Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý - Trường THPT Tôn Đức Thắng
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý
-
Hocon247
-
40 câu hỏi
-
90 phút
-
58 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
Một chất điểm M có khối ượng m = 20g dao động điều hòa, một phần đồ thị của lực kéo về theo thời gian có dạng như hình vẽ, lấy \({{\pi }^{2}}\approx 10\). Dựa vào đồ thị suy ra phương trình dao động của chất điểm là
\(\cos \Delta \varphi =\frac{F}{{{F}_{0}}}=\frac{2\sqrt{2}}{4}\Rightarrow \Delta \varphi =\frac{\pi }{4}\Rightarrow \omega =\frac{\Delta \varphi }{t}=2\pi rad/s;\varphi =-\left( \pi -\Delta \varphi \right)=-\frac{3\pi }{4};A=\frac{{{F}_{0}}}{m{{\omega }^{2}}}=5cm\)
Một chất điểm tham gia đồng thời hai dao động điều hòa, cùng phương, cùng tần số với các biên độ là \(6 \mathrm{~cm}\) và \(4 \mathrm{~cm}\). Tại thời điểm t, các dao động có li độ lần lượt là \(\mathrm{x}_{1}\) và \(\mathrm{x}_{2}\). Biết rằng giá trị cực đại của \(\mathrm{x}_{1} \mathrm{x}_{2}\) là D, giá trị cực tiểu của \(\mathrm{x}_{1} \mathrm{x}_{2}\) là \(\frac{-\mathrm{D}}{3}\). Biên độ dao động của vật gần nhất với giá trị nào sau đây?
Phương trình dao động điều hòa
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{{\rm{x}}_1} = {{\rm{A}}_1}.\cos \left( {\omega {\rm{t}} + {\varphi _1}} \right)}\\
{{{\rm{x}}_2} = {{\rm{A}}_2}.\cos \left( {\omega {\rm{t}} + {\varphi _2}} \right)}
\end{array}} \right.\)
Xét tích \({{\text{x}}_{1}}\text{.}{{\text{x}}_{2}}={{\text{A}}_{1}}\text{.}{{\text{A}}_{2}}.\frac{1}{2}\left( \cos \left( 2\omega \text{t}+{{\varphi }_{1}}+{{\varphi }_{2}} \right)+\cos \left( {{\varphi }_{1}}-{{\varphi }_{2}} \right) \right)\)
Tích đó có giá trị cực đại khi \(\cos \left( {2\omega {\rm{t}} + {\varphi _1} + {\varphi _2}} \right) = 1\) và cực tiểu khi \(\cos \left( 2\omega \text{t}+{{\varphi }_{1}}+{{\varphi }_{2}} \right)=-1\)
Khi đó
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{{\rm{x}}_1}{\rm{.}}{{\rm{x}}_2} = \frac{1}{2}{\rm{.}}{{\rm{A}}_1}{\rm{.}}{{\rm{A}}_2}\left( {1 + \cos \left( {{\varphi _1} – {\varphi _2}} \right)} \right) = {\rm{D}}(1)}\\
{{{\rm{x}}_1}{\rm{.}}{{\rm{x}}_2} = \frac{1}{2}{\rm{.}}{{\rm{A}}_1}{\rm{.}}{{\rm{A}}_2}\left( { – 1 + \cos \left( {{\varphi _1} – {\varphi _2}} \right)} \right) = \frac{{ – {\rm{D}}}}{3}(2)}
\end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{(1) + (2) \Rightarrow \cos \left( {{\varphi _1} – {\varphi _2}} \right) = \frac{2}{3}\frac{{\rm{D}}}{{{{\rm{A}}_1}\;{{\rm{A}}_2}}}(3)}\\
{(1) – (2) \Rightarrow {{\rm{A}}_1}{\rm{.}}{{\rm{A}}_2} = \frac{4}{3}{\rm{D}}{\mkern 1mu} (4)}
\end{array}} \right.\)
Từ (3) và (4) \(\Rightarrow \cos \Delta \varphi =\frac{1}{2}\)
Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động là: x\(\text{A}=\sqrt{\text{A}_{1}^{2}+\text{A}_{1}^{2}+2~{{\text{A}}_{1}}~{{\text{A}}_{2}}\cos \Delta \varphi }\approx 8,7(~\text{cm})\)..
Trong môi trường đẳng hướng và không hấp thụ âm, trên mặt phẳng nằm ngang có 3 điểm O, M, N tạo thành tam giác vuông tại O, với OM = 80 m, ON = 60 m. Đặt tại O một nguồn điểm phát âm công suất P không đổi thì mức cường độ âm tại M là 50 dB. Mức cường độ âm lớn nhất trên đoạn MN xấp xỉ bằng
Mức cường độ âm sẽ tỉ lệ nghịch với khoảng cách từ nguồn âm đến điểm ta xét. Vì vậy, mức cường độ âm lớn nhất trên đoan MN sẽ là tại điểm H.
Mức cường độ âm tại M
\({{L}_{M}}=10\log \frac{I}{{{I}_{0}}}=10\log \frac{P}{{{I}_{0}}.4\pi O{{M}^{2}}}\)
Mức cường độ âm tại H
\({{L}_{H}}=10\log \frac{I}{{{I}_{0}}}=10\log \frac{P}{{{I}_{0}}.4\pi O{{H}^{2}}}=10\log {{10}^{\frac{{{L}_{M}}}{10}}}.4\pi O{{M}^{2}}\frac{1}{4\pi O{{H}^{2}}}=10\log \frac{{{10}^{\frac{{{L}_{M}}}{10}}}O{{M}^{2}}}{O{{H}^{2}}}\)
\(=10\log \frac{{{10}^{\frac{50}{10}}}{{.80}^{2}}}{{{48}^{2}}}=54,4dB\) → chọn D.
Cuộn cảm của một mạch dao dộng có độ tự cảm \(L=50\)µH. Tụ điện của mạch có điện dung biến thiên được trong khoảng từ 60 pF – 240 pF. Tần số dao động riêng của mạch biến thiên trong khoảng từ
+ Tần số dao động riêng của mạch \(f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\)
→ \({{f}_{max}}=\frac{1}{2\pi \sqrt{L{{C}_{\min }}}}=\frac{1}{2\pi \sqrt{{{50.10}^{-6}}{{.60.10}^{-12}}}}=2,9\)MHz,
Tương tự \({{f}_{\min }}=\frac{1}{2\pi \sqrt{L{{C}_{\max }}}}=\frac{1}{2\pi \sqrt{{{50.10}^{-6}}{{.240.10}^{-12}}}}=1,45\)MHz → Đáp án B
Một chất điểm dao động điều hòa có li độ phụ thuộc theo thời gian được biểu diễn như hình vẽ bên. Biết các khoảng chia từ \({{t}_{1}}\) trở đi bằng nhau nhưng không bằng khoảng chia từ 0 đến \({{t}_{1}}\). Quãng đường chất điểm đi được từ thời điểm \({{t}_{2}}\) đến thời điểm \({{t}_{3}}\) gấp 2 lần quãng đường chất điểm đi được từ thời điểm 0 đến thời điểm \({{t}_{1}}\) và \({{t}_{3}}-{{t}_{2}}=0,2\left( s \right)\). Độ lớn vận tốc của chất điểm tại thời điểm \({{t}_{3}}\) xấp xỉ bằng
Từ đồ thị ta thấy nửa chu kì ứng với 6 ô \(\Rightarrow \) 1 chu kì ứng với 12 ô.
Khoảng cách mỗi ô là \(0,2s\Rightarrow T=12.0,2=2,4\left( s \right)\Rightarrow \omega =\frac{2\pi }{2,4}=\frac{\pi }{1,2}\left( rad/s \right)\)
Với mỗi ô, vectơ quay được góc tương ứng là: \(\Delta \varphi =\omega .\Delta t=\frac{2\pi }{T}.\frac{T}{12}=\frac{\pi }{6}\left( rad \right)\)
Từ vòng tròn lượng giác, ta thấy quãng đường vật đi từ thời điểm \({{t}_{2}}\) đến thời điểm \({{t}_{3}}\) là:
\(S=\left| {{x}_{3}}-{{x}_{2}} \right|=\left| A\cos \frac{\pi }{3}-A\cos \frac{\pi }{6} \right|=\frac{A\sqrt{3}}{2}-\frac{A}{2}\)
Theo đề bài ta có: \(S=2\left( A-6 \right)\Rightarrow \frac{A\sqrt{3}}{2}-\frac{A}{2}=2.\left( A-6 \right)\Rightarrow A=7,344\left( cm \right)\)
Tốc độ cảu vật tại thời điểm \({{t}_{3}}\) là: \({{v}^{2}}={{\omega }^{2}}\left( {{A}^{2}}-{{x}^{2}} \right)={{\omega }^{2}}.\left( {{A}^{2}}-\frac{{{A}^{2}}}{4} \right)={{\omega }^{2}}.\frac{3}{4}{{A}^{2}}\)
\(\Rightarrow v=\frac{\sqrt{3}}{2}\omega A=\frac{\sqrt{3}}{2}.\frac{\pi }{1,2}.7,344=16,65\left( cm/s \right)\)
Điện năng truyền từ một trạm phát điện với công suất 200kW. Số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi tiêu thụ sau mỗi ngày đêm chênh lệch nhau 240kW.h. Hiệu suất của quá trình truyền tải là
Chỉ số các công tơ chênh lệch nhau là do hao phí trong quá trình truyền tải
\(H = 1 – \frac{{\Delta P}}{P} = 0,95\)
Một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây ở cuộn sơ cấp là 5000 vòng, số vòng dây ở cuộn thứ cấp là 250 vòng. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp là 220 V. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp là
Ta có:
\(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} \to {U_2} = \frac{{{U_1}.{N_2}}}{{{N_1}}} = \frac{{220.250}}{{5000}} = 11V\)
Một sóng cơ lan truyền trên mặt thoáng một chất lỏng với tần số 10Hz, tốc độ truyền sóng là 1,2m/s. Hai điểm M,N thuộc mặt thoáng, trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau 26cm (M gần nguồn hơn). Tại thời điểm t, điểm N hạ xuống thấp nhất. Khoảng thời gian ngắn nhất sau đó điểm M hạ xuống điểm thấp nhất là
Bước sóng của sóng \(\lambda = \frac{v}{f} = \frac{{1,2}}{{10}} = 12cm\)
+ Độ lệch pha giữa hai phần tử sóng \(\Delta \varphi = \frac{{2\pi \Delta x}}{\lambda } = \frac{{13\pi }}{3} = 4\pi + \frac{\pi }{3}\)
+ Từ đồ thị, ta thấy khoảng thời gian để M thấp nhất ứng với góc \(\alpha\)
\({t_\alpha } = \frac{\alpha }{\omega } = \frac{1}{{12}}s\)
Để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta dựa vào đâu?
