Đề minh họa Vật Lý 2020 kèm giải chi tiết

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI THAM KHẢO KỲ THI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA NĂM 2020 Bài thi: KHOA HỌC TỰ NHIÊN Môn thi thành phần: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 50 phút, khơng kể thời gian phát đề Câu Một vật dao động điều hịa với tần số f Chu kì dao động vật tính cơng thức A T = f B T = 2π f C T= f D 2π f T= Câu Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ vật nhỏ có khối lượng m dao động điều hịa Khi vật có tốc độ v động lắc mv A mv B D mv C mv Câu Trong truyền sóng cơ, chu kì dao động phần tử mơi trường có sóng truyền qua gọi A chu kì sóng B lượng sóng C tần số sóng D biên độ sóng Câu Một sóng âm có chu kì T truyền mơi trường với tốc độ v Bước sóng sóng âm môi trường A λ= v T B λ = vT Câu Cường độ dòng điện A 100π rad/s i = cos100π t ( A ) B 50π rad/s C λ = vT D v T2 λ= (t tình s) có tần số góc C 100 rad/s D 50 rad/s Câu Máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm gồm p cặp cực (p cực nam p cực bắc) Khi máy hoạt động, rôto quay với tốc độ n vòng/giây Suất điện động máy tạo có tần số p A n B 60 pn C pn D pn Câu Trong trình truyền tải điện xa từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ, để giảm cơng suất hao phí tỏa nhiệt đường dây truyền tải người ta thường sử dụng biện pháp sau đây? A Tăng điện áp hiệu dụng nơi truyền B Giảm tiết diện dây truyền tải C Tăng chiều dài dây truyền tải D Giảm điện áp hiệu dụng nơi truyền Câu Mạch dao động lí tưởng gồm tụ điện có điện dung C cuộn cảm có độ tự cảm L Trong mạch có dao động điện từ tự với tần số f Giá trị f A 2π LC B 2π LC C 2π LC D 2π LC Câu Trong chân khơng, sóng điện từ có bước sóng sau sóng vơ tuyến? A 60 nm B 0,3 nm C 60 pm D 0,3 μm Trang Câu 10 Cho bốn ánh sáng đơn sắc: đỏ, lục, lam tím Chiết suất thủy tinh có giá trị lớn ánh sáng A lam B đỏ C tím D lục Câu 11 Tia X có chất với tia sau đây? + A Tia β B Tia tử ngoại C Tia anpha − D Tia β Câu 12 Gọi h số Plăng Với ánh sáng đơn sắc có tần số f phơtơn ánh sáng mang lượng A hf h B f Câu 13 Số nuclơn có hạt nhân A 40 27 13 f C h D hf C 27 D 14 Al B 13 ( t = ) , mẫu có N hạt nhân X Tại thời Câu 14 Chất phóng xạ X có số phóng xạ λ Ban đầu điểm t, số hạt nhân X lại mẫu et A N = N λ − et B N = N 0λ λt C N = N e − λt D N = N e −6 Câu 15 Một điện tích điểm q = 2.10 C đặt điểm M điện trường chịu tác dụng lực −3 điện có độ lớn F = 6.10 N Cường độ điện trường M có độ lớn A 2000 V/m B 18000 V/m C 12000 V/m D 3000 V/m Câu 16 Cho dịng điện khơng đổi có cường độ 1,2A chạy dây dẫn thẳng dài đặt khơng khí Độ lớn cảm ứng từ dịng điện gây điểm cách dây dẫn 0,1 m −6 A 2, 4.10 T −6 B 4,8.10 T −8 C 2, 4.10 T −8 D 4,8.10 T Câu 17 Một lắc đơn có chiều dài m dao động điều hịa nơi có g = 9,8 m / s Chu kì dao động lắc A s B s C 0,5 s D 9,8 s Câu 18 Một lắc lò xo thực dao động cưỡng tác dụng ngoại lực cưỡng với phương trình: F = 0, 25cos 4π t (N) (t tính s) Con lắc dao động với tần số góc A 4π rad/s B 0,5 rad/s C 2π rad/s D 0,25 rad/s Câu 19 Trên sợi dây đàn hồi có hai đầu cố định có sóng dừng với bụng sóng Biết sóng truyền dây có bước sóng 80 cm Chiều dài sợi dây A 180 cm B 120 cm Câu 20 Dịng điện có cường độ C 240 cm i = cos100π t ( A) D 160 cm chạy qua điện trở R = 20Ω Điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở A 60 V B 60 V C 30 V D 30 V Trang Câu 21 Khi cho dịng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng A chạy qua điện trở R cơng suất tỏa nhiệt 60 W Giá trị R A 120 Ω B 7,5Ω D 30 Ω C 15Ω Câu 22 Khi sóng điện từ có tần số 2.10 Hz truyền môi trường với tốc độ 2, 25.10 m/s có bước sóng A 4,5 m B 0,89 m C 89 m D 112,5 m Câu 23 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 µ m Khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát m Khoảng vân giao thoa quan sát A 0,50 mm B 0,25 mm C 0,75 mm D 1,00 mm Câu 24 Trong chân khơng, xạ có bước sóng sau xạ thuộc miền tử ngoại? A 450 nm B 620 nm C 310 nm D 1050 nm Câu 25 Khi chiếu xạ có bước sóng sau vào CdTe (giới hạn quang dẫn 0,82 µ m ) gây tượng quang điện trong? A 0,9 μm B 0,76 μm C 1,1 μm Câu 26 Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu ngun tử Bo Gọi êlectron có bán kính D 1,9 μm r0 bán kính Bo Trong quỹ đạo dừng r0 , 4r0 ,9r0 16r0 , quỹ đạo có bán kính ứng với trạng thái dừng có mức lượng thấp nhất? A r0 B 4r0 C 9r0 D 16r0 Câu 27 Một hạt nhân có độ hụt khối 0,21u Lấy 1u = 931,5 MeV / c Năng lượng liên kết hạt nhân A 4436 J, B 4436 MeV C 196 MeV D 196 J Câu 28 Để đo thân nhiệt người mà không cần tiếp xúc trực tiếp, ta dùng máy đo thân nhiệt điện tử Máy tiếp nhận lượng xạ phát từ người cần đo Nhiệt độ người cao máy tiếp nhận lượng lớn Bức xạ chủ yếu mà máy nhận người phát thuộc miền A hồng ngoại B tử ngoại C tia X D tia γ Câu 29 Một điện trở R = 3, Ω mắc vào hai cực nguồn điện chiều có suất điện động ξ = 8V điện trở r = 0, 4Ω thành mạch điện kín Bỏ qua điện trở dây nối Cơng suất nguồn điện A 14,4 W B W C 1,6 W D 16 W Trang Câu 30 Một thấu kính mỏng đặt cho trục trùng với trục Ox hệ trục tọa độ vng góc Oxy Điểm sáng A đặt gần trục chính, trước thấu kính A’ ảnh A qua thấu kính (hình bên) Tiêu cự thấu kính A 30 cm B 60 cm C 75 cm D 12,5 cm Câu 31 Dao động vật tổng hợp hai dao động điều hòa phương, tần số Hz với biên độ cm cm Biết hai dao động ngược pha Tốc độ vật có giá trị cực đại A 63 cm/s B 4,4 cm/s C 3,1 cm/s D 36 cm/s Câu 32 Một lắc lò xo treo vào điểm M cố định, dao động điều hịa theo phương trình thẳng đứng Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc lực đàn hồi Fđh mà lò xo tác dụng vào M theo thời gian t Lấy g = π m / s Độ dãn lò xo lắc vị trí cân A cm B cm C cm D cm Câu 33 Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt chất lỏng, hai điểm S1 S có hai nguồn dao động pha theo phương thẳng đứng phát hai sóng kết hợp với tần số 20 Hz Ở mặt chất lỏng, điểm M cách đoạn thẳng S1 S 8cm 15 cm có cực tiểu giao thoa Biết số cực đại giao thoa MS1 MS m m + Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng A 20 cm/s B 40 cm/s C 35 cm/s D 45 cm/s Câu 34 Một sóng hình sin truyền sợi dây đàn hồi dọc theo trục Ox Hình bên hình dạng đoạn dây thời điểm Biên độ sóng có gia trị gần với giá trị sau đây? A 3,5 cm B 3,7 cm C 3,3 cm D 3,9 cm Câu 35 Trong thực hành, để đo điện dung C tụ điện, học sinh mắc mạch điện theo sơ đồ hình bên Đặt vào hai đầu M, N điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi tần số 50 Hz Khi đóng khóa K vào chốt số ampe kế A I Chuyển khóa K sang chốt số ampe kế A 2I Biết R = 680 Ω Bỏ qua điện trở ampe kế dây nối Giá trị C −6 A 9,36.10 F −6 B 4, 68.10 F −6 C 18, 73.10 F −6 D 2,34.10 F Trang Câu 36 Đặt điện áp xoay chiều u = 60 cos100π t ( V ) (t tính s) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối 10−3 tiếp gồm điện trở 30Ω , tụ điện có điện dung 4π F cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điều chỉnh L để cường độ hiệu dụng dòng điện đoạn mạch đạt cực đại Khi đó, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm B 80 V A 80 V C 60 V D 60 V Câu 37 Một lắc đơn có vật nhỏ mang điện tích dương treo nơi mặt đất điện ur ur trường có cường độ điện trường E Khi E hướng thẳng đứng xuống lắc dao động điều hịa với chu kì ur T1 Khi E có phương nằm ngang lắc dao động điều hịa với chu kì T2 Biết T2 hai trường hợp, độ lớn cường độ điện trường Tỉ số T1 nhận giá trị sau đây? A 0,89 B 1,23 C 0,96 D 1,15 Câu 38 Ở mặt chất lỏng, hai điểm A B có hai nguồn dao động pha theo phương thẳng đứng phát hai sóng kết hợp có bước sóng λ Gọi I trung điểm đoạn thẳng AB Ở mặt chất lỏng, gọi ( C) hình trịn nhận AB đường kính, M điểm ngồi ( C) gần I mà phần tử chất lỏng dao động với biên độ cực đại pha với nguồn Biết AB = 6,60λ Độ dài đoạn thẳng MI có giá trị gần với giá trị sau đây? A 3, 41λ B 3, 76λ C 3,31λ D 3,54λ Câu 39 Cho đoạn mạch AB gồm cuộn cảm L, điện trở R = 50Ω tụ điện mắc nối thứ tự Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp u = 100 cos100π t ( V ) (t tính s) điện áp π  uLR = 200 cos 100π t + ÷( V ) 3  hai đầu đoạn mạch chứa L R có biểu thức Cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB A 400 W B 100 W Câu 40 Đặt điện áp xoay chiều C 300 W D 200 W u = U cos ωt ( ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB Hình H1, R biến trở, tụ điện có điện dung C = 125µ F , cuộn dây có điện trở r độ tự cảm L = 0,14 H Ứng với giá trị R, điều chỉnh ω = ωR cho điện áp hai đầu đoạn mạch AN Trang điện áp hai đầu đoạn mạch MB vuông pha với Hình H2 biểu diễn phụ thuộc ωR theo R Giá trị r A 5, 6Ω B 4Ω C 28Ω D 14Ω Trang Đáp án 1-C 11-B 21-C 31-A 2-A 12-A 22-D 32-B 3-A 13-C 23-A 33-B 4-B 14-D 24-C 34-A 5-A 15-D 25-B 35-A 6-D 16-A 26-A 36-A 7-A 17-A 27-C 37-D 8-B 18-A 28-A 38-C 9-A 19-B 29-D 39-D 10-C 20-B 30-C 40-B LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án C Chu kì dao động vật: T= f Câu 2: Đáp án A Động lắc là: Wđ = mv Câu 3: Đáp án A Trong truyền sóng cơ, chu kì dao động phần tử