Giải chi tiết 20 câu Vận dụng cao đề thi THPT QG 2016 môn Vật lý- Bộ GD&ĐT

ĐỀ THI THPT QUỐC GIA 2016 MÔN VẬT LÝ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO       

      ______________                                        

          ĐỀ CHÍNH THỨC                  

Câu 1. Người ta dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân \({}_3^7Li\) đứng yên, sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng. Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ  \(\gamma .\) Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV. Động năng của mỗi hạt sinh ra bằng

A. 7,9 MeV.                B. 9,5 MeV.                C. 8,7 MeV.                D. 0,8 MeV.

Giải:

Theo định luật bảo toàn năng lượng toàn phần: \(\Delta E + {K_p} = {K_1} + {K_2}\)  với K₁ = K₂,

suy ra  \({K_1} = {K_2} = \frac{{\Delta E + {K_p}}}{2} = \frac{{17,4 + 1,6}}{2} = 9,5\) MeV.                        

Chọn B.

Câu 2.

Đặt điện áp  \(u = 200\sqrt 2 cos100\pi t\) (u tính bằng V, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch AB như hình vẽ. Biết cuộn dây là cuộn cảm thuần, R = 20\(\Omega \)  và cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng 3 A. Tại thời điểm t thì  \(u = 200\sqrt 2 \) V. Tại thời điểm \(t + \frac{1}{{600}}\left( s \right)\) thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch bằng không và đang giảm. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MB bằng

A. 180 W.                   B. 200 W.                   C. 120 W.                   D. 90W.

Giải:

Công suất đoạn mạch AM là \({P_{AM}} = {I^2}R = {3^2}.20 = 180\left( W \right).\)

Tần số góc của dòng điện   \(\omega  = 2\pi f = 100\pi \left( {rad/s} \right).\)

Nếu ở thời điểm t(s), \({u_{AB}} = 200\sqrt 2 V\) thì ở thời điểm \(t + \frac{1}{{600}}\left( s \right)\) , tức là sau \(\Delta t = \frac{1}{{600}}s,\) vectơ quay biểu diễn u quay được góc \(\alpha  = \omega .\Delta t = 100\pi .\frac{1}{{600}} = \frac{\pi }{6}\left( {rad} \right).\)  Mà khi đó i = 0(A) và đang giảm, ta suy ra độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện là \({\varphi _{u/i}} =  - \frac{\pi }{3}.\)

Công suất của đoạn mạch AB là 

 \({P_{AB}} = UIcos{\varphi _{u/i}} = 200.3.cos\left( { - \frac{\pi }{3}} \right) = 300\left( W \right).\)  Vậy công suất của đoạn mạch MB là     \({P_{MB}} = {P_{AB}} - {P_{AM}} = 300 - 180 = 120\left( W \right).\)                               

Chọn C.

Câu 3.

 Đặt điện áp \(u = U\sqrt 2 cos\omega t\) (với U và \(\omega \) không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB như hình vẽ. R là biến trở, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C. Biết  \(LC{\omega ^2} = 2.\) Gọi P là công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB. Đồ thị trong hệ tọa độ vuông góc ROP biểu diễn sự phụ thuộc của P vào R trong trường hợp K mở ứng với đường (1) và trong trường hợp K đóng ứng với đường (2) như hình vẽ. Giá trị của điện trở r bằng

A. 180 \(\Omega .\)                   B. 60\(\Omega .\)                      

C. 20 \(\Omega .\)                      D. 90 \(\Omega .\) 

Giải:

Từ \(LC{\omega ^2} = 2 \Rightarrow {Z_L} = 2{Z_C}.\)

Khi K đóng:  \({P_d} = \frac{{{U^2}.R}}{{{R^2} + {Z_C}^2}}.\)

Từ đồ thị: \({P_{dmax}} = \frac{{{U^2}}}{{2{R_0}}} = \frac{{{U^2}}}{{2{Z_C}}} = 5a{\rm{ }}\left( 1 \right)\)

Chú ý khi P_đ đạt max thì R₀ = Z_C > 20  

Tại giá trị R = 20\(\Omega .\)  , có \({P_d} = \frac{{{U^2}.20}}{{{{20}^2} + {Z_C}^2}} = 3a{\rm{  }}\left( 2 \right)\)

Từ (1) và (2) suy ra Z_C = 60  (loại nghiệm nhỏ hơn 20).

Khi K mở: \({P_m} = \frac{{{U^2}.\left( {R + r} \right)}}{{{{\left( {R + r} \right)}^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}} = \frac{{{U^2}.\left( {R + r} \right)}}{{{{\left( {R + r} \right)}^2} + {Z_C}^2}}\)

Từ đồ thị ta thấy khi R = 0\(\Omega .\)  thì \({P_m} = \frac{{{U^2}.r}}{{{r^2} + {Z_C}^2}} = 3a{\rm{  }}\left( 3 \right)\)

Kết hợp (2) và (3) ta có phương trình \(\frac{{{U^2}.r}}{{{r^2} + {Z_C}^2}} = \frac{{{U^2}.20}}{{{{20}^2} + {Z_C}^2}} \Leftrightarrow \frac{r}{{{r^2} + {{60}^2}}} = \frac{{20}}{{{{20}^2} + {{60}^2}}}\)

 \( \Leftrightarrow {r^2} - 200r + 3600 = 0 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}
r = 180\\
r = 20
\end{array} \right.\) . Chú ý rằng  \(r > \left| {{Z_L} - {Z_C}} \right|\)                   

Chọn A.

Câu 4. Một sợi dây đang có sóng dừng ổn định. Sóng truyền trên dây có tần số 10 Hz và bước sóng 6 cm. Trên dây, hai phần tử M và N có vị trí cân bằng cách nhau 8 cm, M thuộc một bụng sóng dao động điều hòa với biên độ 6 mm. Lấy \({\pi ^2} = 10.\) Tại thời điểm t, phần tử M đang chuyển động với tốc độ \(6\pi \) (cm/s) thì phần tử N chuyển động với gia tốc có độ lớn là

A. \(6\sqrt 3 \)  m/s².                         B.  \(6\sqrt 2 \) m/s².                        C. 6 m/s².                   D. 3 m/s².

Giải:

Biên độ của M là A_M = 6 mm = 0,6 cm. \(\omega  = 2\pi f = 20\pi \)(rad/s).

MN = d = 8 cm =  \(\frac{{4\lambda }}{3}.\)

Biên độ dao động của N:

\({A_N} = {A_M}.\left| {cos2\pi \frac{d}{\lambda }} \right| = 6.\left| {cos2\pi \frac{{4\lambda /3}}{\lambda }} \right| = 3\left( {mm} \right)\) .

Độ lớn gia tốc của M ở thời điểm t là

\(\left| {{a_M}} \right| = \omega \sqrt {{\omega ^2}A_M^2 - v_M^2}  = 20\pi \sqrt {{{\left( {20\pi } \right)}^2}{{.6}^2} - {{\left( {60\pi } \right)}^2}}  = 1200\sqrt 3 {\pi ^2}\left( {mm/{s^2}} \right) = 12\sqrt 3 \left( {m/{s^2}} \right).\)

M và N dao động ngược pha nhau nên có  \(\frac{{{a_N}}}{{{\omega ^2}{A_N}}} =  - \frac{{{a_M}}}{{{\omega ^2}{A_M}}} \Rightarrow \left| {{a_N}} \right| = \left| {{a_M}} \right|\frac{{{A_N}}}{{{A_M}}} = 12\sqrt 3 \frac{3}{6} = 6\sqrt 3 \left( {m/{s^2}} \right).\)

Chọn A.

{-- xem đầy đủ nội dung ở phần xem online hoặc tải về --}

 

Trên đây là trích đoạn một phần hướng dẫn giải chi tiết của các câu bài tập ở mức độ vận dụng cao trong phần Tổng hợp từ đề thi chính thức THPT QG 2016 môn Vật Lý của Bộ Giáo Dục & Đào Tạo

Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh lớp 12 ôn tập tốt và đạt thành tích cao nhất trong kỳ thi THPT Quốc gia 2017 sắp tới.

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Bộ 5 Đề thi thử THPT QG 2017 môn Vật Lý các trường THPT chuyên có đáp án

• Bộ 5 đề thi thử THPT QG 2017 môn Vật Lý các Sở GD-ĐT có giải chi tiết

• Bộ 5 Đề thi thử THPT QG 2017 có lời giải chi tiết môn Vật Lý

Chúc các em học tập tốt và đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới.