Giải chi tiết đề thi rèn luyện tư duy vip 2, 2015 môn Vật lý (Mã đề thi 197)

Chia sẻ: La Minh đức | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

115
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tìm hiểu và tham khảo tài liệu "Giải chi tiết đề thi rèn luyện tư duy vip 2, 2015 môn Vật lý (Mã đề thi 197)" với 25 câu hỏi trắc nghiệm có kèm đáp án và hướng dẫn lời giải chi tiết. Cùng tìm hiểu để nắm bắt nội dung thông tin tài liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giải chi tiết đề thi rèn luyện tư duy vip 2, 2015 môn Vật lý (Mã đề thi 197)

CÂU LẠC BỘ YÊU VẬT LÍ GIẢI CHI TIẾT ĐỀ THI RÈN LUYỆN TƯ DUY VIP 2, 2015 https://www.facebook.com/club.yeu.vl MÔN: VẬT LÍ MÃ ĐỀ THI 197 Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian tải đề ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đáp án B C B B A A B D C B A 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Đáp án A B A C B C B B C A Câu 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Đáp án C D B D B X X X X X L ỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Trên một mặt bàn nằm ngang nhẵn có gắn 1 lò xo nhẹ có độ cứng K (N m) , đầu A cố định đầu O gắn với tấm ván có khối lượng M  1 kg. Trên vật M người ta đặt một vật nhỏ có khối lượng m  200 g. Hệ đang ở trạng thái đứng yên đột nhiên người ta truyền cho vật m một vận tốc v 0 thì thấy tấm ván bắt đầu dao động, hệ số ma sát giữa 2 vật là   0.16 . Để nhiệt lượng mà hệ tỏa ra là lớn nhất bằng 0.05 J và quãng đường mà tấm ván đi được là ngắn nhất thì giá trị của K gần giá trị nào nhất sau đây? (lấy g  10(m s2 ) và giả thiết tấm ván đủ dài) A.50. B.100. C.150. D.200. LỜI GIẢI Để nhiệt lượng tỏa ra là lớn nhất thì toàn bộ cơ năng lúc đầu chuyển toàn bộ thành nhiệt năng. Lúc đó để thỏa mãn quãng đường nhỏ nhất mà tấm bàn đi được thì tấm ván sẽ dừng lại đúng vị trí ban đầu! mv0 2 v Ta có Q   v0  1m s 2 , thời gian vật nhỏ chuyển động đến lúc dừng lại là t  0 . 2 g mg  K  Ptdđ của vật M là x  1  cos t  K  M  v0 M Vậy khi đó thời gian sẽ thỏa mãn t  T   2 , thay số tính được K  101 . g K Đáp án B. 1|Page
Câu 2: Một ống trụ thẳng đứng cao 2,05m được cố định ở trên có đáy là hình vuông cạnh 1cm, đổ nước vào đến chiều cao 1m, ở đáy có một lỗ hở rất nhỏ ở chính giữa, lưu lượng nước chảy ra khi lỗ để hở là 5cm3/s. Bên dưới ống đặt một con lắc lò xo nằm ngang có k =16 N/m, vật nặng là một khối lập phương cạnh 1cm, khối lượng m=100g, che khít ống trụ. Ở miệng ống đặt một âm thoa có tần số 1700Hz. Kích thích cho vật dao động điều hòa với = 4 ( / ). Cũng chính lúc kích thích vật thì ta gõ vào âm thoa. Hỏi sau 10 lần gõ ( mỗi lần gõ cách nhau 1s) thì ta nghe được âm cực đại bao nhiêu lần? Cho tốc độ truyền âm trong không khí là 340m/s và = = 10 / . Bỏ qua mọi ma sát. A. 6 lần. B. 3 lần. C. 4 lần. D. 5 lần. LỜI GIẢI Dễ có: T  0,5(s),v Max  A  4  A  1cm .  Vì biên độ là 1cm, mà bề rộng của ống cũng là 1cm. (Phần tô màu xanh biểu thị quãng thời gian mà lỗ hở có nước chảy ra ngoài trong một chu kì của vật) Vậy trong một chu kì của vật có 2/3 thời gian vật không che khít ống làm nước chảy ra ngoài. Hay t  0,5.2/3  1/3(s)  Lưu lượng nước là 5cm3/s. Vậy nếu không bị cản thì trong 1 giây nước chảy ra ngoài mất 5cm3 hay nói cách khác mực nước trong ống giảm 5cm. Nhưng thực tế vật đã cản và trong 1 chu kì là 0,5(s) mới có 1/3(s) nước chảy ra ngoài. Hay 3 chu kì tương ứng với 1,5(s) mới có 1(s) nước chảy ra ngoài.  Vậy kết luận, cứ sau 1,5(s) có 5cm3 nước chảy ra ngoài, ứng với sau 1,5(s) chiều cao giảm 5cm.  Bước sóng:   v / f  340/1700  20cm . Vậy ban đầu đang có 10,5 bó sóng trong cột nước. Nhìn vào hình vẽ ta thấy có 4 lần âm nghe được cực đại. Tương ứng với 4 thời điểm gõ vào âm thoa. Đáp án C. 2|Page
Câu 3: Trên mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A, B cách nhau 20 cm dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u A  uB  acos(20t)mm , t tính bằng s. Gọi O là trung điểm của AB, xét hai điểm M, N nằm về hai phía đường trung trực của AB thỏa mãn OM=ON=5 cm. Biết rằng trên đoạn MN có hữu hạn điểm dao động với biên độ cực đại và tốc độ truyền sóng trên mặt nước của các nguồn là v  25cm / s . Trên đoạn MN, có nhiều nhất bao nhiêu điểm dao động với biên độ cực đại? A. 8 điểm. B. 9 điểm. C. 10 điểm. D. 11 điểm. LỜI GIẢI M,N thỏa mãn bài toán là hai điểm thuộc đường tròn tâm O bán kính 5cm. Để số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MN là nhiều nhất thì MN phải lớn nhất và M,N nằm trên đoạn nối hai nguồn(do trên MN có hữu hạn điểm dao động với biên độ cực đại). Ta có ngay   v.T  2,5cm . Vậy số điểm dao động với biên độ cực đại trên MN là số k nguyên thỏa mãn: MN MN  k  4  k  4 .   Vậy trên MN có nhiều nhất 9 điểm dao động với biên độ cực đại. Đáp án B. Câu 4: Trên mặt nước có hai nguồn sóng S1 ,S2 kết hợp, dao động theo phương thẳng đứng có phương trình là với phương trình uS1  uS2  acos(20t)mm , t tính bằng s. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v  20 cm / s . Gọi O là trung điểm của S1S2 , xét hình vuông ABCD(A,B,C, D là điểm dao động với biên độ cực đại, AB,CD nằm về hai phía S1S2 ) nhận O làm tâm đối xứng . Biết rằng số điểm dao động với biên độ cực đại trên cạnh AB nhiều hơn cạnh AD 6 161 4 điểm và S1S2  cm . Diện tích hình vuông ABCD có giá trị bằng bao nhiêu? 7 A. 72 cm2 B. 64 cm2. C. 48 cm2. D.96 cm2. LỜI GIẢI Gọi E, F lần lượt là dao điểm của hình vuông ABCD với S1S2 . Vì A, B là hai điểm dao động với biên độ cực đại nên số điểm dao động trên AB là một số lẻ nguyên(do có vân cực đại trung tâm). Để số điểm dao động với biên độ cực đại trên cạnh AB nhiều hơn cạnh AD 4 điểm thì trên AD số điểm dao động với biên độ cũng là một số lẻ nguyên hay E tiếp xúc với một vân cực đại. Giả sử A là vân cực đại bậc k nên ta có ngay: S2 A  S1 A  k  Khi đó E tiếp xúc với một vân cực đại, để thoản mãn yêu cầu bài toán thì OE  2(k  1)  (k  1). 2 S2 A  S1 A  k  Khi đó ta có ngay hệ   k   ,k  0 . OE  2(k  1) 2  (k  1) 3|Page
S1S2  2OE S S  2OE Mặt khác S2E  ,S1E  1 2 . Sử dụng PY-TA-GO ta có ngay: 2 2 S2 A  S2E2  OE2 ,S1 A  S1E2  OE2  S2 A  S1 A  S2E2  OE2  S1E2  OE2  k 6 161 Với S1S2  cm,   2cm ta có: 7 2 2 S S  S S  S2 A  S1 A   1 2  2k  2   4(k  1)2   1 2  2k  2   4(k  1)2  2k  k  3  2   2  Vậy OE  4 cm  S ABCD  4OE2  64 cm 2 . Đáp án B. Câu 5: Đặt điện áp xoay chiều ổn định u = U cos(2πf t) V , trong đó f thay đổi được vào đoạn mạch AB như hình vẽ. Biết rằng độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn AN và MB không đổi trong mọi trường hợp. Khi = thì đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của điện áp hai đầu đoạn AN và MB như hình vẽ và khi đó điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn AM cực đại. Giá trị của f bằng bao nhiêu để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn NB đạt giá trị cực đại? A. 100 Hz B.75 Hz. C. 125 Hz D. 50 Hz. LỜI GIẢI Từ đồ thị ta nhận thấy rằng: u AN và u MB vuông pha với nhau và f 0  50Hz  f C 2 Nên ta suy ra:  ZL  ZC   2R 2  Z2L  ZC2  Z L .ZC  R 2 R2 f thay đổi để U Cmax : ZL  ZL ZC   2ZL .ZC  R 2  2ZL2 2 f R2 Từ hai điều trên ta suy ra: ZC  2ZL  f R  f C 2  50 2 Hz  f L   100 Hz . fC Đáp án A. Câu 6: Đặt điện áp xoay chiều u  U 2 cos  t    ( V ) vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp ( 2L  R 2 C ), cuộn dây thuần cảm và ω thay đổi được. Thay đổi  đến giá trị 1 hoặc giá trị 2 (2  1 ) thì cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch đều nhỏ hơn cường độ dòng điện hiệu dụng cực đại k lần (k  1) , khi đó dung kháng 1 1 1 của tụ điện trong hai trường hợp thỏa mãn   . Thay đổi  đến giá trị 3 hoặc giá trị 4 thì điện ZC1 ZC2 100 áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đều có giá trị bằng kU (V ) , dung kháng tụ điện trong hai trường hợp này thỏa mãn 4|Page
