Trong một máy phát điện xoay chiều một pha, nếu tốc độ quay của rôto tăng thêm 60 vòng/phút thì tần số của dòng điện xoay chiều do máy phát ra tăng từ 50(Hz) đến 60(Hz) và suất điện động[r]
(1)Sở GD-ĐT Nghệ An HD GIẢI ĐỀ THI THỬ ĐẠI HỌC LẦN Năm học 2012 – 2013 Trường THPT Quỳnh Lưu3 Môn: Vật Lý – Khối A; A1
Mã đề: 148
A PHẦN CHUNG CHO TẤT CẢ CÁC THÍ SINH (40 câu: Từ câu 01 đến câu 40)
Câu Một lắc lò xo dao động điều hòa mặt phẳng nằm ngang với chu kỳ T = 2 π (s), cầu nhỏ có khối lượng m1 Khi lị xo có độ dài cực đại vật m1 có gia tốc - 2(cm/s2) vật có khối lượng m2 (m1 = 2m2 ) chuyển động dọc theo trục lò xo đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với vật m1, có hướng làm lò xo nén lại Biết tốc độ chuyển động vật m2 trước lúc va chạm 3 (cm/s) Quãng đường mà vật m1 từ lúc va chạm đến vật m1 đổi chiều chuyển động
A 6(cm). B 6,5(cm). C 2(cm). D 4(cm).
HD: + Lúc đầu biên độ dao động vật m1 : A1 = max
2 a
cm
+ Vì va chạm xuyên tâm nên ĐLBT Động lượng ĐLBT năng: m v2 02m v1 1v m2 ⇒ v022v1v2 (1)
2 2
2 02 1 2
1 1
2m v 2m v 2m v ⇒ v022 2v12v22 (2) + Từ (1) (2) ta tính được: v1 2 /m s
+ Sau va chạm biên độ dao động vật m1 lúc sau A2 :
2
2
2 2
(2 3)
2
1
v
A x cm
+ Quãng đường vật m1 từ lúc va chạm đến vật m1 đổi chiều chuyển động là: S = A1 + A2 = + = 6cm
Câu Một nguồn sáng có cơng suất P = 2(W), phát ánh sáng có bước sóng λ = 0,597(µm) tỏa đều theo hướng Nếu coi đường kính mắt 4(mm) mắt cịn cảm nhận ánh sáng tối thiểu có 80 phơtơn lọt vào mắt 1(s) Bỏ qua hấp thụ phôtôn môi trường Khoảng cách xa nguồn
sáng mà mắt cịn trơng thấy nguồn
A 274(km) B 470(km) C 27(km) D 6(km) HD: + Cường độ sáng I điểm cách nguồn khoảng R là: I = P
4πR2
+ Năng lượng ánh sáng mà mắt nhận được: W = IS = I πd2 =
P
4πR2 πd2
4 = Pd2 16R2
(với d đường kính mắt) + Mà W = 80 hc
λ ⇒ 80
hc
λ =
Pd2
16R2 ⇒ R = √
Pd2λ
16 80 hc = 0,274.10
6 (m) = 274 (km).
Câu Người ta dùng Laze hoạt động chế độ liên tục để khoan thép Công suất chùm laze P = 10(W), đường kính chùm sáng 1(mm) Bề dày thép e = 2(mm) nhiệt độ ban đầu 300C Biết khối lượng riêng thép D = 7800(kg/m3); nhiệt dung riêng thép C = 448(J/kg.độ); nhiệt nóng chảy thép L = 270(kJ/kg) điểm nóng chảy thép tc = 15350C Thời gian khoan thép
A 1,56(s) B 1,16(s) C 0,86(s) D 2,78(s)
HD: + Gọi t thời gian khoan thép
+ Nhiệt lượng Laze cung cấp thời gian t này: Q=Pt=10t(J)
(2)+ Khối lượng thép cần hoá lỏng: m=SeD=πd
4 eD=12,3 10
−6kg (d đường kính lỗ khoan)
+ Nhiệt lượng cần để đưa khối thép từ 300C lên 15350 là: Q
1=mc(tc− t¿)=8,293(J) + Nhiệt lượng cần sau để nung chảy khối thép: Q=Lm=3,321(J)
+ Theo định luật bảo toàn lượng: Q=Q1+Q2⇔10t=8,293+3,321 ⇒ t =1,16 (s)
Câu Có hai cuộn dây mắc nối tiếp mạch điện xoay chiều hiệu điện chúng lệch pha π/3 điện trở r1 cuộn (1) lớn gấp √3 lần cảm kháng ZL1 nó, hiệu điện hiệu dụng cuộn (1) lớn gấp lần cuộn (2) Tỉ số hệ số tự cảm cuộn dây (1) (2) là:
A 3 B 4 C 2 D 1
HD: + Ta có u1 u2 sớm pha i + Với r1 = √3 ZL1 ⇒ tan
1
1
1
6
L Z
r
+ Mặt khác 2
suy cuộn cảm
+ Ta lại có U1 = 2U2 ⇒ Z1 = 2
2 2
1
L L L
Z r Z Z
với r1 = √3 ZL1 ⇒
2
2
4 L L
L
Z Z
L
Câu Sự phóng xạ phân hạch khơng có đặc điểm sau đây: A phản ứng hạt nhân tỏa lượng. B biến đổi hạt nhân.
C xảy cách tự phát. D tạo hạt nhân bền vững hơn.
HD:+ Sự phóng xạ q trình tự phát cịn phân hạch phải có hấp thụ hạt nơtrơn nhiệt q trình mới xảy
Câu Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Biết L = CR2 Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, mạch có hệ số cơng suất với hai giá trị tần số góc
ω1=50π(rad/s) ω2=200π(rad/s) Hệ số công suất đoạn mạch
A 12 B
√13 C
√12 D
1
√2
HD: + Áp dụng công thức:
2
os
1
( )
R R
c
Z
R L
C
+ Do cosφ1 = cosφ2 ta có:
2
1
1
1
( L ) ( L )
C C
+ Mà ω1 ≠ ω2 nên: ϖ1L−
ϖ1C=−(ϖ2L−
ϖ2C)⇒(ϖ1+ϖ2)L=
C(
1 ϖ1+
1
ϖ2)⇒LC= ϖ1ϖ2(1) + Theo L = CR2 (2)
+ Từ (1) (2) ta có:
1
1 100
1
100
R R
L C
R R
(3)+ Vậy hệ số công suất là:
2
1
1
2 os
1 13
( )
R R
c
Z
R L
C
Câu Nguồn sáng thứ có cơng suất P1 phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 450(nm) Nguồn sáng có cơng suất P2 phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ2 = 600(nm) Trong khoảng thời gian, tỉ số số phôton mà nguồn phát so với số phôton mà nguồn phát 3:1 Tỉ số P1 P2 là:
A 4/3. B 3. C 4. D 9/4
HD: + Ta có: P1 = N1
Δt
hc
λ1 ; P2 = N2
Δt
hc
λ2 ⇒
P1 P2
= N1
N2
λ2 λ1
= 0,6
0,45 =
Câu Một lắc lị xo mà cầu nhỏ có khối lượng 500(g) dao động điều hoà với 10 (mJ). Khi cầu có vận tốc 0,1(m/s) gia tốc −√3 (m/s2) Độ cứng lị xo là:
A 60(N/m). B 30(N/m). C 40(N/m). D 50(N/m).
HD: + Ta có: W=mϖ
A2
2 ⇒ϖ
2
A2=2W
m (1) ; A
2 = a
2
ϖ4+
v2
ϖ2⇒ϖ
A2= a
ϖ2+v
(2)
+ Từ (1) (2) ta có: 2W
m =
a2 ϖ2+v
2⇒k
=mϖ2=50(N/m)
Câu Một đoạn mạch mắc vào điện áp xoay chiều u = 200 √2 cos(100 πt )(V), với t đo giây Tại thời điểm t1 điện áp u u1 = 100(V) giảm đến thời điểm t2 sau điện áp u u2 = -100(V) thời điểm t2 sau t1 khoảng nhỏ :
A 0,015(s) B 0,025(s) C 0,0023(s) D 0,005(s)
HD: + Vẽ đường tròn biểu diễn u(t)
+ Thời điểm t1 ứng với điểm M đường tròn Thời điểm t2 ứng với điểm N
+ Khoảng thời gian ngắn ứng với góc quét 2 với 100
sin
200 2
+ Khoảng thời gian ngắn từ t1 đến t2 là:
t T
0,0023s
Câu 10 Trong dàn hợp ca, coi ca sĩ hát với cường độ âm tần số Khi ca sĩ hát mức cường độ âm 68(dB), dàn hợp ca hát đo mức cường độ âm 80(dB) Số ca sĩ có dàn hợp ca
A 12 người. B 16 người. C 18 người D 10 người.
HD: + Khi ca sỹ: 10lg I 68
L dB
I
+ Khi n ca sỹ:
10lg 80 12 10lg 16
n n
nI
L dB L L dB n n nguoi
I
Câu 11 Một mạch dao động LC lí tưởng Ban đầu nối hai đầu cuộn cảm với nguồn điện khơng đổi có r = 2(), suất điện động E Sau dòng điện qua mạch ổn định, người ta ngắt cuộn dây với nguồn
- Mã đề:148
200
√2
-10
0
N M
(4)và nối với tụ điện thành mạch kín điện tích cực đại tụ 4.10-6(C) Biết khoảng thời gian ngắn kể từ lượng từ trường đạt giá trị cực đại đến lượng tụ lần lượng cuộn cảm π
6 10 −6
(s) Giá trị suất điện động E là:
A 4(V) B 6(V) C 8(V) D 2(V)
HD: + Cường độ dòng điện cực đại qua mạch I0 = E/r Năng lượng ban đầu mạch: W0 = LI02
2 =
Q02 2C
+ Khi lượng tụ wC = 3wl ⇒ q2
2C =
3
Q02
2C ⇒ q =
√3 Q0 + Thời gian điện tích giảm từ Q0 đến √3
2 Q0 t = T/12 ⇒ T = 2.10-6 (s) + Mà: T = 2 √LC = 2.10-6 (s) ⇒
√LC = 10-6 LI0
2 =
Q0
2C ⇒ I0 = Q0
√LC =
4 10−6 10−6 = (A)
⇒ E = I0 r = (V)
Câu 12 Nguồn phóng xạ X có chu kì bán rã T Tại thời điểm t1 độ phóng xạ nguồn 2,4.106(Bq), thời điểm t2 độ phóng xạ nguồn 8.105(Bq) Số hạt nhân bị phân rã từ thời điểm t1 đến thời điểm t2 13,85.108 hạt nhân Chu kì bán rã nguồn phóng xạ X là:
A T = 10 phút B T = 16 phút C T = 12 phút D T = 15 phút HD: + Độ phóng xạ thời điểm t1 : H0 = H1 = N0
+ Độ phóng xạ thời điểm t2 : H = H2 = N H1 – H2 = H0 – H = (N0 – N) ⇒ln
T ΔN=H0− H ⇒T=
ln2
H0− H.ΔN=600s = 10 phút
Câu 13 Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tượng điện áp xoay chiều có giá trị khơng đổi điện áp hiệu dụng hai đầu mạch thứ cấp để hở 100(V) Ở cuộn sơ cấp, ta giảm bớt n vịng dây điện áp hiệu dụng hai đầu mạch thứ cấp để hở U; ta tăng thêm n vòng dây cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu mạch thứ cấp để hở U/2.Giá trị U là:
A 50(V) B 100(V) C 150(V) D 200(V)
HD: + Gọi điên áp hiệu dụng đặt vào cuộn sơ cấp U1, số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp N1 N2. + Ta có: Ban đầu: U1
100= N1 N2
(1); Khi giãm n vòng: U1 U =
N1− n N2
(2); Khi tăng n vòng: 2U1
U =
N1+n
N2 (3)
+ Lấy (1) : (2) ta được: U 100=
N1 N1−n
(4)
+ Lấy (1) : (3) ta được: U 200=
N1 N1+n
(5)
+ Lấy (4) : (5) ta được: 200 100=
N1+n N1−n
⇒N1+n=2N1−2n⇒N1=3n + Từ (4) ⇒ U = 100 N1
N1−n
=150 (V)
(5)C tượng xạ sóng điện từ mạch dao động hở D tượng cộng hưởng điện mạch LC
HD: Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào tượng cộng hưởng mạch LC
Câu 15 Tụ điện máy phát sóng điện từ có giá trị điện dung C1 ứng với tần số phát f1 Nếu mắc nối tiếp với C1 tụ khác có điện dung C2 = 100C1 tần số máy phát f2 Mối liên hệ f1 f2 là:
A f2 1000f1. B f2 0,001f1. C f2 1,005f1. D f2 0,995f1.
HD: + Ta có: 2f =
2
1 I
II
f C
f C
LC (1)
+ Mặt khác C2 = nC1 ; CI = C1 CII = C1C2/(C1+C2) (2)
+ Thay (2) vào (1) ta có
1 f
f n ⇒ f2 1,005f1
Câu 16 Trong thí nghiệm giao thoa với khe Y âng Nguồn sáng S phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc Ánh sáng lục có bước sóng 1 = 520(nm) ánh sáng cam có bước sóng 590(nm) ≤ 2 ≤ 650(nm). Trên quan sát hình ảnh giao thoa người ta thấy vân sáng trung tâm vân màu kề có 11 vân sáng màu lục Bước sóng 2 có giá trị là:
A 624(nm) B 612(nm) C 606,7(nm) D 645(nm)
HD: + Vị tí hai vân sáng trùng xtrùng = k1λ1 = k2 λ2.
+ Trên quan sát hình ảnh giao thoa người ta thấy vân sáng trung tâm vân màu kề có 11 vân sáng màu lục ⇒ k1 = 12
⇒ 12λ1 = k2λ2 ⇒λ2=12λ1
k2
=6240
k2
(nm)
+ Do: 590nm ≤ λ2 ≤ 650nm ⇒ 9,6 ≤ k2 ≤ 10,6 ( k Є Z ) ⇒ k2 = 10 ⇒ λ2 = 624nm
Câu 17 Một đoạn mạch gồm cuộn dây cảm có hệ số tự cảm L, tụ điện có điện dung C điện trở R mắc nối tiếp Hai đầu đoạn mạch trì điện áp u = U0cos(ωt) Giả sử LCω2 = 1, lúc điện áp hai đầu cuộn dây UL lớn U
A R > C
L B tăng L để dẫn đến UL > U C giảm R để I tăng dẫn đến UL > U D R < L
C HD: + Lúc mạch có cộng hưởng; UR = U.
+ Để UL > U = UR ⇒ ZL > R ⇒ ωL > R ⇒ R < L LC =
L C
Câu 18 M, N, P điểm liên tiếp sợi dây mang sóng dừng có biên độ 4(mm), dao động N ngược pha với dao động M, với MN = NP/2 = 1(cm) Cứ sau khoảng thời gian ngắn 0,04(s) sợi dây có dạng đoạn thẳng Tốc độ dao động phần tử vật chất
điểm bụng qua vị trí cân (lấy π = 3,14)
A 375(mm/s) B 363(mm/s)
C 628(mm/s) D 314(mm/s)
HD:+ Chu kì: T2=0,04 ⇒T=0,08 (s)
(6)+ Do: M, N ngược pha nên M, N đối xứng qua điểm nút O; N, P biên độ cm nên NB = BP + Ta có: MN = NP/2 ⇒ MN = NB = BP = cm Và MP = λ
2 + Biểu diễn đường trịn; góc MOP = π
⇒ Các góc π3 ⇒ AB= cosπ
3
=8 mm
+ Vận tốc cực đại bụng: vmax = AB 2Tπ = 628 mm/s
Câu 19 Tia sau có chất khác với tia lại:
A Tia gamma. B Tia X. C Tia tử ngoại. D Tia catơt. HD: Tia catơt chùm electron cịn ba tia cịn lại có chất sóng điện từ.
Câu 20 Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp S1, S2 cách 8(cm) dao động pha, sóng sinh có bước sóng 1,5(cm) N điểm thuộc đường trung trực đoạn thẳng S1S2 dao động ngược pha với hai nguồn Khoảng cách nhỏ từ N đến đoạn thẳng S1S2 là:
A ≈ 3,4(cm) B ≈ 4,2(cm) C ≈ 2,6(cm) D ≈ 1,8(cm) HD: + Giả sử phương trình sóng hai nguồn: u1=u2=acosωt
⇒
phương trình sóng N:
2 cos
N
d
u a t
+ Độ lệch pha sóng N nguồn: Δϕ=2πd
λ
+ Để dao động N ngược pha với dao động nguồn thì: Δϕ=2πd
λ =(2k+1)π⇒d=(2k+1) λ
2 + Do d S S1 2/2 ⇒(2k+1)λ
2 S S1 /2 k 2,16 Để dmin k =
dmin=
2 2
min 3,
2 S S
x x cm
Câu 21 Một lắc đơn treo vào trần thang máy Khi thang máy chuyển động thẳng đứng đi xuống chậm dần với gia tốc có độ lớn a chu kì dao động điều hịa lắc 1,5(s) Khi thang máy chuyển động thẳng đứng xuống nhanh dần với gia tốc có độ lớn a chu kì dao động điều hòa lắc 3(s) Khi thang máy đứng n chu kì dao động điều hịa lắc
A 2,6(s). B 2,2(s). C 3,9(s). D 1,9(s)
HD:+ Thang máy xuống chậm dần đều, gia tốc trọng trường hiệu dụng: g1 = g + a + Thang máy xuống nhanh dần đều, gia tốc trọng trường hiệu dụng: g2 = g - a + Ta có: T2
T1=√ g1
g2⇔(
3 1,5)
2
= g+a
g − a⇔a=0,6g
+ Ta có: T
T1=√ g1
g=√ g+a
g ⇒T ≈1,9(s)
Câu 22 Trong máy phát điện xoay chiều pha, tốc độ quay rơto tăng thêm 60 vịng/phút tần số dòng điện xoay chiều máy phát tăng từ 50(Hz) đến 60(Hz) suất điện động hiệu dụng máy thay đổi 40(V) so với ban đầu Nếu tiếp tục tăng tốc độ quay rôto thêm 60 vịng/phút suất điện động hiệu dụng máy phát
A 400V B 240V. C 320V. D 280V.
(7)E '
E =
60 50=
E+40
E ⇒E=200V
+ Hai lần tăng tốc độ quay lượng suất điện động hiệu dụng tăng lượng
⇒ E” = E + 2.40 = 280V
Câu 23 Con lắc đồng hồ chạy mặt đất, đưa lắc lên độ cao h=1,6(km) ngày đêm đồng hồ chạy nhanh chậm bao nhiêu? Biết bán kính trái đất R=6400(km)
A Nhanh 10,8(s) B Chậm 21,6(s) C Chậm 10,8(s) D Nhanh 21,6(s) HD: + Ta có: ΔTT =h
R=
1,6
6400>0⇒ΔT>0 Chu kì tăng, đồng hồ chạy chậm + Thời gian đồng hồ chạy chậm ngày đêm là:
θ=ΔT
T1 ⋅24 3600= h
R⋅86400=
1,6
6400 ⋅86400=21,6(s)
Câu 24 Để xác định lượng máu bệnh nhân người ta tiêm vào máu bệnh nhân lượng nhỏ dung dịch chứa đồng vị phóng xạ Na24( chu kỳ bán rã 15 giờ) có độ phóng xạ 2(Ci) Sau 7,5 người ta lấy 1(cm3) máu người thấy có độ phóng xạ 502 phân rã/phút Thể tích máu người bằng bao nhiêu?
A 6,25 lít B 6,54 lít C 5,52 lít D 6,00 lít HD: + Độ phóng xạ ban đầu: H0 = 2,10-6.3,7.1010 = 7,4.104Bq.
+ Độ phóng xạ sau 7,5 giờ: H = 502V phân rã/phút = 8,37V Bq (V thể tích máu: cm3 ) + Ta có: H = H0 2-t/T = H0 2-0,5 ⇒ 2−0,5= H
H0=
8,37V
7,4 104⇒ 8,37 V = 7,4.10 4.2-0,5 ⇒ V = 7,4 1042−0,5
8,37 = 6251,6 cm
3 = 6,25 lit.
Câu 25 Cho hai chất điểm dao động điều hịa phương, tần số, có phương trình dao động là: x1=A1cos(ωt+ϕ1) ; x2=A2cos(ωt+ϕ2) Cho biết: 4 x12+x22 = 13(cm2) Khi chất điểm thứ có li độ x1 =1(cm) tốc độ cm/s Khi tốc độ chất điểm thứ hai
A 6(cm/s) B 8(cm/s) C 12(cm/s). D 9(cm/s) HD:+ Từ 4 x12+x22 = 13(cm2) Đạo hàm hai vế theo thời gian ta có ( v1 = x’1 ; v2 = x’2)
⇒ 8x1v1 + 2x2v2 = ⇒ v2=−4x1v1 x2
+ Khi x1 = cm x2 = ± cm ⇒ v2 = ± cm/s + Vậy tốc độ chất điểm thứ hai cm/s
Câu 26 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 2(mm), khoảng cách từ hai khe đến 2(m) Nguồn sáng dùng thí nghiệm phát hai xạ đơn sắc 1 = 0,5(m) 2 = 0,7(m) Vân tối quan sát cách vân trung tâm
A 0,25(mm). B 1,75(mm). C 3,75(mm). D 0,35(mm).
HD: + Vân tối quan sát vị trí mà hai hệ vân cho vân tối: xt1=xt2
1 2 2
2
1 2min
1 1
( ) ( ) ( ).5 ( ).7
2 2
7
2 (2 0,5) 1.75
k k k k k k
k D
k k x mm
a
Câu 27 Ban đầu có mẫu phóng xạ X nguyên chất, có chu kỳ bán rã T Mẫu chất phóng xạ biến thành hạt nhân bền Y Tại thời điểm t1 tỉ lệ hạt nhân Y hạt nhân X k Tại thời điểm t2 = t1 + 2T tỉ lệ
A 4k+3. B 4k/3. C k + 4. D 4k.
HD: + Tại thời điểm t1: NY1
N1X1= ΔN1
N1 =
N0(1− e − λ.t1
) N0e
− λ.t1 =k⇒e
− λ.t1
= k+1(1)
(8)+ Tại thời điểm t2: k❑ = NY2
N1X2= ΔN2
N2 =
N0(1− e− λ.t2
)
N0e
− λ.t2 =
1− e− λ(t1+2T) e− λ(t1+2T) =
1
e− λ.t1.e−2λT−1(2)
+ Mặt khác ta có:
ln 2
2 ln
4
T
T T
e e e
(3) + Thay (1), (3) vào (2) ta được: k
❑
=
1
1 1+k
−1=4k+3
Câu 28 Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có tính cảm kháng, tăng tần số dòng điện xoay chiều hệ số cơng suất mạch:
A tăng. B không đổi C 1. D giảm. HD: + Mạch có tính cảm kháng ZL>ZC ⇒tanϕ=ZL− ZC
R >0
+ Tăng tần số ZL tăng, ZC giảm ⇒ tan ϕ tăng ⇒ ϕ tăng ⇒ cos ϕ giảm
Câu 29 Một lắc lị xo có k = 100(N/m) vật nặng khối lượng m = 5/9(kg) dao động điều hồ theo phương ngang có biên độ A = 2cm mặt phẳng nhẵn nằm ngang Tại thời điểm m qua vị trí động năng, vật nhỏ khối lượng m0 = 0,5m rơi thẳng đứng dính chặt vào vật m Khi qua vị trí cân hệ (m+m0 ) có tốc độ
A 20(cm/s) B 25(cm/s) C 30(cm/s) D 50(cm/s) HD: + Vị trí wđ = wt: kx2
2 =
1
kA2
2 ⇒ x =
A√2
2 = √2 (cm) + Khi vận tốc m là: mv
2
2 =
kx2
2 ⇒ v = x √ k
m = √2 √180 = √10 (cm/s) + Theo ĐLBT động lượng theo phương ngang ta có: (m + m0)v0 = mv ⇒ v0 = mvm
+m0 =
3 v = √10 (cm/s)
+ Khi qua VTCB hệ hai vật có tốc độ cực đại: (m+m0)vmax
2 =
kx2 +
(m+m0)v02
⇒ v2max = v02 + kx2
m+m0
= 160 + 240 = 400 ⇒ vmax = 20 cm/s
Câu 30 Chiết suất môi trường suốt xạ điện từ A tia hồng ngoại lớn chiết suất tia tử ngoại. B giảm dần từ màu đỏ đến màu tím.
C giảm dần từ màu tím đến màu đỏ.
D có bước sóng khác qua có giá trị. HD: Chiết suất tia tim lớn với tia đỏ nhỏ nhất.
Câu 31 Trong thí nghiệm Y- âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe sáng 1(mm), khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 2,5(m) Ánh sáng đến hai khe đơn sắc có bước sóng 0,6(μm) Trên quan sát, xét hai điểm M, N nằm phía so với vân trung tâm, cách vân trung tâm 2(mm) 8(mm) Số vân sáng quan sát đoạn MN
A 7. B 6. C 5. D 4.
HD: 1,5 1,5 1,3 5,3 2,3, 4,5
D
i mm ki k k k
a
(9)Câu 32 Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 100(); C= 10−4
2π (F); L=
3
(H) cường độ dòng điện qua mạch có dạng: i = 2cos100t (A) Viết biểu thức tức thời điện áp hai đầu mạch điện
A u=200√2 cos(100πt −π
4) (V) B u=200√2 cos(100πt+
π
4) (V) C u=200 cos(100πt −π
4) (V) D.
u=200 cos(100πt+π
4) (V)
HD: + Cảm kháng : 100 300
L ZL
; Dung kháng :
2 10 100
1
1
4
C ZC
= 200 + Tổng trở : Z = R2 (ZL ZC)2 1002 (300 200)2 100 2
+ Điện áp cực đại : U0 = I0.Z = 2.100 2V =200 2V
+ Độ lệch pha : R rad
Z Z
tg L C
4 45
100 200
300
+ Pha ban đầu HĐT : 0
u i rad
4
+ Biểu thức Điện áp: u = 0cos( ) 200 2cos(100 4)
t t
U u
(V)
Câu 33 Một tụ điện xoay có điện dung tỉ lệ thuận với góc quay tụ Tụ có giá trị điện dung C biến đổi giá trị C1=10(pF) đến C2 = 490(pF) ứng với góc quay tụ α tăng dần từ 00 đến 1800 Tụ điện mắc với cuộn dây có hệ số tự cảm L = 2(H) để làm thành mạch dao động ở lối vào máy thu vô tuyến điện Để bắt sóng 19,2m phải quay tụ góc α tính từ vị trí điện dung C bé
A 15,70 B 17,50 C 19,10 D 51,90
HD: + Bước sóng: λ = 2πc √LC ⇒ C = λ
4π2c2L =
19,22
4π232 10162 10−6 = 51,93.10-12 F = 51,93 pF
+ Điện dung tụ điên: C = C1 + C2− C1
1800 = 10 +
3 = 51,93 (pF) ( góc quay kể từ C1 = 10 pF)
⇒ = 15,7230 = 15,70
Câu 34 Một sóng học lan truyền mặt thoáng chất lỏng nằm ngang với tần số 10(Hz), tốc độ truyền sóng 1,2(m/s) Hai điểm M N thuộc mặt thoáng, phương truyền sóng, cách 26(cm) (M nằm gần nguồn sóng hơn) Tại thời điểm t, điểm N hạ xuống thấp Khoảng thời gian ngắn sau điểm M hạ xuống thấp
A 1/120(s) B 1/60(s) C 1/12(s) D 11/12(s)
HD: + Ta có: = 12 cm ;
MN =
26 12 = +
1
6 hay MN = 2 + 6
Dao động M sớm pha dao động N góc
(10)
Dùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn dễ dàng thấyDùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn dễ dàng thấy : Ở thời điểm t, uN = -a
(xuống thấp nhất) uM =
a
lên
Thời gian tmin =
5T =
5
s s
60 12 ; (với T =
1
s f 10 ).
Câu 35 Hạt nhân 22688Ra có chu kì bán rã 1570 năm, đứng n phân rã hạt biến đổi thành hạt nhân X Động hạt phân rã 4,800(MeV) Coi khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u xấp xỉ số khối chúng Năng lượng toàn phần toả phân rã la
A 5,426(MeV) B 3,215(MeV) C 4,887(MeV) D 4,713(MeV) HD: + Áp dụng định luật BT động lượng: ⃗P
X+ ⃗Pα=⃗0⇒PX=Pα⇒
mα
mX
= WX
Wα
= 222
⇒ WX =
222 Wα =
222 4,8 = 0,087 MeV
+ Áp dụng định luật BT lượng toàn phần: ∆E = W + WX = 4,8 + 0,087 = 4,887 MeV
Câu 36 Một lắc lò xo nằm ngang, vật nhỏ có khối lượng m, dao động điều hịa với biên độ A Khi vật vị trí x =A/2, người ta thả nhẹ nhàng lên m vật có khối lượng hai vật dính chặt vào Biên độ dao động lắc
A A
2 B
A√7
2 C
A
√2 D
A√5 HD: + Tại vị trí x, ta có:
2 2
2
2 4
v A v
A x
(1) với
2 k m
+ Khi đặt thêm vật: '2
2
k m
; vị trí x:
2 2
'2
'2 4 2
v A v
A x
(2)
+ Từ (1) suy
2
2
4
v A
thay vào (2), ta
2 2
'2 23 ' 7
4 4
A A A A
A A
Câu 37 Trong quang phổ vạch nguyên tử hiđrô, vạch ứng với dịch chuyển electron từ quỹ đạo M quỹ đạo K có bước sóng λ1 = 0,1026(μm), vạch ứng với bước sóng dài dãy Ban-me λ2 = 0,6566(μm) Bước sóng dài dãy Lai-man là:
A 0,1216(μm). B 0,1432(μm). C 0,1824(μm). D 0,0608(μm). HD: + Ta có: hcλ
21 = E2 – E1 = (E3 –E1) – (E3 – E2) = hc
λ1 -
hc
λ2
+ Bước sóng dài dãy Lai-man: λ21= λ1.λ2
λ2− λ1
≈0,1216(μm)
Câu 38 Hai nhạc cụ khác loại chơi nhạc, ta nhận biết loại nhạc cụ nhờ âm sắc (sắc thái âm) Âm sắc khác
A tần số khác nhau, lượng khác nhau B độ cao độ to khác nhau
C số lượng, loại họa âm cường độ họa âm khác nhau D số lượng họa âm khác nhau
HD: Âm sắc khác chung khác số lượng, loại họa âm cường độ họa âm.
(11)cầu A dọc theo trục lò xo với tốc độ 1(m/s), va chạm hai cầu đàn hồi xuyên tâm Hệ số ma sát A mặt phẳng đỡ = 0,1; lấy g = 10(m/s2) Sau va chạm cầu A có biên độ lớn là:
A 3,759(cm) B 5(cm) C 4,756(cm) D 4,525(cm) HD: Theo ĐL bảo toàn động lượng vận tốc cầu A sau va chạm v = 1m/s.
+ Theo ĐL bảo tồn lượng ta có: kA
2 +AFms=mv 2 ⇒
kA2
2 +μmgA= mv2
2 ⇒ 20A2 + 0,1A – 0,05 = ⇒ 200A2 + A – 0,5 = ⇒ A = √401−1
400 =0,04756 m = 4,756 cm
Câu 40 Khi nói hệ Mặt Trời, phát biểu sau sai?
A Các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời theo chiều. B Hành tinh gần Mặt Trời Kim tinh.
C Sao chổi thành viên hệ Mặt Trời.
D Hành tinh xa Mặt Trời Hải Vương tinh.
HD: Hành tinh gần Mặt Trời Thủy tinh khơng phải Kim tinh.
B PHẦN RIÊNG: Thí sinh chọn làm phần (Phần I Phần II) Phần I Theo chương trình chuẩn (10 câu: Từ câu 41 đến câu 50)
Câu 41 Trong đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh, cường độ dòng điện qua mạch sớm pha góc (với 0<<0,5) so với điện áp hai đầu đoạn mạch Đoạn mạch
A gồm điện trở cuộn cảm. B gồm cuộn cảm tụ điện. C gồm điện trở tụ điện. D có cuộn cảm.
HD: Trong mạch điện chứa điện trở tụ điện cường độ dòng điện qua mạch sớm pha điện áp hai đầu đoạn mạch
Câu 42 Hai tụ điện C1 = C2 mắc song song Nối hai đầu tụ với ắc qui có suất điện động E = 6(V) để nạp điện cho tụ ngắt nối với cuộn dây cảm L để tạo thành mạch dao động Sau dao động mạch ổn định, thời điểm dòng điện qua cuộn dây có độ lớn giá trị dịng điện cực đại, người ta ngắt khóa K mạch nhánh chứa tụ C2 hở Kể từ đó, hiệu điện cực đại tụ lại C1 là:
A √2 (V) B (V) C √3 (V) D 3 √5 (V) HD: + Gọi C0 điện dung tụ điên
+ Năng lượng mạch dao động chư ngắt tụ C2 là: W0 = CU2 =
2C0E2
2 =36C0
+ Khi i=I0
2 , lượng từ trường WL = Li =
4 LI0
2
2 = W Ư
4 =9C0 + Khi lượng điên trường là: WC = 3W0
4 =27C0 + Năng lượng điên trường tụ là: WC1 =WC2 = 13,5C0
+ Sau ngắt tụ lượng lại mạch là: W = WL +WC1 = 22,5C0 + Mà: W = C1U12
2 =
C0U12
2 =22,5C0 ⇒ U12 = 45 ⇒ U1 = √5 (V)
Câu 43 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, thực đồng thời với hai xạ đơn sắc có bước sóng λ1 λ2, khoảng vân tương ứng thu quan sát i1 = 0,48(mm) i2 Hai
điểm điểm A, B quan sát cách 34,56(mm) AB vng góc với vân giao thoa Biết A
(12)và B hai vị trí mà hai hệ vân cho vân sáng Trên đoạn AB quan sát 109 vân sáng có 19 vân sáng màu với vân sáng trung tâm Giá trị i2
A 0,32(mm). B 0,24(mm). C 0,60(mm). D 0,64(mm) HD: + Số vân sáng xạ 1 vùng AB:
1
1 AB N
i
+ Số vân sáng xạ 2 vùng AB:
2 AB N
i
+ Số vân trùng hệ vân: N = N1 + N2 - Số vạch sáng quan sát
+ Hay 19
3
3
3
2 34,56.10 34,56.10
107 0, 64.10 0, 64
0, 48.10 i i m mm
Câu 44 Điện trạm điện truyền hiệu điện 20(kV) Hiệu suất trình tải điện H1 = 80% Biết công suất truyền tải đến nơi tiêu thụ không đổi Muốn hiệu suất truyền tải tăng lên đến H2 = 95% ta phải:
A Tăng hiệu điện lên đến 36,7(kV). B Giảm hiệu điện xuống 10(kV). C Giảm hiệu điện xuống 5(kV). D Tăng hiệu điện lên đến 40(kV). HD:+ Gọi công suất nơi tiêu thụ P
+ Ta có : H1 = P P
+ΔP1 = 0,8 (1) ⇒ P1 =
4P (1’) ; H2 =
P
P+ΔP2 = 0,95 (2) ⇒ P2 =
19 P (2’)
+ Từ (1) (2): H2
H1
= P+ΔP1
P+ΔP2
=0,95 0,8 + Từ (1’) (2’) ΔP1
ΔP2 =19
4 + Mặt khác: P1 = (P + P1)2 R
U12
(3) ( Với P + P1 công suất trước tải)
P2 = (P + P2)2 R
U2
2 (4) ( Với P + P2 công suất trước tải)
+ Từ (3) (4)
P+ΔP1¿
¿
P+ΔP2¿2 ¿ ¿ ¿ ¿
⇒ U2 = U1 P+ΔP2
P+ΔP1√
ΔP1
ΔP2 = 20
0,8 0,95√
19
4 = 36,7 kV
Câu 45 Khi nhà nghe đài phát mà có cắm, rút bếp điện, bàn thường nghe thấy có tiếng lẹt xẹt loa là:
A Do việc cắm, rút khỏi mạng điện tác động đến mạng điện nhà. B Do bếp điện, bàn là vật trực tiếp làm nhiễu âm C Do thời tiết xấu nên sóng bị nhiễu.
D Do việc cắm, rút khỏi mạng điện tạo sóng điện từ gây nhiễu âm thanh.
Câu 46 Con lắc đơn gồm sợi dây không giãn, mãnh, dài l=1(m) gắn với vật nhỏ có khối lượng m = 50(g) mang điện tích q=−2 10−5(C) ,lấy g=9,86(m/s2) Đặt lắc vào vùng điện trường có
⃗E thẳng đứng hướng xuống, cường độ E = 25(V/cm) Chu kì lắc lúc là:
(13)HD: + Lực điện trường tác dụng lên cầu tích điện q có độ lớn:
F=|q|E=2 10−5 2500=0,05(N)
+ Do ⃗E có hướng thẳng đứng hướng xuống; q<0 nên lực điện trường ⃗F có hướng thẳng đứng hướng lên nên F ngược chiều ⃗P
+ Ta có gia tốc hiệu dụng: g '=g −F
m=9,86−
0,05
0,05=8,86(m/s
) + Chu kì lắc: T '=2π√ l
g '=2π√
8,86=2,11(s)
Câu 47 Khi hiệu điện hai cực ống Cu-lít -giơ giảm 2000(V) tốc độ êlectron tới anốt giảm 6000(km/s) Tốc độ êlectron tới anốt ban đầu là:
A 6,16.107(m/s) B 4,5.107(m/s) C 3,06.107(m/s) D 5,86.107(m/s) HD: + Kí hiệu U = 2.103 (V); v = 6.106m/s
+ Ta có: Wđ = mv
2 – mv
2 = eUAK (1) với v0 vận tốc electron catot W’đ =
2 m(vΔv)
2
– mv
2 = e(UAK – U) (2) + Lấy (1) – (2)
⇒ mv2
2 –
2 m(vΔv)
2
= eU
⇒
v =
2 2eΔU
+ (Δv) m
2Δv = 6,16.107m/s
Câu 48 Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ người ta đặt quan sát cách mặt phẳng hai khe khoảng D khoảng vân 2(mm) Khi khoảng cách từ quan sát đến mặt phẳng hai khe D+∆D D-∆D khoảng vân thu tương ứng 3i0 i0 Nếu khoảng cách từ quan sát đến mặt phẳng hai khe D+3∆D khoảng vân là:
A 2,5(mm). B 5(mm). C 3(mm). D 4(mm).
HD : Theo ra: 3i0=D+ΔD
a λ ;i0=
D − ΔD
a λ⇒ΔD=
D
2 ;i=
D
a λ=2 mm⇒i'=
D+3ΔD
a λ=
D+D
2
a λ=2,5i=5 mm
Câu 49 Một chất điểm dao động điều hịa với chu kì T biên độ 12(cm) Biết chu kì, khoảng thời gian để vận tốc có độ lớn khơng vượt 24 √3 cm/s 2T
3 ( Với T chu kỳ dao động ) Chu kì dao động chất điểm
A 1(s) B 1,5(s) C 2(s) D 0,5(s)
HD: + Từ giả thuyết, v ≤ 24 √3 (cm/s)
+ Gọi x1 vị trí mà v = 24 √3 (cm/s) t1 thời gian vật từ vị trí x1 đến A
Thời gian để vận tốc có độ lớn khơng vượt q 24 √3 (cm/s) là: t = 4t1 = 2T/3 t1 = T/6 x1 = A/2
+ Áp dụng công thức:
2
2 v 4 0,5( ).
A x T s
Câu 50 Dùng hạt prơtơn có động Kp = 8,0(MeV) bắn vào hạt nhân ❑1123Na đứng yên, ta thu hạt hạt X có động tương ứng Kα = 2,0(MeV); KX = 0,4(MeV) Coi phản ứng
- Mã đề:148
- A - x1 O x1 A
(14)không kèm theo xạ gamma, lấy khối lượng hạt nhân tính theo u xấp xỉ số khối Góc vectơ vận tốc hạt α hạt X là:
A 300. B 600. C 1200. D 1500.
HD: + Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:
⃗pp=⃗pα+ ⃗px⇒mpKp=mαKα+mxKx+2√mαmxKxKαcosϕ⇔cosϕ=mpKp− mαKα− mxKx
2√mαmxKxKα =−0,5 ⇒α=1200
Phần II Theo chương trình nâng cao (10 câu: Từ câu 51 đến câu 60)
Câu 51 Một hạt có động tương đối tính gấp hai lần động cổ điển (tính theo học Niu-tơn). Vận tốc hạt
A v=0,672c B v=0,707c C. v=0,786c D v=0,866c
HD: + Động tương đối tính:
2
0 2 2
1
1 /
K E E m c
v c
+ Động cổ điển:
2 W
2 d
m v + Theo ta có :
2
2 2
2
0 2 2
2 2
1 1
2 2
2 /
1 / /
d
m v v v v
K W m c
c v c c c
v c v c
2
2
2
2 1 0,618 v 0,618 0,786
x x x x x x x x v c
c
Câu 52 Một bánh đà quay quanh trục cố định Tác dụng vào bánh đà momen hãm, momen động lượng bánh đà có độ lớn giảm từ 6,0(kg.m2/s) xuống 1,5(kg.m2/s) thời gian 1,5(s) Momen hãm tác dụng lên bánh đà khoảng thời gian có độ lớn
A 8,0(N.m). B 3,0(N.m). C 30(N.m). D 4,0(N.m).
HD: + Mômen hãm: M=Iγ=L2− L1
Δt =3,0N.m
Câu 53 Tính chất bật tia hồng ngoại là:
A Bị nước thuỷ tinh hấp thụ mạnh. B Gây tượng quang điện ngoài. C Tác dụng nhiệt. D Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại. HD: Tác dụng bật tia hồng ngoại tác dụng nhiệt.
Câu 54 Một lắc đơn gồm dây treo nhẹ, không giãn dài 1m gắn đầu với vật có khối lượng m. Lấy g = 10(m/s2), 2 = 10 Treo lắc đơn vào giá cố định trường trọng lực Người ta kéo vật khỏi vị trí cân để dây treo lệch góc 0,02(rad) bên phải, truyền cho vật vận tốc 4(cm/s) bên trái cho vật dao động điều hịa Chọn hệ quy chiếu có gốc vị trí cân bằng, chiều dương hướng sang trái, thời điểm ban đầu lúc vật qua vị trí cân lần đầu Phương trình li độ vật là:
A s = 2cos(t + /2)(cm) B s = 2cos(t - /2)(cm) C s = 2 √5 cos(t + /2)(cm) D s = 2 √5 cos(t - /2)(cm) HD: +Phương trình dao động lắc đơn theo li độ dài là: s = S0cos(t + ).
+) Ta có:
g l
= (rad/s);
2
0
v
S s
= 2 √5 (cm/s) 0 = 0,02 √5 (rad)
+) Lúc t =
0 os = os =0
sin <0
v >0
s S c c
(15)Câu 55 Katốt tế bào quang điện phủ lớp Cêxi có cơng 2(eV) Katốt chiếu sáng chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5(μm) Dùng chắn tách chùm hẹp electron quang điện hướng vào từ trường có ⃗B vng góc với ⃗v0 , với B = 4.10-5(T) Bán kính quĩ đạo electron từ trường là:
A 3,06(cm) B 2,86(cm) C 5,87(cm) D 7,25(cm)
HD:+ Vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện: v0 max=√2(ε− A) m + Khi bay vào từ trường (v0 max⊥⃗B) e chuyển động tròn
⇒R=mv0 max
|e|B = m
|e|B.√
2(ε − A)
m =5,87(cm)
Câu 56 Một tụ điện gồm có tất 19 nhơm đặt song song, đan xen nhau, diện tích đối diện hai S = 3,14(cm2) Khoảng cách hai liên tiếp d = 1(mm) Mắc hai đầu tụ xoay với cuộn cảm L = 5(mH) Khung dao động bắt sóng điện từ có bước sóng
A 52,3(m). B 64,5(m). C 967(m). D 942(m).
HD: + Điện dung tụ phẳng có hai song song S C
kd
+ Khi có n ghép song song ta (n-1) tụ ghép song song với :
1
( 1) 942
b b
C n C c LC m
( k = 9.109)
Câu 57 Một bàn trịn phẳng nằm ngang bán kính 0,5(m) có trục quay cố định thẳng đứng qua tâm bàn Momen quán tính bàn trục quay 2(kg.m2) Bàn quay với tốc độ góc 2,05(rad/s) người ta đặt nhẹ vật nhỏ khối lượng 0,2(kg) vào mép bàn vật dính chặt vào Bỏ qua ma sát trục quay sức cản mơi trường Tốc độ góc hệ (bàn vật)
A rad/s B 2,05 rad/s C 0,25 rad/s D rad/s
HD: + Ta có:
I ,
I I I ' ' ' rad/ s
I mr , ,
2 05 2
Câu 58 Một ống khí có đầu bịt kín, đàu hở tạo âm có tần số 112(Hz) Biết tốc độ truyền âm khơng khí 336(m/s) Bước sóng dài họa âm mà ống tạo bằng:
A 1(m) B 2(m). C 0,8(m). D 0,2(m)
HD: + Điều kiện để có sóng dừng ống: l=(2k+1) λ 4⇒λ=
4l
2k+1 (*)
(l chiều dài cột khí ống, đầu kín nút đầu hở bụng sóng dừng ống khí)
⇒f=v
λ=(2k+1) v
4l=(2k+1)f0 ( f0=
v
4l : tần số âm bản)
+ Theo ta có: f0=112Hz⇒ v
4l=112⇒l= v
4 112=0,75m
+ Âm k=0 Từ (*) ta thấy hoạ âm có λmax (2k+1)min=3 (với
k=1 )
+ Vậy: λmax=4l
3 =1(m)
Câu 59 Đặt điện áp u = Uocosωt ( Uovà ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm có biến trở R, tụ điện có dung kháng 80 (Ω), cuộn cảm có điện trở 30(Ω) cảm kháng 50 (Ω) Khi điều chỉnh trị số biến trở R để công suất tiêu thụ biến trở cực đại hệ số cơng suất đoạn mạch
(16)A
B
2
C.
2
D
7
HD: + Công suất tiêu thụ R: PR = I2R =
ZL− ZC¿2
R+r¿2+¿ ¿
U2R
¿
=
ZL− ZC¿
¿
R+r¿2+¿ ¿ ¿
U2
¿
+ Để PR = PRmax mẫu số y = R +
ZL− ZC¿2
¿
r2+¿ ¿
+ 2r = Ymin
+ Y có giá trị R = ZL− ZC¿
r2 +¿
√¿
= 60
⇒ Hệ số công suất:cos =
ZL− ZC¿
R+r¿2+¿ ¿
R+r
¿
= √3
Câu 60 Momen động lượng vật rắn quay quanh trục cố định sẽ A thay đổi có momen ngoại lực tác dụng.
B luôn không đổi
C thay đổi có ngoại lực tác dụng.