Đề kiểm tra khảo sát chất lượng môn Vật lí Lớp 12 - Lần 1 - Mã đề: 120 - Năm học 2019-2020 - Trường THPT Đồng Dậu (Có đáp án)

Nội dung text: Đề kiểm tra khảo sát chất lượng môn Vật lí Lớp 12 - Lần 1 - Mã đề: 120 - Năm học 2019-2020 - Trường THPT Đồng Dậu (Có đáp án)

1. SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI KSCL LẦN 1 TRƯỜNG THPT ĐỒNG DẬU NĂM HỌC: 2019 – 2020 MÔN: Vật lý Thời gian làm bài: 50 phút; không kể thời gian phát đề MÃ ĐỀ THI: 120 Câu 1 (TH): Con lắc lò xo gồm vật nhỏ gắn với lò xo nhẹ dao động điều hòa theo phương ngang. Lực kéo về tác dụng vào vật luôn A. hướng về vị trí cân bằng. B. cùng chiều với chiều chuyển động của vật. C. hướng về vị trí biên. D. cùng chiều với vecto vận tốc của vật. Câu 2 (NB): Một vật dao động điều hòa trên trục Ox. Vận tốc của vật A. luôn có giá trị dương. B. biến thiên điều hòa theo thời gian. C. là hàm bậc hai của thời gian D. luôn có giá trị không đổi. Câu 3 (NB): Một con lắc đơn gồm sợi dây nhẹ, không dãn, chiều dài l và chất điểm có khối lượng m. Cho con lắc dao động điều hòa tại nơi có giá tốc trọng trường là g. Tần số góc của con lắc được tính bằng công thức l l g g A. 2 B. C. 2 D. m g l l Câu 4 (TH): Một vật nhỏ dao động điều hòa với biên độ A dọc theo trục Ox. Quỹ đạo của vật là một đoạn thẳng có chiều dài A. 3A. B. A. C. 4A. D. 2A. Câu 5 (TH): Trong quá trình truyền sóng cơ, gọi λ là bước sóng, v là vận tốc truyền sóng và f là tần số sóng. Mối liên hệ giữa các đại lượng này là f  A. v . B. v . C. v  f D. v  f  f Câu 6 (TH): Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nào không liên quan đến nhiễm điện? A. Ôtô chở nhiên liệu thường thả một sợi dây xích kéo lê trên mặt đường. B. Sét giữa các đám mây. C. Chim thường xù lông về mùa rét. D. Về mùa đông lược dính rất nhiều tóc khi chải đầu. Câu 7 (TH): Một vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm dần theo thời gian là A. Biên độ và tốc độ. B. biên độ và gia tốc. C. biên độ và năng lượng. D. li độ và tốc độ. Câu 8 (TH): Bộ phận giảm xóc của ô tô và xe máy có tác dụng A. giảm cường độ lực gây xóc và làm tắt dần dao động. B. điều chỉnh để có hiện tượng cộng hưởng dao động. C. truyền dao động cưỡng bức. D. duy trì dao động tự do. Câu 9 (NB): Điện năng tiêu thụ của mạch được đo bằng Trang 1
2. A. công tơ điện. B. ampe kế. C. tĩnh điện kế. D. vôn kế. Câu 10 (TH): Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, ngược pha, có biên độ lần lượt là A1 và A2 . Biên độ dao động của vật bằng. 2 2 2 2 A. A1 A2 B. A1 A2 C. A1 A2 D. A1 A2 Câu 11 (NB): Một con lắc lò xo gồm một lò xo nhẹ có độ cứng k, vật nhỏ có khối lượng m. Con lắc dao động điều hòa với chu kì là 1 k k m 1 m A. T . B. T 2 . C. T 2 . D. T 2 m m k 2 k Câu 12 (TH): Hai dao động thành phần có biên độ là 5cm và 12cm. Biên độ dao động tổng hợp có thể nhận giá trị nào A. 6cm B. 9cm C. 4cm D. 18cm Câu 13 (TH): Con lắc đơn có chiều dài l 2m , dao động với biên độ góc 0 0,1rad , biên độ dài của con lắc là A. 2cm B. 20cm C. 0,2cm D. 0,2dm Câu 14 (TH): Sóng cơ truyền theo trục Ox có phương trình u 4cos 50 t 0,125x mm ( x đo bằng cm, t đo bằng giây). Bước sóng của sóng cơ này bằng A. 1,6 cm. B. 16π cm. C. 16 cm. D. 1,6π cm. Câu 15 (TH): Một vật dao động điều hòa với chu kì T. Động năng của vật này biến thiên điều hòa với chu kì A. T/2. B. T. C. T 2 . D. 2T. Câu 16 (VD): Một con lắc lò xo có vật nhỏ khối lượng 200g dao động cưỡng bức ổn định dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên điều hòa với tần số f. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của biên độ vào tần số góc của ngoại lực tác dụng lên hệ có dạng như hình vẽ. Lấy 2 10 . Độ cứng của lò xo là A. 80 N/m B. 42,25 N/m C. 50 N/m. D. 32 N/m. Câu 17 (TH): Một con lắc đơn dao động điều hòa với phương trình là s 6cos 2 t cm ( t tính bằng s). Chu kì dao động của con lắc là A. 2 1 s. B. 1s. C. 0,5s. D. 1s. Trang 2
3. Câu 18 (NB): Một ống dây có độ tự cảm L, dòng điện chạy qua ống dây là I. Năng lượng từ trường của ống dây là i2 1 1 A. W Li. B. W . C. W L2i. D. W Li2 2L 2 2 Câu 19 (TH): Để phân biệt được sóng ngang và sóng dọc ta dựa vào A. phương dao động và tốc độ truyền sóng. B. phương truyền sóng và tần số sóng. C. tốc độ truyền sóng và bước sóng. D. phương dao động và phương truyền sóng. Câu 20 (NB): Xét hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, độ lệch pha không đổi theo thời gian. Dao động thứ nhất có biên độ A1 và pha ban đầu 1 , dao động thứ hai có biên độ A2 và pha ban đầu 2 . Pha ban đầu của dao động tổng hợp xác định bởi công thức A cos A cos A sin A sin A. tan 1 1 2 2 . B. tan 1 1 2 2 . A1 sin 1 A2 sin 2 A1 cos 1 A2 cos 2 A sin A sin A cos A sin C. tan 1 2 2 1 . D. tan 1 2 2 1 . A1 cos 2 A2 cos 1 A1 cos 2 A2 sin 1 Câu 21 (VD): Một chất điểm dao động điều hòa có vận tốc cực đại 60cm / s và gia tốc cực đại 2 m / s2 . Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Thời điểm ban đầu t 0 , chất điểm có vận tốc 30cm/s và thế năng đang tăng. Chất điểm có gia tốc bằng π(m/s2) lần đầu tiên ở thời điểm A. 0,25s. B. 0,15s C. 0,35s D. 0,10s. Câu 22 (VD): Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số 5Hz. Trong quá trình dao động, chiều dài lò xo biến đổi từ 40cm đến 56cm. Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dương hướng lên, lúc t 0 lò xo có chiều dài 52cm và vật đang ra xa vị trí cân bằng. Phương trình dao động của vật là 2 5 A. x 8cos 10 t cm . B. x 8cos 10 t cm . 3 6 C. x 16cos 10 t cm . D. x 8cos 10 t cm . 6 6 Câu 23 (VD): Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường với tốc độ 120cm/s, tần số của sóng thay đổi từ 10Hz đến 15Hz. Hai điểm cách nhau 12,5cm luôn dao động vuông pha. Bước sóng của sóng cơ đó là A. 10cm. B. 12cm C. 8cm D. 10,5cm Câu 24 (VD): Cho mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động E 12V , điện trở trong r 2,5 , mạch ngoài gồm điện trở R1 0,5 mắc nối tiếp với một biến trở R. Giá trị của R để công suất tiêu thụ trên biến trở R đạt giá trị cực đại là A. 2,5 B. 2 C. 1,5 D. 3 Câu 25 (VD): Tại một nơi, chu kì dao động điều hòa của một con lắc đơn là 2,0 s. Sau khi tăng chiều dài của con lắc thêm 21 cm thì chu kì dao động điều hòa của nó là 2,2 s. Chiều dài ban đầu của con lắc này là Trang 3
