CAM NANG GIAI NHANH BAI TOAN VAT LY THPT Nhằm thực hiện chủ trương đổi mới cơ bản và toàn diện giáo dục của Bộ Giáo dục Đào tạo, nhóm tác giả mong muốn đem đến cho quý bạn đọc một món quà thân thiết, với tất cả tâm huyết và lòng nhiệt tình của mình một sản phẩm tinh thần, trí tuệ về lĩnh vực Vật lí. Vật lí là một môn khoa học tự nhiên thuần túy, không hề khó học như các bạn tưởng tượng, các bạn hãy cùng nhóm tác giả khám phá tri thức khoa học này, thông qua cuốn sách: Cẩm nang giải nhanh bài toán vật lí THPT. Đây là một sản phẩm bao gồm nội dung: Vật lí 10, Vật lí 11 và Vật lí 12 hội tụ đầy đủ cơ sở lí thuyết, các loại bài tập cùng phương pháp giải tất cả các loại bài tập từ cơ bản đến nâng cao, nhằm đem đến cho quý bạn đọc một cái nhìn toàn diện, hệ thống kiến thức một cách nhanh nhất và hiệu quả nhất.
Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT ThS NGUYỄN TRỌNG DŨNG (CHỦ BIÊN), NGUYỄN QUỐC HUY ThS VŨ THỊ PHƯƠNG ANH - PGS.TS NGUYỄN QUANG HỌC CẨM NANG GIẢI NHANH BÀI TỐN VẬT LÍ THPT - Dành cho học sinh Vật lí lớp 10, lớp 11, lớp 12 - Dành cho học sinh ôn luyện thi tốt nghiệp THPT Quốc gia - Dành cho học sinh giỏi Vật lí hàng năm - Dành cho sinh viên, giáo viên chuyên ngành Vật lí NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI Cẩm nang giải nhanh toán Vật lí THPT NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI CẨM NANG GIẢI NHANH BÀI TỐN VẬT LÍ THPT ThS NGUYỄN TRỌNG DŨNG (CHỦ BIÊN), NGUYỄN QUỐC HUY ThS VŨ THỊ PHƯƠNG ANH - PGS.TS NGUYỄN QUANG HỌC Bản quyền nội dung thuộc tác giả Bản quyền xuất thuộc Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Mọi hình thức chép tồn hay phần hình thức phát hành mà khơng có cho phép trước văn Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Công ty CP Sách CNGD Việt Nam vi phạm pháp luật Chúng mong muốn nhận ý kiến đóng góp quý vị độc giả để sách ngày hoàn thiện Mọi góp ý sách xin liên hệ trực tiếp Nhà Xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội & Công ty CP Sách CNGD Việt Nam Địa chỉ: Số ngõ Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Liên hệ: 0432.00.44.88 - Hotline: 0986.200.101 Hỗ trợ: cskh@eduking.com.vn Hoặc liên hệ trực tiếp tác giả Nguyễn Trọng Dũng Số điện thoại: 0989.619.927 Mã số sách tiêu chuẩn quốc tế ISBN: 978-604-62-8486-4 Cẩm nang giải nhanh toán Vật lí THPT LỜI MỞ ĐẦU Bạn đọc yêu quý ! Nhằm thực chủ trương đổi toàn diện giáo dục Bộ Giáo dục & Đào tạo, nhóm tác giả mong muốn đem đến cho quý bạn đọc quà thân thiết, với tất tâm huyết lòng nhiệt tình sản phẩm tinh thần, trí tuệ lĩnh vực Vật lí Vật lí mơn khoa học tự nhiên túy, khơng khó học bạn tưởng tượng, bạn nhóm tác giả khám phá tri thức khoa học này, thông qua sách: "Cẩm nang giải nhanh tốn vật lí THPT" Đây sản phẩm bao gồm nội dung: Vật lí 10, Vật lí 11 Vật lí 12 hội tụ đầy đủ sở lí thuyết, loại tập phương pháp giải tất loại tập từ đến nâng cao, nhằm đem đến cho quý bạn đọc nhìn tồn diện, hệ thống kiến thức cách nhanh hiệu Nội dung bao gồm phần, 15 chuyên đề: Phần I: Vật lí 10, bao gồm 04 chuyên đề: Cơ học, định luật bảo toàn, tĩnh học nhiệt học; Phần II: Vật lí 11, bao gồm 02 chuyên đề: Điện học, quang học; Phần III: Vật lí 12, bao gồm 09 chuyên đề: Động lực học vật rắn, dao động học, sóng học, dòng điện xoay chiều, sóng ánh sáng, lượng tử ánh sáng, Sơ lược thuyết tương đối hẹp Anh-xtanh, Vật lí hạt nhân, Từ vi mơ đến vĩ mơ Mặc dù nhóm tác giả có cố gắng, xong chắn khơng thể tránh khỏi thiếu sót q trình biên soạn, mong nhận đóng ghóp ý kiến quý báu quý bạn đọc để nhóm tác giả ngày hồn thiện sách Trân trọng cảm ơn ! Nhóm tác giả Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT Kinh nghiệm học tập tốt, ôn luyện thi "Tốt nghiệp THPT Quốc gia môn Vật lí" - Để học tập tốt, ơn luyện thi Tốt nghiệp THPT Quốc gia mơn Vật lí cách có hiệu người học phải hội tụ đủ tố chất: Học đam mê, chăm & siêng làm tập Vì vậy, bí để thành công việc chinh phục môn học là: + Hãy tạo cho niềm đam mê với Vật lí cách coi Vật lí toàn vật, tượng bao xung quanh như: Chiếc đung đưa gió khởi nguồn vật dao động, phận giảm xóc xe máy ứng dụng dao động tắt dần hay sóng biển hình ảnh thực tiễn sóng cơ… Ngồi ra, kết hợp với sở lý thuyết để giải thích tượng sống nhằm làm tăng động lực đam mê, tìm tòi khám phá tự nhiên + Nếu bạn khó tìm cho hứng thú, niềm đam mê với vật lí số thủ thuật nhỏ giúp bạn khắc phục nhược điểm - Nếu bạn người bắt đầu bước vào chương trình học tập, luyện thi tốt nghiệp THPT Quốc gia mơn Vật lí phần kiến thức lớp 10, lớp 11 không tốt đừng lo lắng q Bạn yên tâm luyện thi từ Hãy bắt đầu học phần, chuyên đề, loại tập từ đến nâng cao đừng chạy theo số lượng mà khơng lưu lại kiến thức đầu Có nhiều loại tập dễ, cần nắm loại để ăn điểm - Khi bắt đầu, có nhiều cơng thức cần phải học thuộc lòng bảng cửu chương Hãy nhớ công thức gốc, để suy công thức khác, đừng nhớ máy móc tất cơng thức - Vật lí có liên quan nhiều đến tốn học rèn luyện khả tính tốn Vận dụng khả tính nhẩm nhiều nhằm làm tăng khả tư bạn - Làm tập thật chăm chỉ, đặn bí chung cho tất mơn học Có nhiều thầy cho tập dạng hình thức trắc nghiệm, đừng khoanh bừa Vì bạn luyện thi, làm tất câu hỏi từ dễ đến khó khơng khoanh bừa cho đủ Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT - Theo kinh nghiệm thân nhóm tác giả, hoạt động tự học hoạt động tốt kiến thức tự trau dồi tổng hợp nhớ lâu chắn - Khi khối lượng kiến thức tích lũy đủ lớn luyện đề thi, tham gia thi thử để “cọ xát” nhiều hơn, bạn “tâm lý thi cử”, khơng lo lắng hồi hộp - Cách khoảng tháng trước thi thức, bạn đọc lại toàn phần lý thuyết tổng hợp sách "Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT", thực quan trọng, bảo bối giúp bạn vững vàng sở lý thuyết, tự tin làm loại tập có liên quan đến đề thi thức - Với mức độ đề thi tốt nghiệp THPT Quốc gia mơn Vật lí năm gần đây, để đạt điểm 9, điểm 10 khơng đơn giản Vì vậy, tốt bạn làm tốt, hoàn chỉnh điểm trước đã, tức bạn phải ôn luyện nắm thật loại tốn quen thuộc thay vội vàng chạy theo câu hỏi khó Khi bạn thực tự tin, làm tốt loại tập chuyển sang ơn luyện loại tập khó lạ Nhóm tác giả Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT LỜI TỰA Các em thân mến! 12 năm học trôi qua, ngưỡng cửa đời mở cho em với hội, thách thức để trở thành công dân thời đại công nghệ số Vào đại học đường hầu hết em lựa chọn, nguyện vọng cha mẹ em, đấng sinh thành, thầy giáo, cô giáo người dày cơng dạy dỗ dìu dắt em suốt 12 năm qua Vậy phải làm để giúp em đạt kết thi tốt nghiệp THPT Quốc gia môn Vật lí cao để hồn thành ước nguyện thân, tâm nguyện cha mẹ thầy cơ? Nhóm tác giả, xin trao đổi với em số vấn đề có nội dung cuốn: “Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT” bao gồm: - Ơn thật kỹ tồn nội dung kiến thức Vật lí 10, Vật lí 11 Vật lí 12 -Kĩ làm thi trắc nghiệm -Cách để trả lời câu hỏi trắc nghiệm khó -Làm để bảo vệ sức khoẻ trước thi? Nội dung sách bao gồm: Hệ thống phần, chuyên đề, loại tập hướng dẫn giải nhanh loại tập (Nằm phần sau sách) A Ơn thật kĩ tồn nội dung kiến thức Các bạn nhớ việc thi trắc nghiệm khách quan hay tự luận hình thức kiểm tra đánh giá người học theo tiêu chí định Cho dù thi theo hình thức nữa, muốn đạt kết cao em cần phải nắm vững toàn nội dung kiến thức Vật lí 10, Vật lí 11 Vật lí 12 Vì “Nội dung kiến thức quan trọng để đem lại kết cao nhất” Các em tự trang