Mắc với tụ điện C một tụ C’ như thế nào và có điện dung bằng bao nhiêu để công suất tiêu thụ điện trên toàn mạch đạt cực đại.. Tính công suất cực đại đóc[r]
Trang 1KIỂM TRA HỌC KỲ I Môn: Vật lý Lớp: 12 Thời gian: 45 phút.
I PHẦN CHUNG:
Bài 1 (1điểm) Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình x = 4cos(4t / 2) (cm), t tính bằng giây Xác định: Biên độ, tần số góc và pha ban đầu của dao động?
Bài 2 (2điểm) Con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m = 100g và lò xo có độ cứng k = 100N/m dao động
điều hòa
a Viết công thức tính chu kỳ T.
b Áp dụng công thức đó tính chu kỳ dao động điều hòa của con lắc lò xo Lấy 2 =10
Bài 3 (4điểm) Mạch điện xoay chiều gồm ba phần tử mắc nối tiếp R = 20; L=0, 2
H; C = 1
Cuộn dây thuần cảm Cho biết điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch u = 80cos100 t (V)
a Xác định ZL, ZC và Z?
b Viết biểu thức của i.
c Mắc với tụ điện C một tụ C’ như thế nào và có điện dung bằng bao nhiêu để công suất tiêu thụ điện
trên toàn mạch đạt cực đại? Tính công suất cực đại đó
II PHẦN TỰ CHỌN: HS chỉ được chọn làm 1 trong 2 bài sau:
A Chương trình cơ bản:
Bài 4 (3điểm) Một sợi dây đàn hồi 80cm, đầu A, B giữ cố định dao động điều hòa với tần số 50Hz Trên
dây có sóng dừng với 4 bụng Coi A và B là nút sóng Xác định bước sóng và vận tốc truyền sóng trên dây
B Chương trình nâng cao:
Bài 5 (3điểm) Một đĩa tròn đồng chất có bán kính R = 0,4m, khối lượng m = 1,5kg quay đều với tốc độ
góc =10rad/s quanh một trục thẳng đứng đi qua tâm đĩa Xác định mômen quán tính và động năng của đĩa đối với trục quay đó
-ĐÁP ÁN Bài 1 (1đ): x = 4cos(4t / 2) (cm)
Biên độ: A = 4 (cm)
Tần số góc: = 4 (rad/s)
Bài 2 (2đ): m = 100(g) = 0,1(Kg); k = 100 (N/m)
a Công thức tính chu kì của con lắc lò xo là: T 2 m
k
b Chu kì dao động của con lắc là: 2 2 0,1 0,2( )
100
m
k
Bài 3 (4đ):
a Cảm kháng: Z L .L 100 0, 2 20( )
Dung kháng:
40( ) 1
100
4000
C
Z
C
0,5 điểm Tổng trở: Z R2(Z L Z C)2 202(20 40) 2 20 2( ) 0,5 điểm
Trang 2b Biểu thức của cường độ dòng điện tức thời có dạng: i I 2 os(c ti)
Trong đó: 40 2 2( )
20 2
U
Z
Mặt khác ta có: tan 20 40 1
Z Z R
Do đó pha ban đầu của dòng điện là: 0 ( )
Vậy biểu thức của cường độ dòng điện tức thời có dạng:
2 os( ) 2 2 os(100 )( )
4
i
i I c t c t A
0,75 điểm
c Giả sử khi mắc C’ với C ta được tụ điện có điện dung tương đương là Cb có cảm
kháng là ZCb Khi đó:
2
( L Cb) 20 (20 Cb)
U R
P I R
Vậy để công suất tiêu thụ điện trong toàn mạch đạt cực đại thì mẫu số nhỏ nhất, do đó:
20( )
Z Z (trong mạch có cộng hưởng)
Suy ra: b .1 100 201 20001 ( )
Cb
Z
Vậy C’ phải mắc song song với C và giá trị của nó là:
2000 4000 4000
b
0,5 điểm
Công suất cực đại đó là:
2
2
20
U R U
P I R
Bài 4 (3đ):
Do hai đầu A, B là cố định nên ta có:
2
l k trong đó: k=4 (số bụng)
Vậy bước sóng là: 2. 2.80 40( ) 0, 4( )
4
l
k
Vận tốc truyền sóng trên dây là: v.f 0, 4.50 20( / ) m s 1 điểm
Bài 5 (3đ):
Mômen quán tính của đĩa đối với trục quay đi qua tâm đĩa là:
1,5.0, 4 0,12( )
Động năng của đĩa đối với trục quay là: