Giải bài hay khó và lạ trong đề thi vật lý THPT quốc gia 2017

Đề : Câu 29 Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc mức cường độ âm L theo cường độ âm I Cường độ âm chuẩn gần với giá trị sau đây? A 0,31a B 0,35a C 0,37a D 0,33a Giải: I = a L = 0,5 B : 0,5 = lg ⇒ I = = 0,316.a Câu 31 Ở nơi Trái Đất, hai lắc đơn có chiều dài dao động điều hòa với biên độ Gọi m1, F1 m2, F2 khối lượng, độ lớn lực kéo cực đại lắc thứ lắc thứ hai Biết m1 + m2 = 1,2 kg 2F2 = 3F1 Giá trị m1 A 720 g B 400 g C 480 g D 600 g Giải: F = A ⇒ = = m1 + m2 = 1,2 kg ⇒ m = 0,48 g Câu 36 Một máy phát điện xoay chiều ba pha hoạt động bình thường Trong ba cuộn dây phần ứng có ba suất điện động có giá trị e1, e2 e3 Ở thời điểm mà e1 = 30 V tích e2.e3 = − 300 (V2) Giá trị cực đại e1 A 50 V B 40 V C 45 V D 35 V e1 = E0cosΦ → e = E0cos(Φ + 2) e = E0cos(Φ - 2) t : e1 = 30 V, e2.e3 = -300 (V) 30 = E0cosΦ ⇒ cosΦ = -300 = E02(cos2Φ+cos) = E02(2cosΦ -1 - ) = 900 - ⇒ E0 = 40V Câu 37 Điện truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Ban đầu hiệu suất truyền tải 80% Cho công suất truyền không đổi hệ số công suất nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) 0,8 Để giảm hao phí đường dây lần cần phải tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện lên n lần Giá trị n A 2,1 B 2,2 C 2,3 D 2,0 Giải : Giản đồ vectơ : ' ϕ x ϕ' ∆ *tanϕ' = ; tanϕ = ⇒ = = = H ⇒ tanϕ = H tanϕ' ⇒ tính cosϕ *H = 1- = 1- ⇒ U = * = với tanϕ' = tan(cos(0,8)) = 0,75 ⇒ ≈ 2,1 cosϕ = cos(tan(H 0,8)) ( Nếu P' không đổi : = ) Câu 38 Một lắc lò xo treo vào điểm cố định nơi có gia tốc trọng trường g = π2 (m/s2) Cho lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc đàn hồi Wđh lò xo vào thời gian t Khối lượng lắc gần với giá trị sau đây? A 0,65 kg B 0,35 kg C 0,55 kg D 0,45 kg Giải : Nhận xét đồ thị : T = 0,3 s t = 0,05 đến t = 0,15 : lò xo bị nén = ⇒A = 2∆ℓ F = k(∆ℓ+A) = 3mg ⇒ m = 0,5 : π ≈ 0,55 kg Câu 39 Một sợi dây căng ngang với hai đầu cố định, có sóng dừng Biết khoảng cách xa hai phần tử dây dao động với biên độ mm 80 cm, khoảng cách xa hai phần tử dây dao động pha với biên độ mm 65 cm Tỉ số tốc độ cực đại phần tử dây bụng sóng tốc độ truyền sóng dây A 0,12 B 0,41 C 0,21 D 0,14 Giải : AM = 80 cm; AN = 65cm ⇒ MN = 15 cm MN = ⇒ λ = 30 cm chiều dài dây ℓ : ℓ = kλ ; 80 < ℓ < 105 ⇒ ℓ = 90 cm ⇒ kh/c từ M đến nút gần cm = sin 2π = ⇒ a = mm = 2π ≈ 0,12 Câu 40 Đặt điện áp u = 80 cos(100πt - ) (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 20 Ω, cuộn cảm tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung đến giá trị C = C0 để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại 160 V Giữ nguyên giá trị C = C0, biểu thức cường độ dòng điện đoạn mạch A i =2cos(100πt + ) (A) B i = cos(100πt + ) (A) C i = cos(100πt - ) (A) D i = cos(100πt - ) (A) Giải 160 = ⇒ Z = 60Ω ⇒ Z = 80Ω i= = =2∠ - Đề : Câu 25 Đặt điện áp xoay chiều u có tần số góc 173,2 rad/s vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Gọi i cường độ dòng điện đoạn mạch, φ độ lệch pha u i Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc φ theo L Giá trị R A 31, Ω B 15,7 Ω C 30 