Chủ nhật, 15/12/2024
IMG-LOGO

Bộ đề thi minh họa môn Vật lí THPT Quốc gia năm 2022 có lời giải (Đề 20)

  • 3198 lượt thi

  • 40 câu hỏi

  • 50 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Tia X có bản chất là

Xem đáp án

Tia X có bản chất là sóng điện từ

Chọn A.


Câu 2:

Chất phóng xạ X có hằng số phóng xạ λ Ban đầu (t = 0), một mẫu có N0 hạt nhân X. Tại thời điểm t, số hạt nhân X còn lại trong mẫu là 
Xem đáp án

Phương pháp: Số hạt nhân còn lại trong mẫu là N=N0.λ-λt

Số hạt nhân bị phân rã: ΔN=N0N=N0.1eλt

Lời giải:

Tại thời điểm t, số hạt nhân X còn lại trong mẫu là N=N0.λ-λt

Chọn D.


Câu 3:

Trong phản ứng hạt nhân 49Be+αX+n hạt nhân X là 

Xem đáp án

Phương pháp:

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số) và số nuclon (số khối) để cân bằng phản ứng.

Lời giải:

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số) và số nuclon (số khối) ta có: 

49Be+αX+n94Be+24He612X+01nX612C

 

Chọn C.


Câu 5:

Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với tần số góc ω Tại thời điểm vật có gia tốc a và li độ x thì công thức liên hệ là 
Xem đáp án

Phương pháp:

Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với tần số góc. Tại thời điểm vật có gia tốc a và li độ x thì công thức liên hệ là a=ω2x 

Lời giải:

Công thức liên hệ giữa gia tốc và li độ: a=ω2x

Chọn C.


Câu 7:

Gọi nđ, nt và nv lần lượt là chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc đỏ, tím và vàng. Sắp xếp nào sau đây là đúng?
Xem đáp án

Phương pháp:

Chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng càng lớn khi ánh sáng có bước sóng càng nhỏ.

Lời giải:

Chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc đỏ, tím và vàng lần lượt là: 

nd<nv<nt

Chọn A.


Câu 8:

Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động bình thường. Các suất điện động cảm ứng trong ba cuộn dây của phần ứng từng đôi một lệch pha nhau

Xem đáp án

Trong máy phát điện xoay chiều ba pha, các suất điện động cảm ứng trong ba cuộn dây của phần ứng từng đôi một lệch pha nhau 2π3 

Chọn A.


Câu 9:

Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, bộ phận nào sau đây ở máy phát thanh dùng để biến dao động âm thành dao động điện có cùng tần số ?

Xem đáp án

Phương pháp:

* Sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản:

1.Micrô thiết bị biến âm thanh thành dao động điện âm tần

2. Mạch phát sóng điện từ cao tần: tạo ra dao động cao tần (sóng mang)

3. Mạch biến điệu: trộn sóng âm tần với sóng mang

4. Mạch khuếch đại: tăng công suất (cường độ) của cao tần

5. Anten: phát sóng ra không gian.

* Sơ đồ khối của một máy thu thanh vô tuyến đơn giản:

1. Anten thu: thu sóng để lấy tín hiệu

2. Mạch khuếch đại điện từ cao tần.

3. Mạch tách sóng: tách lấy sóng âm tần

4. Mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần: tăng công suất (cường độ) của âm tần

5. Loa: biến dao động âm tần thành âm thanh

Lời giải:

Trong máy phát thanh vô tuyến, bộ phận micro biến dao động âm thành dao động điện cùng tần số.

Chọn C.


Câu 11:

Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn sóng đồng bộ. Một điểm M trên mặt nước nằm trong miền giao thoa của hai sóng, tại điểm M có cực tiểu giao thoa khi hiệu đường đi của hai sóng tới điểm M bằng

Xem đáp án

Phương pháp:

Điều kiện có cực tiểu giao thoa trong giao thoa sóng hai nguồn đồng bộ: d1d2=k+12λkZ

Lời giải: 

Để tại M là cực tiểu giao thoa thì: d1d2=k+12λkZ

Hiệu đường đi của hai sóng tới điểm M bằng một số bán nguyên lần bước sóng.

Chọn C.


Câu 12:

Hiện tượng quang điện trong xảy ra đối với

Xem đáp án

Phương pháp:

+ Hiện tượng tạo thành các electron dẫn và lỗ trống trong chất bán dẫn, do tác dụng của ánh sáng có bước sóng thích hợp, gọi là hiện tượng quang điện trong.

+ Hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn, khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang dẫn. 

Lời giải:

Hiện tượng quang điện trong xảy ra với chất quang dẫn.

Chọn C.


Câu 13:

Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có

Xem đáp án

Phương pháp:

Các hạt nhân đồng vị là các hạt có cùng số proton nhưng khác số nơtron. Tức là cùng số Z nhưng khác số A.

Lời giải:

Các hạt nhân đồng vị là các hạt có cùng số proton nhưng khác số nơtron, do đó khác số nuclon.

Tức là cùng số Z nhưng khác số A.

Chọn A.


Câu 14:

Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động

Xem đáp án

Phương pháp:

Dao động tắt dần có biên độ và năng lượng giảm dần theo thời gian

Lời giải:

Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động tắt dần.

Chọn B


Câu 15:

Trong chân không, bức xạ có bước sóng nào sau đây thuộc miền hồng ngoại?

Xem đáp án

Phương pháp:

Sử dụng thang sóng điện từ.

Lời giải:

Sử dụng thang sóng điện từ. 

Tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn 780 nm  Vậy bức xạ có bước sóng 920nm là bức xạ hồng ngoại.

Chọn D.


Câu 16:

Một sóng ngang truyền trên mặt nước với vận tốc truyền sóng 0,4 m/s, chu kỳ sóng 2s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà phân tử vật chất tại hai điểm đó dao động ngược pha nhau là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Áp dụng công thức tính bước sóng λ=v.T=vf

Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà phân tử vật chất tại hai điểm đó dao động ngược pha nhau là một nửa bước sóng.

Lời giải:

Ta có: λ=v.T=0,4.2=0,8m 

Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà phân tử vật chất tại hai điểm đó dao động ngược pha nhau là: λ2=0,82=0,4m

Chọn C


Câu 17:

Một điện áp xoay chiều có phương trình u=U0cos100πtπ3V. Pha của điện áp tại thời điểm t=1200s 

Xem đáp án

Phương pháp:

Thay giá trị t=1200s vào pha của dao động 100πtπ3

Lời giải:

Tại thời điểm t=1200s pha của dao động có giá trị là: 100πtπ3=100π.1200π3=π6

Chọn A.


Câu 18:

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, bước sóng của ánh sáng trong thí nghiệm là λ Hiệu đường đi từ vị trí vận tối thứ 4 (trên màn quan sát) đến hai khe sáng có độ lớn là
Xem đáp án

Phương pháp:

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, bước sóng của ánh sáng trong thí nghiệm là λ 

Hiệu đường đi từ vận tối thứ k đến vị trí hai khe là Δd=k12λ 

Lời giải: 

Hiệu đường đi từ vận tối thứ 4 đến vị trí hai khe là: Δd=412λ=3,5λ

Chọn C


Câu 19:

Một điện tích điểm có điện tích q = 2 nC đặt tại điểm O, điểm M cách O một đoạn 40 cm, hệ đặt trong không khí. Vectơ cường độ điện trường do điện tích đó gây ra tại điểm M có độ lớn là

Xem đáp án

Công thức tính cường độ điện trường E=k.Qr2

Lời giải: 

Cường độ điện trường do điện tích gây ra tại M có độ lớn: E=k.Qr2=9.109.2.1090,42=112,5V/m

Chọn D.


Câu 20:

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 25 g và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức theo phương trùng với trục của lò xo dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn F=F0cosωtN. Khi ω có giá trị lần lượt là 10 rad/s và 20 rad/s thì biên độ dao động của vật tương ứng là A1 và A2. So sánh A1 và A2, tìm đáp án đúng?

Xem đáp án

Phương pháp: 

Tần số góc riêng của dao động là ω=km

Tần số góc của ngoại lực cưỡng bức càng gần với tần số góc riêng của biên độ dao động của hệ càng lớn. 

Lời giải: 

Tần số góc riêng của dao động: ω=km=1000,025=20πrad/s

Tần số góc của ngoại lực cưỡng bức càng gần với tần số góc riêng của biên độ dao động của hệ càng lớn.

Vậy A2>A1

Chọn C.


Câu 21:

Cho độ hụt khối của hạt nhân 1837Ar là 0,3402u. Biết lu = 931,5 MeV/c2, năng lượng liên kết của hạt nhân 1837Ar là

Xem đáp án

Áp dụng công thức tính năng lượng liên kết: W=Δm.c2 

Lời giải:

Năng lượng liên kết của hạt nhân Ar là: W = Δm.c2 = 0,3405.931,5 = 316,8963MeV

Chọn D.


Câu 22:

Cho dòng điện có cường độ I = 5 A chạy trong một dây dẫn mảnh được uốn thành một vòng tròn tâm O bán kính 4 cm, hệ đặt trong không khí. Bỏ qua từ trường Trái Đất, cảm ứng từ tại tâm O có giá trị gần đúng

Xem đáp án

Phương pháp: 

Công thức xác định độ lớn của cảm ứng từ tại tâm dòng điện tròn là B=2π.107.N.IR 

Lời giải: 

Cảm ứng từ tại tâm O có giá trị: B=2π.107.N.IR=2π.107.50,04=7,85.105T

 

Chọn B.


Câu 23:

Đặt một điện áp u=1002.cos100πt+π2V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm, tụ điện mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch là i=42.cos100πt+π6A. Công suất của đoạn mạch là.
Xem đáp án

Phương pháp:

 

Công thức tính công suất tiêu thụ: P=U.I.cosφ 

 

Lời giải: 

Công suất của đoạn mạch là: P=U.I.cosφ=100.4.cosπ2π6=200W 

Chọn A.


Câu 24:

Một nguồn sáng công suất 6 W đặt trong không khí phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 625 nm. Biết h=6,625.1034Js;c=3.108m/s. Số photon do nguồn sáng đó phát ra trong một đơn vị thời gian gần đúng

Xem đáp án

Phương pháp:

Năng lượng của một photon là ε=hcλ

Số photon mà ánh sáng đó phát ra trong 1 đơn vị thời gian là N=Pε 

Lời giải: 

Năng lượng của một photon: ε=hcλ=6,625.1034.3.108625.109=31,8.1020J

Số photon mà ánh sáng đó phát ra trong 1 đơn vị thời gian là: N=Pε=631,8.1020=1,89.1019

Chọn C.


Câu 25:

Một sợi dây dài 2 m với hai đầu cố định đang có sóng dừng với 5 bụng. Biết tần số sóng truyền trên dây là 40 Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là

Xem đáp án

Phương pháp:

+ Điều kiện có sóng dừng trên dây hai đầu cố định: l=kλ2 

Với: Số bụng = k; Số nút = k + 1.

+ Công thức tính tốc độ truyền sóng: v=λT=λ.f

Lời giải: 

Ta có: l=kλ2λ=2lk=2.25=0,8m

Tốc độ truyền sóng: v=λT=λ.f=0,8.40=32m/s 

Chọn B.


Câu 26:

Một tia sáng đơn sắc truyền từ bên trong một chất lỏng (trong suốt, đồng tính) ra ngoài không khí với góc tới a (biết 0 < a < 90°), thì kết quả cho thấy tia sáng truyền là là mặt thoáng của chất lỏng. Biết chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đó là 1,5. Coi chiết suất của không khí bằng 1, giá trị của α gần nhất với giá trị nào dưới đây?
Xem đáp án

Phương pháp: 

Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần: n1>n2iigh;sinigh=n2n1 

Lời giải:

Tia khúc xạ đi là là mặt phân cách giữa hai môi trường chính là trường hợp góc tới giới hạn. 

Công thức tính góc tới giới hạn: sinigh=n2n1=11,5igh=41048'

 Góc tới gần nhất với giá trị 420.

 

Chọn D.


Câu 27:

Một sóng hình sin truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình sóng là u=a.cos30πtπxmm, trong đó x tính bằng mét (m), t tính bằng giây (s). Tốc độ truyền sóng là:

Xem đáp án

Phương pháp:

Phương trình sóng tổng quát: u=a.cos2πf.t2πfxv

Đồng nhất các hệ số của phương trình bài cho với phương trình sóng tổng quát.

Lời giải:

Phương trình sóng tổng quát: u=a.cos2πf.t2πfxv

Phương trình sóng bài cho: u=a.cos30πtπxmm

Đồng nhất hệ số hai phương trình ta có: 2πf=30π2πfv=πf=15Hzv=30m/s

Chọn B.


Câu 28:

Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của bình phương vận tốc (v2) vào li độ x như hình vẽ. Tần số góc của vật là
Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc (ảnh 1)
Xem đáp án

Phương pháp: 

Phương trình của li độ và vận tốc: x=A.cosωt+φv=ωA.sinωt+φ

Lời giải:

Phương trình dao động điều hòa và phương trình vận tốc: 

x=A.cosωt+φv=ωA.sinωt+φv2=ω2.A2.sin2ωt+φv2=ω2.A2x2

 

Từ đồ thị, ta thấy biên độ A = 2cm và tại x=0v2=0,04 

Vậy ta có: v2=ω2.A2=0,04ω=v2A2=0,040,022=10rad/s 

Chọn A.


Câu 29:

Một hạt α đang chuyển động với tốc độ v thì có động năng 5 MeV. Lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối, 1 u = 931,5 MeV/c2, c = 3.108 m/s. Giá trị của v gần đúng bằng

Xem đáp án

Phương pháp:

Hạt α là hạt nhân 24He, khối lượng tính theo u là 4u. 

Động năng: W=12.m.v2 

Lời giải:

Hạt α là hạt nhân He, khối lượng tính theo u là 4u.  

Ta có: W=12.m.v2v=2Wm=2.5MeV4.931,5MeVc2=2.54.931,5.c=15,541746m/s

Chọn B.


Câu 30:

Một nguồn âm, đẳng hướng điểm đặt tại điểm O trong không khí, điểm M nằm trong môi trường truyền âm. Biết cường độ âm tại điểm M là 20 mW/m2. Mức cường độ âm tại điểm N (với N là trung điểm của đoạn OM) có giá trị gần đúng là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Công thức tính mức cường độ âm L=10logII0

Ta có I=P4πr2IMIN=rN2rM2

Lời giải: 

Ta có: I=P4πr2IMIN=rN2rM2IMIN=rNrM2=14IN=4IM=80mW/m2 

Mức cường độ âm tại N: L=10logINI0=10log80.1031012=109dB

Chọn D.


Câu 31:

Một con lắc đơn dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa li độ góc α và thời gian như hình vẽ. Lấy π2 = 10, tốc độ lớn nhất của con lắc gần đúng bằng

Một con lắc đơn dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 (ảnh 1)

Xem đáp án

Phương pháp: 

Phương trình li độ góc, li độ cong và vận tốc của con lắc đơn là α=α0.cosωt+φs=lα0.cosωt+φv=s'=lα0.ω.cosωt+φ+π2

Từ đồ thị ta tìm được chu kì T và biên độ góc 

Chu kì của dao động: T=2πlgl=T2.g4π2

Vận tốc lớn nhất của dao động là: vmax=lα0.ω=lα0.2πT=T2.g4π2.α0.2πT=T.g.α02π

Lời giải: 

Từ đồ thị ta thấy nửa chu kì là 0,08s, vậy chu kì T = 0,16s.

Biên độ của góc là: α0=0,09rad

Ta có các phương trình: α=α0.cosωt+φs=lα0.cosωt+φv=s'=lα0.ω.cosωt+φ+π2

 

Chu kì của dao động: T=2πlgl=T2.g4π2

Vận tốc lớn nhất của dao động là: vmax=lα0.ω=lα0.2πT=T2.g4π2.α0.2πT=T.g.α02π=0,16.10.0,092π=0,023m/s

 

Chọn B.


Câu 32:

Đặt điện áp không đổi 60 V vào hai đầu mạch điện chỉ có một cuộn dây không thuần cảm thì cường độ dòng điện trong mạch là 2 A. Nếu đặt vào hai đầu mạch điện đó một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 60 V, tần số 50 Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 1,2 A. Độ tự cảm của cuộn dây bằng

Xem đáp án

Phương pháp:

Khi dòng điện không đổi chạy qua cuộn dây, nó thể hiện là một điện trở. Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch khi đó I=URR=UI

Khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây, nó thể hiện là một cuộn cảm có điện trở R. Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch khi đó Z=U'I'

Mà tổng trở Z=R2+ZL2 

Công thức tính cảm kháng ZL=ω.LL=ZLω

Lời giải:

Khi dòng điện không đổi chạy qua cuộn dây, nó thể hiện là một điện trở. Ta có: 

I=URR=UI=602=30Ω.

 

Khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây, nó thể hiện là một cuộn cảm có điện trở R. Ta có: 

Z=U'I'=601,2=50Ω.

 

Tổng trở: Z=R2+ZL2ZL=Z2R2=40Ω

Ta có: ZL=ω.LL=ZLω=402π.50=0,4πH

Chọn A.


