Phương pháp, bài tập vật lý THPTQG theo 4 cấp độ khó tăng dần (chương sóng ánh sáng, lượng tử ánh sáng và hạt nhân nguyên tử)

CHỦ ĐỀ 22 TÁN SẮC ÁNH SÁNG I TÓM TẮT LÝ THUYẾT Hiện tượng tán sắc ánh sang: Là tượng ánh sáng bị tách thành nhiều màu khác qua mặt phân cách hai môi trường suốt Ánh sáng đơn sắc ánh sáng có màu định, có bước sóng định không bị tán sắc truyền qua lăng kính Bước sóng ánh sáng đơn sắc λ = λ0 c λ v c = ⇒λ= truyền chân không λ0 = ⇒ f′ f λ v n * Chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng Trong môi trường: n đỏ < n < ntím ⇒ vđỏ > v > vtím * Khi truyền qua mơi trường suốt khác vận tốc ánh sáng thay đổi, bước sóng ánh sáng thay đổi cịn tần số ánh sáng khơng thay đổi nên màu sắc không đổi Ánh sáng trắng tập hợp vơ số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Bước sóng ánh sáng trắng: 0,38µ m ≤ λ ≤ 0, 76 µ m Cầu vồng kết tán sắc ánh sáng mặt trời chiếu qua giọt nước mưa Dạng 1: TÁN SẮC QUA LĂNG KÍNH – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN - Khi chùm ánh sáng trắng hẹp từ khơng khí vào mơi trường có chiết suất n thì: rđỏ > r > rtím - Khi chùm ánh sáng trắng hẹp từ mơi trường có chiết suất n khơng khí thì: igh đỏ > igh > igh tím Có trường hợp xảy ra: + Khi i < igh tím: tất tia ló ngồi khơng khí với rđỏ < r < rtím + Khi i > igh đỏ: tất tia phản xạ toàn phần mặt phân cách, chùm tia phản xạ chùm ánh sáng trắng + Khi i = igh lục: tia lục sát mặt phân cách Các tia ló ngồi khơng khí là: đỏ, cam, vàng Các tia phản xạ tồn phần: lam, chàm, tím - Tính bề rộng quang phổ quan sát A nhỏ: ∆L = l ( Dt − Dd ) = l ( nt − nd ) Arad (với L = OH: khoảng cách từ lăng kính đến màn) Dạng 2: TÁN SẮC QUA THẤU KÍNH – LƯỠNG CHẤT PHẲNG * Cơng thức tính tiêu cự thấu kính: 1  = ( n − 1)  + ÷ f  R1 R2  ⇒ Tính khoảng cách tiêu điểm tia đỏ tia tím: Fd FΔf t = f = df − t = nt − nd  1  ( n t − 1) ( n d − 1)  + ÷  R1 R  * Bể nước có chiều sâu h: ⇒ Tính độ dài dải quang phổ đáy bể: Trang DT = IH tan rd − tan rt = h tan rd − tan rt * Bản mỏng song song có bề dày e: ⇒ Tính khoảng cách hai tia đỏ tím ló khỏi bản: DH = DT cos i = IO ( tan rd − tan rt ) cos i = e ( tan rd − tan rd ) cos i II BÀI TẬP A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Dải sáng bảy màu thu thí nghiệm thứ Niu-tơn giải thích do: A Lăng kính làm lệch tia sáng phía đáy nên làm thay đổi màu B Các tia sáng bị nhiễu loạn truyền qua thủy tinh C Lăng kính tách riêng chùm sáng có màu khác có sẵn ánh sáng Mặt Trời D Thủy tinh nhuộm màu cho ánh sáng Bài 2: Chiếu xiên từ nước khơng khí chùm sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm ba thành phần đơn sắc: đỏ, lam tím Gọi rd , rl , rt góc khúc xạ ứng với tia màu đỏ, tia màu lam tia màu tím Hệ thức là: A rd < rl < rt B rt < rd < rl C rt < rl < rd D rl = rt = rd Bài 3: Một ánh sáng đơn sắc truyền từ chân khơng có bước sóng λ0 vào mơi trường có chiết suất tuyệt đối n (đối với ánh sáng đó) bước sóng λ ánh sáng đơn sắc mơi trường A λ = λ0 / n B λ = nλ0 C λ = cλ0 D λ = λ0 Bài 4: Một xạ đơn sắc có tần số f truyền mơi trường có bước sóng λ chiết suất môi trường xạ A n = λ f B n = c / ( λ f ) C n = cλ / f D n = cλ f Bài 5: Phát biểu sau tượng tán sắc ánh sáng sai? A Do tượng tán sắc ánh sáng, chùm tia sáng trắng hẹp khúc xạ tách thành nhiều chùm tia có màu sắc khác B Chỉ quan sát tượng tán sắc ánh sáng cách dùng lăng kính C Hiện tượng tán sắc ánh sáng chứng tỏ ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác D Nguyên nhân gây tượng tán sắc ánh sáng chiết suất môi trường suốt ánh sáng có bước sóng khác khác Bài 6: Một ánh sáng đơn sắc tần số f truyền chân khơng có bước sóng Trang A λ = f / c B λ = c / f C λ = C.f D λ = 2cf Bài 7: Góc lệch tia sáng truyền qua lăng kính góc tạo A tia ló pháp tuyến B hai mặt bên lăng kính C tia tới lăng kính tia ló khỏi lăng kính D tia tới pháp tuyến Bài 8: Dải quang phổ liên tục thu thí nghiệm tượng tán sắc ánh sáng trắng có A lăng kính tách màu sẵn có ánh sáng trắng thành thành phần đơn sắc B tượng giao thoa thành phần đơn sắc khỏi lăng kính C thủy tinh nhuộm màu cho ánh sáng D ánh sáng bị nhiễu xạ truyền qua lăng kính Bài 9: Khi quan sát vật ánh sáng mặt trời, màu sắc vật mà ta nhìn thấy A vật hấp thụ màu phản xạ tới mắt ta B cường độ sáng màu ánh sáng mặt trời mạnh màu khác C ánh sáng mặt trời có màu D thành phần đơn sắc mà vật khơng hấp thụ ánh sáng mặt trời bị phản xạ trở lại sau trộn lẫn với võng mạc người quan sát Bài 10: Chiếu xiên từ khơng khí vào dầu suốt chùm sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm ba thành phần đơn sắc: đỏ, vàng lam Gọi rd , rv , rl góc khúc xạ ứng với tia màu đỏ, tia màu lam tia màu tím Hệ thức A rd < rl < rt B rl = rt = rd C rt < rd < rl D rl < rv < rd Bài 11: Một ánh sáng đơn sắc truyền môi trường với vận tốc v chiết suất tuyệt đối mơi trường với ánh sáng A n = v/c B n = c.v C n = c/v D n = 2c/v Bài 12: Thí nghiệm II Niutơn sóng ánh sáng chứng minh A ánh sáng mặt trời ánh sáng đơn sắc B tồn ánh sáng đơn sắc C khúc xạ tia sáng qua lăng kính D lăng kính khơng có khả nhuộm màu cho ánh sáng Bài 13: Khi chiếu ánh sáng mặt trời qua lăng kính chùm tia ló A chùm phân kì B chùm song song C chùm phân kì chùm song song D chùm hội tụ Trang Bài 14: Phát biểu sau đúng? Một chùm ánh sáng mặt trời có dạng dải sáng mỏng, hẹp rọi xuống mặt nước bể nước tạo nên đáy bể vết sáng A có nhiều màu dù chiếu xiên hay chiếu vng góc B có nhiều màu chiếu vng góc có màu trắng chiếu xiên C có màu trắng dù chiếu xiên hay chiếu vng góc D có nhiều màu chiếu xiên có màu trắng chiếu vng góc Bài 15: Chiếu chùm tia sáng hẹp qua lăng kính Chùm tia sáng tách thành chùm tia sáng có màu khác Hiện tượng gọi A giao thoa ánh sáng B nhiễu xạ ánh sáng C tán sắc ánh sáng D khúc xạ ánh sáng Bài 16: Trong quang phổ liên tục, vùng đỏ có bước sóng nằm giới hạn A 0, 495µ m ≤ λ ≤ 0,58µ m B 0,58µ m ≤ λ ≤ 0, 64 µ m C 0, 64µ m ≤ λ ≤ 0, 76 µ m D 0, 40µ m ≤ λ ≤ 0, 44 µ m Bài 17: Nguyên nhân dẫn đến tượng tán sắc A chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào ánh sáng chiếu vào B chiết suất mơi trường suốt phụ thuộc vào chất môi trường C màu sắc ánh sáng phụ thuộc vào môi trường D màu sắc ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng Bài 18: Cho ánh sáng đơn sắc truyền từ môi trường suốt sang mơi trường suốt khác A tần số thay đổi, vận tốc không đổi B tần số thay đổi, vận tốc thay đổi C tần số không đổi, vận tốc không đổi D tần số không đổi, vận tốc thay đổi Bài 19: Tán sắc ánh sáng tượng A tia sáng đơn sắc bị đổi màu qua lăng kính B chùm sáng phức tạp bị phân tích thành nhiều màu đơn sắc qua lăng kính C chùm tia sáng trắng bị lệch phía đáy lăng kính truyền qua lăng kính D chùm sáng trắng bị phân tích thành màu qua lăng kính Bài 20: Phát biểu sau sai? A Hiện tượng tán sắc ánh sáng tượng chùm sáng trắng qua lăng kính bị tách thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác B Chiết suất môi trường suốt ánh sáng đơn sắc khác khác C Ánh sáng trắng tập hợp gồm bảy ánh sáng đơn sắc khác nhau: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím D Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính Bài 21: Một sóng ánh sáng đơn sắc đặc trưng A tần số B màu sắc C vận tốc truyền D chiết suất lăng kính với ánh sáng Bài 22: Từ khơng khí, chiếu chùm tia sáng trắng hẹp xiên góc xuống mặt nước suốt chậu nước Dưới đáy chậu nước ta quan sát thấy A dải màu từ đỏ đến tím, màu tím bị lệch nhiều so với tia tới B màu đơn sắc thay đổi tùy theo góc tới C dải màu từ đỏ đến tím, màu đỏ bị lệch nhiều so với tia tới D vệt sáng trắng Bài 23: Bước sóng xạ màu lục có trị số Trang A λ = 0,55mm B λ = 0,55nm C λ = 0,55µ m D λ = 55nm Bài 24: Khi tia sáng đơn sắc truyền từ môi trường suốt sang môi trường suốt khác, đại lượng khơng thay đổi A bước sóng màu sắc tia sáng B màu sắc tốc độ lan truyền C tần số bước sóng D tần số màu sắc tia sáng Bài 25: Ánh sáng vàng có bước sóng chân khơng 0,5893µ m Tần số ánh sáng vàng A 5, 05.1014 Hz B 5,16.1014 Hz C 6, 01.1014 Hz D 5, 09.1014 Hz Bài 26: Vận tốc ánh sáng đơn sắc truyền từ chân không vào môi trường có chiết suất tuyệt đối n (đối với ánh sáng đó) A giảm n lần B tăng hay giảm tùy theo màu sắc ánh sáng C không đổi D tăng lên n lần Bài 27: Tìm phát biểu ánh sáng đơn sắc? A Đối với ánh sáng đơn sắc, góc lệch tia sáng lăng kính khác có giá trị B Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị lệch đường truyền qua lăng kính C Đối với môi trường khác nhau, ánh sáng đơn sắc có bước sóng D Ánh sáng đơn sắc ánh sáng khơng bị tách màu qua lăng kính Bài 28: Cho ánh sáng đơn sắc: ánh sáng trắng (1); ánh sáng đỏ (2); ánh sáng vàng (3); ánh sáng tím (4) Trật tự xếp giá trị bước sóng ánh sáng đơn sắc theo thứ tự tăng dần là: A 1, 3, B 1, 2, C 4, 3, D 1, 2, B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU Bài 1: Cho chiết suất thủy tinh n = Chiếu tia sáng tới bề mặt thủy tinh với góc tới 30° tia sáng truyền từ thủy tinh vào không khí góc khúc xạ là: A 30° B 45° C 60° D 90° Bài 2: Một chậu thủy tinh nằm ngang chứa lớp nước dày có chiết suất 4/3 Một tia sáng SI chiếu tới mặt nước với góc tới 45° Tính góc lệch tia khúc xạ tia tới? A 20° B 15° C 13° D 10° Bài 3: Tia sáng từ thủy tinh có chiết suất n1 = 1,5 đến mặt phân cách với nước n = 4/3 Xác định góc tới I để khơng có tia khúc xạ nước? A 62 B 45° C 50° D 80° Bài 4: Chiếu tia sáng từ khơng khí vào khối thủy tinh chiết suất 1,52 thu góc khúc xạ 25° Góc tới có giá trị A 30° B 45° C 60° D 40° Bài 5: Lăng kính có chiết suất n = 1, góc chiết quang A = 6° Một chùm sáng đơn sắc hẹp chiếu vào mặt bên AB lăng kính với góc tới nhỏ Tính góc lệch tia ló tia tới? A 3°36′′ B 4°50′ C 6° D 9° Bài 6: Một lăng kính thủy tinh có chiết suất n = 1, Chiếu tia sáng đơn sắc theo phương vng góc với mặt bên lăng kính Tia sáng phản xạ tồn phần mặt bên lăng kính Tính giá trị nhỏ góc A? A 36,88° B 25,38° C 38, 68° D 42,34° Trang Bài 7: Chiếu chùm sáng đơn sắc, song song tới mặt bên lăng kính tam giác thu tia ló mặt bên lăng kính Nếu góc tới góc ló 45° góc lệch A 30° B 45° C 60° D 90° Bài 8: Lăng kính thủy tinh tam giác chiết suất n = Tính góc tới góc lệch tia sáng trường hợp có góc lệch cực tiểu? A 30° 60° B 45° 45° C 60° 60° D 60° 45° Bài 9: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60° Khi khơng khí góc lệch cực tiểu 30° Khi chất lỏng suốt có chiết suất x góc lệch cực tiểu 4° Giá trị x A 1,33 B 1,5 C D 1,8 Bài 10: Một lăng kính có chiết suất n = , chiếu chùm sáng đơn sắc, song song tới mặt bên lăng kính thu chùm tia ló mặt bên lăng kính, biết góc lệch cực tiểu nửa góc chiết quang Góc chiết quang lăng kính xấp xỉ bằng: A 50,5° B 48, 6° C 60, 7° D 78, 4° Bài 11: Cho chiết suất thủy tinh n = Chiếu tia sáng tới bề mặt thủy tinh với góc tới 30° tia sáng truyền từ thủy tinh vào khơng khí góc khúc xạ A 30° B 45° C 60° D 90° Bài 12: Cho lăng kính có góc chiết quang 60° Chiếu tia sáng đơn sắc tới lăng kính cho tia ló có góc lệch cực tiểu 30° Chiết suất thủy tinh làm lăng kính ánh sáng đơn sắc là: A 1,5 B 2,3 C 1,414 D 1,8 Bài 13: Một lăng kính thủy tinh có chiết suất 1,6 ánh sáng đơn sắc góc chiết quang 45° Góc tới cực tiểu để có tia ló là: A 13, 0° B 14,5° C 6,8° D 10,14° Bài 14: Một lăng kính có góc chiết quang A Chiếu tia sáng SI đến vng góc với mặt bên lăng kính Biết góc lệch tia ló tia tới D = 15° Cho chiết suất lăng kính n = 4/3 Tính góc chiết quang A? A 35°9′ B 24,5° C 30°18′ D 19,8° C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG Bài 1: Phát biểu sau tượng tán sắc ánh sáng sai? A Hiện tượng tán sắc ánh sáng chứng tỏ ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác B Chỉ quan sát tượng tán sắc ánh sáng cách dùng lăng kính C Nguyên nhân gây tượng tán sắc ánh sáng chiết suất mơi trường suốt ánh sáng có bước sóng khác khác D Do tượng tán sắc ánh sáng, chùm tia sáng trắng hẹp khúc xạ tách thành nhiều chùm tia có màu sắc khác Bài 2: Từ khơng khí, chiếu chùm tia sáng trắng hẹp xiên góc xuống mặt nước suốt chậu nước Dưới đáy chậu nước ta quan sát thấy: A vệt sáng trắng B dải màu từ đỏ đến tím, màu tím bị lệch xa so với tia tới C dải màu từ đỏ đến tím, màu đỏ bị lệch xa so với tia tới D màu đơn sắc thay đổi tùy theo góc tới Trang Bài 3: Khi chiếu chùm sáng trắng hẹp vào lăng kính chùm sáng màu tím bị lệch nhiều Ngun nhân là: A ánh sáng tím màu cuối quang phổ ánh sáng trắng B chiết suất chất làm lăng kính ánh sáng tím có giá trị lớn C chiết suất chất làm lăng kính ánh sáng tím có giá trị nhỏ D ánh sáng tím bị hút phía đáy lăng kính mạnh so với màu khác Bài 4: Chọn ý đúng? Tấm kính màu đỏ sẽ: A hấp thụ mạnh ánh sáng màu đỏ B hấp thụ ánh sáng màu vàng C khơng hấp thụ ánh sáng màu lục D hấp thụ ánh sáng màu đỏ Bài 5: Một bìa có màu lục, đặt bìa buồng tối chiếu vào chùm ánh sáng đỏ, bìa có màu: A đỏ B lục C vàng D đen Bài 6: Khi chiếu ánh sáng trắng qua kính lọc màu đỏ ánh sáng truyền qua kính có màu đỏ, lí là: A kính lọc màu đỏ ln có khả phát ánh sáng đỏ B kính lọc màu đỏ có tác dụng nhuộm đỏ ánh sáng trắng C chùm ánh sáng trắng, xạ màu đỏ có bước sóng lớn nên truyền qua kính D kính lọc màu đỏ hấp thụ ánh sáng màu đỏ hấp thụ mạnh ánh sáng có màu khác Bài 7: Chiếu chùm ánh sáng trắng vào vật ta thấy có màu đỏ Nếu chiếu vào chùm ánh sáng màu lục ta nhìn thấy vật có màu A lục B đen C đỏ D hỗn hợp đỏ lục Bài 8: Nguyên nhân dẫn đến tượng tán sắc là: A Chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào ánh sáng chiếu vào B Màu sắc ánh sáng phụ thuộc vào môi trường C Màu sắc ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng D Chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào chất môi trường Bài 9: Phát biểu sau sai tán sắc ánh sáng? A Chỉ có ánh sáng trắng bị tán sắc truyền qua lăng kính B Ánh sáng trắng tập hợp vơ số ánh sáng đơn sắc khác có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím C Một chùm ánh sáng sau qua lăng kính có màu trước qua lăng kính chùm sáng đơn sắc D Nếu tổng hợp ánh sáng đơn sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím ta có ánh sáng trắng D VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO Bài 1: Góc chiết quang lăng kính 6° Chiếu tia sáng trắng vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Đặt quan sát, sau lăng kính, song song với mặt phẳng phân giác góc chiết quang lăng kính cách mặt 2m Chiết suất lăng kính tia đỏ nd = 1,5 tia tím nt = 1,58 Độ rộng quang phổ liên tục quan sát A 16,8mm B 12,57mm C 18,30mm D 15,42mm Trang Bài 2: Một lăng kính có góc chiết quang A = 45° Chiếu chùm tia sáng hẹp đa sắc SI gồm ánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lục tím đến gặp mặt bên AB theo phương vng góc Biết chiết suất lăng kính ánh sáng màu lam Các tia ló khỏi mặt bên AC gồm ánh sáng đơn sắc A đỏ, vàng, lục tím B đỏ, vàng tím C đỏ, lục tím D đỏ, vàng lục Bài 3: Chiếu chùm tia sáng trắng hẹp vào mặt bên lăng kính, theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Sau lăng kính, đặt quan sát song song với mặt phân giác lăng kính cách mặt phân giác đoạn 2m Chiết suất lăng kính tia đỏ nd = 1,50 tia tím nt = 1,54 Góc chiết quang lăng kính 5° Độ rộng quang phổ liên tục quan sát (khoảng cách từ mép tím đến mép đỏ) A 7,0 mm B 8,0 mm C 6,25 mm D 9,2 mm Bài 4: Chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp vào đỉnh lăng kính theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Biết góc chiết quang 4° , chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,468 1,868 Bề rộng quang phổ thu quan sát đặt song song với mặt phẳng phân giác cách mặt phẳng phân giác 2m A cm B 6,4 m C 6,4 cm D 56,3 mm Bài 5: Một lăng kính có góc chiết quang (góc đỉnh) A = 8° đặt khơng khí Đặt quan sát E song song với mặt phẳng phân giác A cách 1,5m Chiếu đến lăng kính chùm sáng trắng hẹp, song song theo phương vng góc với mặt phân giác A gần A Biết chiết suất chất làm lăng kính ánh sáng đỏ 1,61 với ánh sáng tím 1,68 Xác định khoảng cách từ vệt đỏ đến vệt tím E? A 1,47 mm B 0,73 cm C 0,73 mm D 1,47 cm Bài 6: Một tia sáng trắng hẹp chiếu tới bể nước sâu 1,2m, với góc tới 45° Biết chiết suất nước ánh sáng đỏ ánh sáng tím nd = 2, nt = Độ dài vệt sáng in đáy bể là: A 17 cm B 15,8 cm C 60 cm D 12,4 cm Bài 7: Chiếu chùm ánh sáng trắng vào mặt bên lăng kính có góc chiết quang 6° theo phương vng góc mặt phân giác góc chiết quang Trên quan sát E đặt song song cách mặt phân giác lăng kính đoạn 1,5m ta thu dải màu có bề rộng mm Biết chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ 1,5015 Chiết suất lăng kính ánh sáng tím là: A 1,5004 B 1,5397 C 1,5543 D 1,496 Bài 8: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 5° , coi nhỏ, có chiết suất ánh sáng đỏ tím nd = 1,578 nt = 1, 618 Cho chùm sáng trắng hẹp rọi vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Góc tạo tia đỏ tia tím sau ló khỏi lăng kính là: A 0,3° B 0,5° C 0, 2° D 0,12° Bài 9: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 5° , cho ánh sáng đỏ tím truyền qua với tốc độ 1,826.108 m/s 1, 780.108 m/s Chiếu vào mặt bên lăng kính chùm sáng trắng hẹp (xem tia) theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang, điểm tới gần A