Giải chi tiết đề thi thử TN THPT môn vật lý Sở GD&ĐT Quảng Bình năm 2023
Ngày 5 và 6 tháng 5 năm 2023, sở Giáo dục và Đào tạo Quảng Bình đã tổ chức kì thi thử TNTHPT. Đề thi của tất cả các môn đều được xây dựng một cách công phu, chất lượng và đặc biệt là bám sát với đề thi tham khảo 2023 của bộ Giáo dục và Đào tạo. Riêng đề thi thử môn vật lí lần này, những câu hỏi mức độ 3 và mức độ 4 hoàn toàn mới và định hướng đến đề thi chính thức năm 2023. Để sớm có được sự giải đáp tới các em học sinh và các thầy cô giáo, DẠY HỌC SÁNG TẠO xin được chia sẻ lời giải chi tiết đề thi thử TN THPT môn vật lý Sở GD và ĐT Quảng Bình năm 2023. Hi vọng bài viết còn là một nguồn tài liệu có giá trị dành cho các bạn (đề thi thử vật lsy Quảng Bình 2023 các bạn download tại đây: ĐỀ THI THỬ TNTHPT MÔN VẬT LÝ SỞ GD VÀ ĐT QUẢNG BÌNH 2023 BẢN WORD CHUẨN NHẤT).
Đáp án 20 câu nhận biết đề thi thử tốt nghiệp THPT 2023 môn vật lí tỉnh Quảng Bình - Mã đề 001
Giải chi tiết 20 câu thông hiểu và vận dụng đề thi thử tốt nghiệp THPT môn vật lí tỉnh Quảng Bình năm 2023 - MÃ đề 001
Câu 21. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng $E_n=-1\text{,}5\ \text{eV}$ sang trạng thái dừng có năng lượng $E_m=-3\text{,}4\ \text{eV}$. Cho $h=6\text{,}625\times10^{-34}\ \text{J.s}$, $c=3\times10^8\ \text{m/s}$. Bước sóng của bức xạ mà nguyên tử hiđrô phát ra bằng
A. $0\text{,}654\times10^{-6}\ \text{m}$.
B. $0\text{,}654\times10^{-5}\ \text{m}$.
C. $0\text{,}654\times10^{-4}\ \text{m}$.
D. $0\text{,}654\times10^{-7}\ \text{m}$.
Theo tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng $$ E_n-E_m=\frac{hc}{\lambda}\\ \lambda=\frac{hc}{E_n-E_m} $$ Với bài toán này, ta phải chú ý đổi đơn vị $1\ \text{eV}=1\text{,}6\times10^{-19}\ \text{J}$, tức là ta tính được bước sóng theo đơn vị mét $$ \lambda=\frac{1\text{,}9875\times10^{-25}}{\left(-1\text{,}5-\left(-3\text{,}4\right)\right)\times1\text{,}6\times10^{-19}}=0\text{,}654\times10^{-6}\ \text{m} $$
Câu 22. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 4 μH và một tụ điện có điện dung biến đổi từ 10 pF đến 640 pF. Chu kì dao động riêng của mạch này có giá trị
A. từ $2\times10^{-8}\ \text{s}$ đến $3\text{,}0\times10^{-7}\ \text{s}$.
B. từ $2\times10^{-8}\ \text{s}$ đến $3\text{,}6\times10^{-7}\ \text{s}$.
C. từ $4\times10^{-8}\ \text{s}$ đến $2\text{,}4\times10^{-7}\ \text{s}$.
D. từ $4\times10^{-8}\ \text{s}$ đến $3\text{,}2\times10^{-7}\ \text{s}$.
Chu kì riêng của mạch $LC$ được tính theo công thức $$ T=2\pi\sqrt{LC} $$ Khi thay số chú ý đơn vị $L=4\ \text{μH}=4\times10^{-6}\ \text{H}$, $C_1=10\ \text{pF}=10\times10^{-12}\ \text{F}$, $C_2=640\ \text{pF}=640\times10^{-12}\ \text{F}$, thay vào tính được $$ T_1=2\pi\sqrt{4\times10^{-6}\times10\times10^{-12}}=4\times10^{-8}\ \text{s}\\ T_2=2\pi\sqrt{4\times10^{-6}\times640\times10^{-12}}=3\text{,}2\times10^{-7}\ \text{s} $$
Câu 23. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Một sợi dây chiều dài $l$ căng ngang, hai đầu cố định. Trên dây đang có sóng dừng với $n$ bụng sóng, tốc độ truyền sóng trên dây là $v$. Chu kì của sóng dừng trên dây là
A. $\frac{l}{nv}$.
B. $\frac{2l}{nv}$.
C. $\frac{nv}{2l}$.
D. $\frac{nv}{l}$.
Sợi dây hai đầu cố định, có $n$ bụng sóng thì chiều dài sợi dây bằng $n$ bó sóng, tức là $$ l=n\frac{\lambda}{2}=n\frac{vT}{2}\\ T=\frac{2l}{nv} $$
Câu 24. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Đặt điện áp $u=U_0\cos{100πt}$ ($U_0$ không đổi, $t$ tính bằng $\text{s}$) vào hai đầu một tụ điện có điện dung $C=\frac{10^{-4}}{π}\ \text{F}$. Dung kháng của tụ điện là
A. 100 Ω.
B. 200 Ω.
C. 150 Ω.
D. 50 Ω.
Dung kháng của tụ điện là $$ Z_C=\frac{1}{\omega C}=\frac{1}{100\pi\times\frac{10^{-4}}{π}}=100\ \text{Ω} $$
Câu 25. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,30 μm. Cho $h=6\text{,}625\times10^{-34}\ \text{J.s}$, $c=3\times10^8\ \text{m/s}$. Công thoát của êlectron khỏi kim loại này là
A. $6\text{,}625\times10^{-18}\ \text{J}$.
B. $6\text{,}625\times10^{-17}\ \text{J}$.
C. $6\text{,}625\times10^{-19}\ \text{J}$.
D. $6\text{,}625\times10^{-20}\ \text{J}$.
Công thoát được tính $$ A=\frac{hc}{\lambda_0} $$ Ở đây chú ý đưa đơn vị giới hạn quang điện về mét $\lambda_0=0\text{,}3\ \text{μm}=0\text{,}3\times10^{-6}\ \text{m}$, tức là $$ A=\frac{1\text{,}9875\times10^{-25}}{0\text{,}3\times10^{-6}}=6\text{,}625\times10^{-19}\ \text{J} $$
Câu 26. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Một vòng dây dẫn hình tròn bán kính 50 cm có dòng điện cường độ 2 A. Cảm ứng từ tại tâm vòng dây có độ lớn là
A. $5\text{,}0\times10^{-6}\ \text{T}$.
B. $3\text{,}0\times10^{-6}\ \text{T}$.
C. $2\text{,}5\times10^{-6}\ \text{T}$.
D. $1\text{,}5\times10^{-6}\ \text{T}$.
Cảm ứng từ tại tâm vòng dây tròn là $$ B=2\pi\times10^{-7}\times\frac{I}{r}=2\pi\times10^{-7}\times\frac{2}{0\text{,}5}=2\text{,}5\times10^{-6}\ \text{T} $$
Câu 27. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng vân giao thoa trên màn quan sát là $i$. Khoảng cách giữa 4 vân sáng liên tiếp là
A. $6i$.
B. $5i$.
C. $4i$.
D. $3i$.
Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp. Giữa 4 vân sáng liên tiếp có 3 khoảng vân, tức là $3i$.
Câu 28. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Tại một nơi trên Trái đất, con lắc đơn chiều dài $l_1$ dao động điều hòa với chu kì $T_1$, con lắc đơn chiều dài $l_2$ ($l_2 \lt l_1$) dao động điều hòa với chu kì $T_2$. Cũng tại nơi đó, con lắc đơn có chiều dài $l_1-l_2$ dao động điều hòa với chu kì là
A. $\sqrt{T_1^2-T_2^2}$.
B. $\frac{T_1 T_2}{T_1-T_2}$.
C. $\sqrt{T_1^2+T_2^2}$.
D. $\frac{T_1 T_2}{T_1+T_2}$.
Chu kì của con lắc đơn $$ T=2\pi\sqrt{\frac{l}{g}} $$ Tức là $T^2$ tỉ lệ thuận với $l$. Ta có thể lập tỉ số $$ \frac{T_1^2}{T^2}=\frac{l_1}{l_1-l_2},\frac{T_2^2}{T^2}=\frac{l_2}{l_1-l_2} $$ Trừ vế theo vế hai phương trình này ta được $$ \frac{T_1^2}{T^2}-\frac{T_2^2}{T^2}=\frac{l_1-l_2}{l_1-l_2}=1 $$ Suy ra $$ T_1^2-T_2^2=T^2\Rightarrow T=\sqrt{T_1^2-T_2^2} $$
Câu 29. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Trên một sợi dây đàn hồi dài 1,2 m với hai đầu cố định, đang có sóng dừng. Biết sóng truyền trên dây có tần số 100 Hz và tốc độ 80 m/s. Số bụng sóng trên dây là
A. $4$.
B. $3$.
C. $6$.
D. $5$.
Số bụng sóng bằng số bó sóng trên sợi dây, nó bằng chiều dài sợi dây $l$ chia cho chiều dài một bó sóng $\frac{\lambda}{2}$, tức là $$ n=\frac{l}{\frac{\lambda}{2}}=\frac{2lf}{v}=\frac{2\times1\text{,}2\times100}{80}=3 $$
Câu 30. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Cho biết khối lượng của prôtôn; nơtron; hạt nhân ${_5^{10}}\text{B}$ lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 10,0102 u. Lấy $1\ \text{u} = 931\text{,}5\ \text{MeV/c}^2$. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ${_5^{10}}\text{B}$ bằng
A. 65,02 MeV.
B. 6,502 MeV.
C. 6,304 MeV.
D. 63,04 MeV.
$$W_{{lk}_\text{riêng}}=\frac{W_{lk}}{A}=\frac{\left(Zm_p+\left(A-Z\right)m_n-m_\text{B}\right)c^2}{A} $$ Thay số ta tính được \begin{align} W_{{lk}_\text{riêng}}&=\frac{\left(5\times1\text{,}0073+5\times1\text{,}0087-10\text{,}0102\right)\times931\text{,}5}{10}\\ &=6\text{,}502\ \text{MeV/nuclôn} \end{align}
Câu 31. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Đặt điện áp xoay chiều $u_\text{AB}=U_0\cos{100πt}\ \text{(V)}$ ($U_0$ không đổi) vào hai đầu một đoạn mạch $\text{AB}$ như hình vẽ. Trong mạch, $R_1$ là biến trở, cuộn dây cảm thuần có độ tự cảm $L$ thay đổi được, $R_2=48\ \text{Ω}$, $C=\frac{10^{-3}}{5\text{,}5π}\ \text{F}$. Điều chỉnh $R_1$ và $L$ sao cho điện áp hiệu dụng trên đoạn $\text{AM}$ luôn gấp hai lần điện áp hiệu dụng trên $\text{MB}$.
Độ lệch pha giữa các điện áp $u_\text{AM}$ và $u_\text{AB}$ là $θ$. Khi $θ$ đạt cực đại thì tổng trở của mạch $AB$ là
A. 95,26 Ω.
B. 252,88 Ω.
C. 83,14 Ω.
D. 126,44 Ω.
Vẽ giản đồ véctơ
Áp dụng định lí hàm số cosin \begin{align} \cos{\theta}=\frac{\left(2x\right)^2+U^2-x^2}{2.2x.U}=\frac{3x}{4U}+\frac{U}{4x}\tag{31.1}\label{31.1} \end{align} Áp dụng bất đẳng thức Côsi, $\cos{\theta}$ cực tiểu ($\theta$ cực đại) khi \begin{align} \frac{3x}{4U}=\frac{U}{4x}\Rightarrow U=\sqrt{3x}\tag{31.2}\label{31.2} \end{align} Chú ý rằng $x$ là$U_\text{MB}$, tức là ta đã có \begin{align} U=\sqrt{3}U_\text{MB}\tag{31.3}\label{31.3}\\ \Rightarrow Z&=\sqrt{3}Z_\text{MB}\\ &=\sqrt{3}\sqrt{R^2+Z_C^2}\\ &=\sqrt{3\left({48}^2+\left(\frac{1}{100\pi\frac{{10}^{-3}}{5\text{,}5\pi}}\right)^2\right)}\\ &=126\text{,}44\ \mathrm{\Omega} \end{align}
Câu 32. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Trên một sợi dây đang có sóng dừng, hai đầu sợi dây đều là nút sóng. Chọn trục $Ox$ trùng với đường thẳng chứa sợi dây khi nó duỗi thẳng, gốc $O$ tại một đầu sợi dây. Xét sợi dây khi nó biến dạng nhiều nhất. Gọi hệ số góc của tiếp tuyến với sợi dây tại điểm có tọa độ $x$ là $a$. Sự phụ thuộc của $a$ theo $x$ được biểu diễn bằng đồ thị như hình vẽ bên.
Khoảng cách lớn nhất giữa hai bụng sóng là
A. 60,12 cm.
B. 67,56 cm.
C. 57,24 cm.
D. 63,77 cm.
Khi sợi dây biến dạng nhiều nhất, nó có dạng hình sin. Trong hệ tọa độ $u(x)$ nó có phương trình
\begin{align}
u=A_b\cos{\left(\frac{2\pi}{\lambda}x\pm\frac{\pi}{2}\right)}\tag{32.1}\label{32.1}
\end{align}
Trong đó $A_b$ là biên độ của điểm bụng.
Hệ số góc của tiếp tuyến với sợi dây tại tọa độ $x$ là
\begin{align}
a=u^\prime\left(x\right)=-\frac{2\pi}{\lambda}A_b\sin{\left(\frac{2\pi}{\lambda}x\pm\frac{\pi}{2}\right)}\tag{32.2}\label{32.2}
\end{align}
Hay viết lại
\begin{align}
a=\frac{2\pi A_b}{\lambda}\cos{\left(\frac{2\pi}{\lambda}x\right)}\tag{32.3}\label{32.3}\\
\end{align}
Hoặc
\begin{align}
a=\frac{2\pi A_b}{\lambda}\cos{\left(\frac{2\pi}{\lambda}x+\pi\right)}\tag{32.4}\label{32.4}
\end{align}
Như vậy đồ thị của $a(x)$ cũng có dạng hình sin, biên độ của $a$ là $a_m=\frac{2\pi A_b}{\lambda}$, bước sóng $\lambda$ cũng được xác định từ đồ thị này.
Ta trở về đồ thị của $a$ mà bài toán cho. Từ đồ thị này ta xác định được:
Bước sóng: $\lambda=40\ \text{cm}$; biên độ của $a$: $a_m=0\text{,}3$.
Suy ra biên độ của điểm bụng
\begin{align}
A_b=\frac{a_m\lambda}{2\pi}\tag{32.5}\label{32.5}
\end{align}
Cũng từ đồ thị $a(x)$ ta thấy hai đầu dây cách nhau 2 bước sóng, tức là có 4 bó sóng. Hai bụng xa nhau nhất là bụng thứ nhất và bụng thứ tư, hai bụng này dao động ngược pha, chúng xa nhau nhất khi một bụng ở biên dương, bụng còn lại ở biên âm. Tức là khoảng cách giữa chúng khi đó bằng
\begin{align}
d_{\mathrm{max}}&=\sqrt{\left(2A_b\right)^2+\left(3\frac{\lambda}{2}\right)^2}\\
&=\sqrt{\left(\frac{2\times0.3\times40}{2\pi}\right)^2+\left(\frac{3\times40}{2}\right)^2}\\
&=60\text{,}12\ \mathrm{cm}
\end{align}
Câu 33. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Cho mạch điện xoay chiều gồm $R$, $L$, $C$ mắc nối tiếp như hình vẽ bên (hình H.1). Hình H.2 là các đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp $u_{\mathrm{AM}}$ giữa hai điểm A, M và điện áp $u_{\mathrm{MB}}$ giữa hai điểm M, B trong mạch theo thời gian $t$. Tại thời điểm $t=\frac{10}{3}\ \mathrm{ms}$ điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AB có giá trị 165 V.
Biểu thức của điện áp hai đầu đoạn mạch AB tính theo $t$ ($t$ tính bằng $\text{s}$) là
A. $u=120\sqrt2\cos{\left(100\pi t-\frac{\pi}{4}\right)}\ \mathrm{V}$.
B. $u=120\sqrt3\cos{\left(100\pi t-\frac{\pi}{4}\right)}\ \mathrm{V}$.
C. $u=110\sqrt3\cos{\left(100\pi t-\frac{\pi}{6}\right)}\ \mathrm{V}$.
D. $u=110\sqrt2\cos{\left(100\pi t-\frac{\pi}{6}\right)}\ \mathrm{V}$.
Bài này chỉ cần thử ngược là được. Cụ thể, ta thay $t=\frac{10}{3}\times10^{-3}\ \mathrm{s}$ vào từng phương án, phương án nào cho $u=165\ \text{V}$ là đúng. Ở đây thay vào phương án C là đúng.
Câu 34. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Cho mạch điện xoay chiều gồm $R$, $L$, $C$ mắc nối tiếp. Trong đó điện trở $R=100\ \mathrm{\Omega}$, độ tự cảm $L$ của cuộn dây cảm thuần và điện dung $C$ của tụ điện không đổi. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có tần số góc $\omega$ có thể thay đổi được. Khi $\omega=\omega_1\ \mathrm{(rad/s)}$ thì tổng trở của mạch là $120\ \mathrm{\Omega}$. Tăng tần số góc từ giá trị $\omega_1$ thêm $500\pi\ \mathrm{(rad/s)}$ thì tổng trở của mạch lại có giá trị $120\ \mathrm{\Omega}$. Giá trị của $L$ là
