Đáp Án Lời Giải Chi Tiết Được Thực Hiện Bởi Hinta Vũ Ngọc Anh Câu 1: Một vật dao động điều hòa, khi thế năng cực đại thì vật có li độ 6 cm.. Bề rộng một bó sóng trên dây là Hướng Dẫn:
Trang 1Đáp Án
Lời Giải Chi Tiết Được Thực Hiện Bởi
Hinta Vũ Ngọc Anh Câu 1: Một vật dao động điều hòa, khi thế năng cực đại thì vật có li độ 6 cm Quỹ đạo dao động của vật là
Hướng Dẫn:
Khi thế năng cực đại thì vật ở biên dương → A = 6 cm → độ dài quỹ đạo dao động là 12 cm
Chọn C
Câu 2: Sóng cơ không truyền được trong môi trường
Hướng Dẫn:
Sóng cơ không truyền được trong môi trường chân không vì trong chân không không có phần tử vật chất
Chọn D
Câu 3: Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường đàn hồi với tốc độ v và tần số f Trên cùng một phương truyền sóng có hai điểm M, N, khoảng cách giữa hai điểm là d Độ lệch pha dao động của hai điểm
M và N là
A df
v
v
f
f
Hướng Dẫn:
Độ lệch pha dao động của hai điểm M và N là 2 d 2 df
v
Chọn B
Câu 4: Một con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với chu kì 2 s Khoảng thời gian giữa ba lần liên
tiếp lực hồi phục tác dụng lên con lắc đổi chiều là
Hướng Dẫn:
Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp lực đàn hồi đổi chiều là T/2 → ba lần liên tiếp lực đàn hồi đổi chiều
là T → ∆t = T = 2,0 s
Chọn D
Trang 2
Câu 5: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch chứa điện trở thuần và cuộn dây thuần cảm mắc nối
tiếp Khi điện áp tức thời trên điện trở âm và đang giảm thì điện áp tức thời trên cuộn cảm
A dương và đang tăng B dương và đang giảm
C âm và đang tăng D âm và đang giảm
Hướng Dẫn:
Điện áp tức thời trên cuộn cảm sớm pha π/2 so với điện áp tức thời trên điện trở → khi điện áp tức thời trên điện trở âm và đang giảm (góc phần tư thứ I) thì điện áp tức thời trên cuộn cảm âm và đang tăng
Chọn C
Câu 6: Người ta dùng con lắc đơn để xác định gia tốc rơi tự do Biết chiều dài con lắc là 2 m, trong một
phút người ta thấy con lắc thực hiện được 20 dao động Gia tốc rơi tự do là
A 10 m/s2 B 9,8 m/s2 C 8,89 m/s2 D 8,77 m/s2
Hướng Dẫn:
Trong một phút người ta thấy con lắc thực hiện được 20 dao động → 20 T = 60 s → T = 3 s
Chọn D
Câu 7: Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 8 cm, cứ sau 0,5 s thì vật cách vị trí cân bằng một đoạn
2 2cm Tần số dao động của vật là
Hướng Dẫn:
Quỹ đạo dài 8 cm → biên độ dao động của vật là A = 4 cm → ∆d = 2 2= A/ 2 → cứ sau T/4 thì vật cách vị trí cân bằng 2 2 cm
Chu kì dao động là T = 0,5.4 = 2,0 s
Chọn D
Câu 8: Sóng cơ được tạo thành do giữa các phần tử vật chất môi trường có
A lực hút tĩnh điện B lực liên kết đàn hồi
Hướng Dẫn:
Sóng cơ được tạo thành do giữa các phần tử vật chất môi trường có lực liên kết đàn hồi
Chọn B
Câu 9: Cho dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch mắc nối tiếp gồm 3 phần tử R, L, C Biết rằng cảm
kháng của cuộn cảm lớn hơn dung kháng của tụ điện và dung kháng của tụ điện lớn hơn điện trở Nhận xét nào sau đây đúng ?
