Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.. Đơ[r]
(1)NguyÔn Träng Söu ( Chñ biªn) NguyÔn v¨n mïi - nguyÔn sinh qu©n c©u hái vµ bµi tËp theo CHUÈN KIÕN THøC, Kü N¡NG vËt lÝ 12 (b¸m s¸t ch¬ng ch×nh chuÈn ) Nhµ xuÊt b¶n MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Phần thứ nhất: KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ TRỨC NGHIỆM KHÁCH QUAN VÀ TỰ LUẬN MÔN VẬT LÍ LỚP 12 I Trắc nghiệm khách quan và tự luận II Những định hướng kiểm tra đánh giá (2) Phần thứ hai: CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Chương I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC Hệ thống kiến thức chương Câu hỏi và bài tập Hướng dẫn giải và trả lời Chương II: SỐNG CƠ VÀ SÓNG ÂM Hệ thống kiến thức chương Câu hỏi và bài tập Hướng dẫn giải và trả lời Chương III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Hệ thống kiến thức chương Câu hỏi và bài tập Hướng dẫn giải và trả lời Chương IV: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ Hệ thống kiến thức chương Câu hỏi và bài tập Hướng dẫn giải và trả lời Chương V: SÓNG ÁNH SÁNG Hệ thống kiến thức chương Câu hỏi và bài tập Hướng dẫn giải và trả lời Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Hệ thống kiến thức chương Câu hỏi và bài tập Hướng dẫn giải và trả lời Chương VII: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Hệ thống kiến thức chương Câu hỏi và bài tập Hướng dẫn giải và trả lời Chương VIII: TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ Hệ thống kiến thức chương Câu hỏi và bài tập Hướng dẫn giải và trả lời Phần thứ ba: GIỚI THIỆU MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA I Đề kiểm tra 45 phút II Đề kiểm tra học kì I III Đề kiểm tra học kì II IV Hướng dẫn, gợi ý cách giải, đáp án số đề kiểm tra (3) Tài liệu tham khảo Chương I: DAO ĐỘNG CƠ I HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG A Chuẩn kiến thức, kĩ Chủ đề Dao động a) Dao động điều hoà Các đại lượng đặc trưng Mức độ cần đạt Ghi chú Kiến thức Dao động lắc lò xo và - Phát biểu định nghĩa dao động điều hoà - Nêu li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban lắc đơn bỏ qua các ma đầu là gì sát và lực cản là - Nêu quá trình biến đổi lượng dao các dao động động điều hoà riêng b) Con lắc lò - Viết phương trình động lực học và phương trình Trong các bài toán đơn giản, (4) xo Con lắc dao động điều hoà lắc lò xo và lắc đơn đơn - Viết công thức tính chu kì (hoặc tần số) dao động điều hoà lắc lò xo và lắc đơn Nêu ứng dụng lắc đơn việc xác định gia tốc rơi tự c) Dao động riêng Dao - Trình bày nội dung phương pháp giản đồ Fre-nen động tắt dần d) Dao động - Nêu cách sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen cưỡng để tổng hợp hai dao động điều hoà cùng tần số và cùng Hiện tượng phương dao động cộng hưởng - Nêu dao động riêng, dao động tắt dần, dao động Dao động cưỡng là gì trì - Nêu điều kiện để tượng cộng hưởng xảy e) Phương - Nêu các đặc điểm dao động tắt dần, dao động pháp giản đồ cưỡng bức, dao động trì Fre-nen xét dao động điều hoà riêng lắc, đó: lắc lò xo gồm lò xo, đặt nằm ngang treo thẳng đứng; lắc đơn chịu tác dụng trọng lực và lực căng dây treo Kĩ - Giải bài toán đơn giản dao động lắc lò xo và lắc đơn - Biểu diễn dao động điều hoà vectơ quay - Xác định chu kì dao động lắc đơn và gia tốc rơi tự thí nghiệm B Các kiến thức Dao động điều hoà và các đại lượng đặc trưng Dao động điều hoà là dao động đó li độ vật là hàm cosin (hay sin) thời gian Phương trình dao động điều hoà có dạng: x = A.cos(ωt + φ) Trong đó: x là li độ, A là biên độ dao động; φ là pha ban đầu, ω là tần số góc dao động; (ωt + φ) là pha dao động thời điểm t Li độ (x) dao động là độ lệch vật khỏi vị trí cân Đơn vị li độ là đơn vị đo chiều dài Biên độ (A) dao động là độ lệch lớn vật khỏi vị trí cân Đơn vị biên độ là đơn vị đo chiều dài Đại lượng (ωt + φ) gọi là pha dao động thời điểm t, có đơn vị là rađian (rad); Đại lượng φ là pha ban đầu dao động, có đơn vị là rađian (rad); Đại lượng ω là tần số góc dao động, có đơn vị là rađian trên giây (rad/s); Chu kì dao động điều hoà là khoảng thời gian (ký hiệu T) để vật thực dao động toàn phần Đơn vị chu kì là giây (s) Tần số (kí hiệu f) dao động điều hoà là số dao động toàn phần thực giây, có đơn vị là trên giây (1/s), gọi là hec (kí hiệu Hz) Công thức biểu diễn mối liên hệ tần số góc, chu kì và tần số: 2π ω= =2 πf T Con lắc lò xo và lắc đơn CON LẮC LÒ XO Định nghĩa CON LẮC ĐƠN Con lắc lò xo là hệ gồm vật nhỏ có Con lắc đơn là hệ gồm vật nhỏ khối (5) khối lượng m gắn vào lò xo có khối lượng m treo vào sợi dây không giãn có lượng không đáng kể, độ cứng k, khối lượng không đáng kể và chiều dài đầu gắn vào điểm cố định, đặt nằm lớn so với kích thước vật ngang treo thẳng đứng Điều kiện khảo sát Lực cản môi trường và ma sát không Lực cản môi trường và ma sát không đáng kể đáng kể Góc lệch nhỏ ( 100 ) Phương trình động lực học F= - kx F: Thành phần lực kéo vật vị trí cân Đơn vị N x: li độ vật Đơn vị m k: Độ cứng lò xo Đơn vị N/m Phương trình dao động x A sin(t ) Tần số góc k m k: độ cứng lò xo Đơn vị N/m m: khối lượng vật Đơn vị kg Chu kì dao động T 2 Cơ Ứng dụng m k 1 mv kx 2 W= s Pt = - mg l Pt: Thành phần lực kéo vật vị trí cân s: li độ cong vật Đơn vị m l: chiều dài lắc đơn Đơn vị m s s0 sin(t ) sin(t ) g l g: gia tốc rơi tự l: chiều dài dây treo Đơn vị m T 2 l g mv mgl(1 cos) W= Xác định gia tốc rơi tự g Quá trình biến đổi lượng dao động điều hoà Năng lượng dao động điều hoà là năng, bao gồm tổng động và Trong quá trình dao động điều hoà có biến đổi qua lại động và năng, động tăng thì giảm và ngược lại, vật dao động điều hòa luôn luôn không đổi và tỉ lệ với bình phương biên độ dao động Động năng: Wđ = mv2 = W.sin2(ωt + φ) Thế năng: + Con lắc lò xo: Wt = kx2 = W.cos2(ωt + φ) + Con lắc đơn: Wt = mgl(1 – cosα) = W.cos2(ωt + φ) 1 Cơ năng: W = Wt + Wđ = kA2 = mω2A2 2 Công thức tính vận tốc, gia tốc theo phương trình dao động: Vận tốc: v = x’ = - ω.A.sin(ωt + φ) Gia tốc: a = x” = - ω2.A.cos(ωt + φ) = - ω2.x Phương pháp giản đồ Fre-nen (phương pháp vectơ quay) Liên hệ chuyển động tròn và dao động điều hòa: Mỗi dao động điều hòa có thể coi hình chiếu chuyển động tròn xuống đường thẳng nằm mặt phẳng quỹ đạo (6) Phương pháp vectơ quay: Biểu diễn dao động điều hoà x A cos(t ) t vectơ quay: - y Chọn hệ trục tọa độ vuông góc xOy; chiều dương là chiều dương đường tròn lượng giác OM Dựng vectơ hợp với trục Ox góc pha ban đầu φ, có độ dài tỉ lệ với biên độ dao động OM Cho vectơ quay với tốc độ , hình chiếu M trên trục Ox thời điểm t là x=Acos(ωt+) biểu diễn phương trình dao động điều hoà Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số phương pháp vectơ quay: Giả sử có vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình dao động là: x1 =A1cos(ωt+1 ) + M O x y M + và x =A 2cos(ωt+ ) M1 Dao động vật là tổng hợp hai dao động và có dạng: M2 x = x1 + x2 = Acos(ωt + ) Chọn trục toạ độ vuông góc xOy (hình vẽ) O x Biểu diễn các vectơ quay thời điểm t = 0: x1 OM ( A1 ;1 ) x2 OM ( A2 ;2 ) Vectơ OM OM OM biểu diễn dao động tổng hợp có độ lớn A là biên độ dao động tổng hợp và hợp trục Ox góc là pha ban đầu dao động tổng hợp Biên độ dao động tổng hợp: A A12 A22 A1 A2cos(2 1 ) tan Pha ban đầu dao tổng hợp: A1 sin 1 A2 sin 2 A1cos1 A2 cos 2 Độ lệch pha hai dao động: (t 2 ) (t 1 ) 2 1 Nếu 1 > : Dao động sớm pha dao động dao động trễ pha so với dao động Nếu 1 < : Dao động trễ pha so với dao động dao động sớm pha dao động Nếu 2 1 = 2n : Hai dao động cùng pha (n = 0; 1; 2; 3 ) A = A1 + A2 = Amax Nếu 1 = (2n + 1) : Hai dao động ngược pha (n = 0; 1; 2; 3 ) A= A1 -A =A A +A <A< A -A 2 Nếu độ lệch pha bất kì: Dao động riêng Dao động trì Dao động tắt dần Dao động cưỡng Cộng hưởng Dao động riêng là dao động với biên độ và tần số riêng (f0) không đổi, phụ thuộc vào các đặc tính hệ dao động (7) Dao động trì cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng gọi là dao động trì Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân làm tắt dần dao động là lực cản môi trường Dao động cưỡng là dao động chịu tác dụng ngoại lực cưỡng tuần hoàn Hiện tượng cộng hưởng là tượng biên độ dao động cưỡng tăng đến giá trị cực đại tần số (f) lực cưỡng tần số dao động riêng (f0) hệ dao động Điều kiện xảy tượng cộng hưởng: f = f0 Xác định chu kì lắc đơn thực nghiệm: l g theo các bước bài thực hành cách - Kiểm nghiệm lại công thức tính chu kì: g tính T2 để chứng tỏ nó tỉ lệ thuận với l và tỉ lệ nghịch với - Từ kết thí nghiệm, tính gia tốc rơi tự nơi khảo sát C Các câu hỏi và bài tập ví dụ Dạng 1: Cho phương trình dao động tìm các đại lượng theo yêu cầu Gợi ý cách giải: Bài toán đã cho phương trình dao động x = A.cos(ωt + φ) cách tường minh, ta cần tìm các đại lượng theo yêu cầu bài toán Nói chung muốn tìm đại lượng nào thì phải dùng các công thức có liên quan đến đại lượng đó Các đại lượng cần tìm và cách tìm chúng: - Biên độ A; tần số góc ω, chu kì T, tần số f: Cần so sánh phương trình dao động đã cho π với phương trình tổng quát, ta tìm A, ω Áp dụng công thức ω=2 π f = , ta tính T chu kì T và tần số f - Toạ độ thời điểm t: Thay thời điểm t đã biết vào phương trình toạ độ x = A.cos(ωt + φ) (ở đây đã biết A, ω và φ) -Vận tốc thời điểm t: v = x’ = - Aω.sin(ωt + φ) (ở đây đã biết A, ω và φ) - Gia tốc thời điểm t: a = x” = - Aω2.cos(ωt + φ) (ở đây đã biết A, ω và φ) - Vận tốc vật vật chuyển động qua vị trí x: Thay x vào công thức độc lập với thời T 2 2 gian: v A x - Gia tốc vật vật chuyển động qua vị trí x: Thay x vào công thức độc lập với thời gian: a = - ω2.x 1 - Cơ dao động điều hoà vật: Áp dụng công thức E = k.A2 = 2 m.ω A2 - Thời điểm vật chuyển động qua vị trí x: Giải phương trình lượng giác x = A.cos(ωt + φ) với ẩn là t, sau đó tìm điều kiện để t ≥ Ví dụ 1: Một vật chuyển động dọc theo trục Ox có phương trình chuyển động: x = 6cos (t+ ) (cm) Hãy xác định: a) Biên độ, chu kì, tần số dao động b) Toạ độ, vận tốc, gia tốc vật thời điểm t = 1,5s c) Vận tốc, gia tốc vật vị trí x = 3cm Hướng dẫn: (8) a) So sánh phương trình dao động x = 6cos (t+ ) (cm) với phương trình tổng quát x = π A.cos(ωt + φ) ta thấy A = 6cm, ω = π rad/s Áp dụng công thức ω=2 π f = ta tính T T = 2s, f = 0,5Hz Vậy biên độ dao động là A = 6cm, chu kì T = 2s, tần số f = 0,5Hz b) Toạ độ vật thời điểm t = 1,5s: Ta thay t = 1,5s vào phương trình x = 6cos(t+ ) (cm) ta x = cm Phương trình vận tốc v = x’ = - 6sin(t+ ) (cm/s), thay t = 1,5s vào phương trình vận tốc ta v = Phương trình gia tốc a = v’ = x” = -6 cos(t+ ) (cm/s2), thay t = 1,5s vào phương trình gia tốc ta a = - 62 cm/s2 c) Vận tốc vật vật chuyển động qua vị trí x = 3cm: Áp dụng công thức độc lập với thời gian v =± ω √ A − x suy độ lớn vận tốc v = 3.π √ cm/s Ví dụ 2: Một vật khối lượng m = 100g dao động điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình dao động x = 5cos(4πt + π/3) cm Hãy xác định dao động điều hoà vật (lấy π =10) Hướng dẫn: Áp dụng công thức tính dao động điều hoà: E = m.ω2A2 = 0,5.0,1.16.π2.0,052 = 2.10-2J = 20 mJ Ví dụ 3: Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 5cos(2πt)cm, chu kì dao động T chất điểm là A 1s B 2s C 0,5s D 10s Hướng dẫn: Từ phương trình dao động x = 5cos(2πt)cm ta suy ω = 2π rad/s Áp dụng công π thức ω=2 π f = ta suy T = 1s T Đáp án: Chọn A Dạng 2: Viết phương trình dao động Gợi ý cách giải: - Viết phương trình dạng tổng quát x = A.cos(ωt + φ) π - Tìm A, ω và φ: Tìm tần số góc ω ta áp dụng công thức ω=2 π f = và các công T l m thức tính chu kì dao động lắc đơn, lắc lò xo: T =2 π , T =2 π g k - Tìm biên độ A ta dùng định luật bảo toàn là đơn giản Áp dụng công thức 1 mv02 + kx02 = kA2 ta tìm biên độ A Áp dụng điều kiện ban đầu ta có hệ phương ¿ A cos ϕ=x trình: − A ω sin ϕ=v ; giải hệ phương trình ta φ ¿{ ¿ Ví dụ 1: Một lắc lò xo gồm vật nặng m = 100g và lò xo có độ cứng k = 100N/m Đưa vật lệch khỏi vị trí cân đoạn x = 2cm truyền cho vật vận tốc ban đầu v = 20.π cm/s theo chiều dương trục toạ độ Hãy viết phương trình dao động lắc (lấy π2 = 10) √ √ (9) Hướng dẫn: Do bỏ qua ma sát, vật dao động điều hoà theo phương trình x = A.cos(ωt + φ) k = 10.π (rad/s) m 1 Áp dụng công thức mv02 + kx02 = kA2 ta tìm biên độ A = 2 2 Áp dụng điều kiện ban đầu ta có hệ phương trình: Có ω= √ √ cm 2 2.cos 2 A.cos x A..sin v ↔ 2.10.sin 20 giải hệ phương trình ta φ = -π/4 Vậy phương trình dao động lắc là x = √ cos(10πωt - π/4) cm Ví dụ 2: Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục Ox, quanh vị trí cân O Trong thời gian 20s vật thực 40 lần dao động Tại thời điểm ban đầu vật chuyển động qua vị trí cân theo chiều âm trục toạ độ với vận tốc 20π cm/s Phương trình dao động vật là A x = 20cos(4πt+ ) cm B x = 5cos(4πt+ ) cm C x = 5cos(4πt- ) cm D x = 20cos(4πt- ) cm Hướng dẫn: Vật dao động điều hoà theo phương trình tổng quát x = A.cos(ωt + φ), khoảng thời gian 20s vật thực 40 lần dao động suy chu kì dao động T = 0,5s, tần số góc ω = 4πrad/s Tại thời điểm ban đầu t = có x = 0, v0 = 20πcm/s Vận tốc vật vật chuyển động qua vị trí cân là vận tốc cực đại v max = ω.A suy A = 5cm Tại thời điểm ban đầu vật chuyển động theo chiều âm trục toạ độ nên φ = + Vậy phương trình dao động vật là x = 5cos(4πt+ ) cm Đáp án: Chọn B Ví dụ 3: Con lắc đơn có chiều dài 1m dao động nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8m/s Hãy tính chu kì dao động nhỏ lắc Hướng dẫn: Áp dụng công thức tính chu kì dao động lắc đơn: T =2 π √ l , thay số g ta T = 2,007s Vậy chu kì dao động lắc là T = 2,007 s Ví dụ 4: Khi gắn nặng m1 vào lò xo, nó dao động với chu kì T = 1,2s Khi gắn nặng m2 vào lò xo, nó dao động với chu kì T = 1,6s Khi gắn đồng thời m và m2 vào lò xo đó thì chu kì dao động T chúng là A 1,4 s B 2,0 s C 2,8 s D 4,0 s Hướng dẫn: Khi lắc có khối lượng m1 nó dao động với chu kì có khối lượng m2 nó dao động với chu kì T =2 π đó thì chu kì dao động chúng là T =2 π Đáp án: Chọn B √ √ T =2 π √ m1 , lắc k m2 , gắn đồng thời m1 và m2 vào lò xo k m1 +m2 , suy T =√ T 21 +T 22 = 2s k (10) Ví dụ 5: Cho hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số góc 5 rad/s với các biên độ π = 2 Hãy biểu diễn hai dao động A1 =3cm;A2 =4cm, các pha ban đầu tương ứng là 1 =0 và giản đồ véc tơ và tìm phương trình dao động tổng hợp Hướng dẫn: y - Biểu diễn dao động trên hình vẽ - Từ hình vẽ ta có: A2 A A2 = A + A + 2A A cos( 2 1 ) 2 2 = = 25 A = 5cm O A1 x A1 sin 1 A sin 2 tan A1cos1 A 2cos2 => 0,29 x = 5cos(5 t+0,29 ) cm Ví dụ 6: Dùng lắc dài hay ngắn cho kết qủa chính xác xác định gia tốc rơi tự g nơi làm thí nghiệm? Hướng dẫn: Dùng lắc có chiều dài lớn xác định gia tốc g cho kết chính xác g 2T l T l hơn, vì sai số tương đối tính công thức: g II CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1.1 Phương trình tổng quát dao động điều hoà có dạng là A x = Acotg(ωt + φ) B x = Atg(ωt + φ) C x = Acos(ωt + φ) D x = Acos(ωt2 + φ) 1.2 Trong phương trình dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ), đại lượng (ωt + φ) gọi là A pha dao động B tần số dao động C biên độ dao động D chu kì dao động 1.3 Nghiệm nào sau đây không phải là nghiệm phương trình x” + ω2x = 0? A x = Asin(ωt + φ) B x = Acos(ωt + φ) C x = A1sinωt + A2cosωt D x = Atsin(ωt + φ) 1.4 Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ), sau chu kì thì A vật lại trở vị trí ban đầu B vận tốc vật lại trở giá trị ban đầu C gia tốc vật lại trở giá trị ban đầu D li độ vật không trở giá trị ban đầu 1.5 Trong dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ), phát biểu nào sau đây là không đúng? A Vận tốc vật đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân B Gia tốc vật đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân C Vận tốc vật đạt giá trị cực tiểu vật hai vị trí biên D Gia tốc vật đạt giá trị cực tiểu vật chuyển động qua vị trí cân 1.6 Trong dao động điều hoà chất điểm , chất điểm đổi chiều chuyển động lực tác dụng A đổi chiều B không C có độ lớn cực đại D thay đổi độ lớn 1.7 Trong dao động điều hoà, vận tốc biến đổi điều hoà A cùng pha so với li độ (11) B ngược pha so với li độ C sớm pha π/2 so với li độ D chậm pha π/2 so với li độ 1.8 Phát biểu nào sau đây là không đúng? Chọn gốc là vị trí cân thì vật dao động điều hoà luôn A tổng động và thời điểm bất kì B động thời điểm bất kì C vị trí li độ cực đại D động vị trí cân 1.9 Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 6cos(4πt)cm, biên độ dao động vật là A cm B cm C m D m 1.10 Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 5cos(2πt)cm, chu kì dao động chất điểm là A s B s C 0,5 s D 10 s 1.11 Phát biểu nào sau đây động và dao động điều hoà là không đúng? A Động và biến đổi điều hoà cùng chu kì B Động biến đổi điều hoà cùng chu kì với vận tốc C Thế biến đổi điều hoà với tần số lớn gấp lần tần số li độ D Tổng động và không phụ thuộc vào thời gian 1.12 Phát biểu nào sau đây động và dao động điều hoà là không đúng? A Động đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân B Động đạt giá trị cực tiểu vật hai vị trí biên C Thế đạt giá trị cực đại gia tốc vật đạt giá trị cực tiểu D Thế đạt giá trị cực tiểu gia tốc vật đạt giá trị cực tiểu 1.13 Một dao động điều hoà với chu kì T thì động vật dao động điều hoà với chu kì là A T B.T/2 C 2T D T 14 Con lắc lò xo dao động điều hoà, tăng khối lượng vật lên lần thì tần số dao động vật A tăng lên lần B giảm lần C tăng lên lần D giảm lần 1.15 Nhận xét nào sau đây biên độ dao động tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số là không đúng? A Biên độ phụ thuộc vào biên độ dao động thành phần thứ B Biên độ phụ thuộc vào biên độ dao động thành phần thứ hai C Biên độ phụ thuộc vào tần số chung hai dao động thành phần D Biên độ phụ thuộc vào độ lệch pha hai dao động thành phần 1.16 Nhận xét nào sau đây là không đúng? A Dao động tắt dần càng nhanh lực cản môi trường càng lớn B Dao động trì có chu kì chu kì dao động riêng lắc C Dao động cưỡng có tần số tần số lực cưỡng D Dao động cưỡng có biên độ không phụ thuộc vào tần số lực cưỡng 1.17 Dao động lắc đơn không khí bị tắt dần là A trọng lực tác dụng lên vật B lực căng dây treo C lực cản môi trường (12) D dây treo có khối lượng đáng kể 1.18 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Điều kiện để xảy tượng cộng hưởng là tần số góc lực cưỡng tần số góc dao động riêng B Điều kiện để xảy tượng cộng hưởng là tần số lực cưỡng tần số dao động riêng C Điều kiện để xảy tượng cộng hưởng là chu kì lực cưỡng chu kì dao động riêng D Điều kiện để xảy tượng cộng hưởng là biên độ lực cưỡng biên độ dao động riêng 1.19 Một chất điểm khối lượng m = 100g, dao động điều điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình x = 4cos(2t)cm Cơ dao động điều hoà chất điểm là A 3200 J B 3,2 J C 0,32 J D 0,32 mJ 1.20 Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 4.cos10πt (cm,s) a) Hãy xác định biên độ, tần số góc, tần số, chu kì dao động b) Tính li độ chất điểm pha dao động 300 1.21 Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 5.cos(πt + π/2) (cm,s) Hãy xác định li độ, vận tốc, gia tốc chất điểm thời điểm t = s 1.22 Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục Ox với chu kì T = s, chất điểm vạch quỹ đạo có độ dài s = cm a) Hãy viết phương trình dao động chất điểm, chọn gốc thời gian là lúc chất điểm chuyển động qua vị trí cân theo chiều dương b) Chất điểm chuyển động qua vị trí x = cm vào thời điểm nào? c) Xác định vận tốc và gia tốc chất điểm chất điểm chuyển động qua vị trí có li độ x = cm 1.23 Cho lắc lò xo, gåm lò xo có độ cứng k = 100 N/m, vật m = 100g, dao động theo phương thẳng đứng Lấy g = 10 m/s2, bỏ qua ma sát Đưa vật đến vị trí lò xo không bị biến dạng th¶ víi vËn tèc ban ®Çu b»ng kh«ng H·y viết phương trình dao động lắc, chọn gốc thời gian là lúc thả vật 1.24 Một lắc lò xo gồm vật m = 100g và lò xo có độ cứng k, dao động điều hoà, khoảng thời gian 30 s nó thực 20 lần dao động toàn phần a) Hãy xác định độ cứng lò xo b) Nếu thay vật m nói trên vật m1 = 200 g thì chu kì dao động m1 là bao nhiêu? c) Hãy trình bày cách xác định khối lượng vật lắc lò xo 1.25 Một lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 90 N/m và vật m = 100g Người ta kéo lắc lệch khỏi vị trí cân đoạn cm thả nhẹ a) Xác định vận tốc cực đại vật m b) Tính dao động lắc c) Xác định khoảng thời gian ngắn để vật m chuyển động từ vị trí cân đến vị trí có li độ cm 1.26.