Gián án DE DU BI 02 (2002)

Hãy thiết lập biểu thức năng lượng của điện trường, năng lượng từ trường trong mạch và chứng tỏa năng lượng của mạch dao động bảo toàn.. Một người đứng cách lá thép khoảng 3m nhìn thấy l

Trang 1

Đề 13

Đề dự bị 2 năm 2002

Câu 1 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

Trong mạch dao động LC điện tích của tụ điện có biểu thức q =

Qosin(ωt +ϕ) Hãy thiết lập biểu thức năng lượng của điện trường, năng lượng từ trường trong mạch và chứng tỏa năng lượng của mạch dao động bảo toàn

60

27 Co q = Q sin( t0 ω + ϕ ).

Câu 2 (ĐH: 1 điểm; CĐ:1 điểm)

Một lá thép mỏng dàn hồi dài và hẹp bị kẹp chặt ở 1 đầu Dùng tay gảy nhẹ đầu còn lại thì lá thép dao động Độ dài phần lá thép dao động có thể thay đổi được

a) Dao động của lá thép là tự do hay cưỡng bức? Vì sao? Một người đứng cách lá thép khoảng 3m nhìn thấy lá thép dao động nhưng không nghe thấy âm thì có thể do những nguyên nhân nào?

b) Khi làm cho phần giao động của lá thép ngắn lại thì người ấy nghe thấy âm phát ra Tính tần số âm đó, biết vận tốc truyền âm trong không khí là v = 340m/s và khoảng cách gần nhau nhất trên cùng một phương truyền do dao động âm ngược pha với nhau là d = 0.85m

Nêu định nghĩa lăng kính và thiết lập công thức gốc lệch Khi nào thì góc lệch đạt giá trị cực tiểu, thiết lập biểu thức góc lệch theo chiết xuất và góc chiết quang khi góc chiết quang và góc tới nhỏ

Đồng vị coban 6027 Co là chất phóng xạ β-; hạt nhân con là niken (Ni) Độ phóng xạ của 0.2g 6027Colà H = 225 Ci Hãy viết phương trình của phóng xạ và nêu rõ thành phần cấu tạo của hạt nhân con Tìm chu

kì bán rã của 6027 Covà tìm thời gian để có 75% 6027 Cobị phân rã Biết số Avogadro NA = 6.032 x 1023mol-1

Trang 2

Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sang, các khe S1, S2 được chiếu sang bởi khe nguồn hẹp S Khoảng cách S1S2 = a = 0.8mm,

khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát D = 1.6m

a) Tính bước sóng ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm, biết

khoảng vân trên màn có giá trị i = 1mm

b) Xét trường hợp khe nguồn phát ánh sáng có bước sóng λ

trong khoảng từ 0,4 µm, đến 0.75µm Xác định bước sóng của những bức xạ đơn có vân sáng trùng với vân sáng bậc 5 của ánh sáng tím (có

λ = 0.4µm)

Câu 6 (ĐH: 1 điểm; CĐ:1.5 điểm)

a) Các bước sóng dài nhất của vạch quang phổ thuộc dãy Laiman

và dãy Banme trong quang phổ vạch của hiđrô tương ứng là

λ21 = 0.1218µm và λ32 = 0.6563µm Tính năng lượng của photon phát ra khi electrong chuyển từ quỷ đạo M về quỹ đạo K

b) Chiếu ánh sáng đơn sắc bước sóng λ = 0.22µm vào catot của

tế bào quang điện thì dòng quang điện triệt tiêu khi hiệu điện thế giữa anot và catot UAK ≤ -6V Tính giới hạn quang điện của kim loại làm catot Cho hằng số Plăng h = 6.625 x 10-34

J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3 x 108m/s, điện tích e = -1.6 x 10-19C

Một người mắt không có tật có khoảng nhìn rõ ngắn nhất Đ = 25cm, quan sát vật nhỏ qua kính hiển vi Vật kính có tiêu cự f1 = 5mm

và cách thị kính một khoảng không đổi a = 185mm Biết độ bội giác khi ngắm chừng ở vô cực là G# = 250, tính độ bội giác Gc khi ngắm chừng ở cực cận, coi mắt đặt sát kính

Một con lắc đơn gồm một sợi dây mảnh cách điện và một vật có khối lượng m = 5kg được đặt trong chân không và trong một điện

trường đều E = 2 x 106 V/m hướng theo phương ngang (như hình vẽ) Khi vật nặng chưa tích điện thì con lắc dao động với chu kì To Khi vật nặng tích điện q thì chu kì của con lắc dao động trong mặt phẳng hình

