Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Vật lý đại cương – Đề 13

Sóng cơ học là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất (rắn, lỏng, khí). Để sóng cơ học truyền được cần có môi trường vật chất làm trung gian để các phần tử môi trường dao động và truyền dao động cho nhau. Do đó, sóng cơ học không thể truyền được trong chân không. Các phát biểu còn lại đều đúng về sóng cơ học.

Quá trình đẳng nhiệt là quá trình nhiệt động mà nhiệt độ của hệ không đổi. Theo định nghĩa, trong quá trình đẳng nhiệt, nhiệt độ của khí lý tưởng (và mọi hệ khác) phải được giữ không đổi, bất kể thể tích hay áp suất thay đổi như thế nào (trong giới hạn của quá trình đẳng nhiệt).

Điện trường tĩnh do điện tích điểm dương gây ra có các đường sức điện trường hướng ra xa điện tích dương, và điện trường tĩnh do điện tích điểm âm gây ra có các đường sức điện trường hướng vào điện tích âm. Đường sức điện trường tĩnh luôn xuất phát từ điện tích dương (hoặc vô cùng) và kết thúc ở điện tích âm (hoặc vô cùng), không phải đường cong kín. Điện trường tĩnh tác dụng lực lên điện tích đứng yên, và không tạo ra dòng điện xoay chiều.

Trong dao động điều hòa, biên độ dao động (A) là giá trị cực đại của li độ và được giữ không đổi (trong điều kiện lý tưởng không có ma sát hoặc lực cản). Li độ, vận tốc và gia tốc đều biến thiên tuần hoàn theo thời gian.

Công được định nghĩa là tích của lực và quãng đường đi được theo phương của lực. Trong hệ SI, lực đo bằng Newton (N), quãng đường đo bằng mét (m), do đó công có đơn vị là Newton-mét (N.m), được gọi là Joule (J).

Hiện tượng giao thoa ánh sáng (như trong thí nghiệm khe Young) là bằng chứng mạnh mẽ nhất cho thấy ánh sáng có tính chất sóng. Giao thoa xảy ra khi các sóng ánh sáng kết hợp với nhau, tạo ra các vùng cường độ sáng tăng cường và triệt tiêu, là đặc trưng của sóng. Các hiện tượng khác có thể liên quan đến ánh sáng nhưng không trực tiếp thể hiện tính sóng bằng giao thoa.

Trong phương trình dao động điều hòa x = Acos(ωt + φ), các đại lượng có ý nghĩa như sau: A là biên độ dao động, ω là tần số góc, (ωt + φ) là pha dao động tại thời điểm t, và φ là pha ban đầu của dao động (pha tại thời điểm t = 0).

Nguyên lý bất định Heisenberg, một trong những nền tảng của cơ học lượng tử, khẳng định rằng không thể xác định đồng thời chính xác tuyệt đối cả vị trí và động lượng (hoặc vận tốc) của một hạt vi mô. Độ bất định trong phép đo vị trí và động lượng có mối quan hệ nghịch biến: nếu đo vị trí càng chính xác thì độ bất định trong phép đo động lượng càng lớn, và ngược lại.

Trong máy biến áp lý tưởng, tỉ số điện áp giữa cuộn thứ cấp (U2) và cuộn sơ cấp (U1) bằng tỉ số số vòng dây cuộn thứ cấp (N2) và cuộn sơ cấp (N1): U2/U1 = N2/N1. Điều này dựa trên nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và giả định máy biến áp là lý tưởng (không có tổn hao năng lượng).

Chu kỳ dao động của con lắc đơn được tính bằng công thức T = 2π√(l/g), trong đó l là chiều dài dây treo và g là gia tốc trọng trường. Từ công thức này, ta thấy chu kỳ T tỉ lệ thuận với căn bậc hai của chiều dài dây treo l. Khi chiều dài dây treo tăng lên 4 lần, chu kỳ sẽ tăng lên √4 = 2 lần.

Hiện tượng nhiễu xạ (uốn cong) ánh sáng xảy ra rõ rệt nhất khi kích thước của vật cản hoặc khe hẹp xấp xỉ bằng hoặc nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng. Khi kích thước vật cản lớn hơn nhiều bước sóng, hiện tượng nhiễu xạ trở nên không đáng kể, ánh sáng truyền đi gần như thẳng.

Trong mạch dao động LC lý tưởng, năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến đổi tuần hoàn và chuyển hóa lẫn nhau. Khi năng lượng điện trường đạt cực đại thì năng lượng từ trường bằng không và ngược lại. Do đó, chúng biến đổi ngược pha nhau và cùng tần số.

Mômen quán tính là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của một vật trong chuyển động quay, tương tự như khối lượng trong chuyển động thẳng. Mômen quán tính phụ thuộc vào khối lượng của vật và sự phân bố khối lượng đó so với trục quay. Vật có mômen quán tính lớn sẽ khó thay đổi trạng thái chuyển động quay hơn.

Định luật bảo toàn cơ năng phát biểu rằng trong một hệ kín (không có ngoại lực thực hiện công), cơ năng (tổng động năng và thế năng) của hệ sẽ không đổi, với điều kiện chỉ có lực thế (lực bảo toàn) thực hiện công. Nếu có lực ma sát hoặc lực cản (lực không thế), cơ năng sẽ không được bảo toàn mà chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác (ví dụ: nhiệt năng).

Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng bị đổi hướng khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường có chiết suất khác nhau. Chiết suất của môi trường quyết định vận tốc ánh sáng trong môi trường đó. Sự thay đổi vận tốc khi ánh sáng chuyển từ môi trường này sang môi trường khác là nguyên nhân gây ra khúc xạ.

Lực Lorentz là lực từ tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong từ trường. Độ lớn và hướng của lực Lorentz phụ thuộc vào điện tích của hạt, vận tốc của hạt, cường độ từ trường và hướng của từ trường so với vận tốc hạt. Hạt không mang điện hoặc hạt mang điện đứng yên không chịu tác dụng của lực Lorentz từ trường.

Thang sóng điện từ sắp xếp theo thứ tự bước sóng tăng dần là: tia gamma, tia X, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, vi sóng, sóng vô tuyến. Như vậy, sóng vô tuyến có bước sóng dài nhất trong các lựa chọn được đưa ra.

Định luật khúc xạ ánh sáng (Snell's law) mô tả mối quan hệ giữa góc tới (i), góc khúc xạ (r), và chiết suất của môi trường tới (n1) và môi trường khúc xạ (n2): n1*sin(i) = n2*sin(r). Định luật này là cơ sở để nghiên cứu hiện tượng khúc xạ ánh sáng khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

Định luật Ohm cho đoạn mạch phát biểu rằng cường độ dòng điện (I) chạy qua một đoạn mạch tỉ lệ thuận với hiệu điện thế (U) giữa hai đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở (R) của đoạn mạch đó: U = I.R hoặc I = U/R.

Hiệu ứng Doppler là sự thay đổi tần số cảm nhận của một sóng (âm thanh hoặc ánh sáng) khi nguồn sóng và người quan sát chuyển động tương đối với nhau. Khi nguồn và người quan sát tiến lại gần nhau, tần số cảm nhận tăng lên (âm thanh cao hơn, ánh sáng lam hơn). Khi chúng ra xa nhau, tần số cảm nhận giảm xuống (âm thanh trầm hơn, ánh sáng đỏ hơn). Hiệu ứng này không làm thay đổi vận tốc truyền sóng trong môi trường, biên độ hay cường độ âm một cách trực tiếp do chuyển động tương đối.

Theo định luật thứ hai của nhiệt động lực học, entropy của một hệ kín (hệ cô lập) có xu hướng tăng lên hoặc không đổi trong các quá trình tự nhiên. Entropy là thước đo mức độ hỗn loạn, vô trật tự của một hệ. Các quá trình tự nhiên thường diễn ra theo chiều hướng làm tăng entropy, tức là hệ chuyển từ trạng thái trật tự hơn sang trạng thái hỗn loạn hơn.

Động năng được tính bằng công thức K = (1/2)mv^2. Động lượng được tính bằng công thức p = mv. Từ công thức động lượng, ta có v = p/m. Thay vào công thức động năng, ta được K = (1/2)m(p/m)^2 = p^2 / (2m).

Định luật II Newton có thể được biểu diễn bằng hai công thức tương đương. Công thức F = ma phát biểu rằng lực (F) tác dụng lên vật tỉ lệ thuận với gia tốc (a) mà vật thu được và bằng tích của khối lượng (m) và gia tốc. Công thức F = Δp/Δt phát biểu rằng lực bằng tốc độ biến thiên động lượng (p) theo thời gian (t). Cả hai công thức đều mô tả cùng một nội dung của định luật II Newton.

Đại lượng vectơ là đại lượng vật lý được đặc trưng bởi cả độ lớn và hướng. Trong các lựa chọn, vận tốc là đại lượng vectơ vì nó có cả độ lớn (tốc độ) và hướng chuyển động. Năng lượng, công và khối lượng là các đại lượng vô hướng, chỉ có độ lớn mà không có hướng.

Theo định luật vạn vật hấp dẫn của Newton, lực hấp dẫn giữa hai vật có khối lượng m1 và m2 tỉ lệ thuận với tích của hai khối lượng này và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách (r) giữa chúng: F = G * (m1*m2) / r^2, trong đó G là hằng số hấp dẫn.

Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi chiếu ánh sáng có bước sóng (hoặc tần số) đủ nhỏ (hoặc đủ lớn) vào kim loại đó. Năng lượng của photon ánh sáng được hấp thụ bởi electron, nếu đủ lớn để thắng được công thoát của electron khỏi kim loại, electron sẽ bị bật ra.

Bức xạ nhiệt là quá trình truyền nhiệt bằng sóng điện từ (chủ yếu là sóng hồng ngoại), không cần môi trường vật chất để truyền nhiệt. Dẫn nhiệt và đối lưu nhiệt là các quá trình truyền nhiệt cần có môi trường vật chất làm trung gian. Dẫn nhiệt xảy ra do sự truyền động năng giữa các phân tử, còn đối lưu nhiệt xảy ra do sự chuyển động của các khối chất mang nhiệt.

Quá trình đẳng áp là quá trình nhiệt động mà áp suất của hệ không đổi. Theo định luật Gay-Lussac (trường hợp riêng của phương trình trạng thái khí lý tưởng cho quá trình đẳng áp), thể tích (V) của một lượng khí lý tưởng tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối (T) của nó: V/T = hằng số. Do đó, khi nhiệt độ tuyệt đối tăng gấp đôi, thể tích cũng tăng gấp đôi.

Vectơ vị trí (r) của một chất điểm trong hệ tọa độ Descartes vuông góc Oxyz có thể được biểu diễn theo hai cách tương đương: bằng tổng các thành phần theo các trục tọa độ nhân với vectơ đơn vị tương ứng (r = xi + yj + zk, với i, j, k là các vectơ đơn vị theo trục Ox, Oy, Oz) hoặc bằng bộ ba tọa độ (r = (x, y, z)). Cả hai cách biểu diễn đều chính xác và phổ biến.

Hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch RLC nối tiếp xảy ra khi dung kháng (Z_C = 1/(ωC)) bằng cảm kháng (Z_L = ωL). Khi đó, tổng trở của mạch đạt giá trị nhỏ nhất (chỉ còn điện trở R), và dòng điện trong mạch đạt giá trị lớn nhất. Tần số xảy ra cộng hưởng được gọi là tần số cộng hưởng.