Trắc nghiệm vật lý lớp 12

Trong thí nghiệm về sóng dừng trên dây dàn hồi dài 1,2 m với hai đầu cố định, người ta quan sát thấy 2 đầu dây cố định còn có 2 điểm khác trên dây ko dao động biết thời gian liên tiếp g

M M0 -A

Trắc nghiệm vật lý lớp 12

1 Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m dao động điều hoà với chu kì T

=1s Khi qua vị trí cân bằng, vật có vận tốc là vm = 40π cm/s Chọn gốc thời gian tại thời điểm vật qua vị trí có li độ x = -10cm theo chiều dương Thời điểm thế năng bằng động năng là:

ω = 2π/T = 2π rad/s; vm = ωA -> A = vm /ω = 20cm

Khi t0 = 0 ->-10 = 20 cosϕ; sin ϕ < 0 -> ϕ = - 2π/3

x = 20cos(2πt - 2π/3) cm;

v = x’= - 40πsin(2πt - 2π/3) = 40πcos(2πt - 2π/3 + π/2) = 40πcos(2πt - π/6) cm/s

Wđ =Wt -> 2 2

1 2

2 2

m mv

mv =

> v2 = 2

2

m v

-> cos2(2πt - π/6) = ½

cos(2πt - π/6) = ± 2

2

->2πt - π/6 = π/4 + kπ/2 -> t = (24 4

5 + k

) s ( k = 0, 1,2 )

2 Vật nặng của con lắc lò xo dao động điều hòa có vận tốc cực đại bằng 3m/s và gia

tốc cực đại bằng 30π (m/s2) Thời điểm ban đầu vật có vận tốc 1,5m/s và thế năng đang tăng Hỏi vào thời điểm nào sau đây vật có gia tốc bằng 15π (m/s2):

Giải:

vmax = ωA= 3(m/s) amax = ω2A= 30π (m/s2 ) .> ω = 10π  T = 0,2s Khi t = 0 v = 1,5 m/s = vmax/2  Wđ = W/4 Tức là tế năng Wt =3W/4

0

0

x

Do thế năng đang tăng, vật chuyển động theo chiều dương nên vị trí ban đầu x0 =

3 2

A

Vật ở M0 góc φ = -π/6 Thời điểm a = 15π (m/s2):= amax/2 

x = ± A/2 = Do a>0 vật chuyển động nhanh dần

về VTCB nên vật ở điểm M ứng với thời điểm

t = 3T/4 = 0,15s ( Góc M0OM = π/2)

Chọn đáp án B 0,15s

3 Một vật dao động điều hòa có phương trình x  10cos10πt.(cm) Thời điểm vật

đi qua vị trí x  5(cm) lần thứ 2012 kể từ thời điểm bắt đầu dao động là :

O

A 5

1207

=

t

(s) B 30

1207

=

t

(s) C 6

1207

=

t

(s) D 6

6035

=

t

(s)

HD : Thực hiện theo các bước ta có :

A

−A

M0

M2

O

∆ϕ













+

−

=

+

=

⇒













+

−

=

+

=

⇒

=

5 30 1

5 30 1 2

3 10

2 3

10

5

k t

k t

k t

k t

x

π

π π

π

π π

k∈ N; k∈N*

Vật qua lần thứ 2012 (lẻ) ứng với vị trí M2 : v > 0 ⇒ sin < 0, ta chọn nghiệm dưới

1207 30

6035 5

1006 30

−

(s) Chọn C

Cách 2 :

 Lúc t  0 : x0  10cm, v0  0

 Vật qua x 5cm là qua M1 và M2 Vật quay 1 vòng (1chu kỳ) qua x  5cm là

2 lần Qua lần thứ 2012 thì phải quay 1006 vòng đi từ M0 đến M2

Góc quét ∆ϕ = 1006.2π - 3

π

1207 30

6035

=

∆

π

ϕ ω

ϕ

(s) Chọn : C

4 Trong thí nghiệm về sóng dừng trên dây dàn hồi dài 1,2 m với hai đầu cố định,

người ta quan sát thấy 2 đầu dây cố định còn có 2 điểm khác trên dây ko dao động biết thời gian liên tiếp giữa 2 lần sợi dây duỗi thẳng là 0.05s bề rộng bụng sóng là

4 cm Vmax của bụng sóng là

A 40π cm/s B 80π cm/s C 24πm/s D 8πcm/s

Giải: Theo bài ra la có l = 3λ/2  λ = 0,8m, Khoảng thời gian giữa hai lần

sợi dây duỗi thẳng là nửa chu kì: T = 0,1s

Do đó tần số góc ω = 2π/T = 20π (rad/s) Biên độ dao động của bụng sóng bằng một nửa bề rộng của bụng sóng: A =2cm

vmax của bụng sóng = Aω = 2.20π = 40π cm/s Đáp án A

5 Cho cuộn dây có điện trở thuần 5Ω mắc nối tiếp với biến trở R Khi R nhận các

giá trị 5 Ω và 9,4 Ω thì công suất toàn mạch như nhau Công suất trên biến trở R đạt giá trị cực đại khi

A R = 10 Ω B.R = 14,4 Ω C.R = 12 Ω

D R = 13 Ω

Giải: P = I 2 (R +r) =

2 2

2 ) (

) (

L Z r R

r R U

+ +

+

Z r R

U L

+ +

2 ) (

P 1 = P 2  R 1 +

r R

Z L

+ 1 2

= R 2 +

r R

Z L

+ 2 2

 Z L 2 = 144  Z L = 12Ω

P R = I 2 R =

2 2

2 ) (R r Z L

R U

+

+

=

r R

Z r R

U

L 2

2 2 2 +

+ +

P R = P Rmax khi R 2 = r 2 + Z L 2 = 169  R = 13Ω Đáp án D

6 Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 60 Ω , cuộn dây thuần cảm có

độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp theo thứ tự L, R, C Lần lượt đặt

điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào các đoạn mạch nối tiếp RL hoặc RC thì biểu thức cường độ dòng điện trong mạch lần lượt là: i1 = 2cos(100πt - 12

π ) (A) và i2

= 2cos(100πt + 12

7 π ) (A) Nếu đặt điện áp trên vào hai dầu mạch LRC nối tiếp thì dòng điện qua mạch có biểu thức:

A i=2 2 cos(100π πt+ / 3)( )A

B

2cos(100 / 3)( )

C

2 2 cos(100 / 4)( )

i= π πt+ A

D

2cos(100 / 4)( )

i= π πt+ A

Giải: Ta thấy cường độ hiệu dụng trong đoạn mạch RL và RC bằng nhau suy ra ZL

= ZC độ lệch pha φ1 giữa u và i1 và φ2 giữa u và i2 đối nhau tanφ1= - tanφ2

Giả sử điện áp đặt vào các đoạn mạch có dạng: u = U 2cos(100πt + φ) (V)

Khi đó φ1 = φ –(- π/12) = φ + π/12 ; φ2 = φ – 7π/12

tanφ1 = tan(φ + π/12) = - tanφ2 = - tan( φ – 7π/12)

tan(φ + π/12) + tan( φ – 7π/12) = 0 - sin(φ + π/12 +φ – 7π/12) = 0

Suy ra φ = π/4 - tanφ1 = tan(φ + π/12) = tan(π/4 + π/12) = tan π/3 = ZL/R  ZL = R 3

U = I1

2 2

1

L

R +Z = RI =

(V) Mạch RLC có ZL = ZC trong mạch có sự cộng hưởng I = U/R = 120/60 = 2 (A)

và i cùng pha với u = U 2cos(100πt + π/4)

Vậy i = 2 2cos(100πt + π/4) (A) Chọn đáp án C

7 Khi đặt một điện áp xoay chiều vào mạch RLC nối tiếp với tụ điện có điện dung

C thay đổi được ta thấy khi tụ điện có điện dung C1 = π

4 10

2 −

(F) và C2 = 2 π

10 − 4 (F) thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản cực tụ điện có giá trị bằng nhau Giá trị điện dung của tụ điện khi điện áp hiệu dụng giữa hai bản cực tụ điện đạt giá trị cực đại là:

Giải:

Ta có

1

1

C C

L C

UZ U

R Z Z

=

2

2

C C

L C

UZ U

R Z Z

=

UC1 = UC2 ->

R Z Z R Z Z

Z R Z Z Z R Z Z

R Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z

Do ZC1 ≠ ZC2 nên ta có: R2 +ZL2 =

1 2

1 2

2 L C C

C C

Z Z Z

Z +Z

Mật khác khi C thay đổi UC có giá trị cực đại thì

2 2

1 2

1 2

2 C C

L C

Z Z

R Z Z

+

+

Tù đó suy ra: C = 4 π

10 5 2

4 2

= +C C

F Chọn đáp án A

8 Cần tăng hiêụ điên thế ở 2 cực của máy phát điện lên bao nhiêu lần để công

suất hao phí giảm 100 lần, coi công suất truyền đến tải tiêu thu không đổi Biết rằng cosϕ =1 và khi chưa tăng thi độ giảm điện thế trên đường dây = 5% hiệu thế giữa hai cực máy phát

Bài giải: Gọi P là công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây

Công suất hao phí khi chưa tăng điện áp

∆P1 =

2

1 2

1

R

P

U

Với P1 = P + ∆P1 ; P1 = I1.U1

∆P2 =

2

2 2

2

R

P

U

Với P2 = P + ∆P2

Độ giảm điện thế trên đường dây khi chưa tăng điện áp

∆U = I1R = 0,05U1  R = 1

2 1 05 , 0

P U

2 2

2 2

∆

P1 = P + ∆P1

P2 = P + ∆P2 = P + 0,01∆P1 = P + ∆P1 - 0,99∆P1 = P1 – 0,99∆P1

•

A

•

B

R

•

M

•

N

Mặt khác ∆P1 = 0,05P1 vì

∆P1 =

1 2

1 1

2 1 2

1 2

1

2

05 , 0

P U

P

U P

U

R

Do đó

505 , 9 ) 05 , 0 99 , 0 1 ( 10 99

, 0 10 10

1

1 1

1 1

1

2 1

P

P P

P P

P

P U

U

:

Vậy U 2 = 9,505 U 1

9 Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ.

Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay

chiều 175V – 50Hz, dùng vôn kế

nhiệt có điện trở rất lớn đo điện áp

giữa hai điểm ta được kết quả:

UAM = 25V; UMN = 175V và UNB = 25V Hệ số công suất của mạch điện là:

A.1/5 B.1/25 C.7/25 D.1/7

Giải: Giả sử cuộn dây thuần cảm thì UR2 + (Ud – UC)2 = UAB2 Theo bài ra 252 + ( 25 – 175)2 ≠ 1752

Cuộn dây có điện trở thuần r

Hệ số công suất của mạch cosφ =

R

U Ur U

+

Ta có (UR + Ur)2 +(UL –UC)2 = U2 (1)

Ur2 + UL2 = Ud2 (2)

Thay số ; giải hệ pt ta được: Ur = 24 V; UL = 7V -cosφ =

R

U Ur U

+

= 7/25.=0,28

10 Một máy biến áp lý tưởng gồm một cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp Cuộn sơ cấp

có n1 = 1320 vòng , điện áp U1 = 220V Cuộn thứ cấp thứ nhất có U2 = 10V, I2 = 0,5A; Cuộn thứ cấp thứ 2có n 3 = 25 vòng, I3 = 1,2A Cường độ dòng điện qua cuộn

sơ cấp là :

A I1 = 0,035A B I1 = 0,045A C I1 = 0,023A D I1 = 0,055A

Giải: Dòng điện qua cuộn sơ cấp I1 = I12 + I13

12 2

12

2 1

220 44

I U

I =U ⇒ = =

13 3 3

13

I U n

I =U = n = = ⇒ = =

I1 = I12 + I13 =

0, 045( )

Chọn đáp án B.