ÔN TẬP HSG VẬT LÝ 12 CƠ, ĐIỆN VÀ QUANG Câu 1 Một thanh mảnh đồng chất, có khối lượng m chiều dài L, có trục quay cố định nằm ngang vuông góc với thanh và đi qua đầu trên của thanh Hình 1
Trang 1ÔN TẬP HSG VẬT LÝ 12 CƠ, ĐIỆN VÀ QUANG Câu 1
Một thanh mảnh đồng chất, có khối lượng m chiều dài L, có trục
quay cố định nằm ngang vuông góc với thanh và đi qua đầu trên của thanh (Hình 1)
Bỏ qua mọi ma sát và lực cản không khí, gia tốc rơi tự do là g
1 Thanh đang đứng yên thì một chất điểm có khối lượng m1 = m/3 bay ngang với
vận tốc vr0
theo phương vuông góc với trục quay đến cắm vào trung điểm của thanh
Tính tốc độ góc của thanh ngay sau va chạm và cơ năng mất mát lúc va chạm
2 Cho V0 = 10gL Tính góc lệch cực đại của thanh
Câu 2.
Cho quang hệ đồng trục gồm thấu kính phân kì O1 và thấu kính hội tụ O2 Một điểm sáng S nằm trên trục chính của hệ trước O1 một đoạn 20cm Màn E đặt vuông góc trục chính của hệ sau O2 cách O2 một đoạn 30cm Khoảng cách giữa hai thấu kính là 50cm Biết tiêu cự của O2 là 20cm và hệ cho ảnh rõ nét trên màn Thấu kính phân kì O1 có dạng phẳng - lõm, bán kính mặt lõm là 10cm
1 Tính tiêu cự của thấu kính phân kì O1 và chiết suất của chất làm thấu kính này
2 Giữ S, O1 và màn E cố định, người ta thay thấu kính O2 bằng một thấu kính hội tụ L đặt đồng trục với O1 Dịch chuyển L từ sát O1 đến màn thì vệt sáng trên màn không bao giờ thu nhỏ lại thành một điểm, nhưng khi L cách màn 18cm thì đường kính vệt sáng trên màn là nhỏ nhất Tính tiêu cự của thấu kính L
Câu 8 (2,5 điểm): Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn dây có độ tự cảm L và
một bộ tụ điện gồm một tụ không đổi C0 mắc song song với tụ xoay Cx Tụ xoay có điện dung là hàm bậc nhất của góc xoay và biến thiên từ C1=10pF đến C2 = 250pF khi góc xoay biến thiên từ 00 đến 1200 Mạch có thể thu được các sóng điện từ từ λ1=10m đến λ2 =30m
1 Tính L và C0
2 Tính góc xoay của tụ để tụ thu được sóng có bước sóng 20m
Câu 3: Một hình trụ bán kính R khối lượng M đặt lên mặt phẳng
nghiêng góc α với phương ngang và lăn không trượt xuống Hệ số
ma sát giữa hình trụ với mặt phẳng nghiêng là µ
1) Tìm điều kiện về góc α để hình trụ lăn không trượt trong 2
trường hợp: hình trụ đặc và hình trụ rỗng
2) Tìm gia tốc của tâm hình trụ trong 2 trường hợp trên
3) Đặt vào trong hình trụ rỗng bán kính R, khối lượng M một hình trụ đặc đồng chất có bán kính r = R/2, có khối lượng là m rồi đặt hệ lên mặt phẳng nghiêng góc α và thả ra không vận tốc đầu (hình 3) Biết rằng không xảy ra sự trượt giữa các hình trụ và giữa hình trụ với mặt phẳng nghiêng khi hệ lăn xuống Tìm gia tốc của hệ khi chuyển động ổn định
Câu 4 Cho đoạn mạch xoay chiều như hình 3 Đặt vào hai đầu A, B điện áp xoay chiều
AB
u 100 2 cos(100 t )(V)
2
π
3
4 3.10
2
−
=
π ; biến trở R
1 Điều chỉnh R bằng R1=80( )Ω :
a Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch
m1
0
v
Hình 1
α
Hình 3
A L, r N R
Hình 3
M
Trang 2b Viết biểu thức điện áp uMB.
c Phải thay tụ C bằng tụ C1 có điện dung bằng bao nhiêu để điện áp hiệu dụng UAN cực tiểu?
2 Điều chỉnh R bằng R 2 để ở thời điểm uAB = −100 2(V)thì uMN =0(V) Tìm R 2?
Câu 5 Một vật sáng phẳng, nhỏ AB được đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính trước một thấu kính phân kì
cho ảnh A1B1 Từ vị trí ban đầu, giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính một đoạn 10cm dọc theo trục chính (cùng phía ban đầu đối với vật) thì cho ảnh A2B2 = 2
3A1B1 và A2B2 cách A1B1 một đoạn
25 (cm)
Tìm tiêu cự của thấu kính?
Câu 6
Cho mạch dao động lí tưởng như hình vẽ 2 Các tụ điện có điện dung C1=3nF C; 2 =6nF Cuộn thuần cảm có độ tự cảm L=0,5mH
Bỏ qua điện trở khoá K và dây nối
với cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 0, 03 A
a) Tính tần số biến thiên năng lượng từ trường của mạch
b) Tính điện áp cực đại giữa hai điểm A, M và M, B
c) Lúc điện áp giữa hai bản tụ điện C1 là 6V thì độ lớn của
cường độ dòng điện trong mạch bằng bao nhiêu?
