Tuyển tập các câu hỏi vật lý khó và hay từ các đề thi thử đh trên toàn quốc

Trong quá trình dao động, trọnglực của m có công suất tức thời cực đại bằng Câu 12: Một con lắc lò xo đạt trên mặt phảng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có một đầu cố định, đầu kia gắn với vật n

TUYỂN TẬP CÁC CÂU HỎI VẬT LÝ KHÓ VÀ HAY TỪ CẤC ĐỀ THI THỬ ĐẠI HỌC TRÊN TOÀN QUỐC – KÈM LỜI GIẢI CHI TIẾT VÀ BÌNH LUẬN

GSTT GROUP | 1

Phần 2: Đề bài

A1cos(ωt – π/6) cm và x2 = A2cos(ωt – π) cm có phương trình dao động tổng hợp

là x = 9cos(ωt + φ) Để biên độ A2 có giá trị cực đại thì A1 có giá trị:

Câu 2: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = A.cos(ωt) Tỉ số giữa tốc

độ trung bình và vận tốc trung bình khi vật đi được sau thời gian 3T/4 đầu tiên kể

từ lúc bắt đầu dao động là

A 1/3 B 3 C 2 D 1/2

Câu 3: Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng tích điện q = 20µC và lò xo có

độ cứng k = 10N/m Khi vật đang nằm cân bằng, cách điện, trên mặt bàn nhẵn thìxuất hiện tức thời một điện trường đều trong không gian bao quanh có hướng dọctheo trục lò xo Sau đó con lắc dao động trên một đoạn thẳng dài 4cm Độ lớncường độ điện trường E là:

A 2.104 V/m B 2,5.104 V/m C 1,5.104 V/m D.104 V/m

Câu 4: Một con lắc đơn có chiều dài l = 64cm và khối lượng m = 100g Kéo con

lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc 60 rồi thả nhẹ cho dao động Sau 20 chu kìthì biên độ góc chỉ còn là 30 Lấy g = π2 = 10m/s2 Để con lắc dao động duy trì vớibiên độ góc 60 thì phải dùng bộ máy đồng hồ để bổ sung năng lượng có công suấttrung bình là:

Câu 5: Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với năng lượng

dao động 1J và lực đàn hồi cực đại là 10 N Gọi Q là đầu cố định của lò xo,khoảng thời gian ngắn nhất giữa 2 lần liên

tiếp Q chịu tác dụng của lực kéo 5 3 N là 0,1s Quãng đường lớn nhất mà vật điđược trong 0,4s là

Câu 6: Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 2N/m, vật nhỏ khối lượng m

= 80g, dao động trên mặt phẳng nằm ngang, hệ số ma sát trượt giữa vật và mặtphẳng ngang là μ = 0,1 Ban đầu kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 10cmrồi thả nhẹ Cho gia tốc trọng trường g = 10m/s2 Tốc độ lớn nhất mà vật đạt đượcbằng

A 0,36m/s B 0,25m/s C 0,50m/s D 0,30m/s Câu 7: Một sợi dây đàn hồi được treo thẳng đứng vào một điểm cố định, đầu

dưới của dây để tự do Người ta tạo sóng dừng trên dây với tần số bé nhất là f1

Để có sóng dừng trên dây phải tăng tần số tối thiểu đến giá trị f2 Tỉ số f2/f1 là:

A 1,5 B 2 C 2,5.

D 3 Câu 8: Cho mạch điện xoay chiều như hình

GSTT GROUP | 2

vẽ Điện dung C có giá trị thay đổi được và cuộn dây thuần cảm.

Điều chỉnh giá trị của C và ghi lại số chỉ lớn nhất trên từng vôn

kế thì thấy UCmax = 3ULmax Khi đó UCmax gấp bao nhiêu lần

URmax?

A B C D

Câu 9: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ Điện

dung C có giá trị thay đổi được và cuộn dây thuần cảm

Điều chỉnh giá trị của C thì thấy: ở cùng thời điểm số, chỉ của V1 cực đại thì số chỉ của V1 gấp đôi số chỉ của V2 Hỏi khi số chỉ của V2 cực đại thì số chỉcủa V2

gấp bao nhiêu lần số chỉ V1?