* Khi gắn vật m1 vào lò xo k thì lắc dao động với chu kì T = 0,8 s Khi gắn vật m vào lò xo k nói trên thì lắc dao động với chu kì T = 0,6 s Hỏi gắn đồng thời m1 và m2 vào lò xo k thì lắc dao động với chu kì bao nhiêu? 1.27 Con lắc đơn Hà Nội dao động với chu kì s Hãy tính: a) Chiều dài lắc b) Chu kì lắc đó Thành phố Hồ Chí Minh Biết gia tốc trọng trường Hà Nội là 9,7926 m/s2 và Thành phố Hồ Chí Minh là 9,7867 m/s2 (13) 1.28 Hãy trình bày cách đo gia tốc trọng trường điểm trên mặt đất lắc đơn 1.29 Hãy xác định lắc đơn dài l = m, dao động điều hoà nơi có gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2 Biên độ góc α0 = 40, khối lượng vật là m = 100 g 1.30.* Một người xách xô nước trên đường, bước 50 cm Chu kì dao động riêng nước xô là s Người đó với tốc độ bao nhiêu thì nước xô bị sóng sánh mạnh 1.31 Chu kì dao động lắc đơn có phụ tuộc vào nơi làm thí nghiệm hay không? Làm cách nào để phát điều đó thí nghiệm Các câu hỏi và bài tập tổng hợp 1.32 Trong dao động điều hoà A gia tốc biến đổi điều hoà cùng pha so với vận tốc B gia tốc biến đổi điều hoà ngược pha so với vận tốc C gia tốc biến đổi điều hoà sớm pha π/2 so với vận tốc D gia tốc biến đổi điều hoà chậm pha π/2 so với vận tốc 1.33 Một vật khối lượng 200g, treo vào lò xo khối lượng không đáng kể Vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số 2,5 Hz Trong dao động chiều dài lò xo biến thiên từ 20 cm đến 24 cm Lấy g = 10 m/s2 a) Viết phương trình dao động vật, chọn trục toạ độ Ox có gốc O trùng vị trí cân vật, hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới, gốc thời gian là lúc vật vị trí cao b) Viết biểu thức vận tốc, gia tốc vật Tính vận tốc, gia tốc cực đại, cực tiểu vật c) Viết biểu thức lực đàn hồi lò xo d) Tính chiều dài tự nhiên lò xo 1.34 Một lắc lò xo ngang dao động điều hoà với biên độ 10 cm Vật có vận tốc cực đại 1,2 m/s và J Hãy xác định: a) Độ cứng lò xo b) Khối lượng vật c) Tần số dao động 1.35 Chu kì dao động lắc lò xo là A T 2 k m B m k C 1.36 Tần số dao động lắc đơn là T 2 A f 2 D g l T 2 m k T 2 k m f B l g g g f l 2 k C D 1.37 Phát biểu nào sau đây nói dao động nhỏ lắc đơn là không đúng? A Độ lệch s li độ góc biến thiên theo quy luật dạng sin cosin theo thời gian f 2 2 T 2 B Chu kì dao động lắc đơn f C Tần số dao động lắc đơn 2 l g l g (14) D Năng lượng dao động lắc đơn luôn luôn bảo toàn 1.38 Nếu hai dao động điều hoà cùng tần số, ngược pha thì li độ chúng: A luôn luôn cùng dấu B trái dấu biên độ nhau, cùng dấu biên độ khác C đối hai dao động cùng biên độ D hai dao động cùng biên độ 1.39 Một vật dao động điều hoà, có quỹ đạo là đoạn thẳng dài 10cm Biên độ dao động vật là A 2,5cm B 5cm C 10cm D Kết khác 1.40 Một vật dao động điều hoà, có quãng đường chu kì là 16cm Biên độ dao động vật là A 4cm B 8cm C 16cm D 2cm 1.41 Một lắc lò xo treo thẳng đứng dao động với biên độ 4cm, chu kì 0,5s Khối lượng nặng 400g Lấy 2 10, cho g = 10m/s2 Độ cứng lò xo là A.640N/m B 25N/m C 64N/m D 32N/m 1.42 Một lắc lò xo treo thẳng đứng dao động với biên độ 4cm, chu kì 0,5s Khối lượng nặng 400g Lấy 2 10, cho g = 10m/s2 Giá trị cực đại lực đàn hồi tác dụng vào nặng là A 6,56N B 2,56N C 256N D 656N 1.43 Một lắc lò xo, tần số tăng bốn lần và biên độ giảm hai lần thì lượng nó A không đổi B giảm lần C giảm lần D tăng bốn lần 1.44 Một vật 500g dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 20cm và khoảng thời gian phút vật thực 540 dao động Cho 2 10 Cơ vật là A 2025J B 0,9J C 900J D 2,025J 1.45 Một lắc lò xo đặt nằm ngang gồm vật nặng khối lượng 1kg và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 100N/m, dao động điều hoà Trong quá trình dao động chiều dài lò xo biến thiên từ 20cm đến 32cm Cơ vật là A 1,5J B 0,36J C 3J D 0,18J 1.46 Một lắc lò xo đặt nằm ngang gồm vật nặng khối lượng 1kg và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 100N/m, dao động điều hoà Trong quá trình dao động chiều dài lò xo biến thiên từ 20cm đến 32cm Vận tốc vật vị trí cân là A 0,6m/s B 0,6m/s C 2,45m/s D 1,73m/s 1.47 Khi gắn cầu m1 vào lò xo, thì nó dao động với chu kì T1 = 0,3s Khi gắn cầu m2 vào lò xo đó, thì nó dao động với chu kì T2 = 0,4s Khi gắn đồng thời m1 và m2 vào lò xo đó thì chu kì dao động là A 0,7s B 0,5s C 0,25s D 1,58s 1.48 Một lò xo có khối lượng nhỏ không đáng kể, chiều dài tự nhiên l0, độ cứng k treo thẳng đứng Lần lượt: treo vật m1 = 100g vào lò xo thì chiều dài nó là 31cm; treo thêm vật m2 = 100g vào lò xo thì chiều dài lò xo là 32cm Cho g = 10m/s2 Độ cứng lò xo là A 100N/m B 1000N/m C 10N/m D 105N/m 1.49 Một vật treo vào lò xo làm nó dãn 4cm Cho g = 10m/s 2 Biết lực đàn hồi cực đại, cực tiểu là 10N và 6N Chiều dài tự nhiên lò xo 20cm Chiều dài cực đại và cực tiểu lò xo quá trình dao động là A 25cm và 24cm B 24cm và 23cm C 26cm và 24cm D 25cm và 23cm 1.50 Một vật nặng 200g treo vào lò xo làm nó dãn 2cm Trong quá trình vật dao động thì chiều dài lò xo biến thiên từ 25cm đến 35cm Lấy g = 10m/s2 Cơ vật là A 1250J B 0,125J C 12,5J D 125J (15) 1.51 Người ta đưa đồng hồ lắc lên độ cao 10km Biết bán kính Trái đất là 6400km Mỗi ngày đêm đồng hồ chạy chậm A 13,5s B 135s C 0,14s D 1350s HƯỚNG DẪN CÁCH GIẢI VÀ TRẢ LỜI 1.1 Chọn C Hướng dẫn: Hai lựa chọn A, B và D không phải là nghiệm phương trình vi phân x” + ω 2x = 1.2 Chọn A Hướng dẫn: đại lượng (ωt + φ) là pha dao động 1.3 Chọn D Hướng dẫn: Tính đạo hàm bậc hai toạ độ x theo thời gian thay vào phương trình vi phân x” + ω2x = thấy lựa chọn D không thoả mãn 1.4 Chọn D Hướng dẫn: Biờn độ dao động vật luụn khụng đổi Li độ thay đổi theo thời gian 1.5 Chọn B Hướng dẫn: Gia tốc vật đạt giá trị cực đại vật hai vị trí biên, gia tốc vật VTCB có giá trị không 1.6 Chọn C Hướng dẫn: Vật đổi chiều chuyển động vật chuyển động qua vị trí biên độ, vị trí đó lực phục hồi tác dụng lên vật đạt giá trị cực đại 1.7 Chọn C Hướng dẫn: Phương trình dao động x = Acos(ωt + φ) và phương trình vận tốc v = x’ = -ωAsin(ωt + φ) = ωAcos(ωt + φ + π/2) Như vận tốc biến đổi điều hoà sớm pha li độ góc π/2 1.8 Chọn B Hướng dẫn: Thời điểm ban đầu có thể vật vừa có động và đó kết luận luôn động thời điểm ban đầu là không đúng 1.9 Chọn B Hướng dẫn: So sánh phương trình dao động x = 6cos(4πt)cm với phương trình tổng quát dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ) ta thấy biên độ dao động vật là A = 6cm 1.10 Chọn A Hướng dẫn: So sánh phương trình dao động x = 5cos(2πt)cm với phương trình tổng quát dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ) ta thấy tần số góc dao động là ω = 2π rad/s Suy chu 2π kì dao động vật là T = = s ω 1.11 Chọn B Hướng dẫn: Động và dao động điều hoà biến đổi tuần hoàn với chu kì 1/2 chu kì vận tốc 1.12 Chọn C Hướng dẫn: Gia tốc vật đạt cực đại vật vị trí biên, vị trí biên vật đạt cực đại, động vật đạt cực tiểu 1.13 Chọn B Hướng dẫn: Động vật dao động điều hoà biến đổi tuần hoàn theo thời gian với chu kì T/2 1.14 Chọn D (16) Hướng dẫn: Tần số dao động lắc là f= 2π √ k m tăng khối lượng vật lên lần thì tần số lắc giảm lần 1.15 Chọn C Hướng dẫn: Biên độ dao động tổng hợp tính theo công thức A= √ A12+ A 22+2 A1 A cos Δϕ không phụ thuộc vào tần số hai dao động hợp thành Như kết luận biên độ dao động tổng hợp phụ thuộc vào tần số chung hai dao động thành phần là không đúng 1.16 Chọn D Hướng dẫn: Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng và mối quan hệ tần số lực cưỡng với tần số dao động riêng Khi tần số lực cưỡng tần số dao động riêng thì biên độ dao động cưỡng đạt giá trị cực đại (hiện tượng cộng hưởng) 1.17 Chọn C Hướng dẫn: Nguyên nhân gây dao động tắt dần là lực ma sát là lực cản môi trường 1.18 Chọn D Hướng dẫn: Điều kiện xảy tượng cộng hưởng là tần số góc lực cưỡng tần số góc dao động riêng hoặc, tần số lực cưỡng tần số dao động riêng, chu kì lực cưỡng chu kì dao động riêng 1.19 Chọn D Hướng dẫn: Từ phương trình x = 4cos(2t)cm suy biên độ A = cm = 0,04 m, và tần số góc ω = 2(rad/s), khối lượng vật m = 100g = 0,1 kg Áp dụng công thức tính năng: E= mω2 A , thay số ta E = 0,00032J = 0,32mJ 1.20 Hướng dẫn: ω 2π a) A = 4cm; ω = 10π rad/s; f = = Hz; T = = 0,2s 2π ω b) Thay pha dao động thời điểm t 300 vào phương trỡnh, ta cú x = 4cos300 = √ cm 1.21 Hướng dẫn: Thay t = 2s vào các phương trình tính x, v, a ta có: x = 5.cos(πt + π/2) = 5.cos(π.2 + π/2) = v = - 5π.sin(πt + π/2) = - 5π.sin(π.2 + π/2) = - 5π cm/s a = - 5π2.cos(πt + π/2) = -5π2.cos(π.2 + π/2) = 2π 1.22 a) x = 3cos(πt - π/2) Ta có ω = = π (rad/s) ; vì v > nên φ = - π/2 T b) Giải phương trình: 3cos(πt - π/2) = t = + 2k (k = 0, 1, ) c) Khi x = 3cm vật biên độ nên v = 0, a = - ω2.x = π2.3 = 29,6 cm/s2 1.23 Hướng dẫn: Ta có ω = √ k = 10π rad/s m Tại vị trí cân , lò xo dãn đoạn là: Δl 0= mg k Khi vật vị trí không biến dạng thì x0 = ± Δl = ± = ± 1cm Khi thả nhẹ thì v0 = đó A = x0 = 1cm = 0,01 m = cm m g = ± k 0,1 10 100 = ± 0,01m (17) Chọn chiều dương lên trên thì x0 = 1cm suy φ = Vậy x = cos(10πt ) cm Chọn chiều dương xuống thì x0 = -1cm suy φ = π rad Vậy x = cos(10πt + π) cm 1.24 Hướng dẫn: 30 =1,5 s, 20 a) Trong thời gian 30s nó thực 20 lần dao động toàn phần Nên T = 2 4.π m ,14 0,1 m suy k = = = 1,77N/m k T 1,52 b) Vì chu kì dao động T tỉ lệ √ m nên m1 = 2m thì T1 = T √ = 1,5.1,41 = 2,115s c) Dựa vào ý b ta thấy m tỷ lệ với T nên ta xác định T0 ứng với m0 làm mẫu sau đó cho m vào m T2 T2 k = để dao động lập tỷ số , m= m0 T 20 4π T = 2π √ 1.25 Hướng dẫn: Tần số góc ω= √ k = 30 rad/s m a) vmax = A.ω = 4.30 = 120cm/s 1 b) W = k.A2 = 90.0,042 = 0,072J 2 c) Áp dụng mối liên hệ dao động điều hoà và chuyển động tròn thời gian vật từ O đến x = cm là t = π ϕ π = = 0,017s ( với cos ϕ = 0,5) ω 180 30 m m1 1.26 Hướng dẫn: Ta có T =2 π suy T =4 π ; k k √ √ √ x = T 21 +T 22 = 0,82 + 0,62 = nên T = 1s l ,suy chiều dài lắc: l = g Tại TP Hồ Chí minh lắc dao động với chu kì: Từ công thức T = 2π √ T’ = 2π 1.28 Hướng dẫn: 2 m m2 suy T =4 π 2 ; k k m +m m1 +m2 suy T =4 π 2 T =2 π k k 1.27 Hướng dẫn: T =2 π o √ l = 2π g' √ T g 4π = 0,993m , 993 = 2,002s , 7867 - Cơ sở lí thuyết: Gia tốc trọng trường g tính theo công thức T = 2π √ l g suy g t π2 l Chu kì lắc T = với t là thời gian vật thực N lần dao động N T - Dụng cụ: Con lắc đơn có chiều dài khoảng 50 cm, lắc có vật nhỏ m Đồng hồ bấm giây - Tiến hành: Cho lắc dao động, đo thời gian lắc thực N lần dao động (có thể lấy N từ 20 đến 30) = (18) t π2 l ,T= ta tính g N T - Đo giá trị g vài lần, ghi kết và lấy giá trị trung bình - Một số chú ý: Không nên lấy lắc quá ngắn vì đó đo chiều dài lắc không chính xác vì vật m có kích thước Nên lấy N từ 20 lần đến 30 lần, không nên lấy số lần N ít quá vì đó đo T không chính xác 1 1.29 Hướng dẫn: Cơ lắc đơn tính theo công thức E = m.ω2.l2.α02 = m.g.l.α02 = 4,78.10-3 J 1.30 Hướng dẫn: Để dao động nước mạnh thì chu kì dao động riêng nước xô s 0,5 nước thời gian bước chân Nên tốc độ người là v = = = t 0,5m/s 1.31 Chu kì dao động lắc đơn phụ thuộc vào nơi làm thí nghiệm Ta có thể làm thí nghiệm đo chu kì dao động lắc nhiều nơi khác so sánh 1.32 Chọn C Hướng dẫn: Phương trình dao động x = Acos(ωt + φ), phương trình vận tốc v = x’ = - ωAsin(ωt + φ) = ωAcos(ωt + φ + π/2), và phương trình gia tốc a = x” = - ω 2Acos(ωt + φ) = ω2Acos(ωt + φ + π) Như gia tốc biến đổi điều hoà sớm pha vận tốc góc π/2 1.33 Hướng dẫn: Tần số góc là ω = 2πf = 5π (rad/s), độ cứng lò xo là k = m.ω = 0,2.25.10 = 50N/m 24 −20 =2 cm a) Vì chiều dài biến thiên từ 20cm đến 24cm nên A = Khi t = thì x0 = -A = -2cm, v0 = : nên φ = π (rad) Vậy phương trình dao động là: x = 2cos(5πt + π) cm b) Phương trình v = -Aωsin(ωt + φ) = 10πsin(5πt + π) cm/s suy ra: vmax = 10π(cm/s), vmin = a = -ω2x = -500cos(5πt + π) cm/s2.suy ra: amax = 500cm/s2 amin = c) Biểu thức lực đàn hồi F = k( Δl + x) Tại VTCB ta có k.Δl = mg từ đó tìm Δl = 0,04m = 4cm nên F = 50(0,04 + 0,02cos(5πt + π)) d) Chiều dài lò xo l0 = lmax – A – Δl = 24 – – = 18cm 1.34 Hướng dẫn: 2.W kA từ đó tính k = a) Cơ W = = 200N/m A2 2W mv 2max từ đó tính m = b) Cơ W = = 1,389 kg v 2max - Dựa vào các công thức g = v max ω 12 f = = =¿ π 2π vmax = A.ω = suy ω = A = 12(rad/s) tần số 1,91Hz 1.35 Chọn C Hướng dấn: Chu kì dao động lắc lò xo là: 1.36 Chọn C Hướng dấn: Tần số dao động lắc đơn là: 1.37 Chọn C T 2 f 2 m k g l (19) f 2 g l Hướng dấn: Tần số dao động lắc đơn là: 1.38 Chọn C Hướng dấn: Nếu hai dao động điều hoà cùng tần số, ngược pha thì li độ chúng đối hai dao động cùng biên độ 1.39 Chọn B 10 A 5cm Hướng dẫn: Vì chiều dài quỹ đạo l = 2A, nên biên độ dao động vật là: 1.40 Chọn A Hướng dẫn: Vì quãng đường chu kì: s = 4A, nên biên độ dao động vật là: 16 A 4cm 1.41 Chọn C T 2 m 42 m 42 0, k 64N / m k T 0,52 Hướng dẫn: Ta có Độ cứng lò xo là: 64N/m 1.42 Chọn A Hướng dẫn: Fmax kx max k(l A) mg kl l mg 0, 4.10 0, 0625m 6, 25cm k 64 Từ điều kiện cân bằng: Fmax = 64.10,25.10-2 = 6,56N Giá trị cực đại lực đàn hồi tác dụng vào nặng là: 6,56N 1.43 Chọn D Hướng dẫn: Vì f tăng lần => tăng lần 1 E kA m2 A 2 Lúc đầu: 1 1 2 2 A E1 k1A1 m1 A1 m16 4 m2 A 4E 2 Lúc sau: Năng lượng lắc lò xo tăng bốn lần 1.44 Chọn B 20 A 10cm 10 m Hướng dẫn: Biên độ dao động vật là: T t 3.60 s N 540 Chu kì dao động: 2 6 rad / s T Tần số góc: 1 E m2 A 0,5.36 2 10 0,9J 2 Cơ vật 1.45 Chọn D l l A max 6cm 6.10 m Hướng dẫn: Biên độ dao động vật: (20) 1 E kA 100.36.10 0,18J 2 Cơ vật là: 1.46 Chọn A Hướng dẫn: Từ bài 1.50 ta có E = 0,18J Theo định luật bảo toàn lượng ta có Ed = E = 0,18J 2E d E d mv v m Từ 0,6m/s Vận tốc vật vị trí cân là: 0,6m/s 1.47 Chọn B Hướng dẫn: Ta có T1 2 m1 m2 m1 m ; T2 2 ; T 2 k k k T T12 T22 0, 5s Rút m1 và m2 từ biểu thức T1 và T2 thay vào T, ta có: Khi gắn đồng thời m1 và m2 vào lò xo thì chu kì dao động là: 0,5s 1.48 Chọn A Hướng dẫn: Từ điều kiện cân bằng: m1g kl1 m1g k(l1 l0 ) (1) Từ điều kiện cân bằng: (m1 m )g kl2 (m1 m )g k(l2 l0 ) (2) Từ (1) và (2) suy l0 = 30cm Thay l0 vào (1) ta được: Độ cứng lò xo k = 100N/m 1.49 Chọn D Hướng dẫn: Fmax l A A 1cm Fmin l A l max l0 l A 25cm l l0 l A 23cm Chiều dài cực đại và cực tiểu lò xo quá trình dao động là: 25cm và 23cm 1.50 Chọn B Hướng dẫn: Từ điều kiện cân bằng, suy ra: l max l 5cm Biên độ dao động: A = , k mg 0, 2.10 100N / m l 2.10 E kA 0,125J Cơ vật: 1.51 Chọn B h T T R Hướng dẫn: Độ biến thiên chu kì: : Đồng hồ chạy chậm 86400 h t T 86400 135s T R Độ chậm ngày đêm: Mỗi ngày đêm đồng hồ chạy chậm: 135s (21) Chương II: SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG A Chuẩn kiến thức, kĩ Chủ đề Sóng a) Khái niệm sóng Sóng ngang Sóng dọc b) Các đặc trưng sóng: tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên độ sóng, lượng sóng c) Phương trình sóng d) Sóng âm Độ cao âm Âm sắc Cường độ âm Mức cường độ âm Độ to âm e) Giao thoa hai sóng Sóng dừng Cộng hưởng âm Mức độ cần đạt Ghi chú Kiến thức - Phát biểu các định nghĩa sóng cơ, sóng dọc, Mức cường độ sóng ngang và nêu ví dụ sóng dọc, sóng ngang âm là: - Phát biểu các định nghĩa tốc độ truyền sóng, L (dB) = bước sóng, tần số sóng, biên độ sóng và lượng I sóng 10lg Io - Nêu sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm là gì - Nêu cường độ âm và mức cường độ âm là gì và đơn vị đo mức cường độ âm - Nêu ví dụ để minh hoạ cho khái niệm âm sắc Trình bày sơ lược âm bản, các hoạ âm - Nêu các đặc trưng sinh lí (độ cao, độ to và âm sắc) và các đặc trưng vật lí (tần số, mức cường độ âm và các hoạ âm) âm - Mô tả tượng giao thoa hai sóng mặt nước và nêu các điều kiện để có giao thoa hai sóng - Mô tả tượng sóng dừng trên sợi dây và nêu điều kiện để có sóng dừng đó - Nêu tác dụng hộp cộng hưởng âm Không yêu cầu học sinh dùng phương trình sóng để giải thích tượng sóng dừng Kĩ - Viết phương trình sóng - Giải các bài toán đơn giản giao thoa và sóng dừng - Giải thích sơ lược tượng sóng dừng trên sợi dây - Xác định bước sóng tốc độ truyền âm phương pháp sóng dừng B Các kiến thức Sóng Sóng dọc Sóng ngang Sóng là lan truyền dao động môi trường Sóng dọc là sóng có phương dao động song song (hoặc trùng) với phương truyền sóng (22) Ví dụ: Sóng âm truyền không khí: các phần tử không khí dao động dọc theo phương truyền sóng Dao động các vòng lò xo chịu tác dụng lực đàn hồi theo phương trùng với trục lò xo Sóng ngang là sóng có phương dao động (của chất điểm ta xét) luôn luôn vuông góc với phương truyền sóng Ví dụ: Sóng nước: các phần tử nước dao động vuông góc với phương truyền sóng Trong môi trường vật chất, sóng truyền theo các phương với cùng tốc độ v Chu kì T là thời gian sóng lan truyền bước sóng trên phương truyền sóng Đơn vị chu kì là giây (s) Bước sóng ( ) là quãng đường sóng truyền thời gian chu kì Đơn vị bước sóng là đơn vị độ dài (m) Tần số (f) là đại lượng nghịch đảo chu kì Đơn vị tần số là hec (Hz) Công thức liên hệ chu kì (T), tần số (f), tốc độ (v) và bước sóng ( ) là: v f Biên độ sóng điểm không gian chính là biên độ dao động phần tử môi trường điểm đó Năng lượng sóng là lượng dao động các phần tử môi trường mà sóng truyền qua t x − Phương trình sóng sóng hình sin theo trục x là: uM =A.cos2π T λ v.T ( ) với tâm sóng là uA = A.cos(ωt + φ) Trong đó t là thời gian sóng truyền từ tâm sóng (điểm A) tới điểm khảo sát (điểm M) Hiện tượng giao thoa sóng Sóng dừng Hiện tượng giao thoa là tượng hai hay nhiều sóng kết hợp tăng cường triệt tiêu lẫn tuỳ thuộc vào hiệu đường chúng Điều kiện xảy tượng giao thoa là hai sóng phải là hai sóng kết hợp Hai sóng kết hợp là hai sóng gây hai nguồn có cùng tần số, cùng pha lệch pha góc không đổi Vị trí điểm dao động với biên độ cực đại (những điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn tới số nguyên lần bước sóng) là: d2 – d1 = k.λ ; với k=0, ±1, ±2, Vị trí điểm dao động với biên độ cực tiểu (những điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn tới số nửa nguyên lần bước sóng) là : d2 – d1 = (2k + 1).λ/2 ; với k=0, ±1, ±2, Hiện tượng giao thoa là tính chất đặc trưng sóng Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây trường hợp suất các nút và các bụng dao động Khoảng cách hai bụng sóng liền kề và khoảng cách hai nút sóng liền kề là λ/2 Khoảng cách bụng sóng và nút sóng liền kề là λ/4 Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài sợi dây (l) phải số nguyên lần nửa bước sóng: l = k Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có đầu cố định, đầu tự là: l = (2k+1) Sóng âm Các đặc trưng vật lí và các đặc trưng sinh lí âm Sóng âm là các sóng truyền các môi trường khí, lỏng, rắn (23) Âm nghe (âm thanh) có tần số khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz Âm có tần số 16 Hz gọi là hạ âm Âm có tần số trên 20000Hz gọi là siêu âm Tốc độ truyền âm các môi trường: vkhí < vlỏng < vrắn Cường độ âm I điểm là đại lượng đo lượng lượng mà sóng âm tải qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian Đơn vị cường độ âm là oát trên mét vuông, kí hiệu W/m2 I Mức cường độ âm là L(dB) = 10lg I0 Trong đó I là cường độ âm chuẩn (âm có tần số 1000Hz, cường độ I0= 10-12 W/m2); B Đơn vị mức cường độ âm là ben, kí hiệu B, đêxiben (dB); dB = 10 Tần số âm là đặc trưng vật lí quan trọng âm Khi cho nhạc cụ phát âm có tần số f (gọi là âm ) thì nhạc cụ đó đồng thời phát loạt âm có tần số 2f0, 3f0 (gọi là các hoạ âm) Độ cao âm là đặc trưng sinh lí âm gắn liền với tần số âm Độ to âm là khái niệm nói đặc trưng sinh lí âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm Âm sắc là đặc trưng sinh lí âm, giúp ta phân biệt âm các nguồn khác phát Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm Ví dụ: Một đàn ghita, đàn viôlon, kèn săcxô cùng phát nốt la cùng độ cao, nhờ âm sắc nghe ta dễ dàng phân biệt âm nào dụng cụ phát Hộp cộng hưởng âm có tác dụng giữ nguyên độ cao âm làm tăng cường độ âm C Các câu hỏi và bài tập ví dụ Dạng 1: Mối liên hệ các đại lợng đặc trng cho sóng học Gîi ý c¸ch gi¶i: ¸p dông c¸c c«ng thøc vÒ bíc sãng, mèi liªn hÖ gi÷a bíc sãng vµ vËn tèc truyền sóng, λ = v.T = v/f; các đặc trng quá trình truyền sóng Ví dụ: Một sóng học có tần số f lan truyền môi trờng vật chất đàn hồi với vận tốc v, đó bớc sóng đợc tính theo công thức A λ = vf B λ = v/f C λ = 2vf D λ = 2v/f Hớng dẫn: Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đợc chu kì nên công thức tính bớc sãng lµ λ = v.T = v/f víi v lµ vËn tèc sãng, T lµ chu k× sãng, f lµ tÇn sè sãng §¸p ¸n: Chän B Dạng 2: Viết phương trình sóng Gîi ý c¸ch gi¶i: Sö dông ph¬ng tr×nh truyÒn sãng t¹i t©m sãng (®iÓm A): uA=A.cos ω t Chó ý: t x 2( T ); - Ph¬ng tr×nh truyÒn sãng t¹i ®iÓm M c¸ch A mét kho¶ng x lµ uM= A.cos - Biểu thức dao động sóng điểm M cách nguồn u1 và nguồn u2 lần lợt là d1 và d2 là: t d1 + Acos t d ; biến đổi ta có u = u1 + u2 = Acos π 2π − − T λ T λ ( u = 2Acos π ( d − d1 ) cos π λ ) ( ( t d1 + d2 − T 2λ ) | cos Suy biên độ dao động M là: a=2A (d d1 ) | ) (24) Ví dụ 1: Cho sợi dây đàn hồi nằm ngang, đầu A dao động với biên độ a = cm theo phơng thẳng đứng Chu kì T = s, vận tốc truyền dọc theo dây v = 5m/s Phơng trình dao động điểm M c¸ch A mét ®o¹n d = 2,5m lµ π A uM = 5.cos( πt ) cm B uM=5cos( πt + ) cm π C uM= 2,5cos( πt ) m D uM= 2,5cos( πt + ) m Hớng dẫn: Chọn t = lúc A qua vị trí cân (VTCB), phơng trình dao động A là: π ϕ = uA = acos( t+ ) hay = acos , suy ra: ; biên độ a =5 cm; 2π π ω= = π rad/s ; Vậy phơng trình dao động A là: uA=5cos( π t+ ) cm T Ta cã λ =v.T = 5.2 = 10 m d 2,5 π Độ lệch pha dao động điểm M so với A là Δϕ=2 π =2 π ; = λ 10 Vậy sóng từ A truyền tới M, dao động M chậm A và phơng trình dao động M là uM=5cos( π t) cm §¸p ¸n: Chän A VÝ dô 2: Hai nguồn kết hợp A, B cách 10cm có phương trình dao động là u A u B 5cos20t(cm) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 1m/s Phương trình dao động tổng hợp điểm M trên mặt nước là trung điểm AB là: A u 10cos(20t )(cm) B u 5cos(20t )(cm) C u 10cos(20t )(cm) D u 5cos(20t )(cm) v 2v 2.1 0,1m 10cm f 20 Hướng dẫn: Bước sóng: ; Phương trình dao động tổng hợp M là u 2acos d1 d d d cos(20t ) Vì M là trung điểm nên: d1 – d2 = 0; d1 + d2 = 10cm, u 10cos(20t )(cm) Đáp án: A Dạng Tính các đại lợng liên quan đến đặc điểm sóng âm Gîi ý c¸ch gi¶i: Sö dông c¸c tÝnh chÊt vËt lÝ, sinh lÝ cña ©m Chó ý c¸c kiÕn thøc: - M«i trêng truyÒn ©m I - Mức cờng độ âm: L = logI (B); L = 10log (dB); với I là cờng độ âm, I0 là cờng độ I0 ©m nhá nhÊt mµ tai cßn nghe thÊy Víi tÇn sè ©m chuÈn 1000Hz, th× I0 = 10-12 W/m2 Ví dụ 1: Tại điểm A nằm cách nguồn âm N (nguồn điểm) khoảng NA = 1m, có mức cường độ âm là LA = 90dB Biết ngưỡng nghe âm đó là I = 0,1nW/m2 Hãy tính cường độ âm đó A Hướng dẫn: IA I Áp dụng công thức tính mức cường độ âm: LA = lg( )(B) LA = 10lg( )(dB) I0 I0 Thay số tính được: IA = 0,1W/m2 Ví dụ 2: Tại điểm A nằm cách nguồn âm N (nguồn điểm) khoảng NA = 1m, có mức chuyển động âm là LA = 90dB Biết ngưỡng nghe âm đó là I0 = 0,1nW/m2 Mức cường độ âm đó điểm B cách N khoảng NB = 10m là A 7B B 7dB C 80dB D 90dB (25) Hướng dẫn: Với nguồn âm là đẳng hướng, cường độ âm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng I A NB2 IB = cách: và áp dụng công thức LB =lg ( B) I B NA I0 Đáp án: Chọn A D¹ng Sãng dõng Gîi ý c¸ch gi¶i: Sö dông c¸c kiÕn thøc: - Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài sợi dây (l) phải số nguyên lần nửa bước sóng: l = k - Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có đầu cố định, đầu tự là: l = (2k+1) Ví dụ 1: Sóng dừng xảy trên dây AB = 11cm với đầu B tự do, bước sóng 4cm Trên dây có: A bụng, nút B bụng, nút C bụng, nút D bụng, nút 2AB AB (k ) k 5 2 Hướng dẫn: Vì B tự nên Vậy có bụng và nút Đáp án: C Ví dụ 2: Tạo sóng dừng trên dây AB = 20cm với đầu B cố định, bước sóng 8cm, quan sát trên dây có: A bụng, nút B bụng, nút C bụng, nút D bụng, nút 2AB AB k k 5 Hướng dẫn: Vì B tự nên Vậy có bụng và nút Đáp án: D Ví dụ 3: Một dây đàn dài 0,6 m, hai đầu cố định dao động với tần số 50 Hz, có bụng độc dây a) Tính bước sóng và tốc độ truyền sóng b) Nếu dây dao động với bụng thì bước sóng là bao nhiêu? Hướng dẫn: a) Dây dao động với bụng, ta có l = Suy =2l =2.0,6 = 1,2 m Tốc độ truyền sóng: v= f= 1,2 50 = 60 m/s ' l 1, ' 0, 4m b) Khi dây dao động với bụng ta có: II CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 2.1 Phát biểu nào sau đây không đúng với sóng cơ? A Sóng có thể lan truyền môi trường chất rắn B Sóng có thể lan truyền môi trường chất lỏng C Sóng có thể lan truyền môi trường chất khí D Sóng có thể lan truyền môi trường chân không 2.2 Phát biểu nào sau đây sóng là không đúng? A Sóng là quá trình lan truyền dao động môi trường liên tục (26) B Sóng ngang là sóng có các phần tử dao động theo phương ngang C Sóng dọc là sóng có các phần tử dao động theo phương trùng với phương truyền sóng D Bước sóng là quãng đường sóng truyền chu kì 2.3 Phát biểu nào sau đây đại lượng đặc trưng sóng là không đúng? A Chu kì sóng chính chu kì dao động các phần tử dao động B Tần số sóng chính tần số dao động các phần tử dao động C Tốc độ sóng chính tốc độ dao động các phần tử dao động D Bước sóng là quãng đường sóng truyền chu kì 2.4 Một sóng có tần số f, bớc sóng lan truyền môi trờng vật chất đàn hồi, đó tốc độ sóng đợc tính theo công thức A v=/f B v= f/ C v=f D v=2f t x u 8cos2( )cm 0,1 50 2.5 Cho sóng ngang có phương trình sóng là , đó x tính cm, t tính giây Sóng lan truyền có bước sóng λ là A 0,1 m B 50 cm C mm D m 2.6 Một sóng có tần số f = 1000 Hz lan truyền không khí Sóng đó là A sóng siêu âm B sóng âm C sóng hạ âm D chưa đủ điều kiện để kết luận 2.7 Sóng lan truyền không khí với cường độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ sóng nào sau đây? A Sóng có tần số 10 Hz B Sóng có tần số 30 kHz C Sóng có chu kì 2,0 μs D Sóng có chu kì 2,0 ms 2.8 Tốc độ âm môi trường nào sau đây là lớn nhất? A Môi trường không khí loãng; B Môi trường không khí; C Môi trường nước nguyên chất; D Môi trường chất rắn 2.9 Hiện tượng giao thoa sóng xảy có A hai sóng chuyển động ngược chiều B hai dao động cùng chiều, cùng pha gặp C hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ D hai sóng xuất phát từ hai nguồn kết hợp gặp 2.10 Sóng âm truyền từ không khí vào nước, bước sóng thay đổi bao nhiêu lần? Cho biết tốc độ âm nước là 1550 m/s và không khí là 330 m/s 2.11.* Một người quan sát phao trên mặt nước thấy nó nhô lên cao 10 lần khoảng thời gian 36 s, và đo khoảng cách hai đỉnh sóng lân cận là 10 m Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước 2.12 Một nguồn âm có tần số 680 Hz, đặt không khí, tốc độ truyền âm là 340 m/s Hãy xác định: a) Độ lệch pha hai điểm dao động cách nguồn âm là 10 m và 12 m b) Khoảng cách ngắn hai điểm dao động cùng pha, ngược pha 2.13 Một người đứng gần chân núi bắn phát súng, và sau 6,5 s thì nghe thấy tiếng vang từ vách núi vọng lại Tính khoảng cách từ người đó tới vách núi, biết tốc độ âm không khí là 340 m/s 2.14 Một sợi dây AB =20 cm, có đầu B gắn chặt và đầu A gắn vào nhánh âm thoa có tần số rung f = 10 Hz Khi âm thoa dao động, ta quan sát thấy trên AB có sóng dừng với bụng sóng, B là nút sóng, A sát nút sóng Hãy xác định: a) Bước sóng trên dây (27) b) Tốc độ sóng trên dây Các câu hỏi và bài tập tổng hợp 2.15 Trong tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách hai cực đại liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm sóng A hai lần bước sóng B bước sóng C nửa bước sóng D phần tư bước sóng 2.16 Trong tượng sóng dừng trên dây đàn hồi, khoảng cách hai nút sóng liên tiếp : A hai lần bước sóng B bước sóng C nửa bước sóng D phần tư bước sóng 2.17 Dây AB căng nằm ngang dài 2m, hai đầu A và B cố định, tạo sóng dừng trên dây với tần số 50Hz, trên đoạn AB thấy có nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là A 100 m/s B 50 m/s C 25 cm/s D 12,5 cm/s 2.18 Một sợi dây đàn hồi dài 60cm, rung với tần số 50Hz, trên dây tạo thành sóng dừng ổn định với bụng sóng, hai đầu là hai nút sóng Tốc độ sóng trên dây là A 60 cm/s B 75 cm/s C 12 m/s D 15 m/s 2.19 Trên mặt chất lỏng có hai tâm dao động S1, S2 dao động theo phương trình u = a.cos100πt Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 0,8 m/s Biết khoảng cách S1S2 = 12 cm a) Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn S1S2 b) Viết biểu thức điểm M nằm trên đường trung trực S1S2 và cách S1 khoảng cm 2.20 Bước sóng là A khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền sóng và dao động cùng pha B khoảng cách hai điểm dao động cùng pha trên phương truyền sóng C khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền sóng và dao động ngược pha D quãng đường sóng truyền đơn vị thời gian 2.21 Gọi d là khoảng cách hai điểm trên phương truyền sóng, v là tốc độ truyền sóng, f là v d (2n 1) 2f ; (n = 0, 1, 2, ), thì hai điểm đó tần số sóng Nếu A dao động cùng pha B dao động ngược pha C dao động vuông pha D không xác định 2.22 Gọi d là khoảng cách hai điểm trên phương truyền sóng, v là tốc độ truyền sóng, T là chu kì sóng Nếu d nvT (n = 0,1,2, ), thì hai điểm đó A dao động cùng pha B dao động ngược pha C dao động vuông pha D không xác định 2.23 Nguồn kết hợp là hai nguồn dao động có A cùng tần số B cùng pha C cùng tần số, cùng pha độ lệch pha không đổi theo thời gian D cùng tần số, cùng pha và cùng biên độ dao động (28) 2.24 Điều nào sau đây nói lượng sóng học là đúng? A Trong quá trình truyền sóng, lượng sóng luôn luôn là đại lượng không đổi B Quá trình truyền sóng là quá trình truyền lượng C Trong quá trình truyền sóng, lượng sóng giảm tỷ lệ với quãng đường truyền sóng D Trong quá trình truyền sóng, lượng sóng giảm tỷ lệ với bình phương quãng đường truyền sóng 2.25 Điều nào sau đây nói lượng sóng học là không đúng? A Quá trình truyền sóng là quá trình truyền lượng B Khi sóng truyền từ nguồn điểm trên mặt phẳng, lượng sóng giảm tỷ lệ với quãng đường truyền sóng C Khi sóng truyền từ nguồn điểm không gian, lượng sóng giảm tỷ lệ với bình phương quãng đường truyền sóng D Năng lượng sóng luôn luôn không đổi quá trình truyền sóng 2.26 Điều nào sau đây nói sóng âm là không đúng? A Sóng âm là sóng học học truyền môi trường vật chất kể chân không B Sóng âm có tần số nằm khoảng từ 16Hz đến 20000Hz C Sóng âm không truyền chân không D Tốc độ truyền âm phụ thuộc nhiệt độ 2.27 Trong quá trình giao thoa sóng Gọi là độ lệch pha hai sóng thành phần Biên độ dao động tổng hợp M miền giao thoa đạt giá trị cực đại A 2n B (2n 1) v (2n 1) Δ =(2n+1) 2f C D Với n = 0, 1, 2, 2.28 Trong quá trình giao thoa sóng Gọi là độ lệch pha hai sóng thành phần Biên độ dao động tổng hợp M miền giao thoa đạt giá trị nhỏ A 2n B (2n 1) (2n 1) (2n 1) v 2f C D Với n = 0, 1, 2, 2.29 Trong tượng giao thoa, điểm dao động với biên độ lớn thì A d = 2n B n C d = n D (2n 1) Với n = 0, 1, 2, 2.30 Trong tượng giao thoa, điểm đứng yên không dao động thì v d (n ) f A B n C d = n (29) (2n 1) D Với n = 0, 1, 2, 2.31 Khảo sát tương sóng dừng trên dây đàn hồi AB = l Đầu A nối với nguồn dao động, đầu B cố định thì sóng tới và sóng phản xạ A cùng pha B ngược pha C vuông pha D lệch pha 2.32 Khảo sát tượng sóng dừng trên dây đàn hồi AB = l Đầu A nối với nguồn dao động, đầu B tự thì sóng tới và sóng phản xạ A vuông pha B lệch pha góc C cùng pha D ngược pha 2.33 Một người quan sát phao trên mặt biển, thấy nó nhô cao 10 lần khoảng thời gian 27s Chu kì sóng biển là A 2,45s B 2,8s C 2,7s D 3s 2.34 Một người quan sát phao trên mặt biển, thấy nó nhô cao 10 lần khoảng thời gian 36s và đo khoảng cách hai đỉnh sóng lân cận là 10m Tốc độ truyền sóng trên mặt biển A 2,5m/s B 2,8m/s C 40m/s D 36m/s 2.35 Người ta đặt chìm nước nguồn âm có tần số 725Hz và tốc độ truyền âm nước là 1450m/s Khoảng cách hai điểm gần nước và dao động ngược pha là A 0,25m B 1m C 0,5m D 1cm 2.36 Hai điểm cách nguồn âm khoảng 6,10m và 6,35m Tần số âm là 680Hz, tốc độ truyền âm không khí là 340m/s Độ lệch pha sóng âm hai điểm trên là A B 16 C D 4 2.37 Sóng ân có tần số 450Hz lan truyền với tốc độ 360m/s không khí Giữa hai điểm cách 1m trên phương truyền thì chúng dao động A cùng pha B ngược pha C vuông pha D lệch pha 2.38 Người ta gõ vào thép dài và nghe thấy âm nó phát Trên thép người ta thấy hai điểm gần dao động ngược pha thì cách 4m Biết tốc độ truyền âm thép là 5000m/s Tần số âm phát là A 312,5Hz B 1250Hz C 2500Hz D 625Hz 2.39 Sóng biển có bước sóng 2,5m Khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền sóng và dao động cùng pha là A B 2,5m C 0,625m D 1,25m (30) 2.40 Trên sợi dây OA, đầu A cố định và đầu O dao động điều hoà với tần số 20Hz thì trên dây có nút Muốn trên dây rung thành bụng sóng thì O phải dao động với tần số A 40Hz B 12Hz C 50Hz D 10Hz 2.41 Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 28Hz Tại điểm M cách các nguồn A, B khoảng d = 21cm, d2 = 25cm Sóng có biên độ cực đại Giữa M và đường trung trực AB có ba dãy cực đại khác Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A 37cm/s B 112cm/s C 28cm/s D 0,57cm/s 2.42 Hai nguồn kết hợp A, B cách 10cm dao động với tần số 20Hz Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 1,5m/s Số gợn lồi và số điểm đứng yên không dao động trên đoạn AB là A 14 gợn lồi và 13 điểm đứng yên không dao động B 13 gợn lồi và 13 điểm đứng yên không dao động C 14 gợn lồi và 14 điểm đứng yên không dao động D 13 gợn lồi và 14 điểm đứng yên không dao động 2.43 Trên mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp A, B dao động với chu kì 0,02s Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 15cm/s Trạng thái dao động M1 cách A, B ' ' khoảng d = 12cm; d = 14,4cm và M cách A, B khoảng d1 = 16,5cm; d = 2 19,05cm là A M1 và M2 dao động với biên độ cực đại B M1 đứng yên không dao động và M2 dao động với biên độ cực đại C M1 dao động với biên độ cực đại và M2 đứng yên không dao động D M1 và M2 đứng yên không dao động 2.44 Một sợi dây mãnh AB dài lm, đầu B cố định và đầu A dao động với phương trình dao động là u 4sin 20t(cm) Tốc độ truyền sóng trên dây 25cm/s Điều kiện chiều dài dây AB để xảy tượng sóng dừng là A l 2,5k l 1, 25(k ) B l 2,5(k ) D C l 1, 25k 2.45 Một sợi dây mãnh AB dài 64cm, đầu B tự và đầu A dao động với tần số f Tốc độ truyền sóng trên dây 25cm/s Điều kiện tần số để xảy tượng sóng dừng trên dây là: 1 f 1, 28(k ) f 0,39(k ) A B C f 0,39k D f 1, 28k 2.46 Một sợi dây đàn dài 1m, rung với tần số 200Hz Quan sát sóng dừng trên dây người ta thấy có nút Tốc độ truyền sóng trên dây là A 66,2m/s B 79,5m/s C 66,7m/s D 80m/s 2.47 Một sợi dây đàn hồi AB dài 1,2m đầu A cố định đầu B tự do, rung với tần số f và trên dây có sóng lan truyền với tốc độ 24m/s Quan sát sóng dừng trên dây người ta thấy có nút Tần số dao động dây là A 95Hz B 85Hz C 80Hz D 90Hz 2.48 Tại điểm S trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số 50Hz Khi đó trên mặt nước hình thành hệ sóng tròn đồng tâm S Tại hai điểm M, N nằm cách 9cm trên đường thẳng qua S luôn dao động cùng pha với Biết rằng, tốc (31) độ truyền sóng thay đổi khoảng từ 70cm/s đến 80cm/s Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A 75cm/s B 80cm/s C 70cm/s D 72cm/s 2.49 Tại điểm S trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số f Khi đó trên mặt nước hình thành hệ sóng tròn đồng tâm S Tại hai điểm M, N nằm cách 5cm trên đường thẳng qua S luôn dao động ngược pha với Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 80cm/s và tần số nguồn dao động thay đổi khoảng từ 48Hz đến 64Hz Tần số dao động nguồn là A 64Hz B 48Hz C 54Hz D 56Hz HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ TRẢ LỜI 2.1 Chọn D Hướng dẫn: Sóng lan truyền môi trường vật chất đàn hồi Đó là các môi trường rắn, lỏng, khí 2.2 Chọn B Hướng dẫn: Sóng ngang là sóng có các phần tử dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng 2.3 Chọn C Hướng dẫn: Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đợc chu kì nên công thức tính bớc sãng lµ λ = v.T = v/f víi v lµ vËn tèc sãng, T lµ chu k× sãng, f lµ tÇn sè sãng 2.4 Chọn C Hướng dẫn: Tốc độ sóng tính công thức v=λ/T mà f=1/T nên v= λf 2.5 Chọn B t x u Acos2( ) T Hướng dẫn: So sánh phương trình sóng với phương trình t x u 8cos2( )cm 0,1 50 ta thấy λ = 50cm 2.6 Chọn B Hướng dẫn: Sóng âm là sóng có tần số từ 16Hz đến 20000Hz Sóng hạ âm là sóng có tần số nhỏ 16Hz Sóng siêu âm là sóng có tần số lớn 20000Hz 2.7 Chọn D Hướng dẫn: Từ chu kì suy tần số, so sánh tần số tìm với dải tần số 16Hz đến 20000Hz 2.8 Chọn D Hướng dẫn: Tốc độ âm phụ thuộc vào môi trường đàn hồi, mật độ vật chất môi trường càng lớn thì tốc độ âm càng lớn: vrắn > vlỏng > vkhí 2.9 Chọn D Hướng dẫn: Hiện tượng giao thoa sóng xảy hai sóng tạo từ hai tâm sóng có cùng tần số, cùng pha lệch pha góc không đổi 2.10 Hướng dẫn: Ta có λ1 = v1.T và λ2 = v2.T; truyền từ không khí vào nước ta có λ1 v 330 = = = 0,2129 (lần) λ2 v 1550 2.11 Hướng dẫn: Khi nhô 10 lần 36s phao thực dao động toàn phần tức chu kì nên T = 4s λ Khoảng cách hai đỉnh sóng lân cận là bước sóng λ = 10m Vậy v = = 2,5m/s T 2.12 Hướng dẫn: (32) d d d a) Độ lệch pha tính theo công thức Δφ1 = φ1 – φ0 = ω =2 πf =2 π 680 = 4πd: v v 340 với d1 = 10m thì Δφ1 = 40π rad với d2 = 12m thì Δφ2 = 48π rad Khi đó Δφ = Δφ2 – Δφ1 = 48π - 40π = 8π v b) Khoảng cách ngắn hai điểm dao động cùng pha là bước sóng d = λ = = f 0,5cm λ Khoảng cách ngắn hai điểm dao động ngược pha là nửa bước sóng d = = v = 0,25cm 2f 2.13 Hướng dẫn: Khi súng nổ thì âm truyền tới chân núi vọng lại nên thời gian để 6,5 =3 ,25 s Vậy khoảng cách là L = v.t = 340.3,25 = 1105m từ súng đến chân núi là t = 2.14 Hướng dẫn: λ a) Điều kiện để có hai đầu là nút sóng là L = k với k là số bó sóng theo bài có bụng 2L sóng, B là nút sóng, A sát nút sóng nên k = bó sóng Từ đó tính λ= = k 10cm b) v = λ.f = 10.10 = 100cm/s 2.15 Chọn C Hướng dẫn: Lấy hai điểm M và N nằm trên đường nối hai tâm sóng A, B; M nằm trên cực đại thứ k, N nằm trên cực đại thứ (k+1) Ta có AM – BM = kλ và AN – BN = (k+1)λ suy (AN – BN) – (AM – BM) = (k+1)λ - kλ ⇒ (AN – AM) + (BM – BN) = λ ⇒ MN = λ/2 2.16 Chọn C Hướng dẫn: Hiện tượng sóng dừng trên dây đàn hồi, khoảng cách hai nút sóng liên tiếp nửa bước sóng 2.17 Chọn B Hướng dẫn: Sóng dừng trên dây có hai đầu cố định thì chiều dài dây phải nguyên lần nửa bước sóng Trên dây có nút sóng, hai dầu là hai nút sóng trên dây có khoảng λ/2, suy bước sóng λ = m Áp dụng công thức v = λf = 50 m/s 2.18 Chọn D Hướng dẫn: Sóng dừng trên dây có hai đầu cố định thì chiều dài dây phải nguyên lần nửa bước sóng Trên dây có bụng sóng, hai dầu là hai nút sóng trên dây có khoảng λ/2, suy bước sóng λ = 30 cm Áp dụng công thức v = λf = 15 m/s 2.19 Hướng dẫn: a) Điều kiện N có dao động cực đại là d1 – d2 = kλ ( với k = 0, ±1, ±2, ±3, ) d1 + d2 = S1S2 suy d1 = (kλ + S1S2 ) < d1, d2 < S1S2 1 Hay < (kλ + S1S2 ) < S1S2 Thay số tìm ra: S1S2 < k < S1S2 λ λ 2π hay -7,5 < k < 7,5 với λ = v.T = v = 0,8.0,02 = 0,016m = 1,6 cm ω (33) Vậy có 7.2 + = 15 điểm dao động cực đại b) Sóng truyền từ O1 tới M khoảng thời gian là t1 = x1M = 4cos[ π (t d1 π )] = 4cos( t2 v d1 v nên phương trình M là: π d1 ) λ Sóng truyền từ O2 tới M khoảng thời gian là t2 = d2 v nên phương trình M là: d2 π d2 π ) = 4cos( t) v λ π d1 π d2 π π xM = x1M + x2M = 4cos( t) + 4cos( t) 2 λ λ π d1− d2 π d 1+ d π π xM = 8cos( ).cos( t) = 8.cos( t + 10π ) cm 2 λ λ 2.20 Chọn A Hướng dẫn: Bước sóng là khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền sóng và dao động cùng pha 2.21 Chọn B v d (2n 1) 2f ; (n = 0, 1, 2, ), thì hai điểm đó dao động ngược pha Hướng dẫn: Nếu x2M = 4cos[ π (t 2.22 Chọn A Hướng dẫn: Nếu d nvT (n = 0,1,2, ), thì hai điểm đó dao động cùng pha 2.23 Chọn C Hướng dẫn: Nguồn kết hợp là hai nguồn dao động cùng tần số, cùng pha độ lệch pha không đổi theo thời gian 2.24 Chọn B Hướng dẫn: Quá trình truyền sóng là quá trình truyền lượng 2.25 Chọn D Hướng dẫn: Năng lượng sóng luôn luôn không đổi quá trình truyền sóng là không đúng 2.26 Chọn A Hướng dẫn: Sóng âm là sóng học không truyền chân không 2.27 Chọn A Hướng dẫn: Biên độ dao động tổng hợp M miền giao thoa đạt giá trị cực đại 2n 2.28 Chọn B Hướng dẫn: Biên độ dao động tổng hợp M miền giao thoa đạt giá trị nhỏ (2n 1) 2.29 Chọn C Hướng dẫn: Trong tượng giao thoa, điểm dao động với biên độ lớn thì d = n 2.30 Chọn A Hướng dẫn: Trong tượng giao thoa, điểm đứng yên không dao động thì v d (n ) f 2.31 Chọn B Hướng dẫn: Đầu A nối với nguồn dao động, đầu B cố định thì sóng tới và sóng phản xạ (34) ngược pha 2.32 Chọn C Hướng dẫn: Đầu A nối với nguồn dao động, đầu B tự thì sóng tới và sóng phản xạ cùng pha 2.33 Chọn D 27 T 3s Hướng dẫn: Từ 2.34 Chọn A T 36 10 4s vT v 2,5m / s T Ta có Hướng dẫn: Chu kì cúa sóng biển: 2.35 Chọn B v 1450 2 d 2 2m d 1m f 725 2 2 Hướng dẫn: Bước sóng: Ta có 2.36 Chọn C Hướng dẫn: 2.37 Chọn C 2 d 2 f d1 d 2 680.0, 25 v 340 2 d 2 fd 2 450.1 5 v 360 Hướng dẫn: 2.38 Chọn D Hướng dẫn: Vì hai điểm gần và dao động ngược pha nên ta có: 2 d 2 fd v v 5000 f 625Hz 2d 2.39.Chọn B Hướng dẫn: Vì hai điểm gần và dao động cùng pha nên ta có: d = = 2,5m 2.40.Chọn D Hướng dẫn: Vì O và A cố định nên: Lúc đầu: k OA k v ' v k OA k ' k ' ' 2f Lúc sau: 2f v v k' k ' ' f ' f 20 10Hz 2f 2f k Suy ra: 2.41.Chọn C d d1 k k v (d d )f v f k Hướng dẫn: Vì M dao động với biên độ cực đại nên: Vì M và đường trung trực AB có ba dãy cực đại khác nên M là dãy cực đại ứng với k = Thay số, ta được: 28cm/s 2.42 Chọn D v 0,3 0, 015m 1,5cm f 20 Hướng dẫn: Bước sóng: (35) d1 d 10 Ta có: d1 d 1,5k d1 5 0, 75k 10 6,6 k 6, Vì k nguyên, chọn k 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6 : Có 13 gợn lồi d1 d 10 1 d1 d (k )1,5 d1 5 0, 75(k ) 10 7,1 k 6,1 2 Ta có Vì k nguyên, chọn k 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; : Có 14 điểm đứng yên không dao động 2.43 Chọn C Hướng dẫn: Bước sóng vT 0,3cm d ' d '2 d '1 2,55cm Hiệu đường d d d1 2, 4cm ; d 2, 8 0,3 Lập tỷ : nguyên => M1 dao động với biên độ cực đại d 2,55 8,5 8 0,3 : bán nguyên => M2 đứng yên không dao động 2.44 Chọn C Hướng dẫn: Vì A và B cố định nên để trên dây xảy tượng sóng dừng thì: v v .25 l k k k k 1, 25k 2f 20 2.45.Chọn B Hướng dẫn: Vì A cố định và B tự nên để trên dây xảy tượng sóng dừng thì: v v l (k ) (k ) f (k ) f 0,39(k ) 2 2f 2l ; 2.46 Chọn D Hướng dẫn: Vì dây đàn có hai đầu cố định nên để trên dây xảy tượng sóng dừng thì: v 2lf l k k v 80m / s 2f k 2.47 Chọn B Hướng dẫn: Vì A cố định và B tự nên để trên dây xảy tượng sóng dừng thì: v v 24 l (k ) (k ) f (k ) (8 ) 85Hz 2 2f 2l 2, 2.48 Chọn A d k k Hướng dẫn: Vì M và N dao động cùng pha nên: 450 70 v 80 70 80 5,6 k 6, k Mà v df 450 v f k k Vì k nguyên, chọn k = Nên: v = 75cm/s 2.49 Chọn D Hướng dẫn: Vì M và N dao động ngược pha nên: v v d (2k 1) (2k 1) f (2k 1) 8(2k 1) 2f 2d (36) Mà 48 f 64 48 8(2k 1) 64 2,5 k 3,5 Vì k nguyên, chọn k = Nên: f = 56Hz Chương III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG (37) A Chuẩn kiến thức, kĩ Chủ đề Mức độ cần đạt Dòng điện xoay chiều a) Dòng điện xoay chiều Điện áp xoay chiều Các giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều b) Định luật Ôm mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp c) Công suất dòng điện xoay chiều Hệ số công suất Kiến thức - Viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp tức thời - Phát biểu định nghĩa và viết công thức tính giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện, điện áp - Viết các công thức tính cảm kháng, dung kháng và tổng trở đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp và nêu đơn vị đo các đại lượng này - Viết các hệ thức định luật Ôm đoạn mạch RLC nối tiếp (đối với giá trị hiệu dụng và độ lệch pha) - Viết công thức tính công suất điện và tính hệ số công suất đoạn mạch RLC nối tiếp - Nêu lí cần phải tăng hệ số công suất nơi tiêu thụ điện - Nêu đặc điểm đoạn mạch RLC nối tiếp xảy tượng cộng hưởng điện Ghi chú - Gọi tắt là đoạn mạch RLC nối tiếp - Định luật Ôm đoạn mạch RLC nối tiếp biểu thị mối quan hệ i và u Kĩ - Vẽ giản đồ Fre-nen cho đoạn mạch RLC nối tiếp - Giải các bài tập đoạn mạch RLC nối tiếp - Giải thích nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều, động điện xoay chiều ba pha và máy biến áp - Tiến hành thí nghiệm để khảo sát đoạn mạch RLC nối tiếp B Các kiến thức Biểu thức cường độ dòng điện và điện áp tức thời: - Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian: i = Imcos(ωt+φ) Trong đó: i là giá trị cường độ dòng điện thời điểm t; Im >0 là giá trị cực đại i; ω >0 là tần số góc; (ωt + φ) là pha i thời điểm t; φ là pha ban đầu 2 Chu kì dòng điện xoay chiều: T= Tần số f=1/T - Điện áp xoay chiều (hay hiệu điện xoay chiều) biến thiên tuần hoàn theo thời gian: u = Umcos(ωt + φ’) Trong đó: u là giá trị điện áp thời điểm t; Um >0 là giá trị cực đại u; ω >0 là tần số góc; (ωt + φ) là pha u thời điểm t; φ’ là pha ban đầu Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị cường độ dòng điện không đổi, cho qua cùng điện trở R thì công suất tiêu thụ R dòng điện không đổi công suất trung bình tiêu thụ R dòng điện xoay chiều nói trên (38) Điện áp hiệu dụng định nghĩa tương tự Giá trị hiệu dụng giá trị cực đại đại lượng chia cho E U I E m U m I m 2; 2; Ví dụ: √2 Dßng ®iÖn xoay chiÒu ®o¹n m¹ch chØ cã ®iÖn trë thuÇn, cuén c¶m hoÆc tô ®iÖn Đoạn mạch có điện trở Sơ đồ mạch B A Các vectơ quay U và I Định luật Ôm Đoạn mạch có tụ điện B A R - Điện trở R Đặc điểm Đoạn mạch có cuộn cảm B A L C - Cảm kháng: ZL L 2fL - Dung kháng: 1 ZC - Điện áp hai đầu đoạn - Điện áp hai đầu đoạn C 2fC mạch biến thiên điều mạch biến thiên điều - Điện áp hai đầu đoạn hoà cùng pha với dòng hoà sớm pha dòng mạch biến thiên điều điện hoà trễ pha so với dòng điện góc điện góc I UR I UR R I UL UL I UL ZL I UC I I I UC UC ZC Công thức tính cảm kháng, dung kháng và tổng trở mạch có R, L, C mắc nối tiếp: Cảm kháng: ZL = ωL=2πfL Trong đó: L là độ tự cảm cuộn dây tính henry (H), f tính hec L C R (Hz), cảm kháng có đơn vị tính ôm () UL =I.ZL A B Dung kháng: ZC= C Trong đó: C là điện dung tụ điện tính fara (F), f tính hec (Hz), dung kháng có đơn vị tính ôm () UC=I.ZC Tổng trở mạch RLC nối tiếp là: O Z L − Z C ¿2 Trong đó R là điện trở mạch (), Z có R 2+¿ Z =√ ¿ đơn vị là ôm () U=I.Z Độ lệch pha φ điện áp u cường độ dòng điện i xác định từ công thức: Z ZC tan L R (39) Công thức định luật Ôm: I= U Z R Z Công suất toả nhiệt: PR = RI2 Công suất tiêu thụ: P = UIcosφ Công suất phụ thuộc giá trị cosφ, nên để sử dụng có hiệu điện tiêu thụ phải tăng hệ số công suất Điều kiện xảy tượng cộng hưởng điện: ωL= Khi đó dòng điện cùng pha ωC U Im R với điện áp và cường độ dòng điện mạch có giá trị lớn Hệ số công suất: cos ϕ= Máy biến áp Truyền tải điện Máy biến áp là thiết bị có khả biến đổi điện áp (xoay chiều) Máy biến áp gồm cuộn sơ cấp có N1 vòng dây, cuộn thứ cấp có N2 vòng dây, quấn trên cùng lõi biến áp (khung sắt non pha silic) Nếu điện trở các cuộn dây có thể bỏ qua thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn U2 N dây tỉ lệ với số vòng dây: U1 N1 N2 N2 Nếu N1 >1: Máy tăng áp; N1 <1: Máy hạ áp Nếu điện hao phí không đáng kể thì cường độ dòng điện qua cuộn dây tỉ lệ I1 U = nghịch với điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn: I2 U P R P2 (U cos ) Trong đó P là công suất Công suất hao phí trên đờng dây tải điện là ph¸t tõ nhµ m¸y; U lµ ®iÖn ¸p hiÖu dông tõ nhµ m¸y; R lµ ®iÖn trë cña d©y t¶i ®iÖn Máy phát điện xoay chiều pha và ba pha Các máy phát điện xoay chiều hoạt động nhờ tượng cảm ứng điện từ và có hai phận chính là phần ứng và phần cảm Suất điện động máy phát điện xác định theo dΦ định luật cảm ứng điện từ: e=− dt Mỗi máy phát điện xoay chiều có hai phận chính: phần cảm (rôto) tạo từ thông biến thiên các nam châm quay; phần ứng (stato) gồm các cuộn dây giống cố định trên vòng tròn Khi rôto quay, từ thông qua cuộn dây stato biến thiên tuần hoàn với tần số f=p.n Trong đó p là số cặp cực nam châm, n là tốc độ quay rôto tính số vòng/giây Máy phát điện xoay ba pha là máy tạo s.đ.đ xoay chiều hình sin cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha 1200 đôi e1 e0 2cost 2 e e0 2cos(t- ) 4 e3 e0 2cos(t- ) (40) Cách mắc dòng điện xoay chiều ba pha: Cách mắc hình sao: + Điện áp dây pha với dây trung hoà gọi là điện áp pha, ký hiệu Up + Điện áp hai dây pha với gọi là điện áp dây, ký hiệu Ud + Liên hệ điện áp dây và điện áp pha: Cách mắc tam giác: ' Dây pha A1 A1 Up A2 B1 B3 B2 A3 Dây pha ' Ud ' A2 U d 3U p ' B1B3 Dây pha Động điện xoay chiều pha Nguyên tắc hoạt động động điện không đồng ba pha dựa trên tượng cảm ứng điện từ và tác dụng từ ' A trường quay Mỗi động điện có hai phận B ' quay 'B A 3 pha A Dây ứng xoay ' ' A A3 dòng B B1 B3 ' A từ Dây pha A ' B2 2 rôto Dây pha quay rôto chính: phần cảm (rôto) là khung dây dẫn tác dụng từ trường quay; phần (stato) gồm các ống dây có dòng điện chiều tạo nên từ trường quay Khi cho pha vào cuộn dây thì chúng tạo trường quay tác dụng vào rôto làm cho quay theo với tốc độ nhỏ tốc độ từ trường Chuyển động quay sử dụng để làm quay các máy khác C Các câu hỏi và bài tập ví dụ Dạng 1: Tính toán các đại lợng dòng điện xoay chiều Gợi ý cách giải: Sử dụng các đại lợng đặc trng dòng điện xoay chiều (nh cờng độ dòng điện, điện áp, …); giá trị tức thời, giá tị cực đại, giá trị hiệu dụng, tần số góc, chu kì, pha và pha ban ®Çu Ví dụ 1: Cờng độ dòng điện mạch RLC không phân nhánh có dạng i = √ cos100πt(A) Cờng độ dòng điện hiệu dụng I mạch là A A B 2,83 A C A D 1,41 A Hớng dẫn: So sánh biểu thức cờng độ dòng điện xoay chiều i = I0cos(ωt + φ) với biểu thức i = √ cos100πt(A), ta có I0 = √ A cờng độ dòng điện hiệu dụng mạch là I = I0/ √ = 2A §¸p ¸n: Chän C Dạng 2: Viết biểu thức cờng độ dòng điện i và hiệu điện u mạch điện xoay chiÒu Gợi ý cách giải: áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch có R, có L, có C và đoạn m¹ch cã R, L, C m¾c nèi tiÕp Chó ý: - Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u = U mcos( ω t + ϕ u ) thì cờng độ dòng điện mạch là i = Imcos( ω t + ϕ u - ϕ ) Trong đó ϕ đợc tính theo công Z − ZC thøc: tan ϕ = L R VÝ dô 1: Cho m¹ch ®iÖn xoay chiÒu chØ cã tô ®iÖn víi C= (F) , đặt vào hai đầu mạch 1000 π ®iÖn mét hiÖu ®iÖn thÕ u = 220 √ cos100 π t (V) BiÓu thøc cña dßng ®iÖn i m¹ch lµ π π A i = 22 √ cos(100 π t + ) (A) B i = 22cos(100 π t + ) 2 (A) (41) C i = 22 π √ cos(100 π t - ) (A) D i = 22cos(100 π t - π ) (A) Híng dÉn: TÝnh ZC = 1000 π = ωC 100 π = 10 Ω §é lÖch pha ϕ = U 220 = = 22A VËy biÓu thøc i = 22 ZC 10 §¸p ¸n: Chän A I= π rad π √ cos(100 π t + ) VÝ dô 2: Cho m¹ch ®iÖn xoay chiÒu cã R, L, C m¾c nèi tiÕp R = 40 Ω ; L = 10 π H; C = −3 10 F §Æt vµo hai ®Çu m¹ch hiÖu ®iÖn thÕ cã biÓu thøc u = 120 √ cos100 π t (V) BiÓu 4π thøc dßng ®iÖn i ch¹y m¹ch lµ 37 π π √2 √2 A i = 2,4 cos(100 t + 180 ) (A) B i = cos(100 t+ π ) (A) 37 π π π √ C i = 2,4cos(100 t - 180 ) (A) D i = cos(100 t- ) (A) 1 Híng dÉn: TÝnh ZL = ω L = 100 π =10 Ω ; ZC= = 40 Ω ; 10 π ωC Z L − Z C ¿2 Z= R 2+¿ √¿ A = 50 Ω ; ¸p dông c«ng thøc I = ZL − ZC =R 120 50 = = 2,4A Im = 2,4 √2 37 π rad 180 37 π VËy biÓu thøc i = 2,4 √ cos(100 π + ) (A) 180 §¸p ¸n: Chän A D¹ng 3: TÝnh c«ng suÊt cña m¹ch xoay chiÒu Gîi ý c¸ch gi¶i: ¸p dông c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt P=UIcos ϕ = RI2; R ϕ hÖ sè c«ng suÊt cos = Z ; cuộn dây không có điện trở (rcd = 0) và tụ điện thì P = VÝ dô 1: Cho m¹ch xoay chiÒu cã R = 40 Ω ; m¾c nèi tiÕp víi cuén d©y cã L = H vµ rcd = π HiÖu ®iÖn thÕ UAB = 120V; I = 2,4A C«ng suÊt cña m¹ch vµ hÖ sè c«ng suÊt lµ A 230,4W; 0,8 B 500W; 0,8 C 120W; 0,5 D 100W; 0,5 U Ω R +ZL Híng dÉn: ¸p dông c«ng thøc: ZAB = I = 50 ; ZAB = R2 + ZL2 = 502 vµ tan ϕ = Ω ϕ U Z ϕ =- ϕ P = UI = 0,8 ZL = 30 ; P = UIcos = RI2 = 40.2,42 = 230,4 W; cos §¸p ¸n: Chän A Ví dụ 2: Công suất toả nhiệt trung bình dòng điện xoay chiều đợc tính theo công thức nào sau ®©y? (42) A P = u.i.cosφ B P = u.i.sinφ C P = U.I.cosφ D P = U.I.sinφ Hớng dẫn: Công suất toả nhiệt trung bình dòng điện xoay chiều đợc tính theo công thức P = U.I.cosφ §¸p ¸n: Chän C Dạng 4: Máy biến áp, truyền tải điện năng, động điện xoay chiều Gîi ý c¸ch gi¶i: Nếu điện trở các cuộn dây có thể bỏ qua thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn U2 N N2 N2 dây tỉ lệ với số vòng dây: U1 N1 Nếu N1 >1: Máy tăng áp; N1 <1: Máy hạ áp Nếu điện hao phí máy biến áp không đáng kể thì cờng độ dòng điện qua I1 U cuén d©y tØ lÖ nhÞch víi ®iÖn ¸p hiÖu dông ë hai ®Çu mçi cuén: = I2 U P R P2 (U cos ) Trong đó P là công suất phát từ Công suất hao phí trên đờng dây tải điện là nhµ m¸y; U lµ ®iÖn ¸p ph¸t tõ nhµ m¸y; R lµ ®iÖn trë cña d©y t¶i ®iÖn Ví dụ 1: Nhận xét nào sau đây máy biến áp là không đúng? A M¸y biÕn ¸p cã thÓ lµm t¨ng ®iÖn ¸p B M¸y biÕn ¸p cã thÓ lµm gi¶m ®iÖn ¸p C Máy biến áp có thể làm thay đổi tần số dòng điện xoay chiều D Máy biến áp có tác dụng biến đổi cờng độ dòng điện Hớng dẫn: Máy biến áp có tác dụng biến đổi điện áp, còn tần số dòng điện xoay chiều đợc gi÷ nguyªn Đáp án: Chän C VÝ dô 2: BiÕn ¸p cã cuén s¬ cÊp gåm 2000 vßng, cuén thø cÊp gåm 100 vßng; ®iÖn ¸p vµ cêng độ mạch sơ cấp là 120V , 0,8A Điện áp và công suất cuộn thứ cấp là A 6V, 96W B 240V, 96W C 6V, 4,6W D 120V, 4,8W U1 N1 U1 N I1 U = U N N I U1 > 2 Híng dÉn: ¸p dông c«ng thøc > U = = 6V; C«ng thøc I1 U1 I2 = U = 16A, P2= U2I2 = 6.16 = 96W §¸p ¸n: Chän A CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 3.1 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Điện áp biến thiên điều hoà theo thời gian gọi là điện áp xoay chiều B Dòng điện có cường độ biến thiên điều hoà theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều C Suất điện động biến thiên điều hoà theo thời gian gọi là suất điện động xoay chiều D Dòng điện và điện áp xoay chiều luôn biến thiên điều hoà cùng pha với 3.2 Trong đoạn mạch điện xoay chiều chứa cuộn cảm thì dòng điện A sớm pha điện áp góc π/2 B sớm pha điện áp góc