Luyện thi Vật lí Lớp 12 - Bài tập dao động điện từ. Sóng điện từ. Sóng ánh sáng. Lượng tử ánh sáng. Vật lý hạt nhân - Chu Văn Biên

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 12 - Bài tập dao động điện từ. Sóng điện từ. Sóng ánh sáng. Lượng tử ánh sáng. Vật lý hạt nhân - Chu Văn Biên

1. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ MỤC LỤC BÀI TẬP DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ SÓNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ÁNH SÁNG – LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG – VẬT LÝ HẠT NHÂN MỚI LẠ KHÓ PHẦN 4 ỨNG DỤNG SÓNG ĐIỆN TỪ 268 TÁN SẮC 270 PHÁT TRIỂN Ý TƯỞNG DỊCH MÀN ẢNH GIAO THOA 270 GIAO THOA VỚI SÁNH SÁNG HỖN HỢP 278 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 286 THUYẾT Bo, NGUYÊN TỬ HIDRO 288 HẠT NHÂN. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 291 PHÓNG XẠ. PHÂN HẠCH. NHIỆT HẠCH 293
2. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ DẠNG TOÁN DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ SÓNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ÁNH SÁNG – LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG – VẬT LÝ HẠT NHÂN HAY – MỚI - LẠ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ *Trong mạch dao động LC, tùy theo chiều quy ước mà i = +q’ hoặc i = −q’. Trường hợp 1: A Quy ước: Hệ quả: Với quy ước về dấu như + q > 0 nếu bản cực bên trên mang điện tích vậy thì q dương. C L + i > 0 nếu dòng điện chạy qua cuộn cảm q theo chiều từ B đến A. B dq Hệ quả: Với quy ước về dấu như vậy thì: i q ' dt Trường hợp 2: A Quy ước: Hệ quả: Với quy ước về dấu như + q > 0 nếu bản cực bên trên mang điện vậy thì q tích dương. + i > 0 nếu dòng điện chạy qua cuộn cảm C L q theo chiều từ A đến B B dq Hệ quả: Với quy ước về dấu như vậy thì: i q ' dt Thông thường, ngầm hiểu quy ước chiều theo cách 1 nên theo quán tính i = q’! Câu 1. Một mạch dao động LC lý tưởng dao động với chu kì 2π ms. Tại thời điểm t = 0 điện tích trên một bản tụ điện là 4 3 C và cường độ dòng điện trong mạch là +4 mA. Biểu thức điện tích trên ban tụ đó là? A. q = 10cos(100t + π/6)µC. B. q = 8cos(100t − 5π/6)µC. C. q = 8cos(100t + π/6)µC. D. q = 10cos(100t − 5π/6)µC. Hướng dẫn q Q0 cos 100t * Từ i q ' 100Q0 sin 1000t I Q 8.10 6 4 3.10 6 Q cos 0 t 0 0 Chọn B. 2 5 4.10 1000Q0 sin 6 Câu 2. Môt mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần L và tụ điện c có hai bản M và N. Mạch đang có dao động điện từ tự do, tại thời M N VT đầu điểm t = 0, điện tích bản M dương và chiều dòng điện qua L là từ M đến N. Đến thời điểm t 1,5 LC thì dòng điện đi qua L theo chiều q từ: A. M đèn N và ban M tích điện dương. B. M đến N và ban M tích điện âm. C. N đến M vả băn M tích điện dương. VT sau D. N đến M và bán M tích điện âm. Hướng dẫn Khi t = 0, điện tích bản M dương và chiều dòng điện qua L là từ M đến N (độ lớn điện tích trên M đang giảm) → Góc phần tư thứ nhất (ở VT đầu). 1 Góc quét:  t .1,5 LC 1,5 Góc phần tư thứ 4 Bản M tích điện dương và độ lớn đang tăng dần (điện LC tích dương đang chuyển về M) → chiều dòng điện từ N về M → Chọn B. Câu 3. Môt mạch dao động LC lý tưởng dao động với tần số góc ω. Tại thời điểm t1 điện tích trên bản tụ thứ nhất là qi và cường độ dòng điện qua mạch là i1 q1 / 3 . Đen thời điểm t t1 t thì điện tích trên bản tụ thứ nhất là q2 và cường độ dòng điện chạy qua mạch là i2 q2 3 . Giá trị nhỏ nhất của Δ là? A. π/(2ω). B. 2π/(3ω). C. 5π/(6ω). D. π/(6ω) Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888 265
3. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ Hướng dẫn t1 k k 1;2;3; q Q0 cost i 6 Biểu thức: tan t i Q sin t q 2 0 t n n 1;2;3 2 6 5  t t n k  t t Chọn C 2 1 6 2 1 min 6 6 Câu 4. Cho một mạch dao động gồm một tụ điện phẳng có điện dung C 0 và một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L. Trong mạch có dao động điện từ tự do với chu kỳ T0. Khi cường độ dòng điện trong mạch đại cực đại thì người ta điều chỉnh khoảng cách giữa các bản tụ sao cho độ giảm của cường độ dòng điện trong mạch tỉ lệ với bình phương thời gian. Chọn gốc thời gian là lúc bắt đầu điều chỉnh, bò qua điện trở dây nối. Hỏi sau một khoảng thời gian x bằng bao nhiêu (tính theo To) kể từ lúc bắt đầu điều chỉnh thì cường độ dòng điện trong mạch bằng không? T T T T A.  0 . B.  0 . C.  0 D.  0 .  2 2 2 16 Hướng dẫn di 2at 2 dt Theo bài ra: i I0 at dq 1 i I at2 q I t at3 dt 0 0 3 di q 1 I 1 Áp dụng định luật Ôm: L 2aLCt I t at3 C 0 t2 dt C 0 3 aL 6L I0 I0 * Khi t 0 thì C C0 a 2aL 2LC0 2 I0 2 * Khi i  thì i 0 thay vào i I0 at 0 I0  2LC0 1 T0  2 LC0 Chọn A. 2 2 Câu 5. Một mạch dao động LC lý tưởng, điện tích trên một bản tụ biến thiên theo phương trình q = Acos2000t. Trong một chu kì, khoảng thời gian độ lớn điện tích trên một bản tụ không vượt quá a (a > 0) bằng với khoảngthời gian mà độ lớn điện tích trên một bản tụ lớn hơn b (b > a) và khoảng thời gian độ lớn cường độ dòng điện không vượt quá 2000(b − a) là π/2000 s. Tỉ số giữa q 2/q1 gần với giá trị nào nhất sau đây? A. 4,2. B. 1,7. C. 3,8 D. 2,7. Hướng dẫn / 2 A A A A a i b b 0 i0 a Asin 2 2 2 2 * Hình vẽ 1: a b A 1 b A cos 2 * Góc quét: 2  t 2000 2000 2 A * Hình vẽ 2: i0 Asin 2000 a b 2000.Asin a b 2 2 4 2 a 9,659A a Từ (1) và (2) 3,73 Chọn C. b 2,588A b Câu 6. Haỉ mạch dao động điện từ lý tưởng L1C1 và L2C2 có tần số lần lượt là f1 = 3f và f2 = 4f. Điện tích cực đại trên các tụ bằng nhau và bằng Q. Tại thời điểm cường độ dòng điện trong 2 mạch bằng nhau và bằng 4,8πfQ thì độ lớn điện tích trên một bản tụ của mạch 1 và mạch 2 lần lượt là q1 và q2. Tỉ số q1/q2 là A. 0,75. B. 4/3. C. 2,5. D. 0,4 Hướng dẫn Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888 266
4. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ 2 2 2 i1 Q q1 2 2 2 2 1 Q q1 0,64Q q1 0,6Q i1 i2 4,8 /Q Chọn A. 2 2 2 2 2 2 i Q q 3,6Q q2 0,8Q Q q 2 2 2 2 2 Câu 7. Môt mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ giống nhau mắc nối tiếp. Khóa k mắc vào hai bản của một tụ. Ban đầu khó k mở đang hoạt động với điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm là 6 6 V thì đóng khóa k ngay tại thời điểm cường độ dòng điện tức thời qua cuộn dây bằng giá trị hiệu dụng. Điện áp cực đại giữa hai đầu cuộn cảm sau đó sẽ bằng bao nhiêu? Biết khi điện áp tức thời trên tụ là u và dòng điện tức thời là i thì năng lượng điện trường trong tụ và năng lượng từ trường trong cuộn cảm lần lượt là 2 2 WC 0,5Cu và WL 0,5Li . A. 9 3V. B. 12 6V. C. 12V. D. 9V Hướng dẫn I0 1 WC 1 3 * Khi đóng khóa k: i WC WL W WC1 W W ' W WC1 W 2 2 2 4 4 '2 2 C'U0 3 CU0 C 0,5C0 ' 6  U0 9 V Chọn D 2 4 2 C' C0 4 Câu 8. Cho mạch dao động điện từ lí tường gồm cuộn dây và bộ tụ điện gồm hai tụ điện có điện dung bằng nhau C1 = C2 mắc nối tiếp, hai bản tụ C1 nối với nhau bằng khóa k. Ban đầu khóa k mở, điện áp cực đại giữa hai đầu cuộn dây là 8 6 V. Vào thời điểm tròng điện 2 qua cuộn dây bang giá trị hiệu dụng thì khóa k đóng. Biết năng lượng dao dộng tínli hang công thức W 0,5CU0 . Điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm sau sau đó là? A. 12 3V. B. 14 6V. C. 12(V) D. 16(V). Hướng dẫn W W W * Khi đóng khóa k: W W W W C L C 2 mat C1 2 4 3 C U'2 3 0,5C U2 W ' W W W 1 0 . 1 0 U' 12 V Chọn C. mat 4 2 4 2 0 Câu 9. Mach dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và bộ tụ điện gồm tụ điện có điện dung C 1 ghép song song với tụ có điện dung C2 sao cho C1 = 2C2 = 6 µF. Tại thời điểm t, dòng điện qua cuộn dây bằng một nửa dòng cực đại trong mạch thì điện tích trên tụ một bản tụ của C2 là 9 3C . Điện áp cực đại trên tụ C1 là A. 6 V. B. 3 V. C. 9 V.D. 3V 2 V (Chuyên Vinh −2015) Hướng dẫn 2 2 i i u 0,5 i  u 1I0  * Khi i 0,5I0 thì u u2 q2 / C2 3 3V mà u 3 3 I0 U0 U0 6 V Chọn A. Câu 10. Mạch dao động điện tìr LC gồm một cuộn dây có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung 25 pF. Tại thời điểm t, điện áp trên tụ 2 có biếu thức u U0 cos t / 6 (V). Tại thời điểm t = 0 điện áp trên tụ là 3 3V V và dòng điện trong mạch có độ lớn 0,75 Lấy π = 10. Tần số dao động riêng của mạch là? A. 1,59 MHz. B. 3,18 MHz. C. 796 MHz. D. 925 kHz, Hướng dẫn Cách 1: t 0 4 * Từ u U0 cos t  U0 6 V Q0 CU0 1,5.10 C 6 u 3 3 2 2 2 2 i u 0,75.10 3 3 3 * Vì i  u 1 1 I0 U0 Q0 6 f 1,59.106 Hz Chọn A. Cách 2: u U0 cos t 6 3 3 U0 cos 12 6 q Cu 25.10 U0 cos t 6 0,75.10 3 25.2 f.10 12 U sin 0 12 6 i q ' 25.10 sin t 6 Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888 267
5. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ f 1,59.106 Hz Chọn A. Câu 11. Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây có độ tự cảm 275µH và tụ điện có điện dung 4200pF. Nếu mạch có điện trở thuần 0,5 Ω để duy trì dao động trong mạch với hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 6V thì phải cung cấp cho mạch một công suất trung bình bằng. A. 2,15mW. B. 137 µU. C. 513 µW. D. 137 mW. Hướng dẫn 2 2 2 CU0 LI0 2 CU0 W I0 2 2 L Chọn D. 1 1 CU2 1 4200.1012.62 P I2R . 0 .R . .0,5 137.10 6 W cc 2 0 2 L 2 275.10 6 ỨNG DỤNG SÓNG ĐIỆN TỪ * Đo khoảng cách: Gọi t là thời gian từ lúc phát sóng cho đến lúc thu được sóng phản xạ t thỉ thời gian một lần truyền đi là t/2 và khoảngcách  3.108 . 2  * Đo tốc độ: Giả sử một vật đang chuyển động về phía người quan sát. Để đo tốc độ của nó ta thực hiện hai phép đo khoảng cách 8 t1 1 3.10 2 1  2 ở hai thời điểm cách nhau một khoảng t v t t  3.108 2 2 2 Câu 12. Môt ăng ten ra đa phát ra những sóng điện từ đến một máy bay đang bay về phía ra đa .Thời gian từ lúc ăng ten phát đến lúc nhận sóng phản xạ trở lại là 90 µs, ăng ten quay với tốc độ 18 vòng/phút. Ở vị trí của đầu vòng quay tiếp theo ứng với hướng của máy bay, ăng ten lại phát sóng điện từ, thời gian từ lúc phát đến lúc nhận lần này là 84 µs. Tính tốc độ trung bình của máy bay, biết tốc độ truyền sóng điện từ trong không khí bằng 3.108 (m/s). A. 810 km/h. B. 720 km/h. C. 972 km/h. D. 754 km/h. Hướng dẫn t Lan1:  3.108 1 13500 m 13,5 km 1 2 * Khoảng cách giữa máy bay và rada: t Lan 2 :  3.108 2 12600 m 12,6 km 2 2 Khoảng thời gian hai lần đo liên tiếp đúng bằng thời gian quay 1 vòng của rada. 1 1 1   t T phut h v 1 2 972 km / h Chọn C. f 18 1080 t Câu 13. Trạm ra−đa Sơn Trà (Đà Nẵng) ở độ cao 621 m so với mực nước biển, có tọa độ 16°8’ vĩ Bắc và 108°15’ kinh Đông (ngay cạnh bở biển). Coi mặt biển là một mặt cầu bán kính 6400 km. Nếu chỉ xét sóng phát từ ra−đa truyền thẳng trong không khí đến tàu thuyền và bỏ qua chiều cao con thuyền thì vùng phủ sóng của trạm trên mặt biển là một phần mặt cầu − gọi là vùng phủ sóng. Tính độ dài vĩ tuyến Bắc 16°8’ tính từ chân ra−đa đến hết vùng phủ sóng. A. 89,2 km. B. 170 km. C. 85,6 km. D. 178 lon. Hướng dẫn B N O1 M H r A MN 621 m ;r R cos1608';MH MN cos1608' * Từ r Chọn C. cos 0,01393 rad AM r 85,64 km r MH Câu 14. Một sóng điện từ lan truyền trong chân không với bước sóng 300 m, cường độ điện trường cực đại là E0 và cảm ứng từ cực đại là B0. Trên một phương truyền sóng có hai điểm M và N cách nhau 75 m (điểm N xa nguồn hơn so với điểm M). Biết tốc độ truyền 8 sóng điện từ trong chân không là 3.10 m/s. Tại thời điểm t, cảm ứng từ tại M có giá trị B 0/2 và đang giảm. Hỏi sau khoảng thời gian ngắn nhất bao nhiêu thì cường độ điện trường có độ lớn là E0/2? Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888 268
6. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ A. 1/4 µs. B. 1/6 µs. C. 1/3 µs. D. 1/12 µs. Hướng dẫn  * Chu kì sóng: T 10 6 s c 2 .MN * Điểm M dao động sớm pha hơn N là:  2 *Tại mỗi điểm trên phương huyền sóng thì E và B luôn dao động cùng pha nên có thể chọn: B B 0 M 2 BM B0 cost  t BM dang tan g 3 T t min EN E0 cos t E0 sin t E   tmin tmin E 0 2 N 2 6 12 Chọn D. Câu 15. Một sóng điện từ lan truyền trong chân không với bước sóng 300 m, cường độ điện trường cực đại là E0 và cảm ứng từ cực đại là B0. Trên một phương truyền sóng có hai điểm M và N cách nhau 75 m (điểm N xa nguồn hơn so với điểm M). Biết tốc độ truyền 8 sóng điện từ trong chân không là 3.10 m/s. Tại thời điểm t, cảm ứng từ tại M có giá trị B 0/2 và đang giảm. Hỏi sau khoảng thời gian ngắn nhất bao nhiêu thì cường độ điện trường có độ lớn là E0/2? A. 1/4 µs. B. 1/6 µs. C. 1/3 µs. D. 1/12 µs. Hướng dẫn  * Chu kì sóng: T 10 6 s c 2 .MN * Điểm M dao động sớm pha hơn N là:  2 *Tại mỗi điểm trên phương huyền sóng thì E và B luôn dao động cùng pha nên có thể chọn: B B 0 M 2 BM B0 cost  t BM dang tan g 3 t min EN E0 cos t E0 sin t E   tmin tmin 4 E 0 2 N 2 2 Chọn A. Câu 16.Vinasat−l là vệ tinh viễn thông địa tĩnh đầu tiên của Việt Nam (vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh mà ta quan sát nó từ Trái Đất dường như nó đúng yên trên không). Điều kiện để có vệ tinh địa tĩnh là phải phóng vệ tinh sao cho mặt phẳng quay của nó nằm trong mặt phẳng xích đạo của Trái Đất, chiều chuyển động theo chiều quay của Trái Đất và có chu kì quay đúng bằng chu kì tự quay của Trái Đất là 24 giờ. Cho bán kính trái đất R = 6400 km. Biết vệ tinh quay trên quỹ đạo với tốc độ dài 3,07 km/s. Khi vệ tinh phát sóng điện từ, ti số giữa thời gian dài nhất và ngắn nhất sóng đến được mặt đất là A. 1,165. B. 1,265. C. 1,175. D. 2,165. Hướng dẫn T R D V O v vT 3,07.86400 * Bán kính vệ tinh: r 42215,53 s  2 2 t S VT r2 R 2 r R * Tỉ số max max 1,165 Chọn A. tmin Smin VD r R r R Câu 17.Vệ tinh viễn thông địa tĩnh Vinasat−1 của Việt Nam nằm trên quỹ đạo địa tĩnh (là quỹ đạo tròn ngay phía trên xích đạo Trái Đất (vĩ độ 0°), ở cách bề mặt Trái Đất 35000 km và có kinh độ 132°Đ. Một sóng vô tuyến phát từ Đài truyền hình Hà Nội ở tọa độ (21°01’B, 105°48’Đ) truyền lên vệ tinh, rồi tức thì truyền đến Đài truyền hình Cần Thơ ở tọa độ (10°01’B, 105°48’Đ). Cho bán kính Trái Đất là 6400 km và tốc độ truyền sóng trung bình là 8.108/3 m/s. Bỏ qua độ cao của anten phát và anten thu ở các Đài truyền hình so với bán kính Trái Đất. Thời gian từ lúc truyền sóng đến lúc nhận sóng là A. 0,268 s. B. 0,468 s. C. 0,460 s. D. 0,265 s. Hướng dẫn * Gọi A và D là giao của đường xích đạo và kinh tuyến qua kinh độ 105°48’Đ và 132°Đ. Gọi H và c là vị trí của Hà Nội và cần Thơ V là vị trí của Vinasat−1 nằm trong mặt phẳng xích đạo và mặt phẳng qua kinh tuyến 132°Đ. AV nằm trong mặt phẳng xích đạo nên vuông góc với mặt phẳng qua kinh tuyến 105°48’Đ. Do đó, các tam giác HAV và CAV là các tam giác vuông tại A. *Cung AD = 132° − 105,8° = 26,2° AV2 OA2 OV2 2.OA.OV cos 26,20 Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888 269
7. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ AV 35770km * AH2 2R2 2R2 cos21001' AH 2333km *AC2 2R2 2R2 cos10001' AC 1116km HV VT *Thời gian từ lúc truyền sóng đến lúc nhận sóng là: t v AV2 AH2 AV2 AC2 t 0,268 s Chọn A. v Câu 18 . Hải đăng là một ngọn tháp cao, trên đỉnh có gắn đèn chiếu sáng để báo hiệu cho tàu thuyền lưu thông trong khu vực. Một ngọn hải đăng có chiều cao 70 m so với mặt nước biến. Hỏi vị trí xa nhất trên mặt biến cách ngọn hải đăng bao nhiêu km còn có thể nhìn thấy ánh sáng từ ngọn hải đăng. Biết Trái Đất có dạng hình cầu với bán kính 6370 km và ánh sáng từ ngọn hải đăng có thể truyền thẳng đi xa, không bị suy yếu hay che khuất do yếu tố thời tiết. A. 30 km. B. 20 km. C. 40 km. D. 50 km. Hướng dẫn * Vùng chiếu sáng nằm trong miền giữa hai tiếp tuyến từ ngọn hải đăng H với Trái D Đất. Từ đó tính được DH R h 2 R 2 R 2 DH 6370 0,07 63702 r H DH 29,86 km Chọn A. T TÁN SẮC Câu 19. Chiếu một tia ánh sáng trắng hẹp (xem như một tia sáng) đi từ không khí vào một bể nước rộng dưới góc tới 60 0. Chiều sâu nước trong bè 1,25 (m). Biết chiết suất của nước đối với tia đỏ và tia tím lần lượt là: 1,33 và 1,345. Bề rộng của dài quang phổ ở dưới đáy bế gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 20,5 mm. B. 32,2 mm. C. 24,2 mm. D. 15,4 mm. Hướng dẫn 0 0 rd 40,63 Theo định luật khúc xạ: sin 60 1,33sinrd 1,345sin rt 0 i I rt 40,08 D DT 125. tan rd tanrt 2,066 cm Chọn A. t D rt d rd O T D PHÁT TRIỂN Ý TƯỞNG DỊCH MÀN ẢNH GIAO THOA H M d1 S1 x d a I 2 O S2 D E D * Lúc đầu, M là vân sáng bậc k thì: x k . M a * Dịch màn ra xa (D tăng) thì các vân bậc cao chạy ra ngoài nên: + Thứ tự vân tối ở M:  D D  D D x k 0,5 1 (lần 1); x k 1,5 2 (lần 2) M a M a + Thứ tự vân sáng ở M: Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888 270
8. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ  D D  D D x k 1 1 (lần 1); x k 2 2 (lần 2) M a M a Dịch màn lại gần (D giảm) thì các vân bậc cao chạy vào trong nên: + Thứ tự vân tối ở M:  D D  D D x k 0,5 1 (lần 1) x k 1,5 2 (lần 2) M a M a Thứ tự vân sáng ở M:  D D  D D x k 1 1 (lần 1); x k 2 2 (lần 2) M a M a Câu 1. (ĐH 2013): Thực hiện thí nghiệm Y âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1 mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,2 mm có vân sáng bậc 5. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối lần thứ hai thì khoảng dịch màn à 0,6 m. Bước sóng λ bằng: A. 0,6 µm. B. 0,5 µm. C. 0,7 µm. D. 0,4 µm. Hướng dẫn D * Lúc đầu M là vân sáng bậc 5: x 5 Dịch màn ra xa nên: M a  D D + Vân tối lần 1: x 5 0,5 1 M a  D D D  D * Vân tối lần 2: x 5 1,5 2 3,5 3,5 2 M a a a D 4,2.10 3 5. 10 3 D 1,4 m Chọn A 6 3 D .0,6  0,6.10 m 4,2.10 3,5 10 3 10 3 Câu 2. (530128BT)Thí nghiệm giao thoa I−âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm, khoảng cách D giữa hai khe a = 1,2 mm. Gọi H là chân đường cao hạ từ S1 tới màn quan sát và tại H là một vân tối. Giữ cố S định màn chứa hai khe, di chuyển từ từ màn quan sát ra xa và dọc theo đường thắng vuông góc với mặt 1 a O I H phẳng chứa hai khe thì chỉ xuất hiện hai lần H là vân sáng. Hỏi khoảng dịch chuyển của màn từ lúc đầu đến S khi thấy vân tối cuối cùng là bao nhiêu? 2 A. 2,304 m. B. 0,4 m. C. 0,32 m. D. 1,2 m. Hướng dẫn * Tọa độ của điểm H là xH = 0,6 mm. D * Lúc đầu, H là một vân tối: x m 0,5 H a *Khi D tăng thì m giảm nghĩa là các vân bậc cao chạy ra ngoài. Vì chỉ có hai lần vân cực đại chạy qua nên m = 2 hay D x 2 0,5 M a D' ax * Khi cực tiểu lần cuối thì x 0,5 D' H M a 0,5 ax ax D D' D H H 2,304 m Chọn A. 0,5 2,5 Câu 3. (1530114BT) Thực hiện thí nghiệm Y âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng λ = 500 nm. Trên màn quan sát, H là chân đường cao hạ từ S1 đến màn. Lúc đầu, H là vân sáng. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa một đoạn là 1/7 m thì H chuyển thành vân tối lần thứ nhất. Dịch thêm một đoạn nhỏ nhất 16/35 m thì H lại là vân tối lần thứ hai. Tính khoảng cách hai khe. A. 1,8 mm. B. 2 mm. C. 1 mm. D. 1,5 mm. Hướng dẫn a D * Lúc đầu M là vân sáng bâc k: x k 2 M a * Dịch lần một M là vân tối và lần hai M cũng là vân tối: Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888 271
9. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ 1  D 7 x k 0,5 1 1 1 k 4 M a k D 7 2 14 D 1 m 1 16  D 0,6k 1,5D 0,9 a 2kD 2.10 3 m 7 35 xM k 1,5 a Chọn B Câu 4. (530115BT) Thực hiện thí nghiệm Y âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng λ. Trên màn quan sát, tại điểm M có vân sáng. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa một đoạn nhỏ nhất là 1/7 m thì M chuyển thành vân tối. Dịch thêm một đoạn nhỏ nhất 16/35 m thì M lại là vân tối. Tính khoảng cách hai khe đến màn ảnh khi chưa dịch chuyển. A. 2 m. B. 1 m. C. 1,8 m. D. 1,5 m. Hướng dẫn a D * Lúc đầu M là vân sáng bâc k: x k 2 M a * Dịch lần một M là vân tối và lần hai M cũng là vân tối: 1  D 7 1 1 1 x k 0,5 k D k 4 M a 7 2 14 Chọn B. D 1  D 0,6 0,6k 1,5D 0,9 x k 1,5 M a Câu 5. Thưc hiện thí nghiệm Y âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng λ. Trên màn quan sát, tại điểm M có. Nếu cố định các điều kiện khác, dịch chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thăng vuông góc với mặt phăng chứa hai khe ra xa một đoạn nhỏ nhất 7/45 m thì M chuyển thành vân tối. Nếu tiếp tục dịch ra xa thêm một đoạn nhỏ nhất 4/9 thì M lại là vân tối. Nếu cho màn dao động theo đường thang vuông góc với mặt phẳng hai khe với phương trình y 0,5cos4 t (m) thì trong 1 s có mấy lần M cho vân tối? A. 8. B. 18. C. 9. D. 16. Hướng dẫn D * Lú đầu M là vân sáng bậc k: x k M a 7  D 45 x k 0,5 7 1 7 M a k D k 5 * Từ 45 2 90 7 4 D 1,4  D 0,6k 1,5D 0,9 45 9 xM k 1,5 a * Vì biên độ dao động A = 0,5 m, tức 7 / 45m A 0,6m nên đi từ x = +A đến y = 0 chỉ có 1 D x M lần M cho vân tối. S * Xét tại y = −A thì tọa độ điểm M: 1 A O A  D a S2 x k ' ( ) M a y .1,4  1,4 0,5 5. k ' k ' 7,78 a a → Khi đi từ y = 0 đến y = −A thứ tự ‘bậc’ vân tối tại M là: 5,5; 6,5; 7.5 → có 3 lần điểm M cho vân tối → Trong nửa chu kì có 4 lần điểm M cho vân tối → Trong một chu kì có 8 lần điểm M cho vân tối → Trong 1 s có f = 2 Hz, tức có 2 chu kì và có 16 lần điểm M cho vân tối → Chọn D. Câu 6. (530129BT)Thí nghiệm giao thoa I−âng với ánh sáng đơn săc có bước sóng λ = 0,75 µm, D x khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe đến màn D = 2 m. Tại thời điểm t = 0, M S truyền cho màn một vận tốc ban đầu hướng về phía hai khe để màn dao động điều hòa với chu kì 1 3 s với biên độ 40 cm. Thời gian từ lúc màn dao động đến khi điểm M trên màn cách vân trung S2 A A tâm b = 19,8 mm cho vân sáng lần thứ 2 là ( ) x O A. 1,75 s. B. 0,31 s. C. 1,06 s. D. 1,50 s. Hướng dẫn  D x *Khi màn cỏ li độ x, điểm M trên màn là vân sáng khi: b k (k là số nguyên) a Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888 272
10. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ ab 10 3.19,8.10 3 26,4 x 0 k 13,2 k 6  D x 0,75.10 2 x 2 x x 0,4 k 16,5 * Điểm M có vân sáng thì giá trị của k theo thứ tự: k = 14, 15 (đủ 2 lần) 26,4 Lần thứ 2 ứng với k = 15 15 x 0,24 m 2 x 1 x 3 0,24 Thời gian: t arcsin 1 arcsin 0,31 s Chọn B.  A 2 0,4 Câu 7. (530130BT) Thí nghiệm giao thoa I−âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,75 µm, D x khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe đến màn D = 2 m. Tại thời điểm t = 0, M S truyền cho màn một vận tốc ban đầu hướng về phía hai khe để màn dao động điều hòa với chu kì 3 1 A A S với biên độ 40 cm. Thời gian từ lúc màn dao động đến khi điểm M trên màn cách vân trung tâm S2 b = 19,8 mm cho vân sáng lần thứ 4 là ( ) x O A. 1,75 s. B. 0,31 s. C. 1,06 s. D. 0,99 s. Hướng dẫn * Khi màn có li độ x, điểm M trên màn là vân sáng khi:  D x b k (k là số nguyên) a ab 10 3.19,8.10 3 26,4 x 0 k 13,2 k 6  D x 0,75.10 2 x 2 x x 0,4 k 16,5 Điểm M có vân sáng thì giá trị của k theo k theo thứ tự: k =14; 15;16; 16 (đủ 4 lần) 26,4 Lần thứ 4 ứng với k = 16 k x 0,35 m 2 x T 1 x 3 3 0,35 * Thời gian: t arccos 1 arccos 0,99 s Chọn D. 4  A 