Giải chi tiết đề thi TN THPT môn Vật lý năm 2023
Hôm nay học sinh cả nước đã bước vào ngày thi thứ hai kì thi TN THPT năm 2023. Để các em học sinh so sánh kết quả làm bài của mình, DẠY HỌC SÁNG TẠO gửi đến các bạn lời giải chi tiết đề thi TN THPT môn Vật lý năm 2023. Đây là lời giải theo chủ quan của tác giả, chỉ mang tính chất tham khảo. Chúc các bạn may mắn.
1 Đề thi TN THPT môn vật lý năm 2023 - Mã đề 209
2 Đáp án 20 câu nhận biết đầu đề thi TN THPT môn vật lý năm 2023 mã đề 209
3 Giải chi tiết đề thi TN THPT môn Vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Câu 21 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án A
Biên độ dao động tổng hợp cực đại khi hai dao động thành phần cùng pha, khi đó $$ A=A_1+A_2 $$
Câu 22 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án B
Chú ý đây là câu hỏi yêu cầu chỉ ra phương án sai.
Laze có tính đơn sắc cao, vậy nó là tia đơn sắc, không phải ánh sáng trắng (ánh sáng trắng là tập hợp nhiều ánh sáng đơn sắc).
Câu 23 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án B
Siêu âm là âm có tần số lớn hơn 20.000 Hz.
Câu 24 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án C
Cảm ứng từ tại tâm dòng điện tròn là \begin{align} B&=2\pi.10^{-7}\frac{I}{r}\\ \Rightarrow I&=\frac{rB}{2\pi.10^{-7}}=2\text{,}4\ \text{A} \end{align}
Câu 25 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án D
Năng lượng của phôtôn là \begin{align} \varepsilon&=\frac{hc}{\lambda}\\ &=\frac{1\text{,}9875.10^{-25}}{660.10^{-9}.1\text{,}6.10^{-19}}=1\text{,}88\ \text{eV} \end{align}
Câu 26 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án C
Khoảng vân trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng được tính bằng công thức \begin{align} i&=\frac{\lambda D}{a}\\ \Rightarrow \lambda&=\frac{ai}{D}\\ &=\frac{1.1\text{,}05}{1\text{,}5}=0\text{,}7\ \mu\text{m} \end{align}
Câu 27 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án D
Cảm kháng của cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều là \begin{align} Z_L=\omega L&=2\pi fL\\ &=2\pi. 50.\frac{0\text{,}2}{\pi}=20\ \Omega \end{align}
Câu 28 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án B
Tần số góc dao động của con lắc đơn là \begin{align} \omega&=\sqrt{\frac{g}{l}}\\ &=\sqrt{\frac{9\text{,}80}{1\text{,}00}}=3\text{,}13\ \text{rad/s} \end{align}
Câu 29 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án B
Chu kì tính theo tần số riêng của mạch dao động \begin{align} T&=\frac{1}{f}\\ &=\frac{1}{2.10^{6}}=0\text{,}5.10^{-6}\ \text{s}\\ &=0\text{,}5\ \mu\text{s} \end{align}
Câu 30 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án D
Số nuclôn không mang điện là số nơtrôn, nó bằng \begin{align} N_n&=A-Z\\ &=222-86=136 \end{align}
Câu 31 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án C
Trước hết ta tính tần số góc \begin{align} \omega&=\sqrt{\frac{g}{l}}\\ &=\sqrt{\frac{9\text{,}87}{0\text{,}81}}=3\text{,}49\ \text{rad/s} \end{align} Ta vẽ đường tròn pha
