Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Đề số 2 - Chương 4 – Vật lí 12

Đề bài

A. PHẦN TRẮC NGHIỆM (6 điểm, mỗi câu 0,3 điểm)

Câu 1: Trong mạch dao động LC, hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện và điện tích mỗi bản tụ điện biến thiên.

A. điều hòa cùng tần số, cùng pha.

B. điều hòa cùng tần số, ngược pha.

C. tuần hoàn cùng biên độ, cùng chu kì.

D. điều hòa cùng pha, khác tần số.

Câu 2: Dao động điện từ trong mạch dao động lí tưởng LC là quá trình

A. biến đổi qua lại giữa điện tích và điện trường.

B. biến đổi của dòng điện trong mạch.

C. chuyển hóa tuần hoàn giữa năng lượng từ trường và năng lượng điện trường.

D. biến đổi giữa điện trường và từ trường.

Câu 3: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến gồm cuộn cảm \(L = {4.10^{ - 6}}H\)  và tụ điện có điện dung C. Để thu được sóng điện từ có bước sóng 250m thì điện dung của tụ điện trong mạch phải có giá trị nào sau đây? Lấy \({\pi ^2} = 10.\)

A.4,34 nF                    B.3,44 nF

C.3,44 pF                    D.4,34 pF.

Câu 4: Chọn phát biểu đúng

Sóng điện từ

A. là sóng dọc có mang theo năng lượng.

B. có thể là sóng dọc hoặc sóng ngang giống như sóng cơ.

C. luôn là sóng ngang vì nó truyền được trong chân không và vecto cảm ứng từ vuông pha với véc tơ cùng độ điện trường.

D. luôn là sóng ngang vì vecto cường độ điện trường và vecto cảm ứng từ vuông góc với nhau và cùng vuông góc với phương truyền sóng.

Câu 5: Một mạch dao động lí tưởng LC đang thực hiện dao động điện từ tự do. Dòng điện cực đại trong mạch là I₀.Tại thời điểm năng lượng từ trường bằng năng lượng điện trường thì cường độ dòng điện trong mạch là:

\(\begin{array}{l}A.{I_0}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.\dfrac{{{I_0}}}{2}\\C.2{I_0}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.\dfrac{{{I_0}}}{{\sqrt 2 }}\end{array}\)

Câu 6: Năng lượng điện trường trong tụ điện biến thiên tuần hoàn với chu kì T, dòng điện qua cuộn cảm của mạch biến thiên.

A. điều hòa với chu kì T

B. điều hòa với chu kì 2T

C. điều hòa với chu kì \(\dfrac{T}{2}\)

D. tuần hoàn với chu kì T.

Câu 7: Chọn phát biểu đúng về mạch dao động

A. Điện dung của tụ điện trong mạch dao động càng nhỏ thì tần số dao động điện từ càng lớn.

B. Độ tự cảm của cuộn dây trong mạch dao động nhỏ thì chu kì dao động điện từ càng lớn.

C. Mạch dao động là một mạch điện gồm có cuộn cảm và tụ điện.

D. Năng lượng điện từ trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian.

Câu 8: Một mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm 5mH và tụ điện có điện dung \(50\mu F.\)  Chu kì dao động điện từ riêng của mạch dao động là:

\(\begin{array}{l}A.3,{14.10^{ - 4}}s\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.99,3s\\C.3,{14.10^{ - 3}}s\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.0,314s\end{array}\)

Câu 9: Mạch dao động lí tưởng LC đang thực hiện dao động điện từ tự do. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I₀, điện tích cực đại trên hai bản tụ là U₀. Mạch dao động này có thể thu sóng điện từ có tần số góc được tính bởi biểu thức nào sau đây?

\(\begin{array}{l}A.\dfrac{{{I_0}}}{{{Q_0}}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.\dfrac{{{I_0}}}{Q}\\C.\dfrac{Q}{{{I_0}}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.\dfrac{Q}{I}\end{array}\)

Câu 10: Một mạch dao động LC có tần số dao động riêng là f₁=90kHz nếu dùng tụ điện C₁ có tần số f₂=120kHz nếu dùng tụ điện C₂. Khi dùng tụ điện có điện dung C = C₁+C₂ thì tần số dao động riêng của mạch là:

A.210 kHz               B.72 kHz

C.30 kHz                 D.105 kHz

Câu 11: Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch LC lí tưởng là:

\(i = 0,6\sin \left( {{{4.10}^6}t + \dfrac{\pi }{4}} \right)\,(A)\)

Điện tích lớn nhất của tụ điện có giá trị bằng

\(\begin{array}{l}A.0,6C\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.2,{4.10^{ - 4}}C\\C{.15.10^{ - 6}}C\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.2,{4.10^{ - 6}}C\end{array}\)

Câu 12: Trong mạch dao động LC lí tưởng, cứ sau những khoảng thời gian bằng 0,05s thì năng lượng điện trường lại bằng năng lượng từ trường. Chu kì dao động của mạch là:

A.0,2s                          B.0,1s

C.0,05s                        D.0,025s

Câu 13: Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tụ cảm L và tụ điện có điện dung C, tần số dao động của mạch là 1 Hz. Nếu mắc thêm một tụ điện có điện dung C₀=3C song song với tụ điện C của mạch thì tần số dao động của mạch là

A.2Hz                         B.0,5Hz

C.0,2Hz                       D.5Hz

Câu 14: Cường độ tức thời của dòng điện trong mạch dao động LC là \(i = 50\sin 2000t\,(mA).\)  Tụ điện có điện dung \(C = 5\mu F.\)  Độ tự cảm của cuộn cảm là

A.50mH                      B.25mH

C.5mH                        D.250mH

Câu 15: Một sóng điện từ có tần số f = 150 MHz và truyền đi với tốc độ \(c = {3.10^8}\,m/s.\)

Bước sóng \(\lambda \)  của sóng điện từ này là

A.0,20m                      B.2m

C.45m                         D.0,5.10¹⁶m

Câu 16: Trong một mạch dao động LC lí tưởng, có dao động điện từ tự do. Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ và cường độ dòng điện cực đại qua mạch lần lượt là U₀ và I₀. Tại thời điểm cường độ dòng điện trong mạch có giá trị \(\dfrac{{{I_0}}}{2}\)  thì độ lớn hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là:

\(\begin{array}{l}A.\dfrac{3}{4}{U_0}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,B.\dfrac{{\sqrt 3 }}{2}{U_0}\\C.\dfrac{1}{2}{U_0}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,D.\dfrac{{\sqrt 3 }}{4}{U_0}\end{array}\)

Câu 17: Mạch dao động của máy thu sóng vô tuyến có tụ điện với điện dung C và cuộn cảm với độ tự cảm L, thu được sóng điện từ có bước sóng 20m. Để thu được sóng điện từ có bước sóng 40m, người ta phải mắc song song với tụ điện của mạch dao động trên một tụ điện có điện dung C’ bằng

A.4C                            B.1C

C.2C                            D.3C

Câu 18: Một mạch dao động khi dùng tụ điện C₁ và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì tần số riêng của mạch f₁=10MHz, khi dùng tụ điện C₂ và cuộn cảm L thì tần số riêng của mạch là f₂=7,5MHz. Khi mạch dao động dùng hai tụ C₁ và C₂ ghép nối tiếp với cuộn cảm L nói trên thì tần số dao động riêng của mạch là:

A.12,5MHz                 B.25MHz

C.50kHz                      D.17,5MHz

B.PHẦN TỰ LUẬN (4 điểm)

Câu 19; (2,5 điểm) Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến gồm tụ điện C=2nF và cuộn cảm \(\) \(L = 8,8\mu H.\)

a) (1 điểm) Mạch trên có thể bắt được sóng có bước sóng \({\lambda _0}\)  bằng bao nhiêu? Sóng đó thuộc dải sóng vô tuyến nào? Tính tần số f₀ tương ứng.

b) (1,5 điểm) Để bắt được dải sóng ngắn \((10m \div 50m)\)  cần ghép thêm một tụ xoay C_x có giá trị bằng bao nhiêu? Cách ghép như thế nào?

Câu 20: (1,5 điểm) Cho mạch dao động LC có L=50mH và \(C = 5\mu F.\)  Cuộn dây có điện trở thuần không đáng kể.

a) Tính chu kì dao động điện từ trong mạch.

b) Tính năng lượng điện từ của mạch dao động khi hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 6V.

c) Xác định cường độ dòng điện trong mạch tại thời điểm mà hiệu điện thế giữa hai bản cực của tụ là 4V.

Lời giải chi tiết

Đáp án

Giải chi tiết

Câu 1: A

Câu 2: C

Câu 3: A

\(\lambda  = 2\pi c\sqrt {LC}  \Rightarrow C = \dfrac{{{\lambda ^2}}}{{4{\pi ^2}cL}}\)

Thay số ta có: \(C = 4,{34.10^{ - 9}}F = 4,34nF\)

Câu 4: D

Câu 5:

Ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}{W_t} = {W_d}\\W = {W_t} + {W_d}\end{array} \right. \Rightarrow W = 2{W_t}\)

\( \Leftrightarrow \frac{{LI_0^2}}{2} = 2.\frac{{L{i^2}}}{2} \Leftrightarrow i = \frac{{{I_0}}}{{\sqrt 2 }}\)

Chọn D

Câu 6: B

Câu 7: A

Câu 8: C

\(T = 2\pi \sqrt {LC}  = \sqrt {{{5.10}^{ - 3}}{{.50.10}^{ - 6}}}\)\(\,  = 3,{14.10^{ - 3}}s\)

Câu 9: A

Câu 10:

Ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}{f_1} = \frac{1}{{2\pi \sqrt {L{C_1}} }}\\{f_2} = \frac{1}{{2\pi \sqrt {L{C_2}} }}\end{array} \right. \Rightarrow \frac{{{f_1}}}{{{f_2}}} = \sqrt {\frac{{{C_2}}}{{{C_1}}}}  = \frac{{90}}{{120}} = \frac{3}{4}\)

\( \Rightarrow 9{C_1} = 16{C_2} \Leftrightarrow {C_1} = \frac{{16}}{9}{C_2}\)

\( \Rightarrow {C_1} + {C_2} = \frac{{16}}{9}{C_2} + {C_2} = \frac{{25}}{9}{C_2}\)

\( \Rightarrow f = \frac{1}{{2\pi \sqrt {L.\frac{{25}}{9}{C_2}} }} = \frac{3}{5}.\frac{1}{{2\pi \sqrt {L{C_2}} }} = \frac{3}{5}{f_2} = 72kHz\)

Chọn B

Câu 11: C

\(\begin{array}{l}{I_0} = \omega {q_0}.\\ \Rightarrow {q_0} = \dfrac{{{I_0}}}{\omega } = \dfrac{{0,6}}{{{{4.10}^4}}} = {15.10^{ - 6}}C\end{array}\)

Câu 12: A

Câu 13: B

\({f_1} = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }};{f_2} = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {L{C_b}} }}\)

Với \({C_b} = 4C \Rightarrow {f_2} = \dfrac{{{f_1}}}{2} = 0,5Hz\)

Câu 14: A

Câu 15: C

Câu 16: B

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng trong mạch ta có:

\(\dfrac{{CU_0^2}}{2} = \dfrac{{C{u^2}}}{2} + \dfrac{{L{i^2}}}{2} = \dfrac{{C{u^2}}}{2} + \dfrac{{LI_0^2}}{{2.4}} \)\(\,= \dfrac{{C{u^2}}}{2} + \dfrac{{CU_0^2}}{{2.4}}\)

\(\Rightarrow u = \dfrac{{\sqrt 3 }}{2}{U_0}\)

Câu 17: D

Từ công thức:

\(\lambda  = \dfrac{c}{f} = c.2\pi \sqrt {LC}  \Rightarrow C = \dfrac{{{\lambda ^2}}}{{{c^2}.4{\pi ^2}L}}\,\,(1)\)

Do C và C’ mắc song song, ta có điện dụng tương đương của bộ tụ điện:

C_b=C+C’                          (2)

Do đó: \({C_b} = \dfrac{{\lambda {'^2}}}{{{c^2}.4{\pi ^2}L}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(3)\)

Từ (1) và (3) \( \Rightarrow \dfrac{{{C_b}}}{C} = {\left( {\dfrac{{\lambda '}}{\lambda }} \right)^2} = {\left( {\dfrac{{40}}{{20}}} \right)^2} = 4\)

Kết hợp (2) và (4), ta được: C’=3C.

Câu 18: A

\(T = 2\pi \sqrt {LC}  = \dfrac{1}{f} \)

\(\Rightarrow C = \dfrac{1}{{4{\pi ^2}{f^2}L}} = \dfrac{a}{{{f^2}}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(1)\)

C₁ và C₂ ghép nối tiếp thì: \(\dfrac{1}{C} = \dfrac{1}{{{C_1}}} = \dfrac{1}{{{C_2}}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(2)\)

Từ (1) và (2) \(\begin{array}{l}4{\pi ^2}{f^2}L = 4{\pi ^2}f_1^2L + 4{\pi ^2}f_2^2L\\ \Rightarrow {f^2} = f_1^2 + f_2^2 \\\Rightarrow f = \sqrt {f_1^2 + f_2^2}  = 12,5\,MHz\end{array}\)

Câu 19:

\(a)f = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {L{C_0}} }} = 1,{2.10^6}Hz;\)

\(\lambda  = \dfrac{c}{f} = 250m.\)

Vậy sóng chung.

b) Khi \({\lambda _1} = 10m \Rightarrow {\lambda _1} = 2\pi \sqrt {L{C_1}} \)

\( \Rightarrow {C_1} = \dfrac{{\lambda _1^2}}{{4{\pi ^2}{c^2}L}}\)\(\, = \dfrac{{{{10}^2}}}{{4{\pi ^2}{{.3}^2}{{.10}^{16}}.8,{{8.10}^{ - 6}}}} = 3,{2.10^{ - 13}}F\)

Do \({C_1} < {C_0} \Rightarrow \) ghép C_x nối tiếp C₀:

\(\dfrac{1}{{{C_1}}} = \dfrac{1}{{{C_x}}} + \dfrac{1}{{{C_0}}}\)\(\, \Rightarrow {C_x} = 0,32pF\)

\(\begin{array}{l}Khi\,{\lambda _2} = 50m\\ \Rightarrow {C_2} = \dfrac{{\lambda _2^2}}{{4{\pi ^2}{c^2}L}}\\\;\;\;\;\;\;\;\;\; = \dfrac{{{{50}^2}}}{{4{\pi ^2}{{.3}^2}{{.10}^{16}}.8,{{8.10}^{ - 6}}}}\\ \;\;\;\;\;\;\;\;\;= 1,{6.10^{ - 12}}F = 1,6pF\end{array}\)

Do C₂<C₀ nên C_x nối tiếp C₀ suy ra C_x=1,6pF.

Câu 20:

\(\begin{array}{l}a)T = 2\pi \sqrt {LC}  = 31,{4.10^{ - 4}}(s)\\b){\rm{W}} = \dfrac{1}{2}CU_0^2 = {9.10^{ - 5}}J\\c){\rm{W}} = \dfrac{1}{2}C{u^2} + \dfrac{1}{2}L{i^2}\\\dfrac{1}{2}CU_0^2 = \dfrac{1}{2}C{u^2} + \dfrac{1}{2}L{i^2}\\ \Rightarrow i = \sqrt {\dfrac{{C(U_0^2 - {u^2})}}{L}} .\end{array}\)

Thay số ta có: \(i=0,045\,A.\)