Chơng : Cơ học vật rắn I Hệ thống kiến thức chơng I) Động học vật rắn: 1) Xác định vị trí vật rắn quay quanh trục: Dùng toạ độ góc = (t) 2) Tốc ®é gãc ®Ỉc trng cho chun ®éng quay nhanh hay chậm vật vật rắn Tốc độ góc trung bình vật rắn khoảng thời gian t = t2 - t1 là: tb = Tốc độ góc tức thời (gọi tắt vận tốc góc): = lim ∆t → ϕ − ϕ1 ∆ϕ = t − t1 ∆t ∆ϕ dϕ = = ' ( t ) t dt Đơn vị: rad/s; Tốc đọ góc dơng âm 3) Khi quay đều: = const; Phơng trình chuyển động vËt r¾n: ϕ = ϕ0 + ωt 4) Gia tèc góc: Đặc trng cho độ biến thiên nhanh hay chậm cđa vËn tèc gãc Gia tèc gãc trung b×nh khoảng thời gian t = t2 - t1 là: tb = Gia tèc gãc tøc thêi: γ = lim ∆t →0 ω2 − ω1 ∆ω = t − t1 ∆t ∆ω dω = = ω' ( t ) = ' ' ( t ) Đơn vị là: rad/s2 t dt 5) Chuyển động quay biến đổi ®Òu: Gia tèc gãc : γtb = γ = ω = const t Tốc độ góc : Phơng trình chuyển động quay biến đổi đều: = + t + 6/ Khi chuyển động quay không ®Òu: a = a ht + a t ω = ω0 + γt γt Khi ®ã: ω2 - ω02 = 2γ(ϕ - ϕ0) aht = an = v2 = ω2R ; at = γ.R R + an vuông góc với v ; đặc trng cho biến thiªn nhanh hay chËm vỊ híng vËn tèc + at theo phơng v ; đặc trng cho biến thiên nhanh hay chậm tốc độ góc 7/ Với bánh xe lăn đờng không trợt thì: + Bánh xe quay vòng, xe đợc đoạn đờng chu vi bánh xe Tốc độ xe tốc độ trục bánh xe + Tốc độ dài điểm M bánh có giá trị tốc độ xe nh phơng tiếp tuyến với bánh, chiều theo chiều quay bánh So với mặt đất vận tèc lµ v: v = v + v M ; v tốc độ trục bánh xe hay tốc độ xe với mặt đờng, v M tốc ®é cđa ®iĨm M so víi trơc II) §éng lùc học vật rắn: 1) Mô men lực: M đặc trng cho tác dụng làm quay lực M = F.d.sin : góc véc tơ r & F: = (r.F ) ; Cánh tay đòn d: khoảng cách từ trục quay đến giá lực nằm mặt phẳng vu«ng gãc víi trơc quay Quy íc: M« men lùc có giá trị dơng làm cho vật quay theo chiều dơng ngợc lại 2) Quy tắc mô men lùc: Mn vËt r¾n quay quanh mét trơc cè định trạng thái cân bằng, tổng đại số mô men trục quay lực tác dụng vào vật phải không M = 3) Mô men quán tính: + Mô men quán tính chất điểm trục quay đặc trng cho mức quán tính (sức ì) chất điểm ®èi víi chun ®éng quay quanh trơc ®ã Nã ®o b»ng biĨu thøc I = m.r 2; víi r lµ khoảng cách chất điểm với trục quay Đơn vị: kg.m2 + Mô men quán tính vật rắn trục quay đặc trng cho mức quán tính (sức ì) vật rắn trục quay I = ∑m r i i i + Thanh m¶nh, chiỊu dµi l , trơc quay lµ trung trùc cđa thanh: I = m l 2/12; + Thanh m¶nh, chiỊu dài l , trục quay qua đầu vu«ng gãc víi thanh: I = m l 2/3; + Vành tròn bán kính R: I = m.R2 + Đĩa tròn mỏng: I = m.R2/2 + Hình cầu đặc: I = 2m.R2/5 + Định lí trục song song: Mômen quán tính vật trục quay momen quán tính trục qua trọng tâm cộng với momen quán tính trục nh hoàn toàn khối lợng vật tập trung khối tâm I ∆ = I G + m.d d khoảng cách vuông góc hai trục song song 4) Momen động lợng vật rắn trục quay tích số mô men quán tính ®èi víi trơc ®ã vµ vËn tèc gãc cđa vËt quay quanh trơc ®ã L = I.ω 5) Chun ®éng tròn chất điểm: + Chất điểm M khối lợng m chuyển động quỹ đạo tròn bán kính r chịu lực F không đổi + Mô men M gia tèc gãc lµ γ Ta cã: M = m.r2 = I. (Dạng khác định luật II Niu tơn) 6) Phơng trình động lực học vật rắn: Dạng khác: M = I + M = I.β (T¬ng tù nh phơng trình F = m.a) mô men động lợng: L = Iω hc: M = I dω d(Iω) dL = = ; dt dt dt ∆ω ∆( Iω) ∆L = = t t t * Mô men ngoại lực đặt lên vật rắn có trục quay cố định đạo hàm theo thời gian mô men động l ợng vật rắn trục quay M = L(t) 7) Định luật bảo toàn mô men động lợng: + Khi tổng đại số mô men ngoại lực trục quay không (hay mô men ngoại lực triệt tiêu nhau), mômen động lợng vật rắn trục không đổi Trong trờng hợp vật rắn có momen quán tính trục quay không đổi vật rắn không quay hay quay ®Ịu quanh trơc ®ã + M = => ∆L = vµ L = const NÕu tỉng momen lực tác dụng lên vật (hay hệ vật) không momen động lợng vật (hay hệ vật) đợc bảo toàn I11 = I12 hay I = const 8) Vật rắn chuyển động tịnh tiến: áp dụng định luật II Niutơn: F = m.a ; 9) Động vật rắn: + Động vật rắn quay quanh trục cố định: Wđ = I + Định lí động năng: Wd = I.22 - I.12 = A + Động vật rắn chuyển động song phẳng: Wd = 1 m.v + I.ω C 2 (vC = R.2.) m khối lợng vật, vC vận tốc khối tâm II Câu hỏi tập Chuyển động vật rắn quanh trục cố định 1.1 Chọn câu Đúng Một cánh quạt động điện có tốc độ góc không đổi = 94rad/s, đờng kính 40cm Tốc độ dài điểm đầu cánh bằng: A 37,6m/s; B 23,5m/s; C 18,8m/s; D 47m/s 1.2 Hai häc sinh A vµ B đứng đu quay tròn, A rìa, B cách tâm nửa bán kính Gọi A, B, A, B lần lợt tốc độ góc gia tốc góc A B Phát biểu sau Đúng? A A = B, A = γB B ωA > ωB, γA > γB C ωA < ωB, γA = 2γB D ωA = ωB, A > B 1.3 Chọn phơng án Đúng Một điểm vật rắn cách trục quay khoảng R Khi vật rắn quay quanh trục, điểm có tốc độ dài v Tốc độ góc vật rắn là: A = v R B = v2 R C ω = v.R D = R v 1.4 Chọn phơng án Đúng Bánh đà động từ lúc khởi động đến lúc đạt tốc độ góc 140rad/s phải phút Biết động quay nhanh dần đều.Góc quay bánh đà thời gian là: A 140rad B 70rad C 35rad D 36rad 1.5 Chọn phơng án Đúng Một bánh xe quay nhanh dần quanh trục Lúc t = bánh xe có tốc độ góc 5rad/s Sau 5s tốc độ góc tăng lên 7rad/s Gia tốc góc bánh xe là: A 0,2rad/s2 B 0,4rad/s2 C 2,4rad/s2 D 0,8rad/s2 1.6 Chọn phơng án Đúng Trong chuyển động quay biến đổi điểm vật rắn, vectơ gia tốc toàn phần (tổng vectơ gia tốc tiếp tuyến vectơ gia tốc hớng tâm) ®iĨm Êy: A cã ®é lín kh«ng ®ỉi B Cã hớng không đổi C có hớng độ lớn không đổi D Luôn thay đổi 1.7 Chn câu úng A Vật chuyển động quay nhanh dần gia tốc gãc dương, chậm dần gia tốc gãc ©m B Khi vật quay theo chiều dương đ· chọn th× vật chuyển động nhanh dần, vật quay theo chiều ngược lại th× vật chuyển động chậm dần C Chiều dương trục quay lµ chiỊu lµm víi chiỊu quay cđa vËt mét ®inh vÝt thuËn D Khi gia tèc gãc dấu với tốc độ góc vật quay nhanh dần, chúng ngợc dấu vật quay chậm dần 1.8 Phát biểu sau không đúng? Trong chuyển động vật rắn quanh trục cố định điểm vật rắn: A có góc quay B cã cïng chiỊu quay C ®Ịu chun ®éng quỹ đạo tròn D chuyển động mặt phẳng 1.9 Chọn câu đúng: Trong chuyển ®éng quay cã vËn tèc gãc ω vµ gia tèc góc chuyển động quay sau nhanh dần? A = rad/s = 0; B ω = rad/s vµ γ = - 0,5 rad/s2 C ω = - rad/s vµ γ = 0,5 rad/s ; D ω = - rad/s = - 0,5 rad/s2 1.10 Một vật rắn quay xung quanh trục, điểm M vật rắn cách trục quay khoảng R có A tèc ®é gãc ω tØ lƯ thn víi R; B tốc độ góc tỉ lệ nghịch với R C tốc độ dài v tỉ lệ thuận với R; D tốc độ dài v tỉ lệ nghịch với R 1.11 Kim giê cđa mét chiÕc ®ång hå cã chiỊu dài 3/4 chiều dài kim phút Coi nh kim quay Tỉ số tốc độ góc đầu kim phút đầu kim A 12; B 1/12; C 24; D 1/24 1.12 Kim giê cña mét đồng hồ có chiều dài 3/4 chiều dài kim phút Coi nh kim quay Tỉ số vận tốc dài đầu kim phút đầu kim giê lµ A 1/16; B 16; C 1/9; D 1.13 Kim giê cđa mét chiÕc ®ång hå cã chiỊu dµi b»ng 3/4 chiỊu dµi kim Coi nh kim quay Tỉ số gia tốc hớng tâm đầu kim phút đầu kim A 92; B 108; C 192; D 204 1.14 Mét b¸nh xe quay xung quanh trục cố định với tần số 3600 vòng/min Tốc độ góc bánh xe nµy lµ: A 120π rad/s; B 160π rad/s; C 180π rad/s; D 240 rad/s 1.15 Một bánh xe quay xung quanh trục cố định với tần số 3600 vòng/min Trong thời gian 1,5s bánh xe quay đợc gãc b»ng: A 90π rad; B 120π rad; C 150π rad; D 180π rad 1.16 Mét b¸nh xe quay nhanh dần từ trạng thái đứng yên sau 2s đạt tốc độ góc 10rad/s Gia tốc góc bánh xe lµ A 2,5 rad/s2; B 5,0 rad/s2; C 10,0 rad/s2; D 12,5 rad/s2 1.17 Mét b¸nh xe quay nhanh dần từ trạng thái đứng yên sau 2s đạt tốc độ góc 10rad/s Góc mà bánh xe quay đợc thời gian A 2,5 rad; B rad; C 10 rad; D 12,5 rad 1.18 Mét vật rắn quay nhanh dần xung quanh trục cố định Sau thời gian t kể từ lúc vật bắt đầu quay góc mà vật quay đợc A tØ lƯ thn víi t B tØ lƯ thn víi t2 C tØ lƯ thn víi t D tØ lệ nghịch với t 1.19 Một bánh xe có ®êng kÝnh 4m quay víi gia tèc gãc kh«ng ®ỉi rad/s 2, t0 = lúc bánh xe bắt đầu quay Tại thời điểm t = 2s vận tốc góc bánh xe A rad/s B rad/s; C 9,6 rad/s; D 16 rad/s 1.20 Mét bánh xe có đờng kính 4m quay với gia tốc góc không đổi rad/s 2, t0 = lúc bánh xe bắt đầu quay Gia tốc hớng tâm điểm P vành bánh xe thời ®iĨm t = 2s lµ A 16 m/s2; B 32 m/s2; C 64 m/s2; D 128 m/s2 1.21 Mét b¸nh xe cã ®êng kÝnh 4m quay víi gia tèc gãc không đổi rad/s2, t0 = lúc bánh xe bắt đầu quay Tốc độ dài điểm P vành bánh xe thời điểm t = 2s lµ A 16 m/s; B 18 m/s; C 20 m/s; D 24 m/s 1.22 Một bánh xe có đờng kính 4m quay với gia tốc góc không đổi rad/s Gia tốc tiếp tuyến điểm P vành bánh xe là: A m/s2; B m/s2; C 12 m/s2; D 16 m/s2 1.23 Mét b¸nh xe quay với vận tốc góc 36 rad/s bị hÃm lại với gia tốc góc không đổi có ®é lín 3rad/s Thêi gian tõ lóc h·m ®Õn lúc bánh xe dừng A 4s; B 6s; C 10s; D 12s 1.24 Một bánh xe quay với tốc độ góc 36rad/s bị hÃm lại với gia tốc góc không đổi có độ lớn 3rad/s Góc quay đợc bánh xe kể từ lúc hÃm đến lúc dừng A 96 rad; B 108 rad; C 180 rad; D 216 rad 1.25 Mét bánh xe quay nhanh dần 4s tốc độ góc tăng từ 120vòng/phút lên 360vòng/phút Gia tốc góc bánh xe A rad/s2; B rad/s2; C 4π rad/s2; D 5π rad/s2 1.26 Mét b¸nh xe cã ®êng kÝnh 50cm quay nhanh dÇn ®Ịu 4s tèc độ góc tăng từ 120vòng/phút lên 360vòng/phút Gia tốc hớng tâm điểm M vành bánh xe