Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý - Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý
-
Hocon247
-
40 câu hỏi
-
90 phút
-
56 lượt thi
-
Trung bình
Tham gia [ Hs Hocon247.com ] - Cộng Đồng Luyện Thi Trực Tuyến để được học tập những kiến thức bổ ích từ HocOn247.com
Khi từ thông qua một mạch kín biến thiên thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có độ lớn được xác định theo công thức
Suất điện động trong mạch kín có độ lớn: \({e_c} = \left| {\frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}} \right|\)
Điều kiện để hai sóng cơ khi gặp nhau giao thoa được với nhau là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động
Điều kiện để hai sóng cơ khi gặp nhau giao thoa được với nhau là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động cùng tần số, cùng phương và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.
Trong thí nghiệm giao thoa sóng ở mặt nước, hai nguồn kết hợp dao động cùng pha theo phương thẳng đứng phát ra hai sóng có bước sóng \(\lambda \). Cực đại giao thoa tại các điểm có hiệu đường đi Δd của hai sóng từ nguồn truyền tới đó thỏa mãn điều kiện
Cực đại giao thoa tại các điểm có hiệu đường đi Δd của hai sóng từ nguồn truyền tới đó thỏa mãn điều kiện: \(\Delta d = k\lambda ;{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} k = 0, \pm 1, \pm 2,...\)
Trên hình vẽ, xy là trục chính và O là quang tâm của một thấu kính, S là một nguồn sáng điểm và S là ảnh của S qua thấu kính. Xác định tính chất của ảnh và loại thấu kính?
Từ hình vẽ ta thấy:
+ So với quang tâm O, S’ nằm cùng phía với S ⇒ ảnh ảo.
+ ảnh ảo S’ nằm gần quang tâm O hơn S ⇒ TKPK
⇒ Ảnh ảo – thấu kính phân kì.
Một con lắc đơn có chiều dài dây treo là l, dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường là g. Chu kì dao động của con lắc là:
Chu kì dao động của con lắc đơn: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}} \)
Đối với vật dao động điều hoà, tập hợp ba đại lượng nào sau đây không thay đổi theo thời gian?
Đối với vật dao động điều hòa, tập hợp ba đại lượng không thay đổi theo thời gian là: chu kì, biên độ, cơ năng.
Một vật dao động điều hòa theo phương trình \(x = 10\cos \left( {15\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)\left( {cm} \right)\). Mốc thời gian được chọn lúc vật có li độ
Ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {x = 10\cos \left( {15\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)\left( {cm} \right)}\\ {v = x' = - 150\pi .\sin \left( {15\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)\left( {cm/s} \right)} \end{array}} \right.\)
Thay t = 0 vào phương trình của x và v ta được:
+ \(x = 10\cos \left( {15\pi .0 + \frac{\pi }{3}} \right) = 5\left( {cm} \right)\)
+ \(v = - 150\pi .\sin \left( {15\pi .0 + \frac{\pi }{3}} \right) = - 75\pi \sqrt 3 < 0\)
⇒ Vật chuyển động theo chiều âm.
Một sóng cơ lan truyền với tốc độ v = 20m/s, có bước sóng \(\lambda = 0,4m\). Chu kì dao động của sóng là
Chu kì dao động của sóng là: \(T = \frac{\lambda }{v} = \frac{{0,4}}{{20}} = 0,02s\)
Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều là dựa trên hiện tượng
Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều là dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Hai điện tích điểm \({q_1}\) và \({q_2}\) đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi là ε thì tương tác với nhau bằng một lực có độ lớn:
Hai điện tích điểm \({q_1}\) và \({q_2}\) đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi là ε thì tương tác với nhau bằng một lực có độ lớn: \(F = k.\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{\varepsilon {r^2}}}\)
Điều kiện để có sóng dừng trên dây có hai đầu cố định là chiều dài l của dây phải thỏa mãn:
Điều kiện có sóng dừng trên dây hai đầu cố định: \(l = \frac{{k\lambda }}{2}\)
Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, công suất điện hao phí trên đường dây tải điện
Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng đi xa được xác định bởi công thức:
\({P_{hp}} = \frac{{{P^2}R}}{{{U^2}.{{\cos }^2}\varphi }} = \frac{{{P^2}}}{{{U^2}.{{\cos }^2}\varphi }}.\frac{{\rho l}}{S} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{P_{hp}}~~\frac{1}{{{U^2}}}}\\ {{P_{hp}}~~\frac{1}{S}}\\ {{P_{hp}}~~{P^2}}\\ {{P_{hp}}~\frac{1}{{{{\cos }^2}\varphi }}} \end{array}} \right.\)
Đặt điện áp \(u = {U_0}\cos \omega t\) vào hai đầu đoạn mạch có RLC mắc nối tiếp. Điều chỉnh để \(\omega = {\omega _0}\) thì trong mạch có cộng hưởng điện, \({\omega _0}\) được tính theo công thức
Để trong mạch có cộng hưởng điện: \({Z_L} = {Z_C} \Leftrightarrow \omega L = \frac{1}{{\omega C}} \Rightarrow \omega = \frac{1}{{\sqrt {LC} }}\)
Một vật dao động điều hoà theo phương trình \(x = 4\cos \left( {5\pi t + \pi } \right)\left( {cm} \right)\). Biên độ dao động của vật
Phương trình dao động: \(x = 4\cos \left( {5\pi t + \pi } \right)\left( {cm} \right)\)
⇒ Biên độ dao động: \(A = 4cm\)
Tốc độ truyền sóng cơ học tăng dần trong các môi trường
Tốc độ truyền sóng cơ học tăng dần trong các môi trường: khí, lỏng, rắn.
Khi dòng điện chạy qua đoạn mạch ngoài nối giữa hai cực của nguồn điện thì các hạt mang điện chuyển động có hướng dưới tác dụng của
Khi dòng điện chạy qua đoạn mạch ngoài nối giữa hai cực của nguồn điện thì các hạt mang điện chuyển động có hướng dưới tác dụng của lực điện trường.
Đặt điện áp xoay chiều \(u = 100\sqrt 2 \cos 100\pi t\left( V \right)\) vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(L = \frac{1}{\pi }H\). Cảm kháng của cuộn cảm là
Cảm kháng của cuộn cảm là: \({Z_L} = \omega L = 100\pi .\frac{1}{\pi } = 100\Omega \)
Máy biến áp là thiết bị dùng để
Máy biến áp là thiết bị dùng để biến đổi điện áp xoay chiều.
Một con lắc lò xo có độ cứng k = 40N/m, khối lượng m = 100g dao động điều hòa. Chu kì dao động của con lắc lò xo là:
Chu kì dao động của con lắc lò xo là: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} = 2\pi .\sqrt {\frac{{0,1}}{{40}}} = \frac{\pi }{{10}}s\)
Âm sắc là đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với
Âm sắc là đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với đồ thị dao động âm.
Khi điện áp giữa hai cực của một vôn kế nhiệt là \(u = 100\sqrt 2 .\cos 100\pi t{\mkern 1mu} \left( V \right)\) thì số chỉ của vôn kế này là:
Điện áp hiệu dụng: \(U = \frac{{{U_0}}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{100\sqrt 2 }}{{\sqrt 2 }} = 100V\)
⇒ Số chỉ của vôn kế này là 100V.
Trong một mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện trong mạch sẽ:
Trong mạch điện xoay chiểu chỉ chứa tụ điện thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch trễ pha trễ pha \(\frac{\pi }{2}\) so với cường độ dòng điện trong mạch.
Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động
Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động với tần số bằng tần số dao động riêng.
Đặt điện áp \(u = {U_0}\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)\) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L mắc nối tiếp. Hệ số công suất của đoạn mạch là
Đoạn mạch gồm RL nối tiếp có hệ số công suất của đoạn mạch là: \(\cos \varphi = \frac{R}{Z} = \frac{R}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {\omega L} \right)}^2}} }}\)
Một máy biến áp lí tưởng, cuộn sơ cấp có 1000 vòng dây, cuộn thứ cấp có 1500 vòng dây. Mắc cuộn sơ cấp vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V. Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là
Ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{N_1} = 1000}\\ {{N_2} = 1500}\\ {{U_1} = 220V} \end{array}} \right.\)
Áp dụng công thức máy biến áp ta có: \(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} \Rightarrow {U_2} = \frac{{{N_2}}}{{{N_1}}}.{U_1} = \frac{{1500}}{{1000}}.220 = 330V\)
Đặt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp một điện áp xoay chiều \(u = 200\sqrt 2 \cos \left( {100\pi - \frac{\pi }{3}} \right)\left( V \right)\), cường độ dòng điện qua đoạn mạch là \(i = \sqrt 2 \cos 100\pi t\left( A \right)\). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng:
\(P = U.I.\cos \varphi = 200.1.\cos \left[ {\left( { - \frac{\pi }{3}} \right) - 0} \right] = 100W\)
Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng. Biết khoảng cách ngắn nhất giữa một nút sóng và vị trí cân bằng của một bụng sóng là 0,25m. Sóng truyền trên dây với bước sóng là
Khoảng cách ngắn nhất giữa một nút sóng và vị trí cân bằng của một bụng sóng là:
\(\frac{\lambda }{2} = 0,25m \Rightarrow \lambda = 2.0,25 = 0,5m\)
Một nguồn điện có suất điện động là 6V và điện trở trong là 1Ω được mắc với mạch ngoài có điện trở \(R = 2\Omega \) để tạo thành mạch kín. Hiệu điện thế ở hai đầu mạch ngoài là
Cường độ dòng điện chạy trong mạch: \(I = \frac{\xi }{{r + {R_N}}} = \frac{6}{{1 + 2}} = 2A\)
Hiệu điện thế ở hai đầu mạch ngoài: \(U = \xi - I.r = 6 - 2.1 = 4V\)
Cho dòng điện không đổi I = 1A chạy trong dây dẫn thẳng dài đặt trong chân không. Cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn 10cm có độ lớn là:
Ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{I = 1A}\\
{r = 10cm = 0,1m}
\end{array}} \right.\)
Cảm ứng từ tại điểm M có độ lớn là: \({B_M} = {2.10^{ - 7}}.\frac{I}{r} = {2.10^{ - 7}}.\frac{1}{{0,1}} = {2.10^{ - 6}}T\)
Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính trước một thấu kính cho ảnh ảo \({A_1}{B_1}\) cao gấp 3 lần vật. Dịch vật dọc theo trục chính 5cm ta thu được ảnh ảo \({A_2}{B_2}\) cao gấp 2 lần vật. Tiêu cự của thấu kính là
Ảnh là ảnh ảo nên ảnh và vật cùng chiều \( \Rightarrow k > 0\)
+ Ban đầu: \({k_1} = - \frac{{{d_1}^\prime }}{{{d_1}}} = 3 \Rightarrow {d_1}^\prime = - 3{d_1}\)
\( \Rightarrow \frac{1}{f} = \frac{1}{{{d_1}}} + \frac{1}{{{d_1}^\prime }} = \frac{1}{{{d_1}}} + \frac{1}{{ - 3{d_1}}} = \frac{2}{{3{d_1}}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( 1 \right)\)
+ Sau khi dịch chuyển vật: \({k_2} = - \frac{{{d_2}^\prime }}{{{d_2}}} = 2 \Rightarrow {d_2}^\prime = - 2{d_2}\)
\( \Rightarrow \frac{1}{f} = \frac{1}{{{d_2}}} + \frac{1}{{{d_2}^\prime }} = \frac{1}{{{d_2}}} + \frac{1}{{ - 2{d_2}}} = \frac{1}{{2{d_2}}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( 2 \right)\)
+ Từ (1) và (2) ta có: \(\frac{2}{{3{d_1}}} = \frac{1}{{2{d_2}}} \Leftrightarrow 3{d_1} - 4{d_2} = 0{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( 3 \right)\)
+ Khi dịch vật dọc theo trục chính 5cm ta thu được ảnh ảo \({A_2}{B_2} < {A_1}{B_1}\)
⇒ vật được dịch lại gần thấu kính
\( \Rightarrow {d_2} = {d_1} - 5 \Rightarrow {d_1} - {d_2} = 5cm{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( 4 \right)\)
+ Từ (3) và (4) \( \Rightarrow {d_1} = 20cm\)
Thay vào (1) ta có: \(\frac{1}{f} = \frac{2}{{3{d_1}}} = \frac{2}{{3.20}} = \frac{1}{{30}} \Rightarrow f = 30cm\)
Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình \(x = 4\cos \left( {5t} \right)\) (x đo bằng cm, t đo bằng s). Tốc độ cực đại mà chất điểm đạt được trong quá trình dao động là
Tốc độ mà chất điểm đạt được trong quá trình dao động là: \({v_{\max }} = \omega A = 5.4 = 20cm/s\)
Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc 10rad/s. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng của vật. Biết rằng khi động năng và thế năng bằng nhau thì vận tốc của vật có độ lớn bằng \(0,6\sqrt 2 m/s\). Biên độ dao động của con lắc là
Khi động năng và thế năng bằng nhau: \({W_d} = {W_t} \Rightarrow W = 2.{W_d}\)
\( \Leftrightarrow 2.\frac{1}{2}m{v^2} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2} \Rightarrow {A^2} = \frac{{2{v^2}}}{{{\omega ^2}}}\)
\( \Rightarrow A = \frac{{\sqrt 2 v}}{\omega } = \frac{{\sqrt 2 .0,6\sqrt 2 }}{{10}} = 0,12m = 12cm\)
Một vật dao động điều hoà, tại một thời điểm vật có động năng bằng 1/3 thế năng và động năng đang giảm dần thì 0,5s ngay sau đó động năng lại gấp 3 lần thế năng. Tại thời điểm \({t_2} = {t_1} + \Delta t\) thì động năng của vật có giá trị cực đại. Giá trị nhỏ nhất của \(\Delta t\) là
+ Khi \({W_d} = \frac{1}{3}{W_t} \Rightarrow W = \frac{4}{3}{W_t}\)
\( \Leftrightarrow \frac{4}{3}m{\omega ^2}{x^2} = m{\omega ^2}{A^2} \Rightarrow x = \pm \frac{{A\sqrt 3 }}{2}\)
Động năng đang giảm dần, tức là vật đang di chuyển về vị trí biên.
\( \Rightarrow x = \frac{{A\sqrt 3 }}{2}\) theo chiều dương hoặc \(x = - \frac{{A\sqrt 3 }}{2}\) theo chiều âm.
+ Khi \({W_d} = 3{W_t} \Rightarrow W = 4{W_t}\)
\( \Leftrightarrow 4m{\omega ^2}{x^2} = m{\omega ^2}{A^2} \Rightarrow x = \pm \frac{A}{2}\)
Biểu diễn trên VTLG hai vị trị trên như hình vẽ:
Từ VTLG ta xác định được: \(0,5s = \frac{\pi }{2}.\frac{T}{{2\pi }} = \frac{T}{4} \Rightarrow T = 2s\)
Thời gian vật có động năng cực đại từ thời điểm \({t_1}\) là: \(\Delta t = \alpha .\frac{T}{{2\pi }} = \left( {\frac{\pi }{2} + \frac{\pi }{6}} \right).\frac{2}{{2\pi }} = \frac{2}{3}s\)
Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A và B dao động cùng pha, cùng tần số f (6Hz đến 12Hz). Tốc độ truyền sóng là 20cm/s. Biết rằng các phần tử mặt nước ở cách A là 13cm và cách B là 17cm dao động với biên độ cực tiểu. Giá trị của tần số f là
Phần tử mặt nước tại A dao động với biên độ cực tiểu nên:
\({d_2} - {d_1} = \left( {k + \frac{1}{2}} \right)\lambda = \left( {k + \frac{1}{2}} \right).\frac{v}{f}\)
\( \Leftrightarrow f = \frac{{\left( {k + \frac{1}{2}} \right).v}}{{{d_2} - {d_1}}} = \frac{{\left( {k + \frac{1}{2}} \right).20}}{{17 - 13}} = 5.\left( {k + \frac{1}{2}} \right)\)
Do \(6Hz \le f \le 12Hz \Leftrightarrow 6 \le 5.\left( {k + \frac{1}{2}} \right) \le 12\)
\( \Leftrightarrow 0,7 \le k \le 1,9 \Rightarrow k = 1\)
\( \Rightarrow f = 5.\left( {1 + \frac{1}{2}} \right) = 7,5Hz\)
Cho mạch điện như hình vẽ. Biết \(L = \frac{1}{\pi }\left( H \right),C = \frac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{\pi }\left( F \right),{u_{AB}} = 200\cos 100\pi t\left( V \right)\). R phải có giá trị bằng bao nhiêu để công suất tỏa nhiệt trên R là lớn nhất? Tính công suất lớn nhất đó?
Dung kháng và cảm kháng: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{Z_L} = \omega L = 100\pi .\frac{1}{\pi } = 100\Omega }\\ {{Z_C} = \frac{1}{{\omega C}} = \frac{1}{{100\pi .\frac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{\pi }}} = 50\Omega } \end{array}} \right.\)
Điện áp hiệu dụng: \(U = \frac{{{U_0}}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{200}}{{\sqrt 2 }} = 100\sqrt 2 V\)
Công suất tỏa nhiệt trên R: \({P_R} = {I^2}R = \frac{{{U^2}R}}{{{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}} = \frac{{{U^2}}}{{R + \frac{{{{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}{R}}}\)
Để \({P_{R\max }} \Leftrightarrow {\left[ {R + \frac{{{{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}{R}} \right]_{\min }}\)
Áp dụng BĐT Cosi ta có:
\(R + \frac{{{{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}{R} \ge 2.\sqrt {R.\frac{{{{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}{R}} = 2.\left| {{Z_L} - {Z_C}} \right|\)
\( \Rightarrow {\left( {R + \frac{{{{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}{R}} \right)_{\min }} = 2.\left| {{Z_L} - {Z_C}} \right|\)
\( \Rightarrow {P_{\max }} = \frac{{{U^2}}}{{2.\left| {{Z_L} - {Z_C}} \right|}} = \frac{{{{\left( {100\sqrt 2 } \right)}^2}}}{{2.\left| {100 - 50} \right|}} = 200W\)
Dấu “=” xảy ra khi: \(R = \frac{{{{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}{R} \Rightarrow R = \left| {{Z_L} - {Z_C}} \right| = \left| {100 - 50} \right| = 50\Omega \)
Đặt một điện áp \(u = {U_0}\cos \omega t\left( V \right)\), trong đó \({U_0}\) không đổi nhưng ω thay đổi được, vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(L = \frac{{\sqrt 3 }}{{4\pi }}H\) và tụ điện C mắc nối tiếp. Khi \(\omega = {\omega _1}\) hoặc \(\omega = {\omega _2}\) thì hệ số công suất trong mạch điện bằng nhau và bằng 0,5. Biết \({\omega _1} - {\omega _2} = 200\pi {\mkern 1mu} \left( {rad/s} \right)\). Giá trị của R bằng
Công suất tiêu thụ của mạch: \(P = \frac{{{U^2}R}}{{{Z^2}}} = \frac{{{U^2}R}}{{{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}\)
\({P_{\max }} \Leftrightarrow {\left[ {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} \right]_{\min }}\)
\( \Leftrightarrow {Z_L} = {Z_C} \Leftrightarrow {\omega _0}L = \frac{1}{{{\omega _0}C}} \Rightarrow \omega _0^2 = \frac{1}{{LC}}\)
Với hai giá trị của tần số góc cho cùng hệ số công suất, ta có: \({\omega _1}{\omega _2} = \omega _0^2\)
Mặt khác: \(\cos {\varphi _1} = \frac{R}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{\omega _1}L - \frac{1}{{{\omega _1}C}}} \right)}^2}} }}\)
\(\cos {\varphi _1} = \frac{R}{{\sqrt {{R^2} + \left( {\omega _1^2{L^2} - 2.\frac{L}{C} + \frac{1}{{\omega _1^2{C^2}}}} \right)} }}\)
\({\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} = \frac{R}{{\sqrt {{R^2} + \left( {\omega _1^2{L^2} - 2{L^2}.\frac{1}{{LC}} + \frac{{{L^2}}}{{\omega _1^2}}.\frac{1}{{{L^2}{C^2}}}} \right)} }}\)
\(\cos {\varphi _1} = \frac{R}{{\sqrt {{R^2} + \left( {\omega _1^2{L^2} - 2{L^2}.\omega _0^2 + \frac{{{L^2}}}{{\omega _1^2}}.\omega _0^4} \right)} }}\)
\({\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} = \frac{R}{{\sqrt {{R^2} + {L^2}.\left( {\omega _1^2 - 2.\omega _0^2 + \frac{{\omega _0^4}}{{\omega _1^2}}} \right)} }}\)
\({\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} = \frac{R}{{\sqrt {{R^2} + {L^2}.{{\left( {{\omega _1} - \frac{{\omega _0^2}}{{{\omega _1}}}} \right)}^2}} }}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} = \frac{R}{{\sqrt {{R^2} + {L^2}.{{\left( {{\omega _1} - {\omega _2}} \right)}^2}} }}\)
Theo bài ra ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{\cos {\varphi _1} = 0,5}\\
{{\omega _1} - {\omega _2} = 200\pi {\mkern 1mu} \left( {rad/s} \right)}\\
{L = \frac{{\sqrt 3 }}{{4\pi }}H}
\end{array}} \right.\)
\( \Rightarrow \cos {\varphi _1} = \frac{R}{{\sqrt {{R^2} + {L^2}.{{\left( {{\omega _1} - {\omega _2}} \right)}^2}} }} = 0,5\)
\( \Leftrightarrow \frac{{{R^2}}}{{{R^2} + {{\left( {\frac{{\sqrt 3 }}{{4\pi }}} \right)}^2}.{{\left( {200\pi } \right)}^2}}} = \frac{1}{4} \Leftrightarrow \frac{{{R^2}}}{{{R^2} + 7500}} = \frac{1}{4} \Rightarrow R = 50\Omega \)
Cho một sợi dây đang có sóng dừng với tần số góc \(\omega = 20rad/s\). Trên dây A là một nút sóng, điểm B là bụng sóng gần A nhất, điểm C giữa A và B. Khi sợi dây duỗi thẳng thì khoảng cách \(AB = 9cm\) và AB = 3.AC. Khi sợi dây biến dạng nhiều nhất thì khoảng cách giữa A và C là 5cm. Tốc độ dao động của điểm B khi nó qua vị trí có li độ bằng biên độ của điểm C là
Bước sóng: \(\lambda = 4.AB = 4.9 = 36cm\)
Khi sợi dây duỗi thẳng: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{AB = 9cm}\\
{AB = 3.AC}
\end{array}} \right. \Rightarrow AC = \frac{{AB}}{3} = 3cm\)
Biên độ dao động của điểm C: \({A_C} = {A_B}.\sin \left| {\frac{{2\pi .AC}}{\lambda }} \right| = {A_B}.\sin \left| {\frac{{2\pi .3}}{{36}}} \right| = \frac{{{A_B}}}{2}\)
Khi sợi dây biến dạng nhiều nhất, điểm C đang ở biên, khi đó ta có:
\({A_C} = \sqrt {{5^2} - {3^2}} = 4cm\)
\( \Rightarrow {A_B} = 2.{A_C} = 2.4 = 8cm\)
Công thức tính tốc độ: \({v_B} = \omega \sqrt {A_B^2 - x_B^2} \)
Khi B đi qua vị trí có li độ bằng biên độ của điểm C thì \({x_B} = {A_C} = 4cm\) và có tốc độ là:
\({v_B} = 20\sqrt {{8^2} - {4^2}} = 80\sqrt 3 cm/s\)
Hai chất điểm cùng khối lượng, dao động dọc theo hai đường thẳng song song kề nhau và song song với trục tọa độ Ox, có phương trình lần lượt là \({x_1} = {A_1}.\cos \left( {\omega t + {\varphi _1}} \right)\) và \({x_2} = {A_2}.\cos \left( {\omega t + {\varphi _2}} \right)\). Gọi d là khoảng cách lớn nhất giữa hai chất điểm theo phương Ox. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của d theo \({A_1}\) (với \({A_2},{\varphi _1},{\varphi _2}\) là các giá trị xác định). Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng. Nếu \({W_1}\) là tổng cơ năng của hai chất điểm ở giá trị \({a_1}\) và \({W_2}\) là tổng cơ năng của hai chất điểm ở giá trị \({a_2}\) thì tỉ số \(\frac{{{W_1}}}{{{W_2}}}\) gần nhất với kết quả nào sau đây?
+ Ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{x_1} = {A_1}.\cos \left( {\omega t + {\varphi _1}} \right)}\\ {{x_2} = {A_2}.\cos \left( {\omega t + {\varphi _2}} \right)} \end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{x_1} = {A_1}.\cos \left( {\omega t + {\varphi _1}} \right)}\\ { - {x_2} = {A_2}.\cos \left( {\omega t + {\varphi _2} + \pi } \right)} \end{array}} \right.\)
+ Khoảng cách giữa hai chất điểm theo phương Ox: \(\Delta d = \left| {{x_1} - {x_2}} \right| = \left| {{x_1} + \left( { - {x_2}} \right)} \right| = d.\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)\)
Với: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {\Delta \varphi = {\varphi _1} - \left( {{\varphi _2} + \pi } \right)}\\ {d = \sqrt {A_1^2 + A_2^2 + 2{A_1}{A_2}.\cos \Delta \varphi } } \end{array}} \right.\)
+ Khi \({A_1} = 0 \Rightarrow d = 12cm\)
\( \Leftrightarrow \sqrt {{0^2} + A_2^2 + 2.0.{A_2}.\cos \Delta \varphi } = 12cm \Rightarrow {A_2} = 12cm\)
+ Lại có: \({d^2} = A_1^2 + A_2^2 + 2{A_1}{A_2}.\cos \Delta \varphi \)
\( \Rightarrow {d^2} = {\left( {{A_1} + {A_2}.\cos \Delta \varphi } \right)^2} + A_2^2\left( {1 - {{\cos }^2}\Delta \varphi } \right)\)
\( \Rightarrow {d_{\min }} \Leftrightarrow {A_1} + {A_2}.\cos \Delta \varphi = 0 \Rightarrow \cos \Delta \varphi = - \frac{{{A_1}}}{{{A_2}}}\)
Mà \({d_{\min }} \Leftrightarrow {A_1} = 9cm \Rightarrow \cos \Delta \varphi = - \frac{9}{{12}} = - \frac{3}{4}\)
+ Khi \(d = 10cm\) ta có:
\({d^2} = A_1^2 + A_2^2 + 2{A_1}{A_2}.\cos \Delta \varphi \Leftrightarrow {10^2} = A_1^2 + {12^2} + 2{A_1}.12.\left( { - \frac{3}{4}} \right)\)
\( \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}} {{A_1} = 2,92cm = {a_1}}\\ {{A_1} = 15,08cm = {a_2}} \end{array}} \right.\)
Tỉ số cơ năng:
\({\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \frac{{{W_1}}}{{{W_2}}} = \frac{{\frac{1}{2}m{\omega ^2}a_1^2 + \frac{1}{2}m{\omega ^2}A_2^2}}{{\frac{1}{2}m{\omega ^2}a_2^2 + \frac{1}{2}m{\omega ^2}A_2^2}} = \frac{{a_1^2 + A_2^2}}{{a_2^2 + A_2^2}} = \frac{{15,{{08}^2} + {{12}^2}}}{{2,{{92}^2} + {{12}^2}}} = 0,4\)
Hai con lắc đơn giống hệt nhau mà các vật nhỏ mang điện tích như nhau, được treo ở cùng một nơi trên mặt đất. Trong mỗi vùng không gian chứa mỗi con lắc có một điện trường đều. Hai điện trường này có cùng cường độ nhưng các đường sức vuông góc với nhau. Giữ hai con lắc ở vị trí các dây treo có phương thẳng đứng rồi thả nhẹ thì chúng dao động điều hòa trong cùng một mặt phẳng với cùng biên độ góc \({8^0}\) và chu kỳ tương ứng là \({T_1}\) và \({T_2} = {T_1} + 0,25s\). Giá trị của \({T_1}\) là:
Gọi \({g_1}\) và \({g_2}\) là gia tốc của hai con lắc khi chịu tác dụng của ngoại lực.
Gọi \({a_1}\) và \({a_2}\) là gia tốc do lực điện tác dụng lên con lắc 1 và 2 (\({a_1} = {a_2}\) vì hai con lắc giống nhau đặt trong cùng điện trường đều): \({a_1} = {a_2} = \frac{{\left| q \right|E}}{m}\)
Hai con lắc cùng biên độ nên \(\overrightarrow {{g_1}} \uparrow \uparrow \overrightarrow {{g_2}} \)
Có \({T_2} > {T_1} \Rightarrow {g_2} < {g_1}\)
Xét tam giác ABC có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{q_1} = {q_2}}\\
{\overrightarrow {{a_1}} \bot \overrightarrow {{a_2}} }
\end{array}} \right. \Rightarrow \Delta ABC\) vuông cân.
Tam giác OAC có: \(\widehat {OBA} = {37^0} \Rightarrow \frac{{{g_2}}}{{\sin 37}} = \frac{{{a_2}}}{{\sin 8}}\,\,\,\left( 1 \right)\)
Tam giác OAC có: \(\frac{{{g_1}}}{{\sin 127}} = \frac{{{a_1}}}{{\sin 8}}\,\,\left( 2 \right)\)
Từ (1) và (2) suy ra: \(\frac{{{g_1}}}{{\sin 127}} = \frac{{{g_2}}}{{\sin 37}} \Rightarrow \frac{{{g_1}}}{{{g_2}}} = \frac{{\sin 127}}{{\sin 37}}\)
Mà: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{\frac{{{T_1}}}{{{T_2}}} = \sqrt {\frac{{{g_1}}}{{{g_2}}}} = \sqrt {\frac{{\sin 127}}{{\sin 37}}} }\\
{{T_2} = {T_1} + 0,25}
\end{array}} \right.\)
\( \Rightarrow {T_2} = {T_1}.\sin \sqrt {\frac{{\sin 127}}{{\sin 37}}} \)
\( \Rightarrow {T_1}\sin \sqrt {\frac{{\sin 127}}{{\sin 37}}} = {T_1} + 0,25 \Rightarrow {T_1} = 1,645s\)
Cho mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, trong đó R và L không đổi, còn C có thể thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 150V và tần số không đổi. Điều chỉnh giá trị C thì dung kháng \({Z_C}\) của tụ điện và tổng trở Z của mạch biến đổi theo C như hình vẽ bên. Khi dung kháng của tụ điện \({Z_C} = {Z_{C1}}\) (xem hình vẽ) thì hệ số công suất của đoạn mạch RL bằng
Công thức tính tổng trở: \(Z = \sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} \)
Tại \({Z_{C1}} \Rightarrow {Z_{\min }} \Leftrightarrow {Z_L} = {Z_{C1}} \Rightarrow {Z_{\min }} = R\)
Từ đồ thị ta thấy \({Z_{\min }} = 120\Omega \Rightarrow R = 120\Omega \)
+ Từ đồ thị ta có: \(Z = {Z_C} = 125\Omega \)
\( \Rightarrow 125 = \sqrt {{{120}^2} + {{\left( {{Z_L} - 125} \right)}^2}} \Leftrightarrow {125^2} = {120^2} + {\left( {{Z_L} - 125} \right)^2}\)
\( \Leftrightarrow {Z_L} - 125 = \pm 35 \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}} {{Z_L} = 160\Omega = {Z_{C1}}}\\ {{Z_L} = 90\Omega {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {loai} \right)} \end{array}} \right.\)
Hệ số công suất của đoạn mạch RL: \(\cos {\varphi _{RL}} = \frac{{120}}{{\sqrt {{{120}^2} + {{160}^2}} }} = 0,6\)