Bài soạn TSĐH De 12

Câu 1 ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm a Nêu định nghĩa các đặc trưng sau của dao động điều hòa của một chất điểm trên một trục, ly độ ở thời điểm t, biên độ, tần số, pha ban đầu.. b Hãy cho biết

Đề 12

ĐỀ DỰ BỊ 1 NĂM 2002 (Thí sinh thi cao đẳng không làm các câu 9 và 10)

Cho các hằng số sử dụng trong đề thi:

Hằng số Plăng 6,625 10× −34J.s; vận tốc ánh sáng trong chân không c 3x10 m / s= 8 ; độ lớn điện tích electron e 1,6x10= −19C; gia tốc trọng trường g 9,8m / s= 2

Câu 1 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

a) Nêu định nghĩa các đặc trưng sau của dao động điều hòa của một chất điểm trên một trục, ly độ ở thời điểm t, biên độ, tần số, pha ban đầu

b) Hãy cho biết các đặc trưng của chuyển động tròn đều của một chất điểm tương ứng với các đặc trưng của dao động điều hòa

Câu 2 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

a) Hãy nêu định nghĩa của sóng cơ học và giải thích sự lan truyền của sóng cơ

b) Phương trình dao động tại nguồn O có dạng u A sin 2 t o

T

π

=  + ϕ ÷

  Viết phương

trình dao động tại điểm M cách O một khoảng d dọc theo phương truyền sóng, biết vận tốc truyền sóng là v coi biên độ sóng không đổi

Câu 3 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

a) Trình bày cấu tạo của tế bào quang điện Trong thí nghiệm với tế bào quang điện hãy cho biết khi nào cường độ của dòng quang điện đạt đến giá trị bão hòa và giải thích

b) Khi chiếu bức xạ có tần số f =2,1x10 Hz15 vào catốt của một tế bào quang điện thì các electron quang điện bắn ra đều bị giữ lại bởi hiệu điện thế hãm có độ lớn h

U =6, 625V Xác định giới hạn quang điện của kim loại làm catốt

Câu 4 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

Dùng ánh sáng trắng có bước sóng từ 4x10 m−7 đến 7,5x10 m−7 trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng Hãy tính bước sóng của các ánh sáng đơn sắc cho vân sáng tại

vị trí trên màn quan sát, cách vân sáng trung tâm 3mm cho khoảng cách giữa hai khe a = 0,8mm và khoảng cách từ hai khe đến màn D = 1,6m

Câu 5 (ĐH: 1 điểm; CĐ 1 điểm)

a) Một mạch dao động LC có L = 2mH và C = 0,2µF Cường độ dòng điện cực đại trong cuộn cảm là Io =0,5A Tìm năng lượng của mạch dao động và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện ở thời điểm dòng điện qua cuộn cảm là I = 0,3A Bỏ qua những mất mát năng lượng trong mạch dao động

b) Hãy cho biết tại sao dao động trong mạch dao động LC được gọi là dao động điện từ?

Câu 6 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

Bắn hạt vào hạt nhân 147N thì hạt nhân ôxy và hạt prôtôn sau phản ứng Viết phương trình của phản ứng và cho biết phản ứng là phản ứng tỏa hay thu năng lượng? Tính năng lượng tỏa ra (hay thu vào) và hãy cho biết nếu là năng lượng tỏa ra thì dưới dạng nào, nếu là năng lượng thu thì lấy từ đâu? Khối lượng của các hạt nhân:

N

m =16,9947u; m =1,0073u;1u 931MeV / c= .

Câu 7 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

Cho mạch như hình vẽ:

R là một biến trở,C là tụ điện, L là cuộn dây Điện trở thuần C

của cuộn dây và các dây nối có thể bỏ qua

Hiệu điện thế uAB=U sin(100 t) (V)o π có biên

độU coi như không đổi Ban đầu hai khóa o k và k đồng thời mở, thay đổi điện trở R 1 2 cho đến khi R = 100Ω thì hiệu điện thế hiệu dụngUMN giữa hai điểm M, N có giá trị bằng hiệu điện thế hiệu dụng UPQ giữa hai điểm P,Q và bằng 220 2 V Sau đó giữ giá trị R = 100Ω, đóng đồng thời hai khóa k và k thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua hai mạch 1 2 bằng 2,2A Xác định độ tự cảm L của cuộn dây và điện dung C của tụ điện

Câu 8 (ĐH: 1 điểm; CĐ 1 điểm)

