[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 7

Đáp án D

Phương pháp giải:

Cường độ âm tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.

Giải chi tiết:

Năng lượng mà sóng âm truyền đi trong một đơn vị thời gian, qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc

với phương truyền âm gọi là cường độ âm.

Đáp án A

Phương pháp giải:

Biểu thức li độ và gia tốc của vật dao động điều hòa: x=A.cosωt+φa=x''=−ω2.A.cosωt+φ

Giải chi tiết:

Ta có: x=A.cosωt+φa=−ω2.A.cosωt+φ⇒a=−ω2x

Đáp án D

Phương pháp giải:

Thay t vào biểu thức pha của dao động.

Giải chi tiết:

Ta có x=Acos10t

⇒ Pha của dao động là: 10.trad

⇒ Tại t=2s ta có: 10.2=20rad

Đáp án D

Phương pháp giải:

Công thức tần số góc, tần số, chu kì của con lắc lò xo dao động điều hòa: ω=kmT=2πmkf=12πkm

Giải chi tiết:

Công thức về tần số dao động điều hòa của con lắc lò xo nằm ngang là: f=12πkm

Đáp án C

Phương pháp giải:

Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong 1 chu kì: λ=vT=vf

Giải chi tiết:

Bước sóng được tính theo công thức: λ=vf

Đáp án A

Phương pháp giải:

Tần số của dòng điện do máy phát điện xoay chiều phát ra:

+ f=np, với nvong/s

+ f=np60, với nvong/phut

Giải chi tiết:

Tần số của dòng điện do máy phát ra là: f=np

Trong đó roto quay với tốc độ nvong/s

Đáp án A

Phương pháp giải:

Tốc độ cực đại: v0=ωA=2πf.A

Giải chi tiết:

Vật dao động điều hòa với tốc độ cực đại: v0=ωA=2πf.A⇒f=v02πA

Đáp án A

Phương pháp giải:

+ Âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí. Âm không truyền được trong chân không.

+ Nói chung vận tốc truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng, trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí.

Giải chi tiết:

Tốc độ truyền âm nói chung lớn nhất trong môi trường rắn.

Đáp án B

Phương pháp giải:

Năng lượng điện từ trong mạch dao động LC:

WLC=12Cu2+12Li2=12CU02=12LI02

Giải chi tiết:

Ta có năng lượng điện từ trong mạch LC được xác định bởi công thức:

WLC=12Cu2+12Li2=12CU02⇒i2=CL.U02−u2

Đáp án D

Phương pháp giải:

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm: F=k.q1q2εr2

Chân không có hằng số điện môi ε=1

Giải chi tiết:

Độ lớn lực tương tác điện giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không: F=k.q1q2r2

Đáp án C

Phương pháp giải:

+ Máy biến áp là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó.

+ Công thức máy biến áp lí tưởng: N1N2=U1U2=I2I1

Giải chi tiết:

Máy biến áp dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó.

⇒ Phát biểu không đúng:  Máy biến áp có thể thay đổi tần số dòng điện xoay chiều.

Đáp án C

Phương pháp giải:

Biểu thức suất điện động cảm ứng: e=E0.cosωt+φV

Trong đó E0 là suất điện động cực đại.

Giải chi tiết:

Ta có: e=2202.cos100πt+π4V

⇒E0=2202V

Đáp án C

Phương pháp giải:

Mạch điện chỉ có cuộn cảm thuần:

+ Cường độ dòng điện cực đại: I0=U0ZL

+ φu−φi=π2

Giải chi tiết:

Biểu thức điện áp: u=U0cosωtV

Biểu thức cường độ dòng điện: i=U0ZLcosωt+φu−π2=U0ωLcosωt−π2A

Đáp án D

Phương pháp giải:

* Sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản:

1. Micrô:thiết bị biến âm thanh thành dao động điện âm tần

2. Mạch phát sóng điện từ cao tần: tạo ra dao động cao tần (sóng mang)

3. Mạch biến điệu:trộn sóng âm tần với sóng mang

4. Mạch khuếch đại: tăng công suất (cường độ) của cao tần

5. Anten: phát sóng ra không gian.

* Sơ đồ khối của một máy thu thanh vô tuyến đơn giản:

1. Anten thu:thu sóng để lấy tín hiệu

2. Mạch khuếch đại điện từ cao tần.

3. Mạch tách sóng: tách lấy sóng âm tần

4. Mach khuếch đại dao động điện từ âm tần: tăng công suất (cường độ) của âm tần

5. Loa: biến dao động âm tần thành âm thanh

Giải chi tiết:

Trong máy phát thanh đơn giản, thiết bị dùng để biến dao động âm thanh dao động điện có cùng tần số là micro.

Đáp án A

Phương pháp giải:

Cảm ứng từ tại tâm vòng dây tròn: B=2π.10−7IR

Với I là cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn tròn (A); R là bán kính khung dây tròn (m)

Giải chi tiết:

Cảm ứng từ tại tâm vòng dây tròn là: B=2π.10−7IR

Đáp án D

Phương pháp giải:

Công thức tính tổng trở: Z=R2+ZL−ZC2

Giải chi tiết:

Tổng trở của mạch điện là: Z=R2+ZL−ZC2

Đáp án A

Phương pháp giải:

Công thức tính mức cường độ âm: L=10.logII0⇒I

Giải chi tiết:

Mức cường độ âm tại một điểm là:

L=10.logII0⇔40=10.logI10−12⇔logI10−12=4

⇔I10−12=104⇒I=10−12.104=10−8Wm2

Đáp án D

Phương pháp giải:

Điều kiện có sóng dừng trên dây hai đầu cố định là: l=kλ2;k∈Z

Số bụng = k; Số nút = k + 1.

Giải chi tiết:

Điều kiện có sóng dừng trên dây hai đầu cố định: l=kλ2=k.v2f⇒v=l.2fk

Trên dây có 3 bụng sóng ⇒k=3

⇒v=1,2.2.1003=80m/s

Đáp án D

Phương pháp giải:

Công thức tính tần số góc của con lắc đơn dao động điều hòa: ω=gl⇒l

Giải chi tiết:

Tần số góc dao động: ω=gl⇒l=gω2=1052=0,4m=40cm

Đáp án B

Phương pháp giải:

Công thức tính cơ năng: W=12mω2A2

Giải chi tiết:

Khối lượng vật nhỏ: m=100g=0,1kg

Li độ: x=10cos10πtcm⇒A=10cm=0,1mω=10πrad/s

Cơ năng của con lắc có giá trị là: W=12mω2A2=12.0,1.10π2.0,12=0,5J

Đáp án D

Phương pháp giải:

Biểu thức lực kéo về: F=ma=−mω2A.cosωt+φ

Giải chi tiết:

Khối lượng vật nhỏ: m=250g=0,25kg

Lực kéo về: F=−0,4.cos4tN⇒ω=4rad/s

⇒mω2A=0,4⇒A=0,4mω2=0,40,25.42=0,1m=10cm

Đáp án B

Phương pháp giải:

Biên độ của dao động tổng hợp: A=A12+A22+2A1A2.cosΔφ

Giải chi tiết:

Ta có: A=A12+A22+2A1A2.cosΔφ

+ Khi Δφ=2kπ⇒A=Amax=A1+A2

+ Khi Δφ=2k+1π⇒A=Amin=A1−A2

⇒A1+A2≥A≥A1−A2

Đáp án A

Phương pháp giải:

Công thức tính bước sóng: λ=vT=vf⇒v=λT=λf

⇒ Sai số tuyệt đối của phép đo: Δv=v¯.Δλλ+Δff

Sai số tương đối: Δvv¯.100%

Giải chi tiết:

Sai số tuyệt đối của phép đo: Δv=v¯.Δλλ+Δff

Sai số tương đối của phép đo: Δvv¯=Δλλ+Δff=0,010,75+10440=0,036=3,6%

Đáp án D

Phương pháp giải:

Công thức tính dung kháng: ZC=1ωC=12πfC

Giải chi tiết:

Công thức tính dung kháng: ZC=1ωC=12πfC⇒ZC~1f

⇒f tăng 4 lần thì ZC giảm đi 4 lần.

Đáp án D

Phương pháp giải:

Dung kháng: ZC=1ωC=12πfC

Cường độ hiệu dụng: I=UZC

Giải chi tiết:

+ Khi u=U2.cos100πt+πV:

I1=UZC1=U12π.100π.C⇔U.2π.100π.C=2A

+ Khi u=U2.cos120πt+π2V:

I2=UZC2=U12π.120π.C=U.2π.120π.C

+ Lấy I1I2 ta được: 2I2=100120=11,2⇒I2=2,4A

Đáp án D

Phương pháp giải:

Hiệu suất truyền tải:

H=PciP=P−PhpP=1−PhpP=1−P2RU2cos2φP=1−P.RU2cos2φ

Giải chi tiết:

Ta có: P=1MW=106WR=50ΩU=25kV=25.103Vcosφ=1

Hiệu suất truyền tải:

H=PciP=P−PhpP=1−P.RU2cos2φ

=1−106.5025.1032.1=0,92=92%

Đáp án C

Phương pháp giải:

Sử dụng VTLG và công thức Δt=αω=α.T2π

Tại một điểm có sóng điện từ truyền qua, cảm ứng từ và cường độ điện trường biến thiên cùng pha.

Giải chi tiết:

Biểu thức của cảm ứng từ: B=B0cos2π.108.t+π3T

Biểu thức của cường độ điện trường: E=E0cos2π.108.t+π3V/m

Biểu diễn trên VTLG ta có:

 

Từ hình vẽ ta xác định được góc quét: Δφ=π2−π3=π6

⇒ Thời điểm đầu tiên để cường độ điện trường tại điểm đó bằng 0 là:

Δt=Δφω=π62π.108=10−812s

Đáp án C

Phương pháp giải:

Tần số góc:  ω=km

Biên độ: A=x2+v2ω2

Sử dụng VTLG xác định pha ban đầu.

Giải chi tiết:

Tần số góc: ω=km=100,1=10rad/s

Kéo vật ra khỏi VTCB đoạn 32cm rồi thả nhẹ ⇒A=32cm

Tại t=0 vật qua vị trí x=−3cm theo chiều dương. Biểu diễn trên VLTG ta có:

 

Từ VTLG ⇒ Pha ban đầu: φ=−π2+π4=−3π4

⇒x=32.cos10t−3π4cm

Đáp án C

Phương pháp giải:

Công thức thấu kính: 1f=1d+1d'

Hệ số phóng đại: k=−d'd=A'B'¯AB¯

Giải chi tiết:

Ảnh A’B’ là ảnh thật ⇒ ảnh ngược chiều với vật

⇒k<0⇔−d'd=−2⇒d'=2d1

Ảnh A’B’ cách vật 24cm ⇒d'+d=24cm2

Từ (1) và (2) ⇒d'=16cmd=8cm

Tiêu cự của thấu kính: 1f=1d+1d'=18+116=316⇒f=163cm

Đáp án B

Phương pháp giải:

Biểu thức cường độ dòng điện: i=I0.cosωt+φ

Biểu thức điện áp tức thời: uR=U0R.cosωt+φuL=U0L.cosωt+φ+π2uC=U0C.cosωt+φ−π2

Sử dụng hệ thức độc lập theo thời gian của các đại lượng vuông pha.

Điện áp cực đại hai đầu mạch: U0=U0R2+U0L−U0C2

Giải chi tiết:

Ta có: uR=U0R.cosωt+φuL=U0L.cosωt+φ+π2uC=U0C.cosωt+φ−π2

Do uC và  uL vuông pha với uR

+ Tại t2 khi uL=uC=0⇒uR=U0R=100V

+ Tại thời điểm t1 , áp dụng hệ thức độc lập với thời gian của hai đại lượng vuông pha ta có:

uRU0R2+uLU0L2=1uRU0R2+uCU0C2=1⇔5021002+302U0L2=1⇒U0L=203V5021002+1802U0C2=1⇒U0C=1203V

Điện áp cực đại ở hai đầu đoạn mạch:

⇔5021002+302U0L2=1⇒U0L=203V5021002+1802U0C2=1⇒U0C=1203V

Đáp án B

Phương pháp giải:

Từ đồ thị viết phương trình dao động của hai con lắc.

Cơ năng: W=Wd+Wt⇔kA22=mv22+kx22

Công thức tính chu kì dao động: T=2πmk

Giải chi tiết:

Từ đồ thị, ta có phương trình dao động của hai con lắc lần lượt là:

x1=10.cosωt−π2x2=5.cosωt−π2⇒x1x2=2⇒x1=2x2

Tại thời điểm t, thế năng của con lắc thứ hai là:

Wt2=12kx22=0,005J⇔12k.x122=0,005

⇔14.12.kx12=0,005⇒12.kx12=0,2J⇒Wt1=0,02J

Động năng của con lắc thứ nhất ở thời điểm t  là:

Wd1=W1−Wt1=kA122−0,02=0,06

⇔k.0,122−0,02=0,06⇒k=16N/m

Chu kì của con lắc là:  T=2πmk=2π0,416=1s

Đáp án C

Phương pháp giải:

Phương trình sóng dừng: uM=2A.sin2πxλ.cosωt+φ

Tốc độ truyền sóng: v=λT

Giải chi tiết:

Phương trình sóng dừng: u=2sin0,5πxcos20πt+0,5πmm

Ta có: 2πxλ=0,5πxω=20πrad⇒λ=4cmT=2π20π=0,1s

Tốc độ truyền sóng: v=λT=40,1=40cm/s

Đáp án B

Phương pháp giải:

Công thức tính công suất tiêu thụ: P=U.I.cosφ=U2RZ2=U2R.cos2φ

Giải chi tiết:

Công suất tiêu thụ của mạch:

P=U2RZ2=U2RR2+ZL−ZC2

+ Khi C=C1 thay đổi để Pmax ⇔ xảy ra hiện tượng cộng hưởng

⇒Pmax=U2R=200W1

+ Khi C=C2 thì cosφ=32

⇒P=U2R.cos2φ=U2R.3222

Từ (1) và (2) ⇒P=200.322=150W

Đáp án B

Phương pháp giải:

Công thức tính công suất tiêu thụ: P=U.I.cosφ=U2RZ2

Giải chi tiết:

Theo bài ra ta có:

P1=P2⇔U2R1R12+ZL−ZC2=U2R2R22+ZL−ZC2

⇔R1.R22+ZL−ZC2=R2.R12+ZL−ZC2

⇔R1R22+R1ZL−ZC2=R2R12+R2ZL−ZC2

⇔R1R2=ZL−ZC2*

Lại có: ZL=100π.22π=502ΩZC=1100π.10−42π=1002ΩR=200Ω

Thay vào (*) ta được: 200.R2=502−10022⇒R2=25Ω

Đáp án B

Phương pháp giải:

Để đèn sáng bình thường thì Id=Idm

Cường độ dòng điện chạy qua đèn: I=ξbrb+Rd

Điện trở của đèn: Rd=Udm2Pdm

Công thức tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn mắc nối tiếp: ξb=n.ξrb=nr

Giải chi tiết:

Điện trở của đèn:

Rd=Udm2Pdm=626=6Ω

Cường độ dòng điện định mức của đèn: Idm=PdmUdm=66=1A

Giả sử bộ nguồn gồm x nguồn giống nhau mắc nối tiếp: ξb=x.ξ=3xrb=xr=2x

Cường độ dòng điện chạy qua đèn: I=ξbrb+Rd=3x2x+6

Để đèn sáng bình thường thì I=Idm

⇔3x2x+6=1⇔3x=2x+6⇒x=6

Đáp án A

Phương pháp giải:

Tần số dao động riêng: f0=12πkm

Biên độ dao động của vật càng lớn khi fcb−f0 càng nhỏ.

Giải chi tiết:

Tần số dao động riêng: f0=12πkm=1210.100,01=5Hz

Ta có đồ thị cộng hưởng cơ:

 

Tần số của ngoại lực tương ứng: f1=3,5Hz;f2=2Hz;f3=5Hz

⇒f3−f0<f1−f0<f2−f0

⇒A2<A1<A3

Đáp án B

Phương pháp giải:

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: ptr→=ps→⇒v

VTCB mới cách VTCB cũ: x0=mgk⇒ Li độ x tại vị trí va chạm.

Tần số góc của hệ: ω=kM+m

Biên độ dao động: A=x2+v2ω2

Giải chi tiết:

Áp dụng định luật bảo toàn vecto động lượng cho hệ ngay trước và sau va chạm:

ptr→=ps→⇔mv0=m+M.v

⇒v=m.v0m+M=0,5.60,5+1=2m/s=200cm/s

VTCB mới ở dưới VTCB mới một đoạn: x0=mgk=0,5.10200=0,025m=2,5cm

Li độ ngay sau khi va chạm so với VTCB mới là: x=A−x0=12,5−2,5=10cm

Tần số góc dao động của hệ: ω=kM+m=2001+0,5=203rad/s

Biên độ dao động của hệ hai vật sau va chạm là: A=x2+v2ω2=102+20022032=20cm

Đáp án C

Phương pháp giải:

Điều kiện có cực đại giao thoa trong giao thoa sóng hai nguồn cùng pha: d2−d1=kλ;k∈Z

Sử dụng định lí Pitago.

Giải chi tiết:

Gọi M và N là hai điểm dao động với biên độ cực đại trên Δ nằm về hai phía của điểm C.

Khoảng cách từ M đến C là x.

 

Từ hình vẽ ta có: d1=22+4−x2d2=22+4+x2

M là điểm dao động với biên độ cực đại nên: d2−d1=kλ=2kcm

+ M gần C nhất nên M thuộc cực đại ứng với k=1

⇒d2−d1=2

⇔22+4+x2−22+4−x2=2⇒x=1,1255cm⇒MC=1,1255cm

+ N gần C nhất nên N thuộc cực đại ứng với k=−1.

Hoàn toàn tương tự ta tính được: NC=1,1255cm

⇒MN=1,1255+1,1255=2,251cm

Đáp án C

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết của mạch RLC mắc nối tiếp.

Vẽ giản đồ vecto.

Sử dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông, định lí hàm cos, định lí Pitago.

Định luật Ôm: I=UZ=ULZL=UCZC=URR

Giải chi tiết:

Đoạn AM gồm R,C mắc nối tiếp.

Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM và MB vuông pha với nhau ⇒ MB gồm R,L nối tiếp.

Ta có giản đồ vecto:

 

Có UAB→=UAM→+UMB→UAM→⊥UMB→⇒UAB=UAM2+UMB2=120V1

Lại có U1=3U22

Từ (1) và (2) ⇒UAM=U1=603VUBM=U2=60V

Áp dụng định lí hàm số cos trong tam giác UMBOUAM có:

UAM2=UMB2+UAB2−2.UMBUAB.cosUMBOUAB^

⇔6032=602+1202−2.60.120.cosUMBOUAB^

⇒cosUMBOUAB^=0,5⇒UMBOUAB^=π3

⇒UMBOUR2^=UMBOUAB^−π12=π3−π12=π4

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông UMBOUR2 ta có:

UR2=UMB.cosUMBOUR2^=60cosπ4UL=UMB.sinUMBOUR2^=60sinπ4

Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch: I=2A

⇒ R2=UR2I=60cosπ42=21,21ΩZL=ULI=60sinπ42=21,21Ω⇒L=21,21100π=0,068H

Đáp án C

Phương pháp giải:

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB:

P=I2.R+r=UAB2R+rZ2=UAB2R+r.cos2φ

Sử dụng giản đồ vecto.

Từ giản đồ vecto tính được UAB

Hệ số công suất: cosφ=R+rZ=UR+rUAB

Giải chi tiết:

Từ đồ thị ta viết được phương trình: uAN=1002.cos2πTt−π2VuMB=602.cos2πTt−πV

⇒UAN→⊥UMB→

Ta có giản đồ vecto:

 

Theo bài ra ta có: R=r⇒URUr=Rr=1

⇒UR=Ur⇒UR+r=UR+Ur=2Ur

Từ giản đồ vecto ta có:

cosα=ULC60=UR+r100⇔ULC60=2Ur100⇒ULC=1,2Ur

Mà: UMB=Ur2+ULC2⇔60=Ur2+1,2Ur2

⇒Ur=602,44V

Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch:

UAB=UR+r2+ULC2=2Ur2+1,2Ur2

=Ur.5,44=602,44.5,44≈89,6V

Hệ số công suất: cosφ=UR+rUAB=2.602,4489,6=0,857

Công suất tiêu của đoạn mạch AB: P=U2R+r.cos2φ=89,6230+30.0,8572=98,3W