Câu 2: Một sóng điện từ có tần số f truyền trong chân không với tốc độ c.. Bước sóng: Câu 3: Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc đơn có sợi dây dài đang dao động điều hoà.[r]
(1)LỜI GIẢI CHI TIẾT ĐỀ THI THPT QUỐC GIA MÔN VẬT LÍ NĂM 2016 (Mã đề thi 293) Câu 1: Một chất điểm dao động có phương trình x 10 cos(15t ) (x tính cm, t tính s) Chất điểm này dao động với tần số góc là A 20 rad/s B 10 rad/s C rad/s D 15 rad/s Lời giải: 15 Tần số góc là rad/s Chọn D Câu 2: Một sóng điện từ có tần số f truyền chân không với tốc độ c Bước sóng sóng này là f c 2f c c 2f c f A B C D Lời giải: c f Chọn D Bước sóng: Câu 3: Tại nơi có gia tốc trọng trường g, lắc đơn có sợi dây dài dao động điều hoà Tần số dao động lắc là g g 2 2 g A B C 2 g D 2 Lời giải: g f 2 Chọn D Tần số dao động lắc là Câu 4: Trong mạch dao động điện từ LC lí tưởng hoạt động, điện tích trên tụ điện biến thiên điều hoà và A lệch pha 0, 25 so với cường độ dòng điện mạch B cùng pha 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 Lời giải: Trong mạch LC lí tưởng hoạt động thì q và i vuông pha Chọn D Câu 5: Một sóng truyền dọc theo trục Ox với phương trình u 2 cos(40t 2x) (mm) Biên độ sóng này là A mm B mm C mm D 40 mm Lời giải: Biên độ sóng này là mm Chọn C Câu 6: 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 Lời giải: Sóng truyền các môi trường chất rắn, lỏng, khí và không truyền môi trường chân không Chọn A Câu 7: 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 so 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 so với điện áp hai đầu đoạn mạch (2) Lời giải: Đoạn mạch có điện trở R thì i và u cùng pha Chọn A Câu 8: 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 điện áp hiệu dụng trạm phát điện C giảm điện áp hiệu dụng trạm phát điện D tăng chiều dài đường dây truyền tải điện Lời giải: P2 R P I R U (cos) - Công suất hao phí trên trường dây tải điện: - Một biện pháp làm giảm P áp dụng rộng rãi là tăng U Chọn B Câu 9: 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 C 220 V D 110 V Lời giải: Giá trị cực đại suất điện động này là 220 (V) Chọn C 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 dao động B tần số lực cưỡng tần số dao động riêng hệ dao động C chu kì lực cưỡng lớn chu kì dao động riêng hệ dao động D chu kì lực cưỡng nhỏ chu kì dao động riêng hệ dao động Lời giải: Hiện tượng cộng hưởng xảy fcb = fo Chọn B A 220 V B 110 V H 21 H 24 He Câu 11: Cho phản ứng hạt nhân: Đây là A phản ứng phân hạch B phản ứng thu lượng C tượng phóng xạ hạt nhân D phản ứng nhiệt hạch Lời giải: 2 H H He Phản ứng là phản ứng nhiệt hạch (toả lượng) Chọn D 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 Lời giải: Hiện tượng giao thoa ánh sáng là chứng thực nghiệm 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 lượng phân hạch B C điện D hoá Lời giải: Pin quang điện là nguồn điện biến đổi trực tiếp quang thành điện Chọn C Câu 14: Một lắc lò xo dao động điều hoà theo phương nằm ngang Nếu biên độ dao động tăng gấp đôi thì tần số dao động điều hoà lắc A tăng lần B giảm lần C không đổi D tăng hai lần Lời giải: Tần số lắc lò xo phụ thuộc vào độ cứng k lò xo và khối lượng vật nặng m, không phụ thuộc vào biên độ dao động Chọn C (3) 14 Câu 15: Khi bắn phá hạt nhân N hạt , người ta thu hạt prôtôn và hạt nhân X Hạt nhân X là 14 16 17 12 A C B O C O D C Lời giải: A - Ta có: N p X hay He N H Z X - Áp dụng định luật bảo toàn số khối và điện tích, ta được: 14 1 A A 17 17 1 Z Z 8 X là O Chọn C 14 14 Câu 16: Một mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm 10 -5 H và tụ điện có điện dung 2,5.10-6 F Lấy 3,14 Chu kì dao động riêng mạch là A 1,57.10-5 s B 1,57.10-10 s C 3,14.10-5 s Lời giải: D 6,28.10-10 s 5 6 5 Chu kì dao động riêng mạch là T 2 LC 2.3,14 10 2,5.10 3,14.10 s Chọn C Câu 17: Một sóng truyền dọc theo trục Ox Phương trình dao động phần tử điểm trên phương truyền sóng là u 4 cos(20t ) (u tính mm, t tính s) Biết tốc độ truyền sóng 60 cm/s Bước sóng sóng này là A cm B cm f C cm Lời giải: D cm 20 10 2 (Hz) - Tần số sóng là v 60 6 f 10 - Bước sóng: (cm) Chọn B Câu 18: Đặt điện áp u U 0cost (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 R L 2 C A LC 0 B LCR 0 C D LC R 0 Lời giải: ZL ZC L 2 LC 0 Chọn A C Mạch xảy cộng hưởng Lưu ý: Quan sát nhanh ta loại B, C, D vì có chứa R Câu 19: Tầng ôzôn là “áo giáp” bảo vệ cho người và sinh vật trên mặt đất khỏi bị tác dụng huỷ diệt A tia đơn sắc màu tím ánh sáng Mặt Trời B tia đơn sắc màu đỏ ánh sáng Mặt Trời C tia tử ngoại ánh sáng Mặt Trời D tia hồng ngoại ánh sáng Mặt Trời Lời giải: Tầng ô zôn là “áo giáp” bảo vệ cho người và sinh vật trên mặt đất khỏi bị tác dụng huỷ diệt tia tử ngoại ánh sáng Mặt Trời Chọn C Câu 20: Tia X không có ứng dụng nào sau đây? A Sấy khô, sưởi ấm B Tìm bọt khí bên các vật kim loại (4) C Chiếu điện, chụp điện D Chữa bệnh ung thư Lời giải: Tia X không ứng dụng để sấy khô, sưởi ấm Chọn A Câu 21: Khi nói sóng điện từ, 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 hoà lệch pha 0,5 Lời giải: Sóng điện từ truyền chân không Chọn B Câu 22: Cho hai dao động cùng phương, có phương trình là: x1 10 cos(100t 0,5) (cm), x 10 cos(100t 0,5) Độ lệch pha hai dao động có độ lớn là C 0,5 D Lời giải: 2 1 0, 5 ( 0,5) Độ lệch pha hai dao động có độ lớn: Chọn D 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 = 6,625.10 -34 J.s, tốc độ ánh sáng chân không c = 3.10 A B 0, 25 m/s và eV = 1,6.10-19 J Các phôtôn ánh sáng này có lượng nằm khoảng A từ 1,63 eV đến 3,27 eV B từ 2,62 eV đến 3,27 eV C từ 2,62 eV đến 3,11 eV D từ 1,63 eV đến 2,11 eV Lời giải: hc 6, 625.10 34 3.108 max 3, 27 0,38.10 - Năng lượng phôtôn ứng với 0,38 m là: (eV) - Năng lượng phôtôn ứng với 0,76 m là: Chọn A hc 6, 625.10 34 3.108 1, 63 max 0, 76.10 (eV) Câu 24: 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 50 cm/s B 250 cm/s C 15 cm/s D 25 cm/s Lời giải: - Liên hệ chuyển động tròn và dao động điều hoà, ta có: + Biên độ dao động bán kính đường tròn: A = R = 10 cm + Tần số góc dao