40 câu hỏi trắc nghiệm thuộc ĐỀ THI THỬ THPTQG CHUẨN CẤU TRÚC CỦA BỘ GIÁO DỤC MÔN VẬT LÝ (Đề số 30)

Câu 1:

Một mạch dao động điện từ tự do có tần số riêng f. Nếu độ tự cảm của cuộn dây là L thì điện dung của tụ điện được xác định bởi biểu thức

A. $C = \frac{1}{4 π . f . L}$

B. $C = \frac{1}{4 π^{2} . f^{2}}$

C. $C = \frac{1}{4 π^{2} . f^{2} L^{2}}$

D. $C = \frac{1}{4 π^{2} . f^{2} L}$

Xem đáp án

Đáp án D

Từ công thức tính tần số dao động:

$f = \frac{1}{2 π \sqrt{LC}} \Rightarrow f^{2} = \frac{1}{4 π^{2} LC} \Rightarrow C = \frac{1}{4 π^{2} f^{2} L}$

Câu 2:

Trong sự truyền sóng cơ, để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta căn cứ vào

A. Phương dao động của phần tử vật chất và phương truyền sóng

B. Môi trường truyền sóng

C. Vận tốc truyền sóng

D. Phương dao động của phần tử vật chất

Xem đáp án

Đáp án A

Trong sự truyền sóng cơ, để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta căn cứ vào phương dao động của phần từ vật chất và phương truyền sóng

Câu 3:

Một vật dao động điều hòa với tần số góc $ω = 5$ rad/s. Lúc t = 0, vật đi qua vị trí có li độ là $x = - 2 cm$ và có vận tốc 10 cm/s hướng về phía vị trí biên gần nhất. Phương trình dao động của vật là

A. $x = \sqrt{2} \cos (5 t + \frac{5 π}{4}) (cm)$

B. $x = 2 \sqrt{2} \cos (5 t + \frac{3 π}{4}) (cm)$

C. $x = 2 \cos (5 t - \frac{π}{4}) (cm)$

D. $x = 2 \sqrt{2} \cos (5 t + \frac{π}{4}) (cm)$

Xem đáp án

Đáp án B

Vật đi qua vị trí có li độ là $x = - 2$ cm và đang hướng về phía vị trí biên gần nhất nên: $v = - 10 cm / s$

Biên độ dao động của vật:

$A^{2} = x^{2} + \frac{v^{2}}{ω^{2}} = {(- 2)}^{2} + \frac{{(- 10)}^{2}}{5^{2}} = 8 \Rightarrow A = 2 \sqrt{2} cm$

Tại thời điểm ban đầu:

$t = 0 \Rightarrow \{\begin{cases} x = 2 \sqrt{2} cosφ = - 2 \\ v < 0 \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} cosφ = - \frac{\sqrt{2}}{2} \\ sinφ > 0 \end{cases} \Rightarrow φ = \frac{3 π}{4}$

Phương trình dao động của vật là: $x = 2 \sqrt{2} \cos (5 t + \frac{3 π}{4}) (cm)$

Câu 4:

Cặp tia nào sau đây không bị lệch trong điện trường và từ trường?

A. Tia $β$ và tia Rơnghen.

B. Tia $α$ và tia $β$ .

C. Tia $γ$ và tia $β$ .

D. Tia $γ$ và tia Rơnghen.

Xem đáp án

Đáp án D

Sóng điện từ không mang điện nên không bị lệch trong điện trường và từ trường

Câu 5:

Đặt điện áp $u = U_{0} \cos (ωt + \frac{π}{2})$ vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, cường độ dòng điện trong mạch là $i = I_{0} \sin (ωt + \frac{2 π}{3})$ . Biết $U_{0}, I_{0}$ và $ω$ không đổi. Hệ thức đúng là

A. $R = 3 ωL$

B. $ωL = 3 R$

C. $R = \sqrt{3} ωL$

D. $ωL = \sqrt{3} R$

Xem đáp án

Đáp án D

Đổi: $i = I_{0} \sin (ωt + \frac{2 π}{3}) = I_{0} \cos (ωt + \frac{π}{6})$

Độ lệch pha:

Câu 6:

Giữa hai bản kim loại phẳng song song cách nhau 1 cm có một hiệu điện thế không đổi 100 V. Cường độ điện trường ở khoảng giữa hai bản kim loại là

A. 1000 V/m.

B. 10000 V/m.

C. 20000 V/m.

D. 100 V/m.

Xem đáp án

Đáp án B

Mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế giữa hai bản kim loại: $E = \frac{U}{d}$

Thay số vào ta có: $E = \frac{100}{0, 01} = 10000 V / m$

Câu 7:

Góc chiết quang của lăng kính bằng $8 °$ . Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của lăng kính, theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Đặt một màn quan sát, sau lăng kính, song song với mặt phẳng phân giác của lăng kính và cách mặt phân giác này một đoạn l,5m. Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là $n_{đ}$ = 1,50 và đối với tia tím là $n_{t}$ = 1,54. Độ rộng của quang phổ liên tục trên màn quan sát bằng

A. 8,4 mm.

B. 7,0 mm.

C. 9,3 mm.

D. 6,5 mm.

Xem đáp án

Đáp án A

Góc lệch tạo bởi tia đỏ và tia tím:

+ Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính

$ΔD = (n_{tím} - n_{do}) . A = (1, 54 - 1, 5) . 8 = 0, 32 ° = 5, 59 {.10}^{- 3} (ra d)$

