Giải chi tiết đề thi THPT quốc gia 2016 môn vật lý hồ văn diên

GIẢI CHI TIẾT ĐỀ THI THPT QUỐC GIA NĂM 2016 MÔN: VẬT LÝ Thực hiện: Hồ Văn Diên Mã đề: 169 Câu 1: Một chất điểm dao động có phương trình x = 10cos(15t + ) (x tính cm, t tính s) Chất điểm dao động với tần số góc A 20 rad/s B 10 rad/s C rad/s D 15 rad/s Đáp án: D Câu 2: Tại nơi có gia tốc trọng trường g, lắc đơn có sợi dây dài  dao động điều hoà Tần số dao động lắc A 2 g B g 2 C 2 g D 2 g Đáp án: B Câu 3: Một biện pháp làm giảm hao phí điện đường dây tải điện truyền tải điện xa áp dụng rộng rãi A giảm tiết diện dây truyền tải điện B tăng chiều dài đường dây truyền tải điện C giảm điện áp hiệu dụng trạm phát điện D tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện Công suất hao phí dây: P  RI2  R P2  U cos 2 Như vậy, với cos công suất nguồn P cố định, ta có hai cách để làm giảm P, là: ta phải tăng tiết diện S đường dây  cách làm tốn S phải tốn kim loại làm dây phải tăng sức chịu cột điện Từ loại đáp án A, B Cách 2: Tăng điện áp U trạm phát điện Cách làm thực đơn giản máy biến áp, áp dụng rộng rãi Đáp án: D Cách 1: Làm giảm R, với R =  Câu 4: Một sóng truyền dọc theo trục Ox với phương trình u = 2cos(40t – 2x) (mm) Biên độ sóng A  mm B mm C mm D 40 mm Đáp án: C Câu 5: Khi nói sóng cơ, phát biểu sau sai? A Sóng lan truyền chất lỏng B Sóng lan truyền chất khí C Sóng lan truyền chân không D Sóng lan truyền chất rắn Sóng truyền môi trường nhờ lực liên kết đàn hồi phần tử môi trường truyền dao động (các môi trường rắn, lỏng, khí có vật chất) Chân không vật chất nên truyền sóng Đáp án: B Câu 6: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có điện trở A cường độ dòng điện đoạn mạch pha với điện áp hai đầu đoạn mạch B cường độ dòng điện đoạn mạch trễ pha 0,5 so với điện áp hai đầu đoạn mạch C cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch phụ thuộc vào tần số điện áp D cường độ dòng điện đoạn mạch sớm pha 0,5 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Trang 1/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 Đáp án: A Câu 7: Một sóng điện từ có tần số f truyền chân không với tốc độ c Bước sóng sóng f 2f c c A   B   C   D   c f c 2f Đáp án: B Câu 8: Suất điện động cảm ứng máy phát điện xoay chiều pha tạo có biểu thức e = 220 cos(100 + 0,25) (V) Giá trị cực đại suất điện động A 220 V Đáp án: A B 110 V C 110 V D 220 V Câu 9: Trong mạch dao động điện từ LC lí tưởng hoạt động, điện tích tụ điện biến thiên điều hoà A lệch pha 0,25 so với cường độ dòng điện mạch B lệch pha 0,5 so với cường độ dòng điện mạch C ngược pha với cường độ dòng điện mạch D pha với cường độ dòng điện mạch Đáp án: B Câu 10: Một hệ dao động thực dao động cưỡng Hiện tượng cộng hưởng xảy A tần số lực cưỡng tần số dao động riêng hệ dao động B tần số lực cưỡng lớn tần số dao động riêng hệ dao động C chu kì lực cưỡng lớn chu kì dao động riêng hệ dao động D chu kì lực cưỡng nhỏ chu kì dao động riêng hệ dao động Đáp án: A Câu 11: Cho phản ứng hạt nhân: H  H  He Đây 1 A phản ứng phân hạch B phản ứng nhiệt hạch C phản ứng thu lượng D tượng phóng xạ hạt nhân Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hai hạt nhân nhẹ để tạo thành hạt nhân nặng Đáp án: B Câu 12: Hiện tượng giao thoa ánh sáng chứng thực nghiệm chứng tỏ ánh sáng A có tính chất hạt B sóng siêu âm C sóng dọc D có tính chất sóng Nếu phát tượng giao thoa kết luận trình sóng Đáp án: D Câu 13: Pin quang điện (còn gọi pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành A điện B C lượng phân hạch D hóa Đáp án: A Câu 14: Một lắc lò xo dao động điều hoà theo phương nằm ngang Nếu biên độ dao động tăng gấp đôi tần số dao động điều hòa lắc A không đổi B giảm lần C tăng lần D tăng lần Trang 2/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 k  tần số dao động lắc phụ thuộc yếu tố bên chất liệu làm 2 m lắc lò xo, khối lượng vật nặng Biên độ không ảnh hưởng đến tần số lắc Đáp án: A f Câu 15: Khi bắn phá hạt nhân 14 7N hạt , người ta thu hạt prôtôn hạt nhân X Hạt nhân X A 12 6C B Phương trình phản ứng: 14 6C C 16 8O D 17 8O 14 b N    p  a X 14    b b  17  Định luật bảo toàn số khối bảo toàn điện tích cho ta:  7    a a  Như hạt nhân X 17 8O Đáp án: D Câu 16: Một chất điểm chuyển động tròn đường tròn tâm O bán kính 10 cm với tốc độ góc rad/s Hình chiếu chất điểm lên trục Ox nằm mặt phẳng quỹ đạo có tốc độ cực đại A 250 cm/s B 15 cm/s C 50 cm/s D 25 cm/s vmax = A = 5.10 = 50 (cm/s) Đáp án: C Câu 17: Một mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm 10–5 H tụ điện có điện dung 2,5.10–6 F Lấy  = 3,14 Chu kì dao động riêng mạch A 1,57.10–5 s B 1,57.10–10 s C 3,14.10–5 s D 6,28.10–10 s T = 2 LC  2.3,14 105.2,5.106  3,14.105 (s) Đáp án: C Câu 18: Một sóng truyền dọc theo trục Ox Phương trình dao động phần tử điểm phương truyền sóng u = 4cos(20t – ) (u tính mm, t tính s) Biết tốc độ truyền sóng 60 cm/s Bước sóng sóng A cm B cm C cm D cm v.2 60.2 u = 4cos(20t – ) với t tính s   = 20 (rad/s)   = vT =   (cm)  20 Đáp án: B Câu 19: Tầng ôzôn “áo giáp” bảo vệ cho người sinh vật mặt đất khỏi bị tác dụng hủy diệt A tia đơn sắc màu tím ánh sáng Mặt Trời B tia đơn sắc màu đỏ ánh sáng Mặt Trời C tia tử ngoại ánh sáng Mặt Trời D tia hồng ngoại ánh sáng Mặt Trời Đáp án: C Câu 20: Tia X ứng dụng sau đây? A Tìm bọt khí bên vật kim loại B Sấy khô, sưởi ấm C Chiếu điện, chụp điện D Chữa bệnh ung thư Tính chất đặc trưng tia X tính chất hạt, nhiều có tính chất nhiệt không dùng tia X để sấy khô, sưởi ấm Trang 3/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 Đáp án: B Câu 21: Đặt điện áp u=U0cost (U0 không đổi,  thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Hiện tượng cộng hưởng điện xảy A 2LCR – = B R  L  C 2LC – = D 2LC – R = C Hiện tượng cộng hưởng điện đoạn mạch xảy    LC  2 LC   Đáp án: C Câu 22: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau sai? A Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Không có phôtôn đứng yên B Năng lượng phôtôn ứng với ánh sáng đơn sắc khác C Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn D Trong chân không, phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ 3.108 m/s A Người ta chưa tìm phôtôn đứng yên B Sai: Các ánh sáng đơn sắc khác có tần số f khác  lượng  = hf khác Đáp án: B Câu 23: Cho hai dao động phương, có phương trình là: x =10cos(100 – 0,5) (cm), x2 =10cos(100t + 0,5) (cm) Độ lệch pha hai dao động có độ lớn A B  C 0,5 D 0,25   1  2   0,5   0, 5   Đáp án: B Câu 24: Trong chân không, ánh sáng nhìn thấy có bước sóng nằm khoảng từ 0,38 m đến 0,76 m Cho biết: số Plăng h = 6,625.10−34 J.s, tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 m/s 1eV =1,6.10−19 J Các phôtôn ánh sáng có lượng nằm khoảng A từ 2,62 eV đến 3,27 eV B từ 1,63 eV đến 3,27 eV C từ 2,62 eV đến 3,11 eV D từ 1,63 eV đến 3,11 eV  6,625.1034.3.108   0,38 m    (J)  3,27 (eV)  0,38.106 hc  =    6,625.1034.3.108    0,76 m    (J)  1,63 (eV)  0,76.106  Đáp án: B Câu 25: Khi nói sóng điện từ, phát biểu sau đúng? A Sóng điện từ truyền chân không B Trong sóng điện từ, điện trường từ trường điểm biến thiên điều hòa lệch pha 0,5 C Sóng điện từ sóng dọc D Sóng điện từ không mang lượng B Điện trường từ trường điểm pha C Sóng điện từ sóng ngang D Sóng điện từ mang lượng Đáp án: A Trang 4/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 Câu 26: Cho dòng điện có cường độ i = cos100t (i tính A, t tính s) chạy qua 250 đoạn mạch có tụ điện Tụ điện có điện dung μF Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện  A 220 V B 250 V C 400 V D 200 V Cường độ dòng điện hiệu dụng I = (A)  Điện áp hiệu dụng U = IZC = I = 200 (V) C Đáp án: D Câu 27: Trong máy quang phổ lăng kính, lăng kính có tác dụng A tăng cường độ chùm sáng B giao thoa ánh sáng C tán sắc ánh sáng D nhiễu xạ ánh sáng Đáp án: C Câu 28: Số nuclôn có hạt nhân A 23 Đáp án: A 23 11 Na B 12 C 11 D 34 Câu 29: Một xạ truyền chân bước sóng 0,75 m, truyền thủy tinh có bước sóng  Biết chiết suất thủy tinh xạ 1,5 Giá trị  A 700 nm B 600 nm C 500 nm D 650 nm  0,75 '    0,5 (m)  500 (nm) n 1,5 Đáp án: C Câu 30: Đại lượng sau đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân? A Năng lượng liên kết riêng B Độ hụt khối C Năng lượng liên kết D Năng lượng nghỉ Năng lượng liên kết riêng lớn hạt nhân bền Đáp án: A Câu 31: Người ta dùng hạt prôtôn có động 1,6 MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên, sau phản ứng thu hai hạt giống có động Giả sử phản ứng không kèm theo xạ  Biết lượng tỏa phản ứng 17,4 MeV Động hạt sinh A 0,8 MeV B 7,9 MeV C 8,7 MeV D 9,5 MeV 17,  K p  9, (MeV) Động tỏa ra: E = Ksau – Ktrước = 2K – Kp = 17,4 (MeV)  K = Đáp án: D Câu 32: Đặt điện áp u = 200 cos100t (u tính V, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ: R A L C M X B Biết cuộn dây cuộn cảm thuần, R = 20  cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch 3A Tại thời điểm t u = 200 V Tại thời điểm t + (s) cường độ dòng điện đoạn 600 mạch không giảm Công suất tiêu thụ đoạn mạch MB A 180 W B 120 W C 90 W D 200 W Trang 5/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 2 T 2 (s)  (s) =    100 50 12 600 +) Tại thời điểm t, điện áp u = 200 V = umax  pha u 1u = T   +) Suy thời điểm t + , pha u lúc 2u = 1u + = 12 6     Cũng thời điểm i = giảm nên i =  i nhanh pha u     2 Công suất đoạn mạch MB là:  PMB  PAB  PAM  UIcos   RI2  200.3.cos  20.32  120 (W) Đáp án: B T= Câu 33: Cho hai vật dao động điều hòa dọc theo hai đường thẳng song song với trục Ox Vị trí cân vật nằm đường thẳng vuông góc với trục Ox O Trong hệ trục vuông góc xOv, đường (1) đồ thị biểu diễn mối quan hệ vận tốc li độ vật 1, đường (2) đồ thị biểu diễn mối quan hệ vận tốc li độ vật (hình vẽ) v (1) O x (2) Biết lực kéo cực đại tác dụng lên hai vật trình dao động Tỉ số khối lượng vật với khối lượng vật 1 A B C D 27 27 1  x  A1  A    Với đồ thị (1) vật 1, ta có nhận xét  3  v1   v1max  1A1  1  A1  A   Tương tự với đồ thị (2), ta có    v max  2 A  1   Lực kéo cực đại tác dụng lên hai vật nên: k1A1  k A  m11 A1  m2 2 A 2 m2 1 A1 32.1     27 m1 2 A  2    3 Đáp án: D Câu 34: Đặt điện áp u = U cost (với U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ R biến trở, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C Biết LC2 = Gọi P công suất tiêu thụ đoạn mạch AB Đồ thị hệ tọa độ vuông góc ROP biểu diễn phụ thuộc P vào R trường hợp K mở ứng với đường (1) trường hợp K đóng ứng với đường (2) hình vẽ: Trang 6/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 R P A (2) L K (1) r B R (Ω) O 20 C Giá trị điện trở r A 20  B 60  C 180  D 90  LC2 =  L =  ZL = 2ZC  ZL  ZC  ZC (không đổi) C +) Xét trường hợp K mở (đường số (1)): Mạch gồm C, r, L, biến trở R mắc nối tiếp Nhận xét công suất cực đại mạch đạt R = Công suất mạch tính bởi: P1 =  R  r  U2  ZL  ZC 2   R  r 2  P1(0) =   r  U2  ZL  ZC 2    r 2  U2 r ZC  r (cực đại đạt R = nên suy r  ZL  ZC  ZC ) +) Xét trường hợp K đóng (đường số (2)): Mạch gồm C nối tiếp biến trở R Ta có: P2 = U2 R  ZL  ZC   R Đánh giá P2 = U2 ZC R R  U2R ZC  R U2  2 ZC R R  U2 (*) Từ đồ thị ta có nhận xét: 2ZC   Z U2 U2 r Z  Z    ZC  r  10rZC   C   10  C     C  P2max = P1max  2ZC ZC  r r 3  r   r  (do ta nhận xét r  ZC)  r = 3ZC Theo đồ thị đường số (2), ta có P2(20) = P1(0)  U 20 ZC  20  U2 r ZC r  20 ZC  20  r ZC  r2 20  20 r r  r  20  ZC    Thay ZC = , ta giải 2  r r    r  180  ZC  60   202    r   3 3 Đẳng thức (*) xảy  R = ZC Nhìn vào đồ thị (2), ta thấy P2 đạt giá trị R phải thỏa mãn R > 20  ZC > 20  lấy r = 180 () Đáp án: C Câu 35: Một lắc lò xo treo vào điểm cố định, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Tại thời điểm lò xo dãn cm, tốc độ vật v (cm/s); thời điểm lò xo dãn cm, tốc độ vật v (cm/s); thời điểm lò xo dãn cm, tốc độ vật v (cm/s) Lấy g = 9,8 m/s2 Trong chu kì, tốc độ trung bình vật khoảng thời gian lò xo bị dãn có giá trị gần với giá trị sau đây? A 1,52 m/s B 1,26 m/s C 1,43 m/s D 1,21 m/s Trang 7/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 Gọi  độ giãn lò xo vị trí cân Lúc lò xo giãn đoạn a vật cách vị trí cân đoạn: x    a Áp dụng công thức độc lập thời gian thời điểm bài:  2   5v       A   v 2       A  80   (1)              2v    v 2   4  A2         A  72   (2)                  2  A  54  v  (3) 2  6v         A               Ta thực ý tưởng dùng hệ số bất định cộng phương trình (1), (2), (3) theo tỉ lệ để khử A2 v   Cụ thể, cộng (1) + x.(2) + y.(3) vế theo vế, ta được:   v      x      y      1  x  y  A  80  72x  54y    (*)     13  x  1 x  y    Cần tìm x, y để  Thay lại (*) ta được:  80  72x  54y  y    13    22     42     62     1, (cm) 9 g   10 (rad/s)  T =   (s)  2 2 A  64,36   A  64,36 (cm) >  Thay  = 1,4 vào (1), (2), ta giải  v  0,8   Tốc độ trung bình cần tính: vTB = 1,4  64,36  A   142,8 (cm/s) = 1,428 (m/s) T  T   1,4 1 arcsin  2 A  2 arcsin 64, 36       Đáp án: C Câu 36: Một sợi dây có sóng dừng ổn định Sóng truyền dây có tần số 10 Hz bước sóng cm Trên dây, hai phần tử M N có vị trí cân cách cm, M thuộc bụng sóng dao động điều hoà với biên độ mm Lấy 2 = 10 Tại thời điểm t, phần tử M chuyển động với tốc độ 6 (cm/s) phần tử N chuyển động với gia tốc có độ lớn A m/s2 B m/s2 C m/s2 D m/s2 f = 10 Hz   = 20 (rad/s) M bụng nên M dao động với biên độ cực đại AM = mm Tốc độ dao động cực đại M AM = 120 (mm/s) = 12 (cm/s) Trang 8/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 v M max A  |xM| = M  3 (mm) 2    (cm) =       N cách nút đoạn 12 12 A  Biên độ dao động N A N    (mm) 2 Do sợi dây có sóng dừng điểm dao động pha ngược pha, nên tỉ lệ giá trị tuyệt đối li độ tỉ lệ biên độ (tỉ lệ thuận): Tại thời điểm t, M chuyển động với tốc độ 6 (cm/s) = xN A A 3  N  x N  N x M  3  (mm) xM AM AM 2 Độ lớn gia tốc phần tử N thời điểm t a N  2 x N   20  3 3 10  (m/s2) Đáp án: A Câu 37: Ở mặt chất lỏng