A UL = UC = UR B UL < UC < UR C UL > UC > UR D UC > UL > UR
Hướng Dẫn:
Vì 3 phần tử R, L, C mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện cực đại qua mỗi phần tử là như nhau
Mặt khác ZL > ZC > R → UL > UC > UR
Chọn C
Câu 11: Một sợi dây dài có một đầu cố định, một đầu được kích thích dao động với phương trình là u =
2cos(ωt) cm thì trên dây có hiện tượng sóng dừng Bề rộng một bó sóng trên dây là
Hướng Dẫn:
Biên độ của một điểm tại một bó sóng trên sợi dây là 4 cm
Nên bề rộng của một bó sóng là 8 cm
Chọn C
Trang 3Câu 12: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch chứa 3 phần tử R, L, C Khi đoạn mạch xảy ra hiện
tượng cộng hưởng thì tỉ số điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm và hai đầu tụ điện là
Hướng Dẫn:
Khi đoạn mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì ZL = ZC mà uL và uC ngược pha nên uL/uC = −1
Chọn D
Câu 13: Khi nói về dao động tắt dần, phát biểu nào sau đây là sai ?
B Biên độ dao động tắt dần giảm dần đều theo thời gian
C Nguyên nhân tắt dần dao động là do lực cản
D Cơ năng của dao động giảm dần theo thời gian
Hướng Dẫn:
Biên độ dao động tắt dần giảm dần theo thời gian chứ không giảm dần đều theo thời gian
Chọn B
Câu 14: Trên mặt nước có một nguồn dao động điều hòa theo
phương thẳng đứng với tần số f được duy trì trong thời gian đủ
lâu thì trên mặt nước sẽ có các gợn sóng tròn đồng tâm lan
truyền Tâm của các gợn sóng tròn này là nguồn dao động nói
trên Vận tốc truyền sóng là v, khoảng cách (qua tâm) của hai
gợn sóng liên tiếp là
A v/f
B v/2f
C 2v/f
D 4v/f
Hướng Dẫn:
Khoảng cách qua tâm của hai gợn sóng liên tiếp là d = λ = v/f
Chọn A
Câu 15: Đại lượng nào sau đây không phải là đặc trưng sinh lý của sóng âm
Hướng Dẫn:
Sóng âm có ba đại lượng đặc trưng sinh lý là: độ to, âm sắc, độ cao
Chọn D
Câu 16: Một con lắc đơn có chu kì dao động T = 2,5 s tại nơi có g = 9,8 m/s2 Treo con lắc vào trần một thang máy đang chuyển động đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 4,9 m/s2 Chu kì dao động của con lắc trong thang máy là
Hướng Dẫn:
Ta có: s
s t
T 2,5 2, 04
Chọn B
Câu 17: Một con lắc lò xo có chiều dài tự nhiên 15 cm, nằm ngang dao động điều hòa Trong quá trình dao
động chiều dài cực đại của lò xo là 20 cm Khi con lắc đổi chiều chuyển động thì chiều dài lò xo có thể là
Trang 4
Hướng Dẫn:
Khi con lắc đổi chiều chuyển động tức là con lắc tới vị trí biên → độ dài lò xo có thể là 10 cm hoặc 20 cm
Chọn B
Câu 18: Đặt điện áp xoay chiều có chu kì T vào đoạn mạch gồm 3 phần tử R, L, C mắc nối tiếp Tại t = 0,
điện áp tức thời trên các phần tử R, L có giá trị là 0 V, −20 V Thời điểm lần đầu tiên điện áp tức thời trên cuộn cảm bằng không và đang tăng là
Hướng Dẫn:
