40 câu hỏi trắc nghiệm thuộc 10 đề thi thử tốt nghiệp THPT Quốc gia năm 2021 môn Vật Lí có lời giải chi tiết (đề số 3)

Câu 1:

Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào

A. biên độ của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.

B. tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.

C. môi trường vật dao động.

D. pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật

Xem đáp án

+ Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.

Đáp án D

Câu 2:

Trong dao động điều hoà của một vật thì tập hợp ba đại lượng nào sau đây là không thay đổi theo thời gian?

A. động năng; tần số; lực.

B. biên độ; tần số; năng lượng toàn phần.

C. biên độ; tần số; gia tốc

D. lực; vận tốc; năng lượng toàn phần.

Xem đáp án

+ Trong dao động điều hòa thì biên độ, tần số và năng lượng toàn phần là luôn không đổi theo thời gian.

Đáp án B

Câu 3:

Để khảo sát giao thoa sóng cơ, người ta bố trí trên mặt nước nằm ngang hai nguồn kết hợp S₁ và S₂. Hai nguồn này dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, cùng pha. Xem biên độ sóng không thay đổi trong quá trình truyền sóng. Các điểm thuộc mặt nước và nằm trên đường trung trực của đoạn S₁S₂ sẽ

A. dao động với biên độ bằng nửa biên độ cực đại.

B. dao động với biên độ cực tiểu.

C. dao động với biên độ cực đại.

D. không dao động.

Xem đáp án

+ Các điểm trên mặt nước thuộc trung trực của hai nguồn sóng sẽ dao động với biên độ cực đại.

Đáp án C

Câu 4:

Khi nói về sóng cơ, phát biểu nào sau đây sai?

A. sóng cơ lan truyền được trong chân không.

B. sóng cơ lan truyền được trong chất rắn.

C. sóng cơ lan truyền được trong chất khí.

D. sóng cơ lan truyền được trong chất lỏng.

Xem đáp án

+ Sóng cơ không lan truyền được trong chân không → A sai.

Đáp án A

Câu 5:

Đặt hiệu điện thế u = U₀cosωt (U₀ không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh. Biết điện trở thuần của mạch không đổi. Khi có hiện tượng cộng hưởng điện trong đoạn mạch, phát biểu nào sau đây sai?

A. Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch đạt giá trị lớn nhất.

B. Hiệu điện thế tức thời ở hai đầu đoạn mạch cùng pha với hiệu điện thế tức thời ở hai đầu điện trở R.

C. Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở R nhỏ hơn hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch.

D. Cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch bằng nhau.

Xem đáp án

+ Khi xảy ra cộng hưởng điện thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế hiệu dụng trên điện trở thuần → C sai.

Đáp án C

Câu 6:

Biểu thức liên hệ giữa I₀và U₀ của mạch dao động LC là

A. $U_{0} = I_{0} \sqrt{L C}$

B. $I_{0} = U_{0} \sqrt{\frac{C}{L}}$

C. $U_{0} = I_{0} \sqrt{\frac{C}{L}}$

D. $I_{0} = U_{0} \sqrt{L C}$

Xem đáp án

+ Trong mạch LC, ta có: $\frac{1}{2} L I_{0}^{2} = \frac{1}{2} C U_{0}^{2}$ → $I_{0} = U_{0} \sqrt{\frac{C}{L}}$ .

Đáp án B

Câu 7:

Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi

A. Sử dụng các dây dẫn ngắn để mắc mạch điện.

B. Dùng pin hay ácquy mắc thành mạch kín.

C. Nối hai cực của nguồn điện bằng dây dẫn có điện trở nhỏ.

D. Không mắc cầu chì cho mạch điện.

Xem đáp án

+ Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nối hai cực của một nguồn điện bằng một điện trở rất nhỏ.

Đáp án C

Câu 8:

Trong chân không, các bức xạ được sắp xếp theo thứ tự bước sóng giảm dần là:

A. tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia Rơn – ghen, tia tử ngoại.

B. tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia tử ngoại, tia Rơn – ghen.

C. tia Rơn – ghen, tia tử ngoại, ánh sáng tím, tia hồng ngoại.

D. ánh sáng tím, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia Rơn – ghen.

Xem đáp án

+ Thứ tự giảm dần của bước sóng: hồng ngoại, ánh sáng tím, tử ngoại và Rơn – ghen.

Đáp án B

Câu 9:

Tại điểm nào có kí hiệu không đúng với chiều của từ trường tạo bởi dòng điện I không đổi qua vòng dây tròn như hình vẽ

A. điểm 1

B. điểm 2

C. điểm 3

D. điểm 4

Xem đáp án

+ Từ trường tạo bởi dòng điện tròn có chiều được xác định theo quy tắc nắm tay phải → trong vòng dây từ trường hướng thẳng đứng vào trong → (3) sai.

Đáp án C

Câu 10:

Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ

A. các prôtôn

B. các nuclôn.

C. các nơtrôn

D. các electrôn.

Xem đáp án

+ Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nucleon.

