Chuyên đề vật lý 12 luyện thi đại học

CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd CHƯƠNG I ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN CHỦ ĐỀ CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH A TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN Toạ độ góc Khi vật rắn quay quanh trục cố định (hình 1) thì: - Mỗi điểm vật vạch đường tròn nằm mặt phẳng vng góc với trục quay, có bán kính r khoảng cách từ điểm đến trục quay, có tâm O trục quay - Mọi điểm vật quay góc khoảng thời gian Trên hình 1, vị trí vật thời điểm xác định góc φ mặt phẳng động P gắn với vật mặt phẳng cố định P0 (hai mặt phẳng chứa trục quay Az) Góc φ gọi toạ độ góc vật Góc φ đo rađian, kí hiệu rad Khi vật rắn quay, biến thiên φ theo thời gian t thể quy luật chuyển động quay vật Tốc độ góc Tốc độ góc đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh chậm chuyển động quay vật rắn Ở thời điểm t, toạ độ góc vật φ Ở thời điểm t + Δt, toạ độ góc vật φ + Δφ Như vậy, khoảng thời gian Δt, góc quay vật Δφ Tốc độ góc trung bình ωtb vật rắn khoảng thời gian Δt :  tb = z P0 φ r O P A Hình ∆ ∆t Tốc độ góc tức thời ω thời điểm t (gọi tắt tốc độ góc) xác định giới hạn tỉ số dần tới ∆ cho Δt ∆t ∆ hay  =  ' (t ) ∆t → ∆ t - Nếu  = const vật rắn quay - Nếu  ≠ const vật rắn quay khơng Như :  = lim Đơn vị tốc độ góc rad/s Gia tốc góc Tại thời điểm t, vật có tốc độ góc ω Tại thời điểm t + Δt, vật có tốc độ góc ω + Δω Như vậy, khoảng thời gian Δt, tốc độ góc vật biến thiên lượng Δω Gia tốc góc trung bình γtb vật rắn khoảng thời gian Δt :  tb = ∆ ∆t Gia tốc góc tức thời γ thời điểm t (gọi tắt gia tốc góc) xác định giới hạn tỉ số dần tới Như :  = lim ∆t →0 ∆ hay  =  ' (t ) =  '' (t ) ∆t ∆ cho Δt ∆t Đặc trưng chuyển động gia tốc góc Nếu lấy chiều quay vật làm chiều dương (chiều quay  ) thì: -Nếu  > 0,  > (tăng): vật quay nhanh dần -Nếu  > 0,  < (giảm): vật quay chậm dần -Nếu  = 0,  = const : vật rắn quay Chú ý: Khi gia tốc góc  vận tốc góc  dấu chuyển động nhanh dần, ngược lại chậm dần Đơn vị gia tốc góc rad/s2 Trang CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Các phương trình động học chuyển động quay a Trường hợp tốc độ góc vật rắn không đổi theo thời gian (ω = const, γ = 0) chuyển động quay vật rắn chuyển động quay Chọn gốc thời gian t = lúc mặt phẳng P lệch với mặt phẳng P0 góc φ0, ta có : φ = φ0 + ωt b Trường hợp gia tốc góc vật rắn khơng đổi theo thời gian (γ = số) chuyển động quay vật rắn chuyển động quay biến đổi Các phương trình chuyển động quay biến đổi vật rắn quanh trục cố định :  =  + t 2  −  = 2 ( −  )  =  +  t + t φ0 toạ độ góc thời điểm ban đầu t = ω0 tốc độ góc thời điểm ban đầu t = φ toạ độ góc thời điểm t ω tốc độ góc thời điểm t γ gia tốc góc (γ = số) Nếu vật rắn quay theo chiều định tốc độ góc tăng dần theo thời gian chuyển động quay nhanh dần Nếu vật rắn quay theo chiều định tốc độ góc giảm dần theo thời gian chuyển động quay chậm dần Vận tốc gia tốc điểm vật quay Tốc độ dài v điểm vật rắn liên hệ với tốc độ góc ω vật rắn bán kính quỹ đạo r điểm theo cơng thức : v = r Nếu vật rắn quay điểm vật chuyển động trịn Khi vectơ vận  tốc v điểm thay đổi hướng mà không thay đổi độ lớn, điểm  vật có gia tốc hướng tâm a n với độ lớn xác định công thức : v2 =  2r r an =  Nếu vật rắn quay khơng điểm vật chuyển động trịn khơng Khi vectơ vận tốc v  điểm thay đổi hướng độ lớn, điểm vật có gia tốc a (hình 2) gồm hai thành phần :    + Thành phần a n vng góc với v , đặc trưng cho thay đổi hướng v , thành phần gia tốc hướng tâm, có độ lớn xác định cơng thức : an =   v2 =  2r r  + Thành phần at có phương v , đặc trưng cho thay đổi độ lớn v , thành phần gọi gia tốc tiếp tuyến, có độ lớn xác định cơng thức : at = ∆v = r ∆t  Vectơ gia tốc a điểm chuyển động trịn khơng vật :    a = a n + at Về độ lớn : a =  a +a n t Vectơ gia tốc a điểm vật rắn hợp với bán kính OM góc α, với : tan  =  a O  v  M a r at  = an  Hình Trang  at n CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Các công thức chuyển động quay cần nhớ Cơng thức góc  = 0 +  t ;  = Công thức dài v R  = 0 + 0t +  t ;  = v = v0 + at ; v =  R s R s = s0 + v0 t + at  − 02 = 2 ( − 0 ) v − v0 = a( s − s0 ) an =  R an =  = at R v2 R at = R    a = a n + a t Gia tốc toàn phần:  2 a = a n + a t Các ý: + Trong chuyển động quay vật rắn điểm vật rắn có vận tốc góc gia tốc góc + Trong chuyển động quay vật rắn điểm có khoảng cách đến trục quay lớn có vận tốc dài gia tốc tiếp tuyến lớn + a t > hay  > chuyển động quay nhanh dần, a t < hay  < chuyển động quay chậm dần So sánh đại lượng đặc trưng chuyển động quay chuyển động thẳng CHUYỂN ĐỘNG QUAY CHUYỂN ĐỘNG THẲNG Tọa độ góc ban đầu (lúc t = 0)  Tọa độ ban đầu x0 Tọa độ góc lúc t  Tọa độ lúc t x d dt d Gia tốc góc  = dt dx dt dv Gia tốc a = dt Vận tốc góc  = Vận tốc v = Phương trình chuyển động quay đều: Vận tốc góc  = const Phương trình tọa độ góc  =  + t Phương trình chuyển động quay biến đổi đều: Phương trình vận tốc góc  =  + t Phương trình chuyển động thẳng đều: Vận tốc v = const Phương trình tọa độ: x = x + vt Phương trình chuyển động quay biến đổi đều: Phương trình vận tốc v = v + at Phương trình tọa độ góc  =  +  t + t Phương trình tọa độ x = x + v t + at B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Một vật rắn quay xung quanh trục cố định qua vật, điểm xác định vật rắn cách trục quay khoảng r ≠ có độ lớn vận tốc dài số Tính chất chuyển động vật rắn A quay B quay nhanh dần C quay chậm dần D quay biến đổi Câu 2: Khi vật rắn quay quanh trục cố định qua vật điểm xác định vật cách trục quay khoảng r ≠ có A vectơ vận tốc dài biến đổi B vectơ vận tốc dài không đổi C độ lớn vận tốc góc biến đổi D độ lớn vận tốc dài biến đổi Trang CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Câu 3: Một vật rắn quay quanh trục cố định qua vật Vận tốc dài điểm xác định vật rắn cách trục quay khoảng r ≠ có độ lớn A tăng dần theo thời gian B giảm dần theo thời gian C không đổi D biến đổi Câu 4: Một vật rắn quay quanh trục cố định qua vật Một điểm xác định vật rắn cách trục quay khoảng r ≠ có A vận tốc góc biến đổi theo thời gian B vận tốc góc khơng biến đổi theo thời gian C gia tốc góc biến đổi theo thời gian D gia tốc góc có độ lớn khác khơng khơng đổi theo thời gian Câu 5: Một vật rắn quay xung quanh trục cố định xuyên qua vật Các điểm vật rắn (không thuộc trục quay) A quay góc khơng khoảng thời gian B thời điểm, không gia tốc góc C thời điểm, có vận tốc dài D thời điểm, có vận tốc góc Câu 6: Phát biểu sau không chuyển động quay vật rắn quanh trục ? A Tốc độ góc hàm bậc thời gian B Gia tốc góc vật C Trong khoảng thời gian nhau, vật quay góc D Phương trình chuyển động (phương trình toạ độ góc) hàm bậc thời gian Câu 7: Phát biểu sau không chuyển động quay nhanh dần vật rắn quanh trục ? A Tốc độ góc hàm bậc thời gian B Gia tốc góc vật khơng đổi khác C Trong khoảng thời gian nhau, vật quay góc khơng D Phương trình chuyển động (phương trình toạ độ góc) hàm bậc thời gian Câu 8: Khi vật rắn quay quanh trục cố định điểm vật rắn cách trục quay khoảng r có tốc độ dài v Tốc độ góc ω vật rắn v A  = r v2 B  = r C  = vr D  = r v Câu 9: Khi vật rắn quay quanh trục cố định với tốc độ góc ω (ω = số) điểm vật rắn cách trục quay khoảng r có tốc độ dài v Gia tốc góc γ vật rắn A  = B  = v2 r C  =  r D  =  r Câu 10: Hai học sinh A B đứng đu quay tròn, A ngồi rìa, B cách tâm đoạn nửa bán kính đu Gọi ωA, ωB, γA, γB tốc độ góc gia tốc góc A B Kết luận sau A ωA = ωB, γA = γB B ωA > ωB, γA > γB C ωA < ωB, γA = 2γB D ωA = ωB, γA > γB Câu 11: Hai học sinh A B đứng đu quay trịn đều, A ngồi rìa, B cách tâm đoạn nửa bán kính đu Gọi vA, vB, aA, aB tốc độ dài gia tốc dài A B Kết luận sau ? A vA = vB, aA = 2aB B vA = 2vB, aA = 2aB C vA = 0,5vB, aA = aB D vA = 2vB, aA = aB Câu 12: Một cánh quạt dài 20 cm, quay với tốc độ góc không đổi ω = 112 rad/s Tốc độ dài điểm cánh quạt cách trục quay cánh quạt đoạn 15 cm A 22,4 m/s B 2240 m/s C 16,8 m/s D 1680 m/s Câu 13: Một cánh quạt dài 20 cm, quay với tốc độ góc khơng đổi ω = 90 rad/s Gia tốc dài điểm vành cánh quạt A 18 m/s2 B 1800 m/s2 C 1620 m/s2 D 162000 m/s2 Câu 14: Một cánh quạt máy phát điện chạy sức gió có đường kính khoảng 80 m, quay với tốc độ 45 vòng/phút Tốc độ dài điểm nằm vành cánh quạt A 3600 m/s B 1800 m/s C 188,4 m/s D 376,8 m/s Câu 15: Một bánh quay nhanh dần quanh trục cố định với gia tốc góc 0,5 rad/s Tại thời điểm s bánh xe có tốc độ góc rad/s Hỏi đến thời điểm s bánh xe có tốc độ góc ? A rad/s B rad/s C 11 rad/s D 12 rad/s Trang CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Câu 16: Từ trạng thái đứng yên, bánh xe bắt đầu quay nhanh dần quanh trục cố định sau giây bánh xe đạt tốc độ vịng/giây Gia tốc góc bánh xe A 1,5 rad/s2 B 9,4 rad/s2 C 18,8 rad/s2 D 4,7 rad/s2 Câu 17: Một cánh quạt dài 22 cm quay với tốc độ 15,92 vịng/s bắt đầu quay chậm dần dừng lại sau thời gian 10 giây Gia tốc góc cánh quạt có độ lớn ? A 10 rad/s2 B 100 rad/s2 C 1,59 rad/s2 D 350 rad/s2 Câu 18: Tại thời điểm t = 0, vật rắn bắt đầu quay quanh trục cố định xuyên qua vật với gia tốc góc khơng đổi Sau s quay góc 20 rad Góc mà vật rắn quay từ thời điểm s đến thời điểm s A 15 rad B 30 rad C 45 rad D 90 rad Câu 19: Một vật rắn quay quanh trục cố định xuyên qua vật với tốc độ góc 20 rad/s bắt đầu quay chậm dần dừng lại sau s Góc mà vật rắn quay s cuối trước dừng lại (giây thứ tư tính từ lúc bắt đầu quay chậm dần) A 37,5 rad B 2,5 rad C 17,5 rad D 10 rad Câu 20: Một vật rắn quay quanh trục cố định xuyên qua vật với phương trình toạ độ góc :  =  + t ,  tính rađian (rad) t tính giây (s) Gia tốc góc vật rắn A  rad/s2 B 0,5 rad/s2 C rad/s2 D rad/s2 Câu 21: Một vật rắn quay quanh trục cố định xuyên qua vật với phương trình tốc độ góc :  = + 0,5t ,  tính rađian/giây (rad/s) t tính giây (s) Gia tốc góc vật rắn A rad/s2 B 0,5 rad/s2 C rad/s2 D 0,25 rad/s2 Câu 22: Một vật rắn quay quanh trục cố định xuyên qua vật với phương trình toạ độ góc :  = 1,5 + 0,5t ,  tính rađian (rad) t tính giây (s) Một điểm vật cách trục quay khoảng r = cm có tốc độ dài A cm/s B cm/s C cm/s D cm/s Câu 23: Một vật rắn quay quanh trục cố định xuyên qua vật Góc quay φ vật rắn biến thiên theo thời gian t theo phương trình :  = + 2t + t ,  tính rađian (rad) t tính giây (s) Một điểm vật rắn cách trục quay khoảng r = 10 cm có tốc độ dài vào thời điểm t = s ? A 0,4 m/s B 50 m/s C 0,5 m/s D 40 m/s Câu 24: Phương trình diễn tả mối liên hệ tốc độ góc ω thời gian t chuyển động quay nhanh dần quanh trục cố định vật rắn ? A  = + 4t (rad/s) B  = − 2t (rad/s) C  = + 4t + 2t (rad/s) D  = − 2t + 4t (rad/s) Câu 25: Một vật rắn quay quanh trục cố định xuyên qua vật Góc quay φ vật rắn biến thiên theo thời gian t theo phương trình :  =  + t + t ,  tính rađian (rad) t tính giây (s) Một điểm vật rắn cách trục quay khoảng r = 10 cm có gia tốc dài (gia tốc tồn phần) có độ lớn vào thời điểm t = s? A 0,92 m/s2 B 0,20 m/s2 C 0,90 m/s2 D 1,10 m/s2 Câu 26: Một bánh đà quay với tốc độ 000 vịng/phút bắt đầu quay chậm dần với gia tốc góc có độ lớn 20,9 rad/s2 Tính từ lúc bắt đầu quay chậm dần đều, hỏi sau khoảng bánh đà dừng lại ? A 143 s B 901 s C 15 s D 2,4 s Câu 27: Rôto động quay đều, phút quay 000 vịng Trong 20 giây, rơto quay góc ? A 6283 rad B 314 rad C 3142 rad D 942 rad Câu 28: Bánh đà động từ lúc khởi động đến lúc đạt tốc độ góc 140 rad/s phải 2,5 s Biết bánh đà quay nhanh dần Góc quay bánh đà thời gian A 175 rad B 350 rad C 70 rad D 56 rad Câu 29: Một bánh xe có đường kính 50 cm quay nhanh dần từ trạng thái đứng yên, sau s tốc độ góc đạt 120 vịng/phút Gia tốc hướng tâm điểm vành bánh xe sau tăng tốc s từ trạng thái đứng yên A 157,9 m/s2 B 315,8 m/s2 C 25,1 m/s2 D 39,4 m/s2 Trang CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Câu 30: Một đồng hồ có kim quay quanh trục Gọi ωh, ωm ωs tốc độ góc kim giờ, kim phút kim giây Khi đồng hồ chạy 1 m = s 12 60 1 C  h = m = s 60 3600 1 m = s 12 720 1 D  h = m = s 24 3600 A  h = B h = Câu 31: Một đồng hồ có kim quay quanh trục kim dài ¾ kim phút Khi đồng hồ chạy tốc độ dài vh đầu mút kim với tốc độ dài vm đầu mút kim phút ? A v h = vm B vh = vm 16 C v h = vm 60 D v h = vm 80 Câu 32: Một đồng hồ có kim quay quanh trục kim dài 3/5 kim giây Khi đồng hồ chạy tốc độ dài vh đầu mút kim với tốc độ dài vs đầu mút kim giây ? A v h = vs B vh = vs 1200 C v h = vs 720 D v h = vs 6000 Câu 33: Vật rắn chuyển động vạch nên quĩ đạo tròn, gia tốc: A a = at B a = an C a = D Cả A, B, C sai Câu 34: Một đĩa đặc đồng chất có dạng hình trịn bán kính R quay trịn đầu quanh trục Tỉ số gia tốc hướng tâm điểm N vành đĩa điểm M cách trục quay khoảng bán kính đĩa A B C D Câu 35: Phương trình toạ độ góc φ theo thời gian t sau mô tả chuyển động quay nhanh dần chất điểm ngược chiều dương qui ước? A φ = - 4t + t2 (rad, s) B φ = + 4t - t2 (rad, s) C φ = -5 + 4t + t (rad, s) D φ = -5 - 4t - t2 (rad, s) Câu 36: Bánh xe quay nhanh dần theo chiều dương qui ước với gia tốc góc 5(rad/s2), vận tốc góc, toạ độ góc ban đầu điểm M vành bánh xe là π(rad/s) 450 Toạ độ góc M vào thời điểm t A ϕ = 450 + 5t (độ, s) B ϕ = π + 5t (rad,s) 2 C ϕ = πt+ 5t (rad,s) D ϕ = 45 +180t +143t (độ, s) Câu 37: Phương trình toạ độ góc φ theo thời gian t sau mô tả chuyển động quay chậm dần ngược chiều dương? A φ = - 4t + t2 (rad) B φ = + 4t - t2 (rad) C φ = -5 - 4t - t (rad) D φ = -5 + 4t - t2 (rad) Câu 38: Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc khơng đổi rad/s 2, t0 = lúc bánh xe bắt đầu quay Vận tốc dài điểm P vành bánh xe thời điểm t = 2s A 16 m/s B 18 m/s C 20 m/s D 24 m/s Câu 39: Từ trạng thái nghỉ, đĩa bắt đầu quay quanh trục cố định với gia tốc khơng đổi Sau 10 s, đĩa quay góc 50 rad Góc mà đĩa quay 10 s A 50 rad B 150 rad C 100 rad D 200 rad Câu 40: Một vật rắn quay nhanh dần quanh trục cố định, 3,14 s tốc độ góc tăng từ 120 vòng/phút đến 300 vòng/phút Lấy  = 3,14 Gia tốc góc vật rắn có độ lớn A rad/s2 B 12 rad/s2 C rad/s2 D rad/s2 Trang CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd CHỦ ĐỀ PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH A TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN Mối liên hệ gia tốc góc momen lực a Momen lực trục quay cố định Là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay lực đo tích lực cánh tay đòn  M = Fd = rF sin  Momen M lực F trục quay Δ có độ lớn :   đó: + d tay địn lực F (khoảng cách từ trục quay Δ đến giá lực F )   +  góc hợp r F Chọn chiều quay vật làm chiều dương, ta có quy ước :  M > F có tác dụng làm vật quay theo chiều dương  M < F có tác dụng làm vật quay theo chiều ngược chiều dương b Quy tắc momen lực + Nếu ta quy ước momen lực F1 làm vật quay theo chiều kim đồng hồ chiều dương M1 = F1d1 > Khi momen lực F2 làm vật quay theo chiều ngược kim đồng hồ có giá trị âm M2 = - F2d2 < + Momen tổng hợp : M = M1 + M2 = F1d1 – F.d2 - Nếu M > vật quay theo chiều kim đồng hồ - Nếu M < vật quay ngược chiều kim đồng hồ - Nếu M = vật khơng quay quay với vận tốc góc khơng đổi c Cân vật rắn có trục quay cố định Muốn cho vật rắn có trục quay cố định trạng thái cân tổng giá trị đại số momen lực phải M =0 0: ∑ d Chú ý: + Đối với vật rắn có trục quay cố định, lực có tác dụng làm quay giá lực không qua trục quay + Đối với vật rắn có trục quay cố định, có thành phần lực tiếp tuyến với quỹ đạo làm cho vật quay e Mối liên hệ gia tốc góc momen lực  - Trường hợp vật rắn cầu nhỏ có khối lượng m gắn F vào đầu nhẹ dài r Vật quay mặt phẳng nhẵn nằm ngang xung quanh trục Δ thẳng đứng qua r  O đầu tác dụng lực F (hình vẽ) Phương trình động lực học vật rắn : M = (mr )  M momen lực F trục quay Δ, γ gia tốc góc vật rắn m Δ - Trường hợp vật rắn gồm nhiều chất điểm khối lượng mi, mj, … cách trục quay Δ khoảng ri, rj, … khác  ∑m r  Phương trình động lực học vật rắn : M =  i i i    Chuyển động khối tâm vật rắn a Trọng tâm khối tâm Vật rắn tuyệt đối vật có hình dáng kích thước tuyệt đối khơng đổi - Trọng tâm điểm đặt trọng lực Gọi G trọng tâm vật rắn tọa độ G xác định sau: Xét hai chất điểm A, B có khối lượng m1 m2, trọng lực tương ứng P1 = m1 g P2 = m2 g Trọng tâm chúng điểm đặt G hợp lực P P1 P2 Trang (*) O A G B CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd AG P2 m2 = = Ta tìm tọa độ trọng tâm G(x,y,z) BG P1 m1 m x + m2 x m m m x = OG = x1 + AG = x1 + BG = x1 + (OB − OG) = x1 + ( x2 − x) ⇒ x = 1 m1 + m2 m1 m1 m1 Chú ý: G phụ thuộc vào khối lượng tọa độ không phụ thuộc vào gia tốc trọng trường g Tương tự ta có tọa độ y = m1 y1 + m2 y m z + m2 z ; z= 1 m1 + m2 m1 + m2 Trường hợp có nhiều chất điểm  m1 x1 + m2 x2 + m3 x3 + ∑ mi xi =  xG = m1 + m2 + m3 + ∑ mi   m1 y1 + m2 y2 + m3 y3 + ∑ mi yi  =  yG = m1 + m2 + m3 + ∑ mi   mz  zG = m1 z1 + m2 z + m3 z3 + = ∑ i i  m1 + m2 + m3 + ∑ mi  Với vật đồng chất có dạng hình học đối xứng trọng tâm vật nằm trục đối xứng vật Với vật rắn có dạng hình học đặc biệt trọng tâm vật nằm ngồi vật - Khối tâm: điểm tồn vật mà lực tác dụng lên vật có giá qua điểm làm vật chuyển động tịnh tiến mà không quay Khối tâm điểm có khối lượng vật (hay vị trí tập trung khối lượng vật) Khi khơng có lực tác dụng khối tâm chuyển động thẳng chuyển động thẳng chất điểm chuyển động tự Cơng thức xác định vị trí (tọa độ) khối tâm hệ N chất điểm xc = ∑ m x ∑m i i ; yc = i ∑ m y ∑m i i ; zc = i ∑ m z ∑m i i i - Chú ý: Khi vật trạng thái khơng trọng lượng vật khơng có trọng tâm ln có khối tâm Ở miền không gian gần mặt đất, trọng tâm vật thực tế gần với khối tâm vật b Chuyển động khối tâm Phân thành hai chuyển động: - Chuyển động khối tâm G (thể chuyển động toàn phần vật) - Chuyển động quay vật quanh G (thể chuyển động phần phần khác) c Định lí chuyển động khối tâm Khối tâm vật rắn chuyển động chất điểm mang toàn khối lượng vật chịu tác dụng tổng vectơ ngoại lực tác dụng lên vật Chú ý: Nếu ngoại lực khử lẫn khối tâm vật rắn đứng yên chuyển động thẳng d Động vật rắn chuyển động tịnh tiến (bao gồm chuyển động tròn thẳng) Wđ = ∑ Wđi = ∑mv i i Khi vật rắn chuyển động tịnh tiến chất điểm chuyển động quỹ đạo giống hệt nhau, với vận tốc gia tốc (tức thời) = vận tốc gia tốc khối tâm MVG2 vi = VG ∑ mi = M suy Wđ = Động vật rắn chuyển động tịnh tiến động khối tâm mang khối lượng vật e Động lượng    P = ∑ mi vi = MVG Ngẫu lực: Là hợp lực song song, ngược chiều, có độ lớn tác dụng lên vật Khi trọng tâm vật đứng yên vật chuyển động quay quanh trục qua trọng tâm Trang CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Điều kiện cân tổng quát: Là điều kiện để vật khơng có chuyển động quay khơng có chuyển động tịnh tiến ∑ F = ∑ Fx =   ⇔ ⇔ ∑ Fy = ∑ M =   Momen quán tính Nếu khối lượng m vật rắn đại lượng đặc trưng cho mức quán tính vật chuyển động tịnh tiến phương trình (*), đại lượng mi ri đặc trưng cho mức quán tính vật quay gọi momen quán ∑ i tính, kí hiệu I Momen quán tính I trục đại lượng đặc trưng cho mức quán tính vật rắn chuyển động quay quanh trục I = ∑ mi ri i Momen quán tính có đơn vị kgm2 Momen qn tính vật rắn không phụ thuộc khối lượng vật rắn mà phụ thuộc vào phân bố khối lượng xa hay gần trục quay Momen quán tính số vật rắn có trục quay trùng với trục đối xứng: + Thanh đồng chất có khối lượng m có tiết diện nhỏ so với chiều dài l nó, trục quay Δ qua trung điểm vng góc với (hình 1) : I= Δ ml 12 l Hình + Vành trịn (hoặc trụ rỗng) đồng chất có khối lượng m, có bán kính R, trục quay Δ qua tâm vành trịn vng góc với mặt phẳng vành trịn (hình 2) : Δ R I = mR Hình + Đĩa trịn mỏng (hoặc hình trụ đăc) đồng chất có khối lượng m, có bán kính R, trục quay Δ qua tâm đĩa trịn vng góc với mặt đĩa (hình 3) : I= mR 2 Δ R Hình Δ + Quả cầu đặc đồng chất có khối lượng m, có bán kính R, trục quay Δ qua tâm cầu (hình 4) : R I= mR Hình Momen qn tính vật rắn có trục quay Δ (không trùng với trục đối xứng): I ∆ = I G + md Trong m khối lượng vật rắn, d khoảng cách vng góc trục, trục đối xứng trục Δ VD : Momen qn tính mảnh có trục Δ qua đầu : Trang CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Trong d = I ∆ = I G + md Website: violet.vn/tringuyenlqd l l  ⇔ I∆ = ml2 + m  12  2 = 1 ml + ml = ml 12 3 Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục : M = I I : momen quán tính vật rắn trục quay Δ M : momen lực tác dụng vào vật rắn trục quay Δ γ : gia tốc góc vật rắn chuyển động quay quanh trục Δ Bài tập ví dụ Một thùng nước khối lượng m thả xuống giếng nhờ sợi dây quấn quanh rịng rọc có bán kính R momen qn tính I trục quay (hình 6) Khối lượng dây khơng đáng kể Rịng rọc coi quay tự không ma sát quanh trục cố định Xác định biểu thức tính gia tốc thùng nước Bài giải :   Thùng nước chịu tác dụng trọng lực mg lực căng T sợi dây Áp dụng định luật II Newton cho chuyển động tịnh tiến thùng nước, ta có : (1) mg − T = ma   Hình  Q Ròng rọc chịu tác dụng trọng lực Mg , phản lực Q trục quay lực   T  T' căng T ' sợi dây (T’ = T)    Mg mg Lực căng T ' gây chuyển động quay cho ròng rọc Momen lực căng  Hình Các lực tác dây T ' trục quay ròng rọc : M = T ' R = TR dụng vào rịng rọc Áp dụng phương trình động lực học cho chuyển động quay ròng rọc, ta có : thùng nước (2) TR = I Gia tốc tịnh tiến a thùng nước liên hệ với gia tốc góc γ rịng rọc theo hệ thức :  = a R Từ (2) (3) suy : T = (3) I Ia = R R (4) Thay T từ (4) vào (1), ta : mg − Ia = ma ⇒ a = R mg I m+ R = I   1 +  mR   g B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay lực vật rắn có trục quay cố định gọi A momen lực B momen quán tính C momen động lượng D momen quay Câu 2: Momen lực tác dụng vào vật rắn có trục quay cố định đại lượng đặc trưng cho A mức quán tính vật rắn B lượng chuyển động quay vật rắn C tác dụng làm quay lực D khả bảo toàn vận tốc vật rắn Câu 3: Momen qn tính vật rắn khơng phụ thuộc vào A khối lượng vật B kích thước hình dạng vật C vị trí trục quay vật D tốc độ góc vật  Câu 4: Một bánh xe quay xung quanh trục Tác dụng lên vành bánh xe lực F theo phương tiếp tuyến với vành bánh xe A tốc độ góc bánh xe có độ lớn tăng lên B tốc độ góc bánh xe có độ lớn giảm xuống C gia tốc góc bánh xe có độ lớn tăng lên D gia tốc góc bánh xe có độ lớn giảm xuống Trang 10 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Q  (m1  m2 )  (m3  m4 ) .931,5  (K3  K4 )  (K1  K2 ) (MeV ) Ta có hai trường hợp:  Q   m1  m2  m3  m4 : Phản ứng tỏa lượng  Q   m1  m2  m3  m4 : Phản ứng thu lượng E CÁC DẠNG TỐN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Dạng 1: Tính lượng phản ứng A + B → C + D * W = ( m0 – m)c2 * W = Wlksau − Wlktr Dạng 2: Độ phóng xạ * H = N = 0,693 m N A (Bq) T A * Thời gian tính giây Dạng 3: Định luật phóng xạ * W = Wđsau − Wđtr 0,693 m0 N A (Bq) T A * Đơn vị : Ci = 3,7 1010 Bq * H = N = * H = H e − t = H − t T t H0 T =2 =n * Độ phóng xạ (số nguyên tử, khối lượng) giảm n lần → H * Độ phóng xạ (số nguyên tử, khối lượng) giảm (mất đi) n% → * Tính tuổi: H = H − t T − ∆H = 1− T = n % H0 t , với H độ phóng xạ thực vật sống tương tự, khối lượng * Số nguyên tử (khối lượng) phân rã: ∆N = N (1 − số hạt nhân phân rã số hạt nhân tạo thành * Vận dụng định luật phóng xạ cho nhiều giai đoạn: ∆N ∆N = N (1 − e − t1 ) ∆N = N − t T ) , dựa vào phương trình phản ứng để xác định ∆N {1- e-  (t − t ) } N = N e − t3 Dạng : Định luật bảo toàn lượng toàn phần bảo toàn động lượng → → → → * Động lượng : p A + p B = p C + p D * Năng lượng toàn phần : W = Wđsau − Wđtr * Liên hệ : p = mW đ * Kết hợp dùng giản đồ vectơ Dạng : Năng lượng liên kết, lượng liên kết riêng * WlkX = ( Zm p + Nmn − m X )c (là lượng toả kết hợp nucleon thành hạt nhân, lượng để tách hạt nhân thành nucleon riêng rẻ) * WlkrX = WlkX (hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững) A B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Chọn câu sai Tia  : A Chuyển động với vận tốc cỡ 2.104 m / s C Làm phát quang số chất B Làm ion hóa chất khí D Có khả đâm xuyên mạnh Trang 209 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Câu 2: Chọn câu sai Các tia không bị lệch điện trường từ trường là: A Tia  tia  B Tia  tia  C Tia  tia Rơnghen D Tia  tia Rơnghen Câu 3: Chọn câu sai nói tia  A Mang điện tích âm B Có chất tia X C Có vận tốc gần vận tốc ánh sáng D Ion hóa chất khí yếu so với tia  Câu 4: Chọn câu sai nói tia  A Khơng mang điện tích B Có chất tia X C Có khả đâm xuyên lớn D Có vận tốc nhỏ vận tốc ánh sáng − Câu 5: Chọn phát biểu nói tia  A Các nguyên tử Hêli bị ion hóa B Các electron C Sóng điện từ có bước sóng ngắn D Các hạt nhân nguyên tử Hyđro A Câu 6: Một hạt nhân Z X sau phóng xạ biến đổi thành hạt nhân Z +AY Đó phóng xạ A Phát hạt  B Phát  C Phát  + D Phát  − Câu 7: Chọn câu sai câu sau: A Tia  gồm hạt nhân nguyên tử Hêli B Tia  + gồm hạt có khối lượng với electron mang điện tích nguyên tố dương C Tia  − gồm electron nên khơng phải phóng từ hạt nhân D Tai  lệch điện trường tia  Câu 8: Tính chất sau khơng phải tính chất chung tia  ,  ,  A Có khả iơn hóa khơng khí B Bị lệch điện trường từ trường C Có tác dụng lên phim ảnh D Có mang lượng Câu 9: Điều sau sai nói tia  A Tia  thực chất hạt nhân nguyên tử Hêli B Khi qua điện trường hai tụ điện, tia  bị lệch phía âm tụ điện C Tia  phóng từ hạt nhân với vận tốc vận tốc ánh sáng D Khi qua khơng khí, tia  làm iơn hóa khơng khí dàn lượng Câu 10: Khi nói tia α, phát biểu sau sai? A Tia α phóng từ hạt nhân với tốc độ 2000 m/s B Khi qua điện trường hai tụ điện, tia α bị lệch phía âm tụ điện C Khi khơng khí, tia α làm ion hóa khơng khí dần lượng D Tia α dòng hạt nhân heli ( He ) Câu 11: Trong phóng xạ  , so với hạt nhân mẹ phân loại tuần hồn hạt nhân có vị trí: A Lùi B Lùi C Tiến ô D Tiến ô − Câu 12: Trong phóng xạ  , so với hạt nhân mẹ phân loại tuần hồn hạt nhân có vị trí: A Lùi B Lùi ô C Tiến ô D Tiến ô + Câu 13: Trong phóng xạ  , so với hạt nhân mẹ phân loại tuần hồn hạt nhân có vị trí: A Lùi B Lùi ô C Tiến ô D Tiến ô Câu 14: Phóng xạ phân hạch hạt nhân A có hấp thụ nơtron chậm B phản ứng hạt nhân thu lượng C phản ứng hạt nhân D phản ứng hạt nhân tỏa lượng Câu 15: Phát biểu sai nói độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ)? A Độ phóng xạ đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ B Đơn vị đo độ phóng xạ becơren C Với lượng chất phóng xạ xác định độ phóng xạ tỉ lệ với số nguyên tử lượng chất D Độ phóng xạ lượng chất phóng xạ phụ thuộc nhiệt độ lượng chất Câu 16: Hạt nhân 210 Po đứng n phóng xạ α, sau phóng xạ đó, động hạt α 84 Trang 210 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd A lớn động hạt nhân B nhỏ động hạt nhân C động hạt nhân D nhỏ động hạt nhân Câu 17: Chọn câu sai: A Độ phóng xạ đặc trưng cho chất phóng xạ B Chu kì bán rã đặc trưng cho chất phóng xạ C Hằng số phóng xạ đặc trưng cho chất phóng xạ D Hằng số phóng xạ chu kì bán rã chất phóng xạ tỉ lệ nghịch với Câu 18: Chu kì bán rã chất phóng xạ thời gian sau A Hiện tượng phóng xạ lập lại cũ B số hạt nhân phóng xạ bị phân rã C Khối lượng chất phóng xạ tăng lên gấp hai lần khối lượng ban đầu D Độ phóng xạ tăng gấp lần Câu 19: Chọn câu sai câu sau nói định luật bảo tồn mà phản ứng hạt nhân phải tuân theo: A Bảo tồn điện tích B Bảo tồn số nuclon C Bảo toàn lượng động lượng D Bảo toàn khối lượng Câu 20: Hiện tượng xuất trình biến đổi hạt nhân nguyên tử: A Phát tia X B Hấp thụ nhiệt C Ion hóa D Khơng có tượng câu A, B C Câu 21: Phản ứng nhiệt hạch A kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng B phản ứng hạt nhân thu lượng C phản ứng hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ D phản ứng hạt nhân tỏa lượng Câu 22: Trong phân hạch hạt nhân 235 U , gọi k hệ số nhân nơtron Phát biểu sau đúng? 92 A Nếu k < phản ứng phân hạch dây chuyền xảy lượng tỏa tăng nhanh B Nếu k > phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì gây nên bùng nổ C Nếu k > phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy D Nếu k = phản ứng phân hạch dây chuyền khơng xảy Câu 23: Chọn câu sai: A Tổng điện tích hạt hai vế phương trình phản ứng hạt nhân B Trong phản ứng hạt nhân số nuclon bảo toàn nên khối lượng nuclon bão tồn C Sự phóng xạ phản ứng hạt nhân, làm thay đổi hạt nhân nguyên tử nguyên tố phóng xạ D Sự phóng xạ tượng xảy tự nhiên, không chịu tác động điều kiện bên Câu 24: Trong biểu thức sau đây, biểu thức với nội dung định luật phóng xạ A m = m0 e−  t B m0 = me−  t C m = m0 e t D m = m0e − t Câu 25: Phương trình định luật phóng xạ biểu diễn công thức sau: A N = N e t B N = N e−  t C N = N e Câu 26: Chất Radi phóng xạ hạt  có phương trình: 226 88 −  t Ra →  + yxRn A x = 222, y = 86 B x = 222, y = 84 C x = 224, y = 84 19 16 Câu 27: Trong phản ứng hạt nhân: F + H → O + X X là: A Nơtron C hạt  + B electron  D N = N e t D x = 224, y = 86 D Hạt   Mg + X → Na +   X, Y  B + Y →  + Be  25 12 Câu 28: Trong phản ứng hạt nhân  10 22 11 A proton electron B electron Dơtơri C proton Dơtơri Trang 211 D Triti proton CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd 2 1D + 1D → X + p  Câu 29: Trong phản ứng hạt nhân  23 X, Y 20  11 Na + p → Y + 10 Ne  A Triti Dơtơri B  Triti C Triti  D proton  Câu 30: Chọn câu sai câu sau: A Phản ứng hạt nhân tương tác hai hạt nhân dẫn đến biến đổi chúng thành hạt khác B Định luật bảo toàn số nuclon định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân C Trong phản ứng hạt nhân tỏa lượng, hạt nhân sinh bền vững D Hạt nhân có độ hụt khối lớn lượng liên kết lớn Câu 31: Trong phản ứng hạt nhân dây chuyền, hệ số nhân nơtron s có giá trị A s > B s < C s = Ds≥1 238 Câu 32: Trong q trình phân rã 92 U phóng tia phóng xạ  tia phóng xạ  − theo phản ứng 238 A − Hạt nhân X là: 92 U → Z X + 8 +  A 106 Pb B 222 Rn C 110 Po D Một hạt nhân khác 82 86 84 Câu 33: Chọn câu sai Tần số quay hạt máy xiclôtron A Không phụ thuộc vào vận tốc hạt B Phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo C Khơng phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo D Phụ thuộc vào điện tích hạt Câu 34: Trong máy xiclơtron, ion tăng tốc A Điện trường không đổi B Điện trường biến đổi tuần hoàn hai cực C Từ trường không đổi D Từ trường biến đổi tuần hoàn bên cực Câu 35: Trong phân rã  ,  ,  hạt nhân bị phân rã nhiều lượng xảy phân rã A  B  C  D Cả ba Câu 36: Có thể thay đổi số phóng xạ  đồng vị phóng xạ cách A Đặt nguồn phóng xạ vào điện trường mạnh B Đặt nguồn phóng xạ vào từ trường mạnh C Đốt nóng nguồn phóng xạ D Chưa có cách thay đổi số phóng xạ Câu 37: Phản ứng sau khơng phải phản ứng hạt nhân nhân tạo A 238U + 01n → 239U B 238U → He + 234Th 92 90 92 92 C He + 14 N → 17O + 11H D Câu 38: Trong trình biến đổi hạt nhân, hạt nhân A Một hạt  electron C Một hạt  notron Câu 39: Hạt nhân 238 92 27 13 30 Al +  → 15 P + 01n U chuyển thành hạt nhân 234 92 U phóng B Một electron hạt  D Một hạt  hạt  232 90 Th sau q trình phóng xạ biến thành đồng vị 208 82 Pb Khi đó, hạt nhân 232 90 Th phóng hạt   − A   − Câu 40: Hạt nhân B   − C   − U sau lần phóng xạ   biến thành 238 92 A  ,  − B  ,  + C  ,  − D   − 206 82 Pb D  ,  + Câu 41: Một nguồn ban đầu chứa N hạt nhân nguyên tử phóng xạ Có hạt nhân bị phân rã sau thời gian chu kỳ bán rã ? C N D N N0 16 Câu 42: Một nguồn ban đầu chứa N hạt nhân nguyên tử phóng xạ Có hạt nhân chưa bị phân rã sau A N0 B thời gian chu kỳ bán rã ? A N0 B N0 16 C 15 N0 16 Trang 212 D N0 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Câu 43: Ban đầu có N0 hạt nhân mẫu chất phóng xạ nguyên chất có chu kỳ bán rã T Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã mẫu chất phóng xạ A N0 B N0 C N0 D N Câu 44: Một chất phóng xạ thời điểm ban đầu có N hạt nhân, có chu kì bán rã T Sau khoảng thời gian T , 2T 3T số hạt nhân cịn lại N N N N N N A , , B N , N0 , N0 C N , N0 , N0 D , , 16 4 2 Câu 54: Độ phóng xạ ban đầu nguồn phóng xạ chứa N A0 Khi độ phóng xạ giảm xuống tới 0, 25A0 số hạt nhân bị phóng xạ A 0, 693N Câu 45: Chất phóng xạ A ngày B 131 53 N0 C N0 D N0 I sau 48 ngày độ phóng xạ giảm bớt 87,5% Tính chu kì bán rã Iốt B ngày C 12 ngày D 16 ngày Câu 46: Một chất phóng xạ sau 10 ngày đêm giảm khối lượng ban đầu có Tính chu kì bán rã A 20 ngày B ngày C 24 ngày D 15 ngày Câu 47: Ban đầu (t = 0) có mẫu chất phóng xạ X nguyên chất Ở thời điểm t1 mẫu chất phóng xạ X cịn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã Đến thời điểm t2 = t1 + 100 s số hạt nhân X chưa bị phân rã 5% so với số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã chất phóng xạ A 50 s B 25 s C 400 s D 200 s 131 Câu 48: Tính số hạt nhân nguyên tử có 100g 53 I A 4,595.1023 hạt B 45,95.1023 hạt C 5,495.1023 hạt D 54,95.1023 hạt 10 Câu 49: Lúc đầu nguồn phóng xạ coban (Co) ngày có 8.10 hạt nhân bị phân rã Biết chu kì bán rã Co T = năm Tính số hạt nhân Co nguồn phân rã ngày vào thời gian 12 năm sau A 1010 phân rã B 3.1010 phân rã C 6.1010 phân rã D 5.1010 phân rã Câu 50: Chu kì đồng vị phóng xạ T Tại thời điểm ban đầu có N0 hạt nhân nhân đồng vị Sau khoảng thời gian t = 3T, số hạt nhân lại A 75% số hạt nhân ban đầu B 50% số hạt nhân ban đầu C 25% số hạt nhân ban đầu D 12,5% số hạt nhân ban đầu Câu 51: Trong khoảng 6h, có 75% số hạt ban đầu đồng vị phóng xạ bị phân rã Chu kì đồng vị phóng xạ A h B h C h D h Câu 52: Hạt nhân X có chu kì bán rã T Sau thời gian 2T kể từ thời điểm ban đầu, phần trăm số hạt X ban đầu bị phân rã là: A 25% B 57,5% C 75% D 50% Câu 53: Hạt nhân X có chu kì bán rã T Sau thời gian 2T kể từ thời điểm ban đầu, tỉ số số hạt X bị phân rã số hạt X lại là: A B C D Dùng đề để trả lời cho câu 54 55 Ban đầu có 5g 222 Rn chất phóng xạ với chu kì bán rã T = 3,8 ngày 86 Câu 54: Số nguyên tử có 5g 222 Rn 86 A 13,5.1022 nguyên tử B 1,35.1022 nguyên tử 22 C 3,15.10 nguyên tử D 31,5.1022 nguyên tử Câu 55: Số nguyên tử lại sau thời gian 9,5 ngày A 23,9.1021 nguyên tử B 2,39.1021 nguyên tử 21 C 3,29.10 nguyên tử D 32,9.1021 nguyên tử Câu 56: Ban đầu mẫu chất phóng xạ ngun chất có khối lượng m0 , chu kì bán rã chất 3,8 ngày Sau 15,2 ngày khối lượng chất phóng xạ cịn lại 2,24 g Khối lượng m0 A 5,60 g B 35,84 g C 17,92 g D 8,96 g Trang 213 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Câu 57: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã 20 ngày đêm Hỏi sau 75% hạt nhân bị phân rã hết A 20 ngày B 30 ngày C 40 ngày D 50 ngày 131 Câu 58: Có 100g 53 I Biết chu kì bán rã Iốt ngày đêm Tính khối lượng chất Iốt cịn lại sau tuần A 8,7g B 7,8g C 0,87g D 0,78g 210 Câu 59: Chất phóng xạ 82 Po có chu kì bán rã 138 ngày Tính khối lượng Pơlơni có độ phóng xạ Ci A 0,222 mg B 2,22 mg C 22,2 mg D 222 mg 23 Câu 60: Thời gian cần thiết để mg 11 Na lúc đầu, cịn lại g Biết chu kì T = 2,60 năm A 6,04 năm B 0,604 năm C 60,4 năm D 604 năm 210 206 Câu 61: Chất phóng xạ 84 Po phóng xạ tia  biến thành chì 82 Pb Biết chu kì bán rã Po 138 ngày Ban đầu có 336 mg A 294 g 210 84 Po Khối lượng Pb tạo thành sau 414 ngày B 288,4 mg C 288,4 g D 294 g A A Câu 62: Hạt nhân X phóng xạ biến thành hạt nhân Y bền Coi khối lượng hạt nhân X, Y số Z1 Z2 A khối chúng tính theo đơn vị u Biết chất phóng xạ X có chu kì bán rã T Ban đầu có khối lượng chất Z1 A1 X, sau chu kì bán rã tỉ số khối lượng chất Y khối lượng chất X Z1 A A A A A B C D A2 A1 A1 A2 Dùng đề để trả lời cho câu 63, 64 65 24 24 Đồng vị 11 Na chất phóng xạ  − tạo thành đồng vị Magiê Mẫu 11 Na có khối lượng ban đầu m0 = 0,24g Sau 105 giờ, độ phóng xạ giảm 128 lần Câu 63: Đồng vị Magiê 25 23 24 22 A 12 Mg B 12 Mg C 12 Mg D 12 Mg Câu 64: Tìm chu kì bán rã độ phóng xạ ban đầu mẫu đơn vị Bq A T = 1,5 giờ, H0 = 0,77.1017 Bq B T = 15 giờ, H0 = 7,7.1017 Bq 17 C T = 1,5 giờ, H0 = 7,7.10 Bq D T = 15 giờ, H0 = 0,77.1017 Bq Câu 65: Tìm khối lượng Magiê tạo thành sau thời gian 45 A 0,21g B 1,2g C 2,1g D 0,12g 210 23 -1 Câu 66: Lấy chu kì bán rã Pơlơni 84 Po 138 ngày NA = 6,023 10 mol Độ phóng xạ 42 mg Pơlơni A 1012 Bq B 7.109 Bq C 7.1014 Bq D 7.1010 Bq Câu 67: Tìm độ phóng xạ 1g 226 Ra , biết chu kì bán rã 226 Ra 1622 năm 83 83 A 0,976Ci B 0,796Ci C 0,697Ci D 0,769Ci 238 234 Câu 68: Biết sản phẩm phân rã U U , chiếm tỉ lệ 0,006% quặng Uranium tự nhiên cân phóng xạ thiết lập Tính chu kì bán rã 234U Cho chu kì bán rã 238U 4,5.109 năm A 27.105 năm B 2,7.105 năm C 72.105 năm D 7,2.105 năm Câu 69: Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 3,8 ngày Sau thời gian 11,4 ngày độ phóng xạ (hoạt động phóng xạ) lượng chất phóng xạ cịn lại phần trăm so với độ phóng xạ lượng chất phóng xạ ban đầu? A 25% B 75% C 12,5% D 87,5% 222 Câu 70: Ban đầu có 5g 86 Rn chất phóng xạ với chu kì bán rã T = 3,8 ngày Độ phóng xạ lượng Radon 222 Rn 86 nói lúc đầu sau thời gian A H0 = 7,7.105 Ci; H = 13,6.105 Ci B H0 = 7,7.105 Ci; H = 16,3.105 Ci 5 C H0 = 7,7.10 Ci; H = 1,36.10 Ci D H0 = 7,7.105 Ci; H = 3,16.105 Ci Câu 71: Chất phóng xạ 210 Po có chu kì bán rã T = 138 ngày Tính gần khối lượng Pơlơni 210 Po có độ phóng xạ Ci Sau tháng độ phóng xạ khối lượng Pôlôni bao nhiêu? A m0 = 0,223 mg; H = 0,25 Ci B m0 = 2,23 mg; H = 2,5 Ci C m0 = 0,223 mg; H = 2,5 Ci D m0 = 2,23 mg; H = 0,25 Ci Trang 214 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Câu 72: Chất phóng xạ 131I sau 24 ngày độ phóng xạ giảm bớt 7,5% lúc đầu có 10g Iơt Tính độ phóng xạ 53 lượng Iơt vào thời điểm t = 24 ngày A 5,758.1014Bq B 5,758.1015Bq C 7,558.1014Bq D 7,558.1015Bq Câu 73: Tính tuổi tượng gỗ độ phóng xạ  − 0,77 lần độ phóng xạ khúc gỗ khối lượng vừa chặt Đồng vị C14 có chu kì bán rã T = 5600 năm A 200 năm B 21 000 năm C 100 năm D 12 000 năm − 24 A Câu 74: Hạt nhân 11 Na phân rã  biến thành hạt nhân Z X với chu kì bán rã 15 Lúc đầu mẫu Natri nguyên chất Tại thời điểm khảo sát thấy tỉ số khối lượng ZA X khối lượng Natri có mẫu 0,75 Hãy tính tuổi mẫu Natri A 1,212 B 2,112 C 12,12 D 21,12 Câu 75: Trong mẫu quặng Uranium, người ta tìm thấy lẫn chì 206 Pb với 238U , tỉ lệ tìm thấy 10 nguyên tử uranium có ngun tử chì Cho T = 4,5.109 năm Tuổi mẫu quặng Uranium A 1,05.109 năm B 1,18.109 năm C 1,15.109 năm D 1,08.109 năm Câu 76: Độ phóng xạ tượng cổ gỗ khối lượng m Bq Đo độ phóng xạ mẫu gỗ có khối lượng 1,5 m vừa chặt 15 Bq Biết chu kì bán rã C14 T = 5600 năm Tuổi tượng cổ A 2112,6 năm B 1666,6 năm C 1888,8 năm D 1459,3 năm 210 Câu 77: Hạt nhân 84 Po đứng n phóng xạ α, sau phóng xạ đó, động hạt α A lớn động hạt nhân B nhỏ động hạt nhân C động hạt nhân D nhỏ động hạt nhân Câu 78: Hạt nhân mẹ A có khối lượng mA đứng yên, phân rã thành hạt nhân B hạt  có khối lượng mB   m có vận tốc v B v A → B +  Xác định hướng trị số vận tốc hạt phân rã A phương, chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng B phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng C phương, chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng D phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng  Câu 79: Một proton có vận tốc v bắn vào nhân bia đứng yên Li Phản ứng tạo hạt giống hệt mX bay với vận tốc có độ lớn v’, hợp phương tới proton góc 600 Giá trị v’ A v ' = mX v mp B v ' = 3m p v mX C v ' = m p v mX D v ' = 3mX v mp Câu 80: Hạt nhân X đứng yên, phóng xạ  sinh hạt nhân Y Gọi ∆E lượng mà phản ứng sinh Động hạt  là: A m ∆E mY B m ∆E m + mY C mY ∆E m D mY ∆E m + mY Câu 81: Người ta dùng proton bắn phá hạt nhân Beri: H + Be → He + X Biết Beri đứng yên, proton có động KH = 5,45 MeV, Heli có vận tốc vng góc với vận tốc proton có động KHe = MeV Động hạt X A 3,675 MeV B 3,575 MeV C 3,755 MeV D 3,765 MeV Câu 82: Dùng proton có động 5,45 MeV bắn vào hạt nhân Be đứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X hạt nhân α Hạt α bay theo phương vng góc với phương tới proton có động MeV Khi tính động hạt, lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử số khối chúng Năng lượng tỏa phản ứng A 3,125 MeV B 4,225 MeV C 1,145 MeV D 2,125 MeV Câu 83: Dùng hạt prơtơn có động 1,6 MeV bắn vào hạt nhân Liti Li đứng yên Giả sử sau phản ứng thu hai hạt giống có động không kèm theo tia γ Biết lượng tỏa phản ứng 17,4 MeV Động hạt sinh A 19,0 MeV B 15,8 MeV C 9,5 MeV D 7,9 MeV Trang 215 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Câu 84: Radon 222 Ra đứng yên phóng phóng xạ  biến thành hạt nhân 210 Po Xem tỉ số khối lượng hạt nhân gần tỉ số số khối chúng Tỉ số động hạt nhân động hạt  109 107 2 A B C D 2 109 107  có động K = 3,51MeV bay đến đập vào hạt nhân Nhôm đứng yên theo phản ứng Câu 85: Hạt 27 30  + 13 Al → 15 p + X Giả sử hai hạt sinh có động Tìm vận tốc hạt nhân Photpho hạt nhân X Biết phản ứng thu vào lượng 4,176.10-13 J Có thể lấy gần khối lượng hạt sinh theo số khối mP = 29,97u mX = 1u A vp = 7,1.106 m/s; vX = 3,9.106 m/s B vp = 1,7.105 m/s; vX = 9,3.105 m/s 5 C vp = 7,1.10 m/s; vX = 3,9.10 m/s D vp = 1,7.106 m/s; vX = 9,3.106 m/s Câu 86: Hạt  có động K = 4MeV bay đến đập vào hạt nhân Nitơ đứng yên theo phản ứng  + 14 N → p + 17O Biết hai hạt sinh có vận tốc phản ứng thu lượng 1,21 MeV Cho m p ≈ u , mO = 17u Tốc độ proton xấp xỉ A 5,00.105 m/s B 5,47.106 m/s C 6,00.107 m/s D 6,52.106 m/s 238 Câu 87: Hạt nhân phóng xạ 92 U đứng yên phát hạt   có tổng động 13,9 MeV Biết vận tốc hạt  2,55.107 m/s, khối lượng hạt nhân m = 4, 0015u Tần số xạ  A 9.1019 Hz B 9.1020 Hz C 9.1021 Hz D 9.1022 Hz A3 A1 A2 A4 Câu 88: Trong phản ứng hạt nhân Z1 X  Z2 X  Z3 X  Z4 X Gọi mi độ hụt khối hạt nhân i Nếu: A (m1 m2 ) ( m3 m4 ) 0 : Phản ứng hạt nhân tỏa lượng B (m1  m2 )  (m3  m4 )  : Phản ứng hạt nhân thu lượng C (m1 m2 ) ( m3 m4 ) 0 : Phản ứng hạt nhân tỏa lượng D (m1  m2 )  (m3  m4 )  : Phản ứng hạt nhân thu lượng Câu 89: Bom nhiệt hạch dùng phản ứng hạt nhân: D + T →  + n hay H + H → He + 01n Tính lượng tỏa có kmol He tạo thành vụ nổ Biết mD = 2,0136u; mT = 3,016u; mHe = 4,0015u; mp = 1,0087u A 174,06.1010 J B 174,06.109 J C 17,406.109 J D 17,4.108 J Câu 90: Cho phản ứng hạt nhân: 3T + D →  + n Cho biết mT = 3,016u; mD = 2,0136u; mn = 1,0087u; mHe = 4, 0015u ; u = 931,5 MeV / c2 Khẳng định sau liên quan đến phản ứng hạt nhân đúng? A Tỏa 18,06 MeV B Thu 18,06 MeV C Tỏa 11,02 MeV D Thu 11,02 MeV 23 20 Câu 91: Cho phản ứng hạt nhân: 11 Na + H → He + 10 Ne Lấy khối lượng hạt nhân 23 Na ; 20 Ne ; He ; H 11 10 22,9837 u; 19,9869 u; 4,0015 u; 1,0073 u 1u = 931,5 MeV/c Trong phản ứng này, lượng A thu vào 3,4524 MeV B thu vào 2,4219 MeV C tỏa 2,4219 MeV D tỏa 3,4524 MeV Câu 92: Cho phản ứng hạt nhân: n + Li → 1T +  + 4, MeV Cho biết mn = 1,0087u; m = 4, 001506u ; u = 931,5 MeV / c2 Khối lượng hạt nhân Li có giá trị bằng: A 6,1139 u B 6,0839 u Câu 93: Khi bắn phá hạt nhân Nitơ 14 N + 24 He → 14 N C 6,411 u D 6,0139 u hạt nhân  có phương trình phản ứng sau O + H Tính xem lượng phản ứng tỏa thu vào Cho mN = 17 13,999275u; m = 4, 001506u ; mO = 16,994746u; mp = 1,0073u A 115,57 MeV B 11,559 MeV C 1,1559 MeV D 0,11559 MeV Câu 94: Tính MeV/c2: Đơn vị khối lượng nguyên tử u = 1,66.10-27 kg Khối lượng proton mp = 1,0073u A 0,933 MeV/c2; 0,9398 MeV/c2 B 9,33 MeV/c2; 9,398 MeV/c2 2 C 93,3M eV/c ; 93,98 MeV/c D 933 MeV/c2; 939,8 MeV/c2 Câu 95: Hạt  có khối lượng 4,0015u Tính lượng tỏa nuclon tạo thành mol Hêli Biết mp = 1,0073u; mn = 1,0087u Trang 216 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com A ∆E ' = 17,1.1025MeV C ∆E ' = 71,1.1025 MeV Website: violet.vn/tringuyenlqd B ∆E ' = 1,71.1025 MeV D ∆E ' = 7,11.1025MeV 27 30 Câu 96: Xét phản ứng bắn phá Nhôm hạt  :  + 13 Al → 15 P + n biết m = 4,0015 ; mn = 1,0087u; mAl = u 26,974u; mP = 29,97u Tính động tối thiểu hạt  để phản ứng xảy A ∆E = 0, 298016MeV B ∆E = 0,928016MeV C ∆E = 2,98016MeV D ∆E = 29,8016MeV 95 Câu 97: Xét phản ứng phân hạch 235U theo phương trình: 235U + n → 42 Mo + 130 La + n + e− Cho mU = 234,99 92 92 57 u; mMo = 94,88 u; mLa = 138,87 u Bỏ qua khối lượng electron Năng lượng mà phân hạch tỏa A 211 MeV B 212 MeV C 213 MeV D 214 MeV Câu 98: Cho biết khối lượng hât nhân mC = 12,000u; mα = 4,0015 u; mn = 1,0087u; mp = 1,0073u u = 12 931,5 MeV / c2 Năng lượng cần thiết tối thiểu để chia hạt nhân C thành hạt  theo đơn vị Jun A 6,7.10-13 J B 6,7.10-15 J C 6,7.10-17 J D 6,7.10-19 J Câu 99: Cho phản ứng hạt nhân H + H → He + 01n +17, MeV Năng lượng tỏa tổng hợp g khí Heli xấp xỉ A 4,24.108 J B 4,24.105 J C 5,03.1011 J D 4,24.1011 J Câu 100: Pôlôni 210 Po phóng xạ α biến đổi thành chì Pb Biết khối lượng hạt nhân Po; α; Pb là: mPo 84 = 209,937303 u; mα = 4,0015 u; mPb = 205,929442 u u = 931,5 MeV / c2 Năng lượng tỏa hạt nhân Pôlôni phân rã xấp xỉ A 5,92 MeV B 2,96 MeV C 29,60 MeV D 59,20 MeV Câu 101: Cho phản ứng hạt nhân: 1T + D → He + X Lấy độ hụt khối hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He ∆mT = 0,009106 u; ∆mD = 0,002491 u; ∆mHe = 0,030382 u 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng tỏa phản ứng xấp xỉ A 15,017 MeV B 200,025 MeV C 17,498 MeV D 21,076 MeV Câu 102: Một hạt nhân có khối lượng m = 5, 0675.10−27 kg chuyển động với động 4,78 MeV Động lượng hạt nhân A 3,875.10−20 kg.m / s B 7, 75.10−20 kg.m / s C 8,8.10−20 kg.m / s D 2, 4.10−20 kg.m / s CHƯƠNG X TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ CHỦ ĐỀ 27 TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MƠ A TĨM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN I CÁC HẠT SƠ CẤP Hạt sơ cấp: Các hạt sơ cấp (hạt bản) hạt nhỏ hạt nhân Các đặc trương hạt sơ cấp: a Khối lượng nghỉ m0 : Phôtôn  , nơtrinơ  , gravitơn có khối lượng nghỉ khơng b Điện tích: Các hạt sơ cấp có điện tích điện tích nguyên tố Q = , khơng mang điện Q gọi số lượng tử điện tích c Spin s: Mỗi hạt sơ cấp đứng yên có momen động lượng riêng momen từ riêng Các momen đặc trưng số lượng tử spin Prơtơn, nơtrơn có s = , phơtơn có s = , piơn có s = d Thời gian sống trung bình T: Trong hạt sơ cấp có hạt không phân rã (proton, electron, photon, notrino) gọi hạt nhân bền Còn hạt khác gọi hạt không bền phân rã thành hạt khác Notron có T = 932s , hạt khơng bền có thời gian ngắn từ 10 −24 s đến 10 −6 s Phản hạt: Các hạt sơ cấp thường tạo thành cặp; cặp gồm hai hạt có khối lượng nghỉ spin có điện tích trái dấu Trong q trình tương tác sinh cặp hủy cặp Trang 217 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Phân loại hạt sơ cấp: a Photon (lượng tử ánh sáng): + − b Lepton: Gồm hạt nhẹ electron, muyon (  + ,  − ), hạt tau (  , ), … c Mêzơn: Gồm hạt có khối lượng trung bình, chia thành mêzơn  mêzơn K Barion: Gồm hạt nặng có khối lượng lớn, chia thành nuclon hipêrôn Tập hợp mêzôn bariôn gọi hađrôn Tương tác hạt sơ cấp: a Tương tác hấp dẫn: Bán kính lớn vô cùng, lực tương tác nhỏ b Tương tác điện từ: Bán kính lớn vơ hạn, lực tương tác mạnh tương tác hấp dẫn cỡ 1038 lần c Tương tác yếu: Bán kính tác dụng nhỏ cỡ 10 −18 m , lực tương tác yếu tương tác hấp dẫn cỡ 1011 lần d Tương tác mạnh: Bán kính tác dụng nhỏ cỡ 10 −15 m , lực tương tác yếu tương tác hấp dẫn cỡ 102 lần Tương tác hađrôn Hạt quark: a Hạt quark: Tất hạt hađrôn tạo nên từ hạt nhỏ e b Các loại quark: Có loại quark u, d, s, c, b, t phản quark tương ứng Điện tích quark ± ; ± 2e c Các baraiôn: Tổ hợp quark tạo nên baraiôn II MẶT TRỜI – HỆ MẶT TRỜI Hệ Mặt Trời: Gồm hành tinh lớn, tiểu hành tinh, chổi Các hành tinh: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh, Hải Vương tinh, Diêm Vương tinh Để đo đơn vị hành tinh người ta dùng đơn vị thiên văn: 1ñvtv = 150trKm Các hành tinh quay quanh mặt trời theo chiều thuận phẳng, Mặt Trời hành tinh tự quay quanh quay theo chiều thận trừ Kim tinh Mặt Trời: a Cấu trúc Mặt Trời: Gồm quang cầu khí Quang cầu: Khối khí hình cầu nóng sáng, nhìn từ Trái Đất có bán kính góc 16 phút, bán kính khối cầu khoảng 7.10 Km , khối lượng riêng trung bình vật chất quang cầu 1400kg/m , nhiệt độ hiệu dụng 6000K Khí quyển: Bao quanh Mặt Trời có khí Mặt Trời: Chủ yếu Hiđrơ, Heli Khí chia hai lớp có tính chất vật lí khác nhau: Sắc cầu nhật hoa Sắc cầu lớp khí nằm sát mặt quang cầu có độ dày 10000km có nhiệt độ khoảng 4500K Phía sắc cầu nhật hoa: Các phân tử vật chất tồn trạng thái ion hóa mạnh (trạng thái plasma), nhiệt độ khoảng triệu độ Nhật hoa có hình dạng thay đổi theo thời gian b Năng lượng Mặt Trời: Năng lượng Mặt Trời trì nhờ lịng diễn phản ứng nhiệt hạch Hằng số Mặt Trời H = 1360W/m lượng lượng xạ Mặt trời truyền vng góc tới đơn vị diện tích cách đơn vị thiên văn đơn vị thời gian 26 Công suất xạ lượng Mặt Trời P = 3,9.10 W c Sự hoạt động Mặt Trời: Quang cầu sáng khơng đều, có cấu tạo dạng hạt, gồm hạt sáng biến đổi tối đối lưu mà tạo thành: vết đen, bùng sáng, tai lửa: + Vết đen có màu sẫm tối, nhiệt độ vào khoảng 4000K + Bùng sáng thường xuất có vết đen, bùng sáng phóng tia X dịng hạt tích điện gọi gió Mặt Trời + Tai lửa lưỡi phun lửa cao sắc cầu Năm Mặt Trời có nhiều vết đen xuất gọi Năm Mặt Trời hoạt động Năm Mặt Trời có vết đen xuất gọi Năm Mặt Trời tĩnh Chu kì hoạt động Mặt Trời có trị số trung bình 11 năm Sự hoạt động Mặt Trời có nhiều ảnh hưởng đến Trái Đất Tia X dịng hạt tích điện từ bùng sáng truyền đến Trái Đất gây nhiều tác động: Làm nhiễu thông tin liên lạc sóng vơ tuyến ngắn Trang 218 CHUN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Làm cho từ trường Trái Đất biến thiên, gây bão từ: bão từ xuất sau khoảng 20 kể từ bùng sáng xuất sắc cầu Sự hoạt động Mặt Trời cịn có ảnh hưởng đến trạng thái thời tiết Trái Đất, đến trình phát triển sinh vật, … Trái Đất: a Cấu tạo: Trái Đất có dạng hình cầu, bán kính xích đạo 6378km , bán kính hai cực 6357km , khối lượng riêng trung bình 5520kg/m + Lõi Trái Đất: bán kính 3000km ; chủ yếu sắt, niken; nhiệt độ khoảng 3000 - 4000 C + Vỏ Trái Đất: dày khoảng 35km ; chủ yếu granit; khối lượng riêng 3300kg/m b Từ trường Trái Đất: Trục từ nam châm nghiêng so với trục địa cực góc 110 thay đổi theo thời gian c Mặt Trăng – vệ tinh Trái Đất: Mặt Trăng cách Trái Đất 384000km ; có bán kính 1738km ; có khối lượng 7,35.10 22 kg ; gia tốc trọng trường 1,63m/s ; quay quanh Trái Đất với chu kì 27,32 ngày; Mặt Trăng quay quanh Trái Đất với chu kì chu kì quay Trái Đất quanh trục; quay chiều với chiều quay quanh trái Đất, nên Mặt Trăng hướng nửa định vào Trái Đất; nhiệt độ lúc trưa 100 C , lúc nửa đêm −150 C Mặt Trăng có nhiều ảnh hưởng đến Trái Đất thủy triều, … Các hành tinh khác Sao chổi: a Các đặc trưng hành tinh Khoảng Bán Khối Khối lượng cách đến kính lượng (so riêng Mặt Trời (km) với Trái (103kg/m3) (đvtv) Đất) Thủy tinh 0,39 2440 0,052 5,4 Kim tinh 0,72 6056 0,82 5,3 Trái Đất 6375 5,5 Hỏa tinh 1,52 3395 0,11 3,9 Mộc tinh 5,2 71,490 318 1,3 Thổ tinh 9,54 60,270 95 0,7 Thiên Vương tinh 19,19 25,760 15 1,2 Hải Vương tinh 30,07 25,270 17 1,7 Diêm Vương tinh 39,5 1160 0,002 0,2 b Sao chổi: Sao chổi chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo Được cấu tạo từ chất dễ bốc tinh thể băng, amoniac, mêtan, … Ngồi có chổi thuộc thiên thể bền vững Thiên thể Chu kì tự quay Chu kì chuyển động quanh Mặt Trời Số vệ tinh biết 59 ngày 87,0 ngày 243 ngày 224,7 ngày 23g56ph 365,25 ngày 24g37ph 1,88 năm 9g50ph 11,86 năm > 30 14g14ph 29,46 năm 19 17g14ph 84,00 năm 15 16g11ph 164,80 năm >8 6,4 ngày 248,50 năm elíp; có kích thước khối lượng nhỏ III CÁC SAO THIÊN HÀ Các a Định nghĩa: Sao thiên thể nóng sáng giống Mặt Trời Các xa, biết gần cách đến hàng chục tỉ kilơmet; cịn ngơi xa cách xa đến 14 tỉ năm ánh sáng ( năm ánh sáng = 9, 46.1012 Km ) b Độ sáng sao: Độ sáng mà ta nhìn thấy ngơi thục chất độ rọi sáng lên mắt ta, phụ thuộc vào khoảng cách độ sáng thực Độ sáng thực lại phụ thuộc vào cơng suất xạ Độ sáng khác Chẳng hạn Sao Thiên Lang có cơng suất xạ lớn Mặt Trời 25 lần; sáng có cơng suất xạ nhỏ Mặt Trời hàng vạn lần c Các loại đặc biệt: Đa số tồn trạng thái ổn định; có kích thước, nhiệt độ, … không đổi thời gian dài Ngồi ra; người ta phát thấy có số đặc biệt biến quang, mới, nơtron, … + Sao biến quang có độ sáng thay đổi, có hai loại: • Sao biến quang che khuất hệ đơi (gồm vệ tinh), độ sáng tổng hợp mà ta thu biến thiên có chu kì Trang 219 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd • Sao biến quang nén dãn có độ sáng thay đổi thực theo chu kì xác định + Sao có độ sáng tăng đột ngột lên hàng ngàn, hàng vạn lần sau từ từ giảm Lí thuyết cho pha đột biến q trình biến hóa hệ + Punxa, nơtron ngồi xạ lượng cịn có phần xạ lượng thành xung sóng vơ tuyến • Sao nơtron cấu tạo bỡi hạt nơtron với mật độ lớn 1014 g/cm • Punxa (pulsar) lõi nơtron với bán kính 10km tự quay với tốc độ góc 640 vòn g/s phát sóng vơ tuyến Bức xạ thu Trái Đất có dạng xung sáng giống sáng hải đăng mà tàu biển nhận Thiên hà: Các tồn Vũ trụ thành hệ tương đối độc lập với Mỗi hệ thống gồm hàng trăm tỉ gọi thiên hà a Các loại thiên hà: • Thiên hà xoắn ốc có hình dạng dẹt đĩa, có cánh tay xoắn ốc, chứa nhiều khí • Thiên hà elip có hình elip, chứa khí có khối lượng trải dải rộng Có loại thiên hà elip nguồn phát sóng vơ tuyến điện mạnh • Thiên hà khơng định hình trơng đám mây (thiên hà Ma gien-lăng) b Thiên Hà chúng ta: • Thiên Hà thiên hà xoắn ốc, có đường kính khoảng 90 nghìn năm ánh sáng có khối lượng khoảng 150 tỉ khối lượng Mặt Trời Nó hệ phẳng giống đĩa dày khoảng 330 năm ánh sáng, chứa vài trăm tỉ ngơi • Hệ Mặt Trời nằm cánh tay xoắn rìa Thiên Hà, cách trung tâm khoảng 30 nghìn năm ánh sáng Giữa có bụi khí • Phần trung tâm Thiên Hà có dạng hình cầu dẹt gọi vùng lồi trung tâm tạo bỡi già, khí bụi • Ngay trung tâm Thiên Hà có nguồn phát xạ hồng ngoại nguồn phát sóng vơ tuyến điện (tương đương với độ sáng chừng 20 triệu ngơi Mặt Trời phóng luồng gió mạnh) • Từ Trái Đất, nhìn hình chiếu thiên Hà vịm trời gọi dải Ngân Hà nằm theo hướng Đông Bắc – Tây Nam trời c Nhóm thiên hà Siêu nhóm thiên hà: Vũ trụ có hàng trăm tỉ thiên hà, thiên hà thường cách khoảng mười lần kích thước Thiên Hà Các thiên hà có xu hướng hợp lại với thành nhóm từ vài chục đến vài nghìn thiên hà Thiên Hà thiên hà lân lận thuộc Nhóm thiên hà địa phương, gồm khoảng 20 thành viên, chiếm thể tích khơng gian có đường kính gần triệu năm ánh sáng Nhóm bị chi phối chủ yếu bỡi ba thiên hà xoắn ốc lớn: Tinh vân Tiên Nữ (thiên hà Tiên Nữ M31 hay NGC224); Thiên Hà chúng ta; Thiên hà Tam giác, thành viên cịn lại Nhóm thiên hà elip thiên hà khơng định hình tí hon Ở khoảng cách cỡ khoảng 50 triệu năm ánh sáng Nhóm Trinh Nữ chứa hàng nghìn thiên hà trải rộng bầu trời chòm Trinh Nữ Các nhóm thiên hà tập hợp lại thành Siêu nhóm thiên hà hay Đại thiên hà Siêu nhóm thiên hà địa phương có tâm nằm Nhóm Trinh Nữ chứa tất nhóm bao quanh nó, có nhóm thiên hà địa phương IV THUYẾT VỤ NỔ LỚN (BIG BANG) Định luật Hubble: Tốc độ lùi xa thiên hà tỉ lệ với khoảng cách thiên hà chúng ta: v = Hd ; năm ánh sáng = 9, 46.1012 Km  −2  H = 1,7.10 m/s.năm ánh saùng Thuyết vụ nổ lớn (Big Bang): Theo thuyết vụ nổ lớn, vũ trụ bắt đầu dãn nở từ “điểm kì dị” Để tính tuổi bán kính vũ trụ, ta chọn “điểm kì dị” làm mốc (gọi điểm zêrô Big Bang) Tại thời điểm định luật vật lí biết thuyết tương đối rộng khơng áp dụng Vật lí học đại dựa vào vật lí hạt sơ cấp để dự đốn tượng xảy thời điểm t p = 10 −43 s sau Vụ nổ lớn gọi thời điểm Planck Trang 220 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Ở thời điểm Planck, kích thước vụ trụ 10−35 m , nhiệt độ 1032 K mật độ 10 91 kg/cm Các trị số cực lớn cực nhỏ gọi trị số Planck Từ thời điểm Vũ trụ dãn nở nhanh, nhiệt độ Vũ trụ giảm dần Tại thời điểm Planck, Vũ trụ bị tràn ngập bỡi hạt có lượng cao electron, notrino quark, lượng 1015 GeV Tại thời điểm t = 10−6 s , chuyển động quark phản quark đủ chậm để lực tương tác mạnh gom chúng lại gắn kết chúng lại thành prôtôn nơtrơn, lượng trung bình hạt vũ trụ lúc 1GeV Tại thời điểm t = phuùt , hạt nhân Heli tạo thành Trước đó, prơtơn nơtrơn kết hợp với 2 để tạo thành hạt nhân đơteri H Khi đó, xuất hạt nhân đơteri H , triti H , heli He bền Các hạt nhân hiđrô hêli chiếm 98% khối lượng thiên hà, khối lượng hạt nhân nặng chiếm 2% Ở thiên thể, có khối lượng hêli có khối lượng hiđrơ Điều chứng tỏ, thiên thể, thiên hà 4 có chung nguồn gốc Tại thời điểm t = 300000 naêm , loại hạt nhân khác tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ tương tác điện từ Các lực điện từ gắn electron với hạt nhân, tạo thành nguyên tử H He Tại thời điểm t = 109 naêm , nguyên tử tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ tương tác hấp dẫn Các lực hấp dẫn thu gom nguyên tử lại, tạo thành thiên hà ngăn cản thiên hà tiếp tục nở Trong thiên hà, lực hấp dẫn nén đám nguyên tử lại tạo thành Chỉ có khoảng cách thiên hà tiếp tục tăng lên Tại thời điểm t = 14.109 naêm , vũ trụ trạng thái với nhiệt độ trung bình T = 2,7K B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Hạt tia phóng xạ hạt sơ cấp? A Hạt  B Hạt  − C Hạt  + D Hạt  Câu 2: Trong câu sau đây, câu đúng, câu sai? A Hạt sơ cấp có kích thước khối lượng nhỏ hạt nhân nguyên tử B Các hạt sơ cấp có lượng nghỉ C Các hạt sơ cấp có số lượng tử spin khác khơng D Số lượng tử điện tích hạt sơ cấp 0, +1, -1 Câu 3: Điền vào chỗ trống từ thích hợp A Phản hạt  − … có khối lượng điện tích … B Phản hạt prôtôn C Phản hạt nơtrinô có điện tích D Phản hạt nơtron , cặp hạt có mơmen từ Câu 4: Hađrôn tên gọi hạt sơ cấp nào? A Phôtôn Leptôn B Leptôn Mêzôn C Mêzôn Barion D Nuclôn Hiperôn Câu 5: Chọn phát biểu sai nói quac A Quac thành phần cấu tạo hađrôn B Quac tồn hađrôn C Các quac có điện tích phân số e D Các quac khơng có phản hạt Câu 6: Chỉ nhận xét sai nói tương tác hạt sơ cấp A Lực tương tác hạt mang điện giống lực hút phân tử B Bản chất lực tương tác nuclôn khác chất lực tương tác hạt nhân êlectron nguyên tử C Lực tương tác nuclôn hạt nhân lực tương tác quac Hađrôn khác chất D Bán kính tác dụng tương tác yếu nhỏ Trang 221 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Câu 7: Trong hình tinh sau thuộc hệ Mặt Trời, hành tinh gần Trái Đất nhất? A Thổ tinh B Hoả tinh C Kim tinh D Mộc tinh Câu 8: Chọn nhận xét so sánh hành tinh lớn hệ Mặt Trời A Thuỷ tinh bé nhất, Hải Vương tinh lớn B Vật chất cấu tạo nên Thổ tinh nhẹ cấu tạo nên Mộc tinh lớn C Chu kì chuyển động quanh Mặt Trời Trái Đất lớn Hoả tinh nhỏ D Mộc tinh có chu kì quay quanh trục nhỏ có số vệ tinh nhiều Câu 9: Thuỷ tinh, Kim tinh Trái Đất có đặc điểm tương đối giống nhau? A Bán kính B Khối lượng riêng C Chu kì quay quanh trục D Chu kì quay quanh Mặt Trời Câu 10: Chọn nhận xét sai nói cấu trúc Mặt Trời A Mặt Trời cầu khí nóng sáng, có thành phần chủ yếu hiđrôn hêli B Quang cầu cấu tạo hạt sáng, sắc cầu lớp khí có nhiệt độ thấp nhiệt độ quang cầu C Trạng thái vật chất tạo nên sắc cầu nhật hoa khác D Trong giây, khối lượng Mặt Trời giảm 0,4.1010kg Câu 11: Chọn nhận xét sai nói hoạt động Mặt Trời A Trong quang cầu ln có đối lưu hạt sáng B Khi Mặt Trời hoạt động mạnh, số vết đen bùng sáng tăng nhiều C Hoạt động Mặt Trời diễn theo chu kì D Trong hoạt động Mặt Trời, tượng gây nhiều ảnh hưởng đến Trái Đất vết đen Câu 12: Đặc điểm không thuộc Mặt Trăng? A Không phải hành tinh B Khơng có khí C Nhiệt độ chênh lệch ngày đêm D Chu kì chuyển động quanh Trái Đất khác với chu kì quay quanh trục Câu 13: Số liệu không với Trái Đất? A Bán kính khoảng 6400km B Bán kính quỹ đạo chuyển động quanh Mặt Trời 1đvtv C Khối lượng 5,98.1024kg D Chu kì chuyển động quanh trục năm Câu 14: Sao hành tinh hệ Mặt Trời? A Sao Thuỷ B Trái Đất C Sao Băng D Sao Hoả Câu 15: Nhận xét khơng nói sao? A Sao có nguồn gốc từ tinh vân B Lỗ đen kết cục trình tiến hố có khối lượng lớn hiều lần khối lượng Mặt Trời C Punxa phát sáng Mặt Trời D Sau gần 10 tỉ năm nữa, Mặt Trời biến thành lùn Câu 16: Điều khơng nói thiên hà? A Hệ thống nhiều tinh vân gọi thiên hà B Đường kính thiên hà khoảng 105 năm ánh sáng C Trong thiên hà, chân không D Quaza thiên thể không nằm Ngân Hà Câu 17: Qua kính thiên văn quan sát thấy có độ sáng thay đổi cách ta triệu năm ánh sáng, quan sát viên rút nhận xét: A Hình ảnh quan sát hình ảnh B Hình ảnh quan sát hình ảnh cách triệu năm C Sao quan sát đôi D Sao quan sát punxa Câu 18: Căn vào đâu để khẳng định vũ trụ dãn nở? A Số thiên hà khứ nhiều B Bức xạ ta thu từ ngơi có bước sóng lớn so với xạ mà ngơi phát C Bức xạ ta thu từ ngơi có bước sóng nhỏ so với xạ mà ngơi phát D Bức xạ ta thu từ ngơi có bước sóng ngơi phát Trang 222 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com Website: violet.vn/tringuyenlqd Câu 19: Đặc điểm xạ “nền” vũ trụ minh chứng cho đắn thuyết Big Bang? A Bức xạ có bước sóng 3cm B Bức xạ tương ứng với xạ phát từ vật có nhiệt độ thấp, khoảng 3K C Bức xạ phát đồng từ phía vũ trụ D Cả B C Câu 20: Theo thuyết Big Bang, hạt sơ cấp xuất sớm vũ trụ? A Prôtôn, nơtrinô, êlectron, phôtôn, piôn B Êlectron, phôtôn, pôzitrôn, nơtron, kaôn C Êlectron, nơtron, nơtrinô, quac, phôtôn D Êlectron, pôzitrôn, phôtôn, nơtrinô, quac Câu 21: Điều không phù hợp với nội dung thuyết Big Bang? A Vụ nổ lớn xảy điểm vũ trụ B Nhiệt độ trung bình vũ trụ - 270,30C C Trong tương lai, xạ “nền” vũ trụ thay đổi D Các thiên hà ngày dịch chuyển xa Câu 22: Các loại hạt sơ cấp A Phôtôn, leptôn, mêzôn hađrôn B Phôtôn, leptôn, mêzôn barion C Phôtôn, leptôn, barion, hađrôn D Phôtôn, leptơn, nuclơn, hipêron Câu 23: Đường kính Trái Đất xích đạo A 600km B 200 km C 400 km D 12 756 km Câu 24: Theo thuyết Big Bang, hạt nhân nguyên tử xuất sau vụ nổ lớn A B 30 phút C phút D phút Câu 25: Điện tích quac hay phản quac có số giá trị sau đây? A ± e B ± e C ± 2e D ± e 2e ± 3 Câu 26: Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo gần trịn có bán kính vào khoảng A 15.105km B 15.107km C 15.108km D 15.109km Câu 27: Bạn hiểu nổ Vũ trụ? A Các nở rộng B Các thiên hà xa C Các thiên hà xa D Cả A, B C Câu 28: Hệ Mặt Trời A Nằm trung tâm Thiên Hà B Nằm cách trung tâm Thiên Hà 10 nghìn năm ánh sáng C Nằm cách trung tâm Thiên Hà 30 nghìn năm ánh sáng D Nằm cách trung tâm Thiên Hà 40 nghìn năm ánh sáng Câu 29: Mặt Trời thuộc loại đây? A Sao chắt trắng B Sao nơtron C Sao khổng lồ (hay kềnh đỏ) D Sao trung bình chắt trắng khổng lồ Câu 30: Đường kính thiên hà vào cỡ A 10 000 năm ánh sáng B 100 000 năm ánh sáng C 000 000 năm ánh sáng D 10 000 000 năm ánh sáng Câu 31: Theo thuyết Big Bang, nguyên tử xuất vào thời điểm sau đây? A t = 000 năm B t = 300 000 năm C t = 30 000 năm D t = 000 000 năm Câu 32: Các quang phổ vạch thiên hà A Đều bị lệch phía bước sóng ngắn B Đều bị lệch phía bước sóng dài C Hồn tồn khơng bị lệch phía D Có trường hợp bị lệch phía bước sóng ngắn, có trường hợp lệch phía bước sóng dài Câu 33: Một thiên hà cách xa 200 000 năm ánh sáng có tốc độ chạy xa A 2,5 km/s B km/s C 3,4 km/s D km/s Câu 34: Khối lượng Mặt Trời vào khoảng: A 2.1028kg B 2.1029kg C 2.1030kg D 2.1031kg Trang 223 ... A A   sM = vật từ x = ↔ x = ±  t = T →      12 s = A  −  vật từ x = ± A ↔ x = ± A    m       Trang 25 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944... 19: Một vật dao động điều hòa quỹ đạo dài 40cm Khi vị trí x = 10cm vật có tốc độ 20 3cm / s Chu kì dao động vật là: Trang 31 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937... x2 = 4sin10 t (cm) Tốc độ vật dao động A 12? ? cm/s − rad B 12? ? cm/s tổng hợp thời điểm t = 2s là: Trang 36 CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC  0937 944 688 Email: tringuyenlqd@gmail.com