Tóm tắt lý thuyết và phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 năm học 2013 - 2014: Tập 1

Tóm tắt lý thuyết và phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 năm học 2013 - 2014: Tập 1 là tài liệu ôn thi môn vật lý gồm tổng hợp các bài tập vật lý 12 giúp các bạn học sinh hệ thống lại kiến thức và nắm vững bài hơn. Mời các bạn cùng tham khảo.

Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập LỜI DẠY CỦA BÁC HỒ “… ngày phải xây dựng lại đồ mà tổ tiên để lại cho chúng ta, cho theo kịp nước khác tồn cầu Trong cơng kiến thiết đó, nhà nước trơng mong chờ đợi em nhiều Non sơng Việt Nam có trở nên tươi đẹp hay không, dân tộc Việt Nam có bước tới đài vinh quang để sánh vai cường quốc năm châu hay khơng nhờ phần lớn công học tập em” (Thư gửi em học sinh nhân ngày khai trường nước Việt Nam Dân chủ cộng hịa, tháng 9/1945) - - “Khơng có việc khó Chỉ sợ lịng khơng bền Đào núi lấp biển Quyết chí làm nên” (Câu thơ Bác tặng Đơn vị niên xung phong 312 làm đường xã Cẩm Giàng, Bạch Thông, Bắc Kạn, ngày 28/3/1951) - Đừng xấu hổ không biết, xấu hổ không học - - Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập ƠN TẬP Kiến thức tốn bản: a Đạo hàm số hàm sử dụng Vật Lí: Hàm số Đạo hàm y = sinx y’ = cosx y = cosx y’ = - sinx b Các công thức lượng giác bản: 2sin2a = – cos2a - cos = cos( + ) 2cos2a = + cos2a  sin( a  )  sina - cosa = sin( a  ) sina + cosa = - sina = cos(a + sina = cos(a -  )  ) - cosa = cos(a +  ) cosa - sina = sin( a   ) s in3a  3sin a  4sin a cos3a  cos3 a  3cos a c Giải phương trình lượng giác bản:  a  k 2    a  k 2  cos a    a  k 2 sin  sin a   cos d Bất đẳng thức Cô-si: a  b  a.b ; (a, b 0, dấu “=” a = b) b a  e Định lý Viet:   x, y nghiệm X2 – SX + P = c  x y  P   a x  y S  b x 0 ; Đổi x0 rad: 180 2a f Các giá trị gần đúng:  10; 314 100  ; 0,318  ;  0,636  ; 0,159  ; 1,41  2;1,73   2 Chú ý: y = ax2 + bx + c; để ymin x = - Mọi công việc thành đạt nhờ kiên trì lịng say mê Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập BẢNG CHỦ CÁI HILAP Kí hiệu in hoa A B   E Z H  I K  M N  O  P  T   X   Kí hiệu in thường         ,              Đọc alpha bêta gamma denta epxilon zêta êta têta iôta kapa lamda muy nuy kxi ômikron pi rô xichma tô upxilon phi Kí số 10 20 30 40 50 60 70 80 100 200 300 400 500    Pxi Omêga 600 700 800 - Thành cơng khơng có bước chân kẻ lười biếng - Ý chí sức mạnh để bắt đầu công việc cách lúc - Đừng xấu hổ không biết, xấu hổ không học - Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập Kiến thức Vật Lí: ĐỔI MỘT SỐ ĐƠN VỊ CƠ BẢN Khối lượng Năng lượng hạt nhân 1g = 10-3kg 1u = 931,5MeV 1kg = 103g 1eV = 1,6.10-19J = 103kg 1MeV = 1,6.10-13J 1ounce = 28,35g 1u = 1,66055.10-27kg 1pound = 453,6g Chú ý: 1N/cm = 100N/m Chiều dài 1đvtv = 150.106km = 1năm as -2 1cm = 10 m Vận tốc 1mm = 10-3m 18km/h = 5m/s -6  36km/h = 10m/s m = 10 m 1nm = 10-9m 54km/h = 15m/s -12 1pm = 10 m 72km/h = 20m/s 1A0 = 10-10m Năng lượng điện 1inch = 2,540cm 1mW = 10-3W 1foot = 30,48cm 1KW = 103W 1mile = 1609m 1MW = 106W hải lí = 1852m 1GW = 109W Độ phóng xạ 1mH = 10-3H 10 1Ci = 3,7.10 Bq  H = 10-6H Mức cường độ âm  F = 10-6F 1B = 10dB 1mA = 10-3A Năng lượng 1BTU = 1055,05J 1KJ = 10 J 1BTU/h = 0,2930W 1J = 24calo 1HP = 746W 1Calo = 0,48J 1CV = 736W ĐƠN VỊ CHUẨN TRONG HỆ SI (Systeme International) Đơn vị chiều dài: mét (m) Đơn vị thời gian: giây (s) Đơn vị khối lượng: kilôgam (kg) Đơn vị nhiệt độ: kenvin (K) Đơn vị cường độ dòng điện: ampe (A) Đơn vị cường độ sáng: canđêla (Cd) Đơn vị lượng chất: mol (mol) Chú ý: bội ước đơn vị chuẩn sử dụng máy tính Casio Động học chất điểm: Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập a Chuyển động thẳng đều: v = const; a = b Chuyển động thẳng biến đổi đều: v o; a const v v  v0 v v0  at a   s v0t  at v  v 2as t t  t0 c Rơi tự do: v  gt h  gt v  gh v 2 gh d Chuyển động tròn đều: T 2   f v  R aht  v2  R R   .t Các lực học:   @ Định luật II NewTon: Fhl ma   a Trọng lực: P mg  Độ lớn: P mg b Lực ma sát: F N mg v2 R d Lực đàn đàn hồi: Fdh kx k ( l ) c Lực hướng tâm: Fht maht m Các định luật bảo toàn: a Động năng: Wd  mv 1 A  mv22  mv12 2 b Thế năng: @ Thế trọng trường: Wt mgz mgh A mgz1  mgz2 2 @ Thế đàn hồi: Wt  kx  k (l ) 2   c Định luật bảo toàn động lượng: p1  p2 const   ' ' @ Hệ hai vật va chạm: m1v1  m2 v2 m1v1  m2v2    @ Nếu va chạm mềm: m1v1  m2v2 (m1  m2 )V d Định luật bảo toàn năng: W1 W2 Hay Wd  Wt1 Wd  Wt - Điện tích: Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập a Định luật Cu-lông: F k  q1q2  Với k = 9.109 r b Cường độ điện trường: E k  Q r c Lực Lo-ren-xơ có: f L  q vB sin  o o o q: điện tích hạt (C) v: vận tốc hạt (m/s) o B: cảm ứng từ (T) f L : lực lo-ren-xơ (N) o    ( v , B )   Nếu có lực Lorenzt tác dụng lên hạt  (v , B) 90 hạt chuyển động trịn Khi vật chuyển động trịn lực Lorenzt đóng vai trị lực hướng tâm Bán kính quỹ đạo: R  mv qB Dòng điện chiều (DC): U R a Định luật Ôm cho đoạn mạch: I  I= q U  (q điện lượng dịch chuyển qua đoạn mạch) t R q N= ( e = 1,6 10-19 C) e  Tính suất điện động điện tích lũy nguồn điện  A (  suất điện động nguồn điện, đơn vị Vôn (V)) q  Cơng cơng suất dịng điện đoạn mạch: A = UIt P= A U.I t  Định luật Jun-LenXơ: Q = RI2t = U2 t U.I.t R Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập  Công suất dụng cụ tiêu thụ điện: P = UI = RI2 = b Định luật Ơm cho tồn mạch: I  U2 R E Rr c Bình điện phân (Định luật Faraday): m  A It F n F = 965000 C/mol m tính gam Định luật khúc xạ phản xạ toàn phần: a Định luật khúc xạ: sin i n v n21   sin r n1 v2  n1  n2  n2 b Định luật phản xạ toàn phần:   i igh  n  - “Học không đơn học, mà học phải tư duy, vận dụng sáng tạo” - - Ngày mai ngày hôm nay! - “Đường khó khơng phải ngăn sơng cách núi Chỉ khó lịng người ngại núi, e sông” - Thà đổ mồ hôi trang vở, rơi lệ phòng thi! - “Đường gần, không không đến.Việc nhỏ, không làm chẳng nên” - - CHƯƠNG I DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập 1 Chu kì, tần số, tần số góc:   2f  * T= 2 T với f  1 T  T f t (t thời gian để vật thực n dđ) n Dao động: a Thế dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh vị trí đặc biệt, gọi vị trí cân b Dao động tuần hồn: Sau khoảng thời gian gọi chu kỳ, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ c Dao động điều hịa: dao động li độ vật hàm cosin (hay sin) thời gian Phương trình dao động điều hịa (li độ): x = Acos(t + ) + x: Li độ, đo đơn vị độ dài cm m -A O A + A = xmax: Biên độ (ln có giá trị dương) + 2A: Chiều dài quỹ đạo +  : tần số góc (ln có giá trị dương) + t   : pha dđ (đo rad) ( 2 � �2 ) +  : pha ban đầu (tại t = 0, đo rad) (  � � ) + Gốc thời gian (t = 0) vị trí biên dương:  0 + Gốc thời gian (t = 0) vị trí biên âm:   + Gốc thời gian (t = 0) vị trí cân theo chiều âm:    + Gốc thời gian (t = 0) vị trí cân theo chiều dương:     * Chú ý: + Quỹ đạo đoạn thẳng dài L = 2A + Mỗi chu kì vật qua vị trí biên lần, qua vị trí khác lần (1 lần theo chiều dương lần theo chiều âm) - sina = cos(a +   ) sina = cos(a - ) 2 Phương trình vận tốc: Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập v dx   x' � v   Asin( t   )   A cos(t    ) dt r  cms    m s + v chiều với chiều cđ + v sớm pha  so với x + Vật cđ theo chiều dương v > 0, theo chiều âm v < + Vật VTCB: x = 0; v max = A; + Vật biên: x = ±A; vmin = 0; Phương trình gia tốc: a dv  v'  x''; a   A cos( t   ) =  2x dt hay  a   A cos(t   � ) cm s r + a hướng vị trí cân bằng;  + a ln sớm pha so với v   ms  + a x ngược pha + Vật VTCB: x = 0; v max = A; a = + Vật biên: x = ±A; vmin = 0; amax = 2A Hợp lực tác dụng lên vật (lực hồi phục): F = ma = - m x =-kx + Fhpmax = kA = m  A : vị trí biên + Fhpmin = 0: vị trí cân + Dao động đổi chiều lực đạt giá trị cực đại + Lực hồi phục ln hướng vị trí cân -A O A xmax  A x=0 vmax A v=0 amax =  A Fhpmax Công thức độc lập: a=0 Fhpmin = xmax = A v=0 amax = 2A Fhpmax = kA = m  A v2 A x   2 Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập A2  v2 a2  2 4 + Kéo vật lệch khỏi VTCB đoạn buông (thả)  A + Kéo vật lệch khỏi VTCB đoạn truyền v  x Phương trình đặc biệt: Biên độ: A x  a ± Acos(t + φ) với a  const � Tọa độ VTCB: x  A � � Tọa độ vt biên: x  a ± A � � x a ± Acos2(t+φ) với a  const  Biên độ: A ; ’2; φ’ 2φ Đồ thị dđđh: đồ thị li độ đường hình sin - Giả sử vật dao động điều hịa có phương trình là: x  A cos(t   ) - Để đơn giản, ta chọn φ = 0, ta được: x  A cos t  � v  x'   A sint  A cos(t  ) 2 � a   x   A cost Một số giá trị đặc biệt x, v, a sau: T T/4 T/2 3T/4 T X A -A A V -ωA ωA A  2 A 2A  2A Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 10 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập Thành cơng khơng có bước chân kẻ lười biếng - Dạng 2: Hệ thức Anhxtanh, độ hụt khối, lượng liên kết, lượng liên kết riêng Hệ thức Anhxtanh khối lượng lượng: E = m.c2 Với c = 3.108 m/s vận tốc ás chân không m0 @ Khối lượng động: m = v2 c2 1 @ Một hạt có khối lượng nghỉ m 0, chuyển động với vận tốc v có m0 2 động Wđ = W – W0 = mc – m0c = 1 v c2 – m0c2 c2 Trong W = mc2 gọi lượng toàn phần W0 = m0c2 gọi lượng nghỉ Độ hụt khối hạt nhân: m = Zmp + (A - Z)mn - mX mX khối lượng hạt nhân A Z X Năng lượng liên kết: WLK = m.c2 Năng lượng liên kết riêng: lượng liên kết tính cho nuclon: Wlk A Năng lượng liên kết riêng lớn hạt nhân bền vững (khơng q 8,8MeV/nuclơn) - Đừng xấu hổ không biết, xấu hổ không học - Dạng 3: Phản ứng hạt nhân A A A A Phương trình phản ứng: Z X + Z X � Z X + Z X Các định luật bảo toàn + Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 + Bảo tồn điện tích (ngun tử số): Z + Z = Z + Z + Bảo toàn động lượng: 4         p1  p2  p3  p4 haym1v1  m2 v2  m3v3  m4v4 + Bảo toàn lượng: K X  K X  E  K X  K X Trong đó: E lượng phản ứng hạt nhân 1 K X = mx vx2 2 động cđ hạt X Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 102 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập + Khơng có định luật bảo tồn khối lượng Năng lượng phản ứng hạt nhân: W = ( mtr��� c - msau ).c �0 W >  mtrước > msau : Tỏa lượng W <  mtrước < msau : Thu lượng Năng lượng tỏa � 1mol khí: W= m N W  nNA Wlk A A lk Năng lượng tạo thành m(g) hạt X: W  m N A E A - Ý chí sức mạnh để bắt đầu công việc cách lúc - Chuyến vạn dặm bắt đầu bước chân! Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 103 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập CHỦ ĐỀ 3: PHÓNG XẠ Hiện tượng phóng xạ: q trình phân hủy tự phát hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo) Quá trình phân hủy kèm theo tạo hạt kèm theo phát xạ địên từ Hạt nhân tự phân hủy gọi hạt nhân mẹ, hạt nhân tạo thành sau phân hủy gọi hạt nhân Đặc tính: + Phóng xạ phản ứng hạt nhân tỏa lượng + Phóng xạ mang tính tự phát khơng phụ thuộc vào yếu tố bên như: nhiệt độ, áp suất Các dạng tia phóng xạ: Phóng xạ Alpha (  ) Bản chất Phương trình Là dịng hạt nhân Hêli ( He ) A Z X� A4 Z 2 Y  24 He Rút gọn: A Z  X �� � AZ 42Y 222 Vd: 226 88 Ra � 86 Rn  He Rút gọn Phóng Bêta: có loại và + - : dòng electron ( 1 e ) +: dịng pơzitron ( 1 e ) A - : Z X � Ví dụ: C � 147 N  10e 14 A +: Z X � Ví dụ: Y  10 e A Z 1 Y  10 e A Z 1 N � 126C  10e 12 Phóng Gamma () Là sóng điện từ có  ngắn (  10-11m), dịng phơtơn có lượng cao Sau phóng xạ   xảy q trình chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái � phát phô tôn Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 104 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập  Ra �� � 222 Rn 86 226 88 Tốc độ Khả Ion hóa v  2.10 m/s V Mạnh  c = 3.10 m/s Mạnh yếu tia v = c = 3.108m/s  Yếu tia   + Đi vài cm khơng khí (Smax = 8cm); vài m vật rắn (Smax = 1mm) + Smax = vài m không khí + Xuyên qua kim loại dày vài mm + Đâm xuyên mạnh tia   Có thể xun qua vài m bê-tơng vài cm chì Trong điện trường Lệch Lệch nhiều tia alpha Không bị lệch Cịn có tồn hai loại Chú ý Trong chuổi phóng xạ  thường kèm theo phóng xạ  không tồn đồng thời hai loại  Khả đâm xuyên hạt A Z A Z X � ZA1Y  10e 00 nơtrinô Không làm thay đổi hạt nhân X � ZA1Y  01e 00 phản nơtrinơ Chu kì bán rã: khoảng thời gian để ½ số hạt nhân nguyên tử biến đổi thành hạt nhân khác ln 0,693 T    : Hằng số phóng xạ ( s 1 )   Định luật phóng xạ: Số hạt nhân (khối lượng) phóng xạ giảm theo qui luật hàm số mũ  t N = N 0e = N0 t T  t ; m = m0 e = m0 t 2T N0, m0: số hạt nhân khối lượng ban đầu t = N, m: số hạt nhân khối lượng lại vào thời điểm t m  m0  m N  N  N m, N : số hạt nhân khối lượng bị phân rã (thành chất khác) Chú ý: + % lại: m 100%  ? m0 Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 105 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập + % phân rã: m 100%  ? m0 - Dạng 1: Các đại lượng đặc trưng phóng xạ t Số ngun tử chất phóng xạ cịn lại sau t/g t: N  N T  N e  t Số hạt nguyên tử bị phân rã số hạt nhân tạo thành số hạt ( e- e+) tạo thành: N  N  N  N (1  e  t ) Khối lượng hạt nhân tạo thành: m' = N ' A' NA A’ số khối hạt nhân tạo thành Khối lượng hạt nhân (chất tạo thành sau thời gian t): A A mcon   m0  mc.laïi  Hoặc mcon   N  N c.lại  Amẹ NA Trong phóng xạ , xác định thể tích (khối lượng) khí Heli tạo thành sau thời gian t phóng xạ N ' He =  N = N0 – N = N0(1- e   t ) = N0 (1-  t T ) N He NA N He + Thể tích khí Heli tạo thành (đktc) sau thời gian t:V = 22,4 NA + Khối lượng khí Heli tạo thành sau thời gian t phóng xạ:mHe = 4 Bảng quy luật phân rã t= T 2T 3T 4T 5T Số hạt lại N0/2 N0/4 N0/8 N0/16 N0/32 Số hạt phân rã N0/2 3N0/4 7N0/8 15N0/16 31N0/32 Tỉ lệ % rã 50% 75% 87.5% 93.75% 96.875% Gv soạn: ThS Nguyễn Vũ Bình - Tel: 0986338189 106 Tóm Tắt Lý Thuyết Và PP Giải Bài Tập Vật Lí 12 - Năm Học 2013 – 2014 – Tập Tỉ lệ rã &còn lại 15 31 Khối lượng chất phóng xạ cịn lại sau thời gian t t m m0 T m0 e  t Khối lượng chất bị phóng xạ sau thời gian t m  m0  m  m0 (1  e  t ) Trong đó: + N0, m0 số nguyên tử, khối lượng chất phóng xạ ban đầu + T chu kỳ bán rã ln 0,963 +   T  T : số phóng xạ;  T khơng phụ thuộc vào tác động bên ngồi mà phụ thuộc chất bên chất phóng xạ + N m V NA  NA A V0 V0  22, 4dm3 + Nếu t