có nguồn kết hợp đặt A B dao động điều hoà, pha theo phương thẳng đứng Ax nửa đường thẳng nằm mặt chất lỏng vuông góc với AB Trên Ax có điểm mà phần tử dao động với biên độ cực đại, M điểm xa A nhất, N điểm với M, P điểm với N Q điểm gần A Biết MN = 22,25 cm; NP = 8,75 cm Độ dài đoạn QA gần với giá trị sau đây? A 1,2 cm B 4,2 cm C 2,1 cm D 3,1 cm Đặt AP = a AB = b Do M điểm xa nên ta có: MB  MA    AB2  MA2  MA    b   a  31   a  31   (1) 2 Tương tự, N, P điểm M nên:  b  a  8,75  a  8,75  2        b  a  a  3 (*)  Ta có: b a 2 b  a  3    a2  a b a a 2  3 x M 22,25 N 8,75 a P B A b b (**) 3 b2 Lấy (**) – (*) vế theo vế ta 2a   3 3 b2 b2 Tương tự ta có  a  8,75   2  a  31    2 15 b2 b2 Ta thu hệ bậc ba ẩn a,   giải a = ,  = 4, = 81  b = 18   AB  4,  điểm Q nằm cực đại thứ Ta có   b2  a  a   QB  QA  4  AB2  QA2  QA  4  182  QA2  QA  16  QA  2,125 (cm) Đáp án: C Trang 9/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 Câu 38: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm M điểm nằm trục thấu kính, P chất điểm dao động điều hòa quanh vị trí cân trùng với M Gọi P’ ảnh P qua thấu kính Khi P dao động theo phương vuông góc với trục chính, biên độ cm P’ ảnh ảo dao động với biên độ 10 cm Nếu P dao động dọc theo trục với tần số Hz, biên độ 2,5 cm P’ có tốc độ trung bình khoảng thời gian 0,2 s A 1,25 m/s B 1,0 m/s C 1,5 m/s D 2,25 m/s Thấu kính hội tụ nên f >  f = 15 cm +) Khi P dao động theo phương vuông góc với trục chính: Ảnh thu phải ảnh thật  số phóng đại: k < Ta có: d’ A’ f 10 15 k      d  22,5 (cm) d A f d 15  d Vậy, khoảng cách từ M đến trục 22,5 cm +) Khi P dao động theo trục chính: M B C B’ O C’ Theo tính toán OM = 22,5 cm P dao động điều hòa quỹ đạo đoạn thẳng BC nhận M trung điểm  MB = MC = 2,5 cm  OC = 20 cm, OB = 25 cm (đều lớn tiêu cự f = 15 cm) 1 1 1      OB’  37, (cm) – Gọi B’ ảnh B qua gương  f OB OB’ 15 25 OB’ 1 – Gọi C’ ảnh C qua gương    OC’  60 (cm) 15 20 OC’ Như P’ dao động quỹ đạo B’C’, với chu kì T = 0,2 (s) nên tính tốc độ trung bình 2B’C’ 2. 60  37,5    225 (cm/s) = 2,25 (m/s) P’ khoảng thời gian 0,2 (s) vTB = t 0, Đáp án: D Câu 39: Từ không khí, chiếu chùm sáng hẹp (coi tia sáng) gồm hai xạ đơn sắc màu đỏ màu tím tới mặt nước với góc tới 53o xảy tượng phản xạ khúc xạ Biết tia khúc xạ màu đỏ vuông góc với tia phản xạ, góc tia khúc xạ màu tím tia khúc xạ màu đỏ 0,5 o Chiết suất nước tia sáng màu tím A 1,312 B 1,343 C 1,327 D 1,333 C A B O E T D ̂ ̂ AO tia tới Góc tới góc phản xạ AOC = BOC = 53o ̂ ̂ Gọi OD tia khúc xạ đỏ OT tia khúc xạ tím chiết suất nđỏ < ntím nên EOD > EOT Theo o ̂ góc lệch OT OD DOT = 0,5 ̂ ̂ ̂ Theo OB  OD nên EOD = 90o – BOC = 37o  EOT = 37o – 0,5o = 36,5o ̂ ̂ Áp dụng định luật khúc xạ với tia tím: sinAOC = ntím.sinEOT  sin53o = ntím.sin36,5o  ntím  1,343 Trang 10/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 Đáp án: B Câu 40: Hai lắc lò xo giống hệt đặt mặt phẳng nằm ngang Con lắc thứ lắc thứ hai dao động điều hòa pha với biên độ 3A A Chọn mốc lắc vị trí cân Khi động lắc thứ 0,72 J lắc thứ hai 0,24 J Khi lắc thứ 0,09 J động lắc thứ hai A 0,32 J B 0,01 J C 0,08 J D 0,31 J Hai lắc lò xo giống hệt nên độ cứng, khối lượng vật nặng sau dao động với tần số góc Hai lắc lại dao động pha, nên động chúng tỉ lệ thuận với biên độ bình Wđ Wt  A1  1 phương, tức là:     Wđ Wt  A2  2 2   Wt1  kx1  k  A1 cos  t      (các bạn viết rõ để thấy điều này:  – tương tự cho biểu  W  kx  k  A cos  t    2  t2 2  thức động năng) W   Wđ1  0,72  W  đ1  0,08  W1  0,72  2,16  2,88    đ2  +) Tại thời điểm thứ nhất:  Wt  0,24  W  0,24  0,08  0,32   Wt  9Wt  2,16   +) Tại thời điểm thứ hai: W’t W’t  0,09  W’t   0,01  W’đ  W2  W’t  0,32  0,01  0,31 (J) 2 Đáp án: D Câu 41: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát m Nguồn sáng phát vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 380 nm đến 750 nm Trên màn, khoảng cách gần từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà có hai xạ cho vân sáng A 3,04 mm B 6,08 mm C 9,12 mm D 4,56 mm D Công thức tính khoảng vân i = Với nguồn sáng phát vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng  a biến thiên từ 380 nm đến 750 nm, ta tính khoảng vân thu chắn ứng với bước sóng biến thiên từ i1 = 1,52 mm đến i2 = mm Xét phía vân sáng trung tâm: – Quang phổ bậc trải từ tọa độ 1i1 = 1,52 mm đến 1i2 = mm – Quang phổ bậc trải từ toạ độ 2i1 = 3,04 mm đến 2i2 = mm  thấy quang phổ bậc quang phổ bậc chưa “đè” lên – Quang phổ bậc trải từ tọa độ 3i2 = 4,56 mm đến 3i2 = mm  thấy quang phổ bậc quang phổ bậc có “chung” đoạn có tọa độ từ 4,56 mm đến 6mm  thấy x = 4,56 mm có xạ cho vân sáng Cách khác: Thử đáp án Rõ ràng bắt tìm khoảng cách gần nên ta thử từ giá trị lớn đến bé Đầu tiên tính i1 = 1,52 mm đến i2 = mm Giả sử x tọa độ bé cho xạ vân sáng cần tìm, x = ki, với i  [i1; i2], đồng thời với i chạy đoạn cho giá trị k nguyên Trang 11/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 – Nếu x = 3,04  3,04 = ki  k = 3,04 Với 1,52  i  1,013  k   k = 2, giá trị  i không thỏa mãn 4,56 Với 1,52  i  1,52  k   k = 2; k =  giá trị, thỏa i – Nếu x = 4,56  k = Đáp án: D Câu 42: Đặt điện áp u = U0cosωt (với U0 ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm: điện trở, cuộn cảm tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C0 điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt giá trị cực đại công suất đoạn mạch 50% công suất đoạn mạch có cộng hưởng Khi C = C1 điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng U1 trễ pha φ1 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Khi C = C2 điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng  U2 trễ pha φ2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Biết: U2 = U1; 2 = 1 + Giá trị 1     A B C D 12 U2 R Công suất đoạn mạch có cộng hưởng Pcộng hưởng = +) Khi công suất mạch đạt cực đại ⃗⃗  ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ nên: U URL R2  Z2 RL  Z2  Công suất mạch lúc P =   Z2 U2 R Z2 U Z2 L R R  ZL  R2    Z2 RL  R2 U ZL R R  ZL   R  Z2 L   Z2 L R R  Z2 L  Ta có: Z2 U2   L   R  ZL 2R R  ZL  (dễ tính được) +) Gọi 1, 2 pha ban đầu trường hợp C = C1 C = C2 thì:    1 + 2 = 20  1 + 2 =   0   2    Kết hợp với 2 = 1 + , ta giải 1 = 12 Chứng minh công thức: Khi thay đổi C để UCmax ⃗⃗  ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , từ suy được: U URL Như UCmax độ lệch pha u i 0 =  sin 0  R R  ZL cos 0  ZL R  ZL Z  (lấy giá trị đại số), UCmax = U   L   R  Giờ xét biểu thức tính UC ZC thay đổi bất kì: Z  UC  ZC  U   L   R   Z L  ZC   R U ZC Z  1  L   R  Gọi  độ lệch pha u i mạch có dung khác ZC (các giá trị , 0 lấy giá trị đại số) Xét: cos( – 0) = cos  cos 0  sin  sin 0  Z L  ZC   R Trang 12/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 R  ZL  ZL  ZC 2  R R  ZL R  Z L   Z L  ZC       Z L  ZC   R  ZL  ZC  ZL  ZC 2  R R R  Z2 L ZC  R  Z2 L Z  Z L  ZC   R   L   R    Như viết lại UC = UCmax.cos( – 0)  biểu thức có  thay đổi (UCmax, 0 số)  có giá trị C để có giá trị UC tương ứng có giá trị  để có giá trị UC phải thỏa mãn cos(1 – 0) = cos(2 – 0)  (1 – 0) = –(2 – 0)  1 + 1 = 20 Chú ý: Công thức tương tự cho trường hợp thay đổi L để ULmax, lúc ta có công thức   2 tính UL = ULmax.cos( – 0) UL  ULmax cos    0  , với 0 = Đáp án: D 2 Câu 43: Theo mẫu nguyên tử Bo nguyên tử hiđrô, coi êlectron chuyển động tròn quanh hạt nhân tác dụng lực tĩnh điện êlectron hạt nhân Gọi v L vN tốc độ v êlectron chuyển động quỹ đạo L N Tỉ số L vN A 0,25 B C D 0,5 Các quỹ đạo L N ứng với n = n = Lực hướng tâm lược tĩnh điện: me  v2 L  n2 N v2 n2 N L Đáp án: B  42 22  v2 e2 ke2 ke2  k  v2   (trong k, e, r0 số) r r r r0 n vL  vN Câu 44: Giả sử sao, sau chuyển hóa toàn hạt nhân hiđrô thành hạt nhân He lúc có He với khối lượng 4,6.1032 kg Tiếp theo đó, He chuyển hóa thành hạt nhân 2 12 6C thông qua trình tổng hợp He  He  He  12 C  7,27MeV Coi toàn lượng tỏa 2 từ trình tổng hợp phát với công suất trung bình 5,3.10 30 W Cho biết: năm 365,25 ngày, khối lượng mol He g/mol, số A-vô-ga-đrô NA = 6,02.1023 mol–1, 1eV =1,6.10–19 J Thời gian để chuyển hóa hết He thành A 481,5 triệu năm B 481,5 nghìn năm C 160,5 nghìn năm 12 6C vào khoảng D 160,5 triệu năm 4,6.1032.103 = 1,15.1035 (mol) = 1,15.1035.6,02.1023 (hạt) Số phản ứng tổng hợp trung bình diễn s là: Số mol He n = P 5,3.1030 J 5,3.1030 J k    4,556.1042 (phản ứng) 19 Q 7,27MeV 7,27.10 1,6.10 J Một phản ứng cần hạt He , nên thời gian chuyển hóa hết He là: 2 5,065.1015 n 15 (năm) = 160,5 (triệu năm) t   5,065.10 (s) = 362,5.24.3600 3k Đáp án: D Trang 13/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 Câu 45: Từ trạm điện, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Biết công suất truyền đến nơi tiêu thụ không đổi, điện áp cường độ dòng điện pha Ban đầu, trạm điện chưa sử dụng máy biến áp điện áp hiệu dụng trạm điện 1,2375 lần điện áp hiệu dụng nơi tiêu thụ Để công suất hao phí đường dây truyền tải giảm 100 lần so với lúc ban đầu trạm điện cần sử dụng máy biến áp có tỉ lệ số vòng dây cuộn thứ cấp với cuộn sơ cấp A 8,1 B 6,5 C 7,6 D 10 Xét trình truyền tải điện với hiệu suất H, công suất nguồn P (thay đổi) công suất nơi tiêu thụ P’ P’ (không đổi) Ta có P = Ta tính hiệu suất truyền tải theo: H P’ R PR P’R H H   H   1 H   1  H  H  2 U cos  U cos  U cos  (U H thay đổi P’, R giữ nguyên) Gọi hiệu suất truyền tải trường hợp H1, H2 P’R 2 1  H1  H1 U1 cos2   U  1  H1  H1 U2  (*)      P’R U1 1  H  H 1  H  H  U1  U cos  +) Phần trăm lượng hao phí máy biến áp: U1 U1  U’1 1,2375U’1  U’1 19 80 H1   H1      H1  U1 U1 1,2375U’1 99 99 80 99P’  P’  H1P  99 P  P  80  Từ dễ suy  P  H P  19P  19 99P’  19P’  99 99 80 80  +) Sau có máy biến áp P’ giữ nguyên, công suất hao phí P’ = Hiệu suất truyền tải lúc H2 = P 19P’  100 8000 P’ P’ 8000   P’  P’ P’  19P’ 8019 8000 U2  8,1  cần tăng hiệu điện lên 8,1 lần so với ban đầu U1 Chú ý: Bạn chứng minh công thức tổng quát cho toán dạng sau: Điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm công suất hao phí dây tải điện n lần, với điều kiện công suất truyền đến nơi tiệu thụ không đổi? Biết chưa tăng điện áp, độ giảm đường dây tải điện x lần hiệu điện trạm phát điện Coi cường độ dòng điện mạch pha với điện áp đặt lên hai đường dây n 1  x   x U Công thức  U1 n U1 19  Với toán n = 100, x = U1 99 Đáp án: A Thay vào công thức (*), ta Trang 14/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 Câu 46: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn S phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng là: 0,4 μm; 0,5 μm 0,6 μm Trên màn, khoảng hai vân sáng liên tiếp màu với vân sáng trung tâm, số vị trí mà có xạ cho vân sáng A 20 B 34 C 14 D 27 Xét tỉ số 0,4 : 0,5 : 0,6 = : : BCNN(4; 5; 6) = 60; BCNN(4; 5) = 20; BCNN(5; 6) = 30; BCNN(4; 6) = 12 Trong khoảng hai vân liên tiếp màu thì: 60 – Số vị trí có vân sáng 0,4 m   14 60   11 – Số vị trí có vân sáng 0,5 m 60   – Số vị trí có vân sáng 0,6 m 60 – Số vị trí có vân trùng 0,4 m 0,5 m   20 60 – Số vị trí có vân trùng 0,5 m 0,6 m   30 60   – Số vị trí có vân trùng 0,4 m 0,6 m 12  Số vị trí mà cho xạ cho vân sáng là: 14 + 11 + – 2(2 + + 4) = 20 Đáp án: A Câu 47: Cho điểm O, M, N P nằm môi trường truyền âm Trong đó, M N nằm nửa đường thẳng xuất phát từ O, tam giác MNP tam giác Tại O, đặt nguồn âm điểm có công suất không đổi, phát âm đẳng hướng môi trường Coi môi trường không hấp thụ âm Biết mức cường độ âm M N 50 dB 40 dB Mức cường độ âm P A 43,6 dB B 38,8 dB C 41,1 dB D 35,8 dB LM = (B), LN = (B) I LM – LN = log  M  IN  ON ON  ON   log    10    2log OM OM  OM   Cho OM =  ON = 10 (phép chuẩn hóa) Gọi Q trung điểm MN PQ  MN   OP =   10  P  1,8726 OQ = OM + MQ  2,0811 PQ2  OQ2  2, 7996 O M Q N I   OP  LM – LP = log  M   log    2log 2,7996  0,894  LP   0,894  4,106 (B)  41,1 (dB)  OM   IP  Đáp án: C Câu 48: Hai máy phát điện xoay chiều pha hoạt động bình thường tạo hai suất điện động có tần số f Rôto máy thứ có p1 cặp cực quay với tốc độ n1 = 1800 vòng/phút Rôto máy thứ hai có p2 = cặp cực quay với tốc độ n2 Biết n2 có giá trị khoảng từ 12 vòng/giây đến 18 vòng/giây Giá trị f A 60 Hz B 48 Hz C 50 Hz D 54 Hz n1 = 1800 vòng/phút = 30 vòng/s Trang 15/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169 4n , với 12 < n2 < 18  1,6 < p1 < 2,4 30 Số cặp cực số nguyên nên p2 =  f = p1n1 = 2.30 = 60 vòng/s = 60 Hz Đáp án: A Ta có f = p1n1 = p2n2  p1.30 = 4.n2  p1 = Câu 49: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe không đổi Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới quan sát D khoảng vân mm Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới quan sát (D – D) (D + D) khoảng vân tương ứng i 2i Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới quan sát (D + 3D) khoảng vân A mm B 3,5 mm C mm D 2,5 mm D Công thức tính khoảng vân i   với  a không đổi i tỉ lệ thuận với D a D  D i   D  3D D  D 2i Áp dụng cho trường hợp khoảng cách D (D + 3D): D (mm) 3D (mm)     i’  (mm) D  3D i’ 3D  3D i’ Đáp án: C Câu 50: Một chất điểm dao động điều hòa có vận tốc cực đại 60 cm/s gia tốc cực đại 2 (m/s2) Chọn mốc vị trí cân Thời điểm ban đầu (t = 0), chất điểm có vận tốc 30 cm/s tăng Chất điểm có gia tốc  (m/s2) lần thời điểm A 0,10 s B 0,15 s C 0,25 s D 0,35 s Trước tiên cần phân biệt vận tốc – tốc độ; gia tốc – độ lớn gia tốc Khi nói vận tốc, gia tốc ta phải lấy giá trị đại số A  0,6 (m) 10    T  0,6 (s) Theo  2  A  2 (m / s )  v Thời điểm ban đầu vật có v = 30 cm/s = max > (tức chuyển động theo chiều dương), A tăng, tức vị trí có li độ x = theo chiều dương a a  A Khi gia tốc a =  (m/s2) = max >  vật vị trí có li độ x =  2  –A –A O A Aξ3 Như vậy, quãng thời gian ngắn để vật đạt vị trí có li độ x = t = A là: T T T 5T     0,25 (s) 12 12 12 Đáp án: C HẾT Trang 16/16 – Giải chi tiết đề thi THPT Quốc gia 2016, môn Vật lý, mã đề thi 169