A. 99,4 mH.
B. 12,7 mH.
C. 140,0 mH.
D. 42,2 mH.
Câu này có liên quan đến một bài viết tuyệt vời về sự biến thiên tần số trong mạch điện xoay chiều, các bạn nên đọc: GIẢI BÀI TOÁN TẦN SỐ THAY ĐỔI TRONG MẠCH RLC BẰNG PHƯƠNG PHÁP "KHOẢNG NGHIỆM" Tổng trở của mạch $RLC$ \begin{align} Z^2&=R^2+\left(\omega L-\frac{1}{\omega C}\right)^2\\ &=R^2+L^2\left(\omega-\frac{1}{\omega CL}\right)^2 \tag{34.1}\label{34.1} \end{align} Chú ý rằng $\frac{1}{CL}=\omega_0^2=\omega_1\omega_2$. Trong phương trình (\ref{34.1}), nếu $\omega=\omega_1$ thì \begin{align} Z^2-R^2&=L^2\left(\omega_1-\frac{\omega_0^2}{\omega_1}\right)\\ &=L^2\left(\omega_1-\frac{\omega_1\omega_2}{\omega_1}\right)^2\\ &=L^2\left(\omega_1-\omega_2\right)^2 \tag{34.2}\label{34.2} \end{align} Từ (\ref{34.2}) suy ra \begin{align} L&=\frac{\sqrt{Z^2-R^2}}{\left|\omega_1-\omega_2\right|}\\ &=\frac{\sqrt{{120}^2-{100}^2}}{500\pi}=0,042\ \mathrm{H} \end{align}
Câu 35. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Trong thí nghiệm giao thoa sóng ở mặt chất lỏng, hai nguồn kết hợp đặt tại hai điểm A và B dao động cùng pha theo phương thẳng đứng với cùng tần số $f=20\ \mathrm{Hz}$. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là $v=60\ \mathrm{cm/s}$, khoảng cách giữa hai điểm A và B là 16 cm. Điểm M thuộc đoạn thẳng AB và cách A một khoảng 9 cm. Đường tròn (C) có tâm là M và bán kính 5 cm trên mặt chất lỏng. Số điểm giao thoa cực đại trên đường tròn (C) là
A. 14.
B. 15.
C. 12.
D. 13.
Bước sóng $\lambda=\frac{v}{f}=\frac{60}{20}=3\ \mathrm{cm}$
Nếu sử đường tròn (C) cắt đoạn thẳng AB tại hai điểm P và Q thì $PA=4\ \mathrm{cm}, PB=12\ \text{cm}$ và $QA=14\ \mathrm{cm},QB=2\ \text{cm}$.
Giả sử P và Q là các cực đại giao thoa thì bậc của chúng là
\begin{align}
k_\mathrm{P}=\frac{PA-PB}{\lambda}=\frac{4-12}{3}=-2\text{,}6\\
k_\mathrm{Q}=\frac{QA-QB}{\lambda}=\frac{14-2}{3}=4
\end{align}
Những cực đại giao thoa trên đoạn thẳng PQ có bậc là các số nguyên: $-2,-1,0,1,2,3,4$. Tức là có 7 cực đại giao thoa trên đoạn thẳng PQ. Các vân cực đại từ $-2$ đến $3$ cắt đường tròn (C) tại hai điểm, vân cực đại $4$ cắt đường tròn (C) tại 1 điểm (vì nó tiếp xúc với (C) tại Q). Vậy số cực đại giao thoa trên đường tròn (C) là
$$
n=\left(7-1\right)\times2+1=13
$$
Câu 36. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Chuỗi phóng xạ của urani ${_{92}^{238}}\mathrm{U}$ kết thúc là sản phẩm chì ${_{80}^{206}}\mathrm{Pb}$ bền, với chu kì bán rã ${4\text{,}5.10}^9$ năm. Chuỗi phóng xạ của urani ${_{92}^{235}}\mathrm{U}$ kết thúc là sản phẩm chì ${_{80}^{207}}\mathrm{Pb}$ bền, với chu kì bán rã ${0\text{,}71.10}^9$ năm. Người ta cho rằng, khi Trái đất hình thành, đã có mặt các đồng vị chì và urani nhưng chưa có sản phẩm phân rã của chúng. Một mẫu quặng tìm thấy có lẫn chì và urani, trong đó tỉ lệ số nguyên tử của ba đồng vị chì ${_{80}^{204}}\mathrm{Pb}$, ${_{80}^{206}}\mathrm{Pb}$, ${_{80}^{207}}\mathrm{Pb}$ tương ứng là $1\text{,}00:29\text{,}6:22\text{,}6$; tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị urani ${_{92}^{235}}\mathrm{U}$, ${_{92}^{238}}\mathrm{U}$ tương ứng là $1:137$. Trong đó đồng vị ${_{80}^{204}}\mathrm{Pb}$ chỉ được dùng để tham khảo vì nó không có nguồn gốc phóng xạ. Một mẫu quặng khác chỉ có chì tinh khiết cho tỷ lệ tương tự $1\text{,}00:17\text{,}9:15\text{,}5$, đây được xem là tỉ lệ chì khi Trái đất hình thành. Với những số liệu đã cho, có thể tính được tuổi của Trái đất là