Điện áp tức thời uL sớm pha π/2 so với uR → ban đầu uL ở biên âm → t = T/4 thì uL bằng không và đang tăng
Chọn A
Câu 19: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 5cos(2πt + π/3) cm Thời điểm đầu tiên giá trị gia
tốc của vật cực đại là
Hướng Dẫn:
Giá trị gia tốc cực đại khi vật ở biên âm → ∆t = T/3 = 1/3 s
Chọn C
Câu 20: Một vật dao động điều hòa với chu kì 1 s Tại thời điểm ban đầu động năng của vật cực tiểu Tại t
= 2/3 s thì vật có
A Gia tốc và vận tốc cùng dương B Gia tốc và vận tốc cùng âm
C Li độ và vận tốc cùng dấu D Li độ và vận tốc trái dấu
Hướng Dẫn:
Động năng của vật cực tiểu → vật ở biên dương hoặc ở biên âm
Nếu ở biên dương thì sau 2/3 s thì pha dao động của vật là −2π/3 → x < 0, v > 0, a > 0
Nếu ở biên âm thì sau 2/3 s thì pha dao động của vật là +π/3 → x > 0, v < 0, a < 0
Ở cả 2 vị trí trên thì li độ và vận tốc trái dấu vì x.v < 0
Chọn D
Câu 21: Một sóng cơ học lan truyền trên mặt thoáng chất lỏng nằm ngang với tần số 20 Hz, tốc độ truyền
sóng 2 m/s Hai điểm M và N thuộc mặt thoáng, trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau 5/3 cm (M nằm gần nguồn sóng hơn) Tại thời điểm t, điểm N hạ xuống thấp nhất Khoảng thời gian ngắn nhất sau đó điểm M hạ xuống thấp nhất là
Hướng Dẫn:
Ta có: λ = v/f = 10 cm
Độ lệch pha của M và N là: 2 d
3
→ M sớm pha π/3 so với N
Điểm N hạ xuống thấp nhất khi N ở biên âm → N có pha là −2π/3
Điểm M hạ xuống thấp nhất khi M ở biên âm → t = 5T/6 = 1/24 s
Chọn B
Câu 22: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch chứa 3 phần tử R, L, C Đoạn mạch đang xảy ra
hiện tượng cộng hưởng Khi điện áp tức thời hai đầu mạch bằng không và đang giảm thì điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm
A cực đại B cực tiểu C bằng không D không xác định được
Hướng Dẫn:
Trang 5Khi mạch xảy ra cộng hưởng thì uL sớm pha π/2 so với umạch → khi umạch bằng không và đang giảm (+π/2) thì uL ở biên âm → điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm cực tiểu
Chọn B
Câu 23: Hai vật dao động điều hòa cùng tần số, với cùng biên độ 6 cm Khi vật thứ nhất có biên độ có li độ
cực đại thì vật thứ 2 cách vật thứ nhất 9 cm Biên độ dao động tổng hợp của hai vật là
Hướng Dẫn:
Ta có: A1 = A2 = 6 cm
Khi x2 = A2 = 6 cm thì x2 – x1 = 9 cm → x1 = − 3 cm → độ lệch pha của hai vật là 2π/3
Nên biên độ tổng hợp là A = A1 = A2 = 6 cm
Chọn A
Câu 24: Hai con lắc đơn thực hiện dao động điều hòa tại cùng một địa điểm trên mặt đất có cùng khối lượng và cùng năng lượng Hai con lắc có chiều dài và biên độ góc lần lượt là 1 = 1 m, 2 = 1,44 m, α01, α02
.Tỉ số α01/α02 là
Hướng Dẫn:
Vì 2 con lắc cùng khối lượng và cùng năng lượng nên:
2
2
E
E
Chọn C
Câu 25: Một con lắc lò xo thẳng đứng dao động điều hòa, tại vị trí cân bằng lò xo bị giãn 1 cm Kéo vật tới