+ Bề rộng vùng quang phổ:

$L = d . ΔD = 1, 5 .5, 59 {.10}^{- 3} = 8, 37 {.10}^{- 3} (m) = 8, 37 mm$

Câu 8:

Một mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2 mH và tụ điện có điện dung C = 0,2 μF. Biết dây dẫn có điện trở thuần không đáng kể và trong mạch có dao động điện từ riêng. Chu kì dao động điện từ riêng trong mạch là

A. 12,57.10^-5 s.

B. 12,57.10^-4 s.

C. 6,28.10^-4 s.

D. 6,28.10^-5 s.

Xem đáp án

Đáp án A

Chu kì dao động của mạch:

$T = 2 π \sqrt{LC} = 2 π \sqrt{2 {.10}^{- 3} . 0, 2 {.10}^{- 6}} = 12, 57 {.10}^{- 5} (s)$

Câu 9:

Một sóng âm truyền trong một môi trường. Biết cường độ âm tại một điểm gấp 100 lần cường độ âm chuẩn của âm đó thì mức cường độ âm tại điểm đó là

A. 50 dB

B. 10 dB

C. 100 dB

D. 20 dB

Xem đáp án

Đáp án D

Mức cường độ âm tại điểm đó:

$L = 10 \log \frac{I}{I_{0}} = 10 \log \frac{100 I_{0}}{I_{0}} = 10 \log 100 = 20 dB$

Câu 10:

Một máy phát điện xoay chiều một pha cấu tạo gồm nam châm có 5 cặp cực quay với tốc độ 24 vòng/giây. Tần số của dòng điện là

A. 50 Hz.

B. 120 Hz.

C. 2 Hz.

D. 60 Hz.

Xem đáp án

Đáp án B

Tần số dòng điện do máy phát ra: $f = p . n = 24 .5 = 120 Hz$

Câu 11:

Đặt điện áp $u = U_{0} cosωt$ vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm bằng

A. 0

B. $\frac{U_{0}}{2 ωL}$

C. $\frac{U_{0}}{ωL}$

D. $\frac{U_{0}}{\sqrt{2} ωL}$

Xem đáp án

Đáp án A

Với mạch điện thuần cảm, u và i luôn vuông pha nên $\frac{u^{2}}{U_{0}^{2}} + \frac{i^{2}}{I_{0}^{2}} = 1$

Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại thì: $u = U_{0} \Rightarrow \frac{U_{0}^{2}}{U_{0}^{2}} + \frac{i^{2}}{I_{0}^{2}} = 1 \Rightarrow i = 0$

Câu 12:

Sóng điện từ là

A. sóng có hai thành phần điện trường và từ trường dao động cùng phương, cùng tần số.

B. sóng có năng lượng tỉ lệ với bình phương của tần số.

C. sóng lan truyền trong các môi trường đàn hồi.

D. sóng có điện trường và từ trường dao động cùng pha, cùng tần số, có phương vuông góc với nhau ở mọi thời điểm.

Xem đáp án

Đáp án D

Sóng điện từ là sóng có điện trường và từ trường dao động

+ cùng pha

+ cùng tần số

+ Có phương vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng ở mọi thời điểm.

Câu 13:

Một kim loại có công thoát electron là 7,2. $10^{- 19}$ J. Chiếu lần lượt vào kim loại này các bức xạ có bước sóng $λ_{1} = 0, 18 μm, λ_{2} = 0, 21 μm, λ_{3} = 0, 32 μm$ và $λ_{4} = 0, 35 μm$ . Những bức xạ có thể gây ra hiện tượng quang điện ở kim loại này có bước sóng là

A. $λ_{1}$ và $λ_{2}$ .

B. $λ_{3}$ và $λ_{4}$ .

C. $λ_{2}, λ_{3}$ và $λ_{4}$ .

D. $λ_{2}, λ_{1}$ và $λ_{3}$ .

Xem đáp án

Đáp án A

Giới hạn quang điện của kim loại:

$λ_{0} = \frac{hc}{A} = \frac{19, 875 {.10}^{- 26}}{7, 2 {.10}^{- 19}} = 2, 76 {.10}^{- 7} m = 0, 276 μm$

Điều kiện xảy ra quang điện: $λ < λ_{0}$

Þ Các bức xạ gây ra quang điện: $λ_{1}$ và $λ_{2}$ .

Câu 14:

Tia hồng ngoại được dùng:

A. để tìm khuyết tật bên trong sản phẩm.

B. để chụp ảnh bề mặt Trái Đất từ vệ tinh.

C. trong y tế dùng để chụp điện, chiếu.

D. để tìm vết nứt trên bề mặt sản phẩm bằng kim loại.

Xem đáp án

Đáp án B

Ứng dụng của tia hồng ngoại là dùng để chụp ảnh bề mặt Trái Đất từ vệ tinh

Câu 15:

Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khi khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là D = 2 m, bước sóng ánh sáng chiếu vào hai khe là $λ = 0, 6 μm$ thì khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 4 hai bên là

A. 2 mm.

B. 1,2 mm.

C. 4,8 mm.

D. 2,6 mm.

Xem đáp án

Đáp án C

Khoảng vân giao thoa: $i = \frac{λD}{a} = \frac{0, 6 {.10}^{- 3} . 2 {.10}^{3}}{2} = 0, 6 mm$

Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 4 hai bên là $Δx = 2, 4 i = 8 .0, 6 = 4, 8 mm$

Câu 16:

