Bài giảng DE DU BI 01 ( 2002)

Đề 12
ĐỀ DỰ BỊ 1 NĂM 2002
(Thí sinh thi cao đẳng không làm các câu 9 và 10)
Cho các hằng số sử dụng trong đề thi:
Hằng số Plăng
34
6,625 10 J.s
−
×
; vận tốc ánh sáng trong chân không
8
c 3x10 m / s=
; độ
lớn điện tích electron
19
e 1,6x10 C
−
=
; gia tốc trọng trường
2
g 9,8m / s=
.
Câu 1 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
a) Nêu định nghĩa các đặc trưng sau của dao động điều hòa của một chất điểm trên
một trục, ly độ ở thời điểm t, biên độ, tần số, pha ban đầu.
b) Hãy cho biết các đặc trưng của chuyển động tròn đều của một chất điểm tương ứng
với các đặc trưng của dao động điều hòa.
Câu 2 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
a) Hãy nêu định nghĩa của sóng cơ học và giải thích sự lan truyền của sóng cơ.
b) Phương trình dao động tại nguồn O có dạng
o

2
u Asin t
T
π
 
= + ϕ
 ÷
 
. Viết phương
trình dao động tại điểm M cách O một khoảng d dọc theo phương truyền sóng, biết
vận tốc truyền sóng là v coi biên độ sóng không đổi.
Câu 3 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
a) Trình bày cấu tạo của tế bào quang điện. Trong thí nghiệm với tế bào quang điện
hãy cho biết khi nào cường độ của dòng quang điện đạt đến giá trị bão hòa và giải
thích.
b) Khi chiếu bức xạ có tần số
15
f 2,1x10 Hz=
vào catốt của một tế bào quang điện thì
các electron quang điện bắn ra đều bị giữ lại bởi hiệu điện thế hãm có độ lớn
h
U 6,625V=
. Xác định giới hạn quang điện của kim loại làm catốt.
Câu 4 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
Dùng ánh sáng trắng có bước sóng từ
7
4x10 m
−
đến
7

7,5x10 m
−
trong thí nghiệm
Iâng về giao thoa ánh sáng. Hãy tính bước sóng của các ánh sáng đơn sắc cho vân sáng tại
vị trí trên màn quan sát, cách vân sáng trung tâm 3mm. cho khoảng cách giữa hai khe a =
0,8mm và khoảng cách từ hai khe đến màn D = 1,6m.
Câu 5 (ĐH: 1 điểm; CĐ 1 điểm)
a) Một mạch dao động LC có L = 2mH và C = 0,2µF. Cường độ dòng điện cực đại
trong cuộn cảm là
o
I 0,5A=
. Tìm năng lượng của mạch dao động và hiệu điện thế
giữa hai bản tụ điện ở thời điểm dòng điện qua cuộn cảm là I = 0,3A. Bỏ qua
những mất mát năng lượng trong mạch dao động.
b) Hãy cho biết tại sao dao động trong mạch dao động LC được gọi là dao động điện
từ?
Câu 6 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
Bắn hạt vào hạt nhân
14
7
N
thì hạt nhân ôxy và hạt prôtôn sau phản ứng. Viết
phương trình của phản ứng và cho biết phản ứng là phản ứng tỏa hay thu năng lượng? Tính
năng lượng tỏa ra (hay thu vào) và hãy cho biết nếu là năng lượng tỏa ra thì dưới dạng nào,
nếu là năng lượng thu thì lấy từ đâu? Khối lượng của các hạt nhân:
N
m 4,0015u;m 13,9992u;
α
= =
2

O P
m 16,9947u;m 1,0073u;1u 931MeV / c= = =
.
Câu 7 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
Cho mạch như hình vẽ:
R là một biến trở,C là tụ điện, L là cuộn dây. Điện trở thuần C
của cuộn dây và các dây nối có thể bỏ qua.
Hiệu điện thế
AB o
u U sin(100 t) (V)= π
có biên
độ
o
U
coi như không đổi. Ban đầu hai khóa
1 2
k và k
đồng thời mở, thay đổi điện trở R
cho đến khi R = 100Ω thì hiệu điện thế hiệu dụng
MN
U
giữa hai điểm M, N có giá trị bằng
hiệu điện thế hiệu dụng
PQ
U
giữa hai điểm P,Q và bằng
220 2 V
. Sau đó giữ giá trị R =
100Ω, đóng đồng thời hai khóa
1 2

k và k
thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua hai mạch
bằng 2,2A. Xác định độ tự cảm L của cuộn dây và điện dung C của tụ điện.
Câu 8 (ĐH: 1 điểm; CĐ 1 điểm)
Cho một lăng kính thủy tinh có tiết diện là một tam giác vuông cân ABC, góc chiết
quang
o
A 90=
, trong phòng không khí. Một tia sáng đơn sắc SI nằm trong một tiết diện
thẳng truyền song song với mặt đáy BC tới mặt bên AB tại I và khúc xạ tới đáy BC tại J.
Chứng minh rằng tia IJ bị phản xạ toàn phần tại mặt đáy BC và ló ra khỏi mặt AC theo
phương song song với tia tới.
Câu 9 (ĐH: 1 điểm)
Một con lắc đơn dài 45cm teo tại một điểm cố định. Kéo con lắc khỏi phương
thẳng đứng một góc bằng 0,1 rad, rồi truyền cho vật nặng m của con lắc vận tốc ban đầu
0,21m / s=
o
v
theo phương vuông góc với dây về phía vị trí cân bằng. Coi con lắc dao
động điều hòa, viết phương trình dao động theo góc lệch của con lắc, lấy gốc tọa độ ở vị trí
cân bằng, góc thới gian là lúc truyền vận tốc
o
v
và chiều dương ngược với
o
v
.
Câu 10 (ĐH: 1 điểm)
Một người không đeo kính có thể nhìn rõ các vậy cách mắt xa nhất 210cm. Người
ấy dùng một gương cầu lồi hình tròn, đường kính rìa gương bằng 8cm, bán kính cong bằng

