Đề môn Lý lớp 12 cuối học kì 1: Trong một mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện thì điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch như thế nào?

I) TRẮC NGHIỆM : ( 6 điểm )

1. Trong một mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện thì điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch

A. sớm pha  đối với i.

B. trể pha  đối với i.

C. trể pha  đối với i.

D. sớm pha  đối với i.

2. Một sóng cơ học có tần số f, lan truyền trong môi trường vật chất đàn hồi với vận tốc v, khi đó bước sóng được tính theo công thức

A. l = 2v/f.                      B. l = v.f.

C. l = v/f.                        D. l = 2vf.

3. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng khi không tải lần lượt là 55 V và 220 V. Tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và số vòng dây cuộn thứ cấp bằng

A. \(\dfrac{1}{4}\).                              B. 2.

C. 4.                                D. 8.

4. Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k, vật nặng khối lượng m. Chu kì dao động của vật được xác định bởi biểu thức

A. \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{k}{m}} \)

B. \(\dfrac{1}{{2\pi }}\sqrt {\dfrac{m}{k}} \).

C. \(\dfrac{1}{{2\pi }}\sqrt {\dfrac{k}{m}} \).

D.  \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{k}} \)

5. Phát biểu nào sau đây là không đúng ?

Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh khi điện dung của tụ điện thay đổi và thỏa mãn điều kiện \(\omega  = \dfrac{1}{{\sqrt {LC} }}\) thì

A. điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện và cuộn cảm bằng nhau.

B. điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở đạt cực đại.

C. cường độ dòng điện dao động cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch.

D. tổng trở của mạch điện đạt giá trị lớn nhất.

6. Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz. Biết điện trở thuần R = 25 W, cuộn dây thuần cảm có L = H. Để điện áp hai đầu đoạn mạch trể pha  so với cường độ dòng điện thì dung kháng của tụ điện là

A. 100 W.                        B. 150 W.

C. 125 W.                        D. 75 W.

7. Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi, khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp bằng

A. hai lần bước sóng.

B. một nửa bước sóng.

C. một phần tư bước sóng.

D. một bước sóng.

8. Hai dao động điều hòa cùng phương,  cùng tần số có các phương trình là x₁ = 3cos(\(\omega \)t -) (cm) và x₂= 4cos(\(\omega \)t +) (cm). Biên độ của dao động tổng hợp hai dao động trên là

A. 7 cm.                           B. 12 cm.

C. 5 cm.                           D. 1 cm.

9. Khi nói về siêu âm, phát biểu nào sau đây sai ?

A. Siêu âm truyền được trong chân không.

B. Siêu âm  bị phản xạ khi gặp vật cản.

C. Siêu âm có tần số lớn hơn 20 kHz.

D. Siêu âm truyền được trong chất rắn.

1.0: Một sóng cơ học  lan truyền với vận tốc 200 m/s có bước sóng 4 m. Chu kì của sóng là

A. T = 0,02 s.                   B. T = 200 s.

C. T = 50 s.                      D. T = 0,2 s.

1.1: Vận tốc tức thời trong dao động điều hòa biến đổi

A. Lệch pha π/4 so với li độ.

B. Lệch pha \(\pi /2\) so với li độ.

C. Ngược pha với li độ.

D. Cùng pha với li độ.

1.2: Phương trình dao động điều hòa của vật là x = 4cos(8pt + ) (cm), với x tính bằng cm, t tính bằng s. Chu kì dao động của vật là

A. 0,5 s.                           B. 0,125 s.

C. 4 s.                              D. 0,25 s.

1.3: Đặt một điện áp xoay chiều u = U₀coswt (V) vào hai đầu một đoạn mạch RLC không phân nhánh. Dòng điện nhanh pha hơn điện áp giữa hai đầu đoạn mạch khi:

A. wL > \(\dfrac{1}{{\omega C}}\). .                B. wL = \(\dfrac{1}{{\omega C}}\)..

C. wL < \(\dfrac{1}{{\omega C}}\).                  D. w = \(\dfrac{1}{{LC}}\).

1.4: Một vật nhỏ khối lượng m dao động điều hòa với phương trình li độ x = Acos(ωt +j). Cơ năng của vật dao động này là

A. \(\dfrac{1}{2}\)mw²A².

B. \(\dfrac{1}{2}\)mwA².

C. \(\dfrac{1}{2}\)mw²A.

D. mw²A.

1.5: Đối với một dao động tuần hoàn, khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ gọi là

A. Pha của dao động.

B. Tần số dao động.

C. Tần số góc.

D. Chu kì dao động.

1.6: Một sợi dây AB có chiều dài 1 m căng ngang, đầu A cố định, còn đầu B gắn với một nhánh của âm thoa dao động điều hoà với tần số 20 Hz. Trên dây AB có một sóng dừng ổn định với 4 bụng sóng, B được coi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là

A. 4 m/s.                          B. 10 m/s.

C. 8 m/s.                          D. 5 m/s.

1.7: Điện áp xoay chiều ở hai đầu một đoạn mạch điện có biểu thức là u = U₀coswt. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch này là

A. \(U = \dfrac{{{U_0}}}{{\sqrt 2 }}\).

B. \(U = {U_0}\sqrt 2 \) .

C. \(U = \dfrac{{{U_0}}}{{\sqrt 2 }}\)

D. U = 2U₀.

1.8: Mạch RLC nối tiếp. Biết U_R = 60 V, U_L = 100V , U_C = 20V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu toàn mạch là:

A. 140V.                          B. 100V.

C. 180V.                          D. 20V.

II) TỰ LUẬN  : ( 4 điểm )

Bài 1: ( 1 điểm ) Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 200 g và lò xo nhẹ có độ cứng K . Con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, trong 20 s con lắc thực hiện 50 dao động toàn phần. Cho \({\pi ^2} = 10\). Tính độ cứng của lò xo ?

Bài 2: ( 3 điểm ) Đặt điện áp xoay chiều u = 60\(\sqrt 2 \) cos(100\(\pi t + \dfrac{\pi }{3}\)) ( u tính bằng vôn, t tính bằng giây ) vào hai đầu đoạn mạch nối tiêp gồm điện trở thuần R = 20\(\Omega \), cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = \(\dfrac{{0,1}}{\pi }\)H và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung C = \(\dfrac{{{{10}^{ – 3}}}}{\pi }\)F.

a) Tính tổng trở của đoạn mạch.

b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch.

c) Điều chỉnh điện dung của tụ điện để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giả trị cực đại. Tính giá trị cực đai đó ?

II/Tự luận: 4 điểm

1. Chu kì dao động của con lắc lò xo:

\(T = \dfrac{t}{n} = \dfrac{{20}}{{50}} = 0,4\left( s \right)\)

Mặt khác:

\(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{k}}  \Leftrightarrow {T^2} = 4{\pi ^2}\dfrac{m}{k}\)

\(\Rightarrow k = \dfrac{{4{\pi ^2}m}}{{{T^2}}} = \dfrac{{4.10.0,2}}{{0,{4^2}}} = 50\left( {{\rm{N/m}}} \right)\)

2. a) – Cảm kháng của cuộn dây

\({Z_L} = L\omega  = \dfrac{{0,1}}{\pi }100\pi  = 10\Omega \)

– Dung kháng của tụ điện

\({Z_C} = \dfrac{1}{{C\omega }} = \dfrac{1}{{\dfrac{{{{10}^{ – 3}}}}{\pi }100\pi }} = 10\Omega \)

– Tổng trở của đoạn mạch

Z = \(\sqrt {{R^2} + {{({Z_L} – {Z_C})}^2}} \)= 20\(\Omega \)

b) – Độ lệch pha giữa u và i

tan\(\phi \)= \(\dfrac{{{Z_L} – {Z_C}}}{R}\)= 0  \( \Rightarrow \phi  = 0\) rad

\({I_0} = \dfrac{{{U_0}}}{Z} = \dfrac{{60\sqrt 2 }}{{20}} = 3\sqrt 2 A\)

– Biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch

i = 3\(\sqrt 2 \)cos (100\(\pi t + \dfrac{\pi }{3})\)(A)

c) – Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện

U_C = I.Z_C = \(\dfrac{U}{{\sqrt {{R^2} + {{({Z_L} – {Z_C})}^2}} }}{Z_C}\)\(\, = \dfrac{U}{{\sqrt {\dfrac{1}{{Z_C^2}}({R^2} + Z_L^2) – \dfrac{1}{{{Z_C}}}2{Z_L} + 1} }}\)

– Biết được (U_C)_max  khi  \({(\dfrac{1}{{Z_C^2}}({R^2} + Z_L^2) – \dfrac{1}{{{Z_C}}}2{Z_L} + 1)_{\min }}\)

– Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện

 (U_C)_max = \(\dfrac{{U\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }}{R} \)\(\,= \dfrac{{60\sqrt {{{20}^2} + {{10}^2}} }}{{20}} = 30\sqrt 5 (V)\)