Người ta làm nóng 1 kg nước thêm l°C bằng cách cho dòng điện I đi qua một điện trở 7 W. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K. Thời gian cần thiết là đun lượng nước trên là 10 phút. Giá trị của I là

A. 10 A.

B. 0,5 A.

C. 1 A.

D. 2 A.

Xem đáp án

Đáp án C

Nhiệt lượng do điện trở tỏa ra dùng để đun sôi nước nên: $Q = I^{2} . R . t = mc . Δt ° \Rightarrow I = \sqrt{\frac{mc . Δt °}{Rt}}$

Thay số vào ta có: $I = \sqrt{\frac{mc . Δt °}{Rt}} = \sqrt{\frac{1 .4200.1}{600 .7}} = 1 A$

Câu 17:

Gọi năng lượng của photon ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím lần lượt là $ε_{Đ}, ε_{L}$ và $ε_{T}$ thì

A. $ε_{T} > ε_{Đ} > ε_{L}$

B. $ε_{L} > ε_{T} > ε_{Đ}$

C. $ε_{T} > ε_{L} > ε_{Đ}$

D. $ε_{Đ} > ε_{L} > ε_{T}$

Xem đáp án

Đáp án C

Năng lượng photon tỉ lệ nghịch với bước sóng $(ε = \frac{hc}{λ})$ nên thứ tự đúng là $ε_{T} > ε_{L} > ε_{Đ}$

Câu 18:

Một sóng cơ lan truyền đi với vận tốc 2 m/s với tần số 50 Hz. Bước sóng của sóng này có giá trị là

A. 1 cm

B. 0,04 cm

C. 100 cm

D. 4 cm

Xem đáp án

Đáp án D

Bước sóng của sóng trên: $λ = \frac{v}{f} = \frac{2}{50} = 0, 04 m = 4 cm$

Câu 19:

Một mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có $C = {(ω^{2} L)}^{- 1}$ được nối với nguồn xoay chiều có $U_{0}$ xác định. Nếu ta tăng dần giá trị của C thì

A. công suất của mạch không đổi.

B. công suất của mạch tăng.

C. công suất của mạch tăng lên rồi giảm.

D. công suất của mạch giảm.

Xem đáp án

Đáp án D

Ta có: $C = {(ω^{2} L)}^{- 1} \Rightarrow ω^{2} = \frac{1}{LC}$

Þ Mạch đang có cộng hưởng. Khi đó công suất trong mạch cực đại.

Nếu tăng điện dung của tụ điện thì trong mạch không còn cộng hưởng

$\Rightarrow P < P_{\max} \Rightarrow$ Công suất trong mạch giảm

Câu 20:

Pin quang điện là nguồn điện

A. biến đổi trực tiếp nhiệt năng thành điện năng.

B. hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

C. hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài.

D. biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.

Xem đáp án

Đáp án D

Pin quang điện là nguồn điện biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.

Câu 21:

Trong các công thức sau, công thức nào dùng để tính tần số đao động nhỏ của con lắc đơn

A. $2 π \sqrt{\frac{l}{g}}$

B. $\frac{1}{2 π} \sqrt{\frac{l}{g}}$

C. $\frac{1}{2 π} \sqrt{\frac{g}{l}}$

D. $2 π \sqrt{\frac{g}{l}}$

Xem đáp án

Đáp án C

Tần số của con lắc đơn: $f = \frac{1}{2 π} \sqrt{\frac{g}{l}}$

Câu 22:

Cho phản ứng hạt nhân $_{Z}^{A} X + p \to_{52}^{138} Te + 3 n + 7 β^{+}$ . A và Z có giá trị

A. $A = 138; Z = 58$

B. $A = 142; Z = 56$

C. $A = 140; Z = 58$

D. $A = 133; Z = 58$

Xem đáp án

Đáp án C

Phương trình phản ứng: $_{Z}^{A} X +_{1}^{1} p \to_{52}^{138} Te + 3_{0}^{1} n + 7_{1}^{0} β^{+}$

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối ta có: $\{\begin{cases} A + 1 = 138 + 3 .1 + 7 .0 \\ Z + 1 = 52 + 3 .0 + 7 . (+ 1) \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} A = 140 \\ Z = 58 \end{cases}$

Câu 23:

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

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

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

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

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

Xem đáp án

Đáp án B

Theo đề bài:

$\{\begin{cases} {Δm}_{X} = {Δm}_{Y} \\ A_{X} > A_{Y} \end{cases} \Rightarrow \frac{{Δm}_{X}}{A_{X}} < \frac{{Δm}_{Y}}{A_{Y}} \Rightarrow \frac{{Δm}_{X}}{A_{X}} . c^{2} < \frac{{Δm}_{Y}}{A_{Y}} . c^{2} \Rightarrow ε_{X} < ε_{Y}$

Þ Hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X.

Câu 24:

Qua một thấu kính hội tụ tiêu cự 20 cm, một vật đặt trước kính 60 cm sẽ cho ảnh cách vật:

A. 80 cm.

B. 30 cm.

C. 60 cm.

D. 90 cm.

Xem đáp án

Đáp án D

Vị trí của ảnh: $\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d^{'}} \Rightarrow d^{'} = \frac{d . f}{d - f}$

Thay số vào ta được: $d^{'} = \frac{60 .20}{60 - 20} = 30 cm$

Khoảng cách giữa vật và ảnh: $L = d + d^{'} = 60 + 30 = 90 cm$

Câu 25:

Trong phản ứng tổng hợp Heli: $_{3}^{7} Li + p \to 2 α + 15, 1 MeV$ . Nếu tổng hợp Heli từ 1g Li thì năng lượng tỏa ra có thể đun sôi bao nhiêu kg nước có nhiệt độ ban đầu là $0 ° C$ ? Lấy nhiệt dung riêng của nước c = 4200 J/kg.K.

A. 1,95. $10^{5}$ kg.

B. 2,95. $10^{5}$ kg.

C. 3,95. $10^{5}$ kg.

D. 4,95. $10^{5}$ kg.

Xem đáp án

Đáp án D

Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp Heli từ một gam Liti:

$E = \frac{1}{7} . 6, 02 {.10}^{23} . 15, 1 = 1, 2986 {.10}^{24} MeV = 2, 078 {.10}^{11} (J)$

Năng lượng này dùng để đun nước nên:

$Q = E = mc . Δt \Rightarrow m = \frac{E}{c . Δt} = \frac{2, 078 {.10}^{11}}{4200 .100} = 4, 95 {.10}^{5} (kg)$

Câu 26:

Một học sinh làm thí nghiệm đo chu kỳ dao động của con lắc đơn bằng cách dùng đồng hổ bấm giây. Em học sinh đó dùng đồng hồ bấm giây đo 5 lần thời gian 10 dao động toàn phần được kết quả lần lượt là 15,45 s; 15,10 s; 15,86 s; 15,25 s; 15,50 s. Coi sai số dụng cụ là 0,01. Kết quả đo chu kỳ dao động được viết là

A. $T = 15, 432 \pm 0, 229 (s)$

B. $T = 1, 543 \pm 0, 016 (s)$

C. $T = 15, 432 \pm 0, 115 (s)$

D. $T = 1, 543 \pm 0, 031 (s)$

Xem đáp án

Đáp án D

Thời gian trung bình thực hiện 1 dao động: $T= \frac{1}{10} . \frac{t_{1} + t_{2} + t_{3} + t_{4} + t_{5}}{5} = 1, 5432 (s)$

Sai số trung bình: $\bar{ΔT} = \frac{\sum_{i = 1}^{5} |\frac{t_{i}}{10} - \bar{T}|}{5} = 0, 02056$ .

Sai số:

$ΔT = \bar{ΔT} + {ΔT}_{dung cu} = 0, 02056 + 0, 01 = 0, 03056 \approx 0, 031$

Chu kì dao động của vật: $T = \bar{T} \pm ΔT = 1, 5432 \pm 0, 031 (s)$

Câu 27:

Cho phản ứng hạt nhân: $_{4}^{9} Be + hf \to_{2}^{4} He +_{2}^{4} He + n$ . Lúc đầu có 27g Beri. Thể tích khí He tạo thành ở điều kiện tiêu chuẩn sau hai chu kì bán rã là:

A. 100,8 lít.

B. 67,2 lít.

C. 134,4 lít.

D. 50,4 lít.

Xem đáp án

Đáp án A

Số hạt nhân Beri ban đầu: $N_{0 Be} = \frac{27}{9} . 6, 02 {.10}^{23} = 18, 06 {.10}^{23}$

Số hạt nhân Beri đã phóng xạ sau 2 chu kì bán rã:

${ΔN}_{Be} = N_{0 Be} (1 - \frac{1}{2^{\frac{t}{T}}}) = N_{0 Be} (1 - \frac{1}{2^{\frac{2 T}{T}}}) = \frac{3 N_{0 Be}}{4} = 13, 545 {.10}^{23}$

Từ phương trình ta thấy, cứ một hạt nhân Beri phóng xạ tạo ra 2 hạt nhân Heli. Số hạt nhân Heli tạo thành: $N_{He} = 2 {ΔN}_{Be} = 27, 09 {.10}^{23}$ (hạt nhân)

Thể tích khi Heli tạo thành sau 2 chu kì bán rã:

$V = n . 22, 4 = \frac{N_{He}}{N_{A}} . 22, 4 = \frac{27, 09 {.10}^{23}}{6, 02 {.10}^{23}} . 22, 4 = 100, 8 (lit)$

Câu 28:

Trên trục chính của một thấu kính hội tụ mỏng, đặt một màn ảnh M vuông góc với trục chính của thấu kính tại tiêu điểm ảnh F_đ’ của thấu kính đối với ánh sáng đỏ. Biết thấu kính có rìa là đường tròn đường kính D. Khi chiếu chùm ánh sáng trắng dạng trụ có đường kính d và có trục trùng với trục chính của thấu kính thì kết luận nào sau đây là đúng về vệt sáng trên màn

A. Vệt sáng trên màn có màu như cầu vồng tâm màu tím, mép màu đỏ

B. Là một vệt sáng trắng

C. Là một dải màu biến thiên liên lục từ đỏ đến tím

D. Vệt sáng trên màn có màu như cẩu vồng tâm màu đỏ, mép màu tím

Xem đáp án

Đáp án D

Vì màn ảnh đặt tại tiêu điểm ảnh F đỏ nên màu đỏ sẽ ở vị trí tiêu điểm đó => tâm màu đỏ

Câu 29:

Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kể. Nối hai cực của máy phát với một đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với điện trở thuần. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/s thì dòng điện trong mạch có cường độ hiệu dụng 3 A và hệ số công suất của đoạn mạch bằng 0,5. Nếu rôto quay đều với tốc độ góc n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch bằng

