3000 câu hỏi ôn tập môn Vật lí có đáp án (Phần 4)

3000 câu hỏi ôn tập Vật lí (Phần 4)

Câu 1: Biên độ dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào

A. pha ban đầu của 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 tác dụng lên vật.

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Biên độ dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật mà phụ thuộc vào hệ số lực cản, biên độ và tần số của ngoại lực.

Câu 2: Chọn phát biểu sai khi nói về sóng dừng?

A. Điểm bụng là điểm mà sóng tới và sóng phản xạ cùng pha.

B. Điểm nút là điểm mà sóng tới và sóng phản xạ ngược pha.

C. Trong sóng dừng có sự truyền pha từ điểm này sang điểm khác.

D. Các điểm nằm trên một bó thì dao động cùng pha.

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Trong sóng dừng không có sự truyền pha, không truyền năng lượng.

Câu 3: Cảm giác về âm phụ thuộc vào

A. nguồn âm và tai người nghe.

B. môi trường truyền âm.

C. nguồn âm và môi trường truyền âm.

D. tai người nghe và môi trường truyền âm.

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Cảm giác về âm phụ thuộc vào nguồn âm và tai người nghe.

Câu 4: Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 20 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u = 2cos40πt và u = 2cos(40πt + π) (u tính bằng mm, t tính bằng 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.

Lời giải:

Ta có: $\lambda =\frac{v}{f}=\mathrm{1,5}cm$

$BM=\sqrt{A{B}^2+A{M}^2}=20\sqrt{2}\left(cm\right)$

Hai nguồn ngược pha nên để một điểm P trên BM dao động với biên độ cực đại thì nó phải thỏa mãn:

$\begin{array}{l}{d}_1-d_2=\left(k+\mathrm{0,5}\right)\lambda \\ \Rightarrow 20-20\sqrt{2}\le \left(k+\mathrm{0,5}\right)\mathrm{.1,5}\le 20-0\\ \iff -\mathrm{6,02}\le k\le \mathrm{12,8}\end{array}$

 ⇒ Có 19 giá trị của k thỏa mãn hay có 19 điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BM.

Câu 5: Chọn phát biểu sai về dao động duy trì.

A. Có chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của hệ.

B. Năng lượng cung cấp cho hệ đúng bằng phần năng lượng mất đi trong mỗi chu kỳ.

C. Có tần số dao động không phụ thuộc năng lượng cung cấp cho hệ.

D. Có biên độ phụ thuộc vào năng lượng cung cấp cho hệ trong mỗi chu kỳ.

Lời giải:

Đáp án đúng: D

D sai vì năng lượng cung cấp cho hệ trong mỗi chu kỳ chỉ để bổ sung phần năng lượng đã mất, giúp hệ vẫn dao động với biên độ như ban đầu chứ không quyết định biên độ dao động, biên độ dao động phụ thuộc cách kích thích.

Câu 6: Khi một điện trở R được nối vào nguồn điện có suất điện động E  và điện trở trong r. Để công suất trên R đạt cực đại thì giá trị của nó bằng:

A. r.            

B. 2r.          

C. 4r.          

D. $\frac{r}{2}.$

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Ta có:

${\text{P}}_R=R{I}^2=R.\frac{{\text{E}}^2}{{\left(R+r\right)}^2}=\frac{{\text{E}}^2}{R+\frac{r^2}{R}+2r}$

Do $R+\frac{r^2}{R}\ge 2r$  nên ${\text{P}}_{R\max }=\frac{{\text{E}}^2}{2r}$  khi và chỉ khi $R=r$

Câu 7: Khi sóng âm truyền từ không khí vào nước thì

A. tần số sóng không đổi, vận tốc của sóng tăng.

B. tần số sóng không đổi, vận tốc của sóng giảm.

C. tần số sóng tăng, vận tốc của sóng tăng.

D. tần số sóng giảm, vận tốc của sóng giảm.

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Khi sóng âm truyền từ không khí vào nước thì tần số của sóng là không đổi, vận tốc truyền sóng tăng.

Câu 8: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều, không có tác dụng cản trở dòng điện một chiều.

B. Điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn thuần cảm và cường độ dòng điện qua nó có thể đồng thời bằng một nửa các biên độ tương ứng của chúng.

C. Cảm kháng của cuộn cảm tỉ lệ nghịch với chu kỳ của dòng điện xoay chiều.

D. Cường độ dòng điện qua cuộn cảm tỉ lệ với tần số dòng điện.

Lời giải:

Đáp án đúng: C

A sai vì cuộn cảm thuần chỉ cản trở dòng xoay chiều còn cuộn cảm có r thì cản trở cả dòng 1 chiều.

B sai vì cuộn cảm thuần có i, u vuông pha nên không thể đồng thời bằng 1 nửa giá trị biên độ được.

C đúng vì $Z_L=2\pi f.L=\frac{2\pi }{T}.L$

D sai vì I tỉ lệ nghịch với tần số dòng điện: $I=\frac{U_{Z_L}}{Z_L}=\frac{U_{Z_L}}{L.\omega }=\frac{U_{Z_L}}{L.2\pi f}$

Câu 9: Một ô tô khởi hành lúc 7 giờ. Nếu chọn mốc thời gian là 5 giờ thì thời điểm ban đầu là

A. t₀ = 7 h.

B. t₀ = 12 h.

C. t₀ = 2 h.

D. t₀ = 5 h.

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Chọn mốc thời gian lúc 5h thì tại thời điểm ban đầu (lúc 7h) thời gian trôi đi kể từ mốc thời gian là: t₀ = 7h - 5h = 2h.

Câu 10: Hai nguồn kết hợp A và B dao động theo phương vuông góc với bề mặt chất lỏng với phương trình $u_A=u_B=4\cos \left(40\pi t\right)$  cm, t tính bằng s. Tốc độ truyền sóng là 50 cm/s. Biên độ sóng coi như không đổi. Tại điểm M trên bề mặt chất lỏng với $AM-BM=\frac{10}{3}$  cm, phần tử chất lỏng có tốc độ dao động cực đại bằng:

A. 120π cm/s.

B. 100π cm/s.

C. 80π cm/s.

D. 160π cm/s.

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Bước sóng: $\lambda =\frac{2\pi v}{\omega }=\mathrm{2,5}cm$

Biên độ dao động của M: $a_M=2a\cos \left(\pi \frac{AM-BM}{\lambda }\right)=4cm$

Tốc độ dao động cực đại của M: $v_{\max }=\omega a_M=160\pi \left(\text{cm/s}\right)$

Câu 11: Khi âm thanh truyền từ không khí vào nước thì:

A. Bước sóng thay đổi nhưng tần số không đổi.

B. Bước sóng và tần số đều thay đổi.

C. Bước sóng và tần số không đổi.

D. Bước sóng không đổi nhưng tần số thay đổi.

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Khi âm thanh truyền từ không khí vào nước thì bước sóng thay đổi nhưng tần số không đổi.

Câu 12: Tốc độ truyền sóng trong một môi trường đồng tính và đẳng hướng phụ thuộc vào

A. bản chất môi trường và cường độ sóng.

B. bản chất môi trường và biên độ sóng.

C. bản chất và nhiệt độ của môi trường.

D. bản chất môi trường và năng lượng sóng.

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Tốc độ truyền sóng trong một môi trường đồng tính và đẳng hướng phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của môi trường.

Câu 13: Sóng cơ lan truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình là u = 4cos(20πt – 0,4πx) mm; x tính bằng xentimét, t tính bằng giây. Tốc độ truyền sóng trong môi trường là

A. 2 m/s.

B. 0,5 m/s.

C. 20 m/s.

D. 50 m/s.

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Từ phương trình ta có:

$\left\{\begin{array}{l}\omega =20\pi \\ \frac{2\pi }{\lambda }=\mathrm{0,4}\pi \end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}T=\mathrm{0,1}s\\ \lambda =5cm\end{array}\right.\Rightarrow v=\frac{\lambda }{T}=50\left(\text{cm/s}\right)$

Câu 14: Một sóng cơ có bước sóng λ, tần số f và biên độ a không đổi, lan truyền trên một đường thẳng từ điểm M đến điểm N, cách M một đoạn 7λ /3. Tại một thời điểm nào đó, tốc độ dao động của M bằng 2πfa, lúc đó tốc độ dao động của điểm N bằng

A. 2πfa.

B. πfa.

C. 0.

D. 3πfa.

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Hai điểm M và N dao động lệch pha nhau:

$\Delta \phi =\frac{2\pi d}{\lambda }=\frac{2\pi \frac{7\lambda }{3}}{\lambda }=\frac{14\pi }{3}=4\pi +\frac{2\pi }{3}$

Vậy 2 dao động lệch pha nhau $\frac{2\pi }{3}$ .

Khi tốc độ của M là:  $2\pi fa=a\omega =v_{\max }$

⇒ Pha dao động của vận tốc điểm M là 0.

⇒ Pha dao động của vận tốc điểm N là ${\phi }_N=\pm \frac{2\pi }{3}$ .

⇒ $v_N=\left|v_{\max }\cos \left(\frac{\pm 2\pi }{3}\right)\right|=\pi fa$ .

Câu 15: Một âm thoa có tần số dao động riêng 850 Hz được đặt sát miệng một ống nghiệm hình trụ đáy kín đặt thẳng đứng cao 80 cm. Đổ dần nước vào ống nghiệm đến độ cao 30 cm thì thấy âm được khuếch đại lên rất mạnh. Biết tốc độ truyền âm trong không khí có giá trị nằm trong khoảng 300 m/s ≤ v ≤ 350 m/s. Hỏi khi tiếp tục đổ nước thêm vào ống thì có thêm mấy vị trí của mực nước cho âm được khuếch đại mạnh?

A. 1.           

B. 2.            

C. 3.            

D. 4.

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Ta có sóng dừng một đầu kín một đầu hở nên ta có

$\mathcal{l}=\frac{\left(2k+1\right)\lambda }{4}=\frac{\left(2k+1\right)v}{4f}\Rightarrow v=\frac{4\mathcal{l}f}{2k+1}$

 với l = 0,5 m và $300\le v\le 350\Rightarrow k=2$

Tại vị trí nước ở độ cao 30 cm thì chiều cao cột không khí bằng 50 cm và trên cột khí này có 3 bụng sóng. Nếu tiếp tục đổ nước vào thì chiều cao cột không khí sẽ giảm, tức k giảm từ 2 về 1, 0; có nghĩa là sẽ có 2 vị trí nữa của mực nước cho âm khuếch đại mạnh.

Câu 16: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ:

Biết E = 15V, r = 1Ω, R1 = 2Ω, R là biến trở. Tìm R để công suất tiêu thụ trên R là cực đại? Tính giá trị công suất cực đại khi đó?

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Ta có: ${\text{P}}_R=\frac{U^2}{R}$

Mặt khác:

$U_R=I.R_N=\frac{\text{E}}{\frac{R_{1}R}{R_1+R}+R}.\frac{R_{1}R}{R_1+R}=\frac{30R}{3R+2}$

Vậy ${\text{P}}_R=\frac{900R^2}{{\left(3R+2\right)}^2.R}=\frac{900}{{\left(3\sqrt{R}+\frac{2}{\sqrt{R}}\right)}^2}$

Theo bất đẳng thức Cosi: $3\sqrt{R}+\frac{2}{\sqrt{R}}\ge 2\sqrt{6}$

dấu “=” xảy ra khi $3\sqrt{R}=\frac{2}{\sqrt{R}}\iff R=\frac{2}{3}\Omega$

Vậy ${\text{P}}_{R\max }=\frac{900}{{\left(2\sqrt{6}\right)}^2}=\mathrm{37,5}\left(W\right)$

Câu 17: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = 5cos(2πt)cm. Nếu tại một thời điểm nào đó vật đang có li độ x = 3 cm và đang chuyển động theo chiều dương thì sau đó 0,25 s vật có li độ là

A. - 2 cm.

B. 4 cm.

C. -3 cm.

D. 3 cm.

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Tại thời điểm t = 0,25s thì phương trình li độ của vật có dạng:

$x_2=5\cos \left(2\pi t+\frac{\pi }{4}\right)\left(cm\right)$

⇒ Ta thấy dao động của vật tại thời điểm ban đầu và thời điểm t = 0,25s là 2 dao động vuông pha với nhau, nên ta có biểu thức:

$\frac{x_1^2}{A^2}+\frac{x_2^2}{A^2}=1\Rightarrow x_2=\pm 4cm$

Mặt khác tại thời điểm t = 0 thì vật đang ở vị trí x = 3 cm và chuyển động theo chiều dương, nên sau 0,25 s = T/4 thì vật sẽ ở vị trí x = 4 cm và chuyển động ngược chiều dương.

Câu 18: Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình: x = 4cos(4πt + π/3) (cm). Trong thời gian 1,25 s tính từ thời điểm t = 0 vật đi qua vị trí có li độ x = - 1 cm.

A. 3 lần.

B. 4 lần.

C. 5 lần.

D. 6 lần.

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Tại thời điểm ban đầu: $t=0\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}x=2cm\\ v<0\end{array}\right.$

Vì T = 0,5 s nên $\mathrm{1,25}s=2T+\frac{T}{2}$

Trong khoảng thời gian 2T vật qua vị trí có li độ $x=-1cm$  là 4 lần.

Trong khoảng thời gian $\frac{T}{2}$  tiếp theo vật đi từ $\left\{\begin{array}{l}x=2\\ v<0\end{array}\right.$  đến  $\left\{\begin{array}{l}x=-2\\ v>0\end{array}\right.$

vật qua vị trí x = - 1 thêm 1 lần nữa.

Do đó, trong 1,25 s vật qua x = - 1 (cm) 5 lần.

Câu 19: Đại lượng nào sau đây của sóng không phụ thuộc môi trường truyền sóng?

A. Tốc độ truyền sóng.

B. Tần số, tốc độ truyền sóng và bước sóng.

C. Tần số.

D. Bước sóng.

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Tần số không phụ thuộc môi trường truyền sóng.

Câu 20: Một nhạc cụ phát ra âm có tần số cơ bản f₀ thì hoạ âm bậc 4 của nó là:

A. f₀.           

B. 2f₀.         

C. 3f₀.         

D. 4f₀.

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Một nhạc cụ phát ra âm có tần số cơ bản f₀ thì hoạ âm bậc 4 của nó là 4f₀.

Câu 21: Một bóng đèn có dòng điện chạy qua là 500 mA khi nối với nguồn 120 V. Năng lượng mà nguồn cung cấp cho đèn trong 5 phút là

A. 300 J.

B. 9000 J.

C. 18000 J.

D. 180000 J.

Lời giải

Đáp án đúng: C

Năng lượng mà nguồn cung cấp cho đèn trong 5 phút là

A = U. I. t = 120 . 0,5 . 5 . 60 = 18000 J

Câu 22: Một vật làm bằng kim loại nếu bỏ vào bình chứa có vạch chia thể tích thì làm cho nước trong bình dâng lên thêm 100 cm³ nếu treo vật vào một lực kế thì lực kế chỉ 7,8 N, cho trọng lượng riêng của nước bằng 10000 N/m³.

a. Tính lực đẩy Ác - si - mét tác dụng lên vật.

b. Xác định khối lượng riêng của chất làm lên vật.

Lời giải

a. Thể tích nước dâng lên bằng thể tích của vật: V = 100 cm³ = 10^-4 m³

Lực đẩy Ác - si - mét tác dụng lên vật là

F_A = d. V = 10000 . 10^-4 = 1 N

b. Số chỉ của lực kế chính là trọng lượng của vật: P = 7,8 N

Khối lượng riêng của chất làm lên vật là

$D=\frac{d}{10}=\frac{P}{10.V}=\frac{7,8}{{10.10}^{-4}}=7800kg/m^3$

Câu 23: Hai gương phẳng G₁, G₂ quay mặt phản xạ vào nhau và tạo với nhau một góc 60⁰. Một điểm S nằm trong khoảng 2 gương.

a. Hãy nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt qua G₁, G₂ rồi quay trở lại S.

b. Tính góc tạo bởi tia xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S.

Lời giải

a.

Cách vẽ:

- Lấy S₁ đối xứng S qua gương G₁ (S₁ là ảnh của S qua gương G₁).

- Lấy S₂ đối xứng S qua gương G₂ (S₂ là ảnh của S qua gương G₂).

- Nối S₁ với S₂ cắt gương G₁ tại I và cắt gương G₂ tại J.

- Nối S, I, J ta được đường của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt qua G₁, G₂ rồi quay trở lại S.

b.

b. Kẻ pháp tuyến IN và JK

Xét tứ giác OISJ có:

$\widehat{OIS}+\widehat{ISJ}+\widehat{SJO}+\widehat{IOJ}=360{}^0$

$\Rightarrow {90}^0+i+\widehat{ISJ}+{90}^0+i^{\prime }+{60}^0={360}^0$

$\Rightarrow i+i^{\prime }+\widehat{ISJ}={120}^0$ (1)

Xét tam giác OIJ có:

$\widehat{OIJ}+\widehat{IJO}+\widehat{IOJ}={180}^0$

$\Rightarrow {90}^0-i+{90}^0-i^{\prime }+{60}^0={180}^0$

$\Rightarrow i+i^{\prime }={60}^0$ (2)

Thay (2) vào (1), được $\widehat{ISJ}={120}^0-{60}^0={60}^0$

Góc tạo bởi tia tới xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S là

$\widehat{ISR}={180}^0-{60}^0={120}^0$

Câu 24: Cho mạch điện hình vẽ:

Biết $R=4\Omega$, đèn Đ ghi 6 V – 3 W, U_AB = 9 V không đổi, R_x là biến trở. Điện trở của đèn không đổi. Xác định giá trị của R_x để đèn sáng bình thường.

A. $12\mathrm{\Omega }$.

B. $6\mathrm{\Omega }$.

C. $24\mathrm{\Omega }$.

D. $9\mathrm{\Omega }$.

Lời giải

Đáp án đúng: C

Vì đèn sáng bình thường nên U_DB = U_Đ = U_Rx= 6 V.

Mà U_AB = U_AD + U_DB $\Rightarrow U_{AD}=9-6=3V$

Cường độ dòng điện mạch chính là

$I=I_{DB}=I_R=I_{AD}=\frac{U_{AD}}{R}=\frac{3}{4}=0,75A$

Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là

I_Đ = $\frac{P}{U}=\frac{3}{6}=0,5A$

Cường độ dòng điện qua biến trở là

I_Rx = I – I_Đ­ = 0,75 – 0,5 = 0,25 A

Điện trở của biến trở là $R_x=\frac{U_{Rx}}{I_{Rx}}=\frac{6}{0,25}=24\mathrm{\Omega }$

Câu 25: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết U_AB = 90 V;$R_1=R_3=45\Omega ;R_2=90\Omega$. Tìm R₄. Biết khi K mở và khí K đóng cường độ dòng điện qua R₄ là như nhau.

Lời giải

- Khi K mở mạch trở thành: (R₂ // (R₁ nt R₄)) nt R₃

R₁₄ = R₁ + R₄ = 45 + R₄

$R_{124}=\frac{R_2.\left(45+R_4\right)}{R_2+45+R_4}=\frac{90\left(45+R_4\right)}{135+R_4}$

$R_{1234}=R_3+R_{124}=45+\frac{90\left(45+R_4\right)}{135+R_4}=\frac{10125+135R_4}{135+R_4}$

Lại có:

I = I₃ = I₁₂₄ = $\frac{U_{AB}}{R{}_{1234}}=\frac{90\left(135+R_4\right)}{10125+135R_4}$

I₁₂₄ = I₂ + I₁₄ $\Rightarrow I_1=I_4=I_{14}=I_{124}-I_2$

Mà U₂ = U₁₄ = U₁₂₄

Nên $I_4=I_{124}-\frac{U_{124}}{R_2}=I_{124}-\frac{I_{124}.R_{124}}{R_2}=I_{124}\left(1-\frac{R_{124}}{R_2}\right)$

$\Rightarrow I_4=\frac{90\left(135+R_4\right)}{10125+135R_4}\left(1-\frac{90\left(45+R_4\right)}{\left(135+R_4\right).90}\right)$

$\Rightarrow I_4=\frac{8100}{10125+135R_4}=\frac{180}{225+3R_4}$ (1)

- Khi K đóng mạch trở thành: R­₁ // (R₂ nt (R₃ //R₄))

$R_{34}=\frac{R_3.R_4}{R_3+R_4}=\frac{45R_4}{45+R_4}$

$R_{234}=R_2+R_{34}=90+\frac{45R_4}{45+R_4}=\frac{4050+135R_4}{45+R_4}$

$R_{1234}=\frac{R_1.R_{234}}{R_1+R_{234}}=\frac{45.\left(4050+135R_4\right)}{\left(45+R_4\right).\left(45+\frac{4050+135R_4}{45+R_4}\right)}=\frac{4050+135R_4}{135+4R_4}$

Ta có: U_AB = U₂₃₄ = U₁; U₂₃₄ = U₂ + U₃₄; U₃₄ = U₃ = U₄

Nên $I_4=\frac{U_4}{R_4}=\frac{U_{34}}{R_4}=\frac{U_{234}-U_2}{R_4}=\frac{U_{AB}-U_2}{R_4}=\frac{U_{AB}-I_2.R_2}{R_4}$

Mà I₂ = I₂₃₄ = $\frac{U_{234}}{R_{234}}=\frac{U_{AB}}{R_{234}}$

$\Rightarrow I_4=\frac{U_{A\mathbf{B}}-\frac{U_{AB}}{R_{234}}.R_2}{R_4}=\frac{90-\frac{90.90}{R_{234}}}{R_4}=\frac{90R_{234}-8100}{R_4.R_{234}}$ (*)

Thay R₂₃₄= $\frac{4050+135R_4}{45+R_4}$ vào (*) ta được:

$I_4=\frac{4050}{4050+135R_4}$ (2)

Vì I₄ trong 2 trường hợp là bằng nhau nên (1) = (2)

$\frac{180}{225+3R_4}$$=\frac{4050}{4050+135R_4}$$\Rightarrow \frac{6}{75+R_4}=\frac{135}{1350+45R_4}$

$\Rightarrow 8100+270R_4=10125+135R_4\Rightarrow R_4=15\mathrm{\Omega }$

Câu 26: Một vật sáng AB đặt cách màn chắn một khoảng L = 90 cm. Trong khoảng giữa vật sáng và màn chắn đặt một thấu kính hội tụ có tiêu cự f sao cho trục chính của thấu kính vuông góc với AB và màn. Khoảng cách giữa 2 vị trí đặt thấu kính để ảnh rõ nét trên màn chắn là l = 30 cm. Tính tiêu cự của thấu kính hội tụ. Cho biết $\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d^{\prime }}$ (d là khoảng cách từ vật đến thấu kính; d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính).

A. 10 cm.

B. 20 cm.

C. 30 cm.

D. 40 cm.

Lời giải

Đáp án đúng: B

Để có được ảnh rõ nét trên màn tức là di chuyển thấu kính đến vị trí mà màn chắn hứng được ảnh thật của vật.

Ta có 2 vị trí có thể cho ảnh rõ nét là khi vật cách thấu kính một đoạn d hoặc d' = L - d sao cho thỏa mãn: $\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d^{\prime }}$$\Rightarrow f\left(d+d^{\prime }\right)=d.d^{\prime }$ (2)

Ta có: L = d + d’; l = d – d’

$\Rightarrow L^2-l^2={\left(d+d^{\prime }\right)}^2-{\left(d-d^{\prime }\right)}^2=4.d.d^{\prime }\left(1\right)$

Thay (2) vào (1) được: $L^2-l^2=4f\left(d+d^{\prime }\right)=4f.L$$\Rightarrow f=\frac{L^2-l^2}{4L}$

Thay L = 90 cm, l = 30 cm vào (*) được: f = 20 cm.

Câu 27: Một ca nô chạy xuôi dòng sông dài 150 km. Vận tốc của ca nô khi nước không chảy là 25 km/h, vận tốc của dòng nước chảy là 5 km/h. Tính thời gian ca nô đi hết đoạn sông đó.

A. 5 h.

B. 12 h.

C. 13 h.

D. 14 h.

Lời giải

Đáp án đúng: A

Vận tốc thực của ca nô khi đi xuôi là

V = v_cano + v_nước = 25 + 5 = 30 (km/h)

Thời gian ca nô đi hết đoạn sông đó là

t = S : V = 150 : 30 = 5 h.

Câu 28: Cho mạch RLC mắc nối tiếp $R=180\Omega$, cuộn dây $r=20\Omega$, $L=\frac{2}{\pi }\left(H\right)$, $C=\frac{100}{\pi }{.10}^{-6}\left(F\right)$. Biết dòng điện trong mạch có biểu thức $i=cos\left(100\pi t\right)(A)$. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là bao nhiêu?

Lời giải

Cảm kháng của cuộn dây là $Z_L=\omega .L=100\pi .\frac{2}{\pi }=200\mathrm{\Omega }$

Dung kháng của tụ điện là $Z_C=\frac{1}{\omega .C}=\frac{\pi }{100\pi {.100.10}^{-6}}=100\mathrm{\Omega }$

Tổng trở: $Z=\sqrt{{\left(R+r\right)}^2+{\left(Z_L-Z_C\right)}^2}$

$\Rightarrow Z=\sqrt{{\left(180+20\right)}^2+{\left(200-100\right)}^2}=100\sqrt{5}\mathrm{\Omega }$

Cường độ dòng điện hiệu dụng: $I=\frac{I{}_0}{\sqrt{2}}=\frac{1}{\sqrt{2}}(A)$

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là

U = I. Z = $\frac{1}{\sqrt{2}}.100\sqrt{5}=50\sqrt{10}\left(V\right)$

Câu 29: Hai xe I và II chuyển động trên cùng một đường thẳng tại hai điểm A và B. Biết tốc độ xe I và xe II lần lượt là 50 km/h và 30 km/h. Tính vận tốc tương đối của xe I so với xe II khi:

a) Hai xe chuyển động cùng chiều.

b) Hai xe chuyển động ngược chiều.

Lời giải

Vận tốc tương đối của xe I so với xe II là

${\overrightarrow{v}}_{I,II}={\overrightarrow{v}}_I-{\overrightarrow{v}}_{II}$ (*)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe I.

a. Khi hai xe chuyển động cùng chiều, chiếu (*) lên chiều dương, ta được

Vận tốc tương đối của xe I so với xe II là

v_{I, II} = v_I – v_II = 50 – 30 = 20 (km/h)

b. Khi hai xe chuyển động ngược chiều, chiếu (*) lên chiều dương, ta được

Vận tốc tương đối của xe I so với xe II là

v’_{I, II} = v_I – (- v_II)= 50 + 30 = 80 (km/h)

Câu 30: Tác dụng 1 lực 480 N lên pit - tong nhỏ của một máy ép thủy lực, diện tích pit - tong nhỏ là 2,5 cm²; diện tích pit - tong lớn là 200 cm². Tính áp lực tác dụng lên pit - tong lớn và tính áp suất tác dụng lên pit - tong nhỏ.

Lời giải

Gọi f₁, f₂ lần lượt là lực tác dụng lên pit – tong lớn và pit – tong nhỏ.

s₁, s₂ lần lượt là diện tích pit – tong lớn và pit – tong nhỏ.

Áp suất tác dụng lên pit – tong nhỏ là

$p=\frac{f_2}{s_2}=\frac{480}{2,{5.10}^{-4}}=1920000(Pa)$

Ta có: $\frac{f_1}{f_2}=\frac{s_1}{s_2}$ $\Rightarrow f_1=\frac{f_2.s_1}{s_2}$

Áp lực tác dụng lên pit - tong lớn là

$f_1=\frac{f_2.s_1}{s_2}=\frac{200.480}{2,5}=38400(N)$

Câu 31: Tính lực tương tác điện, lực hấp dẫn giữa electron và hạt nhân trong nguyên tử Hyđrô. Biết khoảng cách giữa chúng là 5.10^-9 cm, khối lượng hạt nhân bằng 1836 lần khối lượng electron.

Lời giải

Lực tương tác điện giữa electron và hạt nhân là

$F_d=k.\frac{\left|\left(-e\right).\left(+e\right)\right|}{r^2}={9.10}^9.\frac{{\left(1,{6.10}^{-19}\right)}^2}{{\left({5.10}^{-11}\right)}^2}\approx 9,{2.10}^{-8}N$

Lực hấp dẫn giữa electron và hạt nhân là

$F_{hd}=G.\frac{m_1.m_2}{r^2}=6,{67.10}^{-11}.\frac{9,{1.10}^{-31}.1836.9,{1.10}^{-31}}{{\left({5.10}^{-11}\right)}^2}\approx 4,{1.10}^{-47}N$

Câu 32: Một người đi quãng đường AB gồm một đoạn AC và CB. Lúc đi, vận tốc trên đoạn AC là 12 km/h, vận tốc trên CB là 8 km/h, thời gian đi từ A đến B hết 3 giờ 30 phút. Lúc về, vận tốc trên BC là 30 km/h, vận tốc trên CA là 20 km/h, thời gian về từ B tới A hết 1 giờ 36 phút. Tính quãng đường AB.

Lời giải

Gọi t₁, t₂ là thời gian người đi trên đoạn AC và CB.

t₃, t₄ là thời gian người về trên đoạn AC và CB.

Quãng đường đoạn AC = 12t₁ = 20 t₃ $\Rightarrow t_1=\frac{5}{3}{t}_3$ (1)

Quãng đường đoạn CB = 8t₂ = 30t₄ $\Rightarrow t_2=\frac{15}{4}{t}_4$ (2)

Thời gian người đi là t₁ + t₂ = 3,5 (h) (3)

Thay (1), (2) vào phương trình (3) $\Rightarrow 20t_3+45t_4=42$(4)

Thời gian người về là t₃ + t₄ = 1,6 (h) (5)

Giải hệ phương trình (4), (5) thu được: $t_3=\frac{6}{5}(h);t_4=0,4(h)$

Quãng đường AB = 20t₃ + 30t₄ = $20.\frac{6}{5}+30.0,4=36km$

Câu 33: Có mạch điện như hình vẽ: $R_1=8\Omega ;R_2=6\Omega ;R_3=12\Omega$. Hiệu điện thế U_AB = 24 V.

a. Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.

b. Tính công suất tỏa nhiệt của đoạn mạch.

c. Tính nhiệt lượng tỏa ra của điện trở R₃ trong thời gian 10 phút.

Lời giải

Mạch: R₁ nt (R₂ // R₃)

$R_{23}=\frac{R_2.R_3}{R_2+R_3}=\frac{6.12}{6+12}=4\mathrm{\Omega }$

$R_{123}=R_1+R_{23}=8+4=12\mathrm{\Omega }$

a. Cường độ dòng điện mạch chính là

$I=\frac{U_{AB}}{R_{123}}=\frac{24}{12}=2A$

Cường độ dòng điện qua R₁là

I₁ = I = 2 A

Mà I₂₃ = I = I₂ + I₃ = 2A

U₂ = U₃ = U₂₃ = I₂₃ . R₂₃ = 2. 4 = 8V

Cường độ dòng điện qua điện trở R₂ là

$I_2=\frac{U_2}{R{}_2}=\frac{8}{6}=\frac{4}{3}A$

Cường độ dòng điện qua điện trở R₃ là

I₃ = I₂₃ – I₂ = $2-\frac{4}{3}=\frac{2}{3}A$

b. Công suất tỏa nhiệt của đoạn mạch là

$\mathrm{P}=I^2.R_{123}=2^2.12=48W$

c. Nhiệt lượng tỏa ra của điện trở R₃ trong thời gian 10 phút là

$Q_3=I_3^2.R_3.t={\left(\frac{2}{3}\right)}^2.12.10.60=3200J$

Câu 34: Một vật có khối lượng 5 kg được đặt trên một mặt phẳng nghiêng hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc 30⁰. Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng bằng 0,2. Tìm gia tốc của vật trên mặt phẳng nghiêng.

Lời giải

Vật chịu tác dụng của các lực $\overrightarrow{P},{\overrightarrow{F}}_{ms},\overrightarrow{N}$

Theo định luật II Newton có: $\overrightarrow{P}+{\overrightarrow{F}}_{ms}+\overrightarrow{N}=m.\overrightarrow{a}$

Chiếu lên Ox, Oy ta được:

$\{\begin{array}{c}Ox:P_x-F_{ms}=m.a\\ Oy:N=P_y\end{array}$

$\Rightarrow P.\sin {30}^0-\mu .P.cos{30}^0=m.a$

$\Rightarrow a=\frac{P.\sin {30}^0-\mu .P.cos{30}^0}{m}=g\left(\sin {30}^0-\mu .cos{30}^0\right)$

$\Rightarrow a=10\left(0,5-0,2.\frac{\sqrt{3}}{2}\right)\approx 3,26m/s^2$

Câu 35: Vì sao khi đi xe đạp xuống dốc không nên thắng (phanh) gấp?

Lời giải

Khi xe đang đi xuống dốc, tốc độ xe đang lớn, ta hãm phanh đột ngột khiến bánh xe bị bó cứng dừng lại gấp nhưng do quán tính người chưa thể thay đổi vận tốc ngay được khiến người chúi về phía trước dẫn tới khả năng bay ra khỏi xe, gây nguy hiểm lớn.

Câu 36: Các mẫu giấy vụn là chất điện môi và ban đầu không tích điện. Tại sao thanh thủy tinh nhiễm điện lại hút được chúng?

Lời giải

Thanh thủy tinh bị nhiễm điện có khả năng hút được các vật nhỏ nhẹ như giấy vụn.

Câu 37: Lúc 7 giờ, một người ở A chuyển động thẳng đều với v = 36 km/h đuổi theo người ở B đang chuyển động với v = 5 m/s. Biết AB = 18 km. Hai người gặp nhau lúc mấy giờ và cách A bao nhiêu kilomet?

A. 9 h; 72 km.

B. 1 h; 36 km.

C. 8 h; 36 km.

D. 2 h; 72 km.

Lời giải

Đáp án đúng: C

Đổi v = 5 m/s = 18 km/h

Chọn gốc tọa độ tại A, chiều dương là chiều chuyển động, gốc thời gian là lúc 7 giờ.

Phương trình chuyển động của người ở A là x_A = 36.t (km)

Phương trình chuyển động của người ở B là x_B = 18 + 18.t (km)

Khi hai người gặp nhau thì x_A = x_B

$\Rightarrow 36t=18+18t\Rightarrow t=1h$

Sau 1 h thì người đi từ A đuổi kịp người đi từ B.

Vậy hai người găp nhau lúc 7 h + 1 h = 8 h

Vị trí hai người gặp nhau cách A là x_A = 36 . 1 = 36 km.

Câu 38: Lúc 7 giờ, một người ở A chuyển động thẳng đều với vận tốc 36 km/h đuổi theo một người ở B đang chuyển động với vận tốc 5 m/s. Biết AB = 18 km.

1. Viết phương trình chuyển động của hai người.

2. Người thứ nhất đuổi kịp người thứ hai lúc mấy giờ? Ở đâu?

Lời giải

Chọn gốc tọa độ tại A, chiều dương là chiều chuyển động, gốc thời gian là lúc 7 giờ.

1. Đổi v = 5 m/s = 18 km/h

Phương trình chuyển động của người ở A là x_A = 36.t (km)

Phương trình chuyển động của người ở B là x_B = 18 + 18.t (km)

2. Khi người thứ nhất đuổi kịp người thứ hai thì x_A = x_B

$\Rightarrow 36t=18+18t\Rightarrow t=1h$

Sau 1 h thì người thứ nhất đuổi kịp người thứ hai.

Vậy hai người găp nhau lúc 7 h + 1 h = 8 h

Vị trí hai người gặp nhau cách A là x_A = 36 . 1 = 36 km.

Câu 39: Một đoàn tàu hãm phanh chuyển động chậm dần đều vào ga với vận tốc ban đầu 14,4 m/s. Trong 10 s đầu tiên kể từ lúc hãm phanh, nó đi được đoạn đường dài hơn đoạn đường trong 10 s tiếp theo là 5 m. Trong thời gian bao lâu kể từ lúc hãm phanh thì tàu dừng hẳn?

Lời giải

Quãng đường đoàn tàu đi được trong 10 s đầu tiên kể từ lúc hãm phanh là

AB = $s_{10}=v_0.t+\frac{1}{2}a.t^2=14,4.10+\frac{1}{2}.a{.10}^2=144+50a$

Quãng đường đoàn tàu đi được trong 20 s kể từ lúc hãm phanh là

AC = $s_{20}=v_0.t+\frac{1}{2}a.t^2=14,4.20+\frac{1}{2}.a{.20}^2=288+200a$

Theo đề bài ta có: AB – BC = 5 mà AC = AB + BC $\Rightarrow AC=2AB-5$

$\Rightarrow 288+200a=2\left(144+50a\right)-5$

$\Rightarrow 100a=-5\Rightarrow a=-0,05m/s^2$

Thời gian tàu chuyển động từ lúc hãm phanh đến khi dừng hẳn (v = 0) là

v = v₀ + a.t $\Rightarrow t=\frac{v-v_0}{a}=\frac{0-14,4}{-0,05}=288s$

Câu 40: Giữa hai bến sông A, B có hai tàu chuyển thư chạy thẳng đều. Tàu đi từ A chạy xuôi dòng, tàu đi từ B chạy ngược dòng. Khi gặp nhau và chuyển thư, mỗi tàu tức thì trở lại bến xuất phát. Nếu khởi hành cùng lúc thì tàu từ A đi và về mất 3 h, tàu từ B đi và về mất 1 h 30 phút. Để thời gian đi và về của hai tàu là như nhau thì tàu A phải xuất phát muộn hơn tàu B bao lâu? Biết vận tốc mỗi tàu đối với nước như nhau và không đổi lúc đi cũng như lúc về. Khi xuôi dòng vận tốc của nước làm tàu nhanh hơn khi ngược dòng.

Lời giải

Gọi C là điểm gặp nhau, v là vận tốc dòng nước.

Theo đề bài: vận tốc 2 tàu so với dòng nước bằng nhau, ta gọi là V

Vì hai tàu xuất phát cùng lúc và gặp nhau tại C nên t₁ = t₃ (1)

Sau đó, 2 tàu quay trở lại tổng thời gian tàu A đi là 3 h, tàu B đi là 1,5 h.

t₁ + t₂ = 3 h

t₃ + t₄ = 1,5 h

Thời gian đi của tàu từ A tới C: $t_1=\frac{AC}{V+v}$

Thời gian về của tàu từ C tới A: $t_2=\frac{AC}{V-v}$

Thời gian tàu đi từ A cả đi lẫn về là

$t_1+t_2=3\iff \frac{AC}{V+v}+\frac{AC}{V-v}=AC\left(\frac{1}{V+v}+\frac{1}{V-v}\right)=3$ (2)

Thời gian đi của tàu từ B tới C: $t_3=\frac{BC}{V-v}$

Thời gian về của tàu từ C tới B: $t_4=\frac{BC}{V+v}$

Thời gian tàu đi từ B cả đi lẫn về là

$t_3+t_4=1,5\iff \frac{BC}{V-v}+\frac{BC}{V+v}=BC\left(\frac{1}{V-v}+\frac{1}{V+v}\right)=1,5$ (3)

Từ (2), (3) $\Rightarrow AC=2BC$ $\Rightarrow AC=\frac{2}{3}AB$ thay vào (1) được:

Mà thời gian đi của tàu từ A tới C bằng thời gian đi của tàu từ B tới C nên

$\frac{AC}{V+v}$$=\frac{BC}{V-v}$ $\Rightarrow V=3v$

Thay $AC=\frac{2}{3}AB$ và V = 3v vào (2)

$\frac{2}{3}AB\left(\frac{1}{4v}+\frac{1}{2v}\right)=3\Rightarrow AB=6v$(4)

Để thời gian cả đi lẫn về của hai tàu như nhau thì hai tàu gặp nhau ở vị trí C’

t’₁ + t’₂ = t’₃ + t’₄

$\Rightarrow \frac{A{C}^{\prime }}{V+v}+\frac{A{C}^{\prime }}{V-v}=\frac{B{C}^{\prime }}{V-v}+\frac{B{C}^{\prime }}{V+v}\Rightarrow A{C}^{\prime }=B{C}^{\prime }=\frac{AB}{2}$

Khi xuất phát tàu B xuất phát trước tàu A một khoảng t₀, ta có:

${t^{\text{'}}}_3-{t_1}^{\text{'}}=t_0$$\Rightarrow \frac{B{C}^{\prime }}{V-v}-\frac{A{C}^{\prime }}{V+v}=t_0$

$\Rightarrow B{C}^{\prime }\left(\frac{1}{V-v}-\frac{1}{V+v}\right)=t_0\Rightarrow \frac{AB}{2}\left(\frac{1}{2v}-\frac{1}{4v}\right)=t_0$

Thay (4) vào $\Rightarrow t_0=\frac{6v}{2}.\frac{1}{4v}=0,75h$

Vậy tàu A phải xuất phát muộn hơn tàu B là 0,75 h = 45 phút