GIẢI CHI TIẾT ĐỀ THI TUYỂN SINH PTTH QUỐC GIA NĂM 2016 phần Câu 41: Khi máy phát điện xoay chiều pha hoạt động bình thường tạo hai suất điện động có tần số f Rôto máy thứ có p cặp cực quay với tốc độ n1 = 1800 vòng/phút Rôto máy thứ hai có p = cặp cực quay với tốc độ n2 Biết n2 có giá trị khoảng từ 12 vòng/giây đến 18 vòng/giây Giá trị f A 54 Hz B 50 Hz C 60 Hz D 48 Hz Giải: n1 = 1800vòng/phút = 30vòng/giây p1 p2 p1 f = n1p1 = n2p2 -> n2 = n1 = 30 = 7,5p1 12 ≤ n2 = 7,5p1 ≤ 18 > p1 = -> n2 = 15 vòng/giây -> f = n2p2 = 15.4 = 60Hz Đáp án C Câu 42: Một chất điểm dao động điều hòa có vận tốc cực đại 60 cm/s gia tốc cực đại 2π (m/s2) Chọn mốc vị trí cân Thời điểm ban đầu (t = 0) chất điểm có vận tốc 30 cm/s tăng Chất điểm có gia tốc π (m/s 2) lần thời điểm A 0,35 s B 0,15 s C 0,10 s D 0,25 s 2π 0,6 10π Giải: vmax = Aω = 0,6 (m/s); amax = Aω2 = 2π (m/s2) -> ω = = (rad/s) > Phương trình dao động x = Acos(ωt + φ) Phương trình vận tốc gia tốc: v = -ωAsin(ω+φ) a = - ω2x Khi t = : v = - ωAsinφ = 30 (cm/s) = - 60sinφ = 30 -> sinφ = - 0,5 tăng nên vật chuyển động chậm dần > φ = π -> a = - ω2Acos(ωt - ) = - 2πcos(ωt A = π (m/s2) lần đầu tiên: cos(ωt - π )=- -> ωt - π π π ) = 2π > 10π t= 2π + π -> t = (s) = 0,25 s Đáp án D Câu 43: Theo mẫu nguyên tử Bo nguyên tử hiđrô coi êlectron chuyển động tròn quanh hạt nhân tác dụng lực tĩnh điện êlectron hạt nhân Gọi tốc độ êlectron chuyển động quỹ đạo L N Tỉ số A 0,5 B C D 0,25 vL vL vN vN Giải: Lực tĩnh điện đóng vai trò lực hướng tâm, nên ta có mv R = ke R2 v L2 v N2 -> = Đáp án C RN RL với R = n2R0 ( R0 bán kính Bo; Quỹ đạo L, N ứng với nL = 2, nN = 4) mà RN = 16R0; RL = 4R0 -> Câu 44: Đặt diện áp u = U cos ωt ω v L2 v N2 = > vL vN = ( với U không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ R biến trở, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có ω2 điện dung C Biết LC = Gọi P công suất tiêu thụ đoạn mạch AB Đồ thị hệ tọa độ vuông góc ROP biểu diễn phụ thuộc P vào R trường hợp K mở ứng với đường (1) trường hợp K đóng ứng với đường (2) hình vẽ Giá trị điện trở r Ω Ω A 20 B 60 Giải: Từ LCω2 = -> ZL = 2ZC Khi khóa K mở: Công suất tiêu thụ P1 = U (R + r) ( R + r ) + (Z L − Z C ) = C 180 U (R + r) ( R + r ) + Z C2 U r R (Ω) r + Z C2 ZC Khi R = 0: P1R0 = (*) Khi khóa K đóng: Công suất tiêu thụ P2 = U R R + Z C2 = U2 Z C2 R+ R P2 = P2max R = ZC : P2max = Khi R = 20Ω : P2R20 = D 90 Ω P (2) (1) 20 Ω 20U 400 + Z C2 U2 2Z C (**) Theo đồ thị ta có: P01 P2 max = P2 R 20 P2 max = 20 -> 3ZC2 – 200ZC + 1200 = > ZC1 = P1 R P2 max = r Z C r + Z C2 = 300 ± 240 > r = Khi r = r1 = 20Ω: -> P2 R 20 P2 max = 20U 400 + Z C2 U2 2Z C = 40Z C 400 + Z C2 = Ω < 20 Ω loại; ZC = 60Ω -> 10rZC = 3r2 + 3ZC2 > 3r2 – 600r + 10800 = -> r1 = 20Ω r2 = 180Ω U 2R R + Z C2 40U 402 + 60 20U 20 + 60 Ta thấy P1R20 = > P2R20 = = mà theo đồ thị P1R20 < P2R20 Ta loại trường hợp r = 20Ω Vậy chọn đáp án C : r = 180Ω Câu 45: Trong thí nghiệm Yâng giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe không đổi Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới quan sát D khoảng vân hình 1mm Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới quan sát (D - ∆ D) (D + ∆ D) khoảng vân tương ứng i ∆ 2i Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới quan sát (D + D) khoảng vân A mm B mm C 3,5 mm D 2,5 mm Giải: i0 = = 3∆D i3 = λD a = 1mm.; i = λ ( D + 3∆D) a λ(D + = a λ ( D − ∆D) a D ) =2 λD a ; 2i = λ ( D + ∆D) a > 2(D - ∆D) = D + ∆D > D = 2i0 = mm Đáp án A Câu 46: Một sợi dây có sóng dừng ổn định Sóng truyền dây có tần số 10Hz bước sóng cm Trên dây, hai phần tử M N có vị trí cân cách cm, M thuộc bụng sóng dao động điều hòa với biên độ mm Lấy phần tử M chuyển động với tốc độ tốc có độ lớn A 3m/s2 Giải: B m/s2 C π π = 10 Tại thời điểm t, (cm/s) phần tử N chuyển động với gia m/s2 D 1,26 m/s2 λ B C M N MN = cm = λ + M N dao động ngược pha B út gần M BM = λ Phương trình sóng dừng M cách nút B khoảng d u = 2a cos( 2πd π π + ) cos(20πt − ) λ 2 Tai M uM = π π π cos( + ) cos(20πt − ) 2 sin(20πt − > vM = u’M = 120π Tai N: BN = λ + N u = với a = mm, λ + λ π ) =λ+ 19π π cos( ) cos(20πt − ) > uN = - 3 − cos(20πt − = (mm) sin(20πt − = 60π (mm/s) > π ) 7λ 12 cos(4π − (mm) = cos(20πt - π (20π)2sin(20πt) (mm/s2) = 3 (20π)2cos(20πt = 0,5 5π π ) cos(20πt − ) ) (mm) Gia tốc phần tử N: aN = - ω2uN = -> aN = π ) π ) (mm/s2) 4.103.0,5 (mm/s2) = m/s2 Đáp án B Câu 47: Một lắc lò xo treo vào điểm cố định, dao động điều hòa theo phuong thẳng đứng Tại thời điểm lò xo dãn cm, tốc độ vật lò xo dãn cm, tốc độ vật 2v 5v (cm/s); thời điểm (cm/s); thời điểm lò xo dãn cm, tốc độ 6v vật (cm/s) Lấy g = 9,8 m/s2 Trong chu kì, tốc độ trung bình vật khoảng thời gian lò xo bị dãn có giá trị gần với giá trị sau ? A 1,21 m/s B 1,43 m/s C 1,52 m/s D 1,26 m/s mg k Giải: Độ dãn lò xo vật VTCB ∆l0 = Chọn gốc tọa độ VTCB, chiều dương hướng xuống Tọa độ x vật lò xo giãn đoạn ∆l x = ∆l - ∆l0 V2 ω2 Ta có A2 = x2 + ( với V tốc độ vật tai tọa độ x) -> (2 - ∆l0)2 + 80 > - 2∆l0 = ∆l0 = - v2 ω2 v ω2 v2 ω2 = (4 - ∆l0)2 + 72 v2 ω2 = (6 - ∆l0)2 + 54 (*) 10 - 2∆l0 = v2 ω2 (**) -> v2 ω2 v2 ω2 = 0,8 (cm2/s2) = 1,4 cm Biên độ dao động A2 = (2 - ∆l0)2 + 80 Chu kỳ dao độngcủa lắc T = 2π v2 ω2 m k = 0,62 + 64 A = 8,0225 cm ∆l g = 2π = 0,2374 s Khi lò xo không bị dãn x0 = - ∆l0 = - 1,4 cm ∆l A x0 φ Trên hình vẽ: sinφ = = 0,175 > φ = 10 Thời gian lò xo dãn chu kỳ 200 360 t = T = 0,132s Quãng đườn vật CĐ trongthowif gian lò xo dãn S = 2(A + ∆l0) = 18,845 cm Tốc độ trung bình vật khoảng thời gian lò xo bị dãn vtb = S t = 18,845 0,132 = 142,765 cm/s = 1,43 m/s Chọn đáp án B u = 200 cos100π t Câu 48: Đặt điện áp (u tính V, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ Ω Biết cuộn dây cuộn cảm thuần, R = 20 cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch 3A u = 200 t+ 600 Tại thời điểm t V Tại thời điểm s cường độ dòng điện đoạn mạch không giảm Công suất tiêu thụ đoạn mạch MB A 200W B 180W C 90W D 120W 2 Giải: Tại thời điểm t : u = 200 cos100= 220 V > cos100πt = 1; sin100πi = Biểu thức cường độ dòng điên mạch i = I0cos(100πt – φ) với φ độ lệch pha u i mạch 600 Tại t + : (100πt – φ + π i = I0cos(100πt – φ) = I0cos(100πt – φ + )= π -> 100πt – φ = π π π π ) = giảm > π > φ = 100πt π -> cosφ = cos(100πt - ) = cos100πt.cos + sin100πt.sin = cos Công suất tiêu thụ toàn mạch P = UIcosφ = 3.200.0,5 = 300W Công suất tiêu thụ đoạn mạch MB PMB = P – PR = P – I2R = 300 – 180 = 120W Đáp án D π = 0,5 Câu 49: Giả sử sao, sau chuyển hóa toàn hạt nhân hidrô thành hạt nhân He lúc có He 32 với khối lượng 4,6.10 kg Tiếp theo đó, 12 C He He 4 He He → 126C chuyển hóa thành hạt nhân thông qua trình tổng hợp + + +7,27 MeV Coi toàn lượng tỏa từ trình tổng hợp phát với công suất trung bình 5,3.1030 W Cho biết: năm 365,25 ngày, khối lượng mol He 4g/mol, số A-vô-ga-đrô N A=6,02.1023 mol-1, 1eV=1,6.10-19J Thời gian để 12 He C chuyển hóa hết thành vào khoảng A 481,5 triệu năm B 481,5 nghìn năm C 160,5 triệu năm năm Giải: Số hạt nhân hêli Số phản ứng tổng hợp He 12 có m = 4,6,1032 kg : N = C t= = ∆E = N Am 3PA 23 ∆E = 6,02.10 23.4,6.10 35 3.5,3.10 30.4 m N Năng lương tỏa tổng hợp chuyển hóa hết N 3P NA A D.160,5 nghìn 6,02.10 4,6.10 3.5,3.10 30.4 7,27.1,6.10-13 He thành 35 7,27.1,6.10-13 (s) 365,25.8,64.10 t = 160,4898.106 năm = 160,5 triệu năm (năm) 12 C E = N ∆E = Pt > Câu 50: Trong thí nghiệm Yâng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 2m Nguồn sáng phát vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 380 nm đến 750 nm Trên màn, khoảng cách gần từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà có hai xạ cho vân sáng A 6,08 mm B 4,56 mm C 9,12 mm D 3,04 mm Giải: Vị trí vân sáng: x = k Bề rông vùng qua phổ bậc k : Lk = k Xkmin = k D a D a λmin = k 2.10 0,5 D a D a λ (λmax – λmin) : từ xkmin đến xkmax Vơi k nguyên 2.10 0,5 x380,10-6 (mm) = 1,52k (mm) Xkmax = k λmax = k x750,10-6 (mm) = 3k (mm) Vị trí mà có vân sáng trùng x (k+1)min – xkmax ≤ Có chồng vùng quang phổ liền kề > 1,52(k + 1) – 3k = 1,52 – 1,48k ≤ > k ≥ Vị trí gần từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà có hai xạ cho vân sáng ứng với k = x3min = 1,52x3 = 4,56 mm Đáp án B