Xét các điểm trên mặt nước thuộc đường tròn tâm S1, bán kính S1S2, điểm mà phần tử tại đó dao động với biên độ cực đại cách điểm S 2 một đoạn ngắn nhất bằng.. Thay đổi A1 cho đến khi biê[r]
(1)ÐỀ THI TUYỂN SINH ĐẠI HỌC KHỐI A NĂM 2012
Môn thi : VẬT LÝ Phần BT tính chất sóng ánh sáng – Mã đề : 958
Cho biết: số Plăng h=6,625.10-34J.s; độ lớn điện tích nguyên tố e = 1,6.10-19C; tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 m/s; số Avôgadrô NA = 6,02.1023 mol-1.
I. PHẦN CHUNG CHO TẤT CẢ THÍ SINH (40 câu, từ câu đến câu 40)
Câu 1: Một lắc lị xo gồm lị xo nhẹ có độ cứng 100 N/m vật nhỏ khối lượng m Con lắc dao động điều hịa theo phương ngang với chu kì T Biết thời điểm t vật có li độ 5cm, thời điểm t+
4 T
vật có tốc độ 50cm/s Giá trị m
A 0,5 kg B 1,2 kg C.0,8 kg D.1,0 kg
Giải: Giả sử phương trình dao động vật x = Acos 2π
T t (cm, s) Khi vận tốc cảu vật\
v = - 2π
T Asin
2π
T t (cm/s); Khi x =Acos
2π
T t = cm -> cosAcos
2π
T t =
5
A
v = - 2Tπ Asin 2Tπ (t + T4 ) = - 2Tπ Asin( 2Tπ t + π2 ) = - 2Tπ Acos 2Tπ t -> 2π
T A
5
A = 50 -> T = π
5 = 2 √mk -> m = 1kg Chọn đáp án D
Câu 2: Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T Gọi vTB tốc độ trung bình chất điểm chu kì, v tốc độ tức thời chất điểm Trong chu kì, khoảng thời gian mà
4 TB v v
A
T
B
3 T
C T
D T
Giải: vTB = 4TA Giả sử phương trình dao động vật x = Acos 2Tπ t v = -
2π
T Asin
2π
T t -> v 4vTB
->
-2π
T Asin
2π
T t≥ π
4
4A
T =
Aπ T
> sin 2π T t≥
1
Trong chu kì, khoảng thời gian mà v 4vTB
2T
3 Chọn đáp án B
Câu 3: Laze A phát chùm xạ có bước sóng 0,45mvới cơng suất 0,8W Laze B phát chùm xạ có bước sóng 0,60m với cơng suất 0,6 W Tỉ số số phôtôn laze B số phôtôn laze A phát giây
A.1 B
20
9 C.2 D
3 Giải: PA = NA hcλ
A ; PB = NB
hc
λB >
NA NB
= PA PB
λA λB
= 0,8 0,6
0,45
0,60 = Chọn đáp án A
Câu 4: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 Trên quan sát, đoạn thẳng MN dài 20 mm (MN vng góc với hệ vân giao thoa) có 10 vân tối, M N vị trí hai vân sáng Thay ánh sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng
1
5
(2)A.7 B C D Giải: Theo ta bcos 10i1 = MN = 20mm - i1 = 2mm
i2 i1
= λ2 λ1
=
3 -> i2 = 10
3 mm Do xM = k1i1 = 2k1 xM
i2
= 2k1 i2
= 1,2k1 không thể số bán nguyên nên M vân sáng với ki = 5n (5, 10, 15,,,), Số khoảng vân sáng đoạn MN lúc 20
10 = -> số vân sáng đoạn MN lúc + = 7 Chọn đáp án A
Câu 10: Trong tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn dao động theo phương vng góc với mặt nước, biên độ, pha, tần số 50 Hz đặt hai điểm S1 S2 cách 10cm Tốc độ truyền sóng mặt nước 75 cm/s Xét điểm mặt nước thuộc đường tròn tâm S1, bán kính S1S2, điểm mà phần tử dao động với biên độ cực đại cách điểm S2 đoạn ngắn
A 85 mm B 15 mm C 10 mm D 89 mm
Giải: Bước sóng = v/f = 75/50 = 1,5 cm
Trên S1S2 có 13 điểm dao động với biên độ cực đại -6 ≤ k ≤ Cực đại gần S2 ứng với k = 6
Xét điểm M đường tròn S1M = d1 = 10cm ;S2M = d2 d1 – d2 = 6 = 9cm -> d2min = 10 – = cm = 10 mm
Chọn đáp án C
Câu 11: Hai dao động phương có phương trình x1 = A1cos( t 6)
(cm) x2 =
6cos( )
2 t
(cm) Dao động tổng hợp hai dao động có phương trình x A cos(t) (cm) Thay đổi A1 biên độ A đạt giá trị cực tiểu
A 6rad
B rad C 3rad
D 0rad Giải: Vẽ giãn đồ hình vẽ Theo ĐL hàm sin
A
sinπ
=
A1
sin(π 2+ϕ)
-> A đạt giá trị cực tiểu sin( π2 + ) =
Do = Chọn đáp án D
Câu 12: Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với dao động J và lực đàn hồi cực đại 10 N Mốc vị trí cân Gọi Q đầu cố định lò xo, khoảng thời gian ngắn lần liên tiếp Q chịu tác dụng lực kéo lị xo có độ lớn 3N 0,1 s Quãng đường lớn mà vật nhỏ lắc 0,4 s
A 40 cm B 60 cm C 80 cm D 115 cm
Giải: Gọi A biên độ dao động: kA = 10 (N); kA2
2 = (J) > A = 0,2m = 20cm
khoảng thời gian ngắn lần liên tiếp Q chịu tác dụng lực kéo lị xo có độ lớn 3N t = 12T + 12T = T6 ( lực kéo Q tăng từ 5 3N đến 10N sau giảm từ 10N đến )
/2+
A1
A
/6 /3
A/2
M d1
(3)Suy chu kì dao động lắc T = 0,6s
Quãng đường lớn mà vật nhỏ lắc 0,4 s = 23T là s = 3A = 60cm Chọn đáp án B
Câu 16: Tại điểm O môi trường đẳng hướng, không hấp thụ âm, có nguồn âm điểm, giống với công suất phát âm không đổi Tại điểm A có mức cường độ âm 20 dB Để trung điểm M đoạn OA có mức cường độ âm 30 dB số nguồn âm giống nguồn âm cần đặt thêm O
A B C D
Giải: Gọi P0 công suất nguồn âm điểm, n số nguồn âm đặt O lần sau; RA = 2RM
LA = 10lg IA
I0
; LM = 10lg IM
I0
-> LM – LA = 10lg IM
IA
= 10lg( nP0
4πR2M :
2P0
4πR2A ) =
10lg2n = 10
-> n = Vậy cần phải đặt thêm O số nguồn âm – = Chọn đáp án B Câu 17: Hạt nhân urani 23892U sau chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì
206
82Pb Trong q trình đó, chu kì bán rã 23892U biến đổi thành hạt nhân chì 4,47.109 năm Một khối đá phát có chứa 1,188.1020 hạt nhân 23892U 6,239.1018 hạt nhân
206
82Pb Giả sử khối đá lúc hình thành khơng chứa chì tất lượng chì có mặt sản phẩm phân rã 23892U Tuổi khối đá phát
A 3,3.108 năm. B 6,3.109 năm. C 3,5.107 năm. D 2,5.106 năm. Giải: Số hạt nhân chì tạo thành số hạt nhân uran bị phân rã
NU = (NU + NPb) e− λt -> eλt = (1 + NPb NU
) = 1,0525 > t = T. ln 1,0525
ln = 0,32998 109 năm = 3,3 ,108 năm Chọn đáp án A
Câu 18: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc 1, 2 có bước sóng 0,48 m 0,60 m Trên quan sát, khoảng
hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm có
A vân sáng 1 vân sáng 2 B vân sáng 1 4vân sáng 2
C vân sáng 1 5vân sáng 2 D vân sáng 1 4vân sáng 2
Giải: Vị trí vân sáng màu vân sáng trung tâm k11 = k22 -> 48k1 = 60k2 >
4k1 = 5k2 -> BSNNN 4, 20 -> x = 20n > k1 = 5n; k2 = 4n
n = -> k1 = 5; k2 = Do đó: Trên quan sát, khoảng hai vân sáng gần nhau nhất màu với vân sáng trung tâm có vân sáng 1 vân sáng 2.Chọn đáp án A
Câu 27: Đặt điện áp u = U0 cost (V) (U0 không đổi, thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm
điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm
5 H tụ điện mắc nối tiếp Khi =0 cường độ dịng điện hiệu dụng qua đoạn mạch đạt giá trị cực đại Im Khi = 1 = 2thì cường độ dịng điện cực đại qua đoạn mạch Im Biết 1 – 2 = 200 rad/s Giá trị R
bằng
A 150 B 200 C 160 D 50
ω1.ω=ω02⇒ LC =
1
(4)Im = U
R ; I01 = U0
Z =
ZL1− ZC1¿2
¿
R2
+¿
√¿
U√2 ¿
= Im= U
R
-> 2R2 = R2 + (ZL1 – ZC1)2
R2 = (ZL1 – ZL2)2 = L2 (1 - 2)2 -> R = L (1 - 2) =
5π200π = 160() Chọn đáp án C
Câu 25: Trên sợi dây căng ngang với hai đầu cố định có sóng dừng Không xét điểm bụng nút, quan sát thấy điểm có biên độ gần cách 15cm Bước sóng dây có giá trị
A 30 cm B 60 cm C 90 cm D 45 cm
Giải: Giả sử điểm M, N, P, Q, M’ là điểm có biên độ
Trong bó sóng có điểm cùng biên độ đối xứng qua bụng MN = 2EN > MN + NP = λ
2 = 30 cm > = 60cm Chọn đáp án B
Câu 31: Hai chất điểm M N có khối lượng, dao động điều hòa tần số dọc theo hai đường thẳng song song kề song song với trục tọa độ Ox Vị trí cân M N đường thẳng qua góc tọa độ vng góc với Ox Biên độ M cm, N cm Trong trình dao động, khoảng cách lớn M N theo phương Ox 10 cm Mốc vị trí cân Ở thời điểm mà M có động năng, tỉ số động M động N
A
3 . B
3
4. C
9
16. D
16 . Vẽ giãn đồ véc tơ hai dao động.
khoảng cách lớn M N theo phương Ox đoạn thẳng A1A2 song song với Ox Do A1A2 = 10 cm A1 = cm; A2 = cm -> hai dao đông vuông pha Giả sử phương trình dao động M N
x1 = 6cos(t + π2 ); x2 = 8cost
Ở thời điểm WđM = WtM = W1
2 > x1 = √2
2 A1 = 3 √2 (cm) 6cos(t + π
2 ) = 3 √2 > -6sint = 3 √2 > sint = - √ 2 Khi x2 = 8cost = ± 4 √2 cm = ± A2√2
2 > Wt2 =
W2
2 > Wđ2 = Wt2 =
W2
2 Cơ dao động tỉ lệ với bình phương biên độ m1 = m2 f1 = f2
-> Wđ1 Wđ2
= W1 W2
= A1
2
A22 =
9
16 Chọn đáp án C.
Câu 35: Hai điểm M, N nằm hướng truyền sóng cách phần ba bước sóng Biên độ sóng khơng đổi q trình truyền Tại thời điểm, li độ dao động phần tử M cm li độ dao động phần tử N -3 cm Biên độ sóng
A cm B cm C cm D 2cm
Giải: Giả sử xM = acost = cm ->sint = ± √a 2−9 a
A1 A2
O
x M’
Q N
P M E
(5)Khi xN = acos(t - 2π λ
3
λ
) = acos(t - 2π
3 ) = acost cos 2π
3 + asint.sin 2π
3 = - 0,5acost + √3
2 asint = -3 cm -> - 1,5 ± √3
2 √a
2
−9 = -3 -> ± √a2−9 = - √3 -> a2 = 12 > a = 2
√3 cm Chọn đáp án
Câu 36: Một lắc đơn gồm dây treo có chiều dài m vật nhỏ có khối lượng 100 g mang điện tích 2.10-5 C Treo lắc đơn điện trường với vectơ cường độ điện trường hướng theo phương ngang có độ lớn 5.104 V/m Trong mặt phẳng thẳng đứng qua điểm treo song song với vectơ cường độ điện trường, kéo vật nhỏ theo chiều vectơ cường độ điện trường cho dây treo hợp với vectơ gia tốc trường g
góc 54o bng nhẹ cho lắc dao động điều hòa Lấy g = 10 m/s2 Trong trình dao động, tốc độ cực đại vật nhỏ là
A 0,59 m/s B 3,41 m/s C 2,87 m/s D 0,50 m/s
Giải: ghd = g + a a = Eq
m = 10 m/s2 = g
ghd = 10 √2 m/s2 ghd tạo với g góc 450
Vật dao động điều hòa với biên độ góc 0 = 540-450 = 90 0 = 90 = π
20 rad tần số góc = √
ghd l
Trong trình dao động, tốc độ cực đại vật nhỏ vật qua VTCB O vmax = S0 = l0 = √10√2 20π = 0,59 m/s Chọn đáp án A II PHẦN RIÊNG (10 câu)
Thí sinh làm hai phần riêng (phần A phần B)
A Theo chương trình Chuẩn (10 câu, từ câu 41 đến câu 50)
Câu 41: Một vật nhỏ có khối lượng 500 g dao động điều hịa tác dụng lực kéo có biểu thức F = - 0,8cos 4t (N) Dao động vật có biên độ
A cm B 12 cm C cm D 10 cm
Giải: Gia tốc cực đại vật amax = 2A = Fmax
m -> A = Fmax mω2 =
0,8
0,5 16 = 0.1m = 10 cm Chọn đáp án D
Câu 50: Trên sợ dây đàn hồi dài 100 cm với hai đầu A B cố định có sóng dừng, tần số sóng 50 Hz Khơng kể hai đầu A B, dây có nút sóng Tốc độ truyền sóng dây
A 15 m/s B 30 m/s C 20 m/s D 25 m/s
Giải: l = k λ = 4
λ
2 -> = 50 cm > v = f =25m/s Chọn đáp án D II PHẦN RIÊNG (10 câu)
Thí sinh làm hai phần riêng (phần A phần B)
A Theo chương trình Chuẩn (10 câu, từ câu 41 đến câu 50)
Câu 48: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng cách hai khe hẹp a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến quan sát 2m Trên quan sát, điểm M cách vân sáng trung tâm mm, có vân sáng bậc Khi thay đổi khoảng cách hai khe hẹp đoạn 0,2 mm cho vị trí vân sáng trung tâm khơng thay đổi M có vân sáng bậc Giá trị bằng
A 0,60 m B 0,50 m C 0,45 m D 0,55 m
Giải: Ta có 5i1 = 6i2 -> i2 i1
=
6 -> a2 a1
=
5 >
a2− a1 a1
=
5 -> a1 = 1mm; i1 = 1,2mm
E
O a g gh d
(6)Do = a1i1
D = 0,6 m Chọn đáp án A
II PHẦN RIÊNG (10 câu)
Thí sinh làm hai phần riêng (phần A phần B)
A Theo chương trình Chuẩn (10 câu, từ câu 41 đến câu 50)
Câu 42: Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hidrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo K ngun tử phát phơton ứng với xạ có tần số f1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo L nguyên tử phát phơtơn ứng với xạ có tần số f2 Nếu êlectron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K ngun tử phát phơtơn ứng với xạ có tần số
A f3 = f1 – f2 B f3 = f1 + f2 C
2
3
f f + f
D
1
1 f f f
f f
hf1 = EP - EK
hf2 = EP – EL
hf3 = EL - EK = hf1 – hf2 -> f3 = f1 – f2 chọn đáp án A
Câu 44: Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ và biến thành hạt nhân Y Biết hạt nhân X có số khối A, hạt phát tốc độ v Lấy khối lượng hạt nhân số khối tính theo đơn vị u Tốc độ hạt nhân Y
A
4 v
A B
2 v
A C
4 v
A D
2 v A Giải: theo ĐL bảo toàn động lượng mYvY = mv -> vY =
4 v
A Chọn đáp án C
B Theo chương trình Nâng cao (10 câu, từ câu 51 đến câu 60)
Câu 55 Một có chiều dài riêng l Cho chuyển động dọc theo phương chiều dài hệ quy chiếu qn tính có tốc độ 0,8 c (c tốc độ ánh sáng chân không) Trong hệ quy chiếu đó, chiều dài bị co bớt 0,4 m Giá trị l
A m B m C m D m
Giải: l = l0 √1−v
c2 = 0,6l0 > l0 – l = = 0,4l0 = 0,4m -> l0 = 1m Chọn đáp án B
Câu 56 Chiếu đồng thời hai xạ có bước sóng 0,542mvà 0,243m vào catơt tế bào quang điện Kim loại làm catơt có giới hạn quang điện 0,500 m Biết khối lượng êlectron me= 9,1.10-31 kg Vận tốc ban đầu cực đại êlectron quang điện bằng
A 9,61.105 m/s B 9,24.105 m/s C 2,29.106 m/s D 1,34.106 m/s Giải: Hiện tượng quang điên xảy với xạ 0,243m
hc
λ =
hc
λ0 + mv0 max