Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA NĂM 2017 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Bài thi: KHOA HỌC TỰ NHIÊN (Đề thi có 04 trang) Mơn thi thành phần: VẬT LÍ Mẫ đề 201 Thời gian làm bài: 50 phút, không kể thời gian phát đề Câu Trong chân không, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Gọi h số Plăng, c tốc độ ánh sáng chân không Năng lượng phôtôn ứng với ánh sáng đơn sắc λ λc λh hc hc h c λ A B C D hc ε= λ HD: Năng lượng phôtôn : ->D Câu Từ Trái Đất, nhà khoa học điều khiển xe tự hành Mặt Trăng nhờ sử dụng thiết bị thu phát sóng vơ tuyến Sóng vơ tuyến dùng ứng đụng thuộc dải A.sóng trung B sóng cực ngắn C sóng ngắn D sóng dài HD: sóng cực ngắn xuyên qua tầng điện ly -> B Câu Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R tụ điện mắc nối tiếp dung kháng tụ điện Zc Hệ số công suất đoạn mạch R R − ZC A R R − ZC B R R + ZC 2 cos ϕ = R = Z C R R R + ZC D R + ZC2 HD: Hệ số công suất đoạn mạch : ->D Câu Khi nói dao động cưỡng bức, phát biểu sau sai? A Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng B Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào tần số lực cưỡng C Dao động cưỡng có tần số ln tần số lực cưỡng D Dao động cưỡng có tần số ln tần số riêng hệ dao động HD: Dao động cưỡng có tần số tần số lực cưỡng Khi tần số lực cưỡng tần số riêng hệ dao động xãy cộng hưởng -> D sai Câu Theo thuyết tương đối, hạt có khối lượng m có lượng tồn phần E Biết c tốc độ ánh sáng chân không Hệ thức E = mc 2 A E = mc B E = mc C E = mc2 D Câu Giao thoa mặt nước với hai nguồn sóng kết hợp đặt A B dao động điều hòa pha theo phương thẳng đứng Sóng truyền mặt nước có bước sóng λ Cực tiểu giao thoa nằm điểm có hiệu đường hai sóng từ hai nguồn tớỉ A 2kλvớik = 0,±l,±2, B (2k+ 1)λ với k = 0, ±1, ± 2, C kλ với k = 0, ± 1, ± 2, D (k + 0,5)λ với k = 0, ± 1, ± 2, d1 − d = (k + 0,5)λ (k ∈ Z) HD: hai nguồn sóng kết hợp dao động điều hòa pha ->D Câu Khi chiếu ánh sáng đơn sắc màu lam vào chất huỳnh quang ánh sáng huỳnh quang phát ánh sáng A màu cam B màu chàm C màu đỏ D màu vàng HD: ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài bước sóng ánh sáng kích thích ->khơng thể B Câu Đạỉ lượng đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân A lượng liên kết B lượng liền kết riêng C điện tích hạt nhân D khối lượng hạt nhân Câu Hai đao động điều hòa phương, tần số, pha, có biên độ A1 A2 Biên độ dao động tổng hợp hai dao động A12 − A 22 A.A1+A2 B |A1 - A2| C A12 + A 22 D i = 4cos 2π t (A) T Câu 10 Dòng điện chạy qua đoạn mạch có cường độ (T > 0) Đại lượng T gọi A tần số góc dòng điện, B chu kì dòng điện C.tần số cửa đòng điện D pha ban đầu dòng điện Câu 11 Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Khi đoạn mạch có cộng hưởng điện điện áp hai đầu đoạn mạch A.lệch pha 90° so vớỉ cường độ dòng điện đoạn mạch B trễ pha 60° so với cường độ dòng đỉện đoạn mạch, C pha với cường độ dòng địện đoạn mạch D sớm pha 30° so với cường độ dòng điện đoạn mạch Câu 12 Một lắc lò xo gồm vật nhỏ lò xo nhẹ có độ cứng k, dao động điều hòa dọc theo trục Ox quanh vị trí cân O Biểu thức lực kéo tác dụng lên vật theo li độ x F = kx 2 F = − kx A F = kx B F = -kx C D Câu 13 Khi sóng truyền từ khơng khí vào nước đại lượng sau khơng đổi? A Tần số sóng B Tốc độ truyền sóng C Biên độ sóng D Bước sóng Lưu ý: Câu SGK phổ thơng viết có vấn đề Câu 14 Tính chất bật tia hồng ngoại A gây tượng quang điện kim loại B có khả đâm xuyên mạnh, C có tác dụng nhiệt mạnh D khơng bị nước thủy tinh hấp thụ Câu 15 Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện đung C Chu kì dao động riêng mạch A 2π LC B 2π LC 2π 2π LC C LC D T = 2π LC HD: ->C Câu 16 Khi chùm sáng trắng song song, hẹp truyền qua lăng kính bị phân tách thành chùm sáng đơn sắc khác Đây tượng A giao thoa ánh sáng B tán sắc ánh sáng C nhiễu xạ ánh sáng D phản xạ ánh sáng 17 Câu 17 Hạt nhân O có khối lượng 16,9947 u Biết khối lượng prôtôn nơtron 1,0073 u 17 O 1,0087 u Độ hụt khối A 0,1294 u B 0,1532 u C 0,1420 u D 0,1406 u ∆m = Zm p + (A − Z)m n − mO = 0,142 u HD: ->C Câu 18 Chiếu ánh sáng đèn thủy ngân áp suất thấp (bị kích thích điện) phát vào khe hẹp F máy quang phổ lăng kính quang phổ thu A.bảy vạch sáng từ đỏ đến tím, ngăn cách khoảng tối B.một dải sáng có màu từ đỏ đến tím nối liền cách liên tục C vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách khoảng tối D vạch sáng, vạch tối xen kẽ đặn HD: Các chất khí áp suất thấp bị kích thích điện nhiệt phát quang phổ vạch phát xạ -> C Câu 19 Vectơ vận tốc vật dao động điều hòa ln A hướng xa vị trí cân B hướng chuyển động, C hướng vị trí cân D ngược hướng chuyển động Câu 20 Một sóng điện từ có tần số 30 MHz truyền chân khơng với tốc độ 3.108 m/s có bước sóng A 16 m B m C 10 m D m v λ = = 10m f HD: Câu 21 Biết cường độ âm chuẩn 10 -12 W/m2 Khi cường độ âm điểm 10 -5 W/m2 mức cường độ âm điếm A.9B B B C 12 B D.5B I L = lg = 7B I0 HD: ->B Câu 22 Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo Cho biết bán kính Bo ro = 5,3.10-11 m Quỹ đạo dừng M electron ngun tử có bán kính A 47,7.10-10 m B 4,77.10-10 m C l,59.10-11 m.D 15,9.10-11 m r = n r0 = 32 r0 = 47, 7.10−11 m = 4, 77.10−10 m HD: -> B Câu 23 Gọi A VM biên độ vận tốc cực đại chất điểm dao động điều hòa; Q0 I0 điện tích cực đại tụ đỉện cường độ dòng điện cực đại mạch dao động LC hoạt động Biểu thức I0 Q0 A VM A có đơn vị với biểu thức Q0 I0 0 QI B HD: Biểu thức I0 Q0 có đơn vị vM A A As C có đơn vị = s m s m = I0 Q02 s -> A (1C=1A.1s) D Câu 24 Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện áp xoay chiều u hai đầu đoạn mạch vào thời gian t Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch A 110 V B 220 V C 220 V D.110 V U0 HD: Từ đồ thị ta có U0 = 220 V -> U = = 110 V-> A Câu 25 Một lắc lò xo gồm vật nhỏ lò xo có độ cứng 20 N/m dao động điều hòa với chu kì s Khi −20 pha cùa dao động π/2 vận tốc vật cm/s Lấy π2 = 10 Khi vật qua vị trí có li độ 3π (cm) động