13 CÂU TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 HAY VÀ KHÓ Câu 1: Con lắc lò xo dao động theo phương ngang với phương trình x = cos( 2π 2π t− )cm 3 , t tính theo đơn vị giây Gọi S1 quãng đường vật 2015 giây đầu tiên, S2 quãng đường vật 2015 giây Hệ thức A S1 1344 = S2 1345 B S1 5373 = S2 5374 C S1 1345 = S2 1344 D S1 5374 = S 5373 Giải: Trong 2015 (s) = 671T + 2T/3 ⇒ S1 = 4A×671 + A/2 + 2A + A/2 = 2687 (cm) (Chú ý sau 671T vật quay lại vị trí ban đầu (t = 0), dùng vòng tròn quét 2T/3) Trong 2015 (s) tức 4030 (s) kể từ lúc t = 0; 4030 (s) = 1343T + T/3 ⇒S = 4A×1343 + A/2 + A = 5373,5(cm) ⇒ S = S − S1 = 2686,5 (cm) ⇒ S1 5374 = S 5373 (tương tự 1343 vật quay lại vị trí (t = 0), dùng vòng tròn quét T/3) Đáp án D Câu 2: Một lắc lò xo gồm lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 30 cm Kích thích cho lắc dao động điều hòa theo phương nằm ngang chiều dài cực đại lò xo 38 cm Khoảng cách ngắn hai thời điểm động n lần n lần động cm Giá trị lớn n gần với giá trị sau đây? A B C D 12 Giải: Ta có biên độ dao động A = l – l = cm A Giả sử x1 Wđ1 = nWt1 (n+1)Wt1 = W0  (n+1)x12 = A2  x1 = n +1 n nA n x2 Wt2 = nWđ2  ( +1)Wt2 = W0  ( +1)x22 = A2  x2 = nA x – x1 = ( n − 1) A A n +1 n +1 - n +1 n +1 = Thay A = 8cm; x2 – x1 = 4cm, ta được: ( n − 1)8 n +1 n =  2( n +1 - 1) =  4(n - n +1) = n + n  3n + =  9n2 + 18n + = 64n  9n2 - 46n + =  n = 4,907 ≈ Đáp án B Câu 3: Âm giai thường dùng âm nhạc gồm nốt (do, rê, mi, fa, sol, la, si) lặp lại thành nhiều quãng tám phân biệt số 1, do2 Tỉ số tần số f (do3 ) =2 f (do2 ) hai nốt tên cách quãng tám (ví dụ ) Khoảng cách hai nốt nhạc quãng tám tính cung nửa cung Mỗi quãng tám chia thành quãng nhỏ gồm quãng cung quãng nửa cung theo sơ đồ: fa mi rê 1 1/2 sol 1 si la 1/2 Hai nốt nhạc cách nửa cung hai âm tương ứng với hai nốt nhạc có f (do) 12 = f ( si ) tỉ số tần số (ví dụ ) Biết âm la3 có tần số 440Hz, tần số âm sol1 gần với giá trị A 120 Hz B 390 Hz C 490 Hz D 100 Hz Giải: Khi nốt nhạc cách nửa cung f12cao = 2f12thấp; Khi hai nốt nhạc cách cung f12cao = 4f12thấp 12 Do ta có: 440 412 = 98 Hz Đáp án D f (la ) f ( sol ) 12 = f ( sol ) f ( sol1 ) =4  f (la ) f ( sol1 ) f (la ) 12 =4 f(sol1) = 412 = Câu 4: Trong môi trường đẳng hướng không hấp thụ âm, có ba điểm theo thứ tự A, B, C thẳng hàng Một nguồn điểm phát âm có công suất P đặt O (không thuộc đường thẳng qua A, B, C) cho mức cường độ âm A C 30 dB Bỏ nguồn âm O, đặt B nguồn âm điểm phát âm có công suất 10P/3 thấy mức cường độ âm O C 40 dB, mức cường độ âm A gần giá trị sau ? A 29 dB B 34 dB C 36 dB D 27 dB Giải: Khi nguồn âm O: A C có mức cường độ âm suy OA = OC IC =   P P ⇒ L C = log  ÷ = (B) 2 πOC  4πOC I0  I C/ =  10P  10P / ⇒ L = log  ÷ = (B) C πBC  4πBC I  Ta có: Khi nguồn âm B: O C có mức cường độ âm nên suy ra: BO = BC Ta có:  10 OC L/C − L C = log   BC Suy ra: Áp dụng định lí cosin  ÷ = ⇒ OC = BC  · ∆OBC ⇒ OBC = 1200 · Dễ dàng suy AOC = 120 ⇒ AC = 3OC = 3BC ⇒ BA = AC − BC = 2BC I A  BC  = = 10L A − LB ⇔ = 10 L A − ⇒ L A ≈ 3, (B) = 34(dB) ÷ Suy ra: I C  BA  Đáp án B ωt + ϕ Câu 5: Đặt điện áp u = U0cos( ) (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện C theo thứ tự nối tiếp, với độ tự cảm L thay đổi được, yếu tố khác không đổi Khi L = L điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt cực đại ULmax lúc u sớm pha i góc 0< α π < ) Khi L = L2 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm U L = α α α (với ULmax lúc u sớm pha i góc 0,25 Góc gần giá trị sau ? A 1,2 rad B 0,5 rad C 0,9 rad D 1,4 rad Giải: Với L1 ta có GĐVT OAB, độ lệch pha u i φ = α Với L2 ta có GĐVT OA’B’, độ lệch pha u i φ’= α’ = 0,25α Trong hai trường hợp U không đổi, độ lệch pha u RC i không đổi(vì tan ϕ RC = A − ZC R không đổi) Ta có: Lúc đầu ULmax nên u vuông pha với uRC U π Đặt |φRC| = β α + β = Áp dụng định lý hàm số sin tam giác O 0,5U Lmax UL U = = sin α o sin( α '+ β) sin( α '+ β) OAB ta có: Từ (1) (2) ta có: 0,25α + π -α= π β A’ U α’ αo UC B U’RC U’R U’C UL=0,5ULmaxx αo B’ (2) 0,5U Lmax U U = = Lmax sin α o sin(α '+ β) π α URC OA’B’ ta có: (1) Áp dụng định lý hàm số sin tam giác U Lmax U U U = = Lmaxo = Lmax sin α o sin(α + β) sin 90 ULmax ==> sin(α’ + β) = 0,5 ==> α’ + β = π => π 4π = 2, 25 ==> 0,75α = ==> α = = 80o = 1,396(rad) Đáp án D Câu 6: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 120 V, tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây cảm L, điện trở R tụ điện C mắc nối thứ tự Khi tần số f1 điện áp hai đầu đoạn mạch chứa RC điện áp hai đầu cuộn dây L lệch pha góc 135 Khi tần số f2 điện áp hai đầu đoạn mạch chứa RL điện áp hai đầu tụ điện lệch pha góc 1350 Khi tần số f3 xảy tượng cộng hưởng Biết 2  f2   f2  96 2 ÷ − ÷ = 25  f   f1  Điều chỉnh tần số đến điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại UCmax Giá trị UCmax gần giá trị sau đây? A 123 V B 223 V C 130 V D 180,3 V Giải: Khi C= Rω1 Khi (2) Khi Z1C = R ⇒ ω1 = vẽ giãn đồ có được: RC (1) f = f2 f = f3 f = f1 uuur uur (u RC ; u L ) = 1350 ⇒ uuur uur (u RL ; uC ) = 1350 ⇒ Z 2L = R ⇒ ω2 = vẽ giãn đồ có được: ⇒ ω3 = cộng hưởng Từ (1), (2) (3) suy được: Mặt khác: R L L= R ω2 (3) LC ω32 = ω1.