TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ (Đây 10 câu hỏi 150 tập vận dụng môn vật lý cho kì thi THPT Quốc Gia 2017 tới gửi tới bạn ) Biên soạn : Lê Đức Thọ Câu Điện truyền từ đường dây điện pha có điện áp hiệu dụng ổn định 220V vào nhà hộ dân đường dây tải điện có chất lượng Trong nhà hộ dân này, dùng máy biến áp lí tưởng để trì điện áp hiêu dụng đầu 220V ( gọi máy ổn áp) Máy ổn áp hoạt động điện áp hiệu dụng đầu vào lớn 110V Tính toán cho thấy, công suất sử dụng điện 1,1 kW tỉ số điện áp hiệu dụng đầu điện áp hiệu dụng đầu vào (tỉ số tăng áp) máy ổn áp 1,1 Coi điện áp cường độ dòng điện pha Nếu công suất sử dụng điện nhà 2,2 kW tỉ số tăng áp máy ổn áp A 1,26 B 2.20 C 1,62 D 1,55 Cho ̣n A Ta có sơ đồ sau: Đường dây truyền tải U0 = 220V Đường vào máy ổn áp U1, I1 Đường máy ổn áp U2 Theo đề bài: điện áp đầu MBA 220V  U21 = U22 = 220V + TH1: Khi công suất tiêu thụ điện hộ gia đình 1,1kW  P1 = U21.I21  I21 = 5A Hệ số tăng áp MBA 1,1  U21 U I  1,1  U11  21  200(V ); 11  1,1  I11 = 1,1I21 = 5,5 U11 1,1 I 21 Độ giảm đường dây truyền tải: U1 = U0 – U11 = 20V = I11.R  R = 40/11  + TH2: Khi công suất tiêu thụ điện hộ gia đình 2,2kW  P2 = U22.I22  I22 = 10A Hệ số tăng áp MBA k U22 U I 220  k  U12  22  (V ); 21  k  I21 = kI22 = 10k (A) U12 k k I 22 Độ giảm đường dây truyền tải: U2 = U0 – U12 = I21.R  220 -  k  1,26 220 40  = 10k k 11  k  4, 78 Theo đề MBA hoạt động U1 > 110V  k <  k =1,26 CTV : Lê Đức Thọ - CTV Hocmai online (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) - Trang | - TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ Câu Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn sóng S1 S2 cách 11cm dao động điều hòa theo phương vuông góc với mặt nước có phương trình u1 = u2 = 5cos100πt (mm) Tốc độ truyền sóng v = 0,5m/s biên độ sóng không đổi truyền Chọn hệ trục Oxy thuộc mặt phẳng nước yên lặng, gốc O trùng với S1, Ox trùng với S1S2 Trong không gian, phía mặt nước có chất điểm chuyển động mà hình chiếu (P) với mặt nước chuyển động theo phương trình quỹ đạo y = x + có tốc độ v1 = cm/s Trong thời gian t = 2s kể từ lúc (P) có tọa độ x = (P) cắt vân cực đại vùng giao thoa sóng A 22 B 15 C 13 D 14 Đáp án C (P) quãng đường 10 cm từ A đến B Tọa độ B thỏa mãn: yB  x B  x 2B   yB    10 2 Suy ra: x B  10; y B  12 Bước sóng:   0,5 2  1cm 100 Tại A: d  d1  AS2  AS1  112  22   k A   k A  9,18 Tại B: d  d1  BS2  BS1  122  12  122  102  k B   k B  3,57 Vậy số cực đại là: 3, 2, ,9  13 điểm Câu Từ điểm A bắt đầu thả rơi tự nguồn phát âm có công suất không đổi Khi chạm đất B nguồn âm đứng yên Tại C khoảng A B (nhưng không thuộc AB) có máy M đo mức cường độ âm, C cách AB 12m Biết khoảng thời gian từ thả nguồn đến máy M thu âm có mức cường độ âm cực đại, lớn 1,528 (s) so với khoảng thời gian từ đến máy M thu âm có mức cường độ âm không đổi, đồng thời hiệu khoảng cách tương ứng 11m Bỏ qua sức cản không khí, lấy g = 10m/s2 Hiệu mức cường độ âm cuối có giá trị gần giá trị sau đây? A 3,74dB B 4,12dB C 4,55dB D 3,41dB Đáp án A Máy M thu âm có mức cường độ âm cực đại CT vuông AB Máy M thu âm không đổi nguồn âm đứng yên vị trí B Gọi t1; h1 thời gian rơi quãng đường từ A đến T t2; h2 thời gian rơi quãng đường từ T đến B t1  t  1,528; h1  h  11 CTV : Lê Đức Thọ - CTV Hocmai online (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) - Trang | - TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ 1 2 s1  h1  gt12 ;s  g  t1  t   g  2t1  1,528  2  h1  h  11  t1  1, 79  h1  16mm; h  5m  L A  L B  3, 74dB Câu Một vật thực đồng thời dao động điều hòa phương, tần số tương ứng (1), (2), (3) Dao động (1) ngược pha có lượng gấp đôi dao động (2) Dao động tổng hợp (13) có lượng 3W Dao động tổng hợp (23) có lượng W vuông pha với dao động (1) Dao động tổng hợp vật có lượng gần với giá trị sau đây? A 2,7W B 3,3W C 2,3W D 1,7W Đáp án D W1  2W2  A1  A 2  a Đặt A 23  x x 23  x1  x 23  x  A3  x  a Ta lại có: A13  A12  A32  2A1A3 cos  x1; x  Trong cos  x1; x    cos  x ; x   a x  a2 Từ A13  x  3a  2a Kết hợp với giả thiết ta có: W13  A13  x  3a  2a 2 1 3  x a   W23  A 23  x Do x 23  x1 nên A th  A 223  A12  2a  3 2  2 a  a 2 Wth  A th  72   1,    W23  A 23  1 Câu Một lắc lò xo nằm ngàng gồm vật m  nối với lò xo độ cứng k = 100 N/m Đầu lò 2 xo gắn với điểm cố định Từ vị trí cân bằng, đẩy vật cho lò xo nén cm buông nhẹ Khi vật qua vị trí cân lần tác dụng lên vật lực F không đổi chiếu với vận tốc có độ lớn F = 2N, vật dao động với biên độ A1 Biết lực F xuất thời gian 1/30s sau lực F ngừng tác dụng, vật dao động điều hòa với biên độ A2 Biết trình dao động, lò xo nằm giới hạn đàn hồi Bỏ qua ma sát Tỷ số A1 A2 CTV : Lê Đức Thọ - CTV Hocmai online (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) - Trang | - TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ A B C D Đáp án B Khi chưa có lực F, vị trí cân vật O Biên độ A  3cm Khi có thêm lực F, VTCB dịch chuyển đến O' cho OO' = F/k = 0,02 m = cm Tần số góc   k  10 rad / s Chu kì T = 0,2 s m Khi F bắt đầu tác dụng (t = 0), vật đến O có li độ so với O' x1  2cm v  có vận tốc v1  A  20 cm / s Biên độ A1  x12     cm  Thời gian ngắn vật từ O đến O' t1  Ta thấy t  T  s 60 s  2t1 nên F ngừng tác dụng vật 30 có li độ so với O x2 = cm có vận tóc v2  v1  A  20 cm / s v  Từ biên độ lúc ngừng tác dụng lực : A  x     cm  2 Vậy: A1  A2 Câu Trên sợi dây đàn hồi có sóng dừng ổn định với khoảng cách hai nút sóng liên tiếp cm Trên dây có phần tử sóng dao động với tần số Hz biên độ lớn cm Gọi N vị trí nút sóng C D hai phần tử dây hai bên N có vị trí cân cách N 10,5 cm cm Tại thời điểm t0, phần tử C có li độ 1,5 cm hướng vị trí cân Vào thời điểm t  t1  85 s , phần tử D có li độ 40 A cm B 1,50 cm C 1,50 cm D 0, 75cm Đáp án A Bước sóng:    cm     12  cm   2  10,5   1,5  cm  A C  sin 22 2d  Biên độ: A  A b sin    2  7  A  sin  1,5  cm   A b D  22  CTV : Lê Đức Thọ - CTV Hocmai online (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) - Trang | - TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ *Từ hình vẽ ta thấy C, D ngược pha nhau: uC A A   C  u D   D u C 1 uD AD AC Tại thời điểm t1:  u C  t1   1,5  cm    u D  t1    Tại thời điểm: t  t1  AD 1,5 1,5 u C  t1    1,5    cm  AC 1,5 2 85 85   s  góc quét:   t  10  21  40 40 *Như dưạ vào VTLG ta tính li độ phần tử thời điểm t2 u D  t   (D VTCB bụng sóng) Câu Một vật thực đồng thời ba dao động điều hòa phương, tần số có phương trình lần 2  2    lượt x1  A1 cos  2t   cm; x  A cos  2t  cm; x  A3 cos  2t   cm Tại thời điểm t1     giá trị li độ x1  20cm; x  80cm; x  40cm , thời điểm t  t1  T giá trị li độ x1  20 3cm; x  0cm; x  40 3cm Phương trình dao động tổng hợp   A x  50cos  2t   cm 3    B x  40cos  2t   cm 3    C x  40cos  2t   cm 3    D x  20cos  2t   cm 3  Đáp án B Li độ thời điểm t1 t2 vuông pha nên ta có  A1   20   20  40cm  2 A  80   80cm  A   40 2  40  80cm      CTV : Lê Đức Thọ - CTV Hocmai online (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) - Trang | - TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ Ghi Tổng hợp dao động số phức: + Nhập liệu: Mode → 40120  800  80120 Vậy phương trình dao động tổng hợp + Xuất kết quả: Shift      x  40cos  2t   cm 3  40  60 Câu Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k vật nặng có khối lượng m1 Khi m1 cân O lò xo giãn 10cm Đưa vật nặng m1 tới vị trí lò xo giãn 20cm, gắn thêm vào m1 vật nặng có khối lượng m2 = 0,25m1 thả nhẹ cho hệ chuyển động Bỏ qua ma sát lấy g = 10m/s2 Khi hai vật đến O m2 tuột khỏi m1 Biên độ dao động m1 sau m2 tuột khỏi gần với giá trị sau ? A 6,71cm B 5,76cm C 6,32cm D 7,16cm Chọn C + Tại thời điểm ban đầu ta có ∆l0 = 10cm + Đưa vật tới vị trí lò xo giãn 20cm có thêm vật m2 = 0,25m1 gắn vaò m1 nên ta có VTCB O’ dịch xuống so với O đoạn OO '  l ' l0  (m1  m )g m1g m 2g 0, 25m1g     0, 25l0  0, 25.10  2,5cm k k k k + Tại ví trí người ta thả nhẹ cho hệ chuyển động nên A’ = 10 -2,5 = 7,5cm + Khi đến O m2 tuột khỏi m1 hệ lại m1 dao động với VTCB O, gọi biên độ A1 + Vận tốc điểm O tính theo biên độ A’ vận tốc max vật có biên độ A1 10 20 10  2,5   1A1   'A '    7,5  20 10cm / s  A1   10  6,32cm  0,125 10  7,5  0,1 Câu Một lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, đầu gắn cố định, đầu treo cầu nhỏ có khối lượng m=1kg cho vật dao động không ma sát theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo Lúc đầu dung giá nằm ngang đỡ m để lò xo không biến dạng Sau cho giá đỡ chuyển động thẳng đứng xuống nhanh dần với gia tốc m/s2 Bỏ qua ma sát Lấy gia tốc trọng trường g=10 m/s2 Khi m rời khỏi giá đỡ dao động điều hòa Biên độ dao động điều hòa là: A 1,5 cm B cm C cm D 1,2 cm Đáp án C CTV : Lê Đức Thọ - CTV Hocmai online (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) - Trang | - TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ Trên hình vẽ, ta thể lực lên vật m trước rời khỏi giá đỡ Theo định luật II Newton, ta có: P  Fdh  N  ma Chiếu lên trục (+), ta được: P  Fdh  N  ma(1) Gọi s quãng đường vật m từ lúc đầu đến lúc tách giá đỡ (cũng độ biến dạng lò xo lúc tách) Khi đó, N=0 (do áp lực từ vật xuống giá đỡ) Từ (1), ta có mg  ks  ma  s  Vận tốc vật lúc đó: v  2as  0,32(m / s) Li độ vật: x  s  l  0, 02(cm) Biên độ dao động vật: A  x  v2 2 m( g  a )  0, 08(m) k  0,06(m)  6(cm) Câu 10 Đặt điện áp xoay chiều có tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện R, tụ điện C cuộn cảm L (L thay đổi được) KHi L=L0 điện áo hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt cực đại ULmax Khi L = L1 L=L2 điện áp hai đầu cuộn cảm có giá trị UL Biết UL/ULmax = k Tổng hệ số công suất mạch AB L=L1 L=L2 n.k Hệ số công cuất mạch AB L=L0 có giá trị bằng? A n B n/ C n/2 D n Đáp án C + Với L=Lo UL max nên ta có Z L  R  ZC2 R cos 0   Z0 ZC + Với L=L1 L=L2 UL nên ta có R R2  Z L1 R  ( Z  ZC ) 2 L1   R ZC2 ZC R  ZC2 ZL2 R  ( Z L22  ZC )2 R  (Z L21  ZC )2 R  ( Z L22  ZC )2 R  ZC2 2ZC R  ZC2 2ZC      Z L21 Z L22 Z L21 Z L1 Z L22 ZL2   1   1   R  Z C2      2Z C       Z L1 Z L Z L  Z L1 Z L   Z L1 Z L  + Theo đề ta có: CTV : Lê Đức Thọ - CTV Hocmai online (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) - Trang | - TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ UL  U L max UL  U L max U Z L1 R R  ( Z L21  ZC )2 U R  ZC U Z L R  R  ( Z L22  ZC )2 U R  ZC  k R  ZC Z L1 Z L1 R  cos 1  cos 1  Z1 R  ZC Z L1 R  ZC k R  ZC ZL2 ZL2 R  cos 2  cos 2  Z R  ZC Z L2 R  ZC   Từ ta suy cos 1  cos 2  n.k  R  ZC  12  12   n  R  Z C  n  cos 0  n  Z L1 ZL2  Z L0 Câu 11 Trong thí nghiệm Yâng giao thoa ánh sáng, quan sát E cách mặt phẳng chứa hai khe S1S2 khoảng D=1,2m Đặt mặt phẳng hai khe thấu kính hội tụ, người ta tìm hai vị trí hai khe ảnh S1’S2’ = 4mm Bỏ thấu kính đi, chiếu sáng hai khe nguồn điểm S phát xạ đơn sắc  =750nm khoảng vân thu là: A 0,225 mm B 1,25 mm C 3,6 mm D 0,9 mm Đáp án D Trên hình vẽ, ta có L1 L2 vị trí thấu kính cho có ảnh rõ nét nguồn Gọi f tiêu cự thấu kính, ta có: Xét vị trí L1: 1 1 1 1 1      ' ; Xét vị trí L2:   ' Suy ra: d1 d1' d2 d2' f d2 d2 f d1 d1 Mặt khác, ta có d1 + d1’ = d2 + d2’ = D  d1 d1’ = d2 d2’ = P (1) Từ (1) ta suy d1 d1’ nghiệm pt x2-Dx+P=0; d2 d2’ Pt pt bậc 2, có nghiệm phân biệt x1 x2 Do d1≠d2 nên ta suy x1=d1=d2’; x2=d2=d1’ Theo đề bài, có  d1  d 2'  24(cm) d1  d1'  120  '  ' d  d1  d1  d1  72  d1  d  96(cm) CTV : Lê Đức Thọ - CTV Hocmai online (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) - Trang | - TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ Ta xét vị trí thấy kính: từ hình vẽ bên, ta có: S1’S2’=S1S2 tỉ lệ d' Suy để có ảnh lớn hơn, ta phải có d d' d' lớn hơn, tức thấu kính gần S1S2 Khi d=24cm, d’=96cn  S1S2= S1’S2’ =1(mm) Vậy a d d = 1mm Khi bỏ thấu kính cho giao thoa ánh sáng, thu khoảng vân i= CTV : Lê Đức Thọ - CTV Hocmai online (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) D a  0,9(mm) - Trang | - ... (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) - Trang | - TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ A B C D Đáp án B Khi chưa có lực F, vị trí cân vật O Biên độ A  3cm Khi có thêm lực F, VTCB dịch chuyển đến... (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) - Trang | - TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ Trên hình vẽ, ta thể lực lên vật m trước rời khỏi giá đỡ Theo định luật II Newton, ta có: P  Fdh  N  ma Chi u lên trục (+),... (https://www.facebook.com/leducthomultimedia ) - Trang | - TUYỂN TẬP 150 BÀI TẬP VẬN DỤNG CAO MÔN VẬT LÝ Ta xét vị trí thấy kính: từ hình vẽ bên, ta có: S1’S2’=S1S2 tỉ lệ d' Suy để có ảnh lớn hơn, ta phải có d d' d' lớn hơn, tức