Thứ bảy, 04/05/2024
IMG-LOGO

30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 25)

  • 3434 lượt thi

  • 40 câu hỏi

  • 30 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Trong chân không, bức xạ đơn sắc vàng có bước sóng là 0,589μm. Lấy h=6,625.10-34J-s;c=3.108m/s  và e=1,6.10-19C.Năng lượng của phôtôn ứng với bức xạ này có giá trị là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Năng lượng photon: ε =hcλ

Cách giải: 

Năng lượng của photon ứng với bức xạ này là: 

ε =hcλ=6,62510-3431080,58910-63,37.10-19(J)2,11(eV)

Chọn C.

Câu 2:

Cho các bộ phận sau: micrô, loa, anten thu, anten phát, mạch biến điệu, mạch tách sóng. Bộ phận có trong sơ đồ khối của một máy phát thanh đơn giản là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết sơ đồ khối của máy phát thanh 

Cách giải: 

Các bộ phận có trong sơ đồ khối của máy phát thanh đơn giản là: micrô, anten phát, mạch biến điệu.

Chọn A. 


Câu 3:

Trong dao động cơ học, biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết dao động cưỡng bức 

Cách giải: 

Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật, tần số của  ngoại lực tác dụng lên vật, lực cản môi trường tác dụng lên vật 

→ Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào bản chất của ngoại lực cưỡng bức

Chọn D.


Câu 4:

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn  sắc có bước sóng λ. Nếu tại điểm M trên màn quan sát có vân tối thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe  đến điểm M có độ lớn nhỏ nhất bằng
Xem đáp án

Phương pháp: 

Hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe đến vị trí vân tối: \({d_2} - {d_1} = \left( {k + \frac{1}{2}} \right)\lambda \)

Cách giải: 

Hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe đến vị trí vân tối là: \({d_2} - {d_1} = \left( {k + \frac{1}{2}} \right)\lambda \)

Tại điểm M có: \({k_{\min }} = 0 \Rightarrow {\left( {{d_2} - {d_1}} \right)_{\min }} = \frac{\lambda }{2}\)

Chọn B. 


Câu 5:

Tại một điểm cách một dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dòng điện 5A thì có cảm ứng từ 0,5 µT. Nếu cường độ dòng điện trong dây dẫn tăng thêm 15 A thì cảm ứng từ tại điểm đó có giá trị là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài: \(B = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{r}\)

Cách giải:

Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài là: \(B = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{r} \Rightarrow B\~I\)

Cường độ dòng điện trong dây dẫn tăng thêm 15 A, ta có: 

\({I_2} = {I_1} + 15 = 20(A) \Rightarrow {I_2} = 4{I_1} \Rightarrow {B_2} = 4{B_1} = 4.0,5 = 2(\mu T)\)

Chọn A.


Câu 6:

Dòng điện không đổi là dòng điện có
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết dòng điện không đổi 

Cách giải: 

Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian.

Chọn D.


Câu 7:

Hai nguồn sóng kết hợp là hai nguồn dao động cùng phương, cùng
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết hai nguồn sóng kết hợp 

Cách giải: 

Hai nguồn sóng kết hợp là hai nguồn dao động cùng phương, cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian 

Chọn D. 


Câu 8:

Máy biến áp là một thiết bị dùng để
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết máy biến áp 

Cách giải: 

Máy biến áp là thiết bị dùng để thay đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số

Chọn A. 


Câu 9:

Khi một vật dao động điều hòa thì
Xem đáp án

Phương pháp: 

Tốc độ của vật dao động điều hòa: \(v = \omega \sqrt {{A^2} - {x^2}} \)

Gia tốc của dao động điều hòa: a= -ω2x  

Lực kéo về tác dụng lên vật dao động điều hòa: \({F_{kv}} = ma = - m{\omega ^2}x\)

Cách giải: 

Lực kéo về tác dụng lên vật dao động điều hòa là: \({F_{kv}} = - m{\omega ^2}x\)

|Fkv|max=mω2Ax=±AA,Csai

Độ lớn cực đại của gia tốc là: |a|max=ω2Ax= ±AB sai

Vận tốc có độ lớn cực đại là: \(|v{|_{\max }} = \omega A \Leftrightarrow x = 0 \to {\rm{D}}\) đúng

Chọn D. 


Câu 10:

Trong sóng cơ, sóng dọc truyền được trong các môi trường
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết sóng dọc 

Cách giải: 

Sóng dọc truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí 

Chọn B. 


Câu 11:

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m. Trong hệ vân trên màn, vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm 2,4 mm. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là
Xem đáp án

Phương pháp:

Khoảng vân: \(i = \frac{{\lambda D}}{a}\)

Vị trí vân sáng: \({x_s} = ki\)

Cách giải: 

Khoảng cách từ vân sáng bậc 3 tới vân sáng trung tâm là:

\({x_s} = ki \Rightarrow {2,4.10^{ - 3}} = 3.i \Rightarrow i = {8.10^{ - 4}}(\;{\rm{m}})\)

Lại có khoảng vân: 

i=λDaλ =iaD=8.10-4110-32=4.10-7(m)=0,4(μm)

Chọn A. 


