[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 9

Đáp án B

Phương pháp giải:

Chiều dài quỹ đạo của vật dao động: L=2A

Giải chi tiết:

Chiều dài quỹ đạo của vật là: L=2A⇒A=L2=102=5cm

Đáp án A

Phương pháp giải:

Sóng cơ lan truyền được trong chất rắn, lỏng, khí

Giải chi tiết:

Sóng cơ lan truyền trong chất rắn, lỏng, khí, không truyền được trong chân không

Đáp án D

Phương pháp giải:

Sử dụng máy tính bỏ túi để tìm biên độ dao động tổng hợp

Độ lớn vận tốc của vật ở vị trí cân bằng: v=ωA

Giải chi tiết:

Sử dụng máy tính bỏ túi, ta có: 4∠π4+3∠−3π4=1∠π4⇒A=1cm

Độ lớn vận tốc của vật ở vị trí cân bằng là: v=ωA=10.1=10cm/s

Đáp án D

Phương pháp giải:

Cường độ dòng điện: i=q'

Giải chi tiết:

Cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây là:

i=q'→i sớm pha hơn q góc π2

Cường độ dòng điện và điện tích có cùng tần số

Đáp án C

Phương pháp giải:

Độ lệch pha giữa hai phần tử môi trường: Δφ=2πdλ

Giải chi tiết:

Khoảng cách giữa hai phần tử môi trường gần nhau nhất dao động cùng pha là một bước sóng

Đáp án C

Phương pháp giải:

Khoảng vân: i=λDa

Giải chi tiết:

Khoảng cách giữa hai vân tốc liên tiếp bằng khoảng vân: i=λDa=0,6.10−6.1,51.10−3=9.10−4m=0,9mm

Đáp án C

Phương pháp giải:

Mức cường độ âm: L=10lgII0dB

Giải chi tiết:

Mức cường độ âm là: L=10lgII0dB

Đáp án B

Phương pháp giải:

Vị trí vân sáng bậc k:x=ki

Khoảng vân: i=λDa

Giải chi tiết:

Vị trí của điểm M là: x=ki=kλDa⇒3.10−3=3.λ.21.10−3

⇒λ=0,5.10−6m=0,5μm

Đáp án D

Phương pháp giải:

Vận tốc truyền sóng: v=λf

Ánh sáng khi truyền qua các môi trường khác nhau luôn có tần số không đổi

Giải chi tiết:

Độ giảm vận tốc của sóng này khi truyền qua hai môi trường là:

v2−v1=λ2f−λ1f=λ2−λ1f

⇒f=v2−v1λ2−λ1=ΔvΔλ=0,5.1080,1.10−6=5.1014Hz

Bước sóng của ánh sáng này trong chân không là:

λ=cf=3.1085.1014=0,6.10−6m=0,6μm

Đáp án B

Phương pháp giải:

Sử dụng bảng thang sóng điện từ

Giải chi tiết:

Ta có bảng thang sóng điện từ:

Từ bảng thang sóng điện từ, các bức xạ có bước sóng giảm dần là: tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia tử ngoại, tia Rơn – ghen

Đáp án D

Phương pháp giải:

Chiết suất của môi trường đối với các ánh sáng đơn sắc: nd≤n≤nt

Giải chi tiết:

Sắp xếp đúng là: nd<nv<nt

Đáp án C

Phương pháp giải:

Tần số góc của mạch dao động: ω=1LC

Giải chi tiết: 

Tần số góc của mạch dao động là: ω=1LC

Đáp án C

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết sóng điện từ

Giải chi tiết:

Khi sóng điện từ lan truyền, vectơ cường độ điện trường luôn vuông góc với vectơ cảm ứng từ → A đúng, C sai

Sóng điện từ là sóng ngang → B đúng

Sóng điện từ lan truyền được trong chân không → D đúng

Đáp án D

Phương pháp giải:

Gia tốc: a=−ω2x

Giải chi tiết:

Vecto gia tốc có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ, chiều luôn hướng về vị trí cân bằng

Đáp án B

Phương pháp giải:

Phương trình dao động của con lắc đơn: α=α0cosωt+φ

Giải chi tiết:

Phương trình dao động của con lắc là: α=0,1cos10t+0,79rad

Đáp án B

Phương pháp giải:

Lực kéo về: k=ma=−mω2x

Giải chi tiết:

Độ lớn lực kéo về cực đại tác dụng lên vật là:

F0=mω2A⇒A=Fmω2=0,80,5.42=0,1m=10cm

Đáp án A

Phương pháp giải:

Hiệu điện thế hiệu dụng: UR=U.RR2+ZL−ZC2UL=U.ωLR2+ZL−ZC2UC=U.1ωCR2+ZL−ZC2

Giải chi tiết:

Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử khi ω=0 là: UR=0UL=0UC=U

→ Đồ thị (1) tương ứng là đồ thị UC

Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở có giá trị cực đại là:

URmax=U=UCω=0→ đồ thị (2) tương ứng với đồ thị UR

Đáp án C

Phương pháp giải:

Thế năng: Wt=12kx2

Cơ năng: W=Wt+Wd=12kA2b

Giải chi tiết:

Khi vật có li độ x=3cm, động năng của vật:

Wd=8Wt⇒Wt=19W⇒12kx2=19.12kA2

⇒x=13A⇒A=3x=3.3=9cm

Đáp án B

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết dao động cưỡng bức

Giải chi tiết:

Tần số dao động cưỡng bức luôn bằng tần số ngoại lực → A đúng

Tần số dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào tần số riêng của vật dao động → B sai

Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực, tần số của ngoại lực và tần số riêng của vật dao động → C, D đúng

Đáp án B

Phương pháp giải:

Tốc độ của vật ở vị trí cân bằng: v=ωA

Giải chi tiết:

Tốc độ của vật ở vị trí cân bằng là: v=ωA=8.10=80cm/s

Đáp án B

Phương pháp giải:

Hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe đến vân tối trên màn: d2−d1=k+12λ

Giải chi tiết:

Tại điểm M là vân tối thứ 3→k=2

Hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe đến điểm M là: 

d2−d1=k+12λ=2+12λ=2,5λ

Đáp án B

Phương pháp giải:

Biên độ của vật đạt giá trị cực đại khi xảy ra cộng hưởng: ω=ω0

Tần số dao động riêng của con lắc: ω0=km

Giải chi tiết:

Viên bi dao động với biên độ cực đại → xảy ra hiện tượng cộng hưởng

Tần số của ngoại lực là: ωF=ω0=km⇒m=kωF2=45152=0,2kg=200g

Đáp án D

Phương pháp giải:

Điện trường và từ trường biến thiên cùng pha: EB=E0B0

Cường độ điện trường tại hai thời điểm vuông pha: E12+E22=E02

Giải chi tiết:

Độ lệch pha giữa thời điểm t0 và t=t0+0,75T là:

Δφ=ωΔt=2πT.0,75T=3π4→ cường độ điện trường giữa hai thời điểm này vuông pha nhau

Ta có: E12+E22=E02⇒0,5E02+E22=E02⇒E2=3E02

Điện trường và từ trường biến thiên cùng pha, ta có: E2B2=E0B0⇒B2=B0.E2E0=3B02

Đáp án A

Phương pháp giải:

Điện tích cực đại: Q0=I0ω

Công thức độc lập với thời gian: i2I02+q2Q02=1

Giải chi tiết:

Điện tích cực đại trên tụ điện là: Q0=I0ω=0,052000=2,5.10−5C

Ta có công thức độc lập với thời gian: i2I02+q2Q02=1⇒202502+q22,5.10−52=1⇒q≈±2,3.10−5C

Điện tích có giá trị gần nhất với giá trị 2,4.10−5C

Đáp án A

Phương pháp giải:

Phương trình cường độ dòng điện: i=I0cosωt+φ

Trong đó: i là cường độ dòng điện tức thời

I0 là cường độ dòng điện cực đại

ω là tần số góc

φ là pha ban đầu

ωt+φ là pha dao động

Đáp án A

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết đặc điểm của quang phổ liên tục

Giải chi tiết:

Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát mà không phụ thuộc vào bản chất của nguồn phát

Đáp án A

Phương pháp giải:

Khoảng vân: i=λDa

Giải chi tiết:

Khi thay ánh sáng đơn sắc có bước sóng khác, vị trí vân trung tâm không thay đổi

Khoảng vân giao thoa: i=λDa⇒i~λ

Ta có bước sóng: λv>λl⇒iv>il

Đáp án A

Phương pháp giải:

Cảm kháng của cuộn dây: ZL=ωL

Dung kháng của tụ điện: ZC=1ωC

Cường độ dòng điện cực đại: I0=U0R2+ZL−ZC2

Giải chi tiết:

Cảm kháng của cuộn dây và dung kháng của tụ điện là:

ZL=ωL=100π.1π=100ΩZC=1ωC=1100π.10−42π=200Ω

Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là: I0=U0R2+ZL−ZC2=20021002+100−2002=2A

Đáp án C

Phương pháp giải:

Chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng đơn sắc: n=cv=λ0λ

Giải chi tiết:

Bước sóng của ánh sáng khi truyền trong thủy tinh là: λ=λ0n=0,751,5=0,5μm=500nm

Đáp án C

Phương pháp giải:

Bước sóng của sóng điện từ: λ=2πcLC

Giải chi tiết:

Bước sóng của máy phát ra là: λ=2πcLC=2π.3.108.10−3π.4.10−9π=1200m

Đáp án A

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết tán sắc ánh sáng

Giải chi tiết:

Cầu vồng sau cơn mưa được tạo ra do hiện tượng tán sắc ánh sáng

Đáp án D

Phương pháp giải:

Khoảng vân: i=λDa

Vị trí vân sáng: xs=ki

Giải chi tiết:

Ban đầu, tại A là vân sáng, ta có: xA=ki=kλDa

Khi dịch chuyển màn ra xa một khoảng d, tại A có: xA=k'i'=k'.λD+da

Lại có: i'>i→ số vân sáng trên AB giảm

Trên AB có số vân sáng giảm 4 vân →k'=k−2

⇒xA=kλDa=k−2λD+da⇒kD=k−2D+d1

Nếu dịch chuyển tiếp màn ra xa 9d và nếu nếu dịch tiếp màn ra xa nữa thì tại A và B không còn xuất hiện vân sáng → tạiA là vân sáng bậc 1k''=1

Ta có: xA=k''.i''=1.λD+10da=λD+10da

⇒xA=kλDa=λD+10da⇒kD=D+10d⇒d=k−1D10

Thay vào (1), ta có:

kD=k−2.D+k−1D10⇒k=k−2.1+k−110⇒k=6

Đáp án A

Phương pháp giải:

Công thức máy biến áp: U2U1=N2N1

Giải chi tiết:

Tỉ số điện áp hiệu dụng giữa cuộn thứ cấp và sơ cấp ban đầu là: U2U1=N2N1=16751

Khi quấn thêm 48 vòng ở cuộn thứ cấp, tỉ số điện áp hiệu dụng là: U2'U1=N2'N1=N2+48N1=673002

Chia (1) và (2) ta có: N2N2+48=6467⇒N2=1024vong⇒N1=4800vong

Số vòng dây dự định của cuộn thứ cấp là: N02=N14=1200vong

Số vòng cần quấn thêm là: N=N02−N2−48=128vong

Đáp án B

Phương pháp giải:

Chiều dài dây: l=kλ2

Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp: λ2

Hai điểm thuộc số bó sóng cùng chẵn hoặc cùng lẻ thì dao động cùng pha

Hai điểm có một điểm thuộc một bó sóng chẵn, một điểm thuộc bó sóng lẻ thì dao động ngược pha

Biên độ dao động: AM=Absin2πdλ

Giải chi tiết:

Khoảng cách giữa hai điểm  trên phương truyền sóng là: MN=AB−AM−NB=8,75cm

Trên dây có 5 bụng sóng →k=5

Chiều dài dây là: l=kλ2⇒15=5.λ2⇒λ=6cm⇒λ2=3cm

→ điểm M thuộc bó sóng thứ 2, điểm N thuộc bó sóng thứ 5

→ hai điểm M, N dao động ngược pha

Xét trên phương dao động, khoảng cách giữa hai điểm M, N ngắn nhất khi chúng cùng đi qua vị trí cân bằng:

xmin=0⇒dmin=xmin2+MN2=8,75cm

Biên độ dao động của hai điểm M, N là:

AM=Absin2π.AMλ=1.sin2π.46=32cmAN=Absin2π.BNλ=1.sin2π.2,256=22cm

Trên phương dao động, khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm M, N là:

xmax=AM+AN=32+22≈1,57cm

⇒dmax=xmax2+MN2≈8,9cm⇒dmaxdmin=8,98,75≈1,02

Đáp án C

Phương pháp giải:

Khoảng cách giữa hai chất điểm lớn nhất khi chúng đối xứng qua vị trí cân bằng

Thế năng: Wt=12kx2

Cơ năng: W=Wd+Wt=12kA2

Giải chi tiết:

Hai chất điểm cùng biên độ có khoảng cách lớn nhất khi chúng đối xứng qua vị trí cân bằng:

dmax=2x⇒x1=x2=dmax2=3cm

Động năng của chất điểm 2 là:

Wd2=34W2⇒Wt2=14W2

⇒12kx22=14.12kA22⇒x2=A22⇒A2=A1=2x2=6cm

Đáp án A

Phương pháp giải:

Bước sóng: λ=vf

Độ lệch pha theo thời gian: Δφt=2πft

Độ lệch pha theo tọa độ: Δφx=2πdλ

Sử dụng vòng trong lượng giác

Định lí Pi – ta – go cho tam giác vuông

Giải chi tiết:

Bước sóng: λ=vf=248=3cm

Hai điểm P, Q trễ pha so với điểm O là:

φP=2π.OPλ=2π.23=4π3rad

φQ=2π.OQλ=2π.43=8π3=2π3rad

Ở thời điểm t = 0, điểm O ở vị trí cân bằng và đi lên, pha dao động của điểm O:−π2rad

Ở thời điểm t=116s, vecto quay được góc: Δφt=2πft=2π.8.316=3πrad

→ pha dao động của điểm O:φO=−π2+3π=5π2=π2rad

Ta có vòng tròn lượng giác:

Từ vòng tròn lượng giác, ta thấy li độ của điểm P, Q ở thời điểm t là:

xP=Acosπ6=A32xQ=Acos−2π3=−A32

Tọa độ của các điểm O, P, Q là: O0;0;P2;A32;Q4;−A32

Tam giác OPQ vuông tại P⇒OQ2=OP2+PQ2

⇒42+−A322=22+A322+4−22+−A32−A322⇒A=1,63cm

Giá trị A gần nhất với giá trị 2cm

Đáp án C

Phương pháp giải:

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị

Tổng trở: Z=R2+ZL−ZC2

Công suất: P=U2RZ2

Giải chi tiết:

Tổng trở của mạch điện là: Z=R2+ωL−1ωC2

Từ đồ thị ta thấy khi tần số f=50Hz, tổng trở của mạch đạt cực tiểu:

Zmin=R=100Ω→ trong mạch có cộng hưởng

Công suất của mạch khi có cộng hưởng là: P=U2R=2402100=576W

Đáp án D

Phương pháp giải:

Khoảng vân: i=λDa

Vị trí vân sáng: x=ki

Giải chi tiết:

Tại điểm M có các vân sáng, ta có:

x=ki=kλDa⇒λ=axkD=0,5.10−3.1,5.10−2k.2=3,75.10−6k

Nguồn phát là ánh sáng trắng bước sóng:

380.10−9≤λ≤760.10−9

⇒380.10−9≤3,75.10−6k≤760.10−9

⇒9,9≥k≥4,9

⇒kmin=5⇒λmax=7,5.10−7m=750nmkmax=9⇒λmin=4,17.10−7m=417nm

⇒λmax+λmin=1167nm

Đáp án D

Phương pháp giải:

Lực điện: F=qE=ma

Gia tốc trọng trường hiệu dụng: g1→=g→+a1→

Công thức định lí hàm sin: asinA=bsinB=csinC

Giải chi tiết:

Lực điện tác dụng lên các con lắc là: F1=F2=qE⇒a1=a2

Ta có hình vẽ:

Áp dụng định lí hàm sin cho các tam giác, ta có: 

a1sin80=gsin1720−α1=g1sinα1a2sin80=gsin1720−α2=g2sinα2

Lại có: a1=a2⇒a1sin80=a2sin80

gsin1720−α1=gsin1720−α2

⇒sin1720−α1=sin1720−α2⇒1720−α1=1800−1720−α2

⇒α1+α2=1640

Xét chu kì của con lắc: T1=T2⇒2πlg1=2πlg2⇒g1=g2

Mặt khác: g1sinα1=g2sinα2⇒sinα1=sinα2⇒α1+α2=1800

→ với mọi giá trị α1,α2 thỏa mãn α1+α2=1640, luôn có T2>T1

Góc hợp bởi hai vecto cường độ điện trường:

α=α1−α2⇒α1=α+α2⇒α+2α2=1640⇒α2=1640−α2

Ta có: α2≥00⇒1640−α2≥00⇒α≤1640

Vậy α không thể nhận giá trị 1700

Đáp án D

Phương pháp giải:

Hình chiếu của chuyển động tròn đều lên đường kính là dao động điều hòa có biên độ A=R=d2

Công thức độc lập với thời gian: x2+v2ω2=A2

Sử dụng vòng tròn lượng giác

Cường độ âm: I=P4πr2

Hiệu hai mức cường độ âm: L2−L1=lgI2I1

Giải chi tiết:

Hình chiếu của vật này lên trục Ox có biên độ là: A=d2=25cm=0,25m

Ở thời điểm đầu, mức cường độ âm đo được là nhỏ nhất:

 Lmin⇒Imin⇒rmax=1,25m→vật ở vị trí biên xa nhất so với điểm

Áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có:

x2+v2ω2=A2⇒x2+1,2532102=0,252⇒x=±0,125m

Trong một chu kì, có 4 lần vật đạt tốc độ 1,253m/s

Ta có vòng tròn lượng giác:

Từ vòng tròn lượng giác ta thấy vật có tốc độ 1,253m/s lần thứ 2021 khi vật đi qua li độ −0,125m

Khoảng cách từ điểm M tới điểm H là:

r=MH=MK2+KH2=OM2−OK2+OH+OK2

⇒r=0,252−0,1252+1+0,1252≈1,1456m

Ta có hiệu mức cường độ âm:

L−Lmin=lgIImin=lgrmax2r2

⇒L−5=lg1,2521,14562⇒L≈5,076B=50,76dB

Cường độ âm có giá trị gần nhất với giá trị 50,8dB