Ω D 15 Ω Giải : L = 0,1 H ( Z = 17,3 Ω) ϕ = 300 R = ≈ 30 Ω Câu 27 Chất phóng xạ pôlôni 21084Po phát tia α biến đổi thành chì Cho chu kì bán rã pôlôni 138 ngày Ban đầu có mẫu pôlôni nguyên chất, sau khoảng thời gian t tỉ số khối lượng chì sinh khối lượng pôlôni lại mẫu 0,6 Coi khối lượng nguyên tử số khối hạt nhân nguyên tử tính theo đơn vị u Giá trị t A 95 ngày B 105 ngày C 83 ngày D 33 ngày Giải : = 0,6 = = ( -1) = ( -1) ⇒ t ≈ 95 ngày Câu 32 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm Trên quan sát, tồn vị trí mà có ba xạ cho vân sáng ứng với bước sóng 440 nm, 660 nm λ Giá trị λ gần với giá trị sau đây? A 570 nm B 560 nm C 540 nm D 550 nm Giải : vị trí mà có ba xạ cho vân sáng nằm vùng chồng QPLT bậc n, n+1, n+2 mặt khác = ⇒ n = 66x4 = 44x6 = 5x λ ⇒ λ =528 nm Câu 37 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên dòng điện qua đoạn mạch có cường độ i = cosωt (A) Biết điện áp hiệu dụng hai đầu AM, hai đầu MN hai đầu NB 30 V, 30 V 100 V Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB A 200 W B 110 W C 220 W D 100 W Giải: U = 30-U 100 = (30 + ) + ( U-100) ⇒ U = 16,5V ⇒ U ≈ 25 V P = (U+U)I = 110W Câu 38 Đặt điện áp xoay chiều u = 100 cos(100πt= ) (V) (t tính s) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 100 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm 1/ π H tụ điện có điện dung C thay đổi (hình vẽ) V1, V2 V3 vôn kế xoay chiều có điện trở lớn Điều chỉnh C để tổng số ba vôn kế có giá trị cực đại, giá trị cực đại A 248 V B 284 V C 361 V D 316 V Giải: Tổng số vôn kế : V = X ( với X = R+Z+Z ⇒ Z = X - R- Z = X - 200) V= f( ) = 100000( ) - 600 +1 đạt cực tiểu = Vậy V = 316 V Câu 39 Tại điểm trục Ox có nguồn âm điểm phát âm đẳng hướng môi trường Hình vẽ bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ âm I điểm trục Ox theo tọa độ x Cường độ âm chuẩn I0 = 10–12 W/m2 M điểm trục Ox có tọa độ x = m Mức cường độ âm M có giá trị gần với giá trị sau đây? A 24,4 dB B 24 dB C 23,5 dB D 23 dB Giải: Gọi d khoảng cách từ nguồn đến O ( ) = ⇒ d = 2m () = ⇒ I = 10 W/m L = 24,4 dB Câu 40 Cho D1, D2 D3 ba dao động điều hòa phương, tần số Dao động tổng hợp D1 D2 có phương trình x = cos(ωt + ) (cm) Dao động tổng hợp D2 D3 có phương trình x = 3cosωt (cm) Dao động D1 ngược pha với dao động D3 Biên độ dao động D2 có giá trị nhỏ A 2,6 cm B 2,7 cm C 3,6 cm D 3,7 cm Giải : Giản đồ vectơ →A ⊥ : = + ⇒ A = 2,6 cm Đề 4: Câu 28 Một lắc lò xo dao động điều hòa Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc động Wđ lắc theo thời gian t Hiệu t2 – t1 có giá trị gần với giá trị sau đây? A 0,27 s B 0,24 s C 0,22 s D 0,20 s Giải : T = 1s ⇒ T = 2s t1 : W = W t : W = W t - t = [arcsin( )+arcsin( )] =0,25 s Câu 35 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát m Chiếu vào hai khe ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm Trên màn, M vị trí gần vân trung tâm có xạ cho vân sáng Khoảng cách từ M đến vân trung tâm có giá trị gần với giá trị sau đây? A 6,7 mm B 6,3 mm C 5,5 mm D 5,9 mm Giải : x = k ⇒ λ = = 0,38 ≤ ≤ 0,76 ⇒ 2a = ≥ k ≥ = a (1) Để M vị trí gần vân trung tâm có xạ cho vân sáng