Đáp án B

Câu 11:

Một vật dao động điều hoà khi đi qua vị trí mà động năng bằng thế năng thì vận tốc và gia tốc có độ lớn lần lượt là 10 cm/s và 100 cm/s². Chu kì biến thiên của động năng là

A. $\frac{π}{10}$ s

B. $\frac{π}{5}$ s

C. $\frac{π}{20}$ s

D. $\frac{π}{4}$ s

Xem đáp án

+ Tại vị trí động năng bằng thế năng của vật thì: $\{\begin{cases} v = \frac{\sqrt{2}}{2} ω A \\ a = \frac{\sqrt{2}}{2} ω^{2} A \end{cases}$ → $ω = \frac{a}{v} = \frac{100}{10} = 10$ rad/s → T = 0,2π s.

+ Động năng sẽ biến thiên với chu kì bằng một nửa chu kì dao động của vật T_d = 0,1π s.

Đáp án A

Câu 12:

Một sợi dây dài 1 m, hai đầu cố định. Trên dây có sóng dừng với hai nút sóng. Bước sóng của dao động là

A. 2m

B. 1m

C. 0,25m

D. 0,5m

Xem đáp án

+ Trên dây có sóng dừng với hai nút sóng → có một bó sóng trên dây → λ = 2l = 2 m.

Đáp án A

Câu 13:

Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto gồm 10 cặp cực (10 cực nam và 10 cực bắc). Rôto quay với tốc độ 300 vòng/phút. Suất điện động do máy sinh ra có tần số bằng

A. 50 Hz

B. 5 Hz

C. 30 Hz

D. 3000 Hz

Xem đáp án

+ Công thức liên hệ giữa tần số, tốc độ quay của roto và số cặp cực trong máy phát điện xoay chiều một pha:

$f = \frac{p n}{60} = \frac{10.300}{60} = 50$ Hz

Đáp án A

Câu 14:

Thí nghiệm giao thoa Yâng. a = 2 mm; D = 1,2 m. Người ta quan sát được 7 vân sáng mà khoảng cách giữa hai vân sáng ngoài cùng là 2,4 mm. Bước sóng của ánh sáng là

A. 0,67 μm.

B. 0,77 μm.

C. 0,62 μm.

D. 0,67 mm.

Xem đáp án

+ Bảy vân sáng ứng với 6 khoảng vân 6i = 2,4 mm → i = 0,4 mm.

Bước sóng của ánh sáng $λ = \frac{a i}{D} = \frac{{2.10}^{- 3} {. 0, 4.10}^{- 3}}{1, 2} = 0, 67$ μm.

Đáp án A

Câu 15:

Trong một điện trường đều có cường độ điện trường E = 6.10³ V/m, người ta dời điện tích q = 5.10^{– 9} C từ M đến N, với MN = 20 cm và MN hợp với $\vec{E}$ một góc α = 60^o. Công của lực điện trường trong sự dịch chuyển đó bằng

A. . – 3.10 ^{– 6} J

B. – 6.10 ^{– 6}J

C. 3.10 ^{– 6} J

D. 6.10 ^{– 6}J

Xem đáp án

+ Công của lực điện $A = F E \cos α = q E M N \cos α = 3 . 10^{- 6}$ J.

Đáp án C

Câu 16:

Năng lượng photon của tia Rơnghen có bước sóng 5.10^–11 m là

A. 3,975.10^–15J

B. 4,97.10^–15J

C. 42.10^–15J

D. 45,67.10^–15J

Xem đáp án

+ Năng lượng của photon theo thuyết lượng tử ánh sáng

$ε = \frac{h c}{λ} = \frac{{6, 625.10}^{- 34} {. 3.10}^{8}}{{5.10}^{- 11}} = 3, 975 . 10^{- 15}$ J.

Đáp án A

Câu 17:

Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và số nuclôn của hạt nhân X lớn hơn số nuclôn của hạt nhân Y thì

A. hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X.

B. hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y.

C. năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau.

D. năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y.

Xem đáp án

+ Hai hạt nhân có cùng độ hụt khối → có cùng năng lượng liên kết.

Hạt nhân X có số khối lớn hơn hạt nhân Y → năng lượng liên kết của X nhỏ hơn Y → Hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X.

Đáp án A

Câu 18:

Các tia không bị lệch trong điện trường và từ trường là

A. tia α và tia β

B. tia γ và tia β

C. tia γ và tia X

D. tia α , tia γ và tia X

Xem đáp án

+ Tia γ và tia X không mang điện nên không bị lệch trong điện trường.

Đáp án C

Câu 19:

Tại hai điểm A và B có hai điện tích q_A, q_B. Tại điểm M, một electron được thả ra không vận tốc đầu thì nó di chuyển ra xa các điện tích.Tình huống nào sau đây không thể xảy ra?

A. q_A < 0 , q_B > 0

B. q_A > 0 , q_B > 0

C. q_A > 0 , q_B < 0

D. $|q_{A}| = |q_{B}|$

Xem đáp án

+ Electron dịch chuyển ra xa hai điện tích q_A, q_B → tổng điện tích của q_A và q_B phải âm → B không thể xảy ra.

