Giai chi tiet thi DH Khoi A nam 2011

[r]

GIẢI CHI TIẾT ĐỀ THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÍ KHỐI A NĂM 2011

Mã đề : 157

Câu 1 : (A) Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha nhau

Câu 2 : A

+ Khi tần số của dòng điện là f1 ta có Z Z C

L

4 π2f12 LC (1)

+ Khi tấn số của dòng điện là f2 thì trong mạch có hiện tượng cộng hưởng nên ta có f2 = 1

4 π2 LC (2)

Thay (2) vào (1) ta có f2 2

f12

=Z C

Z L → f2=f1.√Z C

Z L=f1 2

Câu 3 : D

Vì mt < ms nên phản ứng thu năng lượng Năng lượng phản ứng thu vào :

ΔE = ( ms – mt ).c2 = 0,02.931,5 = 18,63MeV

Câu 4 : A

+ Khi năng lượng điện trường có giá trị cực đại thì điện tích của tụ điện có giá trị cực đại bằng Q0

+ Khi năng lượng điện trường bằng ½ năng lượng điện cực đại thì điện tích của tụ điện khi đó là :

Ta có WC = ½.Wcmax → q = Q0

+ Thời gian để điện tích của tụ điện giảm từ Q0 đến Q0

√2 là T/8 nên T = 8.1,5.10

– 6 s = 12.10 – 6 s + Thời gian ngắn nhất để điện tích của tụ điện giảm từ Q0 đến Q0

2 là T/6 = 2.10

– 6 s Câu 5 : D

+ Tính t1 : Số nguyên tử chì sinh ra bằng số nguyên tử P0 mất đi trong cùng mọt khoảng thời gian Nên ta có tỉ số giữa số nguyên tử Po và chì tại thời điểm t1 là : N

NPb=

N

2−t1 /T

1− 2 −t1 /T

1

2t1/T −1=

1 3

→ 2t

1/T – 1= 3 → 2t

1/T = 4 = 22 → t1 = 2T = 276 ngày

→ t2 = 276 + 276 = 552 ngày

Vậy tỉ số giữa số nguyên tử Po và chì tại thời điểm t2 là : N

NPb=

N

2− t2 /T

1− 2 −t 2/ T

1

2t2/T −1=

1 15

Câu 6 : B

+ Tại ví trí cân bằng tốc độ của vật có độ lớn cực đại : vm = ωA → ω= v m

A ( 1)

+ Tại thời điểm chất điểm có tốc độ v, gia tốc a ta có :

v2+ a2

ω2=ω2 A2 (2) Thay (2) vào (1) ta có : v2+a2 A2

v m2

=v m2 → A = 5 cm Câu 7 : D

Biểu thưc ổng quát của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây là

e = E0.sin(ωt + φ ) = E0.cos(ωt + φ – π/2) Đối chiếu với đầu bài ta thấy φ = π = 1800

Câu8 : A

+ Cơ năng của con lắc biến thiên tuần hoàn theo thời gian là sai vì cơ năng của con lắc không thay đổi Câu 9 : C

+ Khi tụ điện chưa bị nối tắt mạch gồm hai đoạn AM có R1 nốitiếp với tụ điện C, đoạn mạch MB có R2

mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L và trong mạch có hiện tượng cộng hưởng nên ZL = ZC

Theo đầu bài cong suất của mạch khi đó là P1 = 120W

Vì mạch có cộng hưởng điện nên ta có :P1 = U

2

R1+R2

+ Khi tụ điện bị nối tắt đoạn mạch AM còn R1 khi đó uAM cùng pha với i, còn uMB sớm pha hơn i là φMB

- Theo đầu bài uAM lệch pha π/3 so với uMB nên uMB sớm pha hơn i là φMB = π/3 → ZL = √3 R2

Do UAM = UMB ( vì mạch nối tiếp) nên R1 = ZMB → R1 = R2 + Zl2 = 4R2 →R1 = 2R2

- Côngsuất của mạch khi này là : P2 = I2( R1+ R2) = U

2

Z❑2(R1+R2)= U2

4 R12

.3 R1 = 4 R3

1

U2

(2)