Câu 33:

Từ thông qua một vòng dây dẫn là Φ=Φ0=2.102πcos100πt+π4Wb. Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây này là:

Xem đáp án

Phương pháp:

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây là:

e=dΦdt=100π.2.102πsin100πt+π4=2sin100πt+π4V. Chọn B.


Câu 34:

Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết R=10Ω, cuộn cảm thuần có L=110πH, tụ điện có C=1032πFvà điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần là uL=202cos100πt+π2V. Biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là:
Xem đáp án

Phương pháp: 

Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch I=UZ

Độ lệch pha giữa u và i thỏa mãn tan tanφ=ZLZCR 

Biểu thức tổng quát của cường độ dòng điện i=I2.cosωt+φiA

Lời giải: 

Ta có: ZL=10Ω,ZC=20Ω.

Suy ra tanφu/i=ZLZCR=1φuφi=π4.

Mặc khác φi=φuLπ2=0 nênφu=π4.

Tổng trở Z=R2+ZLZC2=102,I0=U0LZL=U0ZU0=40V.

Do đó u=40cos100πtπ4V. Chọn D.


Câu 35:

Vận dụng mẫu nguyên tử Rutherford cho nguyên tử Hidro. Cho hằng số điện k=9.109Nm2/C2, hằng số điện tích nguyên tố e=1,6.1019C, và khối lượng của electron me=9,1.1031kg. Khi electron chuyển động trên quỹ đạo tròn bán kính r = 2,12 Å  thì tốc độ chuyển động của electron xấp xỉ bằng

Xem đáp án

Phương pháp:

Lực Cu-long đóng vai trò lực hướng tâm.

Sử dụng bảng số thứ tự và tên quỹ đạo 

Tên bán kính quỹ đạo

K

L

M

N

O

P

Số chỉ n

1

2

3

4

5

6

Bán kính

r0

4r0

9r0

16r0

25r0

36r0

Mức năng lượng

E1

E2

E3

E4

E5

E6

 

Lời giải:

Lực điện đóng vai trò là lực hướng tâm: Fd=Fhtke2r2=mv2r

 Tốc độ v=ke2mr=9.109.1,6.101929,1.1031.2,2.10101,1.106m/s. Chọn A.


Câu 36:

Đặt vật AB có chiều cao 4 cm và vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì và cách thấu kính 50 cm. Thấu kính có tiêu cực -30 cm. Ảnh của vật qua thấu kính

Xem đáp án

Áp dụng công thức thấu kính 1d+1d'=1fk=A'B'¯AB=d'd

Lời giải:

Tính: d'=dfdf=50305030=18,75cm: ảnh ảo, cách thấu kính 18,75 cm.

Số phóng đại ảnh: k=d'd=18,7550=0,375: ảnh cùng chiều và bằng 0,375 lần vật.

Chiều cao ảnh: A'B'=kAB=1,5cm Chọn D.


Câu 37:

M và N là hai điểm trên một mặt nước phẳng lặng cách nhau 1 khoảng 12 cm. Tại 1 điểm O trên đường thẳng MN và nằm ngoài đoạn MN, người ta đặt nguồn dao động theo phương vuông góc với mặt nước với phương trình u=2,52cos20πtcm, tạo ra sóng trên mặt nước với tốc độ truyền sóng v=1,6m/s. Khoảng cách xa nhất giữa 2 phần tử môi trường tại M và N khi có sóng truyền qua là

Xem đáp án

Phương pháp:

Bước sóng: λ=vf=160/10=16cm.

          Độ lệch pha giữa hai điểm M, N: Δφ=2πMN/λ=3π/2.

          Độ lệch li độ của hai phần tử tại M và tại N:

Δu=uNuM=2,52cos20πt2,52cos20πt+3π/2=5cos20π+π/4cm

Δumax=5cm.

M và N là hai điểm trên một mặt nước phẳng lặng cách nhau 1 khoảng 12 cm. (ảnh 1)

          Khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử tại M và N:

lmax=O1O22+Δumax2=122+52=13cm

 Chọn A.


Câu 38:

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 120g được tích điện q=2,16.104C. Lò xo không dẫn điện, vật cô lập về điện. Chọn gốc O tại vị trí cân bằng của vật, trục Ox thẳng đứng hướng lên. Cho vật dao động điều hòa với phương trình x=5.cos4πtπ3cm. Lấy g = 10 m/s2, π2 = 10. Ngay khi vật đi hết quãng đường 173,5 cm tính từ thời điểm t = 0, người ta thiết lập một điện trường đều có vectơ cường độ điện trường E thẳng đứng hướng xuống, E = 2.103 V/m trong thời gian 1,375s rồi ngắt điện trường. Biên độ dao động của vật sau khi ngắt điện trường gần đúng bằng.