4 2 0,4 Câu 8. (530131BT)Thí nghiệm giao thoa I−âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,75µm, D x khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe đến màn D = 2 m. Tại thời điểm t = 0, M S truyền cho màn một vận tốc ban đầu hướng về phía hai khe để màn dao động điều hòa với chu kì 1 A A 3 s với biên độ 40 cm. Thời gian từ lúc màn dao động đến khi điểm M trên màn cách vân trung S2 tâm b = 19,8 mm cho vân sáng lần thứ 8 là ( ) x O A. 1,75 s. B. 0,31 s. C. 1,06 s. D. 1,50 s. Hướng dẫn  D x * Khi màn có li độ x, điểm M trên màn là vân sáng khi: b k (k là số nguyên) a ab 10 3.19,8.10 3 26,4 x 0 k 13,2 k 6  D x 0,75.10 2 x 2 x x 0,4 k 16,5 * Điểm M có vân sáng thì giá trị của k theo thứ tự: k = 14; 15; 16; 16; 15; 14; 13; 12 26,4 (đủ 8 lần) → Lần thứ 8 ứng với k = 12 → 12 x 0,2 m 2 x T T T * Thời gian: t 1,75 s Chọn A. 4 4 12 Câu 9. (530132BT)Thí nghiệm giao thoa I−âng với ánh sáng đom sắc có bước sóng λ = 0,75 µm, khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe đến màn D = 2 m. Tại thời điểm t = 0, truyền cho màn một vận tốc ban đầu hướng về phía hai khe để màn dao động điều hòa với chu kì 3 s với biên độ 40 cm. Thời gian từ lúc màn dao động đến khi điểm M trên màn cách vân trung tâm b = 19,8 mm cho vân sáng lần thứ 9 là A. 1,75 s. B. 2,25 s. C. 1,06 s. D. 1,50s Hướng dẫn * Khi màn có li độ x, điểm M trên màn là vân sáng khi: D x  D x M b k (k là số nguyên) S1 A A a S x 0 k 13,2 2 3 3 ( ) ab 10 .19,8.10 26,4 x O k 6 x 0,4 k 16,5  D x 0,75.10 2 x 2 x x 0,4 k 11 * Điểm M có vân sáng thì giá trị của k theo thứ tự: k = 14; 15; 16; 16; 15; 14; 13; 12;11 26,4 (đủ 9 lần) → Lần thứ 9 ứng với k = 11 → 11 x 0,4 m 2 x Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888 273
11. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ T T T * Thời gian: t 2,25 s Chọn B. 4 4 4 Câu 10. (530133BT)Thí nghiệm giao thoa I−âng với ánh sáng đom sắc có bước sóng λ = 0,75 µm, khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe đến màn D = 2 m. Tại thời điểm t = 0, M S1 A truyền cho màn một vận tốc ban đầu hướng về phía hai khe để màn dao động điều hòa với chu kì 3 A s với biên độ 40 cm. Thời gian từ lúc màn dao động đến khi điểm M trên màn cách vân trung tâm S2 ( ) b = 19,8 mm cho vân sáng lần thứ 11 là x O A. 1,75s. B. 2,25s. C. 1,06s D. 2,96s. Hướng dẫn  D x * Khi màn có li độ x, điểm M trên màn là vân sáng khi: b k (k là số nguyên) a x 0 k 13,2 ab 10 3.19,8.10 3 26,4 k 6 x 0,4 k 16,5  D x 0,75.10 2 x 2 x x 0,4 k 11 * Điểm M có vân sáng thì giá trị của k theo thứ tự: k = 14; 15; 16; 16; 15; 14; 13; 12;11;12;13 (đủ 11 lần) 26,4 2 Lần thứ 11 ứng với k 13 13 x m 2 x 65 T T T 1 x 3.3 3 2 / 65 * Thời gian: t ar cos 1 arccos 2,96 s Chọn B. 4 4 4  A 4 2 0,4 Câu 11. (530134B)Thí nghiệm giao thoa I−âng với ánh sáng đon sắc có bước sóng λ = 0,75 D x µm, khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe đến màn D = 2 m. Tại thời điểm M S A t = 0, truyền cho màn một vận tốc ban đầu hươsng về phía hai khe để màn dao động điều hòa 1 A 2 A với chu kì 3 s với biên độ độ 40 cm. Thời gian từ lúc màn dao động đến khi điểm M trên màn S2 cách vân trung tâm b = 19,8 mm cho vân sáng lần thứ 2016 là ( ) O A. 550,75 s. B. 551,25 s. C. 551,96 s. D. 549,51 s. Hướng dẫn  D x * Khi màn có li độ x, điểm M trên màn là vân sáng khi: b k (k là số nguyên) a x 0 k 13,2 ab 10 3.19,8.10 3 26,4 k 6 x 0,4 k 16,5  D x 0,75.10 2 x 2 x x 0,4 k 11 *Điểm M cỏ vân sáng thì giá trị của k theo thứ tự: k = 14; 15; 16; 16; 15; 14; 13; 12; 11; 12; 13 → Trong một chu kì dao động có 11 lần điểm M cho vân sáng. Vì 2016/11 = 183 dư 3 nên t2016 = 183T + t3 = 183.3 + t3. * Để tìm t3 ta lưu ý, trong chu kì đầu tiên lần thứ 3 theo thứ tự: k = 14; 15; 16 → Lần thứ 3 ứng với 26,4 k 16 16 x 0,35 m 2 x 1 x 3 0,35 * Thời gian: t arcsin 1 arcsin 0,51 s 3  A 2 0,4 t2016 183.3 0,51 549,51 Chọn D. Câu 12. (530135BTV) Thí nghiệm giao thoa I−âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,75 D x µm, khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe đến màn D = 2 m. Tại thời điểm t = M S A 0s, truyền cho màn một vận tốc ban đầu hướng về phía hai khe để màn dao động điều hòa với chu 1 A 2 A kì 3 s với biên độ 40 cm. Thời gian từ lúc màn dao động đến khi điểm M trên màn cách vân trung S2 tâm b = 19,8 mm cho vân tối lần thứ 2 là ( ) O A. 1,75 s. B. 0,31 s. C. 1,06 s. D. 0,22 s. Hướng dẫn  D x * Khi màn có li độ x, điểm M trên màn là vân tối khi: b k (k là số nguyên) a ab 10 3.19,8.10 3 26,4 x 0 k 13,2 k 6  D x 0,75.10 2 x 2 x x 0,4 k 16,5 *Điểm M cỏ vân sáng thì giá trị của k theo thứ tự: k = 13,5; 14,5; 15,5; 16,5 (đủ 4 lần) 26,4 Lần thứ 4 ứng với k 16,5 16,5 x 0,4 m . 2 x Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888 274
12. KINH NGHIỆM LUYỆN THI VẬT LÝ 12 – DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ T * Thời gian: t 0,75 s Chọn B. 4 Câu 13. (530136BT)Thí nghiệm giao thoa I−âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,75 D x µm, khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe đến màn D = 2 m. Tại thời điểm t M S1 = 0, truyền cho màn một vận tốc ban đầu hướng về phía hai khe để màn dao động điều hòa S1 với A A chu kì 3 S với biên độ 40 cm.Thời gian từ lúc màn dao động đến khi điểm M trên màn cách vân S2 trung tâm b = 19,8 mm cho vân tối lần thứ 4 là ( ) x O A. 1,75 s. B. 0,75 s. C. 1,06 s. D. 1,50 s. Hướng dẫn  D x b k (k là số nguyên) a ab 10 3.19,8.10 3 26,4 x 0 k 13,2 k 6  D x 0,75.10 2 x 2 x x 0,4 k 16,5 * Điểm M có vân tối thì giá trị của k theo thứ tự: k = 13,5, 14,5; 15,5, 16,5 (đủ 4 lần) Lần thứ 4 ứng với 26,4 k 16,5 16,5 x 0,4 m . 2 x T * Thời gian: t 0,75 s Chọn B. 4 Câu 14. (530137BT)Thí nghiệm giao thoa I−âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,75 µm, khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe đến màn D = 2 m. Tại thời điểm t = 0, truyền cho màn một vận tốc ban đầu hưởng về phía hai khe để màn dao động điều hòa với chu kì 3 s với biên độ 40 cm. Thời gian từ lúc màn dao động đến khi điểm M trên màn cách vân trung tâm b = 19,8 mm cho vân tối lần thứ 8 là A. 1,64 s. B. 0,31 s. C. 1,06 s. D. 1,50 s. Hướng dẫn D x M S1 S A A 2 ( ) x O  D x * Khi có li độ x, điểm M trên màn là vân tối khi: b k (k là số nguyên) a ab 10 3.19,8.10 3 26,4 x 0 k 13,2 k 6  D x 0,75.10 2 x 2 x x 0,4 k 16,5 * Điểm M có vân tối thì giá trị của k theo thứ tự: k = 13,5; 14,5; 15,5; 16,5; 15,5; 14,5;13;5; 12,5 (đủ 8 lần) Lần thứ 8 ứng với 26,4 14 k 16,2 12,5 x m 2 x 125 T T 1 x 2.3 3 14 * Thời gian: t arcsin 1 arcsin 1,64 s Chọn A. 4 4  A 4 2 0,4.125 Câu 15. (530138BTV) Thí nghiệm giao thoa I−âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,75 µm, D x khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe đến màn D = 2 m. Tại thời điểm t = 0, M S truyền cho màn một vận tốc ban đầu hướng về phía hai khe để màn dao động điều hòa với chu kì 3 s 1 với biên độ 40 cm. Thời gian từ lúc màn dao động đến khi điểm M trên màn cách vân trung tâm b = S2 A A 19,8 mm cho vân tối lần thứ 9 là: ( ) x O A. 1,75s. B. 2,25s. C. 1,90s. D. 1,50s Hướng dẫn * Khi màn có li độ x, điểm M trên màn là vân tối khi:  D x b k (k là số nguyên) a x 0 k 13,2 ab 10 3.19,8.10 3 26,4 k 6 x 0,4 k 16,5  D x 0,75.10 2 x 2 x x 0,4 k 11 * Điểm M có vân tối thì giá trị của k theo thứ tự: k = 13,5; 14,5; 15,5; 16,5; 15,5; 14,5;13,5; 12,5; 11,5 (đủ 9 lần) 26,4 34 Lần thứ 9 ứng với 11,5 x m 2 x 115 Thầy cô cần file WORD liên hệ số ĐT: 0125.23.23.888 275