ω2 (4) 2  f2   f2  96  ω   ω  96 ⇒ 4 ÷ − ÷ = 2 ÷ − ÷ = 25  f3   f1  25  ω3   ω1  Thay (4) vào được: ω2  ω2  96 − ÷ = ω1  ω1  25 Thay đổi f để U C max = UC (5) U C max = đạt cực đạt 2U.L R 4LC − R C thay (1) (2) vào ta 2U ω ω  −  ÷ ω1  ω1  U C max = 2.120 96 25 = 122, 48 (V) được: Thay (5) vào ta được: Đáp án A Câu 7: Cho mạch điện gồm R, L C theo thứ tự nối tiếp, cuộn dây có điện trở r Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số f = 50 Hz Cho điện dung C thay đổi người ta thu đồ thị liên hệ điện áp hiệu dụng hai đầu mạch chứa cuộn dây tụ điện UrLC với điện dung C tụ điện hình vẽ phía Điện trở r có giá trị A 50 Ω B 30 Ω C 90 Ω D 120 Ω U rLC = I.Z rLC Giải: Ta có: Khi C= U r + (Z L − Z C )2 U = Z rLC = Z (R + r)2 + (Z L − Z C )2 ⇒ Z C = ∞ ⇒ U rLC = U = 87 C = 100 π (µF) ⇒ Z C = 100 (Ω) Khi U rLC Z L = Z C = 100 (Ω) V (tính giới hạn ta kết quả) U r 87 = = R+r C = ∞ ⇒ Z C = ⇒ U rLC Khi Đáp án A V U rLC cực tiểu, khảo sát hàm số có được: ⇒ R = 4r 87 r + 1002 = ⇔ 145 = ⇔ r = 50 (Ω) (R + r)2 + Z 2L (4r + r)2 + 1002 U r + Z 2L u = U 2cos(ωt + φ) Câu 8: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm L, biết điện trở có giá trị gấp lần cảm kháng Gọi uR uL điện áp tức thời hai đầu điện trở R hai đầu cuộn cảm L thời điểm Hệ thức A 90u 2R +10u 2L = 9U 2 R L 10u + 90u = 9U Giải: Ta có: Ta có: R B 45u 2R + 5u 2L = 9U C D  U =   R = 3Z L ⇒ U R = 3U L ⇒ U L =   U R =  uuu r uuu r  u 2  u  UR ⊥ UL ⇒  R ÷ +  L ÷ = ⇒  U 0R   U 0L  L 5u 2R + 45u L2 = 9U 5u + 45u = 9U U 2R + U 2L U 10 3U 10 Ráp thông số vào ta Đáp án C Câu 9: Một anten parabol đặt điểm M mặt đất, phát sóng truyền theo phương làm với mặt phẳng nằm ngang góc 300 hướng lên cao Sóng phản xạ tầng điện li, trở lại gặp mặt đất điểm N Xem mặt đất tầng điện li mặt cầu đồng tâm có bán kính R1 = 6400 (km) R = 6500 (km) Bỏ qua tự quay trái đất Cung MN có độ dài gần giá trị sau ? A 360 km B 345 km C 335 km D 375 km ∆OMP : Giải: Xét Suy ra: OM OP 6400 6500 = ⇔ = ⇒ α ≈ 50,50 0 sin α sin(90 + 30 ) sin α sin120 · β = 180 − (120 + α ) ⇒ MON = 2β = 2,990 ≈ 0,052 (rad) · ⇒ MN = R1 MON = 333,59 (km) Đáp án C Câu 10: Một học sinh làm thí nghiệm đo bước sóng ánh sáng thí nghiệm giao thoa qua khe Yâng Kết đo khoảng cách hai khe a = (0,15 ± 0,01) mm, khoảng cách từ hai khe tới D = (0,418 ± 0,0124) m khoảng vân i = (1,5203 ± 0,0111) mm Bước sóng dùng thí nghiệm A λ = 0,55 ± 0,06 µm B λ = 0,65 ± 0,06 µm C λ = 0,55 ± 0,02 µm D λ = 0,65 ± 0,02 µm Giải: Ta có: a.i = 0,55 (µm) D ∆λ ∆a ∆i ∆D = + + ⇒ ∆λ ≈ 0,06 (µm) ⇒ λ = λ ± ∆λ = 0,55 ± 0,06 (µm) λ a i D Đáp án A λ= Câu 11: Cho mạch điện hình vẽ Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng không đổi tần số thay đổi Khi tần số f = f hệ số công suất đoạn AN k1 = 0,6, hệ số công suất toàn mạch k = 0,8 Khi f = f2 = 100Hz công suất toàn mạch cực đại Tìm f1 ? M A R A 80Hz B 50Hz C 60Hz Giải: cosϕ1 = 0,6 > tanϕ1 = tanϕ1 = ZL R+r = -> ZL = cosϕ = 0,8 > tanϕ = ± tanϕ = ZL ZC = Z L − ZC R+r ω12 =± LC * Khi ZL – ZC = 4 ω 22 D 70Hz (R + r) (*) 4 > ZL – ZC = ± (R +r) (**) LC = > (R +r) > ZC = ZL ZC 12 = ω12 ω 22 = f12 f 22 (R +r) -> -> f1 = f2 ZL ZC = ZL ZC 16 f2 > f1 = = 151,2 Hz Bài toán vô nghiệm ** Khi ZL – ZC = ZL ZC (R +r) > ZC = 25 12 (R +r) > ZL ZC = 16 25 f1 = f = f2 = 80Hz Đáp án A Câu 12: Một pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp Diện tích tổng cộng pin nhận lượng ánh sáng 0,6 m Mỗi mét vuông pin nhận công suất 1360 W ánh sáng Dùng pin cung cấp lượng cho mạch ngoài, cường độ dòng điện A điện áp hai cực pin 24 V Hiệu suất pin A 14,25% B 11,76% C 12,54% D 16,52% Giải: Công suất Pin: PPin = W.S = 1360.0,6 = 826 (W) Công suất có ích (cung cấp cho mạch ngoài): PMN = U.I = 24.4 = 96 (W) Hiệu suất Pin: H = PMN PPin = 11,76% Đáp án B Câu 13: Biết đồng vị urani U235 bị phân hạch theo phản ứng sau : 139 94 n + 235 92 U → 53 I + 39Y +3 n Khối lượng hạt tham gia phản ứng: mU = 234,99332u; mn = 1,0087u; mI = 138,8970u; mY = 93,89014u; uc2 = 931,5 MeV Nếu có lượng hạt nhân U235 đủ nhiều, ban đầu ta kích thích cho 10 10 hạt U235 phân hạch theo phương trình sau phản ứng dây chuyền xảy khối hạt nhân với hệ số nhân nơtrôn (số nơtron giải phóng sau phân hạch đến kích thích hạt nhân Urani khác tạo nên phân hạch mới) k = Coi phản ứng không phóng xạ gamma Năng lượng toả sau phân hạch dây chuyền (kể phân hạch kích thích ban đầu) A 175,85 MeV B 11,08.1012 MeV C 5,45.1013 MeV D 12 8,79.10 MeV Giải: Năng lượng tỏa sau phân hạch: ∆E = ( mU + mn - mI - mY - 3mn )c2 = 0,18878 uc2 = 175,84857 MeV = 175,85 MeV - Khi phân hạch kích thích ban đầu sau phân hạch dây chuyền số phân hạch xảy + + + + 16 = 31 - Do đó, số phân hạch sau phân hạch dây chuyền từ 10 10 phân hạch ban đầu N = 31.1010 Năng lượng tỏa : E = N ∆E = 31.1010 x175,85 = 5,45.1013 MeV Đáp án C