Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý - Trường THPT Phước Long
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
-
Hocon247
-
40 câu hỏi
-
90 phút
-
48 lượt thi
-
Dễ
Tham gia [ Hs Hocon247.com ] - Cộng Đồng Luyện Thi Trực Tuyến để được học tập những kiến thức bổ ích từ HocOn247.com
Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Vectơ gia tốc của chất điểm có
Vectơ gia tốc có độ lớn tỉ lệ với li độ, chiều luôn hướng về vị trí cân bằng.
Điện áp xoay chiều có biểu thức \(u=200\cos \left( 100\pi t \right)\,\,\left( V \right)\) (t tính bằng giây) vào hai đầu cuộn thuần cảm có độ tự cảm \(\frac{1}{2\pi }(H)\). Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là
Ta có: \({{Z}_{L}}=\omega L=50\left( \Omega \right).\to I=\frac{U}{{{Z}_{L}}}=\frac{{{U}_{o}}}{\sqrt{2}.{{Z}_{L}}}=\frac{200}{\sqrt{2}.50}=2\sqrt{2}A.\)
Một sóng âm truyền trong một môi trường. Biết cường độ âm tại một điểm gấp 100 lần cường độ âm chuẩn của âm đó thì mức cường độ âm tại điểm đó là
Mức cường độ âm: \(L=10\log \left( \frac{I}{{{I}_{o}}} \right)=10\log \left( \frac{10{{I}_{o}}}{{{I}_{o}}} \right)=10\,\,\left( dB \right)\)
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về năng lượng của dao động điện từ trong mạch dao động LC lí tưởng?
Năng lượng điện từ là đại lượng bảo toàn.
Hai lần liên tiếp năng lượng điện trường và năng lượng từ trường bằng nhau là \(T/4\).
Trong dao động điều hòa thì li độ, vận tốc và gia tốc là ba đại lượng biến đổi như những hàm cosin của thời gian.
Trong dao động điều hòa thì li độ, vận tốc và gia tốc là ba đại lượng biến đổi như những hàm cosin của thời gian có cùng tần số góc.
Nguyên tử của đồng vị phóng xạ \({}_{92}^{235}U\) có
Số khối A = 235 = số proton + số notron. Số proton = số electron = 92 \(\Rightarrow \) số notron = 143.
Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn \(0,62\mu m\). Chiếu vào chất bán dẫn đó lần lượt các chùm bức xạ đơn sắc có tần số \({{f}_{1}}=4,{{5.10}^{14}}Hz;\,{{f}_{2}}=5,{{0.10}^{13}}Hz;\,{{f}_{3}}=6,{{5.10}^{13}}Hz;{{f}_{4}}=6,{{0.10}^{14}}H\text{z}\) thì hiện tượng quang dẫn sẽ xảy ra với chùm bức xạ nào?
Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang dẫn là: \(\lambda \le {{\lambda }_{o}}\Leftrightarrow f\ge {{f}_{o}}\)
Với \({{f}_{o}}=\frac{c}{{{\lambda }_{o}}}=\frac{{{3.10}^{8}}}{0,{{62.10}^{-6}}}=4,{{48.10}^{14}}\left( Hz \right)\)
\(\Rightarrow \) Chỉ có chùm bức xạ 4 mới gây được hiện tượng quang dẫn.
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu điện trở R thì dòng điện chạy qua R có cường độ hiệu dụng là 1A. Biết công suất tỏa nhiệt trên R là 40W. Giá trị của R là
Ta có: \(P={{I}^{2}}R\to R=\frac{P}{{{I}^{2}}}=\frac{\left( 40 \right)}{{{\left( 1 \right)}^{2}}}=40\,\Omega .\)
Cho hai quả cầu kim loại nhỏ, giống nhau, tích điện và cách nhau 20cm thì chúng hút nhau một lực bằng 1,2N. Cho chúng tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra đến khoảng cách như cũ thì chúng đẩy nhau cùng một lực hút. Tính điện tích lúc đầu của mỗi quả cầu.
Hai quả cầu ban đầu hút nhau nên chúng mang điện trái dấu.
Từ giả thiết bài toán, ta có \(\left\{ \begin{align} & \left| {{q}_{1}}{{q}_{2}} \right|={{q}_{1}}{{q}_{2}}=\frac{F{{r}^{2}}}{k}=\frac{16}{3}{{.10}^{-12}} \\ & {{\left( \frac{{{q}_{1}}+{{q}_{2}}}{2} \right)}^{2}}=\frac{F{{r}^{2}}}{k}\Rightarrow {{q}_{1}}+{{q}_{2}}=\pm \frac{\sqrt{192}}{3}{{.10}^{-6}} \\ \end{align} \right.\)
Áp dụng hệ thức Vi-ét \(\Rightarrow {{q}_{1}},{{q}_{2}}\) là nghiệm của phương trình: \({{X}^{2}}\pm \frac{\sqrt{192}}{3}{{.10}^{-6}}X+\frac{16}{3}{{.10}^{-12}}=0\)
\(\Rightarrow \left\{ \begin{align} & {{q}_{1}}=0,{{96.10}^{-6}}C \\ & {{q}_{2}}=-5,{{58.10}^{-6}}C \\ \end{align} \right.\)
hoặc \(\left\{ \begin{align} & {{q}_{1}}=-5,{{58.10}^{-6}}C \\ & {{q}_{2}}=0,{{96.10}^{-6}}C \\ \end{align} \right.\)
Để xác định suất điện động \(\xi \) của một nguồn điện, một học sinh mắc mạch điện như hình bên \(\left( {{H}_{1}} \right)\). Đóng khóa K và điều chỉnh con chạy C, kết quả đo được mô tả bởi đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của \(\frac{1}{I}\) (nghịch đảo số chỉ ampe kế A) vào giá trị R của biến trở như hình vẽ bên \(\left( {{H}_{2}} \right)\). Giá trị trung bình của E được xác định bởi thí nghiệm này là
Từ \(\frac{\xi }{I}=R+{{R}_{o}}+r\Rightarrow \left\{ \begin{align} & \xi 60=40+{{R}_{o}}+r \\ & \xi 100=80+{{R}_{o}}+r \\ \end{align} \right.\Rightarrow \xi =1V\)
Biết khối lượng của electron \(9,{{1.10}^{-31}}(kg)\) và tốc độ ánh sáng trong chân không \(c={{3.10}^{8}}\left( m/s \right)\). Công cần thiết để tăng tốc một electron từ trạng thái nghỉ đến tốc độ 0,5c là
Ta có:
\(A={{\text{W}}_{d}}={{m}_{o}}{{c}^{2}}\left( \frac{1}{\sqrt{1-\frac{{{v}^{2}}}{{{c}^{2}}}}}-1 \right)=9,{{1.10}^{-31}}.{{\left( {{3.10}^{8}} \right)}^{2}}.\left( \frac{1}{\sqrt{0,{{5}^{2}}}}-1 \right)\approx 1,{{267.10}^{-14}}\left( J \right)\)
Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng \({{\lambda }_{1}}=0,75\mu m\) và \({{\lambda }_{2}}=0,25\mu m\) vào một tấm kẽm có giới hạn quang điện \({{\lambda }_{o}}=0,35\mu m.\) Bức xạ nào gây ra hiện tượng quang điện?
Bức xạ gây ra hiện tượng quang điện khi \(\lambda \le {{\lambda }_{o}}\Rightarrow {{\lambda }_{2}}\le {{\lambda }_{o}}\)
Chỉ có bức xạ 2 gây ra hiện tượng quang điện.
Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khoảng cách hai khe là 1,2mm, khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe và màn ảnh là 2m. Người ta chiếu vào khe Y-âng bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng \(0,6\mu m.\) Xét tại hai điểm M và N trên màn có tọa độ lần lượt là 6mm và 15,5mm là vị trí vân sáng hay vân tối?
