[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 5

Trên mặt nước, phương trình sóng tại hai nguồn A, B ( Ab =20 cm ) đều có dạng:

40/40

Trên mặt nước, phương trình sóng tại hai nguồn A,BAB=20cm  đều có dạng:u=2cos40πtcm , vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 60cm/s . C và D là hai điểm nằm trên hai vân cực đại và tạo với AB một hình chữ nhật ABCD. Hỏi ABCD có diện tích nhỏ nhất bao nhiêu?

10,56cm2

10,13cm2

42,22cm2

4,88cm2

Giải thích

Đáp án C

Phương pháp giải:

Bước sóng: λ=vT=v.2πω

Số cực đại trên AB bằng số giá trị k nguyên thoả mãn: −ABλ<k<ABλ

Diện tích hình chữ nhật ABCD: S=AB.BC⇒Smin⇔BCmin

Giải chi tiết:

Bước sóng: λ=vT=v.2πω=60.2π40π=3cm

Số cực đại trên AB bằng số giá trị k nguyên thoả mãn:

−ABλ<k<ABλ⇔−203<k<203⇔−6,7<k<6,7

1-1649861201.png

Diện tích hình chữ nhật ABCD:

S=AB.BC⇒Smin⇔BCmin⇔k thuộc cực đại ứng với k=6

⇒DB−DA=6.λ=6.3=18cm1

Áp dụng định lí Pitago ta có:

BD2−DA2=AB2=202

⇒BD−DABD+DA=202

⇒BD+DA=2009cm2

Giải hệ phương trình gồm hai phương trình (1) và (2) ta có: BD=20,11cmDA=2,11cm

Vậy diện tích nhỏ nhất của hình chữ nhật ABCD là: S=AB.BC=20.2,11=42,2cm2