HƯỚNG DẪN GIẢI HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MINH HỌA KỲ THI THPT QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÝ Câu 1. Phương trình tổng quát của dao động điều hòa là x = A cos(ωt+φ). Theo đề bài suy ra biên độ dao động A = 4 cm ( B) Câu 2. Dao động điều hòa ta có : k m ω = → 2 2 m T k π π ω = = (B) Câu 3. Theo lý thuyết về dao động tắt dần : Biên độ và năng lượng giảm dần theo thời gian. (A) Câu 4. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì : dao động duy trì là dao động cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động tắt dần để bù lại sự tiêu hao vì ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng của vật. (D) Câu 5. Cơ năng của vật 2 2 2 1 1 W 2 2 kA m A ω = = (B) Câu 6. 2 dao động lệch pha 0,5π → 2 2 1 2 A A A= + (D.17 cm) Câu 7. Lực căng dây được tính theo công thức 0 (3cos 2cos )mg τ α α = − max 0 (3 2cos )mg τ α = − min 0 cosmg τ α = → max 0 min 0 0 0 (3 2cos ) 1,02 cos 6,6 mg mg τ α τ α α − = = → = Câu 8. Ta có : 0 0 2 2 4 l m T k g l cm π π ∆ = = → ∆ = Ta thấy ∆l o <A suy ra F đhmin = 0 tại vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên. tại thời điểm t = 0 vật ở vị trí cân bằng theo chiều dương. 1 HƯỚNG DẪN GIẢI Khoảng thời gian từ t = 0 đến vị trí có lực đàn hồi cực tiểu là khoảng thời gian đi từ M → N : 7 7 2 12 12 30 T T t T s∆ = + = = (B) Câu 9. Cách giải 1 : Vì lúc hai vật nặng ở vị trí cân bằng, ta mới tác dụng lực cho chúng chuyển động nên chọn pha ban đầu của chúng là −π/2. Phương trình dao động của hai con lắc : 1 10 9 ( ) 2 cos t π π α α = − (cm) ; 1 5 4 ) 2 (cos t π π α α = − (cm). Hai dây treo song song khi α 1 =α 2 . Giải phương trình t = 0,42 s (đáp án gần nhất là D) Cách 2 : 2 con lắc này gặp nhau khi con thứ 2 (con có chu kì bé hơn đi nhanh hơn) đến biên quay lại và gặp con thứ 1 đang đi đến biên (có nghĩa là con thứ 1 còn chưa đến biên). Vậy khoảng thời gian kể từ lúc bắt đầu cd đến lúc gặp nhau nhỏ hơn một phần tư chu kỳ con thứ 1.Ta có chu kỳ con thứ 1 là 1.8s,nên thời gian cần tìm nhỏ hơn 1,8/4=0,45s. Câu 10. Vật có tốc độ cực đại khi gia tốc bằng 0 ; tức là 0 hl d h ms F F F= + = uur uuur uuur lần đầu tiên tại N. ON = x → kx =μmg→ x= 0,02m = 2 cm Khi đó vật đi được quãng đường là MN = OM – ON = 8 cm 2 M Q P O2 O1 HƯỚNG DẪN GIẢI Tại t = 0 , x 0 = 10 cm, v 0 = 0 cm/s. Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có 2 2 2 2 max 0 0 2 2 2 2 mv mv kx kx mgS µ + = + − thay số tìm được v max = 40 2 cm/s (D) Câu 11. Dựa vào lý thuyết về sóng ta biết bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha. Suy ra đáp án A đúng, D sai. B sai vì sóng truyền được trong chất lỏng là sóng dọc, trên bề mặt chất lỏng là sóng ngang. C sai vì sóng truyền trong chất rắn có thể là sóng dọc hoặc sóng ngang. Câu 12. Độ cao của âm phụ thuộc vào đặc tính vật lý là tần số (D) Câu 13. Độ lệch pha giữa hai điểm A,B là : 2 AB ϕ π λ ∆ = A, B dao động ngược pha nên 2 (2 1) AB k ϕ π π λ ∆ = = + → 2 2 1 AB k λ = + → 2 2 1 AB v f k = + mà v nằm trong khoảng từ 0,7 m/s tới 1 m/s → 2 0,7 1 2 1 4 2 1 5,71 1,5 2,35 2 AB v f k k k k ≤ = ≤ + → ≤ + ≤ → ≤ ≤ → = → 2 2.0,01 .20 2.2 1 2.2 1 0,8 / 80 / AB v f m s cm s = = + + = = (B) Câu 14. Công thức tính cường độ âm 2 4 P I r π = → 2 2 1 2 2 2 2 2 1 1 & 4 4 4 2 A B A B P P I I r r I r r I r r π π = = → = = → = Câu 15. Ta có λ = 2 cm. Tại O ta có 2 (2.4 1) O d π ϕ π λ ∆ = = + dao động ngược pha với nguồn, Suy ra tại M gần O nhất dao động cùng pha với O ứng với k = 5 2 (2.5 1) 11 M M d d cm π ϕ π λ ∆ = = + → = → 2 2 11 9 2 10OM cm= − = 3 HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 16. Đặt ∠ PO 2 Q = ϕ ; ∠ QO 2 O 1 = ϕ 1; ∠ PO 2 O 1 = ϕ 2 khi đó ϕ = ϕ 1 - ϕ 2 ; Đặt O 1 O 2 = a cm tanϕ 2 = 1 O Q a = 8 a ; tanϕ 1 = 1 O P a = 4,5 a tanϕ = tan(ϕ 2 - ϕ 1 ) = 2 1 1 2 tan tan 1 tan tan φ φ φ φ − + tanϕ = 2 8 4,5 36 1 a a a − + = 2 3,5 36 a a + = 3,5 36 a a + , Góc ϕ lớn nhất khi tanϕ có giá trị lớn nhất. Theo bất đẳng thức Côsi góc ϕ có giá trị lớn nhất khi a = 6cm Do đó O 1 O 2 = a = 6cm → O 2 P = 7,5 cm; O 1 Q = 10cm P là điểm không dao động nên O 2 P – O 1 P = (k 2 + 0,5)λ = 3 cm (*) Q là điểm dao động cực đại nên O 2 Q – O 1 Q = k 1 λ = 2 cm. (**) Do giữa P và Q không còn cực đại nào khác nrrn k 2 = k 1 → λ = 2cm và k 2 = 1 Tức là P nằm trên đường cực tiểu ứng với k 2 = 1. Khi đó điểm M trên O 1 P gần P nhất dao động ứng với cực đại ứng với k 1 = 2 → O 2 M - O 1 M = 2λ = 4cm Mặt khác O 2 M 2 – O 1 M 2 = a 2 = 36 → O 2 M + O 1 M = 9 cm → O 1 M = 2,5 cm Suy ra PM = 4,5 – 2,5 = 2 cm Câu 17. Cường độ dòng hiệu dụng 2 2 O I I A= = ,tần số f = 50 Hz. Câu 18. Công thức tính công suất cosP UI ϕ = Câu 19. Công thức tính tần số biến thiên của máy phát điện xoay chiều là f = p.n Câu 20. Theo đề bài Z C > Z L muốn xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện Z C = Z L tức là Z C giảm, Z L tăng → tần số dòng điện tăng (D) Câu 21. Sử dụng giản đồ vecto : Từ đó ta tính được R 2 =(Z L -Z C )Z L 4 HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 22. Cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha π/2 so với hiệu điện thế đặt vào hai đầu tụ điện → φ i = 3π/4 Câu 23. Gọi các thông số truyền tải trong hai trường hợp như sau P 1 ; U R, 1 P ∆ P 01 P 2 ; U R, 2 P∆ P 02 Không mất tính tổng quát khi giả sử hệ số công suất bằng 1. Lúc đầu: H = P 01 /P 1 = 0,9 và P 1 = P 01 + 1 P∆ (1) Suy ra: P 1 = P 01 /0,9 và 1 P ∆ = P 01 /9 Lúc sau: P 02 = 1,2P 01 (Tăng 20% công suất sử dụng) Lại có: P 2 = P 02 + 2 P∆ = 1,2P 01 + 2 P∆ (2) Mặt khác 2 1 1 2 P P R U ∆ = ; 2 2 2 2 P P R U ∆ = => 2 2 2 2 1 2 2 1 01 9 . . 100 P P P P P P ∆ = ∆ = (3) (Thay các liên hệ đã có ở 1 và 2 vào) Thay (3) vào (2) rồi biến đổi ta đưa về phương trình: 2 2 2 01 2 01 9 100 . 120 0P P P P − + = Giải phương trình ta tìm được 2 nghiệm của P 2 theo P 01 2 01 50 2 355 9 P P − = Hoặc 2 01 50 2 355 9 P P + = + Với nghiệm thứ nhất: 2 01 50 2 355 9 P P + = ; và đã có P tải2 = 1,2P 01 suy ra hiệu suất truyền tải: H = P tải2 /P 2 = 87,7% + Với nghiệm thứ nhất: 2 01 50 2 355 9 P P − = ; và đã có P tải2 = 1,2P 01 suy ra hiệu suất truyền tải: H = P tải2 /P 2 = 12,3% Do hiệu suất > 80% (hao phí không vượt quá 20%) → đáp án C Câu 24. I =1 A ; U =100 2 V → Z AM = 100 2 Ω → Z L = 100Ω cosφ max ↔ Z L = Z C → Z AB = 200Ω ,Z MB =100 2 Ω 5 HƯỚNG DẪN GIẢI Mà MB BM AB AB U Z U Z = → U MB = 100 V ( C) (a) (b) Câu 25. U MBmin = 75 V → U MB = U r & U AB = U Rr → 40 24 200 75 r r r + = → = Ω (A) Câu 26. Nhìn vào đồ thị ta thấy tại t = 0, u AN = 200 V → u AN = 200 cos(ωt) ( đang giảm) Tại t = 0, ta có u MB = 50 = 0,5U 0MB ( V) và đang giảm nên u MB = 100 cos(ωt+π/3) (V) Vì u C và u L ngược pha, và 3 Z L = 2 Z C nên u C = -1,5 u L. Ta có u AN = u C + u X & u MB = u L + u X → u AN = u C + u X & 1,5u MB = 1,5u L + 1,5u X Cộng 2 vế của phương trình thu được : 1,5 20 37 cos( ) 2,5 MB AN X u u u t ω ϕ + = = + → 20 37 86 2 MN X U U V= = = 6 HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 27. Ap dụng CT: 2 2 2 0 2 1 LMAX L U U ω ω     + =  ÷  ÷     hay 2 2 2 2 max 1 C L L f U U f + = Với f 3 . f 1 = f 2 2 nên f 3 = 2f 1 hay f L = 2f C từ đó tính đc U Lma x = 138V Câu 28. Theo tính chất của sóng điện từ, sóng điện từ truyền được trong chất rắn, chất lỏng, chất khí và chân không. (B) Câu 29. Theo lý thuyết truyền sóng điện từ (A) Câu 30. Năng lượng điện từ 2 2 0 0 2 2 2 0 0 0 0 1 1 W 2 2 131,45 CU LI CU CU I I mA L L = = → = → = = (D) Câu 31. Tốc độ vệ tinh bằng chu vi qu‰ đạo (quãng đường đi) chia cho chu kì T (T là thời gian đi 1 vòng=24h): v=2π(R+h)/T hd ht F F= ⇒ 2 2 2 2 . .4 ( ) ( ) ( ) GM m mv m R h R h R h T π + = = + + ⇒ (R+h)= 2 3 2 . 4. GM T π =42112871m ⇒h=35742871m Vì vệ tinh phát sóng cực ngắn nên sóng truyền thẳng đến mặt đất là hình chỏm cầu giới hạn bởi cung nhỏ MN trên hình vŠ. Gọi V là vị trí vệ tinh. Điểm M, N là kinh độ có số đo bằng giá trị góc α cos 0.1512 OM R OV R h α = = = + ⇒ α = 81,3 0 =81 0 20” R R h + O M V α N Câu 32. Dựa vào lí thuyết về tia hồng ngoại, tia tử ngoại suy ra đáp án là A Câu 33. Dựa vào lí thuyết về tia hồng ngoại, tia tử ngoại suy ra đáp án là B Câu 34. Dựa vào thang sóng điện từ tìm ra đáp án đúng là A Câu 35. Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng : sin sinr sin sinr kk nc nc n i n i n = → = Do chiết suất của nước đối với các màu có thứ tự : 7 HƯỚNG DẪN GIẢI n đỏ < n da cam < n vàng < n lục < n lam < n chàm < n tím sinr đỏ < sinr da cam < sinr vàng < sinr lục < sinr lam < sinr chàm < sinr tím r đỏ < r da cam < r vàng < r lục < r lam < r chàm < r tím suy ra ngoài tia lục là là mặt nước còn tia đỏ, da cam và vàng ( C) Câu 36. Khoảng vân : 3 2.10 D i m a λ − = = Áp dụng công thức tính số vân sáng quan sát được trên màn : 2[ ] 1 2 L N i = + → đáp án C Câu 37. Vân trùng tiếp theo ứng với k lục = 9 → 9.λ lục = k đỏ λ đỏ → λ lục = k đỏ λ đỏ / 9 mà 500 nm ≤ λ lục ≤ 720 nm → k = 7 → λ lục = 560 nm Câu 38. Dựa vào thuyết lượng tử ánh sáng đáp án đúng là B Câu 39. Theo lý thuyết về cấu tạo hoạt động của pin quang điện đáp án đúng là B Câu 40. Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng electron bị bứt ra khỏi tấm kim loại khi chiếu vào tấm kim loại này một bức xạ điện từ có bước sóng thích hợp. (B) Câu 41. Áp dụng công thức bán kính : r = n 2 r 0 Bán kính qu‰ đạo L là : r L = 4.r 0 Bán kính qu‰ đạo N là : r N = 16.r 0 Bán kính qu‰ đạo giảm : 16.r 0 -4.r 0 = 12.r 0 (A) Câu 42. Theo công thức anh-xtanh ta có : d d 0 0 0 d 0 0 0 3 W W 3 2 W hc hc hc hc hc hc hc λ λ λ λ λ λ λ = + ↔ = + → = − = (D) Câu 43. Phản ứng phân hạch hạt nhân là phản ứng một hạt nhân nặng vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn. (B) Câu 44. Phóng xạ β - là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. Câu 45. Công thức tính phóng xạ N = N 0 2 -t/T . Với thời gian t =T → N = N 0 2 -1 (B) Câu 46. Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối ta tìm ra được X là : 140 54 X → X chứa 54 proton và 86 notron (A) Câu 47. 1 NWW P t t = = Với W 1 = 200 MeV = 200.1,6.10 -13 J ; t = 3.365.24.3600 (s) 8 HƯỚNG DẪN GIẢI ⇒ 1 Pt N W = ⇒ 1 . . . . 230823 230,823 A A N M P t M m nM N W N gam kg = = = = = Câu 48. Ta có: 2 2 [( ) ( )] 17,23275 Li p X X E Mc m m m m c MeV ∆ = ∆ = + − + = Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần : K p +∆E = K X + K X K X = (K p +∆E)/2 = 9,346375 MeV Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có : p X X P P P= + uur uur uur (vì Li đứng yên) Áp dụng định lí hàm số cosin ta suy ra : 2 2 2 2 2 2 2 0 2 cos cos 2 2 2 84,309 2 2 2 X X p X p X p X p X p X p p p p p X X P P P P P a P P P P a P P P P m K a m K m K = + − + − → = = = → = Suy ra góc hợp bởi hai hạt nhân sau phản ứng là 2a = 168 0 36’ (A) Câu 49. Kết quả phép đo là 1,345 m với sai số tới milimet nên đáp án đúng là C Câu 50. Gọi tần số ứng với nốt sol là f 7 và ứng với nốt La là f 9 . Hai nốt này cách nhau 2 nc. Theo bài ra, hai nốt nhạc cách nhau nửa cung thì hai âm (cao, thấp) tương ứng với hai nốt nhạc này có tần số thỏa mãn 9 HƯỚNG DẪN GIẢI f 12 c = 2 f 12 t , tức là thoản mãn f c = 12 2 t f → f 9 = 12 12 2 8 7 2 ( 2)f f= → f 7 = 392 Hz –––o0o––– Con đường danh vọng lắm gian truân Đòi hỏi người ta tính chuyên cần Muốn sắt thành kim cần cố sức Mong mình thành đạt phải rèn thân 10 . HƯỚNG DẪN GIẢI HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MINH HỌA KỲ THI THPT QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÝ Câu 1. Phương trình tổng quát của dao động điều hòa là x = A cos(ωt+φ). Theo đề bài suy ra biên. tự nhiên. tại thời điểm t = 0 vật ở vị trí cân bằng theo chiều dương. 1 HƯỚNG DẪN GIẢI Khoảng thời gian từ t = 0 đến vị trí có lực đàn hồi cực tiểu là khoảng thời gian đi từ M → N : 7 7 2 12. thời gian kể từ lúc bắt đầu cd đến lúc gặp nhau nhỏ hơn một phần tư chu kỳ con thứ 1.Ta có chu kỳ con thứ 1 là 1.8s,nên thời gian cần tìm nhỏ hơn 1,8/4=0,45s. Câu 10. Vật có tốc độ cực đại khi gia