Để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta dựa vào phương dao động và phương truyền sóng
Người ta đặt chìm trong nước một nguồn âm có tần số 725 Hz và vận tốc truyền âm trong nước là 1450 m/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trong nước và dao động ngược pha là?
Khoảng cách gần nhau nhất giữa hai điểm trên mặt nước dao động ngược pha nhau là nửa bước sóng
\(\frac{\lambda }{2} = \frac{v}{{2f}} = \frac{{1450}}{{2.725}} = 1m\)
Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số có các phương trình là x1 = 4cos(10t + π/4) cm; x2 = 3cos(10t + 3π/4) cm. Gia tốc cực đại của vật trong quá trình dao động là
Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về tổng hợp hai dao động điều hòa cùng tần số
Phương trình hai dao động thành phần \({x_1} = 4\cos \left( {10t + \frac{\pi }{4}} \right)\) và \({x_2} = 3\cos \left( {10t + \frac{{3\pi }}{4}} \right)\)
=> Hai dao động vuông pha.
=> biên độ dao động tổng hợp \(A = \sqrt {A_1^2 + A_2^2} = 5\left( {cm} \right)\)
=> gia tốc cực đại của vật \({a_{\max }} = {\omega ^2}.A = 100.5 = 500cm/{s^2} = 5m/{s^2}\) .
Hai chất điểm M, N dao động điều hòa cùng tần số dọc theo hai đường thẳng song song kề nhau và song song với trục Ox. Vị trí cân bằng của M và N đều nằm trên một đường thẳng qua gốc tọa độ và vuông góc với trục Ox. Trong quá trình dao động, hình chiếu của M và N trên Ox cách xa nhau nhất là \(\sqrt 2 \)cm. Biên độ dao động tổng hợp của M và N là 2 cm. Gọi AM, AN lần lượt là biên độ của M và N. Giá trị lớn nhất của (AM + AN) gần với giá trị nào nhất sau đây?
Theo giả thuyết bài toán, ta có :
\(\left\{ \begin{array}{l}
2 = A_M^2 + A_N^2 – 2{{\rm{A}}_M}{A_N}\cos \Delta \varphi \\
4 = A_M^2 + A_N^2 + 2{{\rm{A}}_M}{A_N}\cos \Delta \varphi
\end{array} \right. \Rightarrow 6 = 2\left( {A_M^2 + A_N^2} \right) \Leftrightarrow 6 = \left( {{1^2} + {1^2}} \right)\left( {A_M^2 + A_N^2} \right)\)
Áp dụng bất đẳng thức Bunhia cho biểu thức trên
\(\left( {{1^2} + {1^2}} \right)\left( {A_M^2 + A_N^2} \right) \ge {\left( {{A_M}.1 + {A_N}.1} \right)^2} \Rightarrow {\left( {{A_M} + {A_N}} \right)_{\min }} = \left( {{1^2} + {1^2}} \right)\left( {A_M^2 + A_N^2} \right) = 6cm\)
Một chất điểm thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số . Nếu hai dao động thành phần lệch pha nhau \(\frac{{\rm{\pi }}}{{\rm{2}}}\) thì biên độ dao động tổng hợp là 20 cm. Nếu hai dao động thành phần ngược pha thì biên độ dao động tổng hợp là 15,6 cm. Biết biên độ của dao động thành phần thứ nhất lớn hơn so với biên độ của dao động thành phần thứ 2. Hỏi nếu hai dao động thành phần trên cùng pha với nhau thì biên độ dao động tổng hợp có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?
Từ giả thuyết của bài toán ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}
A_1^2 + A_2^2 = 20\\
{A_1} – {A_2} = 15,6
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{A_1} = 19,6cm\\
{A_2} = 4cm
\end{array} \right.\)
Nếu hai dao động này cùng pha thì biên độ dao động tổng hợp là
\(A = {A_1} + {A_2} = 19,6 + 4 = 23,6cm\)
Chất phóng xạ X có chu kỳ bán rã T1, chất phóng xạ Y có chu kỳ bán rã T2 =2T1. Trong cùng một khoảng thời gian, nếu chất phóng xạ Y có số hạt nhân còn lại bằng \(\frac{1}{4}\) số hạt nhân Y ban đầu thì tỉ số giữa số hạt nhân X bị phân rã so với số hạt nhân X ban đầu là
+ Với chất phóng xạ Y
\({m_t} = \frac{{{m_0}}}{4} = {2^{ – \frac{t}{{{T_2}}}}} \Rightarrow t = 2{T_2} = 4{T_1}\)
+ Với hạt nhân X, tỉ số số hạt nhân bị phân rã so với số hạt nhân ban đầu là
\(\frac{{\Delta n}}{{{n_0}}} = 1 – {2^{ – \frac{t}{{{T_1}}}}} = \frac{{15}}{{16}}\)
Ban đầu một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có hạt nhân. Biết chu kì bán rã của chất phóng xạ này là T. Sau thời gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt chưa phân rã của mẫu chất phóng xạ này là
Số hạt nhân chưa bị phân rã:
\(N = \frac{{{N_0}}}{{{2^{\frac{t}{T}}}}} = \frac{{{N_0}}}{{2{}^{\frac{{3T}}{T}}}} = \frac{{{N_0}}}{{{2^3}}} = \frac{{{N_0}}}{8}\)
Cho khối lượng của hạt proton, notron và hạt nhân Heli ( \({}_2^4He\) ) lần lượt là 1,0073u; 1,0087u và 4,0015u. Biết 1u = 931,5 \(\left( {MeV/{c^2}} \right)\) . Năng lượng liên kết của hạt nhân \({}_2^4He\) xấp xỉ bằng
Độ hụt khối
\(\Delta m = \left[ {Z{m_p} + \left( {A – Z} \right){m_n}} \right] – m = \left[ {2.1,0073 + 2.1,0087} \right] – 4,0015 = 0,0305u\)
\( = 28,41\) MeV/c2
