Đề thi học kì 1 vật lý lớp 12 năm 2020 – 2021 trường THPT Chuyên Trần Đại Nghĩa có lời giải chi tiết

Đề bài

TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN (40 CÂU)

Cho: $\pi  = 3,14$ và ${\pi ^2} \approx 10$

Câu 1: Cường độ âm tại một điểm trong môi trường truyền âm là ${10^{ - 5}}{\rm{W}}/{m^2}$. Biết cường độ âm chuẩn là ${I_0} = {10^{ - 12}}{\rm{W}}/{m^2}$. Mức cường độ âm tại điểm đó bằng

A. 80 dB                     B. 50 dB

C. 70 dB                     D. 60 dB

Câu 2: Chọn câu đúng. Cơ năng của chất điểm dao động điều hòa tỉ lệ thuận với

A. chu kì dao động

B. biên độ dao động

C. bình phương biên độ dao động

D. bình phương chu kì dao động

Câu 3: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp theo thứ tự trên. Gọi ${U_L},{U_R},{U_C}$ lần lượt là các điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB lệch pha $\frac{\pi }{2}$ so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch NB (đoạn mạch NB gồn R và C). Hệ thức nào dưới đây là đúng?

A. ${U^2} = U_R^2 + U_C^2 + U_L^2$              

B. $U_C^2 = U_R^2 + U_L^2 + {U^2}$

C. $U_L^2 = U_R^2 + U_C^2 + {U^2}$              

D. $U_R^2 = U_C^2 + U_L^2 + {U^2}$

Câu 4: Một đèn có ghi (110V – 100W) mắc nối tiếp với điện trở R vào một mạch điện xoay chiều có $u = 200\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t} \right)\left( V \right)$. Để đèn sáng bình thường, R phải có giá trị bằng

A. $99\Omega$                     B. $\frac{{10}}{{11}}\Omega$                    

C. $1210\Omega$                 D. $121\Omega$

Câu 5: Một sợi dây đàn hồi dài 100 cm, có hai đầu A và B cố định. Một sóng truyền với tốc độ trên dây là 25 m/s, trên dãy đếm được 3 nút sóng, không kể 2 nút A và B. Tần số dao động trên dây là:

A. 100 Hz                   B. 20 Hz 

C. 50 Hz                     D. 25 Hz

Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa của sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp tại A và B dao động cùng pha với tần số 15 Hz. Tại điểm M cách A và B lần lượt là d1 = 23 cm và d2 = 26,2 cm, sóng có biên độ dao động cực đại, giữa M và đường trung trực của AB còn có một dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là:

A. 25 cm/s                   B. 21,5 cm/s   

C. 18 cm/s                   D. 24 cm/s

Câu 7: Chọn câu đúng. Dòng điện xoay chiều có tần số f = 5 0 Hz, trong một chu kì dòng điện đổi chiều

A. 25 lần                     B. 50 lần

C. 2 lần                       D. 100 lần

Câu 8: Sóng âm có tần số 425 Hz lan truyền với tốc độ 340 m/s trong không khí. Giữa hai điểm cách nhau 1m trên cùng phương truyền thì chúng dao động

A. cùng pha                 B. vuông pha

C. lệch pha $\frac{\pi }{4}$               D. ngược pha

Câu 9: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động tắt dần?

A. Cơ năng của vật dao động tắt dần không đổi theo thời gian.

B. Dao động tắt dần là dao động chỉ chịu tác dụng của nội lực.

C. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian.

D. Lực cản môi trường tác dụng lên vật luôn sinh công dương.

Câu 10: Xét dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa có cùng tần số và cùng phương dao động. Biên độ của dao động tổng hợp không phụ thuộc yếu tố nào sau đây?

A. Biên độ của dao động thứ hai

B. Biên độ của dao động thứ nhất

C. Độ lệch pha của hai dao động

D. Tần số chung của hai dao động

Câu 11: Phát biểu nào sau đây về các đại lượng đặc trưng của sóng cơ học là không đúng?

A. Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động.

B. Tốc độ của sóng chính bằng vận tốc dao động của các phần tử dao động.

C. Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động.

D. Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kỳ dao động của sóng.

Câu 12: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm, điện trở R thay đổi được. Đặt vào hai đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định. Điều chỉnh R để công suất mạch cực đại, khi đó hệ số công suất của mạch $\cos \varphi$ có giá trị

A. 1                             B. $\frac{{\sqrt 2 }}{2}$ 

C. $\frac{{\sqrt 3 }}{2}$                          D. 0,5

Câu 13: Một mạch điện gồm $R = 10\Omega$, cuộn dây thuần cảm có $L = \frac{{0,1}}{\pi }H$ và tụ điện có điện dung $C = \frac{{{{10}^{ - 3}}}}{{2\pi }}F$ mắc nối tiếp. Dòng điện xoay chiều trong mạch có biểu thức: $i = \sqrt 2 \cos \left( {100\pi t} \right)\left( A \right)$. Điện áp ở hai đầu đoạn mạch có biểu thức là:

A. $u = 20\sqrt 5 \cos \left( {100\pi t - 0,4} \right)\left( V \right)$

B. $u = 20\cos \left( {100\pi t} \right)\left( V \right)$

C. $u = 20\cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{4}} \right)\left( V \right)$

D. $u = 20\cos \left( {100\pi t - \frac{\pi }{4}} \right)\left( V \right)$

Câu 14: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến thành hóa năng.

B. Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến thành quang năng.

C. Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến thành điện năng.

D. Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến thành nhiệt năng.

Câu 15: Một sóng cơ học có tần số 40 Hz, có tốc độ trong khoảng 3 m/s đến 3,5 m/s. Biết hai điểm M,N trên phương truyền sóng cách nhau một khoảng 40 cm luôn dao động đồng pha. Tốc độ truyền sóng bằng

A. 3,20 m/s                  B. 3,45 m/s

C. 3,25 m/s                  D. 3,17 m/s

Câu 16: Một tụ điện có điện dung $C = 31,8\mu F$. Điện áp hiệu dụng hai đầu bản tụ khi có dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz và cường độ dòng điện cực đại $2\sqrt 2 A$ chạy qua nó xấp xỉ bằng

A. $20\sqrt 2 V$                    B. 200V

C. $200\sqrt 2 V$                  D. 20V

Câu 17: Trong hiện tượng giao thoa sóng của hai nguồn kết hợp. Hai điểm liên tiếp nằm trên đoạn thẳng nối hai nguồn trong môi trường truyền sóng là một cực tiểu giao thoa và một cực đại giao thoa ($\lambda$ là bước sóng) thì cách nhau một khoảng là

A. $\frac{\lambda }{4}$                                B. $2\lambda$

C. $\lambda$                                 D. $\frac{\lambda }{2}$

Câu 18: Chọn câu đúng. Dao động cưỡng bức là dao động của hệ

A. dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian

B. dưới tác dụng của lực đàn hồi

C. dưới tác dụng của lực quán tính

D. trong điều kiện không có lực ma sát

Câu 19: Hai dao động điều hòa cùng phương, biên độ A bằng nhau, chu kì T bằng nhau và có hiệu pha ban đầu $\Delta \varphi  = \frac{{2\pi }}{3}$. Dao động tổng hợp của hai dao động đó sẽ có biên độ bằng

A. $A$                B. $A\sqrt 2$

C. 0                 D. $2A$

Câu 20: Một dây đàn phát ra các âm có tần số giữa hai lần có sóng dừng liên tiếp là 75 Hz và 100 Hz. Tần số của âm cơ bản bằng

A. 42,9 Hz                  B. 87,5 Hz

C. 25 Hz                     D. 50 Hz

Câu 21: Chọn câu đúng. Trong hệ sóng dừng trên một sợi dây, khoảng cách giữa một nút và một bụng liên tiếp bằng

A. một phần tư bước sóng

B. một bước sóng

C. một nửa bước sóng           

D. hai bước sóng

Câu 22: Chọn câu đúng. Trong dao động điều hòa, gia tốc biến đổi

A. sớm pha $\frac{\pi }{2}$ so với vận tốc  

B. ngược pha với vận tốc

C. trễ pha $\frac{\pi }{2}$ so với vận tốc

D. cùng pha với vận tốc

Câu 23: Cho mạch điện gồm hai phần tử gồm cuộn thuần cảm và tụ điện mắc nối tiếp. Dùng một vôn kế có điện trở rất lớn mắc vào hai đầu cuộn cảm thì vôn kế chỉ 80V, đặt vôn kế vào hai đầu tụ điện  chỉ 60V. Khi           đặt vôn kế vào hai đầu đoạn mạch vôn kế chỉ

A. 140 V                     B. 20 V

C. 70 V                       D. 100 V

Câu 24: Nếu chọn gốc tọa độ trùng với cân bằng thì ở thời điểm t, biểu thức quan hệ giữa biên độ A, li độ x, vận tốc v và tần số góc $\omega$ của chất điểm dao động điều hòa là

A. ${A^2} = {v^2} + {x^2}{\omega ^2}$

B. ${A^2} = {x^2} + {\omega ^2}{v^2}$

C. ${A^2} = {x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}$

D. ${A^2} = {v^2} + \frac{{{x^2}}}{{{\omega ^2}}}$

Câu 25: Một mạch điện không phân nhánh gồm 3 phần tử: $R = 80\Omega ,C = \frac{{{{10}^{ - 4}}}}{{2\pi }}\left( F \right)$ và cuộn dây không thuần cảm có $L = \frac{1}{\pi }\left( H \right)$, điện trở $r = 20\Omega$. Dòng điện xoay chiều trong mạch có biểu thức $i = 2\cos \left( {100\pi t - \frac{\pi }{6}} \right)\left( A \right)$. Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch là:

A. $u = 200\cos \left( {100\pi t - \frac{\pi }{4}} \right)\left( V \right)$

B. $u = 200\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t - \frac{{5\pi }}{{12}}} \right)\left( V \right)$

C. $u = 200\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t - \frac{\pi }{4}} \right)\left( V \right)$

D. $u = 200\cos \left( {100\pi t - \frac{{5\pi }}{{12}}} \right)\left( V \right)$

Câu 26: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động tắt dần

B. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động cưỡng bức

C. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động riêng

D. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động điều hòa

Câu 27: Điện áp $u = 200\sqrt 2 \left( {100\pi t} \right)\left( V \right)$ đặt vào hai đầu một cuộn thuần cảm thì tạo ra dòng điện có cường độ hiệu dụng I = 2 (A). Cảm khán có giá trị là

A. $200\sqrt 2 \Omega$                   B. $200\Omega$

C. $100\sqrt 2 \Omega$                   D. $100\Omega$

Câu 28: Một con lắc đơn có độ dài ${l_1}$ dao động với chu kì ${T_1} = 4s$. Một con lắc đơn khác có độ dài ${l_2}$ dao động tại nơi đó với chu kì ${T_2} = 3s$. Chu kì dao động của con lắc đơn có độ dài ${l_1} - {l_2}$ xấp xỉ bằng

A. 1s                            B. 3,5s

C. 5s                            D. 2,65s

Câu 29: Con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k, dao động điều hòa. Nếu tăng độ cứng k lên hai lần và giảm khối lượng m đi 8 lần thì tần số dao động sẽ

A. giảm 2 lần               B. tăng 4 lần

C. giảm 4 lần               D. tăng 2 lần

Câu 30: Điện áp xoay chiều $u = 120\cos 200\pi t\left( V \right)$ ở hai đầu một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm $L = \frac{1}{{2\pi }}\left( H \right)$. Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn dây là:

A. $i = 2,4\cos \left( {200\pi t - \frac{\pi }{2}} \right)\left( A \right)$

B. $i = 4,8\cos \left( {200\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)\left( A \right)$

C. $i = 1,2\cos \left( {200\pi t + \frac{\pi }{2}} \right)\left( A \right)$

C. $i = 1,2\cos \left( {200\pi t - \frac{\pi }{2}} \right)\left( A \right)$

Câu 31: Vật nhỏ của một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang, mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Khi li độ của vật có độ lớn bằng một nửa biên độ thì tỉ số giữa động năng và thế năng của vật là

A. $\frac{1}{2}$                B. 2

C. 3                 D. $\frac{1}{3}$

Câu 32: Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp sớm pha $\frac{\pi }{4}$ so với cường độ dòng điện. Phát biểu nào sau đây đúng với đoạn mạch này?

A. Hiệu số giữa cảm kháng và dung kháng bằng điện trở thuần của mạch.

B. Điện áp giữa hai đầu điệnt rở thuần sớm pha $\frac{\pi }{4}$ so với điện áp giữa hai bản tụ điện

C. Tổng trở của mạch bằng hai lần điện trở thuần của mạch

D. Tần số dòng điện trong đoạn mạch nhỏ hơn giá trị cần để xảy ra cộng hưởng

Câu 33: Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều có biểu thức $i = 2\sqrt 3 \cos 200\pi t\left( A \right)$ là

A. $\sqrt 6 A$                        B. 2A 

C. $3\sqrt 2 A$                      D. $2\sqrt 3 A$

Câu 34: Một con lắc đơn có khối lượng vật nặng m = 0,2 kg, chiều dài quỹ đạo dây treo $l$, dao động điều hòa với biên độ ${S_0} = 5cm$ và chu kì T = 2s. Lấy $g = {\pi ^2} = 10m/{s^2}$. Cơ năng của conn lắc là

A. ${5.10^{ - 5}}J$                B. ${25.10^{ - 4}}J$

C. ${25.10^{ - 3}}J$              D. ${25.10^{ - 5}}J$

Câu 35: Âm sắc của một âm là một đặc trưng sinh lí tương ứng với đặc trưng vật lí nào dưới đây của âm?

A. Tần số

B. Mức cường độ

C. Đồ thị dao động

D. Cường độ

Câu 36: Độ cao của âm phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?

A. Biên độ dao động của nguồn âm

B. Tần số của nguồn âm

C. Độ đàn hồi của nguồn âm

D. Đồ thị dao động của nguồn âm

Câu 37: Chọn câu đúng. Khi một sóng cơ truyền từ không khí vào nước thì đại lượng không đổi là

A. năng lượng sóng

B. bước sóng

C. tốc độ truyền sóng

D. tần số sóng

Câu 38: Chọn câu đúng. Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa trên

A. hiện tượng quang điện

B. từ trường quay

C. hiện tượng nhiệt điện

D. hiện tượng ảm ứng điện từ

Câu 39: Một con lắc đơn có chiều dài $l$, dao động điều hòa tại một nơi có gia tốc rơi tự do g với biên độ góc ${\alpha _0}$. Lúc vật đi qua vị trí có li độ $\alpha$, nó có vận tốc là v. Biểu thức nào sau đây đúng?

