Giải: Với đoạn mạch chỉ có điện trở thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch cùng pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.. Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc đơn có sợi dây dài[r]
(1)GIẢI CHI TIẾT ĐỀ THI THPT QUỐC GIA NĂM 2016 MÔN VẬT LÍ MÃ ĐỀ THI 536 Câu Một chất điểm dao động có phương trình x 10cos 15t (x tính cm, t tính s) Chất điểm này dao động với tần số góc là A 20rad/s B 10rad/s C 5rad/s D 15rad/s Giải: Chọn D 15 rad/s Câu Một sóng truyền dọc theo trục Ox với phương trình u 2cos 40t 2x mm Biên độ sóng này là A 2mm B 4mm C mm D 40 mm Giải: a = 2mm Chọn A Câu Suất điện động cảm ứng máy phát điện xoay chiều pha tạo có biểu thức e 220 2cos 100t 0, 25 (V) Giá trị cực đại suất điện động này là A 220 2V B 110 2V C 110V Giải: D 220V Chọn A U0 220 2V Câu Khi nói sóng cơ, phát biểu nào sau đây sai? A Sóng lan truyền chân không B Sóng lan truyền chất rắn C Sóng lan truyền chất khí D Sóng lan truyền chất lỏng Giải: Sóng không lan truyền chân không Chọn A Câu Một sóng điện từ có tần số f truyền chân không với tốc độ c Bước sóng sóng này là 2f f c c A B C D c c f 2f Giải: c Chọn C f Câu Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có điện trở thì A cường độ dòng điện đoạn mạch cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch B cường độ dòng điện đoạn mạch trễ pha 0,5 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 với điện áp hai đầu đoạn mạch Giải: Với đoạn mạch có điện trở thì cường độ dòng điện đoạn mạch cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch Chọn A Câu Tại nơi có gia tốc trọng trường g, lắc đơn có sợi dây dài dao động điều hòa Tần số dao động lắc là g g A 2 B 2 C D 2 g 2 g Giải: g Con lắc đơn dao động điều hòa có tần số f Chọn D 2 Câu Một biện pháp làm giảm hao phí điện trên đường dây tải điện truyền tải điện xa áp dụng rộng rãi là 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 Giải: P2R Công suất hao phí trên đường dây có điện trở R là P 2 Để giảm hao phí, người ta U cos tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện Chọn D (2) Câu Trong mạch dao động điện tử LC lí tưởng hoạt động, điện tích trên tụ điện biến thiên điều hòa và A cùng pha với cường độ dòng điện mạch B lệch pha 0,25 so với cường độ dòng điện mạch C ngược pha với cường độ dòng điện mạch D lệch pha 0,5 so với cường độ dòng điện mạch Giải: Điện tích trên tụ điện và cường độ dòng điện mạch biến thiên điều hòa và vuông pha Chọn D Câu 10 Một hệ dao động thực dao động cưỡng Hiện tượng cộng hưởng xảy A tần số lực cưỡng lớn tần số dao động riêng hệ B chu kì lực cưỡng lớn chu kì dao động riêng hệ C tần số lực cưỡng tần số dao động riêng hệ D chu kì lực cưỡng nhỏ chu kì dao động riêng hệ Giải: Hiện tượng cộng hưởng xảy tần số lực cưỡng tần số dao động riêng hệ Chọn C Câu 11 Cho phản ứng hạt nhân: 21 H 21 H 24 He Đây là A phản ứng phân hạch B phản ứng thu lượng C phản ứng nhiệt hạch D tượng phóng xạ hạt nhân Giải: Đây là phản ứng nhiệt hạch (tổng hợp hạt nhân) Chọn C Câu 12 Hiện tượng giao thoa ánh sáng là chứng thực nghiệm chứng tỏ ánh sáng A là sóng siêu âm B có tính chất sóng C là sóng dọc D có tính chất hạt Giải: Hiện tượng giao thoa là tượng đặc trưng cho quá trình sóng, nó chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng Chọn B Câu 13 Pin quang điện (còn gọi là pin Mặt Trời) là nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành A điện B C lượng phân hạch D hóa Giải: Pin quang điện hoạt động dựa vào tượng quang điện trong, biến đổi trực tiếp quang thành điện Chọn A 14 Câu 14 Khi bắn phá hạt nhân N hạt , người ta thu hạt prôtôn và hạt nhân X Hạt nhân X là A 126 C B 178 O C 168 O D 147 C Giải: Hạt nhân X có A = + 14 – = 17 và Z = + – = Vậy X là 178 O Chọn B Câu 15 Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai ? A Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Không có phôtôn đứng yên B Năng lượng các phô tôn ứng với các ánh sáng đơn sắc khác là C Ánh sáng tạo thành các hạt gọi là phôtôn D Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ 3.108m/s Giải: Năng lượng các phô tôn ứng với các ánh sáng đơn sắc khác là khác Chọn C 5 Câu 16 Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm 10 H và tụ điện có điện dung 2,5.106 F Lấy 3,14 Chu kì dao động riêng mạch là A 1,57.105 s B 1,57.1010 s C 6, 28.1010 s D 3,14.105 s Giải: Chu kì dao động riêng mạch là T 2 LC 2.3,14 105.2,5.106 3,14.105 s Chọn D Câu 17 Cho hai dao động cùng phương, có phương trình là: x1 10cos 100t 0,5 cm , x 10cos 100t 0,5 cm Độ lệch pha hai dao động này có độ lớn là (3) A B 0, 25 C D 0,5 Giải: Hai dao động đã cho ngược pha Chọn C Câu 18 Một sóng truyền dọc theo trục Ox Phương trình dao động phẩn tử điểm trên phương truyền sóng là u 4cos 20t (u tính mm, t tính s) Biết tốc độ truyền sóng 60cm/s Bước sóng sóng này là A 6cm B 5cm C 3cm D 9cm Giải: 2 2 Chọn A v.T v 60 cm 20 Câu 19 Tầng ôzôn là “áo giáp” bảo vệ cho người và sinh vật trên mặt đất khỏi bị tác dụng hủy diệt A tia tử ngoại ánh sáng Mặt Trời B tia đơn sắc màu đỏ ánh sáng Mặt Trời C tia đơn sắc màu tím ánh sáng Mặt Trời D tia hồng ngoại ánh sáng Mặt Trời Giải: Tầng ôzôn ngăn không cho các tia tử ngoại ánh sáng Mặt Trời tác động tới người và sinh vật trên mặt đất Chọn A Câu 20 Tia X không có ứng dụng nào sau đây ? A Chữa bệnh ung thư B Tìm bọt khí bên các vật kim loại C Chiếu điện, chụp điện D Sấy khô, sưởi ấm Giải: Tia X không có ứng dụng “sấy khô, sưởi ấm” Chọn D Câu 21 Khi nói sóng điện tử, phát biểu nào sau đây đúng? A Sóng điện từ không mang lượng B Sóng điện từ truyền chân không C Sóng điện từ là sóng dọc D Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường điểm luôn biến thiên điều hòa lệch pha 0,5 Giải: Sóng điện từ truyền chân không Chọn B Câu 22 Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương nằm ngang Nếu biên độ dao động tăng gấp đôi thì tần số dao động điều hòa lắc A tăng lần B giảm lần C không đổi D tăng lần Giải: Tần số dao động điều hòa lắc lò xo không phụ thuộc biên độ dao động Chọn C Câu 23 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 = 6,625.1034 J.s, tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108m/s và 1eV 1,6.1019 J Các phôtôn ánh sáng này 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 Giải: 34 hc 6, 625.10 3.10 1 5, 23.1019 J 3, 27eV 1 0,38.106 hc 6, 625.1034.3.108 2, 61.1019 J 1, 63eV Chọn B 2 0, 76.106 Câu 24 Đặt điện áp u U0cost (U0 không đổi, thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Hiện tượng cộng hưởng điện xảy A 2 LCR B 2 LC C R L D 2 LC R C Giải: 2 LC Hiện tượng cộng hưởng điện xảy Chọn B LC 2 (4) Câu 25 Cho dòng điện có cường độ i 2cos100t (i tính A, t tính s) chạy qua đoạn mạch 250 có tụ điện Tụ điện có điện dung F Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện A 200 V B 250 V C 400 V D 220 V Giải: 1 Chọn A ZC 40 U I.ZC 5.40 200 V 250 C 100 6 10 Câu 26 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 Giải: Lăng kính máy quang phổ có tác dụng tán sắc ánh sáng Chọn B Câu 27 Một chất điểm chuyển động tròn trên 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 là A 15 cm/s B 50 cm/s C 250 cm/s D 25 cm/s Giải: Hình chiếu chất điểm lên trục Ox nằm mặt phẳng quỹ đạo dao động điều hòa với biên độ A = 10 cm và tần số góc rad/s, tốc độ cực đại là vmax A 50 cm/s Chọn B Câu 28 Số nuclôn có hạt nhân A 34 B 12 23 11 Na là C 11 D 23 Giải: Số nuclôn hạt nhân 23 Chọn D 11 Na là 23 Câu 29 Một xạ truyền chân không có bước sóng là 0,75 m, truyền thủy tinh có bước sóng là Biết chiết suất thủy tinh xạ này là 1,5 Giá trị là A 700 nm B 600 nm C 500 nm D 650 nm Giải: 750 500 nm Chọn C 1,5 Câu 30 Đại lượng nào sau đây đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân? A Năng lượng nghỉ B Độ hụt khối C Năng lượng liên kết D Năng lượng liên kết riêng Giải: Hạt nhân có lượng liên kết riêng càng lớn càng bền vững Chọn D Câu 31 Người ta dùng hạt prôtôn có động 1,6 MeV bắn vào hạt nhân 73 Li đứng yên, sau phản ứng thu hai hạt giống có cùng động Giả sử phản ứng không kèm theo xạ Biết lượng tỏa phản ứng là 17,4 MeV Động hạt sinh A 7,9 MeV B 9,5 MeV C 8,7 MeV D 0,8 MeV Giải: Theo định luật bảo toàn lượng toàn phần: E K p K1 K với K1 = K2, suy E K p 17, 1, 9,5 MeV Chọn B 2 Câu 32 Đặt điện áp u 200 2cos100t (u tính V, t tính C L R s) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ Biết cuộn dây là X cuộn cảm thuần, R = 20 và cường độ dòng điện hiệu dụng A B M đoạn mạch A Tại thời điểm t thì u 200 V Tại thời điểm t s thì cường độ dòng điện đoạn mạch không và giảm Công suất tiêu thụ trên 600 đoạn mạch MB A 180 W B 200 W C 120 W D 90W Giải: K1 K (5) Công suất đoạn mạch AM là PAM I2 R 32.20 180 W Tần số góc dòng điện 2f 100 rad / s Nếu thời điểm t(s), u AB 200 2V thì thời điểm 1 s, vectơ quay biểu diễn u quay s , tức là sau t 600 600 góc .t 100 rad Mà đó i = 0(A) 600 t O u và giảm, ta suy độ lệch pha điện áp và dòng điện là u /i O Công suất đoạn mạch AB là PAB UIcosu/i 