4. A. 98 cm. B. 100 cm. C. 21 cm. D. 21 m. 2 3 Câu 26 (VD): Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa với biên độ A l ( l là độ 3 0 0 dãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng). Tỉ số giữa thời gian lò xo nén và lò xo dãn trong 1 chu kỳ dao động là 1 1 A. . B. . C. 3.D. 5. 3 5 Câu 27 (VD): Một vật dao động điều hòa với phương trình x 6cos 10 t cm . Vận tốc của vật 3 có độ lớn cực đại lần đầu tiên vào thời điểm 1 1 1 1 A. . B. . C. . D. . 60 15 40 30 Câu 28 (VD): Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100g và một lò xo nhẹ có độ cứng 40N/m. Khi vật ở vị trí cân bằng, người ta truyền cho nó một vận tốc ban đầu bằng 2m/s dọc theo trục lò xo. Sau đó vật nhỏ dao động điều hòa. Biên độ dao động của vật nhỏ sau khi truyền vận tốc là A. 4cm. B. 10cm. C. 2,5cm. D. 5cm. Câu 29 (VD): Cho hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình lần lượt là x1 4cost cm và x2 3cos t cm . Li độ dao động tổng hợp của hai dao động này không thể nhận giá trị nào sau 2 đây? A. 4cm. B. 6cm. C. 0cm. D. 5cm. Câu 30 (VD): Một vật nhỏ khối lượng 200g dao động điều hòa với chu kỳ 2,0 s. Khi gia tốc của vật là 0,5m / s2 thì động năng của vật là 1 mJ. Lấy 2 10 . Biên độ dao động của vật xấp xỉ bằng là A. 10cm. B. 15cm. C. 3cm. D. 6cm. Câu 31 (VD): Một vật tham gia đồng thời hai dao động cùng phương, có phương trình lần lượt là x1 3cos 10t cm ; x2 4cos 10t cm . Vận tốc cực đại của vật là 3 6 A. (50m/s.\) B. 5cm/s. C. 5m/s. D. 50cm/s. 0 Câu 32 (VD): Một con lắc đơn đang dao động điều hòa với biên độ góc bằng 9 . Ở thời điểm t0 , vật nhỏ của con lắc có li độ góc và li độ cung lần lượt là 4,50 và 2,5 cm . g 10m / s2 . Tốc độ của vật ở thời điểm t0 bằng A. 25cm/s. B. 1,4m/s. C. 43cm/s. D. 31cm/s. Câu 33 (VD): Hai con lắc đơn A và B có chiều dài lần lượt là 2l và l được treo ở trần một căn phòng. Cả hai con lắc đang dao động điều hòa và có cùng tốc độ của mỗi vật khi đi qua vị trí cân bằng. Biết li độ góc cực đại của con lắc đơn A là 50 . Li độ góc cực đại của con lắc đơn B là Trang 4
5. A. 7,10. B. 100. C. 50. D. 3,50. Câu 34 (VD): Một sóng cơ làn truyền trên một sợi dây dài. Ở thời điểm t0 , tốc độ dao động của các phần tử tại B và C đều bằng v0 , còn phần tử tại trung điểm D của BC đang ở vị trí biên. Ở thời điểm t1 , vận tốc của các phần tử tại B và C đều có giá trị bằng v0 thì phần tử D lúc đó có tốc độ bằng A. v0 . B. 0. C. 2v0. D. 2v0. Câu 35 (VDC): Hai chất điểm cùng khối lượng, dao động điều hòa dọc theo hai đường thẳng song song kề nhau và song song với trục tọa độ Ox, có phương trình lần lượt là x1 A1 cos t 1 và x2 A2 cos t 2 . 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 A1 (với A2 , 1, 2 là các giá trị xác định). Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng. Nếu W1 là tổng cơ năng của hai chất điểm ở giá trị a1 và W2 là tổng cơ năng của hai chất W2 điểm ở giá trị a2 thì tỉ số gần nhất với kết quả nào sau đây? W1 A. 2,5. B. 2,2. C. 2,4. D. 2,3. Câu 36 (VDC): Cho hai con lắc lò xo nằm ngang k1,m1 và k2 ,m2 như hình vẽ. Trục dao động M và N cách nhau 9cm . Lò xo k1 có độ cứng 100N / m , chiều dài tự nhiên l1 35cm . Lò xo k2 có độ cứng 25N / m , chiều dài tự nhiên l2 26cm . Hai vật có cùng khối lượng m. Thời điểm ban đầu t 0 , giữ lò xo k1 dãn một đoạn 3cm , lò xo k2 nén một đoạn 6cm rồi đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động điều hòa. Bỏ qua ma sát. Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vật trong quá trình dao động xấp xỉ bằng? A. 13cm. B. 9cm. C. 10cm. D. 11cm. Trang 5