Cứ mỗi chu kì (điểm pha P đi được một vòng) thì vật nhỏ đi qua li độ $4^0$ 2 lần. Sau 12 vòng thì vật nhỏ qua li độ này 24 lần, lúc đó nó ở VTCB theo chiều âm. Vật đi qua li độ này lần thứ 25 tức là nó đi thêm một cung \begin{align} \Delta \varphi=\frac{7\pi}{6} \end{align} Thời gian là \begin{align} t_{25}&=\frac{12.2\pi+\Delta \varphi}{\omega}\\ &=\frac{12.2\pi+\frac{7\pi}{6}}{3\text{,}49}=22\text{,}65\ \text{s} \end{align}
Câu 32 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án B
Trong mạch $RLC$, nếu $L$ thay đổi để $U_{RC}$ cực đại thì trong mạch có cộng hưởng điện. Khi đó \begin{align} I&=\frac{U}{R}\\ U_C&=IZ_C=\frac{U}{R}\frac{1}{\omega C}\\ &=\frac{120}{50}\frac{1}{100\pi \frac{200.10^{-6}}{\pi}}=120\ \Omega \end{align} $u_{AB}$ cùng pha với cường độ dòng điện, nên $u_C$ chậm pha $\frac{\pi}{2}$ so với $u_{AB}$, ta có \begin{align} u_C&=120\sqrt{2}\cos{\left(100\pi t+\frac{\pi}{6}-\frac{\pi}{2}\right)}\\ &=120\sqrt{2}\cos{\left(100\pi t-\frac{\pi}{3}\right)}\ \text{V} \end{align}
Câu 33 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án B
Ta tính cảm kháng và dung kháng \begin{align} Z_L&=\omega L\\ &=100\pi\frac{2}{\pi}=200\ \Omega\\ Z_C&=\frac{1}{\omega C}\\ &=\frac{1}{100\pi \frac{100.10^{-6}}{\pi}}=100\ \Omega \end{align} Tổng trở của mạch \begin{align} Z&=\frac{\left|Z_L-Z_C\right|}{\sin{\varphi}}\\ &=\frac{\left|200-100\right|}{\sin{\frac{\pi}{6}}}=200\ \Omega \end{align} Cường độ hiệu dụng \begin{align} I=\frac{U}{Z}=\frac{200}{200}=1\ \text{A} \end{align}
Câu 34 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án B
Độ dài một bó sóng bằng nửa bước sóng, tức là bằng 18 cm. Trong khi đó $AM=20\ \text{cm}$, chứng tỏ M thuộc bó thứ hai kể từ A. N cùng biên độ với M và xa M nhất (N gần B nhất) tức là giữa N và B không có nút sóng nào. Tóm lại, ngoài 2 nút A và B, giữa MN còn 5 nút, giữa AM còn 1 nút, tất cả là 8 nút. Tương ứng với 7 bó. Chiều dài sợi dây là \begin{align} \ell=7\times18=126\ \text{cm} \end{align}
Câu 35 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án D
Tần số góc của mạch $LC$ và điện tích cực đại \begin{align} \omega&=\frac{1}{\sqrt{LC}}\\ &=\frac{1}{\sqrt{2.10^{-3}.45.10^{-6}}}=\frac{10^4}{3}\ \text{rad/s}\\ Q_0&=CE \end{align} Phương trình điện tích tức thời và suy ra phương trình cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động \begin{align} q&=Q_0\cos{\left(\omega t\right)}\\ i&=\omega Q_0\cos{\left(\omega t+\frac{\pi}{2}\right)} \end{align} Thay $t=\frac{\pi.10^{-3}}{20}$ và $i=0\text{,}16$ vào ta được phương trình \begin{align} 0\text{,}16&=\frac{10^4}{3}.45.10^{-6}.E\left|\cos{\left(\frac{10^4}{3}.\frac{\pi.10^{-3}}{20}+\frac{\pi}{2}\right)}\right|\\ \Rightarrow E&\approx2\text{,}1\ \text{V} \end{align}
Câu 36 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án C
Ở đồ thị, chu kì $T=16.10^{-3}\ \text{s}$ tức là $\omega=125\pi\ \text{rad/s}$. Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch luôn lớn hơn hai đầu $R$, nên hai đồ thị biên độ bằng nhau chắc chắn không thể là đồ thị của $u_\text{AB}$. Tức là đồ thị có biên độ lớn là đồ thị của $u_\text{AB}$. Từ đồ thị ta thấy \begin{align} U_\text{MN}=U_\text{NB} \end{align} $u_\text{AB}$ chậm pha hơn $u_\text{MB}$ một lượng $\alpha=2.10^{-3}.125\pi=\frac{\pi}{4}$, $u_\text{MB}$ chậm pha hơn $u_\text{MN}$ một lượng cũng bằng $\alpha=\frac{\pi}{4}$. Ta vẽ giản đồ véc tơ.
