Bộ đề thi minh họa môn Vật lí THPT Quốc gia năm 2022 có lời giải (Đề 17)

Cách giải: 

Tần số của mạch dao động là: $f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}.$

Chọn C.

Phương pháp:

Hạt nhân ${}_Z{}^{A}X$với Z là số proton, A là số nuclon, (A - Z) là số notron

Cách giải:

Hạt nhân ${}_{27}{}^{60}Co$ có 27 proton và 33 notron

Chọn A.

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết về máy quang phổ lăng kính

Cách giải:

Máy quang phổ lăng kính hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng.

Phương pháp: Điều kiện để có sóng dừng trên dây: $l=k\frac{\lambda }{2}$

Tần số sóng: $f=\frac{v}{\lambda }$ 

Cách giải:  

Trên dây có sóng dừng với 1 bụng sóng, ta có: $k=1\Rightarrow l=\frac{\lambda }{2}\Rightarrow \lambda =2l$

Tần số của sóng là: $f=\frac{v}{2\lambda }=\frac{v}{2l}$

Chọn C.

Phương pháp:

Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, khác dấu thì hút nhau. 

Cách giải:

Hai điện tích điểm q₁, q₂ khi đặt gần nhau thì hút nhau $\Rightarrow q_1$ và q₂ trái dấu 

Chọn D. 

Phương pháp:

Hệ số công suất: $cos\phi =cos\left({\phi }_u-{\phi }_i\right)$

Cách giải:

Độ lệch pha giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện là: 

$\phi ={\phi }_u-{\phi }_i=-\frac{\pi }{6}-\frac{\pi }{6}=-\frac{\pi }{3}\left(rad\right)$

Hệ số công suất của đoạn mạch là: $cos\phi =cos\left(-\frac{\pi }{3}\right)=\frac{1}{2}=0,5$

Chọn C.

Phương pháp: Sử dụng lý thuyết về cường độ âm.

Cách giải:

Đơn vị đo cường độ âm là: oát trên mét vuông (W/ m2).

Chọn B.

Phương pháp: 

Vị trí vận tối trên màn được xác định: $d_1-d_2=\left(k+\frac{1}{2}\right)\lambda$

Cách giải:

Nếu tại điểm M trên màn quan sát là vận tối thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S₁, S₂ đến M bằng bán nguyên lần bước sóng. 

Chọn B.

Phương pháp: 

i và u trên R luôn cùng pha

Cách giải:  

Ta có $i=\frac{u}{R}=11\sqrt{2}\cos \left(100\pi t\right)\left(A\right)$. Chọn C

Cách giải:

Suất điện động cực đại trong khung dây: $E_0=\pi NBS$

Chọn A.

Phương pháp:

Ánh sáng truyền trong chân không có cùng tốc độ bằng c.

Cách giải:

Chùm sắng đơn sắc màu đỏ và tím truyền trong chân không có cùng tốc độ.

Chọn D.

Phương pháp: 

Khoảng vẫn giao thoa: $i=\frac{\lambda D}{a}$

Vị trí của vân sáng trên màn: x = ki

Cách giải:

Vị trí vân sáng bậc 4 trên màn là:

$x=ki\Rightarrow 4,8=4\lambda \Rightarrow \lambda =1,2\left(mm\right)=1,{2.10}^{-3}\left(m\right)$

Mà $i=\frac{\lambda D}{2}\Rightarrow 1,{2.10}^{-3}=\frac{\lambda .2}{{1.10}^{-3}}\Rightarrow \lambda ={6.10}^{-7}\left(m\right)=0,6\left(\mu m\right)$

Chọn C.

Phương pháp:

 Lực kéo về: $F_{kv}=ma$

Cách giải:

Trong dao động điều hòa, lực kéo về biến thiên điều hòa cùng tần số, cùng pha với gia tốc.

Chọn C. 

Phương pháp:

Bán kính quỹ đạo Bo: $r=n^2{r}_0$

Cách giải:

Bán kính của electron ở quỹ đạo M và L là: 

$\left\{\begin{array}{l}{r}_M=3^2{r}_0=9r_0\\ r_L=2^2{r}_0=4r_0\end{array}\right.\Rightarrow r_M-r_L=9r_0-4r_0=5r_0$

Chọn C.

Chu kì dao động của con lắc đơn: $T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$

Chọn D.

Phương pháp:

Áp dụng định luật bảo toàn số proton và số nuclon trong phản ứng hạt nhân

Cách giải:

Ta có phương trình phản ứng hạt nhân:

${}_{13}^{27}Al{+}_2^{4}He{\to }_{15}^{30}P{+}_Z^{A}X$

Áp dụng định luật bảo toàn số proton và số nuclon trong phản ứng hạt nhân, ta có:

$\left\{\begin{array}{l}27+4=30+A\\ 13+2=15+Z\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}A=1\\ Z=0\end{array}\right.\Rightarrow X{=}_0^{1}n$

Vậy hạt nhân X là notron

Chọn A.

Phương pháp:

Năng lượng liên kết: ${\text{W}}_{lk}=\left[Z.m_p+\left(A-Z\right).m_n-m\right].c^2$

Năng lượng liên kết riêng: ${\text{W}}_{lkr}=\frac{W_{lk}}{A}$

Cách giải:

Năng lượng liên kết quả hạt nhân là:

${\text{W}}_{lk}=\left[Z.m_p+\left(A-Z\right).m_n-m\right].c^2=\left(4.1,0073+6.1,0087-10,0135\right).u{c}^2$

$\Rightarrow {\text{W}}_{lk}=0,0679.931,5=63,249\left(MeV\right)$

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Be là:

${\text{W}}_{lkr}=\frac{W_{lk}}{A}=\frac{63,249}{10}=6,3249\left(MeV\right)$

Phương pháp:

Sử dụng thang sóng điện từ

Cách giải:

Ta có bảng thang sóng điện từ: 

Từ bảng thang sóng điện từ, ta thấy sóng có tần số từ $4,{0.10}^{14}$ Hz đến $7,5{.10}^{14}$ Hz thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy.

Chọn B.

Phương pháp: 

Định luật Ôm cho toàn mạch: $I=\frac{E}{R+r}$

Cách giải:  

Cường độ dòng điện trong mạch là: $I=\frac{E}{R+r}$

Chọn D.

Phương pháp: 

Định luật bảo toàn năng lượng điện từ: ${\text{W}}_{d\max }={\text{W}}_{t\max }\Rightarrow \frac{1}{2}C{U}_0^2=\frac{1}{2}L{I}_0^2$

Cách giải:

Ta có định luật bảo toàn năng lượng điện từ: 

${\text{W}}_{d\max }={\text{W}}_{t\max }\Rightarrow \frac{1}{2}C{U}_0^2=\frac{1}{2}L{I}_0^2\Rightarrow U_0=I_0\sqrt{\frac{L}{C}}=0,15.\sqrt{\frac{{50.10}^{-6}}{0,{125.10}^{-6}}}=3\left(V\right)$

Chọn A. 

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết về đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần

Cách giải: 

Trong đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch sớm pha $\frac{\mathrm{\pi }}{2}$ so với cường độ dòng điện. 

Chọn B. 

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết về máy biến áp.

Cách giải:

Máy biến áp là thiết bị có khả năng biến đổi điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.

Chọn B.

Phương pháp:

Sơ đồ khối của máy thu thanh gồm các bộ phận: Anten thu, mạch chọn sóng, mạch tách sóng, mạch khuếch đại.

Cách giải:

Trong sơ đồ khối của máy thu thanh vô tuyến điện đơn giản không có bộ phận mạch biến điệu

Chọn B.

Cách giải:

Tổng trở của đoạn mạch điện xoay chiều chứa cuộn cảm thuần và tụ điện: 

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết về dao động cưỡng bức

Cách giải:

Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ của ngoại lực cưỡng bức. $\to$ A đúng

Tần số của hệ dao động cưỡng bức luôn bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức. $\to$ B sai, C đúng

Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức. $\to$ D đúng

Chọn B.

Cách giải: Sóng ngang là sóng có các phần tử sóng dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

Chọn C.

Phương pháp: Tần số dao động: $f=\frac{N}{t}$

Cách giải: 

Tần số dao động của vật là: $f=\frac{N}{t}=\frac{2020}{505}=4\left(Hz\right)$

Chọn A.

Phương pháp: 

Công thoát electron của kim loại: $A=\frac{hc}{{\lambda }_0}$

Cách giải:

Công thoát electron của kim loại đó là:

Chọn C.

Phương pháp: 

Tần số góc của con lắc lò xo: $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}$ 

Độ giãn của lò xo khi ở VTCB: $\Delta l=\frac{mg}{k}$

Sử dụng vòng tròn lượng giác và công thức: $\Delta t=\frac{\Delta \phi }{\omega }$. 

Cách giải:

Tần số của con lắc là: $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{80}{0,2}}=20\left(rad/s\right)$

Khi vật ở VTCB, lò xo giãn một đoạn:

$\Delta l=\frac{mg}{k}=\frac{0,2.10}{80}=0,025\left(m\right)=2,5\left(cm\right)=\frac{A}{2}$

Ta có vòng tròn lượng giác: 

Từ vòng tròn lượng giác, ta thấy trong khoảng thời gian lò xo nén trong 1 chu kì, vecto quay được góc: 

$\Delta \phi =\frac{2\pi }{3}\left(rad\right)\Rightarrow \Delta t_{nen}=\frac{\Delta \phi }{\omega }=\frac{\frac{2\pi }{3}}{20}=\frac{\pi }{30}\left(s\right)$

Chọn A.

Phương pháp: 

Độ tụ của kính cận: $f_k=-\frac{1}{O{C}_v}$ 

Cách giải: 

Độ tụ của kính là: $f_k=-\frac{1}{O{C}_v}=-\frac{1}{0,5}=-2\left(dp\right)$

Chọn A.

Phương pháp: 

Phương trình sóng tổng quát: $u=a\cos \left(2\pi ft-\frac{2\pi x}{\lambda }\right)$

Tốc độ truyền sóng: $v=\lambda f$

Cách giải:

Phương trình sóng là: $u=5\cos \left(6\pi t-\pi x\right)\left(cm\right)$

Đối chiếu với phương trình sóng tổng quát, ta có:

Tốc độ truyền sóng là: $v=\lambda f=2.3=6\left(m/s\right)$

Chọn D.

Phương pháp:

Phương trình li độ: $x=\underset{}{\overset{}{\int }}vdt$

Cách giải:

Phương trình li độ của vật là: 

$x=\underset{}{\overset{}{\int }}vdt=\underset{}{\overset{}{\int }}20\pi cos\left(2\pi t+\frac{2\pi }{3}\right)dt=10\cos \left(2\pi t+\frac{\pi }{6}\right)\left(cm\right)$

Tại thời điểm ban đầu, vật có li độ là: 

Chọn D.

Phương pháp:

Công suất có ích của động cơ: $P=UIcos\phi -I^{2}R$

Cách giải: 

Công suất có ích của động cơ là:

Chọn A.

Phương pháp: 

Điều kiện có sóng dừng trên dây: $l=\frac{kv}{2f}$

Cách giải:

Khoảng cách từ một nút đến bụng thứ n là $x=\left(2n-1\right)\frac{\lambda }{4}$ 

Với n = 11 và x = 26,25cm suy ra $26,25=\left(2.11-1\right)\frac{\lambda }{4}\Rightarrow \lambda =5cm$ 

Tốc độ truyền sóng trên dây là  $v=\lambda f=5.10=50cm/s=0,5m/s.$

 Chọn A

Phương pháp: 

Tốc độ trung bình của vật trong 1 chu kì: $v_{tb}=\frac{S}{T}=\frac{4A}{\frac{2\pi }{\omega }}=\frac{4A\omega }{2\pi }$

Cơ năng của vật: $\text{W}=\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2$

Cách giải:

Tốc độ trung bình của vật trong 1 chu kì là:

$v_{tb}=\frac{4A\omega }{2\pi }=20\Rightarrow A\omega =10\pi \left(cm/s\right)=0,1\pi \left(m/s\right)$

Cơ năng của vật là:

$\text{W}=\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2=\frac{1}{2}.0,1.{\left(0,1\pi \right)}^2=4,{93.10}^{-3}\left(J\right)=4,93\left(mJ\right)$

Chọn D.

Phương pháp: 

Mức cường độ âm: $L=10\log \frac{I}{I_0}$

Hiệu mức cường độ âm: $L_N-L_M=10\log \frac{I_N}{I_M}$

Cách giải:

Hiệu mức cường độ âm tại điểm N và điểm M là: 

$L_N-L_M=10\log \frac{I_N}{I_M}\Rightarrow 70-40=10\log \frac{I_N}{I_M}\Rightarrow \frac{I_N}{I_M}={10}^3=1000$

Chọn B.

Phương pháp: 

*Khi f = f₀ thì U_C = U nên $Z_C^2=R^2+{\left(Z_L-Z_C\right)}^2\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}{Z}_L^2=2\frac{L}{C}-R^2\left(1\right)\\ Z_C=\frac{R^2+Z_L^2}{2Z_L}=\frac{x^2+1}{2}{Z}_L\end{array}\right.$

(Đã đặt R = xZ_L).

$\Rightarrow \tan \phi =\frac{Z_L-Z_C}{R}\iff -0,75=\frac{Z_L-\frac{x^2+1}{2}{Z}_L}{x{Z}_L}$

$\Rightarrow x=2\Rightarrow R=2{{\rm Z}}_L;{{\rm Z}}_C=\frac{2^2+1}{2}{{\rm Z}}_L=2,5{{\rm Z}}_L$(2)

*Khi f = f₀ + 45 thì U_L = U nên $Z{\text{'}}_L^2=R^2+{\left(Z{\text{'}}_L-Z{\text{'}}_C\right)}^2\Rightarrow Z{\text{'}}_C^2=2\frac{L}{C}-R^2$(3).

Từ (1) và (3)$\Rightarrow Z_L=Z{\text{'}}_C$ (4)  .Thay (4) vào (2):

$Z_C=2,5Z{\text{'}}_C\iff \frac{1}{2\pi f_0}=2,5.\frac{1}{2\pi \left(f_0+45\right)}\Rightarrow f_0=30\left(Hz\right).$

Thay f₀ = 30 Hz vào (2), ta được $\frac{1}{60\pi C}=2,5.100\pi L\Rightarrow \frac{1}{LC}=2,5.{\left(60\pi \right)}^2$(5)

*$U_{AM}=I{Z}_{RC}=U\sqrt{\frac{R^2+Z_C^2}{R^2+{\left(Z_L-Z_C\right)}^2}}\notin R\iff Z_L=2Z_C\iff \frac{1}{LC}=0,5{\left(2\pi f\right)}^2$(6)

Thay (5) vào (6):$0,5{\left(2\pi f\right)}^2=2,5{\left(60\pi \right)}^2\Rightarrow f=30\sqrt{5}\left(Hz\right)\Rightarrow$ Chọn B

Ta có công thức biến thiên cơ năng:

Phương pháp: 

          Khoảng vân:$\left\{\begin{array}{c}{i}_1=\frac{{\lambda }_{1}D}{a}=0,8\left(mm\right)\\ i_2=\frac{{\lambda }_{2}D}{a}=1,12\left(mm\right)\end{array}\right.$ 

          Khoảng vân trùng: $\frac{i_2}{i_1}=\frac{1,12}{0,8}=\frac{7}{5}\Rightarrow i_{\equiv }=5i_2=5,6\left(mm\right)$ 

          Vì tại gốc tọa độ O không phải là vị trí vân tối trùng và O cách vị trị trùng gần nhất là $x_{min}=0,5i_{\equiv }$ nên các vị trí trùng khác:

$\begin{array}{l}x=(n+0,5)i_{\equiv }=5,6n+2,8\left(mm\right)\stackrel{x_M=10\le x\le x_N=30}{\to }1,3\le n\le 4,8\Rightarrow n=2;\mathrm{...};4\\ \text{\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}có 3 giá trị}\end{array}$

 Chọn C