2 Ban đầu khoá K ngắt, tụ điện C1 được tích điện đến điện áp
10V, còn tụ điện C2 chưa tích điện Sau đó đóng khoá K Tính cường độ dòng điện cực đại trong mạch.
Câu 7
Cho mạch điện như hình 2 gồm: nguồn không đổi có suất điện động E
= 32 V, điện trở trong r = 1Ω, tụ điện có điện dung C = 100µF (ban đầu chưa
tích điện), cuộn dây không thuần cảm có hệ số tự cảm L = 0,1 H, điện trở hoạt
động R0 = 5 Ω và điện trở thuần R = 10 Ω Ban đầu khoá K đóng, khi trạng
thái trong mạch đã ổn định người ta ngắt khoá K
a Tính năng lượng điện từ trong mạch ngay sau khi ngắt khóa K
b Tính nhiệt lượng toả ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt
khoá K đến khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn
Câu 8.
Cho mạch điện như hình 1, nguồn điện có suất điện động E,
điện trở trong r = 0,5Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, tụ điện có
điện dung C Ban đầu khóa k đóng, khi dòng điện đã ổn định thì
ngắt khóa k, trong mạch có dao động điện từ với chu kì T = 10-3(s)
Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện gấp n = 5 lần suất điện
động của nguồn điện Bỏ qua điện trở thuần của mạch dao động,
tìm điện dung C và độ tự cảm L
Câu 9 Cho quang hệ như hình vẽ, với (L) là thấu kính hội tụ, tiêu
cự f =20cm G là gương phẳng
a) Cho x 70= cm và l 50= cm
Hãy xác định ảnh A3B3 của AB qua
quang hệ Vẽ hình
b) l bằng bao nhiêu thì A3B3 có
độ lớn không đổi và không phụ thuộc vào x?
2
•
L M
Hình 2
K
Hình 2 R
E r
C
K L
R0
C E,r
k
L
(Hình 1)
A
B
O2
(G) (L)
O1
Trang 3Hỡnh 2
Bài 10 Cho mạch điện như hỡnh vẽ: Cỏc điện trở thuần R1 = 400Ω, R2 = 200Ω; cuộn dõy thuần cảm cú độ tự
cảm L = H
Π
2
; tụ điện cú điện dung C = μ F
Π
102
Đặt vào hai đầu
mạch điện một điện ỏp xoay chiều u = 2 2 cos ω t (V), tần số gúc ω
cú thể thay đổi được
a) Giỏ trị của ω bằng bao nhiờu để hiệu điện thế giữa hai bản của tụ
điện đạt giỏ trị cực đại?
b) Nếu thay điện trở R2 bằng điện trở R3 = 500Ω thỡ giỏ trị cực đại của
hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện là bao nhiờu và ứng với giỏ trị
nào của ω?
Bài 11 Cho mạch điện có sơ đồ nh hình 2 Trong đó X và Y là hai hộp linh kiện,
mỗi hộp chỉ chứa hai trong ba loại linh kiện mắc nối tiếp: điện trở thuần, cuộn dây
thuần cảm, tụ điện Ampe kế
nhiệt có điện trở không đáng
kể, vôn kế nhiệt có điện trở
rất lớn Ban đầu mắc hai điểm
A và M của mạch điện vào hai
cực của một nguồn điện không
đổi, thì vôn kế V1 chỉ 45V,
ampe kế chỉ 1,5A Sau đó bỏ nguồn điện không đổi đi rồi mắc A và B vào hai cực
của nguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế u = 120sin100πt(V) thì thấy ampe kế chỉ 1A, hai vôn kế có cùng số chỉ nh nhau và uAM lệch pha góc π /2 so với uMB 1) Hỏi hộp
X và Y có chứa các linh kiện nào? Tính trị số của chúng Viết biểu thức của cờng độ dòng điện trong mạch
2) Thay tụ điện có trong mạch bằng một tụ điện khác có điện dung C’ sao cho số chỉ của vôn kế V2 đạt giá trị lớn nhất U2max Tính C’, U2max và công suất tiêu thụ của mạch khi đó
Cõu 12 Cho mạch điện cú sơ đồ như hỡnh 2 Cuộn dõy thuần
cảm cú độ tự cảm L thay đổi được Tụ điện C cú dung khỏng
lớn gấp 3 lần điện trở R Vụn kế cú điện trở rất lớn Đặt vào hai
đầu A, B của đoạn mạch hiệu điện thế: u=200 5sin100πt(V)
a, Biết R=40Ω Tớnh L để số chỉ của vụn kế là cực đại
Viết biểu thức của u AM khi đú
b, Khi độ tự cảm của cuộn dõy cú giỏ trị L=L1 thỡ vụn kế chỉ U và dòng điện trong mạch sớm pha gúc 1 ϕ1
so với u Còn khi độ tự cảm của cuộn dõy cú giỏ trị L=L2 =2L1 thỡ vụn kế chỉ
2
1 2
U
U = và dòng điện trong mạch trễ pha gúc ϕ2 so với u Hóy tớnh ϕ1, ϕ2 và viết biểu thức u AM ứng với trường hợp L=L2
R1
R 2
Hình 2