Giải chi tiết đề thi đại học môn Vật lý năm 2014 - Đỗ Minh Tuệ

Câu 2: Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x6 cos tcm x tính bằng cm, t tính bằng s.. Câu 5: Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ khối lượng 100g đang dao động điều

GIẢI CHI TIẾT ĐỀ THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ NĂM 2014

 ĐỖ MINH TUỆ - GV VẬT LÝ TỈNH BẮC GIANG

 ĐT: 0916.609.081 – EMAIL: minhtuecbg81@gmail.com

NHẬN XÉT CHUNG:

- Đề thi năm nay bỏ phần riêng, tất cả thí sinh làm chung 50 câu

- Có câu hỏi liên quan đến thí nghiệm thực hành, câu hỏi gắn liền với thực tế

- Về mức độ phân loại tương tự năm 2013, có câu quá dễ và quá khó

- Để đạt điểm 5, 6 là đơn giản; muốn đạt điểm từ 8 trở nên là khó, cần cả yếu tố may mắn

CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG CƠ (Gồm 10 câu)

Chương này gồm 10 bài tập, không có lý thuyết thuần túy

Câu 1: Một vật dao động điều hòa với phương trình x5 cos t(cm) Quãng đường vật đi được trong một chu kì là

Giải:

Quãng đường đi được trong 1 chu kì dao động: S = 4A = 4.5 = 20 cm

LỜI BÌNH: Câu này đơn giản!

Câu 2: Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x6 cos t(cm) (x tính bằng cm, t tính

bằng s) Phát biểu nào sau đây đúng?

A Tốc độ cực đại của chất điểm là 18,8 cm/s

B Chu kì của dao động là 0,5 s

C Gia tốc của chất điểm có độ lớn cực đại là 113 cm/s2

D Tần số của dao động là 2 Hz

Giải:

Tốc độ cực đại

max

v  A  6 18,8 cm/s

LỜI BÌNH: Nhìn vào phương trình loại ngay được B và D; câu này đơn giản!

Câu 3: Một vật có khối lượng 50 g, dao động điều hòa với biên độ 4 cm và tần số góc 3 rad/s Động

năng cực đại của vật là

A 7,2 J B 3,6.10-4 J C 7,2.10-4 J D 3,6 J

Giải:

Động năng cực đại bằng cơ năng: Eđmax = 1 2 2 1 3 2 4

E m A 0, 05.3 0, 04 3, 6.10 J



LỜI BÌNH: Câu này đơn giản! Chỉ cần chú ý đến đơn vị của khối lượng m và biên độ A

Câu 4: Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một quỹ đạo thẳng dài 14 cm với chu kì 1s Từ thời

điểm vật qua vị trí có li độ 3,5 cm theo chiều dương đến khi gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu lần thứ hai, vật có tốc độ trung bình là

A 27,3 cm/s B 28,0 cm/s C 27,0 cm/s D 26,7 cm/s

Giải:

Biên độ: A 7 cm

2

   Gia tốc đạt giá trị cực tiểu: amin  2A

 Đó là vị trí biên dương

(1) (2)

Lúc t1 = 0: 1

1

x 3, 5 cm

v 0











lúc t2: x2 = A  t T T 7T 7s

Quãng đường: S A 4A 4,5A 31,5cm

2

Tốc độ trung bình: v S 31, 5 27 cm / s

7 t 6



LỜI BÌNH: Nhiều học sinh nhầm là gia tốc cực tiểu bằng 0, tại vị trí cân bằng (x = 0)

Câu 5: Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ khối lượng 100g đang dao động điều hòa theo

phương ngang, mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng Từ thời điểm t1 = 0 đến t2 =

48



s, động năng của con lắc tăng từ 0,096J đến giá trị cực đại rồi giảm về 0,064J Ở thời điểm t2, thế năng của con lắc bằng 0,064J Biên độ dao động của con lắc là

A 5,7 cm B 7,0 cm C 8,0 cm D 3,6 cm

Giải:

Cơ năng: E = Eđ2 + Et2 = 0,064 + 0,064 = 0,128J

Ở thời điểm t1: Et1 = E – Eđ1 = 0,128 – 0,096 = 0,032J  Eđ1 = 3Et1  x1 A

2

 

Ở thời điểm t2: Eđ2 = Et2  x2 A

2



2 1

T T 5T

T



   rad/s

Ta có: E 1m 2A2 A 2E2 8cm



LỜI BÌNH: Câu này đòi hỏi học sinh phải nắm vững kiến thức!

Câu 6: Một con lắc lò xo treo vào một điểm cố định, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng

với chu kì 1,2s Trong một chu kì, nếu tỉ số của thời gian lò xo giãn với thời gian lò xo nén bằng 2 thì thời gian mà lực đàn hồi ngược chiều lực kéo về là

Giải:

Vì tg = 2tn  g 2 n n 2

3



     

O

x

y

M1 M2

P

Q

A

M 0



 n

m

x (+)

A

-A -A/2

O

T 12

o n

o

cos cos



 Lực đàn hồi của lò xo tác dụng vào vật ngược chiều với lực kéo về trên đoạn màu đỏ

T T 1, 2

12 6 6

LỜI BÌNH: Theo tôi, đề cần nói rõ là lực đàn hồi tác dụng vào vật! Bởi vì lực đàn hồi của lò xo có thể tác dụng vào điểm treo con lắc, khi đó kết quả bài toán sẽ khác

Câu 7: Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc  Vật nhỏ của con lắc có khối lượng 100g Tại thời điểm t = 0, vật nhỏ qua vị trí cân bằng theo chiều dương Tại thời điểm t = 0,95s, vận tốc v và li độ x của vật nhỏ thỏa mãn v = xlần thứ 5 Lấy  2 10 Độ cứng của lò xo là

A 85 N/m B 37 N/m C 20 N/m D 25 N/m

Giải:

Ta có:

2

2

2

 Theo đề v = x: ta sẽ chọn x > 0 thì v < 0 và x < 0 thì v > 0

Từ đường tròn: t 2T T T 19T 0, 95 T 0, 4s

m

T 2

k

   k = 25 N/m

LỜI BÌNH: Câu này khó ở chỗ v = x, nếu học sinh không tinh ý sẽ dẫn đến sai lầm

Câu 8: Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc 0,1rad; tần số góc 10 rad/s và pha ban

đầu 0,79 rad Phương trình dao động của con lắc là

A  0,1cos(20 t 0, 79) (rad)  B  0,1cos(10t0, 79) (rad)

C  0,1cos(20 t 0, 79) (rad)  D  0,1cos(10t 0,79) (rad)

Giải:

Phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn là

ocos( t )

        0,1cos(10t 0, 79) (rad)

LỜI BÌNH: Câu này chỉ cần thay vào phương trình là xong! Có mấy khi học sinh nhầm

2 f 2 10 20

       rad/s

Câu 9: Một vật dao động cưỡng bức dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên điều hòa với tần số

f Chu kì dao động của vật là

A 1

2 f



f

Giải:

Chu kì của dao động cưỡng bức bằng chu kì biến thiên của ngoại lực: T 1

f



LỜI BÌNH: Câu này chỉ cần thuộc lý thuyết

Câu 10: Cho hai dao động điều hòa cùng phương với các phương trình lần lượt là

1 1

x A cos( t 0,35) (cm)  và x2A cos( t 1,57) (cm)2   Dao động tổng hợp của hai dao động này có phương trình là x20cos( t  ) (cm) Giá trị cực đại của (A1 + A2) gần giá trị nào nhất sau đây?

Giải:

Áp dụng định lí hàm số sin:

x

O

1,3,5

2,4

t = 0

1 2 1 2

o

sin sin sin 70 sin sin



A

sin 70

o

A1A2 max khi cos 1

2

  

    

   OMB cân tại M



o

sin 55

sin 70

LỜI BÌNH: Câu này ý tưởng rất hay và sáng tạo! Nhìn vào phương trình đã cho

1 1

x A cos( t 0,35) (cm) và x2 A cos( t 1, 57) (cm)2   thì không có gì đặc biệt Nếu để ý thì

2 1,57

2



     lúc đó bài toàn có thể xử lý bằng giản đồ vectơ như trên

CHƯƠNG II: SÓNG CƠ (Gồm 7 câu)

Chương này gồm 7 bài tập, không có lý thuyết

Gồm 02 câu đại cương về sóng cơ (đều trên dây); 01 câu về giao thoa; 01 câu sóng dừng

và 03 câu về sóng âm

Câu 1: Một sóng cơ truyền trên một sợi dây rất dài với tốc độ 1m/s và chu kì 0,5s Sóng cơ này có

bước sóng là

Giải:

Bước sóng:  v.T1.0,50,5 m/s = 50 cm/s

LỜI BÌNH: Câu này cho các học sinh gỡ điểm nhé!

Câu 2: Một sóng cơ truyền dọc theo một sợi dây đàn hồi rất dài với biên độ 6 mm Tại một thời

điểm, hai phần tử trên dây cùng lệch khỏi vị trí cân bằng 3 mm, chuyển động ngược chiều và cách nhau một khoảng ngắn nhất là 8 cm (tính theo phương truyền sóng) Gọi  là tỉ số của tốc độ dao

động cực đại của một phần tử trên dây với tốc độ truyền sóng  gần giá trị nào nhất sau đây?

Giải:

Độ lệch pha của 2 phần tử trên dây là 2

3



2 d 2

3d 3.8 24 cm

3



Tỉ số: vmax 2 fA 2 A 2.3,14.6

0,157

Vậy, giá trị gần nhất là 0,179

LỜI BÌNH: Câu này rất cơ bản



O

M

B

1 A





A



x

2 A



70o

20o

O

y

u

M

6

3

-6

2 3



N

Câu 3: Trong một thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn S1 và S2 cách nhau 16 cm, dao động

theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 80 Hz Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40 cm/s Ở mặt nước, gọi d là đường trung trực của đoạn S1S2 Trên d, điểm

M ở cách S1 10 cm; điểm N dao động cùng pha với M và gần M nhất sẽ cách M một đoạn có giá trị

gần giá trị nào nhất sau đây?

Giải:

Bước sóng: v 40 0,5cm

f 80

    Phương trình dao động tại điểm M:

M

0,5

 Phương trình dao động tại điểm N:

N

0,5



Độ lệch pha giữa phần tử tại M và tại N trên d là:    4 x 40

Vì M và N cùng pha nên: 4 x 40 k2 x k 10

2

         

+ Trường hợp 1: Điểm N nằm giữa M và O (Hình 1)

1

k

2

           x9,5cm

MNMO x 8  6 9,5 8 8,8 mm

+ Trường hợp 2: Điểm N nằm ngoài đoạn OM (Hình 2)

1

k

2

          x10,5cm

MN x 8 OM 10, 5 8  6 8 mm

Như vậy: MNmin 8mm

Vậy giá trị gần nhất là 7,8 mm

LỜI BÌNH: Câu này nhiều học sinh chỉ để ý đến 1 trường hợp; nếu chọn điểm N ở giữa M và O thì tính ra 8,8 mm và chọn ngay là sai; nếu học sinh chọn trường hợp N ở phía ngoài thì ra 8 mm chọn luôn là đúng ngay và may mắn!

Câu 4: Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng ổn định với khoảng cách giữa hai nút sóng liên

tiếp là 6 cm Trên dây có những phần tử sóng dao động với tần số 5 Hz và biên độ lớn nhất là 3 cm Gọi N là vị trí của một nút sóng; C và D là hai phần tử trên dây ở hai bên của N và có vị trí cân bằng cách N lần lượt là 10,5 cm và 7 cm Tại thời điểm t1, phần tử C có li độ 1,5 cm và đang hướng

về vị trí cân bằng Vào thời điểm t2 t1 79s

40

  , phần tử D có li độ là

A -0,75 cm B 1,50 cm C -1,50 cm D 0,75 cm

S1

M

N

x (d)

(Hình 1)

M

N

x

(d) S1

(Hình 2)

Giải:

Theo đề ta có: 6 12cm

2



    , biên độ điểm bụng là Ab = 3 cm

Biên độ của điểm C và D:

AC A sinb 2 CN 3 sin2 10,5 3 cm



AD A sinb 2 ND 3 sin2 7 1,5cm

12

 Nhận thấy hai phần tử C và D ngược pha nhau

Ở thời điểm t1: 1D D

1D

u  A   3    4 Xét phần tử D: Góc quét t 2 f (t2 t ) 10 1 79 19, 75 18 7



             

Vẽ đường tròn: Ở thời điểm t2, ta tìm được u2D = -1,5 cm

LỜI BÌNH: Câu này tuyệt vời, kết hợp nhiều kiến thức Nhiều học sinh tính nhầm ra 1,5 cm

Câu 5: Để ước lượng độ sâu của một giếng cạn nước, một người dùng đồng hồ bấm giây, ghé sát

tai vào miệng giếng và thả một hòn đá rơi tự do từ miệng giếng; sau 3s thì người đó nghe thấy tiếng hòn đá đập vào đáy giếng Giả sử tốc độ truyền âm trong không khí là 330 m/s, lấy g = 9,9 m/s2 Độ sâu ước lượng của giếng là

Giải:

+ Cách 1:

Gọi h là độ sâu của giếng

Thời gian rơi tự do là t1: h 1gt12 t1 2h

Thời gian sóng âm truyền từ đáy giếng tới tai (miệng giếng) là t2: h = v.t2  t2 h

v



Vậy: t1 t2 t 2h h 3 h 40, 94 m 41 m

1

h gt v.t v t t t h 41m

2

LỜI BÌNH: Câu này nhiều học sinh lớp 10 đã giải được

Câu 6: Trong môi trường đẳng hướng và không hấp thụ âm, có 3 điểm thẳng hàng theo đúng thứ tự

A; B; C với AB = 100 m, AC = 250 m Khi đặt tại A một nguồn điểm phát âm công suất P thì mức cường độ âm tại B là 100 dB Bỏ nguồn âm tại A, đặt tại B một nguồn điểm phát âm công suất 2P thì mức cường độ âm tại A và C là

C 103 dB và 96,5 dB D 100 dB và 99,5 dB

Giải:

1,5

-1,5

uD

u1D

7 4



N

C

D

Khi nguồn âm có công suất P đặt tại A: B 10

o

I

L 10 g 100 I I 10

I

P

4 AB

 Khi nguồn âm có công suất 2P đặt tại B:

+ Tại điểm A:

14

10 o

2.4 I 10 2P

4 BA 4 10



A

o

I

L 10 g 10 g2.10 103dB

I

+ Tại điểm C:

14 14 o

2.4 I 10



14 C

o

LỜI BÌNH: Câu này dịch chuyển nguồn âm khá quen thuộc Nếu không để ý dễ nhầm BC = 250m

Câu 7: Trong âm nhạc, khoảng cách giữa hai nốt nhạc trong một quãng được tính bằng cung và

nửa cung (nc) Mỗi quãng tám được chia thành 12 nc Hai nốt nhạc cách nhau nửa cung thì hai âm

(cao, thấp) tương ứng với hai nốt nhạc này có tần số thỏa mãn 12 12

f 2f Tập hợp tất cả các âm

trong một quãng tám gọi là một gam (âm giai) Xét một gam với khoảng cách từ nốt Đồ đến các nốt

tiếp theo Rê, Mi, Fa, Sol, La, Si, Đô tương ứng là 2 nc, 4 nc, 5 nc, 7 nc, 9 nc, 11 nc, 12 nc Trong

gam này, nếu âm ứng với nốt La có tần số 440 Hz thì âm ứng với nốt Sol có tần số là

A 330 Hz B 392 Hz C 494 Hz D 415 Hz

Giải:

Khoảng cách từ nốt Sol đến nốt La là 2 nc: 12 12

La Sol

f  2 2f

Sol 12

f

4

LỜI BÌNH: Câu này có tính mới, liên quan nhiều đến thực tế Đa số học sinh bó tay!

CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU (Gồm 12 câu)

Chương này gồm 11 bài tập tính toán, 01 câu liên quan đến thí nghiệm thực hành

Câu 1: Điện áp u141 2cos100 t (V) có giá trị hiệu dụng bằng

Giải:

Điện áp hiệu dụng : Uo 141 2

LỜI BÌNH: Câu này rất cơ bản, như thi tốt nghiệp

Câu 2: Dòng điện có cường độ i2 2 cos100 t (A) chạy qua điện trở thuần 100  Trong 30 giây, nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở là

Giải:

Nhiệt lượng toả ra trên điện trở: QI Rt2 22100 30 12000J  12kJ

LỜI BÌNH: Câu này rất cơ bản

       

Đồ Rê Mi Fa Sol La Si Đô