TỪ (1) VÀ R1 = 2R2 ta có U2=3 R1 P1 thay vào (2) ta có P2 = 3/4P1 = 90W

Câu 10 : D

Ta có rn = n2.r0 → n √r n

r0=2 Vậy quỹ đạo đó là L

Câu 11 : D

+ Phương trình phản ứng hạt nhân đó là : 11H +37Li → 2.24He

Theo định luật bảo toàn động lượng ta có ⃗P P=⃗P1+ ⃗P2

Vì hai hạt sinh ra giống nhau có cùng vận tốc, bay theo hướng hợp với nhau một góc bằng 1200 nên động lượng của hai hạt có độ lớn bằng nhau và cũng hợp với nhau một góc 1200

Ta có giản đồ véc tơ động lượng : dễ thấy ΔOAB đều nên Pp = P1 = P2

→mp.vp = mα.vα → v p

v α

=m α

m p

=4

Câu 12 : C

Độ rộng cảu dải quang phỏ trên màn là :

ĐT ; = OA.(tanĐd – tan Dt ) =A.(Dđ – Đt ) = A.(nđ – nt )

= 5,4 mm

Câu 13 : C

Vì λV > λlam nên khi thay ánh sáng lam bằng ánh sáng vàng thì khoảng vân tăng lên

Câu 14 : A

+ ta có ZC = 40Ω

+ tanφAM = − Z C

R1=−1 → ϕAM=−π

4

+ ta có φAM - φMB = - 7 π

12 → φMB = φAM +

7 π

π

3

tan φMB = Z L

R2

=√3 → Z L=R2√3 → ZMB = 2R2

Ta có : UMB

UAM=

ZMB

ZAM→

ZMB

ZAM=

75√2

2 R2

40√2=1,5√2 → R2 = 60Ω → ZL = 60√3 Ω

Hệ số công suất của mạch AB là :

Cosφ =

Z L − Z C¿2

¿

R1+R¿2+¿

¿

√¿

R1+R2

¿

= 0,84

Câu 15 : A

+ Tính T = 3 s

+ Thời điểm vật đi qua vị trí có li độ x = - 2cm = -A/2 lần thứ 2011 chính là khoảng thời gian kể từ lúc bắt đàu dao động đến khi qua vị trí có li độ x = - 2cm lần thứ 2011

600

600

P

P ⃗

1

P ⃗

2

P ⃗

O

A

B

C

Dt Dđ

A

O Đ T

+ tại t0 = 0 ta có x0 = A.cosφ = 4.cos0 = 4 → vật ở vị trí biên dương sau đó vật đi về phía biên âm, trước khi đến biên âm, lần thứ nhất vật đi qua vị trí có li độ x = - 2cm theo chiều âm, lần thứ hai vật qua vị trí x

= - 2 cm theo chiều dương, lần thứ ba qua vị trí có li độ x = - 2cm theo chiều âm Vậy cứ lần lẻ vật qua vị trí có li độ x = - 2cm theo chiều âm Do đó khoảng thời gian chuyển động của vật kể từ lúc bắt đầu dao động đến khi vật qua vị trí có li độ x = -2cm lần thứ 2011 bằng khoảng thời gian kể từ lúc vật bắt đầu dao động đến khi vật qua vị trí có li độ x = - 2cm lần thứ nhất + thời gian vật qua vị trí có li độ x = - 2cm lần 1 đến lần thứ 2011, từ khi vật qua vị trí có li độ x = - 2cm lần 1 đến khi khi vật qua vị trí có li độ x = - 2cm lần thứ 2011 vật thực hiện được 2011−12 = 1050 dao động toàn phần