Góc lệch tia ló đỏ tia ló tím là: A 13′34′′ B 3°13′ C 12′26′′ D 3°26′ Bài 10: Chiếu chùm tia sáng trắng hẹp vào mặt bên lăng kính, theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Sau lăng kính, đặt quan sát song song với mặt phân giác Trang lăng kính cách mặt phân giác đoạn 2m Chiết suất lăng kính tia đỏ nd = 1,50 tia tím nt = 1,54 Góc chiết quang lăng kính 50 Độ rộng quang phổ liên tục quan sát (khoảng cách từ mép tím đến mép đỏ) bằng: A 9,2 mm B 8,0 mm C 6,25 mm D 7,0 mm Bài 11: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 6° đặt khơng khí Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,64 1,68 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai xạ đỏ tím nói vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt Góc tạo tia màu đỏ tia màu tím sau ló khỏi mặt bên cịn lại lăng kính bằng: A 1,16° B 0,36° C 0, 24° D 0,12° Bài 12: Chiếu vào mặt bên lăng kính có góc chiết quang A = 45° chùm ánh sáng trắng hẹp coi tia sáng Biết chiết suất lăng kính ánh sáng vàng nv = 1,52 ánh sáng đỏ nd = 1,5 Biết tia vàng có góc lệch cực tiểu Góc ló tia đỏ gần bằng: A 35, 49° B 34, 49° C 33, 24° D 30, 49° Bài 13: Chiếu chùm tia sáng trắng song song có bề rộng 5cm từ khơng khí đến mặt khối thủy tinh nằm ngang góc tới 60° Cho chiết suất thủy tinh tia tím tia đỏ Tỉ số bề rộng chùm khúc xạ tím đỏ thủy tinh là: A 1,73 B 1,10 C 1,58 D 0,91 Bài 14: Chiếu tia sáng gồm hai thành phần đỏ tím từ khơng khí (chiết suất coi ánh sáng) vào mặt phẳng khối thủy tinh với góc tới 60° Biết chiết suất thủy tinh ánh sáng đỏ 1,51; ánh sáng tím 1,56 Tính góc lệch hai tia khúc xạ thủy tinh? A 2,1° B 1, 72° C 1, 27° D 2,5° III HƯỚNG DẪN GIẢI A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Chọn đáp án C Bài 2: Chọn đáp án A Bài 3: Chọn đáp án A Bài 4: Chọn đáp án B Bài 5: Chọn đáp án B Bài 6: Chọn đáp án B Bài 7: Chọn đáp án C Bài 8: Chọn đáp án A Bài 9: Chọn đáp án D Bài 10: Chọn đáp án D Bài 11: Chọn đáp án C Bài 12: Chọn đáp án A Bài 13: Chọn đáp án A Bài 14: Chọn đáp án D Bài 15: Chọn đáp án C Bài 16: Chọn đáp án C Bài 17: Chọn đáp án A Trang Bài 18: Chọn đáp án D Bài 19: Chọn đáp án B Bài 20: Chọn đáp án C Bài 21: Chọn đáp án A Bài 22: Chọn đáp án A Bài 23: Chọn đáp án C Bài 24: Chọn đáp án D Bài 25: Chọn đáp án D Bài 26: Chọn đáp án A Bài 27: Chọn đáp án D Bài 28: Chọn đáp án C B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU Bài 1: Chọn đáp án B Bài 2: Chọn đáp án C Bài 3: Chọn đáp án D Bài 4: Chọn đáp án D Bài 5: Chọn đáp án A Bài 6: Chọn đáp án C Bài 7: Chọn đáp án A Bài 8: Chọn đáp án C Bài 9: Chọn đáp án A Bài 10: Chọn đáp án C Bài 11: Chọn đáp án B Bài 12: Chọn đáp án C Bài 13: Chọn đáp án D Bài 14: Chọn đáp án A C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG Bài 1: Chọn đáp án B Đáp án A Hiện tượng tán sắc ánh sáng chứng tỏ ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác → Đáp án B Chỉ quan sát tượng tán sắc ánh sáng cách dùng lăng kính → đáp án B sai điều kiện tượng tán sắc ánh sáng ánh sáng phải qua lưỡng chất phẳng với góc tới i ≠ Đáp án C Nguyên nhân gây tượng tán sắc ánh sáng chiết suất môi trường suốt ánh sáng có bước sóng khác khác → Đáp án D Do tượng tán sắc ánh sáng, chùm tia sáng trắng hẹp khúc xạ tách thành nhiều chùm tia có màu sắc khác → Bài 2: Chọn đáp án B Từ khơng khí, chiếu chùm tia sáng trắng hẹp xiên góc xuống mặt nước suốt chậu nước ta quan sát thấy dải màu từ đỏ đến tím, màu tím bị lệch xa so với tia tới Bài 3: Chọn đáp án B Trang 10 Bài 29: Chọn đáp án C Bài 30: Chọn đáp án C Bài 31: Chọn đáp án C Bài 32: Chọn đáp án B Bài 33: Chọn đáp án B Bài 34: Chọn đáp án B Bài 35: Chọn đáp án C Bài 36: Chọn đáp án D CHỦ ĐỀ 30 PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1) Hệ thức động lượng và động vật: p = 2m.K hay K = p2 2.m 2) Xét phản ứng: A1 Z1 X1 + AZ22 X = AZ33 X + AZ44 X Giả thiết hạt A2 Z2 X đứng yên Ta có: a) Năng lượng tỏa thu vào phản ứng hạt nhân: ∆E = m1 + m − m + m c = ∆m3 + ∆m − ∆m1 + ∆m c = ∆E + ∆E3 − ∆E1 + ∆E = A3ε3 + A ε − A1ε + A ε2 = ( K + K ) − ( K1 + K ) + Nếu ∆E > : phản ứng tỏa lượng + Nếu ∆E < : phản ứng thu lượng b) Bài toán vận dụng định luật bảo toàn: * Tổng quát: dùng để tính góc phương chuyển động hạt * ∆E = ( K + K ) − K1 * P42 = P12 + P32 − 2P1P3 cos α1 * P12 = P32 + P42 − 2P3 P4 cos α * TH1: Hai hạt bay theo phương vuông góc * ∆E = ( K + K ) − K1 * P12 = P32 + P42 ⇔ m1K1 = m3K + m K * TH2: Hai hạt sinh có véctơ vận tốc * ∆E = ( K + K ) − K1 * K m3 = K4 m4 * m1v1 = m v3 + m v * TH3: Hai hạt sinh giống nhau, có động Trang 111 * ∆E = 2K − K1 = 2K − K1 * P1 = 2P3 cos α α = 2P4 cos 2 * TH4: Phóng xạ (hạt mẹ đứng yên, vỡ thành hạt con) * ∆E = K + K * K v3 m = = K v m3 Chú ý: Khi tính vận tốc hạt thì: −13 - Động hạt phải đổi đơn vị J (Jun) ( 1MeV = 1, 6.10 J ) −27 - Khối lượng hạt phải đổi kg ( 1u = 1, 66055.10 kg ) 3) Năng lượng phân hạch - nhiệt hạch * So sánh phân hạch và nhiệt hạch Phân hạch Nhiệt hạch Định nghĩa Là phản ứng hạt nhân nặng Là phản ứng hay nhiều hạt nhân nhẹ vỡ thành hai hạt nhân nhẹ (số khối tổng hợp lại thành hạt nhân nặng trung bình) vài nơtron vài nơtron Đặc điểm Là phản ứng tỏa lượng Là phản ứng tỏa lượng Điều kiện k ≥1 - Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ + k = 1: kiểm soát - Mật độ hạt nhân plasma phải đủ lớn + k > 1: khơng kiểm sốt được, gây bùng nổ (bom hạt nhân) - Thời gian trì trạng thái plasma nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn Ưu và Gây ô nhiễm môi trường (phóng xạ) nhược Khơng gây nhiễm mơi trường  Một số dạng tập: - Cho khối lượng hạt nhân trước sau phản ứng: M M Tìm lượng toả xảy phản ứng: ∆E = ( M − M ) c MeV - Suy lượng toả m gam phân hạch (hay nhiệt hạch): E = Q.N = Q - Hiệu suất nhà máy: H = m N ( MeV ) A Pci ( %) Ptp - Tổng lượng tiêu thụ thời gian t: A = Ptp t - Số phân hạch: ∆N = A Ptp t = ∆E ∆E - Nhiệt lượng toả ra: Q = m.q ; với q suất tỏa nhiệt nhiên liệu Trang 112 - Gọi P cơng suất phát xạ Mặt Trời ngày đêm khối lượng Mặt Trời giảm lượng ∆m = ∆E P.t = c2 c  Một số dạng tốn nâng cao: −t * Tính độ phóng xạ H: H = −λ.N = H o e −λt = H.2 T → Đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu chất phóng xạ 10 Đơn vị: 1Bq ( Becoren ) = 1phân rã s Hoặc: 1Ci ( curi ) = 3, 7.10 Bq * Thể tích dung dịch chứa chất phóng xạ: Vo = Ho t T H V ; Với V thể tích dung dịch chứa H  CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Ví dụ 1: Cho hạt α bắn phá vào hạt nhân nhôm ( 27 13 Al ) đứng yên, sau phản ứng sinh hạt nơtron hạt nhân X Biết m α = 4.0015u , m Al = 26,974u , m X = 29,970u , m n = 1, 0087u , 1uc = 931MeV Phản ứng toả hay thu lượng? A Toả lượng 2,9792MeV C Thu lượng 2,9792MeV B Toả lượng 2,9466MeV D Thu lượng 2,9466MeV Giải 27 30 Phương trình phản ứng: α +13 Al →0 n +15 X Ta có: Q = ( m α + m Al − m n − m X ) c = ( 4, 0015 + 26,974 − 29,97 − 1, 0087 ) 931 = 2,9792MeV ⇒ Phản ứng tỏa 2,9792 Mev ⇒ Chọn đáp án A Ví dụ 2: Phản ứng hạt nhân nhân tạo hai hạt A B tạo hai hạt C D, Biết tổng động hạt trước phản ứng 10MeV, tổng động hạt sau phản ứng 15Mev Xác định lượng tỏa phản ứng? A thu lượng Mev C tỏa lượng MeV B tỏa lượng 15 Mev D thu lượng 10 Mev Giải 2 Theo định luật bảo tồn lượng ta có: ( m1 + m ) c + Wđ1 + Wđ = ( m + m ) c + Wđ3 + Wđ ⇒ ( m1 + m − m3 − m ) c = Wđ3 + Wđ − Wđ1 − Wđ = 15 − 10 ⇒ Phản ứng tỏa Mev ⇒ Chọn đáp án C Ví dụ 3: Độ hụt khối tạo thành hạt nhân D, T, He ∆m D = 0, 0024u ; ∆m T = 0, 0087u , ∆m He = 0, 0305u Phản ứng hạt nhân 12 D +13 T →42 He +10 n tỏa hay thu lượng? A tỏa 18,0614eV B thu 18,0614eV C thu 18,0614MeV D tỏa 18,0614MeV Giải Ta có phương trình phản ứng: D +1 T →2 He + n Trang 113 ⇒ Q = ( ∆m α + ∆m D − ∆m T ) c = ( 0, 0305 − 0, 0087 − 0, 0024 ) 931 = 18, 0614 Mev ⇒ Phản ứng tỏa 18,0614 Mev ⇒ Chọn đáp án D Ví dụ 4: Cho phản ứng hạt nhân: p + Li → 2α + 17,3MeV Khi tạo thành 1g hêli lượng tỏa từ phản ứng A 13, 02.1023 MeV B 26, 04.1023 MeV C 8, 68.1023 MeV D 34, 72.1023 MeV Giải 23 23 Số hạt α tạo thành là: N = 6, 02.10 = 1,505.10 Năng lượng tỏa tạo thành g hêli là: E = N 17,3 = 13, 02.1023 MeV ⇒ Chọn đáp án A 234 U đứng yên phân rã theo phương trình 92 U ⇒ α + AZ X Biết lượng tỏa phản ứng 14,15MeV, động hạt α (lấy xấp xỉ khối lượng hạt nhân theo đơn vị Ví dụ 5: Hạt nhân 234 92 u số khối chúng) A 13,72MeV B 12,91MeV C 13,91MeV D 12,79MeV Giải Phương trình: 234 92 U ⇒ α + AZ X - Bảo tồn lượng ta có: Q tỏ a = WX + Wα = 14,15 ( pt1) - Bảo toàn động lượng ta có: Pα = PX ⇒ m α Wα = m X WX ⇒ 4Wα − 230WX = ( pt2 ) ⇒ từ l ta có: Wα = 13,91MeV ⇒ Chọn đáp án C Ví dụ 6: Hạt α có động 5,3 (MeV) bắn vào hạt nhân 9 Be đứng yên, gây phản ứng: Be + α ⇒ n + X Hạt n chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động hạt α Cho biết phản ứng tỏa lượng 5,7 (MeV) Tính động hạt nhân X? Coi khối lượng xấp xỉ số khối A 18,3 MeV B 0,5 MeV C 8,3 MeV D 2,5 MeV Giải Theo định luật bảo toản lượng ta có: Q tỏ a = Wn + WX − Wα = 5,7MeV ⇒ WX = 5, + 5,3 − Wn ⇒ WX + Wn = 11 ( pt1) 2 Theo định luật bảo tồn động lượng ta có: PX = Pα + Pn ⇒ m X WX = m α Wα + m n Wn ⇒ 12WX − Wn = 21, ( pt2 ) Từ l ⇒ W = 2,5MeV ⇒ Chọn đáp án D II BÀI TẬP Trang 114 A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Đơn vị đo khối lượng vật lí hạt nhân A kg B Đơn vị khối lượng nguyên tố (u) C Đơn vị eV c MeV c D Kg, đơn vị eV c MeV c , đơn vị khối lượng nguyên tử Bài 2: Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật bảo tồn: A số nuclơn B số nơtron (nơtron) C khối lượng D số prôtôn Bài 3: Chọn phát biểu sai vận dụng định luật bảo toàn vào phóng xạ? A Phóng xạ gamma khối lượng hạt nhân khối lượng hạt nhân mẹ B Phóng xạ beta cộng có biến đổi prơtơn thành nơtron kèm theo pozitron hạt nơtrinô C Phóng xạ beta trừ có biến đổi nơtron thành prôtôn kèm theo pozitron phản hạt nơtrinơ D Trong phản ứng hạt nhân động lượng lượng toàn phần bảo toàn Bài 4: Cho phản ứng hạt nhân A α 19 B β− F + p →16 O + X , hạt nhân X hạt sau đây? C β+ D n Bài 5: Hạt nhân mẹ A có khối lượng m A đứng yên phân rã thành hạt nhân B hạt α có khối lượng m B m α , có vận tốc v B v α , Kết luận hướng trị số vận tốc hạt sau phản ứng là: A Cùng phương, chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng B Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng C Cùng phương, chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng D Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng Bài 6: Lý khiến phản ứng hạt nhân khơng có bảo tồn khối lượng là: A Do tổng khối lượng hạt nhân sau phản ứng lớn nhỏ tổng khối lượng hạt nhân trước phản ứng B Do có toả thu lượng phản ứng C Do hạt sinh có vận tốc lớn nên bền vững hạt nhân sinh khác hạt nhân mẹ dẫn đến bảo tồn khối lượng D Do hạt nhân sinh luôn nhẹ hạt nhân mẹ Bài 7: Trong phản ứng hạt nhân tỏa lượng A khối lượng hạt ban đầu nhỏ khối lượng hạt tạo thành B độ hụt khối hạt ban đầu nhỏ độ hụt khối hạt tạo thành C lượng liên kết hạt ban đầu lớn hạt tạo thành D lượng liên kết riêng hạt ban đầu lớn hạt tạo thành Bài 8: Chọn phát biểu nói phản ứng hạt nhân: A Phản ứng hạt nhân tỏa lượng hạt nhân sinh bền vững hạt nhân ban đầu B Phản ứng hạt nhân tỏa lượng tổng khối lượng nghỉ hạt nhân tương tác nhỏ tổng khối lượng nghỉ hạt nhân tạo thành Trang 115 C Phản ứng hạt nhân thu lượng tổng độ hụt khối hạt tham gia phản ứng nhỏ tổng độ hụt khối hạt nhân tạo thành D Phản ứng hạt nhân thu lượng tổng lượng liên kết hạt tham gia phản ứng lớn tổng lượng liên kết hạt nhân tạo thành Bài 9: Khi nói phản ứng hạt nhân tỏa lượng, điều sau sai? A Các hạt nhân sản phẩm bền hạt nhân tương tác B Tổng độ hụt hạt tương tác nhỏ tổng độ hụt khối hạt sản phẩm C Tổng khối lượng hạt tương tác nhỏ tổng khối lượng hạt sản phẩm D Tổng lượng liên kết hạt sản phẩm lớn tổng lượng liên kết hạt tương tác Bài 10: Cho phản ứng hạt nhân: A + B → C + D Nhận định sau đúng? A Phản ứng hạt nhân tỏa lượng hạt nhân A B có động lớn B Tổng độ hụt khối hai hạt nhân A B nhỏ thua tổng độ hụt khối hai hạt nhân C D phản ứng hạt nhân tỏa lượng C Phản ứng hạt nhân tỏa lượng hạt nhân A B khơng có động D Tổng độ hụt khối hai hạt nhân A B nhỏ thua tổng độ hụt khối hai hạt nhân C D phản ứng hạt nhân thu lượng B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU Bài 1: Tính số lượng phân tử nitơ có g khí nitơ? Biết khối lượng nguyên tử lượng nitơ 13,999 (u); 1u = 1, 66.10−24 g A 43.1021 B 215.1020 C 43.1020 D 215.1021 Bài 2: Sau số nguyên tử đồng vị phóng xạ ban giảm 3,8% Hằng số phóng xạ côban là: A 39s −1 B 139s −1 Bài 3: Chất phóng xạ Xesi ( 139 35 C 0, 038h −1 D 239s −1 Cs ) có chu kì bán rã phút Hằng số phóng xạ Xesi là: −2 −1 A λ = 1, 65.10 ( s ) −3 −1 B λ = 1, 65.10 ( s ) −4 −1 C λ = 1, 65.10 ( s ) −3 −1 D λ = 1, 65.10 ( s ) Bài 4: Tính lượng liên kết riêng hạt nhân Li ? Biết khối lượng hạt nhân m = 7, 0160u , khối lượng prôtôn là: m p = 1, 0073u , khối lượng nơtron là: m n = 1, 0087u , lu = 931,5 MeV c A 5,42MeV/nuclơn C 20,6MeV/nuclơn B 37,9MeV/nuclơn D 37,8MeV/nuclơn Bài 5: Tính lượng liên kết tạo thành Cl37 , cho biết: Khối lượng nguyên tử 37 17 Cl = 36,96590u ; khối lượng prôtôn, m p = 1, 00728u ; khối lượng êlectron, m e = 0, 00055u ; khối lượng nơtron, m n = 1, 00867u ; 1u = 1, 66043.10 −27 kg ; c = 2,9979.108 m s ; 1J = 6, 2418.1018 eV A 315,11eV B 316,82eV C 317, 26eV D 318, 2eV 37 30 Bài 6: Cho phản xạ hạt nhân α +13 Al →15 P + n , khối lượng hạt nhân m α = 4, 0015u , m Al = 26,97435u ; m p = 29,97005u , m n = 1, 008670u , 1u = 931MeV c Phản ứng có: A toả lượng 75,3179 MeV B thu lượng 75,3179 MeV Trang 116 C toả lượng 1, 2050864.10 −11 J Bài 7: Hạt nhân phóng xạ 234 92 D thu lượng 2,67 MeV U đứng yên phát hạt α biến đổi thành hạt nhân 230 90 Th Năng lượng phản ứng phân rã là: Cho biết khối lượng hạt nhân m α = 4, 0015u , m Th = 229,973u , m U = 233,990u , 1u = 931,5MeV c A 22,65 MeV B 14,16 keV C 14,16 J D 14,4 MeV C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG Bài 1: Một hạt nhân có số khối A ban đầu đứng yên, phát hạt α với vận tốc V lấy khối lượng hạt nhân theo đơn vị khối lượng nguyên tử u số khối chúng Độ lớn vận tốc hạt nhân là: A 4V ( A − ) B 4V ( A + ) C V ( A − ) D V ( A + ) Bài 2: Một prơtơn có động Wp = 1,5MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên sinh hạt X có chất giống khơng kèm theo xạ gamA Tính động hạt X? Cho m Li = 7, 0144u ; m p = 1, 0073u ; m x = 4, 0015u ; uc = 931MeV A 9,5 MeV B 18,9 MeV Bài 3: Một hạt α bắn vào hạt nhân 27 13 C 8,7 MeV D 7,95 MeV Al tạo nơtron hạt X Cho: m α = 4, 0016u ; m n = 1, 00866u ; m Al = 26,9744u ; m X = 29,9701u ; lu = 931,5 MeV c Các hạt nơtron X có động 4MeV 1,8MeV Động hạt α là: A 3,23MeV B 5,8MeV C 7,8MeV D 8,37MeV Bài 4: Phản ứng Li + n → T + He tỏa lượng 4,8 MeV Nếu ban đầu động hạt 4 khơng đáng kể sau phản ứng động hạt T He lần lượt: (Lấy khối lượng hạt sau phản ứng m T = 3u ; m α = 4u ) A K T ≈ 2, 46 MeV, K α ≈ 2,34 MeV B K T ≈ 3,14 MeV, K α ≈ 1, 66 MeV C K T ≈ 2, 20 MeV, K α ≈ 2, 60 MeV D K T ≈ 2, 74 MeV, K α ≈ 2, 06 MeV Bài 5: Bắn hạt α có động MeV vào hạt nhân 14 N đứng yên thu prơtơn hạt nhân X Giả sử hai hạt sinh có tốc độ, tính động tốc độ prôtôn Cho: m α = 4, 0015u ; m x = 16,9947u ; m N = 13,9992u ; m P = 1, 0073u ; lu = 931MeV c A 5, 45.106 m s B 22,15.105 m s C 30,85.106 m s D 22,815.106 m s  NĂNG LƯỢNG CỦA PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Bài 6: Hạt nhân 226 88 Ra ban đầu đứng n phóng hạt α có động 4,80 MeV Coi khối lượng hạt nhân xấp xỉ với số khối Năng lượng tồn phần tỏa phân rã là: A 4,92 MeV B 4,89 MeV C 4,91 MeV D 5,12 MeV Bài 7: Cho phản ứng hạt nhân: p + Li → 2α + 17,3MeV Khi tạo thành lg Hêli lượng tỏa từ phản ứng bao nhiêu? A 13, 02.1023 MeV B 8, 68.1023 MeV C 26, 04.1023 MeV D 34, 72.1023 MeV Bài 8: Một hạt nhân α 28,4 MeV; 234 92 234 92 U phóng xạ α thành đồng vị U 1785,42 MeV; 230 90 230 90 Th Cho lượng liên kết hạt: hạt Th 1771 MeV Một phản ứng tỏa hay thu lượng? Trang 117 A Thu lượng 5,915 MeV C Thu lượng 13,002 MeV Bài 9: Cho phản ứng hạt nhân 37 17 B Toả lượng 13,002 MeV D Toả lượng 13,98 MeV 37 Cl + p →18 Ar + n , khối lượng hạt nhân m ( Ar ) = 36,956889u , m ( Cl ) = 36,956563u , m ( n ) = 1, 008670u , m ( p ) = 1, 007276u , 1u = 931,5 MeV c Năng lượng mà phản ứng tỏa thu vào bao nhiêu? A Toả 1,60132 MeV B Thu vào 1,60218 MeV C Toả 2,562112.10−19 J D Thu vào 2,562112.10−19 J Bài 10: Biết khối lượng m α = 4, 0015u ; m p = 1, 0073u ; m n = 1, 0087u ; 1u = 931,5MeV Năng lượng tối thiểu tỏa tổng hợp 22,4l khí hêli (ở đktc) từ nuclơn là: A 2,5.1026 MeV B 1, 71.1025 MeV C 1, 41.1024 MeV D 1,11.1027 MeV D VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO 27 30 Bài 1: Hạt α động K α = 3,1 MeV đập vào hạt nhân nhôm gây phản ứng: α +13 Al →15 P + n , khối lượng hạt nhân m α = 4, 0015u , m Al = 26,97435u , m P = 29,97005u , m n = 1, 008670u , u = 931,5 MeV c Giả sử hai hạt sinh có vận tốc Động hạt n là: A 8,9367 MeV B 9,2367 MeV C 8,8716 MeV D 0,013 MeV Bài 2: Một hạt nhân nguyên tử hiđrô chuyển động với vận tốc v đến va chạm với hạt nhân nguyên tử Li đứng yên bị hạt nhân Liti bắt giữ Sau va chạm xuất hai hạt α bay giá trị vận tốc v′ Quỹ đạo hai hạt α đối xứng với hợp với đường nối dài quỹ đạo hạt prơtơn góc ϕ = 80° Tính vận tốc v nguyên tử hiđrô? ( m p = 1, 007u ; m He = 4, 000u ; m Li = 7, 000u ; u = 1, 66055.10−27 kg ) A 2, 4.107 m s B 2.107 m s C 1,56.107 m s D 1,8.107 m s Bài 3: Hạt nhân phóng xạ X đứng yên phát tia α sinh hạt nhân Y Tốc độ khối lượng hạt sinh v α m α ; v γ m γ Biểu thức sau đúng? A v γ v α = mα m γ B v γ v α = ( m α m γ ) C v γ v α = m γ m α D v γ v α = v ( m α m γ ) Bài 4: Hạt prơtơn có động K P = 2MeV ,bắn vào hạt nhân đứng yên, sinh hai hạt nhân X có động Cho biết m P = 1, 0073u ; m Li = 7, 0144u ; m X = 4, 0015u ; 1u = 931, MeV c Động hạt X là: A 5,00124 MeV B 19,41 MeV C 9,709 MeV D 0,00935 MeV Bài 5: Bắn hạt prơtơn có khối lượng m P vào hạt nhân Li đứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X giống hệt có khối lượng m X bay có độ lớn vận tốc hợp với phương ban đầu prôtôn góc 450 Tỉ số độ lớn vận tốc hạt X hạt prôtôn là: A mp mx B m p m x C m p m x Bài 6: Người ta dùng prôtôn bắn phá hạt nhân Bêri ( D m p ( 2m x ) Be ) đứng yên Hai hạt sinh Hêli X Biết proton có động K = 5, 45MeV Hạt Hêli có vận tốc vng góc với vận tốc hạt prơtơn có động K He = 4MeV Cho độ lớn khối lượng hạt nhân (đo đơn vị u) xấp xỉ số khối A Động hạt X bằng: A 6,225 MeV B 1,225 MeV C 4,125 MeV D 3,575 MeV Trang 118 Bài 7: Dùng hạt prơtơn có động Wđ = 1, 2MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên thu hạt α có tốc độ Cho m P = 1, 0073u ; m Li = 7, 0144u ; m a = 4, 0015u , 1u = 931, MeV c Góc tạo phương bay hạt prôtôn hạt α là: A 64,80° B 78, 40° C 84,85° D 68, 40° 23 11 Na cách dùng hạt prơtơn có động 3MeV bắn vào hạt nhân đứng yên Hai hạt sinh α X Phản ứng tỏa lượng 2,4MeV Giả sử hạt α bắn theo hướng vng góc với hướng bay hạt prơtơn Lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị gần số khối chúng Động hạt α là: A 1,96MeV B 1,75MeV C 4,375MeV D 2,04MeV Bài 8: Người ta tạo phản ứng hạt nhân Bài 9: Hạt nhân 210 84 Po đứng yên phân rã α biến đổi thành hạt nhân 206 82 Pb Coi khối lượng 206 hạt nhân 82 Pb xấp xỉ số khối chúng (theo đơn vị u) Sau phân rã, tỉ số động hạt nhân hạt α A 103:4 B 4:103 C 2:103 D 103:2 Bài 10: Hạt prơtơn có động 5,48 MeV bắn vào hạt nhân Be yên gây phản ứng hạt nhân, sau phản ứng thu hạt nhân Li hạt X Biết hạt X bay với động 4MeV theo hướng vng góc với hướng chuyển động hạt prôtôn tới (lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u gần số khối) Vận tốc hạt nhân Li là: A 0,824.10 ( m s ) B 1, 07.10 ( m s ) C 8,3.10 ( m s ) Bài 11: Một hạt nhân D có động 4MeV bắn vào hạt nhân D 10, 7.10 ( m s ) Li đứng yên tạo phản ứng: H +36 Li → 2.24 He Biết vận tốc hai hạt sinh hợp với góc 157° Lấy tỉ số hai khối lượng tỉ số hai số khối Năng lượng tỏa phản ứng là: A 18,6 MeV B 22,4 MeV C 21,2 MeV D 24,3 MeV Bài 12: Người ta tạo phản ứng hạt nhân cách dùng hạt prơtơn có động 3,60MeV bắn vào hạt nhân 23 11 Na đứng yên Hai hạt sinh α X Giả sử hạt α bắn theo hướng vng góc với hướng bay hạt prơtơn có động 4,85 MeV Lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị u gần số khối chúng Năng lượng tỏa phản ứng bằng: A 2,40 MeV B 4,02 MeV C 1,85 MeV D 3,70 MeV Bài 13: Dùng hạt nơtron có động MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên gây phản ứng hạt 3 nhân, tạo hạt H hạt α Hạt α hạt nhân H bay theo hướng hợp với hướng tới nơtron góc tương ứng 150 300 Bỏ qua xạ γ lấy tỉ số khối lượng hạt nhân tỉ số số khối chúng Phản ứng thu lượng là: A 1,66 MeV B 1,33 MeV C 0,84 MeV D 1,4 MeV Bài 14: Dùng p có động K1 bắn vào hạt nhân Be yên gây phản ứng: p + Be → α + Li Phản ứng tỏa lượng W = 2,1 MeV Hạt nhân Li hạt α bay với động K = 3,58 MeV K = MeV Tính góc hướng chuyển động hạt α hạt p? (lấy gần khối lượng hạt nhân, tính theo đơn vị u, số khối) A 450 B 900 C 750 D 1200 Trang 119 Bài 15: Hạt prơtơn có động K p = MeV bắn phá hạt nhân Be đứng yên tạo thành hạt α hạt nhân X Hạt nhân α bay theo phương vng góc với phương chuyển động prôtôn với động 7,5 MeV Cho khối lượng hạt nhân số khối Động hạt nhân X là: A 14 MeV B 10 MeV C MeV D MeV Bài 16: Một hạt nhân X đứng yên, phóng xạ α biến thành hạt nhân Y Gọi m1 m , v1 , v , K1 K tương ứng khối lượng, tốc độ, động hạt α hạt nhân Y Hệ thức sau đúng? A v1 m1 K1 = = v2 m2 K Bài 17: Hạt nhân 210 84 B v m K1 = = v1 m1 K C v1 m K1 = = v m1 K D v1 m K = = v m1 K1 Po đứng yên phóng xạ α sinh hạt nhân X Biết phản ứng giải phóng lượng 2,6 MeV Lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử số khối chúng Động hạt α là: A 2,75 MeV B 3,5 eV C 2,15 MeV D 2,55 MeV III HƯỚNG DẪN GIẢI A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Chọn đáp án D Bài 2: Chọn đáp án A Bài 3: Chọn đáp án C Bài 4: Chọn đáp án A Bài 5: Chọn đáp án B Bài 6: Chọn đáp án B Bài 7: Chọn đáp án B Bài 8: Chọn đáp án D Bài 9: Chọn đáp án C Bài 10: Chọn đáp án B B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU Bài 1: Chọn đáp án B Bài 2: Chọn đáp án C Bài 3: Chọn đáp án B Bài 4: Chọn đáp án A Bài 5: Chọn đáp án D Bài 6: Chọn đáp án D Bài 7: Chọn đáp án D C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG Bài 1: Chọn đáp án A A A−4 Ta có phương trình phản ứng Z X →2 α + Z− Y Áp dụng bảo toàn động lượng: p α = p Y ⇒ 4.V = ( A − ) VY Độ lớn vận tốc hạt nhân là: VY = 4.V A−4 Bài 2: Chọn đáp án A Năng lượng tỏa phản ứng: ∆E = ( m p + m Li − 2.m X ) 931,5 = 17, 42 ( MeV ) Trang 120 2.K x − K p = ∆E ⇒ K X = ∆E + K p = 9, 46 MeV Bài 3: Chọn đáp án D 27 30 Phương trình phản ứng α +13 Al →0 n +15 X Năng lượng phản ứng là: ∆E = m α + m Al − m n − m X 931,5 = −2,57 MeV ⇒ K n + K X − K α = ∆E ⇒ K α = 8,37 MeV Bài 4: Chọn đáp án D Vì bỏ qua động ban đầu nên ta có: p T = pα ⇒ m T K T = m α K α ⇒ 3.K T − 4.K α = Mặt khác: K T + K α = 4,8 ( MeV ) (1) (2) Từ (1) (2) ⇒ K T = 2, 74 ( MeV ) K α = 2, 06 ( MeV ) Bài 5: Chọn đáp án A 14 17 Phương trình phản ứng α + N →1 p +8 X Năng lượng phản ứng: E = ( m α + m N − m X − m p ) c = −1, 211( MeV ) Ta có: K X + K p = K α + E = 2, 789 MeV Vì hai hạt sinh có tốc độ nên Kp KX = mp mX = ⇒ 17.K p − K X = 17 ⇒ K p = 0,155 MeV = m.v 2 ⇒ Vận tốc hạt prôtôn là: v = 5, 473.106 ( m s )  NĂNG LƯỢNG CỦA PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Bài 6: Chọn đáp án B 2 Áp dụng bảo toàn động lượng: p X = p α ⇒ p α = p X ⇒ m X K X = m α K α ⇒ Động X: K X = 4.4,8 = 0, 0865 ( MeV ) 222 Năng lượng tồn phần tỏa phóng xạ: E = K X + K α = 4,8864MeV Bài 7: Chọn đáp án A Phản ứng tạo hạt α tỏa 17,3 MeV ⇒ hạt α tỏa 8,65 MeV m.N A = 1,505.1023 hạt Trong 1(g) He có N = A Năng lượng tỏa là: E = N.8, 65 = 13, 02.1023 MeV Bài 8: Chọn đáp án D Phương trình phản ứng: 234 92 230 U →42 α + 90 Th Năng lượng tỏa phản ứng: E = E lk α + E lk Th − E lk U = 13,98 MeV Bài 9: Chọn đáp án B Năng lượng phản ứng hạt nhân: Trang 121 E = ( m Cl + m p − m Al − m n ) 931,5 = −1, 60218 ( MeV ) Bài 10: Chọn đáp án B Ta có: E lk = 2.m p + 2.m n − m α c = 28, 41 MeV 23 Số hạt 22,4l khí He là: N = n.N A = 6, 02.10 Năng lượng tỏa là: E = 28, 41.6, 023.1023 = 1, 71.1025 MeV D VỀ ĐÍCH: NÂNG CAO Bài 1: Chọn đáp án D Năng lượng phản ứng là: E = ( m α + m Al − m P − m n ) 931,5 = −2, 7013 ( MeV ) Mặt khác: E = K P + K n − K α ⇒ K P + K n = 0,39865 MeV Vì v P = v n ⇒ Kp Kn = mp mn = 30 ⇒ K p − 30K n = (1) (2) Từ (1) (2) ⇒ K P = 0,386 MeV; K n = 0, 013 MeV Bài 2: Chọn đáp án B Ta có lượng tỏa thu vào phản ứng: ∆E = ( m p + m Li − 2.m α ) 931,5 = 6,5205 ( MeV ) Mặt khác: 2.K α − K p = ∆E = 6,5205 Ta lại có: cos80 = pp 2.pα ⇒ p p2 p α2 (1) = 0,12 ⇒ K p = 4.K α 0,12 (2) Từ (1) (2) ⇒ K α = 4, 29 ( MeV ) ; K p = 2, 06 ( MeV ) MeV Vận tốc prôtôn là: K p = 2, 06 ( MeV ) = 1.931,5 v ⇒ v = 2.10 ( m s ) c Bài 3: Chọn đáp án A vY mα = Theo định luật bảo toàn động lượng: p α = p Y ⇒ m α v α = m Y v Y ⇒ vα mY Bài 4: Chọn đáp án C Ta có phương trình phản ứng p + Li → X + X Áp dụng bảo toàn số khối bảo tồn điện tích ⇒ X α Năng lượng phản ứng hạt nhân: ∆E = m p + m Li − 2.m X 931,5 = 17, 42 MeV Mà: 2.K X − K p = ∆E ⇒ K X = ∆E + K p = 9, 709 ( MeV ) Bài 5: Chọn đáp án D Ta có phương trình phản ứng p + Li → X + X Trang 122 Ta có: cos 45 = ⇒ pp pX = mp vp m X v X pp pX = 2 = 2⇒ mp vX = vp 2.m X Bài 6: Chọn đáp án D Ta có phương trình phản ứng p + Be →2 α + X 2 Bảo toàn động lượng ⇒ p X = p p + p α ⇒ 6.K X = K p + 4.K α Động hạt nhân X là: K X = 3,575 MeV Bài 7: Chọn đáp án C Năng lượng tỏa phản ứng: ∆E = m p + m Li − 2.m X 931,5 = 17, 42 MeV 2.K X − K p = ∆E ⇒ K X = Ta có: cos ϕ = pp 2.p α ∆E + K p ⇒ cos ϕ = = 9,31 MeV 1, ⇒ ϕ = 84,85° 4.4.9,31 Bài 8: Chọn đáp án C 23 20 Ta có phương trình phản ứng: p +11 Na →2 α +10 Ne Ta có: K α + K X = ∆E + K p = 5, MeV (1) 2 Mà: p X = p p + p α ⇒ m X K X = m p K p + m α K α Thay số vào ta được: 20.K X − 4.K α = (2) Từ (1) (2) ⇒ K X = 1, 025 ( MeV ) K α = 4,375 ( MeV ) Bài 9: Chọn đáp án C Phương trình phản ứng: 210 84 206 Po →24 α +82 Pb Áp dụng bảo toàn động lượng: p α = p p ⇒ p α2 = p Pb ⇒ m α K α = m Pb K Pb ⇒ K Pb m α = = = K α m Pb 206 103 Bài 10: Chọn đáp án C Phương trình phản ứng là: p + Be →3 Li + X Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: p 2Li = p 2p + p 2X ⇒ m Li K Li = m p K p + m X K X ⇒ Động hạt nhân Li là: K Li = 2, 497 = m.v 2 ⇒ Vận tốc hạt nhân Li là: v = 2.2, 497 c = 8,3.106 m s 7.931,5 Bài 11: Chọn đáp án C Trang 123 Ta có: cos 78,5 = ⇒ pD = 0,1994 2.p α p 2D m K = 0,39882 = D D pα m α K α ⇒ Động hạt α là: K α = 2.4 = 12,57 MeV 4.0,159 ⇒ 2.K α − K D = E = 21, MeV Bài 12: Chọn đáp án A 23 20 Phương trình phản ứng là: p +11 Na →2 α +10 X 2 Áp dụng bảo toàn động lượng: p X = p α + p p ⇒ 20.K X = 4.4,85 + 1.3, ⇒ K X = 1,15 MeV Năng lượng tỏa phản ứng này: K X + K α − K P = ∆E = 2, MeV Bài 13: Chọn đáp án A Phương trình phản ứng: n + Li →1 H + α Ta có: p n = 2.m n K n = 2.2 = ⇒ p n = Áp dụng định lý hàm số sin ta có: pα pn = sin ( 135° ) sin ( 30 ) ⇒ pα = ⇒ K α = 0, 25 MeV Áp dụng định lý hàm số sin ta có: pn pT = sin ( 135° ) sin ( 15 ) ⇒ pT = 0, 732 ⇒ K T = 0, 089 MeV Năng lượng phản ứng là: E = K α + K T − K n = −1, 66 MeV Bài 14: Chọn đáp án B Ta có: K Li + K α − K1 = W ⇒ K1 = 5, 48 MeV = K p cos ϕ = p α2 + p p2 − p Li2 2.pα p p = 4.K α + K p − 6.K Li 4.K α K p =0 ⇒ ϕ = 90° Bài 15: Chọn đáp án D Phương trình phản ứng: p + Be →2 α + X Bảo toàn động lượng: p 2X = p α2 + p 2p ⇒ m X K X = m α K α + m p K p ⇒ Động hạt nhân X: 4.7,5 + KX = = ( MeV ) Bài 16: Chọn đáp án C Trang 124 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: v m p α = p X ⇒ mα v α = m X v X ⇒ α = X vX mα 2 Mặt khác: p α = p X ⇒ p α = p X ⇒ m α K α = m X K X ⇒ ⇒ K X mX = K α mα v1 m K1 = = v m1 K Bài 17: Chọn đáp án D Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: p Pb = p α ⇒ p Pb = p α2 ⇒ m α K α = m Pb K Pb ⇒ 4.K α − 206.K Pb = K α + K Pb = 2, ( MeV ) ⇒ K α = 2,55MeV; K Pb = 0, 05 ( MeV ) Trang 125 ... sắc ln có bước sóng D Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tách màu qua lăng kính Bài 28: Cho ánh sáng đơn sắc: ánh sáng trắng (1); ánh sáng đỏ (2); ánh sáng vàng (3); ánh sáng tím (4) Trật tự xếp... màu sắc tia sáng Bài 25: Ánh sáng vàng có bước sóng chân khơng 0,5893µ m Tần số ánh sáng vàng A 5, 05.10 14 Hz B 5,16.10 14 Hz C 6, 01.10 14 Hz D 5, 09.10 14 Hz Bài 26: Vận tốc ánh sáng đơn sắc... phụ thuộc vào ánh sáng chiếu vào B chiết suất mơi trường suốt phụ thuộc vào chất môi trường C màu sắc ánh sáng phụ thuộc vào môi trường D màu sắc ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng Bài