A. ${4\text{,}747\times10}^9\ \mathrm{năm}$.
B. ${4\text{,}558\times10}^9\ \mathrm{năm}$.
C. ${4\text{,}832\times10}^9\ \mathrm{năm}$.
D. ${4\text{,}615\times10}^9\ \mathrm{năm}$.
Gọi $t$ là tuổi của Trái đất.
Số hạt hiện nay của các đồng vị ${_{92}^{235}}\mathrm{U}$, ${_{92}^{238}}\mathrm{U}$, ${_{82}^{206}}\mathrm{Pb}$, ${_{82}^{207}}\mathrm{Pb}$ lần lượt là $N_{235}$, $N_{238}$, $N_{206}$, $N_{207}$. Ta có các tỉ số:
\begin{align}
\frac{N_{206}}{N_{238}}=2^\frac{t}{4\text{,}5}-1\ \mathrm{và}\ \frac{N_{207}}{N_{235}}=2^{\frac{t}{0\text{,}71}}-1\tag{36.1}\label{36.1}
\end{align}
Theo bài ra thì tỉ lệ số hạt urani là
\begin{align}
\frac{N_{235}}{N_{238}}=\frac{1}{137}\tag{36.2}\label{36.2}
\end{align}
Tỉ lệ số hạt chì tạo thành do phóng xạ là
\begin{align}
\frac{N_{207}}{N_{206}}=\frac{22\text{,}6-15\text{,}5}{29\text{,}6-17\text{,}9}=\frac{71}{117}\tag{36.3}\label{36.3}
\end{align}
Kết hợp các phương trình (\ref{36.1}), (\ref{36.2}), (\ref{36.3}) ta suy ra phương trình
\begin{align}
\frac{137}{117}\left(2^\frac{t}{4\text{,}5}-1\right)=\frac{1}{71}\left(2^\frac{t}{0\text{,}71}-1\right)\tag{36.4}\label{36.4}
\end{align}
Bấm máy giải phương trình (\ref{36.4}) ta được
$$t={4,558.10}^9\ \mathrm{năm}$$
Câu 37. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Một tấm ván đồng chất chiều dài $l=120\ \mathrm{cm}$, khối lượng $M=1\text{,}2\ \mathrm{kg}$ được đặt trên mặt bàn nằm ngang vuông góc với một mép bàn, đầu A nằm trên mặt bàn, đầu B nhô ra khỏi mép bàn một đoạn $BC=40\ \mathrm{cm}$. Hai con lắc lò xo có các lò xo cùng độ cứng $k=15\ \mathrm{N/m}$ gắn với các quả cầu nhỏ cùng khối lượng $m=0\text{,}8\ \mathrm{kg}$. Một con lắc được treo thẳng đứng, điểm treo tại đầu B của tấm ván. Con lắc còn lại đặt nằm ngang dọc theo tấm ván, một đầu lò xo này gắn vào một chốt cố định trên mặt bàn, vị trí cân bằng của quả cầu trên ván cách mép bàn C một khoảng $20\ \mathrm{cm}$. Hệ được biểu diễn bằng hình vẽ bên.
Bỏ qua ma sát và lấy $g=10\ \mathrm{m/}s^2$. Đẩy quả cầu trên ván dọc theo trục lò xo để lò xo nén $16\ \mathrm{cm}$. Nâng quả cầu bên dưới từ vị trí cân bằng lên một khoảng $16\ \mathrm{cm}$. Thả nhẹ quả cầu bên trên trước, khi nó đến vị trí cân bằng thì thả quả cầu bên dưới. Để tấm ván không bị nghiêng, trong mỗi chu kì dao động của các con lắc, phải giữ tấm ván trong thời gian nhỏ nhất là
A. 0,64 s.
B. 0,32 s.
C. 0,48 s.
D. 0,96 s.
Vẽ các lực tác dụng lên tấm ván như hình vẽ dưới đây $x$
Chọn trục quay tức thời tại C, ván sẽ nghiêng sang phải nếu \begin{align} F_\text{đh}\frac{l}{3}\gt Mg\frac{l}{6}+mg\left(\frac{l}{6}-x_1\right)\tag{37.1}\label{37.1} \end{align} Trong đó $F_\text{đh}=mg+kx_2$, thay vào (\ref{37.1}) biến đổi và rút ra \begin{align} 48x_1+36x_2>4\text{,}8\tag{37.2}\label{37.2} \end{align} Với cách chọn trục tọa độ như hình vẽ, ta dễ dàng viết phương trình dao động cho các con lắc (chọn $t=0$ lúc thả quả cầu bên dưới): \begin{align} x_1=0\text{,}16\cos{\left(\omega t+\frac{\pi}{2}\right)}\ \text{cm}\\ x_2=0\text{,}16\cos{\left(\omega t\right)}\ \mathrm{cm}\tag{37.3}\label{37.3} \end{align} Dùng máy tính tính được ngay \begin{align} 0\text{,}16\left(48\angle\frac{\pi}{2}+36\angle0\right)=9\text{,}6\angle 0\text{,}927\tag{37.4}\label{37.4} \end{align} Tức là \begin{align} 9\text{,}6\cos{\left(\omega t+0\text{,}927\right)}>4\text{,}8\\ \cos{\left(\omega t+0\text{,}927\right)}>\frac{1}{2}\tag{37.5}\label{37.5} \end{align} Trong một chu kì, (\ref{37.5}) xảy ra được biểu diễn bằng đường tròn lượng giác như hình vẽ dưới đây
Với hình vẽ này thì thời gian cần tìm là $$ \Delta t=\frac{\Delta\varphi}{\omega}=\frac{2\pi}{3}\sqrt{\frac{0\text{,}8}{15}}\approx0\text{,}48\ \mathrm{s} $$
Câu 38. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Một sợi dây dài 1,8 m được cắt làm hai đoạn, mỗi đoạn dây được gắn với một quả cầu nhỏ tạo thành con lắc đơn. Hai con lắc đơn này có điểm treo gần nhau và ở cùng độ cao. Kéo nhẹ các quả cầu để các sợi dây lệch khỏi vị trí cân bằng các góc bằng nhau và bằng $\alpha_0$ đồng thời các sợi dây song song với nhau. Thả nhẹ hai con lắc ở cùng một thời điểm để chúng dao động điều hòa trong hai mặt phẳng thẳng đứng song song với nhau. Khi một trong hai con lắc lệch góc $\frac{\alpha_0}{2}$ so với vị trí cân bằng của nó lần thứ hai thì hai sợi dây lại song song với nhau. Chiều dài của một trong hai đoạn dây là
A. 0,36 m.
B. 1,36 m.
C. 1,45 m.
D. 0,45 m.
Dây cắt làm hai phần nên \begin{align} l_1+l_2=l=180\ \mathrm{cm}\tag{38.1}\label{38.1} \end{align} Hai sợi dây song song tức là chúng có cùng li độ góc $\frac{\alpha_0}{2}$. Tuy nhiên, chiều dài các sợi dây khác nhau nên tần số góc khác nhau, nếu con lắc thứ nhất lệch góc $\frac{\alpha_0}{2}$ lần thứ hai thì con lắc còn lại bị lệch lần thứ 3, thứ 4, … Ở đây ta xét lần thứ 3 như hình dưới đây:
Pha mà các con lắc quét được trong cùng thời gian đó lần lượt là $\Delta\varphi_1=\frac{2\pi}{3}$ và $\Delta\varphi_2=\frac{4\pi}{3}$. Liên hệ với tần số góc như sau: \begin{align} \frac{\Delta\varphi_1}{\Delta\varphi_2}=\frac{\omega_1}{\omega_2}\tag{38.2}\label{38.2} \end{align} Với $\omega=\sqrt{\frac{g}{l}}$, ta suy ra tỉ số \begin{align} \frac{l_1}{l_2}=\frac{1}{4}\tag{38.3}\label{38.3} \end{align} Kết hợp (\ref{38.1})và (\ref{38.3}) ta tính được $$ l_1=36\ \mathrm{cm},l_2=144\ \text{cm} $$
Câu 39. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Theo mẫu nguyên tử Bo, năng lượng của nguyên tử hiđrô ở các trạng thái dừng $K$; $L$; $M$; $N$; $O$; $P$; … lần lượt là $E_\mathrm{K}=-13\text{,}6\ \mathrm{eV}$; $E_\mathrm{L}=-3\text{,}40\ \mathrm{eV}$; $E_\mathrm{M}=-1\text{,}51\ \mathrm{eV}$; $E_\mathrm{N}=-0\text{,}85\ \mathrm{eV}$; $E_\mathrm{O}=-0\text{,}54\ \mathrm{eV}$; $E_\mathrm{P}=-0\text{,}38\ \mathrm{eV}$; … Một khối khí hiđrô được kích thích để phát ra ánh sáng. Ánh sáng phát ra từ khối khí hiđrô này là ánh sáng tổng hợp gồm 6 bức xạ khác nhau. Trong 6 bức xạ đó có n bức xạ có thể gây ra hiện tượng quang điện đối với canxi (có giới hạn quang điện 0,43 μm). Giá trị của $n$ là