vị trí lò xo giãn 3 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động Chọn thời điểm ban đầu là lúc bắt đầu thả vật Phương trình dao động của vật là
A x = 3cos(10πt) cm B x = 2cos(5πt) cm
C x = 3cos(5πt) cm D x = 2cos(10πt) cm
Hướng Dẫn:
0, 01
Kéo vật tới vị trí lò xo giãn 3 cm rồi thả nhẹ → A = 3 − ∆ℓ = 2 cm
Phương trình dao động của vật là x = 2cos(10πt) cm
Chọn D
Câu 26: Một sợi dây đàn hồi dài 20 cm được kích thích tạo thành sóng dừng lần lượt
với các tần số f1, f2, f3 (như hình vẽ) Biết rằng f3 – f2 = 10 Hz Vận tốc sóng truyền
trên dây là
A 0,5 m/s
B 1 m/s
C 2 m/s
D 4 m/s
Hướng Dẫn:
2
Chọn D
Trang 6
Câu 27: Độ cao của âm phụ thuộc vào
A độ đàn hồi của nguồn âm B tần số của nguồn âm
C biên độ dao động của nguồn âm D đồ thị dao động của nguồn âm
Hướng Dẫn:
Chọn B
Câu 28: Con lắc đơn sợi dây có chiều dài dao động điều hoà tại nơi có gia tốc trọng trường g, biết g =
2 Khoảng thời gian 2 lần liên tiếp động năng con lắc bằng không là
Hướng Dẫn:
Ta có: g = 2 → = g/π2
Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp động năng con lắc bằng không là nửa chu kì
Nên
2
Chọn C
Câu 29: Tại điểm O trên mặt chất lỏng có một nguồn sóng dao động với chu kì là T Một điểm M cách O
một khoảng d thì dao động ngược pha với nguồn Khi phần tử tại M và O có tốc độ bằng không thì quan sát thấy giữa M và O còn có 7 điểm mà phần tử tại đó dao động với tốc độ cực đại Thời gian sóng truyền từ O đến M là:
Hướng Dẫn:
Khoảng cách từ một điểm dao động cực đại tới nguồn O là d1 k
Mà có 7 điểm dao động cực đại → d1 = 15λ/4
Khoảng cách từ điểm dao động cực đại thứ 7 tới M là d2 = λ/4
Độ dài OM là OM = d1 + d2 = 4λ → thời gian sóng truyền từ O đến M là 4T
Chú ý: Có thể vẽ hình dạng sóng để đếm với số lượng điểm dao động cực đại ít
Chọn A
Câu 30: Đặt cùng điện áp u = U0cos(ωt) V vào lần lượt hai đoạn mạch R1LC và R2LC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm thì hệ số công suất trong hai đoạn mạch lần lượt là cosφ1, cosφ2 và công suất tiêu thụ trong
hai đoạn mạch lần lượt là P và 4P Hệ thức nào sau đây là đúng:
2
2
2
2
Hướng Dẫn:
Ta có:
2 2
2
U
Z
Nên:
4P U / Z R 4 Z R 4 Z R R
2
2
1
Chọn B
Trang 7Câu 31: Một con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với biên độ A và chiều dài tự nhiên 0 Khi con lắc có giá trị gia tốc cực tiểu thì đột ngột chặn lò xo ở điểm cách vật một đoạn bằng 0,75 chiều dài tự nhiên của lò xo Sau đó biên độ dao động mới của con lắc là 0/4 Tỉ số của A/0 là
Hướng Dẫn:
Ta cần phải chú ý rất kĩ bài toán này ở câu "chặn lò xo ở điểm cách vật một đoạn bằng 0,75 chiều
dài tự nhiên của lò xo"
Khi gia tốc của con lắc cực tiểu thì con lắc ở biên dương và chiều dài lò xo lúc này là 1 = 0 + A