400cm, để quan sát ảnh của các vật ở phía sau mình. Mắt người ấy đặt trên trục chính của
gương và cách gương 50cm.
a) Nếu người ấy nhìn thấy rõ trong gương ảnh của một vật nhỏ thì khỏang cách lớn
nhất từ vật đến gương theo phương trục chính bằng bao nhiêu?
b) Một vật hình tròn đặt vuông góc với trục chính của gương, tâm của vật ỏ trên trục
chính, cách gương 600cm. Hỏi bán kính lớn nhất của vật bằng bao nhiêu thì người
đó có thể thấy rõ ảnh mép ngoài của vật?
BÀI GIẢI
Câu 1 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
a) Xem sách giáo khoa vật lí 12.
b) Dao động điều hòa là hình chiếu của chuyển
động tròn điều lên một đường thẳng nằm trong
mặt phẳng chứa đường tròn (hình vẽ): ly độ x = OM
là hình chiếu của độ dời S = CP. Biên độ A là bán
kính đường tròn. Tần số f là tần số vòng quay được
trong một đơn vị thời gian. Pha ban đầu
·
o
COPϕ =
xác định vị trí ban đầu của vật chuyển động tròn.
Câu 2 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
a) Sóng cơ học là sự lan truyền các dao động cơ trong môi trường đàn hồi.
Giải thích: Sự truyền sóng cơ học là sự truyền pha dao động. Thật vậy vì pha dao động
tại điểm M (cách nguồn sóng O một khoảng d ở thời điểm t chính là pha dao động tại
nguồn O lúc
t
− θ
(tức là
( )
o

2
t
T
π
 
−θ + ϕ
 ÷
 
) trong đó
d
v
θ =
là khoảng thời gian để
sóng truyền từ O đến M.
b) Phương trình dao động tại iđểm M là:
M o
2
u Asin (t )
T
π
 
= −θ + ϕ
 
 
hay
M o o
2 t 2 d t d
u Asin Asin 2
T T v d
π π  

   
= + ϕ − = π − +ϕ
 ÷
 
 
λ
   
 
.
Câu 3 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
a) Cấu tạo của tế bào quang điện (sách giáo khoa vật lí 12).
Khi
AK
U
khá lớn thì tất cả electron quang điện bị đứt khỏi catốt sẽ về hết anốt và tạo
thành dòng điện
bh
I
. Nếu tiếp tục tăng
AK
U
thì số electron về anốt (trong 1s) cũng không
tăng hơn nữa tức
bh
I
cũng không tăng vì vậy
bh
I
gọi là cường độ dòng quang điện bảo
hòa.

c) Áp dụng công thức Anhxtanh:
n
o
hc
hf eU= +
λ
o
n
n
hc c
e
hf eU
f .U
h
⇒ λ = =
−
 
−
 ÷
 
Thế số
8
o
15 19
34
3x10
0,6 m
6,625
2,1x10 1,6x10
6,625x10

−
−
λ = = µ
 
−
 ÷
 
.
Câu 4 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
Ta có:
D
i
a
λ
=
(1)
Theo đề bài:
3
k D
3x10 x ki
a
−
λ
= = =
suy ra
ax
k.D
λ =
, với k là các số nguyên (2)
Theo đề bài

7 7
4x10 m 7,5x10 m
− −
≤ λ ≤
7 7
ax
4x10 7,5x10
kD
− −
⇒ ≤ ≤
(3)
hay
7 7
ax
4x10 k 7,5x10 k
D
− −
≤ ≤
mà
3 3
7
ax 0,8x10 x3x10
15x10 m
D 1,6
− −
−
= =
nên theo (3) ta được:
7 7 7
4x10 k 15x10 7,5x10 k

− − −
≤ ≤
15
k 3,75
4
2 k 3,75
15
k 2
7,5

≤ =


⇒ ⇒ ≤ ≤


≥ =


(4)
Vì k nguyên nên từ (4) ⇒ k = 2; 3
Với k = 2 thay vào (2):
7
7
1
15x10
7,5x10 m
2
−
−

λ = =
.
Với k = 3 thay vào (2):
7
7
2
15x10
5x10 m
3
−
−
λ = =
.
Câu 5 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
a) Năng lượng của mạch:
2 3 2 3
o
1
W LI 0,5x2x10 x0,5 0,25x10 0,25J
2
− −
= = = =
Khi i = 0,3A thì năng lượng từ trong cuộn cảm là:
2 3 2 5
B
1
W LI 0,5x2x10 x0,3 9x10 J
2
− −
= = =

Năng lượng trong tụ điện là:
3 5 4
E B
W W W 0,25x10 9x10 1,6x10 J
− − −
= − = − =
Mặt khác:
2
E
2W
1
W CU U
2 C
= ⇒ =
Thế số:
4
6
2x1,6x10
U 40V
0,2x10
−
−
= =
.
b) Dao động trong mạch LC gọi là dao động điện từ vì các đại lượng về điện như i, u
c
, q,
ur
E
của tụ điện …… và các đại lượng về từ như cảm ứng từ

ur
B
, từ trường
ur
H
trong cuộn
cảm … đều dao động điều hòa theo thời gian.
Câu 6 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)