mơi trường truyền gọi chu kì sóng Câu 4: Đáp án B Bước sóng sóng âm mơi trường này: λ = vT Câu 5: Đáp án A Phương trình cường độ dịng điện: i = I cos ( ωt + ϕ ) = 2.cos100π t ( A) Câu 6: Đáp án D Suất điện động máy tạo có tần số: f = np Với n (vòng/s) tốc độ quay roto; p số cặp cực Câu 7: Đáp án A P2R Php = U Cơng suất hao phí đường dây tải điện: → Để giảm hao phí toả nhiệt đường dây truyền tải người ta thường sử dụng biện pháp: Tăng điện áp hiệu dụng nơi truyền Câu 8: Đáp án B Tần số mạch dao động: f = 2π LC Câu 9: Đáp án A Trong chân khơng, sóng điện từ có bước sóng 60m sóng vơ tuyến Câu 10: Đáp án C Ta có: nd < nluc < nlam < ntim Chiết suất thuỷ tinh có giá trị lớn ánh sáng tím Câu 11: Đáp án B Tia X tia tử ngoại có chất sóng điện từ Trang Câu 12: Đáp án A Năng lượng photon ánh sáng đơn sắc: ε = hf Câu 13: Đáp án C Số nuclon có hạt nhân: 27 13 Al A = 27 Câu 14: Đáp án D − λt Số hạt nhân X lại mẫu là: N = N e Câu 15: Đáp án D Ta có: F = qE ⇒ E = E 6.10 −3 = = 3000 V / m q 2.10−6 Câu 16: Đáp án A Cảm ứng từ dòng điện gây điểm cách dây dẫn 0,1m : I 1, B = 2.10−7 = 2.10−7 = 2, 4.10−6 T r 0,1 Câu 17: Đáp án A l = 2π = 2s g 9,8 T = 2π Chu kì dao động lắc : Câu 18: Đáp án A Tần số góc ngoại lực cưỡng : ωn = 4π ( rad / s ) Tần số góc dao động cưỡng tần số góc ngoại lực cưỡng → Con lắc dao động với tần số góc : ω = 4π ( rad / s ) Câu 19: Đáp án B Điều kiện có sóng dừng dây hai đầu cố định : l = k λ Trên dây có bụng sóng → k = ⇒ l = k λ 80 = = 120 cm 2 Câu 20: Đáp án B Cường độ dòng điện hiệu dụng: I= I0 = 3A Điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở : U R = I R = 3.20 = 60V Câu 21: Đáp án C Công suất toả nhiệt điện trở : P = I 2R ⇒ R = P 60 = = 15Ω I 22 Câu 22: Đáp án D Trang v 2, 25.108 λ= = = 112,5m f 2.106 Bước sóng sóng điện từ : Câu 23: Đáp án A Khoảng vân giao thoa quan sát : i= λ D 0,5.1 = = 0,5 mm a Câu 24: Đáp án C Trong chân không, xạ có bước sóng 310nm xạ thuộc miền tử ngoại Câu 25: Đáp án B Hiện tượng quang điện xảy : Ta có: λ ≤ λ0 λ0 = 0,82 µ m → Khi chiếu xạ có bước sóng 0,76µm gây tượng quang điện Câu 26: Đáp án A Nguyên tử trạng thái dừng có mức lượng thấp → Quỹ đạo có bán kính r0 ứng với trạng thái dừng có mức lượng thấp Câu 27: Đáp án C Năng lượng liên kết hạt nhân : Wlk = ∆m.c = 0, 21.931,5 = 196 MeV Câu 28: Đáp án A Để đo thân nhiệt người mà không cần tiếp xúc trực tiếp, ta dùng máy đo thân nhiệt điện tử Máy tiếp nhận lượng xạ phát từ người cần đo Nhiệt độ người cao máy tiếp nhận lượng lớn Bức xạ chủ yếu mà máy nhận người phát thuộc miền hồng ngoại Câu 29: Đáp án D Cường độ dòng điện chạy mạch : I= ξ = = 2A R + r 3, + 0, Công suất nguồn điện : P = ξ I = 8.2 = 16W Câu 30: Đáp án C d + d ′ = −20 d = 30cm  ⇒  d′ k = − d = ⇔ 5d + 3d ′ = d ′ = −50 cm Từ đồ thị ta có : Tiêu cự thấu kính : 1 1 1 = + = + = ⇒ f = 75 cm f d d ′ 30 ( −50 ) 75 Câu 31: Đáp án A Hai dao động ngược pha nên biên độ dao động tổng hợp : Tốc độ vật có giá trị cực đại : A = A1 − A2 = cm vmax = ω A = 2π f A = 2π 5.2 ≈ 63 cm / s Câu 32: Đáp án B Trang Từ đồ thị ta thấy chu kì lắc là: T = 2π Mà T = 0, ( s ) ∆l ∆l ⇒ 0, = 2π ⇒ ∆l = 0, 04 ( m ) = ( cm ) g π2 Câu 33: Đáp án B Số cực đại MS1 m, MS2 m + → số cực đại đường trung trực M → M cực tiểu số (k = 3,5) Hiệu đường M là: MS − MS1 = 3,5λ ⇒ 15 − = 3,5λ ⇒ λ = ( cm ) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng là: v = λ f = 2.20 = 40 ( cm / s ) Câu 34: Đáp án A Từ đồ thị, ta thấy bước sóng là: λ = 60 ( cm ) Độ lệch pha hai điểm có li độ u = −3cm u = 3cm là: ∆ϕ = 2π d 2π 20 2π = = ( rad ) λ 60 Ta có vịng trịn lượng giác: Từ vịng trịn lượng giác ta có: u = A.cos π = ⇒ A = 3, 46 ≈ 3,5 ( cm ) Câu 35: Đáp án A Cường độ dịng điện khóa L vị trí là: U   I1 = I = R Z R 680 ⇒ = C ⇒ ZC = = = 340 ( Ω )  R 2 I2 = 2I = U ZC  Dung kháng tụ điện là: ZC = 1 ⇒ 340 = ⇒ C = 9,36.10−6 ( F ) 2π fC 2π 50.C Câu 36: Đáp án A Trang 10 ZC = = 2π fC Dung kháng tụ điện là: 10−3 2π 50 4π = 40 ( Ω )  Z L = ZC = 40 ( Ω )  U = U = 60 ( V ) Cường độ dòng điện mạch đạt cực đại có cộng hưởng:  R I= Cường độ dòng điện mạch là: UR UL 60 U L = ⇒ = ⇒ U L = 80 ( V ) R ZL 30 40 Câu 37: Đáp án D l T1 = 2π ur g +a Khi E hướng thẳng đứng xuống dưới, chu kì lắc là: ur Khi E có phương nằm ngang , chu kì lắc là: Ta có tỉ số: T2 = T1 T2 = l g + a2 g+a g + a2 Áp dụng bất đẳng thức Cô – si, ta có: g + a ≥ ga (dấu “=” xảy ⇔ g = a ) ⇒ ( g + a ) ≥ g + a + ga ⇒ ( g + a ) ≥ ( g + a ) ( g + a) ⇒ g +a 2 g+a ≤2⇒ g + a2 2 = 1,19 ( 1) ≤ 2 2 Lại có: g.a > ⇒ g + a + ga > g + a ⇒ ( g + a) > g + a ⇒ 2 ( g + a) g + a2 > ( 2) T2 = 1,15 T Từ (1) (2), ta có thỏa mãn Câu 38: Đáp án C Câu 39: Đáp án D Hiệu điện hai đầu tụ điện là: π  uC = u − uLR = 100 cos100π t − 200 cos 100π t + ÷ 3  Sử dụng máy tính bỏ túi: 100∠0 − 200∠ π π = 100 3∠ − π  ⇒ uC = 100 cos 100π t − ÷( V ) 2  Trang 11 Vậy pha ban đầu dòng điện là: → Mạch có cộng hưởng điện: ϕi = ⇒ ϕi = ϕ u U R = U = 100 ( V ) Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: P= U R2 1002 = = 200 ( W ) R 50 Câu 40: Đáp án B uuuu r uuuu r U AN ⊥ U MB Ta có: ⇒ ZC Z L − ZC 1 = ⇔ R.r = Z C Z L − Z C2 ⇒ R.r = Lω − 2 R r Cω C ω L  b = R = y   C r ⇒ y =b−a⇒  1  ω = x a =  C r Đặt: Từ đồ thị (chuẩn hóa ω ) suy ra: y = 40 ⇒ x = ⇒ 40 = b − 6.a y = 80 ⇒ x = ⇒ 80 = b − 5.a b = 280 L ⇒ ⇒ = 280 ⇒ r = 4Ω C.r  a = 40 Trang 12 ... nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chi? ??u ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 µ m Khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát m Khoảng vân giao thoa quan sát A... 26-A 36-A 7-A 17-A 27-C 37-D 8-B 18-A 28-A 38-C 9-A 19-B 29-D 39-D 10-C 20-B 30-C 40-B LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án C Chu kì dao động vật: T= f Câu 2: Đáp án A Động lắc là: Wđ = mv Câu 3:... số 20 Hz Ở mặt chất lỏng, điểm M cách đoạn thẳng S1 S 8cm 15 cm có cực tiểu giao thoa Biết số cực đại giao thoa MS1 MS m m + Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng A 20 cm/s B 40 cm/s C 35 cm/s D