Câu 10: Giả sử ban đầu có một 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 giữa hạt nhân Y và hạt nhân X

là k Tại thời điểm t2 = (t1 + 2T) thì tỉ lệ đó là Câu 11: Một con lắc lò xo có độ

cứng k = 40N/m đầu trên được giữ cố định còn phía dưới gắn vật m Nâng m lênđến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ vật dao động điều hòa theo phươngthẳng đứng với biên độ 2,5cm Lấy g = 10m/s2 Trong quá trình dao động, trọnglực của m có công suất tức thời cực đại bằng

Câu 12: Một con lắc lò xo đạt trên mặt phảng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có một

đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ có khối lượng m Ban đầu vật m được giữ ở

vị trí để lò xo bị nén 9cm Vật M có khối lượng bằng một nửa khối lượng vật mnằm sát m Thả nhẹ m để hai vật chuyển động theo phương của trục lò xo Bỏqua mọi ma sát Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên, khoảng cáchgiữa hai vật m và M là:

Câu 14: Một vật dao động điều hòa với phương trình li độ: x = 4cos(8πt –2π/3)

cm Thời gian vật đi được quãng đường S = (2 + 2 2 ) cm kể từ lúc bắt đầu daođộng là:

có độ cứng k = 100N/m đang dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngangkhông ma sát với biên độ A = 5cm Khi vật m1 đến vị trí biên thì người ta đặt nhẹ

GSTT GROUP | 3

3

8

lên nó một vật có khối lượng m2 Cho hệ số ma sát giữa m2 và m1 là μ = 0,2 và g =10m/s2 Giá trị của m2 để nó không bị trượt trên m1 là

Câu 16: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, khi vật ở vị trí cân bằng lò xo giãn

4cm Kích thích cho vật dao động điều hòa thì thấy thời gian lò xo bị nén trongmột chu kì là T/3 (T là chu kì dao động của vật) Độ giãn và độ nén lớn nhất của

lò xo trong quá trình vật dao động là:

A 12 cm và 4 cm B 15 cm và 5 cm C 18 cm và 6 cm D 8 cm và 4 cm Câu 17 Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có dóng dừng ổn định Trên dây A

là một nút, B là điểm bụng gần A nhất, AB = 14cm C là một điểm trên dây trong

khoảng AB có biên độ bằng một nửa biên độ của B Khoảng cách AC là

Câu 18 Hai điểm A, B nằm trên cùng một đường thẳng đi qua một nguồn âm và

ở hai phía so với nguồn âm Biết mức cường độ âm tại A và tại trung điểm của

AB lần lượt là 50 dB và 44 dB Mức cường độ âm tại B là

Câu 19: Tại O có 1 nguồn phát âm thanh đẳng hướng với công suất không đổi.

Một người đi bộ từ A đến C theo một đường thẳng và lắng nghe âm thanh từnguồn O thì nghe thấy cường độ âm tăng từ I đến 4I rồi lại giảm xuống I Khoảngcách AO bằng:

L2 = 1 μH Ban dầu tích điện cho tụ C1 đến hiệu điện thế 6V và tụ C2 đến hiệuđiện thế 12V rồi cho mạch dao động Thời gian ngắn nhất kể từ khi mạch daođộng bắt đầu dao động thì hiệu điện thế trên 2 tụ C1 và C2 chênh lệch nhau 3V?

Câu 21: Mắc vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp gồm một nguồn điện xoay

chiều có tần số f thay đổi đượC Khi tần số f1 = 60Hz, hệ số công suất đạt cực đạicosφ1 = 1 Khi tần số f1 = 120Hz, hệ số công suất nhận giá trị cosφ2 = Khi tần

số f3 = 90Hz thì hệ số công suất của mạch bằng

Câu 22: Đặt điện áp u = U 2 cos(ωt + φ) (V) vào hai đầu mạch RLC nối tiếp,

cuộn dây thuần cảm, điện dung C thay đổi đượC Khi điện dung có C = C1, đođiện áp hai đầu cuộn dây, tụ điện và điện trở lần lượt UL = 310V và UC = UR =155V Khi thay đổi C = C2 để UC2 = 155 2 V thì điện áp hai đầu cuộn dây khi đóbằng