Vậy thời gian chuyển động của vật là :

t = tPO + tOM + 1050.T = T/4 + T/12 + 1050T

= 3016 s

P; P/ là hai vị trí biên

Bài 16 : C

+ Năng lượng nghỉ của electrôn : E0 = m0.c2

+ Động năng của electrôn : E = ( √1 −1(v c)2

− 1

) m0 c2

= 12.m0 c2

→

1

√1 −(v c)2

−1

= 1

1

√1 −(v c)2 = 32 → √1−(v c)2 = 2

3

→ 1−(v c)2 = 4

9 → (v c)2 = 5

9 → v = c √5

9 = 2,24.10

8m/s Câu 17 : D

+ Khi thang máy chuyển động nhanh dầu đều lên trên thì chu kì dao động của con lắc là :

T1 = 2 π √ ℓ

g+a

+ Khi thang máy chuyển động chậm dầu đều lên trên thì chu kì dao động của con lắc là :

T2 = g  a



2

→ T1

T2=√g − a

g +a=0,8 → g − a=0 ,64 (g+a)→ a=

9

41 g

+ Khi thang máy đứng yên chu kì dao động của con lắc là T = 1 = 2 π √ℓ

g

T

T1=√g+a g →T =T1.√g+a g =T1.√5041 ≈ 2 ,78 s

Câu 18 : A

+ Ta có H = npq

nkt=

Ppq λpq

Pkt λkt=

λpq

5 λkt=

2 5

Câu 19 : D

Hành thinh xa mặt rời nhất là hải vương tinh

Câu 20 : D

+ Góc giới hạn phản xạ toàn phần của các tia sáng ra không khí : sin i = 1

n

+ Vì tia ló màu lục đi là là là mặt nước ( Bắt đầu xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần ) nên

P O

P

x

i = ighlục với sin i = sinighluc = n1

luc

+ Theo điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần i ≥ igh

+ Do nđ ; nvàng < nlục < nlam; ntím nên i > ilam ; itím nên tia lam và tia tím bị phản xạ toàn phần còn tia đỏ và tia vàng bị khúc xạ ra không khí

Câu 21 : A Nguyên tắc hoạt động của quang trở dựa trên hiện tượng quang điện trong

Câu 22 :A

+ Khi ω1 = ω2 điện áp trên tụ điện bằng nhau nên ta có

ω1 C¿

2

¿

ω2 C¿

2

¿

R2+¿

ω2√¿

R2+¿

ω1√¿

1

¿

→

(2 L

2

)(ω12− ω22)=L2 (ω24− ω14) vì R2 < 2 L

C nên ta có (

2 L

2

)=L2.(ω12+ω22)

→ (ω

1 2+ω22)=

(2 L

2

)

L2

(1)

Khi Ucmax ta có ω0 =

2(

(2 L

C − R

2

)

L2 )

(2) từ (1) và (2) ta có ω0 = 1

2(ω1 2+ω22)

Câu 23 : C

+ Theo tiên đề Bo ta có hcλ

1

=E3− E1=−13 , 6

13 ,6

hc

λ2=E5− E2=−13 , 6

13 ,6

(1) : (2) ta có : λ λ2

1

=

− 13 , 6

9 +13 , 6

− 13 ,6

13 , 6

4

=800

189 → 189 λ2=800 λ1

Câu 24 :A

+ Khi nối nguồn điện với cuộn cảm thì cường đọ dòng điện trong mạch là I = E

+ Khi nối nguồn điện với tụ điện thì điện áp cực đại trên tụ điện là E

+ Tính L : ta có T = 2π √LC → L= T

2

4 π2 C=

π2 10− 12

4 π2 2 10❑−6=1 , 25 10− 7 H

+ Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là :

Ta có CU0 2

L I02

2 → I0=U√C L=E √ 2 10−6

1, 25 10 −7=4 E=8 I → I=

E

Từ (1) và (2) ta có R+r E = E2 → r = 2 – R = 1Ω

Câu 25 :C

+ Khoảng vân lúc đầu là : i = λD a (1)

+ Khoảng vân sau khi dịch chuyển màn là : i/ = λ(D −0 , 25)

λD

0 , 25 λ

(1) – (2) ta có 0,2 = 0 ,25 λ

0,2 a

0 ,25=0 , 48 μm

Câu 26 : A

+ Tính C = 1

ω2 L=

1

20002.5 10−2=5 10− 6 F

+ ta có w = 1

2cu

2

+1

2Li

2

=1

2LI0 2→ u=√L(I02−i2)

C =√L(I02−1

4.