200.3.cos 300 W Vậy công suất 3 đoạn mạch MB là PMB PAB PAM 300 180 120 W Câu 33 Đặt điện áp u U 2cost (với U và không R đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ R là biến trở, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C A Biết LC2 Gọi P là công suất tiêu thụ đoạn mạch L AB Đồ thị hệ tọa độ vuông góc ROP biểu diễn phụ thuộc P vào R trường hợp K mở ứng với đường (1) và trường hợp K đóng ứng với đường (2) r hình vẽ Giá trị điện trở r A 180 B 60 B C 20 D 90 C Giải: Từ LC2 ZL 2ZC U R U2 U2 Khi K đóng: Pđ Từ đồ thị: Pđmax 5a 1 R ZC 2R 2ZC Chú ý Pđ đạt max thì R0 = ZC > 20 U 20 Tại giá trị R = 20 , có Pđ 3a 20 ZC Từ (1) và (2) suy ZC = 60 (loại nghiệm nhỏ 20) U2 R r U2 R r Khi K mở: Pm 2 R r Z L ZC R r ZC U r 3a Từ đồ thị ta thấy R = thì Pm r ZC i Chọn C P (2) K (1) O 20 5a R P 3a (2) (1) a O 20 R0 R 3 U r U 20 r 20 Kết hợp (2) và (3) ta có phương trình 2 2 r ZC 20 ZC r 60 20 602 r 180 r 200r 3600 Chú ý r ZL ZC Chọn A r 20 Câu 34 Một sợi dây có sóng dừng ổn định Sóng truyền trên dây có tần số 10 Hz và bước sóng cm Trên dây, hai phần tử M và N có vị trí cân cách cm, M thuộc bụng sóng dao động điều hòa với biên độ mm Lấy 2 10 Tại thời điểm t, phần tử M chuyển động với tốc độ 6 (cm/s) thì phần tử N chuyển động với gia tốc có độ lớn là A m/s2 B m/s2 C m/s2 D m/s2 Giải: Biên độ M là AM = mm = 0,6 cm 2f 20 (rad/s) (6) 4 Biên độ dao động N: d 4 / A N A M cos2 cos2 mm Độ lớn gia tốc M thời điểm t là MN = d = cm = 2 a M 2 AM vM 20 20 M N .62 60 1200 32 mm / s 12 m / s aN A a M a N a M N 12 m / s AN AM AM Chọn A Câu 35 Ở mặt chất lỏng có nguồn kết hợp đặt A và B dao động điều hòa, cùng pha theo phương thẳng đứng Ax là nửa đường thẳng nằm mặt chất lỏng và vuông góc với AB Trên Ax có điểm mà các phần tử đó dao động với biên độ cực đại, đó M là điểm xa A nhất, N là điểm với M, P là điểm với N và Q là điểm gần A Biết MN = 22,25 cm; NP = 8,75 cm Độ dài đoạn QA gần với giá trị nào sau đây ? A 1,2 cm B 4,2 cm C 2,1 cm D 3,1 cm Giải: M, N, P là ba điểm có biên độ cực đại thuộc các vân cực đại có k =1, k = và k = Q là điểm có biên độ cực đại gần A nên Q thuộc vân cực đại có k lớn Ta có: MB MA (*); N B NA 2(**);PB PA 3(***) M và QB QA k N Đặt AB = d, ta có: P MB2 MA d MB MA MB MA d M và N dao động ngược pha nên có d2 1 NB2 NA d NB NA NB NA d MB MA Q B A I k d 2 2 PB2 PA d PB PA PB PA d NB NA PB PA d 3 3 d2 d2 Từ (*) và (1) suy ra: MA Từ (**) và (2) suy ra: NA 5 2 4 d 3 Từ (***) và (3) suy ra: PA 6 6 d2 44,5 Lại có MN = MA – NA = 22,25 cm, từ (4) và (5) 2 d2 17,5 8 và NP = NA – PA = 8,75 cm, từ (5) và (6) được: 6 Giải hệ (7) và (8) d = 18 cm và 4cm d d Do hai nguồn cùng pha nên có k 4.5 k 4,5 4 k Vậy điểm Q thuộc đường vân QB QA 4 d2 QA cực đại có k = Ta lại có hệ Chọn C 2 2,125 cm d QB QA 4 Câu 36 Từ không khí, chiếu chùm sáng hẹp (coi tia sáng) gồm hai xạ đơn sắc màu đỏ và màu tím tới mặt nước với góc tới 530 thì xảy tượng phản xạ và khúc xạ Biết tia khúc xạ màu đỏ vuông (7) góc với tia phản xạ, góc tia khúc xạ màu tím và tia khúc xạ màu đỏ là 0,50 Chiết suất nước tia sáng màu tím là N A 1,343 B 1,312 C 1,327 D 1,333 S Giải: i 0 R Góc khúc xạ tia đỏ: rđ 90 i 37 Góc khúc xạ tia tím: rt rđ 0,50 36,50 I rđ sin i sin 53 1,343 sin rt sin 36,5 rt Đ Chọn A T Câu 37 Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm M là điểm nằm trên trục chính thấu kính, P là chất điểm dao động điều hòa quanh vị trí cân trùng với M Gọi P’ là ảnh P qua thấu kính Khi P dao động theo phương vuông góc với trục chính, biên độ cm thì P’ là ảnh ảo dao động với biên độ 10 cm Nếu P dao động dọc theo trục chính với tần số Hz, biên độ 2,5 cm thì P’ có tốc độ trung bình khoảng thời gian 0,2 s A 1,5 m/s B 1,25 m/s C 2,25 m/s D 1,0 m/s Giải: P’ Khi P dao động vuông góc với trục chính, ảnh P (và M) qua thấu kính là ảnh ảo, số phóng đại dương P k = f f 1 k d 1 f 7,5 cm M’ M O f d k Vậy M cách thấu kính 7,5 cm d Khi P dao động dọc theo trục chính với biên độ 2,5 cm: d’ d1f 5.15 P biên phải M thì d1 = cm d1 7,5 cm d1 f 15 df 10.15 P biên trái M thì d2 = 10 cm d1 30 cm d1 f 10 15 Độ dài quỹ đạo ảnh P’ là 2A = 30 – 7,5 = 22,5 (cm) Tần số dao động là Hz, chu kì dao động là T = 0,2 s Tốc độ trung bình ảnh P’ khoảng thời gian 0,2 s là 4A 2.22,5 vTB 225 cm / s 2, 25 m / s Chọn C T 0, Câu 38 Cho điểm O, M, N và P nằm môi trường truyền âm Trong đó, M và N nằm trên nửa đường thẳng xuất phát từ O, tam giác MNP là 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 và N là 50 dB và 40 dB Mức cường độ âm P là A 43,6 dB B 38,8 dB C 35,8 dB D 41,1 dB Giải: P 2 ON ON LM L N log 1 B 10 ON OM 10 OM OM Định luật khúc xạ cho: n t 10 1 ; PH MN OM ON OM 1 10 OH ; MN ON OM OM 2 OP OH PH OM 2 1 10 3 OM 10 10 O M H OM 11 10 OP LM LP log log 11 10 LP LM log 11 10 4,1058 B 41,1dB OM Chọn D N (8) Câu 39 Đặt điện áp u U cos t (với U và không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm: điện trở, cuộn cảm và tụ điện dung C thay đổi Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt giá trị cực đại và công suất đoạn mạch 50% công suất đoạn mạch có cộng hưởng Khi C = C1 thì điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng là U1 và trễ pha 1 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Khi C = C2 thì điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng là U2 và trễ pha 2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Biết U2 = U1 2 1 / Giá trị 1 là A B C D 12 Giải: Công suất có cộng hưởng là Pmax U R Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt giá trị cực đại, ta có ZC0 đồng thời, có P U R Pmax R ZL ZC0 R ZL2 ZL ZL 1 U2 R ZL ZC0 ZC0 ZL hay ZC0 R ZL , thay vào 2R R ZL2 R ZL2 ZL R và đó ZC0 2R ZL ZL Gọi 1 và là độ lệch pha u so với i C = C1 và C = C2, đó UC1 = UC2, ta có: 1 2 1 2 ; 2 Gọi là độ lệch pha u so với i C = C0 thì có 0 3 ZL ZC0 R 2R 1 0 , thay vào (3) 1 2 Mặt khác tan 0 4 R R 5 Giải hệ (2) và (4) tìm đuợc 1 ; 12 12 Lại có 1 u/i1 u i1 u uC1 uC1 /i1 u uC1 1 2 5 Suy 1 1 Chọn B Vậy giá trị 1 là 12 12 12 * Chú ý! Sử dụng công thức giải nhanh đã học chuyên đề, ta có thể giải sau: P P Pmax cos 20 cos0 0 Pmax 2 C = C1 và C = C2, có UC1 = UC2 thì 0 , kết hợp với 2 1 ta tìm kết Câu 40 Trong thí nghiệm Yâng giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe không đổi Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là D thì khoảng vân trên màn hình là 1mm Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là (D - D) và (D + D) thì khoảng vân trên màn tương ứng là i và 2i Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là (D + D) thì khoảng vân trên màn là A mm B 3,5 mm C mm D 2,5 mm Giải: Do và D không đổi nên khoảng vân i tỉ lệ với khoảng cách D, ta có hệ: kD 1 mm 1 2 k D D i với k Từ (2) và (3) suy D 3D a k D D 2i 3 k D 3D i 4 (1) được: R ZL (9) D 3D 3D Chọn C 1 mm D D Câu 41 Một lắc lò xo treo vào điểm cố định, dao động điều hòa theo phuơng thẳng đứng Tại thời điểm lò xo dãn cm, tốc độ vật là 5v (cm/s); thời điểm lò xo dãn cm, tốc độ vật là 2v Từ (4) và (1) suy ra: i (cm/s); thời điểm lò xo dãn cm, tốc độ vật là 6v (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 nào sau đây ? A 1,26 m/s B 1,43 m/s C 1,21 m/s D 1,52 m/s Giải: Chọn chiều dương hướng xuống, gốc o VTCB Gọi a là độ dãn lò xo vật cân bằng, li độ vật lò xo dãn là a cm ; là tần số góc và A là biên độ vật Ta có hệ: A a Từ a 5v 2 5v 2 4 a 2 4 a 2v 2v 2 6 a 3 6v 2 2 v2 a 2 1 2 8,022 O P2 P1 x v 10 2a 2 v2 Giải hệ (1) và (2) ta tìm a 1, cm ; 0,8 cm Từ đó tính A = 8,022 cm 2 2 g 9,8 0, 2375 s 10 24, 46 (rad/s) T T 10 a 0, 014 Thời gian lò xo dãn chu kì ứng với vật chuyển động hai li độ -1,4 cm và 8,022cm Ta cần tính tốc độ trung bình vật từ điểm có li độ -1,4 cm đến biên có li độ 8,022 cm với thời gian chuyển T T a động t arcsin 0, 066 s và quãng đường s = A + a = 9,422 (cm) 2 A s 9, 422 vTB 142, 75 cm / s 1, 43 m / s Chọn B t 0, 066 Câu 42 Theo mẫu nguyên tử Bo nguyên tử hiđrô, coi êlectron chuyển động tròn quanh hạt nhân tác dụng lực tĩnh điện êlectron và hạt nhân Gọi v L và v N là tốc độ êlectron nó v chuyển động trên quỹ đạo L và N Tỉ số L vN A B 0,25 C D 0,5 Giải: mv2 e2 e2 e2 Lực Cu-lông đóng vai trò lực hướng tâm, đó có k v2 k k v r r mr mn r0 n v Quỹ đạo L có n = và quỹ đạo N có n = Vậy L Chọn A vN Câu 43 Giả sử ngôi sao, sau chuyển hóa toàn hạt nhân hidrô thành hạt nhân 24 He thì ngôi 4 a 2v 6 a 6v lúc này có 24 He với khối lượng 4,6.1032 kg Tiếp theo đó, 24 He chuyển hóa thành hạt nhân 126C thông qua quá trình tổng hợp 24 He + 24 He + 24 He 126C +7,27 MeV Coi toàn lượng tỏa từ quá trình tổng hợp này phát với công suất trung bình là 5,3.1030 W Cho biết: năm 365,25 ngày, khối lượng mol 24 He là 4g/mol, số A-vô-ga-đrô NA = 6,02.1023 mol-1, 1eV=1,6.10-19J Thời gian để chuyển hóa hết He ngôi này thành 126C vào khoảng A 481,5 triệu năm B 481,5 nghìn năm C 160,5 nghìn năm D 160,5 triệu năm Giải: m 4, 6.1032.103 6, 02.1023 6,923.1058 Số hạt nhân He m = 4,6.1032 kg là N N A (10) Cứ phản ứng cần hạt nhân He nên số phản ứng hết He là: N N N 7, 27.1, 6.1013 J 6,923.1058.7, 27.1, 6.1013 5, 065.1015 s 30 3.5,3.10 Năng lượng tỏa hết hêli là E N0 7, 27.1, 6.1013 Thời gian để chuyển hóa hết hêli là t E N.7, 27.1, 6.1013 P 3P 5, 065.1015 1, 605.108 (năm) = 160,5 triệu năm Chọn D 365, 25.86400 Câu 44 Từ trạm điện, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Biết công suất truyền đến nơi tiêu thụ luôn không đổi, điện áp và cường độ dòng điện luôn cùng pha Ban đầu, trạm điện chưa sử dụng máy biến áp thì điện áp hiệu dụng trạm điện 1,2375 lần điện áp hiệu dụng nơi tiêu thụ Để công suất hao phí trên đường dây truyền tải giảm 100 lần so với lúc ban đầu thì trạm điện cần sử dụng máy biến áp có tỉ lệ số vòng dây cuộn thứ cấp so với cuộn sơ cấp là A 8,1 C 6,5 D 7,6 D 10 Giải: U1 Khi chưa sử dụng máy biến áp thì điện áp đầu đường dây là U1 1, 2375U tt1 U tt1 1 1, 2375 19 U1 U1 Độ giảm điện áp trên đường dây đó là U1 U1 U tt1 1 (2) 99 1, 2375 t P1 I12 R I12 100 I1 10.I2 Lúc sau, công suất hao phí trên dây giảm 100 lần so với lúc đầu, tức là P2 I22 R I 22 Độ giảm điện áp lúc đầu và lúc sau là U I2 U1 19 (3) U1 I1R; U I2 R U U1 U1 I1 10 990 I 800 Do công suất nơi tiêu thụ không đổi nên Ptt U tt1.I1 U tt I2 U tt U tt1 10.U tt1 U1 (4) I2 99 Điện áp đầu đường dây lúc sau là U2 Utt U2 (5) Thay (3) và (4) vào (5), ta U 800 19 8019 8019 U2 U1 U1 U1 8,1 Vậy trạm điện cần sử dụng máy biến áp có tỉ lệ số 99 990 990 U1 990 N U vòng dây cuộn thứ cấp so với cuộn sơ cấp là 8,1 Chọn A N1 U1 Câu 45 Cho hai vật dao động điều hòa dọc theo hai đường thẳng cùng song v song với trục Ox Vị trí cân vật nằm trên đường thẳng vuôn góc với trục Ox O Trong hệ trục vuông góc xOv, đường (1) là đồ thị biểu diễn (1) mối quan hệ vận tốc và li độ vật 1, đường (2) la đồ thị biểu diễn mối quan hệ vận tốc và li độ vật (hình vẽ) Biết các lực kéo cực đại tác dụng lên hai vật quá trình dao động là Tỉ số khối lượng vật với khối lượng vật là O x 1 A B C 27 D 27 (2) Giải: A 3b x1max A1 a v Từ đồ thị, ta nhận thấy 1 và 1max 1 2 x 2max A2 3a v 2max 1A b A A Từ (2) và (1) suy 1 3 2 A 2 A1 Hai dao động có cùng độ lớn lực kéo cực đại nên m112 A1 m222 A m2 12 A1 m1 22 A 4 (11) m2 Chọn C 27 m1 Câu 46 Trong thí nghiệm Yâng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m 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 đó có hai xạ cho vân sáng là A 9,12 mm B 4,56 mm C 6,08 mm D 3,04 mm Giải: Vị trí gần ứng với bước sóng nhỏ 380 nm trùng với xạ nào đó Tính từ trung tâm trở vân sáng bậc ánh sáng 380 nm không trùng với bất kì ánh sáng nào (nó thuộc quang phổ bậc 1) Nó có thể trùng từ bậc (k + 1) với bậc k ánh sáng nào đó Do đó ta có: k 1 380 380 380 nm k 1 380 k k k 380 Áp vào điều kiện 380nm 750nm , ta có 380 380 750 k 1, 03 k k D 0,38.2 4,56 mm Vậy x kmin 1 2 Chọn B a 0,5 Câu 47 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn S phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng là: 0, 4m ; 0,5m và 0,6m Trên màn, khoảng hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân sáng trung tâm, số vị trí mà đó có xạ cho vân sáng là A 27 B 34 C 14 D 20 Giải: Sử dụng phương pháp“Bội chung nhỏ nhất„ ta giải nhanh bài toán: Vân cùng màu với vân trung tâm là vân trùng ba xạ, thỏa mãn k11 k 2 k 33 Các vân trùng cách Số vân sáng khoảng (kể vị trí hai vân trùng ba xạ), không kể vân trung tâm: BCNN 1 , , 3 BCNN 0, 4;0,5;0, 6 + xạ 1 : N1 15 1 0, 0, Từ (3) và (4) ta tìm + xạ : N BCNN 1 , , 3 BCNN 0, 4;0,5;0, 6 12 2 0,5 0,5 BCNN 1 , , 3 BCNN 0, 4;0,5;0, 6 10 3 0, 0, BCNN 1 , , 3 BCNN 0, 4;0,5;0, + 1 & : N12 3 BCNN 1 , BCNN 0, 4;0,5 + xạ : N3 + 1 & 3 : N12 + & 3 : N 23 BCNN 1 , , 3 BCNN 0, 4;0,5;0, 5 BCNN 1 , 3 BCNN 0, 4;0, 1, BCNN 1 , , 3 BCNN 0, 4;0,5;0, 2 BCNN , 3 BCNN 0,5;0, BCNN 1 , , 3 BCNN 0, 4;0,5;0, 1 BCNN 1 , , 3 BCNN 0, 4;0,5;0, Số vân sáng đơn sắc khoảng hai vân trùng ba xạ: N = N1 + N2 + N3 – 2(N12 + N23 + N13) + 3N123 = 15 + 12 + 10 – 2(3 + + 5) + = 20 Chọn D Câu 48 Hai lắc lò xo giống hệt đặt trên cùng mặt phẳng nằm ngang Con lắc thứ và lắc thứ hai dao động điều hòa cùng pha với biên độ là 3A và A Chọn mốc lắc vị trí cân nó Khi động lắc thứ là 0,72 J thì lắc thứ hai là 0,24 J Khi lắc thứ là 0,09 J thì động lắc thứ hai là A 0,31 J B 0,01 J C 0,08 J D 0,32 J Giải: Hai lắc lò xo giống hệt nên chúng có cùng khối lượng m và độ cứng k + và ba xạ N123 (12) 1 1 (1) kA12 k.9A ; E kA 22 k.A E1 9E2 2 2 1 Thế hai lắc là: Wt1 kx12 ; Wt kx 22 , Do hai dao động cùng chu kì và cùng pha nên 2 2 Wt1 x1 A1 Wt1 9Wt Wt x 22 A 22 Khi Wđ1 = 0,72 J thì Wt2 = 0,24 J Wt1 9Wt 9.0, 24 2,16 J E1 Wđ1 Wt1 2,88 J E Từ (1) tính E 0,32 J Khi Wt1 0,09J Wt2 0,01 J Wđ2 E Wt2 0,32 0,01 0,31 J Chọn A Cơ hai lắc là E1 Câu 49 Hai máy phát điện xoay chiều pha hoạt động bình thường và tạo hai suất điện động có cùng tần số f Rôto máy thứ có p1 cặp cực và quay với tốc độ n1 = 1800 vòng/phút Rôto máy thứ hai có p2 = cặp cực và quay với tốc độ n2 Biết n2 có giá trị khoảng từ 12 vòng/giây đến 18 vòng/giây Giá trị f là A 54 Hz B 60 Hz C 48 Hz D 50 Hz Giải: n1 = 1800 vòng/phút = 30 vòng/s f = n1p1 = n2p2 n p1 n1 p1 30 7,5p1 Thế vào điều kiện 12 vòng/giây < n2 < 18 vòng/giây p2 12 < 7,5p1 < 18 1,6 < p1 < 2,4 p1 (cặp cực) f n1p1 30.2 60 Hz Chọn B Câu 50 Một chất điểm dao động điều hòa có vận tốc cực đại 60 cm/s và gia tốc cực đại là 2(m / s ) Chọn mốc vị trí cân Thời điểm ban đầu (t = 0), chất điểm có vận tốc 30 cm/s và tăng Chất điểm có gia tốc (m / s ) lần đầu tiên thời điểm A 0,35 s B 0,15 s C 0,10 s D 0,25 s Giải: a 2 10 2 vmax A 0, 60 m / s ;a max 2 A 2 m / s max rad / s ;T 0, s vmax 0, A v v Khi t = 0, v0 30cm / s max x A 02 A A Khi đó, vật tăng và vật chuyển động theo chiều dương nên x A a Khi vật có gia tốc (m / s ) max thì li độ vật là x: x a A x A a max 2 M2 Chất điểm có gia tốc (m / s ) lần đầu tiên thời điểm: 5 t T 6 T T 0, 0, 25 s 2 2 12 12 * Nếu nhớ các khoảng thời gian đặc biệt (đã học) thì tính luôn t HẾT T T T 5T 12 12 12 O A M1 x (13) M2 O A M1 x (14)