GSTT GROUP | 4

2 2

A 175,3V B 350,6V C 120,5V D 354,6V

Câu 23: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm và điện trở R thay đổi

đượC Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U =

200V Khi R = R1 và R = R2 thì mạch có cùng công suất Biết R1 + R2 = 100.Công suất của đoạn mạch khi R = R1 bằng

Câu 24: Một đoạn mạch xoay chiều gồm 3 phần tử mắc nối tiếp: điện trở thuần

R, cuộn dây có (L; r) và tụ điện có điện dung C Đặt vào hai đầu đoạn mạch mộtđiện áp xoay chiều, khi đó điện áp tức thời ở hai đầu cuộn dây và hai đầu tụ điệnlần lượt là: ud = 80 6 cos(ωt + ) V, uC = 40 2 cos(ωt

– )V, điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở là UR = 60 3 V Hệ số công suất củađoạn mạch trên là

Câu 25: Cho một mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở thuần R = 100Ω, cuộn

dây thuần cảm L, tụ điện có điện dung C Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu

điện thế xoay chiều u = 220 2 cos100πt (V), biết ZL = 2ZC. Ở thời điểm t hiệu điệnthế hai đầu điện trở R là 60(V), hai đầu tụ điện là 40(V)

Hỏi hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AB khi đó là:

A 2202 (V) B 20 (V) C 72,11 (V) D 100 (V) Câu 26: Đặt điện áp u = U 2 cos(2πft) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần

R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp Biết U, R, L, C không đổi, f thay

đổi đượC Khi tần số là 50Hz thì dung kháng gấp 1,44 lần cảm kháng Để công

suất tiêu thụ trên mạch cực đại thì phải điều chỉnh tần số đến giá trị bao nhiêu?

điện trở R nối tiếp với tụ C có ZC = R Tại thời điểm điện áp tức thời trên điện trở

là 50V và đang tăng thì điện áp tức thời trên tụ là

mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức u = U 2 cos(t) , trong đó U không đổi,  biến thiên Điều chỉnh giá trị của  để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt cực đại Khi đó UL = 0,1UR Tính hệ số công suất của mạch khi đó

Câu 29 Cho mạch điện AB gồm điện trở thuần R, cuộn thuần cảm L và tụ C nối

tiếp với nhau theo thứ tự trên., và có CR2 < 2L Đặt vào hai đầu đoạn mạch một

GSTT GROUP | 5

1

17

1 26

điện áp xoay chiều có biểu thức u = U 2 cos(t) , trong đó U không đổi,  biến thiên Điều chỉnh giá trị của  để điện áp hiệu dụng

giữa hai bản tụ đạt cực đại Khi đó U Cmax  5U Gọi M là điểm nối giữa L và C

Hệ số công suất

4

của đoạn mạch AM là:

mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức u = U 2 cos(t) , trong đó U khôngđổi,  biến thiên Điều chỉnh giá trị của 

để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu của cuộn cảm đạt cực đại Khi đó U Lmax  41U .Tính hệ số công

4

0 suất của mạch khi đó

Câu 31 Cho mạch điện AB gồm điện trở thuần R, cuộn thuần cảm L và tụ C nối

tiếp với nhau theo thứ tự trên., và có CR2 < 2L Đặt vào hai đầu đoạn mạch mộtđiện áp xoay chiều có biểu thức u = U

2 cos(t) , trong đó U không đổi,  biến thiên Điều chỉnh giá trị của  đểđiện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt cực đại Gọi M là điểm nối giữa cuộn cảm

và tụ Người ta dùng vôn kế V1 để theo dõi giá trị của UAM, vôn kế V2 để theo dõigiá trị của UMN giá trị lớn nhất mà V2 chỉ là 90V Khi V2 chỉ giá trị lớn nhất thì V1

chỉ giá trị 30 5 V Tính U

đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U 2 cos 2ft, trong đóng U có giá trị khôngđổi, f có thể thay đổi được Khi f = f1 thì điện áp hiệu dụng trên tụ có giá trị cựcđại, mạch tiêu thụ công suất bằng công suất cực đại Khi tần số của dòng điện là

f2 = f1 + 100Hz thì điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm có giá trị cực đại a Tính tần

số của dòng điện khi điện áp hiệu dụng của tụ cực đại

đổi,  có thể thay đổi được Tăng dần giá trị của  từ 0 đến  và theo dõi sốchỉ của các vôn kế và am pe kế, rồi ghi lại giá trị cực đại của các dụng cụ đo thìthấy giá trị cực đại của V1 là 170V, của V2 là 150V, của V3 là 170V, của A là 1A.Theo trình tự thời gian thì thấy V3 có số chỉ cực đại đầu tiên

a Theo thứ tự từ trái sang phải là các linh kiện:

b Theo trình tự thời gian, các dụng cụ đo có số chỉ cực đại lần lượt là:

A. V3, V2, A, V1

B. V3, sau đó V2 và A đồng thời, cuối cùng là V1

C. V3 sau đó là V1, cuối cùng là V2 và A đồng thời

D. V3 và V1 đồng thời, sau đó là V2 và A đồng thời

đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U 2 cos 2ft, trong đóng U có giá trị khôngđổi, f có thể thay đổi được Khi f = f1 thì điện áp hiệu dụng trên tụ có giá trị bằng

U, mạch tiêu thụ công suất bằng công suất cực đại Khi tần số của dòng điện là

f2 = f1 + 100Hz thì điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm có giá trị bằng U a Tính tần

số của dòng điện khi điện áp hiệu dụng của tụ cực đại

b Tính hệ số công suất của mạch khi điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm

cực đại

Câu 35 Cho mạch điện như hình vẽ:

Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0cos ωt (V)trong đó, U0 có giá trị không đổi, ω có thể thay đổi được Điều chỉnh ω để điện áp

2 5

3

3

hiệu dụng trên tụ có giá trị cực đại, khi đó uAN lệch pha góc 71,570 (tan 71,570 =3)

so với uAB, công suất tiêu thụ của mạch khi đó là 200W Hỏi khi điều chỉnh ω để

công suất tiêu thụ của mạch đạt cực đại thì giá trị cực đại đó bằng bao nhiêu?

Biết rằng hệ số công suất của đoạn mạch AN lớn hơn hệ số công suất của

đoạn mạch AB Câu 36 Cho mạch điện như hình vẽ:

Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0cos ωt (V)

trong đó, U0 có giá trị không đổi, ω có thể thay đổi được Điều chỉnh ω để điện áp

hiệu dụng trên tụ có giá trị cực đại, khi đó uAN lệch pha góc α so với uAB Tìm giá

trị nhỏ nhất của α Câu 37 Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, trong đó cuộn

dây có điện trở thuần r Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu

thức u = U0cos ωt (V), trong đó U0 không thay đổi, ω

có thể thay đổi được Điều chỉnh giá trị của ω để điện

áp hiệu dụng của đoạn MB đạt cực đại thì giá trị cực đại

đó đúng bằng U0, công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi

đó là 182W, điện áp hiệu dụng của đoạn AM khi đó là

135,2V a Tính r

Câu 38 Cho mạch điện xoay chiều RLC

nối tiếp, trong đó L là cuộn thuần cảm,

RC2 > 2L Đặt vào hai đầu đoạn mạch

điện áp xoay chiều có biểu thức u

không đổi, còn ω có thể thay đổi được Ban đầu tần số góc của dòng điện là ω, hệ

số công suất của đoạn mạch MB bằng 0,6 Khi tăng tần số của dòng điện lên gấp

đôi thì điện áp giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại Hỏi từ giá trị ω, phải thay đổi

tần số của dòng điện thế nào để: a Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt cực đại

GSTT GROUP | 8

C L,r

b Điện áp hiệu dụng trên tụ đạt cực đại.