phải có giá trị k thỏa (1) ⇒ a = ⇒ x = 4x1,52 = 6,08 mm Câu 37 Đặt điện áp u cos(ωt + φ) (U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB Hình bên sơ đồ mạch điện phần đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện áp uMB hai điểm M, B theo thời gian t K mở K đóng Biết điện trở R = 2r Giá trị U A 193,2 V B 187,1 V C 136,6 V D 122,5 V Giải : Đồ thị → u trễ pha so với u ; U = 50 V (cả đóng mở) * U = 50 V (cả đóng mở) : = ⇒ = ⇒ + = + ⇒ Z = 2Z ⇒I = I * u trễ pha so với u : 2arctan( ) - 2arctan( ) = ⇒ ≈ U = U = 50 = 122,5 V Khi K đóng : = ⇔ = ⇒ U =122,5 V Câu 38 Hai máy phát điện xoay chiều pha A B (có phần cảm rôto) hoạt động ổn định, phát hai suất điện động có tần số 60 Hz Biết phần cảm máy A nhiều phần cảm máy B cặp cực (2 cực bắc, cực nam) số vòng quay rôto hai máy chênh lệch 18000 vòng Số cặp cực máy A máy B A B C D Giải: 60 = np = (n+5)(p-2) ⇒ p = Câu 39 Một lò xo nhẹ có độ cứng 75 N/m, đầu lò xo treo vào điểm cố định Vật A có khối lượng 0,1 kg treo vào đầu lò xo Vật B có khối lượng 0,2 kg treo vào vật A nhờ sợi dây mềm, nhẹ, không dãn đủ dài để chuyển động vật A vật B không va chạm (hình bên) Ban đầu giữ vật B để lò xo có trục thẳng đứng dãn 9,66 cm (coi ) thả nhẹ Lấy g = 10 m/s2 π2 = 10 Thời gian tính từ lúc thả vật B đến vật A dừng lại lần đầu A 0,19 s B 0,21 s C 0,17 s D 0,23 s Giải: Khi dây căng : ∆ℓ1 = cm ⇒ A1 = cm , ω1 = 5π rad/s ⇒ T1 = 0,4s Khi x ≤ -4 cm dây hết căng : ω2 = 5π rad/s ⇒ T ≈ 0,23 s, ∆ℓ = cm Tại x = -4 cm : v = -20π cm/s x' = cm ⇒A = cm Thời gian cần tìm : ∆t = + + ≈ 0,19s Câu 40 Ở mặt nước, hai điểm S1 S2 có hai nguồn sóng kết hợp, dao động điều hòa, pha theo phương thẳng đứng Biết sóng truyền mặt nước với bước sóng λ, khoảng cách S1S2 = 5,6λ Ở mặt nước, gọi M vị trí mà phần tử nước dao động với biên độ cực đại, pha với dao động hai nguồn Khoảng cách ngắn từ M đến đường thẳng S1S2 A 0,754λ B 0,852λ C 0,868λ D 0,946λ Giải : = 5,6 ⇒ k = -5; -4; …; 4; * Điều kiện để M có a max đồng pha với nguồn : Điều kiện 1: d1 + d2 = 2mλ ( m ∈ N 2m > 5,6) d1 - d2 = kλ (k chẵn) Để M gần S1S2 m = k = Ta có hệ phương trình : ⇒ d1 = λ ; d2 = λ Đặt x = MH khoảng cách từ M đến S1S2 : x = d12 - S1H = d22- (5,6λ - S1H) ⇒ x = 0,754λ Điều kiện 2: d1 + d2 = (2m+1)λ ( m ∈ N 2m > 5,6) d1 - d2 = kλ (k lẻ) Để M gần S1S2 m = k = Ta có hệ phương trình : ⇒ d1 = 6λ ; d2 = λ Đặt x = MH khoảng cách từ M đến S1S2 : x = d12 - S1H = d22- (5,6λ - S1H) ⇒ x = 0,945λ Chọn A Đề 3: Câu 24 Trên sợi dây dài có sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương trục Ox Tại thời điểm t0, đoạn sợi dây có hình dạng hình bên Hai phần tử dây M O dao động lệch pha A B C Giải : M' vị trí cân M OM' = D ⇒ ∆ϕ = Câu 27 Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc vận tốc v theo thời gian t vật dao động điều hòa Phương trình dao động vật A x = cos( + ) (cm) B x = cos( + ) (cm) C x = cos( - ) (cm) D x = cos( - ) (cm) Giải: T = 12 = 0,3s ⇒ ω = π rad/s v0 = cm/s ⇒A = cm t = : v = giảm ⇒ ϕ = Câu 32 Một máy phát điện xoay chiều ba pha hoạt động ổn định Suất điện động ba cuộn dây phần ứng có giá trị e1, e2 e3 Ở thời điểm mà