bị cho kiến thức cần thiết, hành trang thiếu trước bước vào phòng thi Nội dung ơn, luyện thi tốt nghiệp THPT Quốc gia mơn Vật lí chủ yếu nằm rải tồn chương trình Vật lí THPT từ lớp 10 đến lớp 12 Bộ Giáo dục & Đào tạo Riêng năm 2017 tập trung vào lớp 12; đến năm 2018 bao gồm lớp 11, lớp 12; đến 2019 bao gồm tồn chương trình Vật lí 10, Vật lí 11 Vật lí 12 Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT Theo chủ trương Bộ Giáo dục & Đào tạo đề thi tốt nghiệp THPT Quốc gia mơn Vật lí hàng năm phải đạt yêu cầu: + Kiểm tra toàn kiến thức bản, đánh giá khả vận dụng, rèn luyện kỹ thực hành học sinh phạm vi chương trình Vật lí lớp 10, lớp 11 lớp 12 + Phân loại trình độ học lực học sinh, phù hợp với thời gian quy định cho môn thi + Không đề thi ngồi chương trình vượt chương trình THPT + Không đề vào phần giảm tải, cắt bỏ, chuyển sang phần đọc thêm (phần chữ nhỏ, phần ghi văn quy định điều chỉnh chương trình) vào phần, ý tranh luận mặt khoa học có nhiều cách giải (tham khảo nguồn http://dantri.com.vn) TRAO ĐỔI VỀ NỘI DUNG Nếu phân tích, đề thi trắc nghiệm kì thi tốt nghiệp THPT Quốc gia năm gần đây, nhận thấy, đề thi chủ yếu tập trung vào nội dung chương trình Vật lí 12 khơng phải nằm hồn tồn chương trình lớp 12 Khơng em học sinh hiểu nhầm, đề thi tốt nghiệp THPT Quốc gia nằm SGK Vật lí 12 phải chịu bó tay trước câu hỏi khó Câu hỏi khó hiểu theo bình diện sau: + Đó khơng phải câu hỏi thuộc loại phổ biến mà câu hỏi thuộc loại "đánh đố" + Đó “khía cạnh mới”, “góc độ mới” tượng vật lí quen thuộc mà SGK khơng nói “tường minh” + Đó “vấn đề” tổng hợp từ nhiều nội dung "dễ” + Đó tập đòi hỏi phải “lấn sân thời gian” câu khác làm xong + Đó “vấn đề” mà học sinh để ý đến + Đó “vấn đề” mà học sinh hay mắc sai lầm (đôi giáo viên mắc đọc chưa kỹ!) Nói em phải nắm thật tồn kiến thức chương trình Vật lí 10, Vật lí 11, Vật lí 12, cần trọng đến khái niệm như: Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT + Vật lí 10: Động học, động lực học chất điểm, định luật bảo toàn lượng, tĩnh học, nhiệt học, + Vật lí 11: Điện trường, từ trường, dòng điện, quang học + Vật lí 12: Cơ học vật rắn, dao động học, dao động điện, quang lượng tử, hạt nhân vật lí vi mơ Chú ý - Cần nhớ số cơng thức tốn học để làm cơng cụ cho việc xử lí tính tốn, song khơng thể qn chất Vật lí Với hình thức thi trắc nghiệm, nội dung kiến thức đề cập đề thi rộng, bao toàn khung chương trình Vật lí 10, Vật lí 11, Vật lí 12 song khơng có nội dung khai thác sâu phải sử dụng nhiều phép tính tốn hình thức thi tự luận Các em cần nắm vững kiến thức loại tập sách làm tốt đề thi Muốn làm vậy, em cần ý học để hiểu, nắm thật sở lý thuyết, luyện tập loại từ hình thức tự luận, để từ rút nhận xét bổ ích Việc nóng vội, lao vào luyện giải đề trắc nghiệm làm cho em nắm bắt tổng thể hiểu sâu kiến thức Bởi vì, câu hỏi trắc nghiệm, vấn đề đề cập thường khơng có tính hệ thống nắm kiến thức, em phải rèn luyện kĩ làm thi trắc nghiệm, điều không tốn nhiều thời gian LỜI KHUYÊN CHO CÁC EM - Các em nên giải lại toàn loại tập từ đến nâng cao sách giáo khoa, sách tập, đề thi từ năm trước Chăm giải thật nhiều đề, điều giúp cho em có thêm kinh nghiệm “đọc” đề thi kỹ giải tập Vật lí cách nhanh - Hãy lưu giữ lại tất đề, đáp án thi thử tất nơi kể Internet để đến vòng ơn thi cuối, em làm lại lúc nhớ nhiều kiến thức quý báu Bởi vì: + Mỗi đề thi thử, dù thi đâu nữa, kết suy nghĩ, cân nhắc cẩn thận chắt lọc tinh túy thầy giáo, giáo Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT + Vì vậy, việc giữ lại đề mà thi, chí thu thập đề thi nơi khác việc làm cần thiết để giúp em học tập, ôn luyện thi có hiệu + Sau thi xong, em không nên xem đáp án mà dành khoảng thời gian để trăn trở, suy nghĩ câu hỏi mà cảm thấy băn khoăn, chỗ chưa rõ có xem lại sách, chỗ khiếm khuyết kiến thức cần học lại hỏi thầy giáo, giáo dạy Sau suy nghĩ kỹ, tìm lời giải cho câu hỏi theo cách riêng mình, em kiểm tra đáp án xem hướng dẫn giải ban tổ chức Làm vậy, em lấy lần thi lần học tập giúp em ngấm sâu thêm nhiều kiến thức quý báu Đây lần học tập hiệu em tận dụng B Kĩ làm thi trắc nghiệm Công tác chuẩn bị đồ dùng - Khi nắm vững kiến thức, em cần chuẩn bị sẵn đồ dùng học tập phép mang vào phòng thi như: Bút mực, bút chì, thước kẻ, compa, tẩy chì, Riêng bút chì, cơng cụ để làm thi trắc nghiệm, em nên chọn loại chì từ 2B đến 6B (tốt nên chọn loại 2B), nên chuẩn bị từ hai nhiều hai bút chì gọt sẵn, đồng thời cần dự phòng thêm gọt bút chì - Các em khơng nên gọt đầu bút chì q nhọn khơng nên sử dụng bút chì kim nên gọt (đầu hơn), có giúp việc tơ phương án trả lời nhanh không làm rách phiếu trả lời trắc nghiệm Làm vậy, em tiết kiệm vài ba giây đến giây cho câu Cứ cho 15 câu em thêm thời gian làm đến câu Các em nên nhớ rằng, thi thời gian quan trọng Để tiết kiệm thời gian, em nên chuẩn bị nhiều bút chì gọt sẵn, hạn chế tối đa việc phải gọt lại bút chì làm bài, không nên sử dụng tẩy liền với bút chì mà nên sử dụng tẩy rời em nên tập tơ thử ô nhà Làm đề - Đề thi tốt nghiệp THPT Quốc gia từ năm 2017 trở bao gồm 40 câu trắc nghiệm, câu có 04 phương án lựa chọn, có 01 phương Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT án trả lời Toàn đánh giá theo thang điểm 10, chia cho câu trắc nghiệm, khơng phân biệt mức độ khó, dễ (với đề thi, câu 0,25 điểm), thời gian làm thi 50 phút tương ứng với 1,25 phút/01 câu trắc nghiệm Các em rèn luyện kĩ sau: + Nắm qui định Bộ Giáo dục Đào tạo hàng năm đề thi trắc nghiệm Điều hướng dẫn kĩ tài liệu hướng dẫn Bộ Giáo dục & Đào tạo ban hành hàng năm, có quy chế thi + Làm theo trình tự: Đọc thật nhanh toàn nội dung đề, làm câu dễ trước câu hỏi nghi ngờ phương án trả lời đánh dấu lưu ý Đọc lại toàn đề thi lần thứ hai, trả lời câu hỏi khó thu thập gợi ý từ lần đọc trước Nếu có thời gian, đọc lại toàn câu hỏi, phương án chọn, em hiểu sai ý đề từ lần đọc trước, kiểm tra lại câu hỏi cách sử dụng tẩy đồng thời kiểm tra xem tơ có lấp đầy diện tích chì, đủ đậm hay khơng, q mờ chấm máy báo lỗi Thủ thuật làm - Nên đọc đề từ đầu đến cuối, làm câu mà cho chắn đúng, đánh dấu câu chưa làm được, sau lặp lại lượt thứ hai, lượt thứ ba Các em không nên dừng lại lâu câu trắc nghiệm, bị nhiều thời gian câu dễ mà điểm số chia Sử dụng bút chì, tẩy - Thời gian tính trung bình cho việc trả lời câu trắc nghiệm 1,25 phút (dĩ nhiên câu dễ cần thời gian hơn, câu khó cần nhiều hơn) Khi làm bài, tay phải em cầm bút chì để tơ phương án trả lời, tay trái cầm tẩy để nhanh chóng tẩy sửa phương án trả lời sai Phải nhớ tẩy thật chọn nhầm khơng, chấm máy báo lỗi Sử dụng phương pháp loại trừ sở suy luận có lí - Có thể em gặp phải vài câu mà thân phân vân chưa biết phương án chắn Khi đó, em sử dụng phương pháp loại trừ để có phương án trả lời phù hợp với yêu cầu đề Trong nhiều trường hợp, em tính đại lượng loại trừ 50:50 loại 01 phương án như: 10 Cẩm nang giải nhanh toán Vật lí THPT m 100% (1 et ).100% t 100% m0 2T - Phần trăm số nguyên tử (khối lượng) lại chất phóng xạ sau thời gian t phân rã là: %m % N0 = N 100% 100% = e- λ.t.100% = t N0 2T m 100% 100% = e- λ.t.100% = t m0 2T Loại Bài toán liên quan đến số hạt lại, bị phóng xạ (khối lượng lại, bị phóng xạ) hai thời điểm khác Chú ý %m = + Khi t = n với n số tự nhiên áp dụng công thức: T t t N = N0 T ; m = m0 T t số thập phân áp dụng cơng thức: N = N0 et ; m = m0 et T + Khi t T áp dụng cơng thức gần đúng: e- λ.t = – λ.t Trong có đại lượng tương đương sau N0 m0; N m; ∆N0 ∆m0; ∆N′ ∆m′ + Khi N m N m ; N0 m N0 m Từ công thức N m m N = NA nhờ tương tự ta có: N0 A A m0 m m ' NA ; ∆N = NA ∆N′ = NA A A A Ta cần nhớ cơng thức cho số hạt cơng thức khác từ tương tự mà nhớ Phân biệt rõ khái niệm ban đầu, lại, bị phóng xạ (phân rã) Có thể dùng bảng cho trường hợp đặc biệt sau N0 = 264 Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT Thời gian (t) Còn lại (m) Còn lại (%) Phân rã (∆m) Phân rã (%) m0 100% 0 1T m0 m0 2 50% 2T m0 m0 2 3T 4T m0 m0 m0 2 50% 25% m0 m0 3m0 4 75% m0 m0 2 12,5% m0 m0 7m0 8 87,5% m0 m0 16 6,25% m0 m0 15m0 16 16 93,75% PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH Loại Tỉ số số nguyên tử ban đầu số nguyên tử bị phân rã sau thời gian phóng xạ t ∆N = N0(1- e- λt) → N = 1- e- λt N0 t.ln N ln N0 Nhờ tương tự phần ý ta có m = m0e- λt → T = → T= t.ln m ln m0 Loại Tỉ số độ phóng xạ ban đầu độ phóng xạ chất phóng xạ thời điểm t H=H0 e- λt →T= t.ln H ln H 265 Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT Loại Tỉ số số nguyên tử bị phân rã sau thời gian phóng xạ t số hạt nhân lại t t N N (1 e ) T λt = =e –1= –1→T N N et t m (1 e t ) m λt – = T – →T Tương tự: = = e m m et Loại Từ toán phần trăm toán tỉ số ta tính chu kỳ dựa vào giả thiết… Tìm chu kỳ bán rã biết số hạt nhân thời điểm t1 t2 Ta có N1 = N0 et1 , N2 = N0 et2 Lập tỉ số ln 2.(t t1 ) N1 e (t2 t1 ) → T = N N2 ln N2 Tìm chu kỳ bán rã biết số hạt nhân bị phân rã thời điểm khác - Gọi ∆N1 số hạt nhân bị phân rã thời gian t1 Sau t (s) gọi ∆N2 số hạt nhân bị phân rã thời gian t2=t1 - Ban đầu H0 = N1 t1 - Sau t(s) H = →T= N mà H = H0 e- λt t2 t.ln N1 ln N Tính chu kỳ bán rã biết thể tích khí Heli tạo thành sau thời gian phóng xạ t Số hạt nhân Heli tạo thành ∆N = V NA 22,4 ∆N số hạt nhân phân rã ∆N = N0(1- e- λt) = Từ (1) (2) ta có 266 (1) m0 NA(1- e- λt) (2) A m0 V (1- e- λt) = →T = 22,4 A t.ln A.V ln 22,4.m Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT Loại Tính tuổi mẫu vật cổ (hoặc thời gian) Nếu biết tỉ số khối lượng (số nguyên tử) lại khối lượng (số nguyên tử) ban đầu lượng chất phóng xạ có mẫu vật cổ m - Ta có = e- λt → t = m - Ta có N = e- λt → t = N0 m0 m ln t.ln N0 N ln t.ln Nếu biết tỉ số khối lượng (số nguyên tử) bị phóng xạ khối lượng (số nguyên tử) lại lượng chất phóng xạ có mẫu vật cổ - Ta có t m ' N (1 e )A ' A ' = = (1- e- λt) t m A NA m 0e A.m ' T.ln 1 m.A ' →t= ln - Tương tự N = e- λt - N N T.ln N →t= ln Nếu biết tỉ số khối lượng (số nguyên tử) lại chất phóng xạ có mẫu vật cổ Ta có N1 = N01 e → 1t ; N2 = N02 e N1 N 01 t( 2 1 ) e = →t= N N 02 2 t N1 N 02 N N 01 ln ln với λ1 = , λ2 = 1 T1 T2 ln Chú ý Cũng từ công thức chu kỳ ta suy cơng thức tính t, tương tự có loại ĐỘ HỤT KHỐI – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT RIÊNG - Độ hụt khối ∆m= (m0- m)u với m0= Zmp – (A- Z)mn - Năng lượng liên kết Wlk = ∆m.c2 = [Zmp- (A- Z)mn].931 MeV 267 Cẩm nang giải nhanh toán Vật lí THPT với 1u=931MeV/c2 Zm p (A Z)m n m Wlk = lượng liên A A kết riêng lớn hạt nhân bền vững PHẢN ỨNG TỎA HAY THU NĂNG LƯỢNG Xét phản ứng A+D→B+C Loại Năng lượng tỏa hay thu vào phân rã Cách ∆E=(mB + mc - mA - mD)c2 Với mA, mD, mB, mc khối lượng hạt nhân trước sau tương tác Cách ∆E=(∆mB + ∆mc - ∆mA - ∆mD)c2 Với ∆mA, ∆mD, ∆mB, ∆mc đọ hụt khối hạt nhân trước sau tương tác Cách ∆E=(∆WlkB + ∆WlkC - ∆WlkA - ∆WlkD)c2 Với ∆WlkA, ∆WlkD, ∆WlkB, ∆WlkC lượng liên kết hạt nhân trước sau tương tác Nếu ∆E>0 phản ứng tỏa lượng Nếu ∆E 1, phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì, lượng phát tăng nhanh gây bùng nổ - Khối lượng tới hạn khối lượng tối thiểu chất phân hạch để phản ứng phân hạch dây chuyền trì Với 235U khối lượng tới hạn cỡ 15 kg, với 239Pu vào cỡ kg Phản ứng nhiệt hạch (phản ứng tổng hợp nhiệt hạt nhân) - Hai hay nhiều hạt nhân nhẹ, kết hợp với thành hạt nhân nặng Phản ứng xảy nhiệt độ cao, nên gọi phản ứng nhiệt hạch Con người thực phản ứng dạng khơng kiểm sốt (bom H) - Điều kiện để phản ứng kết hợp hạt nhân xảy + Phải đưa hỗn hợp nhiên liệu sang trạng thái plasma cách đưa nhiệt độ lên tới 108 độ + Mật độ hạt nhân plasma phải đủ lớn + Thời gian trì trạng thái plasma nhiệt độ cao phải đủ lớn PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH Loại Xác định lượng toả phản ứng phân hạch, nhiệt hạch biết khối lượng Tính lượng cho nhà máy hạt nhân - Cho khối lượng hạt nhân trước sau phản ứng M0, M Tìm lượng toả xảy phản ứng (phân hạch nhiệt hạch) Năng lượng toả Q = ( M0 – M ).c2 (MeV) - Suy lượng toả m gam phân hạch (nhiệt hạch ) E = Q.N = Q 270 m N A MeV (3.2) A Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT Loại Xác định lượng toả biết độ hụt khối lượng liên kết - Xét phản ứng nhiệt hạch 13 H 12H 24 He 01n Cho biết lượng liên kết 1H ,1H , 24 H Tìm lượng toả phản ứng ? Ta có Wlk 12 H = mp + mn – m( 12 H ) m( 12 H ) = mp + mn – Wlk 12 H Wlk 13 H = mp + 2mn – m(13H ) m(13H ) = mp + 2mn – Wlk 13 H Wlk 24 He = 2mp + 2mn – m( 24 He) m( 24 He) = 2mp + 2mn – Wlk 24 He lượng toả Q = m( 12 H ) + m(13H ) – m( 24 He) – mn = Wlk 24 He – Wlk 12 H – Wlk 13 H = Wlk 24 He – (Wlk 12 H + Wlk 13 H ) Khi trường hợp tổng quát Q = ∑ Wlk sau – ∑ Wlk trước - Xét phản ứng 2 1 H H He n Cho biết độ hụt khối H , He Tìm lượng toả ra? Ta có Δm 12 H = mp + mn – m( 12 H ) Δm 23 He = 2mp + mn – m( 23He) m( 12 H ) = mp + mn – Δm 12 H m( 23He) = 2mp + mn – Δm 23 He lượng toả Q = m( 12 H ) - m( 23He) - mn = Δm 23 He –2Δm 12 H Khi trường hợp tổng quát Q = (∑ Δm sau – ∑ Δm trước)c2 271 Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT CHUN ĐỀ 15: TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ 15.1 Các hạt sơ cấp - Hạt sơ cấp hạt có kích thước khối lượng nhỏ, nhỏ hạt nhân nguyên tử Các đặc trưng - Khối lượng nghỉ mo thay cho mo người ta thường dùng đại lượng đặc trưng Eo = mo.c2 - Điện tích Q = +1, Q = 0, Q = - (Q số lượng tử điện tích) - Spin đại lượng đặc trưng cho momen động lượng riêng mômen từ h riêng hạt ( s ) 2 - Thời gian sống trung bình có hạt khơng phân rã thành hạt khác (hạt bền) prôtôn, êlectron, phôtôn, nơtrinô Tất hạt lại hạt khơng bền trừ nơtron có thời gian sống khoảng 932s Phản hạt - Phần lớn hạt sơ cấp tạo thành cặp hạt phản hạt Có khối lượng nghỉ mo nhau, số đặc trưng khác có trị số trái dấu - Trong trình tương tác hạt, xảy tượng huỷ cặp “ hạt + phản hạt” thành hạt khác, sinh cặp “ hạt phản hạt” Phân loại - Phơton có mo - Leptôn gồm êlectron, muyôn, hạt tau… - Mêzơn hạt có khối lượng trung bình mêzơn mêzơn k - Barion gồm hạt nặng có khối lượng mp Có nhóm: nuclơn, hipêron phản hạt chúng Trong đó: tập hợp mêzơn barion có tên chung hađrơn Tương tác hạt sơ cấp - Tương tác hấp dẫn tương tác hạt vật chất có khối lượng - Tương tác điện từ tương tác hạt mang điện, ma sát - Tương tác yếu tương tác hạt phân rã - Tương tác mạnh tương tác hađrôn Hạt quac - Tất hađrôn cấu tạo từ hạt nhỏ hơn, gọi quac 272 Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT - Có hạt quac u, d, s, c, b t Điện tích hạt quac phản quac e 2e , 3 - Các barion tổ hợp quac (VD nơtron udd; proton uud) 15.2 Mặt trời hệ mặt trời Cấu tạo hệ Mặt Trời Hệ Mặt Trời bao gồm: - Mặt Trời trung tâm hệ ( thiên thể nóng sáng) - Tám hành tinh lớn: Thuỷ Tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hoả tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh Hải Vương tinh - Các hành tinh tí hon gọi tiểu hành tinh, chổi, thiên thạch… Đặc điểm: - Tất hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời theo chiều thuận, gần mặt phẳng - Mặt trời hành tinh quay quanh theo chiều thuận (trừ Kim tinh) - Tồn hệ Mặt Trời quay quanh trung tâm Thiên Hà - Từ định luật III Kê- ple, khối lượng Mặt Trời lớn khối lượng Trái Đất 333 000 lần (1,99.1030 kg) Mặt Trời Cấu tạo gồm phần quang cầu khí Quang cầu có dạng đĩa sáng tròn với bán kính góc 16 phút Khối lượng riêng trung bình vật chất quang cầu 1400kg/m3 Khí Mặt Trời - Cấu tạo chủ yếu Hiđro, Heli… - Phân làm lớp Sắc cầu nhật hoa Sắc cầu lớp khí nằm sát mặt quang cầu có độ dày 10000 km, nhiệt độ khoảng 4500K Nhật hoa nằm phía sắc cầu, vật chất cấu tạo trạng thái ion hoá mạnh (trạng thái plasma) Năng lượng - Mặt Trời liên tục xạ lượng xung quanh 273 Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT - Hằng số Mặt Trời H lượng lượng xạ Mặt Trời truyền vng góc tới đơn vị diện tích cách đơn vị thiên văn đơn vị thời gian H 1360 W/m2 suy PTĐ = 3,9.1026 W Hoạt động - Năm Mặt Trời có nhiều vết đen xuất năm Mặt Trời hoạt động Năm vết đen năm Mặt Trời tĩnh - Diễn theo chu kì liên quan đến số vết đen Mặt Trời Chu kì hoạt động Mặt Trời trung bình 11 năm Trái đất Cấu tạo - Trái Đất có dạng hình cầu dẹt - Rxích đạo = 6378 km, R2cực = 6357 km, Dtrung bình = 520kg/m3 - Trái Đất có lõi bán kính khoảng 3000 km có cấu tạo chủ yếu sắt, niken - Bao quanh lõi lớp trung gian, là lớp vỏ dày khoảng 35 km, vật chất vỏ có D = 3300 kg/m3 Mặt trăng - vệ tinh Trái Đất - Mặt Trăng cách Trái Đất 384000 km RMặtTrăng = 1738 km, mMT = 7,35.1022kg - Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất với chu kì T = 27,32 ngày - Luôn hướng nửa định Mặt Trăng Trái Đất - Trên Mặt Trăng khí - Bề mặt phủ lớp vật chất xốp Trên bề mặt có dãy núi cao - Nhiệt độ ngày đêm chênh lệch lớn - Có nhiều ảnh hưởng đến Trái Đất gây tượng thuỷ triều 15.3 Sao thiên hà Định nghĩa: khối khí nóng sáng, giống Mặt Trời Đặc điểm: đa số tồn trạng thái ổn định, có kích thước nhiệt độ … không đổi thời gian dài Mặt Trời số Các loại - Sao biến quang có độ sáng thay đổi Có loại: biến quang che khuất, biến quang nén dãn - Sao có độ sáng tăng đột ngột lên hàng ngàn, hàng vận hay hàng triệu lần sau từ từ giảm 274 Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT - Punxa nơtron: xạ lượng dạng xung sóng điện từ mạnh - Lỗ đen thiên thể cấu tạo nơtron, có khả hút vật thể, kể ánh sáng - Tinh vân “đám mây sáng” Sự tiến hoá - Sao cấu tạo từ đám “mây” khí bụi - Đám mây vừa quay vừa co lại, sau vài chục nghìn năm, vật chất dần tập trung giữa, tạo thành tinh vân - Ở trung tâm tinh vân, nguyên thuỷ tạo thành - Sao tiếp tục co lại nóng dần tạo thành ngơi sáng tỏ - Trong thời gian tồn sao, xảy phản ứng nhiệt hạch, tiêu hao dần hiđrô tạo thành heli nguyên tố khác (C, O, Fe ) - Khi nhiên liệu cạn kiệt, biến thành thiên thể khác 15.4 Thiên hà KN Thiên hà hệ thốngsao gồm nhiều loại tinh vân Các loại thiên hà - Thiên hà xoắn ốc thiên hà có hình dạng dẹt đĩa tròn có cánh tay xoắn ốc, chứa nhiều khí - Thiên hà elip thiên hà có hình elip, chứa khí có khối lượng trẳi dải rộng - Thiên hà khơng định hình thiên hà khơng có hình dạng xác định Chú ý Tồn bơ thiên hà quay xung quanh trung tâm thiên hà 15.5 Ngân hà (Thiên hà chúng ta) Đặc điểm - Thiên hà loại thiên hà xoắn ốc - Đường kính khoảng 100 nghìn năm ánh sáng - Khối lượng khoảng 150 tỉ lần khối lượng Mặt Trời - Là hệ phẳng giống môt đĩa, dày khoảng 330 năm ánh sáng, chứa vài trăm tỉ Phần trung tâm Thiên Hà có dạng hình cầu dẹt, gọi vùng lồi trung tâm Được tạo “già”, khí bụi 275 Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT Ở trung tâm Thiên Hà có nguồn phát xạ hồng ngoại nguồn phát xạ sóng vơ tuyến điện Dải ngân hà hình chiếu Thiên Hà vòm trời dải sáng trải bầu trời đêm 15.6 Thuyết Big Bang Đặc điểm - Vũ trụ bắt đầu dãn nở từ “thời điểm kì dị” - Muốn tính tuổi vũ trụ, phải lập luận ngươc thời gian đến “điểm kì dị”, lúc tuổi RVũTrụ (điểm zero Big Bag) - Vật lí học đại dựa vào vật lí hạt sơ cấp ước đoán kiện xãy thời điểm 10- 35 s sau Vụ nổ lớn Thời điểm Plăng Ở thời điểm Plăng Kích thước vũ trụ 10- 35 m,D 1091kg/cm3 nhiệt độ bằng1032 K bằng> Trị số Plăng Vũ trụ tràn ngập hạt có lượng cao electron, nơtrinô quac 15.7 Sự tạo thành hạt - Nuclôn đựơc tạo sau Vụ nổ 1s - Các hạt nhân nguyên tử xuất sau phút - 300 nghìn năm sau xuất hiên nguyên tử - triệu năm sau xuất thiên hà - Tại t 14 tỉ năm, vũ trụ trạng thái nay, nhiệt độ trung bình T 2,7 K 276 Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Vật lý 10, 11, 12 BGD- ĐT PGS TS Vũ Thanh Khiết, "Phương pháp giải tập Vật lý 10", NXB GD - 2012 Bùi Quang Hân, "Giải toán Vật lý 10 (Tập 1)", NXB GD - 2015 Nguyễn Anh Vinh, "Giải nhiều cách, cách cho nhiều toán Vật Lý", NXB TH TP HCM - 2014 Ths.Mai Trọng Ý, "Phân loại phương pháp giải nhanh tập vật lí 11 Tự luận trắc nghiệm khách quan", NXB ĐHQG Hà Nội - 2014 Phạm Đức Cường, Cảnh Chí Đạt, Thân Thanh Sang, Lê Tấn Ri, Bùi Trần Đức Anh Thái, "Phương Pháp Mới Giải Nhanh Bài Tập Trắc Nghiệm Vật Lý", NXB ĐHQG Hà Nội - 2016 TS Trần Ngọc Biên, "Phân loại phương pháp giải dạng tập Vật lí 11", NXB ĐH Sư phạm - 2012 Nguyễn Anh Vinh, "Cẩm nang ôn luyện thi Đại học, Cao đẳng môn Vật Lý (Tập 1, 2)", NXB ĐH Sư phạm - 2013 Trần Trọng Hưng, Phương pháp giải trắc nghiệm tập Vật lý theo chủ đề (Tập 3), NXB ĐHQG Hà Nội - 2011 10 Nguyễn Phú Đồng, "Các Dạng Bài Tập Và Phương Pháp Giải Vật Lý Lớp 12", NXB ĐH Sư phạm - 2011 11 Nguyễn Anh Vinh, "Hướng Dẫn Ôn Tập Và Phương Pháp Giải Nhanh Bài Tập Trắc Nghiệm Vật Lí 12", NXB ĐH Sư phạm - 2014 277 Cẩm nang giải nhanh toán Vật lí THPT NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA 16 Hàng Chuối - Hai Bà Trưng - Hà Nội Giám đốc - Tổng biên tập: (04) 39715011; Hành chính: (04) 39714899; Fax: (04) 39714899, Kinh doanh: (04) 39729437 Chịu trách nhiệm xuất bản: Giám đốc - Tổng biên tập : TS Phạm Thị Trâm Biên tập: Trịnh Thị Thu Hà – Vũ Thế Huy Chế bản: Công ty CP Sách CNGD Việt Nam Thiết kế bìa: Cơng ty CP Sách CNGD Việt Nam Đối tác: CÔNG TY CỔ PHẦN SÁCH VÀ CÔNG NGHỆ GIÁO DỤC VIỆT NAM – EDUKING Địa chỉ: Hà Nội: ngõ Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Liên hệ: 0432.00.44.88 – Hotline: 0986.200.101 SÁCH LIÊN KẾT CẨM NANG GIẢI NHANH BÀI TỐN VẬT LÍ THPT Mã ISBN: 978-604-62-8486-4 In: 3000 cuốn, khổ 17 x 24cm Công ty CP In Sao Việt Địa chỉ: số 9/40 Ngụy Như Kon Tum, Nhân Chính, Thanh Xuân, Hà Nội Số ĐKXB:1503-2017/CXB, IPH/11-180/ĐHQGHN, ngày 16/5/2017 Quyết định xuất số:326 LK-TN/QĐ-NXB ĐHQGHN, ngày 29/5/2017 In xong nộp lưu chiểu năm 2017 278 ... Bệnh viện Tâm thần Thành phố Hồ Chí Minh) 13 Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT SÁU BƯỚC ĐỂ GIẢI NHANH BÀI TỐN VẬT LÍ THPT Để giải nhanh tốn Vật lí THPT trước hết bạn cần phải có lòng đam mê, u...Cẩm nang giải nhanh tốn Vật lí THPT NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI CẨM NANG GIẢI NHANH BÀI TỐN VẬT LÍ THPT ThS NGUYỄN TRỌNG DŨNG (CHỦ BIÊN), NGUYỄN... mà số câu chưa giải nên chọn nhanh phương án trả lời cho tất câu này, khơng nên bỏ sót câu 16 Cẩm nang giải nhanh toán Vật lí THPT PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH Muốn giải nhanh loại tập em cần đưa nội