Câu 12:

Chọn phát biểu đúng khi nói về đường sức điện.
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết đường sức điện 

Cách giải: 

Qua mỗi điểm trong điện trường ta chỉ có thể vẽ được một đường sức điện → A sai

Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau → B đúng 

Nơi nào điện trường mạnh hơn thì nơi đó đường sức điện được vẽ mau hơn → C sai

Các đường sức điện xuất phát từ các điện tích dương và tận cùng ở các điện tích âm → D sai

Chọn B. 


Câu 13:

Một máy đang phát sóng điện từ ở Hà Nội có phương truyền thẳng đứng hướng lên. Vào một thời điểm, tại điểm M trên phương truyền, véc-tơ cường độ điện trường đang có độ lớn bằng một nửa giá trị cực đại và hướng về phía Nam. Khi đó véc-tơ cảm ứng từ có
Xem đáp án

Phương pháp: 

Các vecto \(\vec E,\vec B\) và hướng truyền sóng đôi một vuông góc với nhau tuân theo quy tắc bàn tay phải: đặt bàn  tay phải sao cho vecto \(\overrightarrow B \) hướng vào lòng bàn tay, ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của \(\overrightarrow E \) , bốn ngón tay  hướng theo chiều truyền sóng điện từ 

Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường luôn biến thiên cùng pha:  \(\frac{E}{{{E_0}}} = \frac{B}{{{B_0}}}\)

Cách giải: 

Nhận xét: điện trường và từ trường biến thiên cùng pha, ta có:

\(\frac{E}{{{E_0}}} = \frac{B}{{{B_0}}} = \frac{1}{2} \Rightarrow B = \frac{{{B_0}}}{2}\)

Áp dụng quy tắc bàn tay phải, ta có hình vẽ:

Một máy đang phát sóng điện từ ở Hà Nội có phương truyền thẳng đứng hướng lên.  Vào một thời điểm, tại điểm M trên phương (ảnh 1)

Từ hình vẽ ta thấy vecto cảm ứng từ hướng về phía Đông

Chọn C. 


Câu 14:

Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình \(x = A\cos (\omega t + \varphi )\). Đồ thị vận tốc biến thiên theo thời gian được biểu diễn theo hình vẽ bên. Pha ban đầu và chu kì dao động của vật lần lượt là?
Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình (ảnh 1)
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị 

Vận tốc biến thiên sớm pha \(\frac{\pi }{2}{\rm{rad}}\) so với li độ

Li độ biến thiên cùng chu kì với vận tốc 

Cách giải: 

Từ đồ thị ta thấy khoảng thời gian ngắn nhất vận tốc biến thiên từ giá trị cực đại đến cực tiểu là:

\(\frac{T}{2} = 0,2(s) \Rightarrow T = 0,4(s)\)

Từ đồ thị ta thấy ở thời điểm đầu, vận tốc có giá trị cực đại → pha ban đầu của dao động là: φ = -π2rad

Chọn A. 


Câu 15:

Hạt nhân \(_8^{17}O\)
Xem đáp án

Phương pháp: 

Hạt nhân Xz4có Zproton,(A-Z)notron

Cách giải: 

Hạt nhân \(_8^{17}O\) có 8 proton và 9 notron 

Chọn B.


Câu 16:

Dùng một ampe kế nhiệt để đo cường độ dòng điện trong một mạch điện xoay chiều,  số chỉ của ampe kế cho biết
Xem đáp án

Phương pháp: 

Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi, nếu cho hai  dòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì nhiệt  lượng tỏa ra bằng nhau 

Cách giải: 

Số chỉ của Ampe kế nhiệt cho biết cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch 

Chọn D.

Câu 17:

Hạt mang điện trong chất điện phân là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết dòng điện trong chất điện phân 

Cách giải: 

Dòng điện trong chất điện phân là ion dương và ion âm 

Chọn C.


Câu 18:

Hiện tượng quang - phát quang là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết hiện tượng quang – phát quang 

Cách giải: 

Hiện tượng quang - phát quang là sự hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác 

Chọn C.


Câu 19:

Một con lắc lò xo gồm một lò xo nhẹ độ cứng k và vật nhỏ có khối lượng m. Con lắc này dao động điều hòa với tần số là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Tần số của con lắc lò xo: \(f = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{k}{m}} \)

Cách giải: 

Tần số của con lắc lò xo là: \(f = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{k}{m}} \)

Chọn C. 

Câu 20:

Trong chân không, xét các tia: tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X và tia đơn sắc lục. Tia có tần số nhỏ nhất là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng thang sóng điện từ:

 Trong chân không, xét các tia: tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X và tia đơn sắc lục. Tia có tần số nhỏ nhất là (ảnh 1)

Cách giải: 

Trong các tia: tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X và tia đơn sắc lục, tia có tần số nhỏ nhất là tia hồng ngoại

Chọn A.


Câu 21:

Hạt nhân Hêli \(\left( {_2^4{\rm{He}}} \right)\) có năng lượngliên kết là 28,4 MeV, hạt nhân Liti \(\left( {\begin{array}{*{20}{l}}7\\3\end{array}Li} \right)\) có năng lượng liên kết là 39,2 MeV, hạt nhân Đơteri \(\left( {_1^2D} \right)\) có năng lượng liên kết là 2,24 MeV. Các hạt nhân này được sắp xếp theo thứ tự tăng dần độ bền vững là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững 

Cách giải: 

Năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân là:

WlkrHe=WlkHe4=28,44=7,1(MeV)WlkLLi=WlkLi7=39,27=5,6(MeV)WlkrD=WlkD2=2,242=1,12(MeV)WlkrD<Wlkrii<WlkHe

Chọn A.


Câu 22:

Trong các phản ứng hạt nhân đại lượng không bảo toàn là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: bảo toàn số nuclon, bảo toàn điện tích, bảo toàn năng lượng toàn phần, bảo toàn động lượng 

Cách giải: 

Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân là: bảo toàn số nuclon, bảo toàn điện tích, bảo toàn năng lượng toàn phần, bảo toàn động lượng 

→ Trong phản ứng hạt nhân không có định luật bảo toàn khối lượng nghỉ 

Chọn B.


Câu 23:

Thuyết lượng tử ánh sáng không được dùng để giải thích
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết thuyết lượng tử ánh sáng 

Cách giải: 

Thuyết lượng tử ánh sáng không được dùng để giải thích hiện giao thoa ánh sáng 

Chọn D.


Câu 24:

Chiết suất n của chất làm lăng kính thay đổi theo
Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng lý thuyết hiện tượng khúc xạ ánh sáng 

Cách giải: 

Chiết suất của chất làm lăng kính thay đổi theo tần số ánh sáng qua lăng kính 

Chọn C.


Câu 25:

Đặt điện áp \(u = {U_0}\cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)(V)\) vào giữa hai đầu mạch điện R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức \(i = {I_0}\cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{6}} \right)(A)\). Hệ số công suất của mạch điện xấp xỉ bằng
Xem đáp án

Phương pháp: 

Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều: cosφ =cos(φu-φi)

Cách giải:

Hệ số công suất của mạch điện là: 

\(\cos \left( {{\varphi _u} - {\varphi _i}} \right) = \cos \left( {\frac{\pi }{3} - \frac{\pi }{6}} \right) = \cos \frac{\pi }{6} \approx 0,87\)

Chọn C.


Câu 26:

Cường độ dòng điện \(i = 2\cos 100\pi t(A)\) có pha tại thời điểm t là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Biểu thức cường độ dòng điện: \(i = {I_0}\cos (\omega t + \varphi )\)

Với i là cường độ dòng điện tức thời 

I0 là cường độ dòng điện cực đại 

ω  là tần số góc 

\(\varphi \) là pha ban đầu 

\((\omega t + \varphi )\) là pha tại thời điểm t 

Cách giải: 

Cường độ dòng điện \(i = 2\cos 100\pi t(A)\) có pha tại thời điểm t là 100πt rad

Chọn B.


Câu 27:

Trên sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng với C là một điểm trên dây không dao động, khi đó dao động của hai điểm trên dây đối xứng nhau qua C là hai dao động
Xem đáp án

Phương pháp: 

Trên sóng dừng, những điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dao động ngược pha

Những điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha

Cách giải: 

Điểm C là một nút sóng, hai điểm trên dây đối xứng với nhau qua C dao động ngược pha

Chọn A.


Câu 28:

Tại một điểm có cường độ âm là I. Biết cường độ âm chuẩn là \({I_0}\). Mức cường độ âm L tại điểm này được xác định bằng công thức:
Xem đáp án

Phương pháp: 

Mức cường độ âm: \(L = \lg \frac{I}{{{I_0}}}(B) = 10\lg \frac{I}{{{I_0}}}(dB)\)

Cách giải: 

Mức cường độ âm được xác định là: \(L = \lg \frac{I}{{{I_0}}}(B) = 10\lg \frac{I}{{{I_0}}}(dB)\)

Chọn B.


Câu 29:

Trong giờ thực hành, một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm đo bước sóng ánh sáng bằng thí nghiệm giao thoa Y-âng. Học sinh bố trí thí nghiệm có khoảng cách giữa các khe hẹp là 0,5 mm, khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe đến màn là \(100 \pm 0,1\;{\rm{cm}}\). Trên màn khi đo khoảng cách giữa 11 vân sáng liên tiếp thì được kết quả 5 lần đo là 12,0 mm; 13,5 mm; 14,0 mm, 12,5 mm, 13,0 mm. Bỏ qua sai số của thước đo. Bước sóng ánh sáng trong thí nghiệm có giá trị là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Khoảng vân: i=λDaλ =iaD

Giá trị trung bình: λ¯ =a¯i¯D¯

Sai số tỉ đối:  \(\frac{{\Delta \lambda }}{{\bar \lambda }} = \frac{{\Delta a}}{{\bar a}} + \frac{{\Delta i}}{{\bar i}} + \frac{{\Delta D}}{{\bar D}}\)

Sai số tuyệt đối trung bình: Δi¯=Δi1+Δi2+ n

Cách giải: 

Khoảng cách giữa 11 vân sáng là 10 khoảng vân, ta có: 

10i¯ =12,0+13,5+14,0+12,5+13,05=13(mm)i¯=1310=1,3(mm)=1,3.10-3(m)