ZC2 3  ZC2 4  43750 (2 ). Thay đổi  đến giá trị 5 thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại, dung 400 kháng tụ điện lúc đó là ZC5  (). Giá trị k gần giá trị nào nhất trong các giá trị sau? 14 A. 3,16. B. 2,27. C.2,83. D.4,12. LỜI GIẢI Imax L(1  2 ) Thay đổi  đến các giá trị 1 và 2 mà I1  I2  nên ta có: R  (1) k k2  1 k2  1 2 k2  1 1 Mặt khác từ công thức ``độc'' ta lại có: 3 .4  R  . (2) k k LC 1  2 1 1 1  Từ (1) và (2) ta suy ra: 34  . Từ đó suy ra: R     .Z .Z k.RC k  ZC1 ZC2  C3 C4 1 1 2 Lại có: 2  2  2  ZC3 .ZC4  5000 10 ZC3 ZC4 ZC4 Vậy ta tính được k  10  3,16 Đáp án A. Câu 7: Trên mặt thoáng của một chất lỏng, có hai nguồn sóng A,B cách nhau 8 cm, đồng bộ dao động với phương thẳng đứng có cùng phương trình u A  uB  2cos(20t)mm , t tính bằng s. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v  20 cm / s . Gọi O là trung điểm của AB. Xét hai tia Ax, By cùng vuông góc với AB tại A và B, nằm về cùng một phía so với AB. Trên Ax xét điểm M là điểm thuộc vân cực đại bậc 2. Trên By xét điểm N thuộc vân cực đại hoặc cực tiểu. Biết rằng N nhìn MO dưới một góc lớn nhất. Biên độ dao động phần tử môi trường tại N có giá trị gần giá trị nào nhất trong các giá trị sau? A. 2,18 mm B. 3,34 mm. C. 5,01 mm. D. 4,55 mm. LỜI GIẢI Ta tính được ngay   v.T  2cm . + Xác định vị trí điểm M. Điểm M thuộc vân cực đại bậc 2 nên MB  MA  2  4 cm 2 2 2 2 MB  10cm Mặt khác MB  MA  AB  8   . MA  6 cm + Điểm N nhìn MO dưới một góc lớn nhất hay góc MON lớn nhất. Bằng chứng minh toán học ta có ngay MON lớn nhất AB2 khi MN  ON  (NB  MA)2  AB2  NB2   NB  7 cm . 4 Lại có NA  NB2  AB2  72  82  113 cm  2(NA  NB)  + Biên độ dao động phần tử tại N: A N  a 2  a2  2a 2 .cos    3,34 cm .    5|Page
Đáp án B. Câu 8: Ở trên mặt nước có hai nguồn sóng A, B dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có phương trình u  A cos  2 ft  mm , cách nhau đoạn a cm với bước sóng là  . Xét ba điểm M,N,P trên mặt nước dao động với biên độ cực đại thuộc nửa đường tròn tâm O, đường kính AB(O là trung điểm của AB) sao cho ba điểm M, N, P nằm cùng phía với vân trung tâm, điểm M tạo với hai nguồn một tam giác có diện tích lớn nhất, điểm N thuộc vân cực đại thứ k , điểm P thuộc vân cực đại thứ k  5 và tạo với hai nguồn một tam giác có diện tích nhỏ nhất. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v  40  cm / s  và 169SNAB  120SMAB cm 2 . a và  là các số tự nhiên thỏa mãn a    15 cm và a chia hết cho  . Tần số f có giá trị nào trong các giá trị sau? A. 50 Hz. B. 60 Hz. C. 30 Hz. D. 40 Hz. LỜI GIẢI a2 30 2 60 2 Ta tính được SAMB   SANB  a  NA.NB  a 4 169 169  5  NA  a  Lại có NA2  NB 2  a 2 nên ta suy ra  13 NB  12 a  13 7 N là vân cực đại thứ k nên NB  NA  k  a 13 a P là vân cực đại thứ k  5 nê k max  1  k  5  Từ hai điều trên suy ra a  13 Kết hợp với a và  là các số tự nhiên thỏa mãn a    15 cm ta suy ra a  13 cm;   1 cm Từ đó có f  40Hz Đáp án D. 2 2 v  Câu 9: Con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với chu kì T  0, 5s . Biết rằng tại li độ x1 ; x2 thì v max   2   v12  n  Fdh max  n 3;5 và tổng lực kéo về tại hai li độ bằng  n  2 F k1 . Biết Fdh1  5 . Tìm thời gian dài nhất để vật đi hết quãng đường x  2x 2  3x1 ? 1 1 1 1 A. s. B. s. C. s. D. s. 3 4 6 8 LỜI GIẢI 6|Page
 v2  2 2 A 2  x 22   Từ dữ kiện v 2 max 2 2 2     v1 sử dụng công thức độc lập ta có:  A  n n 2  2 A 2  x12   2   nx1   A 2  x 22 1 Lai có: Fk1  Fk 2   n  2  Fk1  Fk1  n  1  Fk 2  x1  n  1  x 2  2 Fdh max Mặt khác: Fdh1   A  5x1  3 5 2 2 2 Từ (1)(2)(3) ta suy ra:  nx1   A 2  x12  n  1  x12  n 2   n  1   A 2  25x12   2  n 2   n  1  25  n 2  n  12  0   4  n  3 Kết hợp với giả thiết n  [3;5] ta tìm được n  3 Khi đó ta tính được ngay x 2  4x1; A  5x1 Nên khi đó quãng đường s  x  2x 2  3x1  8x1  3x1  5x1  A 1 Vậy thời gian cần tìm là t   s  . 6 Đáp án C. Câu 10: Hai chất điểm dao động điều hòa với cùng biên độ A trên một đường thẳng, và có chung vị trí cân bằng tại A. Nếu ban đầu cả hai chất điểm đang ở O và chuyển động cùng chiều thì sau 0,5s chúng gặp nhau lần đầu tiên. Còn nếu ban đầu cả hai đang ở O nhưng chuyển động ngược chiều thì khi gặp nhau lần đầu tiên, chất điểm thứ nhất đã đi nhiều hơn chất điểm thứ hai quãng đường là 0,5A. Chu kì dao động của chất điểm thứ hai gần giá trị nào nhất sau đây? A. 1 s. B. 2 s. C. 3 s. D. 4 s. LỜI GIẢI *TH1: Khi 2 vật chuyển động cùng chiều.     Khi 2 vật gặp nhau thì x1  x2 .Với x1  Acos  1 t   và x2  Acos  2t    2  2 1 1 Từ x1  x2 ta thu được:   11 T1 T2 7|Page
*TH2: Từ hình vẽ bên ta thu được: S1  S2  4 A mà S1  S2  0,5 A Ta tính được: S1  2, 25 A; S2  1, 75 A T1 T1 x Thời gian chuyển động của vật 1:  .arcsin  2 2 2 A T2 T2 x Thời gian chuyển động của vật 2:  .arccos 3 4 2 A T1 T1 0,25A T2 T2 0,25A Vì t1  t2 nên  2    3 , ta thu được  .arcsin   .arccos 2 2 A 4 2 A T1 Vậy:  0, 851 4  T2 Kết hợp (1) và (4) em thu được: T2  2,175  s  . Đáp án B. Câu 11: Một sợi dây đàn hồi, mảnh, nhẹ đang có sóng dừng ổn định với hai đầu cố định A, B, bước sóng lan truyền   3cm .Người ta thấy rằng trên AB có sóng dừng với 8 bụng sóng, độ rộng mỗi bụng sóng là 4 cm. Xét điểm M là điểm gần điểm A nhất và cách điểm bụng gần nó nhất một khoảng 0,5 cm và điểm N cách điểm B một khoảng là 0,5 dmax cm. Gọi d max và dmin lần lượt là khoảng cách ngắn nhất và xa nhất của hai phần tử dao động M và N. Tỉ số   dmin có giá trị gần giá trị nào nhất trong các giá trị sau? A. 1,029. B. 1,039. C.1,049. D.1,059. LỜI GIẢI  + Ta có AB  8.  12cm 2 + Điểm A cách điểm M gần nó nhất một khoảng 0,5 cm và cùng thuộc một bó sóng với A nên suy ra  A AM   0,5  0,25cm  A M  b  1cm 4 2 Ab 3 + Điểm N cách điểm B một khoảng 0,5 cm suy ra A N   3 cm . 2 + Ta thấy M,N luôn dao động ngược pha. Vậy khoảng cách nhỏ nhất M và N khi sợi dây duỗi thẳng, còn khoảng cách xa nhất M, N khi M lên cao nhất, N xuống thấp nhất dmin  MN  AB  AM  BN  12  0,25  0,5  11,25cm Tính khoảng cách lớn nhất. Gọi I là giao điểm của MN với phương ngang(M lên cao nhất, N xuống thấp nhất) 8|Page
 1 11,25 MI  MN  cm MI A M 1  1 3 1 3 Ta có ngay    NI A N 3  3 11,25 3 NI  MN  cm  1 3 1 3 2 2 2 2 Khi đó dmax  AM  MI  AN  NI  11,577 cm dmax 11,577 Vậy     1,029 . dmin 11,25 Đáp án A. Câu 12: Ở trên mặt nước có hai nguồn sóng A, B dao động theo phương vuông góc với mặt nước với phương trình lần lượt là u A  a1 cos( t)mm,uB  a2 cos( t)mm , t tính theo đơn vị giây(s). Xét một điểm Q trên mặt nước dao động với biên độ 9,7 mm, cách A, B những khoảng d1 ,d2 cm . Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v cm / s , v d2  d1  cm . Giá trị cực đại của  a1  a2  gần giá trị nào nhất trong các giá trị sau? Xem rằng biên độ dao 3 động của nguồn không đổi trong quá trình truyền sóng. A. 10,2 mm. B. 11,2 mm. C. 12,2 mm. D. 13,2 mm. LỜI GIẢI 2(d2  d1 ) 2(d2  d1 ) 2(d2  d1 )  Độ lệch pha của sóng từ nguồn tới điểm Q là:      rad  v.T 2v 3  Khi đó biên độ dao động của điểm Q là: 2 AQ  a12  a22  2a1 .a2 .cos   A2Q  a12  a22  2a1a2 .cos    a1  a2   2a1a2(cos   1) (a1  a2 )2 2 (a  a2 )2 Sử dụng AM-GM: a1 .a 2  nên suy ra: A2Q   a1  a2   1 (cos   1) 4 2 Do cos   1  0  .  AQ 9,7 19,4 Tiếp tục biến đổi: A2q  (a1  a2 )2 cos2  (a1  a2 )max    mm. 2  3 3 cos 2 2 Đáp án B. Câu 13: Hai lăng kính có góc ở đỉnh A1  600 , A 2  300 được ghép như hình bên b1 b2 dưới, chiết suất của hai lăng kính là n1  a1  2 và n2  a2  trong đó  2 a1  1,1; b1  105 nm 2 ; a2  1,3; b2  5.10 4 nm 2 . Tính bước sóng của bức xạ đi tới theo phương song song với DC và có tia ló cũng song song với DC? A. 1,2 . B. 2,4 . C. 3,6 . D. 3 . 9|Page
LỜI GIẢI Tia tới AD có góc tới i1  300 . Tia ló vuông góc với mặt BC nên góc khúc xạ ở mặt AC r2  300 . Tứ giác IAJK có hai góc vuông nên: r1  i2  600   Ta có: sin i1  n1 sin r1 1 và n1 sin 600  r1  n 2 sin 300  2  1 1 Từ 1 cho sin r1  và cos r1  1  2 2n1 4n1  3 1 1  n2 Thay vào  2  ta được: n1  . 1      3  2 4n 2 4n  1 1  2 Nhân với  3 với 4 ta được:   3. 4n12  1  2n 2  1  3n12  n 22  n 2  1 b1 b Thay n1  a1  2 ; n 2  a 2  22 , ta có phương trình để tìm  :      4 3a12  a 22  a 2  1   2  6a1b1  2a 2 b 2  b 2   3b12  b 22  0 Thay a1 , b1 , a2 , b2 bằng số ta có: 0,36 4  4,8.1013  2  2, 75.1026  0 Từ đó ta được   1, 2.106  1, 2m . Đáp án A. Câu 14: Cho ba vật thực hiện dao động điều hòa cùng biên độ A  1cm trên 3 đường thằng song song với nhau với tần số lần lượt là f1 , f1 , f 2 có vị trí cân bằng cùng nằm trên một đường thằng nằm ngang và cách nhau 1 cm. Tại mọi 5 thời điểm thì tổng li độ của chúng luôn bằng . Biết vật thứ hai dao động sớm pha hơn vật thứ nhất góc  , vật thứ 4 ba dạo động sớm pha hơn vật thứ hai góc  biết 0     . Khoảng cách lớn nhất giữa vật thứ nhất và vật thứ hai trong quá trình dao động gần giá trị nào nhất sau đây? A. 0,92 cm. B. 1,5 cm. C.1,35 cm. D. 1,05 cm. LỜI GIẢI Gọi phương trình dao động của 3 vật lần lượt là x1  cos t, x 2  cos  t    , x 3  cos  2 t  2  5 5 5 Ta có x1  x 2  x 3  nên tại t  0 , ta có cos 0  cos   cos 2   2y 2  y   0 với y  cos  4 4 4 11  1 Giải phương trình ta được y  4 10 | P a g e
2 Khoảng cách giữa vật thứ nhất và vật thứ hai là: d  1   x1  x 2  2 2  d  1  cos  t   cos  t      1  cos  1  cos    sin  sin   Áp dụng BĐT Bunhiacopxki ta có 2 2   d  1  cos 2  sin 2  1  cos    sin 2   1  1  cos    sin 2    11  1 2  11 Với cos   y   sin 2    d max  1,36cm . 4 8 Đáp án C. Câu 15: Cho 3 linh kiện: điện trở thuần R, hộp kín X và hộp kín Y. Mắc 3 linh kiện nối tiếp với nhau tạo thành 3 đoạn mạch AB theo thứ tự là: XRY (1), YXR (2) và RYX (3). Gọi M là điểm là điểm nối giữa kinh kiện thứ hai và linh kiện thứ ba của mỗi đoạn mạch. Đặt cùng điện áp u  U 0 cos(t) vào lần lượt ba đoạn mạch trên thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MB đều bằng 100 W và điện áp hiệu dụng của hai trong ba đoạn mạch đó bằng nhau. Biết hệ số công suất của ba đoạn mạch AM đều khác nhau và nhỏ hơn 1. Biết điện áp hiệu dụng trên U AM1  3U AM 2 . Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AM3 gần với giá trị nào nhất sau đây? A. 160 W. B. 200 W. C. 180 W. D.120 W. LỜI GIẢI Công suất tiêu thụ MB đều bằng nhau và bằng 100 W ⟹ PX  PY  PR  100  U X cos X I  U R I  U Y cos Y I  100 Nếu hộp X hoặc Y là R thì hệ số công suất trên AM2 bằng 1 ⟹ X, Y chứa những phần tử không phải là R thuần Điện áp hiệu dụng trên MB của hai trong ba đoạn mạch bằng nhau ⟹ UX = UY Hệ số công suất của ba đoạn mạch AM khác nhau ⟹ Biểu diễn véc tơ của X và Y phải khác nhau (không mất tính tổng quát thì X lên và Y xuống) R M ● ● X AM1 AM3 Y AM2 A● ● B 11 | P a g e
 1 1 1  U AM1  1  2 2 .cos(1800  )  3  1  cos  cos  cos 2  U R  1  U X  YX   cos   1 1 1 0  U AM 2  cos 2   cos 2   2. cos 2  cos(180  2)  2  1 1  3 2  2 3  cos   cos  3 1 2 3. PAM3 U AM3 .cos AM2 3  2  P  200    AM 3 PR UR 1 Đáp án B. Câu 16: Một trạm hạ áp cấp điện cho một nông trại để thắp sáng các bóng đèn sợi đốt cùng loại có điện áp định mức 220V. Nếu dùng 500 bóng thì chúng hoạt động đúng định mức, nếu dùng 1500 bóng thì chúng chỉ đạt 83,4% công suất định mức. Coi điện trở của bóng đèn không đổi, điện áp ra ở cuộn thứ cấp của máy hạ áp là U không đổi. Giá trị của U là : A. 220 V. B. 310 V. C. 231 V. D. 250 V. LỜI GIẢI + Gäi ®iÖn trë mçi bãng ®Ìn lµ R0 , ®iÖn trë trªn ®êng d©y lµ R.   Gäi ®iÖn ¸p cuén thø cña m¸y h¹ ¸p lµ U.   C¸c bãng ®Ìn m¾c song song víi nhau. + Chó ý:    U  U R  U ®Ìn    C¸c bãng ®Ìn s¸ng b×nh thêng nªn: U1 ®Ìn  220  V   U1R   U  220  V   + Khi dïng 500 bãng ®Ìn:  R0   R1 ®Ìn    500  R1 ®Ìn R0 U U  220 R U  220  Ta cã:   1 ®Ìn   0  500.  R 500R U1R 220 R 220   R  R 2 ®Ìn  0  Khi dïng 1500 bãng ®Ìn ta cã:  1500  U  U 2R  U 2 ®Ìn  U 2R  U  U 2 ®Ìn   Ta cã: R2 ®Ìn  R0  U 2 ®Ìn  R0  1500. U 2 ®Ìn  500. U  220  1500. U 2 ®Ìn  U 220U  2 ®Ìn  R 1500R U 2R R U 2R 220 U  U 2 ®Ìn 3U  440  2 2 2  P2 I 22 .R0  I 2 .R0   U 2 ®Ìn   U   Theo ®Ò:        0,834  U  231  V   P1 I12 .R0  I1.R0   U1 ®Ìn   3U  440  12 | P a g e
Đáp án C. Câu 17: Sóng dừng trên sợi dây đàn hồi OB chiều dài L mô tả như hình bên. Điểm O trùng với gốc tọa độ của trục tung. Sóng tới điểm B có biên độ a. Thời điểm ban đầu hình ảnh sóng là đường nét liền đậm, sau thời gian t và 5t thì hình ảnh sóng lần lượt là đường nét đứt và đường nét liền mờ. Tốc độ truyền sóng là v. Tốc độ dao động cực đại của điểm M là: va va A.  3 . B. 2 3 . 2L L va va C.  . D. 2 . L L LỜI GIẢI k v v  Điều kiện sóng dừng 2 đầu cố định:         f  . (Với k = 2, vì trên hình có 2 2 f  bụng).  Thời gian từ u  x   u  x (liên tiếp): 5t  t  4 t. M 4 t  Suy ra thời gian từ vị trí: u  x   u  0 là:  2 t. 2 2a O u  Suy ra thời gian đi từ vị trí: u  2a  u  0 T (biên về VTCB) là t  2 t  3t  4  Chu kì dao động: T  4.3t  12 t. 3  Suy ra: A M  x  2a.  a 3 (dựa vào hình vẽ, cung t ứng với 300). 2 va  Dựa vào vòng tròn: v M max  a 3.  a 3.2 f  2  3 .  Câu 18: Đặt điện áp u  U 2 cos t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn dây và tụ điện C thay đổi được. Ban đầu khi C  C1 : điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện đạt cực đại; dòng điện sớm pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch góc  . Khi C  C2 : điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện là 473,2 V; dòng điện trễ pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch góc  . C  C3 : điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện là 473,2 V; điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây giảm 100 2 so với khi C  C2 . Giá trị của U gần giá trị nào nhất sau đây? A. 50 2 V . B. 100 2 V . C. 150 2 V . D. 200 2 V . 13 | P a g e
LỜI GIẢI D OA  OB  OC  U  φ Theo hình  AE  CD  473,2 V   AC  ED  100 2 V AC 50 2 E Ta có: OC  U 2.sin  2  sin  2  AE OA C Trong OAE có:  φ sin AOE sinOEA φ 473, 2 U O   φ  sin 90  20  sin  2φ 473, 2 50 2   B  0 sin 90  2  sin  2  .sin  50 2    150  U   100 2 V . A   sin 300 Đáp án B. Câu 19: Cho 3 linh kiện: cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, hai tụ điện có cùng điện dung C. Người ta mắc cuộn cảm nối tiếp với bộ tụ mắc nối tiếp, rồi cung cấp cho đoạn mạch một năng lượng W . Ở thời điểm mà năng lượng điện trường bằng n  n  0  lần năng lượng từ trường thì một tụ trong bộ tụ bị đánh thủng, khi đó năng lượng còn lại của mạch là W1 . Sau đó tháo các linh kiện ra, người ta mắc cuộn cảm nối tiếp với bộ tụ song song, rồi cũng cung cấp cho đoạn mạch một năng lượng W . Ở thời điểm mà năng lượng từ trường bằng n lần năng lượng từ trường thì W một tụ trong bộ tụ bị đánh thủng, năng lượng còn lại của mạch là W2 . Ứng với một giá trị n rất lớn thì tỉ số 1 gần W2 với giá trị nào nhất trong các giá trị sau: 2 12 1 2 A. . B. . C. . D. . 5 15 2 3 LỜI GIẢI Vì hai tụ điện có cùng điện dung nên khi mắc nối tiếp hay song song, nếu một tụ bị đánh thủng thì năng lượng điện trường còn lại bằng một nửa lúc ban đầu  n WC  n  1 W Khi mắc nối tiếp ta có: WC  nWL   W  1 W L  n 1 14 | P a g e
n Khi một tụ bị đánh thủng thì WC   W 2n  2 n 1 n2 Khi đó W1  WC   WL  W W W 2n  2 n 1 2n  2  n WL  n  1 W Khi mắc hai tụ song song ta có : WL  nWC   W  1 C W  n 1 1 Khi một tụ bị đánh thủng thì WC   W 2n  2 2 1 1 n 2n  1 W1 n  2 n Nên : W2  W W W .Vậy :   2n  2 n 1 2n  2 W2 2n  1 2  1 n W1 1 Khi n rất lớn thì  . W2 2 Đáp án C. 1 Câu 20: Cho mạch điện AB gồm cuộn dây có điện trở R  100 , độ tự cảm L   H  mắc nối tiếp với cực dương 2 của điốt Đ, điốt Đ có điện trở thuần không đang kể, có điện trở ngược rất lớn. Đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp U BA  200 cos 2 100t  V thì công suất tỏa nhiệt trên đoạn AB là P1 . Nếu đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp P2 U AB  200 cos 2 100t  V thì công suất tỏa nhiệt trên AB là P2 . Tỉ số là? P1 1 1 A. 9. B. 6. C. . D. . 9 6 LỜI GIẢI Biến đổi U AB  100  100 cos  200 t  V Điện áp gồm hai phần, một phần không đổi U  100 và một phần xoay chiều u  100 cos  200 t  V Khi mắc theo chiều từ B  A thì phần điện không đổi không qua được điốt còn phần xoay chiều chỉ hoạt động với 1/2 công suất do dòng xoay chiều trong một chu kỳ đổi chiều hai lần 1 Từ đó ta tính được P1  I1.R 2  12,5W 2 1002 Còn P2   P1  112,5W 100 P2 Nên tỉ số  9 . P1 15 | P a g e
Đáp án A. Câu 21: Trong các tính chất sau đây, tính chất nào đều có cả ở tia tử ngoại và tia X: 1. có thể gây ra hiện tượng quang điện. 2. có tác dụng lên phim ảnh, làm ion hóa không khí và nhiều chất khí khác. 3. bị nước và thủy tinh hấp thụ rất mạnh, nhưng tia tử ngoại có thể truyền qua được thạch anh. 4. có khả năng đâm xuyên. 5. có tác dụng sinh lí mạnh: hủy diệt tế bào và vi khuẩn. 6. kích thích sự phát quang của nhiều chất. 7.có tác dụng nhệt. A. tất cả phát biểu trên. B. 1,2,3,4,5,7. C.1,2,5,6. D.2,3,4,6. LỜI GIẢI Đáp án C. Theo SGK Câu 22: Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào 2 đầu đoạn mạch gồm biên trở, cuộn cảm thuần và tụ điện. Thay đổi   biến trở đến khi công suất trên đạt cực đại thì dòng điện trong mạch là i  2 2 cos  t   (A). Thay đổi biến trở  3   đến giá trị RX thì công suất trên mạch lúc này là P và dòng điện trong mạch là i  2 cos  t   (A). Thay đổi  2 biến trở đến giá trị RY thì lúc này là công suất trên mạch lúc này là P, dòng điện trong mạch lúc này là:     A. i  2 cos  t    A  . B. i  2 cos  t    A  .  6  3     C. i  14 cos  t    A  . D. i  14 cos  t    A  .  4  6 LỜI GIẢI 2 R thay đổi để P đạt cực đại khi và chỉ khi: R 2   Z L  Z C    7 Khi đó độ lệch pha của u so với i là    u  oru  ; 4 12 12 2 Khi R  RX hoặc R  RY thì công suất bằng nhau nên ta có: RX RY  R 2   Z L  Z C      iX  iY  iY  6 Mặt khác ta có P  UI cos    →i  14 cos  t    A   6 Đáp án D. 16 | P a g e
Câu 23: Cho đoạn mạch xoay chiều AB nối tiếp gồm: AM chứa biến trở R, đoạn MN chứa r, đoạn NP chứa cuộn cảm thuần, đoạn PB chứa tụ điện có điện dung biến thiên. Ban đầu thay đổi tụ điện sao cho U AP không thuộc vào biến trở R . Giữ nguyên giá trị điện dung khi đó và thay đổi biến trở. Khi u AP lệch pha cực đại so với u AB thì U PB  U1 . Khi  U AN .U NP  cực đại thì U AM  U 2 . Biết rằng U1  2   6  3 U 2 , độ lệch pha cực đại giữa u AP và u AB gần giá trị nào nhất sau đây: 3 4 5 6 A. . B. . C. . D. . 7 7 7 7 LỜI GIẢI + Khi thay đổi C để U AP không thuộc vào biến trở R . Dễ có: Z C  2Z L + Khi R thay đổi ta luôn có APB luôn là tam giác cân tại A (Hình vẽ) Ta thấy khi R thay đổi, nếu ta di chuyển điểm A  M thì góc 2 chính là độ lệch pha của U AP và U AB càng lớn. Vậy độ lệch pha cực đại của U AP và U AB khi điểm A trùng với điểm M hay lúc đó R  0 . U U Khi đó, U1  U PB  .ZC  .2ZL Z1 r 2  ZL2 + Khi R  R0 : U 2AN  U 2NP U 2 U AN .U NP   2 2 Vậy U AN .U NP lớn nhất khi U AN  U NB hay khi đó tam giác APB là tam giác vuông cân  Lúc này: U 2  U AM  U .cos Ur 4 U Suy ra: U 2  Ur 2 Từ hình vẽ ta cũng suy ra : ZL  R  r, Z2  2  R  r  U U U U U Nên: U 2   I.r   .r   .r 2 2 Z2 2 2 R  r U.  ZL  r  Hay: U 2  2ZL Lại có. Từ đề bài: U1  2   6  3 U 2 nên ta có: 17 | P a g e
U U.  ZL  r  ZL 6  3 ZL  r 2 r Z 2 .2ZL  2   6 3 2ZL  Z r2 2  2 . ZL L L 2 2 6 3 2 Z  6  3  ZL  Z  Z  L .  ZL  r  r 2  ZL2   L   .  1 1   L  2  r  2  r   r  ZL 6 3 Đặt x  tan   ta có PT: x 2  .  x  1 x 2  1 r 2 Bằng máy tính ta rút ra được x  1, 37672 suy ra   arc tan x  540 Suy ra độ lệch pha cực đại bằng 2  1080 . Đáp án B. Câu 24: Hai nguồn sóng mặt nước kết hợp S1 ,S2 tạo một hệ vân giao thoa trên mặt nước. Điểm M có vị trí MS1  14cm; MS2  8cm , điểm N có vị trí NS1  7cm; NS2  14cm . Giữa M và N có 6 cực đại, 6 cực tiểu. N là cực đại. M là cực tiểu. Tìm  , 2 nguồn cùng pha hay ngược pha? A. 2 cm, cùng pha. B. 1cm, cùng pha. C. 1cm, ngược pha. D. 2cm, ngược pha. LỜI GIẢI Giả sử 2 nguồn cùng pha. Do điểm N là điểm cực đại và điểm M là điểm cực tiểu nên số điểm cực đại trên đoạn MN thỏa mãn: NS1  NS2 MS1  MS2 7 6 k   k      6 6 Điểm N là điểm cực tiểu nên là số nửa nguyên nên điểm cực đại gần M nhất thuộc đoạn MN ứng với k   0,5   7 6 Do vậy số điểm cực đại trên đoạn MN là thỏa mãn: k  0,5   6  7 Trên đoạn MN có 7 cực đại (kể cả N) nên: 7    0,5    1    2    6 Với   2 thử tại điểm M ta có  3 là một số nguyên nên giả sử sai  2 nguồn ngược pha.  Đáp án D. Câu 25: Trong một buổi ngoại khóa Trường THPT Lê Lợi, nhà trường tổ chức cho học sinh chơi trò chơi Ném còn - trò chơi dân gian dân tộc Thái vùng Tây Bắc. Trò chơi được tổ chức ở bãi đất rộng, người ta chôn một cột cây tre cao 8 m, thẳng đứng, đầu trên cao có gắn một cái vònng tròn đường kính 50 cm theo phương thẳng đứng, ở chính giữa vòng có một cái bìa cứng nhỏ. Ở trên cây tre gắn một thiết bị phát tín hiệu ra loa cách mặt đất một khoảng 1,7 m báo hiệu người chơi đã ném trúng mục tiêu là chiếc bìa, loa phát ra với công suất P=0,1 W không đổi. Một bạn học sinh A cao 1,7 m tham gia trò chơi, đứng cách cột tre một khoảng L, bạn ấy ngắm chừng và hướng tay cầm chiếc còn về phía đỉnh của chiếc vòng để ném còn trúng mục tiêu và cung cấp cho nó một vân tốc ban đầu là 0 = 18 | P a g e
50,5 / . Xem rằng âm phát ra từ cái loa là đẳng hướng và không bị môi trường hấp thụ, bỏ qua sức cản của không khí. Hỏi bạn A nghe được âm có cường độ là bao nhiêu khi bạn ấy ném còn trúng cái bìa cứng? Lấy g  10m / s 2 A. 6,82105W / m 2 . B. 9,82.10 5W / m 2 . C. 8,82.10 5W / m 2 D. 7,82.10 5W / m 2 . LỜI GIẢI Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ. 1 2 Theo phương Oy: Ta có y  v0t sin   gt (1) 2 Theo phương OX ta có x  v0t cos  d L Khi bạn học sinh ném trúng chiếc bìa cứng thì y  h  H  ,x  Lt  2 v0 cos  2 d L 1  L  Thay vào (1) ta được: h  H   v0 sin  .  g  2 v0 cos  2  v0 cos   L2 g 2 gL2 d Biến đổi ta được tan  2  L tan   2  h   H  0 2v0 2v0 2  Vì v0 hướng về đỉnh của chiếc vòng nên L tan   h  H  d  6,8m và v0  50,5m / s thay vào ta được: g 2 (6,82  L2 )  6, 55  6,8  0  L  9, 01 m 2v0 P Khi đó I  2  9,82.105 (W / m 2 ) 4 L Đáp án B. 19 | P a g e
Lời giải được thực hiện bởi các admin Câu lạc bộ. Nếu có sai sót mong các bạn phản hồi. Điều cuối cùng thân gửi đến các bạn! Mùa thi đến cận kề, chắc các bạn rất lo lắng. Nhưng các hãy tin một điều rằng không thành công nào đến mà các bạn không phải bỏ giọt mồ hôi rơi của mình cả , nếu bạn nỗ lực vì bản thân, niềm hạnh phúc sẽ đến với bạn. CLB Yêu Vật Lí hoạt động chưa lâu nhưng niềm tình cảm mà CLB nhận được từ các bạn thật sự rất to lớn. Trong gần hai tháng vừa qua, CLB đã đồng hành với các bạn những lúc các bạn gặp khó khăn trong lúc ôn thi hay những lúc bạn buồn bã. Điều đó thật quý phải không các bạn. Mong rằng sau khi những admin 97 của CLB xin nghỉ, thì những admin 98 của page vẫn duy trì hoạt động của page tốt, đồng hành cùng các bạn đến tháng 7 sắp tới! Mặc dù không điều hành hoạt động của page nữa nhưng những admin vẫn luôn theo dõi và đồng hành với page. Đề thi VIP 2 lần này là một đề thi tập hợp những câu khó để các bạn rèn luyện tư duy, không theo một cấu trúc nào cả. Các bạn làm đề thi này để rèn luyện những dạng bài tập khó trong đề thi nhưng các bạn đừng quên răng bài tập khó hay dễ thì điểm của nó trong bài thi cũng ngang nhau, hãy vững những câu hỏi dễ đã nhé! Cuối cùng, chúc các bạn có một mùa thi thật thắng lợi. Chào thân ái và quyết thắng! GS.Xoăn Đề thi được tập hợp từ nhiều câu hỏi của các admin CLB 20 | P a g e