động tốc độ góc chuyển động tròn: 5 rad/s v A 5.10 50 - Tốc độ cực đại hình chiếu chất điểm là max cm/s Chọn A Câu 25: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai? A Photôn tồn trạng thái chuyển động Không có phôtôn đứng yên B Năng lượng các phôtôn ứng với các ánh sáng đơn sắc khác là C Ánh sáng tạo thành các hạt gọi là phôtôn D Trong chân không, các hạt phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ 3.108 m/s Lời giải: Năng lượng các phôtôn ứng với các ánh sáng đơn sắc khác là khác Chọn B (5) Câu 26: Cho dòng điện có cường độ i 5 2cos100t (i tính A, t tính s) chạy qua 250 F đoạn mạch có tụ điện Tụ điện có điện dung Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện A 220 V B 250 V C 200 V D 400 V Lời giải: 1 ZC 40 C 100 250 10 - Dung kháng: - Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện bằng: U C I.ZC 5.40 200(V) Chọn C Câu 27: Trong máy quang phổ lăng kính, lăng kính có tác dụng A tán sắc ánh sáng B nhiễu xạ ánh sáng C tăng cường độ chùm sáng D giao thoa ánh sáng Lời giải: Trong máy quang phổ lăng kính, lăng kính có tác dụng tán sắc ánh sáng Chọn A Câu 28: Số nuclôn có hạt nhân A 34 B 23 Số hạt nuclôn có hạt nhân 23 11 23 11 Na là C 11 Lời giải: D 12 Na là 23 Chọn B Câu 29: Một xạ truyền chân không có bước sóng là 0,75 m , truyền thuỷ tinh có bước sóng là Biết chiết suất thuỷ tinh xạ này là 1,5 Giá trị là A 700 nm B 600 nm C 650 nm D 500 nm Lời giải: 0, 75 n ck 0,5 m n 1,5 Bước sóng xạ môi trường có chiết suất n là = 500 nm Chọn D Câu 30: Đại lượng nào sau đây đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân? A Năng lượng liên kết riêng B Độ hụt khối C Năng lượng liên kết D Năng lượng nghỉ Lời giải: Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững Chọn A Câu 31: Người ta dùng hạt prôtôn có động 1,6 MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên, sau phản ứng thu hai hạt giống có cùng động Giả sử phản ứng không kèm theo xạ Biết lượng toả 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 Lời giải: 7 4 - Phương trình phản ứng hạt nhân: p Li 2 , đầy đủ: H Li He He - Áp dụng định luật bảo toàn lượng toàn phần: K E 1, 17, K p E 2K K p 9,5 MeV Chọn B 2 Câu 32: Đặt điện áp u 200 2cos100t (u tính V, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ Biết cuộn dây là cuộn cảm thuần, R = 20 và cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch A t 600 (s) thì cường độ Tại thời điểm t thì u 200 V Tại thời điểm dòng điện đoạn mạch không và giảm Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MB (6) A 120 W B 200 W - Tại thời điểm t: C 90 W Lời giải: D 180 W u 200 2(V) U 1 (s) .t 100 600 : góc quét 600 - Tại thời điểm Tại thời điểm này i = và giảm nên độ lệch pha u và i là 60o - Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB: PAB PAM PMB PMB PAB PAM UI cos I R t i O Thay số, ta được: PMB 200.3.cos60 20 120 W Chọn A Câu 33: Cho hai vật dao động điều hoà dọc theo hai đường thẳng cùng song song với trục Ox Vị trí cân vật nằm trên đường thẳng vuông góc với trục Ox O Trong hệ trục vuông góc xOv, đường (1) là đồ thị biểu diễn mối quan hệ vận tốc và li độ vật 1, đường (2) là 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 1 A B C 27 D 27 Lời giải: - Từ đồ thị, ta có: A2 = 3A1, v1max = 3v2max - Ta có: v1max 3v 2max 1A1 32 A 32 (3A1 ) 1 92 - Đề cho: F1max F2 max m 12 A1 8122 A1 81 27 m112 A1 m 22A m1 22 A 22 3A1 Chọn C Câu 34: Đặt điện áp u U 2cost (với U và không 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 Biết LC 2 Gọi P là công suất tiêu thụ đoạn mạch AB Đồ thị hệ toạ 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) hình vẽ Giá trị điện trở r A 20 B 60 C 90 Lời giải: - Đề cho LC 2 ZL 2ZC - Khi khoá K mở: Mạch gồm R, L, r, C nối tiếp Ta có: U (R r) 1max P1 I (R r) P R r Z L ZC 2 (R r) (Z L ZC ) Từ đồ thị ta thấy P1max R = Do đó P1max U 2r U2r r (ZL ZC ) r ZC2 - Khi khoá K đóng: Mạch gồm R và C nối tiếp Ta có: U 2R U2 P2 max P2 I R R Z C 20 P2max R ZC2 2ZC 2 D 180 u (7) P2 max - Từ đồ thị, ta thấy: - Vì P1max R = ZC 3r ZL 6r P1max r 2r ZC ZL r Z L ZC Z C P1max P2 r r 180 U2r U 20 2 2 r ZC 20 ZC r 20 - Khi R 20 : - Vì r > 20 chọn r 180 Chọn D Câu 35: Một lắc lò xo treo vào điểm cố định, dao động điều hoà theo phương 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 (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 1,52 m/s B 1,26 m/s C 1,21 m/s D 1,43 m/s Lời giải: o là độ dãn lò xo vị trí cân Khi lò xo dãn đoạn bất kì thì - Gọi x o v A x - Áp dụng công thức liên hệ x và v, ta có: v b , ta được: - Thay các giá trị đề cho và đặt A (2 o ) A (4 o ) (4 5) v (2 o ) 80b 2 2 2 (6 2) v (4 o ) 72b 2 (1) (2) (3 6) v (6 o ) 54b 2 (3) 1, (cm) o - Giải hệ, ta được: A = 8,0225 (cm) và A (6 o ) 2 - Mặt khác: k g g 9,8 10 m o o 1, 4.10 (rad/s) 2 2.3,14 T 0, 237(s) 10 - Chu kì dao động: - Quãng đường ứng với khoảng thời gian lò xo bị dãn chu kì là Sdan 2(o A) 2(1, 8, 0225) 19, 245 (cm) - Thời gian ứng với thời gian lò xo bị dãn chu kì là T 2 1, t dan arcsin o arcsin 0,132(s) A 2.10 10 8, 0225 - Tốc độ trung bình ứng với thời gian lò xo bị dãn chu kì là (8) Sdan 19, 245 145,8 (cm / s) 1, 458 (m / s) t dan 0,132 Chọn D Câu 36: 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 hoà với biên độ mm Lấy 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 v dan A m/s2 B m/s2 C m/s2 Lời giải: D m/s2 - Tần số góc 2f 20 (rad/s) A N A M cos 2.d 2.8 6 cos 3 (mm) - Biên độ dao động phần tử N: (d: là khoảng cách vị trí cân M và N) v 2M 3 A u u M (cm) 10 - Áp dụng công thức độc lập với thời gian cho phần tử M: M - Áp dụng: M u M AM 3 3 uN (cm) uN AN 10 20 - Gia tốc phần tử N có độ lớn: Chọn C a N 2 u N (20) 3 600 3(cm / s ) 6 3(m / s ) 20 Câu 37: Ở mặt chất lỏng có nguồn kết hợp đặt A và B dao động điều hoà, 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 Lời giải: - Vì nguồn dao động cùng pha nhau, điều kiện phần tử trên mặt nước dao động với biên độ cực đại là d d1 k - Vì điểm M nằm xa A nên thuộc đường cực đại gần đường trung trực nhất, với k M = Điểm N, P là các điểm cực đại nên kN = 2, kP = Ta có: (9) MB MA NB NA 2 PB PA 3 MB (PA 8, 75 22, 25) NB (PA 8, 75) 2 PB PA 3 MB (PA 31) NB (PA 8, 75) 2 (1) PB PA 3 - Mặt khác, theo Pi-ta-go ta có: MB2 (PA 31) AB2 2 NB (PA 8, 75) AB (2) PB2 PA AB2 - Đặt PA = a và AB = L, kết hợp (1) và (2) ta được: (a 31) (a 31) L2 2(a 31) L2 2 2 (a 8, 75) 2 (a 8, 75) L 4(a 8, 75) 4 L 6a 9 L2 2 (a 3 ) a L - Từ (3) và (4): 2(a 31) 4(a 8, 75) 3 - Từ (3) và (5): 2(a 31) 6a 8 - Từ (6) và (7) ta có hệ phương trình: 2a 3 27 4 (cm) 2a 4 31 a 7,5 (cm) (3) (4) (5) (6) (7) 2 - Khoảng cách nguồn A, B: L 6a 9 6.7,5.4 9.4 18 (cm) AB AB k 4,5 k 4,5 k = 4, 3,…, -3, -4 - Số điểm cực đại trên đoạn AB: - Điểm Q là điểm cực đại gần A với kQ = 4, ta có: QA 182 QA 16 QA 2,125 (cm) Chọn C Câu 38: 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 53 o thì xảy tượng phản xạ và khúc xạ Biết tia khúc xạ màu đỏ vuông góc với tia phản xạ, góc tia khúc xạ màu tím và tia khúc xạ màu đỏ là 0,5 o Chiết suất nước tia sáng màu tím là A 1,333 B 1,312 C 1,327 D 1,343 Lời giải: - Vì tia khúc xạ màu đỏ vuông góc với tia phản xạ, ta có: S R rd i ' 90o rd 90o 53o 37 o i o o o - Mặt khác: r rdo rt rt 37 0,5 36,5 I - Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng: sin 53o rđ sin i n t sin rt n t 1,343 sin 36,5o Chọn D QB QA 4 i' Câu 39: 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 41,1 dB B 38,8 dB C 43,6 dB D 35,8 dB Lời giải: (10) 2 ON x a L M L N 10og 10og 50 40 10 OM x a ( 10 1)x - Ta có: P - Áp dụng định lí hàm số cosin tam giác OPM, ta có: y x a 2xa.cos120o y x ( 10 1) 10 x OM L P L M 10og 10og OP y - Lại có: y 120o O a a x a N M L P L M 10og 41,1(dB) ( 10 1) 10 Chọn A Câu 40: Đặt điện áp u U 0cost (với U0 và không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm: điện trở, cuộn cảm và tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C 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 U và trễ pha 1 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Khi C = C thì điện áp hai tụ điện có giá 2 1 Giá trị hiệu dụng là U2 và trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch Biết: U = U1; trị 1 A B C 12 D Lời giải: - Gọi là độ lớn góc lệch pha cường độ dòng điện và điện áp hai đầu đoạn mạch - 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 Ta có: + Độ lệch pha u và i có độ lớn là o U2 U2 P PCH cos 2 o cos o o R R + - Khi C = C1 thì điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng là U và độ lệch pha u và i có độ lớn là 1 Khi C = C thì điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng là U và và độ lệch 2 pha u và i có độ lớn là Biết: U2 = U1 nên ta có: 1 2 o 1 2 1 2 (1) 2 2 2 1 (2) - Theo đề: M U RL A UR U UL I UC 1 12 B - Từ (1) và (2) Chọn C Câu 41: Hai lắc lò xo giống hệt đặt trên cùng mặt phẳng nằm ngang Con lắc thứ và lắc thứ hai dao động điều hoà cùng pha với biên độ là 3A và A Chọn mốc (11) 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 Lời giải: x A E t1 9E t x1 A1 E1 9E - Vì hai