Sai số tuyệt đối của khoảng vân là: 

\(10\Delta i = \frac{{\Delta {i_1} + \Delta {i_2} + \Delta {i_3} + \Delta {i_4} + \Delta {i_5}}}{5} \Rightarrow \Delta i = \frac{{1 + 0,5 + 1 + 0,5 + 0}}{{50}} = 0,06(\;{\rm{mm}})\)

Giá trị trung bình của bước sóng là: 

λ¯ =a¯i¯D¯=0,510-31,310-31=0,6510-6(m)=0,65(μm)

Ta có sai số tỉ đối: 

\(\frac{{\Delta \lambda }}{{\bar \lambda }} = \frac{{\Delta a}}{{\bar a}} + \frac{{\Delta i}}{{\bar i}} + \frac{{\Delta D}}{{\bar D}} \Rightarrow \frac{{\Delta \lambda }}{{0,65}} = \frac{0}{{{{0,5.10}^{ - 3}}}} + \frac{{0,06}}{{1,3}} + \frac{{0,1}}{{100}}\)

Δλ 0,03(μm)λ =0,65±0,03(μm)

Chọn A. 


Câu 30:

Một mạch dao động LC, với cuộn cảm thuần L = 9 mH. Trong quá trình dao động, hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 12 V. Tại thời điểm điện tích trên bản tụ có độ lớn q = 24 nC thì  dòng điện trong mạch có cường độ \(i = 4\sqrt 3 mA\). Chu kì dao động riêng của mạch bằng
Xem đáp án

Phương pháp: 

Định luật bảo toàn năng lượng điện từ: \({{\rm{W}}_d} = {{\rm{W}}_t} \Rightarrow \frac{1}{2}CU_0^2 = \frac{1}{2}LI_0^2\)

Công thức độc lập với thời gian:  \(\frac{{{q^2}}}{{q_0^2}} + \frac{{{i^2}}}{{I_0^2}} = 1\)

Chu kì dao động riêng của mạch: \(T = 2\pi \sqrt {LC} \)

Cách giải: 

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng điện từ trong mạch, ta có:

\({{\rm{W}}_{d{\rm{max}}}} = {{\rm{W}}_{t\max }} \Rightarrow \frac{1}{2}{\rm{CU}}_0^2 = \frac{1}{2}LI_0^2 \Rightarrow I_0^2 = \frac{{CU_0^2}}{L} = \frac{{C{{.12}^2}}}{{{{9.10}^{ - 3}}}} = 16000{\rm{C}}\)

Áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có: 

q2q02+i2I02=1q2C2U02+i2I02=1(24.10-9)2C2.122+(43 10-3)216000C=1

[1C=25.107C=4.10-9(F){1C= -1.109(loai)
Chu kì dao động riêng của mạch là: 

T=2πLC =2π9.10-34.10-9 =12π 10-6(s)=12π(μs)

Chọn A. 


Câu 31:

Trên mặt chất lỏng có hai nguồn sóng cùng tần số, cùng pha đặt tại hai điểm A và B. Cho bước sóng do các nguồn gây ra là λ = 5cm. Trên nửa đường thẳng đi qua B trên mặt chất lỏng có hai điểm M và N (N gần B hơn). Điểm M dao động với biên độ cực đại, N dao động với biên độ cực tiểu, giữa M và N có ba điểm dao động với biên độ cực đại khác. Biết hiệu MA – NA = 3,2 cm. Nếu đặt hai nguồn sóng này tại M và N thì số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng AB là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Điều kiện tại một điểm là cực đại giao thoa: \(MA - MB = k\lambda \)

Điều kiện tại một điểm là cực tiểu giao thoa: \(NA - NB = (k + 0,5)\lambda \)

Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳn AB thỏa mãn: -MNλ<kλ AM-ANλ

Cách giải: Ta có hình vẽ:

Trên mặt chất lỏng có hai nguồn sóng cùng tần số, cùng pha đặt tại hai điểm A và B. Cho bước sóng do các nguồn gây ra (ảnh 1)

Giả sử tại M là cực đại bậc k 

Giữa M, N có 3 cực đại nữa → tại N là cực tiểu thức k + 3,5

Ta có: 

MA-MB=kλ MA-(MN+NB)=kλNA-NB=(k+3,5)λ

[MA-(MN+NB)]-(NA-NB)=kλ -(k+3,5)λ

MA-NA-MN= -3,5λ

MN=MA-NA+3,5λ=3,2+3,5.5=20,7(cm)

Đặt hai nguồn sóng tại MN, điểm B nằm trên đường thẳng MN, số điểm dao động với biên độ cực đại trên  đoạn AB thỏa mãn: 

-MNλ<kλ AM-ANλ -20,75<kλ 3,25

 -4,14<k0,64k= -4;-3;-2;-1

→ Trên AB có 4 điểm dao động với biên độ cực đại 

Chọn D.


Câu 32:

Một vệ tinh địa tĩnh B (nhân tạo) bay trên quỹ đạo Trái Đất. Cho biết khối lượng và bán kính của Trái Đất lần lượt là \(M = {6,0.10^{24}}\;{\rm{kg}};R = 6400\;{\rm{km}}\), hằng số hấp dẫn \(G = {6,67.10^{ - 11}}{\rm{N}}{{\rm{m}}^2}/{\rm{k}}{{\rm{g}}^2},\) tốc độ ánh sáng trong chân không, bỏ qua sự ảnh hưởng của không khí đối với sự truyền  sóng điện từ. Trạm phát sóng vô tuyến A đặt tại một điểm trên mặt đất ở đường Xích đạo phát sóng hướng  về phía vệ tinh địa tĩnh B ở thẳng đứng ngay trên đầu của nó. Khi vệ tinh B nhận được tín hiệu từ trạm phát  A thì sau 0,500 s vệ tinh B phát sóng trở về lại Trái Đất. Gọi Δt là thời gian từ khi thông tin từ trạm phát  sóng A đến vệ tinh địa tĩnh B rồi đến trạm thu sóng C ở trên mặt đất, sao cho C đặt trên cùng một đường  kinh tuyến với A và xa A nhất. Giá trị của Δt gần nhất với giá trị nào sau đây?
Xem đáp án

Phương pháp: 

Vệ tinh địa tĩnh bay trên quỹ đạo Trái Đất có cùng chu kì với chu kì tự quay của Trái Đất

Gia tốc trọng trường tại độ cao h: \(g = \frac{{GM}}{{{{(R + h)}^2}}}\)

Tần số góc: ω =gR+h =2πT

Thời gian sóng điện từ truyền trong không gian: \(t = \frac{s}{c}\)

Cách giải: 

Ta có hình vẽ: 

Một vệ tinh địa tĩnh B (nhân tạo) bay trên quỹ đạo Trái Đất. Cho biết khối lượng và bán kính của Trái Đất lần (ảnh 1)

Vệ tinh ở độ cao h so với mặt đất

Gia tốc chuyển động của vệ tinh là: \(g = \frac{{GM}}{{{{(R + h)}^2}}}\)

Tần số góc chuyển động của vệ tinh là: 

 ω =gR+h=GM(R+h)3 =2πTT=2π(R+h)3GM

Vệ tinh chuyển động với chu kig bằng chu kì tự quay quanh trục của Trái Đất, ta có: 

\(T = \frac{{2\pi \sqrt {{{(R + h)}^3}} }}{{\sqrt {GM} }} = 86400 \Rightarrow h \approx {35897.10^3}(\;{\rm{m}})\)
Thời gian sóng truyền từ trạm phát A đến vệ tinh là: \({t_1} = \frac{h}{c}\)

Trạm thu C đặt trên cùng một đường kinh tuyến với A và cách A xa nhất

→ C nằm tại 1 trong 2 cực của Trái Đất 

Khoảng cách từ vệ tinh tới trạm thu C là: \(l = \sqrt {{{(R + h)}^2} + {R^2}} \)

Thời gian sóng truyền từ vệ tinh tới trạm thu C là: \({t_2} = \frac{l}{c} = \frac{{\sqrt {{{(R + h)}^2} + {R^2}} }}{c}\)

Thời gian tín hiệu truyền từ trạm A đến vệ tinh rồi đến trạm thu C là:

\(\Delta t = {t_1} + 0,5 + {t_2} = \frac{h}{c} + 0,5 + \frac{{\sqrt {{{(R + h)}^2} + {R^2}} }}{c} = 0,5 + \frac{{h + \sqrt {{{(R + h)}^2} + {R^2}} }}{c}\)

\( \Rightarrow \Delta t = 0,5 + \frac{{{{35897.10}^3} + \sqrt {{{\left( {{{64.10}^5} + {{35897.10}^3}} \right)}^2} + {{\left( {{{64.10}^5}} \right)}^2}} }}{{{{3.10}^8}}} \approx 0,762(s)\)

→ Giá trị ∆t gần nhất với giá trị 0,759 s 

Chọn B. 


Câu 33:

Hạt α có động năng 5 MeV bắn vào một hạt nhân \(_4^9Be\) đứng yên, gây ra phản ứng tạo thành một hạt \(^{12}C\)  và một hạt nơtron. Hai hạt sinh ra có vectơ vận tốc hợp với nhau một góc 800. Cho biết phản ứng tỏa ra năng lượng 5,6 MeV. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối. Động năng của hạt nhân 12C có thể bằng
Xem đáp án

Phương pháp: 

Định luật bảo toàn động lượng: pt =ps

Công thức hàm cos: \({a^2} = {b^2} + {c^2} + 2bc\cos \varphi \)

Năng lượng tỏa ra của phản ứng: \(\Delta E = {K_s} - {K_t}\)

Mối liên hệ giữa động lượng và động năng: \({p_X}^2 = 2{m_X}{K_X}\)

Cách giải: 

Năng lượng tỏa ra của phản ứng là: 

\(\Delta E = {K_C} + {K_n} - {K_a} \Rightarrow 5,6 = {K_C} + {K_n} - 5\)

\( \Rightarrow {K_C} + {K_n} = 10,6({\rm{MeV}}) \Rightarrow {K_n} = 10,6 - {K_C}\)

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có:

\({p_\alpha }^2 = {p_C}^2 + {p_n}^2 + 2{p_C}{p_n}\cos {80^0}\)

2mαKα=2mCKC+2mnKn+22mCKC2mnKn cos800

4.5=12KC+1.(10,6-KC)+212KC1.(10,6-KC) cos800

11KC+212KC(10,6-KC)cos800-9,4=0KC0,59(MeV)KC=1,23(MeV)

Chọn B.


Câu 34:

Trên sợi dây hai đầu A, B cố định có sóng dừng với bước sóng λ. Khoảng cách AB  là 2,5λ, M là phần tử trên dây có vị trí cân bằng cách A là 1,8λ. Số phần tử dao động cùng biên độ, ngược pha với M là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Điều kiện có sóng dừng trên dây với hai đầu dây cố định: \(l = k\frac{\lambda }{2}\)  với k là số bó sóng 

Hai điểm thuộc cùng một bó sóng hoặc thuộc hai bó sóng cùng chẵn hoặc cùng lẻ thì dao động cùng pha Hai điểm thuộc hai bó sóng liền kề, hoặc 1 điểm thuộc bó sóng chẵn, 1 điểm thuộc bó sóng lẻ dao động  ngược pha 

Cách giải: 

Ta có chiều dài sợi dây AB là: 

AB=2,5λ =5λ2k=5 trên dây có 5 bó sóng 

Tại vị trí cân bằng của điểm M có: 

MA=1,8λ=3λ2+0,3λ  điểm M thuộc bó sóng thứ 4 (bó sóng chẵn) 

Nhận xét: trên mỗi bó sóng có 2 điểm dao động cùng biên độ với điểm M 

→ trên mỗi bó sóng lẻ (k = 1; 3; 5) có 2 điểm dao động cùng biên độ, ngược pha với M

→ Trên dây có 6 điểm dao động cùng biên độ, ngược pha với điểm M 

Chọn B. 


Câu 35:

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m, vật nhỏ có khối lượng m = 250 g. Đầu lò xo gắn vào sợi dây AB mềm, nhẹ, không dãn như hình vẽ. Từ vị trí cân bằng, truyền cho vật vận tốc \(v = 100\sqrt 2 \;{\rm{cm}}/{\rm{s}}\) hướng thẳng đứng xuống dưới. Lấy \(g = 10\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}\), gốc thời gian \({t_0} = 0\) lúc truyền vận tốc cho vật. Tốc độ trung bình của vật từ  \({t_0} = 0\) cho đến khi nó đạt độ cao cực đại lần thứ nhất là
Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m, vật nhỏ có khối lượng (ảnh 1)
Xem đáp án

Phương pháp: 

Độ biến dạng của lò xo khi ở vị trí cân bằng: \(\Delta l = \frac{{mg}}{k}\)

Tần số góc của con lắc lò xo: ω =km

Tốc độ của vật ở vịt rí cân bằng: \({v_{\max }} = \omega A\)

Công thức độc lập với thời gian: \({v^2} = \omega \sqrt {{A^2} - {x^2}} \)

Thời gian chuyển động ném thẳng đứng lên: \(t = \frac{v}{g}\)

Độ cao vật đạt được trong chuyển động ném thẳng đứng hướng lên:  \({h_{\max }} = \frac{{{v^2}}}{{2g}}\)

Sử dụng vòng tròn lượng giác và công thức: \(\Delta t = \frac{{\Delta \varphi }}{\omega }\)

Tốc độ trung bình: \({v_\phi } = \frac{S}{t}\)

Cách giải: 

Tần số góc của con lắc là: ω =km =500,25 =102(rad/s)

Độ biến dạng của lò xo khi ở vị trí cân bằng là:

\(\Delta l = \frac{{mg}}{k} = \frac{{0,25.10}}{{50}} = 0,05(\;{\rm{m}}) = 5(\;{\rm{cm}})\)

Nhận xét: con lắc dao động khi lực đàn hồi có độ lớn bằng 0, dây bị chùng, hệ chuyển động với gia tốc trọng  trường g 

→ Từ thời điểm vật đạt li độ -5 cm đến khi nó đạt độ cao cực đại lần thứ nhất, vật chuyển động giống như  chuyển động ném thẳng đứng lên với vận tốc v 

Ta có vòng tròn lượng giác:

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m, vật nhỏ có khối lượng (ảnh 2)

Vật dao động điều hòa trong khoảng thời gian từ thời điểm đầu đến thời điểm đầu tiên lò xo không biến  dạng (x = -5 cm), vecto quay được góc là: 

Δφ =3π2-π3=7π6(rad)t1=Δφω=7π6102=7π602(s)

Quãng đường vật dao động điều hòa là: 

\({s_1} = 2A + (A - \Delta l) = 3A - \Delta l = 3.10 - 5 = 25(\;{\rm{cm}})\)

Ở li độ x = -5 cm, áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có vận tốc của vật là:

v=ωA2-x2 =102 102-52 v=506(cm/s)=0,56(m/s)

Vật chuyển động ném lên, quãng đường vật chuyển động được đến khi dừng lại là:

\({s_2} = {h_{\max }} = \frac{{{v^2}}}{{2g}} = \frac{{{{(0,5\sqrt 6 )}^2}}}{{2.10}} = 0,075(\;{\rm{m}}) = 7,5(\;{\rm{cm}})\)

 Thời gian vật chuyển động ném lên là: \({t_2} = \frac{v}{g} = \frac{{0,5\sqrt 6 }}{{10}} = \frac{{\sqrt 6 }}{{20}}(s)\)

Tốc độ trung bình của vật là: 

\({v_{tb}} = \frac{{{s_1} + {s_2}}}{{{t_1} + {t_2}}} = \frac{{25 + 7,5}}{{\frac{{7\pi }}{{60\sqrt 2 }} + \frac{{\sqrt 6 }}{{20}}}} \approx 85,16(\;{\rm{cm}}/{\rm{s}})\)

Chọn D. 


Câu 36:

Trong nguyên tử Hidro, electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn có bán kính \({5.10^{ - 9}}\;{\rm{cm}}\). Biết khối lượng của electron là \({m_e} = {9,1.10^{ - 31}}\;{\rm{kg}}\). Tần số chuyển động của electron quanh hạt nhân là
Xem đáp án

Phương pháp:

Lực điện: \(F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}} = m{\omega ^2}r\)

Tần số của chuyển động tròn đều: \(f = \frac{\omega }{{2\pi }}\)

Cách giải: 

Lực điện tác dụng lên electron là:  Fd=k|e|2r2=mω2rω =ke2mr3

Tần số chuyển động của electron quanh hạt nhân là:

f=ω2π=12πke2mr3 =12π9,109(1,6.10-19)29,1.10-31(5.10-11)3 0,72.1016(Hz)

Chọn C. 


Câu 37:

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB  mắc nối tiếp theo thứ tự gồm cuộn cảm thuần L, biến trở R và tụ điện C. Gọi ULR là điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L và biến trở R, UC là điện áp  hiệu dụng ở hai đầu tụ C, UL là điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm thuần L. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ  thuộc của, \[{U_{LR}},{U_L},{U_C}\] theo giá trị của biến trở R. Khi  \[R = 1,5{R_0}\] thì hệ số công suất của đoạn mạch AB xấp xỉ làĐặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB  mắc nối tiếp theo thứ tự gồm cuộn cảm (ảnh 1)
Xem đáp án

Phương pháp: 

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch chứa điện trở và cuộn dây thuần cảm:  \({U_{LR}} = \frac{{U\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }}\)  
Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện:  \({U_C} = \frac{{U \cdot {Z_C}}}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }}\)

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây: \({U_L} = \frac{{U \cdot {Z_L}}}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }}\)  

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị 

Sử dụng phương pháp chuẩn hóa số liệu cos  

Hệ số công suất của mạch điện:  cosφ =RR2+(ZL-ZC)2

Cách giải: 

Ta có đồ thị: 

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB  mắc nối tiếp theo thứ tự gồm cuộn cảm (ảnh 1)

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L và biến trở R, điện áp hiệu dụng hai đầu  tụ C, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm thuần L là: 

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{U_{RL}} = \frac{{U\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }} = \frac{U}{{\sqrt {1 + \frac{{Z_C^2 - 2{Z_L}{Z_C}}}{{{R^2} + Z_L^2}}} }}}\\{{U_C} = \frac{{U.{Z_C}}}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }}}\\{{U_L} = \frac{{U.{Z_L}}}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }}}\end{array}} \right.\)

Nhận xét: khi R tăng có UC và UL giảm → đồ thị (3) là đồ thị URL

Từ đồ thị ta thấy đồ thị (3) không phụ thuộc vào R

Để URL không phụ thuộc vào R, ta có:

\({Z_C}^2 - 2{Z_L}{Z_C} = 0 \Rightarrow {Z_C} = 2{Z_L} \Rightarrow {U_C} = 2{U_L}\)

Ta thấy với mọi giá trị của R luôn có \({U_C} = 2{U_L} \to \) đồ thị (1) là UC, đồ thị (2) là UL

Lại có:  \({U_{RL}} = \frac{U}{{\sqrt {1 + \frac{0}{{{R^2} + Z_L^2}}} }} = U\)

Chuẩn hóa \({Z_L} = 1 \Rightarrow {Z_C} = 2\)

Tại giá trị \(R = {R_0} \Rightarrow {U_C} = {U_{RL}} = U\)

U.ZCR02+(ZL-ZC)2=UZC=R02+(ZL-ZC)2 2=R02+(1-2)2 R0=3

 Khi R=1,5R0cosφ =RR2+(ZL-ZC)2=1,53(1,53)2+(1-2)20,93

Chọn D. 


Câu 38:

Một con lắc lò xo gồm lò xo có chiều dài tự nhiên \({l_0} = 30\;{\rm{cm}}\). Kích thích cho con lắc  dao động điều hòa theo phương nằm ngang thì chiều dài cực đại của lò xo là 38 cm. Khoảng cách ngắn nhất  giữa hai vị trí mà động năng bằng n lần thế năng và thế năng bằng n lần động năng là 4 cm. Giá trị lớn nhất  của n gần với giá trị nào nhất sau đây?
Xem đáp án

Phương pháp: 

Biên độ của con lắc lò xo nằm ngang: \(A = {l_{\max }} - {l_0}\)

Động năng bằng n lần thế năng: W1 Wd=nWtx= ±An+1

Cách giải: 

Biên độ dao động của con lắc là: \(A = {l_{\max }} - {l_0} = 38 - 30 = 8(\;{\rm{cm}})\)

Tại vị trí động năng bằng n lần thế năng và vị trí thế năng bằng n lần động năng, ta có:

Wd=nWtx= ±An+1Wt=nWdWd=1nWtx= ±A1n+1=±Ann+1

Trường hợp 1: hai vị trí này ở cùng một phía so với vị trí cân bằng, khoảng cách giữa hai vị trí là:

Δl1=Ann+1-An+1=A(n -1)n+1

 Trường hợp 2: hai vị trí này ở hai phía so với vị trí cân bằng khoảng cách giữa hai vị trí là:

Δl2=Ann+1+An+1=A(n +1)n+1

 Nhận xét: n +1>n -1Δl2>Δl1 khoảng cách ngắn nhất giữa hai vị trí này là:

Δl1=A(n -1)n+1=4n -1n+1=4A=12

2(n -1)=n+1 4n-8n +4=n+1

3n+3=8n (3n+3)2=64n

\( \Rightarrow 9{n^2} + 18n + 9 = 64n \Rightarrow 9{n^2} - 46n + 9 = 0 \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{n = 4,9 \approx 5}\\{n = 0,2}\end{array}} \right.\)

Vậy giá trị lớn nhất của n gần nhất với 5

Chọn C. 


Câu 39:

Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình li độ lần lượt là \({x_1} = {A_1}\cos \left( {10t + \frac{\pi }{6}} \right)(cm);{x_2} = 4\cos (10t + \varphi )(cm)\) (t tính bằng s), \({A_1}\) có giá trị thay đổi được. Phương trình dao động tổng hợp của vật có dạng \(x = A\cos \left( {\omega t + \frac{\pi }{3}} \right)(cm)\). Độ lớn gia tốc lớn nhất của vật có thể nhận giá trị là

Xem đáp án

Phương pháp: 

Sử dụng phương pháp giản đồ vecto 

Định lí hàm sin: \(\frac{a}{{\sin \hat A}} = \frac{b}{{\sin \hat B}} = \frac{c}{{\sin \hat C}}\)

 Gia tốc cực đại của dao động điều hòa: \({a_{\max }} = {\omega ^2}A\)

Cách giải: 

Ta có giản đồ vecto: 

Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình li độ lần (ảnh 1)

Từ giản đồ vecto, áp dụng định lí hàm sin, ta có:

\(\frac{{{A_2}}}{{\sin \frac{\pi }{6}}} = \frac{A}{{\sin \varphi }} \Rightarrow \frac{A}{{\sin \varphi }} = \frac{4}{{\sin \frac{\pi }{6}}} = 8 \Rightarrow A = 8\sin \varphi \)

Để độ lớn gia tốc của vật đạt giá trị lớn nhất:

\({a_{\max }} \Leftrightarrow {A_{\max }} \Rightarrow {(\sin \varphi )_{\max }} = 1 \Rightarrow {A_{\max }} = 8(\;{\rm{cm}})\)

\( \Rightarrow {a_{\max }} = {\omega ^2}{A_{\max }} = {10^2}.8 = 800\left( {\;{\rm{cm}}/{{\rm{s}}^2}} \right) = 8\left( {\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}} \right)\)

 Chọn C. 


Câu 40:

Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần \({R_1} = 40\Omega \) mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung  \(C = \frac{{{{10}^{ - 3}}}}{{4\pi }}F\), đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2 mắc với cuộn thuần cảm. Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi thì điện  áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch AM và MB lần lượt là: \({u_{AM}} = 50\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t - \frac{{7\pi }}{{12}}} \right)(V)\) và  \({u_{MB}} = 150\cos 100\pi t(V).\) Công suất của đoạn mạch MB là
Xem đáp án

Phương pháp: 

Dung kháng của tụ điện: \({Z_c} = \frac{1}{{\omega C}}\)

Cường độ dòng điện hiệu dụng: \(I = \frac{U}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }}\)  

Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện: tanφ =ZL-ZCR  viφ =φu-φi

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch: \(P = UI\cos \varphi \)

Cách giải: 

Dung kháng của tụ điện là: ZC=1ωC=1100π 10-34π=40(Ω)

Cường độ dòng điện trong mạch là: 

\(I = \frac{{{U_{MM}}}}{{\sqrt {R_1^2 + Z_C^2} }} = \frac{{50}}{{\sqrt {{{40}^2} + {{40}^2}} }} = \frac{5}{{4\sqrt 2 }}(A)\)
Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch AM và cường độ dòng điện là:

tanφAM=-ZCR1=-4040= -1φAM= -π4

φuAM-φi= -π4φi=φuAM+π4= -7π12+π4= -π3(rad)

φMB=φuMB-φi=0-(-π3)=π3(rad)

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch MB là: 

\({P_{MB}} = {U_{MB}}.I.\cos {\varphi _{MB}} = \frac{{150}}{{\sqrt 2 }} \cdot \frac{5}{{4\sqrt 2 }} \cdot \cos \frac{\pi }{3} = 46,875(\;{\rm{W}}) \approx 46,9(\;{\rm{W}})\)

Chọn D.


Bắt đầu thi ngay