Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 Lời giải tham khảo – Đề thi Vật lý THPT Quốc gia 2015 – Mã đề 274 A Những câu bản: (30 câu, từ câu đến câu 30) Câu Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m lị xo có độ cứng k Con lắc dao động điều hịa với tần số góc A 2π m k B k m C m k D 2π k m Câu Một mạch điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Chu kì dao động riêng mạch A LC B π LC C 2π LC D 2πLC Câu Một lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ m dao động điều hịa theo phương ngang theo phương trình x = A cos ω.t Mốc vị trí cân Cơ lắc A mωA2 B mωA2 C mω A2 D mω A2 Câu Một chất điểm dao động theo phương trình x= 6cosωt(cm) Dao động chất điểm có biên độ A 12 cm B cm C cm D cm Câu Một vật nhỏ dao động theo phương trình x = cos(ωt + 0,5π )(cm) Pha ban đầu dao động A 0,25π B 0,5π C π D 1,5π Câu Một sóng dọc truyền mơi trường phương dao động phần tử môi trường A phương ngang B phương thẳng đứng C vng góc với phương truyền sóng D trùng với phương truyền sóng Câu Một sóng có tần số f, truyền dây đàn hồi với tốc độ truyền sóng v bước sóng λ Hệ thức Một sóng có tần số f, truyền dây đàn hồi với tốc độ truyền sóng v bước sóng λ Hệ thức A v = 2πfλ B v = f λ C v = λf D v = λ f Câu Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau đúng? A Phôtôn tồn trạng thái đứng yên trạng thái chuyển động B Phôtôn ứng với ánh sáng đơn sắc có lượng lớn ánh có tần số lớn C Năng lượng phôtôn giảm dần phôtôn xa dần nguồn sáng D Năng lượng loại phôtôn Câu Sóng điện từ A sóng dọc truyền chân khơng B sóng dọc khơng truyền chân khơng C sóng ngang khơng truyền chân khơng D sóng ngang truyền chân không Câu 10 Một sóng truyền dọc theo trục Ox có phương trình u = A cos(20πt − πx) (cm), với t tính s Tần số sóng A Hz B 20 Hz C 10 Hz D 15 Hz Câu 11 Ở Việt Nam, mạng điện dân dụng pha có điện áp hiệu dụng A 100V B 220 V C 100 V D 220 V Câu 12 Cường độ dòng điện I = cos100 πt (A) có pha thời điểm t A 50 π t B 70 π t C D 100 π t Câu 13 Hạt nhân bền vững có A lượng liên kết lớn B số nuclôn lớn C lượng liên kết riêng lớn D số prôtôn lớn Câu 14 Quang điện trở có nguyên tắc hoạt động dựa tượng A nhiệt điện B quang điện C quang – phát quang D quang điện Câu 15 Hai dao động có phương trình là: x1 = 5cos(2πt + 0,75π) (cm) x2= 10 cos(2 πt + 0,5π) (cm) Độ lệch pha hai dao động có độ lớn A 0,25 π B 1,25 π C 0,50 π D 0,75 π Câu 16 Đặt điện áp u = 200 cos100 πt (V) vào hai đầu điện trở 100 Ω Công suất tiêu thụ điện trở A 400 W B 800 W C.200 W D 300 W GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội Trang Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 Câu 17 Khi nói quang phổ vạch phát xạ, phát biểu sau đúng? A Quang phổ vạch phát xạ nguyên tố hệ thống vạch tối nằm màu quang phổ liên tục B Trong quang phổ vạch phát xạ hiđrô, vùng ánh sáng nhìn thấy có bốn vạch đặc trưng vạch đỏ, vạch cam, vạch chàm vạch tím C Quang phổ vạch phát xạ chất rắn chất lỏng phát bị nung nóng D Quang phổ vạch phát xạ nguyên tố hệ thống vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách khoảng tối 14 14 Câu 18 Hạt nhân C hạt nhân N có A điện tích B số prơtơn C số nơtron D số nuclơn Câu 19 (Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm mắc nối tiếp với điện trở Biết điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở 100V Hệ số công suất đoạn mạch A 0,5 B 0,8 C D 0,7 Câu 20 Cơng êlectron khỏi kim loại 6,625.10 -19J Biết h =6,625.10-34J.s, c=3.108m/s Giới hạn quang điện kim loại A 360 nm B 350 nm C 260 nm D 300 nm Câu 21 Ở Trường Sa, để xem chương trình truyền hình phát sóng qua vệ tinh, người ta dùng anten thu sóng trực tiếp từ vệ tinh, qua xử lí tín hiệu đưa đến hình Sóng điện từ mà anten thu trực tiếp từ vệ tinh thuộc loại A sóng dài B sóng cực ngắn C sóng ngắn C sóng trung α , tia β + , tia β − tia γ vào miền có điện trường theo phương vng góc với Câu 22 Cho tia phóng xạ: tia đường sức điện Tia phóng xạ khơng bị lệch khỏi phương truyền ban đầu A tia γ B tia β − C tia β + D tia α −4 Câu 23 Đặt điện áp u = U cos100 πt (t tính s) vào hai đầu tụ điện có điện dung C = 10 (F) Dung kháng tụ π điện A 200 Ω B 50 Ω C 150 Ω D 100 Ω Câu 24 Sự phát sáng sau tượng quang - phát quang? A Sự phát sáng đèn dây tóc B Sự phát sáng đèn ống thông dụng C Sự phát sáng đom đóm D Sự phát sáng đèn LED Câu 25 Khi nói tia X, phát biểu sau đúng? A Tia X có bước sóng lớn bước sóng ánh sáng nhìn thấy B Tia X có tần số nhỏ tần số tia hồng ngoại C Tia X có khả đâm xuyên tia hồng ngoại D Tia X có tác dụng sinh lí : hủy diệt tế bào Câu 26 Một vật nhỏ khối lượng 100 g dao động theo phương trình x = 8cos10t (x tính cm, t tính s) Động cực đại vật A 32 mJ B 16 mJ C 64 mJ D 128 mJ 107 Câu 27 Cho khối lượng hạt nhân 47 Ag 106,8783u; nơtron 1,0087u; prôtôn 1,0073u Độ hụt khối hạt 107 nhân 47 Ag A 0,9868u B 0,6986u C 0,9686u D 0,6868u Câu 28 Khi nói tia hồng ngoại tia tử ngoại, phát biểu sau đúng? A Tia hồng ngoại tia tử ngoại gây tượng quang điện kim loại B Tia hồng ngoại tia tử ngoại làm ion hóa mạnh chất khí C Bước sóng tia hồng ngoại lớn bước sóng tia tử ngoại D Một vật bị nung nóng phát tia tử ngoại, vật khơng phát tia hồng ngoại Câu 29 Chiếu chùm sáng đơn sắc hẹp tới mặt bên lăng kính thủy tinh đặt khơng khí Khi qua lăng kính, chùm sáng A không bị tán sắc B bị thay đổi tần số C bị đổi màu D không bị lệch khỏi phương truyền ban đầu Câu 30 Đặt điện áp u = U cos ωt (với U0 không đổi, ω thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Khi ω = ω mạch có cộng hưởng điện Tần số góc ω GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội Trang Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 LC A B LC C LC D LC B Những câu nâng cao: (20 câu, từ câu 31 đến câu 50) Câu 31 Một đám nguyên tử hiđrô trạng thái Khi chiếu xạ có tần số f vào đám nguyên tử chúng phát tối đa xạ Khi chiếu xạ có tần số f vào đám nguyên tử chúng phát tối đa 10 xạ Biết lượng ứng với trạng thái dừng ngun tử hiđrơ tính theo biểu thức En = − n = 1,2,3, ) Tỉ số A E0 (E0 số dương, n2 f1 f2 10 B 10 C 27 25 D 25 27 Giải: E0 E 8E n1 (n1 − 1) = ⇒ n1 = ⇒ hf1 = E3 − E1 = − + 20 = (1) E0 E 24 E0 n (n − 1) = 10 ⇒ n1 = ⇒ hf = E5 − E1 = − + 20 = ( 2) + N2 = 2 25 f 25 (1) ⇒ = + Lấy  Đáp án D ( 2) f 27 + N1 = Câu 32 Tại vị trí O nhà máy, còi báo cháy (xem nguồn điểm) phát âm với công suất không đổi Từ bên ngoài, thiết bị xác định mức độ cường đại âm chuyển động thẳng từ M hướng đến O theo hai giai đoạn với vận tốc ban đầu không gia tốc có độ lớn 0,4 m/s dừng lại N (cổng nhà máy) Biết NO = 10 m mức cường độ âm (do còi phát ra) N lớn mức cường độ âm M 20dB Cho môi trường truyền âm đẳng hướng không hấp thụ âm Thời gian thiết bị chuyển động từ M đến N có giá trị gần giá trị sau đây? A 25s B 47s C 32s D 27s Giải: + Áp dụng công thức: LN − LM = 20(dB ) = 20 lg( rM ) ⇒ rM = 10rN rN ⇒ MN = 9rN = 90(m) M rM = OM O N = ON = 10m r + Do tính chất đối xứng chuyển động => Thời gian chuyển động nhanh dần (t 1) từ v0 =0 đến vận tốc N thời gian v chuyển động chậm dần (với độ lớn gia tốc) từ vận tốc v đến lúc dừng lại => Quãng đường s1 = s2 = a t12 = MN ⇒ t1 = MN 90 = = 15( s ) ⇒ t = t1 + t = 2t1 = a 0,4 30( s ) => Giá trị t gần 32s  Đáp án C * Lưu ý: Ôn lại tốn động học lớp 10 có nhiều cách giải Câu 33 Một sợi dây đàn hồi có sóng dừng Trên dây, điểm dao động với biên độ A có vị trí cân liên tiếp cách đoạn d điểm dao động với biên độ A có vị trí cân liên tiếp cách đoạn d2 Biết A1>A2>0 Biểu thức sau đúng? A d1 = 0,25d B d1 = 0,5d C d1 = 2d D d1 = 4d Giải: + Những điểm có biên độ khác không cách khoảng liên tiếp điểm bụng có biên độ A1 =Ab điểm có biên độ A2 = Ab / (vì cho A1 > A2 ) + Khoảng cách vị trí cân điểm bụng liên tiếp d =λ/2 (1) + Khoảng cách vị trí cân điểm liên tiếp có biên độ Ab / d2 =λ/4 (2) + Từ (1) (2) => d1 = 2d  Đáp án C GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội Trang Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 Câu 34 Tại nơi có g = 9,8 m/s2, lắc đơn có chiều dài dây treo 1m, dao động điều hòa với biên độ góc 0,1 rad Ở vị trí có li độ góc 0,05 rad, vật nhỏ lắc có tốc độ A 15,7 cm/s B 1,6 cm/s C 27,1 cm/s Giải: * Cách 1: 0 + α = 0,1rad = 5,732 , α = 0,05rad = 2,866 ; + Tốc độ lắc: v = g(cos α − cos α ) ≈ 0,271(m / s ) = D 2,7 cm/s 27,1(cm / s )  Đáp án C * Cách 2: + v = ω S0 − s = g(α − α ) = 9,8.1.(0,12 − 0,052 ) ≈ 0,271(m / s ) = 27,1(cm / s )  Đáp án C Câu 35 Tại mặt nước, hai nguồn kết hợp đặt A B cách 68 mm, dao động điều hòa tần số, pha, theo phương vng góc với mặt nước Trên đoạn AB, hai phần tử nước dao động với biên độ cực đại có vị trí cân cách đoạn ngắn 10 mm Điểm C vị trí cân phần tử mặt nước cho AC ⊥ BC Phần tử nước C dao động với biên độ cực đại Khoảng cách BC lớn A 37,6 mm B 68,5 mm B 67,6 mm C 64,0 mm Giải: + λ =20 (mm) (Vẽ hình) − AB < d − d1 = kλ < AB => −3,4 < k < 3,4 => k = 0;±1;±2;±3   2 CA = 68 − CB CB − CA = kλ = 20k ; k = => CB = 67,577(mm)    Đáp án C Câu 36 Hai mạch dao động điện từ lí tưởng có dao động điện từ tự với cường độ dòng điện cực đại I Chu kì dao động riêng mạch thứ T1, mạch thứ hai T2 = 2T1 Khi cường độ dịng điện hai mạch có độ lớn nhỏ I0 độ lớn điện tích tụ điện mạch dao động thứ q mạch dao động thứ hai q2 Tỉ số q1 q2 A 0,5 B C 1,5 D 2,5 Giải: 2 Q q q q ω T  q   i   +   = ⇒ Tỉ số độ lớn điện tích: = ⇒ = 01 = = = * Cách 1:  Q   I  Q01 Q02 q2 Q02 ω1 T2  0  0 * Cách 2: + T2 = 2T1 ⇒ ω = 0,5ω1 2 2 2 + Bài cho I 01 = I 02 = I ; i1 = i2 nên ta có: I − i = q1 ω1 = q2 ω2 => Độ lớn GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội q1 ω2 = = q2 ω1 0,5 0,5  Đáp án A  Đáp án A Trang Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 Câu 37 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc; ánh sáng đỏ có bước sóng 686 nm, ánh sáng lam có bước sóng λ , với 450 nm< λ 450nm < λ = 98n < 510nm ⇒ n = + Vậy khoảng vân sáng gần màu vân trung tâm có vân sáng màu đỏ  Đáp án C Câu 38 Một lò xo đồng chất, tiết diện cắt thằng ba lò xo có chiều dài tự nhiên  (cm), (  -10)(cm) (  -20) (cm) Lần lượt gắn lò xo (theo thứ tự trên) với vật nhỏ khối lượng m ba lắc có chu kì dao động riêng tương ứng là: 2s; 3s T Biết độ cứng lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên Giá trị T A 1,41 s B 1,28s C 1,00s D 1,50s Giải: + Ta có: k1. = k ( − 10) = k3 ( − 20) T  m k  + T = 2π =>   = = = =>  = 40(cm) T  k k1  − 10  2  Đáp án A T12 k3  40 T1 + = = = = => T3 = = ≈ 1,41( s ) T3 k1  − 20 20 Câu 39 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 2m Nguồn sáng phát ánh sáng trắng có bước sóng khoảng từ 380 nm đến 760 nm M điểm màn, cách vân sáng trung tâm cm Trong bước sóng xạ cho vân sáng M, bước sóng dài A 714 nm B 417 nm C 517 nm D 760 nm Giải: λD xa 2.10 −2.0,5.10 −3 => λ = = (m) = ( µm) a kD k k + Điều kiện: 0,38µm < ( µm) < 0,76 µm => 6,58 < k < 13,16 k + k=7 λmax = 0,71428( µm) = 714,28(nm)  Đáp án A + Vị trí vân sáng: x = k Câu 40 Đồ thị li độ theo thời gian chất điểm 1(đường 1) chất điểm (đường 2) hình vẽ, tốc độ cực đại chất điểm π (cm/s) Không kể thời điểm t = 0, thời điểm hai chất điểm có li độ lần thứ A 3,75 s B 4,0 s C 3,25 s D 3,5 s Giải: * Cách 1: + ( v2 ) max = 6.ω = 4π ⇒ ω = 2π (rad / s) ⇒ T2 = 3( s) ⇒ T1 = 1,5( s) + Từ hình vẽ ta có nhận xét: Sau chu kì T2 chất điểm gặp lần (không kể t=0) + Lần gặp thứ ứng với thời điểm: t = T2 + ∆t với T1 T = 0,375( s) < ∆t < = 0,75( s ) ⇒ 4 3,375( s ) Kα = 17,3( MeV )  Đáp án A Câu 42 Trên sợi dây OB căng ngang, hai đầu cố định có sóng dừng với tần số f xác định Gọi M, N P ba điểm dây có vị trí cân cách B cm, cm 38 cm Hình vẽ mơ tả hình dạng sợi dây thời điểm t (đường 1) t = t1 + 11 (đường 2) Tại thời điểm t1, li độ phần tử dây N 12 f biên độ phần tử dây M tốc độ phần tử dây M 60 cm/s Tại thời điểm t2, vận tốc phần tử dây P A 60 cm/s B 20 3cm / s C − 20 3cm / s D – 60cm/s Giải: * Cách 1: + Từ hình vẽ => λ =24 cm => BM =λ/6; BN= λ/4, BP =19λ/12 + Tính được: AM = 2πx Ab A ) ; AN = Ab ; AP = b (ÁP dụng CT: AM = Ab sin λ 2 + Dễ dàng => M,N dao động pha (vì nằm bó sóng thứ nhất), P dao động ngược pha với M, N (vì nằm bó thứ 4; điểm nằm bó sóng chẵn dao động ngược pha với điểm nằm bó sóng lẻ) O GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội π /6 v1 M π / N M1 v2 M MTrang v N2 u Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 + Tại thời điểm t1 : u N = AM = Ab >0 11T 11π ˆ => Góc quét thêm: ∆ϕ = => N 2ON1 = π / u N > u N > 12 => N1 , N hình vẽ => v N , v N > + Đến thời điểm t : Δt= +Vì M, N pha nên M1, M2 hình vẽ Ta có: π cos vM = => v = 60 (cm / s) (do v >0 nên v = 60 cm/s >0) = M2 N1 M1 π vM cos vP A v =− P =− => P = − => v =−60(cm / s) + Do P ngược pha so với N vM AM 60 3 P2  Đáp án D * Cách 2: + Từ hình vẽ => λ =24 cm => BM =λ/6; BN= λ/4, BP =19λ/12 + Tính được: AM = 2πx Ab A ) ; AN = Ab ; AP = b (ÁP dụng CT: AM = Ab sin λ 2 + Dễ dàng => M,N dao động pha (vì nằm bó sóng thứ nhất), P dao động ngược pha với M, N (vì nằm bó thứ 4; điểm nằm bó sóng chẵn dao động ngược pha với điểm nằm bó sóng lẻ)  Ab A cos(ωt ) => vM = − b ω sin(ωt ) u M = 2   + Ta có: u N = Ab cos(ωt )  A A u P = − b cos(ωt ) => vP = b ω sin(ωt )  2  A π + Tại t1: u N = Ab cos(ωt ) = b ⇒ ωt = ± 11π ) uN2 >0 giảm =>vN1 >0, un pha uM => vM1 >0 => vM1=60(m/s) + Vì t1: uN1 >0, t2 (sau góc quét ∆ϕ = π A π 240 => ωt = − => vM = − b ω sin( − ) => Abω = (cm / s ) 6 A Aω  π 11π 3  = − 60(cm)  Chọn D ) = b  − + Tại t2: v P = b ω sin( − + 6     Câu 43 Đồng vị phóng xạ mẫu 210 84 210 84 Po phân rã α , biến đổi thành đồng vị bền 206 Pb với chu kì bán rã 138 ngày Ban đầu có 82 Po tinh khiết Đến thời điểm t, tổng số hạt α số hạt nhân lại Giá trị t A 552 ngày Giải: + Nα = N Pb = N O (1 − B 414 ngày −t 138 ); N Po = N −t 138 206 82 C 828 ngày Pb (được tạo ra) gấp 14 lần số hạt nhân 210 84 Po D 276 ngày −t t N + N Pb 2(1 − 2138 ) ⇒ α = = 14 ⇒ 2138 − = ⇒ t = 414 (ngày) −t N Po 2138  Đáp án B GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội Trang Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 Câu 44 Đặt điện áp u = U cos 2πft (U0 không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C Khi f = f = 25 Hz f = f2= 100 Hz điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị U0 Khi f = f0 điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt cực đại Giá trị f gần giá trị sau đây? A 67 Hz B 90 Hz C 70 Hz D 80 Hz Giải: Bài dễ nhầm! Giải theo cách dùng sở đề đề toán + Xét tổng quát: Với hai giá trị f1, f2: U C = U C1 = U C = kU ; (ĐK k > 1, U C f = 2 2 k −1 k LC k (2 LC − R 2C ) R2 R2 2 + Tổng hai nghiệm: ω12 + ω = = 2ω0 − => f12 + f 22 = f 02 − 2 (2) L2C L 4π L + Tích nghiệm: ω12ω = + Thay (1) vào (2) f12 + f 22 = 2kf1 f k −1 − R2 4π L2 => f 22 − 2kf1 k −1 f + ( f12 + R2 ) =0 4π L2 (3) * Từ biểu thức (3) ta xét đề mở sau: */ TH1: Giả sử ta chọn R = 50π (Ω.H −1 ); f1 = 25 ( Hz ) (4) Đến ta phải tìm điều kiện k để PT (3) có nghiệm, L sau chọn giá trị phù hợp k giải tìm f 2, không thực bước này, chọn k tùy ý tốn dễ trở nên vơ nghiệm! + Thay (4) vào (3): f − 2k 25 k −1 f + 1875 = + Điều kiện PT (5) có nghiệm là: ∆/ = b / − ac = *Áp dụng, xét k = (5) k 252.2 − 1875 ≥ => k −1 k2 ≤ (6) , thay vào (5) =>  f = 75( Hz ) => f = f1 f = 61,2( Hz )  f 22 − 100 f + 1875 = =>   f / = 25( Hz ) => f / = f1 f = 25 ( Hz ) ≈ 35,35( Hz )   ( f1 + f 22 ) = (252.2 + 75 ) ≈ 58,63( Hz ) < f = 61,2( Hz )  fC = 2    f / = ( f + f / ) = (252.2 + 252.2) = 25 ( Hz ) ≈ 35,35( Hz ) = f / (loai )  C 2  + Kiểm tra nghiệm:  Đáp án *Áp dụng, xét k = ( Để PT (5) có nghiệm f ta chọn k = ): + Thay k = vào PT (5) => f = 25 ( Hz ) => f = GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội f1 f = 3.25 25 ≈ 51,494( Hz ) Trang Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 + Kiểm tra nghiệm: f C = ( f1 + f 22 ) = ( 252.2 + 252.3) ≈ 39,528( Hz ) < f = 51,494( Hz ) (Thỏa mãn) 2 *Áp dụng, xét k = : Không thỏa mãn ĐK (6): PT vô nghiệm + Thật vậy: f 22 − 2.2.25 2.50 50 2.2 f + 1875 = => f 22 − f + 1875 = => ∆/ = − 1875 = −208,33 < −1 => PT vô nghiệm */ TH2: Giả sử ta chọn + Thay (7) vào (3): R = 80π (Ω.H −1 ); f1 = 25 ( Hz ) (7) điều kiện k ≤ 1,78 L f 22 − 2kf1 k −1 f + ( f12 + R2 ) =0 4π L2 + Điều kiện PT (5) có nghiệm là: ∆/ = b / − ac = (3) => f 22 − 2k 25 k −1 k 1250 − 2850 ≥ => k −1 f + 2850 = k ≤ 1,78 (7) (6) *Áp dụng, xét k = 1,5 , thay vào (5) => f 22 − 1,5.25 1,5.252.2 f + 2850 = => ∆/ = − 2850 = 900 = 30 0,5 0,5  f = 25 + 30 = 91,237( Hz ) => f = 1,5 f f ≈ 62,854( Hz )  =>   f / = 25 − 30 = 31,237( Hz ) => f / = 1,5 f1 f = ( Hz ) ≈ 36,7777( Hz )   ( f1 + f 22 ) = (252.2 + 91,237 ) ≈ 69,1888( Hz ) > f = 62,854( Hz )(loai )  fC = 2    f / = ( f + f / ) = ( 252.2 + 31,237 ) ≈ 33,36( Hz ) < f / = 36,7777( Hz )(nhan)  C 2  + Kiểm tra nghiệm: * Tóm lại: Ta đặt đề tốn sau: Câu 44’: Đặt điện áp u = U cos(2πft ) (U không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C Khi f = f = 25 Hz f = f2= 25 Hz điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị trở đạt cực đại Giá trị f0 gần giá trị sau đây? A 60 Hz B 90 Hz C 70 Hz 3U Khi f = f0 điện áp hiệu dụng hai đầu điện D 80 Hz Câu 44’’: Đặt điện áp u = U cos(2πft ) (U không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C Khi f = f = 25 Hz f = f2= 25 Hz điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị 3U Cho R =50 Ω Hỏi L? Câu 45 Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz giá trị hiệu dụng 20V vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng có tổng số vịng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp 2200 vòng Nối hai đầu cuộn thứ cấp với đoạn mạch AB (hình vẽ); đó, điện trở R có giá trị khơng đổi, cuộn cảm có độ tự cảm 0,2 H tụ điện có điện dung C thay đổi Điều GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội Trang Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 chỉnh điện dung C đến giá trị C = dây cuộn sơ cấp A 1800 vịng Giải: + Tính Z L = 20π (Ω); 10−3 ( F ) vơn kế (lí tưởng) giá trị cực đại 103,9V (lấy 60 V) Số vòng 3π B 1650 vòng C 550 vòng D 400 vòng Z L + 4R + Z L ⇒ R = 10π (Ω) 2U R ⇒ U = 60(V ) ; ( U điện áp đầu cuộn thứ cấp đặt vào AB) + Mặt khác: (U RC ) max = 60 (V ) = 2 − Z L + 4R + Z L U2 N2 U + U N1 + N 80 2200 = ⇒ = ⇒ = ⇒ N =550(vịng ) + Ta có: U N1 U1 N1 20 N1 + Khi C biến thiên (U RC ) max : Z C = 30π (Ω) = Câu 46 Một lị xo nhẹ có độ cứng 20 N/m, đầu treo vào điểm cố định, đầu gắn vào vặt nhỏ A có khối lượng 100g; vật A nối với vật nhỏ B có khối lượng 100g sợi dây mềm, mảnh, nhẹ, khơng dãn đủ dài Từ vị trí cân hệ, kéo vật B thẳng đứng xuống đoạn 20 cm thả nhẹ để vật B lên với vận tốc ban đầu không Khi vật B bắt đầu đổi chiều chuyển động bất ngờ bị tuột tay khỏi dây nối Bỏ qua lực cản, lấy g = 10m/s Khoảng thời gian từ vật B bị tuột khỏi dây nối đến rơi đến vị trí thả ban đầu A 0,30 s B 0,28 s C 0,68s D 0,26 s Giải: + Khi treo vật, tịa vị trí cân lò xo dãn: ∆0 = ( m A + mB ) g = 0,1(m) k + Kéo vật xuống 20 cm thả, hai vật dao động lên với biên độ: A=20cm; ω = k = 10(rad / s ) m A + mB + Khi vật qua vị trí lị xo khơng biến dạng (x= - ∆ = - 0,1m) dây nối A,B bị trùng lại Tại (tại C) vật B bắt đầu chuyển động giống vật ném đứng lên (với gia tốc –g, giai đoạn chọn chiều + hướng lên), tốc độ C: vC = ω A − x = (m / s ) + Quãng đường vật từ vị trí B đến lúc dừng (đổi chiều) là: o − vC = 2(− g ) h1 ⇒ h1 = 0,15( m) + Vật B bị tuột dây C từ C vật B chuyển động rơi tự do, quãng đường rơi từ đến vị trí thả ban đầu: h = h1 + x + A = 0,15 + 0,1 + 0,2 = 0,45(m) = gt ⇒t = 0,3( s)  Đáp án A * Lưu ý thêm tượng: Tại vị trí sợi dây bắt đầu trùng, gia tốc điều hòa vật A: a = −ω x = − g (− ∆0 ) = g ∆0 Tiếp theo x tăng => a tăng (a>g), vật A chuyển động chậm dần lên đạt v=0 trước vật B Khi dây trùng B chuyển động ném đứng lên với độ lớn gia tốc g, sau đạt v=0 vật B rơi tự Câu 47 Một học sinh xác định điện dung tụ điện cách đặt điện áp u = U cosω t (U0 không đổi, ω = 314 rad/s) vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với biến trở R Biết 2 = + 2 ; đó, điện áp U hai đầu R U U U ωC R đo đồng hồ đo điện đa số Dựa vào kết thực nghiệm đo hình vẽ, học sinh tính giá trị C A 1,95.10-3 F B 5,20.10-6 F C 5,20.10-3 F D 1,95.10-6 F Giải: Lưu ý: Một độ chia ứng với 10-6( Ω-2) R2 GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội Trang 10 Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 + Từ đồ thị, ta có: 1 10 −6 = 0,0055; = 1.10 −6 ⇒ 0,0055 = (1 + ) = (1 + X ) (1); Đặt 10 = X 2 U R U0 314 C U0 314 C 1 2.10 −6 −6 = 0,0095; = 2.10 ⇒ 0,0095 = (1 + ) = (1 + X ) (2); 0,0175 U U2 R U0 3142 C U0 0,0135 (1) 55 + X 10 −6 0,0095 + Lấy => = => X = = ⇒ C ≈1,95.10 ( F ) ( 2) 95 + X 314 C (Ω W ) − − 0,0055 0,0015  Chọn D 0,00 1,00 2,00 10 − − (Ω ) 3,00 4,002 R Câu 48 Đặt điện áp u = 400cos100π t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C = trị Khi C = C1 = 10−3 F C = C1 cơng suất đoạn mạch có giá 8π 10−3 F C = 0,5C2 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị Khi nối ampe kế xoay 15π chiều (lí tưởng) với hai đầu tụ điện số ampe kế A 2,8A B 2,0 A C 1,4 A Giải: Cách 1:  Z C1 = 80Ω + Lúc đầu: Thay đổi C có I:  D 1,0A Z C1 + Z C = 100Ω ⇒ ZL =  Z C1 = 120Ω  Z C = 150Ω 1 ; + / = ⇒ Z C max = 200Ω + Lúc sau: Thay đổi C có UC:  /  Z C = 300Ω Z C Z C Z C max R2 + ZL Z C max = ⇒ R = 100Ω + Ta có : ZL / + Khi ampekế lí tưởng vào hai đầu tụ điện => tụ bị nối tắt C, mạch R, L: I= U R +Z 2 L = 200 100 + 100 = 2( A)  Đáp án B Cách 2:  Z C1 = 80Ω + Lúc đầu: Thay đổi C có I:  ⇒ ZL =  Z C1 = 120Ω Z C = 150Ω ;U C =  / + Lúc sau: Thay đổi C có UC: Z C = 300Ω / => Z C + Z C = / Z C1 + Z C = 100Ω U Z C R +Z 2 L − 2Z L Z C + Z C = U R +Z 2Z − L +1 ZC ZC 2 L −b 2Z = L ⇒ R = 100Ω a R + ZL + Khi nối tắt C, mạch R, L: I = U R +Z 2 L = GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội 200 100 + 100 = 2( A)  Đáp án B Trang 11 Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 Câu 49 Lần lượt đặt điện áp xoay chiều u 1, u2 u3 có giá trị hiệu dụng tần số khác vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C nối tiếp cường độ dịng điện mạch tương ứng : i1 = I cos( 150 πt + i = I cos( 200πt + π ), π π ) i3 = I cos( 100πt − ) Phát biểu sau đúng? 3 A i1 trễ pha so với u1 B i3 sớm pha so với u3 C i2 sớm pha so với u2 D i1 pha với i2 Giải: + Từ PT, ta có cường độ dòng điện hiệu dụng: I1 = I = I => Để xảy cộng hưởng (Imax) ω CH = ω1ω ≈ 173π (rad / s ) => Mạch có tính dung kháng => i3 nhanh pha u3  Đáp án B ω 3C Câu 50 Lần lượt đặt điện áp u = U cos ωt (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu + Có ω < ω CH = 173π ( rad / s ) ⇒ ω L < đoạn mạch X vào hai đầu đoạn mạch Y; với X Y đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Trên hình vẽ, PX PY biểu diễn quan hệ công suất tiêu thụ X với ω Y với ω Sau đó, đặt điện áp u lên hai đầu đoạn mạch AB gồm X Y mắc nối tiếp Biết cảm kháng hai cuộn cảm mắc nối tiếp (có cảm kháng Z L1 ZL2) ZL = ZL1 + ZL2 dung kháng hai tụ điện mắc nối tiếp (có dung kháng Z C1và ZC2) ZC = ZC1 + ZC2 Khi ω = ω2 , công suất tiêu thụ đoạn mạch AB có giá trị gần giá trị sau đây? A 10 W B 22 W C 18 W D 14W Giải: * Cách 1:  U2 PX max = = 40(W )  R1  ⇒ R1 = 1,5 R2 Chuẩn hóa: Coi R1 =1 => R2 =1,5; P2 =60 (1) + Từ đồ thị ta có:  U P = = 60(W )  Y max R2  + Mặt khác với ω2 > ω1 ω2 < ω3 PX =20W mạch X có ZL1 > ZC1 P y=20W mạch Y có ZL2 < ZC2  20 = 40 cos ϕ1 ⇒ tan ϕ1 = ⇒ Z L1 − Z C1 = R1 = 1(2) U2 + Từ công thức P = cos ϕ ⇒  20 = 60 cos ϕ ⇒ tan ϕ = − ⇒ Z L − Z C = − R2 = −1,5 (3) R  + Công suất ω =ω2: P = U ( R1 + R2 ) ≈ ( R1 + R2 ) + ( Z L1 + Z L − Z C1 − Z C ) 23,972(W )  Đáp án B * Cách 2:  U2 PX max = = 40(W )  R1 = U   R1 U2   40 ⇒ (1) => R1 + R2 = (2) + Từ đồ thị ta có:  24 U2 U2 P R = = = 60(W )  60  Y max R2   + Mặt khác với ω2 > ω1 ω2 < ω3 PX =20W mạch X có ZL1 > ZC1 P y=20W mạch Y có ZL2 < ZC2 GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội Trang 12 Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 20 = 40 cos ϕ1 ⇒ tan ϕ1 = ⇒ Z L1 − Z C1 = R1 (3)  U2 + Từ công thức P = cos ϕ ⇒  R 20 = 60 cos ϕ ⇒ tan ϕ = − ⇒ Z L − Z C = − R2 (4)  (3 − 2 )U + Cộng vế (3) (4) ⇒ Z L1 + Z L2 − ( Z C1 + Z C ) = R1 − R2 = (5) 120 + Khi mạch nối tiếp cosϕ = ⇒ cos ϕ = R1 + R2 ( R1 + R2 ) + [Z L1 + Z L2 − ( Z C1 + Z C )]2 U2 24 ≈ 0,9994 ⇒ P = cos ϕ ≈ R1 + R2 (3 − 2 ) + 24 120 thay (2) (5) vào 23,972(W )  Đáp án B ………………Hết……………… GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội Trang 13 Đề thi THPT Quốc gia – Mơn Vật lý 2015 Hình vẽ đề Vật lý THPT Quốc gia 2015 (Ω W ) − 0,0175 U 0,0135 0,0095 x(cm) 0,0055 10 − − (Ω ) 3,00 4,002 R 0,0015 0,00 1,00 2,00 A B -6 u(cm) (2) t(s) (1) (1) O (2) 12 24 x(cm) 36 L R C V GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội Trang 14 ... (2) (5) vào 23,972(W )  Đáp án B ………………Hết……………… GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội Trang 13 Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 Hình vẽ đề Vật lý THPT Quốc gia 2015 (Ω... lớn GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội q1 ω2 = = q2 ω1 0,5 0,5  Đáp án A  Đáp án A Trang Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 Câu 37 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh... = ): + Thay k = vào PT (5) => f = 25 ( Hz ) => f = GV: Lê Thị Tho – THPT Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội f1 f = 3.25 25 ≈ 51,494( Hz ) Trang Đề thi THPT Quốc gia – Môn Vật lý 2015 + Kiểm tra