Cho một lăng kính thủy tinh có tiết diện là một tam giác vuông cân ABC, góc chiết quang A 90= o, trong phòng không khí Một tia sáng đơn sắc SI nằm trong một tiết diện thẳng truyền song song với mặt đáy BC tới mặt bên AB tại I và khúc xạ tới đáy BC tại J Chứng minh rằng tia IJ bị phản xạ toàn phần tại mặt đáy BC và ló ra khỏi mặt AC theo phương song song với tia tới

Câu 9 (ĐH: 1 điểm)

Một con lắc đơn dài 45cm teo tại một điểm cố định Kéo con lắc khỏi phương thẳng đứng một góc bằng 0,1 rad, rồi truyền cho vật nặng m của con lắc vận tốc ban đầu

0, 21m / s

=

o

v theo phương vuông góc với dây về phía vị trí cân bằng Coi con lắc dao động điều hòa, viết phương trình dao động theo góc lệch của con lắc, lấy gốc tọa độ ở vị trí cân bằng, góc thới gian là lúc truyền vận tốc v và chiều dương ngược với o v o

Câu 10 (ĐH: 1 điểm)

Một người không đeo kính có thể nhìn rõ các vậy cách mắt xa nhất 210cm Người

ấy dùng một gương cầu lồi hình tròn, đường kính rìa gương bằng 8cm, bán kính cong bằng 400cm, để quan sát ảnh của các vật ở phía sau mình Mắt người ấy đặt trên trục chính của gương và cách gương 50cm

a) Nếu người ấy nhìn thấy rõ trong gương ảnh của một vật nhỏ thì khỏang cách lớn nhất từ vật đến gương theo phương trục chính bằng bao nhiêu?

b) Một vật hình tròn đặt vuông góc với trục chính của gương, tâm của vật ỏ trên trục chính, cách gương 600cm Hỏi bán kính lớn nhất của vật bằng bao nhiêu thì người

đó có thể thấy rõ ảnh mép ngoài của vật?

BÀI GIẢI

Câu 1 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

a) Xem sách giáo khoa vật lí 12

b) Dao động điều hòa là hình chiếu của chuyển

động tròn điều lên một đường thẳng nằm trong

mặt phẳng chứa đường tròn (hình vẽ): ly độ x = OM

là hình chiếu của độ dời S = CP Biên độ A là bán

kính đường tròn Tần số f là tần số vòng quay được

trong một đơn vị thời gian Pha ban đầu ·

o COP

ϕ =

xác định vị trí ban đầu của vật chuyển động tròn

Câu 2 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

a) Sóng cơ học là sự lan truyền các dao động cơ trong môi trường đàn hồi

Giải thích: Sự truyền sóng cơ học là sự truyền pha dao động Thật vậy vì pha dao động tại điểm M (cách nguồn sóng O một khoảng d ở thời điểm t chính là pha dao động tại nguồn O lúc t− θ (tức là 2 ( ) o

t T

π

  −θ +ϕ

 ÷

d v

θ = là khoảng thời gian để sóng truyền từ O đến M

b) Phương trình dao động tại iđểm M là:

T

π

=  − θ + ϕ 

hay uM A sin 2 t o 2 d A sin 2 t d o

=  + ϕ − =  π − ÷+ ϕ 

λ

Câu 3 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

a) Cấu tạo của tế bào quang điện (sách giáo khoa vật lí 12)

Khi UAK khá lớn thì tất cả electron quang điện bị đứt khỏi catốt sẽ về hết anốt và tạo thành dòng điện I Nếu tiếp tục tăng bh UAK thì số electron về anốt (trong 1s) cũng không tăng hơn nữa tức I cũng không tăng vì vậy bh I gọi là cường độ dòng quang điện bảo bh hòa

c) Áp dụng công thức Anhxtanh:

n o

hc

hf = +eU

λ

o

n

n

e

h

−  ÷ 

Thế số

8 o

34

3x10

0,6 m 6,625

2,1x10 1,6x10

6,625x10

−

−

Câu 4 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

a

λ

Theo đề bài: 3x10 3 x ki k D

a

− = = = λ

suy ra ax

k.D

λ = , với k là các số nguyên (2)

Theo đề bài 4x10 m−7 ≤ λ ≤7,5x10 m−7

7 ax 7

kD

hay 4x10 k7 ax 7,5x10 k7

D

mà ax 0,8x10 x3x103 3 15x10 m7

−

nên theo (3) ta được: 4x10 k 15x10−7 ≤ −7 ≤7,5x10 k−7

15

4

2 k 3,75 15

7,5

 ≤ =



 ≥ =



(4)

Vì k nguyên nên từ (4) ⇒ k = 2; 3

Với k = 2 thay vào (2): 1 15x10 7 7,5x10 m7

2

−

−

Với k = 3 thay vào (2): 2 15x10 7 5x10 m7

3

−

−

Câu 5 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

a) Năng lượng của mạch:

o

1

W LI 0,5x2x10 x0,5 0, 25x10 0, 25J 2

Khi i = 0,3A thì năng lượng từ trong cuộn cảm là:

B 1

W LI 0,5x2x10 x0,3 9x10 J 2

Năng lượng trong tụ điện là:

W =W W− =0, 25x10− −9x10− =1,6x10 J− Mặt khác: W 1CU2 U 2WE

Thế số:U 2x1, 6x1064 40V

0, 2x10

−

−

b) Dao động trong mạch LC gọi là dao động điện từ vì các đại lượng về điện như i, uur c, q,

E của tụ điện …… và các đại lượng về từ như cảm ứng từ urB, từ trường H trong cuộn ur cảm … đều dao động điều hòa theo thời gian

Câu 6 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

Phương trình phản ứng: 42He+147N→178O+11H

∆ =m mHe+mN −mO−mH

∆m = (4,0015 + 13,9992 – 16,9947 – 1,0073)u = -1,3 x 10 u<0−3

∆m < 0 ⇒⇒ phản ứng thu năng lượng

Năng lượng thu vào là:

−

∆ = ∆E m c2 =1,3x10 x9,31 1,2103MeV3 =

Năng lượng thu vào lấy từ động năng của hạt đạn

Câu 7 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

Ta có UAB=RI 100x2,2 220V= =

= = 2+ 2

= = 2+ 2

Theo đề bài thì: UMN =UPQ⇒ZMN=ZPQ ⇒ZL =ZC

Vậy ZAB= R2+(ZL−Z )C 2 =R

Vậy tổng trở của mạch AB khi k1 và k2 đóng hoặc khi k1 và k2 ngắt đều bằng R

Do đó dòng điện trong mạch trong ha trường hợp cũng bằng nhau và có giá trị là I

= 2,2 A theo đề bài:

hay R2 +Z2C=R2+Z2L =2R2

ω

C

4 C

ω π π

Câu 8 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

Góc giới hạn phản xạ toàn phần trên mặt BC igh ứng với sin igh 1

n

=

Theo hình vẽ ta có $J IJM IJK KJM r B= =· +· = + (1)

⇒ sinJ=sin(r+B) = sin r cos B + sin B cos r (2)

Với sin r=sin i cosB=

và cos r= 1 sin r− 2 = 1−cos B 122 = n2−cos B2

n n

thay vào (2): sin J= cos B sin B2 + n2−cos B2

vì n > 1 nên n2−cos B 1 cos B sin B2 > − 2 = 2

vậy (3) trở thành: sin J>cos B sin B 12 + 2 = =sin igh

vậy J > igh nghĩa là có phản xạ toàn phần tại J

Theo nguyên lí về tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng tia ló khỏi mặt AC

là I’K cũng song song với BC, nghĩa là I’K // tia tới SI

Câu 9 (ĐH: 1 điểm)

Phương trình dao động tính theo góc lệch của con lắc là:

α = Asin(ωt + ϕ) với A là biên độ góc,

ω = g = 9,8 =4,67rad / s

l 0,45 Vận tốc góc ban đầu của con lắc là: Ω =o vo = 21 0,4667rad/s=

l 45

Ta có:

4,667

Ω

ω

o o

3

0, 4667

4

π

ϕ =



ϕ = Ω = = ⇒  − π

ϕ =



Khi t = 0; Ω = ωo A cosϕ < ⇒0 cosϕ <0

nên chọn 3

4

π

ϕ = −

Vậy (1) trở thành α =  − π

3 0,1 2 sin 0,4667t (rad)

4

Câu 10 (ĐH: 1 điểm)

a) Ta có MA = MO + OA + MO + d '

mà d ' = MA – MO = 210 – 50 = 160cm

vậy d’ = - d ' = -160cm

= =

−

d 'f

OA d

Với f =R 400= =200cm

− +

max 160x( 200)

160 200 b) Xác định vị trí ảnh M’ của mắt M tạo bởi gương

−

d OM.f 50x( 200)

d f OM f 50 200

Ta có tgα = OP = 4 =0,1

OM' 40

max

R BN BM'.tg (BO OM')tg

= (600 + 40) x 0,1 = 64cm