Câu 21: Trong giờ thực hành, một học sinh mắc đoạn mạch AB gồm điện trở thuần 40 Ω, tụ điện có điện dung C thay đổi được và cuộn dây có độ tự cảm L nối tiếp nhau theo đúng thứ tự trên.[r]
(1)BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi có 07 trang)
ĐỀ THI TUYỂN SINH ĐẠI HỌC NĂM 2012 Mơn: VẬT LÍ; Khối A khối A1
Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian phát đề Mã đề thi 196 Họ, tên thí sinh:
Số báo danh:
Cho biết: số Plăng h = 6,625.10-34 J.s; độ lớn điện tích nguyên tố e = 1,6.10-19 C; tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 m/s; số Avôgadrô N
A = 6,02.1023 mol-1.
I PHẦN CHUNG CHO TẤT CẢ THÍ SINH (40 câu, từ câu đến câu 40)
Câu 1: Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m vật nhỏ khối lượng m Con lắc dao động điều hòa theo phương ngang với chu kì T Biết thời điểm t vật có li độ cm, thời điểm
T t
4 + vật có tốc độ 50 cm/s Giá trị m
A 1,2 kg B 0,8 kg C 1,0 kg D 0,5 kg.
HD: Tại thời điểm t ta có x=A cosωt φ
(
+)
=5(cm) (1) Tại thời điểmT t
4 +
ta có
(
)
Tπ cm
vωA sin ω t φ ωA sin ωt φ ωA cos ωt φ 50
4 s
ộổỗ ửữ ự ổỗ ửữ ổ ửỗ ữ
ờ ỳ
=- ờỗốỗ + ữứữ+ =-ỳ ốỗỗ + + =-ứữữ + = ỗỗố ữữứ
ë û ( 2)
Từ (1) (2) suy ω = 10 ( rad/s) k
m (kg)
ω
= =
Câu 2: Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T Gọi vTB tốc độ trung bình chất điểm
một chu kì, v tốc độ tức thời chất điểm Trong chu kì, khoảng thời gian mà TB π
v v
4 ³
là
A
2T
3 . B.
T
3 . C
T
6. D
T .
HD: Tốc độ trung bình chất điểm chu kì TB 4A v
T =
Tốc độ tức thời
m TB
v
π π 4A πA ωA
v v
4 T T 2
³ = = = =
Dùng quan hệ CĐTĐ DĐ ĐH:
Xét nửa chu kì, khoảng thời gian để
m
v v
2 ³
tương ứng thời gian chất điểm CĐTĐ cung nhỏ M0M1
Dễ thấy góc quét M0OM1 = 1200 nên cần thời gian
T Δt
3 =
Vậy chu kì cần
2T Δt
3 =
Câu 3: Laze A phát chùm xạ có bước sóng 0,45 μm với cơng suất 0,8 W Laze B phát chùm xạ có bước sóng 0,60 μm với cơng suất 0,6 W Tỉ số số phôtôn laze B số phôtôn laze A phát giây
O x
M0 M2
* *
* *
* vm
0,5vm v
(2)A
20
9 . B
3
(3)HD: Số phô tôn chùm xạ laze A giây: A A A P λ n hc =
Số phô tôn chùm xạ laze B giây:
B B B P λ n hc =
Tỉ số cần tìm:
B B B
A A A
n P λ
n
n P λ
= = =
Câu 4: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 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 5λ λ =
thì M vị trí vân giao thoa, số vân sáng đoạn MN lúc
A 5 B 6 C 7 D 8
HD: Với xạ λ1, đoạn MN có 11 vân sáng nên khoảng vân
L
i mm
n
= =
- ;
Với xạ
1 5λ λ =
khoảng vân
1 5i 10 i mm 3 = =
Số khoảng vân lúc
2
2
L 20
n
10 i
3
- = = =
Tại M vân sáng số vân sáng đoạn MN lúc n2 = vân Câu 5: Phóng xạ phân hạch hạt nhân
A đều phản ứng hạt nhân B đều phản ứng hạt nhân tỏa lượng
C đều phản ứng hạt nhân thu lượng D đều phản ứng tổng hợp hạt nhân
Câu 6: Tại nơi có gia tốc trọng trường g, lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hịa Biết vị trí cân vật độ dãn lị xo Δℓ Chu kì dao động lắc
A 1Δ 2π g . B Δ 2π g . C g
2π Δ. D
g 2π
Δ. Câu 7: Đặt điện áp u = U0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc
nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở 100 Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đoạn mạch MB có tụ điện có điện dung
4
10 2π
-F Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AM lệch pha
π
3 so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB Giá trị L
A
1
πH. B
2
π H. C
2
π H. D
3 πH.
HD: Dung kháng
C 1 Z 200Ω 10 ωC 100π 2π -= = = L Z tanφ R = ; C L Z Z tanφ R -= L L L L
Z 200 Z
tanφ tan φ π 100 3 100 3
tanΔφ tan
Z 200 Z
1 tanφ tan φ 1 .
100 100 -+ + = Û = -A M B φ
(4)Hay Z2L- 200ZL+10000=0.
Giải ZL = 100 Ω Suy
L
Z
L H
ω π
= =
Câu 8: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau sai?
A Phôtôn tồn trạng thái đứng yên trạng thái chuyển động
B Phôtôn ánh sáng đơn sắc khác mang lượng khác
C Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo tia sáng D Năng lượng phôtôn không đổi truyền chân không
Câu 9: Một mạch dao động điện từ lí tưởng có dao động điện từ tự Biết điện tích cực đại tụ điện 2μC cường độ dòng điện cực đại mạch 0,5π A Thời gian ngắn để điện tích tụ giảm từ giá trị cực đại đến nửa giá trị cực đại
A
8 μs
3 . B
4 μs
3 . C
2 μs
3 . D
16 μs
3 .
HD: Tần số góc dao động điện từ mạch LC:
6
6
I 0,5π π
ω 10 rad / s
Q 2.10-
= = =
Dùng quan hệ CĐTĐ DĐ ĐH:
Thời gian ngắn xảy kiện tương ứng thời gian chất điểm CĐTĐ cung nhỏ M0M1
Góc quét M OM0
Thời gian quét :
6
8
3
t 10 s s
3 10
.
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 10 cm Tốc độ
truyền sóng mặt nước 75 cm/s Xét điểm mặt nước thuộc đường trịn tâm S1, bán kính
S1S2, điểm mà phần tử dao động với biên độ cực đại cách điểm S2một đoạn ngắn
A 89 mm B 15 mm C 85 mm D 10 mm
HD: Bước sóng:
v 75
λ 1,5 cm 15 mm
f 50
= = = =
Tỉ số:
L 100 6,7 λ = 15 »
Tức đường cực đại gần S2 có hệ số k =
Gọi M điểm mà phần tử dao động với biên độ cực đại S M S M1 - =k.λ
Suy : S M2 =S M kλ 100 6.15 10 mm1 - = - =
Câu 11: Hai dao động phương có phương trình 1
π x A cost cm
6 ổ ửữ ỗ = ỗỗố + ÷÷ø π
x 6cosπt cm
2
ổ ửữ
ỗ
= ỗỗố - ữữứ
Dao động tổng hợp hai dao động có phương trình
(
)
x=A cosπt φ cm+ Thay đổi A
1cho đến biên độ A đạt giá trị cực tiểu A φ=π rad. B
π
φ rad
3
=-. C φ=0 rad. D
π
φ rad
6
=-
HD: Vẽ phác GĐVT:
O q M0 * - q0 * * * q0 0,5q M1
S1 *S2
(5)A π sinα sinφ
6
= ổ ử
ữ ỗ + ữ
ỗ ữ
ỗố ứ suy
6.sin A
π sinφ
6
= ỉ ư
ữ ỗ + ữ
ỗ ữ
ỗố ø
Góc α khơng đổi thay đổi A1 nên A đạt giá trị cực tiểu
π π
sinφ φ
6
æ ữử
ỗ + ữ= =
ỗ ữ
(6)Câu 12: Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với dao động J 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 lò xo có độ lớn N 0,1 s Quãng đường lớn mà vật nhỏ lắc 0,4 s
A 60 cm B 115 cm C 80 cm D 40 cm
HD: Tỉ số
2 m
W 0,5kA
0,5A 0,1 A 0, m 20 cm
F = kA Û = Û = =
Tỉ số: m
F kx x A
x 10 cm
F =kA=A= 10 Û = = Dùng quan hệ CĐTĐ DĐĐH:
Khoảng thời gian ngắn lần liên tiếp Q chịu tác dụng lực kéo lị xo có độ lớn N 0,1 s khoảng thời gian Δt1 để
chất điểm CĐTĐ cung nhỏ MN Góc quét
π α
3 =
nên tần số góc dao động:
α 10π
ω rad / s
Δt
= =
Và chu kì dao động
2π
T 0, s ω
= =
Trong khoảng thời gian
T Δt 0,3 0,1 Δt
2
= + = +
thì:
+ Trong nửa chu kì, quãng đường S1 = 2A = 40 cm
+ Trong thời gian Δt quãng đường lớn vật chuyển động đoạn x1 đến x2
Do Δt = Δt1 nên Δφ =
π α
3 =
Nên
Δφ π
S 2.A.sin 2.20.sin 20 cm
2
ổ ửữ ổ ửữ
ỗ ỗ
= ỗỗ ữữ= ỗỗ ữữ=
ố ứ ố ứ
Vậy quãng đường lớn là: Smax = S1 + S2 = 60 cm
Câu 13: Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô, chuyển động êlectron quanh hạt nhân chuyển động tròn Tỉ số tốc độ êlectron quỹ đạo K tốc độ êlectron quỹ đạo M
A 4 B 3 C 9 D 2
HD:
Lực điện êlectron hạt nhân đóng vai trị lực hướng tâm:
2 2
2
e mv e
k v r k const
r = r Û = m =
Nên
2 k M
K K M M
M K
9.r
v r
v r v r
v r r
= Þ = = =
Câu 14: Khi nói tính chất tia tử ngoại, phát biểu sau sai?
A Tia tử ngoại không bị nước hấp thụ
B Tia tử ngoại kích thích phát quang nhiều chất
C Tia tử ngoại làm iơn hố khơng khí
D Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh
Câu 15: Trong phản ứng hạt nhân, có bảo tồn
A số nơtron B khối lượng C số nuclôn D số prôtôn
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 5 B 7 C 3 D 4
O
- A A
x M
N
α
x1
O
x2 x
M1 N1
Δφ
A (7)HD: Khi dùng nguồn điểm:
2
2M A
A M
I r
4
I r
ổ ửữ ỗ ữ =ỗ ữỗ ữ=
(8)Ta có:
2M
2M A
A
I
L L 10.log 10.log I
- = = =
suy L2M = LA + = 26 dB
Khi dùng n nguồn điểm: LnM = 30 dB ta có
0,4
nM nM
nM 2M
2M 2M
I I
L L 10.log 10 2,5
I I
- = = Û = =
Nên
nM nM nM
nM
2M 2M
P I P
2,5 P 5P
P =I Û 2P = Û =
Tức lúc có nguồn điểm, cần đặt thêm nguồn điểm
Câu 17: Hạt nhân urani 23892U sau chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì 206
82Pb Trong
trình đó, chu kì bán rã 23892Ubiến đổi thành hạt nhân chì 4,47.109năm Một khối đá phát hiện
có chứa 1,188.1020hạt nhân 23892U 6,239.1018hạt nhân 20682Pb Giả sử khối đá lúc hình thành
khơng chứa chì tất lượng chì có mặt sản phẩm phân rã 23892U Tuổi khối đá
khi phát
A 6,3.109năm B 3,5.107năm C 3,3.108năm D 2,5.106năm. HD: Gọi số hạt nhân 23892Utrong khối đá lúc hình thành N0 thì:
Số hạt nhân 23892U khối đá lúc phát hiện:
t T
U
N =N
-Số hạt nhân 20682Pb khối đá lúc là:
t T
Pb U
NN= N 2= ổỗỗỗ- - ửữữữữ
ỗố ứ
T s:
t
Pb T
U
N
2
N = - suy
t T
2 =1,05252 suy
ln1,05252
t T 330098985
ln
= »
năm
Câu 18: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc λ1, λ2có bước sóng 0,48 μm 0,60 μm Trên quan sát, khoảng hai vân
sáng gần màu với vân sáng trung tâm có
A 4 vân sáng λ1và vân sáng λ2 B 5 vân sáng λ1và vân sáng λ2 C 3 vân sáng λ1và vân sáng λ2 D 4 vân sáng λ1và vân sáng λ2 HD: Hệ hai vân sáng trùng thỏa mãn: k1.λ1 = k2.λ2 hay 4k1 = 5k2
Hai vân trùng gần vân trung tâm ứng với k1 = 5; k2 =
Trong khoảng từ vân đến vân trung tâm có vân sáng λ1 vân sáng λ2 Câu 19: Tổng hợp hạt nhân heli 42He từ phản ứng hạt nhân
1
1H+3Li® 2He X+ Mỗi phản ứng
tỏa lượng 17,3 MeV Năng lượng tỏa tổng hợp 0,5 mol heli
A 5,2.1024MeV B 2,4.1024MeV C 2,6.1024MeV D 1,3.1024MeV. HD: Hạt nhân X 42He Như phản ứng tổng hợp hạt nhân
4 2He.
Để tổng hợp 0,5 mol heli cần số phản ứng:
23
23 A
N
N 6,02.10
n 1,505.10
2 4
= = = =
Năng lượng tỏa tương ứng: W=n.17,3 1,505.17,3.10= 23=2,604.1024 MeV
Câu 20: Một sóng âm sóng ánh sáng truyền từ khơng khí vào nước bước sóng
A của sóng âm sóng ánh sáng giảm
B của sóng âm tăng cịn bước sóng sóng ánh sáng giảm
C của sóng âm giảm cịn bước sóng sóng ánh sáng tăng
D của sóng âm sóng ánh sáng tăng
HD: Sóng âm:
kk n
a
kk n
v v
f
λ λ
= =
(9)Sóng ánh sáng sóng điện từ:
kk n
dt
kk n
v v
f
λ λ
= =
(10)Câu 21: Trong thực hành, học sinh mắc đoạn mạch AB gồm điện trở 40 Ω, tụ điện có điện dung C thay đổi cuộn dây có độ tự cảm L nối thứ tự Gọi M điểm nối điện trở tụ điện Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V tần số 50 Hz Khi điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị Cm điện áp hiệu
dụng hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu 75 V Điện trở cuộn dây
A 30 Ω B 40 Ω C 24 Ω D 16 Ω
HD: Vẽ GĐVT
UMB cực tiểu α = 0, lúc có cộng hưởng
R r r MB
R AB MB
U U U U 75
r R R 40 24
R = r Þ = U = U - U = 200 75- =
Câu 22: Khi nói sóng điện từ, phát biểu sau sai?
