Giải chi tiết Đề thi THPT quốc gia 2015 - Đề thi chính thức môn Vật Lý
Câu 36: Tại vị trí O trong một nhà máy, một còi báo cháy (xem là nguồn điểm) phát âm với công
suất không đổi. Từ bên ngoài, một thiết bị xác định mức độ cường độ âm chuyên dụng thẳng từ M
hướng đến O theo hai giai đoạn với vận tốc ban đầu bằng không và gia tốc có độ lớn 0,4 m/s2 cho đến
khi dừng lại tại N (cổng nhà máy). Biết NO = 10 m và mức cường độ âm (do còi phát ra) tại N lớn
hơn mức cường độ âm tại M là 20dB. Cho rằng môi trường truyền âm đẳng hướng và không hấp thụ
âm. Thời gian thiết bị đó chuyển động từ M đến N có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?
A.27s B. 32s C. 47s D. 25s
π) (cm) và x2 = 10cos(2πt + 0,5π)(cm). Độ lệch pha của hai dao động này có độ lớn bằng: A. 0,25π B. 1,25π C. 0.50π D.0,75π Hướng dẫn: Đáp án A. Ta có độ lệch pha của hai dao động được xác định bởi: " pha của dao động 1 trừ pha dao động 2" những vì hai dao động cùng tần số nên độ lệch pha:Δφ = |φ2 - φ1| = 0,25π Câu 16: Công thoát của electron khối một kim loại là 6,625.10-19J. Biết h =6,625.10-34J.s , c = 3.108m/s. Giới hạn quang điện của kim loại nàv là A. 300nm. B. 350 nm. C. 360 nm. D. 260 nm. Hướng dẫn: Đáp án A. Áp dụng công thức: λ0 = ℎ.𝑐 𝐴 = 6,625.10−34.3.108 6,625.10−19 =300nm Câu 17: Khi nói về tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây đúng? A. Bước sóng của tia hồng ngoại lớn hơn bước sóng của tia tử ngoại. B. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều gây ra hiện tượng quang điện đối với mọi kim loại C. Một vật bị nung nóng phát ra tia tử ngoại, khi đó vật không phát ra tia hồng ngoại. D. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều làm ion hóa mạnh các chất khí. Hướng dẫn: Đáp án A. Về mặt lý thuyết mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0K thì sẽ phát ra tia hồng ngoại, tụy nhiên để phát hiện được tia hồng ngoại phát ra từ vật thì nhiệt độ của vật phải lớn hơn nhiệt độ môi trường. bước sóng của tia hồng ngoại lớn hơn bước sóng đỏ nên λIR > λUV năng lượng tia hồng ngoại yếu hơn tia cực tím nên khả năng ion hóa chất khí của tia hồng ngoại yếu hơn nhiều so với tia cực tím. Câu 18: Khi nói về quang phổ vạch phát xạ, phát biểu nào sau đây đúng? A. Quang phổ vạch phát xạ của một nguyên tố là một hệ thống những vạch tối nằm trên nền màu của quang phổ liên tục. B. Quang phổ vạch phát xạ của một nguyên tố là một hệ thống những vạch sáng riêng lẽ ngăn cách nhau bởi những khoảng tối. C. Quang phổ vạch phát xạ do chắt rắn hoặc chất lỏng phát ra khi bị nung nóng, D. Trong quang phổ vạch phát xạ của hiđrô ở vùng ánh sáng nhìn thấy có bốn vạch đặc trưng là vạch đỏ, vạch cảm, vạch chàm và vạch tím. Hướng dẫn: Đáp án A. Dựa vào định nghĩa quang phổ vạch ta có: "Quang phổ vạch phát xạ của một nguyên tố là một hệ thống những vạch sáng riêng lẽ ngăn cách nhau bởi những khoảng tối." Câu 19: Đặt điện áp u = U0cosωt (với U0 không đổi, ω thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C . Khi ω = ω0 thì trong mạch có cộng hưởng điện. Tần số góc ω0 là A. 2√LC B. 2 √LC C. 1 √LC D. √LC Hướng dẫn: Đáp án C Điều kiện công hưởng: ZL = ZC ω2 = 1 𝐿𝐶 hay ω = 1 √LC Câu 20: Ở Trường Sa, để có thể xem các chương trình truyền hình phát sóng qua vệ tinh, người ta dùng anten thu sóng trực tiếp từ vệ tinh, qua bộ xứ lí tín hiệu rồi đưa đến màn hình. Sóng điện từ mà anten thu trực tiếp từ vệ tinh thuộc loại 4 GV: Kiều Quang Vũ - THPT NCP vly2011@gmail.com A. sóng trung. B. sóng ngắn. C. sóng dài, D. sóng cực ngắn. Hướng dẫn: Đáp án D Vệ tinh nhân tạo hầu như có quĩ đạo nằm ngoài tần điện li nên khi truyền các tín hiệu điện từ người ta dùng các sóng cực ngắn để truyền. Câu 21: Một vật nhỏ khối lượng 100 g dao động theo phương trình x = 8cosl0t (x tính bằng cm, t tính bằng s). Động năng cực đại của vật bằng A. 32 mJ. B. 64 mJ, C. 16 mJ. D, 128 mJ. Hướng dẫn: Đáp án A Ta có Wđmax = W = 1 2 𝑚𝜔2𝐴2 = 0,032J = 32mJ Câu 22: Cho 4 tia phỏng xạ : tia a, tia β−, tia β+ và tia γ đi vào một miền có điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức điện. Tia phóng xạ không bị lệch khỏi phương truyền ban đầu là A. tia γ. B. tia β−. C. tia β+. D.α. Hướng dẫn: Đáp án A Chùm γ là chùm photon (không mang điện) nên không bị lệch trong điện trường. Câu 23: Hạt nhân C6 14 và hạt nhân N7 14có cùng A. điện tích. B. số nuclôn. C. số prôton . D. số nơtron. Hướng dẫn: Đáp án B. Hai hạt nhân có cùng số khối A nghĩa là cùng số nuclon. Câu 24: Đặt điện áp u = Uocosl00πt (t tính bằng s) vào hai đầu một tụ điện có điện dung C = 10−4 𝜋 (F). Dung kháng của tụ điện là A. 150Ω B. 200Ω. C. 50Ω. D. 100Ω Hướng dẫn: Đáp án D. ZC = 1 𝜔𝐶 = 100Ω Câu 25: Đặt điện áp u = 200√2cos100πt (V) vào hai đầu một điện trở thuần 100Ω. Công suất tiêu thu của điện trở bằng A. 800W B. 200W. C. 300W D. 400W Hướng dẫn: Đáp án D. Công suất tiêu thụ trên điện trở: P = 𝑈2 𝑅 = 400W. Câu 26: Chiếu một chùm sáng đơn sắc hcp tới mặt bên của một làng kính thủy tinh đặt trong không khí. Khi đi qua lăng kính, chùm sáng này A. không bị lệch khỏi phương truyền ban đầu. B. bị đổi màu. C. bị thay đổi tần số. D. không bị tán sắc. Hướng dẫn: Đáp án D. Lăng kính có tác dụng tán sắc các ánh sáng không đơn sắc và làm cho tia sáng ló lệch về phía đây. Câu 27: Cho khối lượng của hạt nhân Ag47 107 là 106,8783u; của nơtron là 1,0087u: của prôtôn là 1,0073u. Độ hụt khối của hạt nhân Ag47 107 là A. 0,9868u. B. 0,6986u. C. 0.6868u. D. 0,9686u. Hướng dẫn: Đáp án A. Độ hụt khối của hạt nhân Ag47 107 là: Δm = 47.mp + (107 - 47).mn - mAg = 0,9868u 5 GV: Kiều Quang Vũ - THPT NCP vly2011@gmail.com Câu 28: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với điện trở thuần. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở là 100V. Hệ số công suất của đoạn mạch bằng A.0,8 B. 0,7 C. 1 D. 0,5 Hướng dẫn: Đáp án D. Hệ số công suất cosφ = 𝑈𝑅 𝑈 = 0,5 Câu 29: Sự phát sáng nào sau đây là hiện tượng quang - phát quang? A. Sự phát sáng của con đom đóm B. Sự phát sáng của đèn dây tóc. C. Sự phải sáng của đèn ống thông dụng D. Sự phát sáng cùa đèn LED. Hướng dẫn: Đáp án C. Hiện tượng quang - phát quang là hiện tượng chất phát quang được chiếu bởi ánh sáng có bước sóng thích hợp phát ra ánh sáng. + Đom đóm: phát quang sinh học nhờ phản ứng hóa học gọi là biolumiescence (ánh sáng sinh học). + Đèn sợi tóc nhiệt phát quang. + Đèn LED: điện phát quang. Câu 30: Khi nói về tia X, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Tia X có kha năng đâm xuyên kém hơn tia hồng ngoại B. Tia X có tần số nhỏ hơn tần số của tia hồng ngoại. C. Tia X có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy. D. Tia X có tác dụng sinh lí: nó hủy diệt tế bào. Hướng dẫn: Đáp án D. Tia X có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của tia tử ngoại nên sẽ nhỏ hơn hồng ngoại, có năng lượng lớn khả năng đâm xuyên mạnh có thể làm hủy diệt tế bào, tần số lớn vì f ~ 1 𝜆 Câu 31: Đồ thị li độ theo thời gian của chất điểm l (đường I) và chất điểm 2 (đường 2) như hình vẽ, tốc độ cực đại của chất điểm 2 là 4π (cm/s). Không kể thời điểm t = 0, thời điểm hai chất điểm có cùng li độ lần thứ 5 là A. 4,0 s B.3,25s D. 3,75 s D. 3,5s Hướng dẫn: Đáp án D. Đường 2 có vmax = ω2A = 4π =6ω2 ω2 = 2𝜋 3 (rad/s) T2 = 3(s) Từ đồ thị ta nhận thấy T2 = 2T1 T1 = 1,5(s) Thời gian để hai chất điểm cùng li độ lần thứ năm là Δt = 2T1 + t1 Từ đồ thị ta thấy 𝑇1 4 < t1 < 𝑇2 4 ⟺ 0,375 < t1 < 0,75 3,375 < Δt < 3,75 Vậy Δt = 3,5 (s). Câu 32: Một đám nguyên tử hidro dang ở trạng thái cơ bản. Khi chiếu bức xạ có tần số f1 vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa 3 bức xạ. Khi chiếu bức xạ có tần số f2 vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa 10 bức xạ. Biết năng lượng ứng với các trạng thái dừng của nguyên tử hidro được tính theo biểu thức En = - 𝐸0 𝑛2 (E0 là hằng số dương, n = 1,2,3,...). Tỉ số 𝑓1 𝑓2 là A. 10 3 B. 27 25 C. 3 10 D. 25 27 6 GV: Kiều Quang Vũ - THPT NCP vly2011@gmail.com Hướng dẫn: Đáp án D. Do ε1 = h.f1 và ε2 = h.f2 nên: 𝑓1 𝑓2 = 𝜀1 𝜀2 Áp dụng công thức N = 𝑛(𝑛−1) 2 + Chiếu tần số f1 chỉ phát tối đa 3 bức xạ nên N = 3 n(n - 1) = 6 n1 = 3 + Chiếu tần số f1 chỉ phát tối đa 10 bức xạ nên N = 10 n(n - 1) = 20 n2 = 5 Mà năng lượng kích thích ε1 = 𝐸𝑛1 + 𝐸0 và ε2 = 𝐸𝑛2 + 𝐸0 𝑓1 𝑓2 = 𝐸𝑛1+𝐸0 𝐸𝑛2+𝐸0 = − 𝐸0 𝑛1 2+𝐸0 − 𝐸0 𝑛2 2+𝐸0 = (9−1)25 (25−1)9 = 25 27 Câu 33: Hai mạch dao động điện từ lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với cùng cường độ dòng điện cực đại I0 . Chu kì dao động riêng của mạch thứ nhất là T1, của mạch thứ hai là T2 = 2T1. Khi cường độ dòng điện trong hai mạch có cùng độ lớn và nhỏ hơn I0 thì độ lớn điện tích trên một bản tụ điện của mạch dao động thứ nhất là q1 và của mạch dao động thứ hai là q2. Tỉ sổ 𝑞1 𝑞2 là A. 2 B. 1,5 C.0,5 D.2,5 Hướng dẫn: Đáp án C. Theo giả thiết có: T2 = 2T1 Mà I0 = 2𝜋 𝑇1 𝑞01 = 2𝜋 𝑇2 𝑞02 𝑇2 𝑇1 = 2 = 𝑞02 𝑞01 q02 = 2q01 Áp dụng hệ thức: 𝑞2 𝑞0 2 + 𝑖2 𝐼0 2 = 1 cho hai mạch ta có: + Mạch 1: 𝑞1 2 𝑞01 2 + 𝑖1 2 𝐼0 2 = 1 (1) + Mạch 2: 𝑞2 2 𝑞02 2 + 𝑖2 2 𝐼0 2 = 1 (2) Ta lại có i1 = i2 (3) Từ (1), (2) và (3) có: 𝑞1 𝑞2 = ± 𝑞01 𝑞02 = ± 0,5 Câu 34: Tại nơi có g = 9,8 m/s2, một con lắc đơn có chiều dài dây treo 1m dang dao động điều hòa với biên độ góc 0,1 rad. Ở vị trí có li độ góc 0,05 rad, vật nhỏ của con lắc có tốc độ là A. 2,7cm/s B. 27,1 cm/s C. 1,6 cm/s D. 15,7cm/s Hướng dẫn: Đáp án B. Áp dụng công thức: v = √𝑔ℓ(𝛼0 2 − 𝛼2) = √9.8 × 1 × (0.12 − 0.052) = 27,1 cm/s Câu 35: Một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng. Trên dây, những điểm dao động với cùng biên độ A1 có vị trí cân bằng liên tiếp cách đều nhau một đoạn d1 và những điểm dao động với cùng biên độ A2 có vị trí cân bằng liên tiếp cách đều nhau một đoạn d2. Biết A1 > A2 > 0. Biểu thức nào sau đây đúng? A. d1 = 0.5d2 B. d1 = 4d, C. d1 = 0.25d2 D. d1 = 2d2 Hướng dẫn: Đáp án D. Những điểm dao động với cùng biên độ và cách đều nhau là cực đại (bụng) và vị trí có biên độ √2.𝐴𝑚𝑎𝑥 2 . Những điểm này các nhau lần lượt là λ/2 và λ/4. Giả thuyết A1 > A2 nên d1 > d2 d1 = λ/2 và d2 = λ/4 d1 = 2d2 7 GV: Kiều Quang Vũ - THPT NCP vly2011@gmail.com Câu 36: Tại vị trí O trong một nhà máy, một còi báo cháy (xem là nguồn điểm) phát âm với công suất không đổi. Từ bên ngoài, một thiết bị xác định mức độ cường độ âm chuyên dụng thẳng từ M hướng đến O theo hai giai đoạn với vận tốc ban đầu bằng không và gia tốc có độ lớn 0,4 m/s2 cho đến khi dừng lại tại N (cổng nhà máy). Biết NO = 10 m và mức cường độ âm (do còi phát ra) tại N lớn hơn mức cường độ âm tại M là 20dB. Cho rằng môi trường truyền âm đẳng hướng và không hấp thụ âm. Thời gian thiết bị đó chuyển động từ M đến N có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây? A.27s B. 32s C. 47s D. 25s Hướng dẫn: Đáp án B. Ta có: IM = 𝑃 4𝜋.𝑂𝑀2 và IN = 𝑃 4𝜋.𝑂𝑁2 = 𝑃 4𝜋.102 𝐼𝑁 𝐼𝑀 = 𝑂𝑀2 𝑂𝑁2 (1) LN - LM = 10dB 10log( 𝐼𝑁 𝐼𝑀 ) = 20 𝐼𝑁 𝐼𝑀 = 100 (2) Từ (1) và (2) 𝑂𝑀2 𝑂𝑁2 = 100 OM = 10.ON =100 (m) MN = 90m. Ta có gia tốc trong từng giai đoạn là: a1 = 𝑣1−𝑣0 𝑡1 và a1 = 𝑣2−𝑣1 𝑡2 vì v2 = 0, v0 = 0 và |a1| = |a2| nên suy ra t1 = t2 Quãng đường MN =S1 + S2 = 1 2 𝑎𝑡1 2 + (𝑎𝑡1) 2 2𝑎 = 𝑎𝑡1 2 trong đó S1 = 1 2 𝑎𝑡1 2 và S2 = 𝑣1 2 2𝑎 ; v1 = at1 t1 = √ 90 0.4 = 15(s) Vậy t = 30(s) chọn B: t = 32s Câu 37: Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. Nguồn sáng phát ánh sáng trắng có bước sóng trong khoảng từ 380 nm đến 760 nm. M là một điểm trên màn, cách vân sáng trung tâm 2 cm. Trong các bước sóng của các bức xạ cho vân sáng tại M bướcsóng dài nhất là A. 417 nm B. 570 nm C. 714 nm D. 760 nm Hướng dẫn: Đáp án C. Điều kiện cho vận sáng tại M: xS = 𝑘𝜆𝐷 𝑎 = 20mm λ = 𝑥𝑆𝑎 𝑘𝐷 = 5 𝑘 Mà 0,38 ≤ λ ≤ 0,76μ 5 0.76 ≤ k ≤ 5 0.38 6,5 ≤ k ≤ 13 k = 7; 8; ; 13 λmax = 5 𝑘𝑚𝑖𝑛 = 0,714 μm = 714nm Câu 38: Tại mặt nước, hai nguồn kết hợp được đặt ở A và B cách nhau 68 mm, dao động điều hòa cùng tần số, cùng pha, theo phương vuông góc với mặt nước. Trên đoạn AB, hai phần tử nước dao động với biên độ cực đại có vị trí cân bằng cách nhau một đoạn ngắn nhất là 10 mm. Điểm C là vị trí cân bằng của phần tử ở mặt nước sao cho AC BC . Phần tử nước ở C dao động với biên độ cực đại. Khoảng cách BC lớn nhất bằng A. 37,6 mm B. 67,6 mm C. 64,0 mm D. 68,5 mm Hướng dẫn: Đáp án B. Hai cực đại cách nhau một khoảng 10mm 0,5λ = 10mm. λ = 20mm Gọi x = BC AC = √𝐴𝐵2 − 𝐵𝐶2 (1) Điều kiện cực đại tại C: BC - AC = kλ (2) Khi BC đặt giá trị cực đại tương ứng kmax. với k là thứ tự cực đại trên AB. A B C xmax kmax 8 GV: Kiều Quang Vũ - THPT NCP vly2011@gmail.com Ta có kmax = [ 𝐴𝐵 𝜆 ] 𝑧 = 3 (3) Từ (1), (2) và (3) x + √682 − 𝑥2 = 60 x = 67,6 mm Câu 39 : Một lò xo đồng chất, tiết diện đều được cắt thành ba lò xo có chiều dài tự nhiên là ℓ (cm), (ℓ-10)(cm) và (ℓ -20) (cm). Lần lượt gắn mỗi lò xo này (theo thứ tự trên) với vật nhỏ khối lượng m thì được ba con lắc có chu kì dao động riêng tương ứng là : 2s; √3s và T. Biết độ cứng của các lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Giá trị của T là A. 1,00 s B. 1,28s C. 1,41s D. 1,50s Hướng dẫn: Đáp án C. Ta có k ~ 1 ℓ nên: + T1 = 2π√ 𝑚 𝑘 ~ √ℓ (1) + T2 = 2π√ 𝑚 𝑘 ~ √ℓ − 10 (2) + T1 = 2π√ 𝑚 𝑘 ~ √ℓ − 20 (3) Từ (1) và (2) ta có: 2 √3 = √ 𝑙 𝑙−10 ℓ = 40cm Từ (2) và (3) ta có: 2 𝑇3 = √ 𝑙−10 𝑙−20 T3 = √2 (s) Câu 40: Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc; ánh sáng đỏ có bước sóng 686 nm, ánh sáng lam có bước sóng , với 450nm<<510 nm. Trên màn, trong khoảng hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 6 vân ánh sáng lam. Trong khoảng này bao nhiêu vân sáng đỏ? A. 4 B. 7 C. 5 D. 6 Hướng dẫn: Đáp án: A. Ta có: k2L - k1L = 6 Hai vân sáng trùng nhau nên: 𝑘1𝐿 𝑘1đ = 𝜆đ 𝜆𝐿 = 𝑘2𝐿 𝑘2đ k2đ = 𝑘2𝐿 𝑘1𝐿 𝑘1đ Gọi k = k2đ - k1đ là số vân sáng đỏ giữa hai vân trung nhau. k = (k2L - k1L) 𝑘1đ 𝑘1𝐿 = 6𝜆𝐿 𝜆đ λL = 𝑘𝜆đ 6 Vì 450nm < L < 510 nm 450 < 𝑘𝜆đ 6 < 510 3,2 < k < 4,4 k = 4 Câu 41: Đồng vị phóng xạ 21084Po phân rã α, biến đổi thành đồng vị bền 206 82Pb với chu kì bán rã là 138 ngày. Ban đầu có một mẫu 21084Po tinh khiết. Đến thời điểm t, tổng số hạt α và số hạt nhân 206 82Pb (được tạo ra) gấp 14 lần số hạt nhân 21084Po còn lại. Giá trị của t bằng A. 552 ngày B. 414 ngày C. 828 ngày D. 276 ngày Hướng dẫn: Đáp án B. Phản ứng phân rã: Po84 210→Pb82 206+α Số hạt Po còn lại là 𝑁𝑃𝑜 = 𝑁0𝑒 −𝜆𝑡 Số hạt Pb và số hạt α sinh ra: ΔN = N0(1 - e-λt) Ta thấy một hạt nhân Po hủy sinh ra 1 hạt nhân Pb và hạt α nên có 2ΔN = 14N 7e-λt = 1 - e-λt t = T. 𝑙𝑛 8 𝑙𝑛2 = 414 ngày O x1đ = x1L x2đ = x2L k1đ, k1L K2đ, k2L 9 GV: Kiều Quang Vũ - THPT NCP vly2011@gmail.com Câu 42: Lần lượt đặt điện áp u U 2 tcos (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu của đoạn mạch X và vào hai đầu của đoạn mạch Y; với X và Y là các đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Trên hình vẽ, PX và PY lần lượt biểu diễn quan hệ công suất tiêu thụ của X với và của Y với . Sau đó, đặt điện áp u lên hai đầu đoạn mạch AB gồm X và Y mắc nối tiếp. Biết cảm kháng của hai cuộn cảm thuần mắc nối tiếp (có cảm kháng ZL1 và ZL2) là ZL = ZL1 + ZL2 và dung kháng của hai tụ điện mắc nối tiếp (có dung kháng ZC1và ZC2) là ZC = ZC1 + ZC2. Khi 2 , công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây? A. 14 W B. 10 W C. 22 W D. 18 W Hướng dẫn: đáp án C. * Xét tại các cực đại: Mạch X: điều kiện P cực đại: PXmax = 𝑈2 𝑅𝑋 = 40 W Mạch Y: điều kiện P cực đại: PYmax = 𝑈2 𝑅𝑌 = 60 W 𝑅𝑌 𝑅𝑋 = 2 3 RY = 2 3 RX (1) * Xét tại PX = PY = 20W Mạch X có: PX = 𝑈2𝑅𝑋 𝑍𝑋 2 = 20 W 𝑈2𝑅𝑋 𝑅𝑋 2+𝑍𝐿𝐶(𝑋) 2 = 20 40𝑅𝑋 2 𝑅𝑋 2+𝑍𝐿𝐶(𝑋) 2 = 20 ZL1 - ZC2 = RX (2) Mạch Y có: PY = 𝑈2𝑅𝑌 𝑍𝑌 2 = 20W 𝑈2 𝑅𝑌 2+𝑍𝐿𝐶(𝑌) 2 = 20 60𝑅𝑌 2 𝑅𝑌 2+𝑍𝐿𝐶(𝑌) 2 =20 ZL2 - ZC2 = -√2RY (3) * Khi ghép hai mạch ta có: PXY = 𝑈2(𝑅𝑋+𝑅𝑌) (𝑅𝑋+𝑅𝑌)2+(𝑍𝐿1+𝑍𝐿2−𝑍𝐶1−𝑍𝐶2)2 = 40. 5 3 𝑅𝑋 2 ( 5 3 𝑅𝑋) 2 +(𝑅𝑋− 2√2 3 𝑅𝑋) 2 ~ 20,5225 W Vậy chọn đáp án 22W Câu 43: Đặt điện áp 0u U 2 ftcos (U0 không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C. Khi f = f1 = 25 2 Hz hoặc f = f2= 100 Hz thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện có cùng giá trị U0. Khi f = f0 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở đạt cực đại. Giá trị của f0 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 70 Hz B. 80 Hz C. 67 Hz D. 90 Hz Hướng dẫn: Đáp án A. Để hiệu điện thế trên R cực đại thì ω0 = 1 √𝐿𝐶 Khi f1 =25√2 Hz và f2 = 100Hz f2 = 2√2f1 có UC1 = UC2 = U0 ZC1 = √2Z1 và ZC2 = √2Z2 Do ZC tỉ lệ nghịch với f nên ZC1 = 2√2ZC2 Ta lại có: Z12 = R2 + (ZL1 - ZC1)2 Z12 = R2 + (ZL1 - 2√2ZC2)2 = 4𝑍𝐶2 2 (1) Z22 = R2 + (ZL2 - ZC2)2 Z22 = R2 + (2√2ZL1 - ZC2)2 = 1 2 (2) Lấy (2) - (1) được: (2√2ZL1 - ZC2 - ZL1 + 2√2ZC2)(2√2ZL1 - ZC2 + ZL1 - 2√2ZC2) = - 7 2 𝑍𝐶2 2 (2√2 -1)(ZL1 + ZC2)(ZL1 - ZC2)(2√2 +1) = - 3 2 𝑍𝐶2 2 7(𝑍𝐶2 2 - 𝑍𝐿1 2 )= - 7 2 𝑍𝐶2 2 ZC2 = √2ZL1 ω02 = √√2𝜔1. 𝜔2 f0 = √√2𝑓1. 𝑓2 = 50√2 ~ 70 Hz 10 GV: Kiều Quang Vũ - THPT NCP vly2011@gmail.com Câu 44 : Trên một sợi dây OB căng ngang, hai đầu cố định đang có sóng dừng với tần số f xác định. Gọi M, N và P là ba điểm trên dây có vị trí cân bằng cách B lần lượt là 4 cm, 6 cm và 38 cm. Hình vẽ mô tả hình dạng sợi dây tại thời điểm t1 (đường 1) và 2 1 11 t t 12f (đường 2). Tại thời điểm t1, li độ của phần tử dây ở N bằng biên độ của phần tử dây ở M và tốc độ của phần tử dây ở M là 60 cm/s. Tại thời điểm t2, vận tốc của phần tử dây ở P là A. 20√3 (cm/s) B. 60 (cm/s) C. - 20√3 (cm/s) D. -60 (cm/s) Hướng dẫn: Đáp án C. Từ đồ thị ta thấy: λ = 24cm Áp dụng công thức tính biên độ tại một điểm trên phương truyền sóng: Ai = a|sin 2𝜋𝑥𝑖 𝜆 | ta xác định được biên độ tại M, N, P lần lượt là: AM = 𝑎√3 2 ; AN = a; AP = 𝑎 2 Các điểm nằm trên cùng bó sóng thì cùng pha với nhau, trên các bó sóng lân cận thì ngược pha. Từ đồ thị ta thấy M, N cùng pha còn M, P thì ngược pha. Do đó có Phương trình sóng: + uM = 𝑎√3 2 cosωt + uN =a.cosωt + uP = - 𝑎 2 cosωt Tại thời điểm t1: uN = AM a.cosωt1= 𝑎√3 2 ωt1= ± 𝜋 6 . Vì vM > 0 ωt1= - 𝜋 6 Vận tốc tại M: 60 = -ω 𝑎√3 2 sinωt1 ω 𝑎 2 = 40√3 Vận tốc tại P lúc thời điểm t2 = t1 + 11 12𝑓 = t1 + 22𝜋 12𝜔 là: vp = ω 𝑎 2 sinωt2 = ω 𝑎 2 sin(- 𝜋 6 + 22𝜋 12 )= -60 cm/s Câu 45 : Lần lượt đặt các điện áp xoay chiều u1, u2 và u3 có cùng giá trị hiệu dụng nhưng tần số khác nhau vào hai đầu một đoạn mạch có R, L, C nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch tương ứng là: 1i I 2 150 t 3 cos( ) , 2i I 2 200 t 3 cos( ) và 3i I 2 100 t 3 cos( ) . Phát biểu nào sau đây đúng? A. i2 sớm pha so với u2 B. i3 sớm pha so với u3 C. i1 trễ pha so với u1 D. i1 cùng pha với i2 Hướng dẫn: Đáp án: B. Do không cùng tần số nên không thể khẳng định i1 cùng pha với i2. Khi thay đổi tần số ta có i1 và i2 có pha giống nhau và cùng cường độ dòng điện hiệu dụng nên ta có tần số góc khi có cộng hưởng điện là: ω0 = √𝜔1𝜔2 = 100√3π (rad/s) Câu 46: Đặt một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 20V vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng có tổng số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là 2200 vòng. Nối hai đầu cuộn thứ cấp với đoạn mạch AB (hình vẽ); trong đó, điện trở R có giá trị không đổi, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,2 H và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung C đến giá trị 3 2 10 ( ) 3 C F thì vôn kế (lí tưởng) chỉ giá trị cực đại bằng 103,9V (lấy là 60 3 V). Số vòng dây của cuộn sơ cấp là
File đính kèm:
- Giai_chi_tiet_de_thi_THPT_QG_nam_2015_mon_Vat_Ly_20150725_101610.pdf