Đáp án B

Câu 20:

Khi cho nam châm chuyển động qua một mạch kín, trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. Điện năng của dòng điện được chuyển hóa từ

A. hóa năng

B. cơ năng

C. quang năng

D. nhiệt năng

Xem đáp án

+ Khi cho nam châm chuyển động qua một mạch kín, trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. Điện năng của dòng điện được chuyển hóa từ cơ năng.

Đáp án B

Câu 21:

Một con lắc đơn gồm một vật nhỏ được treo vào đầu dưới của một sợi dây không dãn, đầu trên của sợi dây được buộc cố định. Bỏ qua ma sát và lực cản không khí. Kéo con lắc lệch khỏi phương thẳng đứng một góc 0,08 rad rồi thả nhẹ. Tỉ số giữa độ lớn gia tốc của vật tại vị trí cân bằng và độ lớn gia tốc tại vị trí biên là

A. 0,08

B. 1

C. 12,5

D. 0

Xem đáp án

+ Gia tốc của con lắc là tổng vecto gia tốc pháp tuyến và gia tốc pháp tuyến (gia tốc hướng tâm):

$\vec{a} = \vec{a_{t}} + \vec{a_{n}}$ → $a = \sqrt{a_{t}^{2} + a_{n}^{2}}$ .

Trong đó: $\{\begin{cases} a_{t} = g \sin α \\ a_{n} = \frac{v^{2}}{l} = 2 g (\cos α - \cos α_{0}) \end{cases}$

→ Tại vị trí cân bằng a = a_n = 2g(1 – cosα₀).

→ Tại vị trí biên a = a_t = gsinα₀.

$δ = \frac{2 (1 - \cos α_{0})}{\sin α_{0}} \approx \frac{2 [1 - (1 - \frac{α_{0}^{2}}{2})]}{α_{0}} = α_{0} = 0, 08$

Đáp án A

Câu 22:

Một nguồn âm O có công suất P₀= 0,6 W phát sóng âm dạng hình cầu. Cường độ âm tại điểm A cách nguồn 3 m là

A. 5,31.10^–3 W/m²

B. 2,54.10^–4 W/m²

C. 0,2 W/m²

D. 6,25.10^–3W/m²

Xem đáp án

+ Cường độ âm tại A: $I_{A} = \frac{P}{4 π r^{2}} = \frac{0, 6}{4 π {. 3}^{2}} = 5, 31 . 10^{- 3}$ W/m².

Đáp án A

Câu 23:

Một sóng cơ lan truyền trên sợi dây từ C đến B với chu kì T = 2 s, biên độ không đổi. Ở thời điểm t₀, ly độ các phần tử tại B và C tương ứng là – 20 mm và + 20 mm, các phần tử tại trung điểm D của BC đang ở vị trí cân bằng. Ở thời điểm t₁, li độ các phần tử tại B và C cùng là +8 mm. Tại thời điểm t₂ = t₁ + 0,4 s thì tốc độ dao động của phần tử D có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây.

A. 64,36 mm/s

B. 67,67 mm/s.

C. 58,61 mm/s

D. 33,84 mm/s

Xem đáp án

+ Dựa vào hình vẽ ta có: $\sin \frac{Δ φ}{2} = \frac{20}{A}$ và $\cos \frac{Δ φ}{2} = \frac{8}{A}$ .

+ Mặc khác $\sin^{2} (\frac{Δ φ}{2}) + \cos^{2} (\frac{Δ φ}{2}) = 1$ → $A = \sqrt{20^{2} + 8^{2}} = 4 \sqrt{29}$ mm.

+ Tại thời điểm t₁ điểm D đang ở biên dương, thời điểm t₂ ứng với góc quét $α = ω t = \frac{2 π}{5}$ rad.

+ Vậy li độ của điểm D khi đó sẽ là: u_D = Asinα = 6,6 mm.

Tốc độ dao động của D: $v = ω \sqrt{A^{2} - u_{D}^{2}} = 64, 41$ mm/s.

Đáp án A

Câu 24:

Điện áp hai đầu mạch RLC mắc nối tiếp (có R là biến trở) là u = U_ocosωt. Khi R = 100 Ω, thì công suất mạch đạt cực đại P_max= 100 W. Giá trị nào của R sau đây cho công suất của mạch là 80 W?

A. 70 Ω

B. 60 Ω

C. 50 Ω

D. 80 Ω

Xem đáp án

+ Điện áp cực đại trên tụ điện $U_{C m a x} = \frac{U}{\sqrt{1 - n^{- 2}}} = \frac{5}{4} U$ → $n = \frac{5}{3}$ → $\{\begin{cases} Z_{L} = 1 \\ R = \sqrt{2 n - 2} = \frac{2}{\sqrt{3}} \end{cases}$ .