sau tăng tốc đợc 2s A 157,8 m/s2; B 162,7 m/s2; C 183,6 m/s2; D 196,5 m/s2 1.27 Mét b¸nh xe có đờng kính 50cm quay nhanh dần 4s tốc độ góc tăng từ 120 vòng/phút lên 360 vòng/phút Gia tốc tiếp tuyến điểm M vành bánh xe A 0,25 m/s2; B 0,50 m/s2; C 0,75π m/s2; D 1,00π m/s2 1.28 Mét b¸nh xe quay nhanh dần 4s tốc độ góc tăng từ 120 vòng/phút lên 360 vòng/phút Tốc độ góc điểm M vành bánh xe sau tăng tốc đợc 2s lµ A 8π rad/s; B 10π rad/s; C 12π rad/s; D 14 rad/s Phơng trình động lực học vật rắn quay quanh trục 1.29 Chọn câu Sai Đại lợng vật lí tính kg.m2/s2? A Momen lực B Công C Momen quán tính D Động 1.30 Phát biu di ây sai, không xác, hÃy phân tích ch sai: A Momen lực dương lµm vật quay cã trục quay cố định quay nhanh lên, momen lc âm làm cho vt có trục quay cố định quay chậm B Dấu momen lực phụ thuộc vµo chiều quay vật: dấu dương vật quay ngược chiều kim đồng hồ, dấu ©m vật quay cïng chiều kim đồng hồ C Tuỳ theo chiều dương chọn trục quay, dấu momen cïng lực trục có th dng hay âm D Momen lc i với trục quay cã cïng dấu với gia tốc góc mà vt ó gây cho vt 1.31 Một chất điểm chuyển động tròn xung quanh trục có mômen quán tính trục I Kết luận sau không đúng? A Tăng khối lợng chất điểm lên hai lần mômen quán tính tăng lên hai lần B Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần mômen quán tính tăng lần C Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần mômen quán tính tăng lần D Tăng đồng thời khối lợng chất điểm lên hai lần khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần mômen quán tính tăng lần 1.32 Phát biểu sau không đúng? A Mômen quán tính vật rắn trục quay lớn sức ì cđa vËt chun ®éng quay quanh trơc ®ã lín B Mômen quán tính vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay phân bố khối lợng trục quay C Mômen lực tác dụng vào vật rắn làm thay đổi tốc độ quay vật D Mômen lực dơng tác dụng vào vật rắn làm cho vật quay nhanh dần 1.33 Tác dụng mômen lực M = 0,32 Nm lên chất điểm chuyển động đ ờng tròn làm chất điểm chuyển ®éng víi gia tèc gãc kh«ng ®ỉi γ = 2,5rad/s2 Mômen quán tính chất điểm trục qua tâm vuông góc với đờng tròn A 0,128 kgm2; B 0,214 kgm2; C 0,315 kgm2; D 0,412 kgm2 1.34 Tác dụng mômen lực M = 0,32 Nm lên chất điểm chuyển động đ ờng tròn làm chất điểm chuyển động với gia tốc góc không đổi = 2,5rad/s2 Bán kính đờng tròn 40cm khối lợng chất điểm là: A m = 1,5 kg; B m = 1,2 kg; C m = 0,8 kg; D m = 0,6 kg 1.35 Một mômen lực không đổi tác dụng vào vật có trục quay cố định Trong đại lợng sau đại lợng số? A Gia tốc góc; B Vận tốc góc; C Mômen quán tính; D Khối lợng 1.36 Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất quay đợc xung quanh trục qua tâm vuông góc với mặt phẳng đĩa Tác dụng vào đĩa mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển ®éng quay quanh trơc víi gia tèc gãc 3rad/s Mômen quán tính đĩa trục quay lµ A I = 160 kgm2; B I = 180 kgm2; C I = 240 kgm2; D I = 320 kgm2 1.37 Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có bán kính 2m quay đợc xung quanh trục qua tâm vuông góc với mặt phẳng đĩa Tác dụng vào đĩa mômen lực 960Nm không đổi, ®Üa chun ®éng quay quanh trơc víi gia tèc gãc 3rad/s2 Khối lợng đĩa A m = 960 kg; B m = 240 kg; C m = 160 kg; D m = 80 kg 1.38 Mét rßng räc có bán kính 10cm, có mômen quán tính trục I =10 -2 kgm2 Ban đầu ròng rọc đứng yên, tác dụng vào ròng rọc lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành Gia tốc góc ròng rọc A 14 rad/s2; B 20 rad/s2; C 28 rad/s2; D 35 rad/s2 1.39 Một ròng rọc có bán kính 10cm, có mômen quán tính trục I =10 -2 kgm2 Ban đầu ròng rọc đứng yên, tác dụng vào ròng rọc lực không đổi F = 2N tiÕp tun víi vµnh ngoµi cđa nã Sau vËt chịu tác dụng lực đ ợc 3s tốc độ gãc cđa nã lµ A 60 rad/s; B 40 rad/s; C 30 rad/s; D 20rad/s Momen động lợng, định luật bảo toàn momen động lợng 1.40 Phát biểu sau đúng? A Khi vật rắn chuyển động tịnh tiến thẳng mômen động lợng ®èi víi mét trơc quay bÊt kú kh«ng ®ỉi B Mômen quán tính vật trục quay lớn mômen động lợng trục lớn C Đối với trục quay định mômen động lợng vật tăng lần mômen quán tính tăng lần D Mômen động lợng vật không hợp lực tác dụng lên vật không 1.41 Các vận động viên nhảy cầu xuống nớc có động tác "bó gối" thật chặt không nhằm: A Giảm mômen quán tính để tăng tốc độ quay; B Tăng mômen quán tính để tăng tốc độ quay C Giảm mômen quán tính để tăng mômen động lợng D Tăng mômen quán tính để giảm tốc độ quay 1.42 Con mÌo r¬i tõ bÊt kú mét t nào, ngửa, nghiêng, hay chân sau xuống trớc, tiếp đất nhẹ nhàng bốn chân Chắc chắn rơi ngoại lực tạo biến đổi momen động lợng HÃy thử tìm xem cách mèo làm thay đổi t A Dùng đuôi B Vặn cách xoắn xơng sống C Chúc đầu cuộn lại D Duỗi thẳng chân sau trớc 1.43 Các đợc sinh từ khối khí lớn quay chậm co dần thể tích lại tác dụng cđa lùc hÊp dÉn Tèc ®é gãc quay cđa A không đổi; B tăng lên; C giảm đi; D không 1.44 Một nhẹ dài 1m quay mặt phẳng ngang xung quanh trục thẳng đứng qua trung điểm Hai đầu có hai chất điểm có khối lợng 2kg 3kg Tốc độ chất điểm 5m/s Mômen động lợng lµ A L = 7,5 kgm2/s; B L = 10,0 kgm2/s; C L = 12,5 kgm2/s; D L = 15,0 kgm2/s 1.45 Một đĩa mài có mômen quán tính trục quay 12kgm Đĩa chịu mômen lực không đổi 16Nm, sau 33s kĨ tõ lóc khëi ®éng tèc ®é gãc cđa ®Üa lµ A 20rad/s; B 36rad/s; C 44rad/s; D 52rad/s 1.46 Một đĩa mài có mômen quán tính trục quay 12 kgm Đĩa chịu mômen lực không đổi 16Nm, Mômen động lợng đĩa thời điểm t = 33s A 30,6 kgm2/s; B 52,8 kgm2/s; C 66,2 kgm2/s; D 70,4 kgm2/s 1.47 Coi trái đất cầu đồng tính có khối lợng M = 6.1024kg, bán kính R = 6400 km Mômen động lợng trái đất quay quanh trơc cđa nã lµ A 5,18.1030 kgm2/s; B 5,83.1031 kgm2/s; 32 C 6,28.10 kgm /s; D 7,15.1033 kgm2/s 1.48 Một ngời đứng ghế quay, hai tay cầm hai tạ Khi ngời dang tay theo phơng ngang, ghế ngời quay với tốc độ góc Ma sát trục quay nhỏ không đáng kể Sau ngời co tay lại kéo hai tạ gần ngời sát vai Tốc độ góc hệ ngời + ghế A tăng lên B Giảm C Lúc đầu tăng, sau giảm dần D Lúc đầu giảm sau 1.49 Hai ®Üa máng n»m ngang cã cïng trơc quay thẳng đứng qua tâm chúng Đĩa có mômen quán tính I quay với tốc độ 0, đĩa có mômen quán tính I ban đầu đứng yên Thả nhẹ đĩa xuống đĩa sau khoảng thời gian ngắn hai đĩa quay víi tèc ®é gãc ω I1 ω0 ; I2 I2 ω0 ; C ω = I1 + I A ω = I2 ω0 ; I1 I1 ω0 D ω = I2 + I2 B ω = 1.50 Mét ®Üa đặc có bán kính 0,25m, đĩa quay xung quanh trục đối xứng qua tâm vuông góc với mặt phẳng đĩa Đĩa chịu tác dụng mômen lực không đổi M = 3Nm Sau 2s kể từ lúc đĩa bắt đầu quay vận tốc góc đĩa 24 rad/s Mômen quán tính đĩa A I = 3,60 kgm2; B I = 0,25 kgm2; C I = 7,50 kgm2; D I = 1,85 kgm2 1.51 Một đĩa đặc có bán kính 0,25m, đĩa quay xung quanh trục đối xứng qua tâm vuông góc với mặt phẳng đĩa Đĩa chịu tác dụng mômen lực không đổi M = 3Nm Mômen động lợng đĩa thời điểm t = 2s kể từ đĩa bắt đầu quay A kgm2/s; B kgm2/s; C kgm2/s; D kgm2/s Động vật rắn quay quanh trục 1.52 Chọn phơng án Đúng Một bánh đà có momen quán tính 2,5kg.m quay với tốc độ góc 900rad/s Động bánh đà bằng: A 9,1.108J B 11 125J C 9,9.107J D 22 250J 1.53 Mét đĩa tròn có momen quán tính I quay quanh trục cố định có tốc độ góc Ma sát trục quay nhỏ không đáng kể Nếu tốc độ góc đĩa giảm hai lần động quay momen động lợng đĩa trục quay tăng hay giảm nào? A B C D 1.54 Hai đĩa Momen động lợng Động quay Tăng bốn lần Tăng hai lần Giảm hai lần Tăng bốn lần Tăng hai lần Giảm hai lần Giảm hai lần Giảm bốn lần tròn có momen quán tính trục quay qua tâm đĩa Lúc đầu đĩa (ở bên trên) đứng yên, đĩa quay với tốc độ góc không đổi Ma sát trục quay nhỏ không đáng kể Sau cho hai đĩa dính vào nhau, hệ quay với tốc độ góc Động hệ hai đĩa lúc sau tăng hay giảm so với lúc đầu? A Tăng lần B Giảm lần C Tăng lần D Giảm lần 1.55 Hai bánh xe A B có động quay, tốc ®é gãc ωA = 3ωB tØ sè momen qu¸n tÝnh IB trục quay IA qua tâm A B nhận giá trị sau đây? A B C D 1.56 Trên mặt phẳng nghiêng góc so với phơng ngang, thả vật hình trụ khối lợng m bán kính R lăn không trợt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng xuống chân mặt phẳng nghiêng Vật khối lợng khối lợng vật 1, đợc đợc thả trợt không ma sát xuống chân mặt phẳng nghiêng Biết tốc độ ban đầu hai vật không Tốc độ khối tâm chúng chân mặt phẳng nghiêng có A v1 > v2; B v1 = v2 ; C v1 < v2; D Cha ®đ ®iỊu kiƯn kÕt ln 1.57 XÐt mét vËt rắn quay quanh trục cố định với tốc độ góc Kết luận sau đúng? A Tốc độ góc tăng lần động tăng lần B Mômen quán tính tăng hai lần động tăng lần C Tốc độ góc giảm hai lần động giảm lần D Cả ba đáp án sai thiếu kiện 1.58 Một bánh xe có mômen quán tính trục quay cố định 12kgm quay với tốc độ 30vòng/phút Động bánh xe A Eđ = 360,0J; B Eđ = 236,8J; C Eđ = 180,0J; D Eđ = 59,20J 1.59 Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào bánh xe có mômen quán tính trục bánh xe 2kgm Nếu bánh xe quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ gia tốc góc bánh xe lµ A γ = 15 rad/s2; B γ = 18 rad/s2; C γ = 20 rad/s2; D γ = 23 rad/s2 1.60 Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào bánh xe có mômen quán tính trục bánh xe 2kgm Nếu bánh xe quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ tốc độ góc mà bánh xe