A. 6.
B. 3.
C. 5.
D. 4.
Sơ đồ các mức năng lượng:
Ta thấy đề khối hiđrô có thể phát 6 bức xạ thì các nguyên tử phải được kích thích đến trạng thái dừng $N$ (6 bức xạ ứng với 6 dấu mũi tên liền nét).
Ta phải tính các bước sóng này và so sánh xem bước sóng nào nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện $\lambda_0=0\text{,}43\ \mathrm{\mu m}$ của canxi thì bức xạ đó gây ra quang điện. Ta bắt đầu tính từ bước sóng lớn nhất (vì các bước sóng nhỏ chắc chắn gây ra quang điện).
Công thức tính chung là
\begin{align}
\lambda_{mn}=\frac{hc}{\left(E_m-E_n\right)\times{1\text{,}6\times10}^{-19}}\tag{39.1}\label{39.1}
\end{align}
Bức xạ do chuyển từ $N$ xuống $M$
\begin{align}
\lambda_{NM}&=\frac{{1\text{,}9875\times10}^{-25}}{\left(-0\text{,}85-(-1\text{,}51)\right)\times{1\text{,}6\times10}^{-19}}\\
&=1\text{,}882\ \mathrm{\mu m}>0\text{,}43\ \mathrm{\mu m}
\end{align}
Bức xạ do chuyển từ $M$ xuống $L$
\begin{align}
\lambda_{ML}&=\frac{{1\text{,}9875\times10}^{-25}}{\left(-0\text{,}151-(-3\text{,}4)\right)\times{1\text{,}6\times10}^{-19}}\\
&=0\text{,}657\ \mathrm{\mu m}>0\text{,}43\ \mathrm{\mu m}
\end{align}
Bức xạ do chuyển từ $N$ xuống $L$
\begin{align}
\lambda_{NL}&=\frac{{1\text{,}9875\times10}^{-25}}{\left(-0\text{,}85-(-3\text{,}4)\right)\times{1\text{,}6\times10}^{-19}}\\
&=0\text{,}487\ \mathrm{\mu m}>0\text{,}43\ \mathrm{\mu m}
\end{align}
Bức xạ do chuyển từ $L$ xuống $K$
\begin{align}
\lambda_{LK}&=\frac{{1\text{,}9875\times10}^{-25}}{\left(-0\text{,}34-(-13\text{,}6)\right)\times{1\text{,}6\times10}^{-19}}\\
&=0\text{,}121\ \mathrm{\mu m}\lt 0\text{,}43\ \mathrm{\mu m}
\end{align}
Qua phép thử ta thấy trong 6 bức xạ có 3 bức xạ không thể gây ra hiện tượng quang điện, còn lại 3 bức xạ có thể gây ra quang điện cho canxi.
Câu 40. Đề thi thử môn vật lý Quảng Bình 2023
Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, màn quan sát cách mặt phẳng chứa hai khe một khoảng 1,5 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng tổng hợp gồm hai bức xạ có bước sóng $\lambda_1$ và $\lambda_2$ ($410\ \mathrm{nm}≤\lambda_1≤680\ \text{nm}$; $410\ \text{nm}≤λ_2≤680\ \text{nm}$). Trên màn quan sát người ta đánh dấu một điểm M cách vân sáng trung tâm một khoảng 12,6 mm. Tại M có vân sáng của bức xạ bước sóng $\lambda_1$ và vân tối của bức xạ bước sóng $\lambda_2$. Giữa M và vân sáng trung tâm có hai vị trí mà tại đó vân sáng của hai bức xạ trùng nhau. Để tại M chỉ có vân sáng của một bức xạ, phải dịch chuyển màn tịnh tiến theo phương vuông góc với màn, ra xa nguồn sáng thêm một khoảng nhỏ nhất bằng $\frac{1}{6}\ \mathrm{m}$. Bước sóng của hai bức xạ $\lambda_1$ và $\lambda_2$ chênh lệch nhau
A. 71 nm.
B. 47 nm.
C. 140 nm.
D. 226 nm.
Lời giải câu này đã có trong bài viết này: GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA ÁNH SÁNG BẰNG MÁY TÍNH CASIO, các bạn vào đó đọc nhé.
Không có nhận xét nào: