu 198(CĐ – 2009): Một mạch dao động LC lí tưởng, gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự Gọi U 0, I0 là hiệu điện cực đại hai đầu tụ điện và cường độ dòng điện cực đại mạch thì : A U  I HD : L C B U  I0 LC C U  I C L D U  I LC 1 L CU 02  LI 02  U  I 2 C Câu 199(ĐH – 2008): Trong mạch dao động LC không có điện trở thuần, có dao động điện từ tự (dao động riêng) Hiệu điện cực đại hai tụ và cường độ GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 53 dòng điện cực đại qua mạch là U0 và I0 Tại thời điểm cường độ dòng điện mạch có giá trị I0 thì độ lớn hiệu điện hai tụ điện là : 3 B U C U D U0 2 U0 I0   i  HD :  u  U0 u i   1 U 02 I 02 A Câu 200(ĐH – 2008): Trong mạch dao động LC có dao động điện từ tự (dao động riêng) với tần số góc 104 rad/s Điện tích cực đại trên tụ điện là 10-9 C Khi cường độ dòng điện mạch 6.10-6 A thì điện tích trên tụ điện là : A 4.10 -10 C B 6.10-10 C C 2.10-10 C D 8.10 -10 C Q02 q 2 HD :   Li  i   Q02  q  q  8.1010 C C 2C   Câu 201(CĐ – 2008): Mạch dao động LC có điện trở không gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) có độ tự cảm mH và tụ điện có điện dung nF Trong mạch có dao động điện từ tự (riêng), hiệu điện cực đại hai cực tụ điện V Khi hiệu điện hai tụ điện là 3V thì cường độ dòng điện cuộn cảm : A mA B 12 mA C mA D mA HD : i2  C U  u  3, 6.105  i  6mA L   Câu 202(ĐH – 2007): Một tụ điện có điện dung 10 μF tích điện đến hiệu điện xác định Sau đó nối hai tụ điện vào hai đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm H Bỏ qua điện trở các dây nối, lấy π2 = 10 Sau khoảng thời gian ngắn là bao nhiêu (kể từ lúc nối) điện tích trên tụ điện có giá trị nửa giá trị ban đầu : s B s 400 300 rad    LC  100 s HD :     t   rad  Q0  t  s  300 A C s 1200 D s 600  O Q0 t 0 Q0 Câu 203(ĐH – 2007): Một mạch dao động điện từ gồm tụ điện có điện dung 0,125 μF và cuộn cảm có độ tự cảm 50 μH Điện trở mạch không đáng kể Hiệu điện cực đại hai tụ điện là V Cường độ dòng điện cực đại mạch là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 A 7,5 mA HD : DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 54 C 7,5 A B 15 mA D 0,15 A 1 C CU 02  LI 02  I  U  0,15 A 2 L 4.2 - MẠCH DAO ĐỘNG CÓ C THAY ĐỔI Câu 204(ĐH – 2010): Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L không đổi và tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị C1 thì tần số dao động riêng mạch là f1 Để tần số dao động riêng mạch là f1 thì phải điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị : A 5C1 B C1 C C1 D C1  f   2 LC1 C  HD :   C2  1  5f   2 LC2 Câu 205(ĐH – 2010): Mạch dao động dùng để chọn sóng máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện có điện dung C0 và cuộn cảm có độ tự cảm L Máy này thu sóng điện từ có bước sóng 20 m Để thu sóng điện từ có bước sóng 60 m, phải mắc song song với tụ điện C0 mạch dao động tụ điện có điện dung : A C = C0 B C = 2C0 C C = 8C0 D C = 4C0 HD : Mắc song song  Cbộ = C0 + C  1  20  2 c LC0  C  8C0    60   c L ( C  C )  Câu 206(CĐ – 2010): Mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L không đổi và tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C  C1 thì tần số dao động riêng mạch 30 kHz và C  C2 thì tần số dao động riêng mạch 40 kHz Nếu C  C1C2 thì tần số dao động riêng mạch : C1  C2 A 10 kHz HD : f  2 LC B 70 kHz  2 L C1C2 C1  C2  C 24 kHz 1   4 LC1 4 LC D 50 kHz f12  f 22  50 Hz Câu 207(CĐ – 2009): Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm không đổi, tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C1 thì tần số dao động riêng mạch là 7,5 MHz và C = C2 thì tần số dao động riêng mạch là 10 MHz Nếu C = C1 + C2 thì tần số dao động riêng mạch là : A 17,5 MHz B 2,5 MHz C 6,0 MHz D 12,5 MHz GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HD : f  2 LC   2 LC1  LC2 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 55 2 2 4 f   4 f f1 f2 f f 2 2  6MHz Câu 208(ĐH – 2008): Mạch dao động máy thu sóng vô tuyến có tụ điện với điện dung C và cuộn cảm với độ tự cảm L, thu sóng điện từ có bước sóng 20 m Để thu sóng điện từ có bước sóng 40 m, người ta phải mắc song song với tụ điện mạch dao động trên tụ điện có điện dung C’ : A 4C B 3C C C D 2C HD : Mắc song song thì Cbộ = C + C’  1  20  2 c LC  C '  3C  2  40  2 c L(C  C ') Câu 209(CĐ – 2008): Một mạch dao động LC có điện trở không gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) và tụ điện có điện dung C Trong mạch có dao động điện từ tự (riêng) với tần số f Khi mắc nối tiếp với tụ điện mạch trên tụ điện có C thì tần số dao động điện từ tự (riêng) mạch lúc này : f f A 4f B C D 2f C C C C HD : Khi mắc nối tiếp với tụ có điện dung  C '  C C 1 f '   2f 2 LC ' C 2 LC 2 L điện dung 4.3 - NĂNG LƯỢNG MẠCH DAO ĐỘNG Câu 210(ĐH – 2011): Mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây có độ tự cảm 50 mH và tụ điện có điện dung μF Nếu mạch có điện trở 102 Ω, để trì dao động mạch với hiệu điện cực đại hai tụ điện là 12 V thì phải cung cấp cho mạch công suất trung bình : A 72 mW B 72 μW C 36 mW D 36 μW I 02 CU 02 HD : P  I R  R R  7, 2.105 J  72 J 2 L Câu 211(CĐ – 2008): Một mạch dao động LC có điện trở không gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) và tụ điện có điện dung μF Trong mạch có dao động điện từ tự (riêng) với hiệu điện cực đại hai tụ điện 10 V Năng lượng dao động điện từ mạch : A 2,5.10-3 J B 2,5.10-1 J C 2,5.10-4 J D 2,5.10-2 J HD : W  Wd max  CU 02  2,5.104 J GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 56 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ Câu 212(CĐ – 2007): Một mạch dao động LC có điện trở không đáng kể, tụ điện có điện dung μF Dao động điện từ riêng (tự do) mạch LC với hiệu điện cực đại hai đầu tụ điện V Khi hiệu điện hai đầu tụ điện là V thì lượng từ trường mạch : A 4.10-5 J B 5.10-5 J C 9.10-5 J D 10-5 J HD : Wt  C U 02  u  5.105 J   Câu 213(CĐ – 2007): Một mạch dao động LC có điện trở không đáng kể Dao động điện từ riêng (tự do) mạch LC có chu kì 2,0.10 – s Năng lượng điện trường mạch biến đổi điều hoà với chu kì là : A 1,0 10 – s B 2,0.10 – s C 4,0.10 – s D 0,5.10 – s HD : T '  T  1,0.104 s GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG ÁNH SÁNG 57 CHƯƠNG : SÓNG ÁNH SÁNG -5.1 - TÁN SẮC ÁNH SÁNG Câu 214(ĐH – 2011) : Chiếu từ nước không khí chùm tia sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng Tia ló đơn sắc màu lục là là mặt nước (sát với mặt phân cách hai môi trường) Không kể tia đơn sắc màu lục, các tia ló ngoài không khí là các tia đơn sắc màu : A đỏ, vàng, lam B lam, tím C tím, lam, đỏ D đỏ, vàng HD : Chiết suất môi trường các tia sáng : ntím  nlam  nlục  nvàng  nđỏ Góc giới hạn phản xạ toàn phần tia lục truyền từ nước không khí Vậy các tia ló ngoài không khí phải có góc giới hạn lớn tia nluc lục , tức là phải có chiết suất nhỏ nlục  có tia đơn sắc là đỏ và vàng thỏa yêu : sin igh  cầu này Câu 215(ĐH – 2011): Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 (coi là góc nhỏ) đặt không khí Chiếu chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang, gần cạnh lăng kính Đặt màn E sau lăng kính, vuông góc với phương chùm tia tới và cách mặt phẳng phân giác góc chiết quang 1,2 m Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ là nđ = 1,642 và ánh sáng tím là nt = 1,685 Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím quang phổ liên tục quan sát trên màn là : A 36,9 mm B 4,5 mm C 5,4 mm D 10,1 mm HD : Với lăng kính có góc chiết quang nhỏ ( A  10 ) thì góc lệch tia tím và tia đỏ : 6.  4,5.103 rad 180 Độ rộng quang phổ liên tục trên màn : l  d D  1, 2.4,5.103  5, 4mm D  (nt  nd ) A  (1,685  1, 642) Câu 216(CĐ – 2011) : Chiết suất thủy tinh ánh sáng đơn sắc là 1,6852 Tốc độ ánh sáng này thủy tinh đó là : A 1,78.108 m/s B 1,59.108 m/s C 1,67.108 m/s D 1,87.108 m/s HD : n  c m  v  1,78.108 v s Câu 217(CĐ – 2010): Một lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang A  đặt không khí Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ và tím là 1,643 và 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai xạ đỏ và tím vào mặt bên lăng kính theo phương vuông góc với mặt này Góc tạo tia đỏ và tia tím sau ló khỏi mặt bên lăng kính xấp xỉ : A 0,3360 B 1, 4160 C 13,3120 D 0,1680 0 HD : D  (nt  nd ) A  (1, 685  1, 643).4  0,168 Câu 218(CĐ – 2008): Khi truyền chân không, ánh sáng đỏ có bước sóng λ1 = 720 nm, ánh sáng tím có bước sóng λ2 = 400 nm Cho hai ánh sáng này truyền môi trường suốt thì chiết suất tuyệt đối môi trường đó hai ánh sáng này là n1 = 1,33 và n2 = 1,34 Khi truyền môi trường suốt GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG ÁNH SÁNG 58 trên, tỉ số lượng phôtôn có bước sóng λ1 so với lượng phôtôn có bước sóng λ2 : A B 134 133 C 133 134 D c  1 2 HD :     h c 1 2 h Câu 219(CĐ – 2008): Ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz truyền chân không với bước sóng 600 nm Chiết suất tuyệt đối môi trường suốt ứng với ánh sáng này là 1,52 Tần số ánh sáng trên truyền môi trường suốt này : A lớn 5.1014 Hz còn bước sóng nhỏ 600 nm B 5.1014 Hz còn bước sóng lớn 600 nm C 5.1014Hz còn bước sóng nhỏ 600 nm D nhỏ 5.1014 Hz còn bước sóng 600 nm HD : Tần số ánh sáng không đổi truyền qua các môi trường khác nên ta có : f  v1 v2  vì v2  v1  2  1 Chọn đáp án C 1 2 Câu 220(CĐ – 2008): Một lăng kính có góc chiết quang 300 và chiết suất tuyệt đối , đặt không khí Khi chiếu chùm sáng hẹp, đơn sắc nằm thiết diện thẳng lăng kính, theo phương vuông góc với mặt bên thứ thì chùm sáng truyền thẳng đến mặt bên thứ hai lăng kính Góc lệch chùm tia ló mặt bên thứ hai lăng kính so với chùm tia tới mặt bên thứ lăng kính : A 150 B 30 C 25 D 450  sin i1  n sin r1  i1  sin i  n sin r   2 HD : Công thức lăng kính :  với  A  300  D  150  r1  r2  A  n   D  i1  i2  A -5.2 - GIAO THOA VỚI MỘT NGUỒN ĐƠN SẮC Câu 221(ĐH – 2011): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe là 0,6 mm Khoảng vân trên màn quan sát đo là mm Từ vị trí ban đầu, tịnh tiến màn quan sát đoạn 25 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân trên màn là 0,8 mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm là : A 0,50 μm B 0,45 μm C 0,48 μm D 0,64 μm D  i  1   D  125cm a HD :   i   ( D  25)  0,8   0, 48 m  a Câu 222(ĐH – 2011): Thực thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc màu lam ta quan sát hệ vân giao thoa trên màn Nếu thay ánh sáng đơn sắc màu GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG ÁNH SÁNG 59 lam ánh sáng đơn sắc màu vàng và các điều kiện khác thí nghiệm giữ nguyên thì : A khoảng vân tăng lên B vị trí vân trung tâm thay đổi C khoảng vân không thay đổi D khoảng vân giảm xuống Lam D  i   Lam a  Vàng D  HD : iVàng   iLam  iVàng  Khoảng vân tăng lên a   Lam  Vàng   Câu 223(ĐH – 2010): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm Khoảng cách hai khe là mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2,5 m, bề rộng miền giao thoa là 1,25 cm Tổng số vân sáng và vân tối có miền giao thoa là : A 21 vân B 15 vân C 17 vân D 19 vân HD : N  L   9,33  Có tổng cộng 17 vân gồm vân sáng và vân tối i Câu 224(ĐH – 2010): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Nếu điểm M trên màn quan sát có vân tối thứ ba (tính từ vân sáng trung tâm) thì hiệu đường ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn : A 2λ B 1,5λ C 3λ D 2,5λ   1 2 HD : Vân sáng thứ ứng với k =  d2  d1   k     2,5 Câu 225(CĐ – 2010): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, các khe hẹp chiếu sáng ánh sáng đơn sắc Khoảng vân trên màn là 1,2 mm Trong khoảng hai điểm M và N trên màn cùng phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm mm và 4,5 mm, quan sát : A vân sáng và vân tối B vân sáng và vân tối C vân sáng và vân tối D vân sáng và vân tối x1   ks   i HD :   x1  0,5  k  t  i x2 1,7  k s  3,8 i   Có vân sáng và vân tối 1,  kt  3,3 x2   0,5 i Câu 226(CĐ – 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc , khoảng cách hai khe là mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là m và khoảng vân là 0,8 mm Cho c = 3.108 m/s Tần số ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm là : A 6,5.1014 Hz B 4,5.1014 Hz C 7,5.1014 Hz D 5,5.1014 Hz HD :   ia c cD   f   7,5.1014 Hz D f ia GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 60 SÓNG ÁNH SÁNG Câu 227(CĐ – 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng gồm các xạ có bước sóng là λ1 = 750 nm, λ2 = 675 nm và λ3 = 600 nm Tại điểm M vùng giao thoa trên màn mà hiệu khoảng cách đến hai khe 1,5 μm có vân sáng xạ : A λ3 B λ1 C λ2 và λ3 D λ2 HD : d  d1  k   k  1,5 với k = 1,2,3…  có 1 thỏa cho k =  Câu 228(CĐ – 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là m Ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm có bước sóng 0,5 µm Vùng giao thoa trên màn rộng 26 mm (vân trung tâm chính giữa) Số vân sáng là : A 11 B 13 C 17 D 15 HD : N  L   14 , Số vân sáng là N nguyên , lẻ , lớn  có 13 vân sáng i Câu 229(CĐ – 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc , khoảng cách hai khe là mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là m Trong hệ vân trên màn, vân sáng bậc cách vân trung tâm 2,4 mm Bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm là : A 0,5 μm B 0,7 μm C 0,6 μm D 0,4 μm HD : xs  k ax D    s  0,  m a kD Câu 230(CĐ – 2008): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 540 nm thì thu hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoảng vân i1 = 0,36 mm Khi thay ánh sáng trên ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ2 = 600 nm thì thu hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoảng vân : A i2 = 0,50 mm B i2 = 0,40 mm C i2 = 0,60 mm D i2 = 0,45 mm 1 D  i    a HD :   i2  i1  0, 4mm 1 i  2 D  a Câu 231(CĐ – 2008): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc Biết khoảng cách hai khe hẹp là 1,2 mm và khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 0,9 m Quan sát hệ vân giao thoa trên màn với khoảng cách vân sáng liên tiếp là 3,6 mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm là : A 0,45.10-6 m B 0,60.10 -6 m C 0,50.10 -6 m D 0,55.10-6 m HD : i  3, ia  0, 45mm     0,6  m D Câu 232(ĐH – 2007): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát 1,5 m Khoảng cách vân sáng liên tiếp là 3,6 mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm này : A 0,40 μm B 0,76 μm C 0,48 μm D 0,60 μm GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HD : i  SÓNG ÁNH SÁNG 61 3, ia  0,9mm     0,6  m D Câu 233(CĐ – 2007): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách khoảng a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1,5 m Hai khe chiếu xạ có bước sóng λ = 0,6 μm Trên màn thu hình ảnh giao thoa Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm (chính giữa) khoảng 5,4 mm có vân sáng bậc (thứ) : A B C D HD : xs  k D  k 3 a 5.3 - GIAO THOA VỚI HAI HOẶC BA NGUỒN ĐƠN SẮC -Câu 234(ĐH – 2011): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng là 1  0,42  m , 2  0,56  m và 3  0,63 m Trên màn, khoảng hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, hai vân sáng hai xạ trùng ta tính là vân sáng thì số vân sáng quan sát là : A 23 B 27 C 26 D 21 HD : - 1 : 2 : 3  0, 42 : 0,56 : 0, 63  :8 : BSCNN(6 , , 9) = 72 - Vân trùng đầu tiên ứng với vân sáng bậc 72  12 1 , vân sáng bậc 72 72  2 và vân sáng bậc  3 Vậy khoảng hai vân trùng liên tiếp có 11 + + = 26 vân sáng kể các vân trùng hai xạ - Trong khoảng hai vân trùng : 1 và 2 trùng vân , 2 và 3 không trùng ; 3 và 1 trùng vân  Số vân sáng quan sát là 26 – – = 21 vân Câu 235(CĐ – 2011) : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa áng sáng , chiếu vào hai khe đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1  0,66  m và 2  0,55 m Trên màn quan sát , vân sáng bậc ánh sáng có bước sóng 1 trùng với vân sáng bậc ánh sáng có bước sóng 2 ? A Bậc B Bậc C Bậc D Bậc HD : x1  x2  k1 1 D D   k2  k2  k1  a a 2 Câu 236(ĐH – 2010): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai xạ đơn sắc, đó xạ màu đỏ có bước sóng 720 nm và xạ màu lục có bước sóng λ (có giá trị khoảng từ 500 nm đến 575 nm) Trên màn quan sát, hai vân sáng gần và cùng màu với vân sáng trung tâm có vân sáng màu lục Giá trị λ là : A 500 nm B 520 nm C 540 nm D 560 nm    80kd   560nm  kl l  kd d  l  l 500  l  575 6,3  kd  7,  kd  HD : Ta có :  GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 SÓNG ÁNH SÁNG 62 Câu 237(CĐ – 2010): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu sáng đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng là λ1 và λ2 Trên màn 1 : 2 D quan sát có vân sáng bậc 12 λ1 trùng với vân sáng bậc 10 λ2 Tỉ số A HD : B C 1 k2 10    2 k1 12 Câu 238(ĐH – 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là m Nguồn sáng dùng thí nghiệm gồm hai xạ có bước sóng λ1 = 450 nm và λ2 = 600 nm Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm cùng phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm là 5,5 mm và 22 mm Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng hai xạ là : A B C D k1 2    k1 12 16  k 1        HD : Ta có :    k2 12  có vân trùng x a x a   k  3,1  k1  12,   1 D 1 D Câu 239(ĐH – 2008): Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng (Y-âng) , khoảng cách hai khe là mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2 m Chiếu sáng hai khe ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm và 660 nm thì thu hệ vân giao thoa trên màn Biết vân sáng chính (trung tâm) ứng với hai xạ trên trùng Khoảng cách từ vân chính đến vân gần cùng màu với vân chính là : A 9,9 mm B 19,8 mm C 29,7 mm D 4,9 mm HD : k1 2 33 D 0,66.1,    x1  x2  k2  25  9,9mm k2 1 25 a 5.4 - GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG TRẮNG -Câu 240(CĐ – 2011) : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng , khoảng cách hai khe là 2mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m Nguồn phát ánh sáng gồm các xạ đơn sắc có bước sóng khoảng từ 0, 40  m đến 0,76  m Trên màn , điểm cách vân trung tâm 3,3mm có bao nhiêu xạ cho vân tối ? A xạ B xạ C xạ D xạ HD : xa xa  0,5  kt   0,5  3,8  kt  7,8  có xạ cho vân tối max D min D Câu 241(ĐH – 2010): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm Khoảng cách hai khe là 0,8 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là m Trên màn, vị trí cách vân trung tâm mm có vân sáng các xạ với bước sóng : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 63 A 0,48 μm và 0,56 μm C 0,45 μm và 0,60 μm HD : SÓNG ÁNH SÁNG B 0,40 μm và 0,60 μm D 0,40 μm và 0,64 μm  k   1  0,6 m xa xa  ks   1,6  k s  3,   max D min D  k2   2  0, 4 m Câu 242(ĐH – 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 μm đến 0,76 μm Tại vị trí vân sáng bậc ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 μm còn có bao nhiêu vân sáng các ánh sáng đơn sắc khác ? A B C D  xa  D  4.0,76  3, 04 HD :    k s   có vân sáng thỏa yêu cầu đề bài xa   ks  min D  5.5 - TIA X Câu 243(CĐ – 2011) : Giữa anôt và catôt ống phát tia X có hiệu điện không đổi là 25kV Bỏ qua động electron từ catôt Bước sóng ngắn tia X mà ống có thể phát : A 31,57pm B 39,73pm C 49,69pm D 35,15pm HD : eU AK  hc hc  min   49,69 pm min eU AK Câu 244(ĐH – 2010): Chùm tia X phát từ ống tia X (ống Cu-lít-giơ) có tần số lớn là 6,4.1018Hz Bỏ qua động các êlectron bứt khỏi catôt Hiệu điện anôt và catôt ống tia X là : A 13,25 kV B 5,30 kV C 2,65 kV D 26,50 kV HD : eU AK  hf max  U AK  26,5kV Câu 245(CĐ – 2010): Hiệu điện hai điện cực ống Cu-lít-giơ (ống tia X) là U AK  2.104 V , bỏ qua động ban đầu êlectron bứt khỏi catốt Tần số lớn tia X mà ống có thể phát xấp xỉ : A 4,83.1017 Hz B 4,83.1021 Hz C 4,83.1018 Hz D 4,83.1019 Hz HD : eU AK  hf max  f max  4,83.1018 Hz Câu 246(ĐH – 2008): Hiệu điện anốt và catốt ống Rơnghen là U = 25 kV Coi vận tốc ban đầu chùm êlectrôn (êlectron) phát từ catốt không Biết số Plăng h  6,625.10 34 J.s , điện tích nguyên tố 1,6.10-19 C Tần số lớn tia Rơnghen ống này có thể phát là : A 6,038.10 18 Hz B 60,380.1015 Hz 15 C 6,038.10 Hz D 60,380.1018 Hz 18 HD : eU AK  hf max  f max  6,038.10 Hz Câu 247(ĐH – 2007): Hiệu điện anốt và catốt ống Rơnghen là 18,75 kV Biết độ lớn điện tích êlectrôn (êlectron), vận tốc ánh sáng chân không và số Plăng là 1,6.10-19C, 3.10 8m/s và 6,625.10-34J.s Bỏ qua động ban đầu êlectrôn Bước sóng nhỏ tia Rơnghen ống phát là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 A 0,4625.10 m C 0,6625.10-9 m HD : eU AK  SÓNG ÁNH SÁNG 64 -9 -10 B 0,5625.10 m D 0,6625.10-10 m hc hc  min   0,6625.1010 m min eU AK Câu 248(CĐ – 2007): Một ống Rơnghen phát xạ có bước sóng ngắn là 6, 21.1011 m Biết độ lớn điện tích êlectrôn (êlectron), vận tốc ánh sáng chân không và số Plăng là 1,6.10 19 C , 3.108 m/s và 6,625.10 34 J s Bỏ qua động ban đầu êlectrôn Hiệu điện anốt và catốt ống là : A 2,00 kV B 20,00 kV C 2,15 kV D 21,15 kV HD : eU AK  hc  U AK  20kV min GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 LƯỢNG TỪ ÁNH SÁNG 65 CHƯƠNG : LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG -6.1 - LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG -Câu 249(ĐH – 2011): Công thoát êlectron kim loại là A = 1,88 eV Giới hạn quang điện kim loại này có giá trị là : A 1057 nm B 661 nm C 220 nm D 550 nm HD : 0  hc  661nm A Câu 250(ĐH – 2011): Một chất phát quang kích thích ánh sáng có bước sóng 0,26 μm thì phát ánh sáng có bước sóng 0,52 μm Giả sử công suất chùm sáng phát quang 20% công suất chùm sáng kích thích Tỉ số số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích cùng khoảng thời gian là : 1 A B C D 5 10 hc  P  n   HD :   P '  n ' hc  '  P' n'  n ' 0, 26 n'   0,    P n ' n 0,52 n Câu 251(ĐH – 2011): Khi chiếu xạ điện từ có bước sóng λ1 = 0,30 μm vào catôt tế bào quang điện thì xảy tượng quang điện và hiệu điện hãm lúc đó là V Nếu đặt vào anôt và catôt tế bào quang điện trên hiệu điện U AK  2V và chiếu vào catôt xạ điện từ khác có bước sóng λ2 = 0,15 μm thì động cực đại êlectron quang điện trước tới anôt : A 1,325.10 18 J B 3,425.1019 J C 9,825.10 19 J D 6,625.10 19 J HD: hc   A  e | U h1 |  1  1 1 hc   A  WK max  WA max  e | U h1 |  hc     eU AK  6,625.1019 J  2  2 1    WA max  WK max  eU AK   Câu 252(CĐ – 2011) : Một kim loại có giới hạn quang điện là 0 Chiếu xạ có  bước sóng vào kim loại này Cho lượng mà electron quang điện hấp thụ từ phôtôn xạ trên , phần dùng để giải phóng nó , phần còn lại biến hoàn toàn thành động nó Giá trị động này là : A 3hc 0 B hc 20 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM C hc 30 D 2hc 0 DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HD : LƯỢNG TỪ ÁNH SÁNG 66 hc hc hc hc 2hc   Wk max    Wk max  Wk max  0 0  0 0 Câu 253(ĐH – 2010): Một kim loại có công thoát êlectron là 7,2.10–19 J Chiếu vào kim loại này các xạ có bước sóng λ1 = 0,18 μm, λ2 = 0,21 μm, λ3 = 0,32 μm và λ4 = 0,35 μm Những xạ có thể gây tượng quang điện kim loại này có bước sóng là : A λ1, λ2 và λ3 B λ1 và λ2 C λ2, λ3 và λ4 D λ3 và λ4 HD : 0  hc  0, 28 m  có λ1 và λ2 thỏa định luật I quang điện A Câu 254(ĐH – 2010): Một chất có khả phát ánh sáng phát quang với tần số 6.1014Hz Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào đây để kích thích thì chất này không thể phát quang ? A 0,55 μm B 0,45 μm C 0,38 μm D 0,40 μm c  0,5 m  ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ ánh sáng f phát quang  chọn đáp án A HD :  '  Câu 255(CĐ – 2010): Một nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz Công suất xạ điện từ nguồn là 10W Số phôtôn mà nguồn phát giây xấp xỉ : A 0,33.1019 B 3,02.1020 C 3,02.1019 D 3, 24.1019 HD : Công suất nguồn sáng : P  n.hf  n  P  3, 02.1019 hf Câu 256(CĐ – 2010): Một chất có khả phát ánh sáng phát quang với bước sóng 0,55 m Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào đây để kích thích thì chất này không thể phát quang ? A 0,45 μm B 0,35 μm C 0,50 μm D 0,60 μm HD : Chọn đáp án D Câu 257(ĐH – 2009): Công thoát êlectron kim loại là 7,64.10−19 J Chiếu vào bề mặt kim loại này các xạ có bước sóng là λ1 = 0,18 μm , λ2 = 0,21 μm và λ3 = 0,35 μm Lấy h = 6,625.10-34 J.s, c = 3.10 m/s Bức xạ nào gây tượng quang điện kim loại đó ? A Cả ba xạ (λ1, λ2 và λ3) B Không có xạ nào ba xạ trên C Hai xạ (λ1 và λ2) D Chỉ có xạ λ1 HD : 0  hc  0, 26 m  Chọn đáp án C A Câu 258(ĐH – 2009): Chiếu đồng thời hai xạ có bước sóng 0,452 μm và 0,243 μm vào catôt tế bào quang điện Kim loại làm catôt có giới hạn quang điện là 0,5 μm Lấy h = 6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s và me = 9,1.10-31 kg Vận tốc ban đầu cực đại các êlectron quang điện : A 9,61.105 m/s B 1,34.10 m/s C 2,29.10 m/s D 9,24.103 m/s GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 67 LƯỢNG TỪ ÁNH SÁNG HD : Bức xạ có bước sóng nhỏ cung cấp cho e quang điện vận tốc ban đầu lớn  Vmax  hc  1     m   0  2.6,625.1034.3.108  1 m     9, 61.105 31  6 6  s 9,1.10 0,5.10   0, 243.10 Câu 259(CĐ – 2009): Một nguồn phát ánh sáng có bước sóng 662,5 nm với công suất phát sáng là 1,5.10– W Lấy h = 6,625.10–34 J.s; c = 3.10 m/s Số phôtôn nguồn phát 1s là : A 4.10 14 B 3.1014 C 6.1014 D 5.10 14 HD : P  n hc P n  5.1014  hc Câu 260(CĐ – 2009): Trong chân không, xạ đơn sắc vàng có bước sóng là 0,589 μm Lấy h = 6,625.10–34 J.s; c = 3.108 m/s và e = 1,6.10–19C Năng lượng phôtôn ứng với xạ này có giá trị là : A 0,42 eV B 0,21 eV C 4,22 eV D 2,11 eV hc 3,37.1019 19 HD :    3,37.10 J   2,11eV  1,6.1019 Câu 261(CĐ – 2009): Công suất xạ Mặt Trời là 3,9.1026 W Năng lượng Mặt Trời tỏa ngày là : A 3,3696.1030 J B 3,3696.1029 J C 3,3696.1031 J D 3,3696.1032 J HD : E  P.t  3,9.1026.86400  3,3696.1031 J Câu 262(ĐH – 2008): Khi chiếu hai xạ có tần số là f1, f2 (với f1 < f2) vào cầu kim loại đặt cô lập thì xảy tượng quang điện với điện cực đại cầu là V1 , V2 Nếu chiếu đồng thời hai xạ trên vào cầu này thì điện cực đại nó là : A V2 B (V1 + V2) C V1 D |V - V2| HD : Điện cực đại cầu chiếu đồng thời nhiều xạ chính là điện cực đại cầu ứng với xạ có lượng lớn (bước sóng nhỏ hay tần số lớn nhất)  chọn đáp án A Câu 263(CĐ – 2008): Chiếu lên bề mặt catốt tế bào quang điện chùm sáng đơn sắc có bước sóng 0,485 μm thì thấy có tượng quang điện xảy Biết số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108 m/s, khối lượng nghỉ êlectrôn (êlectron) là 9,1.10-31 kg và vận tốc ban đầu cực đại êlectrôn quang điện là 4.105 m/s Công thoát êlectrôn kim loại làm catốt : A 6,4.10-20 J B 3,37.10-19 J C 3,37.10-18 J D 6,4.10-21 J HD : hc  A  mVm2ax  A  3,37.1019 J  Câu 264(ĐH – 2007): Lần lượt chiếu vào catốt tế bào quang điện các xạ điện từ gồm xạ có bước sóng λ1 = 0,26 μm và xạ có bước sóng λ2 = 1,2λ1 thì GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 LƯỢNG TỪ ÁNH SÁNG 68 vận tốc ban đầu cực đại các êlectrôn quang điện bứt từ catốt là v1 và v2 với v2  v1 Giới hạn quang điện λ0 kim loại làm catốt này là : A 1,00 μm B 0,42 μm C 1,45 μm D 0,90 μm  hc hc  hc hc 2   mV    1max 16   16   16 mV1max 21   HD   0  1  0, 42 m  13  hc  hc  mV  hc  hc  mV 2 max 1max  2 0  1, 21 0 16 Câu 265(ĐH – 2007): Do phát xạ nên ngày (86400 s) khối lượng Mặt Trời giảm lượng 3,744.1014kg Biết vận tốc ánh sáng chân không là 3.108m/s Công suất xạ (phát xạ) trung bình Mặt Trời : A 6,9.1015MW B 3,9.1020MW C 4,9.1040MW D 5,9.1010MW E m.c 3, 744.1014.(3.108 )2 HD : P     3,9.1026 W  3,9.1020 MW t t 86400 Câu 266(CĐ – 2007): Công thoát êlectrôn (êlectron) khỏi kim loại là A = 1,88 eV Biết số Plăng h = 6,625.10 -34 J.s, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108 m/s và eV = 1,6.10-19 J Giới hạn quang điện kim loại đó là : A 0,33 μm B 0,66 10 -19 μm C 0,22 μm D 0,66 μm HD : 0  hc  0,66  m A Câu 267(CĐ – 2007): Giới hạn quang điện kim loại làm catốt tế bào quang điện là λ0 = 0,50 μm Biết vận tốc ánh sáng chân không và số Plăng là 3.108 m/s và 6,625.10 -34J.s Chiếu vào catốt tế bào quang điện này xạ có bước sóng λ = 0,35 μm, thì động ban đầu cực đại êlectrôn (êlectron) quang điện là : A 70,00.10 -19J B 17,00.10-19J C 1,70.10 -19J D 0,70.10-19J HD : 1  hc hc = +Wd max  Wdmax  hc     1,70.1019 J  0   0  -6.2 - QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ HIDRO -Câu 268(ĐH – 2011): Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n thì lượng nguyên tử 13,6 hiđrô xác định công thức En  (eV) (với n = 1, 2, 3, ) Khi êlectron n2 nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ2 Mối liên hệ hai bước sóng λ1 và λ2 là : A λ2 = 5λ1 B 189λ2 = 800λ1 C 27λ2 = 128λ1 D λ2 = 4λ1 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 69 LƯỢNG TỪ ÁNH SÁNG  hc 1 1 19  E  E   13,6    1,6.10  3   800  HD :     1892  8001  189 hc 1   19   E  E  13,6    1,6.10  2 5  Câu 269(ĐH – 2011): Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r0  5,3.10 11 m Ở trạng thái kích thích nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính là r  2,12.1010 m Quỹ đạo đó có tên gọi là quỹ đạo dừng : A O B M C L D N HD : n2  rn  n   Quỹ đạo dừng L r0 Câu 270(CĐ – 2011) : Các nguyên tử hidro trạng thái dừng ứng với electron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính lớn gấp lần so với bán kính Bo Khi chuyển các trạng thái dừng có lượng thấp thì các nguyên tử phát các xạ có tần số khác Có thể có nhiều bao nhiêu tần số : A B C D HD : rn n( n  1)  n   n  Số tần số nhiều có thể = 3 r0 Câu 271(CĐ – 2011) : Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái dừng có lượng thấp phát xạ có bước sóng 486nm Độ giảm lượng nguyên tử hiđrô phát xạ này là : A 4,09.1015 J B 4,86.1019 J C 4,09.1019 J D 3,08.1020 J hc 6, 625.1034.3.108 HD : E  Em  En    4,09.1019 J 9 mn 486.10 Câu 272(ĐH – 2010): Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n thì lượng nguyên tử 13,6 hiđrô tính theo công thức En   (eV) (n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron n nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = sang quỹ đạo dừng n = thì nguyên tử hiđrô phát phôtôn ứng với xạ có bước sóng : A 0,4350 μm B 0,4861 μm C 0,6576 μm D 0,4102 μm HD : hc 1   E3  E2  13,6    1, 6.1019  32  0, 6576 m 32 3  Câu 273(ĐH – 2010): Theo tiên đề Bo, êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo L sang quỹ đạo K thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ21 , êlectron chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo L thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ32 và êlectron chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo K thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng λ31 Biểu thức xác định λ31 là:     A 31  32 21 B 31  32  21 C 31  32  21 D 31  32 21 21  32 21  32 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HD : E3  E1  E3  E2  E2  E1  70 LƯỢNG TỪ ÁNH SÁNG   hc hc hc    31  32 21 31 32 21 21  32 Câu 274(ĐH – 2010): Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K êlectron nguyên tử hiđrô là r0 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo N quỹ đạo L thì bán kính quỹ đạo giảm bớt : A 12r0 B 4r0 C 9r0 D 16r0 2 HD : rn  n r0  r  (4  )r0  12 r0 Câu 275(CĐ – 2010): Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng Em  1,5eV sang trạng thái dừng có lượng En  3, 4eV Bước sóng xạ mà nguyên tử hiđrô phát xấp xỉ : A 0,654.10 5 m B 0,654.106 m C 0,654.10 4 m D 0,654.10 7 m hc hc 6,625.1034.3.108 HD :  Em  En  mn    0, 654.106 m 19 mn Em  En (1,5  3, 4).1, 6.10 Câu 276(ĐH – 2009): Nguyên tử hiđrô trạng thái có mức lượng -13,6 eV Để chuyển lên trạng thái dừng có mức lượng –3,4 eV thì nguyên tử hiđrô phải hấp thụ phôtôn có lượng : A 17 eV B 10,2 eV C eV D -10,2 eV HD :   Em  En  3,  (13,6)  10, 2eV Câu 277(ĐH – 2009): Một đám nguyên tử hiđrô trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng N Khi êlectron chuyển các quỹ đạo dừng bên thì quang phổ vạch phát xạ đám nguyên tử đó có bao nhiêu vạch ? A B C D HD : Số vạch = n(n  1) 4(4  1)  6 2 Câu 278(ĐH – 2009): Đối với nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo K thì nguyên tử phát phôtôn có bước sóng 0,1026 μm Lấy h = 6,625.10-34 J.s, e = 1,6.10-19 C và c = 3.108 m/s Năng lượng phôtôn này : A 12,1 eV B 121 eV C 11,2 eV D 1,21 eV hc 6, 625.1034.3.108 HD :     1,94.1018 J  12,1eV 6  0,1026.10 Câu 279(CĐ – 2009): Đối với nguyên tử hiđrô, các mức lượng ứng với các quỹ đạo dừng K, M có giá trị là: –13,6 eV; –1,51 eV Cho h = 6,625.10 –34 J.s ; c = 3.108 m/s và e = 1,6.10–19 C Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng M quỹ đạo dừng K, thì nguyên tử hiđrô có thể phát xạ có bước sóng : A 102,7 mm B 102,7 nm C 102,7 pm D 102,7 μm hc hc 6,625.1034.3.108 HD :  EM  EK  MK    102,7 nm MK EM  EK (1,51  13,6).1,6.10 19 Câu 280(CĐ – 2009): Trong quang phổ vạch nguyên tử hiđrô, bước sóng dài vạch quang phổ dãy Lai-man và dãy Ban-me là λ1 và λ2 Bước sóng dài thứ hai thuộc dãy Lai-man có giá trị là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 LƯỢNG TỪ ÁNH SÁNG 71 12 12 B 1  2 2(1  2 )    HD : 31  32 21  32  21 1  2 A C 12 2  1 D 12 1  2 Câu 281(ĐH – 2008): Trong quang phổ nguyên tử hiđrô, biết bước sóng dài vạch quang phổ dãy Laiman là λ1 và bước sóng vạch kề với nó dãy này là λ2 thì bước sóng λα vạch quang phổ Hα dãy Banme là : A (2  1 )  1  21  HD :  2  31      32 B Ta có : 12 1  2 C (1  2 ) D 12 1  2   1 1 1         31 32 21 2  1 1  2 Câu 282(ĐH – 2008): Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11 m Bán kính quỹ đạo dừng N là : A 47,7.10-11m B 84,8.10-11m C 21,2.10-11m D 132,5.10 -11m HD : rn  n r0 Quỹ đạo dừng N ứng với n =  r4  42.5,3.1011  84,8.1011 m Câu 283(CĐ – 2008): Biết số Plăng h = 6,625.10-34 J.s và độ lớn điện tích nguyên tố là 1,6.10 -19 C Khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng -1,514 eV sang trạng thái dừng có lượng -3,407 eV thì nguyên tử phát xạ có tần số : A 2,571.10 13 Hz B 4,572.1014 Hz C 3,879.1014 Hz D 6,542.10 12 Hz HD : hf mn  Em  En  f mn  Em  En ( 1,514  3, 407).1,6.10 19   4,572.1014 Hz 34 h 6,625.10 Câu 284(CĐ – 2008): Gọi λα và λβ là hai bước sóng ứng với các vạch đỏ Hα và vạch lam Hβ dãy Banme (Balmer), λ1 là bước sóng dài dãy Pasen (Paschen) quang phổ vạch nguyên tử hiđrô Biểu thức liên hệ λα , λβ , λ1 là : A 1     B 1   1   C 1   1   D 1     HD :    32 hc hc hc 1         42 Ta có : E4  E2  E4  E3  E3  E2  42 43 32 1       43 Câu 285(ĐH – 2007): Cho: 1eV = 1,6.10-19 J; h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s Khi êlectrôn (êlectron) nguyên tử hiđrô chuyển từ quĩ đạo dừng có lượng Em = - 0,85eV sang quĩ đạo dừng có lượng E n = - 13,6eV thì nguyên tử phát xạ điện từ có bước sóng : A 0,0974 μm B 0,4340 μm C 0,4860 μm D 0,6563 μm GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 LƯỢNG TỪ ÁNH SÁNG 72 34 HD : hc hc 6,625.10 3.10  Em  En  mn    0,0974  m mn Em  En (0,85  13, 6).1,6.1019 Câu 286(CĐ – 2007): Trong quang phổ vạch hiđrô (quang phổ hiđrô), bước sóng vạch thứ dãy Laiman ứng với chuyển êlectrôn (êlectron) từ quỹ đạo L quỹ đạo K là 0,1217 μm , vạch thứ dãy Banme ứng với chuyển M→ L là 0,6563 μm Bước sóng vạch quang phổ thứ hai dãy Laiman ứng với chuyển M → K : A 0,3890μm B 0,5346μm C 0,7780μm D 0,1027μm HD : 31  32 21 0, 6563.0,1217   0,1027  m 32  21 0, 6563  0,1217 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 73 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ CHƯƠNG : HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ -7.1 - CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ -Câu 287(CĐ – 2010): So với hạt nhân 1429 Si , hạt nhân 2040Ca có nhiều : A 11 nơtrôn và prôtôn B nơtrôn và prôtôn C nơtrôn và 12 prôtôn D nơtrôn và prôtôn HD : Chọn đáp án B Câu 288(CĐ – 2009): Biết N A = 6,02.1023 mol−1 Trong 59,50 g 238 U có số nơtron xấp 92 xỉ là : A 2,20.1025 B 2,38.1023 C 9,21.1024 D 1,19.1025 HD : N  m 59,5 N A ( A  Z )  6, 02.1023.(238  92)  2, 2.1025 hạt A 238 Câu 289(CĐ – 2008): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol và khối lượng hạt nhân số khối nó Số prôtôn (prôton) có 0,27 gam 1327 Al là : A 9,826.10 22 B 8,826.1022 C 7,826.1022 D 6,826.10 22 HD : N p  m 0, 27 N A Z  6,02.1023.13  7,826.1022 hạt A 27 Câu 290(ĐH – 2007): Biết số Avôgađrô là 6,02.1023 hạt/mol, khối lượng mol urani 238 U là 238 g/mol Số nơtrôn (nơtron) 119 gam urani 238 U là : 92 92 25 25 25 A 8,8.10 B 1,2.10 C 2,2.10 D 4,4.1025 HD : N  m 119 N A ( A  Z )  6,02.1023.(238  92)  4, 4.1025 hạt A 238 7.2 - NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN Câu 291(CĐ – 2011) : Biết khối lượng hạt nhân 235 U là 234,99u , prôtôn là 92 1,0073u và nơtrôn là 1,0087u Năng lượng liên kết riêng hạt nhân A 8,71MeV/nuclôn B 7,63MeV/nuclôn C 6,73MeV/nuclôn D 7,95MeV/nuclôn 235 92 U là : E [Z m p  ( A  Z ).mn  mU ].c   7,63MeV / nuclon HD : A A Câu 292(ĐH – 2010): Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nuclôn tương ứng là AX, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết lượng liên kết hạt nhân tương ứng là ΔEX , ΔEY, ΔEZ với ΔEZ < ΔEX < ΔEY Sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần là: A Y, X, Z B Y, Z, X C X, Y, Z D Z, X, Y HD :  EY  E X  EZ E EX EZ  Y    Chọn đáp án A AY AX AZ  AY  AX  AZ Theo giả thuyết ta có :  Câu 293(ĐH – 2010): Cho khối lượng prôtôn; nơtron; 4018 Ar ; 36 Li là : 1,0073u; 1,0087u; 39,9525u; 6,0145u và 1u = 931,5 MeV/c2 So với lượng liên kết riêng hạt nhân 36 Li thì lượng liên kết riêng hạt nhân 4018 Ar : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 A lớn lượng là 5,20 MeV C nhỏ lượng là 3,42 MeV HD : Tính : HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 74 B lớn lượng là 3,42 MeV D nhỏ lượng là 5,20 MeV EAr ELi   3, 42MeV  Chọn đáp án B AAr ALi Câu 294(CĐ – 2009): Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân 168O là 1,0073u; 1,0087u; 15,9904u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân 16 O xấp xỉ : A 14,25 MeV B 128,17 MeV C 18,76 MeV D 190,81 MeV HD : E  [Z m p  ( A  Z ).mn  mO ].c  128,17 MeV Câu 295(ĐH – 2008): Hạt nhân 104 Be có khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrôn (nơtron) m n = 1,0087u, khối lượng prôtôn (prôton) mp = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 104 Be là : A 0,6321 MeV/nuclon B 63,2152 MeV/nuclon C 6,3215 MeV/nuclon D 632,1531 MeV/nuclon E [Z m p  ( A  Z ).mn  mBe ].c HD :   6,3215MeV / nuclon A A Câu 296(CĐ – 2008): Hạt nhân 1737Cl có khối lượng nghỉ 36,956563u Biết khối lượng nơtrôn (nơtron) là 1,008670u, khối lượng prôtôn (prôton) là 1,007276u và u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 1737Cl : A 8,5684 MeV/nuclôn B 7,3680 MeV/nuclôn C 8,2532 MeV/nuclôn D 9,2782 MeV/nuclôn E [Z m p  ( A  Z ).mn  mCl ].c HD :   8,5684 MeV / nuclon A A -7.3 - PHÓNG XẠ Câu 297(ĐH – 2011): Chất phóng xạ Pôlôni 210 Po phát tia α và biến đổi thành chì 84 206 210 Pb Cho chu kì bán rã 84 Po là 138 ngày Ban đầu (t = 0) có mẫu Pôlôni 82 nguyên chất Tại thời điểm t1 , tỉ số số hạt nhân Pôlôni và số hạt nhân chì mẫu là 1/3 Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số số hạt nhân Pôlôni và số hạt nhân chì mẫu là : A 15 B HD : Sử dụng công thức : 1 C 25 t N Pb  2T  ta có : N Po D 16 t1 t1  N Pb T   1  T  4 ' N Po  N Po   '  '  t1 276 276  ' t1  276 N N Pb 15  N Pb  T   Pb  2T T   4.2138   15 ' '  N Po N  Po GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 75 Câu 298(CĐ – 2011) : Trong khoảng thời gian có 75% số hạt nhân ban đầu đồng vị phóng xạ bị phân rã Chu kỳ bán rã đồng vị đó là : A 1h B 3h C 4h D 2h t  N t HD : Số hạt nhân còn lại là 25%    T  T   2h N0 Câu 299(CĐ – 2011) : Một mẫu chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T Ở các thời điểm t1 và t2 (với t2 > t1) kể từ thời điểm ban đầu thì độ phóng xạ mẫu chất tương ứng là H1 và H2 Số hạt nhân bị phân rã khoảng thời gian từ thời điểm t1 đến thời điểm t2 : ( H1  H )T H  H2 B ln 2(t2  t1 ) ( H1  H )T ( H1  H )ln C D ln T ln  H   T N1 T HD :   N  N1  N  ( H1  H ) ln ln H  N  T A Câu 300(ĐH – 2010): Biết đồng vị phóng xạ 146C có chu kì bán rã 5730 năm Giả sử mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200 phân rã/phút và mẫu gỗ khác cùng loại, cùng khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ cây chặt, có độ phóng xạ 1600 phân rã/phút Tuổi mẫu gỗ cổ đã cho là : A 1910 năm B 2865 năm C 11460 năm D 17190 năm  t T  t 5730 HD : H  H  200  1600.2  t  17190 năm Câu 301(ĐH – 2010): Ban đầu có N0 hạt nhân mẫu chất phóng xạ nguyên chất có chu kì bán rã T Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã mẫu chất phóng xạ này là : N N N A B C D N 2 HD : N  N  t T  N  0,5T T  N0 Câu 302(CĐ – 2010): Ban đầu (t = 0) có mẫu chất phóng xạ X nguyên chất Ở thời điểm t1 mẫu chất phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã Đến thời điểm t2 = t1 + 100(s) số hạt nhân X chưa bị phân rã còn 5% so với số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã chất phóng xạ đó là : A 25 s B 200 s C 50 s D 400 s t 1  N1 T  20%   100 N0   T HD : Ta có :   5%  20%.2  T  50s t2 t1 100     N  5%  T  T T N  GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 76 Câu 303(ĐH – 2009): Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T Cứ sau khoảng thời gian bao nhiêu thì số hạt nhân bị phân rã khoảng thời gian đó ba lần số hạt nhân còn lại đồng vị ? A T B 3T C 2T D 0,5T  N  3N t N HD :     T  t  2T N  N  N  N Câu 304(ĐH – 2009): Một chất phóng xạ ban đầu có N0 hạt nhân Sau năm, còn lại phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã Sau năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân rã chất phóng xạ đó là : N0 N B   N1 T    N  T   N0 HD :    2   N     N2  T  N  A C N0 Câu 305(ĐH – 2009): Lấy chu kì bán rã Pôlôni 23 D 210 84 N0 16 Po là 138 ngày và 1 N A  6, 02.10 mol Độ phóng xạ 42 mg Pôlôni là : A 7.1012 Bq B 7.1010 Bq C 7.1014 Bq D 7.109 Bq ln ln m 0,693 42.103 HD : H  N  N A  6,02.1023  7.1012 Bq T T A 138.86400 210 Câu 306(CĐ – 2009): Gọi τ là khoảng thời gian để số hạt nhân đồng vị phóng xạ giảm bốn lần Sau thời gian 2τ số hạt nhân còn lại đồng vị đó bao nhiêu phần trăm số hạt nhân ban đầu ? A 93,75% B 6,25% C 25,25% D 13,50%    N1 T  2   N  T   N0 HD :      6, 25%   2 N 16     N2  T  N  Câu 307(ĐH – 2008): Hạt nhân 226 Ra biến đổi thành hạt nhân 88  A  B α và   C α 222 86 Rn phóng xạ : D   HD : Chọn đáp án C Câu 308(ĐH – 2008): Hạt nhân ZA X phóng xạ và biến thành hạt nhân AZ Y bền Coi khối lượng hạt nhân X, Y số khối chúng tính theo đơn vị u Biết chất phóng xạ ZA X có chu kì bán rã là T Ban đầu có khối lượng chất ZA X , sau chu kì bán rã thì tỉ số khối lượng chất Y và khối lượng chất X là : 2 1 1 A A1 A2 B A2 A1 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM C A2 A1 D A1 A2 DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HD : Sử dụng công thức : HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 77 t T mY A A  Y (2  1)  (2 mX AX A1 2T T  1)  A2 A1 Câu 309(ĐH – 2008): Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 3,8 ngày Sau thời gian 11,4 ngày thì độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) lượng chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm so với độ phóng xạ lượng chất phóng xạ ban đầu? A 12,5% B 25% C 75% D 87,5% 11,4 t   H HD :  T 100%  3,8 100%  12,5% H0 Câu 310(CĐ – 2008): Ban đầu có 20 gam chất phóng xạ X có chu kì bán rã T Khối lượng chất X còn lại sau khoảng thời gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu : A 3,2 gam B 1,5 gam C 4,5 gam D 2,5 gam  t  3T HD : m  m0 T  20.2 T  2,5 gam Câu 311(ĐH – 2007): Giả sử sau phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân đồng vị phóng xạ còn lại 25% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã đồng vị phóng xạ đó : A 0,5 B C D 1,5 t  N t HD :  25%   T  T   1,5 N0 Câu 312(CĐ – 2007): Ban đầu mẫu chất phóng xạ nguyên chất có khối lượng m0 , chu kì bán rã chất này là 3,8 ngày Sau 15,2 ngày khối lượng chất phóng xạ đó còn lại là 2,24 g Khối lượng m0 là : A 5,60 g B 8,96 g C 35,84 g D 17,92 g  t T HD : m  m0  m0  35,84 g 7.4 - NĂNG LƯỢNG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Câu 313(ĐH – 2011): Giả sử phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng các hạt trước phản ứng nhỏ tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là 0,02u Phản ứng hạt nhân này : A thu lượng 1,863 MeV B thu lượng 18,63 MeV C toả lượng 18,63 MeV D toả lượng 1,863 MeV HD : E  m.c  0, 02.931,5  18,63MeV  Chọn đáp án Câu 314(CĐ – 2011) : Cho phản ứng hạt nhân 12 H  36 Li  24 He  24 He Biết khối lượng các hạt Đơteri , Liti , Heli phản ứng trên là 2,0136u , 6,01702u , 4,0015u Coi khối lượng nguyên tử khối lượng hạt nhân nó Năng lượng tỏa có 1g Heli tạo thành theo phản ứng trên là : A 3,1.1011 J B 4, 2.1010 J C 2,1.1010 J D 6, 2.1011 J 23 HD : E  25,73MeV Trong 1gam He có N  1,5.10 hạt Cứ hạt He tạo thành thì lượng tỏa là E GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 78 Vậy 1gam He có N hạt tạo thành thì lượng tỏa là : E E N  3,1.1011 J Câu 315(CĐ – 2010): Cho phản ứng hạt nhân : 13 H  12 H  24 He  01n  17,6MeV Năng lượng tỏa tổng hợp g khí Heli xấp xỉ : A 5,03.1011 J B 4, 24.105 J C 4, 24.108 J D 4, 24.1011 J 23 19 11 HD : E  N E  1,5.10 17,6.10 1, 6.10  4, 24.10 J 210 Câu 316(CĐ – 2010): Pôlôni 84 Po phóng xạ α và biến đổi thành chì Pb Biết khối lượng các hạt nhân Po; α; Pb là : 209,937303u; 4,001506u; 205,929442u và 1u = 931,5 MeV Năng lượng toả hạt nhân Pôlôni phân rã xấp xỉ : c2 A 59,20 MeV B 29,60 MeV C 5,92 MeV D 2,96 MeV HD : E  5,92MeV Câu 317(ĐH – 2009): Cho phản ứng hạt nhân : 31T  12 D  24 He  X Lấy độ hụt khối hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He là 0,009106u ; 0,002491u ; 0,030382u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng tỏa phản ứng xấp xỉ : A 21,076 MeV B 200,025 MeV C 17,498 MeV D 15,017 MeV HD : X là hạt 01n nên không có độ hụt khối  E  (mHe  mT  mD ).c  17, 498MeV Câu 318(CĐ – 2009): Cho phản ứng hạt nhân: 23 20 23 11 Na  11H  24 He  1020 Ne Lấy khối lượng các hạt nhân Na ; 10 Ne ; He ; H là 22,9837u ; 19,9869u ; 11 4,0015u ; 1,0073u và 1u = 931,5 MeV/c2 Trong phản ứng này, lượng : A tỏa là 2,4219 MeV B tỏa là 3,4524 MeV C thu vào là 2,4219 MeV D thu vào là 3,4524 MeV HD : E  2, 4219 MeV >0  Chọn đáp án A Câu 319(ĐH – 2007): Cho : mC = 12,00000u; mp = 1,00728u; mn = 1,00867u ; 1u = 1,66058.10-27kg; 1eV = 1,6.10-19J ; c = 3.10 8m/s Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân 126C thành các nuclôn riêng biệt : A 89,4 MeV B 44,7 MeV C 72,7 MeV D 8,94 MeV HD : E  89, MeV Câu 320(CĐ – 2007): Xét phản ứng hạt nhân : 12 H  12 H  23 He  01n Biết khối lượng các hạt nhân m H  2, 0135u ; m He  3, 0149u ; m n  1,0087u 2 ; 1u  931MeV / c Năng lượng phản ứng trên toả là : A 1,8820 MeV B 3,1654 MeV C 7,4990 MeV D 2,7390 MeV HD : E  3,1654 MeV -7.5 - SỬ DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG – ĐỘNG LƯỢNG Câu 321(ĐH – 2011): Bắn Prôtôn vào hạt nhân 37 Li đứng yên Phản ứng tạo hai hạt nhân X giống bay với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới Prôtôn các góc là 600 Lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u số khối nó Tỉ số tốc độ Prôtôn và tốc độ hạt nhân X là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 A B HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 79 C  PX HD : X là hạt 24 He Theo hình vẽ ta có : PP  PX  mP VP  mX VX V m A  P  X  X 4 VX mP AP D 60 60  PP  PX Câu 322(ĐH – 2011): Một hạt nhân X đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y Gọi m1 và m2, v1 và v2 , K1 và K2 tương ứng là khối lượng, tốc độ, động hạt α và hạt nhân Y Hệ thức nào sau đây là đúng ? v m K v m K A   B   v2 m2 K v2 m1 K1 v m K v m K C   D   v1 m1 K v2 m1 K   HD : Theo định luật bảo toàn động lượng :  P1  P2  P1  P2  m1V1  m2V2  P  P2 V m K   12     V2 m2 K2  P1  P2  2m1 K1  2m2 K Câu 323(CĐ – 2011) : Dùng hạt α bắn phá hạt nhân Nitơ đứng yên thì thu hạt Prôtôn và hạt nhân Ôxi theo phản ứng : 24  147 N  178 O  11 p Biết khối lượng các hạt phản ứng trên là : m  4,0015u ; mN = 13,9992u ; mO = 16,9947u ; mp = 1,0073u Nếu bỏ qua động các hạt sinh thì động tối thiểu hạt α là : A 1,503MeV B 29,069MeV C 1,211MeV D 3,007MeV HD : Vì bỏ qua động các hạt sinh nên ta có : E   K  [(m  mN )  (mO  mP )].c   K  K  1, 211MeV Câu 324(ĐH – 2010): Dùng Prôtôn có động 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 49 Be đứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X và hạt α Hạt α bay theo phương vuông góc với phương tới Prôtôn và có động MeV Khi tính động các hạt , lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử số khối chúng Năng lượng tỏa phản ứng này : A 3,125 MeV B 4,225 MeV C 1,145 MeV D 2,125 MeV  HD : Từ hình vẽ ta có : P PX2  PP2  P2  2mX K X  2mP K P  2m K  K X  3,575MeV  E  K  K X  K P  2,125MeV  PP  PX Câu 325(CĐ – 2010): Dùng hạt Prôtôn có động 1,6 MeV bắn vào hạt nhân Liti ( 37 Li ) đứng yên Giả sử sau phản ứng thu hai hạt giống có cùng động và GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 80 không kèm theo tia  Biết lượng toả phản ứng là 17,4 MeV Động hạt sinh là : A 15,8 MeV B 19,0 MeV C 7,9 MeV D 9,5 MeV HD : E  K X  K P  17,  K X  K P  17,  9,5MeV Câu 326(ĐH – 2008): Hạt nhân A đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có khối lượng mB và hạt α có khối lượng mα Tỉ số động hạt nhân B và động hạt α sau phân rã : m A B m m  B  B   m  m  C     mB  D m mB HD : Theo định luật bảo toàn động lượng :   K m  P  PB  P  PB  P2  PB2  2m K  2mB K B  B   K mB GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 P.P ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC 81 I 50 BÀI TẬP TIÊU BIỂU SỬ DỤNG VÒNG TRÒN LƯỢNG GIÁC Câu : Một vật dao động điều hòa với tần số Hz Khoảng thời gian chu kỳ vật có động lớn lần là : A 0,392s B 0,608s C 0,196s D 0,304s Câu : Một vật dao động điều hòa với tần số 1Hz Khoảng thời gian chu kỳ để vật có độ lớn gia tốc lớn gia tốc cực đại là : 1 A s B s C s D s 12 Câu : Con lắc lò xo nằm ngang có k = 50N/m , m = 200g dao động điều hòa với biên độ A = 4cm Khoảng thời gian chu kỳ để lò xo dãn lượng lớn 2cm là : A s 15 B s 15 C s D s 10 Câu : Một sóng học truyền theo phương Ox với vận tốc v = 20cm/s Giả sử sóng truyền biên độ không thay đổi Tại O sóng có phương trình :   u0  4cos  4 t   (mm) , t đo s Tại thời điểm t1 , li độ điểm O là 2  u  3mm và giảm Lúc đó điểm M cách O đoạn 40cm có li độ là : A 4mm và tăng B 3mm và tăng C 3mm và giảm D 3mm và giảm Câu : Một vật dao động điều hoà có li độ x = 2cos(2t - 2 ) cm , đó t tính giây (s) Kể từ lúc t = 0, lần thứ 2009 mà vật qua vị trí x = -1cm và có vận tốc âm là : A t = 2009,67s B t = 2009,33s C t = 1003,67s D t = 2008,67s Câu : Hai vật dao động điều hòa cùng tần số , cùng biên độ dọc theo hai đường thẳng A song song cạnh Quan sát thấy hai vật qua li độ x = thì chúng ngược chiều Độ lệch pha hai dao động này là : A 5 B 2 C  D л Câu : Một vật dao động điều hòa với chu kỳ T = 3,14s Xác định pha dao động vật nó qua vị trí x = 2cm với vận tốc v = 0,04m/s :     A  B C D 6 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 P.P ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC 82 Câu : Một sóng có bước sóng λ, tần số f và biên độ a không đổi, lan truyền trên 7 đường thẳng từ điểm M đến điểm N cách Tại thời điểm nào đó, tốc độ dao động M 2лfa, lúc đó tốc độ dao động điểm N : A B лfa C лfa D лfa Câu : Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng 100g và lò xo nhẹ có độ cứng k = 100N/m Kéo vật xuống theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo dãn 4cm truyền cho nó vận tốc 40  cm/s theo phương thẳng đứng từ lên Coi vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Thời gian ngắn để vật chuyển động từ vị trí thấp đến vị trí lò xo bị nén 1,5cm là : 1 A 0,2s B s C s D s 15 10 20  Câu 10 : Vật dao động điều hòa với phương trình : x = ACos(ωt – ) (cm) Sau dao động chu kỳ vật có li độ 2 cm Biên độ dao động vật là : A 2cm B cm C 2 cm D 4cm Câu 11 : Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kỳ T = 0,4s , biên độ A = 8cm Thời gian ngắn để vật từ vị trí cân đến vị trí lực đàn hồi lò xo có độ lớn cực tiểu là : A s 30 B s 15 C s 10 D s Câu 12 : Một lắc lò xo treo thẳng đứng cân lò xo dãn 3cm Bỏ qua lực cản Kích thích cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng thì thấy thời T gian lò xo bị nén chu kỳ là Biên độ dao động vật : A 6cm B 3cm C cm D cm Câu 13 : Một lắc lò xo độ cứng k = 400N/m treo thẳng đứng , đầu gắn vào cầu khối lượng m = 1kg , đầu còn lại lò xo gắn vào điểm treo cố định Kéo vật xuống vị trí cân đến lò xo dãn đoạn 7,5cm buông nhẹ cho vật dao động điều hòa Chọn chiều dương hướng lên , thời điểm nào đó vật vị trí lò xo không biến dạng , thì li độ vào thời điểm A 2,5cm C 5cm T s sau đó là : B - 2,5cm D B và C đúng  ) (cm) Xác định thời điểm để vật chuyển động theo chiều âm với độ lớn vận tốc v = 0,5vmax : T 2T T A t = + kT B t = + kT C t = + kT D B và C đúng 3 Câu 15 : Một vật dao động điều hòa , thời điểm thứ hai vật có động ba lần kể từ lúc vật có li độ cực đại là s Chu kỳ dao động vật là : 15 A 0,8s B 0,2s C 0,4s D 0,6s Câu 14 : Một vật dao động điều hòa theo phương trình : x = 5Cos(2лt – GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 83 P.P ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC Câu 16 : Hai lắc lò xo giống có khối lượng vật nặng 10g, độ cứng lò xo 100л2N/m dao động điều hòa dọc theo hai đường thẳng song song kề (vị trí cân hai vật gốc tọa độ) Biên độ lắc thứ lớn gấp đôi lắc thứ hai Biết hai vật gặp chúng chuyển động ngược chiều Khoảng thời gian ba lần hai vật nặng gặp liên tiếp là : A 0,03 (s) B 0,02 (s) C 0,04 (s) D 0,01 (s) Câu 17 : Một vật dao động điều hoà xung quanh vị trí cân O Ban đầu vật qua  O theo chiều dương Sau thời gian t1 = ( s ) vật chưa đổi chiều chuyển động và vận 15 tốc còn lại nửa Sau thời gian t2 = 0,3  (s) vật đã 12cm Vận tốc ban đầu v0 vật là : A 20cm/s B 25cm/s C 30cm/s D 40cm/s Câu 18 : Một vật có khối lượng m = 100g dao động điều hòa trên trục ngang ox với tần số f = 2Hz , biên độ 5cm Lấy gốc thời gian thời điểm vật có li độ x0 = -5cm , sau đó 1,25s thì vật có : A 4,93mJ B 20mJ C 7,2mJ D  Câu 19 : Một vật dao động điều hòa với phương trình : x = Acos(ωt + ) , chu kỳ T Kể từ thời điểm ban đầu thì sau thời gian bao nhiêu chu kỳ thì vật qua vị trí cân lần thứ 2012 : A 1006T - 5T 12 B 1005,5T C 2012T D 1006T + Câu 20 : Một vật dao động điều hòa theo phương trình : x = 3Cos(5лt – 7T 12  ) + (cm) Trong giây đầu tiên vật qua vị trí x = - 2cm lần : A lần B lần C lần D lần Câu 21 : Một lắc lò xo treo thẳng đứng có k = 100N/m , m = 100g Từ vị trí cân kéo vật xuống đoạn 1cm truyền cho vật vận tốc đầu 10л cm/s hướng thẳng đứng Tỉ số thời gian lò xo nén và dãn chu kỳ là : A B C 0,5 D 0,2 Câu 22 : Một vật dao động điều hòa với tần số 2Hz , biên độ A Khoảng thời gian chu kỳ để vật có độ lớn vận tốc nhỏ 0,5 vận tốc cực đại là : 1 A s B 1s C s D s 12 Câu 23 : Một vật dao động điều hòa với biên độ A và tần số f Thời gian ngắn để vật quãng đường có độ dài A là : 1 f A B C D 6f 4f 3f Câu 24 : Một vật dao động điều hòa dọc theo trục ox , quanh vị trí cân với biên độ A và chu kỳ T Trong khoảng thời gian T , quãng đường nhỏ mà vật có thể là : A ( -1)A B A C A D A(2- ) Câu 25 : Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với lượng dao động là 1J và lực đàn hồi cực đại là 10N Gọi Q là đầu cố định lò xo , khoảng thời GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 P.P ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC 84 gian hai lần liên tiếp Q chịu tác dụng lực kéo 3N là 0,1s Quãng đường lớn mà vật 0,4s là : A 60cm B 45cm C 53cm D 70cm 3 Câu 26 : Một vật dao động với phương trình : x = Cos(5лt )(cm) Quãng đường vật từ thời điểm t1 = s đến t2 = 6s là : 10 A 84,4cm B 333,8cm C 331,4cm D 337,5cm Câu 27 : Một vật dao động điều hòa với tần số f = 1Hz , biên độ A = 10cm Tại thời điểm t = s , vật vị trí cm và chuyển động theo chiều dương Pha ban đầu vật là :   A B C D  Câu 28 : Con lắc lò xo có khối lượng m = 1kg , dao động điều hòa với E = 125mJ Tại thời điểm ban đầu vật có vận tốc v = 25cm/s và gia tốc a = - 6,25 m/s2 Pha ban đầu dao động là : A   B   C  5 D  2 Câu 29 : Cho hai mạch dao động lý tưởng L1C1 và L2C2 với C1  C2  0,1 F , L1  L2  1 H Ban đầu tích điện cho tụ C1 đến hiệu điện 6V và tụ C2 đến hiệu điện 12V cho hai mạch dao động Thời gian ngắn kể từ hai mạch dao động bắt đầu dao động đến hiệu điện trên hai tụ C1 và C2 chênh lệch 3V là : 10 6 10 6 10 6 106 A s B s C s D s 12 Câu 30 : Một tụ điện có điện dung 10μF tích điện đến hiệu điện xác định Sau đó nối hai tụ điện vào hai đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm 1H Bỏ qua điện trở các dây nối Sau khoảng thời gian ngắn là bao nhiêu ( kể từ lúc nối) cường độ dòng điện có giá trị giá trị cường độ dòng điện cực đại : A s 400 B s 600 C s 300 D s 1200 Câu 31 : Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 1,2μH , tụ điện có điện dung 4,8μF Trong mạch có dao động điện từ tự Khoảng thời gian hai lần liên tiếp mà điện tích trên tụ có độ lớn cực đại là : A 1,2л.10-6s B 2,4л.10 -6s C 4л.10-6s D л.10-6s Câu 32 : Đặt điện áp xoay chiều có u = 100 cos(t) V vào hai đầu mạch gồm điện trở R nối tiếp với tụ C có ZC = R Tại thời điểm điện áp tức thời trên điện trở là 50V và tăng thì điện áp tức thời trên tụ là : A – 50V B – 50 V C 50V D 50 V Câu 33 : Một nguồn phát sóng nước O có dạng : u  A cos t (cm ) Cho biên độ sóng không đổi lan truyền Điểm M trên mặt nước cách O nửa bước sóng Tại thời GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 P.P ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC 85 điểm 1,125 lần chu kỳ dao động sóng , li độ dao động sóng M là -2cm Biên độ dao động sóng là : A 2cm B cm C 2 cm D cm Câu 34 : Điện tích tụ điện mạch dao động LC biến thiên theo phương trình : q = Q0Cos( 2 T t + л) Tại thời điểm t = ta có : T A Năng lượng điện trường cực đại B Dòng điện qua cuộn dây C Hiệu điện hai tụ D Điện tích tụ cực đại Câu 35 : Một mạch dao động gồm tụ có điện dung C = 10μF và cuộn cảm có độ tự cảm L = 1H Khoảng thời gian ngắn tính từ lúc lượng điện trường đạt cực đại đến lúc lượng từ trường lượng điện trường cực đại là : A s 400 B s 300 C s 200 D s 100 Câu 36 : Một mạch dao động có dao động điện từ tự với chu kỳ T Lúc t = , hiệu điện hai tụ không Ở thời điểm t = 0,75T , đại lượng nhận giá trị là : A Điện tích trên tụ B Hiệu điện hai tụ C Năng lượng điện từ mạch D Cường độ dòng điện qua cuộn cảm Câu 37 : Đặt điện áp u  U 0Cos t vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L Tại thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm có độ lớn giá trị cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm có độ lớn : I I I A B C D 2 Câu 38 : Biểu thức điện áp và cường độ dòng điện trên đoạn mạch có dạng : u = U0cos100t (V) và i = I0cos(100t +  ) (A) Trong nửa chu kỳ đầu tiên các cặp giá trị nào đây là đúng I A u  U0;i  2 I U 0;i  2 U I I C u  U ; i  D u  ; i  2 Câu 39 : Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình   : x  A cos  5 t   Véctơ vận tốc và gia tốc có cùng chiều dương trục Ox 2  khoảng thời gian nào kể từ thời điểm ban đầu t = : A 0,0 s  t  0,1s B 0,1s  t  0,2 s C 0,3s  t  0,4 s D 0,2s  t  0,3s Câu 40 : Một bóng đèn mắc nối tiếp với tụ có ZC = R = 100  mắc vào điện áp xoay chiều có U = 200V Biết đèn sáng điện áp đặt vào nó lớn 100V Thời gian đèn sáng phút số nguyên lần chu kỳ là : A 40s B 30s C 20s D không xác định GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM B u  DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 P.P ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC 86 10 4 H ,C F Điện áp đặt 5  vào hai đầu đoạn mạch có biểu thức : u  120cos100 t (V ) , t tính giây Thời điểm t = 30ms, cường độ dòng điện chạy mạch có độ lớn : A 0,58A B 0,71A C 1,0A D 0,43A Câu 42 : Cường độ dòng điện tức thời chạy qua đoạn mạch điện xoay chiều : i = 4Cos200лt(A) Tại thời điểm t1 nào đó , dòng điện giảm độ lớn và có cường độ i1 = -2A Hỏi đến thời điểm t2 = (t1 + 0,025)s thì cường độ dòng điện bao nhiêu : A A B -2 A C 2A D -2A Câu 43 : Một sóng ngang, bước sóng  truyền trên sợi dây căng ngang Hai điểm 5 P và Q trên sợi dây cách và sóng truyền theo chiều từ P đến Q Chọn trục biểu diễn li độ các điểm có chiều dương hướng lên trên Tại thời điểm nào đó , P có li độ dương và chuyển động xuống Tại thời điểm đó Q có li độ và chiều chuyển động tương ứng là : A âm ; lên B dương ; xuống C âm ; xuống D dương ; lên  Câu 44 : Điện áp hai tụ có biểu thức : u = U0Cos(100лt – )(V) Xác định thời điểm mà cường độ dòng điện qua tụ điện (với k € Z) : Câu 41 : Cho đoạn mạch RLC nối tiếp : R  60 , L  A k  300 100 B k  300 50 C k  200 100 D k  200 50 0,4 (H) Đặt vào   hai đầu cuộn dây hiệu điện xoay chiều có biểu thức : u = U0cos(100t - ) (V) Khi t = 0,1 (s), dòng điện có giá trị -2,75 (A) Giá trị U0 là : A 220 (V) B 110 (V) C 220 (V) D 440 (V) Câu 45 : Cho cuộn dây có điện trở 40 và có độ tự cảm  Câu 46 : Cường độ dòng điện qua đoạn mạch có dạng : i  I0 cos 100t   (A)  4 Tại thời điểm t = 0,06(s) , cường độ dòng điện có giá trị 0,5(A) Cường độ hiệu dụng dòng điện : A 0,5(A) B 1(A) C (A) D (A) Câu 47 : Một sợi dây đàn hồi căng ngang , có sóng dừng ổn định Trên dây A là điểm nút , B là điểm bụng gần A , C là trung điểm AB , với AB = 10cm Biết khoảng thời gian ngắn hai lần mà li độ dao động phần tử B li độ dao động phần tử C là 0,2s Tốc độ truyền sóng trên dây là : A 2m/s B 0,5m/s C 1m/s D 0,25m/s 3 Câu 48 : Mạch dao động LC có chu kỳ riêng T = 0,314.10 s , độ tự cảm L = 50mH , điện áp cực đại trên tụ là 6V Viết biểu thức điện tích tụ điện biến thiên theo thời gian , biết lúc t = : điện áp hai đầu tụ có giá trị hiệu dụng và cường độ qua cuộn dây tăng : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 87 P.P ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC   A q  3.107 cos  2.104 t   C 4    C q  3.106 cos  2.104 t   C 4    B q  3.107 cos  2.104 t   C 4    D q  3.106 cos  2.104 t   C 4   Câu 49 : Một dòng điện xoay chiều có cường độ : i = 3Cos(100лt – )(A) chạy trên dây dẫn Trong thời gian giây , số lần cường độ dòng điện có giá trị tuyệt đối 2A là : A 50 B 100 C 200 D 400 Câu 50 : Trong mạch dao động lí tưởng LC có dao động điện từ tự với tụ điện có điện dung C  2nF Tại thời điểm t1 cường độ dòng điện mạch i = 5mA, sau đó T hiệu điện hai tụ u = 10V Độ tự cảm cuộn dây là : A 40  H B 8mH C 2,5mH D 5mH 1.A 11.A 21.C 31.B 41.C 2.A 12.A 22.C 32.B 42.C 3.B 13.D 23.A 33.C 43.D 4.D 14.D 24.B 34.C 44.A ĐÁP ÁN 5.D 6.B 15.C 16.B 25.A 26.C 35.A 36.D 45.C 46.C GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM 7.B 17.A 27.B 37.A 47.C 8.B 18.B 28.A 38.A 48.A 9.B 19.A 29.B 39.B 49.C 10.D 20.A 30.C 40.B 50.B DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 88 P.P GIẢN ĐỒ VÉCTƠ II 50 BÀI TẬP TIÊU BIỂU SỬ DỤNG GIẢN ĐỒ VÉCTƠ Câu : Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 30Ω mắc nối tiếp với cuộn dây Đặt vào hai đầu mạch hiệu điện xoay chiều u = U Cos100лt (V) Hiệu điện  hiệu dụng hai đầu cuộn dây là U d = 60V Dòng điện mạch lệch pha so với  u và lệch pha so với ud Hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch có giá trị : A 60 V B 120V C 90V D 60 V Câu : Một cuộn dây có điện trở R , độ tự cảm L ghép nối tiếp với tụ điện có điện dung C đặt vào nguồn hiệu điện uAB = U Cos2лft (V) Ta đo các hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây , hai đầu tụ điện và hai đầu mạch điện là Lúc này , góc lệch pha các hiệu điện tức thời udây và uC có giá trị : 2    A rad B rad C rad D rad 3 Câu : Một đoạn mạch điện xoay chiều A , B gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp , cuộn thứ có điện trở R1 và độ tự cảm L1 , cuộn thứ hai có điện trở R2 và độ tự cảm L2 Biết UAB = Udây1 + U dây2 Hỏi biểu thức nào sau đây là đúng mối liên hệ R1 , L1 , R2 , L2 : A R1  L2 B R1  L1 R2 L1 R2 L2 C R1  L2 D R1  L1 R2 L1 R2 L2 Câu : Cho đoạn mạch theo thứ tự R-L-C nối tiếp đó : R = 100 (Ω) 104 , C = F Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u có tần số 2  f = 50Hz thì u và uRL lệch pha Giá trị L là : 3 A H B H C H D H     Câu : Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có dung kháng ZC = 200Ω và cuộn dây mắc nối tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch trên điện áp xoay chiều  luôn có biểu thức u = 120 Cos(100лt + )(V) thì thấy điện áp hai đầu cuộn dây  có giá trị hiệu dụng là 120V và sớm pha so với điện áp đặt vào mạch Công suất tiêu thụ cuộn dây là : A 72W B 240W C 120W D 144W Câu : Đặt vào hai đầu mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây và tụ điện mắc  nối tiếp vào điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức : u = 100 Cos(100лt + ) (V) Dùng vôn kế có điện trở lớn đo điện áp hai đầu cuộn cảm và hai đầu tụ điện thì thấy chúng có giá trị là 100V và 200V Biểu thức điện áp hai đầu cuộn dây là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 89 P.P GIẢN ĐỒ VÉCTƠ  ) (V)  B u = 200Cos(100лt + ) (V) 3 3 C u = 200 Cos(100лt + ) (V) D u = 100 Cos(100лt + ) (V) 4 Câu : Cho đoạn mạch RLC nối tiếp , đặt vào mạch hiệu điện u = 100 Cosωt (V)   Biết uRL sớm pha dòng điện qua mạch góc rad , uC và u lệch pha góc rad 6 Hiệu điện hiệu dụng hai tụ là : 200 A V B 100V C 100 V D 200V Câu : Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn cảm có cảm kháng 120Ω , dung kháng 240Ω và R Độ lệch pha uRLC uRL là 1200 Tìm R : A 120 Ω B 60 Ω C 40 Ω D 120Ω Câu : Mắc nối tiếp động điện với cuộn dây mắc vào mạng điện xoay chiều Hiệu điện hai đầu động có giá trị hiệu dụng 331V và sớm pha dòng  điện Hiệu điện hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 125V và sớm pha  dòng điện Xác định hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch : A 331V B 344,9V C 230,9V D 444V Câu 10 : Đặt điện áp xoay chiều u = 120 cost (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn AM là cuộn dây có điện trở r và có độ tự cảm L , đoạn MB gồm điện trở R mắc nối tiếp với tụ điện C Điện áp hiệu dụng trên đoạn MB gấp đôi điện áp hiệu dụng trên R và cường độ hiệu dụng dòng điện mạch là 0,5A Điện áp trên đoạn MB lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn  mạch là Công suất tiêu thụ toàn mạch là : A 150W B 20W C 90W D 100W Câu 11 : Đặt điện áp xoay chiều tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R = 100  mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L , đoạn MB có tụ điện có điện dung 0,05 C mF Biết điện áp hai đầu đoạn mạch MB và điện áp hai đầu đoạn   mạch AB lệch pha Giá trị L : 3 A ( H ) B ( H ) C (H ) D ( H )     Câu 12 : Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh có bốn điểm theo đúng thứ tự A , M , N và B Giữa hai điểm A và M có điện trở , hai điểm M và N có tụ điện , hai điểm N và B có cuộn cảm Đặt vào hai đầu đoạn mạch  điện áp xoay chiều 240V – 50 Hz thì uMB và uAM lệch pha , uAB và uMB lệch pha  Điện áp hiệu dụng trên R là : A u = 100 Cos(100лt + GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 90 P.P GIẢN ĐỒ VÉCTƠ A 80(V) B 60(V) C 80 (V) D 60 (V) Câu 13 : Một mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm tụ điện có điện dung C , điện trở R và cuộn dây có độ tự cảm L có điện trở r Dùng vôn kế có điện trở lớn đo hai đầu điện trở , hai đầu cuộn dây và hai đầu đoạn mạch thì số là 50 V , 30 V và 80 V Biết điện áp tức thời trên cuộn dây sớm pha dòng  điện là Điện áp hiệu dụng trên tụ là : A 30V B 30 V C 60V D 20V Câu 14 : Cho mạch điện xoay chiều R , C , L mắc nối tiếp , điện trở R = 50  , điện 2.10 4 dung tụ điện C  F , cuộn dây có hệ số tự cảm L và điện trở r Biết  các hiệu điện tức thời hai đầu điện trở R và tụ điện C là uRC  80cos100 t (V ) và hai đầu cuộn dây là u d  200 cos(100 t  7 )(V ) Giá trị hiệu điện hiệu dụng 12 hai đầu điện trở r là : A Ur = 20V B Ur = 200V C Ur = 10V D Ur = 100V Câu 15 : Cho mạch điện R , C , L mắc nối tiếp Hiệu điện hai đầu mạch là u  100 3Cos100 t(V) Cho biết : URC = 100 V , U L= 50 V Giá trị hệ số công suất Cos  là : 2 2 A Cos  B Cos  C Cos  D Cos  3 3 Câu 16 : Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện C có điện 10 4 dung C  ( F ) , f = 50Hz Hãy xác định giá trị R , L cuộn dây cho hiệu  điện ud lệch pha với hiệu điện uC góc 1350 và cường độ dòng điện qua mạch cùng pha với hiệu điện uAB : H  C R = 100  , L = H 2 A R = 100  , L = H  D R = 100  , L = H 2 B R = 100  , L = Câu 17 : Cho mạch điện C , R , L theo thứ tự mắc nối tiếp , cuộn dây cảm Biết  : U CR = 150V , URL = 200V đồng thời lệch pha góc Hiệu điện hai đầu R là : A UR = 210V B UR = 120V C UR = 12V D UR = 21V Câu 18 : Cho mạch điện xoay chiều R , L , C mắc nối tiếp Hiệu điện hai đầu mạch có biểu thức : u  50 2Cos100 t(V ) Cho biết các hiệu điện hiệu dụng URL = 50V , UC = 60V Góc lệch pha u so với i là : A 0,2 B 0,2 C 0,25 D 0,25 Câu 19 : Mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở R , tụ điện C và hộp kín X chứa hai ba phần tử (R , L , C) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u AB  220 2Cos100 t(V ) thì thấy U RC = 110 V Dòng điện qua mạch  nhanh pha hiệu điện uRC góc và nhanh pha hiệu điện uAB GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 91 P.P GIẢN ĐỒ VÉCTƠ  Hiệu điện hiệu dụng hai đầu hộp kín X là : A 150 V B 110 V C 150V D 110V Câu 20 : Cho mạch RLC nối tiếp Biết L C R UAN = 10V , hiệu điện uAN và uMB B A N M 2 lệch pha góc Nếu đổi chổ L và C cho thì uAN và uMB lệch pha  Tính hiệu điện UAN sau hoán đổi L và C , biết cuộn dây cảm : A 5V B V C V D 10V R L Câu 21 : Cho mạch điện hình vẽ : A B M uAB = 100 6Cos100 t (V) Cho biết U AM = U MB = 100V , ampe kế 2A Biểu thức cường độ dòng điện là :  A i  2Cos100 t B i  2Cos(100 t+ )  C i  2Cos100 t D i  2Cos(100 t - ) L,r C R Câu 22 : Cho mạch điện hình vẽ : B A M Đặt vào hai đầu A , B hiệu điện : u  120 2Cos100 t (V) Các giá trị R , L , r không đổi , C có thể thay đổi Cho C giá trị xác định ta thấy U AM  3U MB , cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức  : i  2Cos(100 t+ ) (A) và các hiệu điện uAM , uMB lệch pha 900 Giá trị R 12 là : A 15  B 15 2 C 15 3 D 15  L C R Câu 23 : Cho mạch điện hình vẽ : B A N M Biết UNB = 90V , uMB lệch pha 30 so với uNB Cho biết UMB = UMN = UAM Hiệu điện hai đầu đoạn mạch là : A 90V B 30V C 60V D 100V Câu 24 : Cho đoạn mạch LRC Cuộn dây cảm có cảm kháng ZL = 80  Hệ số công suất đoạn RC hệ số công suất mạch và 0,6 Điện trở R có giá trị : A 50  B 30  C 40  D 100  Câu 25 : Cho mạch RCL nối tiếp , cuộn dây có : r  50 3 , ZL = ZC = 50  , biết uRC và udây lệch pha góc 1050 Điện trở R có giá trị : A 50 3 B 50  C 25 3 D 25  Câu 26 : Cho mạch điện hình vẽ L,r C R B A N M Giá trị các phần tử mạch là L  H góc  50 , C  F , R = 2r Hiệu điện hai đầu đoạn mạch u  U cos100 t (V )  Hiệu điện hiệu dụng hai điểm A, N là UAN = 200V và hiệu điện tức thời GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 P.P GIẢN ĐỒ VÉCTƠ 92 hai điểm M, N lệch pha so với hiệu điện tức thời hai điểm A, B là  Xác định biểu thức cường độ dòng điện mạch :   ( A) 6   C i  cos  100t   ( A) 6    A i  2cos 100t  Câu 27 : Cho mạch điện hình vẽ : Điện trở R  120 3 , cuộn dây   ( A) 3   D i  cos  100t   ( A) 3    B i  2cos 100t  L,r R A M C N B có điện trở r  30 3 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch có biểu thức : u  U cos100 t (V ) , hiệu điện hiệu dụng hai điểm A, N là UAN = 300V , hai điểm M, B là UMB = 60 3V Hiệu điện tức thời uAN lệch pha  so với uMB Dung kháng có giá trị là : A 120  B 240  C 150  D 100  Câu 28 : Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi , tần số f = 50Hz vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ C mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở   r = 50  Khi đó , điện áp cuộn dây lệch pha với i và lệch pha với điện áp mạch Điện dung C là : 104 104 2.104 104 A C  B C  C C  D C  F F F F  2  3 Câu 29 : Đặt điện áp u  200 2Cos120 t(v) vào hai đầu mạch gồm cuộn dây có điện trở R , độ tự cảm L và tụ điện C mắc nối tiếp Biết điện áp hai đầu cuộn dây và điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng lệch pha 2 Điện áp hai đầu cuộn dây là : A 100V B 200 2V C 200V D 100 2V Câu 30 : Cho mạch điện hình vẽ : L C  A B Cho biết : u AB  200 2Cos(100 t - ) V M 10 4 2 F thì UAM = UMB và hiệu điện uAM và uMB lệch pha góc Khi C  3 Biểu thức dòng điện tức thời qua mạch là : 2 A i  Cos100 t (A) B i  Cos100 t (A) 3   C i  Cos(100 t- ) (A) D i  Cos(100 t- ) 3 3 Câu 31 : Cho mạch điện hình vẽ : L,r C R B Cho biết : u AB  120 6Cos100 t (V) A M N GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 93 P.P GIẢN ĐỒ VÉCTƠ  so với u , u lệch pha  so với u và U = 120V , công suất tiêu MB AB AN MB thụ trên mạch AB là 360W Cảm kháng cuộn dây có giá trị : A Z L  50 3 B Z L  30 3 C Z L  20 3 D Z L  100 3 L C R Câu 32 : Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ : B A Cuộn dây cảm , áp vào hai đầu AB N M hiệu điện xoay chiều : u AB  100 6Cos100 t (V) thì ta thấy I = 1A , UAN = UMB  và hiệu điện uAN và uMB lệch pha góc Độ tự cảm cuộn dây là : 3 1 A B ( H ) C D ( H ) (H ) (H )   2  Câu 33 : Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ : L,r R C Cuộn dây có điện trở r và độ tự cảm L A B M N 10 4 Cho R = 100  , C = F, f = 50Hz Hiệu điện tức thời hai đầu đoạn mạch  5 AM và MB lệch pha góc , biết UAM = 200V , UMB = 100 V Công suất 12 tiêu thụ mạch điện là : A 237,2W B P = 273,2W C 327,2W D 372,2W L C R Câu 34 : Cho mạch điện hình vẽ : B A N M Giữa A và B có hiệu điện xoay chiều u với giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f = 1000Hz Mắc vào hai điểm N, B  Ampe kế thì nó 0,1A và dòng điện qua Ampe kế trể pha so với u Thay Ampe kế  vôn kế có điện trở lớn thì vôn kế 20V và hiệu điện này trể pha so với u Cuộn dây cảm Dung kháng có giá trị là : A 50  B 200  C 50  D 200  R L Câu 35 : Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ A Hiệu điện uAB hai đầu mạch có tần số f = 100Hz và có giá trị hiệu dụng U không đổi , cuộn dây cảm Mắc Ampe kế có điện trở nhỏ vào M và N thì Ampe kế I = 0,3A , dòng điện mạch lệch pha 600 so với uAB , công suất tỏa nhiệt mạch là P = 18W Mắc Vôn kế có điện trở lớn vào M và N thay cho Ampe kế thì Vôn kế 60V , hiệu điện trên Vôn kế trễ pha 600 so với uAB Giá tri R2 là : A 200  B 100  C 200  D 100  L,r C R Câu 36 : Cho mạch điện hình vẽ : B A N M Tụ điện có điện dung C, cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở r, điện trở R = 30  Mắc hai đầu A, B vào nguồn điện xoay chiều có hiệu điện tức thời u AB  U cos100 t (V ) Cho biết : UMN = 60V uAN lệch pha , I = 2A , hiệu điện tức thời uMN lệch pha 0, 25 so với cường độ dòng điện tức thời i và uMN lệch pha 0,5 so với uAB Biểu thức hiệu điện tức thời hai đầu tụ điện là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 P.P GIẢN ĐỒ VÉCTƠ 94   (V ) 4   C uC  90 cos  100 t   (V ) 4    A uC  180cos 100 t  3   (V )  3   D uC  90 cos  100 t   (V )     B uC  180cos 100 t  R L C Câu 37 : Cho mạch điện R , L , C với B A A M N u AB  200 cos100 t (V) và R  100 () Hiệu điện hai đầu đoạn mạch MN nhanh pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch 2 AB góc Cường độ dòng điện i qua mạch có biểu thức nào sau đây :   A i  cos 100 t   (A) B i  cos 100 t   (A) 3 3   C i  2s cos  100 t    (A)  D i  cos 100 t   Câu 38 : Đoạn mạch RLC nối tiếp R = 150Ω , C = cuộn dây (thuần cảm) lệch pha  (A)  104 (F) Biết hiệu điện hai đầu 3 3 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch và hiệu điện hai đầu đoạn mạch có dạng u = U 0cos100πt(V) Giá trị L là : A H  B H  C H 2 D 1,5 H  Câu 39 : Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện và cuộn dây mắc nối  tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều u = 120 cos(100πt - )V thì điện áp hiệu dụng hai tụ là 240V và hai đầu cuộn dây là 120 V Độ lệch pha điện áp hai đầu cuộn dây so với dòng điện là :     A B C D Câu 40 : Đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây không cảm có điện trở R và độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Điện áp tức thời hai đầu cuộn dây lệch pha 1500 so với hai đầu tụ điện thì : A R = ZC B Z L  3R C R = ZL D R  3Z L Câu 41 : Mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây không cảm có điện trở R0 và độ tự cảm L mắc nối tiếp với điện trở R và tụ điện có điện dung C Điện áp hiệu dụng hai đầu R và hai đầu tụ C có giá trị và điện áp tức thời hai đầu cuộn dây lệch pha với điện áp tức thời uRC góc 750 thì : A U R0  3U L B U L  3U R0 C U R0  U L D U R0  2U L Câu 42 : Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch L,R,C mắc nối thứ tự đó Điện áp hai đầu các đoạn mạch chứa L,R và R,C có biểu thức GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 95 P.P GIẢN ĐỒ VÉCTƠ      : uLR  150cos 100 t   (V ) , uRC  50 cos  100 t   (V ) Cho R  25 Cường 3 12    độ dòng điện mạch có giá trị hiệu dụng : A 3,0A B 2A C A D 3,3A Câu 43 : Đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây không cảm có điện trở R và độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Điện áp tức thời hai đầu cuộn dây lệch pha 1350 so với hai đầu tụ điện và vuông pha so với điện áp hai đầu mạch thì : A ZL = ZC B ZL = 2ZC C R = ZL = ZC D ZC = 2ZL Câu 44 : Đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây không cảm có điện trở R và độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây và 100V , điện áp tức thời hai đầu cuộn dây và tụ điện lệch 1200 Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị là : A 200V B 100 3V C 100V D 100 2V Câu 45 : Đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây không cảm ghép nối tiếp với tụ điện có điện dung C Biết U dây = U = UC thì điện áp hai đầu mạch lệch pha với dòng điện góc : A B 300 C 450 D 600 Câu 46 : Cho mạch điện xoay chiều AB gồm đoạn mạch AM ( chứa cuộn cảm ) ghép nối tiếp với đoạn mạch MN( chứa điện trở R) và đoạn mạch NB (chứa tụ C) Biết UAN = 200V , UMB = 150V Biết uAN và uMB lệch pha  , cường độ dòng điện  )( A) Công suất tiêu thụ trên mạch là : B 60 2W C 100W D 120 2W mạch i  2sin(100 t  A 120W Câu 47 : Đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R ghép nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L ghép nối tiếp với tụ điện có điện dung thay đổi Khi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại thì độ lệch pha điện áp hai đầu mạch và điện áp hai đầu R, L là : A 600 B 900 C 450 D 1200 Câu 48 : Mạch điện RLC mắc nối tiếp ,cuộn dây L R C cảm Cho biết hiệu điện hiệu dụng A B M N hai điểm A, B là U AB = 200V , hai điểm A, M là U AM = 200 2V và hai điểm M, B là UMB = 200V Hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở là : A 100V B 100 2V C 200V D 200 2V Câu 49 : Cho mạch điện hình vẽ : Điện trở R  80 , các vôn kế có điện trở lớn Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u AB  240 2cos100 t (V ) thì dòng điện chạy mạch có giá trị hiệu dụng GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 P.P GIẢN ĐỒ VÉCTƠ 96 I  A Hiệu điện tức thời hai đầu các vôn kế lệch pha  , còn số vôn kế V2 là 80 3V Giá trị L là : A H 3 B H 2 C H  D H  Câu 50 : Cho mạch điện hình vẽ : u  U cos100 t (V ) , hiệu điện hiệu dụng hai điểm M, N là UMN = 120V, uNB lệch pha 1400 so với uMN , uNB lệch pha 1100 so với uAN, uNB lệch pha 900 so với uAB Biểu thức hiệu điện hai đầu điện trở R là : 2    (V )     C uR  40 6cos 100 t   (V ) 9  A uR  40 6cos 100 t  1.A 11.B 21.D 31.A 41.A 2.A 12.C 22.A 32.D 42.A 3.B 13.A 23.A 33.B 43.D 4.C 14.D 24.B 34.B 44.C ĐÁP ÁN 5.A 6.D 15.A 16.A 25.B 26.A 35.C 36.A 45.C 46.D GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM 2    (V )     D uR  40 3cos 100 t   (V ) 9  B uR  40 3cos 100 t  7.D 17.B 27.B 37.D 47.B 8.C 18.A 28.A 38.D 48.B 9.D 19.D 29.C 39.B 49.A 10.C 20.C 30.B 40.B 50.A DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 RÈN KỸ NĂNG BIẾN ĐỔI 97 III 50 BÀI TẬP TIÊU BIỂU SỬ DỤNG KỸ NĂNG BIẾN ĐỔI Câu : Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây nối tiếp với tụ điện C có điện dung thay đổi Ban đầu tụ điện có dung kháng 100Ω, cuộn dây có cảm kháng 50Ω Giảm điện dung lượng 103 ∆C = (F) thì tần số góc dao động riêng mạch là 80л rad/s Tần số góc ω 8 dòng điện mạch là : A 40л rad/s B 60л rad/s C 100л rad/s D 50лrad/s Câu : Giả sử ban đầu có mẫu phóng xạ X nguyên chất, có chu kỳ bán rã T và biến thành hạt nhân bền Y Tại thời điểm t1 tỉ lệ hạt nhân Y và hạt nhân X là k Tại thời điểm t2 = t1 + 2T thì tỉ lệ đó là : A k + B 4k C 4k + D 4k Câu : Trong thí nghiệm Y-âng , nguồn S phát xạ đơn sắc λ , màn quan sát cách mặt phẳng hai khe khoảng không đổi D, khoảng cách hai khe S1S2 = a có thể thay đổi (nhưng S1 và S2 luôn cách S) Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 4, giảm tăng khoảng cách S1S2 lượng ∆a thì đó là vân sáng bậc k và bậc 3k Nếu tăng khoảng cách S1S2 thêm 2∆a thì M là : A.vân tối thứ B.vân sáng bậc C.vân sáng bậc D.vân sáng bậc Câu : Chiếu xạ có bước sóng theo tỷ ℓệ λ1 : λ2 : λ3 = : : vào catốt tế bào quang điện thì nhận các electron có vận tốc ban đầu cực đại theo tỷ ℓệ v1 : v2 : v3 = : k : Trong đó k : A B C D Câu : Mắc vào đoạn mạch RLC không phân nhánh nguồn điện xoay chiều có tần số thay đổi Ở tần số f1 = 60 Hz, hệ số công suất đạt giá trị cực đại cosφ = Ở tần số f2 = 120 Hz, hệ số công suất nhận giá trị cosφ = 0,707 Ở tần số f3 = 90 Hz, hệ số công suất mạch : A 0,872 B 0,486 C 0,625 D 0,781 Câu : Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R = 60Ω , cuộn dây cảm và tụ điện mắc nối tiếp Bỏ qua điện trở các cuộn dây máy phát Khi rôto máy quay với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch là 1A và dòng điện tức thời mạch chậm pha  so với điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch Khi rôto máy quay với tốc độ 2n vòng/phút thì dòng điện mạch cùng pha với điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch Cường độ hiệu dụng dòng điện mạch đó là : A 2 A B A C 4A D A Câu : Đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp có điện áp hai đầu mạch cùng pha với dòng điện I Biết 25L = 4R2C và cho U = 100V Điện áp hiệu dụng hai đầu L và C là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 RÈN KỸ NĂNG BIẾN ĐỔI 98 A UL = 20V và UC = 30V B UL = UC = 30V C UL = UC = 50V D UL = UC = 40V Câu : Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp , hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch U = 120V Khi f = 50Hz thì UC = 60V , lúc đó IMax = 2A Khi f = 100Hz thì hiệu điện UC là : A 30V B 45V C 24V D 36V Câu : Một lò xo nhẹ có độ cứng k treo thẳng đứng , đầu lò xo gắn vật nhỏ có khối lượng m Kích thích cho vật nhỏ dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ A Tốc độ cực đại điểm chính lò xo : A k 2k k k A B A C A D A m m m 2m Câu 10 : Một chất phóng xạ sau thời gian t1 = 4,83h kể từ thời điểm ban đầu có n1 nguyên tử bị phân rã , sau thời gian t2 = 2t1 kể từ thời điểm ban đầu có n2 = 1,8n1 nguyên tử bị phân rã Xác định chu kỳ bán rã chất phóng xạ này : A 8,7h B 9,7h C 15h D 18h Câu 11 : Nhờ máy đếm xung người ta có thông tin sau chất phóng xạ X Ban đầu , thời gian phút có 3200 nguyên tử chất X phóng xạ , 4h sau ( kể từ thời điểm ban đầu) thì phút có 200 nguyên tử phóng xạ Tìm chu kì bán rã chất phóng xạ này : A 1h B 2h C 3h D 4h 238 Câu 12 : Hạt nhân 92U đứng yên , phân rã α thành hạt nhân Thoiri Động hạt α bay chiếm bao nhiêu phần trăm lượng phân rã : A 1,68% B 98,3% C 81,6% D 16,8% Câu 13 : Một ống Ronghen có thể phát tia X có bước sóng nhỏ 5A0 Nếu tăng hiệu điện anot và catot thêm 10% thì tia X có thể phát bước sóng nhỏ là bao nhiêu : A 2,3A0 B 4,5A0 C 1,5A0 D 1,8A0 Câu 14 : Chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc λ1 = 0,5μm và λ2 = 0,6μm vào hai khe Young cách 2mm , màn cách hai khe 2m Công thức xác định vị trí vân sáng có màu giống vân trung tâm là ( k nguyên) : A x = 4k(mm) B x = 5k(mm) C x = 3k(mm) D x = 2k(mm) Câu 15 : Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp , cuộn dây cảm Biết L  CR Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định , mạch có cùng hệ số công suất với hai giá trị tần số góc 1  50 rad/s và 2  100 rad/s Hệ số công suất là : 2 B C D 13  24 Câu 16 : Na là chất phóng xạ  có chu kỳ bán rã 15 , và biến thành hạt nhân X m Tại thời điểm bắt đầu khảo sát thì tỉ số khối lượng X  0, 25 Hỏi sau đó bao lâu thì mNa A tỉ số khối lượng trên : A 30 B 15 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM C 60 D 45 DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 RÈN KỸ NĂNG BIẾN ĐỔI 99 Câu 17 : Xét nguyên tử Hiđro trạng thái có bán kính r = r0 = 5,3.10-11(m) Tính cường độ dòng điện chuyển động electron trên quỹ đạo K gây : A 0,05 mA B 0,95 mA C 1,05 mA D 1,55 mA Câu 18 : Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ A Đúng lúc lắc qua vị trí có động và dãn thì người ta cố định điểm chính lò xo , kết là làm lắc dao động điều hòa với biên độ A’ Tỉ số biên độ A và biên độ A’ là : A B C D Câu 19 : Đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp có tụ C thay đổi : UR = 60V , UL = 120V , UC = 60V Thay đổi tụ C để điện áp hiệu dụng hai đầu C là UC’ = 40V thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R : A 13,3V B 53,1V C 80V D 90V Câu 20 : Tại hai điểm A và B trên mặt nước cách cm có hai nguồn kết hợp dao động với phương trình: u1 = u2 = aCos40лt (cm) , tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 30cm/s Xét đoạn thẳng CD = 4cm trên mặt nước có chung đường trung trực với AB Khoảng cách lớn từ CD đến AB cho trên đoạn CD có điểm dao dộng với biên độ cực đại là : A 3,3 cm B cm C 8,9 cm D 9,7 cm Câu 21 : Cho hai dao động điều hòa cùng phương : x1 = A1cos(ωt + và x = A2cos(ωt -  ) (cm)  ) (cm) (t đo s) Biết phương trình dao động tổng hợp là x = cos(ωt + θ) (cm) Biên độ dao động A2 có giá trị cực đại A1 : A 10 cm B 15 cm C 15 cm D 20 cm Câu 22 : Con lắc lò xo dao động tắt dần Trong chu kỳ , biên độ giảm 10% thì giảm : A 100% B 5,13% C 19% D 10% Câu 23 : Có ba lắc đơn cùng chiều dài, cùng khối lượng , cùng treo điện trường có E thẳng đứng Con lắc thứ và thứ hai tích điện q1 và q2 , lắc thứ ba không tích điện Chu kỳ dao động nhỏ chúng là T1 , T2 , T3 có q T1  T3 , T2  T3 Tỉ số là : 3 q2 A -12,5 B 12,5 C -8 D Câu 24 : Cho đoạn mạch AMNB, đó đoạn AM chứa cuộn dây cảm có độ tự cảm L ; MN chứa biến trở R ; NB chứa tụ điện có điện dung C Đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có tần số góc  thay đổi Khi   1 thì giá trị hiệu dụng điện áp UAN không phụ thuộc R Khi   2 thì giá trị hiệu dụng điện áp UMB không phụ thuộc R Mối liên hệ 1 và 2 là : A 2  21 B 2  21 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM C 1  22 D 1  22 DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 RÈN KỸ NĂNG BIẾN ĐỔI 100 Câu 25 : Cho mạch điện hình vẽ : Cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi Cho biết biểu thức u AB  100 5Cos100 t (V) Tụ điện C có dung kháng lớn gấp lần điện trở R Khi L = L1 thì UMB = U và dòng điện mạch sớm pha 1 so với uAB Khi L = L2 = 2L1 thì UMB = U2 = U1 và dòng điện trể pha  so với uAB Giá trị 1 và  là : A 1  26033'; 2  630 26 ' B 1  26 033';  630 26' C 1  630 26 ';  26 033' D 1  630 26 ';  26 033' Câu 26 : Một điện áp xoay chiều u = U0cos2лft (V) có tần số f thay đổi , đặt vào đoạn mạch điện RLC mắc nối tiếp Ban đầu chỉnh tần số f để cộng hưởng điện xảy mạch thì công suất điện có giá trị 300(W) Nếu chỉnh tần số để hệ số công suất giảm còn trị số ban đầu thì công suất dòng điện mạch có giá trị : A 150W B 75W C 20W D 50W Câu 27 : Trong hộp đen có hai ba linh kiện sau đây ghép nối tiếp : cuộn cảm , điện trở , tụ điện Khi đặt vào mạch u = 100 Cos(50 лt) (V) thì i = Cos(50 лt)(A) Khi giữ nguyên U , tăng ω lên lần thì mạch có hệ số công suất là Hỏi từ giá trị ban đầu ω , giảm ω lần thì hệ số công suất là bao nhiêu : A 0,426 B C 0,526 D Câu 28 : Đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn dây , điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có tần số f = 50Hz và có giá trị hiệu dụng không đổi Điện  áp hiệu dụng cuộn dây và điện trở R có cùng giá trị lệch pha Nếu mắc nối tiếp tụ điện có điện dung C = 100  F thì Cos  = và công suất P = 100W Nếu không có tụ thì công suất mạch bao nhiêu : A 80W B 75W C 86,6W D 70,7W Câu 29 : Cho đoạn mạch xoay chiều có điện trở R , cuộn dây cảm có độ tự cảm L , tụ điện có điện dung C thay đổi Khi ZC = 50  thì công suất tiêu thụ trên mạch đạt cực đại , ZC = 55  thì điện áp hai đầu tụ đạt cực đại Giá trị R là : A  B 10  C  D  Câu 30 : Cho đoạn AM gồm R1L1C1 nối tiếp có tần số góc cộng hưởng là 50  , đoạn MB gồm R2L2C2 nối tiếp có tần số góc cộng hưởng là 200  Biết L2 = 3L1 Khi mắc hai đoạn mạch nối tiếp thì tần số góc cộng hưởng mạch là : A 100  B 175  C 150  D 125  Câu 31 : Mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm điện trở R, cuộn cảm có cảm kháng ZL và tụ điện có dung kháng ZC = 2ZL Vào thời điểm hiệu điện trên điện trở và trên tụ điện có giá trị tức thời tương ứng là 40V và 30V thì hiệu điện hai đầu mạch điện là : GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 101 RÈN KỸ NĂNG BIẾN ĐỔI A 55 V B 85 V C 50 V D 25 V Câu 32 : Tại thời điểm đã cho ,số hạt nhân chưa bị phân rã số hạt nhân lúc đầu Sau đó phút , số hạt nhân chưa bị phân rã 12,5% số hạt nhân lúc đầu Chu kỳ bán rã chất phóng xạ đó là : A 30s B 60s C 20s D 27,9s Câu 33 : Đoạn mạch xoay chiều AB chứa linh kiện R, L, C Đoạn AM chứa L, MN 50 chứa R và NB chứa C Cho R  50 , Z L  50 3 , Z C   Khi u AN  80 3V thì u MB  60V uAB có giá trị cực đại là : A 100V B 150V C 50 7V D 100 3V Câu 34 : Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức cường độ là : i = I0Cos(ωt –  ) (A) Tính từ lúc t = 0s , điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng  dòng điện là :  I I 2I A B C D    Câu 35 : Một bếp điện hoạt động lưới điện có tần số f = 50Hz Người ta mắc nối tiếp cuộn dây cảm với bếp điện , kết là làm cho công suất bếp giảm và còn lại công suất ban đầu Tính độ tự cảm cuộn dây điện trở bếp là R = 20Ω : A 0,056(H) B 0,56(H) C 0,064(H) D 0,64(H) Câu 36 : Đặt hiệu điện xoay chiều có tần số góc ω vào hai đầu cuộn dây có R , L thì công suất tiêu thụ đoạn mạch là P1 Nếu nối tiếp với cuộn dây tụ C với 2LCω2 = và đặt vào hiệu điện trên thì công suất tiêu thụ đoạn mạch lúc này là P2 Ta có : A P1 = 2P2 B P1 = P2 C P1  P2 D P2 = P1 Câu 37 : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng , bề rộng trường giao thoa là L Chiếu ánh sáng có bước sóng  Thí nghiệm thực ngoài không khí thì trên màn đếm vân sáng biết hai vân sáng ngoài cùng Khi thí nghiệm thực môi trường có chiết suất n = thì số vân sáng trên màn đếm là : A vân B vân C 11 vân D 13 vân Câu 38 : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng , trên đoạn MN màn quan sát , dùng ánh sáng vàng có bước sóng 0,  m thì quan sát 17 vân sáng ( hai đầu đoạn MN là vân sáng) Nếu dùng ánh sáng bước sóng 0, 48  m thì số vân quan sát là : A 25 B 17 C 21 D 33 Câu 39 : Cuộn dây có điện trở R, độ tự cảm L mắc vào điện áp xoay chiều u  250 2cos100 t(V) thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây là 5A và i lệch pha so với u góc 600 Mắc nối tiếp cuộn dây với đoạn mạch X thì cường độ dây dẫn đoạn mạch đó thời gian GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 RÈN KỸ NĂNG BIẾN ĐỔI 102 dòng điện hiệu dụng qua mạch là 3A và điện áp hai đầu cuộn dây vuông pha với điện áp hai đầu X Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch X là : A 200 2W B 300 3W C 200W D 300W Câu 40 : Khi mắc dụng cụ P vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V thì thấy cường độ dòng điện mạch 5,5A và trể pha so với điện áp đặt vào là  Khi mắc dụng cụ Q vào điện áp xoay chiều trên thì cường độ dòng điện mạch  5,5A sớm pha so với điện áp đặt vào góc Xác định độ lệch pha u và i mắc điện áp trên vào mạch chứa P và Q mắc nối tiếp (cho P và Q chứa linh kiện là : điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện ) : A  B   C  D   Câu 41 : Cho mạch điện xoay chiều R – L – C mắc nối tiếp , với C thay đổi Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu mạch uAB = 100 2Cos100 t(V) , R  100  , L không đổi Khi C tăng lần thì công suất tiêu thụ không đổi , cường độ dòng điện có  pha thay đổi góc Tính công suất tiêu thụ mạch A 25 3W B 50 3W C 100 3W D 100W Câu 42 : Một máy biến áp có số vòng dây cuộn sơ cấp gấp đôi số vòng dây cuộn thứ cấp Cuộn sơ cấp mắc vào hiệu điện hiệu dụng U1 = 220V thì hai đầu cuộn thứ cấp để hở có điện áp hiệu dụng U2 = 100V Xác định độ lệch pha điện áp và cường độ dòng điện cuộn dây sơ cấp máy biến : A 1,141rad B 1,099rad C 0,431rad D 0,738rad Câu 43 : Một lắc lò xo gồm vật M và lò xo có độ cứng k dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang, nhẵn với biên độ A1 Đúng lúc vật M vị trí biên thì vật m có khối lượng khối lượng vật M, chuyển động theo phương ngang với vận tốc v0 vận tốc cực đại vật M , đến va chạm với M Biết va chạm hai vật là đàn hồi xuyên tâm, sau va chạm vật M tiếp tục dao động điều hòa với biên độ A2 Tỉ số biên độ dao động vật M trước và sau va chạm là : A A1  A2 B A1  A2 C A1  A2 D A1  A2 Câu 44 : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6μm, khoảng cách từ S tới mặt phẳng chứa hai khe S1 , S2 là 80cm , khoảng cách hai khe là 0,6mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m O là vị trí vân trung tâm Cho S tịnh tiến xuống theo phương song song với màn Để cường độ sáng O chuyển từ cực đại sang cực tiểu thì S phải dịch chuyển đoạn tối thiểu : A 0,4mm B 0,2mm C 0,6mm D 0,8mm Câu 45 : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm đặt cách màn hai khe khoảng d = 50cm, đặt lệch khỏi trục đối xứng phía S1 khoảng 1,3mm Hai khe cách a = S1S2 = 1,5mm Màn cách khe GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 103 RÈN KỸ NĂNG BIẾN ĐỔI đoạn D = 2m Nếu đặt S trên trục đối xứng thì vân trung tâm O Hỏi trên đoạn MN = 8mm (O là trung điểm MN) có bao nhiêu vạch đen : A B 10 C 13 D 11 Câu 46 : Cho mạch điện hình vẽ : L,r R C A B Đặt vào hai đầu AB điện áp xoay M N chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi Độ lệch pha uAN và uAB độ lệch pha uAM và dòng điện tức thời Biết UAN = U AB = 3UMN = 120 (V) Cường độ dòng điện mạch I = 2 A Giá trị ZL là : A 30 Ω B.15 Ω C 60Ω D 30 Ω Câu 47 : Mạch dao động lí tưởng L1C1 có tần số dao động riêng là f1 Mạch dao động lý tưởng L2C2 có tần số dao động riêng là f2 với f2 = f1 Ghép nối tiếp hai mạch dao động lại với thành mạch dao động L1C1L2C2 thì tần số dao động riêng mạch này là f có giá trị : f A f  B f = f1 C f = 2f1 D f  f1 Câu 48 : Ba điểm A, B, C trên mặt nước là ba đỉnh tam giác có cạnh cm A, B là hai nguồn phát sóng giống nhau, sóng tạo có bước sóng là 0,9 cm Điểm M trên trung trực AB dao động cùng pha với C, gần C cách C đoạn là d Giá trị d là : A 1,024 m B 1,059 m C 6,67 m D 0,024 m Câu 49 : Cho mạch điện RCL mắc nối thứ tự R,C,L, đó cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi R = 100Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện L xoay chiều tần số f = 50Hz Thay đổi L người ta thấy L = L1 và L = L2 = thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cường độ dòng điện tức thời vuông pha Giá trị L1 và điện dung C là : 3.104 10 4 A L1  H ; C  F B L1  H ; C  F  2  3 10 4 3.104 C L1  H ; C  F D L1  H ;C  F  3 4  Câu 50 : Hai chất điểm dao động điều hòa trên hai đường thẳng song song gần , coi chung gốc O, cùng chiều dương Ox, cùng tần số f, có biên độ là A Tại thời điểm ban đầu, chất điểm thứ qua vị trí cân bằng, chất điểm thứ hai vị trí biên Khoảng cách lớn hai chất điểm theo phương Ox là : A 2A B A C A D A ĐÁP ÁN 1.A 2.C 3.D 4.B 5.A 6.A 7.D 8.C 9.D 10.C 11.A 12.B 13.B 14.C 15.D 16.D 17.C 18.D 19.B 20.D 21.B 22.C 23.A 24.B 25.A 26.B 27.A 28.B 29.B 30.B 31.A 32.A 33.C 34.D 35.C 36.B 37.B 38.C 39.B 40.D 41.A 42.A 43.A 44.A 45.D 46.B 47.B 48.B 49.B 50.D GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086 KHÓA ÔN THI CẤP TỐC 2012 104 MỤC LỤC MỤC LỤC PHẦN A : GIẢI ĐỀ THI TUYỂN SINH ĐẠI HỌC 2007 - 2011 CHƯƠNG : DAO ĐỘNG CƠ …………………………………………………… Phần I : Con lắc lò xo …………………………………………………………1 Phần II : Con lắc đơn ………………………………………………………….11 CHƯƠNG : SÓNG CƠ 16 CHƯƠNG : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 25 CHƯƠNG : DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 49 CHƯƠNG : SÓNG ÁNH SÁNG ……………………………… …………… 57 CHƯƠNG : LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG ………………………………………… 65 CHƯƠNG : HẠT NHÂN NGUYỂN TỬ …………………………………………73 PHẦN B : NHỮNG KỸ NĂNG CẦN CHUẨN BỊ TRƯỚC KỲ THI I 50 BÀI TẬP TIÊU BIỂU SỬ DỤNG VÒNG TRÒN LƯỢNG GIÁC………… 81 II 50 BÀI TẬP TIÊU BIỂU SỬ DỤNG GIẢN ĐỒ VÉCTƠ ……….…………… 88 III 50 BÀI TẬP TIÊU BIỂU SỬ DỤNG KỸ NĂNG BIẾN ĐỔI……….……… 97 GV : TRẦN ANH KHOA ĐC : 220/126 – LÊ VĂN SỸ – P.14 – Q.3 – TP.HCM DĐ : 0906.422.086