A. $\sqrt{3} A$

B. 3 A

C. $2 \sqrt{2} A$

D. 2 A

Xem đáp án

Đáp án A

+ Do r=0 nên: U=E

+ Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB:

+ Cảm kháng của cuộn dây:

$Z_{L} = L . ω = L . 2 π . \frac{pn}{60} = L . 2 π . \frac{p}{60} . n = b . n (b = L . 2 π . \frac{p}{60})$

+ Khi máy quay với tốc độ 3n:

$\begin{array}{l} U_{1} = a . 3 n \\ Z_{1} = b . 3 n \end{array}\} \Rightarrow I_{1} = \frac{U_{1}}{Z_{1}} \Rightarrow \frac{a . 3 n}{\sqrt{R^{2} + {(b . 3 n)}^{2}}} = 3 (1)$

Hệ số công suất trong mạch khi đó: $cosφ = \frac{R}{Z} = \frac{R}{\sqrt{R^{2} + {(b . 3 n)}^{2}}} = 0, 5 (2)$

+ Từ (1) và (2) ta có: $\{\begin{cases} R^{2} + {(b . 3 n)}^{2} = {(an)}^{2} \\ R^{2} + {(b . 3 n)}^{2} = 4 R^{2} \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} an = 2 R \\ bn = \frac{R}{\sqrt{3}} \end{cases} (3)$

+ Khi máy quay với tốc độ n: $\begin{array}{l} U_{2} = a . n \\ Z_{L 2} = b . n \end{array}\} \Rightarrow I_{2} = \frac{U_{2}}{Z_{2}} \Rightarrow \frac{a . n}{\sqrt{R^{2} + {(bn)}^{2}}}$

+ Thay (3) vào ta được: $I_{2} = \frac{a . n}{\sqrt{R^{2} + {(bn)}^{2}}} = \frac{2 R}{\sqrt{R^{2} + {(\frac{R}{\sqrt{3}})}^{2}}} = \sqrt{3} A$

Câu 30:

Hai điểm M, N cùng nằm trên một hướng truyền sóng và cách nhau một phần ba bước sóng. Biên độ sóng không đổi trọng quá trình truyền. Tại một thời điểm, khi li độ dao động của phần tử tại M là 3 cm thì li độ dao động của phần tử tại N là -3 cm. Biên độ sóng bằng:

A. $3 \sqrt{2} cm$

B. 3 cm

C. $2 \sqrt{3} cm$

D. 6 cm.

Xem đáp án

Đáp án C

Độ lệch pha của hai sóng: $Δφ = \frac{2 πd}{λ} = \frac{2 π \frac{λ}{3}}{λ} = \frac{2 π}{3}$

Do hai tọa độ đối xứng nhau nên (hình vẽ):

Câu 31:

Đặt điện áp xoay chiều $u = U_{0} \cos (ωt) (V)$ vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp theo thứ tự: biến trở R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi. Khi $C = C_{1}$ thì điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở không phụ thuộc vào giá trị của R và khi $C = C_{2}$ thì điện áp hai đầu đoạn mạch chứa L và R cũng không phụ thuộc R. Hệ thức liên hệ $C_{1}$ và $C_{2}$ là

A. $C_{2} = \sqrt{2} C_{1}$

B. $2 C_{2} = C_{1}$

C. $C_{2} = 2 C_{1}$

D. $C_{2} = C_{1}$

Xem đáp án

Đáp án B

+ Khi $C = C_{1}$ thì điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở: $U_{R} = I . R = \frac{U . R}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C 1})}^{2}}} = \frac{U}{\sqrt{1 + \frac{{(Z_{L} - Z_{C 1})}^{2}}{R^{2}}}}$

Để $U_{R}$ không phụ thuộc vào R thì: $Z_{L} - Z_{C 1} = 0 \Rightarrow Z_{C 1} = Z_{L} (1)$

+ Khi $C = C_{2}$ thì điện áp hiệu dung hai đầu đoạn mạch chứa L và R:

$U_{LR} = I . \sqrt{R^{2} + Z_{L}^{2}} = \frac{U . \sqrt{R^{2} + Z_{L}^{2}}}{\sqrt{R^{2} + Z_{L}^{2} - 2 Z_{L} Z_{C 2} + Z_{C 2}^{2}}} = \frac{U}{\sqrt{1 + \frac{- 2 Z_{L} Z_{C 2} + Z_{C 2}^{2}}{R^{2} + Z_{L}^{2}}}}$

Để $U_{R}$ không phụ thuộc vào R thì: $- 2 Z_{L} Z_{C 2} + Z_{C 2}^{2} = 0 \Rightarrow Z_{C 2} = 2 Z_{L} (2)$

Từ (1) và (2) ta có: $\frac{Z_{C 1}}{Z_{C 2}} = \frac{C_{2}}{C_{1}} = \frac{1}{2} \Rightarrow 2 C_{2} = C_{1}$

Câu 32:

Khi electron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hidro được xác định bởi $E = - \frac{13, 6}{n^{2}} (eV)$ với $n \in N^{*}$ . Một đám khí hidro hấp thụ năng lượng chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao nhất là $E_{3}$ (ứng với quỹ đạo M). Tỉ số giữa bước sóng dài nhất và ngắn nhất mà đám khí trên có thể phát ra là

A. $\frac{32}{27}$

B. $\frac{32}{3}$

C. $\frac{27}{8}$

D. $\frac{32}{5}$

Xem đáp án

Đáp án D

Bước sóng dài nhất ứng với electron chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 về quỹ đạo dừng n = 2, khi đó:

$\frac{hc}{λ_{\max}} = E_{3} - E_{2} = - \frac{13, 6}{3^{2}} - (- \frac{13, 6}{2^{2}}) = \frac{5}{36} . 13, 6 (eV)$

Bước sóng ngắn nhất ứng với electron chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 về quỹ đạo dừng n = 1, khi đó:

$\frac{hc}{λ_{\min}} = E_{3} - E_{2} = - \frac{13, 6}{3^{2}} - (- \frac{13, 6}{1^{2}}) = \frac{8}{9} . 13, 6 (eV)$

+ Ta có: $\frac{λ_{\max}}{λ_{\min}} = \frac{\frac{8}{9} . 13, 6}{\frac{5}{36} . 13, 6} = \frac{32}{5}$

Câu 33:

Cho một đoạn mạch xoay chiều AB gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đặt điện áp $u = U \sqrt{2} \cos (100 πt) (V)$ vào hai đầu đoạn mạch AB. Hình vẽ là đồ thị biểu diễn công suất tiêu thụ trên AB theo điện trở R trong hai trường hợp; mạch điện AB lúc đầu và mạch điện AB sau khi mắc thêm điện trở r nối tiếp với R. Hỏi giá trị (x + y) gần với giá trị nào nhất sau đây?

A. 250 W.

B. 400 W.

C. 350 W.

D. 300 W.

Xem đáp án

Đáp án D

Đặt $k = Z_{L} - Z_{C}$

+ Trong trường hợp 1:

$P_{1} = \frac{U^{2} . R}{R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}} = \frac{U^{2}}{R + \frac{k^{2}}{R}} \leq \frac{U^{2}}{2 |k|} = x$

+ Trong trường hợp 2:

$P_{2} = \frac{U^{2} . (R + r)}{{(R + r)}^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2}} = \frac{U^{2} . (R + r)}{{(R + r)}^{2} + k^{2}}$

Khi R=0: $P_{2} = \frac{U^{2} . r}{r^{2} + k^{2}} = y$

+ Từ đồ thị ta thấy, khi R=0,25r thì: $P_{1} = P_{2} = 120 W \Rightarrow \{\begin{cases} P_{1} = P_{2} \\ P_{1} = 120 W \end{cases}$

$\Rightarrow \{\begin{cases} \frac{0, 25 r}{{(0, 25 r)}^{2} + k^{2}} = \frac{r + 0, 25 r}{{(r + 0, 25 r)}^{2} + k^{2}} \\ \frac{U^{2} . 0, 25 r}{{(0, 25 r)}^{2} + k^{2}} = 120 \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} r^{2} = 3, 2 k^{2} \\ \frac{U^{2}}{|k|} = \frac{720}{\sqrt{5}} \end{cases}$

+ Từ đó ta có:

$\{\begin{cases} x = \frac{U^{2}}{2 |k|} = \frac{360}{\sqrt{5}} \\ y = \frac{U^{2} . \sqrt{3, 2} . |k|}{3, 2 k^{2} + k^{2}} = \frac{U^{2}}{|k|} . \frac{4 \sqrt{5}}{21} = \frac{960}{7} W \end{cases} \Rightarrow x + y = \frac{360}{\sqrt{5}} + \frac{960}{7} \approx 298, 14 W$

Câu 34:

Trong mạch dao động có dao động điện từ tự do với điện tích cực đại của một bản tụ là $q_{0}$ và dòng điện cực đại qua cuộn cảm là $I_{0}$ . Khi dòng điện qua cuộn cảm bằng $\frac{I_{0}}{n}$ thì điện tích trên một bản của tụ có độ lớn

A. $q = q_{0} \frac{\sqrt{n^{2} - 1}}{2 n}$

B. $q = q_{0} \frac{\sqrt{n^{2} - 1}}{n}$

C. $q = q_{0} \frac{\sqrt{2 n^{2} - 1}}{2 n}$

D. $q = q_{0} \frac{\sqrt{2 n^{2} - 1}}{n}$

Xem đáp án

Đáp án B

Từ công thức năng lượng ta có: $\frac{q_{0}^{2}}{2 C} = \frac{q^{2}}{2 C} + \frac{{Li}^{2}}{2} \Rightarrow q_{0}^{2} = q^{2} + \frac{i^{2}}{ω^{2}}$

Khi dòng điện qua cuộn cảm bằng thì điện tích trên một bản của tụ: $q^{2} = q_{0}^{2} - \frac{I_{0}^{2}}{ω^{2} n^{2}} = q_{0}^{2} - \frac{q_{0}^{2}}{n^{2}} = q_{0}^{2} . \frac{n^{2} - 1}{n^{2}}$

(do $q_{0} = \frac{I_{0}}{ω}$ )

Căn hai vế ta có: $q = q_{0} . \frac{\sqrt{n^{2} - 1}}{n}$

Câu 35:

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a = 0,8 mm, bước sóng dùng trong thí nghiệm $λ = 0, 4 μm$ . Gọi H là chân đường cao hạ từ S₁ tới màn quan sát. Lúc đầu H là một vân tối giao thoa, dịch màn ra xa dần thì chỉ có 2 lần H là vân sáng giao thoa. Khi dịch chuyển màn như trên, khoảng cách giữa 2 vị trí của màn để H là vân sáng giao thoa lần đầu và H là vân tối giao thoa lần cuối là:

A. 0,32 m.

B. 1,2 m.

C. 1,6 m.

D. 0,4 m.

Xem đáp án

Đáp án B

Gọi D là khoảng cách từ mặt phẳng hai khe tới màn quan sát

Ta có $x_{H} = \frac{a}{2} = 0, 4 mm$

Gọi $E_{1}$ và $E_{2}$ là hai vị trí của màn mà H là cực đại giao thoa. Khi đó, tại vị trí là cực đại thứ hai: $x_{H} = 2 i_{1} \Rightarrow i_{1} = 0, 2 mm$

Mà: $i_{1} = \frac{{λD}_{1}}{a} \Rightarrow D_{1} = \frac{a . i_{1}}{λ} = 0, 4 m$

Tại vị trí $E_{2 H}$ là cực đại thứ nhất:

$x_{H} = i_{2} \Rightarrow i_{2} = 0, 4 mm = 2 i_{1} \Rightarrow i_{2} = \frac{{λD}_{2}}{a} = 2 . \frac{{λD}_{1}}{a} \Rightarrow D_{2} = 2 D_{1} = 0, 8 m$

Gọi E là vị trí của màn mà H là cực tiểu giao thoa lần cuối. Khi đó tại H là cực tiểu thứ nhất:

$x_{H} = \frac{i}{2} \Rightarrow i = 2 x_{H} = 0, 8 mm = 4 i_{1} \Rightarrow D = 4 D_{1} = 1, 6 m$

Khoảng cách giữa 22 vị trí của màn để HH là cực đại giao thoa lần đầu và HH là cực tiểu giao thoa lần cuối là $E_{1} E = D - D_{1} = 1, 2 m$

Câu 36:

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60 V vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là $i_{1} = I_{0} \cos (100 πt + \frac{π}{4}) (A)$ . Nếu ngắt bỏ tụ điện C thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là $i_{2} = I_{0} \cos (100 πt - \frac{π}{12}) (A)$ . Điện áp hai đầu đoạn mạch là

A. $u = 60 \sqrt{2} \cos (100 πt - \frac{π}{12}) (V)$

B. $u = 60 \sqrt{2} \cos (100 πt - \frac{π}{6}) (V)$

C. $u = 60 \sqrt{2} \cos (100 πt + \frac{π}{12}) (V)$

D. $u = 60 \sqrt{2} \cos (100 πt + \frac{π}{6}) (V)$

Xem đáp án

Đáp án C

+ Từ biểu thức của $i_{1}$ và $i_{2}$ ta có:

$I_{01} = I_{02} \Rightarrow Z_{1} = Z_{2} \Rightarrow R^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2} = R^{2} + Z_{L}^{2} \Rightarrow Z_{L} - Z_{C} = - Z_{L}$

+ Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện khi chưa ngắt tụ điện sau khi ngắt tụ điện:

$\begin{array}{l} {tanφ}_{1} = \frac{Z_{L} - Z_{C}}{R} = - \frac{Z_{L}}{R} \\ {tanφ}_{2} = \frac{Z_{L}}{R} \end{array}\} \Rightarrow {tanφ}_{1} = - {tanφ}_{2} \Rightarrow φ_{1} = - φ_{2}$

+ Ta lại có:

$\begin{array}{l} φ_{1} = φ_{u} - φ_{i_{1}} \\ φ_{2} = φ_{u} - φ_{i_{2}} \end{array}\} \Rightarrow (φ_{u} - φ_{i_{1}}) = - (φ_{u} - φ_{i_{2}}) \Rightarrow φ_{u} = \frac{φ_{i_{1}} + φ_{i_{2}}}{2} = \frac{\frac{π}{4} - \frac{π}{12}}{2} = \frac{π}{12}$

+ Biểu thức của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch: $u = 60 \sqrt{2} \cos (100 πt + \frac{π}{12}) (V)$

Câu 37:

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k gắn với vật nhỏ có khối lượng m đang dao động điều hòa dọc theo trục Ox thẳng đứng mà gốc O ở ngang với vị trí cân bằng của vật. Lực đàn hồi mà lò xo tác dụng lên vật trong quá trình dao động có đồ thị như hình bên. Lấy $π^{2} = 10$ , phương trình dao động của vật là:

A.

B. $x = 8 \cos (5 πt + \frac{π}{2}) (cm)$

C. $x = 2 \cos (5 πt + \frac{π}{3}) (cm)$

D. $x = 8 \cos (5 πt - \frac{π}{2}) (cm)$

Xem đáp án

Đáp án D

Độ giãn của con lắc ở vị trí cân bằng:

$T = 0, 4 s = 2 π \sqrt{\frac{Δ l_{0}}{g}} \Rightarrow Δ l_{0} = \frac{T^{2} . g}{4 π^{2}} = 0, 04 m = 4 cm$

Lực đàn hồi của con lắc tại hai vị trí biên:

$\{\begin{cases} F_{dhmax} = k (Δ l_{0} + A) = 3 \\ F_{dhmin} = k (Δ l_{0} - A) = - 1 \end{cases} \Rightarrow \frac{Δ l_{0} + A}{Δ l_{0} - A} = - \frac{3}{1} \Rightarrow A = 2 Δ l_{0} = 8 cm$

Độ cứng của lò xo: $k = \frac{F_{dhmax}}{Δ l_{0} + A} = \frac{3}{0, 04 + 0, 08} = 25 (N / m)$

Biểu thức lực đàn hồi:

$F_{dh} = k (Δ l_{0} + x) = kΔ l_{0} + k . x = 1 + 2 \cos (5 πt + φ)$

Tại thời điểm t=0,1s, lực đàn hồi có giá trị F=3N nên: $F_{dh} = 1 + 2 \cos (5 π . 0, 1 + φ) = 3$

$\Rightarrow \cos (0, 5 π + φ) = 1 \Rightarrow 0, 5 π + φ = 0 \Rightarrow φ = - 0, 5 π = - \frac{π}{2}$

Phương trình dao động của vật: $x = 8 \cos (5 πt - \frac{π}{2}) (cm)$

Câu 38:

Chiếu bức xạ có bước sóng lên tấm kim loại có công thoát A = 3. $10^{- 19}$ J. Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và cho chúng bay vào từ trường đều theo hướng vuông góc với các đường cảm ứng từ. Biết bán kính cực đại của quỹ đạo của các electron là R = 45,5 mm. Bỏ qua tương tác giữa các electron. Tìm độ lớn cảm ứng từ B của từ trường?

A. $B = 10^{- 4} T$

B. $B = 5 . 10^{- 4} T$

C. $B = 2 . 10^{- 4} T$

D. $B = 5 . 10^{- 5} T$

Xem đáp án

Đáp án D

Theo công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện:

$\frac{hc}{λ} = A + \frac{1}{2} m . v_{0 \max}^{2} \Rightarrow v_{0 \max} = \sqrt{\frac{2}{m_{c}} (\frac{hc}{λ} - A)}$

Thay số vào ta có:

$v_{0 \max} = \sqrt{\frac{2}{9, 1 {.10}^{- 31}} (\frac{19, 875 {.10}^{- 26}}{533 {.10}^{- 9}} - 3 {.10}^{- 19})} = 4 {.10}^{5} (m / s)$

Khi electron chuyển động trong từ trường đều có hướng vuông góc với $\vec{v}$ thì nó chịu tác dụng của lực Lorenxo $F_{L}$ có độ lớn không đổi và luôn vuông góc với $\vec{v}$ , nên electron chuyển động theo quỹ đạo tròn và lực Lorenxo đóng vai trò là lực hướng tâm: $F_{L} = Bve = \frac{m_{e} v^{2}}{r} \Rightarrow r = \frac{m_{e} . v}{eB}$

Như vậy, những electron có vận tốc cực đại sẽ có bán kính cực đại:

$B = \frac{m_{e} . v}{eR} = \frac{9, 1 {.10}^{- 31} . 4 {.10}^{5}}{1, 6 {.10}^{- 19} . 45, 5 {.10}^{- 3}} = 5 {.10}^{- 5} (T)$

Câu 39:

Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng 2 N/m và vật nhỏ khối lượng 40 g. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,1. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị giãn 20 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lấy g = 10 m/ $s^{2}$ . Kể từ lúc đầu cho đến thời điểm tốc độ của vật bắt đầu giảm, cơ năng của con lắc lò xo đã giảm một lượng bằng

A. 3,6 mJ.

B. 40 mJ.

C. 7,2 mJ.

D. 8 mJ.

Xem đáp án

Đáp án C

+ Vật bắt đầu giảm tốc tại vị trí: $x_{0} = \frac{μmg}{2 k} = 0, 02 m$

Vị trí này được coi vị trí cân bằng ảo trong dao động tắt dần.

+ Năng lượng mất đi để chống lại lực ma sát. Vì vậy cơ năng mất tính bởi $A = μmgs = μmg (A - x_{0}) = 7, 2 mJ$

Câu 40:

Xét một sóng ngang có tần số f = 10 Hz và biên độ $a = 2 \sqrt{2} cm$ , lan truyền theo phương Oy từ nguồn dao động O, với tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Điểm P nằm trên phương truyền sóng, có tọa độ y = 17 cm. Khoảng cách lớn nhất giữa phần tử môi trường tại O và phần tử môi trường tại P là

A. 22 cm.

B. 21 cm.

C. 22,66 cm.

D. 17,46 cm.

Xem đáp án

Đáp án D

+ Bước sóng là: $λ = 4 cm$

+ Độ lệch pha giữa P và O là: $Δφ = 2 π \frac{d}{λ} = 8, 5 π \Rightarrow$ P và O vuông pha

+ Gọi hình chiếu của O lên Oy là A, của P lên Oy là B, tọa độ của O là $x_{O}$ , của P là $x_{P}$

Từ hình bên ta có: ${OP}^{2} = {AB}^{2} + {(x_{O} - x_{P})}^{2} = 17^{2} + {(x_{O} - x_{P})}^{2} (1)$

OP lớn nhất khi $x_{O} - x_{P}$ lớn nhất

+ Giả sử sóng tại O có phương trình: $x_{O} = 2 \sqrt{2} \cos (20 πt)$

Phương trình sóng tại P:

$x_{P} = 2 \sqrt{2} \cos (20 πt - \frac{2 πd}{λ}) = 2 \sqrt{2} \cos (20 πt - \frac{17 π}{2})$

+ Xét hiệu:

$x_{O} - x_{P} = 2 \sqrt{2} ∠ 0 - 2 \sqrt{2} ∠ \frac{17 π}{2} = 4 ∠ - \frac{π}{4}$

Thay vào (1) ta được:

${OP}_{\max} = \sqrt{17^{2} + {(x_{O} - x_{P})}^{2}} = \sqrt{17^{2} + 4^{2}} = 17, 46 cm$