→ Hệ số công suất của đoạn mạch AM: $\cos φ_{A M} = \frac{R}{\sqrt{R^{2} + Z_{L}^{2}}} = \frac{\frac{2}{\sqrt{3}}}{\sqrt{{(\frac{2}{\sqrt{3}})}^{2} + 1}} = \frac{2}{\sqrt{7}}$

Đáp án B

Câu 25:

Đặt điện áp u = U₀cosωt (U0, ω không đổi) vào đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp hiệu dụng U_L giữa hai đầu cuộn cảm và hệ số công suất cosφ của đoạn mạch theo giá trị của độ tự cảm L. Giá trị của U₀gần nhất với giá trị nào sau đây ?

A. 240 V

B. 165 V

C. 220 V

D. 185 V

Xem đáp án

+ Khi xảy ra cực đại của điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thuần $Z_{L} = \frac{R^{2} + Z_{C}^{2}}{Z_{C}}$ .

Ta chuẩn hóa $\{\begin{cases} R = 1 \\ Z_{C} = n \end{cases}$ → $Z_{L} = \frac{1}{x} + x$

+ Hệ số công suất của mạch tương ứng $\cos φ = \frac{R}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}}}$ ↔ $0, 8 = \frac{1}{\sqrt{1 + \frac{1}{n^{2}}}}$ → . $n = \frac{4}{3}$

+ Kết hợp với $U_{L m a x} = U \sqrt{1 + {(\frac{Z_{C}}{R})}^{2}}$ → $U = \frac{U_{L m a x}}{\sqrt{1 + {(\frac{Z_{C}}{R})}^{2}}} = \frac{U_{L m a x}}{\sqrt{1 + {(\frac{4}{3})}^{2}}} = 120$ V → $U_{0} = 120 \sqrt{2} \approx 170$ V.

Đáp án B

Câu 26:

Đặt điện áp xoay chiều u = U₀cosωt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở, cuộn cảm thuần và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Ban đầu, khi C = C₀ thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở, ở hai đầu cuộn cảm và ở hai đầu tụ điện đều bằng 40 V. Tăng dần giá trị điện dung C từ giá trị C₀ đến khi tổng điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện và điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm bằng 60 V. Khi đó, điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 10 V

B. 12 V

C. 30,7 V

D. 11 V

Xem đáp án

+ Khi C = C₀ mạch xảy ra cộng hưởng và R = Z_L = Z_C, U = U_R = 40 V.

Mạch chỉ có C thay đổi, R = Z_L → với mọi giá trị của C thì U_R = U_L.

+ Ta có: $\{\begin{cases} U_{C} + U_{L} = 60 \\ U_{R}^{2} + {(U_{L} - U_{C})}^{2} = 40^{2} \end{cases}$ ↔ $\{\begin{cases} U_{C} + U_{R} = 60 \\ U_{R}^{2} + {(U_{R} - U_{C})}^{2} = 40^{2} \end{cases}$ → $5 U_{R}^{2} - 240 U_{R} + 2000 = 0$ .

→ Phương trình trên cho ta hai nghiệm U_R = 37,3 V và U_R = 10,7 V.

Đáp án C
Ghi chú:
+ Điện áp hiệu dụng trên tụ điện $U_{C} = \frac{U Z_{C}}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}}} = \frac{U}{\sqrt{(R^{2} + Z_{L}^{2}) \frac{1}{Z_{C}^{2}} - 2 Z_{L} \frac{1}{Z_{C}} + 1}}$
→ U_Cmax khi $Z_{C} = Z_{C 0} = \frac{R^{2} + Z_{L}^{2}}{Z_{L}} = Z_{L} + \frac{R^{2}}{Z_{L}}$ >Z_L (giá trị của dung kháng để mạch xảy ra cộng hưởng.
+ Đồ thị U_C theo Z_C có dạng như hình vẽ.
+ Từ đồ thị ta thấy rằng, khi mạch xảy ra cộng hưởng Z_C = Z_L thì tăng Z_C (giảm C) sẽ làm U_C tăng và ngược lại nếu ta giảm Z_C (tăng C) sẽ làm U_C giảm.

Câu 27:

Một ống Rơn – ghen hoạt động dưới điện áp U = 50000 V. Khi đó cường độ dòng điện qua ống Rơn – ghen là I = 5 mA. Giả thiết 1% năng lượng của chùm electron được chuyển hóa thành năng lượng của tia X và năng lượng trung bình của các tia X sinh ra bằng 57% năng lượng của tia có bước sóng ngắn nhất. Biết electron phát ra khỏi catot với vận tốc bằng 0. Tính số photon của tia X phát ra trong 1 giây?

A. 3,125.10¹⁶ photon/s

B. 4,2.10¹⁴ photon/s

C. 4,2.10¹⁵ photon/s

D. 5,48.10¹⁴ photon/s

Xem đáp án

+ Năng lượng của tia X có bước sóng ngắn nhất ứng với sự chuyển hóa hoàn toàn động năng của các electron đập vào anot thành bức xạ tia X: $ε_{\min} = \frac{h c}{λ} = q U$

+ Năng lượng trung bình của tia X là: ε = 0,57qU.

+ Gọi n là số photon của chùm tia X phát ra trong 1 s, khi đó công suất của chùm tia X sẽ là: P_X = nε = 0,57nqU.

+ Gọi n_e là số electron đến anot trong 1 s, khi đó dòng điện trong ống được xác định bởi: I = n_ee → $n_{e} = \frac{I}{e}$ .

+ Công suất của chùm tia electron: P_e = n_eqU = UI.

→ Theo giả thuyết của bài toán: $P_{X} = 0, 01 P_{e} \Leftrightarrow 0, 57 n q U = 0, 01 U I$ → $n = \frac{0, 01 I}{0, 57 q} = 4, 48 . 10^{14}$ photon/s.

Đáp án D

Câu 28:

Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng λ vào bề mặt một tấm nhôm có giới hạn quang điện 0,36 μm. Hiện tượng quang điện không xảy ra nếu λ bằng

A. 0,43 μm

B. 0,25 μm

C. 0,30 μm

D. 0,28 μm

Xem đáp án

+ Áp dụng công thức Anhxtanh về hiện tương quang điện. Vì λ₁ < λ₂ → E_d1 = 2E_d2.

$\{\begin{cases} \frac{h c}{λ_{1}} = \frac{h c}{λ_{0}} + 2 E_{d 2} \\ \frac{h c}{λ_{2}} = \frac{h c}{λ_{0}} + E_{d 2} \end{cases}$ $\to λ_{o} = \frac{3 λ_{1} λ_{2}}{4 λ_{1} - λ_{2}} = \frac{3.0, 4.0, 5}{4.0, 4 - 0, 5} = 0, 545$ μm.

Đáp án B

Câu 29:

Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Lấy r₀ = 5,3.10^–11 m; m_e = 9,1.10^–31 kg; k = 9.10⁹ Nm²/C² và C. Khi chuyển động trên quỹ đạo dừng M, quãng đường mà êlectron đi được trong thời gian 10^–8 s là

A. 12,6 mm

B. 72,9 mm

C. 1,26 mm

D. 7,29 mm

Xem đáp án

+ Khi chuyển động trên các quỹ đạo dừng thì lực tĩnh điện đóng vai trò là lực hướng tâm.

F = ma_ht ↔ $k \frac{q^{2}}{r_{n}^{2}} = m ω^{2} r_{n}$ → $ω = \sqrt{\frac{k}{m r_{n}^{3}}} q$ , quỹ đạo M ứng với n = 3

→ $ω = \sqrt{\frac{{9.10}^{9}}{{0, 91.10}^{- 31} . {(3^{2} {. 5, 3.10}^{- 11})}^{3}}} 1, 6 . 10^{- 19} = 1, 53 . 10^{15}$ rad/s → $T_{M} = 4, 1 . 10^{- 15}$ s.

+ Chu vi của quỹ đạo M là $s = 2 π r_{M} = 2 π . 3^{2} . 5, 3 . 10^{- 11} = 3 . 10^{- 9}$ m.

+ Ta để ý rằng khoảng thời gian $Δ t = 10^{- 8}$ s gần bằng 2439024,39T → S = 2439024,39T.3.10^-9 = 7,3 mm.

Đáp án D

Câu 30:

Tàu ngầm hạt nhân là một loại tàu ngầm vận hành nhờ sử dụng năng lượng của phản ứng hạt nhân. Nguyên liệu thường dùng là U₂₃₅. Mỗi phân hạch của hạt nhân U₂₃₅ tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV. Hiệu suất của lò phản ứng là 25%. Nếu công suất của lò là 400 MW thì khối lượng U₂₃₅cần dùng trong một ngày xấp xỉ bằng

A. 1,75 kg

B. 2,59 kg

C. 1,69 kg

D. 2,67 kg

Xem đáp án

+ Năng lượng mà tàu cần dùng trong một ngày: E = Pt = 3456.10¹³ J.

→ Với hiệu suất 0,25 thì năng lượng thực tế các phản ứng phân hạch đã cung cấp là $E_{0} = \frac{E}{25} 100 = 1, 3824 . 10^{14}$ J.

+ Số hạt nhân Urani đã phân hạch

$n = \frac{E_{0}}{Δ E} = \frac{{1, 3824.10}^{14}}{{200.10}^{6} {. 1, 6.10}^{- 19}} = 4, 32 . 10^{24}$

→ Khối lượng Urani cần dùng $m = μ A = \frac{n}{N_{A}} A = 1, 69$ kg.

Đáp án C

Câu 31:

Thực hiện thí nghiệm Yâng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1 mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,2 mm có vân sáng bậc 5. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối lần thứ hai thì khoảng dịch màn là 0,6 m. Bước sóng λ bằng

A. 0,6 μm

B. 0,5 μm

C. 0,4 μm

D. 0,7 μm

Xem đáp án

+ Khi chưa dịch chuyển mà, ta có $x_{M} = 5 \frac{D λ}{a}$ .

+ Khi dịch chuyển màn ra xa D tăng, dẫn đến i tăng, do vậy cùng một vị trí M trên màn nhưng số thứ tự của vân sẽ giảm. Kết hợp với giả thuyết M chuyển thành vân tối lần thứ hai, ta có $x_{M} = 3, 5 \frac{(D + Δ D) λ}{a}$ .

