Chủ nhật, 22/12/2024
IMG-LOGO

Bộ 30 đề thi thử THPT Quốc gia môn vật lý năm 2022 có lời giải (Đề số 14)

  • 25480 lượt thi

  • 40 câu hỏi

  • 50 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Cho một máy biến áp lý tưởng đang hoạt động ổn định, tần số của điện áp giữa hai đầu cuộn thứ cấp

Xem đáp án

Đáp án B

Máy biến áp là thiết bị dùng để biến đổi biên độ của điện áp xoay chiều, nó hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Máy biến áp không làm thay đổi tần số của điện áp và dòng điện cho nên tần số của điện áp giữa hai đầu cuộn thứ cấp đúng bằng tần số của điện áp và dòng điện ở cuộn sơ cấp


Câu 2:

Trong dao động cơ điều hòa, những đại lượng nào sau đây có tần số dao động đúng bằng tần số của Li độ?

Xem đáp án

Đáp án A

Phương trình li độ của dao động cơ điều hòa có dạng x=Acosωt+φ, từ đó ta có thề xác định được:

- Biểu thức vận tốc là v=x'=v0cosωt+φ+π2

- Biểu thức gia tốc là a=v'=a0cosωt+φ+π

- Biểu thức lực kéo về là F=ma=F0cosωt+φ+π  

- Biếu thức thế năng là Wt=mω2x22=W2cos2ωt+2φ+W2 

- Biểu thức động năng là Wd=mv22=W2cos2ωt+2φ+W2

- Cơ năng của dao động là một hằng số có biểu thức W=mω2A22

Như vậy Vận tốc, Gia tốc và Lực kéo về biến thiên điều hòa với tần số đúng bằng tần số của Li độ dao động.


Câu 3:

Trong môi trường chân không, nếu so với ánh sáng trong vùng nhìn thấy thì tia Tử Ngoại có

Xem đáp án

Đáp án C

Trong chân không, tia Tử Ngoại có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng Tím (cỡ 380 nm), mà ánh sáng Tím là ánh sáng có bước sóng nhỏ nhất trong vùng nhìn thấy, do đó tia Tử Ngoại có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của các ánh sáng trong vùng nhìn thấy


Câu 4:

Khi nói về sóng cơ học, phát biểu nào dưới đây là sai?

Xem đáp án

Đáp án C

Trong quá trình truyền sóng, các phần tử vật chất nơi sóng truyền qua sẽ dao động quanh vị trí cân bằng của nó chứ không truyền đi theo sóng


Câu 5:

Một hạt nhân đang đứng yên thì phóng xạ ra hạt α và chuyển thành hạt nhân khác. Trong trường hợp này, động năng của hạt α sinh ra

Xem đáp án

Đáp án A

Phương trình phóng xạ hạt nhân: XZA=α24+YZ2A4  

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có 0=pα+pY  pα=pYpα2=pY2mαKα=mYKY

Do mα<mY ta suy ra Kα>KY.


Câu 6:

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

Xem đáp án

Đáp án A

Trong dao động cơ học, biên độ của dao động cưỡng bức có các đặc tính sau:

- Tăng khi biên độ của ngoại lực cưỡng bức tăng.

- Khi tần số ngoại lực càng gần với tần số riêng của vật thì biên độ dao động càng lớn.

- Với cùng một ngoại lực tuần hoàn, nếu lực cản môi trường càng nhỏ thì giá trị cực đại của biên độ càng lớn.

Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc bản chất của ngoại lực cưỡng bức. Dù đó là lực hấp dẫn, lực điện, hay lực từ, ... thì đều có tác dụng cưỡng bức giống nhau.


Câu 7:

Khi nói về sóng ánh sáng, phát biểu nào sau đây là đúng?

Xem đáp án

Đáp án A

Thí nghiệm tán sắc ánh sáng mặt trời của Newton qua lăng kính chứng tỏ ánh sáng trắng tự nhiên là sự pha trộn của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím. Cần lưu ý là màu sắc của ánh sáng tổng hợp không chỉ phụ thuộc vào sự có mặt của những thành phần đơn sắc nào, mà còn phụ thuộc vào độ mạnh yếu của từng thành phần, do vậy B sai.


Câu 8:

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

Đáp án B

Dao động của hai điểm đối xứng nhau qua một nút sóng là dao động ngược pha.


Câu 9:

Khi nói về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử, phát biểu nào sau đây là sai?

Xem đáp án

Đáp án C

Trong hạt nhân nguyên tử, hạt prôton mang điện dương (+e) trong khi hạt nơtron không mang điện, do đó điện tích của hạt nhân nguyên tử tính theo đơn vị e (điện tích nguyên tố) đúng bằng tổng số prôton trong hạt nhân


Câu 10:

Cho một mạch dao động điện từ LC lý tưởng gồm cuộn dây thuần cảm và một tụ điện. Nếu tăng độ tự cảm của cuộn dây lên gấp đôi và giảm điện dung của tụ điện xuống còn một nửa thì tần số dao động riêng của mạch thay đổi như thế nào?

Xem đáp án

Đáp án D

Tần số dao động của mạch là f=12πLC. Nếu độ tự cảm tăng 2 lần và điện dung giảm 2 lần thì tần số sẽ là f=12π2LC2=f, như vậy tần số dao động của mạch không đổi


Câu 11:

Tia laze không có đặc điểm nào sau đây?

Xem đáp án

Đáp án D

Tia laze có các đặc tính nổi bật là tính đơn sắc cao, tính định hướng cao, và cường độ lớn. Tuy nhiên, tia laze có bản chất là ánh sáng nên nó bị khúc xạ khi đi qua lăng kính


Câu 12:

Đặc tính nào sau đây của dòng điện xoay chiều là khác với dòng điện không đổi?

Xem đáp án

Đáp án D

Dòng điện xoay chiều có thể chạy qua tụ điện với độ cản trở dòng điện được đặc trưng bởi dung kháng  ZC=1ωC, còn dòng điện không đổi thì không thể chạy qua tụ


Câu 14:

Cho dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở thuần có giá trị 100Ω với biểu thức của cường độ dòng điện là i=2cos100πt+π4A. Giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế

Xem đáp án

Đáp án B

Ta có cường độ dòng điện hiệu dụng I=I02=22=2A

Giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế U=IR=2.100=1002V


Câu 15:

Xét trường hợp ánh sáng đỏ có bước sóng là 0,75 μm trong chân không, cho các hằng số h=6,625.1034J.s;c=3.108m/s và e=1,6.1019C. Năng lượng phôtôn của ánh sáng này có giá trị bằng

Xem đáp án

Đáp án D

Năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng này là

ε=hcλ=6,625.1034.3.1080,75.106=2,65.1019J.

Do 1eV=1,6.1019J nên đổi sang đơn vị eV ta có ε=2,65.10191,6.1019=1,66eV.


Câu 16:

Người ta bắn chùm hạt α vào hạt nhân B49e, phản ứng hạt nhân xảy ra làm xuất hiện một hạt nơtron tự do. Sản phẩm còn lại của phản ứng là

Xem đáp án

Đáp án C

Phương trình hạt nhân α24+B49eXab+n01.

Áp dụng bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích, ta có 2+4=a4+9=b+1a=6b=12X

 là cácbon C612.


Câu 17:

Đặt điện áp u=U0cos100π+π3V vào giữa hai đầu mạch điện R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i=I0cos100πt+π6 suất của mạch điện xấp xỉ bằng

Xem đáp án

Đáp án B

Độ lệch pha giữa u và i là φ=φuφi=π3π6=π6.

Hệ số công suất của mạch điện k=cosφ=cosπ60,866


Câu 18:

Chiếu một chùm tia sáng song song hẹp từ không khí tới mặt nước với góc tới là 60°. Cho chiết suất của nước bằng 43. Góc hợp bởi tia khúc xạ và tia tới là

Xem đáp án

VietJack

Đáp án A

Áp dụng biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng có

sinr=sinin=sin60°43=338r=40,5°

Góc lệch giữa tia tới và tia khúc xạ là D=ir=60°40,5°=19,5°


Câu 19:

Khi một con lắc đơn dao động tự do trong trường trọng lực của trái đất, độ lớn lực căng của sợi dây đạt cực đại khi vật nặng của con lắc đi qua vị trí có

Xem đáp án

Đáp án C

Biểu thức lực căng dây của con lắc đơn

T=mg3cosα2cosα0.

Lực căng đạt cực đại khi cosα=1, khi đó góc lệch của dây treo khỏi phương thẳng đứng là α=0, đây là vị trí mà thành phần lực tác dụng lên vật trên phương tiếp tuyến của quỹ đạo bằng 0 nên gia tốc tiếp tuyến bằng 0


Câu 20:

Trên mặt nước có một nguồn phát sóng dao đông theo phương thẳng đứng với phương trình u=5cos4πtπ3 cm. Sóng truyền trên mặt nước với tốc độ bằng 8 cm/s tới điểm M trên mặt nước cách các nguồn 6 cm. Pha ban đầu của sóng tới tại M bằng

Xem đáp án

Đáp án D

Ta có ω=4πrad/sT=0,5s  

Bước sóng λ=vT=8.0,5=4cm  

Phương trình sóng tới tại M là u=AMcos4πtπ32πdMλcm  

Pha ban đầu của sóng tới tại M là φ=π32πdMλ=π32π.64=10π3=4π+2π3  

Sau khi chuẩn hóa ta có pha ban đầu bằng 2π3  


Câu 21:

Một ống phát tia X có công suất 400 W đang hoạt động ổn định ở điện áp 10 kV. Cho hằng số e=1,6.1019C. Tổng số hạt electron chạy qua ống trong mỗi giây xấp xỉ bằng

Xem đáp án

Đáp án D

Nếu gọi N là số hạt electron chạy qua ống phát tia X trong mỗi giây thì cường độ dòng điện qua ống là I=Ne.

Công suất hoạt động của ống là P=UI=UNe.

Số hạt electron chạy qua ống trong mỗi giây là N=PUe=400104.1,6.1019=2,5.1017 


Câu 23:

Biết năng lượng ứng với các trạng thái dừng của nguyên tử Hidro được tính theo biểu thức En=E0n2 ( E0 là hằng số dương,n=1,2,3,... ). Cho một đám khí Hidro loãng đang ở trạng thái cơ bản. Khi chiếu bức xạ có tần số f1vào đám nguyên tử này thì chúng chỉ phát ra duy nhất 1 bức xạ đơn sắc. Vậy nếu chiếu bức xạ có tần số f2=1,25f1 vào đám nguyên tử này thì số bức xạ đơn sắc lớn nhất mà đám khí có thể phát ra là

Xem đáp án

VietJack

Đáp án B

Do đám khí chỉ phát ra một bức xạ đơn sắc nên bức xạ này tương ứng sự dịch chuyền mức năng lượng E2E1, có nghĩa là mức năng lượng kích thích cao nhất của đám khí khi đó là E2, ứng với quỹ đạo L, ta có: hf1=E2E1 (1)

Khi chiếu bức xạ có tần số f2=1,25f1 thì ta có hf2=EnE1 (2)

Từ (1) và (2) ta có hf2hf1=EnE1E2E1E0n2E012E022E012=1,25  

1n2+1122+1=1,25n=4

Như vậy mức năng lượng kích thích cao nhất trong trường hợp này là mức E4.

Số loại bức xạ do khối khí phát ra là N=4412=6 loại.


Câu 24:

Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động ξ=24V và điện trở trong r=1Ω. Trên các bóng đèn Đ1; Đ2 lần lượt có ghi 12V-6W và 12V-12W. Điện trở thuần có giá trị R=3Ω. Cường độ dòng điện chạy qua các bóng đèn có giá trị

Xem đáp án

VietJack

Đáp án B

Mỗi bóng đèn dây tóc có bản chất là một điện trở có giá trị R. Nếu Udm và Pdm lần lượt là điện áp định mức và công suất định mức của bóng đèn, khi đó ta có: 

Pdm=Udm2RR=Udm2Pdm

Ta có điện trở của mỗi đèn là Rd1=1226=24ΩRd2=12212=12Ω

Điện trở mạch ngoài là Rm=R+Rd12=3+8=11Ω 

Cường độ dòng điện qua mạch chính là Ic=ξRm+r=2411+1=2A  

Hiệu điện thế hai đầu mỗi đèn là U1=U2=U12=I.Rd12=2.8=16V  

Cường độ dòng điện qua các bóng đèn là I1=U1Rd1=1624=23A và I2=U2Rd2=1612=43A.


Câu 25:

Một học sinh thực hiện đo bước sóng của ánh sáng được phát ra từ một nguổn sáng đơn sắc bằng thí nghiệm khe Yâng. Cho số đo khoảng cách giữa hai khe sáng là 1,00±0,05 mm và khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2,00±0,01 m. Trên màn quan sát giao thoa, khoảng cách giữa 10 vân sáng liên tiếp đo được là 10,80±0,15 mm. Kết quả biểu diễn bước sóng đo được là

Xem đáp án

Đáp án A

Khoảng cách giữa 10 vân liên tiếp là 9i, ta có L=9λDa  

λ¯=aL¯9D¯=1,00.10,809.2,00=0,60μm

Sai số của phép đo là Δλ=λ¯Δaa¯+ΔLL¯+ΔDD¯=0,60.0,051,00+0,1510,80+0,012,00=0,0413μmΔλ=λ¯Δaa¯+ΔLL¯+ΔDD¯=0,60.0,051,00+0,1510,80+0,012,00=0,0413μm 

Theo quy tắc làm tròn sai số, do chữ số có nghĩa đầu tiên lớn hơn 2 nên làm tròn được Δλ=0,04μm  

Từ đó, kết quả làm tròn giá trị trung bình sẽ có hai chữ số có nghĩa, cho nên λ¯=0,60μm. Suy ra kết quả biểu diễn bước sóng đo được là λ=0,60±0,04μm   


Câu 26:

Đặt điện áp xoay chiều u=2202.cos100πt V, với t tính bằng giây, vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R=100Ω, cuộn cảm thuần L=2πH và tụ điện C=100πμF mắc nối tiếp. Trong một chu kì của dòng điện, tổng thời gian mà mạch điện sinh công dương là

Xem đáp án

VietJack

Đáp án D

Trước tiên ta tính được

T=2πω=2π100π=0,02s=20ms

ZL=ωL=200Ω ; ZC=1ωC=100Ω

tanφ=ZLZCR=200100100=1

Độ lệch pha giữa u và i là φ=φuφi=π4  

Ta có công suất (tiêu thụ điện năng) tức thời trên mạch điện là p=ui.

Để mạch điện sinh công dương thì p=ui<0u>0,i<0u<0,i>0 tức là u và i phải trái dấu nhau.

Như vậy bài toán đổi thành tính thời gian trong một chu kì, điện áp tức thời giữa hai đầu mạch và cường độ dòng điện tức thời trong mạch trái dấu nhau. Trong trường hợp này, chúng ta sử dụng phương pháp đường tròn hỗn hợp đa trục như hình vẽ. Lấy trục i làm chuẩn trên phương ngang, do u sớm pha π4 so với i nên trục biểu diễn u sẽ lệch π4 theo chiều kim đồng hồ so với trục i.        

Dễ thấy khoảng thời gian điện áp hai đầu đoạn mạch sinh công âm ứng với từ M1 tới M2, M3 tới M4, do đó tổng hai góc là Δφ=π2Δt=T4=5.103s=5ms.


Câu 27:

Hai điện tích điểm q1=2.108C và q2=1,8.107C đặt tại hai điểm cố định cách nhau 12 cm trong chân không. Đặt điện tích điểm q3 tại một vị trí sao cho hệ ba điện tích đứng cân bằng. Giá trị của q3

Xem đáp án

VietJack

Đáp án A

Đề q3 nằm cân bằng thì F13=F23, do đó điện tích q3 phải nằm trên đường thẳng nối q1q2 và nằm ngoài ngoài đoạn thẳng q1q2.

q1<q2 nên để q3 cân bằng thì q3 phải nằm gần q1 hơn.

Điều kiện đề q3 cân bằng là F13=F23kq1q3CA2=kq2q3CB2r1r2=q1q2=13 (1)

Theo bài ra ta có CBCA=12cm (2)

Từ (1) và (2) CA=6cm,CB=18cm  

Đề q1 nằm cân bằng thì F21=F31q3<0 và thỏa mãn F21=F31  

kq1q2AB2=kq1q3CA2

q3=CAAB2.q2=6122.1,8.107=45.109C

Như vậy ta có q3=4,5.108C  


Câu 28:

Hai dòng điện không đổi có cường độ I1=6A và I2=9A chạy ngược chiều trong hai dây dẫn thẳng, rất dài, song song với nhau và cách nhau 10 cm trong chân không. Cảm ứng từ do hệ hai dòng điện gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng điện I1 một đoạn 6 cm và cách dây dẫn mang dòng điện I2 một đoạn 8 cm có độ lớn bằng

Xem đáp án

VietJack

Đáp án A

Cảm ứng từ do từng dòng điện I1 và I2 gây ra tại điểm M là

B1=2.107.i1r1=2.107.60,06=2.105T

B2=2.107.i2r2=2.107.90,08=2,25.105T

Do mối liên hệ giữa cách khoảng cách là 102=62+82 thỏa mãn định lý Pitago nên các véc tơ cảm ứng từ tại M vuông góc với nhau, B1B2.

Suy ra cảm ứng từ tại M là B=B12+B22=2.1052+2,25.1052=3.105T  


Câu 29:

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

VietJack

Đáp án A

Theo quy tắc tam diện thuận, nếu véc-tơ cường độ điện trường E hướng về hướng Nam thì véc-tơ cảm ứng từ B phải hướng về hướng Đông để đảm bảo véc tơ v là hướng lên trên (xem hình).

Mặt khác, do E và B dao động cùng pha nên khi cường độ điện trường có độ lớn bằng nửa cực đại thì cảm ứng từ cũng có độ lớn bằng nửa giá trị cực đại.


Câu 30:

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu trên của lò xo được giữ cố định, đầu dưới gắn với một vật nặng. Khi vật nặng đứng cân bằng thì lò xo giãn 4 cm. Cho g=10m/s2 và lấy xấp xỉ π2=10. Kích thích cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng thì thấy trong môt chu kì dao động, khoảng thời gian lò xo bị nén là 215s. Chọn trục tọa độ trùng với phương dao động của vật, chiều dương hướng xuống dưới, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng. Chọn gốc thời gian, t=0, là lúc vật qua vị trí lò xo giãn 8 cm và đang chuyển động chậm dần. Pha ban đầu của dao động là

Xem đáp án

VietJack

Đáp án C

Khi lò xo cân bằng

Fdh=PkΔl=mgω2=km=gΔl

Chu kì dao động

T=2πΔlg=2π0,0410=0,4s

Thời gian lò xo nén trong một chu kì là Δt=215=T3 tương ứng với một cung α=2π3 trên đường tròn (hình vẽ).

Trong một chu kì dao động, thời gian lò xo bị nén là khoảng thời gian vật đi từ vị trí không biến dạng đến biên âm rồi trở về vị trí không biến dạng, ta có thể suy luận

α=2π3radΔl=A2A=2Δl=8cm

Khi lò xo giãn 8 cm thì li độ x=4cm=A2, do vật đang chuyền động chậm dần nên đang đi ra biên dương, như vậy ban đầu vật đang ở vị trí Mo trên đường tròn φo=π3rad 


Câu 31:

Đặt điện áp xoay chiều lên hai đầu mạch điện như trong hình. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AN (1) và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch MB (2) vào thời gian được cho trên hình vẽ. Số chỉ của vôn kế nhiệt là

VietJack

Xem đáp án

VietJack

Đáp án C

Dựa vào mối liên hệ giữa giá trị 0,5 ms và đỉnh đồ thị hình sin, ta có

T4=0,5msT=2msω=2πT=1000πrad/s

Biên độ điện áp trên đoạn AN và MB lần lượt là U0AN=4002V và U0MB=3002V  

Pha ban đầu của điện áp trên đoạn AN và MB lần lượt là 0 và π2.

Từ đó ta có phương trình điện áp trên đoạn AN và MB là uAN=4002cos1000πtV và uMB=3002cos1000πtπ2V

Do uAN, uMB vuông pha nhau, ta dựng được giản đồ vecto như hình vẽ, từ đó ta có

1UR2=1UAN2+1UMB2=13002+14002UR=240V.

Vậy vôn kế nhiệt chỉ 240 V, đúng bằng điện áp hiệu dụng trên điện trở R


Câu 32:

Trong sơ đồ hình vẽ bên, R là một quang điện trở, AS là ánh sáng kích thích, A là ampe kế nhiệt lý tưởng, và V là vôn kế nhiệt lý tưởng. Số chỉ của ampe kế và vôn kế sẽ thay đổi như thế nào nếu tắt chùm sáng kích thích AS?

VietJack

Xem đáp án

Đáp án B

Ta biết rằng nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa trên hiện tượng quang điện trong. Khi tắt chùm sáng kích thích, hiện tượng quang điện trong dừng xảy ra nên giá trị điện trở R của quang điện trở tăng lên. Do đó cường độ dòng điện trong mạch I=ξR+r bị giảm đi nên số chỉ Ampe kế giảm.

Điện áp trên quang trở UR=ξIr tăng lên làm số chỉ Vôn kế tăng


Câu 33:

Bắn một hạt nơtron có động năng 2 MeV vào hạt nhân L36i đang đứng yên thì thu được hạt anpha và hạt nhân X có hướng chuyển động hợp với hướng tới của hạt nơtron các góc lần lượt là 25° và 30°. Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng?

Xem đáp án

VietJack

Đáp án A

Vận dụng các định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối, ta viết được phương trình phản ứng hạt nhân đã xảy ra như sau: n01+L36iα24+X13 

Vận dụng định luật bảo toàn động lượng, ta vẽ được giản đồ các véc tơ động lượng như hình vẽ. Theo định lí hàm số sin trong tam giác, ta có:

pnsin125°=pXsin25°=pαsin30°

pnpX=mnKnmXKX=1.23.KX=sin125°sin25°KX=0,177MeV

pnpα=mnKnmαKα=1.24.Kα=sin125°sin30°Kα=0,186MeV

Năng lượng tỏa ra của phản ứng có thể được tính thông qua động năng của các hạt tham gia phản ứng, ta có:

W=KHe+KXKn=0,177+0,1862=1,637MeV<0

Do W<0 nên phản ứng thu năng lượng 1,637 MeV.


Câu 34:

Một chất điểm đang dao động điều hòa với phương trình gia tốc a=16π2cos2πt+π3cm/s2. Tính từ thời điểm ban đầu t=0, chất điểm đi qua vị trí có vận tốc bằng 4π3cm/s lần thứ 13 tại thời điểm

Xem đáp án

VietJack

Đáp án C

Ta có T=2πω=2π2π=1s  

a=16π2cos2πt+π3cm/s2v=8πcos2πtπ6cm/s

Trên đường tròn vận tốc, ta biểu diễn vị trí ban đầu của vận tốc (M0) và hai vị trí ứng với vận tốc bằng 4π3cm/s M1,M2  như trên hình vẽ.

Từ đường tròn, ta suy ra trong mỗi chu kì dao động có 2 lần chất điểm có vận tốc bằng 4π3cm/s.

Tách 13=6.2+1t=6T+Δt.

Do hai điểm M0 và M1 đối xứng tâm trên đường tròn nên ta tính được Δφ=πΔt=T2=0,5s  

Từ đó suy ra t=6.1+0,5=6,5s.


Câu 35:

Tiến hành thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,4 μm với hai khe Y-âng cách nhau 0,8 mm. Gọi H là chân đường cao hạ từ khe S1 tới màn quan sát. Lúc đầu tại H có một vân tối giao thoa. Dịch màn ra xa dần thì chỉ quan sát được 2 lần tại H cho vân sáng. Trong quá trình dịch chuyền màn, khoảng cách giữa 2 vị trí của màn để tại H đạt cực đại giao thoa lần đầu và đạt cực tiểu giao thoa lần cuối là

Xem đáp án

VietJack

Đáp án D

Từ công thức khoảng vân i=λDa ta thấy, khi màn rời xa mặt phẳng chứa hai khe thì D tăng, do đó khoảng vân i sẽ tăng dần. Việc trong quá trình di chuyển ra xa dần, tại H chỉ có hai lần cho vân sáng cho thấy vân tối lần đầu tiên là vân tối thứ 3 tính từ vân trung tâm, và trong khoảng từ H đến vân sáng trung tâm khi đó chỉ có hai vân sáng (xem hình vẽ).

Khi màn ở vị trí mà H ứng với cực đại giao thoa lần đầu tiên (vân sáng bậc 2) trong quá trình dịch chuyển màn ra xa dần thì khoảng cách từ H tới vân sáng trung tâm là: xH=a2=2λDaD=0,4m 

Khi màn ở vị trí mà H là cực tiểu lần cuối, tức là H ứng với vân tối thứ nhất (gần vân sáng trung tâm nhất), ta có:

a2=λD'aD'=1,6m

Vậy 2 vị trí màn cách nhau D'D=1,60,4=1,2m.


Câu 36:

Trên một sợi dây đàn hồi căng ngang đang có sóng dừng ổn định, biên độ dao động tại bụng sóng bằng 10 cm, và khoảng cách giữa hai nút sóng gần nhau nhất bằng 36 cm. Tại điểm N trên dây có một nút sóng. Hai điểm E, F trên dây nằm về cùng một phía so với N. Các khoảng cách trên phương truyền sóng từ E và F tới N lần lượt bằng 6 cm và 27 cm. Trong quá trình dao động, khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử dây tại E và F xấp xỉ bằng

Xem đáp án

VietJack

Đáp án D

Khoảng cách giữa hai nút sóng gần nhau nhất

NM=λ2=36cmλ=72cm.

Nhìn vào hình vẽ, dựa vào đặc tính của đồ thị hình sin, do điểm E cách N một khoảng là 6cm=λ12 nên biên độ dao động tại E là AE=5cm.

Tương tự như vậy, do điểm F cách N một khoảng 27cm=3λ8 nên suy ra biên độ dao động tại F là AF=52cm.

E, F nằm trong cùng một bó sóng nên hai phần tử dây tại đó dao động cùng pha, suy ra khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử dây trong quá trình dao động là dmax=EF2+AFAE2=21,1cm đạt được khi hai phần tử này cùng đi qua vị trí biên.


Câu 37:

Hai chất điểm dao động điều hòa cùng tần số có li độ phụ thuộc thời gian được biểu diễn trên hình vẽ. Khi chất điểm thứ nhất có tốc độ bằng 4π9cm/s và đang tăng thì tốc độ của chất điểm thứ hai xấp xỉ bằng bao nhiêu? 

VietJack

Xem đáp án

VietJack

Đáp án D

Ta xét trong khoảng thời gian từ lúc t=0s đến lúc t=2s, dựa vào đồ thị li độ có thể thấy:

- Chất điểm (1) đi từ vị trí ban đầu về lại vị trí cũ nhưng đổi chiều chuyển động

- Chất điểm (2) đi từ vị trí ban đầu đến biên dương lần đầu tiên.

Biểu diễn các quá trình trên lên hai đường tròn đồng tâm như hình vẽ. Do cùng khoảng thời gian nên góc quét của hai chuyển động tròn đều là bằng nhau, ta suy ra mối quan hệ của hai góc φ2=2φ1 (1).

Đến thời điểm t=7,75s ta thấy chất điểm (1) qua VTCB theo chiều dương, suy ra góc quét trên đường tròn Δ1=ω.7,75=φ1+3π2 (2)

Đến thời điểm t=2s thì chất điểm (2) qua vị trí biên dương, góc quét khi đó là Δ2=ω.2=φ2 (3)

Từ (2) và (3) ta có 318=φ1+3π2φ2 (4).

Tù (1) và (4) ta tìm được φ1=2π9;φ2=4π9 và chu kì T=9s, suy ra ω=2π9rad/s 

Ta có giá trị cực đại v1max=A1ω=4.2π9=8π9cm/s; v2max=A2ω=23.2π9=43π9cm/s và v1 sớm pha hơn v22π9.

Biểu diễn trên đường tròn đa trục, chất điểm (1) đến điểm M có v1=4π9m/s=v1max2 thì chất điểm (2) đến N.

VietJack

Từ đó suy ra khi

v2=v2max.cosπ2π9π3=43π9.cos4π90,42cm/s


Câu 38:

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng bằng 210 V và tần số có thể thay đổi được vào hai đầu mạch điện LRC mắc nối tiếp trong đó điện trở R có thể điều chỉnh. Biết rằng khi tần số có giá trị bằng f  hoặc bằng 64f  thì đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hệ số công suất toàn mạch vào điện trở R như mô tả trên hình vẽ. Khi tần số bằng f và điện trở R=21Ω thì điện áp hiệu dụng trên L bằng

VietJack

Xem đáp án

Đáp án B

Ta có hệ số công suất cosφ=RZ=11+ZLZC2R2ZLZC2=R21cos2φ1 

Lấy số liệu từ đồ thị thay vào ta có: ZLZC2=63212221=632 (1)

Nếu khi tần số là f, cảm kháng và dung kháng của mạch lần lượt là ZL và ZC, thì khi tần số bằng 64f, cảm kháng và dung kháng của mạch lần lượt sẽ là 64ZL và ZC64  

Do khi tần số bằng f và 64f thì sự phụ thuộc của hệ số công suất vào R là giống hệt nhau nên ta có:

ZLZC2=64ZLZC642ZL=ZC64 (2)

Từ (1) và (2) ta suy ra ZL=1 và ZC=64 

UL=UZ.ZL=UR2+ZLZC2ZL

UL=210212+632.1=10V.


Câu 39:

Thực hiện giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng với ánh sáng trắng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,38μm đến 0,76μm. Cho khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m và khoảng cách giữa hai khe là 2 mm. Trên màn, xét về một phía so với vân sáng trung tâm, phần chồng chất lên nhau giữa quang phổ bậc ba và quang phổ bậc bốn mà không chứa quang phổ bậc năm có bề rộng bằng

Xem đáp án

VietJack

Đáp án B

Ta biểu diễn quang phổ bậc 1, 2, 3, 4, 5 như trên hình vẽ.

Cần lưu ý trong trường hợp này, khoảng vân tia đỏ ( 0,76μm gấp đôi khoảng vân tia tím ( 0,38μm ) do đó mép trên của quang phổ bậc 1 trùng với mép dưới của quang phổ bậc 2.

Có thể thấy phần chồng chất lên nhau giữa quang phổ bậc 3 và bậc 4 mà không chứa quang phổ bậc 5 là ΔL, ứng với khoảng từ vân tím bậc 4 đến vân tím bậc 5, ta có:

ΔL=xt5xt4=54.0,38.22=0,38mm.


Câu 40:

Trên mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 20 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA=2cos30πt và uB=3cos30πt+π, trong đó u tính bằng mm và t tính bằng s. Giả sử tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 60 cm/s và biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền sóng. Trên một đường thẳng A nằm trên mặt chất lỏng, đi qua trung điểm của AB, và nghiêng góc 45° so với AB có bao nhiêu điểm dao động với biên độ bằng 1 mm?

Xem đáp án

VietJack

Đáp án B

Ta tính được bước sóng là λ=vf=v.2πω=60.2π30π=4cm 

Hạ đoạn BH vuông góc với đường d1 ta có AH=AB.cos45°=102cm 

Nhận thấy hai nguồn A, B dao động ngược pha với biên độ sai khác nhau 32=1mm, cho nên những điểm dao động với biên độ 1 mm là những điểm thuộc cực tiểu giao thoa. Điều kiện cực tiểu là d1d2=nλ.

Xét điểm M nằm trên đường thẳng  thuộc nửa trên của mặt phẳng, khi đó ta có 0AMBM=d1d2AH

Kết hợp với điều kiện M thuộc cực tiểu giao thoa ta có: 0nλ1020n3,5n=0,1,2,3.

Như vậy nửa trên của đường Δ có 4 điểm M thỏa mãn điều kiện bài toán ra, trong đó một điểm chính là trung điểm của AB. Do tính đối xứng của hệ vân giao thoa, ở nửa dưới đường A sẽ có thêm 3 điểm M nữa thỏa mãn điều kiện bài toán.

Như vậy tổng số điểm cần tìm là 7 điểm


Bắt đầu thi ngay