dao động cùng pha nên: - Khi động lắc thứ là 0,72 J thì lắc thứ hai là 0,24 J: E1 = Eđ1 + Et1 = Eđ1 + 9Et2 = 0,72 + 9.0,24 = 2,88 J E E 0,32J - Cơ lắc thứ hai là - Khi lắc thứ là 0,09 J: Et2 = 0,01 J Eđ2 = E2 – Et2 = 0,32 – 0,01 = 0,31 J Chọn A 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 vN là tốc độ vL êlectron nó chuyển động trên quỹ đạo L và N Tỉ số v N A 0,25 C Lời giải: - Lực tĩnh điện êlectron và hạt nhân là lực hướng tâm, ta có: k B 0,5 e2 v2 k e m v e e r r me r n D k me ro vL n N 2 v nL Chọn C N - Suy ra: Câu 43: Giả sử ngôi sao, sau chuyển hoá toàn hạt nhân hiđrô thành hạt nhân He thì 4 He He ngôi lúc này có với khối lượng 4,6.1032 kg Tiếp theo đó, chuyển hoá thành hạt 12 4 12 nhân C thông qua quá trình tổng hợp He He He C 7, 27 MeV Coi toàn lượng toả từ quá trình tổng hợp này phát với công suất trung bình là 5,3.10 30 W Cho He biết: năm 365,25 ngày, khối lượng mol là g/mol, số A-vô-ga-đrô N A = 6,02.1023 12 mol-1, 1eV = 1,6.10-19 J Thời gian để chuyển hoá hết He ngôi này thành C vào khoảng A 481,5 triệu năm B 481,5 nghìn năm C 160,5 nghìn năm Lời giải: D 160,5 triệu năm - Số hạt He có khối lượng 4,6.1032 kg là m 4, 6.1032.103 N N A 6, 02.1023 6,923.1058 A (hạt) - Năng lượng toả theo phản ứng trên là N 6,923.1058 E E 7, 27 1,6776.1059 MeV 2, 684.1046 (J) E E 2, 684.1046 P t 5, 06.1015 (s) 30 t P 5,3.10 - Áp dụng công thức: = 160,3 triệu năm Chọn D 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 (12) 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 với cuộn sơ cấp là A 7,6 B 6,5 C 10 D 8,1 Lời giải: - Gọi P1 , P2 là công suất hao phí trên đường dây lúc đầu và lúc sau - Cho biết công suất nơi tiêu thụ không đổi P ' = const P U m n '1 P2 , U1 (Độ giảm điện áp lúc đầu n lần điện áp hiệu dụng nơi tiêu thụ) Với: - Áp dụng công thức giải nhanh: P m 100 P2 - Tìm m: U2 mn U1 n 1 m ' - Tìm n: Ban đầu, chưa sử dụng máy biến áp: U1 1, 2375U1 U U1 U1 U1' (1, 2375 1)U1' n ' 0, 2375 U1 N2 U2 100 0, 2375 8,1 - Thay số, ta được: N1 U1 (0, 2375 1) 100 Chọn D Câu 45: Trong thí nghiệm Y-âng 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 m 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 6,08 mm C 4,56 mm D 3,04 mm Lời giải: - Nguồn sáng phát vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 380 nm đến 750 nm Tính được: D 0, 75.2 D 0,38.2 x d1max 1 dmax 3 mm x t 2min 2 t 2 3, 04 mm a 0,5 a 0,5 ; Miền quang phổ bậc không tiếp xúc với miền quang phổ bậc - Trên màn, khoảng cách gần từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà đó có hai xạ cho vân sáng là chính là vị trí vân sáng tím bậc ứng với t : x x t3min 3 t D 0,38.2 3 4,56 (mm) a 0,5 Chọn C Câu 46: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn S phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng là: 0,4 m ; 0,5 m ; 0,6 m 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 20 C 14 D 34 Lời giải: - Tại vị trí vân sáng xạ trùng nhau: xs1 = xs2 = xs3 D D D k1 k 2 k 3 k11 k k 3 0, 4k1 0,5k 0,6k 4k1 5k 6k a a a (13) - Gọi A là bội số chung nhỏ 4, 5, A = 22.5.3 = 60 A k1 n 15n A k1min 15 N1 15 14 k n 12n k 12 N 12 11 A k n 10n k 10 N 10 9 - Vậy: (với n 0, 1, 2, ) 3min - Xác định số vân sáng trùng xạ khoảng vị trí gần có màu giống màu vân sáng trung tâm: + Xét hai xạ 1 và : k1 0,5 10 15 k 1 0, 4 12 N12 2 (vị trí) + Xét hai xạ 1 và : k1 0, 6 12 15 k 1 0, 4 10 N13 4 (vị trí) + Xét hai xạ và : k 0, 6 12 k 0,5 10 N 23 1 (vị trí) - 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 N N1 N N 2(N12 N13 N 23 ) 14 11 2.7 20 Chọn B Câu 47: 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 hoà 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 2,25 m/s B 1,0 m/s C 1,5 m/s D 1,25 m/s Lời giải: - Gọi d , d ' là toạ độ vật P và ảnh P ' đến quang tâm O thấu kính - Ban đầu vật P dao động vuông góc với trục chính thấu kính: h ' A ' 10 k 2 k = h A Ta có: d' 1 df k d' d và d d ' f d f Áp dụng công thức: f (k 1)f (2 1)15 k d 7,5 cm d ' kd 2.7,5 15 cm d f k Vậy: - Lúc sau vật P dao động dọc theo trục chính thấu kính: + Khi vật vị trí biên (gần quang tâm O): df d1 d 2,5 7,5 2,5 5cm d1' 7,5 cm d1 f + Khi vật vị trí biên (xa quang tâm O): df d d 2,5 7,5 2,5 10cm d '2 30 cm d2 f (14) + Lúc này, ảnh dao động điều hoà với biên độ: 1 T 0, 2(s) f + Chu kì dao động ảnh: A P' d '2 d1' 30 7,5 11, 25 cm + Tốc độ trung bình ảnh P ' khoảng thời gian t 0, 2(s) T S 4A P' 4.11, 25 45cm S 45 v P' 225 t 0, cm/s = 2,25 m/s Chọn A Câu 48: 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 Lời giải: n p 15 f 1 n p 30p1 4n n p1 60 - Ta có: - Vì n2 có giá trị khoảng từ 12 vòng/giây đến 18 vòng/giây, ta có: 15 12 p1 18 1, p1 2, p1 2 15 n 15 Vậy: (vòng/s) f = n2.p2 = 15.4 = 60 (Hz) Chọn B Câu 49: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với 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 là mm 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 3D) thì khoảng vân trên màn là A mm - Ban đầu: B mm io C 2,5 mm Lời giải: D 3,5 mm D 1 mm a (1) - 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 Ta có: (D D) a (D D) 2i a i - Từ (2) và (3) (2) (3) D D 2(D D) D D - Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là (D 3D) thì khoảng vân trên màn là (D 3D) D i' 2 2i o 2 mm Chọn B a a Câu 50: Một chất điểm dao động điều hoà có vận tốc cực đại 60 cm/s và gia tốc cực đại là 2 (m/s2) 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/s2) lần đầu tiên thời điểm (15) A 0,10 s B 0,25 s C 0,15 s D 0,35 s Lời giải: 10 (rad / s) v max A 60 cm / s A 18 (cm) 2 a A 2 m / s 200 cm / s - Theo đề ta có: max 2 T 0, 6(s) - Chu kì dao động: - Thời điểm ban đầu (t = 0), chất điểm có vận tốc 30 cm/s và tăng: v o2 vo2 30 18 x A (cm) o 2 10 Áp dụng công thức: Vì lúc này tăng nên vật chuyển động vị trí biên và v o = 30 > vật A x o2 theo chiều dương xo > xo A (cm) a 2 x x a .100 A (cm) 2 10 - Chất điểm có gia tốc a = (m/s2): A x o A x v là - Vậy thời gian ngắn để vật từ o đến vị trí T T T 5T 2.0,6 A t 0, 25(s) O 12 12 12 12 Chọn B A - Hết - A x A (16)