→ Từ hai kết quả trên ta có: 3,5(D + 0,6) = 5D → D = 1,4 m.

→ Bước sóng của sóng ánh sáng $λ = \frac{x_{M} a}{5 D} = \frac{{4, 2.10}^{- 3} {. 1.10}^{- 3}}{5.1, 4} = 0, 6$ μm

Đáp án A

Câu 32:

Một sóng điện từ có chu kì T, truyền qua điểm M trong không gian, cường độ điện trường và cảm ứng từ tại M biến thiên điều hòa với giá trị cực đại lần lượt là E₀ và B₀. Thời điểm t = t₀, cường độ điện trường tại M có độ lớn bằng 0,5E₀. Đến thời điểm t = t₀ + 0,25T, cảm ứng từ tại M có độ lớn là

A. $\frac{\sqrt{2} B_{0}}{2}$

B. $\frac{\sqrt{2} B_{0}}{4}$

C. $\frac{\sqrt{3} B_{0}}{4}$

D. $\frac{\sqrt{3} B_{0}}{2}$

Xem đáp án

Trong quá trình lan truyền sóng điện từ thì cường độ điện trường và cảm ứng từ luôn cùng pha nhau

+ Vậy tại thời điểm t₀ cảm ứng từ đang có giá trị $\frac{B_{0}}{2}$

+ Ta để ý rằng hai thời điểm này vuông pha nhau vậy, tại thời điểm t ta có $B = \frac{\sqrt{3}}{2} B_{0}$

Đáp án D

Câu 33:

Một thanh nhôm dài 1,6 m, khối lượng 0,2 kg chuyển động trong từ trường đều và luôn tiếp xúc với hai thanh ray đặt nằm ngang như hình vẽ bên. Từ trường có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng ra ngoài mặt phẳng hình vẽ. Hệ số ma sát giữa thanh nhôm MN và hai thanh ray là μ = 0,4, cảm ứng từ B = 0,05 T. Biết thanh nhôm chuyển động đều. Coi rằng trong khi thanh nhôm chuyển động điện trở của mạch điện không đổi. Lấy g = 10 m/s² và coi vận tốc của thanh nhôm là không đáng kể. Hỏi thanh nhôm chuyển động về phía nào, tính cường độ dòng điện trong thanh nhôm?

A. Thanh nhôm chuyển động sang phải, I = 10 A.

B. Thanh nhôm chuyển động sang trái, I = 10 A.

C. Thanh nhôm chuyển động sang trái, I = 6 A.

D. Thanh nhôm chuyển động sang phải, I = 6 A.

Xem đáp án

+ Thanh nhôm chuyển động đều sang phải, khi đó lực ma sát sẽ cân bằng với lực điện tác dụng lên thanh hướng sang phải có dòng điện tổng hợp chạy từ M đến (dòng điện do nguồn và hiện tượng cảm ứng gây ra).

+ Ta có F = F_ms → IBℓ = μmg → $I = \frac{μ m g}{B ℓ} = \frac{0, 4.0, 2.10}{0, 05.1, 6} = 10$ A.

Đáp án A

Câu 34:

Qua một thấu kính, ảnh thật của một vật thật cao hơn vật 2 lần và cách vật 24 cm. Đây là thấu kính

A. hội tụ có tiêu cự 12 cm.

B. phân kì có tiêu cự 16 cm.

C. hội tụ có tiêu cự $\frac{16}{3}$ cm.

D. phân kì có tiêu cự $\frac{16}{3}$ cm.

Xem đáp án

+ Ảnh cao hơn vật → thấu kính là hội tụ.

→ Trường hợp ảnh cùng chiều.

Ta có $\{\begin{cases} d + d' = 24 \\ d' = 2 d \end{cases}$ → $\{\begin{cases} d = 8 \\ d' = 16 \end{cases}$ cm.

+ Áp dụng công thức thấu kính $\frac{1}{d} + \frac{1}{d'} = \frac{1}{f}$ ↔ $\frac{1}{8} + \frac{1}{16} = \frac{1}{f}$ → $f = \frac{16}{3}$ cm.

Đáp án C

Câu 35:

Cho hai chất điểm dao động điều hòa cùng tần số, đồ thị li độ theo thời gian của hai chất điểm như hình vẽ. Tỉ số gia tốc của chất điểm 1 và chất điểm 2 tại thời điểm t = 1,6 s bằng

A. 1,72

B. 1,44

C. 1,96

D. 1,22

Xem đáp án

+ Biểu diễn các vị trí tương ứng trên đường tròn.

Ta có: $\{\begin{cases} \frac{T}{2 π} a r \cos (\frac{x_{0}}{A_{2}}) + \frac{T}{2} = \frac{7}{4} \\ \frac{T}{2 π} a r \cos (\frac{x_{0}}{A_{1}}) = \frac{1}{2} \end{cases}$ → $\frac{a r \cos (\frac{x_{0}}{A_{2}})}{2 a r \cos (\frac{x_{0}}{A_{1}})} + \frac{π}{2 a r \cos (\frac{x_{0}}{A_{1}})} = \frac{7}{4}$ → x₀ = 3 cm.

→ T = 3 s

+ Phương trình dao động của hai chất điểm:

$\{\begin{cases} x_{1} = 6 \cos (\frac{2 π}{3} t - \frac{π}{3}) \\ x_{2} = 2 \sqrt{3} \cos (\frac{2 π}{3} t - \frac{π}{6}) \end{cases}$ → $\frac{a_{1}}{a_{2}} = \frac{6 \cos (\frac{2 π}{3} t - \frac{π}{3})}{2 \sqrt{3} \cos (\frac{2 π}{3} t - \frac{π}{6})} = 1, 22$

Đáp án D

Câu 36:

Hai chất điểm thực hiện dao động điều hòa cùng tần số trên hai đường thẳng song song (coi như trùng nhau) có gốc tọa độ cùng nằm trên đường vuông góc chung qua O. Gọi x₁(cm) là li độ của vật 1 và v₂ (cm/s) là vận tốc của vật 2 thì tại mọi thời điểm chúng liên hệ với nhau theo hệ thức: $\frac{x_{1}^{2}}{4} + \frac{v_{2}^{2}}{80} = 3$ . Biết rằng khoảng thời gian giữa hai lần gặp nhau liên tiếp của hai vật là $\frac{1}{\sqrt{2}}$ s. Lấy π² = 10. Tại thời điểm gia tốc của vật 1 là 40 cm/s² thì gia tốc của vật

A. 40 cm/s²

B. $- 40 \sqrt{2}$ cm/s²

C. $40 \sqrt{2}$ cm/s²

D. -40 cm/s²

Xem đáp án

+ Ta để ý rằng tại mỗi thời điểm v luôn vuông pha với x, từ phương trình

$\frac{x_{1}^{2}}{4} + \frac{v_{2}^{2}}{80} = 3 \Leftrightarrow \frac{x_{1}^{2}}{12} + \frac{v_{2}^{2}}{240} = 1$ → v₂ vuông pha với x₁ → hai dao động hoặc cùng pha hoặc ngược pha nhau.

Ta có: $\{\begin{cases} A_{1} = \sqrt{12} \\ v_{2 m a x} = \sqrt{240} = \sqrt{24} π \end{cases}$

+ Với hai dao động cùng pha thì thời gian để hai dao động gặp nhau là $Δ t = \frac{T}{2} = \frac{1}{\sqrt{2}}$ → $T = \sqrt{2}$ s → $ω = \sqrt{2} π$ rad/s.

→ $A_{2} = \frac{v_{2 m a x}}{ω} = \sqrt{12} = A_{1}$ → luôn cùng li độ → loại

+ Với hai dao động ngược pha thì thời gian để hai dao động gặp nhau là $Δ t = \frac{T}{2} = \frac{1}{\sqrt{2}}$ $T = \sqrt{2}$ s→ $ω = \sqrt{2} π$ rad/s.

→ $A_{2} = \frac{v_{2 m a x}}{ω} = \sqrt{12} = A_{1}$ → $a_{2} = - a_{1} = - 40$ cm/s².

Đáp án D

Câu 37:

Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa cần tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây đi 100 lần. Giả thiết công suất nơi tiêu thụ nhận được không đổi, điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời i. Biết ban đầu độ giảm điện thế trên đường dây bằng 15% điện áp của tải tiêu thụ.

A. 8,7

B. 9,7

C. 7,9

D. 10,5

Xem đáp án

+ Phương trình truyền tải điện năng cho hai trường hợp $\{\begin{cases} P_{1} = Δ P_{1} + P_{0} \\ P_{2} = Δ P_{2} + P_{0} \end{cases}$ → $\{\begin{cases} U_{1} = Δ U_{1} + U_{01} \\ U_{2} = Δ U_{2} + U_{02} \end{cases}$ .

+ Ta có ΔP ~ I² → Để ΔP₂ giảm 100 lần so với ΔP₁ → I₂ = 0,1I₁ → $\{\begin{cases} U_{02} = 10 U_{01} \\ Δ U_{2} = 0, 1 Δ U_{1} \end{cases}$ .

Kết hợp với giả thuyết ΔU₁ = 0,15U₀₁ → $\{\begin{cases} U_{1} = 0, 15 U_{01} + U_{01} \\ U_{2} = 0, 1.0, 15 U_{01} + 10 U_{01} \end{cases}$ → $\frac{U_{2}}{U_{1}} \approx 8, 7$ .

Đáp án A

Câu 38:

Đặt điện áp u = U₀cosωt V vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm thay đổi được. Khi L = L₀ hoặc L = 3L₀ thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện bằng nhau và bằng U_C. Khi L = 2L₀ hoặc L = 6L₀ thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm bằng nhau và bằng U_L. Tỉ số $\frac{U_{L}}{U_{C}}$ bằng

A. $\sqrt{\frac{2}{3}}$

B. $\sqrt{\frac{3}{2}}$

C. $\frac{1}{\sqrt{2}}$

D. $\sqrt{2}$

Xem đáp án

Ứng với L = L₀ → Z_L = Z_L0, ta chuẩn hóa Z_L0 = 1.

+ Hai giá trị của L cho cùng điện áp hiệu dụng trên tụ, thõa mãn:

$Z_{L 1} + Z_{L 2} = 2 Z_{C} \Leftrightarrow 1 + 3 = 2 Z_{C}$ → Z_C = 2.

+ Hai giá trị của L cho cùng điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thõa mãn:

$\frac{1}{Z_{L 3}} + \frac{1}{Z_{L 4}} = \frac{2}{Z_{L m a x}} \Leftrightarrow \frac{1}{2} + \frac{1}{6} = \frac{2}{Z_{L m a x}}$ → Z_Lmax = 3, với Z_Lmax là cảm kháng để điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm cực đại.

→ $Z_{L m a x} = \frac{R^{2} + Z_{C}^{2}}{Z_{C}} \Leftrightarrow 3 = \frac{R^{2} + 2^{2}}{2}$ → R² = 2.

+ Ta có tỉ số $\frac{U_{L}}{U_{C}} = \frac{\frac{Z_{L 3}}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L 3} - Z_{C})}^{2}}}}{\frac{Z_{C}}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L 1} - Z_{C})}^{2}}}} = \frac{\frac{2}{\sqrt{2 + {(2 - 2)}^{2}}}}{\frac{2}{\sqrt{2 + {(1 - 2)}^{2}}}} = \sqrt{\frac{3}{2}}$ .

Đáp án B

Câu 39:

Trong thí nghiệm Yâng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm. Trên màn quan sát, tại điểm M có đúng 4 bức xạ cho vân sáng có bước sóng 735 nm; 490 nm; λ₁ và λ₂. Hiệu năng lượng của hai photon tương ứng với hai bức xạ này là

A. 1,5 MeV

B. 1,0 MeV

C. 0,85 MeV

D. 3,4 MeV

Xem đáp án

+ Các vị trí mà hai bước sóng λ' = 735 nm và λ'' = 490 nm trùng nhau thõa mãn .

$\frac{k'}{k''} = \frac{λ''}{λ'} = \frac{490}{735} = \frac{2}{3}$

+ Điều kiện để bước sóng λ bất kì cho vân sáng trùng với bước sóng λ':

$\frac{λ}{λ'} = \frac{k'}{k}$

→ $λ = \frac{k' λ'}{k} = \frac{735 k'}{k}$ với k' = 2, 4, 6, 8…..

+ Với khoảng giá trị của λ là: 380 nm ≤ λ ≤ 760 nm, kết hợp với Mode → 7 trên Casio ta tìm được.

Với k' = 4 thì λ₁ = 588 nm và λ₂ = 420 nm → $Δ ε = h c (\frac{1}{λ_{2}} - \frac{1}{λ_{2}}) = 0, 85$ MeV

Đáp án C

Câu 40:

Cho phản ứng hạt nhân ${}_{0}^{1}n +_{3}^{6} L i \to_{1}^{3} H + α$ . Hạt nhân đứng yên, nơtron có động năng K_n = 2,4 MeV. Hạt α và hạt nhân bay ra theo các hướng hợp với hướng tới của nơtron những góc tương ứng bằng θ = 30^o và φ = 45^o. Lấy khối lượng các hạt nhân bằng số khối tính theo u. Bỏ qua bức xạ gamma. Hỏi phản ứng tỏa hay thu năng lượng bao nhiêu?

A. Tỏa 1,87 MeV

B. Thu 1,87 MeV

C. Tỏa 1,66 MeV

D. Thu 1,66 MeV

Xem đáp án

+ Áp dụng định luật bảo toàn cho phản ứng hạt nhân

$\vec{p_{n}} = \vec{p_{α}} + \vec{p_{H}}$ → $\{\begin{cases} p_{α} \sin 30^{0} = p_{H} \sin 45^{0} \\ p_{n} = p_{α} \cos 30^{0} + p_{H} \cos 45^{0} \end{cases}$

→ $\{\begin{cases} p_{α} = \sqrt{2} p_{H} (1) \\ 2 p_{n} = p_{α} \sqrt{3} + p_{H} \sqrt{2} (2) \end{cases}$

+ Thay (1) vào (2), bình phương hai vế ta thu được

$4 p_{n}^{2} = {(1 + \sqrt{3})}^{2} p_{α}^{2} 4 m_{n} K_{n} = {(1 + \sqrt{3})}^{2} m_{α} K_{α}$

Từ trên ta tìm được $\{\begin{cases} K_{α} = \frac{4 m_{n} K_{n}}{{(1 + \sqrt{3})}^{2} m_{α}} = 0, 32 M e V \\ K_{H} = \frac{m_{α} K_{α}}{2 m_{H}} = 0, 21 M e V \end{cases}$

Vậy phản ứng này thu năng lượng $Δ E = K_{n} - K_{H} - K_{α} = 1, 87$ MeV.

Đáp án B