A. $\frac{{{v^2}}}{{gl}} = \alpha _0^2 - {\alpha ^2}$

B. ${\alpha ^2} = \alpha _0^2 - gl{v^2}$

C.. ${\alpha ^2} = \alpha _0^2 - \frac{{{v^2}g}}{l}$

D. $\alpha _0^2 = {\alpha ^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}$

Câu 40: Chọn câu đúng. Đối với dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có tác dụng

A. ngăn cản hoàn toàn dòng điện

B. cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng nhỏ càng bị cản trở nhiều

C. cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng bị cản trở nhiều

D. không cản trở dòng điện

Lời giải chi tiết

HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT

Thực hiện: Ban chuyên môn

1.C	2.C	3.C	4. D	5. C	6.D	7.D	8.B	9.C	10.D
11.B	12.A	13.C	14.D	15.A	16.B	17.A	18.A	19.A	20.C
21.A	22.A	23.B	24.C	25.B	26.B	27.D	28.D	29.B	30.D
31.C	32.A	33.A	34.C	35.C	36.B	37.D	38.D	39.D	40.C

Câu 1:

Phương pháp

Áp dụng công thức tính mức cường độ âm: 

$L = 10\log \frac{I}{{{I_0}}}\left( {{\rm{d}}B} \right)$

Cách giải

Mức cường độ âm tại điểm đó là:

$L = 10\log \frac{I}{{{I_0}}} = 10\log \frac{{{{10}^{ - 5}}}}{{{{10}^{ - 12}}}} = 70{\rm{d}}B$

Chọn C

Câu 2:

Phương pháp

Sử dụng công thức cơ năng: ${\rm{W}} = \frac{1}{2}k{A^2}$

Cách giải

Cơ năng của chất điểm dao động điều hòa được xác định bằng công thức:

${\rm{W}} = \frac{1}{2}k{A^2}$ => cơ năng tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.

Chọn C

Câu 3:

Phương pháp

Sử dụng phương pháp giản đồ vectơ.

Cách giải

Từ giả thuyết => ta vẽ giản đồ vectơ:

Từ giản đồ ta có:

$U_{RC}^2 = U_R^2 + U_C^2$

$U_L^2 = U_{RC}^2 + {U^2} = U_R^2 + U_C^2 + {U^2}$

Chọn C

Câu 4:

Phương pháp

– Để đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua đèn phải bằng cường độ dòng điện định mức.

– Sử dụng các công thức:

$\left\{ \begin{array}{l}P = U.I\\P = \frac{{{U^2}}}{R}\\{R_{nt}} = {R_1} + {R_2}\end{array} \right.$

Cách giải

Ta thấy điện áp sử dụng lớn hơn điện áp định mức của đèn nên phải mắc thêm một điện trở nối tiếp với đèn.

Để đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua đèn phải bằng cường độ dòng điện định mức:

$I = \frac{P}{U} = \frac{{100}}{{110}} = \frac{{10}}{{11}}A$

Điện trở của toàn mạch là:

${R_{tm}} = \frac{U}{I} = \frac{{220}}{{10/11}} = 242\Omega$

Điện trở của đèn là:.

Ta có: ${R_d} = \frac{{U_d^2}}{P} = \frac{{{{110}^2}}}{{100}} = 121\Omega$

Suy ra phải mắc thêm một điện trở R nối tiếp với đèn:

${R_{tm}} = R + {R_d} \Rightarrow R = {R_{tm}} - {R_d} = 242 - 121 \\= 121\Omega$

Chọn D

Câu 5:

Phương pháp

– Vận dụng lý thuyết sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định.

– Sử dụng công thức: $\lambda  = \frac{v}{f} \Rightarrow f = \frac{v}{\lambda }$

Cách giải

Sợi dây hai đầu cố định, trên dây đếm được 3 nút sóng không kể 2 nút A,B suy ra ta có:

$l = 2\lambda  \Rightarrow \lambda  = \frac{l}{2} = \frac{{100}}{2} = 50cm = 0,5m$

Tần số dao động trên dây là:

$f = \frac{v}{\lambda } = \frac{{25}}{{0,5}} = 50Hz$

Chọn C

Câu 6:

Phương pháp

– Hai nguồn kết hợp dao động cùng pha: ${d_2} - {d_1} = k\lambda$

– Tốc độ truyền sóng:$v = \frac{\lambda }{T} = \lambda f$

Cách giải

M là một cực đại. Giữa M và trung trực của AB còn một dãy cực đại khác => M là cực đại bậc 2.

