Vật lý 12 Dao động điện từ, sóng điện từ, sóng ánh sáng, lượng tử ánh sáng (hay lạ khó) file word có lời giải

MỤC LỤC BÀI TẬP DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ SÓNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ÁNH SÁNG – LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG – VẬT LÝ HẠT NHÂN MỚI LẠ KHÓ PHẦN ỨNG DỤNG SÓNG ĐIỆN TỪ TÁN SẮC PHÁT TRIỂN Ý TƯỞNG DỊCH MÀN ẢNH GIAO THOA .7 GIAO THOA VỚI SÁNH SÁNG HỖN HỢP 15 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 23 THUYẾT Bo, NGUYÊN TỬ HIDRO .25 HẠT NHÂN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 28 PHÓNG XẠ PHÂN HẠCH NHIỆT HẠCH 30 TUYỂN CHỌN MỘT SỐ DẠNG TỐN DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ SĨNG ĐIỆN TỪ SĨNG ÁNH SÁNG – LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG – VẬT LÝ HẠT NHÂN HAY – MỚI LẠ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ *Trong mạch dao động LC, tùy theo chiều quy ước mà i = +q’ i = −q’ Trường hợp 1: Quy ước: Hệ quả: Với quy ước + q > cực bên dấu mang điện tích dương + i > dòng điện chạy qua cuộn cảm theo chiều từ B đến A Hệ quả: Với quy ước dấu thì: i dq  q ' dt Trường hợp 2: Quy ước: Hệ quả: Với quy ước + q > cực bên dấu mang điện tích dương + i > dòng điện chạy qua cuộn cảm theo chiều từ A đến B Hệ quả: Với quy ước dấu thì: i dq  q ' dt Thông thường, ngầm hiểu quy ước chiều theo cách nên theo quán tính i = q’! Câu Một mạch dao động LC lý tưởng dao động với chu kì 2π ms Tại thời điểm t = điện tích tụ điện C cường độ dòng điện mạch +4 mA Biểu thức điện tích ban tụ là? A q = 10cos(100t + π/6)µC B q = 8cos(100t − 5π/6)µC C q = 8cos(100t + π/6)µC D q = 10cos(100t − 5π/6)µC Hướng dẫn * Từ � �q  Q0 cos  100t    � i  q '  100Q sin  1000t  I  � � Q  8.106 6 � �4 3.10  Q0 cos  �0 ��� � 2 �� 5 �  �4.10  1000Q0 sin  � � t 0 Chọn B Câu Môt mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm L tụ điện c có hai M N Mạch có dao động điện từ tự do, thời điểm t = 0, điện tích M dương chiều dòng điện qua L từ M đến N Đến thời điểm t  1,5 LC dịng điện qua L theo chiều từ: A M đèn N ban M tích điện dương B M đến N ban M tích điện âm C N đến M vả băn M tích điện dương D N đến M bán M tích điện âm Hướng dẫn Khi t = 0, điện tích M dương chiều dịng điện qua L từ M đến N (độ lớn điện tích M giảm) → Góc phần tư thứ (ở VT đầu) Góc quét:   t  LC 1,5 LC  1,5 � Góc phần tư thứ � Bản M tích điện dương độ lớn tăng dần (điện tích dương chuyển M) → chiều dòng điện từ N M → Chọn B Câu Môt mạch dao động LC lý tưởng dao động với tần số góc ω Tại thời điểm t1 điện tích tụ thứ qi cường độ dòng điện qua mạch i1  q1 / Đen thời điểm điện tích tụ thứ q2 cường độ dòng điện chạy qua mạch i  q  nhỏ Δ là? A π/(2ω) B 2π/(3ω) C 5π/(6ω) D π/(6ω) Hướng dẫn t  t1  t Giá trị Biểu thức:  � t    k  k  1; 2;3;  � q  Q cos t � i � � tan t   �� � i   Q sin  t 2 q � � t    n  n  1; 2;3  �   5 �   t  t1      n  k   �   t  t1       � 6 Chọn C Câu Cho mạch dao động gồm tụ điện phẳng có điện dung C cuộn dây cảm có độ tự cảm L Trong mạch có dao động điện từ tự với chu kỳ T Khi cường độ dịng điện mạch đại cực đại người ta điều chỉnh khoảng cách tụ cho độ giảm cường độ dòng điện mạch tỉ lệ với bình phương thời gian Chọn gốc thời gian lúc bắt đầu điều chỉnh, bò qua điện trở dây nối Hỏi sau khoảng thời gian x (tính theo To) kể từ lúc bắt đầu điều chỉnh cường độ dịng điện mạch không? A  T0  B  T0 C  T0 D  T0 16 Hướng dẫn Theo ra: �di  2at � �dt i  I0  at � � �dq  i  I  at � q  I t  at 0 �dt Áp dụng định luật Ôm: * Khi * Khi � t 0 i  thì I di q 1  � 2aLCt  I0 t  at � C   t dt C aL 6L I0 I  C0 � a  2aL 2LC0 C i0 2 LC  L thay vào T0  � i  I0  at �  I0   I0 2 2LC0 Chọn A Câu Một mạch dao động LC lý tưởng, điện tích tụ biến thiên theo phương trình q = Acos2000t Trong chu kì, khoảng thời gian độ lớn điện tích tụ không vượt a (a > 0) với khoảngthời gian mà độ lớn điện tích tụ lớn b (b > a) khoảng thời gian độ lớn cường độ dòng điện không vượt 2000(b − a) π/2000 s Tỉ số q2/q1 gần với giá trị sau đây? A 4,2 B 1,7 C 3,8 Hướng dẫn D 2,7  � a  A sin � � � a  b  A  1 �  � b  A cos � * Hình vẽ 1: * Góc qt:   2 � t  2000 * Hình vẽ 2: Từ (1) (2) i  A sin   � 2000   A � 2000  a  b   2000.A sin � a  b   2 � a  9,659A a � 3,73 � b b  2,588A � Chọn C Câu Haỉ mạch dao động điện từ lý tưởng L1C1 L2C2 có tần số f1 = 3f f2 = 4f Điện tích cực đại tụ Q Tại thời điểm cường độ dòng điện mạch 4,8πfQ độ lớn điện tích tụ mạch mạch q1 q2 Tỉ số q1/q2 A 0,75 B 4/3 C 2,5 D 0,4 Hướng dẫn �2 i12 Q  q  � �q1  0, 6Q � 12 i1  i2  4,8 /Q � Q2  q12  0, 64Q2 � � ����� � �� � � � 2 2 q  0,8Q i2 Q  q  3, 6Q � 2 � � Q  q2  � 2 � Chọn A Câu Môt mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm L hai tụ giống mắc nối tiếp Khóa k mắc vào hai tụ Ban đầu khó k mở hoạt động với điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm 6 V đóng khóa k thời điểm cường độ dịng điện tức thời qua cuộn dây giá trị hiệu dụng Điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm sau bao nhiêu? Biết điện áp tức thời tụ u dòng điện tức thời i lượng điện trường tụ lượng từ trường cuộn cảm A 3V B 12 6V C 12V Hướng dẫn WC  0,5Cu D 9V WL  0,5Li * Khi đóng khóa k: i I0 � WC  WL  C ' U '02 CU 02 C  0,5C0  ���� � U '0   9 V � C '  C0 4 W 1 W � WC1  C  W � W '  W  WC1  W 2 4 Chọn D Câu Cho mạch dao động điện từ lí tường gồm cuộn dây tụ điện gồm hai tụ điện có điện dung C1 = C2 mắc nối tiếp, hai tụ C1 nối với khóa k Ban đầu khóa k mở, điện áp cực đại hai đầu cuộn dây V Vào thời điểm tròng điện qua cuộn dây bang giá trị hiệu dụng khóa k đóng Biết lượng dao dộng tínli hang cơng thức W  0,5CU 02 A Điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm sau sau là? B 14 12 3V C 12(V) 6V D 16(V) Hướng dẫn * Khi đóng khóa k: � W '  W  Wmat  WL  WC  W W W � Wmat  WC1  C  2 C U ' 0,5C1 U 20 W�  � U 0'  12  V  � 4 Chọn C Câu Mach dao động điện từ LC gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ điện gồm tụ điện có điện dung C1 ghép song song với tụ có điện dung C cho C1 = 2C2 = µF Tại thời điểm t, dịng điện qua cuộn dây nửa dịng cực đại mạch điện tích tụ tụ C2 A V 3C Điện áp cực đại tụ C1 B V C V D 3V2 V (Chuyên Vinh −2015) Hướng dẫn * Khi i  0,5I0 U0   V  � u  u  q / C  3V mà i  0,5 �i � �u � I0 i  u � � � � �  ��� � u 3 �I0 � �U � Chọn A Câu 10 Mạch dao động điện tìr LC gồm cuộn dây có độ tự cảm L tụ điện có điện dung 25 pF Tại thời điểm t, điện áp tụ có biếu thức áp tụ 3V u  U0 cos  t   /  (V) Tại thời điểm t = điện V dịng điện mạch có độ lớn 0,75 Lấy π2 = 10 Tần số dao động riêng mạch là? A 1,59 MHz B 3,18 MHz C 796 MHz Hướng dẫn D 925 kHz, Cách 1: * Từ  � t 0 � u  U cos � t  ���� � U   V  � Q  CU  1,5.104  C  u 3 � � * Vì �i � �u � �0,75.10 3 � �3 � i  u � � � � �  � � � � � � � �I0 � �U � � Q0 � � � � f  1, 59.106 Hz � 2 Chọn A Cách 2: � � � u  U cos � t  � � � 6�  � � 3  U0 cos � � � � � q  Cu  25.1012 U cos � t  �� � �  � � � � 0, 75.103  25.2f 10 12 U sin � � � � i  q '  25.1012 sin � t  � � � 6� � � f  1, 59.106 Hz � Chọn A Câu 11 Mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây có độ tự cảm 275µH tụ điện có điện dung 4200pF Nếu mạch có điện trở 0,5 Ω để trì dao động mạch với hiệu điện cực đại hai tụ điện 6V phải cung cấp cho mạch cơng suất trung bình A 2,15mW B 137 µU C 513 µW D 137 mW Hướng dẫn � CU 02 LI 02 CU 02 W   � I  � � 2 L � � 2 CU 4200.1012.6 6 � Pcc  I0 R  R  0,5  137.10  W  � 2 L 275.10 6 � Chọn D ỨNG DỤNG SÓNG ĐIỆN TỪ * Đo khoảng cách: Gọi t thời gian từ lúc phát sóng lúc thu sóng phản xạ thỉ thời gian lần truyền t/2 khoảngcách l  3.108 t * Đo tốc độ: Giả sử vật chuyển động phía người quan sát Để đo tốc độ ta thực hai phép đo khoảng cách hai thời điểm cách khoảng t � l  3.108 � l l �1 t � �v t t � l  3.108 � Câu 12 Môt ăng ten đa phát sóng điện từ đến máy bay bay phía đa Thời gian từ lúc ăng ten phát đến lúc nhận sóng phản xạ trở lại 90 µs, ăng ten quay với tốc độ 18 vịng/phút Ở vị trí đầu vịng quay ứng với hướng máy bay, ăng ten lại phát sóng điện từ, thời gian từ lúc phát đến lúc nhận lần 84 µs Tính tốc độ trung bình máy bay, biết tốc độ truyền sóng điện từ khơng khí 3.108 (m/s) A 810 km/h B 720 km/h C 972 km/h D 754 km/h Hướng dẫn * Khoảng cách máy bay rada: t � Lan1: l  3.108  13500  m   13,5  km  � � � t � Lan : l  3.108  12600  m   12,  km  � Khoảng thời gian hai lần đo liên tiếp thời gian quay vòng rada t  T  l l 1   phut    h  � v   972  km / h  � f 18 1080 t Chọn C Câu 13 Trạm ra−đa Sơn Trà (Đà Nẵng) độ cao 621 m so với mực nước biển, có tọa độ 16°8’ vĩ Bắc 108°15’ kinh Đông (ngay cạnh bở biển) Coi mặt biển mặt cầu bán kính 6400 km Nếu xét sóng phát từ ra−đa truyền thẳng khơng khí đến tàu thuyền bỏ qua chiều cao thuyền vùng phủ sóng trạm mặt biển phần mặt cầu − gọi vùng phủ sóng Tính độ dài vĩ tuyến Bắc 16°8’ tính từ chân ra−đa đến hết vùng phủ sóng A 89,2 km B 170 km C 85,6 km D 178 lon Hướng dẫn * Từ � MN  621 m  ; r  R cos1608'; MH  MN cos160 8' � � � r cos   �   0, 01393  rad  � AM  r  85,64  km  � � r  MH Chọn C Câu 14 Một sóng điện từ lan truyền chân khơng với bước sóng 300 m, cường độ điện trường cực đại E0 cảm ứng từ cực đại B0 Trên phương truyền sóng có hai điểm M N cách 75 m (điểm N xa nguồn so với điểm M) Biết tốc độ truyền sóng điện từ chân khơng 3.108 m/s Tại thời điểm t, cảm ứng từ M có giá trị B 0/2 giảm Hỏi sau khoảng thời gian ngắn cường độ điện trường có độ lớn E0/2? A 1/4 µs B 1/6 µs C 1/3 µs D 1/12 µs Hướng dẫn * Chu kì sóng: T   106  s  c * Điểm M dao động sớm pha N là:   2.MN    *Tại điểm phương huyền sóng E B ln dao động pha nên chọn: B � BM   BM  B0 cos  t ����� � t   � BM dang tan g � �   T � � t l � E N  E cos � t  � E sin t ���� � t  E0 � t  E  � 12 N � 2� � � Chọn D Câu 15 Một sóng điện từ lan truyền chân khơng với bước sóng 300 m, cường độ điện trường cực đại E0 cảm ứng từ cực đại B0 Trên phương truyền sóng có hai điểm M N cách 75 m (điểm N xa nguồn so với điểm M) Biết tốc độ truyền sóng điện từ chân khơng 3.108 m/s Tại thời điểm t, cảm ứng từ M có giá trị B 0/2 giảm Hỏi sau khoảng thời gian ngắn cường độ điện trường có độ lớn E0/2? A 1/4 µs B 1/6 µs C 1/3 µs D 1/12 µs Hướng dẫn * Chu kì sóng: T   106  s  c * Điểm M dao động sớm pha N là:   2.MN    *Tại điểm phương huyền sóng E B ln dao động pha nên chọn: B BM  �  BM  B0 cos  t ����� � t   � BM dang tan g � �   � � t  l � E N  E cos � t  � E sin t ���� � t  E � t  E  � 2 N � � � � Chọn A n  n  1 * Từ 6�n 4 * Từ sơ đồ mức lượng ta thấy: �hf  E  E1 �hf  E  E �5 � �hf  E  E1 � � �hf  E  E �hf  E  E � �hf1  E  E Chọn C Câu 72 Mơt laze có công suất 12 W để làm dao mổ Tia laze chiếu vào chỗ mô làm nước phần mô bốc mô bị cắt Biết rằng, nhiệt độ thể 37°C, nhiệt dung riêng nước c = 4,186 kJ/kg.độ, nhiệt hóa nước L = 2260 kJ/kg, khối lượng riêng nước D = 1000kg/m3 Thể tích nước bốc khoảng thời gian 1s A 4,557 mm3 B 7,455 mm3 C 4,755 mm3 D 5,745 mm3 Hướng dẫn Nhiệt lượng cần cung cấp để đưa 1mm3 từ 370 C lên đến điểm hóa Q1  mc  R C  t   106.4,186.103  100  37   0, 263718  J  Sau đó, nhiệt lượng cần cung cấp để chuyển 1mm3 nước từ thể lỏng sang thể hơi: Q2 = m.L = 10-6 2260.103 = 2,26 J Nhiệt lượng tổng cộng để chuyển toàn 2mm3 nước từ thể lỏng sang thể là: Q = Q1 + Q2 = 2,523718 J Với công suất 12 W, 1s nước nhận nhiệt lượng từ tia laze: Q L = P.t = 12.1 = 12 J Thể tích nước bốc s là: n QL 12   4, 755  mm  � Q 2,523718 Chọn C Câu 73 (620159BT) Một laze có cơng suất W làm bốc lượng nước 30°C Biết nhiệt dung riêng nước c = 4,18 kJ/kg.độ, nhiệt hóa nước L = 2260kJ/kg, khối lượng riêng nước D = 1000kg/m3 Thể tích nước bốc khoảng thời gian s là? A 3,9 mm3 B 3,1 mm3 C 8,4 mm3 Hướng dẫn Khối lượng lmm3nước: m = VD = 10-9.1000 = 10-6kg D 5,6 mm3 Nhiệt lượng cần cung cấp để đưa 1mm3 nước từ 30°C lên điểm hóa hơi: Q2 = mc  Tc  t  = 10-16 4,18.103.(100 - 30) = 0,2926 J Sau đó, nhiệt lượng cần cung cấp để chuyển 1mm3 nước từ thể lỏng sang hơi: Q = m.L = 10-6 2260.103 = 2,26 J Nhiệt lượng tổng cộng để chuyển toàn 1mm3 nước từ thể lỏng sang thể là: Q = Q1 + Q2 = 2,5526 J Với công suất W, 1s nước nhận nhiệt lượng từ tia laze: Q' = P.t = 8.1 = J Thể tích nước bốc s là: n QL   3,13  mm  � Q 2,5526 Chọn B Câu 374 Chiếu vào chất phát quang chùm xạ điện từ đơn sắc có bước sóng 300 nm phát hai loại ánh sáng đơn sắc màu tím có bước sóng 400 nm màu cam có bước sóng 600 nm Biết số photon phát 60% số photon chiếu vào lượng chùm sáng phát 40% lượng chùm sáng chiếu vào Tỉ số số photon màu tím so photon màu cam là  A B C 0,5 D 0,225 Hướng dẫn * Từ �N1  N  0, 6N �N1  0, 4N � � hc hc � � � hc �N  0, 2N �N1   N   0,5N  � Chọn A Câu 75 Chiếu vào chất phát quang chùm xạ điện từ đơn sắc có bước sóng λ1 phát hai loại ánh sáng đơn sắc màu tím có bước sóng 1,257, màu cam có bước sóng 2λ Biết số photon phát 75% số photon chiếu vào lượng chùm sáng phát 52,5% lượng chùm sáng chiếu vào Tỉ số số photon màu tím so photon màu cam A B C 0,5 D 0,25 Hướng dẫn * Từ �N1  N  0, 75N �N1  0,5N � � hc hc � � � hc N  N  0,525N N  0, 25N � �1 2  � Chọn A Câu 76 Một ống phóng tia catot để tạo tia X mà hiệu điện anot catot thay đổi Xem tốc độ ban đầu cực đại electron phát từ catot không đồi Lần lượt cho U 20 kV, 25 kV bước sóng ngắn ống phát λ1= 0,0500 nm λ2 Tìm λ2 A 0,0452 nm B 0,0416 nm C 0,0400 nm D 0,0625 nm (Sở GD Quãng Ngãi) Hướng dẫn * Từ �mv 20 hc  e U1  �  min1 �1 mv0 hc � �2  eU �� � e  U  U1   hc �  �  �  min1 � �mv  e U  hc �2  � �   0, 0416  m  � Chọn B Câu 77 Người ta chiếu chùm tia laze có cơng suất mW bước sóng 0,7 µm vào chất bán dẫn Si xảy tượng quang điện Biết photon bay vào có photon bị hấp thụ giải phóng electron liên kết Số hạt tải điện sinh chiếu chùm tia laze s A 7,044.1015 B 1,127.1016 C 5,635.1016 D 2,254.1016 Hướng dẫn * Số photon chiếu vào s: PN * Số e giải phóng 1s: hc P �N  hc P hc * Mỗi e giái phóng để lại lỗ trống lỗ trống hạt tải nên số hạt tái tạo 1s: P hc 4s 4.2 P  1,127.1016 � hc Chọn B HẠT NHÂN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Câu 78 Theo thuyết tương đối, electron có động nửa lượng nghỉ electron chuyển động với tốc độ A 2,41.108m/s B 2,75.108m/s C 1,67.108m/s Hướng dẫn * Từ � � Wd  0,5m0c2 Wd  �  1� m 0c ����� � v  2, 24.108  m / s  � � � 2 � 1 v / c � Chọn D D 2,24.108m/s Câu 79 Dùng hạt proton có động 5,58 (MeV) bắn phá hạt nhân 11Na23 đứng yên sinh hạt α hạt nhân X không kèm theo xạ γ Biết khối lượng hạt mP = l,0073u, mNa = 22,9850u, mX = 19,9869u, mα = 4,0015u, lu = 931,5 MeV/c2 động hạt a 6,6 (MeV) Góc tạo hướng chuyển động hạt α hướng chuyển động hạt X gần giá trị sau đây? A.169,4° B 164,9° C 146,9° D 149,6° Hướng dẫn * Tính * Từ E   m P  m Na  m  m X  c2  3, 63285  MeV  W  WX  WP  E � WX  2, 61285 � � r r � r m p v P  m  v   m X v X � m P WP  m  W  m X WX  cos Xa m  W m X WX � �  X �169, 40 � Chọn A Câu 80 Môt hạt nhân có khối lượng nghỉ m0 đứng yên vỡ thành hai mảnh có khối lượng nghỉ m01 m02 chuyển động với tốc độ tương ứng 0,6c 0,8c (với c tốc độ ánh sáng chân không) Bỏ qua lượng liên kết hai mảnh Tìm hệ thức A m0 = 0,8m01 + 0,6m02 B m0 = 0,6m01 + 0,8m02 C m0 = m01/0,8 + m02/0,6 D 1/m0 = 0,8/m01 + 0,6/m02 Hướng dẫn 2 *Theo định luật bảo toàn lượng toàn phần: �m t c  �ms c m0 � �v � 1 � � �c � � c2  m 01 �v � 1 �1 � �c �  m02 �v � 1 �1 � �c � v 0 ������ � m0  v1  0,6c;v2  0,8c m 01 m02  0,8 0, Chọn C Câu 81 Dùng hạt α có động 3,1 MeV bắn vào hạt nhân 30 27 13 �15 P  n phản ứng:  13 Al �� Cho khối lượng hạt nhân thỏa mãn: 27 Al đứng yên gây m m n = 0,0042(mp + mn)2 Nếu hai hạt tạo thành có véc tơ vận tốc động hạt n gần giá trị sau đây? A 0,24 MeV B 0,94 MeV C 0,048 MeV Hướng dẫn * Từ r r r r r m v m v  mP v P  m n �  mP  m n D 0,013 MeV � Wn  r mn    mn m W  0, 013  MeV  � mP  mn Chọn D Câu 82 Người ta dùng hạt proton bắn vào hạt nhân 1 H  37 Li � 2 Li đứng yên, để gây phản ứng Biết phản ứng tỏa lượng hai hạt α có động Lấy khối lượng hạt theo đơn vị u gần số khối chúng Góc tạo hướng hạt α gần giá trị sau đây: A 90° B 60° C 140° D 120° (Chuyên Vĩnh Phúc - 2016) Hướng dẫn * Vì E  2W  WP  � WP 2 W * Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: r r r m P v P  m  v 1  m v � m P WP  2m W  2m W cos  � cos   0,125 WP   0,75 �   138,59 � W Chọn C Câu 83 Môt proton bắn vào hạt nhân bia đứng yên Li7 Phản ứng tỏa lượng tạo hạt α có động Coi tỉ lệ khối lượng tỉ lệ số khối Gọi  góc hợp véc tơ vận tốc hai hạt sinh A 120° B 150° C 140° D 160° Hướng dẫn * Vì E  2W  WP  � WP 2 W * Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: r r r m P v P  m  v 1  m v � m P WP  2m W  2m W cos  � cos   0,125 WP   0,75 �   138,59 � W Chọn C Câu 84 Trong vùng không gian có điện trường đều, người ta thực phản ứng hạt nhân cách bắn hạt nhân A vào hạt nhân B đứng yên Phản ứng tạo thành hạt nhân C hạt nhân D Ngay sau phản ứng, hai hạt sinh có véc tơ vận tốc r v0 chuyển động điện trường Bỏ qua tương tác tĩnh điện hạt nhân Sau khoảng thời gian sau phản ứng hạt nhân xảy ra, người ta thấy véc tơ vận tốc hạt nhân C hợp với r v0 góc 60° có độ lớn v0/2, véc tơ vận tốc hạt D hợp với r v0 góc 90° có độ lớn A v0/3 B v0/2 C v0/ D v0/ (Lương Thế Vinh - 2016) Hướng dẫn ur r E, v    * Giả sử:  � �� v1 sin 600  �v1 cos 60  v0   a1 cos   t �� �  tan  v1 cos 600  v � ��v1 sin 60    a1 sin   t � �v cos 900  v0   a cos   t �� v sin 900 0 �  tan  �� v cos 900  v ��v sin 90    a sin   t v v1 sin 600  v sin 900  v1  0,5v  ���� � v2  � 0 v1 cos 60  v v cos 90  v Chọn D Câu 85 Dủng hạt α có động MeV bắn vào hạt nhân 7N14 đứng yên gây phản ứng: 17  14 N �1 p  O Cho khối lượng hạt nhân: mα = 4,0015u; mP = l,0073u; mn = 13,9992u; m0 = 16,9947u lu = 931,5 MeV/C2; c = 3.108 m/s; lMeV = 1,6.10-13 J Nếu hai hạt tạo thành có tốc độ tốc độ A 5,5.106 m/s B 5,5.105 m/s C 3,1.107 m/s D 3,1.106 m/s Hướng dẫn * Tính * Mà E   m  m N  m N  mO  c  1, 21095  MeV  m0 �W0 mO �W  m � W0  m WP � P P P � � 16,9947 � � E  Wo  WP  W � 1, 21095  WP � 1 � � � 1, 0073 � � � WP  0,15606  MeV   m P v 2P 2.0,15606 � vP   3.108  5, 47.106  m / s  1, 0073.931,5 Câu 86 Dùng hạt α có động 1,557 MeV bắn vào hạt nhân 7N14 đứng yên gây phản ứng: 17  14 N �1 p 8 O Cho khối lượng hạt nhân: m α = 4,0015u; mP = l,0073u; mn = 13,9992u; m0 = 16,9947u lu = 931,5 MeV/C2; c = 3.108 m/s; lMeV = 1,6.10-13 J Nếu hai hạt tạo thành có tốc độ động hạt p là: A 0,0194MeV B 0,3267 MeV C 0,224 MeV Hướng dẫn * Tính E   m   m N  m N  mO  c  1, 21095  MeV  D 0,2368 MeV * Mà m0 �W0 m O �W  m � W0  m WP � P P P � � 16,9947 � � E  Wo  WP  W � 1, 21095  WP � 1 � 1,557 � � 1, 0073 � � � WP  0, 0194  MeV  Câu 87 Dùng hạt α có động MeV bắn vào hạt nhân 7N14 đứng yên gây phản ứng: 17  14 N �1 p  O Cho khối lượng hạt nhân thỏa mãn: m  m p  0, 012  m P  m O  Nếu hai hạt tạo thành có véc tơ vận tốc động hạt p A 0,156 MeV B 0,633 MeV C 0,048 MeV D 0,358 MeV Hướng dẫn * Từ r r r r r r m v m  v  m P vP  m v0 � v P  v0  mP  mO � WP  r m p v P  0, 012W  0, 048  MeV    Câu 88 Cho hạt proton có động 1,8 MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên, sinh hai hạt α có độ lớn vận tốc không sinh tia γ Cho biết Cho khối lượng hạt nhân: mα = 4,0015u; mP = l,0073u; mn = 13,9992u; m0 = 16,9947u lu = 931,5 MeV/C2; c = 3.108 m/s; lMeV = 1,6.10-13 J Cho chùm hạt α bay vào từ trường có cảm ứng từ 0,4 T theo phưong vng góc với từ trường Bán kính quỹ đạo hạt α từ trường gần giá trị sau đây? A 1,26 m B 1,12 m C 1,34 m D 1,46 m Hướng dẫn * Tính W  E  �Wsau  �m truoc E   �m truoc  �msau  c2  17, 41718 ������� � E  WP mv  9, 60859  MeV   2 � m 2mW  2.4, 0015.1, 67.1027.9, 60859.1, 6.1013  1, 433.1019  kgm / s  * Lực Loren đóng vai trị lực hương tâm �r  mv 1, 433.1019   1,12  m  � qB 3, 2.10 19.0, qvB  mv2 r Chọn B Câu 89 Máv xiclotron dùng để gia tốc hạt có hai hộp rỗng hình chữ D làm đồng ghép với thành hình ứịn đặt chân khơng Hai cạnh thẳng hộp khơng đặt sát hồn tồn mà cách khoảng hẹp Hai hộp nối với hiệu điện xoay chiều 150 kV để gia tốc cho điện tích hạt qua hai cạnh thẳng hai hộp Một hạt Đơten (D2) gia tốc máy xiclotron, sau chuyển động 47 vòng hạt bay khỏi máy bắn vào hạt nhân Liti (Li7) đứng yên Hai hạt sau phản ứng hạt nhân Beri (Be8) hạt nhân X bay theo phương vng góc với Biết khối lượng hạt Li 7, D2, Be8, nơtron, proton 7,01283u, 2,0136u, 8,00785u, l,0087u, l,0073u lấy lu = 931,5 MeV/c2 Tốc độ hạt X sinh A 6,57.107 m/s B 2,87.107 m/s C 3,26.107 m/s D 4,15.107 m/s Hướng dẫn * Động hạt D: WD  2nqU  2.47.1,6.1019.150.103  2, 256.1012  J  * Năng lượng phản ứng: E   m D  m Li  m Be  m X  c  1, 4725.10 12  J  * Từ định luật bảo toàn động lượng lượng suy ra: �m D WD  m Be WBe  m X WX � WX  3, 6168.10 12  J  � v X  6,5766.107  m / s  �  E  W  W  W Be X D � � Chọn A PHÓNG XẠ PHÂN HẠCH NHIỆT HẠCH Câu 90 Đồng vị P0210 phóng xạ α biến thành hạt nhân chì Pb206 với chu kì bán rã 138 ngày đêm Ban đầu có lượng P nguyên chất sau khoảng thời gian khối lượng Heli tạo thành từ phân rã khối lượng P0 lại Khoảng thời gian A 138,0 ngày đêm B 24,0 ngày đêm C 792,3 ngày đêm D 376,8 ngày đêm (Sở GD Quãng Ngãi) Hướng dẫn * Đến thời điểm t: Chọn C � �  lnT2 t � m �  lnT2 t � 1 e NA � 1 e �N   N  N � � � � � 210 � � � � ln  t � m  m m  m0 e T ��� � � � N �  lnT2 t � � m     m 1 e � � � NA 210 � � � � �  lnT2 t �  lnT2 t 1 e � t  792,3 � � � e 210 � � Câu 91 Một chất phóng xạ 100X có chu kì bán rã 200 năm Biết phân rã phát hạt P' Đặt 200 mg chất phóng xạ trọng tâm tứ diện cạnh 20 cm Coi năm có 365 ngày, số Avogadro NA = 6,023.10-23 Số hạt P' đến mặt tứ diện thời gian phút A 7,939.1012 B 9,924.1011 C 1,986.1012 D 1,588.1013 Hướng dẫn * Tính N1`  �  lnT2 t � m0 ln N0 � 1 e NA t  1,986.1012 � �� � 100 T � Chọn C Câu 92 Ba chất phóng xạ X, Y, Z có chu kì bán rã T1, T2 T3 Tại thời điểm khảo sát khối lượng nguyên chất lượt m1, m2 m3 Biết m1: m2 : m3 = 1:2:16 T1: T2 : T3 = 3:2:1 Sau khoảng thời gian 2T1 kể từ thời điểm khảo sát, tỉ lệ khối lượng nguyên chất lại chúng A m’1 : m’2 : m’3 = 1:2:1 C m’1 : m’2 :m’3 = : :1 B m’1 : m’2 : m’3 = : : D m’1 : m’2 : m’3 = : : Hướng dẫn * Đặt m0 m0 � �m '1  t / T1  m1  m T1  3T � � � � � � ' 2m m t  2T1  6T m  2m ; � T2  2T ���� �� m  t / T2  � � � � � T3  T m  16m � � � ' 16m m �m3  t / T3  � Chọn D Câu 93 Môt bệnh nhân điều trị đồng vị phóng xạ, dùng tia y để diệt tế bào bệnh Thời gian chiếu xạ lần đầu Δt = 20 phút, sau tháng bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh tiếp tục chiếu xạ Biết đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã T = tháng (coi t  T ) dùng nguồn phóng xạ lần đầu Hỏi lần chiếu xạ thứ phải tiến hành để bệnh nhân chiếu xạ với lượng tia γ lần đầu? A 40 phút B 24,2 phút C 28,28 phút D 33,6 phút Hướng dẫn * Áp dụng: t   t e ln t T * Lần t = tháng, lần t = tháng: Câu 94 Hat nhân 206 82 Pb 210 84 P0 t  20.e ln 2 �28, 28  phut  � Chọn C chuyển động với động 1,6 MeV, phóng α biến thành hạt nhân Biết hạt α bắn theo hướng vng góc với hướng chuyển động hạt nhân 210 81 Po Khối lượng các hạt P0, Pb α 209,98286u, 205,97446u, 4,0015u, lu = 931,5 MeV/C2 Động hạt α gần giá trị sau đây? A 1,75 MeV B 3,95 MeV C 6,27 MeV D 6,59 MeV Hướng dẫn * Tính: E   m P0  m  m Pb  c  6, 42735  MeV  * Bảo toàn lượng: WPb  W  E  WP0 * Bảo toàn động lượng: r r r m Po vP0  m v  mPb v Pb  mPb vPb    mP0 v P0    m  v  2 WPo  W E  WPo � m Pb WPb  m P0 WP0  m  W ������� � � W  m Pb E   m Pb  m P0  WP0 m Pb  m   6, 2743  MeV  � Chọn C Câu 95 Cho chùm ncrtron bắn phá đồng vị bền 25Mn55 thu đồng vị phóng xạ 25 Mn56 Đồng vị phóng xạ 25Mn56 có chu kì bán rã 2,5 h phát tia P' Sau trình bắn phá 25Mn55 nơtron kết thúc người ta thấy mẫu tỉ số số nguyên tử Mn 56 số nguyên tử Mn55 10-10 Sau 10 h tỉ số A 6,25.10-12 B l,25.10-11 C 3,125.10-12 D 2,5.10-11 Hướng dẫn * Ở thời điểm khảo sát số nguyên tử Mn56 Mn55 N0 1010N0 => Sau 10h = 4T tỉ số Mn56 Mn55 là: (Số việc M56 lại) /(Số hạt Mn55 ban đầu) = N0 24  6, 25.1012  6, 25.10 12 � 10 10 N Chọn A Câu 96 Mơt chất phóng xạ X phát tia α biến thành hạt nhân Y bền với chu kì bán rã T hạt X phân rã tạo thành hạt Y Ban đầu có mẫu chất X nguyên chất, tỉ số khối lượng chất Y chất X mẫu thời điểm t0, 2t0 3t0 k, 6k nk Giá trị n gần giá trị sau đây? A 30 B 25 C 35 Hướng dẫn D 40 m0 mY  mX A  �  Tt � 1 � � t A � � A  � 2T � t A � m T * Tỉ số � � A  � t0 � k � �2t T  1� A � � � � t0 2t � � � � A  � T0 T �  1� 6k   � � � � 5 � � � � � � n  31 � � 3t � A4� T � nk   1� � � A � � � Chọn A Câu 97 Hai mẫu chất phóng xạ: Mầu chứa hai chất phóng xạ (1) (2); Mẫu chứa hai chất phóng xạ (3) (4) Tại thời điểm t = 0, số hạt nhân hai chất phóng xạ nhóm Gọi N1, N2, N3 N4 số hạt nhân chất 1, 2, thời điểm t Hình vẽ đồ thị phụ thuộc thời gian N1/N2 (đường 1) N3/N4 (đường 2) Chọn phương án A A + B = 2,21.B A - B = 0,61 C A + B = 2,12 D A - B = 0,81 Hướng dẫn * Từ �N �  e 2 1  t �   1  t � e �� �A  �N A  e  2 1  t 0/2 � � � �1   3  t �N3 � e   3  t  e � �B A  B  0, 71 � � � � ��   3  t / � �N Be A  B  2,12 � � � Chọn C Câu 98 Một nguồn phóng xạ, thời điếm t = 0, có s có 1000 phân rã; đến thời điểm t = ngày toong s có 899 phân rã Để tiếp xúc với nguồn phóng xạ an tồn s số phân rã nhỏ 133 Hỏi sau tiếp xúc an tồn với nguồn phóng xạ đó? A 37,9 ngày B 25 ngày C 35 ngày D 40 ngày Hướng dẫn Cách 1: Không dùng công thức độ phóng xạ (sách giáo khoa bản) * Từ �   N  N e t  e t  t t   N e t   e t  �N e t t N  N e t t �t  � 1000  N 0e .0 � �  � e  0,899 � �t  � 899  N e .2 � � �� � � t  t � 133  N e .t � 0,133  0,899 � �   t0 � t  37, Cách 2: Dùng cơng thức độ phóng xạ (sách giáo khoa nâng cao): � 899  1000.e t � et  0,899 � �� 133  1000.e t � 133  1000 0,899 � �   t � t  37,9 � Chọn A H  H et Câu 99 Môt đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T Ban đầu có mẫu chất phóng xạ nguyên chất, số hạt nhân bị phân chu kì thứ (kể từ lúc t = 0) so với số hạt nhân ban đầu phần trăm? A 75% B 87.5% C 12,5% D 25% Hướng dẫn * Số hạt nguyên chất lại sau thời gian t = 2T 3T lần lượt: � Số hạt bị phân rã chu kỳ thứ 3: N  N0 N0 N0    12,5%N � 8 N0 N0  22 N0 N0  23 Chọn C Câu 100 Chất 84P0210 phóng xạ α biến thành hạt nhân chì bền với chu kì bán rã 138 ngày Một mẫu chất P0210 mà tạp chất chiếm 50% (tạp chất khơng phóng xạ), sau 276 ngày phần trăm khối lượng P210 chứa hỗn hợp gần giá trị sau đây? Coi tỉ lệ khối lượng hạt nhân tỉ lệ với số khối Heli tạo thành bay ngồi cịn chì nằm mẫu A 12,7% B 12,4% C 12,1% D 11,9% Hướng dẫn * Giả sử khối lượng mẫu ban đàu 2m khối lượng P0210 nguyên chất ban đầu m (tương ứng số hạt P0 nguyên chất N0  m0 NA 210 ) * Sau 276 ngày = 2T, khối lượng P0 lại phân rã m  m m0  22 số hạt α tạo thành số hạt Po bị 3m0 N  NA 210 * Phần trăm khối lượng Po: m0  0,1259 � 3m 2m0  210 Chọn A Câu 101 Một hỗn hợp gồm hai chất phóng xạ A B có khối lượng nguyên chất mA mB = 0,5mA Chu kì bán rã A ngày B 16 ngày Sau tổng khối lượng nguyên chất hỗn hợp giảm nửa? A 8,56 ngày B 12 ngày C 24 ngày D 9,89 ngày Hướng dẫn * Từ m m x  2t/TB 0, 75x  0, x    m A  m B   t / TAA  t / TBB ���� 2 � x  1,535 � t  9,89 � Chọn D Câu 102 Do tượng xói mịn, phần đá bị tan vào nước biển, có chứa 92U234 chất phóng xạ a tạo thành 90Th230 Chất 90Th230 chất phóng xạ α với chu kì bán rã 80000 năm Uran tan vào nước biển, thori không tan lắng xuống đáy biển Một mẫu vật hình trụ cao 10 cm lấy từ đáy biển, phân tích lớp bề mặt phía người ta thấy có 10-6 g thori, lớp bề mặt phía mẫu có 0,12.10-6 g thori Tốc độ tích tụ trầm tích biển vị trí lấy mẫu A 0,27.10-4 mg/năm B 4,1.10-4 mg/năm C 3,15.10-3 mg/năm D 1,12.10-4 mg/năm Hướng dẫn * Hiện nay, khối lượng thori mặt m0= 10-6g bề mặt m = 0,12.10-6 g * Giả sử khoảng thời gian từ lúc bắt đầu hình thành mẫu vật t (năm) Cách t (năm) khối lượng chất phóng xạ mặt m0 nên: m  m e  ln t T � 0,12.106  106.e � t  244711, 495 ln t 80000 (năm) * Tốc độ tích tụ: �  v 100  mm  h   4,1.104  mm / nam  t 244711, 495  nam  Chọn B Câu 103 Do tượng xói mịn, phần đá bị tan vào nước biển, có chứa 92U234 chất phóng xạ a tạo thành 90Th230 Chất 90Th230 chất phóng xạ α với chu kì bán rã 80000 năm Uran tan vào nước biển, thori không tan lắng xuống đáy biển Một mẫu vật hình trụ cao 10 cm lấy từ đáy biển, phân tích lớp bề mặt phía người ta thấy có 10-6 g thori, lớp bề mặt phía mẫu có 0,15.10-6 g thori Tốc độ tích tụ trầm tích biển vị trí lấy mẫu A 0,27.10-4 mg/năm B 4,1.10-4 mg/năm C 4,57.10-3 mg/năm D 1,12.10-4 mg/năm Hướng dẫn * Hiện nay, khối lượng thori mặt m0= 10-6g bề mặt m = 0,15.10-6 g * Giả sử khoảng thời gian từ lúc bắt đàu hình thành mẫu vật t (năm) Cách t (năm) khối lượng chất phóng xạ mặt m0 nên: m  m e  ln t T � 0,15.106  106.e � t  218957, 2475 ln t 80000 (năm) * Tốc độ tích tụ: �  v h  4,57.10 4  mm / nam  t Chọn C Câu 104 Khối lượng hạt tham gia phản ứng: m U = 234,99332u; mn = l,0087u; mI = 138,8970u; mY = 93,89014u; 1uc2 = 931,5MeV Biết U235 bị phân hạch theo phản ứng sau: 235 139 n  92 U �139 53 I  39 Y  30 n Nếu có lượng hạt nhân U 235 đủ nhiều, giả sử ban đầu ta kích thích cho 1010 hạt U235 phân hạch theo phương trình sau phản ứng dây chuyền xảy khối hạt nhân với hệ số nhân nơtrôn k = Coi phản ứng không phóng xạ gamma Năng lượng toả sau phân hạch dây chuyền (kể phân hạch kích thích ban đầu): A 175,85MeV B 11,08.1012MeV C 5,45.1013MeV D 8,79.1012MeV (Chuyên Vĩnh Phúc - 2016) Hướng dẫn Vì hệ số nhân nơtrôn nên k = Năng lượng tỏa sau phân hạch: E   m U  m n  m I  m Y  3m n  c = 0,18878 uc2 = 175,84857 MeV Khi phân hạch kích thích ban đầu sau phân hạch dây chuyền tổng số phân hạch xảy là: 20  21   24  25   31 1 Khi 1010 hạt nhân kích thích ban đầu sau phân hạch dây chuyền tổng số phân hạch xảy là: N = 31.1010 Năng lượng tỏa ra: E = N  E = 9,2195.1022 MeV = 5,45.1013 MeV => Chọn C Câu 105 Nhả máy điện Phú Mỹ có tổng cơng suất phát điện trung bình 1827 MW năm (365 ngày) nhà máy cung cấp vào lưới điện quốc gia khoảng A 16,00 tỉ kWh B 64,1 tỉ kWh C 80,01 tỉ kWh D 22,25 tỉ kWh (Sở GD Bà Rịa — Vũng Tàu 2016) Hướng dẫn *Tính: A = Pt = 1827.106.365.24/h =16,00.109.103 (Wh) => Chọn A Câu 106 Mơt lị phản ứng phân hạch có cơng suất 200 MW Cho tồn lượng mà lò phản ứng sinh phân hạch 235u đồng vị bị tiêu hao trình phân hạch Coi năm có 365 ngày; phân hạch sinh 200 MeV; số Avôgađro N A = 6,02.1023mol Khối lượng 235U mà lò phản ứng tiêu thụ năm là: A 307,8 g B 307,8 kg C 153,9 kg D 153,9 g (Nick: Anh Mi) Hướng dẫn *Năng lượng toàn phần: Atp = Aich = Pt = 200.106.2.365.86400 = 1,26144.1016 (J) * Khối lượng: m A 0, 235  kg  1, 26144.1016 0, 235  kg    1453,9  kg  E NA 200.1, 6.1013 6, 02.10 23 ... N12 − N123 Số vạch sáng λ2 � λ3 là: N23 − N123 Số vạch sáng λ3 � λ1 là: N31 − N123 Số vạch sáng λ1 � λ2 � λ3 là: N123 → Tổng số vạch sáng trùng: �2 = N12 + N23 + N31 − 2N123 4) Tổng số vạch sáng: ... giao thoa ánh sáng, khoảngcách hai khe sáng mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát m Ánh sáng chiếu đến hai khe gồm hai ánh sáng đơn sắc vùng ánh sáng khả kiến có bước sóng λ1 =... sáng Young, ánh sáng chiếu đến hai khe gồm hai ánh sáng đơn sắc vùng ánh sáng khả kiến có bước sóng λ1 = 0,63 µm λ2 Trong khoảng rộng L quan sát 45 vạch sáng, có vạch màu với vạch sáng trung tâm