A

GSTT GROUP | 9

2R3 R 3 2R /3

A

GSTT GROUP | 10

GSTT GROUP | 11

GSTT GROUP | 12

Đáp án

Câu 1:

Vẽ giản đồ vectơ như hình vẽ và theo định lý hàm

số sin:

A2 = A  A =2Asinα , A2 có giá trị cực đại khi sinα

bằng không

STốc độ trung bình luôn khác 0: vtb = trong đó S là quãng đường vật đi

T (1); 4 chu kỳ đầu vật đi từ x1 = + A (t1 = 0) đến x2

Vì chiều dài đoạn thẳng dao động là 4cm nên suy ra biên độ A = 2cm.Khi vật m dao động hợp của lực điện trường và lực đàn

hồi gây gia tốc a cho vật Tại vị trí biên, vật có gia tốc

cực đại Khi đó ta có: Fđ – Fđh = m.amax

 qE – kA = m.ω2.A = m k .A  qE = 2kA  E = 2.104 V/m

m

Câu 4:

0 = 60 = 0,1047rad và T = 2πgl = 2π0π,642= 1,6 (s)

Cơ năng ban đầu W0 = mgl(1 – cos0) = 2mglsin22 0  mgl 2 0 2

Cơ năng sau t = 20T: W = mgl(1 – cos) = 2mglsin2 2  mgl

Khi đó vật đã đi được quãng đường S = MN = 10 – 4 = 6cm =

0,06m Theo ĐL bảo toàn năng lượng ta có: mv2max + kx2 = kA2

Sau nửa chu kỳ đầu tiên biên độ còn lại A2 = 2cm

Tốc độ lớn nhất đạt được tại vị trí cân bằng mới





f(2k

R 2 Z 2L theo (1) ta được: ZC = 5ZL = 2,5R → Z = R 5 (3) Khi đó lại có: Z C 

l n 2

Khi qua vị trí cân bằng, vận tốc 2 vật là v

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho quá

Khi đến VTCB, hai vật tách khỏi nhau do m bắt đầu chuyển động

chậm dần, lúc này M chuyển động thẳng đều với vận tốc vmax ở trên

Xét CLLX có vật m (vận tốc cực đại không thay đổi):

Từ khi tách nhau (qua VTCB) đến khi lò xo có chiều dài cực đại thì m

đến vị trí biên A’, thời gian

dao động là Δt = = = ; với ω' = = ω 1,5  Δt = Trong thời gian này, M

đi được quãng đường:

s = vmax.t = ωA. π= 4,5π cm  khoảng cách hai vật: d = s – A’  4,19 cm

ω.2 1,5 1,5

Cách 3

Sau khi thả hệ con lắc lò xo dao động điều hòa, sau khi hai vật đạt

vận tốc cực đai thì M tách ra chuyển động thẳng đều, còn m dao

động điều hòa với biên độ A k(Δ )l 2 = (m+M)v2max  vmax = l k

Khoảng cách giưa hai vật khi đó là S = S 2 – A = 11,537 –

7,348 = 4,189 = 4,19 cm

Câu 13:

Vật có tốc độ cực đại khi gia tốc bằng 0;

tức là lúcF = F +Fhl dh ms = 0 lần đầu tiên tại N

Để vật m2 không trượt trên m1 thì lực quán tính cực đại tác dụng lên

m2 có độ lớn không vượt quá lực

Thời gian lò xo nén là T/3 Thời gian khi lò xo bắt đầu bị

nén đến lúc nén tối đa là T/6 Độ nén của lò xo là A/2, bằng

độ giãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng Suy ra A = 8cm

Do đó độ giãn lớn nhất của lò xo A/2 + A = 4cm + 8cm =

Mặt khác M là trung điểm cuả AB, nên ta có: AM = (dA + dB)/2 = dA +

I0 cường độ âm chuẩn, L mức cường độ âm→ R =

M là trung điểm của AB, nằm hai phía của gốc O nên: RM = OM =

1

→ 10L

1 = 510

1

2 + 4,410 1

10 → 10 = L2 2,2 4,7 2,5

10 2 10