6. Câu 37 (VDC): Hai vật A và B có cùng khối lượng 1kg và có kích thướng nhỏ được nối với nhau bởi sợi dây mảnh, nhẹ dài 10cm, hai vật được treo vào lò xo thẳng đứng có độ cứng k 100N / m tại nơi có gia tốc trọng trường g 2 10m / s2 . Khi hệ vật và lò xo đang ở vị trí cân bằng thì người ta đốt sợi dây nối hai vật, ngay sau đó vật B sẽ rơi tự do còn vật A sẽ dao động điều hòa. Biết rằng độ cao đủ lớn, bỏ qua mọi ma sát. Lần đầu tiên vật A lên đến điểm cao nhất thì khoảng cách giữa hai vật bằng A. 50cm B. 80cm C. 70cm. D. 20cm. Câu 38 (VD): Một vật dao động điều hòa trên trục Ox theo phương trình x Acos t ( t tính bằng 3 s). Trong ba khoảng thời gian theo thứ tự liên tiếp nhau là t1 1s, t2 t3 2s thì quãng đường chuyển động của vật lần lượt là S1 5cm, S1 15cm và S3 . Quãng đường S3 gần nhất với kết quả nào sau đây? A. 18cm. B. 10cm. C. 6cm. D. 14cm. Câu 39 (VD): Hai chất điểm dao động điều hòa cùng tần số, có li độ ở thời điểm ttlà x1 và x2 . Giá trị M cực đại của tích x .x là M, giá trị cực tiểu của x .x là . Độ lệch pha giữa x và x có độ lớn gần 1 2 1 2 3 1 2 nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,79rad. B. 2,1rad. C. 1,05rad. D. 1,58rad. Câu 40 (VDC): Con lắc đơn gồm vật nhỏ có khối lượng 1g treo vào sợi dây nhẹ, không dãn, tại nơi có g 10m / s2 , trong điện trường đều có vecto cường độ điện trường E nằm ngang, độ lớn E 1000V / m . Khi vật chưa tích điện, chu kì dao động điều hòa của con lắc là T. Khi con lắc tích điện q, chu kì dao động điều hòa của con lắc là 0,841T . Độ lớn điện tích q là A. 2.10 2 C. B. 2.10 5 C C. 10 2 C. D. 10 5 C. Đáp án 1.A 2.B 3.D 4.D 5.C 6.C 7.C 8.A 9.A 10.C 11.C 12.B 13.B 14.B 15.A 16.C 17.D 18.A 19.D 20.B 21.A 22.A 23.A 24.D 25.B 26.B 27.A 28.B 29.B 30.D 31.D 32.C 33.A 34.D 35.C 36.C 37.B 38.D 39.C 40.D LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án A Phương pháp giải: Sử dụng lí thuyết về lực kéo về Giải chi tiết: Lực kéo về tác dụng vào vật luôn hướng về vị trí cân bằng Câu 2: Đáp án B Trang 6
7. Phương pháp giải: Sử dụng lí thuyết về phương trình vận tốc của vật dao động điều hòa Giải chi tiết: Ta có: v x A sin t Vận tốc của vật biến thiên điều hòa theo thời gian Câu 3: Đáp án D Phương pháp giải: Sử dụng biểu thức tính tần số góc của con lắc đơn Giải chi tiết: g Tần số góc của con lắc đơn:  l Câu 4: Đáp án D Phương pháp giải: Sử dụng biểu thức tính chiều dài quỹ đạo của vật dao động điều hòa Giải chi tiết: Chiều dài quỹ đạo của vật dao động điều hòa L 2A Câu 5: Đáp án C Phương pháp giải: v Vận dụng biểu thức tính bước sóng:  vT f Giải chi tiết: v Ta có  v  f f Câu 6: Đáp án C Phương pháp giải: Vận dụng lí thuyết về sự nhiễm điện Giải chi tiết: A, B, D – liên quan đến sự nhiễm điện C – không liên quan đến sự nhiễm điện vì: Mùa đông, thời tiết lạnh, chim xù lông đế tạo ra các lớp không khí dẫn nhiệt kém giữa các lông chim, điều này giúp chim được giữ ấm hơn. Câu 7: Đáp án C Phương pháp giải: Vận dụng lí thuyết về dao động tắt dần Giải chi tiết: Dao động tắt dần có biên độ và năng lượng giảm dần theo thời gian. Câu 8: Đáp án A Trang 7
8. Phương pháp giải: Vận dụng ứng dụng của dao động tắt dần Giải chi tiết: Bộ phận giảm xóc của ô-tô và xe máy có tác dụng giảm cường độ lực gây xóc và làm tắt dần dao động. Câu 9: Đáp án A Phương pháp giải: Sử dụng lí thuyết về các dụng cụ đo Giải chi tiết: Điện năng tiêu thụ được đo bằng công tơ điện. Câu 10: Đáp án C Phương pháp giải: 2 2 Vận dụng biểu thức tính biên độ dao động tổng hợp: A A1 A2 2A1 A2 cos Giải chi tiết: Ta có hai dao động ngược pha ⇒ Biên độ dao động tổng hợp: A A1 A2 Câu 11: Đáp án C Phương pháp giải: Sử dụng biểu thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo Giải chi tiết: m Chu kì dao động của con lắc lò xo: T 2 k Câu 12: Đáp án B Phương pháp giải: Sử dụng điều kiện của biên độ tổng hợp dao động điều hòa: A1 A2 A A1 A2 Giải chi tiết: Ta có: A1 A2 A A1 A2 12 5 A 12 5 7 A 17 ⇒ Biên độ dao động tổng hợp có thể nhận giá trị 9cm Câu 13: Đáp án B Phương pháp giải: Sử dụng biểu thức: s l Giải chi tiết: Biên độ dài của con lắc: s0 l 0 2.0,1 0,2m 20cm Câu 14: Đáp án B Trang 8
9. Phương pháp giải: 2 x Vận dụng biểu thức:  Giải chi tiết: Ta có phương trình sóng: u 4cos 50 t 0,125x mm (x đo bằng cm) 2 x Lại có: 0,125x  16 cm  Câu 15: Đáp án A Phương pháp giải: Vận dụng lí thuyết về động năng của vật dao động điều hòa Giải chi tiết: Động năng của vật dao động điều hòa biến thiên với tần số f 2 f , tần số góc  2 và chu kì T T . 2 Câu 16: Đáp án C Phương pháp giải: + Đọc đồ thị A  của vật dao động cưỡng bức + Cộng hưởng dao động:   k + Vận dụng biểu thức  m Giải chi tiết: Từ đồ thị, ta thấy hiện tượng cộng hưởng dao động xảy ra khi tần số góc riêng của vật (tại điểm có biên độ cực đại) bằng với tần số của lực cưỡng bức   5 k 2  5 k  2.m 5 .0,2 50N / m m Câu 17: Đáp án D Phương pháp giải: + Đọc phương trình dao động 2 + Vận dụng biểu thức T  Giải chi tiết: Từ phương trình ta có, tần số góc  2 rad / s 2 2 Chu kì dao động của con lắc: T 1s  2 Câu 18: Đáp án A Phương pháp giải: Trang 9
10. Sử dụng biểu thức tính năng lượng từ trường của ống dây Giải chi tiết: 1 Năng lượng từ trường của ống dây: W Li2. 2 Câu 19: Đáp án D Phương pháp giải: Vận dụng định nghĩa về sóng ngang và sóng dọc Giải chi tiết: Ta có: + Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. + Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. ⇒ Để phân biệt 2 loại sóng này ta dựa vào phương dao động và phương truyền sóng. Câu 20: Đáp án B Phương pháp giải: Sử dụng biểu thức tính pha ban đầu của dao động tổng hợp Giải chi tiết: Pha ban đầu của dao động tổng hợp được xác định bởi biểu thức: A sin A sin tan 1 1 2 2 A1 cos 1 A2 cos 2 Câu 21: Đáp án A Phương pháp giải: Sử dụng các biểu thức: + Vận tốc cực đại: vmax A 2 + Gia tốc cực đại: amax  A + a  2 x Giải chi tiết: vmax A 60cm 0,6m Ta có: 2 amax A 2 a 2 10 max  vmax 0,6 3 v2 0,62 9 max A m amax 2 50 Tại thời điểm ban đầu t 0 : Trang 10
11. v0 A sin 30cm / s 0,3m / s 0,3 1 sin 10 9 . 2 3 50 Mặt khác, thế năng đang tăng rad 6 Tại vị trí có gia tốc 2 9 A a  x x 2 2  10 100 2 3 5 Ta có, góc quét: 6 5 1 Lại có:  t t 6 s  10 4 3 1 ⇒ Chất điểm có gia tốc bằng m / s2 lần đầu tiên ở thời điểm t s 0,25s 4 Câu 22: Đáp án A Phương pháp giải: + Sử dụng biểu thức tính tần số góc:  2 f l l + Sử dụng biểu thức tính biên độ: A max min 2 x0 Acos + Xác định pha ban đầu t 0 : v + Viết phương trình dao động: x Acos t Giải chi tiết: Ta có: + Tần số góc của dao động:  2 f 2 .5 10 rad / s Trang 11
12. l l 56 40 + Biên độ dao động: A max min 8cm 2 2 + Tại t 0 : lò xo có chiều dài l 52cm ⇒ li độ của vật khi đó x 4cm 2 4 4 1 3 Acos 4 cos A 8 2 2 3 2 Mặt khác, vật đang ra xa vị trí cân bằng rad 3 2 ⇒ Phương trình dao động của con lắc: x 8cos 10 t cm 3 Câu 23: Đáp án A Phương pháp giải: 2 d + Sử dụng biểu thức tính độ lệch pha của 2 điểm trên phương truyền sóng:  v + Sử dụng biểu thức tính bước sóng:  f Giải chi tiết: Ta có: + Vận tốc truyền sóng cơ: v 120cm / s + Độ lệch pha của 2 điểm trên phương truyền sóng: 2 d 2k 1 (*) (do 2 điểm dao động vuông pha với nhau)  2 2 .12,5 25 f 2k 1 2k 1 v 2 120 2 f f 2,4 2k 1 Theo đề bài ta có: 10Hz f 15Hz 10 2,4 2k 1 15 1,58 k 2,625 k 2 2 d 2 .12,5 Với k 2 thay vào (*) ta suy ra:  10cm 2k 1 2.2 1 2 2 Câu 24: Đáp án D Phương pháp giải: + Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp: R R1 R2 Rn Trang 12
13. E + Sử dụng biểu thức định luật ôm cho toàn mạch: I R r + Sử dụng biểu thức tính công suất tiêu thụ: P I 2 R + Áp dụng bất đẳng thức cosi: a b 2 ab Giải chi tiết: + Điện trở tương đương mạch ngoài: RN R1 R 0,5 R E 12 12 + Cường độ dòng điện qua mạch: I RN r 0,5 R 2,5 R 3 122 + Công suất tiêu thụ trên biến trở: P I 2 R R R 3 2 144 P 2 3 R R 2 3 Ta có: Pmax khi R R min 2 3 2 Áp dụng bất đẳng thức cosi ta có: R 2 3 12 R 3 Dấu “=” xảy ra khi R R 3 R Câu 25: Đáp án B Phương pháp giải: l Vận dụng biểu thức tính chu kì dao động của con lắc đơn: T 2 g Giải chi tiết: l + Chu kì dao động ban đầu của con lắc: T 2 2s g l 0,21 + Khi tăng chiều dài của con lắc thêm 21cm 0,21m là: T 2 2,2s g T l 2 Lấy T l 0,21 2,2 2 l 2 100 l 1m l 0,21 2,2 121 Câu 26: Đáp án B Phương pháp giải: Sử dụng trục thời gian suy ra từ vòng tròn Trang 13
14. Giải chi tiết: 2 3 A 3 Ta có: A l l 3 0 0 2 T T + Thời gian lò xo nén trong 1 chu kì: t 2 nen 12 6 T 5T + Thời gian lò xo dãn trong 1 chu kì: t T t T dan nen 6 6 T t 1 nen 6 5T tdan 5 6 Câu 27: Đáp án A Phương pháp giải: 2 + Sử dụng biểu thức tính chu kì: T  x0 Acos + Xác định vị trí tại thời điểm ban đầu: v0 A sin + Vật có độ lớn cực đại tại vị trí cân bằng Giải chi tiết: Ta có, phương trình dao động của vật: x 6cos 10 t cm 3 2 2 + Chu kì dao động của vật: T 0,2s  10 x 6cos 3cm 0 3 + Tại thời điểm ban đầu: v 6.10 sin 0 3 + Vật có độ lớn cực đại khi ở vị trí cân bằng x 0 Vẽ trên vòng tròn lượng giác ta được: Trang 14
15. Từ vòng tròn lượng giác, ta suy ra vận tốc của vật có độ lớn cực đại lần đầu tiên vào thời điểm T 0,2 1 t s 12 12 60 Câu 28: Đáp án B Phương pháp giải: k + Sử dụng biểu thức tính tần số góc:  m + Vận tốc tại vị trí cân bằng: vmax A Giải chi tiết: m 0,1kg Ta có k 40N / m k 40 ⇒ Tần số góc của dao động  20 rad / s m 0,1 Vận tốc tại vị trí cân bằng: vmax A v 2 A max 0,1m 10cm  20 Câu 29: Đáp án B Phương pháp giải: Sử dụng biểu thức tính biên độ dao động tổng hợp của 2 dao động điều hòa: 2 2 A A1 A2 2A1 A2 cos Giải chi tiết: Ta có độ lệch pha của 2 dao động 2 ⇒ Hai dao động vuông pha với nhau 2 2 2 2 ⇒ Biên độ dao động tổng hợp: A A1 A2 4 3 5cm ⇒ Li độ dao động tổng hợp của hai dao động không thể là 6 cm Câu 30: Đáp án D Phương pháp giải: Trang 15
16. 2 + Sử dụng biểu thức tính tần số góc:  T + Sử dụng biểu thức gia tốc: a  2 x 1 1 + Sử dụng biểu thức tính thế năng: W kx2 m 2 x t 2 2 1 1 + Sử dụng biểu thức tính cơ năng: W W W kA2 m 2 A2 d t 2 2 Giải chi tiết: 2 2 + Tần số góc:  rad / s T 2 a 0,5 + Gia tốc của vật: a  2 x x 0,05m  2 2 1 Cơ năng của vật: W m 2 A2 W W 2 d t 1 1 1 2 Lại có thế năng: W kx2 m 2 x2 .0,2. 2. 0,05 2,5.10 3 J t 2 2 2 3 3 3 W Wd Wt 10 2,5.10 3,5.10 1 m 2 A2 3,5.10 3 A 0,059m 6cm 2 Câu 31: Đáp án D Phương pháp giải: + Sử dụng máy tính casio tính phương trình dao động tổng hợp + Vận tốc cực đại của vật: vmax A Giải chi tiết: Ta có: x 3 ; x 4 1 3 2 6 Dao động tổng hợp: x x x 3 4 5 0,1199 1 2 3 6 ⇒ Biên độ dao động tổng hợp: A 5cm Vận tốc cực đại của vật: vmax A 10.5 50cm / s Câu 32: Đáp án C Phương pháp giải: + Sử dụng biểu thức: s l 2 2 + Sử dụng biểu thức tính vận tốc: v gl 0 Giải chi tiết: Trang 16
17. 4,50 rad 40 0 Ta có 0 9 rad 20 s 2,5 cm s 2,5 Lại có: s l l 100cm 1m 40 v2 Áp dụng biểu thức độc lập, ta có: 2 2 0 lg 2 2 v gl 2 2 10.1 0,43m / s 43cm / s 0 20 40 Câu 33: Đáp án A Phương pháp giải: Sử dụng biểu thức tính vận tốc tại vị trí cân bằng: vmax s0 l 0 gl 0 Giải chi tiết: Tốc độ của mỗi vật khi qua vị trí cân bằng: + Con lắc A: v1 s0 AA glA 0 A + Con lắc B: v2 s0BB glB B Theo đề bài, ta có: v1 v2 0 A lB l 1 0 0 glA 0 A glB 0B 0B 2 0 A 2.5 7,1 0B lA 2l 2 Câu 34: Đáp án D Phương pháp giải: + Sử dụng vòng tròn lượng giác xác định vị trí của các điểm + Sử dụng hệ thức trên vòng tròn lượng giác. Giải chi tiết: Ta có: + Ở thời điểm t0 , tốc độ dao động của các phần tử tại B và C đều bằng v0 , còn phần tử tại trung điểm BC đang ở biên, biểu diễn trên vòng tròn lượng giác ta được Trang 17
18. + Ở thời điểm t1 , vận tốc của các phần tử tại B và C có giá trị đều bằng v0 và biểu diễn trên vòng tròn lượng giác ta có · Từ vòng tròn lượng giác tại hai thời điểm t0 và t1 ta có COB const và vận tốc tại t0 và t1 bằng nhau nên 1 4 v1 v0 cos vmax vmax Tại t1 vận tốc tại D đạt giá trị cực đại nên vmax 2v0 v v sin 2 0 vmax vmax Câu 35: Đáp án C Phương pháp giải: + Đọc đồ thị 2 2 2 + Áp dụng biểu thức tổng hợp dao động điều hòa: A A1 A2 2A1 A2 cos Giải chi tiết: x1 A1 cos t 1 Ta có: x2 A2 cos t 2 x2 A2 cos t 2 + Khoảng cách giữa hai chất điểm theo phương Ox: d x1 x2 d cos t Trang 18
19. 1 2 Với 2 2 d A1 A2 2A1 A2 cos - Khi A1 0 d A2 12cm 2 2 2 2 2 2 d A1 A2 2A1 A2 cos A1 A2 cos A2 1 cos 3 d khi A A cos 0 A A cos 9 12cos cos min 1 2 1 2 4 2 2 2 - Khi d 10cm , ta có d A1 A2 2A1 A2 cos 2 2 2 3 A1 15,08 a2 10 A1 12 2A1.12. 4 A1 2,92 a1 1 2 2 1 2 2 m a2 m A2 2 2 2 2 W2 2 2 a2 A2 15,08 12 Tỉ số cơ năng: 2 2 2 2 2,435 W 1 2 2 1 2 2 a A 2,92 12 1 m a m A 1 2 2 1 2 2 Câu 36: Đáp án C Phương pháp giải: + Viết phương trình dao động của hai vật : x1; x2 + Khoảng cách giữa hai vật theo phương ngang : x x1 x2 + Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vật trong quá trình dao động là : d MN 2 x min min2 Giải chi tiết: Cách giải : k1 100 10 1 m m m - Tần số góc của vật 1 và vật 2 là : 1 22 k2 25 5 2 m m m - Lò xo k1 có chiều dài tự nhiên l1 35cm Lò xo k2 có chiều dài tự nhiên l2 26cm ⇒ Vị trí cân bằng của hai lò xo cách nhau theo phương ngang 1 đoạn : 35 26 9cm - Thời điểm ban đầu (t = 0), giữ lò xo k1 dãn một đoạn 3cm, lò xo k2 nén một đoạn 6cm rồi đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động điều hoà. Chọn gốc toạ độ trùng với VTCB của lò xo k1 . x1 3cos 1t 3cos 2.2t ⇒ Phương trình dao động điều hoà của hai vật : x2 9 6cos 2t 9 6cos 2t ⇒ Khoảng cách giữa hai vật theo phương ngang trong quá trình dao động là : Trang 19
20. x x1 x2 3cos 2.2t 9 6cos 2t 2 2 Vì : cos 2.2t 2cos 2t 1 x 3 2cos 2t 1 9 6cos 2t 2 x 6.cos 2t 6cos 2t 6 2 Đặt : a cos 2t x 6.a 6a 6 Ta có : 2 2 2 2 1 3 1 6.a 6a 6 6 a a 1 6 a 6. a 4,5 2 4 2 2 1 2 6. a 4,5 4,5 6.a 6a 6 4,5 xmin 4,5cm 2 min ⇒ Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vật trong quá trình dao động là : d MN 2 x 92 4,52 10,06cm min min2 Câu 37: Đáp án B Phương pháp giải: Vận dụng các công thức về sau va chạm đàn hồi hai vật tách rời tại vị trí cân bằng Giải chi tiết: Tại vị trí cân bằng: m g Khi chỉ có vật A thì lò xo dãn: l A 10cm 1 k (m m )g Khi treo đồng A và B thì lò xo dãn: l A B 20cm 2 k Khi hệ vật đang ở VTCB, dây đứt, vật A dao động điều hòa với biên độ: A l2 l1 10cm. l 0,1 Chu kỳ con lắc lò xo khi gắn vật A là: T 2 1 2 s g 10 5 Trang 20
21. T Thời gian vật A đi từ vị trí đốt dây (biên dưới) đến vị trí cao nhất lần đầu tiên (biên trên ) hết t s 2 10 khi đó, vị trí của vật A là : xA A 10cm Sau khi đót dây nối hai vật, vật B rơi tự do từ B cách O1: O1B BO2 O1O2 ld A 20cm 2 2 10. gt 10 Tọa độ của B: x O B 0,2 0,7m 70cm B 1 2 2 Vậy khoảng cách giữa hai vật lúc này là: x xB xA 70 ( 10) 80cm Câu 38: Đáp án D Phương pháp giải: Sử dụng vòng tròn lượng giác trong dao động điều hòa Giải chi tiết: T T t1 1s 2 t1 t2 6 Ta có: T 6s 2 A 10cm  A S1 S2 2A 20cm S1 5cm 2 Suy ra vật xuất phát từ 2 biên ( giá sử từ biên dương) , vậy T t t 2s S S 15cm 2 3 3 2 3 Câu 39: Đáp án C Phương pháp giải: + Viết phương trình dao động điều hòa 1 + Sử dụng công thức lượng giác: cos a.cosb cos a b cos a b 2 Giải chi tiết: Để đơn giản, ta chọn phương trình dao động điều hòa của 2 vật là: Trang 21
22. x1 A1 cost x2 A2 cos t Ta suy ra: x1x2 A1 A2 cost.cos t 1 Ta có: cost.cos t cos 2t cos 2 A1 A2 x1x2 cos 2t cos 2 x x khi cos 2t 1  1 2 max A A x x  1 2 1 cos M (1) 1 2 max 2 x x khi cos 2t 1l  1 2 min A A M x x  1 2 1 cos (2) 1 2 min 2 3 1 1 cos 1 1 Lấy ta được: cos 1,05rad 1 2 1 cos 2 3 3 Câu 40: Đáp án D Phương pháp giải: l + Áp dụng công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn: T 2 g + Áp dụng bài toán con lắc đơn chịu thêm tác dụng của lực điện Giải chi tiết: Ta có: l - Khi con lắc chưa tích điện, chu kì dao động của con lắc T 2 g - Khi con lắc tích điện, đặt trong điện trường nằm ngang thì nó chịu thêm tác dụng của lực điện  + E có phương ngang => Fd có phương ngang l + Chu kì dao động của con lắc tích điện q đặt trong điện trường đều là: T 2 g Trang 22
23. Ta có: Fd q E a l l m m T 2 2 g 2 2 2 2 g a g g a T g Ta suy ra: T g 2 2 2 q E T g a 1 2 2 2 2 .10 10 a a 9,995m / s 9,995 m/s 0,841T g 0,841 m q 9,995.10 6 10 5 C Trang 23