I02

2 )

8 C =3√14(V )

Câu 27 : B sai

Vì sóng điện từ truyền đuộc trong cả môi trường rắn, lỏng, khí và trong chân không

Câu 28 : C

+ Sau khi thả vật thì hai vật còn gắn vào nhau chuyển động nhanh dần tới vị trí cân bằng có tốc độ cực đại

vm = ω.A = √ K

2 m A

+ Tới vị trí cân bằng hai vật tchs ra, vật m1 gắn vào lò xo chuyển động chậm dần tới vị trí lò xo có độ dãn lớn nhất, sau đó vật này sẽ dao động điều hòa với biên độ A ,còn vật thứ m2 sẽ chuyển động thẳng đều với vận tốc vm

+ Chu kì dao động của m1 sau khi m2 tách ra : T= 2 π√m

K

+ Khi vật m1 đi đến vị trí lò xo giãn cực đại hết thời gian T/4 trong thời gian này vật m2 đi đuộc quãng đường S = vm.T/4 = 1

4√ K

2 m A 2 π√m

K=A√2

+ Khoảng cách giữa hai vật sau khi lò xo giãn cực đại là :

S- A/ = A√2 − A ≈ 3,2 cm

Câu 29 : D

+ Vì 2 dao động cùng pha nên A = A1 +A2 = 15 cm = 0,15 m

+ Cơ năng của chất điểm là : W = 1

2mω

2 A2

=1

2 0,1 10

2.0 , 152

=0 ,1125 J

Câu 30 :C

Câu 31 : + Tính λ= v

f =

50

25=2cm

+ M cùng pha với O khi MA – OA = Kλ → MA = OA + Kλ ( K N* )

Để M gần O nhất thì M gana A nhất nên K nhỏ nhất

Ta có MA > OA → Kλ > 0 → K > 0 →Kmin = 1 vậy MAmin = OA + λ = 9 + 2 = 11 cm

→ OMmin = √MA2−OA2=√112−92=2√10 cm

Câu 32 : B

+ Tính λ : vì khoảng cách giữa một nút sóng và bụng sóng liên tiếp là λ/4 → λ = 4.AB = 40 cm

+ Tính T : vì khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần biên độ của C bằng li độ của C là T/4 →

T = 4.0,2 = 0,8 s

Vậy v = λ/T = 40/0,8 = 50 cm/s = 0,5 m/s

Câu 33 : A

+ ta có I A

I B=(r2

r1)2→ r2

r1=√I A

I B=2

M

Câu 34 : D Vì i và u vuông pha nên ta có : i

2

I02

+ u2

U02

=1 →i

2

I2+u2

U2=2

Câu 35 : C

+ Gọi số vòng dây của cuộn thứ cấp ban đầu là N2, cuộn sơ cấp là N1

Ta có : N2

N1

=0 , 43 (1)

+ Sau khi quấn thêm cuộn thứ cấp 24 vòng dây ta có : N2+24

N1 =

N2

N1+

24

N1=0 , 45 (2)

(2) – (1) TA CÓ : 24N

1

=0 , 02 → N1=1200 vòng

+ Gọi số vòng dây quấn thiếu là n, theo dự định ban đầu ta có : N2+n

N2

N1+

n

N1=0,5 (3)

(3) – (1) TA CÓ : N n

1

=0 , 07 → n=0 ,07 N1=84 vòng

Số vòng quấn thêm là : 84 – 24 = 60 vòng

Câu 36 : B

+ Khi điều cỉnh L để Umax khi đó uRC vuông pha với uAB nên ta có ULMAX2=URC2+U2

=U R2+U C2+U2

VỚI ULMAX− U¿

2

U R2=U2−¿ nên ta có :

ULMAX2− ULMAX U C − U2=0 → U=√ULMAX❑ ❑2−ULMAX.U C=80 V

Câu 37 : + Li độ của vật ở vị trí có động năng bằng 3 lần thế năng là : x = ± A

2

+ Li độ của vật ở vị trí có động năng bằng 1/3 lần thế năng là : x = ± A√3

2

+ khoảng thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí có động năng bằng 3 lần thế năng đến vị trí có động năng bằng 1/3 lần thế năng là t = tOM/ - tOM = T/6 – T/12 = T/12 = 1/6 s

Quãng đường chuyển động của vật : S = A√3

A

2 = 3,66cm

Vậy tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian trên là : v = S/t = 6.3,66 = 21,96 cm/s

Câu 38 ; B sai vì tai γ có bản chất là sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn của tia X

Câu 39 : Ta có:Vị trí các vân sáng trùng nhau phải thỏa mãn: 42K1 = 56K2 = 63K3

→ 6K1 = 8K2 = 9 K3

 BSC: 72

Goi M là vạch sáng liền kề vạch sáng trung tâm có màu giống màu vạch sáng trung tâm, ta có bậc của các vân trùng

¿

K 1 M=72

K 2 M=72

8 =9

K 3 M=72

9 =8

¿{ {

¿

Tổng số vân sáng của ba bức xạ nằm từ Vân trung tâm đến M là : 12+ 9 + 8 – 3 = 26

+ Số vân trùng của bức xạ 1 và 2 :

P O

P /

M M/ x

Ta có : K1

K2=

λ2

λ1=

4

3 → trong khoảng vân trung tâm đến M có các vân bậc 4; 8của bức xạ 1 trùng với 2

→ có 2 vân trung

+ Số vân trùng của bức xạ 1 và 3 :

Ta có : K1

K2=

λ3

λ1=

3

2 → trong khoảng vân trung tâm đến M có các vân bậc 3; 6; 9 của bức xạ 1 trùng với

3→ có 3 vân trùng

+ Số vân trùng của bức xạ 2 và 3 :

Ta có : K2

K3=

λ3

λ2=

9

8 → trong khoảng vân trung tâm đến M có 0 vân trùng

Tổng số vân sáng nhìn thấy trong khoảng giữa hai vân gần nhau nhất có màu giống vân trung tâm là :

26 – 2 – 3 = 21

Câu 40 : A

Câu 41 : C

+ Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là : CU0 2

L I02

2 → I0=U0√C L=12.√5 10−6

5 10−2=0 ,12 A

+ Để duy trì dao động của mạch phải cung cấp cho mạch một cong suất đúng bằng công suất tỏa nhiệt của điện trở R :

P = I2.R= I0 2.r

0 , 122 10−2

− 5 ư =72 μWW

Câu 42 : C

+ ZL = ω.L= 20Ω

+ Khi Ucmax ta có Ucmax = U√R2

+Z L2

R =U√3 →√R2+Z L2=R√3 → R= Z L

Câu 43 : A

+ Lực căng lớn nhất khi vật ở vị trí cân bằng : Tmax = mg(3- 2.cosα0 )

+ Lực căng nhỏ nhất khi vật ở vị trí biên : Tmin = mgcosα0

Theo đầu bài Tmax = 1,02Tmin → mg(3- 2.cosα0 ) = 1,02.mgcosα0 → α0 = 6,60

Câu 44 : B

+ Gọi số vòng dây của mỗi cuộn là N

Suất điện động cực đại suất hiện ở 4 cuộn dây là : E0 = E √2 = 2πf.4.N.Ф0 → N =

E√2

2 πf 4 Φ0=

100 2

2 π 50 4 5 10− 3

π

=100

vòng Câu 45 : C

λ0=hc

1, 9875 10 −25

1 , 88 1,6 10 −19=661 nm

Câu 46 : B

Vì A và B ngược pha nhau nên AB = d = ( K+ 0,5) λ = ( K+ 0,5) v

d f

K +0,5=

2

K +0,5 m/s(1)

( K N )

Theo đầu bài 0,7 m/s≤ v ≤ 1m/ s (2)

Giải (1) và (2) được K = 2 nên v = 0,8 m/s

Câu 47 : C

+ Tính T = 31,4/100 = 0,314 s

+ Tính ω = 2 π

T =20 Rad /s

+ Tính A : Áp dụng phương trình độc lập với thờ gian ta có A =

v0 ω

¿

x02+¿

√¿

+ Tính φ theo điều kiện ban đầu tại t = 0 ta có x0 = A.cosφ = 2cm ; v0 = -ω.A.sinφ < 0

Nên cosφ = ½; sinφ > 0 đo đó φ = π/3 Vậy PTD Đ là x = 4.cos( 20t + π3 ¿cm

Câu 48 : D

Âp dụng định luật bảo toàn động lương ta có : ⃗P1+ ⃗P2=0

Nên P1 = P2 → m1.v1 = m2.v2 → m2

m1=

v1

v2 (1)

Theo trên ta có P12 = P22 →2m1.K1 = 2m2.K2 → m2

m1=

K1

K2 (2)

Từ (1) và (2) ta có : m2

m1=

v1

v2 =

K1

K2

Câu 49 : B vì tia rơn ghen và tia X đều có bản chất là sóng điện từ

Câu 50 :B

Câu 51 : C

+ Ta có R = U I

1 ; ZL = U I

2 ; ZC = U I

3

+ Khi mắc nối tiếp ba phần tử ta có tổng trở của mạch là :

Z =

Z − Z C¿2

¿

2− 5¿2

¿

16+¿

R2+¿

√¿

Cường độ dòng điện qua mạch là I = U/Z = 0,2 A

Câu 52 : D

Chiều dài của thước trong hệ K là : ℓ=ℓ0√1 −(v c)2=0,6 ℓ0

Câu 53 : D

Vì T phụ thuộc vào I, m, g , d

Câu 54 : A

+ Mô men quán tính của đĩa là : I = 1/2m.r2 = 5,652.10- 3 Kg.m2

+ Tốc độ góc của đĩa khi quay đều là : ω = 2 π T =6 ,28

0 ,03=209 ,33 Rad/s

+ Theo định lí biến thiên động năng ta có : Wđ2 - Wđ1 = - Wđ1 = A

→ A = - 12I ω2=− 123 J độ lớn của công cần thực hiện để hãm đĩa là 123 J

Câu 55 : B

Áp dụng công thức M = |L2− L1

Δt |=1,4 N m

Câu 56 : C

Vì theo phương trình M = Iγ M và I không đổi nên γ không đổi

Câu 57 : C

Câu 58 :

+ Tính công thoát : A = hcλ

1

−|e| Uh=3 , 425 10 −19J

+ Động năng ban đầu cực đại của elctrôn khi đuộc chiế bởi bức xạ λ2 là :

Wđmax = hcλ

2

− A=9 , 825 10 − 19 J

+ Vì đặt vào anot và ca tốt hiệu điện thế âm UAK = - 2V → UKA = 2V nên các elctrôn đi sang ca tốt bị hãm bởi hiệu điện thế này :

Theo định lí biến thiên động năng ta có : WđA = Wđmax + e.UKAK = 9,825.10 – 19 -1,6.10 – 19 .2 = 6,625.10 – 19 J Câu 59 :A

+ Góc quay của vật trong 10 giây đầu là : φ = ω0.t + 1

2γt

2

= 10ω0 + 50 γ =150 (1) + Góc quay của vật trong 9 giây đầu là : φ / = 9ω0 + 40 , 5 γ

+ Góc quay của vật trong giây thứ 10 là : φ - φ / = ω0 + 4,5 γ =24(2)

Giải hệ (1) và (2) được ω0 = 5Rad/s

Câu 60 : D

Theo điều kiện để có sóng dừng trên dây ta có ℓ=K1 v

2 f=K2 v

2 f2→ f2=K2

K1 f1=63 Hz