Năng lượng liên kết
\({{\rm{W}}_{lk}} = \Delta m.{c^2} = 28,41\) MeV
Số nơtron của hạt nhân \({}_{92}^{235}U\) nhiều hơn số nơtron của hạt nhân \({}_{82}^{206}Pb\) là
Kí hiệu hạt nhân: \(_Z^AX\) với A= Z+ N
Ta có : \({N_{_{92}^{235}U}} = 235 – 92 = 143\,\,;\,{N_{_{82}^{206}Pb}} = 206 – 82 = 124\) ;
Vậy số nơtron của hạt nhân \(_{92}^{235}U\) nhiều hơn số nơ tron của hạt nhân \(_{82}^{206}Pb\) là:
143-124= 19 nơtron
Mức năng lượng của nguyên tử hydro xác định theo biểu thức \({E_n} = \frac{{13,6}}{{{n^2}}}eV\) (với n = 1, 2, 3, …). Nguyên tử đang ở trạng thái cơ bản thì hấp thụ được một photon làm bán kính quỹ đạo dừng của electron tăng lên 9 lần. Bước sóng nhỏ nhất mà nguyên tử này có thể phát ra là
Bán kính quỹ đạo dừng \(r = {n^2}{r_0} \Rightarrow n = 3\)
Bước sóng nhỏ nhất ứng với chuyển từ trạng thái 3 về trạng thái cơ bản
\(\frac{{hc}}{{{\lambda _{\min }}}} = \left[ { – \frac{{13,6}}{{{1^2}}} – \left( { – \frac{{13,6}}{{{3^2}}}} \right)} \right]1,{6.10^{ – 19}} \Rightarrow {\lambda _{\min }} = 0,102\mu m\)
Trong nguyên tử hydro, khi electron chuyển động trên quỹ đạo N thì có tốc độ bằng (cho biết bán kính Bo r0 = 5,3.10-11m)
Đáp án đúng: A
Khi các electron chuyển động trên các quỹ đạo dừng có bán kính rn thì lực tĩnh điện giữa hạt nhân và electron đóng vai trò là lực hướng tâm
\(\frac{{k{q^2}}}{{r_n^2}} = m\frac{{v_n^2}}{{{r_n}}}\) với \({r_n} = {n^2}{n_0}\)
Vậy tốc độ chuyển động của các electron là:
\({v_n} = \frac{1}{n}\sqrt {\frac{{k{q^2}}}{{m{r_0}}}} = \frac{{{v_K}}}{n}\)
Trong đó vK là tốc độ của electron khi nguyên tử hidro ở trạng thái cơ bản
Tốc độ của electron trên quỹ đạo N
\({v_n} = \frac{{{v_K}}}{n} = \frac{{{v_K}}}{4} = \frac{1}{4}\sqrt {\frac{{k{q^2}}}{{m{r_0}}}} = 5,{475.10^5}\) m/s
Trong hiện tượng quang – phát quang, nếu ánh sáng phát quang là ánh sáng màu lục thì ánh sáng kích thích không thể là ánh sáng nào sau đây?
Ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn ánh sáng phát quang, do vậy ánh sáng cam không thể gây ra hiện tương phát quang
Điện năng ở một nhà máy điện trước khi truyền đi xa phải đưa tới một máy tăng áp. Ban đầu, số vòng dây của cuộn thứ cấp ở máy tăng áp là thì hiệu suất của quá trình truyền tải là 80%. Giữ điện áp và số vòng dây ở cuộn sơ cấp không đổi. Để hiệu suất của quá trình truyền tải tăng lên đến 95% thì số vòng dây của cuộn thứ cấp ở máy biến áp phải là
Công suất hao phí: \(\Delta P = \frac{{{P^2}.R}}{{{{\left( {U.cos\varphi } \right)}^2}}}\)
Hiệu suất truyền tải 80% thì hao phí 20%
Để hiệu suất truyền tải là 95% (hao phí 5%) thì đã làm giảm hao phí 4 lần, vậy cần tăng điện áp khi truyền tải lên 2 lần
Áp dụng công thức máy biến áp, để tăng điện áp 2 lần thì số vòng dây cũng tăng 2 lần
Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, nếu điện áp truyền đi không đổi và hệ số công suất luôn bằng 1thì khi công suất giảm đi 2 lần sẽ làm cho hao phí trên dây
\(\Delta P = R\frac{{{P^2}}}{{{U^2}}}\)
⇒ hao phí trên dây giảm 4 lần
Một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây ở cuộn sơ cấp là 5000 vòng, số vòng dây ở cuộn thứ cấp là 250 vòng. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp là 220 V. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp là
Ta có:
\(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} \to {U_2} = \frac{{{U_1}.{N_2}}}{{{N_1}}} = \frac{{220.250}}{{5000}} = 11V\)
Một đường dây tải điện giữa hai địa điểm A và B có hệ số công suất bằng 1. Tại A đặt máy tăng áp, tại B đặt máy hạ áp. Đường dây tải điện có điện trở tổng cộng 20Ω. Cường độ hiệu dụng của dòng điện trên dây tải là 110A. Công suất hao phí trên đường dây tải bằng 5% công suất tiêu thụ ở B. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp của máy hạ áp là 220V. Ở máy hạ áp, tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp là
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là: \(P = \frac{I^2R}{5\%} = UI \Rightarrow U = 44000\)
=> Tỉ số giữa vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp là: \(\frac{U}{U’} = \frac{44000}{220} = 200\)
=> Đáp án D
Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha với hiệu suất truyền tải là 90%. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây và không vượt quá 20%. Nếu công suất sử dụng điện của khu dân cư này tăng 20% và giữ nguyên điện áp ở nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện năng trên chính đường dây đó là
A.