π/4 C trễ pha điện áp góc π/2 D trễ pha điện áp góc π/4 3.3 Trong mạch điện xoay chiều chứa tụ điện thì dòng điện A sớm pha điện áp góc π/2 B sớm pha điện áp góc π/4 (43) C trễ pha điện áp góc π/2 D trễ pha điện áp góc π/4 3.4 Một điện trở R mắc vào mạch điện xoay chiều tần số 50 Hz, muốn dòng điện mạch sớm pha điện áp hai đầu đoạn mạch góc π/2 thì A phải mắc thêm vào mạch tụ điện nối tiếp với điện trở B phải mắc thêm vào mạch cuộn cảm nối tiếp với điện trở C phải thay điện trở nói trên tụ điện D phải thay điện trở nói trên cuộn cảm 10− ( F) điện áp xoay chiều u = 141cos(100πt) V π Cường độ dòng điện ampe kế nhiệt đo qua tụ điện là A 1,41 A B 1,00 A C 2,00 A D 10 A 3.6 Trong mạch RLC mắc nối tiếp, độ lệch pha dòng điện và điện áp hai đầu đoạn mạch phụ thuộc vào A cường độ dòng điện hiệu dụng mạch B điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C cách chọn gốc tính thời gian D tính chất mạch điện 3.7 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh ta có thể tạo điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm lớn điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch B Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh ta có thể tạo điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện lớn điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh ta có thể tạo điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở lớn điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch D Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh ta có thể tạo điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm 3.8 Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, có R = 30 Ω, Z C = 20 Ω, ZL = 60 Ω Tổng trở Z mạch là A 50 Ω B 70 Ω C 110 Ω D 250 Ω 3.5 Đặt vào hai đầu tụ điện C= 10-4 (F) L= (H) π π 3.9 Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, có R = 100 Ω, , Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có dạng u = 200cos100πt(V) Cường độ dòng điện hiệu dụng I mạch là A 2A B 1,5A C 1A D 0,5A 3.10 Đại lượng nào sau đây gọi là hệ số công suất mạch điện xoay chiều? A sinφ B cosφ C tanφ D cotanφ 3.11 Mạch điện xoay chiều nào sau đây có hệ số công suất lớn nhất? A Điện trở R1 nối tiếp với điện trở R2 B Điện trở R nối tiếp với cuộn cảm L C Điện trở R nối tiếp với tụ điện C D Cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C 3.12 Một động không đồng ba pha hoạt động bình thường điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là 220V Trong đó có mạng điện xoay chiều ba pha máy phát ba pha tạo ra, suất điện động hiệu dụng pha là 127V Để động hoạt động bình thường thì ta phải mắc theo cách nào sau đây? A Ba cuộn dây máy phát theo hình tam giác, ba cuộn dây động theo hình C= (44) B Ba cuộn dây máy phát theo hình tam giác, ba cuộn dây động theo tam giác C Ba cuộn dây máy phát theo hình sao, ba cuộn dây động theo hình D Ba cuộn dây máy phát theo hình sao, ba cuộn dây động theo hình tam giác 3.13 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Cảm ứng từ ba cuộn dây gây tâm stato động không đồng ba pha, có dòng điện xoay chiều ba pha vào động có độ lớn không đổi B Cảm ứng từ ba cuộn dây gây tâm stato động không đồng ba pha, có dòng điện xoay chiều ba pha vào động có phương không đổi C Cảm ứng từ ba cuộn dây gây tâm stato động không đồng ba pha, có dòng điện xoay chiều ba pha vào động có hướng quay D Cảm ứng từ ba cuộn dây gây tâm stato động không đồng ba pha, có dòng điện xoay chiều ba pha vào động có tần số quay tần số dòng điện 3.14 Điện trạm phát điện truyền điện áp kV và công suất 150 kW Hiệu số các công tơ điện trạm phát và nơi thu sau ngày đêm chênh lệch thêm 360 kWh Hiệu suất quá trình truyền tải điện là A 80% B 85% C 90% D 95% 3.15 Trên bóng điện có ghi 220 V – 100 W; trên máy bơm điện có ghi 220 V – 50 Hz, các số đó cho chúng ta biết điều gì? 3.16 Một vôn kế đo điện áp mạng điện xoay chiều, cho số 220 V Hãy tính điện áp cực đại mạch điện xoay chiều 3.17 Đặt điện áp xoay chiều u = 220 √ cos(100πt) (V) vào mạch điện có điện trở R = 100 Ω Hãy tính cường độ dòng điện hiệu dụng và viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch 3.18 Đặt điện áp xoay chiều u = 220 √ cos(100πt) (V) vào hai đầu cuộn cảm L = (H) Hãy tính cường độ dòng điện hiệu dụng và viết biểu thức cường độ dòng điện qua π cuộn cảm L 100 3.19 Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu tụ điện C = (μF) đó cường độ dòng π điện qua tụ điện có dạng i = 2,2 √ cos(100πt) (A) Hãy viết biểu thức điện áp xoay chiều u hai đầu tụ điện C 3.20 Một điện trở R= 150 Ω và tụ điện C = 16 μF mắc nối tiếp với và mắc vào mạng điện U=100 V, f= 50 Hz Hãy tính: a) Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch b) Điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở c) Độ lệch pha cường độ dòng điện chạy qua mạch và điện áp hai đầu đoạn mạch 100 3.21 Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, có R = 100 Ω, L = (H); C = π π (μF) Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều u = 200cos(100πt) V Dùng ampe kế xoay chiều có điện trở không đáng kể để đo cường độ dòng điện mạch Hãy tính: a) Tổng trở mạch điện b) Số ampe kế c) Biểu thức i mạch và biểu thức u điện trở và tụ điện d) Công suất tiêu thụ mạch 3.22 Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, có điện trở R, cuộn cảm L = (H) và tụ điện C có điện dung thay đổi Mắc nối tiếp vào mạch ampe kế xoay π chiều có điện trở không đáng kể Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có dạng u (45) = 200cos(100πt) V Điều chỉnh điện dung tụ điện cho ampe kế giá trị cực đại Người ta thấy ampe kế đó A Hãy xác định: a) Điện dung tụ điện b) Trị số điện trở R c) Biểu thức cường độ dòng điện mạch 3.23 Một máy phát điện xoay chiều có rôto gồm cặp cực từ Hỏi rôto phải quay với tốc độ bao nhiêu để máy phát dòng điện có tần số 60 Hz 3.24 Một máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 2200 vòng mắc vào điện áp xoay chiều 220 V – 50 Hz và lấy điện sử dụng các cuộn thứ cấp với các điện áp V và 12 V Hãy xác định số vòng các cuộn thứ cấp tương ứng với các điện áp nói trên 3.25 Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000 kW Dòng điện nó phát sau tăng truyền xa đường dây có điện trở 20 Ω Hãy tính công suất hao phí trên đường dây, điện áp tăng đến: a) kV b) 110 kV So sánh hiệu suất truyền tải hai trường hợp trên Các câu hỏi và bài tập tổng hợp 3.26 Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh điện dung tụ điện thay đổi và thoả mãn điều kiện ω= thì √ LC A cường độ dòng điện cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch B cường độ dòng điện hiệu dụng mạch đạt cực đại C công suất tiêu thụ trung bình mạch đạt cực đại D điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại 3.27 Điện trạm phát điện truyền điện áp 2kV, hiệu suất quá trình truyền tải là H = 80% Muốn hiệu suất quá trình truyền tải tăng đến 95% thì ta phải A tăng điện áp lên đến 4kV B tăng điện áp lên đến 8kV C giảm điện áp xuống còn 1kV D giảm điện áp xuống còn 0,5kV 3.28 Cho đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R, cuộn cảm L = 0,6/π H và tụ điện C mắc nối tiếp Biểu thức điện áp giữ hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện mạch có dạng u = 240 √ cos(100πt) V; i = √ cos(100πt – π/6) A Hãy tính R, C 3.29 Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều: A Dựa vào tượng tự cảm B Dựa vào tượng cảm ứng điện từ C Dựa vào tượng quang điện D Dựa vào tượng giao thoa 3.30 Phát biểu nào sau đây nói dòng điện xoay chiều là không đúng? A Dòng điện xoay chiều là dòng điện có trị số biến thiên theo thời gian, theo quy luật dạng sin cosin B Dòng điện xoay chiều có chiều luôn thay đổi C Dòng điện xoay chiều thực chất là dao động điện cưỡng D Cường độ dòng điện đo ampe kế khung quay 3.31 Phát biểu nào sau đây nói cường độ hiệu dụng và điện áp hiệu dụng là đúng? A Dùng ampe kế có khung quay để đo cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều (46) B Dùng vôn kế có khung quay để đo điện áp hiệu dụng C Nguyên tắc cấu tạo các máy đo cho dòng xoay chiều là dựa trên tác dụng mà độ lớn tỷ lệ với bình phương cường độ dòng điện 2U D Điện áp hiệu dụng tính công thức: U = 3.32 Một dòng điện xoay chiều có tần số f = 60 Hz Trong giây dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần? A 120 lần B 240 lần C 30 lần D 60 lần 3.33 Trong đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện thì dung kháng có tác dụng : A làm cho điện áp hai tụ điện luôn sớm pha dòng điện góc B làm cho điện áp hai tụ điện luôn trễ pha so với dòng điện góc C làm cho điện áp cùng pha với dòng điện D làm thay đổi góc lệch pha điện áp và dòng điện 3.34 Trong đoạn mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thì cảm kháng có tác dụng : A làm cho điện áp hai đầu cuộn cảm luôn sớm pha dòng điện góc B làm cho điện áp hai đầu cuộn cảm luôn trễ pha so với dòng điện góc C làm cho điện áp cùng pha với dòng điện D làm thay đổi góc lệch pha điện áp và dòng điện 3.35 Cho mạch điện xoay chiều có điện trở mắc nối tiếp với cuộn dây cảm kháng Chọn kết luận nào sau đây là không đúng? A Cường độ dòng điện hiệu dụng qua điện trở và qua cuộn dây là B Điện áp hai đầu cuộn dây trễ pha so với điện áp hai đầu điện trở góc C Điện áp hai đầu cuộn dây sớm pha điện áp hai đầu điện trở góc D Góc lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch với dòng điện mạch tính Z ωL tg = L = R R 3.36 Trong đoạn mạch RLC, tăng tần số điện áp hai đầu đoạn mạch thì A điện trở tăng B dung kháng tăng C cảm kháng giảm D dung kháng giảm và cảm kháng tăng 3.37 Nguyên tắc hoạt động máy biến dựa trên: A.Việc sử dụng từ trường quay B Hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay C Hiện tượng cảm ứng điện từ D Hiện tượng tự cảm 3.38 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Động không đồng ba pha biến điện thành (47) B Động không đồng ba pha hoạt động dựa trên sở tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay C Tốc độ góc khung dây luôn nhỏ tốc độ góc từ trường quay D Động không đồng ba pha tạo dòng điện xoay chiều ba pha 3.39 Gọi N1 là số vòng dây cuộn sơ cấp, N là số vòng dây cuộn thứ cấp và N < N2 Máy biến này có tác dụng A Tăng cường độ dòng điện, giảm điện áp B Giảm cường độ dòng điện, tăng điện áp C Tăng cường độ dòng điện, tăng điện áp D Giảm cường độ dòng điện, giảm điện áp 3.40 Một tụ điện có điện dung 31,8μF Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz và cường độ dòng điện cực đại 2 A chạy qua nó là A 200 V B 200 V C 20 V D 20 V 3.41 Một cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở không đáng kể, mắc vào mạng điện xoay chiều tần số 60Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 12A Nếu mắc cuộn dây trên vào mạng điện xoay chiều có tần số 1000Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là A 0,72A B 200A C 1,4A D 0,005A 3.42 Một cuộn dây dẫn điện trở không dáng kể cuộn lại và nối vào mạng điện xoay chiều 127V, 50Hz Dòng điện cực đại qua nó 10A Độ tự cảm cuộn dây là A 0,04H B 0,08H C 0,057H D 0,114H 3.43 Một cuộn dây có lõi thép, độ tự cảm 318mH và điện trở 100Ω Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện không đổi có điện áp 20V, thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là A 0,2A B 0,14A C 0,1A D 1,4A 3.44 Một cuộn dây có lõi thép, độ tự cảm 318mH và điện trở 100Ω Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện xoay chiều 20V, 50Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là A 0,2A B 0,14A C 0,1A D 1,4A 3.45 Giữa hai tụ điện có điện áp xoay chiều 220V, 60Hz Dòng điện qua tụ điện có cường độ 0,5A Để dòng điện qua tụ điện có cường độ 8A thì tần số dòng điện là A 15Hz B 240Hz C 480Hz D 960Hz 3.46 Một cuộn dây có điện trở 40 Ω Độ lệch pha điện áp hai đầu cuộn dây và dòng điện qua cuộn dây là 450 Cảm kháng và tổng trở cuộn dây là A 40Ω; 56, 6Ω B 40Ω; 28,3Ω C 20Ω; 28,3Ω D 20Ω; 56, 6Ω 3.47 Cho đoạn mạch RLC nối tiếp Điện trở R=100 , cuộn dây cảm có độ tự cảm 4 10 C F L= H π và tụ điện có điện dung Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều tần số 50Hz Tổng trở đoạn mạch là A 400Ω B 200Ω C 316, 2Ω D 141, 4Ω 3.48 Cho đoạn mạch RLC hình vẽ (Hình 3.5) R=100 , cuộn dây cảm có độ tự cảm 4 10 C F L= H π và tụ điện có điện dung Biểu thức điện áp tức thời hai điểm A và N u AN = 200sin100πt (V) là: Cường độ hiệu dụng dòng điện qua mạch là (48) A 1A B 0,63A C 0,89A D 0,7A 3.49 Cho đoạn mạch RLC hình vẽ (Hình 3.5) R=100 , cuộn dây cảm có độ tự cảm 4 10 C F L= H π và tụ điện có điện dung Biểu thức điện áp tức thời hai điểm A và N u AN = 200sin100πt (V) là: Công suất tiêu thụ dòng điện đoạn mạch là A 100W B 50W C 40W D 79W L= H 10π và tụ điện có điện dung 3.50 Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có R0 = 50 , 10 C= F và điện trở R = 30 Tất mắc nối tiếp với nhau, đặt vào hai đầu đoạn mạch có điện áp xoay chiều u 100 cos100t (V) Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch và trên điện trở R là A P=28,8W; PR=10,8W C P=160W; PR=30W B P=80W; PR=30W D P=57,6W; PR=31,6W L= H 10π 3.51 Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có R0 = 50 , và tụ điện có điện dung 10 C= F và điện trở R thay đổi Tất mắc nối tiếp với nhau, đặt vào hai đầu đoạn mạch có điện áp xoay chiều u 100 cos100t (V) Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị cực đại R có giá trị là A 110Ω B 78,1Ω C 10Ω D 148, 7Ω L= H 10π và tụ điện có điện 3.52 Cho đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn dây có độ tự cảm 2.10-4 C= F π dung mắc nối tiếp Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 120 2cos 100πt (V) Điều chỉnh biến trở R đến giá trị R1 thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị cực đại P max Vậy R1, Pmax có giá trị là A R1 20, Pmax 360W B R1 80, Pmax 90W C R1 20, Pmax 720W D R 80, Pmax 180W 3.53 Một dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz và có cường độ hiệu dụng 1A chạy qua cuộn R = 20 3Ω dây có điện trở , độ tự cảm L = 63,7mH Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là A 54,64V B 20V C 56,57V D 40V 3.54 Một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp Biết U 0L = U0C thì điện áp hai đầu đoạn mạch và dòng điện A cùng pha B sớm pha C trễ pha D vuông pha 3.55 Đoạn mạch RLC mắc nối tiếp Khi điện áp và dòng điện cùng pha thì dòng điện có tần số là ω= A LC f= B 2π LC (49) f = 2πLC C D f R LC 3.56 Cho đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với tụ điện C Điện áp hiệu dụng giữ hai đầu điện trở và hai tụ điện là UR = 30V , UC = 40V Điện áp hai đầu đoạn mạch là A 70V B 100V C 50V D 8,4V 3.57 Một đoạn mạch RLC Gọi UR, UL, UC, lần lược là điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R, cuộn cảm L và hai tụ điện C đó UR= UC =2UL Lúc đó A Điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha dòng điện góc B Điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha dòng điện góc C Điện áp hai đầu đoạn mạch trễ pha so với dòng điện góc D Điện áp hai đầu đoạn mạch trễ pha so với dòng điện góc 10 F 3.58.Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, đó R = 100; C = 2 ; L là cuộn dây cảm, có độ tự cảm L Khi điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt giá trị cực đại thì độ tự cảm L có giá trị A 0,637H B 0,318H C 31,8H D 63,7H 10 F 3.59 Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, đó R = 100; C = 2 ; L là cuộn dây cảm, có độ tự cảm L Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì cảm kháng cuộn dây có giá trị A 125 B 250 C 300 D 200 3.60 Một máy phát điện xoay chiều roto có 12 cặp cực quay 300vòng/phút thì tần số dòng điện mà nó phát là A 25Hz B 3600Hz C 60Hz D 1500Hz 3.61 Để máy phát điện xoay chiều roto có cặp cực phát dòng điện tần số là 50Hz thì roto quay với tốc độ A 480 vòng/phút B 400 vòng/phút C 96 vòng/phút D 375 vòng/phút 3.62 Một máy phát điện xoay chiều có cặp cực, roto nó quay với tốc độ 1800 vòng/phút Một máy phát điện khác có cặp cực, muốn phát dòng điện có tần số tần số máy phát thì tốc độ roto là A 450 vòng/phút B 7200 vòng/phút C 112,5 vòng/phút D 900 vòng/phút 3.63 Một máy phát điện mà phần cảm gồm cặp cực và phần ứng gồm hai cặp cuộn dây mắc nối tiếp tạo dòng điện có tần số 50Hz Tốc độ quay roto là A 375vòng/phút B 1500vòng/phút C 750 vòng/phút D 3000 vòng/phút 3.64 Một máy phát điện mà phần cảm gồm cặp cực và phần ứng gồm hai cặp cuộn dây mắc nối tiếp có suất điện động hiệu dụng 200V, tần số 50Hz Biết từ thông cực đại qua vòng dây là 5mWb.Lấy = 3,14, số vòng dây cuộn dây phần ứng là (50) A 127 vòng B 45 vòng C 180 vòng D 32 vòng 3.65 Một máy phát điện ba pha mắc hình có điện áp pha 127V, tần số 50Hz Người ta đưa dòng điện ba pha vào ba tải mắc hình tam giác, tải có đện trở 12 và độ tự cảm 51mH Cường độ dòng điện qua các tải là A 7,86A B 6,35A C 11A D 7,1A 3.66 Một máy phát điện ba pha mắc hình có điện áp pha 127V, tần số 50Hz Người ta đưa dòng điện ba pha vào ba tải mắc hình tam giác, tải có đện trở 12 và độ tự cảm 51mH Công suất các tải tiêu thụ là A 838,2W B 2514,6W C 1452W D 4356W 3.67 Một động không đồng ba pha đấu theo hình vào mạng điện ba pha có điện áp dây 380V Động có công suất 5kW và cos = 0,8 Cường độ dòng điện chạy qua động là A 5,48A B 3,2A C 9,5A D 28,5A 3.68 Cuộn thứ cấp máy biến có 1000vòng Từ thông xoay chiều lõi biến có tần số 50Hz và giá trị cực đại 0,5mWb Suất điện động hiệu dụng cuộn thứ cấp là: A 111V B 157V C 500V D 353,6V 3.69 Một biến dùng máy thu vô tuyến điện có cuộn sơ cấp gồm 1000vòng mắc vào mạng điện 127V và ba cuộn thứ cấp để lấy các điện áp 6,35V; 15V; 18,5V Số vòng dây cuộn thứ cấp là A 71vòng; 167vòng; 207vòng B 71vòng; 167vòng; 146vòng C 50vòng; 118vòng; 146vòng D 71vòng; 118vòng; 207vòng 3.70 Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000kW Dòng điện nó phát sau tăng lên 110kV truyền xa đường dây có điện trở 20 Điện hao phí trên đường dây là A 6050W B 5500W C 2420W D 1653W HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP ÁN 3.1 Chọn D Hướng dẫn: Dòng điện xoay chiều và điện áp xoay chiều mạch điện nói chung biến thiên điều hoà không cùng pha với nhau, cùng pha mạch có điện trở mạch xảy tượng cộng hưởng 3.2 Chọn C Hướng dẫn: Dòng điện xoay chiều đoạn mạch chứa cuộn cảm trễ pha điện áp góc π/2 3.3 Chọn A Hướng dẫn: Dòng điện xoay chiều đoạn mạch chứa tụ điện sớm pha điện áp góc π/2 3.4 Chọn C Hướng dẫn: Dòng điện xoay chiều đoạn mạch chứa tụ điện sớm pha điện áp góc π/2 3.5 Chọn B Hướng dẫn: Từ biểu thức u = 141cos(100πt)V, suy điện áp hiệu dụng U = 100V và tần số góc 1 = ω = 100π (rad/s) Dung kháng tụ điện tính theo công thức Z C = Cường ωC π fC độ dòng điện mạch I0 = U0 /Zc = 141/10 = 1,41 = √ A Suy cường độ dòng điện qua I0 =¿ A tụ có giá trị hiệu dụng là: I = √2 (51) Cường độ dòng điện mạch I = U/Zc = 141/10 = 1,41 A 3.6 Chọn D Hướng dẫn: Độ lệch pha cường độ dòng điện và điện áp tính theo công thức Z − ZC tức là phụ thuộc vào R, L, C (bản chất mạch điện) tan ϕ= L R 3.7 Chọn C Z L − Z C ¿2 ¿ R +¿ Hướng dẫn: Dựa vào công thức: ta suy mạch điện xoay chiều không phân √¿ U U R= ¿ nhánh điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở nhỏ điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch 3.8 Chọn A Z L − Z C ¿2 Hướng dẫn: Công thức tính tổng trở đoạn mạch RLC mắc nối tiếp là = 50 Ω R 2+¿ Z=√ ¿ 3.9 Chọn C Hướng dẫn: Từ biểu thức u = 200cos100πt(V) suy U = 141V, ω = 100 rad/s vận dụng các 1 = công thức tính cảm kháng Z L=ωL=2 π fL , công thức tính dung kháng Z C = , ωC π fC Z L − Z C ¿2 công thức tính tổng trở và biểu thức định luật Ôm I = U/Z, ta tính I = 1A R 2+¿ Z=√ ¿ 3.10 Chọn B Hướng dẫn: Đại lượng cosφ gọi là hệ số công suất mạch điện xoay chiều 3.11 Chọn A Hướng dẫn: Tính hệ số công suất cosφ các mạch sau: - Điện trở R1 nối tiếp với điện trở R2 có φ =0 => cosφ=1 - Điện trở R nối tiếp với cuộn cảm L có < φ < π/2 => cosφ<1 - Điện trở R nối tiếp với tụ điện C có - π/2 < φ <0 => cosφ<1 - Cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C có φ = π/2 φ = - π/2 => cosφ=0 3.12 Chọn D Hướng dẫn: Ba cuộn dây máy phát theo hình thì điện áp hiệu dụng hai dây pha là Ud = √ Up = 127 √ = 220V Ba cuộn dây động theo hình tam giác thì điện áp hiệu dụng đặt vào cuộn dây động là 220V, động hoạt động bình thường 3.13 Chọn B Hướng dẫn: Khi có dòng điện xoay chiều ba pha vào động không đồng ba pha, cảm ứng từ ba cuộn dây gây tâm stato có độ lớn không đổi, hướng quay với tần số quay tần số dòng điện 3.14 Chọn C Hướng dẫn: Công suất hao phí trên đường dây tải điện là P =360:24= 15kW, suy hiệu suất P P 150 15 H 90% P 150 truyền tải là 3.15 Hướng dẫn: Cho biết điện áp hiệu dụng và công suất định mức máy Khi điện áp máy điện áp định mức thì máy hoạt động bình thường và có công suất công suất định mức (52) 3.16 Hướng dẫn: Số vôn kế cho ta biết điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch nên điện áp cực đại mạch điện xoay chiều là : U0 = U √ = 220 √ = 311V 3.17 Hướng dẫn: I = 2,2A i = 2,2 √ cos(100πt) A Vì mạch có R nên i và u cùng pha 3.18 Hướng dẫn: ZL = L.ω = 100π = 100Ω π U=220 V => I = U/ZL=220/100= 2,2A π i = 2,2 √ cos(100πt ) A Vì mạch điện có cuộn cảm nên cường độ dòng điện trễ π pha điện áp góc 1 −6 3.19 Hướng dẫn: Zc = = 100 10 = 100Ω C ω 100 π π I = 2,2A => U=I.ZC=2,2.100=220V π u = 220 √ cos(100πt ) V Vì mạch điện có tụ điện nên cường độ dòng điện sớm π pha điện áp góc 3.20 Hướng dẫn: 1 −6 a) Dung kháng Zc = = 16 10 = 625Ω C ω 100 π π 100 Tổng trở Z = √ R 2+ Z 2C = 643Ω nên I = = 0,155A 643 b) UR = I.R = 0,155.150 = 23,25V Z c) tanφ = − C = - 4,1666 suy φ = - 0,425π rad R 3.21 Hướng dẫn: 1 −6 a) Zc = = 100 10 = 100Ω C ω 100 π π ZL = L.ω = 100π = 200Ω π Z= R +(Z L -ZC ) = 100 U b) I = Z = 1A c) I0 = I √ = √ A ZL − ZC tanφ = = suy φ = R U0R = I0.R = 100 √ Ω π rad nên i = π √ cos(100πt - )A π √ V nên uR = 100 √ cos(100πt - )V i và uR cùng pha (53) U0C = I0.Zc = 100 √ V nên uC = 100 √ cos(100πt - 3π )V i trễ pha u C lượng π d) Công suất tiêu thụ mạch: P=I2R=100 W 3.22 Hướng dẫn: a) Khi I giá trị cực đại thì xảy tượng cộng hưởng điện ZL = ZC 100 π ¿2 1 10− ¿ π π F Hay C = Lω = = ¿ U U √2 b) Tổng trở I = Z suy R = Z = I = 50 Ω c) i = √ cos(100πt)A Vì i và u cùng pha (độ lệch pha =0) 3.23 Hướng dẫn: 60f 60 60 p n= = = 900 vòng/phút 3.24 Hướng dẫn: N U1 = Ta có tỷ số N U2 từ đó tìm N 2= N1 U2 U1 Với U2 = 5V thì N2 = 50 vòng Với U2 = 12V thì N2 = 120 vòng 3.25 Hướng dẫn: Công thức tính hao phí trên đường dây là ΔP = I2.R = P2 R , U2 P − ΔP P Với U = 5kV thì ΔP = 8.105W Hiệu suất là H = 20% Với U = 110kV thì ΔP = 1652,8W Hiệu suất là H = 99,8% Suy hiệu suất trường hợp b) là lớn 3.26 Chọn D Hướng dẫn: Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh điện dung tụ điện thay đổi và thoả mãn điều kiện ω= thì mạch xảy tượng cộng hưởng điện Khi đó √ LC cường độ dao động cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch, cường độ dòng điện hiệu dụng mạch đạt cực đại và công suất tiêu thụ trung bình mạch đạt cực đại Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt cực đại, điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện và cuộn cảm nhau, tổng trở mạch đạt giá trị nhỏ nhất, và điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt cực đại 3.27 Chọn A Hướng dẫn: Công suất truyền tải không thay đổi, áp dụng công thức tính hao phí trên dây dẫn r toả nhiệt ΔP=P → hiệu suất truyền tải điện xa là : U Hiệu suất H = (54) H= r P− ΔP ΔP r ⇒1 − H= =P , suy 1− H 1=P P P U1 U ⇒ 1− H U = 1− H U 21 3.28 Hướng dẫn: U Tổng trở Z = I Độ lệch pha: tanφ = 2 ⇒ U 2=2 = và 1− H 2=P r U2 −0 , 80 =16 ⇒U 2=4 kV −0 , 95 240 = 60Ω (1), ZL = L.ω = 60Ω ZL − ZC π với φ = suy √ (ZL – ZC )= R(2) R Z L − ZC ¿ Z Tổng trở Z = (3) Từ (2) và (3) tao có Z L – ZC = = 30Ω nên ZC = 30Ω hay C R 2+¿ √¿ 10−3 = = F, thay ZC vào (2) ta có R = 30 √ Ω ZC ω 3π 3.29 Chọn B Hướng dẫn: Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa vào tượng cảm ứng điện từ 3.30 Chọn D Hướng dẫn: Cường độ dòng điện đo ampe kế nhiệt 3.31 Chọn C Hướng dẫn: Nguyên tắc cấu tạo các máy đo cho dòng xoay chiều là dựa trên tác dụng mà độ lớn tỷ lệ với bình phương cường độ dòng điện 3.32 Chọn A Hướng dẫn: Trong giây dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần 120 lần 3.33 Chọn B Hướng dẫn: Trong đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện thì dung kháng có tác dụng làm cho điện áp hai tụ điện luôn trễ pha so với dòng điện góc 3.34 Chọn A Hướng dẫn: Trong đoạn mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thì cảm kháng có tác dụng làm cho điện áp hai đầu cuộn cảm luôn sớm pha dòng điện góc 3.35 Chọn B Hướng dẫn: Điện áp hai đầu cuộn sớm pha so với điện áp hai đầu điện trở góc 3.36 Chọn D Hướng dẫn: Trong đoạn mạch RLC, tăng tần số điện áp hai đầu đoạn mạch thì dung kháng giảm và cảm kháng tăng 3.37 Chọn C Hướng dẫn: Nguyên tắc hoạt động máy biến dựa trên tượng cảm ứng điện từ 3.38 Chọn D Hướng dẫn: Động không đồng ba pha không tạo dòng điện xoay chiều ba pha 3.39 Chọn B Hướng dẫn: Trong trường hợp này, máy biến này có tác dụng giảm cường độ dòng điện, tăng điện áp (55) 3.40 Chọn B Hướng dẫn: Dung kháng ZC 1 100 C 10031,8.10 I Io 2A Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều: Điện áp hiệu dụng hai tụ điện: U ZC I 100.2 200V 3.41 Chọn A Hướng dẫn: U U U U I1 12A; I ; ZL1 2f1L ZL2 2f L I f1 f 60 I I1 12 0, 72A I1 f f2 1000 3.42 Chọn C Hướng dẫn: Io 10 5 2A; 2 U 127 ZL 12, 2; I I L ZL 12, 0, 057H 2.50. 3.43 Chọn A Hướng dẫn: U 20 I 0, 2A R 100 3.44 Chọn B Hướng dẫn: Tổng trở cuộn dây là: Z Z L R (100 .318.10 ) 100 141,35 I U 20 0,14A Z 141,35 Cường độ dòng điện là: 3.45 Chọn D Hướng dẫn: U U I1 200.2.f1 0,5A; I 200.2.f 8A; ZC1 ZC2 I2 f f f 960Hz I1 f1 0,5 60 3.46 Chọn A Hướng dẫn: ZL Z tg450 L ZL R 40; R R R 40.2 Z 56, 6 cos tg 3.47 Chọn D (56) Hướng dẫn: ZL L 200; ZC 100; C Z R (ZL ZC ) 141, 4 3.48 Chọn B Hướng dẫn: Xét đoạn mạch AN gồm R nt L ta có: U U 200 ZAN R ZL 100 5; I AN 0AN 0, 63A ZAN ZAN 100 3.49 Chọn C Hướng dẫn: Xét đoạn mạch AN ta có ZAN = 100 5 và I = 0,63A (theo 3.59) Trong đoạn mạch trên có R tiêu thụ điện dạng nhiệt Nên công suất tiêu thụ đoạn mạch là: P R.I 40W 3.50 Chọn B Hướng dẫn: ZL 40; ZC 100 Z (R R ) (ZL ZC ) 100 I U 1A Z , Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch: P (R R ).I 80W Công suất tiêu thụ trên điện trở R: PR=30W 3.51 Chọn C Hướng dẫn: P (R R ).I (R R ) U2 (R R ) (ZL ZC ) U2 U2 (ZL ZC ) M R R0 R R0 Pmax M R R ZL ZC R ZL ZC R 10 3.52 Chọn A Hướng dẫn: ZL L 100 ZC 30 10 50 C U2 P RI R R (ZL ZC )2 P Pmax M M U2 U2 (ZL ZC ) M R R R Z L ZC 20 U 1202 360W 2R 2.20 3.53 Chọn D Hướng dẫn: Pmax (57) ZL L 20 Z R ZL 40 U IZ 40V 3.54 Chọn A Hướng dẫn: U =U 0C Vì 0L 3.55 Chọn B ZL = ZC tg = u và I cùng pha Hướng dẫn: Khi u và i cùng pha tg = ZL = ZC LCω2 = f = 2π LC 3.56 Chọn C U = I R + ZC = U R + U C = 50Ω Hướng dẫn: 3.57.Chọn C Hướng dẫn: Z -Z U - U C U R - U C U R - 2U R tg = L C = L = = = -1 R UR UR UR =- π 3.58 Chọn A Hướng dẫn: Ta có UC = IZC , ZC không đổi: UC đạt giá trị cực đại I đạt giá trị cực đại U U I ; I Imax Z Zmin LC2 1 2 Z R (ZL ZC ) Mà 1 L 4 0, 637H 10 C 2 100 2 Suy 3.59 Chọn B ZL Hướng dẫn: Tương tự bài 79 ta có: 3.60.Chọn C np 12.300 f 60Hz 60 60 Hướng dẫn: Ta có R Z2C ZC 1002 2002 250 200 3.61.Chọn D f Hướng dẫn: Ta có 3.62 Chọn A np 60.f 60.50 n 375 60 p vòng/phút f1 n1p1 n p f2 2 60 ; Máy phát điện 2: 60 Hướng dẫn: Máy phát điện 1: n p 1800.2 n2 1 450 p Để f = f thì vòng/phút 3.63.Chọn B (58) f np 60.f 60.50 n 1500 60 p vòng/phút Hướng dẫn: 3.64 Chọn B Hướng dẫn: Gọi N là tổng số số vòng dây cuộn phần ứng Ta có: E E N E 200 N 180 100.5.10 2 vòng N1 Số vòng dây cuộn: 3.65 Chọn C Hướng dẫn: Tổng trở tải: Điện áp dây: N 45vòng Z R (2fL) 12 16 20 U d 3U p 3.127 220V Cường độ dòng điện qua các tải: 3.66 Chọn D I Hướng dẫn: Ta có: P = 3UdIcos = 3.67.Chọn C Hướng dẫn: Ta có: I Ud 11A Z 3U d I U d 3U p U p R 12 3.220.11 4356W Z 20 U d 380 219, 4V 3 P 5000 9,5A 3U p cos 3.219, 4.0,8 P = 3UpIcos 3.68 Chọn A Hướng dẫn: Ta có: E N 1000.100.0,5.10 111V 2 3.69 Chọn C U2 N2 U N N1 U1 Hướng dẫn: Ta có: U1 N1 E Nếu U2 = 6,35V Nếu U2 = 15V N N1 N N1 Nếu U2 = 18,5V 3.70 Chọn D U2 15 1000 118 U1 127 vòng N N1 Hướng dẫn: Ta có: U2 6,35 1000 50 U1 127 vòng U2 18,5 1000 146 U1 127 vòng P P R 20 1012 1653W U 121.108 (59) Chương IV: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ I HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG A Chuẩn kiến thức, kĩ Chủ đề Mức độ cần đạt Dao động điện từ Sóng điện từ a) Dao động điện từ mạch LC b) Điện từ trường Sóng điện từ Các tính chất sóng điện từ c) Sơ đồ nguyên tắc máy phát và máy thu sóng vô tuyến điện Kiến thức - Trình bày cấu tạo và nêu vai trò tụ điện và cuộn cảm hoạt động mạch dao động LC - Viết công thức tính chu kì dao động riêng mạch dao động LC - Nêu dao động điện từ là gì - Nêu lượng điện từ mạch dao động LC là gì - Nêu điện từ trường và sóng điện từ là gì - Nêu các tính chất sóng điện từ - Nêu chức khối sơ đồ khối máy phát và máy thu sóng vô tuyến điện đơn giản - Nêu ứng dụng sóng vô tuyến điện thông tin, liên lạc Ghi chú Kĩ - Vẽ sơ đồ khối máy phát và máy thu sóng vô tuyến điện đơn giản - Vận dụng công thức T = 2 √ LC B Các kiến thức Mạch dao động Dao động điện từ Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thành mạch điện kín gọi là mạch dao động Nếu điện trở mạch nhỏ, coi không thì mạch là mạch dao động lí tưởng Tụ điện có nhiệm vụ tích điện cho mạch, sau đó nó phóng điện qua lại mạch nhiều lần tạo dòng điện xoay chiều mạch Dao động điện từ điều hoà xảy mạch LC sau tụ điện tích điện lượng q0 và không có tác dụng điện từ bên ngoài lên mạch Đó là dao động điện từ tự Biểu thức dao động điện từ tự là: q = q0cos(ωt + φ) Tần số góc riêng mạch LC là: ω= √ LC Từ phương trình điện tích mạch: q = q0.cos(ωt + φ) ta có phương trình cường độ dòng điện mạch: i = q’ = q0.ω.cos(ωt + φ + ) i = I0cos(ωt + φ+ ), với I0 = q0ω Nếu chọn gốc thời gian t = lúc tụ bắt đầu phóng điện q = q0 (khi đó i = 0) ta có (60) q = q0cosωt và i = I0cos(ωt + ) Điện tích q tụ điện và cường độ dòng điện i mạch dao động biến thiên điều hoà theo thời gian; i lệch pha so với q T =2 π √ LC Chu kì dao động riêng mạch dao động LC: và tần số f = 2 LC bước sóng c.T 3.10 2. LC Dao động điện từ tự do: Sự biến thiên điều hoà theo thời gian điện tích q tụ điện và cường độ dòng điện i (hoặc cường độ điện trường E và cảm ứng từ B ) mạch dao động gọi là dao động điện từ tự Năng lượng điện từ mạch dao động LC: q2 q02 cos (t ) C 2C Năng lượng điện trường tập trung tụ điện: WC = Năng lượng từ tập trung cuộn cảm: L2 q Li sin (t ) WL= q 02 Năng lượng điện từ toàn phần mạch dao động: W = WC + WL = 2C = const Trong quá trình dao động mạch, lượng từ trường và lượng điện trường luôn chuyển hoá cho nhau, tổng lượng điện từ là không đổi Điện từ trường và tính chất sóng điện từ Từ trường và điện trường biến thiên theo thời gian và không tồn riêng biệt, độc lập với nhau, mà là biểu trường tổng quát, nhất, gọi là điện từ trường Mỗi biến thiên theo thời gian từ trường, sinh không gian xung quanh điện trường xoáy biến thiên theo thời gian, và ngược lại, biến thiên theo thời gian điện trường sinh từ trường biến thiên theo thời gian không gian xung quanh Quá trình lan truyền không gian điện từ trường biến thiên tuần hoàn là quá trình sóng, sóng đó gọi là sóng điện từ Sóng điện từ truyền chân không có vận tốc c = 300 000km/s, sóng điện từ mang lượng, là sóng ngang (các véctơ E và B vuông góc với và vuông góc với phương truyền sóng), có thể truyền chân không và có thể phản xạ, khúc xạ, giao thoa Sơ đồ khối máy phát và máy thu Ứng dụng sóng vô tuyến Sơ đồ khối máy phát vô tuyến đơn giản gồm ít nhát phận sau: micrô (1); mạch phát sóng điện từ cao tần (2); mạch biến điệu (3); mạch khuếch đại (4); anten phát (5) Sơ đồ khối máy thu đơn giản: (61) 5 Anten thu (1): sóng điện từ, lan đến anten thu tạo mạch anten dao động điện từ cao tần (biến điệu), có biên độ nhỏ Mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần (2): làm tăng biên độ dao động điện từ cao tần Mạch tách sóng(3): tách dao động điện từ âm tần khỏi dao động điện từ cao tần biến điệu Mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần (4): làm tăng biên độ dao động điện từ âm tần Loa (5): biến dao động điện thành dao động và phát âm Ứng dụng sóng điện từ: Sóng vô tuyến điện sử dụng thông tin liên lạc đài phát thanh, dao động âm tần dùng để biến điệu (biên độ hặc tần số) dao động cao tần Dao động cao tần đã biến điệu phát xạ từ anten dạng sóng điện từ Ở máy thu thanh, nhờ có anten thu, thu dao động cao tần đã biến điệu, và sau đó dao động âm tần lại tách khỏi dao động cao tần biến điệu nhờ quá trình tách sóng, đưa loa C Các câu hỏi và bài tập ví dụ Dạng 1: Tính toán các đại lượng đặc trưng dao động điện từ Gợi ý cách giải: Áp dụng các công thức mạch dao động điện từ: T =2 π √ LC - Chu kì, tần số dao động: , f = T-1, f = 2 LC - Phương trình điện tích mạch: q = q0.cos(ωt + φ) - Phương trình cường độ dòng điện mạch: i = q’ = q0.ω.cos(ωt + φ + ) 1 q02 - Năng lượng điện từ trường: W = L.I02 = C Ví dụ 1: Một mạch dao động LC, cã C = 10nF và L = 10mH Tính tần số dao động điện từ mạch Hướng dẫn: Áp dụng công thức f = 2 LC Ta tính f = 15915,5Hz Ví dụ 2: Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC có dạng i = 0,02cos2000t (A) Tụ điện mạch có điện dung C = F Độ tự cảm L có độ lớn là A 50mH B 50H C 5.10-6H D 5.10-8H Hướng dẫn: Từ biểu thức cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC là i = I0cos(ωt) , với biểu thức i = 0,02cos2000t(A), có tần số góc dao động mạch là ω = 2000rad/s 1 ω= Áp dụng công thức tính tần số góc mạch dao động LC: √ LC > L = C thay giá trị C = 5μF = 5.10-6F, ω = 2000rad/s vào công thức tính L ta L = 50mH Đáp án: Chọn A (62) Ví dụ 3: Mạch dao động LC, cã C = 200 pF và L = 10 μH Tụ điện tích điện đến điện áp cực đại U0 = 20 V Hãy tính: a) Tần số dao động mạch b) Năng lượng điện từ mạch Hướng dẫn: 108 a) Từ công thức tính f = 2 LC thay số vào ta có tần số f = 6 Hz b) Biểu thức tính lượng điện từ là W = C U 20 , thay giá trị C, U0 vào ta có: 100.10-12.122 = 72.10-10 J Dạng 2: Mạch thu sóng điện từ Gợi ý cách giải: Nguyên tắc hoạt động mạch thu sóng điện từ dựa trên tượng cộng hưởng điện Công thức tính bước sóng mà mạch thu là c.T 3.10 2. LC (m) W= Ví dụ 1: Một mạch dao động LC, dïng mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện C và cuộn cảm L = 0,2mH §Ó mạch thu sóng điện từ có bước sóng 160m thì điện dung tụ điện là bao nhiêu? Hướng dẫn: Áp dụng công thức tính bước sóng điện từ mà mạch thu được: c.T 3.108.2. LC (m) ta suy C = 36.10-12F = 36pF Ví dụ 2: Mét máy thu vô tuyến điện cã mạch chọn sóng đầu vào gồm tụ điện C = 1nF và cuộn cảm L = 100μH (lấy π2 = 10) Bước sóng λ mà m¸y thu là A 300m B 600m C 300km D 1000m Hướng dẫn: Bước sóng điện từ mà mạch chọn sóng thu là λ=2 π 108 √ LC = 600m Đáp án: Chọn B II CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 4.1 Công thức tính chu kì T mạch dao động LC là A T LC B T 4 LC C T=2.π LC D T 2. LC 4.2 Cho mạch dao động LC, tăng điện dung tụ điện lên lần thì chu kì dao động mạch A tăng lên lần B tăng lên lần C giảm lần D giảm lần 4.3 Nhận xét nào sau đây đặc điểm mạch dao động LC là không đúng? A Điện tích mạch dao động biến thiên điều hoà B Năng lượng điện trường mạch dao động tập trung chủ yếu tụ điện C Năng lượng từ trường mạch dao động tập trung chủ yếu cuộn cảm D Tần số mạch dao động tỉ lệ với điện tích tụ điện 4.4 Cho mạch dao động LC, có L = 2mH và C = 2pF, (lấy π = 10) Tần số dao động f mạch là A 25 Hz B 10 Hz C 1,5 MHz D 2,5 MHz 4.5 Tụ điện mạch dao động có điện dung C = 2μF, ban đầu tích điện đến điện áp 100V, sau đó cho mạch thực dao động điện từ tắt dần Năng lượng mát mạch từ bắt đầu thực dao động đến dao động điện từ tắt hẳn là bao nhiêu? A 10mJ; B 20mJ; C 10kJ; D 2,5kJ 4.6 Phát biểu nào sau đây là không đúng? (63) A Điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh từ trường B Từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh điện trường xoáy C Trường xoáy là trường có đường sức không khép kín D Trường xoáy là trường có đường sức khép kín 4.7 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Dòng điện dẫn là dòng chuyển động có hướng các điện tích B Dòng điện dịch là điện trường tụ điện biến thiên sinh C Dòng điện dẫn có thể dùng ampe kế để đo trực tiếp D Dòng điện dịch có thể dùng ampe kế để đo trực tiếp 4.8 Phát biểu nào sau đây tính chất sóng điện từ là không đúng? A Sóng điện từ là sóng ngang B Sóng điện từ mang lượng C Sóng điện từ có thể phản xạ, khúc xạ, giao thoa D Sóng điện từ không truyền chân không 4.9 Phát biểu nào sau đây tính chất sóng điện từ là không đúng? A Sóng điện từ có thể bị phản xạ, khúc xạ, giao thoa B Tốc độ sóng điện từ không thay đổi các môi trường C Sóng điện từ là sóng ngang D Sóng điện từ mang lượng 4.10 Sóng điện từ nào sau đây có khả xuyên qua tầng điện li? A Sóng dài; B Sóng trung; C Sóng ngắn; D Sóng cực ngắn 4.11 Phát biểu nào sau đây là không đúng? Một các nguyên tắc chung việc thông tin liên lạc sóng vô tuyến là A phải dùng sóng điện từ cao tần B phải biến điệu các sóng mang C phải dùng mạch tách sóng nơi thu D phải tách sóng âm tần khỏi sóng mang trước phát 4.12 Mạch chọn sóng đầu vào máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện C = 1nF và cuộn cảm L = 100 μH (lấy π2 = 10) Bước sóng điện từ λ mà mạch thu là : A 300 m B 600 m C 300 km D 1000 m 4.13 Mạch dao động gồm tụ điện có điện dung C = 100 pF và cuộn dây cảm, hệ số tự cảm L = μH Tụ điện tích điện đến điện áp cực đại U0 = 12 V Hãy tính: a) Tần số dao động mạch b) Năng lượng điện từ mạch c) Cường độ dòng điện cực đại mạch 4.14 Một mạch dao động điện từ LC gồm tụ điện có điện dung C = 28μF, để dao động điện từ mạch có tần số 500Hz thì hệ số tự cảm cuộn cảm là bao nhiêu? 4.15 Mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện có điện dung thay đổi và cuộn dây có độ tự cảm L = 25 μH Điện dung tụ điện bao nhiêu để mạch thu sóng điện từ có bước sóng 100 m 4.16.* Mạch dao động máy thu vô tuyến điện có cuộn cảm với độ tự cảm biến thiên từ 0,5 μH đến 10 μH, và tụ điện có điện dung biến đổi từ 10 pF đến 500 pF Máy có thể bắt sóng vô tuyến điện dải bước sóng nào? Các câu hỏi và bài tập tổng hợp 4.17 Cho mạch dao động LC , có C = 30nF và L =25mH Nạp điện cho tụ điện đến điện áp 4,8V sau đó cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cường độ dòng điện hiệu dụng mạch là (64) A 3,72mA B 4,28mA C 5,20mA D 6,34mA 4.18 Cho mạch dao động LC, cường độ dòng điện tức thời i = 0,25cos1000t(A) Tụ điện mạch có điện dung 25μF Độ tự cảm L cuộn cảm là A 0,04 H B 1,5 H C 4.10-6 H D 1,5.10-6 H 4.19 Mạch dao động lối vào máy thu gồm cuộn cảm có độ tự cảm μH và tụ điện có điện dung biến thiên Tính điện dung tụ điện để máy thu thu sóng điện từ có bước sóng 31 m Lấy c = 3.108 m/s 4.20 Mạch dao động LC, lối vào máy thu có điện dung tụ điện biến thiên từ 15 pF đến 860 pF và cuộn cảm có độ tự cảm biến thiên Máy có thể thu các sóng ngắn và sóng trung có bước sóng từ 1000 m đến 10 m Hãy tìm giới hạn biến thiên độ tự cảm cuộn cảm mạch 4.21 Chu kì dao động điện từ mạch dao động L, C xác định biểu thức T 2 LC A T 2 LC B L T C 2 C D 4.22 Điện tích tụ điện mạch dao động f 2 LC A biến thiên điều hoà với tần số T 2 B biến thiên điều hoà với tần số C biến thiên điều hoà với tần số f 2LC f LC 2 C L D biến thiên điều hoà với tần số f 2 LC 4.23 Dao động điện từ mạch dao động LC là quá trình A điện tích trên tụ điện biến đổi không tuần hoàn B có tượng cộng hưởng xảy thường xuyên mạch dao động C chuyển hóa qua lại lượng điện trường và lượng từ trường tổng chúng tức là lượng mạch dao động không đổi D lượng điện trường và lượng từ trường biến thiên theo hàm bậc thời gian 4.24 Phát biểu nào sau đây nói sóng điện từ là đúng? A Năng lượng sóng điện từ tỷ lệ với luỹ thừa bậc hai tần số B Sóng điện từ truyền xa nhờ biến dạng môi tường đàn hồi C Tốc độ sóng điện từ chân không nhỏ nhiều lần so với tốc độ ánh sáng chân không D Điện từ trường điện tích điểm dao động theo phương thẳng đứng lan truyền không gian dạng sóng 4.25 Để thực thông tin vũ trụ, người ta sử dụng: A Sóng cực ngắn vì nó không bị tầng điện ly phản xạ hấp thụ và có khả truyền xa theo đường thẳng B Sóng ngắn vì sóng ngắn bị tầng điện ly và mặt đất phản xạ nhiều lần nên có khả truyền xa C Sóng dài vì sóng dài có bước sóng lớn D Sóng trung vì sóng trung có khả truyền xa (65) 4.26 Mạch nào sau đây có thể phát sóng điện từ truyền xa không gian? A Mạch dao động kín và mạch dao động hở B Mạch dao động hở C Mạch điện xoay chiều R, L và C nối tiếp D Mạch dao động kín, mạch dao động hở và mạch điện xoay chiều R, L và C nối tiếp 4.27 Một mạch dao động có tần số riêng 100kHz và tụ điện điện dung C = 5.10 -3F Độ tự cảm L mạch dao động là: A 5.10-5 H B 5.10-4 H C 5.10-3 H D 2.10-4 H 4.28 Mạch dao động máy thu vô tuyến điện có độ tự cảm L = 10H và điện dung C biến thiên từ 10pF đến 250pF Máy có thể bắt sóng điện từ có bước sóng khoảng từ A 10m đến 95m B 20m đến 100m C 18,8m đến 94,2m D 18,8m đến 90m 4.29 Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm 10μH, điện trở không đáng kể và tụ điện 12000ρF, điện áp cực đại hai tụ điện là 6V Cường độ dòng điện chạy mạch là A 20,8.10-2A B 14,7.10-2 A C 173,2 A D 122,5 A 4.30 Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm 27μH, điện trở 1Ω và tụ điện 3000ρF Điện áp cực đại hai tụ điện là 5V Để trì dao động cần cung cấp cho mạch công suất là A 335,4 W B 112,5 kW C 1,37.10-3 W D 0,037 W 4.31 Một mạch dao động có tụ điện C = 0,5μF Để tần số dao động mạch 960Hz thì độ tự cảm cuộn dây là A 52,8 H B 5,49.10-2 H C 0,345 H D 3,3.102 H 4.32 Một máy thu vô tuyến điện có mạch dao động gồm cuộn cảm L = 5μH và tụ điện C = 2000ρF Bước sóng sóng vô tuyến mà máy thu là A 5957,7 m B.18,84.104 m C 18,84 m D 188,4 m 4.33 Mạch dao động máy thu vô tuyến điện có cuộn cảm L = 25μH Để thu sóng vô tuyến có bước sóng 100m thì điện dung tụ điện có giá tri là A 112,6pF B.1,126nF C 1,126.10-10F D 1,126pF 4.34 Cường độ tức thời dòng điện mạch dao động là i=0,05cos2000t Tụ điện mạch có điện dung C = 5μF Độ tự cảm cuộn cảm là A 5.10-5H B 0,05H C 100H D 0,5H 4.35 Mạch dao động máy thu vô tuyến có cuộn cảm với độ tự cảm biến thiên từ 0,5μH đến 10μH và tụ điện với điện dung biến thiên từ 10ρF đến 50ρF Máy thu có thể bắt các sóng vô tuyến dải sóng A 4.2m λ 29,8m B 421,3m λ 1332m C 4,2m λ 133,2m D 4,2m λ 13,32m 4.36 Mạch chọn sóng máy thu vô tuyến gồm tụ điện điện dung C = 90ρF, và cuộn dây có hệ số tự cảm L = 14,4μH Các dây nối có điện trở không đáng kể Máy thu có thể thu sóng có tần số A 103Hz B 4,42.106Hz C 174.106Hz D 39,25.103Hz 4.37 Một mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm 5mH và tụ điện có điện dung 50μF Chu kì dao động riêng mạch là A 99,3s B 31,4.10-4s C 3,14.10-4s D 0,0314s 4.38 Một mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm 5mH và tụ điện có điện dung 50 μF Điện áp cực đại trên hai tụ điện là 10V Năng lượng mạch dao động là A 25mJ B 106J C 2,5mJ D 0,25mJ (66) HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ TRẢ LỜI 4.1 Chọn C Hướng dẫn: Công thức tính chu kì mạch dao động LC là T =2 π √ LC 4.2 Chọn B Hướng dẫn: Chu kì mạch dao động LC là T =2 π √ LC , nên tăng điện dung C tụ điện lên lần thì chu kì dao động mạch tăng lên lần 4.3 Chọn D Hướng dẫn: Mạch dao động điện từ điều hoà LC luôn có: Điện tích mạch biến thiên điều hoà Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu tụ điện Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu cuộn cảm Theo công thức tính tần số dao động mạch là f = , thì f mạch dao động LC π √ LC không tỉ lệ với điện tích tụ điện 4.4 Chọn D Hướng dẫn: Áp dụng công thức tính tần số dao động mạch f = , thay L = 2mH = π √ LC 2.10-3H, C = 2pF = 2.10-12F và π2 = 10 ta f = 2,5.106H = 2,5MHz 4.5 Chọn A CU2 = 1.10-2 J = 10 mJ Khi dao động Hướng dẫn: Năng lượng ban đầu tụ điện là W = mạch tắt hẳn thì mạch không còn lượng Năng lượng điện từ mạch đã bị mát hoàn toàn, tức là phần lượng bị mát là ΔW = 10 mJ 4.6 Chọn C Hướng dẫn: Từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh điện trường xoáy Từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh điện trường xoáy Trường xoáy là trường có đường sức khép kín 4.7 Chọn D Hướng dẫn: Không thể dùng ampe kế để đo trực tiếp dòng điện dịch, mà phải đo gián tiếp thông qua dòng điện dẫn 4.8 Chọn D Hướng dẫn: Sóng điện từ truyền tất các môi trường vật chất, kể chân không 4.9 Chọn B Hướng dẫn: Sóng điện từ lan truyền các môi trường, tốc độ nó phụ thuộc vào điện môi môi trường đó Vì các môi trường vật chất khác sóng điện từ có vân tốc khác 4.10 Chọn D Hướng dẫn: Sóng cực ngắn có thể xuyên qua tầng điện li 4.11 Chọn D Hướng dẫn: Các nguyên tắc chung việc thông tin liên lạc sóng vô tuyến: phải dùng sóng điện từ cao tần, biến điệu các sóng mang, phải dùng mạch tách sóng nơi thu và khuếch đại tín hiệu 4.12 Chọn B Hướng dẫn: Bước sóng điện từ mà mạch chọn sóng thu là λ=2 π 108 √ LC = 600m 4.13 Hướng dẫn: (67) a) ω = √ L C = √9 10−6 100 10−12 b) Năng lượng điện từ là W = C U 20 2 72 10 −10 = 0,04A −6 10 1 nên L = = 2 2 −6 = π √ LC π f C π 500 28 10 c) Cường độ dòng điện cực đại là I0 = 4.14 Hướng dẫn: Ta có f = 3,618.10-3 H 4.15 Hướng dẫn: Khi λ = 100m thì chu kì là T = 10 ω 10 rad/s, suy tần số f = Hz = 2π 6π = 100.10-12.122 = 72.10-10 J = λ C √ 2W = L √ 100 10−6 = = s lại có T = 2π 108 √ LC T2 10−12 = = 1,126.10-10 F = 112,6 pF π2 L π 25 10− 4.16 Hướng dẫn: Bước sóng λ = c.T = c.2.π √ L C suy C = Khi λ nhỏ ứng với Lmin và Cmin nên λmin = 3.108.2.3,14 √ 0,5 10− 10 10− 12 = 13,32m Khi λ lớn nhất ứng với Lmax và Cmax nên λmax = 3.108.2.3,14 √ 10 10− 50010−12 = 421,27m nên 13,32m ≤ λ ≤ 421,27m 4.17 Chọn A Hướng dẫn: Phương trình điện tích mạch dao động là q = Q 0cos(ωt + φ), phương trình cường độ dòng điện mạch là i = q’ = - Q0ωsin(ωt + φ) = I0sin(ωt + φ), suy cường độ I Q ω CU C dòng điện hiệu dụng mạch tính I = = = = U = 3,72.10-3A = L 2 LC √ √ √ 3,72mA 4.18 Chọn A Hướng dẫn: Biểu thức cường độ dòng điện tức thời mạch dao động LC là i = I 0cos(ωt) với biểu thức i = 0,25cos1000t(A) đã cho có tần số góc dao động mạch là ω = 1000rad/s 1 ω= Áp dụng công thức tính tần số góc mạch dao động LC: √ LC > L = C thay số C √ = 25μF = 25.10-6F, ω = 1000rad/s ta L = 0,04H 4.19 Hướng dẫn: λ Chu kì dao động là T = = 2π √ L C nên c λ2 312 C= = = 5,41.10-11F = 54,1pF c2 π L 1016 , 14 10− 4.20 Hướng dẫn: Bước sóng λ = c.T = c.2.π √ L C + Khi L nhỏ ứng với λmin và Cmin nên Lmin = λ 2min 10 = 16 − 12 c2 π C 10 , 14 15 10 + Khi L lớn nhất ứng với λmax và Cmax = 1,876.10-6 H (68) 10002 nên Lmax = = = 3,273.10-4 H Vậy độ tự cảm 2 16 − 12 c π C max 10 , 14 860 10 mạch biến thiên khoảng: 1,876.10-6 H < L < 3,273.10-4 H 4.21 Chọn A Hướng dẫn: Chu kì dao động điện từ mạch dao động L, C xác định biểu thức: T 2 LC λ max 4.22 Chọn A Hướng dẫn:Điện tích tụ điện mạch dao động biến thiên điều hoà với tần số f 2 LC 4.23 Chọn C Hướng dẫn: Dao động điện từ mạch dao động LC là quá trình chuyển hóa qua lại lượng điện trường và lượng từ trường tổng chúng tức là lượng mạch dao động không đổi 4.24 Chọn D Hướng dẫn: Điện từ trường điện tích điểm dao động theo phương thẳng đứng lan truyền không gian dạng sóng 4.25 Chọn A Hướng dẫn: Để thực thông tin vũ trụ, người ta sử dụng sóng cực ngắn vì nó không bị tầng điện ly phản xạ hấp thụ và có khả truyền xa theo đường thẳng 4.26 Chọn B Hướng dẫn: Mạch nào có thể phát sóng điện từ truyền xa không gian là mạch sau mạch dao động hở 4.27 Chọn B 1 f L 2 5.10 H 9 10 4 Cf 4 5.10 10 2 LC Hướng dẫn: Ta có 4.28 Chọn C Hướng dẫn: Ta có: 1 2c LC1 2.3.108 10 5.10 11 18,8m 2c LC2 2.3.108 10 5.25.10 11 94, 2m 4.29 Chọn B Hướng dẫn: Theo định luật bào toàn và chuyển hóa lượng: 1 W to=W đo ⇔ LI2o = CV2o 2 C ⇒ I o=U o =20,8 10 -2 A L I ⇒ I = o =14,7 10-2 A √2 4.30 Chọn C Hướng dẫn: Để trì dao động cần cung cấp cho mạch công suất đúng nhiệt lượng tỏa trên điện trở R: P = RI2 √ (69) C L ❑I U o C ⇒ I= = √ √2 L -9 10 ⇔ I= = =0,037A -6 √ 27 10 √ √ 103 ⇒ P=RI2=1,37 10-3 W I o=U o o √ √ √ 4.31 Chọn B Hướng dẫn: f= 1 -2 ⇒ L= = =5,49 10 H 2 2 -6 2π √ LC π f C π 960 0,5 10 4.32 Chọn D Hướng dẫn: Khi máy thu thu sóng có bước sóng λ thì mạch dao động xảy tượng cộng hưởng: f = f o ⇒ λ = λ o = c π √ LC λ=2 π 108 √5 10-6 103 10-12=188,4m 4.33 Chọn A Hướng dẫn: Ta có: λ=2 c π √ LC λ 104 ⇒ C= = π c L π 1016 25 10-6 10 -8 -12 ⇔ C= =112,6 10 F 9π 1.49 Một vật treo vào lò xo làm nó dãn 4cm Cho g = 10m/s 2 Chu kì dao động vật là A 4s B 0,4s C 0,04s D 1,27s 4.34 Chọn B Hướng dẫn: Từ i = 0,05cos2000t ⇒ ω = 2000 rad/s 1 Mà ω= ⇒ L= √LC C.ω ⇔ L= =0,05H -6 10 10 4.35 Chọn C Hướng dẫn: Ta có: λ=2 π c √ LC λ1=2 π c √ Lmin C min=2 π 108 √0,5 10-6 10 10-12=4,2m λ 2=2 π c √ Lmax C max=2 π 108 √ 10-5 10-10=133,2m 4.36 Chọn B Hướng dẫn: f= 1 10 = = ≈ 4,42 10 Hz -7 -11 π 12 2π √ LC 2π √ 14,4 10 10 4.37 Chọn B Hướng dẫn: T =2π √ LC=2π √ 10 -3 10 -5=31,4 10-4 s 4.38 Chọn A (70) 1 W Wđmax CU 02 5.10-5.100 25.10-3 J 2 Hướng dẫn: (71) Chương V: SÓNG ÁNH SÁNG I HỆ THỐNG CÁC KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG A Chuẩn kiến thức, kĩ Chủ đề Mức độ cần đạt Sóng ánh sáng a) Tán sắc ánh sáng b) Nhiễu xạ ánh sáng Giao thoa ánh sáng Kiến thức - Mô tả tîng tán sắc ánh sáng qua lăng kính - Nêu tượng nhiễu xạ ánh sáng là gì - Trình bày thí nghiệm giao thoa ánh sáng - Nêu vân sáng, vân tối là kết giao thoa ánh sáng - Nêu điều kiện để xảy tượng giao thoa ánh sáng - Nêu tượng giao thoa chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng và nêu tư tưởng thuyết điện từ ánh sáng - Nêu ánh sáng đơn sắc có bước sóng xác định - Nêu chiết suất môi trường phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng chân không - Nêu quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ là gì và đặc điểm chính loại quang phổ này - Nêu chất, các tính chất và công dụng tia hồng ngoại, tia tử ngoại và tia X - Kể tên các vùng sóng điện từ thang sóng điện từ theo bước sóng c) Các loại quang phổ d) Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia X Thang sóng điện từ Ghi chú - Không yêu cầu học sinh chứng minh công thức khoảng vân Kĩ λD a - Xác định bước sóng ánh sáng theo phương pháp giao thoa thí nghiệm - Vận dụng công thức i = B Các kiến thức Hiện tượng tán sắc ánh sáng Hiện tượng tán sắc ánh sáng là tượng chùm ¸nh sáng trắng truyền qua lăng kính bị phân tích thành các thành phần ánh sáng đơn sắc khác nhau: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím, đó ánh sáng đỏ lệch ít nhất, ánh sáng tím lệch nhiều Nguyên nhân tượng tán sắc ánh sáng là tốc độ truyền ánh sáng môi trường suốt phụ thuộc vào tần số ánh sáng Vì chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào tần số (và bước sóng ánh sáng) Ánh sáng có tần số càng nhỏ (bước sóng càng dài) thì chiết suất môi trường càng bé Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có bước sóng (tần số) và màu sắc định; nó không bị tán sắc qua lăng kính Ánh sáng trắng là tập hợp nhiều ánh sáng đơn sắc khác Hiện tượng tán sắc ánh sáng ứng dụng máy quang phổ để phân tích thành phần cấu tạo chùm ánh sáng các nguồn sáng phát Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng (72) Hiện tượng truyền sai lệch so với truyền thẳng ánh sáng gặp vật cản gọi là tượng nhiễu xạ ánh sáng Mỗi chùm sáng đơn sắc coi sóng có bước sóng xác định Thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng: Đặt OI = D: khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe S1, S2 đến màn quan sát S1S2 = a: khoảng cách hai khe d1 M S1 x S1M = d1; S2M = d2; d2 I O x = OM: khoảng cách từ O đến điểm xét M S1 D ax d d1 D a) Hiệu đường đi: b) Vị trí vân sáng, vân tối và khoảng vân: * Vị trí vân sáng: Tại M có vân sáng tức là hai sóng ánh sáng hai nguồn S 1, S2 gửi tới cùng pha với và tăng cường lẫn Điều kiện này thoả mãn hiệu đường số nguyên lần bước sóng ax D k xk k D a (với k gọi là bậc giao thoa; kZ) Vị trí vân sáng: Nếu k = x = 0: vân sáng trung tâm; Nếu k = 1 : vân sáng bậc 1; Nếu k = 2 : vân sáng bậc 2… * Vị trí vân tối: Xen chính hai vân sáng là vân tối nên ta có thể chứng minh dễ dàng công thức xác định vị trí vân tối: D xk ' k ' 2 a (với k’= 0, ±1, ±2 ) Đối với vân tối không có khái niệm bậc giao thoa * Khoảng vân i: Là khoảng i là khoảng cách hai vân sáng, hai vân tối liên tiếp Công thức tính khoảng vân: D i a Điều kiện để xảy tượng giao thoa ánh sáng là hai chùm sáng giao thoa phải là hai chùm sáng kết hợp Như tượng giao thoa ánh sáng là chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có tính chất sóng Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có bước sóng tần số chân không hoàn toàn xác định Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc mà bị lệch qua lăng kính Chiết suất môi trường suốt có giá trị phụ thuộc vào tần số và bước sóng ánh sáng Đối với môi trường suốt định, chiết suất ứng với ánh sáng có bước sóng càng dài thì có giá trị càng nhỏ chiết suốt ứng với ánh sáng có bước sóng ngắn Quang phổ: Quang phổ vạch phát xạ là quang phổ ánh sáng các chất rắn, lỏng, khí nung nóng nhiệt độ cao phát Quang phổ phát xạ các chất chia làm loại quang phổ liên tục và quang phổ vạch Quang phổ liên tục là quang phổ gồm dải có màu thay đổi cách liên tục Các vật rắn, lỏng, khí, có áp suất lớn phát quang phổ liên tục bị nung nóng (73) Quang phổ vạch là quang phổ chứa vạch sáng riêng lẻ ngăn cách khoảng tối Mỗi nguyên tố hoá học trạng thái khí có áp suất thấp, bị kích thích, cho quang phổ vạch đặc trưng cho nguyên tố đó Quang phổ hấp thụ là quang phổ liên tục thiếu các xạ bị dung dịch hấp thụ gọi là quang phổ hấp thụ dung dịch Tia hồng ngoại, tử ngoại và tia X Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia X Định nghĩa Bức xạ không nhìn thấy Bức xạ không nhìn thấy Bức xạ không nhìn thấy ngoài vừng màu đỏ ngoài vừng màu tím phát từ vật rắn quang phổ quang phổ vật rắn bị chùm tia êlectron (tia catốt) có lượng lớn đập vào Bước sóng 10-4 đến 7,6.10-7 m Bản chất Nguồn gốc 3,8.10-7 đến 10-9 m 10-8 đến 10-11 m Sóng điện từ Mọi vật có nhiệt độ Tính chất - Tác dụng nhiệt và công mạnh, dễ bị các vật hấp dụng thụ nên dùng để sưởi, sấy, đời sống và sản xuất công nghiệp - Có khả gây số phản ứng hoá học, dùng để chế tạo phim ảnh dùng tia hồng ngoại chụp ảnh ban đêm - Biến điệu sóng điện từ cao tần dùng để chế tạo điều khiển từ xa - Chế tạo ống nhòm, cammera hồng ngoại dùng ban đêm, tên lửa tự động tìm mục tiêu Vật nung nóng nhiệt Vật rắn bị chùm tia độ cao (trên 20000C) êlectron (tia catốt) có lượng lớn đập vào phát tia X - Tác dụng lên phim ảnh dùng chụp ảnh - Kích thích phát quang nhiều chất dùng làm đèn huỳnh quang - Kích thích nhiều phản ứng hoá học, dùng công nghiệp tổng hợp hiđrô và clo - Làm ion hoá không khí, có tác dụng quang điện ; - Tác dụng sinh học Trong y học dùng để chữa bệnh, diệt trùng - Có lượng lớn, khả đâm xuyên: kiểm tra các vết nứt sản phẩm đúc - Có khả đâm xuyên - Tác dụng lên phim ảnh dùng chụp X quang - Làm pháh quang số chất dùng làm màn quan sát - Làm ion hoá chất khí - Tác dụng sinh lí: huỷ diệt tế bào nên dùng để chữa bệnh Thang sóng điện từ bao gồm các xạ đuợc sếp theo thứ tự: Sóng điện từ, tia hồng ngoại, ánh sáng thông thường, tia tử ngoại, tia X và tia gamma, có cùng chất là sóng điện từ, khác tần số (hay bước sóng) Bước sóng các xạ thang sóng điện từ giảm dần theo thứ tự C Các câu hỏi và bài tập ví