LỜi giải chi tiết một số CÂu vận dụng và VẬn dụng cao trong đỀ thi thpt quốc gia môn vật lí NĂM 2015 theo từng chưƠng chưƠng dao đỘng cơ

+ Cắt lò xo thành 3 đoạn, ta có: ; .

+ Chu kì dao động con lắc lò xo:

+ Vậy: T = 1,41s. Chọn B.

Câu này học sinh chỉ cần nắm vững kiến thức cơ bản sẽ làm được.

Câu 2: Một lò xo nhẹ có độ cứng 20 N/m, đầu trên được treo vào một điểm cố định, đầu dưới gắn vào vặt nhỏ A có khối lượng 100g; vật A được nối với vật nhỏ B có khối lượng 100g bằng một sợi dây mềm, mảnh, nhẹ, không dãn và đủ dài. Từ vị trí cân bằng của hệ, kéo vật B thẳng đứng xuống dưới một đoạn 20 cm rồi thả nhẹ để vật B đi lên với vận tốc ban đầu bằng không. Khi vật B bắt đầu đổi chiều chuyển động thì bất ngờ bị tuột khỏi dây nối. Bỏ qua các lực cản, lấy g = 10 m/s². Khoảng thời gian từ khi vật B bị tuột khỏi dây nối đến khi rơi đến vị trí được thả ban đầu là

A. 0,30 s. B. 0,68 s. C. 0,26 s. D. 0,28 s.

Lời giải:

+ Khi hệ cân bằng: Vật A ở vị trí O, vật B ở vị trí N, lò xo dãn một đoạn là

+ Kéo vật B tới vị trí tới vị trí M một đoạn 20 cm, thả nhẹ Biên độ dao động A = 20 cm; rad/s.

+ Khi thả tay để vật đi lên: vật A tới vị trí G lò xo không biến dạng (F_đh = 0), vật lên tới vị trí P (với NP = OG = = 10 cm), tại thời điểm này vật B có tốc độ là cm/s = m/s.

+ Sau thời điểm này sợi dây bị chùng, vật B vẫn tiếp tục chuyển động đi lên (do quán tính) một đoạn đường S = PQ nữa thì dừng lại (v_Q = 0), gia tốc trong giai đoạn này là a = -g = - 10 m/s²,

+ Khoảng cách từ vị trí ban đầu thả đến vị trí cao nhất mà vật B lên được là h:

h = MN + NP + PQ = 20 + 10 + 15 = 45 cm = 0,45 m.

+ Sau đó vật B rơi tự do (không vận tốc đầu): Chọn A.

Câu hỏi này học sinh phải biết phân tích chuyển động biến đổi đều của vật để giải bài toán.

Câu 3:

Cách 1:

+ Theo hình vẽ: T₂ = 2T₁ rad/s.

+ Phương trình dao động: cm và cm.

+ Khi 2 chất điểm gặp nhau: x₁ = x₂

 (k₁ = 1, 2, 3,…)

 (k₂ = 0, 1, 2,…)

Lần	1	2	3	4	5	6	7	…
				3 s
	0,5 s	1,5 s	2,5 s		3,5 s	4,5 s	5,5s

Cách 2:
HD: Từ đồ thị  A=6cm và T₂=2T₁

Ta có v_2max=₂A₂= T₂=3s và T₁=1,5s.

Theo đồ thị và đáp số của đề  t=3,5s

Câu này học sinh có thể dùng hai cách là giải phương trình và dùng đồ thị, dùng đồ thị sẽ nhanh hơn và kết quả chính xác hơn.
CHƯƠNG 2. SÓNG CƠ

1. PHÂN TÍCH CẤU TRÚC

Mức độ	Nhận biết	Thông hiểu	Vận dụng	Vận dụng cao	Bài tập	Lí thuyết	Tổng
Số lượng	02	01	02	02	05	02	07

2. LỜI GIẢI CHI TIẾT

Câu 1: Tại mặt nước, hai nguồn kết hợp được đặt ở A và B cách nhau 68 mm, dao động điều hòa cùng tần số, cùng pha, theo phương vuông góc với mặt nước. Trên đoạn AB, hai phần tử nước dao động với biên độ cực đại có vị trí cân bằng cách nhau một đoạn ngắn nhất là 10 mm. Điểm C là vị trí cân bằng của phần tử ở mặt nước sao cho . Phần tử nước ở C dao động với biên độ cực đại. Khoảng cách BC lớn nhất bằng

A. 37,6 mm. B. 67,6 mm. C. 64,0 mm. D. 68,5 mm.

Lời giải:

+ Trên đoạn AB, hai phần tử nước dao động với biên độ cực đại có vị trí cân bằng cách nhau một đoạn ngắn nhất là 10 mm .

+ Vì hai nguồn cùng pha, phần tử nước ở C dao động với biên độ cực đại

+ Xác định số điểm cực đại trên AB:

+ BC lớn nhất khi k = 3 CB – CA = 20.3 = 60 mm CA = CB - 60 (1)

+ Mặt khác do nên: (2)

+ Thay (1) vào (2):

+ Vậy, khoảng cách lớn nhất từ C đến B là BC = 67,6 mm. Chọn B.

Câu này học sinh có học lực khá sẽ làm được, dạng cơ bản.

+ Những điểm có cùng biên độ và cách đều nhau, biết A₁ > A₂ > 0 Điểm có biên độ A₁ chắc chắn là điểm bụng: .

+ Các điểm có cùng biên độ A₂ và cách đều nhau, ta có: .

(x là khoảng cách giữa các điểm đang xét tới nút gần nhất).

+ Vậy: d₁ = 2d₂. Chọn A.

Câu này học sinh vẽ được đồ thị mô tả d₁ và d₂.

Câu 3:

Cách 1: giải bằng đồ thị.

+ Theo hình vẽ ta có:

+ Tính biên độ dao động của các điểm M, N, P: (với A_b: biên độ của điểm bụng).

Thay số, ta được: ; ; .

+ Dễ dàng thấy: N và M cùng pha, N và P ngược pha.

+ Tạ thời điểm t₁: li độ của điểm N bằng biên độ M thì tốc độ dao động của M bằng 60 cm/s

+ Tại thời điểm t₂ (sau t₁ là ) hình dạng sợi dây (đường 2) có dạng như hình vẽ trên Tại thời điểm t₁ các phần tử M, N, P đang chuyển động theo chiều đi ra vị trí biên tương ứng. Vec tơ quay môt tả chuyển động của N, P tại thời điểm t₁ và t₂:

+ Vậy ở thời điểm t₂, điểm P có li độ là

Phương trình sóng: u=Asincos(t+) ( x là khoảng cách từ nút sóng đến điểm xét)

u_N=Asincos(t+)=-Acos(t+)

u_M=Asincos(t+)=-Acos(t+)

Tại t₁ ta có: u_N=-Acos(t₁+)=Acos(t₁+)=-(t₁+)=

và v_M=Asin(t₁+)=Asin()=A.=60A=80cm/s ( loại dấu -)

v_P=-Asin(t₂+)==-Asin[(t₁+)+]=-Asin(t₁++)

=-.80.sin(+)=-.80.=-60cm/s Chọn D.

Câu này học sinh có thể dùng hai cách là giải phương trình và dùng đồ thị, dùng đồ thị sẽ nhanh hơn và kết quả chính xác hơn.

Câu 4: Tại vị trí O trong một nhà máy, một còi báo cháy (xem là nguồn điểm) phát âm với công suất không đổi. Từ bên ngoài, một thiết bị xác định mức cường độ âm chuyển động thẳng từ M hướng đến O theo hai giai đoạn với vận tốc ban đầu bằng không và gia tốc có độ lớn 0,4 m/s² cho đến khi dừng lại tại N (cổng nhà máy). Biết NO = 10 m và mức cường độ âm (do còi phát ra) tại N lớn hơn mức cường độ âm tại M là 20 dB. Cho rằng môi trường truyền âm đẳng hướng và không hấp thụ âm. Thời gian thiết bị đó chuyển động từ M đến N có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 27 s. B. 32 s. C. 47 s. D. 25 s.

Lời giải:

+ Biết mức cường độ âm tại N lớn hơn mức cường độ âm tại M là 20 dB, ta có:

+ Vật (thiết bị) đi từ M nhanh dần đều đến trung điểm của MN, sau đó chuyển động chậm dần và dừng lại tại N, nên ta có: (C là trung điểm của MN)

+ Vậy giá trị gần nhất là 32s. Chọn B.

Câu hỏi này học sinh phải biết phân tích chuyển động biến đổi đều của xe, quãng đường xe chuyển động và âm chuyển động để giải bài toán.
CHƯƠNG 3. DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
1. PHÂN TÍCH CẤU TRÚC

Mức độ	Nhận biết	Thông hiểu	Vận dụng	Vận dụng cao	Bài tập	Lí thuyết	Tổng
Số lượng	02	01	01	0	01	03	04

2. LỜI GIẢI CHI TIẾT

Câu 1: Hai mạch dao động điện từ lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với cùng cường độ dòng điện cực đại I_o. Chu kì dao động riêng của mạch thứ nhất là T₁, của mạch thứ hai là T₂ = 2T₁. Khi cường độ dòng điện trong hai mạch có cùng độ lớn và nhỏ hơn I_o thì độ lớn điện tích trên một bản tụ điện của mạch dao động thứ nhất là q₁ và của mạch dao động thứ hai là q₂. Tỉ số là A. 1,5. B. 0,5. C. 2. D. 2,5.

Lời giải:

+ Ta có:

+ Theo đề: và Chọn B.

Câu này học sinh hiểu cường độ dòng điện cực đại và dòng điện tức thời để suy ra biểu thức của i và q.

+ Từ phương trình ta thấy cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện 1 và 2 là bằng nhau Tần số góc để cường độ dòng điện hiệu dụng cực đại, tức là xảy ra cộng hưởng là rad/s.

+ Ta thấy: i₃ sớm pha hơn u₃. Chọn C.

Câu này học sinh đánh giá tần số góc của 3 biểu thức của i và tính để nhận sét để biết i₃ sớm pha so với u₃.

+ Khi (1)

+ Khi (2)

+ Từ (1) và (2) R_X = 1,5R_Y; .

+ Khi

(Do )

(Do )

+ Công suất:

Đây là bài toán về đồ thị về dòng điện xoay chiều, bài toán cần nhiều biến đổi toán học và nhận xét phức tạp, đây là bài toán điện xoay chiều khó.

Câu 3:

+ Ta có: (*)

Dễ thấy là hàm số bậc nhất với biến số (y = a + bx)

Từ đồ thị ta có:

Đây là bài toán về đồ thị của dòng điện xoay chiều, học sinh phải có kỹ năng đọc đồ thị để làm bài toán.

+ Ban đầu: hoặc thì P₁ = P₂

+ Lúc sau: hoặc thì U_1C = U_2C.

ta có

+ Khi nối tắt hai đầu tụ điện (bỏ tụ): Chọn A.

Đây là bài toán có C thay đổi học sinh phải nhớ các biểu thức có liên quan đến C.

Câu 5: Đặt một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 20 V vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng có tổng số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là 2200 vòng. Nối hai đầu cuộn thứ cấp với đoạn mạch AB (hình vẽ); trong đó, điện trở R có giá trị không đổi, cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,2 H và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung C đến giá trị thì vôn kế (lí tưởng) chỉ giá trị cực đại bằng 103,9 V (lấy là V). Số vòng dây của cuộn sơ cấp là

A. 1800 vòng. B. 1650 vòng. C. 550 vòng. D. 400 vòng.

Lời giải:

+ C biến đổi để U_RC đạt cực đại: (*)

+ Phương trình (*) có nghiệm:

+ Áp dụng công thức máy biến áp: vòng. Chọn C.

Câu này liên quan đến số chỉ của vôn kế, học sinh phải tìm giá trị cực đại của vôn kế.

Câu 6: Đặt điện áp (U­_o không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung Khi f = f₁ = Hz hoặc f = f₂ = 100 Hz thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện có cùng giá trị U_o. Khi f = f_o thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở đạt cực đại. Giá trị của f_o gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 70 Hz. B. 80 Hz. C. 67 Hz. D. 90 Hz.

Lời giải:

Dễ thấy f₂ = 2 f₁ Do U_C1 = U_C2 = U₀ Nên Z_C1 = Z₁; Z_C2 = Z₂

Đặt Z_C1­ = 1 Z_C2 = (do Z_C tỉ lệ nghịch với f) Z₁ = , Z₂ =

Z₁² = R² + (Z_L1 – 1)² = (1)

Z₂² =R² + (2Z_L1 – )² = (2) (do Z_L tỉ lệ thuận với f)

Lấy (2) – (1) ta được 7Z_L1² - = Z_L1 =

Khi U_R max thì f₀ =2f₁ = 50 =70,7Hz Chọn đáp án A: 70Hz

Ta thay Z_L1 = vào (1) nhận đuợc giá trị: R² = - : vô lý

Vậy không thể có hai giá trị của f₁ và f₂ như đề cho để cho U_C = U₀

CHƯƠNG 5. SÓNG ÁNH SÁNG

1. PHÂN TÍCH CẤU TRÚC

Mức độ	Nhận biết	Thông hiểu	Vận dụng	Vận dụng cao	Bài tập	Lí thuyết	Tổng
Số lượng	04	0	02	0	02	04	06

2. LỜI GIẢI CHI TIẾT

Câu 1: Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Nguồn sáng phát ánh sáng trắng có bước sóng trong khoảng từ 380 nm đến 760 nm. M là một điểm trên màn, cách vân sáng trung tâm 2 cm. Trong các bước sóng của các bức xạ cho vân sáng tại M, bước sóng dài nhất là

A. 417 nm. B. 570 nm. C. 714 nm. D. 760 nm.

Lời giải:

+ Ta có:

+ Bước sóng dài nhất, ứng với k_min k = 7 Chọn C.

Câu này học sinh có kiến thức cơ bản sẽ làm được.
CHƯƠNG 6. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
1. PHÂN TÍCH CẤU TRÚC

Mức độ	Nhận biết	Thông hiểu	Vận dụng	Vận dụng cao	Bài tập	Lí thuyết	Tổng
Số lượng	02	02	01	0	02	03	05

2. LỜI GIẢI CHI TIẾT

Câu 1: Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản. Khi chiếu bức xạ có tần số f₁ vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa 3 bức xạ. Khi chiếu bức xạ có tần số f₂ vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa 10 bức xạ. Biết năng lượng ứng với các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được tính theo biểu thức (E_o là hằng số dương, n = 1,2,3,...). Tỉ số là

A. . B. . C. . D. .

Lời giải:

+ Khi chiếu bức xạ có tần số f₁ vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa 3 bức xạ: (1)

+ Khi chiếu bức xạ có tần số f₂ vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa 10 bức xạ: (2)

+ Từ (1) và (2) Chọn A.

Câu này học sinh nhớ công thức về nguyên tử hiđrô sẽ làm được.
CHƯƠNG 7. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

1. PHÂN TÍCH CẤU TRÚC

Mức độ	Nhận biết	Thông hiểu	Vận dụng	Vận dụng cao	Bài tập	Lí thuyết	Tổng
Số lượng	03	01	02	0	03	03	06

2. LỜI GIẢI CHI TIẾT

Câu 5: Đồng vị phóng xạ phân rã , biến đổi thành đồng vị bền với chu kì bán rã là 138 ngày. Ban đầu có một mẫu tinh khiết. Đến thời điểm t, tổng số hạt và số hạt nhân (được tạo ra) gấp 14 lần số hạt nhân còn lại. Giá trị của t bằng

A. 552 ngày. B. 414 ngày. C. 828 ngày. D. 276 ngày.

Lời giải:

+ Phương trình phóng xạ:

+ Tại thời điểm t:

+ Áp dụng công thức: ngày. Chọn B.

Câu này học sinh có kiến thức vững về hạt nhân và phóng xạ là có thể làm được.

Câu 6: Bắn hạt prôtôn có động năng 5,5 MeV vào hạt nhân đang đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân . Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ , hai hạt có cùng động năng và bay theo hai hướng tạo với nhau góc 160^o. Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đơn vị u gần đúng bằng số khối của nó. Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là

A. 17,3 MeV. B. 14,6 MeV. C. 10,2 MeV. D. 20,4 MeV.

Lời giải:

Phương trình: p + ⁷₃Li  2.

+ Định luật BT động lượng:

Ta có: cos()=

 cos()==0,174

 K_=11,4(MeV)

+ ĐL bảo toàn năng lượng: K_p+E=2K_ E=2K_-K_p = 17,3(MeV) Chon A

Bài này học sinh vẽ được hình là có thể làm được hoặc áp dụng định lý hàm cosin.