B.
C.
D.
\(H_1 = \frac{P_1 – \Delta P_1}{P_1} = 1 – \frac{ \Delta P_1}{P_1} \Rightarrow 1 – H_1= \frac{ \Delta P_1}{P_1} = P_1 \frac{R}{U^2 cos^2\varphi }\)
\(H_2 = \frac{P_2 – \Delta P_2}{P_2} = 1 – \frac{ \Delta P_2}{P_2} \Rightarrow 1 – H_2= \frac{ \Delta P_2}{P_2} = P_2 \frac{R}{U^2 cos^2\varphi }\)
\(\frac{1-H_1}{1-H_2}= \frac{P_1}{P_2} (*)\)
\(p_1= p_0 +\Delta P_1\) và \(P_2= 1,2 P_0 + \Delta P_2 \Rightarrow H_1P_1 = P_1 – \Delta P_1 = P_0\)
Và \(H_2P_2 =(P_2 – \Delta P_2) = 1,2 P_0\) Hay \(1,2 H_1P_1 = H_2P_2\)
\(\frac{P_1}{P_2} = \frac{H_2}{1,2 H_1} (**)\)
Từ (*) và (**) ⇒ \(\frac{1 – H_1}{1 – H_2} = \frac{H_2}{1,2 H_1} \Rightarrow \frac{1-0,9}{1 – H_2} = \frac{H_2}{1,2.0,9} \Rightarrow H_{2}^{2} – H_2 + 0,108 = 0\)
Phương trình có hai nghiệm H21= 0,8768 = 87,7 % và H22 = 0,1232 = 12,32 %
Vậy H2 = 87,7 %
⇒ Chọn C
Người ta truyền một công suất 500 kW từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây một pha. Biết công suất hao phí trên đường dây là 10 kW, điện áp hiệu dụng ở trạm phát là 35 kV. Coi hệ số công suất của mạch truyền tải điện bằng 1. Điện trở tổng cộng của đường dây tải điện là
\(\Delta P=I^{2}R=\frac{P^{2}}{U^{2}}.R\rightarrow R=\frac{\Delta P.U^{2}}{P^{2}}=\frac{10.10^{3}.(35.10^{3})^{2}}{(500.10^3)^2}=49\Omega\)
Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, nhưng vuông pha nhau, có biên độ tương ứng là A1 và A2. Biết dao động tổng hợp có phương trình \(x = 16\cos \omega t\) (cm) và lệch pha so với dao động thứ nhất một góc \({\alpha _1}\) . Thay đổi biên độ của hai dao động, trong đó biên độ của dao động thứ hai tăng lên \(\sqrt {15} \) lần (nhưng vẫn giữ nguyên pha của hai dao động thành phần) khi đó dao động tổng hợp có biên độ không đổi nhưng lệch pha so với dao động thứ nhất một góc \({\alpha _2}\) , với \({\alpha _1} + {\alpha _2} = \frac{\pi }{2}\) . Giá trị ban đầu của biên độ A2 là
\(\overrightarrow {{A_1}} \bot \overrightarrow {{A_2}} \) (1)
\(\overrightarrow {{A_1}} \bot \overrightarrow {A_1^/} \) (2)
\(\overrightarrow A \) không đổi (3)
Từ (1), (2), (3) ta thấy rằng các điểm \(\overrightarrow {{A_1}} ,\overrightarrow {{A_2}} ,\overrightarrow {{A^/}_1} ,\overrightarrow {{A^/}_2} ,\overrightarrow A \) luôn nằm trên đường tròn có đường kính là \(\overrightarrow A \) . Cho nên tam giác \(\overrightarrow {{A_2}} ,\overrightarrow A ,\overrightarrow {A_2^/} \) vuông tại \(\overrightarrow A \)
Vậy, \(A_2^2 + A_2^{{/^2}} = {A^2} \to A_2^2 + {\left( {{A_2}\sqrt {15} } \right)^2} = {16^2} \to {A_2} = 4cm\)
Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số có các phương trình là x1 = 4cos(10t + π/4) cm; x2 = 3cos(10t + 3π/4) cm. Gia tốc cực đại của vật trong quá trình dao động là
Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về tổng hợp hai dao động điều hòa cùng tần số
Phương trình hai dao động thành phần \({x_1} = 4\cos \left( {10t + \frac{\pi }{4}} \right)\) và \({x_2} = 3\cos \left( {10t + \frac{{3\pi }}{4}} \right)\)
=> Hai dao động vuông pha.
=> biên độ dao động tổng hợp \(A = \sqrt {A_1^2 + A_2^2} = 5\left( {cm} \right)\)
=> gia tốc cực đại của vật \({a_{\max }} = {\omega ^2}.A = 100.5 = 500cm/{s^2} = 5m/{s^2}\) .
Trên một sợi dây AB dài 90 cm, hai đầu cố định, đang có sóng dừng với tần số 50 Hz. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 10 m/s. Số bụng sóng trên dây là
Ta có: \(\lambda = \frac{v}{f} = \frac{{10}}{{50}} = 0,2\) m.
Với Hai đầu cố định thì:
\(l = k\frac{\lambda }{2} \to k = \frac{{2l}}{\lambda } = \frac{{{{2.90.10}^{ – 2}}}}{{0,2}} = 9\) ⇒ số bụng = k = 9
M, N và P là 3 vị trí cân bằng liên tiếp trên một sợi dây đang có sóng dừng mà các phần tử tại đó dao động với cùng biên độ bằng \(\sqrt 3 \) cm. Biết vận tốc tức thời của hai phần tử tại N và P thỏa mãn \({v_N}.{v_P} \ge 0\) ; MN = 40 cm, NP = 20 cm; tần số góc của sóng là 20 rad/s. Tốc độ dao động của phần tử tại trung điểm của NP khi sợi dây có dạng một đoạn thẳng bằng
M, N, P là các vị trí cân bằng liên tiếp có cùng biên độ và \({v_N}.{v_P} \ge 0\) suy ra, N và P cùng nằm trên một bó sóng: \(\frac{\lambda }{4} = \frac{1}{2}\left( {MN + NP} \right) = 30(cm) \Rightarrow \lambda = 120cm\)
Áp dụng công thức: \(A = {A_b}\sin \frac{{\pi d}}{\lambda } = \sqrt 3 cm\) với d là khoảng cách tới nút suy ra \({A_b} = 2cm\)
Tốc độ dao động cực đại của phần tử tại trung điểm của NP khi sợi dây có dạng đoạn thẳng:
\({v_{b\max }} = \omega {A_b} = 20.0,02 = 0,4m/s = 40cm/s\)
Có thể tạo sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi với hai tần số liên tiếp là 30 Hz và 50 Hz. Khi sóng truyền trên dây với tần số 50 Hz thì kể cả hai đầu dây, số bụng sóng trên dây là
Dây đàn hồi thuộc trường hợp một đầu cố định một đầu tự do, khi đó tần số cơ bản cho sóng dừng trên dây sẽ là :
\({f_0} = \frac{{{f_{n + 1}} – {f_n}}}{2} = \frac{{50 – 30}}{2} = 10H{\rm{z}}\)
+ Xét tỉ số
\(\frac{f}{{{f_0}}} = \frac{{50}}{{10}} = 5 \Rightarrow \) trên dây có sóng dừng với 3 bụng sóng
Đặt điện áp xoay chiều áp \(u = {U_0}\cos \omega t\,\,\left( V \right)\) vào mạch điện gồm cuộn dây có điện trở và độ tự cảm L, nối tiếp với tụ C thay đổi được.
Khi C = C1 thì công suất của mạch là P1 = 200W và cường độ dòng điện qua mạch là i = I0cos(ωt + π/3) (A).
Khi C = C2 thì hiệu điện thế hai đầu mạch cùng pha với dòng điện và công suất mạch là P2. Giá trị của P2 là
Khi \(C = {C_1}\) thì u và i lệch pha nhau góc \(\frac{\pi }{3}\) nên \(\cos \varphi = \frac{r}{Z} = \frac{1}{2} \Rightarrow Z = 2r\)
Công suất khi đó \(P = {P_1} = \frac{{{U^2}r}}{{{Z^2}}} = \frac{{{U^2}r}}{{4{r^2}}} = \frac{{{U^2}}}{{4r}} = 200W\left( 1 \right)\)
Khi C = C2 thì u và i cùng pha với nhau → Trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện
Công suất khi đó \(P = {P_2} = \frac{{{U^2}}}{r}\left( 2 \right)\)
Từ (1) và (2) \(\to {P_2} = 800W\)
Cách khác:
\({p_{m{\rm{ax}}}} = \frac{p}{{c{\rm{o}}{{\rm{s}}^2}\varphi }} = 800{\rm{W}}\)
Đặt điện áp \(u = {U_0}cos(100\pi t + \frac{\pi }{6})\,\,\,\left( V \right)\) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện thì cường độ dòng điện qua mạch là \(i = {U_0}cos\left( {100\pi t + \frac{\pi }{6}} \right)\,\,\,\left( A \right)\) . Hệ số công suất của đoạn mạch bằng
Đáp án đúng: C
Hệ số công suất của đoạn mạch là \(cos\varphi\), trong đó \(\varphi\) là độ lệch pha giữa u và i.
\(\varphi = {\varphi _u} – {\varphi _i} = 0\,\,\, \Rightarrow \,\,\cos \varphi = 1\)
Cho đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM nối tiếp với MB. Biết đoạn MA gồm R nối tiếp với C và MB có cuộn cảm có độ tự cảm L và điện trở r. Đặt vào AB một điện áp xoay chiều \(u = U\sqrt 2 \cos \omega t\left( V \right)\) . Biết \(R = r = \sqrt {\frac{L}{C}}\), điện áp hiệu dụng giữa hai đầu MB lớn gấp \(n = \sqrt 3\) điện áp hai đầu AM. Hệ số công suất của đoạn mạch có giá trị là:
Từ \(R = r = \sqrt {\frac{L}{C}}\rightarrow\) \({R^2} = {r^2} = {Z_L}.{Z_C}\rightarrow {Z_C} = \frac{{{R^2}}}{{{Z_L}}}\left( * \right)\)
(Vì \({Z_L} = \omega L;{Z_C} = \frac{1}{{\omega C}}\rightarrow {Z_L}.{Z_C} = \frac{L}{C}\) )
\({U_{MB}} = n{U_{AM}} \to {Z_{MB}} = n{Z_{AM}} \to {Z_{MB}} = \sqrt 3 {Z_{AM}} \Leftrightarrow {R^2} + Z_C^2 = 3{r^2} + 3Z_L^2\)
\(\Rightarrow Z_C^2 = 2{R^2} + 3Z_L^2\left( {**} \right) \to {\left( {\frac{{{R^2}}}{{{Z_L}}}} \right)^2} = 2{R^2} + 3Z_L^2\)
\(3Z_L^4 + 2{R^2}Z_L^2 – {R^4} = 0 \to Z_L^2 = \frac{{{R^2}}}{3} \to {Z_L} = \frac{R}{{\sqrt 3 }}\)
và \({Z_C} = R\sqrt 3 \left( {***} \right)\)
Tổng trở \(Z = \sqrt {{{\left( {R + r} \right)}^2} + {{\left( {{Z_L} – {Z_C}} \right)}^2}} = \frac{{4R}}{{\sqrt 3 }}\)
\(\rightarrow \cos \varphi = \frac{{R + r}}{Z} = \frac{{2R}}{{\frac{{4R}}{{\sqrt 3 }}}} = \frac{{\sqrt 3 }}{2} = 0,866\)
Từ \(R = r = \sqrt {\frac{L}{C}} \to\) \({R^2} = {r^2} = {Z_C}.{Z_C}\)
(Vì \({Z_L} = \omega L;{Z_C} = \frac{1}{{\omega C}} \to {Z_L}.{Z_C} = \frac{L}{C}\) )
\(U_{AM}^2 = U_R^2 + U_C^2 = {I^2}\left( {{R^2} + Z_C^2} \right)\)
\(U_{MB}^2 = U_r^2 + U_L^2 = {I^2}\left( {{r^2} + Z_L^2} \right) = {I^2}\left( {{R^2} + Z_L^2} \right)\)
Xét tam giác OPQ
\(PQ = {U_L} + {U_C}\)
\(P{Q^2} = {\left( {{U_L} + {U_C}} \right)^2} = {I^2}{\left( {{Z_L} + {Z_C}} \right)^2} = {I^2}\left( {Z_L^2 + Z_C^2 + 2{Z_L}{Z_C}} \right) = {I^2}\left( {Z_L^2 + Z_C^2 + 2{R^2}} \right)\left( 1 \right)\)
\(O{P^2} + O{Q^2} = U_{AM}^2 + U_{MB}^2 = 2U_R^2 + U_L^2 + U_C^2 = {I^2}\left( {2{R^2} + Z_L^2 + Z_C^2} \right)\left( 2 \right)\)
Từ (1) và (2) ta thấy \(P{Q^2} = O{P^2} + O{Q^2} \to\) tam giác OPQ vuông tại O
Từ \({U_{MB}} = n{U_{AM}} = \sqrt 3 {U_{AM}}\)
\(\tan \left( {\angle POE} \right) = \frac{{{U_{AM}}}}{{{U_{MB}}}} = \frac{1}{{\sqrt 3 }} \to \angle POE = {30^0}\). Tứ giác OPEQ là hình chữ nhật
\(\angle OQE = {60^0} \to \angle QOE = {30^0}\)
Do đó góc lệch pha giữa u và i trong mạch: \(\varphi = {90^0} – {60^0} = {30^0}\)
Vì vậy , \(\cos \varphi = \cos {30^0} = \frac{{\sqrt 3 }}{2} = 0,866\)
Một nguồn âm là nguồn điểm O phát âm công suất không đổi, truyền đẳng hướng. Coi môi trường không hấp thụ âm. Một máy đo mức cường độ âm di chuyển từ A đến B trên đoạn thẳng AB (với OA = 3 m) với tốc độ không đổi bằng 1,2 m/s. Máy đo được mức cường độ âm tại A và B đều bằng L1, tại C mức cường độ âm cực đại là Lmax. Biết Lmax – L1 = 3 dB. Thời gian máy di chuyển từ A đến B gần nhất với giá trị nào sau đây?
+ Mức cường độ âm tại C là cực đại với C là hình chiếu vuông góc của O xuống AB
Từ giả thuyết bài toán, ta có :
\({L_{ma{\rm{x}}}} – {L_1} = 3 = 20\log \frac{{OA}}{{OC}} \Rightarrow OC = \frac{{OA}}{{{{10}^{\frac{3}{{20}}}}}} \approx 2,1m\)
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác
\(AB = \frac{{O{A^2}}}{{OC}} = \frac{{{3^2}}}{{2,1}} = 4,3m\)
Thời gian máy di chuyển trên AB :
\(t = \frac{{AB}}{v} = \frac{{4,3}}{{1,2}} = 3,6{\rm{s}}\)
Một nguồn âm O có công suất P0 = 0,6 W phát sóng âm dạng hình cầu. Cường độ âm tại điểm A cách nguồn 3 m là
Đáp án đúng: A
Cường độ âm tại A
\({I_A} = \frac{P}{{4\pi {r^2}}} = \frac{{0,6}}{{4\pi {3^3}}} = 5,{31.10^{ – 3}}\) W/m2
Một nguồn âm đặt tại O trong môi trường đẳng hướng. Hai điểm M và N trong môi trường đó tạo với O thành một tam giác vuông cân tại O. Mức cường độ âm tại M và tại N bằng nhau và bằng 23dB. Mức cường độ âm lớn nhất mà một máy đo thu được tại một điểm trên đoạn MN là
+ OMN là tam giác vuông cân nên ta dễ dàng chứng minh được rằng \(OM = \sqrt 2 OH\)
+ Vậy mức cường độ âm tại H là
\({L_H} = {L_M} + 20\log \frac{{OM}}{{OH}} = 23 + 20\log \sqrt 2 = 26{\rm{d}}B\)
Hai con lắc lò xo giống hệt nhau được gắn vào điểm G của một giá cố định như hình bên. Trên phương nằm ngang và phương thẳng đứng, các con lắc đang dao động điều hòa với cùng biên độ 12 cm, cùng chu kì T nhưng vuông pha với nhau. Gọi FG là độ lớn hợp lực của các lực do hai lò xo tác dụng lên giá. Biết khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần mà FG bằng trọng lượng của vật nhỏ của con lắc là \(\frac{T}{4}\). Lấy g = 10 m/s2. Giá trị của T gần nhất với giá trị nào sau đây?
