[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 13

Phương pháp:

+ Đọc phương trình sóng cơ

+ Vận dụng biểu thức:f=ω2π  

Cách giải:

Phương trình sóng: u=3cos(100πt−x)(cm) 

Từ phương trình ta có: ω=100π(rad/s) 

⇒Tần số của sóng: 100π2π=50Hz f=ω2π= 

Chọn A.

Phương pháp:

Sử dụng mối liên hệ giữa đặc trưng vật lí và đặc trưng sinh lí của âm. 

Cách giải:

Âm do một chiếc đàn bầu phát ra:

- Nghe càng trầm khi tần số nhỏ, nghe càng cao khi tần số lớn.

- Độ cao phụ thuộc vào tần số âm.

- Âm sắc phụ thuộc vào dạng đồ thị dao động của âm.

Chọn D.

Sử dụng biểu thức f=12πgl 

Cách giải: 

Tần số dao động của con lắc đơn: 12π101=0,5Hz f=12πgl=

Chọn A.

Phương pháp:

Vận dụng lí thuyết về dao động điều hòa.

Cách giải:

A – sai vì gia tốc của vật có độ lớn cực đại tại vị trí biên.

B – sai vì lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ dao động của vật.

C – sai vì lực kéo về có độ lớn cực đại tại biên.

D – đúng.

Chọn D.

Phương pháp: 

Khoảng cách giữa cực đại và cực tiểu gần nhất là λ4  

Cách giải:

Do A, B là hai nguồn có cùng biên độ, cùng pha ⇒Trung điểm O của AB là cực đại

Khoảng cách từ O đến điểm cực tiểu giao thoa gần nhất trên AB là λ4

Chọn D.

Phương pháp: 

Vận dụng biểu thức tính chu kì dao động con lắc đơn: T=2πlg 

Cách giải: 

+ Khi chiều dài con lắc là l: T=2πlg

+ Khi chiều dài con lắc là l2:T'=2πl2g=T2 : 

⇒ Chiều dài của con lắc khi này giảm 2 lần.

Chọn B.

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết về các mạch điện xoay chiều.

Cách giải:

Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện khi đó hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch trễ pha π2 so với cường độ dòng điện.

Chọn A.

Phương pháp:

+ Sử dụng biểu thức tính hiệu điện thế cực đại: U0=I0R 

+ φuR=φi 

Cách giải:

Mạch chỉ có điện trở U0=I0R=2.20=40V 

Và: φu=φi=0 

 Biểu thức của điện áp: u=40cos(100πt)V 

Chọn D.

Phương pháp: 

Sử dụng biểu thức tính độ tụ: D=1f=1d+1d' 

Cách giải:

Ta có: d'=OCV=−1m,d=∞ 

Độ tu: D=1f=1d+1OCV=1∞+1−1=−1dp 

Chọn A.

Phương pháp:

+ Vận dụng lí thuyết về phương truyền sóng.

+ Sử dụng phương pháp đọc đồ thị dao động sóng

Cách giải: 

Theo phương truyền sóng, các phần tử trước đỉnh sóng sẽ đi xuống, sau đỉnh sóng sẽ đi lên.

Từ đồ thị ta có, điểm M sau đỉnh sóng đang đi lên. 

⇒ Sóng truyền từ B đến A và N cũng đang đi lên.

Chọn C.

Phương pháp: 

Vận dụng biểu thức tính công suất: P=U2R 

Cách giải: 

+ Trong mạch điện 1 chiều, công suất tiêu thụ của mạch: P0=U02R 

+ Trong mạch điện xoay chiều, công suất tiêu thụ của mạch: P=U2R=U022R 

⇒P0P=2 

Chọn D.

Phương pháp:

Vận dụng lí thuyết về nhạc âm.

Cách giải:

Nhạc âm có đồ thị dao động âm là những đường tuần hoàn có tần số xác định.

Chọn A.

Phương pháp:

Vận dụng lí thuyết về sóng dừng.

Cách giải:

A – sai: Tần số của 2 sóng là như nhau.

B – sai: Sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ.

C – đúng.

D – sai.

Chọn C.

Phương pháp:

Sử dụng biểu thức tính độ dài quỹ đạo: L = 2A 

Cách giải:

Chiều dài quỹ đạo: L = 2A = 2.6 =12cm

Chọn C.

Phương pháp:

Sử dụng trục thời gian suy ra từ vòng tròn lượng giác. 

Cách giải: 

Vận tốc của vật bằng 0 lần đầu tiên ở thời điểm t=T4 

Chọn B.

Phương pháp:

Sử dụng biểu thức tính động năng cực đại: Wdmax=12mvmax2=12m(Aω)2 

Cách giải: 

Động năng cực đại của vật: Wdmax=12mvmax2=12m(Aω)2=12⋅0,1.(0,08.10)2=0,032J=32mJ

Chọn A.

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết về lực từ và biểu thức tính lực từ: F=BIlsinα 

Cách giải:

Ta có, lực từ: F=BIlsinα với α=(B→,Il→) 

⇒Fmax khi sina = 1 hay a= 90⁰

⇒ Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn cực đại khi dây dẫn vuông góc với véctơ cảm ứng từ của từ trường. Chọn D.

Phương pháp: 

Vận dụng biểu thức: iI02+uU02=1 

Cách giải:

Ta có mạch chỉ có cuộn cảm thuần ⇒u⊥i 

Khi điện áp giữa hai đầu cuộn cảm cực đại ⇒ Cường độ dòng điện qua cuộn cảm khi đó bằng 0A. 

Chọn A.

Phương pháp:

Vận dụng lí thuyết về các mạch điện xoay chiều.

Cách giải:

Mạch chỉ có điện trở thuần ⇒u,i cùng pha 

⇒uU0−iI0=uU−iI=0  và  UU0+II0=2⇒A sai  

Chọn A.

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết về hiện tượng đoản mạch.

Cách giải:

Hiện tượng đoản mạch là hiện tượng cường độ dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại do điện trở mạch ngoài bằng không.

Chọn D.

Phương pháp: 

Sử dụng hệ thức độc lập: A2=x2+v2ω2A2=v2ω2+a2ω4 

Cách giải: 

Ta có hệ thức độc lập: A2=x2+v2ω2A2=v2ω2+a2ω4

Suy ra: A, B, D – sai; C – đúng

Chọn C.

Phương pháp:

+ Đọc phương trình

+ Vận dụng biểu thức tính công suất: P=UIcosφ 

Cách giải:

Công suất tiêu thụ của mạch: P=UIcosφ=1002⋅22⋅cosπ6−π3=503W

Chọn D.

Phương pháp:

+ Sử dụng công thức tính chiều dài quỹ đạo: L = 2A

+ Sử dụng biểu thức tính vận tốc: v=−Aωsin(ωt+φ) 

+ Vận tốc tại VTCB: vmax=Aω  

Cách giải:

Ta có: 

+ Biên độ dao động: A=L2=102=5cm 

+ Khi ωt+φ=π3 thì: v=−Aωsin(ωt+φ)⇔−5π3=−Aωsinπ3⇒Aω=10π 

Tại vị trí cân bằng, tốc độ của vật là vmax=Aω=10π(cm/s)

Chọn B. 

Phương pháp:

+ Sử dụng vòng tròn lượng.

+ Vận dụng biểu thức tính tần số góc: ω=2πf 

+ Vận dụng biểu thức: Δφ=ωΔt 

Cách giải:

+ Hiệu điện thế cực đại: U0=1002(V) 

+ Tần số góc: ω=100π (rad/s)

+ Vẽ trên vòng tròn lượng giác, ta được: 

Biết đèn chỉ sáng lên khi u≥U1=100V 

Ta có: cosΔφ=U1U0=1001002=12⇒Δφ=π4 

Thời gian đèn sáng trong 1 chu kì: Δt=4Δφω=4π4100π=1100s 

Thời gian đèn tắt trong 1 chu kì: Δt'=T−Δt=150−1100=1100s 

⇒ Tỉ lệ thời gian đèn sáng – tắt trong 1 chu kì là 1.

Chọn B.

Phương pháp: 

Vận dụng biểu thức tính chu kì dao động của con lắc đơn: T=2πlg 

Cách giải: 

+ Ban đầu: T=2πlg=Δt60

+ Khi thay đổi chiều dài l'=l+0,44:T'=2πl'g=Δt50 

⇒TT'=ll'=ll+0,44=5060⇒l=1m=100cm 

Chọn D.

Phương pháp: 

Sử dụng biểu thức: U1U2=N1N2=I2I1 

Cách giải: 

Ta có: N1=800N2=40U2=40VI2=6A 

Lại có: U1U2=N1N2=I2I1⇒U1=800VI1=0,3A 

Chọn C.

Phương pháp:

+ Sử dụng biểu thức tính bước sóng: λ=vf 

+ Sử dụng biểu thức tính độ lệch pha: Δφ=2πΔdλ 

Cách giải: 

+ Bước sóng: λ=vf=20050=4cm

+ Độ lệch pha giữa 2 điểm AB: Δφ=2πΔdλ=2π(42−20)4=11π

⇒ Hai điểm do động ngược pha nhau

⇒ Khoảng cách lớn nhất của 2 điểm A, B: dmax=ΔuAB+Δd=2A+Δd=2.4+(42−20)=30cm 

Chọn C.

Phương pháp:

Sử dụng biểu thức tính chu kì dao động của con lắc vướng định: T=12T1+T2⇒T=πgl1+l2 

Cách giải:

Chu kì dao động của con lắc đơn khi đó: 

T=12T1+T2⇒T=πgl1+l2=πg1+12=2+22s 

Chọn B.

Phương pháp: 

Vận dụng biểu thức tính điện lượng : Δq=∫t1t2idt 

Cách giải:

Ta có, điện lượng chạy qua tiết diện dây: 

Δq=∫t1t2idt=∫0T4I0cos(ωt+π).dt=I0ωsin(ωt+π)0T4=I0ω(1−0)=I0ω

Chọn B.

Phương pháp: 

Mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm, u nhanh pha hơn i một góc π2 

Cách giải: 

Ta có mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm, u nhanh pha hơn một góc π2

⇒φi=φu−π2=−π2−π2=−π(rad) 

Chọn B.

Phương pháp:

Vận dụng bài toán cộng hưởng trong mạch có L thay đổi: ZL=ZC 

Cách giải:

L thay đổi có Imax⇒ Mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng 

Khi đó: ZL=ZC⇔ωL=1ωC⇒L=1ω2C=1(100π)210−315π=32πH

Chọn C.

Phương pháp:

Vận dụng các biểu thức các mạch điện xoay chiều.

Cách giải:

Ta thấy u1i1≠u2i2⇒ Mạch kín không thể là R mà là cuộn dây hoặc tụ điện. 

Khi đó, ta có: (i1I02+u1U02=i2I02+u2U02=1   (1)

i22−i12u12−u22=I02U02⇒Z=U0I0=u12−u22i22−i12=100Ω 

Thay vào (1) ta suy ra: I0=2A⇒I=2A 

Khi tần số f = 100Hz thì cường độ dòng điện giảm I=12A 

⇒ Hộp kín là cuộn cảm thuần có độ tự cảm: L=Zω1=10050.2π=1πH 

Chọn B.

Phương pháp:

Mạch có R thay đổi để công suất trên mạch cực đại: R=ZL−ZC 

Cách giải:

Mạch có R thay đổi khi R = Z, thì công suất tỏa nhiệt trên biến trở cực đại. 

Khi đó: I=UZ=U2ZL=10022.100=1A 

Chọn C.

Phương pháp: 

+ Sử dụng biểu thức tính mức cường độ âm: L=10logII0 

+ Sử dụng biểu thức tính hiệu mức cường độ âm: L2−L1=10logI2I1 

Cách giải:

+ Khi máy bay ở độ cao h₁ = 100m: L₁ =120dB

+ Khi máy bay ở độ cao h: L₂ = 100dB 

L2−L1=10logI2I1=10logh1h22⇔100−120=20logh1h2⇒h2=h110−1=1000m 

Chọn C.

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết mọi điểm nằm 2 bên của 1 nút của sóng dừng đều dao động ngược pha.

Cách giải: 

Ta có: OM=59cm=3λ+11λ16ON=87cm=5λ+7λ16OP=106cm=6λ+5λ8OQ=143cm=8λ+15λ16 

Ta có mọi điểm nằm 2 bên của 1 nút của sóng dừng đều dao động ngược pha. 

⇒ M và N cùng pha với nhau (cùng nằm bó chẵn), P và Q cùng pha với nhau (cùng nằm bó lẻ).

Chọn A.

Phương pháp: 

+ Sử dụng biểu thức tính chu kì dao động của con lắc đơn: T=2πlg 

+ Sử dụng biểu thức tính vận tốc cực đại: vmax=2gl1−cosα0 

Cách giải: 

+ Chu kì dao động của con lắc: T=2πlg=1,345s

+ Khi đặt vào điện trường, con lắc lệch khỏi VTCB ban đầu 1 góc αvới : 

tanα=FP=qEmg=2.10−6.3,5.1040,102.9,81≈0,07⇒α≈0,07rad 

Khi đó, con lắc có VTCB mới lệch 0,07rad theo chiều điện trường.

Lúc t = 0 con lắc ở vị trí biên âm

Khi t = 0,336s = T4con lắc ở CTCB mới và vận tốc khi này v=αω 

Khi tắt điện trường thì VTCB trở lại ban đầu ⇒α0=α2+v2ω2=α2=0,072(rad) 

⇒vmax=2gl1−cosα0=20,78cm/s 

Chọn C.

Phương pháp:

+ Vận dụng biểu thức cộng hưởng dao động 

+ Bài toán C biến thiên để UCmax :ZC=R2+ZL2ZLUC=UR2+ZL2R 

Cách giải: 

+ UMBminkhi ZC1=ZL khi đó: UMBmin=Ur=UR+rr=U1⇒U1=U11 

+ Khi C=C2=C12⇒ZC2=2ZC1thì UNBmax UCmax  khi đó

ZC2=2ZC1=(R+r)2+ZL2ZL⇔2ZL=(R+r)2+ZL2ZL⇒R+r=ZL⇒UR+r=UL 

U2=U(R+r)2+ZL2R+r=U2⇒U2U1=U2U11=112A 

Chọn A.

Phương pháp:

+ Sử dụng biểu thức R thay đổi để công suất tiêu thụ trên mạch cực đại: R=ZL−ZC 

Cách giải:

+ Khi R = 24Ω thì công suất tiêu thụ của mạch đạt cực đại 

Khi đó, ta có: ZL−ZC=R=24ΩP=U22R=300W⇒U=120V 

+ Khi R = 15Ω, công suất tiêu thụ của mạch khi này;

P=U2Z2R=U2R2+ZL−ZC2R=1202152+242.15=269,66W 

Chọn B.

Phương pháp:

+ Sử dụng hệ thức độc lập: A2=x2+v2ω2 

+ Sử dụng biểu thức tính thế năng: Wt=12kx2 

+ Sử dụng biểu thức tính cơ năng: W=12kA2 

Cách giải: 

Ta có: a−Δl02+8bϖ2=A2  (1)2a−Δl02+6bω2=A2  (2)3a−Δl02+2bω2=A2  (3) 

Để đơn giản, ta chuẩn hóa Δl0=1 từ (1), (2) ta được: 2b2ω2=3a2−2aA2=13a2−10a+1 

Thế vào (3) ta suy ra a=2A=33 

Tại vị trí lò xo nén 2a, li độ khi đó: x=2a+Δl0 

Thế năng tại đó: Wt=12kx2=12k(2.2+1)2=25k2 

Cơ năng: W=12kA2=33k2 

Động năng khi đó: Wd=W−Wt=332k−252k=8k2 

⇒ Tỉ số giữa động năng và thế năng là: WdWt=825 

Chọn A.

Phương pháp:

+ Sử dụng biểu thức tính bước sóng: λ=vf 

+ Sử dụng điều kiện cực đại giao thoa: d2−d1=kλ 

Cách giải:

Ta có:  + Bước sóng: λ=vf=5020=2,5cm  Đặt MI = x Ta có: 0<x≤10  Để M dao động cực đại và gần I nhất ⇒ M thuộc cực đại bậc 1 tính từ trung trực của AB ⇒ MB – MA =   ⇔(OB+x)2+IO2−(OA−x)2+IO2=λ  ⇔(10+x)2+202−(10−x)2+202=2,5⇒x=2,813cmChọn C.