e1 = 30 V |e2 − e3| = 30 V Giá trị cực đại e1 A 40,2 V B 51,9 V C 34,6 V D 45,1 V Giải: * Khi e1 = 30 V e2 + e3 = -30V Nếu e2 > e3 e2 - e3 = 30V ⇒ e2 = e3 = -30 V ⇒ e1 = E0cos(-300) = 30 ⇒ E0 = 34,6V Nếu e2 < e3 e2 - e3 = -30V ⇒ e2 = -30 e3 = V ⇒ e1 = E0cos(300) = 30 ⇒ E0 = 34,6V Câu 35 Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo Êlectron nguyên tử chuyển từ quỹ đạo dừng m1 quỹ đạo dừng m2 bán kính giảm 27r0 (r0 bán kính Bo), đồng thời động êlectron tăng thêm 300% Bán kính quỹ đạo dừng m1 có giá trị gần với giá trị sau đây? A 60r0 Giải: m1 - m2 = 27 = ⇒ m = 36 B 50r0 C 40 r0 D 30r0 Câu 37 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm L tụ điện C Gọi URL điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch gồm R L, UC điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện C Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc URL UC theo giá trị biến trở R Khi giá trị R 80 Ω điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở có giá trị A 160 V B 140 V D 180 V C 120 V Giải: U = U = 200V Khi R = 80 Ω : = 1,2 ⇒ U = 240V U = 200- ( - 240) ⇒ U = 160 V Câu 38 Một lắc đơn có chiều dài 1,92 m treo vào điểm T cố định Từ vị trí cân O, kéo lắc bên phải đến A thả nhẹ Mỗi vật nhỏ từ phải sang trái ngang qua B dây vướng vào đinh nhỏ D, vật dao động quỹ đạo AOBC (được minh họa hình bên) Biết TD = 1,28 m α1 = α2 = 4o Bỏ qua ma sát Lấy g = π2 (m/s2) Chu kì dao động lắc A 2,26 s B 2,61 s C 1,60 s D 2,77 s Bài giải : W = = mg( + ( 2α - ) = W ⇒ α =α T= 2(+ + ) T1 ≈ 2,77s; T = 1,6 s Vậy T = 2.61 s Câu 39 Giao thoa sóng mặt nước với hai nguồn kết hợp đặt A B Hai nguồn dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, pha tần số 10 Hz Biết AB = 20 cm, tốc độ truyền sóng mặt nước 0,3 m/s Ở mặt nước, gọi ∆ đường thẳng qua trung điểm AB hợp với AB góc 60o Trên ∆ có điểm mà phần tử dao động với biên độ cực đại? A điểm B 11 điểm C 13 điểm D điểm Giải: C1:λ = = cm ⇒ k = ∆ ∩ Ax = {M} ( Ax ⊥ AB) : AM = 10 cm MB - MA = 9,2 < λ ⇒ AM có điểm cực đại ⇒ Trên ∆ có điểm cực đại C2: Các H có a = = k , c = 10 cm ⇒ b = ⇒ tiếp tuyến y = ± x = ± x ∆:y=± x -1 = ⇒ k = 3,3 ⇒ có điểm Câu 40 Điện truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Biết đoạn mạch nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) tiêu thụ điện với công suất không đổi có hệ số công suất 0,8 Để tăng hiệu suất trình truyền tải từ 80% lên 90% cần tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện lên A 1,33 lần B 1,38 lần C 1,41 lần D 1,46 lần Giải : P' không đổi : = ≈ 1,38 ... D Giải: 60 = np = (n+5)(p-2) ⇒ p = Câu 39 Một lò xo nhẹ có độ cứng 75 N/m, đầu lò xo treo vào điểm cố định Vật A có khối lượng 0,1 kg treo vào đầu lò xo Vật B có khối lượng 0,2 kg treo vào vật. .. động vật A vật B không va chạm (hình bên) Ban đầu giữ vật B để lò xo có trục thẳng đứng dãn 9,66 cm (coi ) thả nhẹ Lấy g = 10 m/s2 π2 = 10 Thời gian tính từ lúc thả vật B đến vật A dừng lại lần... lò xo treo vào điểm cố định nơi có gia tốc trọng trường g = π2 (m/s2) Cho lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc đàn hồi Wđh lò xo vào thời gian t Khối