Do hai lực lò xo vuông góc nhau nên:
Do vuông pha nên: \(x_{1}^{2}+x_{2}^{2}={{A}^{2}}=0,{{12}^{2}}\)
Khi FG = P = mg thì: k2A2 = 2k.mg.x1 = 2k.mg.A.cos(wt + j)
=> \(\frac{m}{k}=\frac{A}{2g\cos \left( \omega t+\varphi \right)}\)
\(\Delta t=\frac{T}{4}\to \Delta \varphi =\omega .\Delta t=\frac{2\pi }{T}.\frac{T}{4}=\frac{\pi }{2}\)
\(\to \left( \omega t+\varphi \right)=\frac{\Delta \varphi }{2}=\frac{\pi }{4}\to \cos \left( \omega t+\varphi \right)=\frac{\sqrt{2}}{2}\)
=> \(\frac{m}{k}=\frac{A}{2g\cos \left( \omega t+\varphi \right)}=\frac{0,12}{2.10.\frac{\sqrt{2}}{2}}=6\sqrt{2}{{.10}^{-3}}\)
\(T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}=2\pi \sqrt{6\sqrt{2}{{.10}^{-3}}}=0,579\,s\)
Trong thí nghiệm giao thoa sóng ở mặt nước, hai nguồn kết hợp đặt tại hai điểm A và B, dao động cùng pha theo phương thẳng đứng, phát ra hai sóng lan truyền trên mặt nước với bước sóng l. Ở mặt nước, C và D là hai điểm sao cho ABCD là hình vuông. Trên cạnh BC có 6 điểm cực đại giao thoa và 7 điểm cực tiểu giao thoa, trong đó P là điểm cực đại giao thoa gần B nhất và Q là điểm cực đại giao thoa gần C nhất. Khoảng cách xa nhất có thể giữa hai điểm P và Q là
Trên đoạn BC, số điểm cực tiểu nhiều hơn số cực đại (6 cực đại và 7 cực tiểu)
=>Gần hai điểm B, C nhất trên BC là hai điểm cực tiểu gồm 1 điểm E có : d1 – d2 = (k + 0,5)l và 1 điểm E’ có: d1 – d2 = (k + 6,5)l;
và điểm P là điểm cực đại giao thoa gần B, E’ nhất có: d1 – d2 = (k + 6)l
Chuẩn hóa, đặt l = 1
\(AC=AB\sqrt{2}\)
Trên BC, gần C nhất là điểm cực tiểu (điểm E) : k
Trên BC, gần B nhất là điểm cực tiểu (điểm E’) :
\(k+6,5
\to 3,74\)
P là điểm cực đại giao thoa gần B nhất:
\(\left\{ \begin{align} & AP-BP=4+6=10 \\ & A{{P}^{2}}-B{{P}^{2}}=A{{B}^{2}} \\ \end{align} \right.\)
\(\to \left\{ \begin{align} & AP-BP=10 \\ & AP+BP=\frac{A{{B}^{2}}}{10} \\ \end{align} \right.\to BP=\frac{A{{B}^{2}}}{20}-5\)
Q là điểm cực đại giao thoa gần C nhất:
\(\left\{ \begin{align} & AQ-BQ=4+1 \\ & A{{Q}^{2}}-B{{Q}^{2}}=A{{B}^{2}} \\ \end{align} \right.\)
\(\to \left\{ \begin{align} & AQ-BQ=5 \\ & AQ+BQ=\frac{A{{B}^{2}}}{4} \\ \end{align} \right.\)
\(\to BQ=\frac{A{{B}^{2}}}{10}-2,5\)
\(\to PQ=BQ-BP=\left( \frac{A{{B}^{2}}}{10}-2,5 \right)-\left( \frac{A{{B}^{2}}}{20}-5 \right)=\frac{1}{20}.A{{B}^{2}}+2,5\)
\(\to P{{Q}_{\max }}=\frac{1}{20}.AB_{\max }^{2}+2,5=\frac{1}{20}.{{\left( \frac{4,5}{\sqrt{2}-1} \right)}^{2}}+2,5=8,4\)
Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách nhau 0,6 mm và cách màn quan sát 1,2 m. Chiếu sáng các khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng l (380 nm l 760 nm). Trên màn, điểm M cách vân trung tâm 2,3 mm là vị trí của một vân tối. Giá trị của l gần nhất với giá trị nào sau đây?
Do điểm M là vân tối nên:
\({{x}_{M}}=\left( k+\frac{1}{2} \right).\frac{\lambda D}{a}\to k+\frac{1}{2}=\frac{{{x}_{M}}.a}{\lambda D}\)
Vì 0,38 mm \(\frac{2,3.0,6}{0,76.1,2}-\frac{1}{2}
\(k=2\to \lambda =\frac{{{x}_{M}}.a}{\left( k+\frac{1}{2} \right)D}=\frac{2,3.0,6}{2,5.1,2}=0,46\,\mu m=460\,nm\)