Xem đáp án

Phương pháp: 

Áp dụng VTLG và công thức độc lập với thời gian: x2+v2ω2=A2 

Khi áp điện trường vào thì lò xo dãn thêm một đoạn: q.E=k.ΔlΔl=q.Ek=q.Em.ω2

Vị trí cân bằng của lò xo lệch đi một đoạn Δl, xác định tọa độ và vận tốc của vật ở đó để xác định biên độ dao động mới. 

Khi ngắt điện trường, vị trí cân bằng trở về vị trí ban đầu, tại thời điểm ngắt điện trường, xác định tọa độ và vận tốc của vật ở vị trí đó để xác định biên độ dao động mới.

Lời giải: 

Vật dao động điều hòa với phương trình: x=5.cos4πtπ3cm,

A=5cmω=4πrad/sT=2πω=2π4π=0,5s

 

Ban đầu vật ở vị trí có li độ x=2,5cm đang chuyển động theo chiều dương.

Khi vật đi quãng đường: 173,5cm=2,5+17.10+1

VTLG cho ta vị trí ban đầu và vị trí t. 

Tại M thì vẫn đang có vận tốc là: v=ω2.A2x2=4π2.5242=12πcm/s

Tại vị trí này, thiết lập điện trường. Lực điện trường làm lò xo dãn thêm một đoạn Δl

qE=k.ΔlΔl=qEk=2,16.104.2.1030,12.4π2=2,25.102m=2,25cm

 

Vậy vị trí cân bằng lùi xuống dưới một đoạn 2,25 cm. Khi đó vật đang có li độ: x=42,25=6,25cm

Biên độ dao động mới lúc này là: A'=x2+v2ω2=42,252+12π4π2=6,93cm

Thời gian thiết lập điện trường là: 1,375s=114T=2T+34T

Ta có VTLG:

 

Ta có độ lớn của góc a là: a=arccos45=36,870

Vậy góc b=900a=5307'

Li độ của vật khi đó là: x=A'.cosb=4,158cm

Vận tốc của vật khi đó là: v=ω2.A2x2=22,176πcm/s

Lúc này ngừng tác dụng lực điện, vị trí cân bằng của vật trở về vị trí ban đầu, nên li độ của vật lúc này là:

x'=4,1582,25=1,908cm

Biên độ của vật là: A''=x'2+v2ω2=1,9082+22,176π4π2=5,863cm

Vậy gần nhất với giá trị biên độ này là 5,26 cm.

Chọn D.


Câu 40:

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi nhưng tần số thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp như hình vẽ. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN (đường màu đỏ) và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch MN (đường màu đen) theo giá trị tần số góc ω như hình vẽ. Khi ω=y thì hệ số công suất của đoạn mạch AB gần nhất với giá trị nào sau đây? 
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi nhưng tần số (ảnh 1)
Xem đáp án

Phương pháp: 

Ta có, khi UAN cực đại thì: UAN=URL=U.R2+ZL2R2+ZLZC2=U.R2+ωL2R2+ωL1ωC2=U1p2

Với p=121+1+2R2CL

Từ đồ thị ta thấy UAN=53U nên p=R2CL 

Tại ω=y thì ULmax, ta có: ZC=LCR22ZL=LC.1ZCZLZC=LC.1LCR22=11R2CL=n

Chuẩn hóa số liệu: ZC=1;ZL=n;R=2n2 

Hệ số công suất: cosφ=RR2+ZLZC2

Lời giải: 

Ta có, khi UAN cực đại thì: UAN=URL=U.R2+ZL2R2+ZLZC2=U.R2+ωL2R2+ωL1ωC2=U1p2

Với p=121+1+2R2CL

 

Từ đồ thị ta thấy UAN=53U p=1,25R2CL=0,625 

Tại ω=y thì ULmax, ta có: ZC=LCR22ZL=LC.1ZCZLZC=LC.1LCR22=11R2CL=1,455

Chuẩn hóa số liệu: ZC=1;ZL=1,455;R=0,95 

Hệ số công suất: cosφ=RR2+ZLZC2=0,950,952+1.45512=0,904

Chọn D.

 


Bắt đầu thi ngay