Trang 3

vẽ là T1= 3To

10 Xác định độ lớn điện tích q, cho gia tốc trọng trường g = 10m/s2 Xem các dao động là nhỏ

Câu 9 (ĐH: 1 điểm)

Trên mạch điện như hình vẽ, hiệu điện thế 2 đầu mạch là

π

=  π + ÷

u U sin 10 t

12 (V), với Uo được giữ không đổi, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C, điện trở R thay đổi được, khi R = 200Ω thì công xuất tiêu thụ của mạch đạt giá trị cực đại Pmax = 100W và hiệu điện thế hiệu dụng giữa M và B là UMB = 200V Viết biểu thức của cường độ dòng điện qua mạch và biểu thức của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AN; cho tg(63.4o) = 2

Câu 10 (ĐH: 1 điểm)

Cho phản ứng hạt nhân 10n +36Li →13 H + α Hạt nhân 63Li đứng yên, neutron có động năng là Kn = 2MeV Hạt α và hạt nhân 13H bay ra theo các hướng hợp với hướng tới của neutron những góc tương ứng bằng Đ = 15o và ϕ 30o Bỏ qua bức xạ gama

a) Phản ứng thu hay tỏa năng lượng? Hãy tính năng lượng đó (lất

tỉ số các số lượng hạt nhân bằng tỉ số giữa các số khối của chúng)

b) Xác định khối lượng hạt nhân 36Li trong câu a Biết khối lượng

của neutron, triti, alpha tương ứng là mn = 1.0087u; 3

1 H m

=3.0610u; 4

2 He

m =4.0015u; 1u = 931 MeV/c2

BÀI GIẢI

Trang 4

Năng lượng điện trường trong mạch

= 2 = 2 = 2 2 + ϕ

Năng lượng từ trường trong mạch

ϕ

 

= =  ÷ = ω + ϕ

 

2

L 1. Q cos (wt ) 1 Q cos (wt ).

Năng lượng tổng cộng của mạch l:

= E+ B=Q20  2 + ϕ + 2 + ϕ = Q20

Vậy năng lượng của mạch được bảo tồn

a) Dao động của lá thép là dao động tự do vì sau khi gãy nhẹ vào đầu không bị kẹp, lá thép không chịu tác dụng nào ngoài lực cản của không khí

Không nghe thấy âm, có thể do một trong hai nguyên nhân hoặc do

cả hai nguyên nhân sau:

- Âm đó là hạ âm ( có tần số f < 16Hz) khi lá thép dao động với tần

số thấp (khi lá thép còn dài)

- Cường độ âm thanh phát ra quá nhỏ, mức cường độ âm dưới ngưỡng nghe đối với âm đó

b) Ta có d = =λ v

2 2f

suy ra: f = λ =340v= 200HZ

2d 2.85

(Xem sách giáo khoa vật lý 12)

a) Phương trình của sự phóng xạ

→ β +

Thành phần của hạt nhân 6028 Ni là: 28 proton và 60 – 28 = 32 neutron

b) Độ phóng xạ: H = H e0 −λt = λ H e0 −λt

Trang 5

với N0 =m N0 A =0.2x6.022x1023 = 2.0073x1021

Từ (1) suy ra: H0 = l.N0 = N 0 ln 2

T

= 0 = 2110 = 8 =

0

N ln 2 2.0073x10 ln 2

H 225x3.7x10

năm

c) Theo định luật phóng xạ: m m e= 0 lt = m0

t

2 T

−

T

0

m (1 0.75)m

Câu 5 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm) 6028Ni λ

a) i =λD⇒ λ =ia

thế số vào (1): i =10 x0.8x103 −3 = 0.5x10 m 0.5mm−6 =

b) Vị trí vân sáng bậc 5 của ánh sáng tím là:

−

λ

t it 5 D 0.4x10 3

Bức xạ đơn sắc: 0.4µm ≤ λ ≤ 0.75µm cho vân sáng thứ k có vị trí là:

λ

= D

x k

a (3)

Để cho vân sáng thứ k của λ trùng với vân sáng thứ 5 của ánh sáng tím thì x = xt:

λt

λ D D

k = 5

t 5x0.4 2

λ

hay 0.4 ≤ ≤2 5

k

vì k nguyên nên: k = 3,4,5

với k = 3 thay vào (4) ta có: 3 2

3

λ = = 0.6666µm

4

λ = = 0.500µm

Trang 6

5

λ = = 0.4000µm

vì λ 5 chính là λ t nên loại

vậy chỉ có λ 3và λ 4thích hợp

a) ta có: λ = L− K

21

= −

λ32 M L

Năng lượng của photon được phát ra khi electron chuyển từ quỹ đạo

M về quỹ đạo K là:

∆EMK = EM – EK = EM – EL + EL - EK = hc  + ÷

λ λ

 32 21 

Thay số: ∆EMK =6.625 x 10-34 x 3 x 108

−

0.6563 0.1218 10

=1.93.10-18J=12.1eV b) Từ công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện ta có

2

o

eU

hc

⇒ = −

λ λ

19

6

o

3.366 x10 0.122 x10− 6.625 x10− x 3x10

λ

o

⇒ λ = 0.297 x 10-6m = 0.297µm

Ta có công thức: ( )

∞ δ − −

= = 1 2

a f f Ñ D

G

Rút ra: ( )

∞

−

= +

1 2

1

a f Ñ f

Ñ G f

−

+

3

2 185 5 x10 x0.253

0.25 250x5x10

Độ bội giác của kính hiển vi là G = K1G2 (với k1 là độ phóng đại dài của vật kính)

G2 là độ bội giác của thị kính ( kính lúp) ta có:

Trang 7

+

2

Ñ

l d

mắt đặt sát kính l = 0 ⇒ 2 = 2 + '

2

Ñ

l d

Ngắm chừng ở cực cận thì: d'2 = Đ ⇒ G2 = K2

Vậy (1) trở thành: C = 1 2C= 1 2 = 1' '2

d d

ta có:

thay vào (2): (− )

C 15.8214 25

0.51631 2.6786 lần

Chu kì của con lắc đơn

= π = π = π

o

Khi đặt con lắc trong điện trường E, con lắc chịu tác dụng thêm lực điện

= ⊥

ur uur ur

F qE P

Trọng lực: P1= P2+ F2 = m g2 2+ q E2 2

Chu kì dao động của con lắc

= π

1

ml

T 2

P

−

− −

−

'

2 2

'

1 1

25 3

d f

d a d 18.5 2.6786 15.8214cm

d f 15.8214x0.5

15.8214 0.5

d f

Trang 8

Vậy o 1

1

T = P o44 122

1

⇒ =

⇒ 10 4 m g2 22 2q E2 2 100

⇒ ÷÷ = =

 

6

19 mg 19 5x10 x10

−

Câu 9 (ĐH: 1 điểm)

P RI R.

R

− +

max

Y R

R

−

= + cực tiểu Theo bất đẳng thức côsi thì Y Y = min khi R= Z L − Z C , khi đó 2AB

P

2R

=

Ta có: I P 100 2 0.707A

Theo đề bài: UMB = 200V và UAB = 200V

= + =

từ (1) và (2) ⇒ ZC = 2ZL

từ (3) và R = | ZL - ZC | ⇒ ZL = R và ZC = 2R

ϕ = = − = − ⇒ ϕ = −

Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là:

5

i I 2 sin 100 t

12

π

=  π + − ϕ÷

Vậy: i 2 2 sin 100 t 5 sin 100 t 2 (A)

=  π + − ÷=  π + ÷

Biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là AN

U U sin 100 t

3

π

=  π + + ϕ ÷

R

ϕ = − = − ⇒ ϕ = −

Trang 9

2 2

I R Z 200 5 2V

U 447 2 sin 100 t 1.1 (V)

3

π

Câu 10 (ĐH: 1 điểm)

Ta có: 1o n +63 Li → 13 H + 24He (1)

Xét tam giác OAB ta có:

2

P

sin B sin sin

α

hay:

2m K

sin 135 sin 15 sin 30

α α

0.5 0.067 0.25

α α

H 1x 2 x 0.067

0.5 x1

1x 2 x 0.25

0.5 x 4

α

Theo định luật bảo toàn năng lượng và toàn phần ta có:

m C + K + m C = m C + + K m Cα + Kα (2)

Li

m C = 3.016uC + 0.26755MeV 4.0015uC +

2 0.25MeV 1.0087uC 2MeV

Li

m C = 3.0160 4.0015 1.0087 x931 0.26755 0.25 2 + − + + −

suy ra m Li = 6.00721 u

a) Từ (1) ta có: ∆ = m m n + m Li + m H + mα

Năng lượng thu vào:

Trang 10

( )

m 1.0087 6.00721 3.0160 4.0015 u

= − 1.5919x10 u 0−3 <

b) Từ (1) ta có:

m 6.00721x931 5593

Li

m = 6.00721x1.66055 x10− = 9.975 x10− kg.

Tiêu đề	Đề dự bị 2 năm 2002
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Đề dự bị
Năm xuất bản	2002

Định dạng
Số trang	10
Dung lượng	493,5 KB