Trong giản đồ, ta có \begin{align} AB&=AM\\ Z_C&=\left(Z_C-Z_L\right)\sqrt{2}\\ \frac{\sqrt{2}-1}{\omega C}&=\sqrt{2}\omega L\tag{36.1}\label{36.1} \end{align} Khi cộng hưởng ta có \begin{align} \frac{1}{\omega_0 C}=\omega_0 L\tag{36.2}\label{36.2} \end{align} Chia (\ref{36.1}) cho (\ref{36.2}) vế theo vế, biến đổi một chút ta rút ra được \begin{align} \omega_0&=\frac{\omega}{\sqrt{1-\frac{1}{\sqrt{2}}}}\\ f_0&=\frac{125\pi}{2\pi\sqrt{1-\frac{1}{\sqrt{2}}}}\approx115\text{,}48\ \text{Hz} \end{align}
Câu 37 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án D
Gọi số hạt X và số hạt Y ở các thời điểm $t_0$, $t_1$, $t_2$ lần lượt tương ứng là $N_{\text{X}_0}$ và $N_{\text{Y}_0}$, $N_{\text{X}_1}$ và $N_{\text{Y}_1}$, $N_{\text{X}_2}$ và $N_{\text{Y}_2}$. Theo bài ra thì \begin{align} N_{\text{Y}_1}&=N_{\text{X}_1}=N_{\text{X}_0}2^{\frac{-t_1}{T}}\tag{37.1}\label{37.1}\\ \frac{N_{\text{Y}_1}-N_{\text{Y}_0}}{N_{\text{X}_1}}&=2^{\frac{t_1}{T}}-1\tag{37.2}\label{37.2} \end{align} Thay (\ref{37.1}) vào (\ref{37.2}), biến đổi và suy ra được \begin{align} \frac{N_{\text{Y}_0}}{N_{\text{X}_0}}=2.2^{\frac{-t_1}{T}}-1\tag{37.3}\label{37.3} \end{align} Mặt khác ta có \begin{align} N_{\text{Y}_2}&=7N_{\text{X}_2}=7N_{\text{X}_0}2^{\frac{-4\text{,}2t_1}{T}}\tag{37.4}\label{37.4}\\ \frac{N_{\text{Y}_2}-N_{\text{Y}_0}}{N_{\text{X}_2}}&=2^{\frac{4\text{,}2t_1}{T}}-1\tag{37.5}\label{37.5} \end{align} Thay (\ref{37.4}) vào (\ref{37.5}), biến đổi và suy ra được \begin{align} \frac{N_{\text{Y}_0}}{N_{\text{X}_0}}=8.2^{\frac{-4\text{,}2t_1}{T}}-1\tag{37.6}\label{37.6} \end{align} Kết hợp (\ref{37.3}) và (\ref{37.6}) (để dễ giải ta đặt $\frac{N_{\text{Y}_0}}{N_{\text{X}_0}}=x$ và $2^{\frac{t_1}{T}}=y$) ta suy ra $$ x=\frac{N_{\text{Y}_0}}{N_{\text{X}_0}}=0\text{,}2968 $$
Câu 38 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án B
Câu thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng này chúng ta sử dụng máy tính Casio để giải. Các bạn có thể tham khảo phương pháp này tại đây: GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA ÁNH SÁNG BẰNG MÁY TÍNH CASIO
Tại M có vân sáng của bức xạ $\lambda_1=480\ \text{nm}$ bậc $k_1$ trùng với vân sáng của bức xạ $\lambda_2$ bậc $k_2$, tức là \begin{align} \frac{k_1}{k_2}&=\frac{\lambda_2}{480}\\ \Rightarrow \lambda_2&=\frac{480k_1}{k_2} \end{align} Dùng chức năng table của máy tính Casio, lần lượt cố định $k_1=1,2,3,..$ và cho $k_2$ chạy từ $1$ đến $20$. Kết quả ta tìm thấy
Ở cột $g\left(x\right)$ tôi đã đặt $k_1=4$ và thấy rằng chỉ có 2 bước sóng nằm trong khoảng từ 390 nm đến 710 nm cho vân sáng tại M, đó là vân sáng bậc $k_1=4$ của bức xạ $\lambda_1=480\ \text{nm}$ (đã cho) và vân sáng bậc $k_2=3$ của bức xạ $\lambda_2=640\ \text{nm}$.
Bây giờ ta giả sử tại N có vân sáng bậc $k$ của bức xạ $\lambda$, khi đó
\begin{align}
k\lambda&=2\left(4.480\right)\\
\Rightarrow \lambda&=\frac{3840}{k}
\end{align}
Tiếp tục dùng table của máy tính Casio, cho $k$ chạy từ $1$ đến $20$, ta được
Bước sóng nhỏ nhất cho vân sáng tại N là $$ \lambda_\text{min}=426\text{,}66\ \text{nm} $$
Câu 39 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án C
Xét sự dao động điều hòa của M trong hai giai đoạn:
+ Giai đoạn thứ nhất: Từ khi M được thả nhẹ đến khi N rời khỏi nó.
Trong thời gian này vật M dao động với lực đàn hồi và trọng lực biểu kiến (hợp lực của trọng lực với lực ma sát trượt do N tác dụng - Chú ý lực ma sát trượt do N tác dụng lên M có hướng thẳng đứng hướng xuống) $P'=mg+F_\text{ms}=6\ \text{N}$. Vị trí cân bằng của M trong thời gian này là vị trí lò xo dãn một đoạn bằng
\begin{align}
\Delta\ell_1&=\frac{P'}{k}\\
&=\frac{6}{100}=0\text{,}06\ \text{m}
\end{align}
Vì M được thả nhẹ từ vị trí lò xo không biến dạng nên vị trí thả là biên, biên độ là $A_1=6\ \text{cm}$.
Tần số góc trong thời gian này là
\begin{align}
\omega_1&=\sqrt{\frac{k}{m}}\\
&=\sqrt{\frac{100}{0\text{,}4}}=5\pi\ \text{rad/s}
\end{align}
Thời gian $\Delta t= \frac{2}{15}\ \text{s}$ ứng với độ tăng pha $\Delta\varphi=\frac{2}{15}.5\pi=\frac{2\pi}{3}$. Vật bắt đầu từ biên nên sau thời gian này nó đến li độ có độ lớn $x_1=\frac{A_1}{2}=3\ \text{cm}$ (tại đây lò xo dãn 9 cm).
Tại đây vận tốc của M có độ lớn \begin{align} v_1&=\frac{\sqrt{3}}{2}v_\text{max}\\ &=\frac{\sqrt{3}}{2}\omega_1 A_1\\ &=\frac{\sqrt{3}}{2}5\pi.6=15\sqrt{3}\pi\ \text{cm/s} \end{align} + Giai đoạn thứ hai: N đã rời khỏi M, vật M dao động điều hòa với trọng lực $P=4\ \text{N}$ và lực đàn hồi. Vị trí cân bằng bây giờ là vị trí lò xo dãn $\Delta\ell_2=\frac{P}{k}=4\ \text{cm}$, nên vị trí của M khi N rời khỏi nó có li độ $x_1'=5\ \text{cm}$, tần số góc $\omega_2=\omega_1=5\pi\ \text{rad/s}$, biên độ mới là \begin{align} A_2&=\sqrt{x_1'^2+\left(\frac{v_1}{\omega}\right)^2}\\ &=\sqrt{5^2+\left(\frac{15\sqrt{3}\pi}{5\pi}\right)^2}\\ &=2\sqrt{13}\ \text{cm} \end{align} Độ dãn cực đại của lò xo \begin{align} \Delta\ell_\text{max}&=A_2+\Delta\ell_2\\ &=2\sqrt{13}+4=11\text{,}2\ \text{cm} \end{align} Chú ý: Ta có thể giải nhanh hơn rất nhiều bằng định luật bảo toàn có năng cho giai đoạn thứ hai. Các bạn tham khảo tại đây (Câu 39): GIẢI CHI TIẾT ĐỀ THAM KHẢO TN THPT 2023 MÔN VẬT LÝ.
Câu 40 . Giải chi tiết đề vật lý năm 2023 - Mã đề 209
Đáp án C
Nếu A và B là các nguồn sóng, C là cực tiều thứ 4, tức là
\begin{align}
AC-BC=3\text{,}5\lambda\tag{40.1}\label{40.1}
\end{align}
Nếu B và C là các nguồn thì A là cực tiểu thứ $k$, khi đó
\begin{align}
AC-AB=\left(k-0\text{,}5\right)\lambda\tag{40.2}\label{40.2}
\end{align}
Từ (\ref{40.1}) và (\ref{40.2}) suy ra
\begin{align}
AB-BC=\left(4-k\right)\lambda\tag{40.3}\label{40.3}
\end{align}
Do $AB\gt BC$ nên suy ra $k\lt4$
Số cực tiểu trên BC đạt cực đại khi $k$ cực đại, tức là $k=3$. Khi đó kết hợp (\ref{40.1}) và (\ref{40.3}), chú ý thêm rằng $\left(AC\right)^2=\left(AB\right)^2+\left(BC\right)^2$, ta viết được
$$
\left(\lambda+BC\right)^2=7\lambda BC+\left(3\text{,}5\lambda\right)^2
$$
Chia cả hai vế cho $\lambda^2$, đặt $x=\frac{BC}{\lambda}$, ta giải tìm được
$$
x=\frac{BC}{\lambda}=6\text{,}68
$$
Các cực tiểu trên BC bây giờ là $\{-6\text{,}5; -5\text{,}5; -4\text{,}5; ...; 5\text{,}5; 6\text{,}5 $, có tất cả 14 cực tiểu.
Không có nhận xét nào: