30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2024 có lời giải (Đề 29)

  • 6974 lượt thi

  • 40 câu hỏi

  • 50 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

21/07/2024

Chọn phát biểu đúng. Máy biến áp là thiết bị

Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết máy biến áp 

Cách giải: 

Máy biến áp là thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều 

Chọn D


Câu 3:

20/07/2024

Trong sóng cơ, tốc độ truyền sóng là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết sóng cơ 

Cách giải: 

Trong sóng cơ, tốc độ truyền sóng là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường truyền sóng

Chọn D


Câu 4:

19/07/2024

Đặc trưng nào sau đây là một đặc trưng vật lí của âm?

Xem đáp án

Phương pháp: 

Các đặc trưng vật lí của âm: tần số âm, cường độ âm, mức cường độ âm 

Các đặc trưng sinh lí của âm: độ cao, độ to, âm sắc 

Cách giải: 

Đặc trưng vật lí của âm là: tần số, cường độ, mức cường độ âm 

Chọn A


Câu 5:

19/07/2024

Một mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có  điện dung C. Mạch dao động tự do với tần số góc là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Tần số góc của mạch dao động: ω=1LC

Cách giải: 

Tần số góc của mạch dao động tự do là: ω=1LC

Chọn A


Câu 7:

20/07/2024

Điện áp u = 200cos(100πt + 0,5π) (V) có giá trị hiệu dụng bằng

Xem đáp án

Phương pháp: 

Điện áp hiệu dụng: U=U02

Cách giải: 

Điện áp hiệu dụng có giá trị là: U=U02=2002=1002(V)

Chọn A


Câu 8:

20/07/2024

Ánh sáng trắng là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết ánh sáng trắng 

Cách giải: 

Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đó đến tím

Chọn C


Câu 9:

20/07/2024

Trong một mạch kín, suất điện động cảm ứng xuất hiện khi

Xem đáp án

Phương pháp: 

Suất điện động cảm ứng xuất hiện khi từ thông qua mạch kín đó biến thiên theo thời gian

Cách giải: 

Trong một mạch kín, suất điện động cảm ứng xuất hiện khi từ thông qua mạch kín đó biến thiên theo thời gian 

Chọn D


Câu 10:

20/07/2024

Hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có biên độ và pha ban đầu lần lượt  là A1, A2, φ1, φ2. Dao động tổng hợp của hai dao động trên có biên độ được tính theo công thức

Xem đáp án

Biên độ dao động tổng hợp: A=A12+A22+2A1A2cosφ1φ2

Cách giải: 

Biên độ tổng hợp của hai dao động là: A=A12+A22+2A1A2cosφ1φ2

Chọn B


Câu 11:

20/07/2024

Quang phổ vạch phát xạ do

Xem đáp án

Phương pháp: 

Nguồn phát quang phổ vạch phát xạ: các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi bị kích thích (bị nung nóng hay  có dòng điện phóng qua) 

Cách giải: 

Quang phổ vạch phát xạ do chất khí ở áp suất thấp bị nung nóng phát ra 

Chọn B


Câu 12:

20/07/2024

Sóng điện từ dùng để thông tin qua vệ tinh là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Sóng dài, trung và ngắn bị tầng điện li phản xạ, được dùng trong truyền thanh, truyền hình trên mặt đất Sóng cực ngắn không bị phản xạ mà đi xuyên qua tầng điện li, được dùng để thông tin qua vệ tinh

Cách giải: 

Sóng điện từ dùng để thông tin qua vệ tinh là sóng cực ngắn 

Chọn B


Câu 13:

19/07/2024

Cường độ điện trường do một điện tích điểm Q đặt trong chân không gây ra tại điểm  cách điện tích một khoảng r được tính theo công thức

Xem đáp án

Cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra: E=k|Q|εr2

Cách giải: 

Cường độ điện trường do điện tích gây ra trong chân không là: E=k|Q|r2

Chọn C


Câu 14:

20/07/2024

Một mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có cảm kháng  ZL và tụ điện có dung kháng ZC mắc nối tiếp. Đại lượng Z=R2+ZLZC2 là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Tổng trở của mạch điện R, L, C: Z=R2+ZLZC2

Cách giải: 

Đại lượng Z=R2+ZLZC2 là tổng trở của mạch 

Chọn C


Câu 15:

20/07/2024

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng vẫn giao thoa  trên màn quan sát là i. Khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và vân sáng bậc 5 nằm khác phía so với vân sáng  trung tâm là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Vị trí vân sáng bậc k so với vân trung tâm: x = ki 

Cách giải: 

Vân sáng bậc 2 có vị trí là: x1 = 2i 

Vân sáng bậc 5 nằm khác phía so với vân sáng trung tâm có vị trí là: x2 = -5i

Khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và vân sáng bậc 5 nằm khác phía so với vân sáng trung tâm là: x=x1x2=7i

Chọn B


Câu 16:

20/07/2024

Một ống dây có hệ số tự cảm 0,02 H đang có dòng điện một chiều chạy qua. Trong  thời gian 0,2 s dòng điện giảm đều từ 3 A về 0 A. Trong khoảng thời gian trên, độ lớn suất điện động tự cảm  trong ống dây là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Suất điện động tự cảm trong ống dây: etc=LΔiΔt

Cách giải: 

Độ lớn suất điện động tự cảm trong ống dây là: 

etc=L|Δi|Δt=0,02|03|0,2=0,3(V)=300(mV)

Chọn C


Câu 17:

21/07/2024

Mạch dao động LC lí tưởng có điện tích trên một bản tụ điện biến thiên điều hoà theo  phương trình q = 4cos(106πt) (C), trong đó t tính bằng s. Chu kì dao động của mạch là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Chu kì dao động: T=2πω

Cách giải: 

Chu kì dao động của mạch là: T=2πω=2π106π=2.106(s)

Chọn B


Câu 18:

20/07/2024

Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L=12πH thì cảm kháng của cuộn cảm là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Cảm kháng của cuộn dây ZL=ωL=2πfL

 Cách giải: 

Cảm kháng của cuộn cảm là: ZL=2πfL=2π5012π=50(Ω)

Chọn D


Câu 19:

20/07/2024

Một nguồn âm phát âm đẳng hướng trong môi trường không hấp thụ âm. Cường độ  âm chuẩn là I0 = 10-12 W/m2. Tại một điểm A ta đo được mức cường độ âm là 40 dB. Cường độ âm tại A có  giá trị là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Mức cường độ âm: L(dB)=10lgII0

Cách giải: 

Mức cường độ âm tại điểm A là: 

LA(dB)=10lgII040=10lgI1012I=108 W/m2

Chọn D


Câu 20:

19/07/2024

Chiết suất của thủy tinh đối với các ánh sáng đơn sắc đỏ, cam, tím lần lượt là: nđ, nc,  nt. Sắp xếp đúng là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Chiết suất của 1 môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc: ndnnt

Cách giải: 

Chiết suất của thủy tinh đối với các ánh sáng đơn sắc là: nd<nc<nt

Chọn B


Câu 21:

20/07/2024

Đặt điện áp u = U0cos(100πt + φ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn  cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp. Cường độ dòng điện qua mạch có tần số bằng

Xem đáp án

Phương pháp: 

Cường độ dòng điện biến thiên cùng tần số với điện áp 

Tần số: f=ω2π

Cách giải: 

Cường độ dòng điện quan mạch có tần số bằng tần số của điện áp:

f=ω2π=100π2π=50( Hz)

Chọn D


Câu 22:

23/07/2024

Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox. Phương trình dao động của phần tử môi trường  tại một điểm trên phương truyền sóng là u = 4cos(20πt + 0,5π) (mm) (t tính bằng s). Chu kì của sóng cơ này là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Phương trình sóng tổng quát: u=Acosωt2πdλ

Chu kì sóng: T=2πω

Cách giải: 

Từ phương trình sóng, ta thấy tần số góc của sóng là: ω=20π(rad/s)

Chu kì sóng là: T=2πω=2π20π=0,1(s)

Chọn A


Câu 23:

19/07/2024

Một sợi dây dài 50 cm có hai đầu cố định. Trên dây đang có sóng dừng với hai bụng  sóng. Sóng truyền trên dây có bước sóng là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Điều kiện để xảy ra sóng dừng trên dây với hai đầu cố định: l=kλ2 với k là số bụng sóng 

Cách giải: 

Trên dây có sóng dừng với 2 bụng sóng → k = 2 

Chiều dài dây là: l=kλ250=2λ2λ=50( cm)

Chọn C


Câu 24:

20/07/2024

Một vật dao động điều hoà theo phương trình x=2cosπtπ6(cm), trong đó t tính bằng s. Tốc độ cực đại của vật là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Tốc độ cực đại: vmax=ωA

Cách giải: 

Tốc độ cực đại của vật là: vmax=ωA=π2=2π(cm/s)

Chọn A


Câu 25:

11/07/2024

Con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m gắn vật nhỏ đang dao động điều hoà. Khi con lắc có li độ 2 cm thì lực kéo về có giá trị là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Lực kéo về của con lắc lò xo: Fkv=kx

Cách giải: 

Lực kéo về của con lắc là: Fkv=kx=100.0,02=2N

Chọn B


Câu 26:

20/07/2024

Cho dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 2 A chạy qua điện trở thuần 50 Ω.  Công suất tỏa nhiệt trên điện trở bằng

Xem đáp án

Phương pháp: 

Công suất tỏa nhiệt trên điện trở: P=I2R

Cách giải: 

Công suất tỏa nhiệt trên điện trở là: P=I2R=2250=200(W)

Chọn A


Câu 27:

20/07/2024

Một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ 3 cm. Lò xo có độ cứng bằng 50 N/m. Động năng cực đại của con lắc là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Động năng cực đại của con lắc lò xo: Wdmax=Wtmax=12kA2

Cách giải: 

Động năng cực đại của con lắc lò xo là: 

Wdmax=Wtmax=12kA2=1250.0,032=0,0225(J)=22,5103(J)

Chọn A


Câu 28:

19/07/2024

Trong thí nghiệm giao thoa sóng ở mặt nước, hai nguồn kết hợp đặt tại hai điểm A và  B dao động cùng pha theo phương thẳng đứng. Trên đoạn thẳng AB, khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu  giao thoa liên tiếp là 2 cm. Sóng truyền trên mặt nước có bước sóng là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu trên đường nối hai nguồn: λ2

Cách giải: 

Khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu trên đường nối hai nguồn là: λ2=2( cm)λ=4( cm)

Chọn C


Câu 29:

23/07/2024

Cho mạch dao động LC lí tưởng với C = 2 μF và cuộn dây thuần cảm L = 20 mH.  Sau khi kích thích cho mạch dao động thì hiệu điện thế cực đại trên tụ điện đạt giá trị 5 V. Lúc hiệu điện thế  tức thời trên một bản tụ điện là 3 V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây có độ lớn

Xem đáp án

Phương pháp: 

Năng lượng điện từ trong mạch dao động:  

W=Wdmax=Wtmax=12CU02=12LI02

Công thức độc lập với thời gian: u2U02+i2I02=1

Cách giải: 

Năng lượng điện từ trong mạch là:

W=Wdmax=Wtmax12CU02=12LI02I0=U0CL=52.10620.103=0,05 A

Áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có: 

u2U02+i2I02=13255+i20,052=1|i|=0,04(A)

Chọn A


Câu 30:

20/07/2024

Một vật dao động điều hoà với biên độ 2 cm trên quỹ đạo thẳng. Biết trong 2 phút vật  thực hiện được 60 dao động toàn phần. Lấy π2= 10. Gia tốc của vật có giá trị cực đại là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Chu kì dao động: T=tn=2πω

Gia tốc cực đại: amax=ω2A

Cách giải: 

Số dao động vật thực hiện được trong 2 phút là:

n=tTT=tn=2.6060=2(s)

Tần số góc của dao động là: ω=2πT=2π2=π(rad/s)

Gia tốc cực đại của vật là: amax=ω2A=π22=20 cm/s2

Chọn B


Câu 31:

19/07/2024

Hình bên là một phần đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc  theo thời gian của cường độ dòng điện trong một mạch LC lí tưởng. Điện  tích cực đại trên một bản tụ điện có giá trị bằng

Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị 

Tần số góc của dòng điện: ω=2πT

Điện tích cực đại: Q0=I0ω

Cách giải: 

Từ đồ thị ta thấy cường độ dòng điện cực đại trong mạch và chu kì của dòng điện là:

I0=5( mA)=5.103( A)T=6π(μs)=6π106( s)

Tần số góc của dòng điện là: ω=2πT=2π6π106=1063(rad/s)

Điện tích cực đại trên một bản tụ điện là: 

Q0=I0ω=5.1031063=15.109(C)=15(nC)

Chọn C


Câu 32:

20/07/2024

Mắc nguồn điện một chiều có điện trở trong r = 1Ω với mạch ngoài là điện trở R = 4 Ω để thành mạch kín. Biết công suất của nguồn là 20 W. Công suất toả nhiệt trên điện trở R là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Công suất của nguồn điện: Png=E.I=I2(R+r)

Công suất trên điện trở: P=I2R

Cách giải: 

Ta có tỉ số công suất:

PPng=I2RI2(R+r)=RR+rP=PngRR+r=2044+1=16( W)

Chọn B


Câu 33:

23/07/2024

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc với bước sóng 0,5 μm,  khoảng cách giữa hai khe là 1 mm. Tại điểm M trên màn quan sát cách vân sáng trung tâm 3 mm có vân  sáng bậc 3. Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Vị trí vân sáng: xs = ki 

Khoảng vân: i=λDa

Cách giải: 

Điểm M là vân sáng bậc 3, ta có: 

xM=3i=3λDaD=xMa3λ=310311033.0,5106=2( m)

Chọn A


Câu 34:

21/07/2024

Một dây đàn được căng ngang với hai đầu cố định, có chiều dài 100 cm. Biết tốc độ  truyền sóng trên dây là 800 m/s. Khi gảy đàn, nó phát ra âm thanh với họa âm bậc 2 có tần số bằng

Xem đáp án

Phương pháp: 

Bước sóng: λ=vf

Điều kiện để đàn phát ra họa âm bậc k:l=kλ2

Cách giải: 

Đàn phát ra họa âm bậc 2, ta có: l=2λ2λ=l=100( cm)=1( m)

Tần số trên dây là: f=vλ=8001=800( Hz)

Chọn D


Câu 35:

11/07/2024

Một toa tàu đang chuyển động thẳng chậm dần đều để vào  ga với gia tốc có độ lớn 0,2 m/s2. Người ta gắn cố định một chiếc bàn vào sàn toa  tàu. Một con lắc lò xo được gắn vào đầu bàn và đặt trên mặt bàn nằm ngang như  hình vẽ. Biết mặt bàn nhẵn. Trong khoảng thời gian toa tàu đang chuyển động  chậm dần đều ra vào ga, con lắc đứng yên so với tàu. Vào đúng thời điểm toa tàu dừng lại, con lắc lò xo bắt  đầu dao động với chu kì 1 s. Khi đó biên độ dao động của con lắc có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

Xem đáp án

Phương pháp: 

Lực quán tính: Fqt = -ma 

Vật đứng yên khi: F= 0 

Chu kì của con lắc lò xo: T=2πmk

Cách giải: 

Chọn hệ quy chiếu gắn với toa tàu 

Khi toa tàu chuyển động, vật chịu tác dụng của lực quán tính có độ lớn là: Fqt = ma Vật đứng yên ở trạng thái cân bằng, ta có: 

Fqt=Fdhma=kΔlmk=Δla

Ngay trước khi xe dừng lại, vật có vận tốc bằng 0 → vật ở vị trí biên

Biên độ dao động của vật là: A = ∆

Chu kì của con lắc là: 

T=2πmk=2πΔlaΔl=aT24π2=0,2124π25,1.103( m)=5,1( mm)

Chọn C


Câu 36:

20/07/2024

Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc. Lúc đầu, khoảng  cách từ mặt phẳng chứa hai khe S1, S2 đến màn quan sát là D = 2 m. Trên màn quan sát, tại M có vân sáng  bậc 3. Giữ cố định các điều kiện khác, dịch màn dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai  khe, lại gần hai khe thêm một đoạn ∆x thì thấy trong quá trình dịch màn có đúng 3 vân tối chạy qua M. Khi  màn dừng lại cách hai khe một khoảng là (D – ∆x) thì tại M không là vân tối. Giá trị của ∆x phải thoả mãn  điều kiện là

Xem đáp án

Phương pháp:

Khoảng vân: i=λDa

Vị trí vân tối: xt=k+12i=k+12λDa

Vị trí vân sáng: xs=kλDa

Cách giải: 

Ban đầu tại M là vân sáng bậc 3, ta có:

xM=3λDaD=xMa3λaxMλ=3D

Dịch chuyển màn lại gần hai khe → D giảm → khoảng vân i giảm → bậc của vân sáng tại M (k) tăng

Tọa độ điểm M là:  

xM=kλ(DΔx)aDΔx=axMkλ

Trong quá trình dịch chuyển có 3 vân tối chạy qua M, tại M có vân tối thứ 5 (k = 5,5) chạy qua M không là vân tối, ta có: 

5,5<k<6,5axM5,5λ>DΔx>axM6,5λ3D5,5>DΔx>3D6,55D11<Δx<7D131011m<Δx<1413m

Chọn A


Câu 37:

22/07/2024

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB như hình bên, trong đó cuộn cảm thuần có  độ tự cảm L và tụ điện có diện dung C thay đổi được. Các vôn kế được coi là lí  tưởng. Điều chỉnh C để số chỉ vôn kế V1 đạt cực đại thì thấy khi đó V1 chỉ 100 V  và V2 chỉ 150 V. Trong quá trình điều chỉnh C, khi số chỉ vôn kế V2 đạt giá trị  cực đại thì số chỉ vôn kế V1 gần nhất với giá trị nào sau đây?

Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng phương pháp chuẩn hóa số liệu 

Điện áp giữa hai đầu điện trở đạt cực đại: UR=U khi trong mạch có cộng hưởng: ZL=ZC

Điện áp giữa hai đầu tụ điện: U=U.ZCR2+ZLZC2

Điện áp giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại: UCmax=UR2+ZL2R khi ZC=R2+ZL2ZL

Cách giải: 

Điều chỉnh C để số chỉ vôn kế V1 đạt giá trị cực đại (URmax), khi đó trong mạch xảy ra cộng hưởng:

UR=UV1=U=100(V)ZL=ZC

Số chỉ của vôn kế V2 là: 

UV2=UC=U.ZCR2+ZLZc2=U.ZCR150=100.ZCRZC=ZL=1,5R

Chuẩn hóa: R=1ZL=1,5

Điều chỉnh C để số chỉ của V2 đạt cực đại, khi đó giá trị dung kháng: 

ZC'=R2+ZL2ZL=12+1,521,5=136

Số chỉ của vôn kế V1 lúc này là:

UV1'=UR'=URR2+ZLZC'2=100.112+1,51362=3001383,2(V)

Số chỉ của vôn kế V1 gần nhất với giá trị 80 V 

Chọn D


Câu 38:

19/07/2024

Một sóng ngang truyền trên sợi dây đủ dài với  bước sóng 60 cm. Khi chưa có sóng truyền qua, gọi M và N là hai điểm  gắn với hai phần tử trên dây cách nhau 85 cm. Hình bên là hình vẽ mô tả  hình dạng sợi dây khi có sóng truyền qua ở thời điểm t, trong đó điểm M  đang dao động về vị trí cân bằng. Coi biên độ sóng không đổi trong quá  trình truyền sóng. Gọi t + ∆t là thời điểm gần t nhất mà khoảng cách  giữa M và N đạt giá trị lớn nhất (với ∆t > 0). Diện tích hình thang tạo bởi M, N ở thời điểm t và M, N thời điểm t + ∆t gần nhất với kết quả nào sau đây?

Xem đáp án

Phương pháp: 

Độ lệch pha theo tọa độ: Δφ=2πdλ

Sử dụng vòng tròn lượng giác 

Sử dụng chức năng SHIFT+SOLVE trong máy tính bỏ túi để giải phương trình

Hai điểm có khoảng cách lớn nhất khi chúng đối xứng qua trục Oy Diện tích hình thang: S=x2Mx1M+x2Nx1Nd2

Cách giải: 

Tại thời điểm t, điểm M đang đi lên → sóng truyền từ N tới M

→ Điểm N sớm pha hơn điểm M → điểm N đang đi xuống

Độ lệch pha giữa hai điểm M, N là: 

Δφ=2πdλ=2π.8560=17π6=2π+5π6(rad)

Hai điểm M, N có khoảng cách lớn nhất khi chúng đối xứng qua trục Oy Ta có vòng tròn lượng giác:

Từ vòng tròn lượng giác ta thấy: 

α1+α2=5π6π2=2π3(rad)arcsin7A+arccos14A=2π3A17,35( cm)

Ở thời điểm t + ∆t, hai điểm M, N đối xứng qua trục Oy, ta có:

x2N=Acosπ12+5π616,76( cm)x2M=Acosπ1216,76( cm)

Diện tích hình thang tạo bởi M, N ở thời điểm t và M, N thời điểm t + ∆t là:

S=x2Mx1M+x2Nx1Nd2=(|16,76(7)|+|16,7614|)852=2317,1 cm2

Diện tích S có giá trị gần nhất là 2315 cm2 

Chọn D


Câu 39:

20/07/2024

Để xác định linh kiện chứa trong một hộp X,  người ta mắc đoạn mạch AB gồm hộp X nối tiếp với một điện trở  phụ Rp = 50 Ω. Sau đó, đoạn mạch AB được nối vào hai cực của  một máy phát điện xoay chiều một pha. Biết rôto của máy phát điện  có 10 cặp cực và quay đều với tốc độ n. Hộp X chỉ chứa hai trong ba  linh kiện: điện trở thuần R, tụ điện C và cuộn dây không thuần cảm  (L, r) mắc nối tiếp. Bỏ qua điện trở của dây nối và của các cuộn dây  của máy phát. Chỉnh n = 300 vòng/phút, sự thay đổi theo thời gian t  của điện áp giữa hai cực máy phát điện um và điện áp giữa hai đầu  điện trở phụ up được ghi lại như hình 1. Thay đổi n, sự phụ thuộc  của um và up theo thời gian t được ghi lại như hình 2. Các linh kiện  trong X gồm

Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị 

Suất điện động cực đại của máy phát điện xoay chiều: E0=ωNΦ0

Tần số của máy phát điện xoay chiều: f = pn 

Cường độ dòng điện hiệu dụng: I=UmZ=UpRp

Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện: cosφ=RZ

Cách giải: 

Tốc độ của roto là: 300 vòng/phút = 5 (vòng/s) 

Tần số của máy phát điện là: 

f1=pn1=10.5=50( Hz)ω1=2πf1=100π(rad/s)

Từ đồ thị hình 2 ta thấy up và um cùng pha → trong mạch xảy ra cộng hưởng → hộp X chứa hai phần tử: tụ điện và cuộn dây 

Khi xảy ra cộng hưởng, ta thấy: U02m=2402(V)U2m=240(V)

Từ đồ thị hình 1, ta thấy pha ban đầu của um và up là: 

φ1m=π2(rad);U01 m=1202U1 m=120( V)φ1p=π4(rad)φ1i=π4(rad);U01p=100( V)U1p=502( V)

Suất điện động cực đại của máy phát điện là: 

E0=U0m=ωNΦ0U0m~ωU01mU02m=ω1ω2ω1ω2=12022402=12

Với ω1=ω22ZL1=ZL22ZC1=2ZC2=2ZL2ZC1=4ZL1

Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện là:

cosφ=cosφ1mφ1i=R+r(R+r)2+ZL1ZC12R+r(R+r)2+ZL1ZC12=cosπ4=22(R+r)2=2(R+r)2+ZL1ZC12(R+r)2=ZL1ZC12R+r=ZL1ZC1=3ZL1

Ta có tỉ số:

U1mU1p=(R+r)2+ZL1ZC12R=120502=62525(R+r)2+ZL1ZC12=72R2252ZL1ZC12=72R2ZL1ZC12=3625R29ZL12=3625R2ZL1=25R=20(Ω)L=ZL1ω10,064(H)=64(mH)ZC1=4ZL1=80(Ω)C=1ω1ZC140.106(F)=40(μF)r=3ZL1R=10(Ω)

Chọn C


Câu 40:

19/07/2024

Một điểm sáng đặt tại điểm O trên trục chính của một thấu  kính hội tụ (O không là quang tâm của thấu kính). Xét trục Ox vuông góc với trục chính của thấu kính với O là gốc toạ độ như hình vẽ. Tại thời điểm t = 0,  điểm sáng bắt đầu dao động điều hoà dọc theo trục Ox theo phương trình x=Acos2πtπ2(cm), trong đó t tính bằng s. Trong khoảng thời gian 1312s kể từ thời điểm t = 0, điểm  sáng đi được quãng đường là 18 cm. Cũng trong khoảng thời gian đó, ảnh của điểm sáng đi được quãng  đường là 36 cm. Biết trong quá trình dao động, điểm sáng và ảnh của nó luôn có vận tốc ngược hướng nhau.  Khoảng cách lớn nhất giữa điểm sáng và ảnh của nó trong quá trình dao động là 37 cm. Tiêu cự của thấu  kính có giá trị gần nhất với giá trị nào trong các giá trị sau?

Xem đáp án

Phương pháp: 

Ảnh ảo dao động cùng pha, ảnh thật dao động ngược pha với điểm sáng 

Sử dụng vòng tròn lượng giác và công thức: Δφ=ωΔt

Độ phóng đại của ảnh: |k|=d'd=A'A

Khoảng cách giữa ảnh và vật theo phương dao động: Δx=xx'

Khoảng cách giữa ảnh và vật: D=Δx2+d+d'2

Công thức thấu kính: 1d+1d'=1f

Cách giải: 

Nhận xét: ảnh luôn có vận tốc ngược hướng với điểm sáng → ảnh dao động ngược pha với điểm sáng

→ ảnh là ảnh thật 

Từ phương trình chuyển động, ta thấy pha ban đầu của điểm sáng S là π2rad

→ pha ban đầu của ảnh S’ là π2rad

Trong khoảng thời gian 1312s vecto quét được góc là: 

Δφ=ωΔt=2π1312=13π6=2π+π6(rad)

Ta có vòng tròn lượng giác:

Từ vòng tròn lượng giác, ta thấy quãng đường điểm sáng S’ và ảnh S’ đi được trong thời gian 1312s là:

4A+A2=18(cm)A=4( cm)4A'+A'2=36( cm)A'=8( cm)x'x=A'A=2x'=2x

Độ phóng đại của ảnh là: 

|k|=d'd=A'Ad'd=A'A=2d'=2d

Khoảng cách giữa ảnh và vật theo phương dao động là:

Δx=xx'=|3x|Δxmax=3A=12( cm)

Khoảng cách lớn nhất giữa ảnh và vật là: 

Dmax=(Δx)2+d+d'237=122+d+d'2d+d'=35( cm)d=353( cm)d'=703( cm)

Áp dụng công thức thấu kính, ta có: 

1d+1d'=1f335+370=1ff=9077,78( cm)

Tiêu cự của thấu kính gần nhất với giá trị 7,9 cm

Chọn C


Bắt đầu thi ngay