ôn thi tốt nghiệp môn Lý: tóm tắt lý thuyết, dạng bài tập

ôn thi tốt nghiệp môn Lý: tóm tắt lý thuyết, dạng bài tập tham khảo

1 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý MỞ ĐẦU Vật lý khoa học nghiên cứu quy luật vận động tự nhiên, từ thang vi mô (các hạt cấu tạo nên vật chất) thang vĩ mô (các hành tinh, thiên hà vũ trụ) Đối tượng nghiên cứu vật lý bao gồm vật chất, lượng, không gian thời gian Vật lý xem ngành khoa học định luật vật lý chi phối tất ngành khoa học tự nhiên khác Điều có nghĩa ngành khoa học tự nhiên sinh học, hóa học, địa lý học, khoa học máy tính nghiên cứu phần cụ thể tự nhiên phải tuân thủ định luật vật lý Ví dụ, tính chất hoá học chất bị chi phối định luật vật lý học lượng tử, nhiệt động lực học điện từ học Vật lý có quan hệ mật thiết với tốn học Các lý thuyết vật lý bất biến biểu diễn dạng quan hệ toán học, xuất toán học thuyết vật lý thường phức tạp ngành khoa học khác Vật lý, chứa trừu tượng, cách mà người nhìn nhận, đánh giá giới xung quanh Trong giới ấy, logic, toán học công cụ chiếm ưu Nên vật lý rất khó cảm nhận Tuy nhiên khó vượt qua cách dễ dàng cách tiếp cận Vật lý đầu óc ngây thơ kèm với tính hồi nghi! Tại phải ngây thơ, ngây thơ để bắt đầu chấp nhận lắng nghe; để không bị thứ tâm lý vụng vặt cản trở, để có trừu tượng cao nhất! Hồi nghi để ln hỏi sao, để ln ln rừ rng v chớnh xỏc! Môn vật lý chiếm giữ vị trí quan trọng việc phát triển lực t- sáng tạo, hình thành kỹ năng, kỹ xảo cho học sinh Nó môn khoa học thực nghiệm có liên hệ mật thiết với t-ợng tự nhiên đ-ợc ứng dụng nhiều sống Qua việc học môn học này, học sinh biết vận dụng kiến thức để liên hệ thực tiễn cải tạo thiên nhiên Hiện giáo dục đà tiến hành thay sách giáo khoa Đối với môn vật lý, học sinh không tiếp thu kiến thức mang tính hàn lâm cao nh- tr-ớc mà tăng c-ờng thực hành, tự tìm hiểu để rút vấn đề cần lĩnh hội Với cách học này, tập đóng vai trò quan trọng, giúp học sinh hiểu sâu chất vật lý t-ợng Để từ biết vận dụng kiến thức để ứng dụng đời sống kü tht Vì tơi soạn tập lớp 12 với mục đích Khi làm tập tập học sinh có được: - Học sinh hiểu lý thuyết giải tập chương trình 12 - Học sinh giải hiểu tất dạng tập theo chương trình chuẩn lớp chương trình 12 (bảy chương) - Học sinh hiểu làm tập nâng cao, chuẩn bị cho kỳ thi THPT quốc gia - Quan trọng có đầy đủ kiến thức để thi kỳ thi THPT quốc gia đạt từ 5,5 điểm trở lên HỌC TRÕ Vui chơi giới hạn trò Việc học chuyên tâm vơi Nghĩa mẹ công cha ngàn biển rộng Ơn thầy lộc nước vạn trùng khơi Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học môn Lý Ăn chơi trác táng đừng nên vướng Học tập chăm ngoan phúc đời Nếu thuận lời thầy trị tiến Bằng khơng đáng kẻ rong chơi Vì thời gian trị đời hữu hạn, trò già đi, chắn trị khơng muốn trở thành người già chìm đắm hối tiếc khứ bị bỏ lỡ Vì làm để khẳng định tồn mình, làm tất để thực ao ước Chúc trị học thật tốt Thầy Thảo CẤU TRƯC ĐỀ THI 2015 I- Phần chung cho tất thí sinh khơng có phần riêng(50 câu): - Dao động cơ: 10 câu - Sóng cơ: câu - Dịng điện xoay chiều: câu - Dao động sóng điện từ: câu - Sóng ánh sáng: câu - Lượng tử ánh sáng: câu - Hạt nhân nguyên tử: câu CHÖ Ý VỀ MỘT SỐ NỘI DUNG GIẢM TẢI SGK VẬT LÝ 12: - Dao động cơ: Bài toán lắc đơn không sử dụng đến công thức tính vận tốc v=2gl(cosα−cosαo) Điện xoay chiều: + Bỏ phần kiến thức liên quan đến cách mắc mạch ba pha hình hình tam giác đồng nghĩa với việc loại bỏ tốn dùng cơng thức Ud=3√Up,… + Phần động không đồng cần nhớ định nghĩa động không đồng ba đặc điểm động (tốc độ góc khung dây nhỏ tốc độ góc từ trường quay) - Mạch dao động điện từ: Bỏ phần thuyết điện từ Max-oen, hai giả thuyết maxoen nắm giả thuyết từ trường biến thiên - Lượng tử ánh sáng: Chỉ yêu cầu học sinh nắm định nghĩa Laze đặc điểm laze (có đặc điểm) Từ vi mơ đến vĩ mơ: Bỏ hồn tồn Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học môn Lý CHƢƠNG – DAO ĐỘNG CƠ I DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ - MỘT SỐ CÁCH GIẢI TRUYỀN THỐNG Phương trình dao động: x = Acos(t + ) Vận tốc tức thời: v = -Asin(t + )  v chiều với chiều chuyển động (vật chuyển động theo chiều dương v>0, theo chiều âm v T/2 T Tách t  n  t ' T n  N ;0  t '  * Ths Trần Văn Thảo M2 P  A -A P2 O P -A x O  A P DĐ: 0934040564 x M1 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học môn Lý Trong thời gian n T quãng đường ln 2nA Trong thời gian t‟ qng đường lớn nhất, nhỏ tính + Tốc độ trung bình lớn nhỏ khoảng thời gian t: vtbMax  S Max S vtbMin  Min với SMax; SMin tính t t 14 Các bước lập phương trình dao động dao động điều hồ (chủ yếu dùng phương pháp bấm máy tính): * Tính  * Tính A  x  Acos(t0   )  * Tính  dựa vào điều kiện đầu: lúc t = t0 (thường t0 = 0)  v   Asin(t0   ) Lƣu ý: + Vật chuyển động theo chiều dương v > 0, ngược lại v < + Trước tính  cần xác định rõ  thuộc góc phần tư thứ đường tròn lượng giác (thường lấy -π <  ≤ π) 15 Các bước giải toán tính thời điểm vật qua vị trí biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) lần thứ n * Giải phương trình lượng giác lấy nghiệm t (Với t >  phạm vi giá trị k ) * Liệt kê n nghiệm (thường n nhỏ) * Thời điểm thứ n giá trị lớn thứ n Cách khác: + Biểu diễn vịng trịn , xác định vị trí xuất phát + Xác định góc quét Δφ = Δt.ω + Phân tích góc qt Δφ = n1.2π + n2.π + Δφ‟ ; n1 n2 : số nguyên ; ví dụ : Δφ = 9π = 4.2π + π + Biểu diễn đếm vòng tròn - Khi vật quét góc Δφ = 2π (một chu kỳ qua vị trí lần , lần theo chiều dương , lần theo chiều âm ) Lƣu ý:+ Đề thường cho giá trị n nhỏ, cịn n lớn tìm quy luật để suy nghiệm thứ n + Có thể giải tốn cách sử dụng mối liên hệ dao động điều hồ chuyển động trịn 16 Các bước giải tốn tìm số lần vật qua vị trí biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) từ thời điểm t1 đến t2 * Giải phương trình lượng giác nghiệm * Từ t1 < t ≤ t2  Phạm vi giá trị (Với k  Z) * Tổng số giá trị k số lần vật qua vị trí Lƣu ý: + Có thể giải tốn cách sử dụng mối liên hệ dao động điều hoà chuyển động tròn + Trong chu kỳ (mỗi dao động) vật qua vị trí biên lần cịn vị trí khác lần 17 Các bước giải tốn tìm li độ, vận tốc dao động sau (trước) thời điểm t khoảng thời gian t Biết thời điểm t vật có li độ x = x0 Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 Tóm tắt lý thuyết ôn thi đại học môn Lý * Từ phương trình dao động điều hồ: x = Acos(t + ) cho x = x0 Lấy nghiệm t +  =  với     ứng với x giảm (vật chuyển động theo chiều âm v < 0) t +  = -  ứng với x tăng (vật chuyển động theo chiều dương) * Li độ vận tốc dao động sau (trước) thời điểm t giây  x  Acos(t   )  x  Acos(t   )   v   A sin(t   ) v   A sin(t   ) 18 Dao động có phương trình đặc biệt: * x = a  Acos(t + ) với a = const Biên độ A, tần số góc , pha ban đầu  x toạ độ, x0 = Acos(t + ) li độ Toạ độ vị trí cân x = a, toạ độ vị trí biên x = a  A Vận tốc v = x‟ = x0‟, gia tốc a = v‟ = x” = x0” Hệ thức độc lập: a = -2x0 v A2  x02  ( )  * x = a  Acos2(t + ) (ta hạ bậc) Biên độ A/2; tần số góc 2, pha ban đầu 2 19 Tìm chu kỳ tần số thơng qua chứng minh vật dao động hịa Phân tích lực tác dụng lên vật F = -kx - Chọn trục tọa độ Ox, gốc tọa độ VTCB - Xác định lực tác dụng lên vật đứng yên - Xác định lực tác dụng lên vật vị trí  + Biến đổi để rõ hợp lực F   k x + Chiếu biểu thức theo trục Ox + Quan trọng tìm tổng hợp lực tác dụng lên hệ thời điểm Cuối áp dụng định luật II Niuton suy dạng x‟‟ = x ''   x Lúc ta xác định  sau tính T f 20 Tốc độ trung bình vận tốc trung bình S tocdotrungbinh  t x x vantoctrungbinh  sau truoc t 4A Tốc độ trung bình chu kỳ: tocdotrungbinh(T )  T x x 00 0 Vận tốc trung bình chu kỳ: vantoctrungbinh(T )  sau truoc  T T 2A 4A  Tốc độ trung bình nửa chu kỳ: tocdotrungbinh(T / 2)  T /2 T x x A  ( A) A  Vận tốc trung bình chu kỳ: vantoctrungbinh(T / 2)  sau truoc  T /2 T /2 T II CON LẮC LÕ XO – MỘT SỐ CÁCH GIẢI TRUYỀN THỐNG Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý Tần số góc:   f     T 2 2 k 2 m  2 ; chu kỳ: T  ; tần số: m  k k m Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản vật dao động giới hạn đàn hồi 1 Cơ năng: W  m A2  kA2 2 -A l -A l giãn O O A * Độ biến dạng lò xo thẳng đứng vật VTCB: l mg  T  2 l  k g nén x Hình a (A < l) giãn A x Hình b (A > l) * Độ biến dạng lò xo vật VTCB với lắc lị xo nằm mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng α: l mg sin  Giãn  T  2 l  Nén k A g sin  -A  l + Chiều dài lò xo VTCB: lCB = l0 + l (l0 chiều dài tự x nhiên) + Chiều dài cực tiểu (khi vật vị trí cao nhất): lMin = l0 + l – A + Chiều dài cực đại (khi vật vị trí thấp nhất): lMax = l0 + l + A Hình vẽ thể thời gian lị xo nén giãn  lCB = (lMin + lMax)/2 chu kỳ (Ox hƣớng xuống) + Khi A >l (Với Ox hƣớng xuống): - Thời gian lò xo nén lần thời gian ngắn để vật từ vị trí x1 = -l đến x2 = -A - Thời gian lò xo giãn lần thời gian ngắn để vật từ vị trí x1 = -l đến x2 = A, Lƣu ý: Trong dao động (một chu kỳ) lò xo nén lần giãn lần Lực kéo hay lực hồi phục F = -kx = -m2x Đặc điểm: * Là lực gây dao động cho vật * Luôn hướng VTCB * Biến thiên điều hoà tần số với li độ Lực đàn hồi lực đưa vật vị trí lị xo khơng biến dạng Có độ lớn Fđh = kx* (x* độ biến dạng lò xo) * Với lắc lị xo nằm ngang lực kéo lực đàn hồi (vì VTCB lị xo khơng biến dạng) * Với lắc lò xo thẳng đứng đặt mặt phẳng nghiêng + Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức: * Fđh = kl + x với chiều dương hướng xuống * Fđh = kl - x với chiều dương hướng lên + Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): FMax = k(l + A) = FKmax (lúc vật vị trí thấp nhất) + Lực đàn hồi cực tiểu: * Nếu A < l  FMin = k(l - A) = FKMin * Nếu A ≥ l  FMin = (lúc vật qua vị trí lị xo không biến dạng) Lực đẩy (lực nén) đàn hồi cực đại: FNmax = k(A - l) (lúc vật vị trí cao nhất) Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý Một lị xo có độ cứng k, chiều dài l cắt thành lị xo có độ cứng k1, k2, … chiều dài tương ứng l1, l2, … có: kl = k1l1 = k2l2 = … Ghép lò xo: 1) Lò xo ghép nối tiếp: a) Độ cứng hệ k: 1 1     knt k1 k2 kn  Nhận xét: kntkn  Đặc biệt: k1 = k2 = k: kss = 2k Hai lị xo có độ cứng k1 k2 ghép song song xem lị xo có độ cứng k thoả mãn biểu thức: kss = k1 + k2 (2) Chứng minh: Khi vật ly độ x thì: L1, k1 L2, k2 f  kx, F1  k1x1 , F2  k x  x  x1  x  x  x1  x    x  x1  x   k ss = k + k  kx  k x  k x  1 2 F  F1  F2 F  F  F  b) Chu kỳ dao động T - tần số dao động: Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý + Khi có lị xo1( k1): T1  2 m 4 m  k1  k1 T12 + Khi có lị xo2( k2): T2  2 m 4 m  k2  k2 T2 2 m 4 m  kss  + Khi ghép song song lò xo trên: Tss  2 kss Tss 4 m 4 m 4 m 1  = +   2 2 T2 T2 T T1 T2 Tss 2 2 Tần số dao động: fss = f1 + f1 Mà kss = k1 + k2 nên c) Khi ghép xung đối công thức giống ghép song song L1, k1 Lưu ý: Khi giải tốn dạng này, gặp trường hợp lị xo có độ dài tự nhiên  (độ cứng k0) cắt thành n phần (k1, l1) ; (k2, l2) ; (k3, l3) (kn, ln) lị xo có chiều dài  (độ cứng k1)  (độ cứng k2) ta có: k0  = k1  = k2  = = knln * Nhận xét : k tỉ lệ nghịch l ; k tăng lần l giảm nhiêu ngược lại Trong k0 = L2, k2 ES const = ; E: suất Young (N/m2); S: tiết diện ngang (m2) 0 0 d)Thay đổi m chu kì thay đổi Gắn lò xo k vào vật khối lượng m1 chu kì T1, vào vật khối lượng m2 T2, vào vật khối lượng m1 + m2 chu kỳ T3, vào vật khối lượng m1 – m2 (m1 > m2) chu kì T4 T32  T12  T22 Thì ta có : T42  T12  T22 * Nối tiếp 1     treo vật khối lượng k k1 k2 thì: T2 = T12 + T22 * Song song: k = k1 + k2 + …  treo vật khối lượng thì: 1    T T1 T2 Gắn lò xo k vào vật khối lượng m1 chu kỳ T1, vào vật khối lượng m2 T2, vào vật khối lượng m1+m2 chu kỳ T3, vào vật khối lượng m1 – m2 (m1 > m2) chu kỳ T4 Thì ta có: T32  T12  T22 T42  T12  T22 Đo chu kỳ phương pháp trùng phùng Để xác định chu kỳ T lắc lò xo (con lắc đơn) người ta so sánh với chu kỳ T (đã biết) lắc khác (T  T0) Hai lắc gọi trùng phùng chúng đồng thời qua vị trí xác định theo chiều Thời gian hai lần trùng phùng   TT0 T  T0 Nếu T > T0   = (n+1)T = nT0 Nếu T < T0   = nT = (n+1)T0 với n  N* III CON LẮC ĐƠN Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 10 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học môn Lý g  2 l  ; chu kỳ: T  ; tần số: f    2 l T 2 2  g Tần số góc:   g l Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản 0 Trong N hạt hạt nhân X có : N.Z hạt proton (A-Z) N hạt notron Dạng 4: Cho tổng số hạt hiệu số hạt mang điện nguyên tử ( Hạt mang điện gồm Prôtôn Electrôn) Gọi tổng số hạt mang điện S, hiệu a, ta dễ dàng có cơng thức sau: Z = (S + a) : Căn vào Z ta xác định nguyên tử thuộc nguyên tố hóa học (cơng thức dễ chứng minh) II.ĐỊNH LUẬT PHĨNG XẠ- ĐỘ PHÓNG XẠ Dạng 1: Xác định lƣợng chất cịn lại (N hay m), độ phóng xạ: a.Phƣơng pháp: Vận dụng cơng thức: -Khối lƣợng cịn lại X sau thời gian t : m  -Số hạt nhân X lại sau thời gian t :  N H  H  H T  ; hay t t T Ths Trần Văn Thảo t T  m0  t T  m0 e   t t  N0 T N  t  N  N e   t 2T t - Độ phóng xạ: H tb m0 H H0 e t  H e  t Với :   ln T DĐ: 0934040564 159 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý n -Cơng thức tìm số mol : N m  NA A -Chú ý: + t T phải đƣa đơn vị + m m0 đơn vị không cần đổi đơn vị Các trƣờng hợp đặc biệt, học sinh cần nhớ để giải nhanh câu hỏi trắc nghiệm: t Còn lại N= N0 Bị phân rã N0 – N Tỉ số Tỉ số N/N0 hay t (%) (N0 (%) 2T N)/N0  t =T N = N0 1/2 hay ( 50%) N0/2 hay ( 50%) 1/2 N0 N0  21 t =2T N = N0 2 N N = 20  t =3T N = N0 2 N N = 30  t =4T N = N0 2 N N = 40  16 Tỉ số (N0N)/N = t =5T N = N N N0 2 = 50  32 t =6T N = N0 26 N N = 60  64 t =7T N = N0 27 N N = 70  128 t =8T N = N0 28 N N = 80  256 t =9T Hay: Thời gian t Còn lại: N/N0 hay m/m0 Đã rã: (N0 – N)/N0 Tỉ lệ % rã Tỉ lệ ( tỉ số) hạt rã lại Tỉ lệ ( tỉ số) hạt lại bị phân rã Ths Trần Văn Thảo 1/2 1/2 1/4 hay (25%) 3N0/4 hay (75%) 3/4 1/8 hay (12,5%) 7N0/8 hay (87,5%) 7/8 1/16 hay (6,25%) 15N0/16 hay (93,75%) 15/16 15 1/32 hay (3,125%) 31N0/32 hay (96,875%) 31/32 31 1/64 hay (1,5625%) 63N0/64 hay (98,4375%) 63/64 63 1/128 hay (0,78125%) 127N0/128 hay (99,21875%) 127/128 127 1/256 hay(0,390625%) 255N0/256 hay (99,609375%) 255/256 255 - - - T 2T 3T 4T 5T 1/2 1/2 1/2 1/2 3/4 75% 7/8 87,5% 15/16 93,75% 31/32 96,875% 15 1/3 1/7 1/15 50% 6T 1/2 7T 1/2 31 63/64 98,4375 % 63 127/128 99,2187 5% 127 1/31 1/63 1/127 DĐ: 0934040564 160 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý Dạng - Xác định lƣợng chất bị phân rã : a.Phƣơng pháp: - Cho khối lƣợng hạt nhân ban đầu m0 ( số hạt nhân ban đầu N0 ) T Tìm khối lƣợng hạt nhân số hạt nhân bị phân rã thời gian t ? -Khối lƣợng hạt nhân bị phân rã: Δm = m0  m  m0 (1  ΔN = N  N  N (1  -Số hạt nhân bị phân rã :   t T t T )  m0 (1  e .t ) )  N (1  e .t ) -> Hay Tìm số nguyên tử phân rã sau thời gian t: N  N  N  N  N e   t 1 et   N (1  e )  N (1  k )  N (1   t )  N t e e   t  t Nếu t B + C Thì: mA ≠ mB + mC Dạng - Xác định khối lƣợng hạt nhân : a.Phƣơng pháp: - Cho phân rã : ZA X  ZB'Y + tia phóng xạ Biết m0 , T hạt nhân mẹ Ta có : hạt nhân mẹ phân rã có hạt nhân tao thành Do : ΔNX (phóng xạ) = NY (tạo thành) -Số mol chất bị phân rã số mol chất tạo thành n X  -Khối lƣợng chất tạo thành mY  m X  nY A m X B Tổng quát : A mcon = m m e Acon Am e -Hay Khối lƣợng chất đƣợc tạo thành sau thời gian t m1  AN A N A1  (1 et )  m0 (1 et ) NA NA A Trong đó: A, A1 số khối chất phóng xạ ban đầu chất tạo thành NA = 6,022.10-23 mol-1 số Avôgađrô -Lƣu ý : Ttrong phân rã  : khối lƣợng hạt nhân hình thành khối lƣợng hạt nhân mẹ bị phân rã (Trường hợp phóng xạ +, - A = A1  m1 = m ) Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 161 Tóm tắt lý thuyết ôn thi đại học môn Lý Dạng - Xác định chu kì bán rã T a.Phƣơng pháp: 1) Tìm chu kì bán rã biết cho biết m & m0 ( N & N0 ; H&H0 ): - Biết sau thời gian t mẫu vật có tỉ lệ m/m0 ( hay N/N0 ) Tìm chu kì bán rã T mẫu vật ? a) Tỉ số số nguyên tử ban đầu số nguyên tử cịn lại sau thời gian phóng xạ t t ln t ln   t Hoặc m=m0 e => T= N m ln ln N m N m t t Nếu  2x => x = Hoặc:  2x => x = T T N m N= N0 e   t => T= Nếu m N = = n m0 N0 m Nếu: = m0 (với n є N * )  N khơng đẹp thì: m N0 t t  n  T  T n  m0  t T 2  t T  m m t    log    m0 T  m0  T=… Tương tự cho số nguyên tử độ phóng xạ: t t   N  N t T T     log  N  N  N0 T  N0    T =…  t t   H   H t T T   T =…     log   H H  H0 T H   b)Tỉ số số nguyên tử ban đầu số nguyên tử bị phân rã sau thời gian phóng xạ t  N= N0(1- e   t ) => N =1- e   t =>T= N0 t ln N ln(1  ) N0 2)Tìm chu kì bán rã biết số hạt nhân(hay khối lƣợng) thời điểm t1 t2 -Theo số hạt nhân: N1= N0 e   t1 ; N2=N0 e   t ;  (t t ) N1 =e =e N2 ln ( t2 t1 ) T =>T = (t  t1 ) ln N ln N2 -Theo số khối lƣợng: m1= m0 e   t1 ; m2= m0 e   t ln m1  (t2 t1 ) => =e =e T m2 ( t2 t1 ) =>T = (t2  t1 ) ln m ln m2 3)Tìm chu kì bán biết số hạt nhân bị phân rã hai thời gian khác N số hạt nhân bị phân rã thời gian t1 Sau t (s) : N số hạt nhân bị phân rã thời gian t2-t1 Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 162 -Ban đầu : H0= Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học môn Lý   t t ln N N ; -Sau t(s) H= mà H=H0 e t1 t2 => T= ln N N b Sử dụng lệnh SOLVE máy tính Fx-570ES để tìm nhanh đại lƣợng chƣa biết : -Máy Fx570ES Chỉ dùng COMP: MODE ) SHIFT MODE Màn hình: Math Các bƣớc Chọn chế độ Nút lệnh Ý nghĩa- Kết Dùng COMP COMP tính tốn chung Bấm: MODE Chỉ định dạng nhập / xuất toán Màn hình xuất Math Bấm: SHIFT MODE Math Nhập biến X (đại lƣợng cần Màn hình xuất X Bấm: ALPHA ) tìm) Nhập dấu = Màn hình xuất dấu = Bấm: ALPHA CALC Chức SOLVE: hiển thị kết X= Bấm: SHIFT CALC = Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 163 Tóm tắt lý thuyết ôn thi đại học môn Lý DẠNG - Phóng xạ thời điểm t1 t2 : 1.Tìm chu kì bán rã biết số hạt nhân lại thời điểm t1 t2   t Dùng công thức: N1= N0 e   t1 ; N2=N0 e  (t2 t1 ) (t  t ) ln N1 =e =>T = N N2 ln N2 Lập tỉ số: 2.Tìm chu kì bán rã biết số hạt nhân bị phân rã hai thời gian khác N số hạt nhân bị phân rã thời gian t1 Sau t (s): N số hạt nhân bị phân rã thời gian t2- t1 -Ban đầu : H0 = -Sau t(s): H= N t1 N t ln mà H=H0 e   t => T= N t2 ln N 3.Dùng máy đo xung phóng xạ phát ra: a.Phƣơng pháp: Một mẫu vật chất chứa phóng xạ thời điểm t1 máy đo H1 xung phóng xạ sau khoảng Δt t2 đo H2 xung phóng xạ Tìm chu kì bán rã đồng vị phóng xạ ? Chọn thời điểm ban đầu t1 Khi : t0 ≡ t1 có H0 ≡ H1 t ≡ t2 có H ≡ H2 Suy : H  H e .t  e  t  Hoặc H  H Ths Trần Văn Thảo  t T  H H0  t T   T   t ln  H  ln H      H t H    log  T H0  H0    DĐ: 0934040564 164 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý Dạng 9- Xác định thời gian phóng xạ t, tuổi thọ vật chất a.Phƣơng pháp: Tƣơng tự nhƣ dạng : Lƣu ý : đại lƣợng m & m0 , N & N0 , H –&H0 phải đơn vị Tuổi vật cổ: t  N m T T N m ln  ln hay t  ln  ln ln N ln m  N  m Dạng 10 - XÁC ĐỊNH ĐỘ PHÓNG XẠ H a.Phƣơng pháp: Áp dụng công thức:H = H0 e   t với H0 =  N0; H =  N Đơn vị độ phóng xạ Bq Ci: Ci = 3,7.1010 Bq Do phải tính theo đơn vị (j-1); thời gian đơn vị giây Dạng 11: Xác định hạt nhân chƣa biết số hạt (tia phóng xạ) phản ứng hạt nhân a.Phƣơng pháp: i) Xác định tên hạt nhân chƣa biết ( ZA X thiếu) : - Áp dụng định luật bảo tồn số khối điện tích Chú ý : nên học thuộc vài chất có số điện tích Z thường gặp phản ứng hạt nhân (khơng cần quan tâm đến số khối nguyên tố loại phụ thuộc vào Z : số thứ tự bảng HTTH - Một vài loại hạt phóng xạ đặc trƣng điện tích, số khối chúng : Hạt α ≡ 42 He , hạt nơtron ≡ 01 n , hạt proton ≡ 11 p , tia β─ ≡ 01 e , tia β+ ≡ .01 e , tia γ có chất sóng điện từ ii) Xác định số hạt ( tia ) phóng xạ phát phản ứng : - Thông thường loại tập thuộc phản ứng phân rã hạt nhân Khi hạt nhân mẹ sau nhiều lần phóng xạ tạo x hạt α y hạt β ( ý phản ứng chủ yếu tạo loại β– nguồn phóng xạ β+ ) Do giải tập loại cho β– , giải hệ hai ẩn khơng có nghiệm giải với β+ - Việc giải số hạt hai loại tia phóng xạ dựa tập dạng a) Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 165 Tóm tắt lý thuyết ôn thi đại học môn Lý Dạng 12: Tìm lƣợng toả phản ứng phân hạch, nhiệt hạch biết khối lƣợng tính lƣợng cho nhà máy hạt nhân lƣợng thay : a.Phƣơng pháp: - Lưu ý phản ứng nhiệt hạch hay phản ứng phân hạch phản ứng tỏa lượng - Cho khối lượng hạt nhân trước sau phản ứng : M0 M Tìm lượng toả xảy phản ứng: Năng lượng toả : E = ( M0 – M ).c2 MeV m A -Suy lượng toả m gam phân hạch (hay nhiệt hạch ) : E = Q.N = Q .N A MeV Dạng 13: Xác định phản ứng hạt nhân tỏa thu lƣợng a.Phƣơng pháp: - Xét phản ứng hạt nhân : A + B → C + D - Khi : + M0 = mA + mB tổng khối lượng nghỉ hạt nhân trước phản ứng + M = mC + mD tổng khối lượng nghỉ hạt nhân sau phản ứng - Ta có lượng phản ứng xác định : E = ( M0 – M)c2 + M0 > M  E > : phản ứng toả nhiệt + M0 < M  E < : phản ứng thu nhiệt Dạng 14 Động vận tốc hạt phản ứng hạt nhân a.Phƣơng pháp: a) Xét phản ứng hạt nhân : A + B → C + D Hay: Bảo tồn số nuclơn: A1 + A2 = A3 + A4 Bảo tồn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4    A1 Z1 X1 + A2 Z2 X2  A3 Z3 X3 + A4 Z4 X4  Bảo toàn động lượng: m1 v1 + m2 v = m3 v + m4 v 1 1 m1v 12 + m2v 22 = (m3 + m4)c2 + m3v 32 + m4v 24 2 2   Liên hệ động lượng p = m v động Wđ = mv2: p2 = 2mWđ Bảo toàn lượng: (m1 + m2)c2 + b) Khi biết khối lƣợng đầy đủ chất tham gia phản ứng - Ta áp dụng định luật bảo toàn lượng : M0c2 + KA +KB = Mc2 + KC +KD E = (M0 – M )c2 Nên: E + KA + KB = KC + KD -Dấu E cho biết phản ứng thu hay tỏa lượng Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 166 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý m0c -Khi lượng vật (năng lượng toàn phần) E = mc2 = -Năng lượng E0 = m0c2 gọi lượng nghỉ hiệu số động vật 1 v2 c2 E – E0 = (m - m0)c2 c) Khi biết khối lƣợng không đầy đủ vài điều kiện động vận tốc hạt nhân     - Ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng : PA  PB  PC  PD - Lưu ý : P  2mK  K  P2 2m ( K động hạt ) d) Dạng tập tính góc hạt tạo thành Cho hạt X1 bắn phá hạt X2 (đứng yên p2 = 0) sinh hạt X3 X4 theo phương trình: X1 + X = X + X    Theo định luật bảo tồn động lượng ta có: p1  p3  p4 (1) Muốn tính góc hai hạt ta quy vectơ động lượng hạt áp dụng cơng thức:     ( a  b )  a  2ab cos( a ; b )  b 1.Muốn tính góc hạt   X3 X4 ta bình phương hai vế (1)    => ( p1 )2  ( p3  p4 )2 => p12   p32  p3 p4 cos( p3 ; p4 )  p42 2.Muốn tính góc hạt X1 X3 : Từ ( )         => p1  p3  p4  ( p1  p3 )2  ( p4 )2  p12  p1 p3 cos( p1 ; p3 )  p32  p42 Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 167 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học môn Lý DẠNG 15 – PHẢN ỨNG HẠT NHÂN TỔNG HỢP Phƣơng trình phản ứng: A1 Z1 Trường hợp phóng xạ: A  ZA22 B  ZA33 C  ZA44 D A1 Z1 A  ZA33 C  ZA44 D A hạt nhân mẹ, C hạt nhân con, D hạt   + Các định luật bảo tồn - Bảo tồn số nuclơn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 - Bảo tồn điện tích (ngun tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4         - Bảo toàn động lượng: p1  p2  p3  p4 hay m1 v1  m2 v2  m4 v3  m4 v4 - Bảo toàn lượng: K X  K X E  K X  K X ; Trong đó: E lượng phản ứng hạt nhân; K X  mx vx2 động chuyển động hạt X Lƣu ý: - Khơng có định luật bảo toàn khối lƣợng - Mối quan hệ động lượng pX động KX hạt X là: pX2  2mX K X - Khi tính vận tốc v hay động K thường áp dụng quy tắc hình bình hành         p1 Ví dụ: p  p1  p2 biết   p1 , p2 => p2  p12  p22  p1 p2cos hay (mv)2  (m1v1 )2  (m2v2 )2  2m1m2v1v2cos hay mK  m1K1  m2 K2  m1m2 K1K2 cos         Tương tự biết φ1  p1 , p φ  p2 , p   Trường hợp đặc biệt: p1  p2  p2  p12  p22     Tương tự p1  p p2  p K v m A v = (p = 0)  p1 = p2     K v2 m1 A1  p φ  p2 Tương tự v1 = v2 = Năng lƣợng phản ứng hạt nhân: E = (M0 - M)c2 Trong đó: M  mA  mB tổng khối lượng hạt nhân trước phản ứng E0 = m0c2 M  mX  mX tổng khối lượng hạt nhân sau phản ứng E = mc Lƣu ý: - Nếu M0 > M phản ứng toả lượng |E| = |E0-E| dạng động hạt C, D phơtơn  Các hạt sinh có độ hụt khối lớn nên bền vững - Nếu M0 < M phản ứng thu lượng E =|E0-E| dạng động hạt A, B phơtơn  Các hạt sinh có độ hụt khối nhỏ nên bền vững + Trong phản ứng hạt nhân ZA A  ZA B  ZA C  ZA D Các hạt nhân A, B, C, D có: 4 -Năng lượng liên kết riêng tương ứng 1, 2, 3, 4 -Năng lượng liên kết tương ứng E1, E2, E3, E4 -Độ hụt khối tương ứng m1, m2, m3, m4 -Năng lượng phản ứng hạt nhân E = A33 +A44 - A11 - A22 Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 168 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học môn Lý E = E3 + E4 – E1 – E2 E = (m3 + m4 - m1 - m2)c2 Quy tắc dịch chuyển phóng xạ +Phóng xạ  ( 24 He ): ZA X  24 He  ZA42Y : So với ZA X , hạt nhân ZA42Y lùi ô (BảngTH) số khối giảm +Phóng xạ - ( 01e ): ZA X  10e  Z A1Y : So với ZA X , hạt nhân Z A1Y tiến ô (BảngTH) có số khối Thực chất phóng xạ - hạt nơtrơn biến thành hạt prôtôn, hạt electrôn hạt nơtrinô: n  p  e  v Lƣu ý: - Bản chất (thực chất) tia phóng xạ - hạt electrôn (e-) - Hạt nơtrinô (v) không mang điện, không khối lượng (hoặc nhỏ) chuyển động với vận tốc ánh sáng không tương tác với vật chất +Phóng xạ + ( 01e ): ZA X  10e  Z A1Y :So với ZA X , hạt nhân Z A1Y lùi ô (BảngTH) có số khối Thực chất phóng xạ + hạt prôtôn biến thành hạt nơtrôn, hạt pôzitrôn hạt nơtrinô: p  n  e  v Lƣu ý: Bản chất (thực chất) tia phóng xạ + hạt pơzitrơn (e+) + Phóng xạ  (hạt phôtôn): Hạt nhân sinh trạng thái kích thích có mức lượng E1 chuyển xuống mức lượng E2 đồng thời phóng phơtơn có lượng:   hf  hc  E1  E2  Lƣu ý: Trong phóng xạ  khơng có biến đổi hạt nhân  phóng xạ  thường kèm theo phóng xạ   Ứng dụng định luật bảo toàn để giải toán vật lý hạt nhân Xét phản ứng: Z1 X  Z X  Z3 X  Z X E Gọi: * K X ; K X ; K X ; K X : Là động hạt nhân X1 ; X2 ; X3 ;X4 A A A A Với K X  mx vx2 ; dv : J Nếu hạt nhân đứng n K = Trong đó: m: khối lượng hạt nhân đv: kg , u v: vận tốc hạt nhân đv: m/s     * p1 ; p2 ; p3 ; p4 : Là động lượng hạt nhân X1 ; X2 ; X3 ; X4 Với pX = mX.vX đv: kg.m/s - Mối quan hệ động lượng pX động KX hạt X là: pX2  2mX K X  (mX vX )2  2mX K X  mX vX  2mX K X a.Các định luật bảo toàn:         + Bảo toàn động lượng: p1  p2  p3  p4 hay m1 v1  m2 v2  m4 v3  m4 v4 + Bảo toàn lượng: K X  K X E  K X  K X (1) Trong đó: E lượng phản ứng hạt nhân - Nếu phản ứng tỏa lượng phương trình (1) lấy +ΔE - Nếu phản ứng thu lượng phương trình (1)lấy –ΔE Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 169 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý Lƣu ý: - Khơng có định luật bảo tồn khối lượng b Dạng tập tính góc hạt tạo thành Cho hạt X1 bắn phá hạt X2 (đứng yên p2 = 0) sinh hạt X3 X4 theo phương trình: X1 + X = X + X    Theo định luật bảo tồn động lượng ta có: p1  p3  p4 (1) Muốn tính góc hai hạt ta quy vectơ động lượng hạt áp dụng cơng thức:     ( a  b )  a  2ab cos( a ; b )  b 1.Muốn tính góc hạt   X3 X4 ta bình phương hai vế (1)    => ( p1 )2  ( p3  p4 )2 => p12   p32  p3 p4 cos( p3 ; p4 )  p42 2.Muốn tính góc hạt X1 X3 : Từ ( )         => p1  p3  p4  ( p1  p3 )2  ( p4 )2  p12  p1 p3 cos( p1 ; p3 )  p32  p42 Các số đơn vị thƣờng sử dụng + Số Avôgađrô: NA = 6,022.1023 mol-1 + Đơn vị lượng: 1eV = 1,6.10-19 J; 1MeV = 1,6.10-13 J + Đơn vị khối lượng nguyên tử (đơn vị Cacbon): 1u = 1,66055.10-27kg = 931,5 MeV/c2 + Điện tích nguyên tố: e = 1,6.10-19 C + Khối lượng prôtôn: mp = 1,0073u + Khối lượng nơtrôn: mn = 1,0087u + Khối lượng electrôn: me = 9,1.10-31kg = 0,0005u Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 170 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý Dạng 10: Xác định hạt nhân chƣa biết số hạt (tia phóng xạ) phản ứng hạt nhân a.Phƣơng pháp: i) Xác định tên hạt nhân chƣa biết ( ZA X thiếu) : - Áp dụng định luật bảo tồn số khối điện tích Chú ý : nên học thuộc vài chất có số điện tích Z thường gặp phản ứng hạt nhân (khơng cần quan tâm đến số khối ngun tố loại phụ thuộc vào Z : số thứ tự bảng HTTH - Một vài loại hạt phóng xạ đặc trƣng điện tích, số khối chúng : Hạt α ≡ 42 He , hạt nơtron ≡ 01 n , hạt proton ≡ 11 p , tia β─ ≡ 01 e , tia β+ ≡ .01 e , tia γ có chất sóng điện từ ii) Xác định số hạt ( tia ) phóng xạ phát phản ứng : - Thơng thường loại tập thuộc phản ứng phân rã hạt nhân Khi hạt nhân mẹ sau nhiều lần phóng xạ tạo x hạt α y hạt β ( ý phản ứng chủ yếu tạo loại β– nguồn phóng xạ β+ ) Do giải tập loại cho β– , giải hệ hai ẩn khơng có nghiệm giải với β+ - Việc giải số hạt hai loại tia phóng xạ dựa tập dạng a) Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 171 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý Dạng 11: Tìm lƣợng toả phản ứng phân hạch, nhiệt hạch biết khối lƣợng tính lƣợng cho nhà máy hạt nhân lƣợng thay : a.Phƣơng pháp: - Lưu ý phản ứng nhiệt hạch hay phản ứng phân hạch phản ứng tỏa lượng - Cho khối lượng hạt nhân trước sau phản ứng : M0 M Tìm lượng toả xảy phản ứng: Năng lượng toả : E = ( M0 – M ).c2 MeV m A -Suy lượng toả m gam phân hạch (hay nhiệt hạch ) : E = Q.N = Q .N A - MeV a.Phƣơng pháp: Xét phản ứng hạt nhân : A + B → C + D Khi : + M0 = mA + mB tổng khối lượng nghỉ hạt nhân trước phản ứng + M = mC + mD tổng khối lượng nghỉ hạt nhân sau phản ứng - Ta có lượng phản ứng xác định : E = ( M0 – M)c2 + M0 > M  E > : phản ứng toả nhiệt + M0 < M  E < : phản ứng thu nhiệt Dạng 11 Động vận tốc hạt phản ứng hạt nhân a.Phƣơng pháp: A A A A a) Xét phản ứng hạt nhân : A + B → C + D Hay: Z11 X1 + Z 22 X2  Z 33 X3 + Z 44 X4 Bảo tồn số nuclơn: A1 + A2 = A3 + A4 Bảo tồn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4     Bảo toàn động lượng: m1 v1 + m2 v = m3 v + m4 v Bảo toàn lượng: (m1 + m2)c2 + 1 1 m1v 12 + m2v 22 = (m3 + m4)c2 + m3v 32 + 2 2 m4v 24   Liên hệ động lượng p = m v động Wđ = - mv2: p2 = 2mWđ b) Khi biết khối lƣợng đầy đủ chất tham gia phản ứng Ta áp dụng định luật bảo toàn lượng : M0c2 + KA +KB = Mc2 + KC +KD E = (M0 – M )c2 Nên: E + KA + KB = KC + KD -Dấu E cho biết phản ứng thu hay tỏa lượng m0c 2 -Khi lượng vật (năng lượng toàn phần) E = mc = -Năng lượng E0 = m0c2 gọi lượng nghỉ hiệu số động vật - 1 v2 c2 E – E0 = (m - m0)c2 c) Khi biết khối lƣợng không đầy đủ vài điều kiện động vận tốc hạt nhân     Ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng : PA  PB  PC  PD Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 172 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học môn Lý - Lưu ý : P  2mK  K  P 2m ( K động hạt ) d) Dạng tập tính góc hạt tạo thành Cho hạt X1 bắn phá hạt X2 (đứng yên p2 = 0) sinh hạt X3 X4 theo phương trình: X1 + X = X + X    Theo định luật bảo tồn động lượng ta có: p1  p3  p4 (1) Muốn tính góc hai hạt ta quy vectơ động lượng hạt áp dụng cơng thức:     ( a  b )  a  2ab cos( a ; b )  b 1.Muốn tính góc hạt   X3 X4 ta bình phương hai vế (1)    => ( p1 )2  ( p3  p4 )2 => p12   p32  p3 p4 cos( p3 ; p4 )  p42 2.Muốn tính góc hạt X1 X3 : Từ ( )         => p1  p3  p4  ( p1  p3 )2  ( p4 )2  p12  p1 p3 cos( p1 ; p3 )  p32  p42 Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 ... nhớ Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 t 13 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học môn Lý Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 14 Tóm tắt lý thuyết ơn thi đại học mơn Lý Những khoảng thời gian ứng với quãng... Asin(t1  ) DĐ: 0934040564 17 Tóm tắt lý thuyết ôn thi đại học môn Lý v (Cách giải tổng quát: x0  0; x0  A ; v0  :tan  =  ) .x – Đưa phương trình dạng chuẩn nhờ công thức lượng giác – so sánh... trí lị xo khơng biến dạng) Lực đẩy (lực nén) đàn hồi cực đại: FNmax = k(A - l) (lúc vật vị trí cao nhất) Ths Trần Văn Thảo DĐ: 0934040564 Tóm tắt lý thuyết ôn thi đại học môn Lý Một lò xo có độ