Gián án DE DU BI 02 (2002)

Đề 13
Đề dự bị 2 năm 2002
Câu 1 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
Trong mạch dao động LC điện tích của tụ điện có biểu thức q =
Q
o
sin(ωt +ϕ). Hãy thiết lập biểu thức năng lượng của điện trường, năng
lượng từ trường trong mạch và chứng tỏa năng lượng của mạch dao
động bảo toàn.
60
27
Co
ω + ϕ
0
q = Q sin( t ).
Câu 2 (ĐH: 1 điểm; CĐ:1 điểm)
Một lá thép mỏng dàn hồi dài và hẹp bị kẹp chặt ở 1 đầu. Dùng
tay gảy nhẹ đầu còn lại thì lá thép dao động. Độ dài phần lá thép dao
động có thể thay đổi được.
a) Dao động của lá thép là tự do hay cưỡng bức? Vì sao? Một
người đứng cách lá thép khoảng 3m nhìn thấy lá thép dao động nhưng
không nghe thấy âm thì có thể do những nguyên nhân nào?
b) Khi làm cho phần giao động của lá thép ngắn lại thì người ấy
nghe thấy âm phát ra. Tính tần số âm đó, biết vận tốc truyền âm trong
không khí là v = 340m/s và khoảng cách gần nhau nhất trên cùng một
phương truyền do dao động âm ngược pha với nhau là d = 0.85m.
Câu 3 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
Nêu định nghĩa lăng kính và thiết lập công thức gốc lệch. Khi nào
thì góc lệch đạt giá trị cực tiểu, thiết lập biểu thức góc lệch theo chiết
xuất và góc chiết quang khi góc chiết quang và góc tới nhỏ.
Câu 4 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

Đồng vị coban
60
27
Co
là chất phóng xạ β
-
; hạt nhân con là niken
(Ni). Độ phóng xạ của 0.2g
60
27
Co
là H = 225 Ci. Hãy viết phương trình
của phóng xạ và nêu rõ thành phần cấu tạo của hạt nhân con. Tìm chu
kì bán rã của
60
27
Co
và tìm thời gian để có 75%
60
27
Co
bị phân rã. Biết số
Avogadro N
A
= 6.032 x 10
23
mol
-1
.
Câu 5 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)

Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sang, các khe S
1
, S
2
được
chiếu sang bởi khe nguồn hẹp S. Khoảng cách S
1
S
2
= a = 0.8mm,
khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát D = 1.6m.
a) Tính bước sóng ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm, biết
khoảng vân trên màn có giá trị i = 1mm.
b) Xét trường hợp khe nguồn phát ánh sáng có bước sóng
λ

trong khoảng từ 0,4 µm, đến 0.75µm. Xác định bước sóng của những
bức xạ đơn có vân sáng trùng với vân sáng bậc 5 của ánh sáng tím (có
λ
= 0.4µm).
Câu 6 (ĐH: 1 điểm; CĐ:1.5 điểm)
a) Các bước sóng dài nhất của vạch quang phổ thuộc dãy Laiman
và dãy Banme trong quang phổ vạch của hiđrô tương ứng là
λ
21
= 0.1218µm và
λ
32
= 0.6563µm. Tính năng lượng của
photon phát ra khi electrong chuyển từ quỷ đạo M về quỹ đạo

K.
b) Chiếu ánh sáng đơn sắc bước sóng
λ
= 0.22µm vào catot của
tế bào quang điện thì dòng quang điện triệt tiêu khi hiệu điện
thế giữa anot và catot U
AK
≤
-6V. Tính giới hạn quang điện
của kim loại làm catot. Cho hằng số Plăng h = 6.625 x 10
-34

J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3 x 10
8
m/s, điện
tích e = -1.6 x 10
-19
C.
Câu 7 (ĐH: 1 điểm; CĐ:1.5 điểm)
Một người mắt không có tật có khoảng nhìn rõ ngắn nhất Đ =
25cm, quan sát vật nhỏ qua kính hiển vi. Vật kính có tiêu cự f
1
= 5mm
và cách thị kính một khoảng không đổi a = 185mm. Biết độ bội giác
khi ngắm chừng ở vô cực là G
#
= 250, tính độ bội giác G
c
khi ngắm
chừng ở cực cận, coi mắt đặt sát kính.

Câu 8 (ĐH: 1 điểm; CĐ:1 điểm)
Một con lắc đơn gồm một sợi dây mảnh cách điện và một vật có
khối lượng m = 5kg được đặt trong chân không và trong một điện
trường đều E = 2 x 10
6
V/m hướng theo phương ngang (như hình vẽ).
Khi vật nặng chưa tích điện thì con lắc dao động với chu kì To. Khi vật
nặng tích điện q thì chu kì của con lắc dao động trong mặt phẳng hình
vẽ là
=
o
1
3T
T
10
. Xác định độ lớn điện tích q, cho gia tốc trọng trường g =
10m/s
2
. Xem các dao động là nhỏ.
Câu 9 (ĐH: 1 điểm)
Trên mạch điện như hình vẽ, hiệu điện thế 2 đầu mạch là
π
 
= π +
 ÷
 
AB o
5
u U sin 10 t
12

(V), với U
o
được giữ không đổi, cuộn dây thuần
cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C, điện trở R thay đổi được,
khi R = 200
Ω
thì công xuất tiêu thụ của mạch đạt giá trị cực đại P
max
=
100W và hiệu điện thế hiệu dụng giữa M và B là U
MB
= 200V. Viết
biểu thức của cường độ dòng điện qua mạch và biểu thức của hiệu điện
thế giữa hai đầu đoạn mạch AN; cho tg(63.4
o
) = 2.
Câu 10 (ĐH: 1 điểm)
Cho phản ứng hạt nhân
+ → + α
1 6 3
0 3 1
n Li H
. Hạt nhân
6
3
Li
đứng yên,
neutron có động năng là K
n
= 2MeV. Hạt α và hạt nhân

3
1
H
bay ra
theo các hướng hợp với hướng tới của neutron những góc tương ứng
bằng Đ = 15
o
và ϕ 30
o
. Bỏ qua bức xạ gama.
a) Phản ứng thu hay tỏa năng lượng? Hãy tính năng lượng đó (lất
tỉ số các số lượng hạt nhân bằng tỉ số giữa các số khối của
chúng).
b) Xác định khối lượng hạt nhân
6
Li
3
trong câu a. Biết khối lượng
của neutron, triti, alpha tương ứng là m
n
= 1.0087u;
3
1
H
m
=3.0610u;
4
2
He
m

=4.0015u; 1u = 931 MeV/c
2
.
BÀI GIẢI
Câu 1 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
Năng lượng điện trường trong mạch
= = = + ϕ
2
2 2 2
E u 0
1 1q 1
W C Q sin (wt )
2 2c 2
Năng lượng từ trường trong mạch
ϕ
 
= = = ω + ϕ
 ÷
 
= + ϕ = + ϕ
2
2 2 2 2
B 0
2 2 2 2
0 0
1 L d 1
W Li Q cos (wt )
2 2 dt 2
L 1 1
. Q cos (wt ) Q cos (wt ).

2 LC 2C
Năng lượng tổng cộng của mạch l:
 
= + = + ϕ + + ϕ =
 
2 2
2 2
0 0
E B
Q Q
W W W sin (wt ) cos (wt ) const
2C 2C
Vậy năng lượng của mạch được bảo tồn.
Câu 2 (ĐH: 1 điểm; CĐ:1 điểm)
a) Dao động của lá thép là dao động tự do vì sau khi gãy nhẹ vào đầu
không bị kẹp, lá thép không chịu tác dụng nào ngoài lực cản của
không khí.
Không nghe thấy âm, có thể do một trong hai nguyên nhân hoặc do
cả hai nguyên nhân sau:
- Âm đó là hạ âm ( có tần số f < 16Hz) khi lá thép dao động với tần
số thấp (khi lá thép còn dài).
- Cường độ âm thanh phát ra quá nhỏ, mức cường độ âm dưới
ngưỡng nghe đối với âm đó.
b) Ta có
λ
= =
v
d
2 2f
suy ra:

λ
= = =
Z
340v
f 200H
2d 2.85
Câu 3 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
(Xem sách giáo khoa vật lý 12)
Câu 4 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
a) Phương trình của sự phóng xạ
→ β +
60 - 60
27 28
Co Ni
Thành phần của hạt nhân
60
28
Ni
là: 28 proton và 60 – 28 = 32
neutron.
b) Độ phóng xạ:
−λ −λ
= λ
t t
0 0
H = H .e H .e
với
= = =
23
21

0 A
0
m N
0.2x6.022x10
N 2.0073x10
M 60
hạt.
Từ (1) suy ra:
= =
0 0 0
ln 2
H l.N N .
T
= = = =
21
8
0
10
0
N ln 2
2.0073x10 ln 2
T 1.67x10 s 5.3
H
225x3.7x10
năm.
c) Theo định luật phóng xạ:
= =
lt
0
0

m
m m .e
t
2
T
suy ra
= = = =
−
t
2
0 0
T
0
m m
2 4 2
m (1 0.75)m
t = 2T = 2 x 5.3=10.6
năm.
Câu 5 (ĐH: 1 điểm; CĐ: 1 điểm)
60
28
Ni
λ
a)
λ
= ⇒ λ =
D ia
i
a D
(1)

thế số vào (1):
−
−
= = =
3 3
6
10 x0.8x10
i 0.5x10 m 0.5mm
1.6
.
b) Vị trí vân sáng bậc 5 của ánh sáng tím là:
−
−
−
λ
= = = = =
6
6
t i 5
t
3
D 0.4x10
x k k . 5x 4x10 m 0.5mm
a
0.8x10
(2)
Bức xạ đơn sắc: 0.4µm ≤ λ ≤ 0.75µm cho vân sáng thứ k có vị trí là:
λ
=
D

x k
a
(3)
Để cho vân sáng thứ k của λ trùng với vân sáng thứ 5 của ánh sáng
tím thì x = x
t
:

λ
t
λ
D
D
k = 5
a a
t
5x0.4 2
5 mm
k k k
λ
⇒ λ = = =
⇒
hay
5≤ ≤
2
0.4
k
vì k nguyên nên: k = 3,4,5
với k = 3 thay vào (4) ta có:
3

2
3
λ =
= 0.6666µm.
với k = 4 thay vào (4) ta có:
4
2
4
λ =
= 0.500µm.