Hai nguồn kết hợp dao động cùng pha nên ta có:

${d_2} - {d_1} = k\lambda  \Rightarrow 26,2 - 23 = 2\lambda$

$\Rightarrow \lambda  = 1,6cm$

Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là:

$v = \lambda .f = 1,6.15 = 24cm/s$

Chọn D

Câu 7:

Phương pháp

Trong một chu kì dòng điện đổi chiều 2f (lần).

Cách giải

Trong một chu kì dòng điện đổi chiều 2f = 2.50 = 100 lần.

Chọn D

Câu 8:

Phương pháp

– Bước sóng: $\lambda  = \frac{v}{f}$

– Độ lệch pha giữa hai dao động: $\Delta \varphi  = \frac{{2\pi d}}{\lambda }$

Cách giải

Ta có:

$v = \lambda f \Leftrightarrow \lambda  = \frac{v}{f} = 0,8m$

Độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóng là:

$\Delta \varphi  = \frac{{2\pi d}}{\lambda } = \frac{{2\pi .1}}{{0,8}} = 5.\frac{\pi }{2}$

=> Chúng dao động vuông pha.

Chọn B

Câu 9:

Phương pháp

Vận dụng lý thuyết về dao động tắt dần.

Cách giải

Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.

Chọn C

Câu 10:

Phương pháp

Biên độ của dao động tổng hợp được xác định:

${A^2} = A_1^2 + A_2^2 + 2{{\rm{A}}_1}{A_2}\cos \left( {{\varphi _2} - {\varphi _1}} \right)$

Cách giải

Biên độ của dao động tổng hợp được xác định:

${A^2} = A_1^2 + A_2^2 + 2{{\rm{A}}_1}{A_2}\cos \left( {{\varphi _2} - {\varphi _1}} \right)$

Suy ra biên độ của dao động tổng hợp phụ thuộc vào biên độ của hai dao động, độ lệch pha của hai dao động và không phụ thuộc vào tần số chung của hai dao động.

Chọn D

Câu 11:

Phương pháp

Vận dụng lý thuyết tốc độ truyền sóng và tốc độ dao động.

Cách giải

– Tốc độ truyền sóng là tốc độ lan tuyền dao động. Nếu môi trường đồng chất thì tốc độ truyền sóng bằng hằng số. Nó được xác định bởi: $v = \frac{\lambda }{T} = \lambda f$

– Tốc độ dao động của các phần tử vật chất được tính bằng $v = u'\left( t \right)$, nó biến thiên điều hòa.

Suy ra tốc độ truyền sóng khác tốc độ dao động.

Chọn B

Câu 12:

Phương pháp

Công suất cực đại khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng.

Cách giải

Công suất cực đại => xảy ra cộng hưởng => ${Z_L} = {Z_C} \Rightarrow Z = \sqrt {{R^2}}  = R$

Hệ số công suất: $\cos \varphi  = \frac{R}{Z} = \frac{R}{R} = 1$

Chọn A

Câu 13:

Phương pháp

– Sử dụng công thức tính cảm kháng, dung kháng.

– Độ lệch pha giữa u và i $\varphi  = {\varphi _u} - {\varphi _i}$

Cách giải

Ta có:

$\left\{ \begin{array}{l}{Z_L} = L\omega  = \frac{{0,1}}{\pi }.100\pi  = 10\left( \Omega  \right)\\{Z_C} = \frac{1}{{C\omega }} = \frac{1}{{\frac{{{{10}^{ - 3}}}}{{2\pi }}.100\pi }} = 20\left( \Omega  \right)\end{array} \right.$

Độ lệch pha giữa u và i là:

$\cos \varphi  = \frac{R}{Z} = \frac{R}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }} = \frac{{10}}{{\sqrt {{{10}^2} + {{\left( {10 - 20} \right)}^2}} }} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}$

$\Rightarrow \varphi  = \frac{\pi }{4} = {\varphi _u} - {\varphi _i}$

$\Rightarrow {\varphi _u} = \frac{\pi }{4} + 0 = \frac{\pi }{4}$

Hiệu điện thế cực đại giữa hai đầu đoạn mạch là:

${U_0} = {I_0}.Z = \sqrt 2 .\sqrt {{{10}^2} + {{\left( {10 - 20} \right)}^2}}  = 20\left( V \right)$

Vậy phương trình điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức là:

$u = 20\cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{4}} \right)\left( V \right)$

Chọn C

Câu 14:

Phương pháp

Vận dụng lý thuyết về dao động tắt dần.

Cách giải

Trong dao động tắt dần một phần cơ năng đã biến đổi thành nhiệt năng do ma sát.

Chọn D

Câu 15:

Phương pháp

– Hai điểm dao động cùng pha: $d = k\lambda$

– Tốc độ truyền sóng: $v = \frac{\lambda }{T} = \lambda f$

Cách giải

Hai điểm M,N dao động cùng pha, ta có:

$d = k\lambda  \Rightarrow \lambda  = \frac{{0,4}}{k}$

Tốc độ truyền sóng:

$v = \lambda f = \frac{{0,4}}{k}.40 = \frac{{16}}{k}\left( {m/s} \right)$

$\begin{array}{l}3 < v < 3,5 \Leftrightarrow 3 < \frac{{16}}{k} < 3,5\\ \Leftrightarrow 4,57 < k < 5,3\end{array}$

=> k = 5 => $v = \frac{{16}}{5} = 3,2\left( {m/s} \right)$

Chọn A

Câu 16:

Phương pháp

Sử dụng các công thức: $\left\{ \begin{array}{l}\omega&nbsp; = 2\pi f\\{Z_C} = \frac{1}{{C\omega }}\\I = \frac{{{I_0}}}{{\sqrt 2 }}\\{U_C} = I.{Z_C}\end{array} \right.$

Cách giải

Ta có: $f = \frac{\omega }{{2\pi }} \Rightarrow \omega&nbsp; = 2\pi f = 2\pi .50 = 100\pi$

Dung kháng: ${Z_C} = \frac{1}{{C\omega }} = \frac{1}{{31,{{8.10}^{ - 6}}.100\pi }} = 100\left( \Omega&nbsp; \right)$

Cường độ dòng điện hiệu dụng: $I = \frac{{{I_0}}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{2\sqrt 2 }}{{\sqrt 2 }} = 2A$

Điện áp hiệu dụng hai đầu bản tụ là:

$U = I.{Z_C} = 2.100 = 200V$

Chọn B

Câu 17:

Phương pháp

Khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa gần nhất bằng khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu giao thoa gần nhất và bằng $\frac{\lambda }{2}$

Cách giải

Khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa gần nhất bằng khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu giao thoa gần nhất và bằng $\frac{\lambda }{2}$

Suy ra: khoảng cách giữa một cực đại giao thoa vào một cực tiểu giao thoa gần nhất là $\frac{\lambda }{4}$

Chọn A

Câu 18:

Phương pháp

Vận dụng lý thuyết về dao động cưỡng bức.

Cách giải

Dao động cưỡng bức là dao động của hệ dưới tác dụng của một ngọa lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian.

Chọn A

Câu 19:

Phương pháp

Biên độ của dao động tổng hợp được xác định:

${A^2} = A_1^2 + A_2^2 + 2{A_1}{A_2}\cos \left( {{\varphi _2} - {\varphi _1}} \right)$

Cách giải

Biên độ của dao động tổng hợp được xác định:

$\begin{array}{l}{A^2} = A_1^2 + A_2^2 + 2{{\rm{A}}_1}{A_2}\cos \left( {{\varphi _2} - {\varphi _1}} \right)\\ \Leftrightarrow {A^2} = {A^2} + {A^2} + 2{\rm{A}}.A.\cos \frac{{2\pi }}{3}\\ \Leftrightarrow {A^2} = 2{{\rm{A}}^2} + 2{{\rm{A}}^2}.\left( { - \frac{1}{2}} \right)\end{array}$

=> A = A

Vậy dao động tổng hợp có biên độ bằng A.

Chọn A

Câu 20:

Phương pháp

Họa âm bậc n có tần số ${f_n} = n{f_0}\left( {Hz} \right)$

Cách giải

Họa âm bậc n có tần số 75 Hz, ta có: $n{f_0} = 75Hz$ (1)

Họa âm bậc (n+1) có tần số 100 Hz, ta có: $\left( {n + 1} \right){f_0} = 100Hz$ (2)

Từ (1) và (2) suy ra: $\frac{n}{{n + 1}} = \frac{3}{4} \Leftrightarrow n = 3$

Thay n = 3  vào (1) suy ra ${f_0} = 25Hz$

Chọn C

Câu 21:

Phương pháp

Khoảng cách giữa một nút và một bụng liên tiếp trong hệ sóng dừng trên một sợi dây là một phần tư bước sóng.

Cách giải

Khoảng cách giữa một nút và một bụng liên tiếp trong hệ sóng dừng trên một sợi dây là một phần tư bước sóng.

Chọn A

Câu 22:

Phương pháp

Phương trình li độ: $x = A\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)$

Phương trình vận tốc: $v = x' = \omega A\cos \left( {\omega t + \varphi&nbsp; + \frac{\pi }{2}} \right)$

Phương trình gia tốc: $a = v' = x'' =&nbsp; - {\omega ^2}A\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)$

Cách giải

Phương trình li độ: $x = A\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)$

Phương trình vận tốc: $v = x' = \omega A\cos \left( {\omega t + \varphi&nbsp; + \frac{\pi }{2}} \right)$

Phương trình gia tốc: $a = v' = x'' =&nbsp; - {\omega ^2}A\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)$

Suy ra: Trong dao động điều hòa gia tốc ngược pha với li độ và sớm pha $\frac{\pi }{2}$ so với vận tốc.

Chọn A

Câu 23:

Phương pháp

- Sử dụng công thức tính tổng trở Z.

- Sử dụng công thức tính điện áp giữa hai đầu: cuộn cảm, tụ điện, đoạn mạch.

Cách giải

Tổng trở của mạch là:

$Z = \sqrt {{{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}&nbsp; = {Z_L} - {Z_C}$

Khi vôn kế mắc vào hai đầu cuộn cảm:

${U_L} = 80V \Rightarrow I.{Z_L} = 80V$ (1)

Khi vôn kế mắc vào hai đầu tụ điện:

${U_C} = 60V \Leftrightarrow I.{Z_C} = 60V$ (2)

Lấy (1) – (2) ta được: $I.{Z_L} - I.{Z_C} = 80 - 60 \Leftrightarrow I\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right) = 20$

Khi đặt vôn kế vào hai đầu đoạn mạch thì:

$U = I.Z = I.\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right) = 20V$

Chọn B

Câu 24:

Phương pháp

Vận dụng công thức ${A^2} = {x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}$

Cách giải

Ta có công thức liên hệ: ${A^2} = {x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}$

Chọn C

Câu 25:

Phương pháp

- Sử dụng công thức tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở Z.

- Sử dụng công thức: $\tan \varphi&nbsp; = \frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{{R + r}}$

- Độ lệch pha giữa u và i: $\varphi&nbsp; = {\varphi _u} - {\varphi _i}$

Cách giải

Ta có:

$\left\{ \begin{array}{l}{Z_L} = L\omega&nbsp; = \frac{1}{\pi }.100\pi&nbsp; = 100\Omega \\{Z_C} = \frac{1}{{C\omega }} = \frac{1}{{\frac{{{{10}^{ - 4}}}}{{2\pi }}.100\pi }} = 200\Omega \end{array} \right.$

Tổng trở của đoạn mạch là:

$\begin{array}{l}Z = \sqrt {{{\left( {R + r} \right)}^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} \\ \Leftrightarrow Z = \sqrt {{{\left( {80 + 20} \right)}^2} + {{\left( {100 - 200} \right)}^2}} \\ \Leftrightarrow Z = 100\sqrt 2 \Omega \end{array}$

Độ lệch pha giữa u và i:

$\tan \varphi&nbsp; = \frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{{R + r}} = \frac{{100 - 200}}{{80 + 20}} =&nbsp; - 1$

$\Rightarrow \varphi&nbsp; =&nbsp; - \frac{\pi }{4} = {\varphi _u} - {\varphi _i}$

$\Rightarrow {\varphi _u} =&nbsp; - \frac{\pi }{4} + {\varphi _i} =&nbsp; - \frac{\pi }{4} - \frac{\pi }{6} =&nbsp; - \frac{{5\pi }}{{12}}$

Điện áp cực đại giữa hai đầu đoạn mạch là:

${U_0} = {I_0}.Z = 2.100\sqrt 2&nbsp; = 200\sqrt 2 V$

Vậy điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch là:

$u = 200\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t - \frac{{5\pi }}{{12}}} \right)\left( V \right)$

Chọn B

Câu 26:

Phương pháp

Sử dụng lý thuyết về dao động cưỡng bức và điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng.

Cách giải

Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động cưỡng bức.

Chọn B

Câu 27:

Phương pháp

Sử dụng công thức: ${U_L} = I.{Z_L}$

Cách giải

Cảm kháng có giá trị là:

${Z_L} = \frac{U}{I} = \frac{{200}}{2} = 100\left( \Omega&nbsp; \right)$

Chọn D

Câu 28:

Phương pháp

Chu kì của con lắc đơn:

$T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}} \left( s \right)$

Cách giải

Ta có:

${T_1} = 2\pi \sqrt {\frac{{{l_1}}}{g}}&nbsp; = 4 \Rightarrow {l_1} = 4\left( m \right)$

${T_2} = 2\pi \sqrt {\frac{{{l_2}}}{g}}&nbsp; = 3 \Rightarrow {l_1} = 2,25\left( m \right)$

Chu kì của con lắc đơn có chiều dài ${l_1} - {l_2}$ là:

${T_1} = 2\pi \sqrt {\frac{{{l_1} - {l_2}}}{g}}&nbsp; = 2\pi \sqrt {\frac{{4 - 2,25}}{{{\pi ^2}}}}&nbsp; = \sqrt 7&nbsp; \approx 2,65{\rm{s}}$

Chọn D

Câu 29:

Phương pháp

Sử dụng công thức: $f = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{k}{m}} \left( {Hz} \right)$

Cách giải

Ta có:

$\left\{ \begin{array}{l}f = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{k}{m}} \left( {Hz} \right)\\f' = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{{2k}}{{\frac{m}{8}}}}&nbsp; = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{{16k}}{m}}&nbsp; = 4.\frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{k}{m}} \end{array} \right.$

$\Rightarrow f' = 4f$

Vậy tần số tăng 4 lần.

Chọn B

Câu 30:

Phương pháp

Sử dụng các công thức: ${Z_L} = L\omega ;I = \frac{U}{Z}$

Đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm => u nhanh pha hơn i một góc $\frac{\pi }{2}$

Cách giải

Ta có: ${Z_L} = L\omega&nbsp; = \frac{1}{{2\pi }}.200\pi&nbsp; = 100\Omega$

Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn dây là:

${I_0} = \frac{{{U_0}}}{{{Z_L}}} = \frac{{120}}{{100}} = 1,2{\rm{A}}$

Đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm => u nhanh pha hơn i một góc $\frac{\pi }{2}$

$\Rightarrow {\varphi _u} - {\varphi _i} = \frac{\pi }{2} \Rightarrow {\varphi _i} = 0 - \frac{\pi }{2} =&nbsp; - \frac{\pi }{2}$

Vậy biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn dây là:

$i = 1,2\cos \left( {200\pi t - \frac{\pi }{2}} \right)\left( A \right)$

Chọn D

Câu 31:

Phương pháp

Cơ năng: ${\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t}$

Thế năng: ${{\rm{W}}_t} = \frac{1}{2}k{{\rm{x}}^2}$

Cách giải

Khi $x = \frac{A}{2}$:

Động năng:

$\begin{array}{l}{\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} \Leftrightarrow {{\rm{W}}_d} = {\rm{W}} - {{\rm{W}}_t}\\ \Leftrightarrow {{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}k{A^2} - \frac{1}{2}k.{\left( {\frac{A}{2}} \right)^2}\\ \Leftrightarrow {{\rm{W}}_d} = \frac{3}{8}k{A^2}\end{array}$

Thế năng: ${{\rm{W}}_t} = \frac{1}{2}k{{\rm{x}}^2} = \frac{1}{2}k{\left( {\frac{A}{2}} \right)^2} = \frac{1}{8}k{A^2}$

Suy ra: $\frac{{{{\rm{W}}_d}}}{{{{\rm{W}}_t}}} = \frac{{\frac{3}{8}k{A^2}}}{{\frac{1}{8}k{A^2}}} = 3$

Chọn C

Câu 32:

Phương pháp

Sử dụng công thức:

$\tan \varphi&nbsp; = \frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R}$

Cách giải

Theo đề bài, ta có: ${\varphi _u} - {\varphi _i} = \frac{\pi }{4}$

Ta có:

$\tan \varphi&nbsp; = \frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R} = 1 \Rightarrow {Z_L} - {Z_C} = R$

Chọn A

Câu 33:

Phương pháp

Cường độ dòng điện hiệu dụng: $I = \frac{{{I_0}}}{{\sqrt 2 }}$

Cách giải

Cường độ dòng điện hiệu dụng:

$I = \frac{{{I_0}}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{2\sqrt 3 }}{{\sqrt 2 }} = \sqrt 6 A$

Chọn A

Câu 34:

Phương pháp

Cơ năng của conn lắc đơn:

${\rm{W}} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}S_0^2$

Cách giải

Ta có:

$T = \frac{{2\pi }}{\omega } \Rightarrow \omega&nbsp; = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{{2\pi }}{2} = \pi \left( {ra{\rm{d}}/s} \right)$

Cơ năng của con lắc đơn là:

${\rm{W}} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}S_0^2 = \frac{1}{2}.0,{2.10^2}.0,{05^2} = 0,025J$

Chọn C

Câu 35:

Phương pháp

Vận dụng lý thuyết bài đặc trưng sinh lí của âm.

Cách giải

Âm sắc là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm thanh phát ra từ các nguồn khác nhau.

Âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm.

Chọn C

Câu 36:

Phương pháp

Vận dụng lý thuyết bài đặc trưng sinh lí của âm.

Cách giải

Độ cao của âm là đặc trưng liên quan đến tần số âm. Âm càng cao khi tần số càng lớn.

Chọn B

Câu 37:

Phương pháp

Vận dụng lý thuyết về sóng cơ.

Cách giải

Khi một sóng cơ truyền từ không khí vào nước thì tần số không thay đổi.

Chọn D

Câu 38:

Phương pháp

Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

Cách giải

Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

Chọn D

Câu 39:

Phương pháp

Sử dụng công thức: ${A^2} = {x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}$

Cách giải

Tốc độ góc: $\omega&nbsp; = \sqrt {\frac{g}{l}}&nbsp; \Rightarrow {\omega ^2} = \frac{g}{l}$

Ta có: công thức liên hệ:

${A^2} = {x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}$

=> $\alpha _0^2 = {\alpha ^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {\alpha ^2} + \frac{{{v^2}l}}{g}$

Chọn D

Câu 40:

Phương pháp

Cảm kháng: ${Z_L} = \omega L = 2\pi fL$

Cách giải

Ta có:

${Z_L} = \omega L = 2\pi fL$ => f càng lớn thì ${Z_L}$ càng lớn => cản trở càng nhiều.

Chọn C