Khi chặn lò xo thì độ dài hiện tại của lò xo là 0,750
Độ dài thực tế của lò xo (độ dài tự nhiên của lò xo sau khi chặn) là 0
0 0
0, 75
A
Độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của lò xo nên: 0
0, 75
0, 75
Chọn B
Câu 32: Người ta đặt một nguồn âm tại O có công suất là P và cho một máy nhận biết mức cường độ âm di
chuyển trên một đường thằng về một phía xuất phát từ O Khi ra xa tới vị trí A cách O một đoạn 100 m thì người ta đo được mức cường độ âm là 60 dB, tiếp tục máy chạy thêm 900 m tới vị trí B thì người ta đặt thêm tại A một nguồn âm khác (cùng tần số với nguồn âm tại O) thì thấy mức cường độ âm tại B là 45 dB Nguồn âm đặt tại A có công suất là
Hướng Dẫn:
Khi chạy tới vị trí B
So vs nguồn O: LB(O) 60 20 log 20 LB(O) 40dB 4B
200
L 12
B(A)
10 10 10 L 4, 335B
Lại có: L B ( A ) 12 A
A 2
P
4 AB
Chú ý: Các công thức trên đã được chứng minh ở tài liệu của club
Chọn D
Câu 33: Đặt điện áp xoay chiều có tần số thay đổi được và giá trị hiệu dụng là 100 V vào hai đầu đoạn mạch chứa 3 phần tử R, L, C Khi f = f0 thì đoạn mạch xảy ra cộng hưởng và cường độ dòng điện cực đại chạy qua mạch là 2A Khi f = 2f0 thì điện áp cực đại trên điện trở giảm đi một nửa Giá trị của cảm kháng khi f = f0 là
A 100 Ω B 100 / 3 Ω C 200 Ω D 200 / 3 Ω
Hướng Dẫn:
Khi f = f0 thì: 0
0
Khi f = 2f0 thì: UR 100 2 / 2 2 U0
Trang 8
Z
2
Chọn D
Câu 34: Hai vật dao động điều cùng phương, cùng tần
số, cùng VTCB có phương trình li độ lần lượt là x1 =
A1cos(ωt + φ1) cm và x2 = A2cos(ωt + φ2) cm Đồ thị (1)
biểu diễn x12 = x1 + x2, đồ thị (2) biểu diễn x21 = x1 – x2
theo thời gian Khi giá trị gia tốc của vật một cực tiểu thì
giá trị vận tốc của vật hai là
A 4 2cm/s
B 2 2cm/s
C 4 2cm/s
D 2 2cm/s
Hướng Dẫn:
Thời điểm 5/6 s và 17/6 s là 2 lần liên tiếp x12 = x21 (hai vật gặp nhau)
Gọi x3 = x12 – x21 Thời gian giữa hai lần liên tiếp x12 = x21 là thời gian giữa hai lần liên tiếp x3 = 0
Phương trình dao động: x12 = 8cos(πt/2 + 5π/6), x21 = 8cos(πt/2 + π/3)
1
2
→ x2 sớm pha π/2 so với x1
Khi vật một có gia tốc cực đại (pha là π) thì vật hai có vận tốc cực tiểu (+π/2)
2
Lưu ý: Để tránh mất thời gian viết phương trình dao động điều hòa, ta có thể viết phương trình dao động của vật tại thời điểm t = 5/6 s Đó là cách làm nhanh hơn cả
Chọn D
Câu 35: Một sợi dây mềm, dài, căng ngang, đầu O’ gắn vào
tường và đầu O gắn vào một cần rung có tần số f Hình vẽ
biểu diễn hình dạng sợi dây khi có sóng truyền tại các thời
điểm t0 = 0, và t1 = 2
3 f Gọi khoảng cách MP tại t0 là MP0, khoảng cách ON tại t1 là ON1 và δ là tỉ số giữa tốc độ dao
động cực đại của các phần tử trên dây và tốc độ truyền sóng Biết ON1 = 2MP0 Giá trị δ gần giá trị nào
nhất sau đây ?
