30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 15)

Phương pháp: Dựa vào phương trình dao động điều hòa

+ φ : Pha ban đầu, là đại lượng trung gian cho phép xác định trạng thái dao động của vật ở thời điểm ban đầu

Cách giải:φ: Pha ban đầu của dao động

Chọn C

Phương pháp : Lý thuyết về dao động cưỡng bức

Dưới tác dụng của lực cưỡng bức tuần hoàn gây ra bởi chuyển động của pittong trong xi lanh của máy nổ.

Cách giải: Đó là dao động cưỡng bức

Chọn D

Phương pháp: Trong dao động điều hòa vận tốc được tính bằng đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian

Cách giải : Vận tốc trong dao động điều hòa luôn sớm pha π/2 so với li độ

Chọn C

Phương pháp: Lý thuyết về sóng dọc

Cách giải: Sóng dọc là sóng mà các phần tử dao động dọc theo phương truyền sóng

Chọn A

Phương pháp: Sử dụng lý thuyết cơ năng của dao động điều hòa

Cơ năng được bảo toàn

Biểu thức cơ năng tại thời điểm t : W= ½ m.ω²A²

Cách giải:

 Cơ năng của vật dao động điều hòa được bảo toàn nên ý A,D sai

Ý B sai: W= ½ m.ω²A² nếu cơ năng tăng gấp đôi thì biên độ tăng gấp 4

Chọn C

Phương pháp: Sử dụng công thức tính chu kì dao động của sóng

Công thức:λ= v.T => T= λ/v

Cách giải: Ta có T= λ/v= 4/200= 0,02 (s)

Chọn D

Phương pháp : Sử dụng lý thuyết dao động tắt dần

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

Cách giải:

Chọn D

Phương pháp : Sử dụng lý thuyết hiện tượng cộng hưởng

Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của ngoại lực bằng tần số dao động riêng của hệ

Công thức: f =  ω/2π

Cách giải: ta có f =  ω/2π = 10π/2π = 5Hz

Chọn C

Phương pháp : Sử dụng lý thuyết về sóng dọc, sóng ngang

Sóng dọc là sóng mà các phần tử dao động dọc theo phương truyền sóng, sóng dọc truyền được trong chất rắn, lỏng, khí

Sóng ngang là các phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng, sóng ngang truyền trong chất rắn và bề mặt chất lỏng

Cách giải:

A, B, D đúng

C sai: Sóng ngang không truyền trong chất khí

Chọn C

Phương pháp: Sử dụng công thức tính tần số f = 

Động năng biến thiên với tần số 2f

Cách giải:

Con lắc biến thiên theo thời gian với tần số f = 

Li độ biến thiên với tần số f thì động năng biến thiên với tần số 2f

=>  f_đ =  2f = 2.5 = 10 Hz

Chọn A

Phương pháp : Sử dụng công thức về mối quan hệ giữa vận tốc v và gia tốc a

công thức : ² +(² = 1

Cách giải:

Mối liên hệ giữa vận tốc và gia tốc:² +(² = 1  hay

hay  =>

Vậy biên độ  => chọn C

Phương pháp : Sử dụng lý thuyết điện dung tụ điện

Cách giải:

Đơn vị điện dung tụ điện là : Fara( F)

Chọn D

Phương pháp :Sử dụng công thức tần số dao động của con lắc đơn

Công thức : f =

Cách giải:

Chọn D

Phương pháp : Dựa vào phương trình dao động điều hòa

Biên độ dao động A

Cách giải:

Biên độ dao động A = 5

Chọn A

Phương pháp : Dựa vào công thức tính chu kì dao động con lắc đơn

Công thức T= 2

Cách giải: chu kì con lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài dây

Chọn C

Phương pháp : hai dao động ngược pha, Vậy biên độ A =  |A₁ - A₂|

Cách giải:

Vì 2 dao động ngược pha nhau nên biên độ A = | 3 - 6| = 3 cm

Chọn C

Phương pháp : Sử dụng công thức về mối liên hệ giữa bước sóng, vận tốc truyền sóng, chu kì và tần số của mộ sóng

Cách giải:

Công thức : f =

Chọn A

Phương pháp : sử dụng lý thuyết dao động điều hòa

Cách giải: li độ, vận tốc, gia tốc của dao động điều hòa phụ thuộc thời gian theo quy luật một hàm sin có cùng tần số

Chọn D

Phương pháp : Sử dụng định nghĩa bước sóng

Cách giải: Bước sóng   của sóng cơ học là quãng đường sóng truyền đi trong một chu kì sóng

Chọn A

Phương pháp : So sánh với phương trình sóng u = A cos(

Cách giải: So sánh với phương trình sóng ta thấy biên độ A = 2

Chọn A

Phương pháp :Sử dụng lý thuyết về mắt, mắt cận và cách khắc phục

Nếu coi như kính đeo sát mắt thì tiêu cự của kính được xách định bởi f = - OC_v

Công thức độ tụ D_k = 

Cách giải:

Ta có f_k = - OC_v = - 50cm = -0,5 m

D_k =   =   = -2 dp

Chọn D

Phương pháp : Từ công thức tính chu kì con lắc đơn suy ra công thức tính chiều dài

Cách giải:

Ta có T= 2 => l =  =  = 1 m

Chọn B

Phương pháp :  hai dao động cùng phương, ngược pha nhau

Biên độ A = |A₁-A₂|

 

Vậy phương trình dao động tổng hợp x = 10 cos( 100t - 0,5)

Chọn C

Cách giải:

Vì hai dao động ngược pha nên biên độ A = |A₁ - A₂| = |20 - 10| = 10 cm

Phương pháp : Sử dụng đường tròn lượng giác và Công thức  = , T=

Cách giải: Vật đi từ vị trí 2,5 cm đến - 2,5 cm quét được góc  ,

 =   =  =  

T =    =    =    ( s) =>   =    =  ( s)

Chọn A

Phương pháp : Nước trong xô sóng sánh mạnh nhất khi bước đi của người đó có tần số trùng với tần số dao động riêng của nước

Cách giải:

Ta có tần số f =  =  = 1 Hz

Vận tốc của người đó : v =  =  = 0,5 m/s

Chọn A

Phương pháp : Sử dụng công thức tính độ lớn cảm ứng từ gây ra tại một điểm cách dây đoạn r

Cách giải: công thức B= 2.10^-7

Chọn C

Phương pháp : Sử dụng công thức tính tần số của con lắc đơn và con lắc lò xo

Khi hai con lắc nằm ngang dao động điều hòa với cùng tần số thì  =

Cách giải: Hai dao động cùng tần số :=  => m = =  = 0,5 kg

Chọn C

Phương pháp :

Tính chu kỳ dao động của sóng  =

Viết phương trình dao động

Cách giải: Bước sóng  =  = 10 cm

Phương trình dao động:  = 4 cos ( 4 - 2 ) = 4 cos( 4  )

Chọn B

Phương pháp : Sử dụng công thức tính  = |

Cách giải:

 = | = |= |= 0,15 v

Chọn B

Phương pháp: Dựa vào phương trình dao động tổng hợp nhận xét pha dao động

Hai dao động ngược pha : biên độ A= A₁- A₂ , , V_max =

Cách giải:

 Từ phương trình 2 dao động điều hòa cùng phương ngược pha nhau

Biên độ A= A₁ - A₂ = 4 - 3 = 1 cm

=  , V_max =  = 10.1= 10 cm/s

Chọn D

Phương pháp : Tính  sau đó so sánh với biên độ A.

 Sử dụng công thức tính lực đàn hồi cực đại F_{đh max} = k (

Cách giải: Ta có  =  =  = 2 cm, biên độ A < ( 1,5 < 2 )

Vậy F_{đh max} = k ( = 100.( 0,02 + 0,015) = 3,5 N

Chọn A

Phương pháp : Tính bước sóng 𝝺

Hai nguồn sóng dao động cùng pha nên số điểm dao động với biên độ cực đại được tính theo công thức

  ≤ k ≤

Cách giải: Bước sóng 𝝺 =   =  = 0,5 cm

Hai nguồn sóng dao động cùng pha nên số đường cực đại :  ≤ k ≤  =>

=> -16 ≤ k ≤ 16

=> k = 33 điểm thỏa mãn

Chọn D

Phương pháp : Sử dụng công thức tính cường độ dòng điện giữa hai bản tụ điện sau đó lắp vào công thức tính chu kì T= 2

Cách giải: cường độ điện trường giữa hai bản tụ diện

E =  =   = 400 v/m

Chu kì dao động của con lắc đơn với biên độ góc nhỏ: T = 2 = 2  = 0,96 (s)

Chọn B

Phương pháp : Tìm T khi biết N , sau đó tính

Tìm biên độ A theo công thức A =

Cách giải: Ta có N =  => T =  =   = 0,314 (s)

 = 20 rad/s

Biên độ A =   =   = 4 cm

Tại thời điểm ban đầu t = 0 vật đang ở vị trí x =   theo chiều âm nên

Vậy phương trình dao động chất điểm : x = 4 cos( 20t + )

Chọn B

Phương pháp : tính khối lượng của ghế khi chưa có nhà du hành ngồi vào bởi CT: T_o= 2

Tính khối lượng ghế khi có nhà du hành ngồi theo CT: T= 2

Khối lượng nhà du hành M= (m + M) - m

Cách giải:

