Đề 10 ĐềDựBị1 NĂM 2003 Câu I: (1 điểm) Quang phổ vạch phát xã do những nguồn như thế nào phát ra? Tại sao có thể sử dụng quang phổ vạch phát xạ để phân tích đònh tính và đònh lượng mẫu vật? Nêu ưu điểm của phép phân tích này. Câu II: (1 điễm) 1) Lực hạt nhân có vai trò gì? Tại sao nói lực hạt nhân không phải là lực tónh điện? 2) Vì sao phản ứng nhiệt hạch chỉ có thể thực hiện được ở những nhiệt độ rất cao? Viết chương trình phản ứng tạo thành hạt nhân Hêli 4 2 He từ Dơtêri 2 3 11 H và Tri . H Câu III: (1 điểm) Tần số của một âm thanh do dây đàn phát ra phụ thuộc vào bầu đàn hay phụ thuộc vào bản chất, kích thước và sức căng của dây đàn? Tại sao âm thanh phát ra từ dây đàn có thể lan truyền rộng rãi trong không gian xung quanh mặc dù dây đàn có tiết diện nhỏ? Tại sao âm thanh của mỗi loại đàn lại được đặc trưng bởi âm sắc riêng? Câu IV: (1 điểm) Vật kính của một máy ảnh được coi như một thấu kính hội tụ mỏng có tiêu cự f = 8,6cm. Dùng máy ảnh này chụp một tháp truyền hình ở rất xa, góc trông tháp từ máy ảnh là 2 0 . Vẽ đường đi các tia sáng tạo nên ảnh của tháp và tính chiều cao của tháp trên phim? Câu V: (1 điểm) Trong mạch dao động của một máy thu vô tuyến, độ tự cảm của cuộn dây có thể biến thiên từ 0,5 Hµ đến 10 Hµ . Muốn máy thu bắt được dải sóng từ 40m đến 250m thì tụ điện phải có điện dung biến thiên trong khoảng giá trò nhỏ nhất bằng bao nhiêu? Bỏ qua điện trở thuần của mạch dao độnt. Cho vận tốc sóng điện từ trong chân không c = 3 x 10 8 m/s. Câu VI: (1 điểm) Một lò xo dài, khối lượng không đáng kể, có độ cứng k, đầu trên được treo vào một điểm cố đònh. Một vật nhỏ khối lượng m được gán vào đầu dưới của lò xo. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản. 1) Từ vò trí cân bằng người ta kéo vật xuống phía dưới theo phương thẳng đứng một đoạn nhỏ bằng bcm, rồi thả không vận tốc ban đầu. Chứng minh rằng dao động điều hòa. 2) Cho k = 10N/m, m = 100g, b = 4cm. Xác đònh chiều và độ lớn gia tốc của vật khi nó đạt đến vò trí cao nhất. Câu VII: (1 điểm) Một mạch điện gồm một đèn dây tóc Đ loại 110V – 50W, tụ điện có điện dung C, cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở thuần r, điện trở R 8 = Ω (Như hình vẽ). Mắc hai đầu M, N vào hiệu điện thế xoay chiều có giá trò hiệu dụng U = 220V và có tần số f = 50Hz. Đèn sáng bình thường trong trường hợp ngắt và đóng khóa K. Khi ấy vôn kế chỉ U 1 = 180V. Điện trở của vôn kế rất lớn. Hãy tính L, r, C và độ lệch pha giữa dòng điện vàhiệu điện thế trên hai đầu cuộn dây. Biết đèn Đ chỉ có điện trở thuần, cho tg85,5 0 = 12,71. Câu VIII (1 điểm) Khi rọi ánh đơn sắc có bước sóng 0,5 mλ = µ lên một lá kim loại cô lập chưa nhiễm điện thì lá kim loại nhiễm điện đến điện thế tối đa V max = 1,5V. Giải thích sự nhiễm điện này và xác đònh giới hạn quang điện của kim loại đó. Cho hằng số Plăng, vận tốc ánh sáng trong chân không, giátrò tuyệt đối của điện tích electron lần lượt là: h = 6,625X10 -34 K.s, c = 3x10 8 m/s, e = 1,6 X 10 -19 C. Câu IX (2 điểm) Một lăng kính có tiết diện thẳng là một tam giác đều, chiết suất n 2= , đặt trong không khí (chiết suất n 0 = 1). Chiếu một tia sáng đơn sắc nằm trong một tiết diện thẳng đến một mặt bên của lăng kính và hướng từ phía đáy lên với góc tới i. 1) Góc tới i bằng bao nhiêu thì góc lệch của tia sáng đi qua lăng kính có giá trò cực tiểu D min ? tính D min . 2) Giữ nguyên vò trí tia sáng tới. Để tia sáng không ló ra được ở mặt bên thứ hai thì phải quay lăng kính quanh cạnh lăng kính theo chiều nào với góc nhỏ nhất bằng bao nhiêu? Cho sin21,47 0 = 0,366. 3) Đặt lăng kính sao cho tia sáng tới song song với mặt đáy và cho tia khúc xạ gặp mặt đáy. Hỏi tia tới trên mặt đáy có bò phản xạ toàn phần không? Tại sao ? Chứng minh rằng kết quả này không phụ thuộc vào chiết suất n của lăng kính? BÀI GIẢI Câu I (1 điểm) Sách giáo khoa vật lí lớp 12. Câu II (1 điểm) 1) Lực hạt nhân liên kết các nuclôn trong hạt nhân với nhau, lực hạt nhân không phải là lực tónh điện vì nó liện kết các nơtrôn với nhau, liên kết với các prôtôn (mang điện tích cùng dấu) với nhau và liên kết prôtôn với nơtrôn trong cùng một hạt nhân. 2) Các hạt mang điện dương đẩy nhau và đẩy nhau càng mạnh khi chúng càng đến gần nhau. Vì vậy phải cung cấp cho các hạt nhân động năng rất lớn (hoặc đưa nhiệt độ lên rất cao khoảng 108K) để chúng có thể đến gần nhau và gây ra phản ứng hạt nhân theo phương trình 2 3 111 0 H H n+ → Câu III (1 điểm) Âm thanh do dây đàn phát ra phụ thuốc vào bản chất, kích thước không gian và sức căng của dây đàn. Nó có thể lan truyền rộng rãi trong không gian xung quanh là nhờ bầu đàn rỗng. Âm thanh của mỗi loại đàn được đặc trưng bởi một âm sắc riêng là do hình dáng, kích thước và chất liệu làm bầu đàn. Mỗi loại đàn có bầu đàn cộng hưởng với một tần số âm thanh nên tạo ra âm sắc riêng cho loại đàn đó. Câu IV (1 điểm) Độ cao của ảnh: h ' A 'B' OA'tg f.= = α = α (vì α nhỏ nên ta tgα = α ). Thế số: h 8,6 2 0,3cm 3mm 180 π = × × = = Câu V (1 điểm) Ta có: 2 2 2 2 2 2 cT 2 c LC 4 c LC C 4 c L λ = = π ⇒ λ = π λ ⇒ = π Khi L = L1 =0,5x10 -6 H thì 2 2 10 min 1min 2 2 2 8 2 6 1 2 2 10 max 1max 2 2 2 8 2 6 1 40 C 9,006 10 F; 4 c L 4 (3 10 ) 0,5 10 250 C 351,8 10 F; 4 c L 4 (3 10 ) 0,5 10 − − − − λ = − = × π π × × × × λ = − = × π π × × × × Khi L = L 2 = 10 x 10 -6 H thì 2 2 10 min 2min 2 2 2 8 2 5 2 2 2 10 max 2max 2 2 2 8 2 5 2 40 C 0,4503 10 F; 4 c L 4 (3 10 ) 10 40 C 17,59 10 F. 4 c L 4 (3 10 ) 10 − − − − λ = − = × π π × × × λ = − = × π π × × × Vậy ta có 1min 2max C C C≤ ≤ Hay 10 10 9,006 10 F C 17,59 10 F. − − × ≤ ≤ × Câu VI (1 điểm) 1) Tại vò trí cân bằng ta có: 0 mg k l 0− ∆ = (1) Tại vò trí li độ x bất kì 0 mg k( l x) mx"− ∆ + = (2) Thay (1) vào (2) ta được: k kx mx" x" x 0 m − = ⇒ + = (3) Nghiệm của phương trình vi phân (3) là: k x Asin( t ) với m = ω + ϕ ω = (4) Vậy vật dao động điều hòa. Ta có 2 2 2 0 2 x A x b 0 b= + = + = ω Chọn chiều dương hướng lên trên, ta có lúc t = 0, X 0 = -b, thay vào (4) b bsin sin 1 . 2 π − = ϕ ⇒ ϕ = − ⇒ ϕ = − Phương trình dao động của vật là: x bsin t cm 2 π = ω − ÷ (5) 2) Ta có: k 10 10rad / s m 0,1 ω = = = Khi đó chương trình (5) trở thành: x 4sin 10t (cm) 2 π = − ÷ Gia tốc: 2 a x.= ω Tại vò trí cao nhất x = b nên a = -100 x 4 = -400cm/s 2 < 0. Vậy a r hướng xuống. Câu VII (1 điểm) Khi k đóng, giữa O và B là khóa k có điện trở bằng 0. Công suất của đèn: P UIcos UI= ϕ = . Cường độ dòng điện: P 50 I 0,4525A U 110 = = = Điện trở của đèn là: Đ U 110 R 242 I 0,4525 = = = Ω Từ giản đồ vectơ ta có: ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 MN MO MH HN MH HO HN HO 2ON.HO ON− = + − + = − = + Vậy 2 2 2 2 2 2 MN MO ON 220 180 110 HO 17,73V 2 110 2ON − − − − = = = × Vậy r R U U 17,73 r R 39 I 0,4525 + + = = = Ω Nên: r 39 R 39 8 31 = − = − = Ω Ta có: MO MO U 180 Z 396 I 0,4525 = = = Ω Mặc khác: 2 2 2 2 MO L Z (r R) Z 396 39 391,1= + + = − = Ω L Z 394,1 L 1,35H 2 f 100 ⇒ = = = π π Khi k đóng: đ đ U I Z = khi k ngắt đ n U I Z = theo đầu bài: đ n đ n I I Z Z .= ⇒ = hay: 2 2 2 2 Đ L Đ L C (r R R ) Z (r R R ) (Z Z )+ + + = + + + − L C L Z Z Z⇒ − = ± (1) có nghiệm Z C = 0 (loại) và Z C = 2Z L Vậy C L Z 2Z 2 394,1 788,1⇒ = = × = Ω 6 C 11 C 4,04 10 c 4,04 C Z 100 .788,1 − = = = × = µ ω π Độ lệch pha ϕ giữa i và U AM là: L Z 394,1 tg 12,71 r 31 ϕ = = Vậy 0 85,5 1,49radϕ = = . Câu VIII (1 điểm) 1) Giải thích sự nhiễm điện: Khi một electron hấp thụ một phôtôn của ánh sáng tới, electron sẽ có năng lượng lớn hơn công thoát A nên nó có thể bứt khỏi bề mặt kim loại được chiếu sáng, làm cho kim loại thiếu điện tích âm nên kim loại tích điện dương. 2) Xác đònh 0 λ Từ công thức anhxtanh về hiện tượng quang điện: max 0 hc hc e . V= + λ λ 19 max 6 34 8 0 e . V 111 1,6 10 1,5 hc 0,5 10 6,625 10 3 10 − − − × × ⇒ = − = − λ λ × × × × Suy ra 6 0 1,2619 10 m 1, 2619 m. − λ = × = µ Cau IX (2 điểm) 1) Góc lệch đạt cực tiểu khi góc tới bằng góc ló: 1 2 1 2 i i r r= ⇒ = Vậy 1 2 A r r 2 = = Và 0 11 A 2 Sin i n sin r n sin 2 sin 30 . 2 2 = = = = 0 1 2 i arcsin 45 2 = = ÷ ÷ 0 0 0 min D 2i A 90 60 30 .= − = − = 2) Ta có 0 gh gh 11 sin i i 45 n 2 = = ⇒ = . Để tia sáng không có ra sau lăng kính thì ít nhất là r 2min = i gh = 45 0 0 1max 2 r A r 60 45 15⇒ = − = − = Vậy 0 1max 1max sin i n sin r 2 sin15 0,366= = = 0 1max i 21,47⇒ = Vậy phải quay lăng kính theo chiều sau cho góc i 1 giảm từ 45 0 xuống 21,47 0 . Trên hình vẽ cạnh AB quay tới A’B’ tức là pháp tuyến IN quay tới IN’ một góc 0 0 0 min i 45 21, 47 23,53 .∆ = − = . ≤ × Câu VI (1 điểm) 1) Tại vò trí cân bằng ta có: 0 mg k l 0− ∆ = (1 ) Tại vò trí li độ x bất kì 0 mg k( l x) mx"− ∆ + = (2 ) Thay (1 ) vào (2 ) ta được:. Z Z .= ⇒ = hay: 2 2 2 2 Đ L Đ L C (r R R ) Z (r R R ) (Z Z )+ + + = + + + − L C L Z Z Z⇒ − = ± (1 ) có nghiệm Z C = 0 (loại) và Z C = 2Z L Vậy C L Z 2Z