Hướng Dẫn:
Nhìn hình ta có thể thấy tại t1 thì M và P là hai điểm nút → MP = MP0 =
2
Tại t1 = 2 2T
3f 3 thì sóng truyền tới điểm P → OP 2
3
Trang 9 Độ lệch pha giữa O và N là: 2 ON 5
6
Tại t1 thì N đang có li độ cực đại là A và có pha là 0 → O đang có pha là 5π/6 và li độ là –A√3/2 Khoảng cách giữa O và N lúc này là:
2
Mặt khác:
2
2 0, 23733 1, 5
Chọn A
Câu 36: Hai con lắc đơn có cùng khối lượng vật nặng được treo vào hai điểm gần nhau cùng một độ cao,
cho hai con lắc dao động điều hòa trong hai mặt phẳng song song Chu kỳ dao động của con lắc thứ nhất bằng hai lần chu kỳ dao động của con lắc thứ hai Tại một thời điểm hai sợi dây treo song song với nhau thì con lắc thứ nhất có động năng bằng ba lần thế năng, khi đó tỉ số tốc độ của con lắc thứ nhất và con lắc thứ hai là 0,5 Tỉ số biên độ của hai con lắc là
Hướng Dẫn:
Treo cùng độ cao → cùng g
Mà T1 = 2T2 1 = 42
Khi hai sợi dây song song thì WĐ1 = 3WT1 1 = 01
2
1
1
A x
2
Hai sợi dây song song khi 1 2 1
2
Vậy 1
2
Chọn B
Câu 37: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp một điện áp xoay chiều có tần số thay đổi được Khi
tần số là f = f1 và f = 4f1 thì hệ số công suất của đoạn mạch bằng 0,5 Mối quan hệ giữa cảm kháng, dung kháng và điện trở thuần của đoạn mạch khi tần số bằng f1 là
1
C L
3Z
4
1
C L
3Z 3
1
C L
3Z
8
1
C L
3Z
2
Hướng Dẫn:
Ta có: fCH 4f f1 1 2f1
Khi đó: ZL 1 ZL CH / 2
và ZC 1 2ZC CH
→ ZL 1 Z / 4C 1
Lại có hệ số công suất khi f = f1 là k = 0,5 nên ta có:
Trang 10
1
1 1
L
L C
Chọn A
Câu 38: Trên sợi dây lần lượt có ba điểm theo thứ tự: O, P, Q với 3OP = 5PQ Trên sợi dây có sóng truyền
theo phương QO với vận tốc 10 cm/s Phương trình sóng tại P và Q là uP = uQ = 2cos(8πt – 5π/6) cm
Phương trình dao động tại O không thể là
C uO = 2cos(8πt + π/2 ) cm D uO = 2cos(8πt − 5π/6 ) cm
Hướng Dẫn:
Sóng truyền từ Q → P → O và λ = 2,5 cm
Có 3OP = 5PQ → OQ = 8PQ/3
Dựa vào phương trình ta có P và Q cùng pha → PQ = kλ = 2,5k → OQ = 20k/3 ( kN*)
Độ lệch pha giữa O và Q là: 2 OQ 2 20k 16 k
Chọn k = 1 thì: 5 16.1 37
5 6
Phương trình sóng tại điểm O không thể là: uO 2 cos 8 t
2
Chọn A
Câu 39: Cho dòng điện có giá trị hiệu dụng 2 A chạy qua
đoạn mạch AB Hộp kín X và Y chỉ chứa một trong các thiết
bị: tụ điện, cuộn dây thuần cảm hoặc điện trở thuần Điện áp
tức thời hai đầu A, M và hai
đầu M, B phụ thuộc vào thời
gian được biểu diễn như hình
vẽ Xác định các thiết bị điện
chứa trong hộp kín
A Hộp X chứa tụ điện có C = 100√2/π μF, hộp Y chứa điện trở có R = 300 Ω
B Hộp X chứa cuộn cảm có L = 3/2√2π H, hộp Y chứa điện trở có R = 200 Ω
C Hộp X chứa tụ điện có C = 100√2/π μF, hộp Y chứa cuộn cảm có L = 3/2√2π H
D Hộp X chứa cuộn cảm có L = 3/2√2π H, hộp Y chứa tụ điện có C = 100√2/π μF
Hướng Dẫn:
Quan sát đồ thị ta thấy uAM và uMB ngược pha nên hộp X và Y là một cuộn cảm và một tụ điện
T = 20 ms → ω = 100π rad/s
M
M