lắc A 0,36 J B 0,72 J C 0,03 J D.0,18J x = A cos(ωt + ϕ ) HD: PT dao động có dạng: x = A cos Khi pha dao động π/2 -> cm/s Mặt khác: vmax = ωA = 2π T π =0 AA= T 2π -> vật qua VTCB -> tốc độ cực đại vật vmax= 20 vmax = 20 π cm Khi li độ x = 3π cm động năngcủa vật (0, 3) 20[ − 0, 0009π ] k ( A2 − x ) π Wd =W − Wt = = = 0, 03J 2 -> C Câu 26 Một chất phóng xạ α có chu kì bán rã T Khảo sát mẫu chất phóng xạ ta thấy: lần đo thứ nhất, phút mẫu chất phóng xạ phát 8n hạt α Sau 414 ngày kể từ lần đo thứ nhất, phút mẫu chất phóng xạ phát n hạt a Giá trị T A 3,8 ngày B 138 ngày C 12,3 năm Đ 2,6 năm HD: 8n n H0 = ; H = 30 30 t − n 8n − Tt t t H = H0 T − > = − > = 3− > T = = 138 30 30 T -> B Câu 27 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị cực đại 100 V vào hai đầu cuộn cảm cường độ dòng điện cuộn cảm có biểu thức i = 2cos 100πt (A) Tại thời điểm điện áp có giá trị 50 V tăng cường độ dòng điện A A B - A C.- HD: Mạch chứa cuộn cảm 1A 50V −100V−2 A β α 2A100V i u D 1A π /2 -> u sớm pha so với i β= π − > i = −2 cos β = − A Từ hình vẽ -> -> B Câu 28 Mạch dao động lối vào máy thu gồm cuộn cảm có độ tự cảm μH tụ điện có điện dung biến thiên khoảng từ 10 pF đến 500 pF Biết rằng, muốn thu sóng điện từ tần số riêng mạch dao động phải tần số sóng điện từ cần thu (để có cộng hưởng) Trong khơng khí, tốc độ truyền sóng điện từ 3.108 m/s, máy thu thu sóng điện từ có bước sóng khoảng A từ 100 m đến 730 m B từ 10 m đến 73 m C từ m đến 73m D từ 10 m đến 730m HD: Áp dụng công thức: λ = 2πc LC −6 −12 LCm λm = 2πc = 2.3,14.3.108 3.10 10.10 = 10,32m −6 −12 LCM λM = 2πc = 2.3,14.3.108 3.10 500.10 = 72,967m 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 0,3la B 0,35a C 0,37a D 0,33a HD: Từ đồ thị ta thấy I = a L = 0,5 (B) I a I Áp dụng công thức L = lg I0 = 10 = 0.31a -> A Câu 30 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đon sắc có bước sóng 0,6 pm, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 1,5 m Trên màn, gọi M N hai điểm hai phía so với vân sáng trung tâm cách vân sáng trung tâm 6,84 mm 4,64 mm số vân sáng khoảng MN A B.3 C.8 D.2, λD i= = 1,8mm a HD: Khoảng vân Tọa độ vân sáng: x=ki (k ngun) Vì M, N nằm khác phía so với vân sáng trung tâm nên ta có: −6,84 ≤ ki ≤ 4, 64− > −3,8 ≤ k ≤ 2, 58− > k = −3; −2 − 1; 0;1; -> A Câu 31 Ở nơi Trái Đất, hai ỉắc đơn có chiều dài đao 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 HD: Ở nơi Trái Đất, hai ỉắc đơn có chiều dài -> tần số góc -> F1max = m1ω A F1max m1 m1 − > = = − > = − > m1 = 0, 48kg = 480 g F2max m2 1, − m1 F2 max = m2ω A ->C Câu 32 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm λ’ = 0,4 μm Trên quan sát, khoảng hai vân sáng bậc xạ có bước sóng λ, số vị trí có vân sáng trùng hai xạ A.7 B.6 C.8 D HD: Vị trí hai vân sáng trùng nhau: kλ = k’λ’ kλ k'= = k (k , k ' ∈ Z ) λ' => k -7 -6 -4 -2 k’ -10,5 -9 -6 -3 10,5 -> Trên quan sát, khoảng hai vân sáng bậc xạ có bước sóng λ, số vị trí có vân sáng trùng hai xạ vị trí -> A Câu 33 Trong y học, người ta dùng laze phát chùm sáng cỏ bước sóng λ để "đốt" mơ mềm, Biểt để đốt phần mơ mềm tích mm3 phần mơ cần hấp thụ hồn tồn lượng 45.108 phôtôn chùm laze Coi lượng trung bình để đốt hồn tồn mm3 mô 2,53 J, Lấy h =6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s Giá trị λ A 589 nm B 683 nrn C 485 nm D 489 nm HD: Năng lượng cần để đốt phần mô mềm E = 2,53 = 15,18 (J) Năng lượng phôtôn chùm lade cung cấp: E = np -> λ = np hc E hc λ 6, 625.10−34.3.108 15,18 = 45.1018 = 58,9.10-8m = 589.10-9m = 589 nm -> A Câu 34 Tiến hành thí nghiệm đo gia tốc trọng trường lắc đơn, học sinh đo chỉều dài lắc 119 ± (cm), chu ki dao động nhỏ ỉà 2,20 ± 0,01 (s), Lấy π2 = 9,87 bỏ qua sai số số π Gia tốc trọng trường học sinh đo tạí nơi làm thí nghiệm A g = 9,7 ± 0,1 (m/s2) B g = 9,8 ± 0,1 (m/s2) C g = 9,7 ± 0,2 (m/s2) D g = 9,8 ± 0,2 (m/s2) l g HD: Áp dụng công thức T = 2π -> g = 4π 2l T2 4.9.87.1,19 2, 202 = 9,706 ≈ 9,7 (m/s2) g= ∆g g = ∆l l + ∆T T = 119 0, 01 2, 20 + Do g = 9,7 ± 0,2 (m/s2) -> C = 0,0175 -> ∆g = 0,169 ≈ 0,2 (m/s2) 235 92 U Câu 35 Cho hạt nhân urani 23 phân hạch toả lượng trung bình 200 MeV, Lấy 235 92 -1 NA =6,023.10 mol , khối lượng mol urani 235 92 U 235 g/mol Năng lượng tỏa phân hạch hết kg U urani 26 A 5,12,10 MeV B ,2,1026MeV.C.2,56,1013MeV, 6, 023,10 23.1 0, 235 N Am µ HD: Số hạt nhân U235 1kg: N = D., 2,56.1016MeV = 25,63.1023 = Năng lượng tỏa phân hạch hết kg U235 là: E = 200.N = 5,12.1026MeV -> A Câu 36 Một máy phát điện xoay chiều ba pha hoạt động bình thường, Trong ba cuộn dây phần ứng cỏ 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.45V D 35 V HD: Gia sử: 2π e2 = E0cos (ωt + ) e1 = E0cosωt − > e = E cos (ωt − 2π ) 3 2π 2π 4π 1 − > e2e3 = E0 cos (ωt + ) E0 cos(ωt − ) = E02 (cos 2ω t + cos ) = E02 (cos 2ω t − ) 3 2 1 e = E02 (2 cos ω t − − ) = E02 (2( ) − ) 2 E0 ↔ −300 = 30 E0 (2( ) − )− > E = 40 V E0 -> B Câu 37 Điện truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Ban đầu hiệu suât truyền tải 80% Cho công suất truyền không đổi hệ số công suất nơi tiêu thụ (cuổi đường dây tải điện) 0,8 Để giảm hao phi 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 HD: ∆P1 I 12 R I = = a ⇒ = a ∆P2 I R I2 + Tỉ số cường độ dòng điện: (1) U '.I cos ϕ tt Ptt = H P = U '.I cos ϕ tt ⇒ P = H + Công suất truyền đi: (2) ∆P = (1 − H ) P = I R + Cơng suất hao phí: (3) (1 − H ) U '.I cos ϕ tt IRH = I 2R ⇒ U '= H (1 − H ) cos ϕ tt + Biểu thức điện áp nơi tiêu thụ: Thay (2) vào (3): U = U '+ ∆U = + Điện áp hiệu dụng trạm phát: I R.H H + I R = I R + 1 (1 − H ) cos ϕ tt (1 − H ) cos ϕ tt (4) + Từ (4) => Hình a (A U = (1 − H ) cos ϕ tt = U I1 U1 H1 a H1 + 1 + 1 (1 − H ) cos ϕ tt (1 − H ) cos ϕ tt 0,95 + 1 U2 (1 − 0,95)0,8 = -A U = 0,8 + 1 ( − , ) , 2,0625 Hình b (A >l) A + Thay số: => Chọn A 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.0,55kg B.0,45kg, HD: Con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Từ đồ thị => gốc đàn hồi vị trí lò xo có độ dài tự nhiên thuộc trường hợp A>Δl Từ đồ thị ta có dòng có mức năng: 0,25 /4 = 0,0625J Wt = kx 2 Ta có, đàn hồi lò xo : (x độ biến dạng lò xo so với vị trí lò xo có độ dài tự nhiên) Từ đồ thị ta thấy: + Tại vị trí lò xo khơng biến dạng: Wt = Wt = + Tại vị trí vật lên cao nhất: x= A-Δl -> đàn hồi: k ( A − ∆l ) 2 = 0,0625 J Wt max = + Tại vị trí vật xuống thấp nhất:x= A+Δl -> đàn hồi cực đại : ( A + ∆l )2 ( A − ∆l ) Từ (1) (2) : = => A = 2∆l (3) k ( A + ∆l ) (1) = 0,5625J (2) + Chu kì dao động lắc:T= 0,3s ∆l g m k T = 2π = 2π -> ∆l = gT 4π = 0,0225m = 2,25 cm 2.0, 0625 k ( A − ∆l0 ) (0, 045 − 0, 0225) 2 Suy A =2∆l0 = 4,5cm Từ = 0,0625 -> k = = 247 N/m m k Từ T = 2π kT 4π -m = = = π 0,32 4π 247, 0,32 40 = 0,556kg -> C Câu 39 Một sợi dây căng ngang với hai đầu cố định, có sóng đừng, 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 HD: + Hai phần tử dây xa dao động biên độ hai bó sóng ngồi + Gọi x khoảng cách từ điểm đến đầu cố định + Trong sóng dừng, phần tử bó dao động pha, phần tử hai bó sóng liền kề dao độngO ngược pha + Hai phần tử dao động biên độ 5mm hai bó sóng liền kề xa nửa bước sóng x Do ta có bước sóng λ = 2(80-65) cm = 30 cm (vẽ hình thấy) + Ta thấy, khoảng cách 80cm < 3λ suy sợi dây có bó sóng -> Chiều dài sợi dây l = 3λ = 90 cm l – 80 = 2x x = cm ( Nên vẽ hình để quan sát rõ nhé) a= 2π x λ + Biên độ sóng dừng điểm cách nút khoảng x AM = │2asin( )│ = mm => mm + Tốc độ dao động cực đại phần tử dây bụng sóng: vmax = 2aω = 20πf/ (mm/s) (Biên độ bụng A=2a ) + Tốc độ truyền sóng dây v = λf = 300f (mm/s) vmax / v = 20πf/ 300f = 0,12 -> A π u = 80 cos(100π t − ) Câu 40 Đặt điện áp V vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tỉếp 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 gỉá trị C = C0, biểu thức cường độ dòng đỉện đoạn mạch π π i = 2cos(100π t + ) i = 2 cos(100π t + ) A i = 2 cos(100π t − C HD: (A) π 12 i = 2cos(100π t − ) (A) B D π ) 12 (A) (A) r UL O r U Cmax r U RL r A UR H r U B r I + Điều chỉnh điện dung đến giá trị C để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại, chứng minh ta có uRL vng pha với uAB (hình vẽ, quen thuộc ) OA.OB AB − OB OB 1602 − 802 80 = = = 40 − > U R = 40 V AB AB 160 U => I = R = A− > I = 2 A R OH U R 40 π cos( HOB ) = = = => ( HOB) = OB U 80 OH = + Ta có: => i sớm pha u góc -> C π π π => ϕi = ϕu + = − 6 12 ... HD: Ở nơi Trái Đất, hai ỉắc đơn có chi u dài -> tần số góc -> F1max = m1ω A F1max m1 m1 − > = = − > = − > m1 = 0, 48kg = 480 g F2max m2 1, − m1 F2 max = m2ω A ->C Câu 32 Trong thí nghiệm... dạng: x = A cos Khi pha dao động π/2 -> cm/s Mặt khác: vmax = ωA = 2π T π =0 AA= T 2π -> vật qua VTCB -> tốc độ cực đại vật vmax= 20 vmax = 20 π cm Khi li độ x = 3π cm động năngcủa vật (0, 3)... + Tốc độ dao động cực đại phần tử dây bụng sóng: vmax = 2aω = 20πf/ (mm/s) (Biên độ bụng A=2a ) + Tốc độ truyền sóng dây v = λf = 300f (mm/s) vmax / v = 20πf/ 300f = 0,12 -> A π u = 80 cos(100π