đạt đợc sau 10s lµ A ω = 120 rad/s; B ω = 150 rad/s; C ω = 175 rad/s; D ω = 180 rad/s 1.61 Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào bánh xe có mômen quán tính trục bánh xe 2kgm Nếu bánh xe quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ động bánh xe thời điểm t = 10s là: A Eđ = 18,3 kJ; B Eđ = 20,2 kJ; C E® = 22,5 kJ; D E® = 24,6 kJ Đáp án Chơng 1C 21A 41A 2A 22B 42B 3A 23D 43B 4A 24D 44C 5B 25A 45C 6D 26A 46B 7C 27A 47D 8D 28A 48A 9D 29C 49D 10C 30A 50B 11A 31B 51C 12B 32D 52C 13C 33A 53D 14A 34C 54D 15D 35B 55B 16B 36D 56C 17C 37C 57D 18B 38B 58D 19B 39A 59A 20D 40A 60B 61c dẫn giải trả lời chơng 1.1 Chọn C.Hớng dẫn: áp dụng công thøc v = ωR 1.2 Chän A.Híng dÉn: Mäi ®iĨm vật chuyển động tròn đề có vận tốc gãc vµ gia tèc gãc 1.3 Chän A.Híng dÉn: tèc ®é gãc tÝnh theo c«ng thøc ω = v/R ω2 − ω1 vµ ϕ = ϕ + ωt + γt Thay sè ϕ =140 rad t − t1 ω2 − ω1 1.5 Chän B.Híng dẫn: áp dụng công thức: tb = t t1 1.4 Chọn A.Hớng dẫn: áp dụng công thức: γ tb = 1.6 Chän D.Híng dÉn: a = a ht + a t an không đổi at luông thay đổi tốc độ thay đổi, nên a thay ®ỉi 1.7 Chän D.Híng dÉn: Chun ®éng quang nhanh dÇn ®Ịu th× gia tèc gãc cïng dÊu víi vËn tèc góc 1.8 Chọn D.Hớng dẫn: Vật rắn có dạng hình học nên trình chuyển động vật rắn quanh trục cố định điểm chuyển động mặt phẳng quỹ đạo, mặt phẳng quỹ đạo không trùng nên phát biểu: điểm vật rắn chuyển động mặt phẳng không 1.9 Chọn D.Hớng dẫn: Chuyển động quay nhanh dần vận tốc góc gia tốc góc có dấu Chuyển động quay chậm dần vận tốc góc gia tốc góc tr¸i dÊu 1.10 Chän C.Híng dÉn: Mèi quan hƯ vận tốc dài bán kính quay: v = R Nh tốc độ dài v tỉ lệ thuận víi b¸n kÝnh R 1.11 Chän A.Híng dÉn: Chu kú quay cđa kim lµ Tm = 60min = 1h, chu kú quay cđa kim giê lµ Th = 12h Mèi ωm Th 12 2π = = 12 quan hệ vận tốc góc chu kỳ quay ω = , suy ωh Tm T 1.12 Chän B.Híng dÉn: Mèi quan hƯ gi÷a vËn tèc gãc, vận tốc dài bán kính là: v = R Ta suy v m ωm R m ωm R m = = = 16 vh ωh R h ωh R h 1.13 Chän C.Híng dÉn: C«ng thøc tÝnh gia tốc hớng tâm điểm vật rắn lµ a = v2 = ω2 R , suy R a m ω2 R m ω2 R m = m = m = 192 ah ω2 R h ω2 R h h h 1.14 Chän A.Híng dÉn: Tèc ®é góc bánh xe 3600 vòng/min = 3600.2./60 = 120π (rad/s) 1.15 Chän D Híng dÉn: B¸nh xe quay nên góc quay đợc = t = 120π.1,5 = 180π rad 1.16 Chän B.Híng dÉn: Gia tèc góc chuyển động quay nhanh dần đợc tính theo c«ng thøc ω = γt, suy γ = ω/t = 5,0 rad/s2 1.17 Chän C.Híng dÉn: Gia tèc gãc đợc xác định theo câu 1.15, bánh xe quay từ trạng thái nghỉ nên vận tốc góc ban đầu = 0, góc mà bánh xe quay đợc thời gian t = 2s lµ φ = ω0 + γt2/2 = 10rad 1.18 Chọn B.Hớng dẫn: Phơng trình chuyển động vật rắn quay quanh trục cố định φ = φ0 + ω0 + γt2/2 Nh vËy gãc quay tû lƯ víi t2 1.19 Chän B Híng dÉn: VËn tèc gãc tÝnh theo c«ng thøc ω = ω0 + γt = 8rad/s v2 1.20 Chän D.Híng dÉn: Gia tốc hớng tâm điểm vành bánh xe a = = R , vận tốc góc đợc tính theo R câu 1.18, thay vào ta đợc a = 128 m/s2 1.21 Chän A.Híng dÉn: Mèi quan hƯ vận tốc dài vận tốc góc: v = R, vận tốc góc đợc tính theo câu 19 1.22 Chọn B Hớng dẫn: Mối liên hệ gia tốc tiÕp tuyÕn vµ gia tèc gãc at = γ.R = 8m/s2 1.23 Chän D.Híng dÉn: VËn tèc gãc tÝnh theo công thức = + t, bánh xe dừng hẳn = 1.24 Chọn D.Hớng dẫn: Dùng công thức mối liên hệ vận tốc gãc, gia tèc gãc vµ gãc quay: ω2 − ω0 = , bánh xe dừng hẳn = 0, bánh xe quay chậm dần γ = - 3rad/s2 1.25 Chän A.Híng dÉn: Gia tèc góc đợc tính theo công thức = + γt → γ = (ω - ω0)/t Chó ý ®ỉi đơn vị 1.26 Chọn A.Hớng dẫn: Gia tốc góc đợc tính giống câu 1.25 Vận tốc góc thời điểm t = 2s đợc tính theo công thức = + t Gia tốc hớng tâm tính theo công thøc a = ω2R 1.27 Chän A.Híng dÉn: Gia tèc góc đợc tính giống câu 1.25 Gia tốc tiếp tuyến at = β.R 1.28 Chän A.Híng dÉn: Gia tèc gãc đợc tính giống câu 1.25 Vận tốc góc thời điểm t = 2s đợc tính theo công thức = ω0 + γt 1.29 Chän C.Híng dÉn: Tõ c«ng thức đại lợng ta thấy momen quán tính đơn vị kg.m2 1.30 Chọn A Hớng dẫn: Momen dơng hay âm quy ớc ta chọn 1.31 Chọn B.Hớng dẫn: Mômen quán tính chất điểm chuyển động quay quanh trục đợc xác định theo công thức I = mR2 Khi khoảng cách từ chất điểm tới trục quay tăng lên lần mômen quán tính tăng lên lần 1.32 Chọn D.Hớng dẫn: Dấu mômen lực phụ thuộc vào cách chọn chiều dơng, mômen lực dơng nghĩa mômen có tác dụng tăng cờng chuyển động quay 1.33 Chọn A.Hớng dẫn: áp dụng phơng trình động lực học vật rắn ta cã M = Iγ suy I = M/ β = 0,128 kgm2 1.34 Chän C.Híng dÉn: Xem híng dÉn câu 1.27, mômen quán tính I = mR2 từ tính đợc m = 0,8 kg 1.35 Chọn B.Hớng dẫn: Vận tốc góc đợc tính theo công thức = ω0 + γt, γ = h»ng sè, → ω thay ®ỉi theo thêi gian 1.36 Chän D Híng dÉn: Xem hớng dẫn làm tơng tự câu 1.27 1.37 Chọn C Hớng dẫn: Xem hớng dẫn làm tơng tự câu 1.28 1.38 Chọn B.Hớng dẫn: Mômen lực F = 2N lµ M = F.d = 2.0,1 = 0,2Nm, áp dụng phơng trình động lực học vật rắn chuyển ®éng quay M = Iγ suy γ = m/ I = 20rad/s2 1.39 Chän A.Híng dÉn: Xem híng dÉn làm tơng tự câu 1.35, sau áp dụng c«ng thøc ω = ω0 + γt = 60rad/s 1.40 Chọn A.Hớng dẫn: áp dụng định luật bảo toàn mômen động lợng: Khi vật chuyển động tịnh tiến thẳng tức không quay mômen lực trục quay có giá trị không, L đợc bảo toàn 1.41 Chọn A.Hớng dẫn: Mômen quán tính đợc tính theo công thức I = mR2, mômen quán tính tỉ lệ với bình phơng khoảng cánh từ chất điểm tới trục quay, nh động tác bó gối làm giảm mômen quán tính Trong trình quay lực tác dụng vào ngời không đổi (trọng lực) nên mômen động lợng không đổi thực động tác bó gối, áp dụng công thức L = I. = số, I giảm tăng 1.42 Chọn B Hớng dẫn: Khi khối tâm chuyển động theo quỹ đạo không đổi 1.43 Chọn B.Hớng dẫn: Khi co dần thể tích mômen quán tính giảm xuống, mômen động lợng đợc bảo toàn nên tốc độ quay tăng lên, quay nhanh lên 1.44 Chọn C.Hớng dẫn: Mômen quán tính có hai vật m1 vµ m2 lµ I = m1R2 + m2R2 = (m1 + m2)R2 Mômen động lợng L = I.ω = (m1 + m2)R2.ω = (m1 + m2)Rv = 12,5kgm2/s 1.45 Chọn C.Hớng dẫn: áp dụng phơng trình động lực học vật rắn chuyển động quay M = I suy = M/I, sau áp dụng công thøc ω = ω0 + γt = 44rad/s 1.46 Chän B.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn làm tơng tự câu 1.39, vận dụng công thức tính mômen động lợng L = I.ω = 52,8kgm2/s 1.47 Chän D.Híng dÉn: M«men quán tính cầu đồng chất khối lợng m bán kính R trục quay qua 2 tâm cầu I = mR , Trái Đất quay quanh trục với chu kú T = 24h, suy vËn tèc gãc = Mômen T 2 động lợng Trái Đất trục quay L = I.ω = mR = 7,15.1033 kgm2/s T 1.48 Chän A Híng dÉn: VËt gÇn trơc quay I giảm => tăng 1.49 Chọn D.Hớng dẫn: áp dụng định luật bảo toàn mômen động lợng I10+I2.0 = (I1+I2)ω 1.50 Chän B.Híng dÉn: Gia tèc gãc γ = ( - 0)/t = 12rad/s2 áp dụng phơng trình ®éng lùc häc vËt r¾n chun ®éng quay M = Iβ suy I = M/ β = 0,25 kgm2 1.51 Chọn C.Hớng dẫn: Mômen động lợng đợc tính theo c«ng thøc: L= Iω = Iγt = M.t = 6kgm2/s 1.52 Chän A.Híng dÉn: ¸p dơng cđa Wd = I.ω2/2 1.53 Chän D.Híng dÉn: L = I.ω; cđa Wd = I.2/2 Nên giảm L giảm lần, W tăng lần 1.54 Chọn D.Hớng dẫn: Tìm liên hệ sau tìm liên hệ W0 W 1.55 Chọn B.Hớng dẫn: Lập công thức động lúc đầu sau 1.56 Chọn C.Hớng dẫn: Vật vừa có động chuyển động tịnh tiến vừa có động chuyển động quay, vật có động chuyển động tịnh tiến, mà động mà hai vật thu đợc (đợc thả độ cao) Nên vận tốc khối tâm vật lớn vận tốc khối tâm vật 1.57 Chọn D.Hớng dẫn: Thiếu kiện cha đủ để kết luận 1.58 Chọn D.Hớng dẫn: Động chuyển động quay vật rắn Wđ = I2/2 = 59,20J 1.59 Chọn A.Hớng dẫn: áp dụng phơng trình động lực học vật rắn chuyển ®éng quay M = Iγ suy γ = M/I = γ = 15 rad/s2 1.60 Chän B Híng dÉn: áp dụng phơng trình động lực học vật rắn chuyển ®éng quay M = Iγ suy γ = M/I = = 15 rad/s2, sau áp dụng công thøc ω = ω0 + γt = 150rad/s 1.61 Chän C Hớng dẫn: áp dụng phơng trình động lực học vật rắn chuyển động quay M = I suy γ = M/I = γ = 15 rad/s2, vËn tèc góc vật rắn thời điểm t = 10s = + t = 150rad/s động Eđ = I2/2 = 22,5 kJ Chơng - Dao động học I - Hệ thống kiến thức chơng I) Dao động điều hoà: 1) Dao động, dao động tuần hoàn, dao ®éng ®iỊu hoµ: a) Dao ®éng lµ chun ®éng không gian hẹp, vật lặp lặp lại nhiều lần quang vị trí cân bằng; chuyển động tuần hoàn xung quang vị trí cân b) Dao động tuần hoàn: + Là dao động mà sau khoảng thời gian định vật trở lại trạng thái cũ + Chu kì dao động: khoảng thời gian ngắn để trạng thái dao động lặp lại nh cũ khoảng thời gian vật thực lần dao động Kí hiệu T, đơn vị giây (s) + Tần số số lần vật dao động đơn vị thời gian đại lợng nghịch đảo chu kì Kí hiệu f, đơn vị héc (Hz) f= 1 hay T = T f c) Dao ®éng ®iỊu hoµ lµ chun ®éng cđa mét vËt mµ li độ biến đổi theo định luật dạng cos (hay sin) theo thêi gian: x = Acos(ωt + φ) = Acos(2πft + ϕ) = Acos( 2π t + φ) A, số T x li độ dao động(m, cm); A biên độ(m, cm); tần số góc(rad/s); (t + ) pha dao động (rad); pha ban đầu(rad) d) VËn tèc, gia tèc : + v = x’ = - Aωsin((ωt + φ) = Aωcos(ωt + φ + + a = x’’ = v’ = - Aω2cos(ωt + φ) = - ω2x Gia tèc ngỵc pha so víi li ®é; gia tèc sím pha π π ) VËn tèc sím pha so víi li ®é 2 π so với vận tốc e) Năng lợng: Là E: Với E = Et + Eđ kx mv 2 2 (ωt + ϕ ) ; E® = = kA cos = mA ω2.sin2(ωt + ϕ) = kA sin (ωt + ϕ) 2 2 2 1 + cos 2α − cos 2α 2 E = kA = mA22 = E0 = const Mặt khác: cos α = vµ sin α = 2 2 E0 E0 E0 E0 − cos(2ωt + 2ϕ) ; Eđ = + cos(2t + 2) Nên Et = 2 2 Et = Động dao động điều hoà có tần số ω’ = 2ω; chu kú T’ = T/2 f) HÖ thøc ®éc lËp víi thêi gian: A2ω2 = x2ω2 + v2 g) Một vật khối lợng m, dịch chuyển khỏi vị trí cân bằng(VTCB) O đoạn x, chịu tác dụng lực F = - kx vật dao động điều hoà quanh O với tần số góc = k Biên độ dao động A pha ban đầu phụ m thuộc vào cách kích thích ban đầu cách chọn gốc thời gian 2) Mỗi dao động điều hoà đợc biĨu diƠn b»ng mét vÐc t¬ quay: VÏ vect¬ OM có độ dài biên độ A, lúc đầu hợp với trục Ox làm góc Cho véc tơ quay quanh O víi vËn tèc gãc ω th× h×nh chiÕu véc tơ quay OM thời điểm lên trục Ox dao động điều hoà x = Acos(t + ) 3) Dao động tự dao động xảy hệ dới tác dụng nội lực, sau hệ đợc kích thích ban đầu Hệ có khả thực dao động tự gọi hệ (tự) dao động Mọi dao động tự hệ dao động có tần số góc o gọi tần số góc riêng hệ Ví dụ lắc lò xo = k / m ; lắc đơn = g / l ; 5) Tổng hợp dao động điều hoà phơng, tần số cộng hai hàm x x2 dạng cosin Nếu hai hàm có tần số dùng phơng pháp Fresnel: vẽ véc tơ quay biểu diễn cho dao động thành phần, xác định véc tơ tổng, suy dao động tổng hợp x1 = A1 cos(t + 1); x2 = A2 cos(ωt + φ2); x = x1 + x2 = Acos(ωt + φ); Víi: A = A1 + A + 2A1A cos(ϕ − ϕ1 ) vµ tgϕ = A1 sin ϕ1 + A sin ϕ ; A1 + A2 > A > |A1 – A2| A1 cos ϕ1 + A cos 6) Dao động tự ma sát dao động điều hoà, có ma sát dao động tắt dần, ma sát lớn dao động tắt nhanh, ma sát lới dao động không xảy 7) Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian 9) Dao động cỡng dao động chịu tác dụng ngoại lực tuần hoàn theo thời gian: f = F cos(t+) Tần số f tác dụng lên hệ dao động có tần số riêng f sau mét thêi gian chun tiÕp, hƯ sÏ dao ®éng với tần số f ngoại lực Biên độ dao ®éng cìng bøc phơ thc vµo vµo mèi quan hƯ tần số ngoại lực tần số dao động riêng Khi tần số lực cỡng tần số dao động riêng hệ biên độ dao động đạt giá trị cực đại, t ợng cộng hởng Biên độ dao động cộng hởng phụ thuộc vào lực cản môi trờng II) Con lắc lò xo; lắc đơn Trái Đất; lắc vật lý Trái Đất hệ dao động Dới bảng đặc trng số hệ dao động Hệ dao động Con lắc lò xo Con lắc đơn Con lắc vật lý Hòn bi (m) gắn vào lò xo (k) Hòn bi (m) treo vào đầu sợi dây Vật rắn (m, I) quay quanh CÊu tróc (l) trơc n»m ngang - Con l¾c lò xo ngang: lò xo Dây treo thẳng đứng QG (Q trục quay, G không giÃn trọng tâm) thẳng đứng - Con lắc lò xo dọc: lò xo VTCB biến dạng l = mg k Lực tác dụng Lực đàn hồi lò xo: F = - kx x li độ dài Phơng trình động lực học chuyển động Trọng lực bi lực căng Mô men trọng lực vật rắn lùc cđa trơc g cđa d©y treo: F = − m s quay: l M = - mgdsinα s lµ li độ cung li giác x + 2x = k m Tần số góc = Phơng trình dao động x = Acos(t + ) Cơ E= 1 kA = mω2 A 2 s” + ω2s = ω= g l s = s0cos(ωt + φ) g E = mgl(1 − cos α ) = m s l Câu hỏi tập Chủ đề 1: Đại cơng dao động điều hoà 2.1 Vật tốc chất điểm dao động điều hoà có độ lớn cực đại nào? A) Khi li độ có độ lớn cực đại B) Khi li độ không C) Khi pha cực đại; D) Khi gia tốc có độ lớn cực ®¹i 2.2 Gia tèc cđa chÊt ®iĨm dao ®éng ®iỊu hoà không nào? A) Khi li độ lớn cực đại B) Khi vận tốc cực đại C) Khi li độ cực tiểu; D) Khi vận tốc không 2.3 Trong dao động điều hoà, vận tốc biến đổi nh nào? A) Cùng pha với li độ B) Ngợc pha với li độ; C) Sớm pha so víi li ®é; D) TrƠ pha π so víi li ®é; D) TrƠ pha π so víi li ®é 2.4 Trong dao ®éng ®iỊu hoµ, gia tèc biến đổi nh nào? A) Cùng pha với li ®é B) Ngỵc pha víi li ®é; C) Sím pha π so víi li ®é 2.5 Trong dao ®éng ®iỊu hoµ, gia tèc biÕn ®ỉi: A) Cïng pha víi vËn tèc B) Ngỵc pha víi vËn tèc ; C) Sím pha π/2 so víi vËn tèc ; D) Trễ pha /2 so với vận tốc 2.6 Động dao động điều hoà biển đổi theo thời gian: A) Tuần hoàn với chu kỳ T; B) Nh hàm cosin; C) Không đổi; D) Tuần hoàn với chu kỳ T/2 2.7 Tìm đáp án sai: Cơ dao động điều hoà bằng: A) Tổng động vào thời điểm bất kỳ; + = ω= mgd I α = α0cos(ωt + φ) A) eU h = A + C) eU h = mv max ; 2 mv max ; B) eU h = A + D) mv max ; eU h = mv max 7.25 Điều khảng định sau sai nói chất ¸nh s¸ng? A) ¸nh s¸ng cã lìng tÝnh sãng - hạt B) Khi bớc sóng ánh sáng ngắn tính chất hạt thể rõ nét, tính chÊt sãng cµng Ýt thĨ hiƯn C) Khi tÝnh chÊt hạt thể rõ nét, ta rễ quan sát tợng giao thoa ánh sáng D) A B C sai 7.26 Theo quan điểm thuyết lợng tử phát biểu sau không đúng? A Chùm ánh sáng dòng hạt, hạt photon mang lợng B Cờng độ chùm sáng tỉ lệ thuận với số phôton chùm C Khi ánh sáng truyền phôton ánh sáng không đổi, không phụ thuộc khoảng cách đến nguồn sáng D Các photon có lợng chúng lan truyền với vËn tèc b»ng 7.27 ChiÕu mét chïm bøc x¹ đơn sắc vào catôt tế bào quang điện để triệt tiêu dòng quang điện hiệu điện hÃm có giá trị tuyệt đối 1,9V Vận tốc ban đầu cực đại quang electron bao nhiêu? A 5,2.105m/s; B 6,2.105m/s; C 7,2.105m/s; D 8,2.105m/s 7.28 ChiÕu mét chùm ánh sáng đơn sắc có bớc sóng 400nm vào catôt tế bào quang điện, đợc làm Na Giới hạn quang điện Na 0,50àm Vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện A 3.28.105m/s; B 4,67.105m/s; C 5,45.105m/s; D 6,33.105m/s 7.29 ChiÕu vào catốt tế bào quang điện chùm xạ đơn sắc có b ớc sóng 0,330àm Để triệt tiêu dòng quang điện cần hiệu điện hÃm có giá trị tuyệt đối 1,38V Công thoát kim loại dùng làm catôt A 1,16eV; B 1,94eV; C 2,38eV; D 2,72eV 7.30 ChiÕu vµo catèt cđa tế bào quang điện chùm xạ đơn sắc có b ớc sóng 0,330àm Để triệt tiêu dòng quang điện cần hiệu điện hÃm có giá trị tuyệt đối 1,38V Giới hạn quang điện kim loại dùng làm catôt A 0,521àm; B 0,442àm; C 0,440àm; D 0,385àm 7.31 Chiếu chùm xạ đơn sắc có bớc sóng 0,276àm vào catôt tế bào quang điện hiệu điện hÃm có giá trị tuyệt đối 2V Công thoát kim loại dùng làm catôt A 2,5eV; B 2,0eV; C 1,5eV; D 0,5eV 7.32 Chiếu chùm xạ đơn sắc có bớc sóng 0,5àm vào catôt tế bào quang điện có giới hạn quang điện 0,66àm Vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện A 2,5.105m/s; B 3,7.105m/s; C 4,6.105m/s; D 5,2.105m/s 7.33 ChiÕu chùm xạ đơn sắc có bớc sóng 0,5àm vào catôt tế bào quang điện có giới hạn quang điện 0,66àm Hiệu điện cần đặt anôt catôt để triệt tiêu dòng quang điện lµ A 0,2V; B - 0,2V; C 0,6V; D - 0,6V 7.34 Chiếu chùm xạ đơn sắc có bớc sóng 0,20àm vào cầu đồng, đặt cô lập điện Giới hạn quang điện đồng 0,30àm Điện cực đại mà cầu đạt đợc so với đất A 1,34V; B 2,07V; C 3,12V; D 4,26V 7.35 Giới hạn quang điện kim loại dùng làm catôt = 0,30àm Công thoát kim loại dùng làm catôt A 1,16eV; B 2,21eV; C 4,14eV; D 6,62eV 7.36 ChiÕu mét chïm bøc xạ có bớc sóng = 0,18àm vào catôt tế bào quang điện Giới hạn quang điện kim loại dùng làm catôt = 0,30àm Vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện A 9,85.105m/s; B 8,36.106m/s; C 7,56.105m/s; D 6,54.106m/s 7.37 ChiÕu chùm xạ có bớc sóng = 0,18àm vào catôt tế bào quang điện Giới hạn quang điện kim loại dùng làm catôt = 0,30àm Hiệu điện hÃm để triệt tiêu dòng quang điện A Uh = - 1,85V; B Uh = - 2,76V; C Uh= - 3,20V; D Uh = - 4,25V 7.38 Kim loại dùng làm catôt tế bào quang điện có công thoát 2,2eV Chiếu vào catôt xạ điện từ có b ớc sóng Để triệt tiêu dòng quang điện cần đặt có mét hiƯu ®iƯn thÕ h·m U h = UKA = 0,4V Giới hạn quang điện kim loại dùng làm catôt A 0,4342.10-6m; B 0,4824.10-6m; C 0,5236.10-6m; D 0,5646.10-6m 7.39 Kim loại dùng làm catôt tế bào quang điện có công thoát 2,2eV Chiếu vào catôt xạ điện từ có b ớc sóng Để triệt tiêu dòng quang điện cần đặt có hiệu ®iÖn thÕ h·m U h = UKA = 0,4V VËn tốc ban đầu cực đại electron quang điện A 3,75.105m/s; B 4,15.105m/s; C 3,75.106m/s; D 4,15.106m/s 7.40 Kim loại dùng làm catôt tế bào quang điện có công thoát 2,2eV Chiếu vào catôt xạ điện từ có b ớc sóng Để triệt tiêu dòng quang điện cần đặt có hiệu điện h·m U h = UKA = 0,4V TÇn sè cđa xạ điện từ A 3,75.1014Hz; B 4,58.1014Hz; C 5,83.1014Hz; D 6,28.1014Hz 7.41 Công thoát kim loại Na 2,48eV Chiếu chùm xạ có bớc sóng 0,36àm vào tế bào quang điện có catôt làm Na Vận tốc ban đầu cực đại electron quang ®iƯn lµ A 5,84.105m/s; B 6,24.105m/s; C 5,84.106m/s; D 6,24.106m/s 7.42 Công thoát kim loại Na 2,48eV Chiếu chùm xạ có bớc sóng 0,36àm vào tế bào quang điện có catôt làm Na cờng độ dòng quang điện bÃo hòa 3àA Số electron bị bứt khỏi catôt giây A 1,875.1013; B 2,544.1013; C 3,263.1012; D 4,827.1012 7.43 Công thoát kim loại Na 2,48eV Chiếu chùm xạ có bớc sóng 0,36àm vào tế bào quang điện có catôt làm Na cờng độ dòng quang điện bÃo hòa 3àA Nếu hiệu suất lợng tử (tỉ số electron bật từ catôt số photon đến đập vào catôt đơn vị thời gian) 50% công suất chùm xạ chiếu vào catôt A 35,5.10-5W; B 20,7.10-5W; C 35,5.10-6W; D 20,7.10-6W Chủ đề 3: Hiện tợng quang dẫn Quang trở, pin quang điện 7.44 Chọn câu Hiện tợng quang dẫn tợng: A chất cách điện trở thành dẫn điện đợc chiếu sáng B Giảm điện trở kim loại đợc chiếu sáng C Giảm điện trở chất bÃn dẫn, đợc chiếu sáng D Truyền dẫn ánh sáng theo sợi quang uốn cong cách 7.45 Chọn câu Theo định nghĩa, tợng quang điện là: A tợng quang điện xảy mặt chất bán dẫn B tợng quang điện xảy bên chất bán dẫm C nguyên nhân sinh tợng quang dẫn D giải phóng êléctron liên kết để chúng trở thành êléctron dẫn nhờ tác dụng xạ điện từ 7.46 Chọn câu Pin quang điện nguồn điện đó: A quang đợc trực tiếp biến đổi thành điện B lợng mặt trời đợc biến đổi trực tiếp thành điện C tế bào quang điện đợc dùng làm máy phát điện D quang điện trở, đợc chiếu sáng, trở thành máy phát điện 7.47 Phát biểu sau nãi vỊ hiƯn tỵng quang dÉn? A) HiƯn tỵng quang dẫn tợng giảm mạnh điện trở chất bán dẫn bị chiếu sáng B) Trong tợng quang dẫn, êlectron đợc giải phóng khỏi khối chất bán dẫn C) Một ứng dụng quan trọng tợng quang dẫn việc chế tạo đèn ống (đèn nêôn) D) Trong tợng quang dẫn, lợng cần thiết để giải phóng êlectron liên kết thành êlectron lớn 7.48 Phát biểu sau đúng? A Để chất bán dẫn trở thành vật dẫn xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có bớc sóng lớn giá trị phụ thuộc vào chất chất bán dẫn B Để chất bán dẫn trở thành vật dẫn xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có tần số lớn giá trị f0 phụ thuộc vào chất chất bán dẫn C Để chất bán dẫn trở thành vật dẫn cờng độ chùm xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải lớn giá trị phụ thuộc vào chất chất bán dẫn D Để chất bán dẫn trở thành vật dẫn cờng độ chùm xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải nhỏ giá trị phụ thuộc vào chất chất bán dẫn 7.49 Điều sau sai nãi vÒ quang trë? A Bé phËn quan träng nhÊt quang điện trở lớp chất bán dẫn có gắn điện cực B Quang điện trở thực chất điện trở mà giá trị cã thĨ thay ®ỉi theo nhiƯt ®é C Quang ®iƯn trở dùng thay cho tế bào quang điện D quang điện trở điện trở mà giá trị không thay đổi theo nhiệt độ 7.50 Phát biểu sau đúng? A Hiện tợng quang điện tợng bứt electron khỏi bề mặt kim loại chiếu vào kim loại ánh sáng có bớc sóng thích hợp B Hiện tợng quang điện tợng electron bị bắn khỏi kim loại kim loại bị đốt nóng C Hiện tợng quang điện tợng electron liên kết đợc giải phóng thành electron dẫn chất bán dẫn đợc chiếu xạ thích hợp D Hiện tợng quang điện tợng điện trở vật dẫn kim loại tăng lên chiếu ánh sáng vào kim loại 7.51 Phát biểu sau đúng? A Quang trở linh kiện bán dẫn hoạt động dựa tợng quang điện B Quang trở linh kiện bán dẫn hoạt động dựa tợng quang điện C Điện trở quang trở tăng nhanh quang trở đợc chiếu sáng D Điện trở quang trở không đổi quang trở đợc chiếu sáng ánh sáng có bíc sãng ng¾n 7.52 Mét chÊt quang dÉn cã giíi hạn quang dẫn 0,62àm Chiếu vào chất bán dẫn lần lợt chùm xạ đơn sắc có tÇn sè f1 = 4,5.1014Hz; f2 = 5,0.1013Hz; f3 = 6,5.1013Hz; f4 = 6,0.1014Hz tợng quang dẫn xảy với A Chùm xạ 1; B Chùm bøc x¹ C Chïm bøc x¹ 3; D Chïm xạ 7.53 Trong tợng quang dẫn chất bán dẫn Năng lợng cần thiết để giải phóng electron liên kết thành electron tự A bớc sóng dài ánh sáng kích thích gây đợc tợng quang dẫn chất bán dẫn đợc xác định từ công thức A hc/A; B hA/c; C c/hA; D A/hc Chđ ®Ị 4: Mẫu Bo nguyên tử Hyđrô 7.54 Chọn phát biểu Đúng Trạng thái dừng nguyên tử là: A trạng thái đứng yên nguyên tử B Trạng thái chuyển động nguyên tử C Trạng thái êléctron nguyên tử không chuyển động hạt nhân D Một số trạng thái có lợng xác định, mà nguyên tử tồn 7.55 Chọn phát biểu Đúng trạng thái dừng, nguyên tử A không xạ không hấp thụ lợng B Không xạ nhng hấp thụ lợng C không hấp thụ, nhng xạ lợng D Vẫn hấp thụ xạ lợng 7.56 DÃy Ban-me ứng với chuyển êléctron từ quỹ đạo xa hạt nhân quỹ đậo sau đây? A Quỹ đạo K B Quỹ đạo L C Quỹ đạo M D Quỹ đạo N 7.57 Mẫu nguyên tử Bo khác mẫu nguyên tử Rơ-dơ-pho điểm dới A Hình dạng quỹ đạo electron B Lực tơng tác electron hạt nhân nguyên tử C Trạng thái có lợng ổn định D Mô hình nguyên tử có hạt nhân 7.58 Phát biểu sau nói nội dung tiên đề trạng thái dừng nguyên tử mẫu nguyên tử Bo? A Trạng thái dừng trạng thái có lợng xác định B Trạng thái dừng trạng thái mà nguyên tử đứng yên C Trạng thái dừng trạng thái mà lợng nguyên tử không thay đổi đợc D Trạng thái dừng trạng thái mà nguyên tử tồn khoảng thời gian xác định mà không xạ lợng 7.59 Phát biểu sau đúng? Tiên đề hấp thụ xạ lợng nguyên tử có nội dung là: A Nguyên tử hấp thụ phôton chuyển trạng thái dừng B Nguyên tử xạ phôton chuyển trạng thái dừng C Mỗi chuyển trạng thái dừng nguyên tử xạ hấp thụ photon có lợng độ chênh lệch lợng hai trạng thái D Nguyên tử hấp thụ ánh sáng phát ánh sáng 7.60 Bớc sóng dài dÃy Banme lµ 0,6560µm Bíc sãng dµi nhÊt d·y Laiman lµ 0,1220µm Bíc sãng dµi thø hai cđa d·y Laiman lµ A 0,0528µm; B 0,1029µm; C 0,1112µm; D 0,1211µm 7.61 DÃy Laiman nằm vùng: A tử ngoại B ánh sáng nhìn thấy C hồng ngoại D ánh sáng nhìn thấy phần vùng tử ngoại 7.62 DÃy Banme nằm vùng: A tử ngoại B ánh sáng nhìn thấy C hồng ngoại D ánh sáng nhìn thấy phần vùng tử ngoại 7.63 DÃy Pasen nằm vùng: A tử ngoại B ánh sáng nhìn thấy C hồng ngoại D ánh sáng nhìn thấy phần vùng tử ngoại 7.64 Bớc sóng vạch quang phổ thứ dÃy Laiman 1220nm, bớc sóng vạch quang phổ thứ thứ hai cđa d·y Banme lµ 0,656µm vµ 0,4860µm Bíc sãng vạch thứ ba dÃy Laiman A 0,0224àm; B 0,4324àm; C 0,0975àm; D.0,3672àm 7.65 Bớc sóng vạch quang phỉ thø nhÊt d·y Laiman lµ 1220nm, bíc sóng vạch quang phổ thứ thứ hai cđa d·y Banme lµ 0,656µm vµ 0,4860µm Bíc sãng cđa vạch dÃy Pasen A 1,8754àm; B 1,3627àm; C 0,9672àm; D 0,7645àm 7.66 Hai vạch quang phổ cã bíc sãng dµi nhÊt cđa d·y Laiman cã bíc sóng lần lợt = 0,1216àm = 0,1026àm Bớc sóng dài vạch quang phổ d·y Banme lµ A 0,5875µm; B 0,6566µm; C 0,6873µm; D 0,7260àm Chủ đề 5: Sự hấp thụ ánh sáng 7.67 Chọn câu Đúng Cờng độ chùm sáng đơn sắc truyền qua môi trờng hấp thụ A giảm tỉ lệ với độ dài đờng tia sáng B giảm tỉ lệ với bình phơng độ dài đờng tia sáng C giảm theo định luật hàm số mũ độ dài đờng tia sáng D giảm theo tỉ lệ nghịch với độ dài đờng tia sáng 7.68 Khi chiếu sáng vào kính đỏ chùm sáng tím, ta thấy có màu gì? A Tím B Đỏ C Vàng D Đen 7.69 Hấp thụ lọc lựa ánh sáng là: A hấp thụ phần ánh sáng chiếu qua làm cờng độ chùm sáng giảm B hấp thụ toàn màu sắc ánh sáng qua C bớc sóng bị hấp thụ phần, bớc sóng khác nhau, hấp thụ không giống D Tất đáp án 7.70 Chọn câu Đúng A Khi chiếu chùm sáng qua môi trờng, cờng độ ánh sáng giảm đi, phần lợng tiêu hao thành lợng khác B Cờng độ I chùm sáng đơn sắc qua môi trờng hấp thụ giảm theo độ dài d đờng ®i theo hµm sè mị: I = I0eλt C Kính màu kính hấp thụ hầu hết số bớc sóng ánh sáng, không hấp thụ bớc sóng D Tất đáp án A, B, C 7.71 Chọn câu Đúng: Màu sắc vật vật A hấp thụ ánh sáng chiếu vào B phản xạ ánh sáng chiếu vào C cho ánh sáng trun qua D hÊp thơ mét sè bíc sãng ¸nh sáng phản xạ, tán xạ bớc sóng khác Chủ đề 6: Sự phát quang Sơ lợc Laze 7.72 Chọn câu Đúng ánh sáng huỳnh quang là: A tồn thời gian sau tắt ánh sáng kích thích B hầu nh tắt sau tắt ánh sáng kích thích C có bớc sóng bớc sóng ánh sáng kích thích D tinh thể phát ra, sau đợc kích thích ánh sáng thích hợp 7.73 Chọn câu ánh sáng lân quang là: A đợc phát chất rắn, chất lỏng lẫn chất khí B hầu nh tắt sau tắt ánh sáng kích thích C tồn lâu sau tắt ánh sáng kích thích D có bớc sóng nhỏ bớc sóng ánh sáng kích thích 7.74 Chọn câu sai A Sự phát quang dạng phát ánh sáng phổ biến tự nhiên B Khi vật hấp thụ lợng dới dạng phát ánh sáng, phát quang C Các vật phát quang cho quang phæ nh D Sau ngõng kÝch thÝch, phát quang số chất kéo dài thời gian 7.75 Chọn câu sai A Huỳnh quang phát quang có thời gian phát quang ngắn (dới 10-8s) B Lân quang phát quang có thời gian phát quang dài (từ 10-6s trở lên) C Bíc sãng λ’ ¸nh s¸ng ph¸t quang bao giê nhỏ bớc sóng ánh sáng hấp thụ λ’ 7.76 Tia laze đặc điểm dới đây: A Độ đơn sắc cao B độ định hớng cao C Cờng độ lớn D C«ng st lín 7.77 Trong laze rubi cã sù biÕn đổi dạng lợng dới thành quang năng? A Điện B Cơ C Nhiệt D Quang 7.78 Hiệu suất laze: A nhá h¬n B B»ng C lín h¬n D rÊt lín so víi 1.+ 7.79 Laze rubi kh«ng hoạt động theo nguyên tắc dới đây? A Dựa vào phát xạ cảm ứng B Tạo đảo lộn mật độ C Dựa vào tái hợp êléctron lỗ trống D Sử dụng buồng cộng hëng 7.80 H·y chØ c©u cã néi dung sai Khoảng cách gơng laze bằng: A số chẵn lần nửa bớc sóng B số lẻ lần nửa bớc sóng C số chẵn lần phần t bớc sóng D số lẻ lần phần t bớc sóng ánh sáng đơn sắc mà laze phát 7.81 Ngời ta dùng laze hoạt động dới chế độ liên tục để khoan thép Công suất chùm P = 10W Đờng kính chùm sáng d = 1mm, bề dày thép e = 2mm Nhiệt độ ban đầu t = 300C Khối lợng riêng thép là: D = 7800kg/m3; nhiệt dung riêng thép là: c = 4481J/kg.độ; Nhiệt nóng chảy thép: L = 270KJ/Kg; điểm nóng chảy thép T = 15350C Thời gian tối thiểu để khoan là: A 1,16s; B 2,12s; C 2,15s; D 2,275s 7.82 Ngêi ta dïng mét lo¹i laze CO2 có công suất P = 10W để làm dao mổ Tia laze chiếu vào chỗ mổ làm cho nớc phần mô chỗ bốc mô bị cắt CHùm laze có đờng kính r = 0,1mm di chuyển với vận tốc v = 0,5cm/s bề mặt mô mềm Nhiệt dung riêng nớc: c = 4,18KJ/kg.độ; nhiệt hoá nớc: L = 2260J/kg, nhiệt độ thể 370C Thể tích nớc mà tia laze làm bốc 1s là: A 2,892 mm2 B 3,963mm3; C 4,01mm2; D 2,55mm2 7.83 Ngời ta dùng loại laze CO2 có công suất P = 10W để làm dao mổ Tia laze chiếu vào chỗ mổ làm cho nớc phần mô chỗ bốc mô bị cắt Chùm laze có đờng kính r = 0,1mm di chuyển với vận tốc v = 0,5cm/s bề mặt mô mềm Nhiệt dung riêng nớc: c = 4,18KJ/kg.độ; nhiệt hoá nớc: L = 2260J/kg, nhiệt độ thể 370C Chiều sâu cực đại vế cắt lµ: A 1mm; B 2mm; C 3mm; D 4mm 7.84 Để đo khoảng cách từ trái đất dến Mặt Trăng ngời ta dùng loại laze phát xung ánh sáng có bớc sóng 0,52àm, chiếu phía Mặt Trăng đo khoảng thời gian ngăn cách thời điểm xung đợc phát trời điểm máy thu đặt Trái Đất nhận đợc xung phản xạ thêi gian kÐo dµi cđa mét xung lµ τ = 100ns Khoảng thời gian ngăn cách thời điểm phát nhận xung 2,667s l ợng xung ánh sáng W = 10KJ Khoảng cách trái đất mặt trăng là: A 200.000 km B 400.000 km; C 500.000 km; D 300.000 km 7.85 Mét laze ph¸t chïm s¸ng lơc cã bíc sãng = 0,5145àm có công suất P = 0,5W Góc mở chùm sáng = 5,2.10-3rad Đờng kính chùm sáng sát mặt gơng bán mạ D0 = 200àm Đờng kính D vệt sáng ảnh đặt vuông góc với trục chùm sáng, cách gơng bán mạ d = 50cm là: A1,4mm B 2,8mm; C 3,6mm; D 5,2mm 7.86 Mét laze ph¸t chùm sáng lục có bớc sóng = 0,5145àm cã c«ng st P = 0,5W Gãc më cđa chïm sáng = 5,2.10-3rad Đờng kính chùm sáng sát mặt gơng bán mạ D0 = 200àm Cờng độ chùm sáng I điểm ảnh lµ: A 8,12.104 W/m2; B 6,09.104 W/m2; C 4,06.104 W/m2; D 3,45.104 W/m2 7.87 Mét laze ph¸t chïm s¸ng lục có bớc sóng = 0,5145àm có công suất P = 0,5W Góc mở chùm sáng = 5,2.10-3rad Đờng kính chùm sáng sát mặt gơng bán mạ D0 = 200àm Số phôtôn N đến đập vào ảnh 1s là: A 1,29.1018 h¹t; B 2,58.1018 h¹t; C 3,87.1018 h¹t; D 5,16.1018 h¹t * Các câu hỏi tập tổng hợp kiến thức 7.88 Năng lợng ion hóa nguyên tử Hyđrô 13,6eV Bớc sóng ngắn xạ mà nguyên tử phát A 0,1220àm; B 0,0913àm; C 0,0656àm; D 0,5672àm 7.89 Hiệu điện anốt catốt ống Rơnghen 200KV Coi động ban đầu êlectrôn không Động êlectrôn đến đối catốt là: A 0,1MeV; B 0,15MeV; C 0,2MeV; D 0,25MeV 7.90 Hiệu điện hai cực ống Rơnghen 15kV Giả sử electron bật từ catôt có vận tốc ban đầu không bớc sóng ngắn tia X mà ống phát A 75,5.10-12m; B 82,8.10-12m; C 75,5.10-10m; D 82,8.10-10m 7.91 Cờng độ dòng điện qua ống Rơnghen 0,64mA, tần số lớn xạ mà ống phát 3.10 18 Hz Số electron đến đập vào đối catôt phút lµ A 3,2.1018; B 3,2.1017; C 2,4.1018; D 2,4.1017 18 7.92 Tần số lớn xạ mà ống phát 3.10 Hz Coi electron bật từ catôt có vận tốc ban đầu không Hiệu điện hai cực ống A 11,7 kV; B 12,4 kV; C 13,4 kV; D 15,5 kV Đáp ¸n ch¬ng 7.1 Chän D 7.2 Chän C 7.3 Chän C 7.4 Chän D 7.5 Chän C 7.6 Chän A 7.7 Chän C 7.8 Chän C 7.9 Chän A 7.10 Chän D 7.11 Chän A 7.12 Chän A 7.13 Chän D 7.14 Chän D 7.15 Chän C 7.16 Chän C 7.17 Chän D 7.18 Chän D 7.19 Chän B 7.20 Chän C 7.21 Chän D 7.22 Chän B 7.23 Chän A 7.24 Chän C 7.25 Chän C 7.26 Chän D 7.27 Chän D 7.28 Chän B 7.29 Chän C 7.30 Chän A 7.31 Chän A 7.32 Chän C 7.33 Chän D 7.34 Chän B 7.35 Chän C 7.36 Chän A 7.37 Chän B 7.38 Chän D 7.39 Chän A 7.40 Chän D 7.41 Chän A 7.42 Chän A 7.43 Chän D 7.44 Chän C 7.45 Chän D 7.46 Chän A 7.47 Chän A 7.48 Chän B 7.49 Chän B 7.50 Chän C 7.51 Chän B 7.52 Chän D 7.53 Chän A 7.54 Chän D 7.55 Chän A 7.56 Chän C 7.57 Chän C 7.58 Chän D 7.59 Chän C 7.60 Chọn B 7.61 Chọn A Hớng dẫn giải trả lời chơng 7.1 Chọn D.Hớng dẫn: Giới hạn quang điện kẽm tia tử ngoại 7.62 Chọn D 7.63 Chän C 7.64 Chän C 7.65 Chän A 7.66 Chän B 7.67 Chän C 7.68 Chän D 7.69 Chän C 7.70 Chän D 7.71 Chän D 7.72 Chän B 7.73 Chän C 7.74 Chän C 7.75 Chän C 7.76 Chän D 7.77 Chän D 7.78 Chän A 7.79 Chän C 7.80 Chän D 7.81 Chän A 7.82 Chän B 7.83 Chän D 7.84 Chän B 7.85 Chän B 7.86 Chän A 7.87 Chän A 7.88 Chän B 7.89 Chän C 7.90 Chän B 7.91 Chän D 7.92 Chän B 7.2 Chọn C.Hớng dẫn: Xem định luật 7.3 Chän C.Híng dÉn: Nh trªn 7.4 Chän D.Híng dÉn: Định luận 7.5 Chọn C.Hớng dẫn: Theo định luật 2: cờng độ dòng điện bÃo hoà phụ thuộc vào cờng độ ánh sáng 7.6 Chọn A.Hớng dẫn: Theo định nghÜa cđa hiƯn tỵng quang dÉn 7.7 Chän C.Híng dÉn: Năng lợng chùm sáng phụ thuộc vào tần số phụ thuộc bớc sóng 7.8 Chọn C.Hớng dẫn: Động ban đầu cực đại êlectron quang điện phụ thuộc vào chất kim loại làm catôt 7.9 Chọn A Hớng dẫn: Theo định nghĩa: Hiện tợng quang điện tợng electron bị bứt khỏi kim loại chiếu vào kim loại ánh sáng có bớc sóng thích hợp 7.10 Chọn D.Hớng dẫn: Điều kiện xảy tợng quang điện 7.11 Chọn A Hớng dẫn: Điều kiện xảy tợng quang điện 0 gọi giới hạn quang điện Do giới hạn quang điện kim loại bớc sóng dài xạ chiếu vào kim loại mà gây đợc tợng quang điện 7.12 Chọn A Hớng dẫn: Khi chiếu ánh sáng có bớc sóng thích hợp vào catôt tế bào quang điện, số electron bật khỏi catôt phần bị hút anôt, phần quay trở lại catôt Dòng quang điện đạt đến giá trị bÃo hòa tất electron bật từ catôt anôt 7.13 Chọn D Hớng dẫn: Dòng quang điện bị triệt tiêu hoàn toàn UAK Uh 7.14 Chọn D Hớng dẫn: Theo định luật quang điện thứ 3: Động ban đầu cực đại electron quang điện không phụ thuộc cờng độ chùm sáng kích thích mà phụ thuộc vào bớc sóng ánh sáng kích thích chất kim loại 7.15 Chän C Híng dÉn: HiƯu ®iƯn thÕ h·m phơ thuộc vào bớc sóng ánh sáng kích thích chất kim loại dùng làm catôt 7.16 Chọn C Hớng dẫn: Theo định luật quang điện thứ 2: Đối với ánh sáng thích hợp ( 0) cờng độ dòng quang điện bÃo hoà tỉ lệ thuận với cờng độ chùm sáng kích thích Từ hình vẽ 7.8 ta th©y I bh1 > Ibh2 suy cêng độ chùm sáng lớn cờng độ chïm s¸ng 7.17 Chän D hc hc = + eU h suy λ = λ0 Híng dÉn: Tõ hình vẽ 7.9 ta thấy Uh = 0, áp dụng c«ng thøc Anhstanh λ λ0 7.18 Chän D hc hc = + eU h suy nÕu gi¶m bíc sãng chùm xạ chiếu tới catôt Hớng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh động ban đầu cực đại electron quang điện tăng lên 7.19 Chọn B Hớng dẫn: Hiệu điện hÃm hiệu điện âm cần đặt catôt anôt tế bào quang điện để vừa đủ triệt tiêu dòng quang điện 7.20 Chọn C Hớng dẫn: Theo định luật quang điện thứ 3: Động ban đầu cực đại electron quang điện không phụ thuộc cờng độ chùm sáng kích thích mà phụ thuộc vào bớc sóng ánh sáng kích thích chất kim loại 7.21 Chọn D Hớng dẫn: Chùm sáng đơn sắc 7.22 Chọn B Hớng dẫn: Phôton hay lợng tử 7.23 Chọn A Hớng dẫn: Đây biểu thức Anhxtanh 7.24 Chọn C Hớng dẫn: Công điện trờng hiệu điện hÃm sinh động ban đầu cực đại êlectron quang điện I = 7.25 Chọn C Híng dÉn: TÝnh chÊt h¹t râ nÐt, giao thoa khó quan sát, tính chất sóng rõ nét giao thoa dễ quan sát 7.26 Chọn D Hớng dẫn: Năng lợng phôton ánh sáng đợc tính theo công thức = hf, lợng phôton phụ thuộc vào tần số phôton Do kết luận: Các photon có lợng chúng lan truyền víi vËn tèc b»ng nhau” lµ sai 7.27 Chän D.Hớng dẫn: Vận tốc ban đầu cực đại quang electron đợc tính theo công thức: eU h = mv max , suy v0max = 8,2.105m/s 7.28 Chọn B Hớng dẫn: áp dụng công thøc Anhstanh hc hc = + v max , suy v0max = 4,67.105m/s λ λ0 7.29 Chọn C Hớng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh 7.30 Chän A hc = A + eU h ta suy A = 2,38eV λ hc hc = + eU h suy λ0 = 0,521µm λ λ0 7.31 Chọn A.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn làm tơng tự câu 7.23 7.32 Chọn C.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn làm tơng tự câu 7.22 hc hc = + eU h suy Uh = – 0,6V 7.33 Chän D.Híng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh 7.34 Chọn B Hớng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh Hớng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh cầu cô lập điện có điện cực đại V max lµ hc hc = + eVmax λ λ0 , ta suy Vmax = 2,07V hc = 4,14eV λ0 7.36 Chọn A.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn làm tơng tự câu 7.27 7.37 Chọn B.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn làm tơng tự câu 7.32 7.38 Chọn D.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn làm tơng tự câu 7.32 7.39 Chọn A.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn làm tơng tự câu 7.34 hc + eU h suy f = 6,28.1014Hz 7.40 Chọn D.Hớng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh hf = λ0 7.41 Chän A.Híng dÉn: Xem híng dÉn vµ làm tơng tự câu 7.22 7.42 Chọn A.Hớng dẫn: Khi dòng quang điện đạt giá trị bÃo hoà tất electron bứt khỏi catôt anôt, dòng điện qua tế bào quang điện không đổi đợc tính theo công thức Ibh = n.e víi n lµ sè electron chun qua tÕ bµo quang ®iÖn 1s, e = 1,6.10-19C Suy sè electron bứt khỏi catôt 1s n = 1,875.10 13 7.43 Chọn D Hớng dẫn: - Cờng độ dòng ®iƯn b·o hoµ Ibh = n.e víi n lµ sè electron chuyển qua tế bào quang điện 1s, e = 1,6.10-19C - Khi dòng quang điện bÃo hoà tất electron bứt khỏi catôt vỊ an«t, suy sè electron bøt khái cat«t 1s n - Hiệu suất xạ lợng tử H, suy số phôton đập vào catôt 1s n1 = n/H - Công suất chùm sáng chiếu tới catôt P = n1. = n/H = 20,7.10-6W 7.44 Chän C.Híng dÉn: Xem quang dÉn 7.45 Chọn D.Hớng dẫn: Xem tợng quang điện 7.46 Chọn A.Híng dÉn: Xem pin quang ®iƯn 7.47 Chän A.Híng dÉn: Đó định nghĩa 7.48 Chọn B Hớng dẫn: Theo định luật quang điện 1: Để chất bán dẫn trở thành vật dẫn xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có bớc sóng nhỏ giá trị tơng đơng xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có tần số lớn giá trị f0 ( f0 phụ thuộc vào chất chất bán dẫn) 7.49 Chọn B Híng dÉn: k0 thay ®ỉi theo nhiƯt ®é 7.50 Chọn C Hớng dẫn: Theo định nghĩa: Hiện tợng quang điện tợng electron liên kết đợc giải phóng thành electron dẫn chất bán dẫn đợc chiếu xạ có bớc sóng thích hợp 7.51 Chọn B.Hớng dẫn: Quang trở linh kiện bán dẫn hoạt động dựa tợng quang điện c 7.52 Chän D.Híng dÉn: Bíc sãng cđa chïm s¸ng chiÕu tới catôt = , ta tính đợc = 0,67μm λ2 = 6μm λ3 = f 4,61μm λ1 = 0,5m So sánh bớc sóng xạ với giới hạn quang điện ta thấy tợng quang ®iƯn chØ x¶y víi bíc sãng λ4 hc hc = 7.53 Chọn A.Hớng dẫn: Công thoát electron lµ A = λ0 A 7.45 Chän C 7.35 Chän C.Hớng dẫn: Công thoát kim koại làm catôt A = Hớng dẫn: Điểm khác mẫu nguyên tử Bo với mẫu nguyên tử Rơ-dơ-pho trạng thái có lợng ổn định 7.46 Chọn D Hớng dẫn: Nội dung tiên đề Bo: Trạng thái dừng trạng thái mà nguyên tử tồn khoảng thời gian xác định mà không xạ lợng 7.47 Chọn C Hớng dẫn: Nội dung tiên ®Ị cđa Bo vỊ sù hÊp thơ vµ bøc xạ lợng nguyên tử là: Mỗi chuyển trạng thái dừng nguyên tử xạ hấp thụ photon có lợng độ chênh lệch lợng hai trạng thái 7.48 Chọn B hc Hớng dẫn: áp dụng tiên đề Bo: = = E m − E n , ®èi víi nguyên tử hiđrô ta có hc hc = E − E1 vµ = E − E suy bíc sãng cđa v¹ch thø hai d·y Laiman lµ λ31 cã λ 21 λ 32 hc hc hc = + , λ31 = 0,1029µm λ 31 λ 32 λ 21 7.49 Chän A Híng dÉn: D·y Laiman quang phổ hiđrô nằm vùng tử ngoại DÃy Banme có phần nằm vùng tử ngoại, phần nằm vùng ánh sáng nhìn thấy DÃy Passen n»m vïng hång ngo¹i 7.50 Chän D Híng dÉn: Xem híng dÉn c©u 7.48 7.51 Chän C Híng dÉn: Xem híng dÉn c©u 7.48 7.52 Chän B Híng dÉn: Các vạch thuộc dÃy Laiman ứng với chuyển electron từ quỹ đạo quỹ đạo K Các vạch thuộc dÃy Banme ứng với chuyển electron từ quỹ đạo quỹ đạo L Các vạch thuộc dÃy Passen ứng với chuyển electron từ quỹ đạo quỹ đạo M 7.53 Chän C Híng dÉn: Xem híng dÉn vµ lµm tơng tự câu 7.48 7.54 Chọn D Hớng dẫn: Xem tiên đề Bo 7.55 Chọn A Hớng dẫn: Tiên đề Bo 7.56 Chọn C Hớng dẫn: Xem tạo thành dÃy quang phổ Hyđrô 7.57 Chọn C Hớng dẫn: Điểm khác mẫu nguyên tử Bo với mẫu nguyên tử Rơ-dơ-pho trạng thái có lợng ổn định 7.58 Chọn D Hớng dẫn: Nội dung tiên đề Bo: Trạng thái dừng trạng thái mà nguyên tử tồn khoảng thời gian xác định mà không xạ lợng 7.59 Chọn C Hớng dẫn: Nội dung tiên đề Bo hấp thụ xạ lợng nguyên tử là: Mỗi chuyển trạng thái dừng nguyên tử xạ hấp thụ photon có lợng độ chênh lệch lợng hai trạng thái 7.60 Chọn B hc Hớng dẫn: áp dụng tiên đề Bo: ε = = E m − E n , ®èi với nguyên tử hiđrô ta có hc hc = E − E1 vµ = E − E suy bíc sãng cđa v¹ch thø hai d·y Laiman lµ λ31 cã λ 21 λ 32 hc hc hc = + , λ31 = 0,1029µm λ 31 λ 32 λ 21 7.61 Chän A Híng dÉn: D·y Laiman quang phổ hiđrô nằm vùng tử ngoại DÃy Banme có phần nằm vùng tử ngoại, phần nằm vùng ánh sáng nhìn thấy DÃy Passen n»m vïng hång ngo¹i 7.62 Chän D Híng dÉn: Xem híng dÉn c©u 7.61 7.63 Chän C Híng dÉn: Xem híng dÉn c©u 7.61 7.64 Chän C Hớng dẫn: Xem hớng dẫn làm tơng tự câu 7.47 7.65 Chän A Híng dÉn: Xem híng dÉn vµ làm tơng tự câu 7.47 7.66 Chọn B Hớng dẫn: Xem hớng dẫn làm tơng tự câu 7.47 7.67 Chọn C Hớng dẫn: Theo định luật Bu-ghe - Lam-be 7.68 Chọn D Hớng dẫn: Kính lọc sắc đỏ cho bớc sóng nhỏ 0,64àm, nên dùng ánh sáng tím cho màu đen 7.69 Chọn C Hớng dẫn: Theo tÝnh chÊt cđa sù hÊp thơ läc lùa ¸nh s¸ng 7.70 Chän D Híng dÉn: Nh c©u 7.58 7.71 Chän B.Hớng dẫn: Xem màu sắc vật SGK 7.72 Chän B.Híng dÉn: Xem tÝnh chÊt cđa sù ph¸t quang 7.73 Chän C.Híng dÉn: Xem tÝnh chÊt cđa sù ph¸t quang 7.74 Chọn C.Hớng dẫn: Mỗi vật phát quang cho quang phổ riêng, phụ thuộc vào chất chÊt ph¸t quang 7.75 Chän C.Híng dÉn: Xem tÝnh chÊt cđa sù ph¸t quang 7.76 Chän D.Híng dÉn: Tia laze có công suất khác 7.77 Chọn D.Hớng dẫn: Theo nguyên tắc tạo laze rubi 7.78 Chọn C Híng dÉn: HiƯu st < 7.79 Chän C Hớng dẫn: Theo nguyên tắc hoạt động laze rubi 7.80 Chọn D.Hớng dẫn: Để tạo cộng hởng khoảng cách gờng phải khác lẻ lần phần từ bớc song (điều kiện có biên độ dao động cực tiĨu) 7.81 Chän A.Híng dÉn: ThĨ tÝch thÐp cÇn nÊu ch¶y: V = πd e = 1,57.10 −9 m Khối lợng thép cần nấu chảy: V = m.D = 122,46.10-7 kg Nhiệt lợng cần thiết để đa khối thép lên điểm nóng chảy: Q1 = m.C(TC - T0) = 6,257 J Nhiệt lợng cần thiết để đa khối thép chuyển từ thể rắn sang lỏng là: Q2 = m.L = 3,306J Thêi gian khoang thÐp lµ: t = Q1 + Q = 1,1563s ≈ 1,16s P 7.82 Chọn B Hớng dẫn: Khối lợng nớc cần bốc hơi: m = V.D = 10-6 kg Nhiệt lợng cần thiết để đa khối lợng nớc từ 370C đến điểm sôi: Q1 = mC(100-37) = 0,26334J Nhiệt lợng cần thiết để làm khối lợng nớc chuyển từ lỏng sang khÝ: Q2 = mL = 2,26 J NhiƯt lỵng níc cần bốc là: Q = Q1 + Q2 = 2,52 J 7.83 Chän D Híng dÉn: Xem bµi 7.71 Nhiệt lợng vùng mô bị chiếu nhân từ tia laze 1s: Q' = P.1 = 10J ThĨ tÝch níc bèc h¬i 1s: V' = Q'/Q = 3,963 mm2 Chiều dài vết cắt 1s: L' = v.1 = 5mm DiƯn tÝch vÕt c¾t 1s: S = 2r.L = 1mm Chiều sâu cực đại vết cắt: h = V'/S = 3,963 mm 7.84 Chän B.Híng dÉn: L = c.t = 4.108 m 7.85 Chän B Híng dẫn: Gọi D0 D đờng kính chùm ánh sáng mặt gơng bán mạ ảnh' H h khoảng cách từ đỉnh góc mở đến gơng bán mạ từ gơng bán mạ đến ảnh; góc mở chïm s¸ng Ta cã: D0 = h.α D H+h h = = + D = D0 + h.α = 2,8 mm D0 H H α 7.76 Chän A Hớng dẫn: Xem câu 7.74 Diện tích vệt sáng: S = Cờng độ sáng điểm màn: I = H π.D = 616.10 −8 m P = 8,12.10 W / m S 7.87 Chọn A Hớng dẫn: Xem câu 7.75 Số phôton đập vào ảnh 1s: N = D Do P Pλ = = 1,29.1018 hat hf hc h 7.88 Chän B Hớng dẫn: Năng lợng ion hoá nguyên tử hiđrô lợng cần cung cấp cho nguyên tử để electron trạng hc = E E1 = 13,6eV , từ tính đợc = thái (quỹ đạo K) chuyển quỹ đạo xa hạt nhân (ở vô cùng) Có 0,0913àm 7.89 Chọn C Hớng dẫn: áp dụng định lí động năng: Độ biến thiên động công điện trêng A = UAK.e = ∆W® = W®2 - W®1 = Wđ2 = Wđ Từ tìm Wđ 7.90 Chän B hc = eU AK , Híng dÉn: Bíc sóng ngắn chùm tia X mà ống Rơnghen phát đợc tính theo công thức: suy λmin = 82,8.10-12m 7.91 Chän D Híng dÉn: Cêng độ dòng điện ống Rơnghen I = n.e với n số electron đến đạp vào đối catôt 1s Số I electron đến đạp vào đối catôt 1phót lµ 60 = 2,4.1017 e 7.92 Chän B Híng dÉn: TÇn sè lín nhÊt chïm tia X mà ống Rơnghen phát đợc tính theo công thức: hfmax = eU AK suy UAK = 12,4 kV Chơng 8: thuyết tơng đối I Hệ thống kiến thức chơng: 1) Thuyết tơng đối hẹp: a Các tiên đề Anhxtanh - Hiện tợng vật lý xảy nh mäi hƯ quy chiÕu qu¸n tÝnh, hay phơng trình biểu diễn tợng vật lí hệ quy chiếu quán tính có dạng - Vận tốc ánh sáng chân ®é lín c mäi hƯ quy chiÕu qu¸n tÝnh c giới hạn vận tốc vật lý c = 299792458 m/s (c ≈ 3.108 m/s) b Mét số kết thuyết tơng đối v2 c2 - Đồng hồ gắn với quan sát viên chuyển động chạy chậm đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên - Đội dài bị co lại dọc theo phơng chuyển động nó: l = l v2 ; t0 khoảng thời gian gắn với quan sát viên đứng yên c2 2) Hệ thức Anh-xtanh lợng khối lợng t = ∆t − a) Khèi lỵng cđa vËt chun động với vận tốc v (khối lợng tơng đối tính) lµ: m= m0 1− v2 , c2 víi m0 lµ khối lợng nghỉ (khối lợng vận tốc không) b) Hệ thức Anhxtanh lợng khối lợng: Nếu vật có khối lợng m có lỵng E tØ lƯ víi m: E = mc = m 0c − v2 = m 1 − c c NÕu v Mµ: v Suy m P = m P − 1− c c c λ cλ c c + Víi v = c th×: mP0 = + Động lợng phôtôn: p = m P v = h = c III Câu hỏi tập: Chủ đề 1: Thuyết tơng đối hẹp 8.1 Chọn câu Đúng Khi nguồn sáng chuyển động, vận tốc truyền ánh sáng chân giá trị A nhỏ c B lớn c C lớn nhỏ c phụ thuộc vào phơng truyền vận tốc nguồn sáng D c, không phụ thuộc vào phơng truyền vận tốc nguồn sáng 8.2 Chọn câu Đúng Khi thớc chuyển động theo phơng chiều dài nó, độ dài thớc v2 A d·n theo tØ lÖ − c B co l¹i tØ lƯ víi vËn tèc cđa thíc C d·n phơ thc vµo vËn tèc cđa thíc v2 D co l¹i theo tØ lƯ − c 8.3 Mét chiÕc thíc cã chiỊu dài 30cm, chuyển động với vận tốc v = 0,8c theo chiều dài thớc co lại là: A 10cm B 12cm C 15cm D 18cm 8.4 Ngêi quan sát đồng hồ yên đợc 50 phút, thời gian ngời quan sát chuyển động với vận tốc v = 0,8c thấy thời gian đồng hồ là: A 20 B 25 C 30 D 40 8.5 Sau 30 ®ång hå chun ®éng với vận tốc v = 0,8c chạy chậm đồng hồ gắn với ngời quan sát đứng yên là: A 20 B 25 phót, C 30 D 35 phút 8.6 Điều dới đúng, nói tiên đề Anh-xtanh? A) Các tợng vật lí xảy nh hệ quy chiếu quán tính B) Phơng trình diễn tả tợng vật lý có dạng hệ quy chiÕu qu¸n tÝnh C) VËn tèc ¸nh s¸ng chân không hệ qui chiếu quán tính có giá trị c, không phụ thuộc vào vận tèc cđa ngn s¸ng hay m¸y thu D) A, B C Chủ đề Hệ thức Anh-xtanh 8.7 Điền vào ô trống: Cơ học Newton a) Phơng trình chuyển động: m d v d( m v ) = =F dt dt b) Xung lỵng: p= c) Khối lợng: m* = d) Động năng: e) lợng nghỉ: f) Liên hệ lợng động lợng 8.8 Chọn câu Đúng Cơ học tơng đối tính mv v2 1− c m v2 1− c 2 mc − 1 1− v c2 p2 Wd = 2m Theo thuyết tơng đối, khối lợng tơng đối tính vật có khối lợng nghỉ m0 chuyển động với vận tốc v là: v2 A m = m 1 − c − 2 B m = m 1 − v c v2 D m = m 1 − c 2 C m = m 1 − v c 8.9 Chọn câu Đúng Hệ thức Anh-xtanh khối lợng lợng là: m m A W = B W = mc C W = D W = mc2 c c 8.10 Mét h¹t cã động năng lợng nghỉ Vận tốc hạt là: A 2.108m/s B 2,5.108m/s C 2,6.108m/s D 2,8.108m/s 8.11 Vận tốc êlectron tăng tốc qua hiệu điện 10 V là: A 0.4.108m/s; B 0.8.108m/s; C 1,2.108m/s; D 1,6.108m/s 8.12 Động êléctron có động lợng p là: A Wd = c p + (mc) ; B Wd = c p + (mc) + mc ; C Wd = c p + (mc) − mc ; D Wd = 8.13 VËn tốc êléctron có động lợng p lµ: c A v = (mc) − p pc C v = (mc) − p ; B v = ; D v = p + (mc) c (mc) + p pc (mc) + p 8.14 Một hạt có động tơng đối tính gấp lần động cổ điển (tính theo học Newton) Vận tốc hạt lµ: A v = c ; B v = c ; C v = c ; D v = 8.15 Một hạt có động năng lợng nghỉ Vận tốc là: A 2,6.108m/s; B 1,3.108m/s; C 2,5.108m/s; 8.16 Động lợng hạt có khối lợng nghỉ m, động K là: K − 2mK ; c A p = D 1,5.108m/s K + 2mK ; c B p = K + mK ; c C p = 2c K − mK c D p = Đáp án chơng 8.1 Chọn D 8.2 Chọn D 8.3 Chän D 8.4 Chän C 8.5 Chän A 8.6 Chän B 8.8 Chän D 8.9 Chän D 8.10 Chän C 8.11 Chän C 8.12 Chän C 8.13 Chän D 8.14 Chän B 8.15 Chän A 8.16 Chän B Híng dẫn giải trả lời chơng 8.1 Chọn DHớng dẫn: Theo tiên đề Anh-xtanh 8.2 Chọn DHớng dẫn: Theo công thức chiều dài vật chuyển động v2 8.3 Chän DHíng dÉn: − = 0,6 => l = 0,6.30cm = 18cm c ∆l v2 8.4 Chän CHíng dÉn: − = 0,6 => ∆l = = 50 => ∆l0 = ∆l.0,6 = 30 0,6 c ∆l 30 v2 = = 50 => ∆t - ∆t0 = 20 = 0,6 => ∆l = 0,6 0,6 c 8.6 Chän BHíng dÉn: Theo hƯ thøc Anh-xtanh thø nhÊt 8.5 Chän AHíng dÉn: − 8.7 C¬ häc Newton a) Phơng trình chuyển động: m Cơ học tơng đối tính d mv =F dt v2 1− c2 d v d( m v ) = =F dt dt b) Xung lỵng: p = mv p= mv v2 c2 m c) Khối lợng: m d) Động năng: m* = v2 1− c mv 2 e) lợng nghỉ: f) Liên hệ lợng động lợng mc − 1 1− v c2 mc2 Wd = W = p + (mc) c p2 2m − =x x 8.9 Chän D Híng dÉn: Theo hƯ thøc Anh-xtanh 8.10 Chän C 8.8 Chän B Híng dÉn: Híng dÉn: W = Wd + m c = 2m c = m 0c 1− => = v c2 1− => v = v c2 c ≈ 2,6.108 m / s 8.11 Chän C v − 1mc = eU , víi β = => Híng dÉn: Wd = − β2 c => − β2 = eU 1+ mc => 1 − β2 = eU 1 + mc => β2 = − 1− β =1+ = 0,163432 eU 1 + mc eU mc => β = 0,4 v = 3.108.0.4 = 1,2.108m/s 8.12 Chän C Híng dÉn: W = mc − β2 ; p= mv 1− β 2 m 2v W W + m c => = p + ( mc) = 1− β c c Suy ra: Năng lợng toàn phần: W = c p + (mc) động năng: Wd = c p + (mc) − mc 8.13 Chän D p β ( mc) − β2 1 (mc) +1 = = − Suy ra: = Híng dÉn: mc = => − β2 β p2 p2 β2 β v p pc p2 v= = => β = 2 => c 2 => (mc) + p (mc) + p (mc) + p 8.14 Chän B mv = 2v v c Híng dÉn: => − v = => = => v = v2 c 1− c 2 c 8.15 Chän A Híng dÉn: W = Wd + mc => 2mc = mc 1− β => = 1 − β2 => − β2 = => β = 2 => v 3 => v = c = = 2,595.10 m / s c 2 8.16 Chän B Híng dÉn: W = p + (mc) => W = c p + (mc) ; K + mc = c p + (mc) c 2 K K K => + mc = p + (mc) => + 2mK = p => p = + 2mK c c c Chơng 9: hạt nhân nguyên tử I Hệ thống kiến thức chơng: 1) Cấu tạo hạt nhân nguyên tử: + Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ prôtôn (p) (mang điện tích nguyên tố dơng), nơtron (n) (trung hoà điện), gọi chung nuclôn, liên kết với lực hạt nhân, lực tơng tác mạnh, lực hút nuclôn, có bán kính tác dụng ngắn ( r < 10-15 m) + Hạt nhân nguyên tố ô thứ Z bảng HTTH, có nguyên tử số Z chứa Z prôton (còn gọi Z điện tích hạt nhân) N nơtron; A = Z + N đợc gọi A số khối Các nguyên tử mà hạt nhân có số prôton Z, nhng có số nơtron N (số khối A) khác nhau, gọi đồng vị Có hai loại đồng vị bền đồng vị phóng xạ 235 + Kí hiệu hạt nhân: Cách (thờng dùng): A X , vÝ dơ 92 U Z X hc ·X A ; Cách (văn bản): XA ví dụ: C12, C14, U238 + Đơn vị khối lợng nguyên tử u có trị số khối lợng ®ång vÞ 12 C ; 12 m u = nguyentuC12 = = 1,66055.10 −27 kg ; NA lµ số avôgađrô NA = 5,023.1023/mol; u xấp xỉ khối lợng 12 NA Cách (ít dùng): A nuclon, nên hạt nhân có số khối A có khèi lỵng xÊp xØ b»ng A(u) + Khèi lỵng cđa hạt: - Prôton: mp = 1,007276 u; nơtron: mn = 1,008665 u; - ªlectron: me = 0,000549 u + Kích thớc hạt nhân: hạt nhân có bán kính R = 1,2.10 15.A (m) + Đồng vị: hạt nhân chứa số prôton Z (có vị trí HTTH), nhng có số nơtron khác 2) Năng lợng liên kết, lợng liên kết riêng: + Độ hụt khối: Độ giảm khối lợng hạt nhân so với tổng khối lợng nuclon tạo thµnh ∆m = m0 - m = Z.mP + (A-Z).mn - m; m khối lợng hạt nhân, cho khối lợng nguyên tử ta phải trừ khối lợng êlectron + Năng lợng liên kết (NNLK) : E = m.c2 - Độ hụt khối lớn NNLK lớn Hạt nhân có lợng liên kết lớn bền vững - Tính lợng liên kết theo MeV: E = khối lợng(theo u)ìgiá trị 1u(theo MeV/c2) - Tính lợng theo J: E = lợng(theo MeV) ì 1,6.10-13 + Năng lợng liên kết riêng (NLLKR) lợng liên kết cho nuclon = E A Hạt nhân có lợng liên kết riêng lớn bền vững + Đơn vị lợng là: J, kJ, eV, MeV Đơn vị khối lợng là: g, kg, J/c2; eV/c2; MeV/c2 MeV MeV MeV = 1,7827.10 −30 kg ; 1kg = 0,5611.1030 ; 1u 931,5 (tuỳ theo đầu cho) c c c 3) Phóng xạ a) Hiện tợng hạt nhân bị phân rÃ, phát tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác gọi t ợng phóng xạ Đặc điểm phóng xạ: trình biến đổi hạt nhân, không phụ thuộc vào yếu tố bên (nhiệt độ, áp suất, môi trờng xung quanh) mà phụ thuộc vào chất hạt nhân (chất phóng xạ) b) Tia phóng xạ không nhìn thấy, gồm nhiều loại: , -, +, + Tia anpha () hạt nhân hêli He Mang ®iƯn tÝch +2e, chun ®éng víi vËn tèc ban đầu khoảng 2.10 m/s Tia làm iôn hoá mạnh nên lợng giảm nhanh, không khí đợc khoảng 8cm, không xuyên qua đợc bìa dày 1mm + Tia bêta: phóng với vận tốc lớn gần vận tốc ánh sáng Nó làm iôn hoá môi trờng nhng yếu tia Trong không khí đợc vài trăm mét xuyên qua nhôm dày cỡ mm có hai loại: - Bê ta trừ - electron, kí hiệu e - Bêta cộng + pôzitron kí hiệu dơng +1 e , có khối lợng với êletron nhng mang điện tích +e gọi êlectron - Tia sóng điện từ có bớc sóng ngắn (ngắn tia X) cỡ nhỏ 10 -11m Nó có tính chất nh tia X, nhng mạnh Có khả đâm xuyên mạnh, nguy hiểm cho ngời Chú ý: Mỗi chất phóng xạ phãng mét tia: hc α, hc β-, + kèm theo tia Tia giải phóng lợng chất phóng xạ c) Định luật phóng xạ: (2 cách) + Mỗi chất phóng xạ đợc đặc trng thời gian T gọi chu kỳ phân rà Cứ sau thời gian T nửa số hạt nhân biến đổi thành hạt nhân khác N(t) = N0.2-k với k = − ©m t ln hay N(t) = N0.e-λt; λ = số phóng xạ ln2 = 0,693 T T Khối lợng chất phóng xạ: m(t) = m0 e-t; hay m(t) = m0.2-k + Trong trình phân rÃ, số hạt nhân (khối lợng) phóng xạ giảm với thời gian theo định luật hàm số mũ với số mũ Chu kỳ bán rà T chất phóng xạ thời gian sau số hạt nhân lợng chất nửa số hạt nhân ban đầu N0 Số hạt nhân N khối lợng m chất phóng xạ giảm với thời gian t theo định luật hàm số mũ: N (t ) = N e − λt , m( t ) = m e − λt , λ lµ h»ng số phóng xạ, tỉ lệ nghịch với chu kỳ bán r·: λ = ln 0,693 = T T d) Độ phóng xạ chất phóng xạ đợc xác định số hạt nhân phân rà gi©y t − ∆N + KÝ hiƯu H: H = H = − = λ.N e −λt = λ.N T ∆t Hay H = λ.N; H0 = N0 độ phóng xạ ban đầu Độ phóng xạ lợng chất số hạt nhân nhân với số phóng xạ e) Trong phân rà hạt nhân lùi hai ô bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ - Trong phân rà - + hạt nhân tiến lùi ô bẳng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ - Trong phân rà hạt nhân không biến đổi mà chuyển từ mức lợng cao xuống mức lợng thấp - Vậy hạt nhân phóng tia - + kèm theo tia f) Có đồng vị phóng xạ tự nhiên nhân tạo Đồng vị phóng xạ nhân tạo cò tính chất với đồng vị bền nguyên tố + ứng dụng: phơng pháp nguyên tử đánh dấu: y khoa (chẩn đoán chữa bệnh), sinh học nghiên cứu vận chuyển chất; khảo cổ: xác định tuổi cổ vật dùng phơng pháp cácbon14 (có T = 5730 năm), 4) Phản ứng hạt nhân: a) Phản ứng hạt nhân tơng tác hai hạt nhân dẫn đến biến đổi chúng thành hạt khác + Phơng trình tổng quát: A + C C + D A, B hạt tơng tác, B, C hạt sản phẩm (tạo thành) 0 1 Một hạt ( He ), −1 e , +1 e , n , p (hay H ) + Phóng xạ loại phản ứng hạt nhân đặc biệt phơng trình phản ứng: A B + C + Phản ứng hạt nhân nhân tạo tạo nên đồng vị phóng xạ nhân tạo b) Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân: + Định luật bảo toàn nuclon (số khối A): Tơng tác hạt nhân tơng tác nuclon, prôton biến đổi thành nơtron ngợc lại; tổng số prôton nơtron nuclon không đổi A1 + A2 = A3 + A4 + Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z): Tơng tác hạt nhân tơng tác hệ kín (cô lập) điện, nên điện tích bảo toàn (tổng điện tích trớc sau phản ứng nhau) Z1 + Z2 = Z3 + Z4 + Định luật bảo toàn động lợng: Tơng tác hạt nhân tơng tác hệ kín (cô lập) nên động lợng bảo toàn (động lợng trớc sau phản ứng nhau) p A + p B = p C + p D hay m A v A + m B v B = m C v C + m D v D + Định luật bảo toàn lợng toàn phần (Gồm lợng nghỉ lợng thông thờng khác nh động năng, nhiệt ): phản ứng hạt nhân, lợng toàn phần không đổi (năng lợng trớc sau phản ứng nhau) M0c2 + E1 = Mc2 + E2 Víi M0 = mA + mB; M = mC + mD; E1 động hạt trớc phản ứng, E2 động hạt sau phản ứng lợng khác + Trong phản ứng hạt nhân định luật bảo toàn khối lợng: khối lợng hạt trớc sau phản ứng không nhau, độ hụt khối hạt nhân không giống c) Quy tắc dịch chuyển phóng xạ: A A + Phãng x¹ α: Z X → He+ Z 2Y hạt nhân tạo thành lùi ô số khối giảm đơn vị X e+ ZA1Y + hạt nhân tạo thành tiến ô, số khối không đổi + A A + Phóng xạ bêta cộng + : Z X +1 e+ Z1Y + hạt nhân tạo thành lùi ô, số khối không đổi + Phóng xạ bªta trõ β- : A Z ... (hay hệ vật) không momen động lợng vật (hay hệ vật) đợc bảo toàn I11 = I12 hay I = const 8) Vật rắn chuyển động tịnh tiến: áp dụng định luật II Niutơn: F = m.a ; 9) Động vật rắn: + Động vật rắn... tốc vật đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân B Gia tốc vật đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân C Vận tốc vật đạt giá trị cực tiểu vật hai vị trí biên D Gia tốc vật. .. phơng nằm ngang Các câu hỏi tập tổng hợp kiến thức 2 .120 Con lắc lò xo gồm vật m lò xo k dao động điều hoà, mắc thêm vào vật m vật khác có khối l ợng gấp lần vật m chu kỳ dao động chúng A tăng lên