A Sóng điện từ mang lượng
B Sóng điện từ sóng ngang
C Sóng điện từ tuân theo quy luật giao thoa, nhiễu xạ
D Sóng điện từ khơng truyền chân khơng
Câu 23: Khi nói truyền sóng môi trường, phát biểu sau đúng?
A Hai phần tử môi trường cách nửa bước sóng dao động ngược pha
B Những phần tử môi trường hướng truyền sóng cách số nguyên lần bước sóng dao động pha
C Những phần tử môi trường cách số ngun lần bước sóng dao động pha
D Hai phần tử môi trường cách phần tư bước sóng dao động lệch pha 900. Câu 24: Điện từ trạm phát điện đưa đến khu tái định cư đường dây truyền tải pha Cho biết, điện áp đầu truyền tăng từ U lên 2U số hộ dân trạm cung cấp đủ điện tăng từ 120 lên 144 Cho tính đến hao phí đường dây, cơng suất tiêu thụ điện hộ dân nhau, công suất trạm phát không đổi hệ số công suất trường hợp Nếu điện áp truyền 4U trạm phát cung cấp đủ điện cho
A 192 hộ dân B 504 hộ dân C 168 hộ dân D 150 hộ dân
HD: Cơng suất hao phí đường dây ứng với điện áp U đầu truyền đi:
2
U 2
P
P R
U cos
Công suất hao phí đường dây ứng với điện áp 2U đầu truyền đi:
2
2U 2 U
P
P R P
4.U cos
Phần cơng suất điện dùng hữu ích tăng thêm: U 2U U
ΔP ΔP ΔP ΔP
4
= - =
Phần công suất tăng thêm đủ cung cấp cho n = 144 – 120 = 22 hộ dân Cơng suất hao phí đường dây ứng với điện áp 4U đầu truyền đi:
2
4U 2 U
P
P R P
16.U cos 16
Phần công suất điện dùng hữu ích tăng thêm:
*
U 4U U
15
ΔP ΔP ΔP ΔP
16
= - =
Phần công suất tăng thêm trường hợp đủ cung cấp cho m hộ dân
Ta phải có:
* 15
ΔP m 16
m 22 30
3 ΔP 22
4
= Û = =
Vậy công suất trạm đủ cung cấp cho 150 hộ dân
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 15 cm Bước sóng dây có giá trị
A 90 cm B 60 cm C 45 cm D 30 cm
HD: Xét điểm 1, 2, dây
Hai điểm 1, đối xứng qua bụng B1
nên dao động pha biên độ;
Hai điểm 2, đối xứng qua nút N2 nên dao động ngược pha biên độ;
A
M
B α
N
* * * * * * * *
N1 N2 N3
B1 B2
(11)Nên khoảng cách điểm điểm là:
λ 2.Δ
2 =
(12)Câu 26: Từ trạm phát điện xoay chiều pha đặt vị trí M, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ N, cách M 180 km Biết đường dây có điện trở tổng cộng 80 Ω (coi dây tải điện đồng chất, có điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài dây) Do cố, đường dây bị rò điện điểm Q (hai dây tải điện bị nối tắt vật có điện trở có giá trị xác định R) Để xác định vị trí Q, trước tiên người ta ngắt đường dây khỏi máy phát tải tiêu thụ, sau dùng nguồn điện không đổi 12V, điện trở không đáng kể, nối vào hai đầu hai dây tải điện M Khi hai đầu dây N để hở cường độ dịng điện qua nguồn 0,40 A, hai đầu dây N nối tắt đoạn dây có điện trở khơng đáng kể cường độ dịng điện qua nguồn 0,42 A Khoảng cách MQ
A 90 km B 167 km C 135 km D 45 km
HD: Điện trở dây MN 40 Ω Gọi điện trở đoạn MQ r điện trở đoạn QN 40 – r
Khi chưa nối tắt đầu N, ta có:
12
I 0, R 30 2r
2r R
= = Û =
-+ Khi nối tắt đầu N, ta có:
(
) (
) (
)
td
R 80 2r 30 2r 80 2r r 55r 600 R
R 80 2r 30 2r 80 2r 27,5 r
- - - - + = = = + - - + - -Lúc 2 td
12 r 55r 600 200
I 0, 42 2r 7r 200r 1300
2r R 27,5 r
- +
= = Û + = Û - + =
+
-Giải pt r1 = 10; r2 = 18,6
Khoảng cách MQ = x thì:
1
2
10
x 180 45
r 40
x 180
18,6 40
x 180 83,7
40 ìïï = = ïïï = Þ í ïï = = ïïïỵ
Câu 27: Đặt điện áp u = U0cosωt (V) (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện
trở R, cuộn cảm có độ tự cảm
5π H tụ điện mắc nối tiếp Khi ω = ω0 cường độ dịng
điện hiệu dụng qua đoạn mạch đạt giá trị cực đại Im Khi ω = ω1hoặc ω = ω2 cường độ dịng điện cực
đại qua đoạn mạch Im Biết ω1 − ω2 = 200π rad/s Giá trị R
A 160 B 200 Ω C 50 Ω D 150 Ω
HD: Khi ω = ω0 có cộng hưởng
0 m U I R =
Khi ω = ω1hoặc ω = ω2
0 0
0
1
U U U
I
Z Z R
= = =
Như
(
)
L1 C1
1 2
C2 L2
Z Z R 1 1 1
Z Z R 2ω ω L 2R
Z Z R Cω ω
ỉ ỡ - = ù ữ ù ỗ ữ = = ớù - + ỗỗỗ - ữữ= - = è ø ïỵ Hay
(
)
(
2)
(
)
(
2)
(
)
1 2 2
1
ω ω L ω ω
ω ω L 2R ω ω L 2R R ω ω L
Cω ω LCω
-
+ = Û - + = Û =
-4
R 200π 160 Ω 5π
= =
Câu 28: Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ
tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi i cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch; u1, u2 u3lần lượt điện áp tức thời hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ
điện; Z tổng trở đoạn mạch Hệ thức
A i = u3ωC B
u i
ωL =
C
1
u i
R =
D
u i
Z =
M Q N
(13)Câu 29: Đặt điện áp u = 400cos100πt (u tính V, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở 50 Ω mắc nối tiếp với đoạn mạch X Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch A Biết thời điểm t, điện áp tức thời hai đầu AB có giá trị 400 V; thời điểm
1 t
400 +
(s) , cường độ dịng điện tức thời qua đoạn mạch khơng giảm Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch X
A 400 W B 100 W C 160 W D 200 W
HD: Góc quét thời gian
1 Δt s 400 = 1π α 100π 400 = =
Tại thời điểm t
400 +
(s) chất điểm CĐTĐ đại diện cho dòng điện i M2, thời điểm t, chất điểm phải M1 Khi
điện áp uAB = 400 V đạt cực đại uAB trễ pha i góc
π φ
4 =
Tổng trở mạch:
(
)
m X
X X
0
Z R R R
R R 100 R 50
U 400
Z 100
I 2
ìï = = +
ïïï Þ + = Þ =
íï = = =
ïï ïỵ
Cơng suất tiêu thụ đoạn mạch X P = Rx.I2 = 200 W
Câu 30: Một chất điểm dao động điều hòa trục Ox Vectơ gia tốc chất điểm có
A độ lớn cực tiểu qua vị trí cân bằng, ln chiều với vectơ vận tốc
B độ lớn không đổi, chiều ln hướng vị trí cân
C độ lớn cực đại vị trí biên, chiều ln hướng biên
D độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ, chiều ln hướng vị trí cân
Câu 31: Hai chất điểm M N có khối lượng, dao động điều hịa 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 gốc tọa độ vuông 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
9
16. B
4
3. C
3
4. D
16 .
HD: Phương trình dao động M N xM=6cosωt φ ; x
(
+ 1)
N=8cos ωt φ(
+ 2)
Khoảng cách chất điểm theo trục tọa độ: Δx=xN- xM =xN+ -( x )M
Hay Δx=A cos ωt φ
(
+)
£10 với A2=62+ +82 2.6.8.cosΔφ 100= Như hai dao động vuông pha Dùng quan hệ CĐTĐ DĐĐH: Tại thời điểm mà M có động M có tọa độ xMM M
tM dM M
W A
W W x cm
2
= = Û = ± = ±
Nên góc π α
4 = Khi N có tọa độ xN ( hình chiếu Q Q’ lên trục Ox)
Ta có N
π
x 8.cos cm
4
= ± =±
Như lúc
N dN tN W W W = = Và 2 M dM M 2 dN N N mω A
W W 2 36
1
W W mω A 64 16
2
= = = =
Câu 32: Tại Hà Nội, máy phát sóng điện từ Xét phương truyền có phương thẳng đứng hướng lên Vào thời điểm t, điểm M phương truyền, vectơ cảm ứng từ có độ lớn cực đại hướng phía Nam Khi vectơ cường độ điện trường có
A độ lớn cực đại hướng phía Tây B độ lớn cực đại hướng phía Đơng xM O x N x Q P
α
*-
* * * * * * Q’
O * i
(14)(15)Câu 33: Chiếu xiên từ khơng khí vào nước chùm sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm ba thành phần đơn sắc: đỏ, lam tím Gọi rđ, rℓ, rt góc khúc xạ ứng với tia màu đỏ, tia
màu lam tia màu tím Hệ thức
A rt< rđ< rℓ B rt< rℓ< rđ C rℓ= rt= rđ D rđ< rℓ< rt Câu 34: Các hạt nhân đơteri 21H; triti
3
1H; heli
2He có lượng liên kết 2,22 MeV; 8,49
MeV 28,16 MeV Các hạt nhân xếp theo thứ tự giảm dần độ bền vững hạt nhân
A 21H; 2He;
3
1H B
4 2He;
3 1H;
2
1H C
2 1H;
3 1H;
4
2He. D
3 1H;
4 2He;
2 1H. HD: D
2, 22 ε 1,11 = = ; T 8, 49 ε 2,83 = = ; α 28,16 ε 7,04 = =
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 2 3cm B 3 cm C 3 cm D 6 cm
HD: Độ lệch pha sóng M N thời điểm:
λ 2π
2πd 3 2π
Δφ
λ λ
= = =
Dùng quan hệ CĐTĐ DĐ ĐH
Giả sử tai thời điểm t pha dao động điểm M α Thì pha dao động N β= +α Δφ= -π α Suy
π α
6 =
Biên độ sóng bằng:
3
A cm
π cos
6
= =
Câu 36: Một lắc đơn gồm dây treo có chiều dài m vật nhỏ có khối lượng 100 g mang điện tích 2.10-5C Treo lắc đơn điện trường với vectơ cường độ điện trường hướng theo
phương ngang có độ lớn 5.104V/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 trọng trường g
một góc 540rồi bng nhẹ cho lắc dao động điều hòa Lấy g =
10 m/s2 Trong trình dao động, tốc độ cực đại vật nhỏ
A 0,50 m/s B 0,59 m/s C 2,87 m/s D 3,41 m/s
HD: Lực điện có độ lớn: Fđ = qE = 2.10-5.5.104 = (N) có hướng theo phương ngang
Trọng lực có độ lớn: P = mg = 0,1.10 = (N) có hướng thẳng đứng;
Trọng lực hiệu dụng: Phd = F2+P2 = (N) có hướng hợp với phương thẳng đứng góc 450;
Gia tốc trọng trường hiệu dụng
hd
hd
P m
g 10
m s
ổ ửữ ỗ = = ỗ ữỗố ứữ Biờn gúc = 90;
Tc độ cực đại lắc:
(
)
(
)
(
)
0
hd
v= 2g 1 cosα- = 2.10 cos9- =0,59 m / s
Câu 37: Đặt điện áp u = U0cos2πft vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ
tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi UR, UL, UC điện áp hiệu dụng hai
đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ điện Trường hợp sau đây, điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch pha với điện áp tức thời hai đầu điện trở?
A Thay đổi C để URmax B Thay đổi R để UCmax C Thay đổi f để UCmax D Thay đổi L để ULmax
Câu 38: Biết cơng êlectron kim loại: canxi, kali, bạc đồng là: 2,89 eV; 2,26 eV; 4,78 eV 4,14 eV Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 μm vào bề mặt kim loại Hiện tượng quang điện không xảy với kim loại sau đây?
A Canxi bạc B Kali đồng C Kali canxi D Bạc đồng
O Δφ M0 N1 * * * * *
- u
N0
(16)HD:
26
6 19
hc 19,875.10
ε 3,76 eV
λ 0,33.10 1,6.10
-= = =
Câu 39: Đặt điện áp u = U0cosωt (U0 ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm
tụ điện, cuộn cảm điện trở mắc nối tiếp Gọi M điểm nối tụ điện cuộn cảm Biết điện áp hiệu dụng hai đầu AM điện áp hiệu dụng hai đầu MB cường độ dòng điện đoạn mạch lệch pha
π
12 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Hệ số công suất đoạn mạch MB
A 0,50 B
3
2 . C
2
2 . D 0,26.
HD: Vẽ GĐVT với ý AM = MB nên uAB trễ pha i:
Nên
0
π
φ 15
12
= =
suy α=750Þ φ1=600
Nên hệ số công suất đoạn mạch MB cosφ1=0,5
Câu 40: Đặt điện áp u 150 2cos100πt (V)= vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 60 Ω, cuộn dây (có điện trở thuần) tụ điện Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch 250 W Nối hai tụ điện dây dẫn có điện trở khơng đáng kể Khi đó, điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 50 3V Dung kháng tụ điện có giá trị
A 15 3Ω B 45 3Ω C 60 3Ω D 30 3Ω
HD: Khi nối tắt tụ điện:
R d
U U 150 180
R Z 60Ω I A Z Ω
R I 3
6
= = Þ = = Þ = = =
Ta hệ pt:
(
)
2 2
d L
2
2 2
L L
Z r Z 60 r 30Ω
180 Z 30 3Ω
Z 60 r Z 3.60
3
ìï = + =
ï ì =ï
ïï Û ï
í í
ï = + + = = ï =
ï ïỵ
ïïỵ
Khi chưa nối tắt tụ điện:
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
2 2
C
2 2
2
L C C
C
U 150
P R r 250 90 30 Z
R r Z Z 90 30 Z
Z 30 3Ω
= + Û = Û - =
+ + - +
-Û =
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 8 cm B 6 cm C 12 cm D 10 cm
HD:
m
F 0,8
A 0,1 m
m.ω 0,5.16
= = =
Câu 42: Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo K ngun tử phát phơtơn ứng với xạ có tần số f1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo L
thì 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
M
B i
φ α
(17)A f3 = f1 + f2 B
1
1
f f f
f f =
(18)Câu 43: Một ánh sáng đơn sắc màu cam có tần số f truyền từ chân khơng vào chất lỏng có chiết suất 1,5 ánh sáng Trong chất lỏng trên, ánh sáng có
A màu cam tần số 1,5f B màu tím tần số 1,5f
C màu tím tần số f D màu cam tần số f
Câu 44: Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α biến thành hạt nhân Y Biết hạt nhân X có số khối A, hạt α phát có tốc độ v Lấy khối lượng hạt nhân số khối tính theo đơn vị u Tốc độ hạt nhân Y
A
2v
A 4- . B 4v
A 4+ . C
4v
A 4- . D
2v A 4+ .
HD: Khối lượng hạt Y là: mY = A – 4;
BTĐL suy ra: (A – 4).vy = 4v nên Y
4v v
A =
-Câu 45: Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm xác định tụ điện tụ xoay, có điện dung thay đổi theo quy luật hàm số bậc góc xoay α linh động Khi α = 00,
tần số dao động riêng mạch MHz Khi α = 1200, tần số dao động riêng mạch MHz Để
mạch có tần số dao động riêng 1,5 MHz α
A 900 B 300. C 450. D 600.
HD: Gọi giá trị điện dung tương ứng với tần số: f0 = MHz; f1 = MHz f2 = 1,5 MHz C0; C1
và C2
Vì tần số f
C
nên ta có C1 = 9C0; C2 = 4C0
Dạng hàm số giá trị điện dung theo góc xoay α linh động: C=a.α b+
Ta được:
0 0
0
1 0
2 2
C a.α b C b
C a.α b 9C a.120 C α 45
C a.α b 4C a.α C
ì = + ì =
ï ï
ï ï
ï ï
ï = + Û ï = + Û =
í í
ï ï
ï ï
ï = + ï = +
ï ï
ỵ î
Câu 46: Một vật dao động tắt dần có đại lượng sau giảm liên tục theo thời gian?
A Biên độ tốc độ B Li độ tốc độ C Biên độ D Biên độ gia tốc
Câu 47: Một động điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V, cường độ dịng điện hiệu dụng 0,5 A hệ số cơng suất động 0,8 Biết công suất hao phí động 11 W Hiệu suất động (tỉ số cơng suất hữu ích cơng suất tiêu thụ tồn phần)
A 90 % B 87,5 % C 92,5 % D 80 %
HD: Công suất điện tiêu thụ: P = UIcosφ = 88 W
hp
P P 88 11
H 0,875
P 88
-
-= = =
Câu 48: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách hai khe hẹp a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến quan sát m 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 λ
A 0,50 μm B 0,60 μm C 0,45 μm D 0,55 μm
HD: Khoảng vân tương ứng trường hợp:
1
2
x
i 1, mm
k
x
i mm
k
ìïï = = = ïï
ïí
ïï = = = ïï
ïỵ Ta lại có:
1
1 1
2 1
i a a 0, 0, 0,
λD i a i a 1, a mm
i a a a 1,2
+
= = Þ = = Û = + Þ = =
(19)-Bước sóng:
3 1
3
i a 1,
λ 0,6.10 mm
D 2.10
(20)
Câu 49: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch có
R, L, C mắc nối tiếp Khi ω = ω1thì cảm kháng dung kháng đoạn mạch Z1L Z1C
Khi ω = ω2 đoạn mạch xảy tượng cộng hưởng Hệ thức A 1L 1C Z ω ω Z = B 1C 1L Z ω ω Z = C 1C 1L Z ω ω Z = D 1L 1C Z ω ω Z =
HD: Khi cộng hưởng ω LC = ( 1) Tỉ số: 1L 1 1C Zω L ω LC Z ω C = = (2) Từ (1) (2) hệ thức D
Câu 50: Trên sợi dây đàn hồi dài 100 cm với hai đầu A B cố định có sóng dừng, tần số sóng 50 Hz Không kể hai đầu A B, dây có nút sóng Tốc độ truyền sóng dây
A 30 m/s B 20 m/s C 25 m/s D 15 m/s
HD: Trên dây có bó sóng; Bước sóng
2 2.100
λ 50 cm
k
= = =
Tốc độ sóng: vλ.f= 50.50= 2500 cm / s=
B Theo chương trình Nâng cao (10 câu, từ câu 51 đến câu 60)
Câu 51: Xét hành tinh sau hệ Mặt Trời: Thủy Tinh, Trái Đất, Thổ Tinh, Mộc Tinh Hành tinh xa Mặt Trời
A Thổ Tinh B Trái Đất C Thủy Tinh D Mộc Tinh
Câu 52: Một đĩa bắt đầu quay quanh trục cố định với gia tốc góc khơng đổi, sau 10 s quay góc 50 rad Sau 20 s kể từ lúc bắt đầu quay, góc mà đĩa quay
A 300 rad B 100 rad C 400 rad D 200 rad
HD:
2
1
2 2
2
2
1
2
ω γt φ 1,5γt φ t 400
φ 1,5γt φ 50 200 rad
φ t 100
φ ωt 0,5γt φ 1,5γt
ì ì = ï = ïï Û = Û ï Û = Û = = í í ï = + ï = ï ï ỵ ỵ
Câu 53: Tại thời điểm t = 0, vật rắn bắt đầu quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ quanh trục cố định Δ Ở thời điểm t1và t2= 4t1, momen động lượng vật trục Δ L1 L2
Hệ thức liên hệ L1 L2
A L1 = 4L2 B L2 = 4L1 C L2 = 2L1 D L1 = 2L2 HD:
1 1 2 2
2 2 1
L I.ω I.γ.t L t L I.ω I.γ.t L t
ì = =
ïï Û = =
íï = =
ïỵ
Câu 54: Khi đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm 0,
π H hiệu điện chiều 12 V cường độ dịng điện qua cuộn dây 0,4 A Sau đó, thay hiệu điện điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz giá trị hiệu dụng 12 V cường độ dịng điện hiệu dụng qua cuộn dây
A 0,17 A B 0,24 A C 0,30 A D 0,40 A
HD: Khi dùng hđt chiều:
U 12
r 30Ω
I 0,
= = =
Khi dùng điện áp xoay chiều: ZL = 2πfL = 40 Ω == > Z = 50 Ω == > I = 0,24 A
Câu 55: Một có chiều dài riêng ℓ Cho chuyển động dọc theo phương chiều dài hệ quy chiếu qn tính với tốc độ 0,8c (c tốc độ ánh sáng chân khơng) Trong hệ quy chiếu đó, chiều dài bị co bớt 0,4 m Giá trị ℓ
(21)HD: Chiều dài hệ quy chiếu tốc độ v là: v v c = -
Độ co chiều dài:
2
v
v
1
c ổ ửữ ỗ ữ ỗ = - = ỗỗ- - ữữ ữ ỗố ứ
Chiều dài riêng là:
(
)
2
2
Δ 0,
1 m
v 1 0,8
1 c =ổ ử= = - -ữ ỗ ữ ỗ - - ữ ỗ ữ ỗ ữ ỗố ø
Câu 56: Chiếu đồng thời hai xạ có bước sóng 0,542 μm 0,243 μm vào catôt tế bào quang điện Kim loại làm catơt có giới hạn quang điện 0,500 μm Biết khối lượng êlectron me =
9,1.10-31kg Vận tốc ban đầu cực đại êlectron quang điện
A 1,34.106m/s B 2,29.106m/s C 9,24.105m/s D 9,61.105m/s
HD: Bức xạ có bước sóng 0,243 μm gây HTQĐ Tốc độ ban đầu cực đại êlectron quang điện:
26
0
31 e
1 1
2hc 2.19,875.10 10
λ λ 0, 243 0,5
v 961227 m 9,1.10 -ỉ ư÷ ỉ ử ỗ - ữ ỗ ữ ỗ ữ ỗ - ữ ỗ ữ ữữ ỗ ỗ ố ứ ố ứ = = = m/s
Câu 57: Tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2, lắc đơn có chiều dài m, dao động với
biên độ góc 600 Trong q trình dao động, lắc bảo toàn Tại vị trí dây treo hợp
với phương thẳng đứng góc 300, gia tốc vật nặng lắc có độ lớn A 1232 cm/s2 B 732 cm/s2 C 887 cm/s2 D 500 cm/s2.
HD: Gia tốc tiếp tuyến:
(
)
0
t
a =g.sinα 10.sin 30= =5 m / s
Gia tốc hướng tâm:
(
)
(
)
(
)
2
h
a =2g cosα cosα- =10 1- » 7,321 m / s
Gia tốc vật nặng:
(
)
2 2 2
t h
a= a +a = +7,321 » 8,87 m / s
Câu 58: Trong mạch dao động lí tưởng có dao động điện từ tự Gọi L độ tự cảm C điện dung mạch Tại thời điểm t, hiệu điện hai tụ điện u cường độ dòng điện mạch i Gọi U0 hiệu điện cực đại hai tụ điện I0 cường độ dòng điện cực đại
mạch Hệ thức liên hệ u i
A
(
)
2 2
0
i =LC U - u
B
(
)
2 2
0
i = LC U - u
C
(
)
2 2
0
C
i U u
L
=
- D
(
)
2 2
0
L
i U u
C
=
-
HD: Dùng hệ thức:
2 2
0
1 1
CU Cu Li
2 =2 +2
Câu 59: Một bánh xe quay quanh trục cố định (Δ) với động 1000 J Biết momen quán tính bánh xe trục Δ 0,2 kg.m2 Tốc độ góc bánh xe
A 100 rad/s B 200 rad/s C 10 rad/s D 50 rad/s
HD:
2 d
d
2W
1 2.1000
W Iω ω 100 rad / s
2 I 0,
= Û = = =
Câu 60: Một đĩa tròn bắt đầu quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ quanh trục qua tâm vng góc với mặt đĩa, với gia tốc góc 0,25 rad/s2 Sau bao lâu, kể từ lúc bắt đầu quay, góc vectơ gia tốc tiếp
tuyến vectơ gia tốc điểm nằm mép đĩa 450?
A 2 s B 3 s C 1 s D 4 s
HD: Góc hợp a
an
t n a γ
tanα tan 45 ω γ 0,5
aω
(22)Mà
ω
ω γt t 2(s)
γ = Þ = =