Khối lượng ghế khi chưa có nhà du hành ngồi là: T_o= 2  => m =  = = 12, 16 kg

Khối lượng ghế khi có nhà du hành ngồi là : T = 2  =>  m+M =  =  76 kg

Khối lượng của nhà du hành là : M= 76 - 12,16 = 63,84 kg

Chọn D

Phương pháp : Tính chu kỳ con lắc khi ở mặt đất theo CT: T= 2  với g = G

Tính chu kỳ con lắc khi ở độ cao h : T^’= 2 với  = G

Tính tỉ lệ T^’:T để biết đồng hồ chạy nhanh hay chậm hơn

Tính thời gian đồng hồ chạy sai trong mỗi chu kỳ

Cách giải: Chu kỳ con lắc trên mặt đất : T= 2= 2  

Chu kỳ con lắc khi ở độ cao h : T^’=  = 2  

Lấy  =    =    = 1 +    > 1 , vậy T^’ > T => đồng hồ chạy chậm hơn

Mỗi chu kỳ đồng hồ sai thời gian : :  =  =  =>  

Do  đồng hồ chạy chậm và mỗi ngày chậm

ζ=n.ΔT=  T₁  = 8,64( s)

Chọn D

Phương pháp : Trên AB các chuyển động giao thoa liên tiếp  có VTCB cách nhau  => tính 𝝺

Phần tử tại C dao động với biên độ cực đại nên CB – CA = kλ

Trên đoạn AB số cực đại giao thoa ứng với số điểm có d₂ – d₁ = kλ

Cách giải:

Ta có: -AB  ≤  kλ  ≤  AB  => -3,4  ≤  k  ≤ 3,4

Có 7 giá trị k nguyên ứng với 7 cực đại

Để BC lớn nhất thì C nằm trên dãy cực đại ứng với k = -3

Ta có: d₂ – d₁ = 3λ

Và d₂² + d₁² = 68²                                                                                                                                                                         

Nên d₂ = 67,6mm

Chọn C

Phương pháp : Biểu thức lực đàn hồi: F= - kx

biểu thức lực hồi phục:F= - k( x+ )

từ đồ thị thấy đường có đỉnh đạt 4 đơn vị là biểu diễn lực hồi phục, đường có đỉnh đạt 6 đơn vị là biểu diễn lực đàn hồi.

Lập tỉ số tại các cực trị ta được  theo A

Thời điểm t₁ ứng với vị trí lò xo không giãn

Thời điểm t₂ ứng với VTCB

Sử dụng đường tròn lượng giác từ thời điểm t₁  đến t₂  tìm được chu kỳ T,, A

Cách giải:

Biểu thức lực hồi phục và lực đàn hồi :

Từ đồ thị thấy đường có đỉnh đạt 4 đơn vị là biểu diễn lực hồi phục, đường có đỉnh đạt 6 đơn vị là biểu diễn lực đàn hồi.

Lập tỉ số tại các cực trị

=  =  => =

 

Thời điểm t₁ ứng với vị trí lò xo không giãn

Thời điểm t₂ ứng với VTCB

Sử dụng đường tròn lượng giác từ thời điểm t₁  đến t₂  

Thời gian từ t₁ đến t₂  là:

 = ( arcsin  )  =  =

=> T=  =>  = 20 rad/s

Với  => = 2,5cm => A = 5 cm

Tốc độ cực đại : v= = 20.5 = 100 cm/s gần giá trị 98 cm/s

Chọn B

Phương pháp: 

Dựa vào đồ thị ta thấy chu kỳ dao động của hai chất điểm : T₂ = 2T₁, A₁ =A₂ = 6 cm

 Đến thời điểm 2T₁ có 4 vị trí cắt nhau

Cách giải:

Dựa vào đồ thị ta thấy chu kỳ dao động của hai chất điểm : T₂ = 2T₁, A₁ =A₂ = 6 cm

Mặt khác :  = A₂ =  A₂ = 4 => T₂ = 3s

=> =  ( rad) => =  ( rad) => T₁ = 1,5 s

Hai chất điểm có cùng li độ khi đồ thị của chúng cắt nhau. Đến thời điểm 2T₁ có 4 vị trí cắt nhau

Thời điểm 2 đồ thị cắt nhau lần thứ 5: 2T_{1  +}  >   2T₁ +   => 3,375 <   3,75

Chọn D

Phương pháp: 

Cách giải:

Giả sử tại 1 thời điểm vật đang đứng ở vị trí biên có độ lớn A₁ , sau 1/2 chu kỳ vật đến vị trí biên A₂. Sự giảm biên độ là do công của lực ma sát trên đoạn đường ( A₁+ A₂) là ( A₁ -A₂)

=>  k  -   k =  + ) => A₁ -A₂ =

Sau 1/2 chu kỳ nữa vật đến vị trí biên có biên độ lơn A₃  thì A₂ -A₃ =

Vậy độ giảm biên độ trong cả chu kỳ là:  =

Số dao động thực hiện được đến lúc dừng lại là: N =  = =  

Thời gian từ lúc vật dao động đến khi dừng lại là = N.T hay  =  T

Trong đó :

T= 2 = 2 = 0,314( s)

F= = 0,1.0,2.10= 0,2 (N)

Thay số : =  0,314 = 3,14( s)

Chọn A