Khoảng vân: \(i=\frac{\lambda D}{a}=\frac{0,{{6.10}^{-6}}.2}{1,{{2.10}^{-3}}}=1mm\Rightarrow \frac{{{x}_{m}}}{i}=6\Rightarrow \)M là vân sáng bậc 6.
\(\Rightarrow \frac{{{x}_{N}}}{i}=15,5\Rightarrow \)N là vân tối thứ 16.
Tìm phương án sai. Năng lượng liên kết hạt nhân bằng
Năng lượng liên kế hạt nhân bằng năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân đó thành các nucleon riêng rẽ.
Một người có thể nhìn rõ các vật từ 26cm đến vô cực. Người này dùng kính lúp có tiêu cự 10cm để quan sát vật nhỏ. Kính đặt cách mắt một khoảng 2cm thì độ phóng đại ảnh bằng 6. Số bội giác là
Sơ đồ tạo ảnh: \(\xrightarrow{{{O}_{1}}}\xrightarrow{\text{M }\!\!{\scriptscriptstyle 3\!/\!{ }_4}\!\!\text{ t}}V\Rightarrow \left\{ \begin{align} & k=\frac{d'-f}{-f}\Rightarrow 6=\frac{d'-10}{-10}\Rightarrow d'=-50 \\ & G=k\frac{O{{C}_{C}}}{{{d}_{M}}}=k\frac{O{{C}_{C}}}{\ell -d'}=6.\frac{26}{2+50}=3 \\ \end{align} \right.\)
Một tụ điện có điện dung C tích điện \({{Q}_{o}}\) . Nếu nối tụ điện với cuộn cảm thuần có độ tự cảm \({{L}_{1}}\), hoặc với cuộn cảm thuần có độ tự cảm \({{L}_{2}}\) thì trong mạch có dao động điện từ tự do với cường độ dòng điện cực đại là 20mA hoặc 10mA. Nếu nối tụ điện với cuộn cảm thuần có độ tự cảm \({{L}_{3}}=\left( 9{{L}_{1}}+4{{L}_{2}} \right)\) thì trong mạch có dao động điện từ tự do với cường độ dòng điện cực đại là
Ta có: \({{I}_{o}}=\omega {{Q}_{o}}=\frac{{{Q}_{o}}}{\sqrt{LC}}\Rightarrow L=\frac{Q_{o}^{2}}{C}.\frac{1}{I_{o}^{2}}\)
Khi đó: \({{L}_{3}}=\left( 9{{L}_{1}}+4{{L}_{2}} \right)\Rightarrow \frac{1}{I_{o3}^{2}}=\frac{9}{I_{o1}^{2}}+\frac{4}{I_{o2}^{2}}\Rightarrow {{I}_{o3}}=4\,\,mA\)
Mắc nối tiếp ba phần tử gồm một tụ điện, một cuộn cảm thuần và một điện trở thuần vào điện áp xoay chiều \(u=100\sqrt{2}\cos 100\pi t\,\,\,V\) thì dung kháng của tụ điện và cảm kháng của cuộn dây lần lượt là \(100\Omega \) và \(110\Omega \), đồng thời công suất tiêu thụ của mạch là 400W. Để mắc ba phần tử này thành một mạch dao động và duy trì dao động trong mạch đó với điện áp cực đại 10V thì phải cung cấp năng lượng cho mạch với công suất lớn nhất là
Với công suất tiêu thụ trên mạch là 400W, thì có hai giá trị của R thỏa mãn
\(P=R.\frac{{{U}^{2}}}{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}}\Leftrightarrow {{R}^{2}}-25R+{{10}^{2}}=0\Leftrightarrow \left( \begin{align} & R=50\Omega \\ & R=20\Omega \\ \end{align} \right.\)
Dòng điện cực đại trong mạch LC: \(\frac{1}{2}LI_{o}^{2}=\frac{1}{2}CU_{o}^{2}\Rightarrow I_{o}^{2}=\frac{C}{L}U_{o}^{2}=\frac{U_{o}^{2}}{{{Z}_{L}}{{Z}_{C}}}\)
Để duy trì dao động của mạch thì công suất cần cung cấp cho mạch đúng bằng công suất tỏa nhiệt trên R: \(P=\frac{I_{o}^{2}}{2}{{R}_{2}}=0,09W.\)
Âm thanh do người hay một nhạc cụ phát ra có đồ thị được biểu diễn theo thời gian có dạng
Âm thanh do người hay dụng cụ phát ra có đồ thị được biểu diễn theo thời gian có dạng biến thiên tuần hoàn.
Hiện tượng quang điện là
Hiện tượng quang điện là hiện tượng electron bứt ra khỏi bề mặt tấm kim loại khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào nó.
Một khung dây phẳng diện tích \(20c{{m}^{2}}\), gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Vectơ cảm ứng làm thành góc \({{30}^{o}}\) với mặt phẳng khung dây và có độ lớn bằng \({{2.10}^{-4}}T.\) Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01s thì độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi
Ta có:
\(\left| {{e}_{cu}} \right|=\frac{\left| \Delta \Phi \right|}{\Delta t}=\frac{\left| N\Delta BS\cos \left( \overrightarrow{n},\overrightarrow{B} \right) \right|}{\Delta t}=\frac{10.\left| 0-{{2.10}^{-4}} \right|{{.20.10}^{-4}}.\cos {{60}^{o}}}{0,01}={{2.10}^{-4}}\left( V \right)\)
Một ánh sáng đơn sắc màu lam có tần số f được truyền từ chân không vào một chất lỏng có chiết suất là 1,5 đối với ánh sáng này. Trong chất lỏng trên, ánh sáng này có
Tần số và màu sắc ánh sáng không phụ thuộc vào môi trường, nghĩa là khi ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số và màu sắc không đổi.
Uran tự nhiên gồm 3 đồng vị chính là \({}^{238}U\) có khối lượng nguyên tử 238,0508u (chiếm 99,27%), \({}^{235}U\) có khối lượng nguyên tử 235,0439u (chiếm 0,72%), \({}^{234}U\) có khối lượng nguyên tử 234,0409u (chiếm 0,01). Khối lượng trung bình của nguyên tử ?
\(\Rightarrow \) Khối lượng trung bình của uran là:
\(m=\frac{99,27}{100}.238,0508u+\frac{0,72}{100}.235,0439u+\frac{0,01}{100}.234,0409u=238,0287u\).
Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, để giảm công suất hao phí trên đường dây truyền tải thì người ta thường sử dụng biện pháp nào sau đây?
Để giảm công suất hao phí trên đường dây truyền tải thì người ta sử dụng biện pháp tăng điện áp hiệu dụng ở nơi phát điện.
Một mạch điện xoay chiều được mắc nối tiếp gồm điện trở thuần \(R=15\Omega \), cuộn thuần cảm có cảm kháng \({{Z}_{L}}=25\Omega \) và tụ điện có dung kháng \({{Z}_{C}}=10\Omega \). Nếu dòng điện qua mạch có biểu thức \(i=2\sqrt{2}\cos \left( 100\pi t+\frac{\pi }{4} \right)(A)\) thì biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch là
Cách 1: Ta có \(\left\{ \begin{align} & {{Z}_{L}}=\omega L=25\left( \Omega \right) \\ & {{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=10\left( \Omega \right) \\ \end{align} \right.\)
Tổng trở của mạch: \(Z=\sqrt{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}}=\sqrt{{{15}^{2}}+{{\left( 25-10 \right)}^{2}}}=15\sqrt{2}\,\left( \Omega \right).\)
Độ lệch pha giữa u và i: \(\tan \varphi =\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R}=1\Rightarrow \varphi =\frac{\pi }{4}>0:\) u sớm pha hơn i là \(\frac{\pi }{4}\) .
\(\Rightarrow u={{I}_{o}}Z\cos \left( 100\pi t+\frac{\pi }{4}+\frac{\pi }{4} \right)=2\sqrt{2}.15\sqrt{2}\cos \left( 100\pi t+\frac{\pi }{2} \right)=60\cos \left( 100\pi t+\frac{\pi }{2} \right)\,\,\left( V \right)\)
Cách 2: Tổng trở: \(\overline{Z}=15+\left( 25-10 \right)i=15+15i.\)
- Chuyển máy về chế độ RAD: SHIFT → MODE → 4.
- Phép tính số phức: MODE 2 màn hình xuất hiện CMPLX.
- Nhập phép tính: \(u=i.\overline{Z}=\left( 2\sqrt{2}\angle \frac{\pi }{4} \right).\left( 15+15i \right).\)
- Bấm SHIFT → 2 → 3 → = để nhận kết quả.
Dùng proton có động năng 5,45 (MeV) bắn phá hạt nhân \(B{{e}^{9}}\) đứng yên tạo ra hai hạt nhân mới là hạt nhân \(L{{i}^{6}}\), hạt nhân X. Biết động năng của hạt nhân Li là 3,05 (MeV). Cho khối lượng của các hạt nhân: \({{m}_{Be}}=9,01219u;\,{{m}_{P}}=1,0073u;{{m}_{u}}=6,01513u;{{m}_{X}}=4,0015u;1u{{c}^{2}}=931(MeV)\). Tính động năng của hạt X.
Ta có:
\(\left\{ \begin{align} & \Delta E=\left( {{m}_{P}}+{{m}_{Be}}-{{m}_{Li}}-{{m}_{X}} \right){{c}^{2}}=2,66\,\left( MeV \right) \\ & =+{{\text{W}}_{X}}-\Rightarrow {{\text{W}}_{X}}={{\text{W}}_{P}}+\Delta E-{{\text{W}}_{Li}}=5,06\,\,(MeV) \\ \end{align} \right.\)
Một con lắc lò xo vật nặng 100g và một lò xo có độ cứng 40N/m. Tác dụng một ngoại lực điều hòa cưỡng bức với biên độ \({{F}_{o}}\) và tần số \({{f}_{1}}=3,5Hz\) thì biên độ dao động ổn định của hệ là \({{A}_{1}}\). Nếu giữ nguyên biên độ \({{F}_{o}}\) và tăng tần số ngoại lực lên đến giá trị \({{f}_{2}}=6Hz\) thì biên độ dao động ổn định của hệ là \({{A}_{2}}\). So sánh \({{A}_{1}}\) và \({{A}_{2}}\).
Tần số dao động riêng của con lắc lò xo: \({{f}_{o}}=\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{k}{m}}=\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{40}{0,1}}\approx 3,183\,\left( Hz \right)\)
Ta nhận thấy rằng \({{f}_{1}}\) gần \({{f}_{o}}\) hơn \({{f}_{2}}\) nên hiện tượng cộng hưởng xảy ra rõ ràng hơn, do đó \({{A}_{1}}>{{A}_{2}}.\)
Khi electron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử Hidro được tính theo công thức \({{E}_{n}}=-13,6/{{n}^{2}}\left( eV \right)\,(n=1,2,3,...)\). Khi electron trong nguyên tử Hidro chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 sang quỹ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử Hidro phát ra proton ứng với bức xạ có bước sóng bằng
Photon bức xạ ra khi electron chuyển từ mức n = 3 sang mức n = 2, có năng lượng thỏa mãn:
\(\begin{align} & \varepsilon ={{E}_{3}}-{{E}_{2}}\Leftrightarrow \frac{hc}{{{\lambda }_{32}}}=13,6\left( \frac{1}{4}-\frac{1}{9} \right).1,{{6.10}^{-19}}={{3.0222.10}^{-19}} \\ & \Rightarrow {{\lambda }_{32}}=\frac{hc}{{{3.0222.10}^{-19}}}=\frac{6,{{625.10}^{-34}}{{.3.10}^{8}}}{{{3.0222.10}^{-19}}}=0,{{6576.10}^{-6}}m=0,6576\mu m. \\ \end{align}\)
Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với phương trình\(x=8\cos (2\pi t)\,cm\). Chiều dài quỹ đạo dao động của chất điểm bằng
Chiều dài quỹ đạo: \(L=2A=2.8=16\left( cm \right).\)
Chọn câu sai khi nói về quang phổ hấp thụ.
Câu sai: Chất rắn không có khả năng cho quang phổ hấp thụ.
Một đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp. Biết \(R=50\Omega ,\) điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch U = 150V, hệ số công suất đoạn mạch \(\cos \varphi =0,8.\)Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch và công suất của đoạn mạch có giá trị
Cách 1: \(\cos \varphi =\frac{R}{Z}\Rightarrow Z=\frac{R}{\cos \varphi }=\frac{50}{0,8}=62,5\Omega .\)
\(I=\frac{U}{Z}=\frac{150}{62,5}=2,4A;\,P=UI\cos \varphi =150.2,4.0,8=288W.\)
Cách 2: \(P=\frac{{{U}^{2}}}{R}{{\cos }^{2}}\varphi =\frac{150}{50}{{\left( 0,8 \right)}^{2}}=288\left( \text{W} \right)P=UI\cos \varphi \Rightarrow I=\frac{P}{U\cos \varphi }=\frac{288}{150.0,8}=2,4A\).
Phương trình sóng có dạng
Phương trình sóng có dạng \(x=A\cos 2\pi \left( \frac{t}{T}-\frac{x}{\lambda } \right)\)
Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp theo đúng thứ tự gồm cuộn cảm thuần có cảm kháng \(14(\Omega )\), điện trở thuần \(R=8(\Omega ),\) tụ điện có dung kháng \(6\left( \Omega \right)\), biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 200 (V). Điện áp hiệu dụng trên đoạn RC là
Ta có: \({{U}_{RC}}=I.{{Z}_{RC}}=\frac{U\sqrt{{{R}^{2}}+Z_{C}^{2}}}{\sqrt{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}}}=125\sqrt{2}\,(V)\)
Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ \(\sqrt{2}\,\,cm\). Vật nhỏ của con lắc có khối lượng 100 g, lò xo có độ cứng 100 N/m. Khi vật nhỏ có vận tốc\(10\sqrt{10}\,\,cm/s\) thì gia tốc của nó có độ lớn là
Tần số góc: \(\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{100}{0,1}}=10\sqrt{10}\left( rad/s \right)\)
Ta có:
\(\frac{{{v}^{2}}}{{{\left( \omega A \right)}^{2}}}+\frac{{{a}^{2}}}{{{\left( {{\omega }^{2}}A \right)}^{2}}}=1\Rightarrow a={{\omega }^{2}}A\sqrt{1-\frac{{{v}^{2}}}{{{\left( \omega A \right)}^{2}}}}={{\left( 10\sqrt{10} \right)}^{2}}.\sqrt{2}{{.10}^{-2}}\sqrt{1-\frac{{{\left( 10\sqrt{10} \right)}^{2}}}{{{\left( 10\sqrt{10}.\sqrt{2} \right)}^{2}}}}=10\,\left( m/{{s}^{2}} \right)\)
Thân thể con người ở nhiệt độ \({{37}^{o}}C\) phát ra bức xạ nào trong các loại bức xạ sau?
Thân thể con người ở nhiệt độ \({{37}^{o}}C\) phát ra bức xạ hồng ngoại.
Một con lắc đơn, trong khoảng thời gian \(\Delta t=10\) phút nó thực hiện 299 dao động. Khi giảm độ dài của nó bớt 40cm, trong cùng khoảng thời gian \(\Delta t\) như trên, con lắc thực hiện 386 dao động. Gia tốc rơi tự do tại nơi thí nghiệm là
Ta có: \({{T}_{1}}=\frac{\Delta t}{N}=\frac{600}{299}=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}};\,{{T}_{2}}=\frac{\Delta t}{N}=\frac{600}{386}=2\pi \sqrt{\frac{l-0,4}{g}}\)
\(\Rightarrow T_{1}^{2}-T_{2}^{2}={{\left( \frac{600}{299} \right)}^{2}}-{{\left( \frac{600}{386} \right)}^{2}}=\frac{{{\left( 2\pi \right)}^{2}}.0,4}{g}\Rightarrow g=9,8\left( m/{{s}^{2}} \right)\)
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 1kg, lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m. Đặt giá đỡ B nằm ngang đỡ vật m để lò xo có chiều dài tự nhiên. Cho giá B chuyển động đi xuống dưới với gia tốc \(a=2m/{{s}^{2}}\)không vận tốc ban đầu. Chọn trục tọa độ có phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống dưới, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng của vật, gốc thời gian là lúc vật rời B. Phương trình dao động của vật là
Tần số góc của dao động \(\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=10\left( rad/s \right)\)
Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng \(\Delta {{l}_{o}}=\frac{mg}{k}=10cm\) .
Phương trình định luật II Niuton cho vật \(\overrightarrow{{{F}_{dh}}}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m\overrightarrow{a}\)
Tại vị trí vật rời khỏi giá đỡ thì \(\overrightarrow{N}=0\)
\(\Rightarrow {{F}_{dh}}=P-ma\Leftrightarrow \Delta l=\frac{m\left( g-a \right)}{k}=8cm\)
Tốc độ của vật tại vị trí này: \({{v}_{o}}=\sqrt{2as}=\sqrt{0,32\,}\,\,m/s.\)
Biên độ dao động \(A=\sqrt{{{\left( \Delta {{l}_{o}}-\Delta l \right)}^{2}}+{{\left( \frac{v}{\omega } \right)}^{2}}}=6cm\)
Tại \(t=0,x=-\left| \Delta {{l}_{o}}-\Delta l \right|=-2cm\) và \(v>0\Rightarrow {{\varphi }_{o}}=-1,91\,rad.\)
Vậy phương trình dao động của vật: \(x=6\cos \left( 10t-1,91 \right)\,cm.\)
Tại điểm S trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số\(f.\) Khi đó trên mặt nước hình thành hệ sóng tròn đồng tâm S. Tại hai điểm M, N nằm cách nhau 10cm trên đường thẳng đi qua S và ở cùng một phía so với S luôn dao động ngược pha với nhau. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 80cm/s và tần số của nguồn dao động thay đổi trong khoảng từ 38Hz đến 50Hz. Tần số dao động của nguồn là
Ta có: \(\Delta {{\varphi }_{MN}}=2\pi \frac{\Delta x}{\lambda }=\left( 2k+1 \right)\pi \) (M và N dao động ngược pha).
\(\lambda =\frac{v}{f}\to f=\left( 2k+1 \right)\frac{v}{2\Delta x}=\left( 2k+1 \right)\frac{\left( 80 \right)}{2\left( 10 \right)}=4\left( 2k+1 \right)\,Hz\)
Với \(38Hz<f<50Hz\) \(\to f=44Hz\) tương ứng với \(k=5.\)
Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 8cm dao động cùng pha. Ở mặt nước, có 21 đường dao động với biên độ cực đại, trên đường tròn tâm A bán kính 2,5cm có 13 phần tử sóng dao động với biên độ cực đại. Đường thẳng \(\left( \Delta \right)\) trên mặt nước song song với AB và cách đường thẳng AB một đoạn 5cm. Đường trung trực của AB trên mặt nước cắt đường \(\left( \Delta \right)\) tại M. Điểm N nằm trên đường \(\left( \Delta \right)\) dao động với biên độ cực tiểu gần M nhất và cách M một đoạn d. Giá trị của d gần nhất với giá trị nào sau đây?
Trên mặt nước có 21 dãy cực đại, như vậy nếu không tính trung trực của AB thì từ H đến A có 10 dãy cực đại.
Mặt khác, trên đường tròn tâm A bán kính 2,5 cm lại có 13 cực đại điều này chứng tỏ trong đường tròn chứa 6 cực đại (cắt đường tròn tại 12 điểm) và giao điểm giữa đường tròn và AB là một cực đại. Trên đoạn OC có các cực đại cách đều nhau nửa bước sóng. \(\Rightarrow OC=\frac{4\lambda }{2}=4-2,5\Rightarrow \lambda =0,75cm\) |
Để N gần M nhất thì N thuộc cực tiểu thứ nhất. Từ hình vẽ, ta có:
\(\left\{ \begin{align} & AN-BN=0,5\lambda =0,375 \\ & A{{N}^{2}}={{5}^{2}}+{{x}^{2}} \\ & B{{N}^{2}}={{5}^{2}}+{{\left( 8-x \right)}^{2}} \\ \end{align} \right.\)
\(\Rightarrow \sqrt{{{5}^{2}}+{{x}^{2}}}-\sqrt{{{5}^{2}}+{{\left( 8-x \right)}^{2}}}=0,375\Rightarrow x=4,3cm\)
Vậy \(MN=AH=x=4,3-4=0,3cm\).
Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe \({{S}_{1}}{{S}_{2}}\) là 0,4mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát bằng 3m. Nguồn sáng đặt trong không khí có bước sóng trong khoảng 380 nm đến 760 nm. M là một điểm trên màn, cách vân trung tâm 27mm. Giá trị trung bình của các bước sóng cho vân sáng tại M trên màn gần nhất với giá trị nào sau đây?
Ta có: Vị trí của vân sáng \({{x}_{M}}=k\frac{D\lambda }{a}\to \lambda =\frac{a{{x}_{M}}}{kD}=\frac{0,{{4.10}^{-3}}{{.27.10}^{-3}}}{3k}=\frac{3,6}{k}\mu m.\)
\(\to \) Lập bảng, với khoảng giá trị của bước sóng, ta tìm được các bức xạ cho vân sáng là
\({{\lambda }_{1}}=0,72\mu m,\,{{\lambda }_{2}}=0,6\mu m,{{\lambda }_{3}}=0,5142\mu m,{{\lambda }_{4}}=0,45\mu m,\,{{\lambda }_{5}}=0,4\mu m.\)
\(\to \) Giá trị trung bình \(\overline{\lambda }=0,53684\mu m.\)
Đặt điện áp \(u=200\cos \omega t\,\,(V)\,\,(\omega \) thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C, với \(C{{R}^{2}}<2L\). Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm lần lượt là \({{U}_{C}},{{U}_{L}}\) phụ thuộc vào \(\omega \), chúng được biểu diễn bằng các đồ thị như hình vẽ bên, tương ứng với các đường \({{U}_{C}},{{U}_{L}}\). Giá trị của \({{U}_{M}}\) trong đồ thị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Giao điểm của \({{U}_{L}},{{U}_{C}}\) và \({{U}_{R}}\) là điểm đặc biệt:
Ta có: \({{U}_{L}}={{U}_{C}}={{U}_{R\max }}=U\) thì \(\frac{1}{n}=1-\frac{C{{R}^{2}}}{2L}=1-\frac{U_{R}^{2}}{2{{U}_{L}}{{U}_{C}}}=1-\frac{1}{2}=\frac{1}{2}\Rightarrow n=2\)
\({{U}_{M}}=U_{C}^{\max }=U_{L}^{\max }=\frac{U}{\sqrt{1-{{n}^{2}}}}=\frac{100\sqrt{2}}{\sqrt{1-\frac{1}{4}}}=163,2993\,(V)\)