dụ Dạng 1: Hiện tượng tán sắc ánh sáng Gợi ý cách giải: Vận dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng: n 1.sini1 = n2.sini2 Các công thức lăng kính: (74) ¿ sin i 1=n sin r sin i 2=n sin r A=r 1+r D=i 1+ i2 − A ¿{ { { ¿ Công thức tính góc lệch trường hợp góc tới và góc chiết quang nhỏ: D = (n – 1).A Ví dụ 1: Chiếu chùm ánh sáng trắng, song song, hẹp, coi tia sáng, vào mặt bên lăng kính có góc chiết quang A = 600, góc tới i a) Tính góc tạo tia ló màu đỏ và tia ló màu tím i = 60 Chiết suất lăng kính tia đỏ là nđ = 1,50 và tia tím là nt = 1,54 b) Tính góc tạo tia ló màu đỏ và tia ló màu tím trường hợp góc lệch tia màu vàng là cực tiểu Chiết suất lăng kính tia màu vàng là nV = 1,52 Hướng dẫn: a) Xét với tia màu đỏ: Áp dụng các công thức lăng kính ta tính i 1d = i = 600 → r1d = 35 15’51” → r2d = A – r1d = 24044’9” → i2d = 38052’36” Xét với tia màu tím (làm tương tự): Áp dụng các công thức lăng kính ta tính i1t = i = 600 → r1t = 34013’8” → r2d = A – r1d = 25046’52” → i2d = 40043’23” Góc lệch tia ló màu đỏ và tia ló màu tím là: i2t – i2d = 1050’47” b) Khi tia màu vàng có góc lệch đạt cực tiểu thì i1v = i2v, r1v = r2v = A/2 = 300 Áp dụng công thức lăng kính sini1v = nv.sinr1v suy i1v = 49027’51” Xét với tia màu đỏ: Áp dụng các công thức lăng kính ta tính i 1d = i1v = 49027’51” → r1d = 30026’31” → r2d = A – r1d = 29033’29” → i2d = 47043’40” Xét với tia màu tím (làm tương tự): Áp dụng các công thức lăng kính ta tính i 1t = i1v = 49027’51” → r1t = 29034’17” → r2d = A – r1d = 30025’43” → i2d = 51015’23” Góc lệch tia ló màu đỏ và tia ló màu tím là: i2t – i2d = 3031’43” Ví dụ 2: Trong thí nghiệm người ta chiếu chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh lăng kính có góc chiết quang A = 80 theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Đặt màn ảnh E song song và cách mặt phẳng phân giác góc chiết quang 1m Trên màn E ta thu hai vết sáng Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất lăng kính là 1,65 thì khoảng cách hai vết sáng trên màn là: A 9,1 cm B 8,5 cm C 8,02 cm D 7,68 cm Hướng dẫn: Công thức tính góc lệch cực tiểu lăng kính có góc chiết quang nhỏ và góc tới nhỏ là D = (n – 1)A = 5,2 Khoảng cách từ lăng kính tới màn tới là AE = 1m, khoảng cách hai vệt sáng là EM = AE tanD ≈ AE.D = 9,1 cm Đáp án: Chọn A Dạng 2: Hiện tượng giao thoa ánh sáng (thí nghiệm Y-âng) λ D Gợi ý cách giải: Áp dụng công thức tính khoảng vân i = , công thức xác định vị trí vân a sáng: xk = k.i Ví dụ 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, người ta chiếu tới hai khe sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng Khoảng cách hai khe là 0,6mm, khoảng cách từ hai khe tới màn ảnh là 2m Trên màn người ta đo khoảng cách 15 vân sáng liên tiếp là 2,8cm Tính bước sóng ánh sáng Hướng dẫn: Theo bài khoảng cách 15 vân sáng liên tiếp trên màn là 2,8cm suy khoảng vân i = 2,8/14 = 0,2cm = 2mm (75) λ D i.a ta suy λ= = 6.10-7m = 0,6μm a D Ví dụ 2: Hai khe Y-âng cách 3mm chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60µm Các vân giao thoa hứng trên màn cách hai khe 2m Tại điểm M cách vân trung tâm 1,2 mm có A vân sáng bậc B vân sáng bậc C vân sáng bậc D vân tối λD 1,2 1,2 = Hướng dẫn: Khoảng vân i= = 0,4mm k.i = 3.0,4mm =1,2mm k = = a i 0,4 VËy t¹i ®iÓm M có vân sáng bậc Đáp án: Chọn B II CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 5.1 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Ánh sáng trắng là tập hợp vô số các ánh sáng đơn sắc có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím B Chiết suất chất làm lăng kính các ánh sáng đơn sắc là khác C Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc qua lăng kính D Khi chiếu chùm ánh sáng mặt trời qua cặp hai môi trường suốt thì tia tím bị lệch phía mặt phân cách hai môi trường nhiều tia đỏ 5.2 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 màu trắng dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc B có nhiều màu dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc C có nhiều màu chiếu xiên và có màu trắng chiếu vuông góc D có nhiều màu chiếu vuông góc và có màu trắng chiếu xiên 5.3 Cho các chùm ánh sáng: trắng, đỏ, vàng, tím Nhận xét nào sau đây là không đúng? A Chùm ánh sáng trắng bị tán sắc qua lăng kính B Chùm ánh sáng trắng qua máy quang phổ thu quang phổ liên tục C Mỗi chùm ánh sáng trên có bước sóng xác định D Chùm sáng tím bị lệch phía đáy lăng kính nhiều nên chiết suất lăng kính nó lớn 5.4 Nguyên nhân gây tượng tán sắc ánh sáng Mặt Trời thí nghiệm Niu-tơn là: A góc chiết quang lăng kính thí nghiệm chưa đủ lớn B chiết suất lăng kính các ánh sáng đơn sắc là khác C bề mặt lăng kính thí nghiệm không nhẵn D chùm ánh sáng mặt trời đã bị nhiễu xạ qua lăng kính 5.5 Trong thí nghiệm người ta chiếu chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh lăng kính có góc chiết quang A = theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Đặt màn ảnh E song song và cách mặt phẳng phân giác góc chiết quang 1m Trên màn E ta thu hai vết sáng Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất lăng kính là 1,65 thì góc lệch tia sáng là: A 4,00 B 5,20 C 6,30 D 7,80 5.6 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng trắng Y-âng trên màn quan sát thu hình ảnh giao thoa gồm A chính là vạch sáng trắng, hai bên có dải màu B dải màu cầu vồng biến thiên liên tục từ đỏ đến tím C các vạch sáng trắng và vạch tối xen kẽ cách D chính là vạch sáng trắng, hai bên có dải màu cách Áp dụng công thức tính khoảng vân i = (76) 5.7 Trong thí nghiệm đo bước sóng ánh sáng thu kết λ = 0,526μm Ánh sáng dùng thí nghiệm là ánh sáng màu A đỏ B lục C vàng D tím 5.8 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, đo khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ 10 cùng phía vân sáng trung tâm là 2,4 mm, khoảng cách hai khe Yâng là 1mm, khoảng cách từ màn chứa hai khe tới màn quan sát là 1m Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm là A 0,40 μm B 0,45 μm C 0,68 μm D 0,72 μm 5.9 Hai khe Y-âng cách 5mm chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,75 μm Các vân giao thoa hứng trên màn cách hai khe 1,2m Tại điểm M cách vân trung tâm 0,9 mm có A vân sáng bậc B vân sáng bậc C vân tối bậc D vân tối bậc 5.10 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Hai khe Y-âng cách 3mm, hình ảnh giao thoa hứng trên màn ảnh cách hai khe 3m Sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40 μm đến 0,75 μm Trên màn quan sát thu các dải quang phổ Bề rộng dải quang phổ thứ (ngay sát vạch sáng trắng trung tâm) là A 0,35 mm B 0,45 mm C 0,50 mm D 0,55 mm 5.11 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Trong máy quang phổ, ống chuẩn trực có tác dụng tạo chùm tia sáng song song B Trong máy quang phổ, buồng ảnh nằm phía sau lăng kính C Trong máy quang phổ, lăng kính có tác dụng phân tích chùm ánh sáng phức tạp song song thành các chùm sáng đơn sắc song song D Trong máy quang phổ, quang phổ ánh sáng thu buồng ảnh luôn là dải sáng có màu sắc cầu vồng 5.12 Quang phổ liên tục vật A phụ thuộc vào chất vật nóng sáng B phụ thuộc vào nhiệt độ vật nóng sáng C không phụ thuộc vào nhiệt độ vật nóng sáng D phụ thuộc vào nhiệt độ và chất vật nóng sáng 5.13 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Quang phổ vạch phát xạ các nguyên tố khác thì khác số lượng vạch màu, màu sắc vạch, vị trí và độ sáng tỉ đối các vạch quang phổ B Mỗi nguyên tố hóa học trạng thái khí hay áp suất thấp kích thích phát sáng có quang phổ vạch phát xạ đặc trưng C Quang phổ vạch phát xạ là dải màu biến đổi liên tục nằm trên tối D Quang phổ vạch phát xạ là hệ thống các vạch sáng màu nằm riêng rẽ trên tối 5.14 Khẳng định nào sau đây là đúng? A Vị trí vạch tối quang phổ hấp thụ nguyên tố trùng với vị trí vạch sáng màu quang phổ vạch phát xạ nguyên tố đó B Trong quang phổ vạch hấp thụ các vân tối cách C Trong quang phổ vạch phát xạ các vân sáng và các vân tối cách D Quang phổ vạch các nguyên tố hóa học giống cùng nhiệt độ 5.15 Phát biểu nào sau đây là đúng? A Tia hồng ngoại có tần số cao tần số tia sáng vàng B Tia tử ngoại có bước sóng lớn bước sóng tia sáng đỏ C Bức xạ tử ngoại có tần số cao tần số xạ hồng ngoại (77) D Bức xạ tử ngoại có chu kì lớn chu kì xạ hồng ngoại 5.16 Bức xạ có bước sóng khoảng từ 10-9m đến 4.10-7m thuộc loại nào các loại xạ đây? A Tia X B Ánh sáng nhìn thấy C Tia hồng ngoại D Tia tử ngoại 5.17 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Tia hồng ngoại và tia tử ngoại có cùng chất là sóng điện từ B Tia hồng ngoại có bước sóng nhỏ tia tử ngoại C Tia hồng ngoại và tia tử ngoại là xạ không nhìn thấy D Tia hồng ngoại và tia tử ngoại có tác dụng nhiệt 5.18 Chiếu chùm ánh sáng trắng, song song, hẹp, coi tia sáng, vào mặt bên lăng kính có góc chiết quang A = 600, góc tới i a)Tính góc tạo tia ló màu đỏ và tia ló màu tím i = 60 Chiết suất lăng kính tia đỏ là nđ = 1,50 và tia tím là nt = 1,54 b)Tính góc tạo tia ló màu đỏ và tia ló màu tím trường hợp góc lệch tia màu vàng là cực tiểu Chiết suất lăng kính tia màu vàng là nV = 1.52 5.19 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, người ta chiếu tới hai khe sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng Khoảng cách hai khe là 0,6mm, khoảng cách từ hai khe tới màn ảnh là 2m Trên màn người ta đo khoảng cách 15 vân sáng liên tiếp là 2,8cm Tính bước sóng ánh sáng 5.20.* Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, hai khe chiếu nguồn sáng đơn sắc có bước sóng = 0,6m Khoảng cách hai khe là a = 1,2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là D = 2m a)Tính khoảng vân b)Tại các điểm M và N trên màn, cùng phía vân sáng chính giữa, cách vân này là 0,6cm và 1,55cm có vân sáng hay vân tối? Trong khoảng M và N có bao nhiêu vân sáng 5.21.* Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, người ta sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng Khoảng cách hai khe Y-âng là 0,64mm Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn ảnh là 2m Khoảng cách hai vân sáng liên tiếp trên màn là 2mm a)Tính bước sóng b)Xác định vị trí vân sáng thứ kể từ vân sáng trung tâm c)Xác định vị trí vân tối thứ kể từ vân sáng trung tâm 5.22.* Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, người ta chiếu tới hai khe ánh sáng trắng Khoảng cách hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ màn chứa hai khe tới màn quan sát là m Hãy tính bề rộng quang phổ liên tục bậc và bậc thu trên màn Biết bước sóng ánh sáng đỏ là 0,75 μm, ánh sáng tím là 0,40 μm Các câu hỏi và bài tập tổng hợp 5.23 Hiện tượng nào đây khẳng định ánh sáng có tính chất sóng? A Hiện tượng phản xạ B Hiện tượng khúc xạ C Hiện tượng tán sắc D Hiện tượng giao thoa 5.24 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng không khí, hai khe cách 3mm chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60 μm, màn quan cách hai khe 2m Sau đó đặt toàn thí nghiệm vào nước có chiết suất 4/3, khoảng vân i quan sát trên màn là A 0,4m B 0,3m C 0,4mm D 0,3mm 5.25 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, hai khe Y-âng cách 3mm, hình ảnh giao thoa hứng trên màn ảnh cách hai khe 3m Sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40 μm đến 0,75 μm Trên màn quan sát thu các dải quang phổ Bề rộng dải quang phổ thứ hai kể từ vân sáng trắng trung tâm là (78) A 0,45 mm B 0,60 mm C 0,70 mm D 0,85 mm 5.26.* Trong thí nghiệm Y-âng, người ta dùng nguồn sáng điểm phát đồng thời xạ màu đỏ có bước sóng 640 nm và xạ màu lục Trên màn quan sát, người ta thấy hai vân sáng cùng màu với vân sáng chính có vân màu lục Hỏi: a) Giữa hai vân sáng nói trên có bao nhiêu vân sáng màu đỏ? b) Bước sóng xạ màu lục là bao nhiêu? 5.27.* Trong thí nghiệm Y-âng, khoảng cách hai khe F1 và F2 là 1,2 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là 60 cm Trên màn quan sát người ta đo khoảng cách 13 vân sáng liên tiếp là 1,56 mm a) Tính bước sóng và khoảng vân xạ nói trên b) Nếu đặt toàn hệ thống nói trên vào nước (chiết suất 4/3) thì khoảng cách hai vân sáng nói trên là bao nhiêu? 5.28 Phát biểu nào sau đây tượng tán sắclà không đúng? A Tán sắc là tượng chùm ánh sáng trắng hẹp bị tách thành nhiều chùm sáng đơn sắc khác B Hiện tượng tán sắc chứng tỏ ánh sáng trắng là tập hợp vô số các ánh sáng đơn sắc khác C Thí nghiệm Niu-tơn tán sắc ánh sáng chứng tỏ lăng kính là nguyên nhân tượng tán sắc D Nguyên nhân tượng tán sắc là chiết suất các môi trường các ánh sáng đơn sắc khác thì khác 5.29 Phát biểu nào sau đây ánh sáng đơn sắc là đúng? A Đối với các môi trường khác nhau, ánh sáng đơn sắc luôn có cùng bước sóng B Đối với ánh sáng đơn sắc, góc lệch tia sáng các lăng kính khác có cùng giá trị C Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị lệch đường truyền qua lăng kính D Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tách màu qua lăng kính 5.30 Phát biểu nào sau đây nói giao thoa ánh sáng là không đúng? A Hiện tượng giao thoa ánh sáng giải thích giao thoa hai sóng kết hợp B Hiện tượng giao thoa ánh sáng là chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có tính chất sóng C Trong miền giao thoa, vạch sáng ứng với chỗ hai sóng gặp tăng cường lẫn D Trong miền giao thoa, vạch tối ứng với chỗ hai sóng tới không gặp 5.31 Kết luận nào sau đây nói tượng giao thoa ánh sáng là đúng? A Giao thoa ánh sáng là tổng hợp hai chùm sáng chiếu vào cùng chỗ B Giao thoa hai chùm sáng từ hai bóng đèn xảy chúng cùng qua kính lọc sắc C Giao thoa ánh sáng xảy các ánh sáng đơn sắc D Giao thoa ánh sáng xảy hai chùm sóng ánh sáng kết hợp đan xen vào 5.32 Hai sóng kết hợp là A hai sóng xuất phát từ hai nguồn kết hợp B hai sóng có cùng tần số, có hiệu số pha hai thời điểm xác định hai sóng thay đổi theo thời gian C hai sóng phát từ hai nguồn đan xen vào D hai sóng thoả mãn điều kiện cùng pha (79) 5.33 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Y-âng, tìm bước sóng ánh sáng chiếu vào hai khe, biết hai khe cách khoảng a = 0,3mm; khoảng vân đo i = 3mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát D = 1,5m là A 0,45m B 0,50m C 0,60m D 0,55m 5.34 Hai khe thí nghiệm Y-âng chiếu sáng ánh sáng trắng (bước sóng ánh sáng tím la 0,40m, ánh sáng đỏ là 0,75m) Hỏi đúng vị trí vân sáng bậc ánh sáng đỏ có bao nhiêu vạch sáng ánh sáng đơn sắc khác nằm trùng đó ? A B C D 5.35 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Y-âng, biết khoảng cách hai khe S1S2 = a = 0,35mm, khoảng cách D = 1,5m và bước sóng = 0,7m Khoảng cách hai vân sáng liên tiếp i là A 2mm B 1,5mm C 3mm D 4mm 5.36 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Y-âng, hai khe chiếu ánh sáng có bước sóng = 0,5m, biết S1S2 = a = 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1m Khoảng cách vân sáng bậc và vân tối thứ cùng bên so với vân trung tâm là A 1mm B 2,5mm C 1,5mm D 2mm 5.37 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Y-âng, hai khe chiếu ánh sáng có bước sóng = 0,5m, biết S1S2 = a = 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1m Bề rộng vùng giao thoa quan sát trên màn là L =13mm Số vân sáng quan sát trên màn là A 10 B 11 C 12 D 13 5.38 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Y-âng, biết D = 1m, a = 1mm khoảng cách từ vân sáng thứ đến vân sáng thứ 10 cùng bên với vân trung tâm là 3,6mm Bước sóng ánh sáng là A 0,44m B 0,52m C 0,60m D 0,58m 5.39 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, biết D = 2m; a = 1mm; = 0,6m Vân tối thứ tư cách vân trung tâm khoảng là A 4,8mm B 4,2mm C 6,6mm D 3,6mm 5.40 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, biết D = 2m; a =1mm; = 0,6m Vân sáng thứ ba cách vân trung tâm khoảng là A 4,2mm B 3,6mm C 4,8mm D 6mm 5.41 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, biết D = 3m; a = 1mm, khoảng vân đo là 1,5mm Bước sóng ánh sáng chiếu vào hai khe là A 0,40m B 0,50m C 0,60m D 0,75m 5.42 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, biết D = 3m; a = 1mm Tại vị trí M cách vân trung tâm 4,5mm, ta thu vân tối thứ3 Bước sóng ánh dùng thí nghiệm là A 0,60m B 0,55m C 0,48m D 0,42m 5.43 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Y-âng, vị trí cách vân trung tâm 3,6mm, ta thu vân sáng bậc Vân tối thứ cách vân trung tâm khoảng là A 4,2mm B 3,0mm C 3,6mm D 5,4mm 5.44 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Y-âng, vị trí cách vân trung tâm 4mm, ta thu vân tối thứ Vân sáng bậc cách vân trung tâm khoảng là A 6,4mm B 5,6mm C 4,8mm D 5,4mm 5.45 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, biết D = 2,5m; a = 1mm; = 0,6m Bề rộng trường giao thoa đo là 12,5mm Số vân quan sát trên màn là A B C 15 D 17 (80) 5.46 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, a = 1,5mm; D = 2m, hai khe chiếu sáng đồng thời hai xạ 1 = 0,5m và 2 = 0,6m Vị trí vân sáng hai xạ nói trên trùng gần vân trung tâm nhất, cách vân trung tâm khoảng A 6mm B 5mm C 4mm D 3,6mm 5.47 Thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng có bước sóng = 0,5m, ta thu các vân giao thoa trên màn E cách mặt phẳng hai khe khoảng D = 2m, khoảng cách vân là i = 0,5mm Khoảng cách a hai khe A 1mm B 1,5mm C 2mm D 1,2mm 5.48 Ta chiếu sáng hai khe Y-âng ánh sáng trắng với bước sóng ánh sáng đỏ đ =0,75m và ánh sáng tím t = 0,4m Biết a = 0,5mm, D = 2m Khoảng cách vân sáng bậc màu đỏ và vân sáng bậc màu tím cùng phía vân trắng chính là A 2,8mm B 5,6mm C 4,8mm D 6,4mm 5.49 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Có hai loại quang phổ vạch: quang phổ vạch hấp thụ và quang phổ vạch phát xạ B Quang phổ vạch phát xạ có vạch màu riêng lẻ nằm trên tối C Quang phổ vạch hấp thụ có vạch sáng nằm trên quang phổ liên tục D Quang phổ vạch phát xạ các khí hay áp suất thấp bị kích thích phát 5.50 Có thể nhận biết tia hồng ngoại A màn huỳnh quang B quang phổ kế C mắt người D pin nhiệt điện 5.51 Phát biểu nào sau đây là không đúng? Tính chất và tác dụng tia hồng ngoại là A gây hiệu ứng quang điện số chất bán dẫn B tác dụng lên loại kính ảnh đặc biệt gọi là kính ảnh hồng ngoại C tác dụng bậc là tác dụng nhiệt D gây các phản ứng quang hoá, quang hợp 5.52 Phát biểu nào sau đây nói tia hồng ngoại là đúng? A Tất các vật bị nung nóng phát tia hồng ngoại Các vật có nhiệt độ <0 oC thì không thể phát tia hồng ngoại B Các vật có nhiệt độ <500oC phát tia hồng ngoại; Các vật có nhiệt độ 500oC phát ánh sáng nhìn thấy C Mọi vật có nhiệt độ lớn độ không tuyệt đối phát tia hồng ngoại D Nguồn phát tia hồng ngoại thường là các bóng đèn dây tóc có công suất lớn 1000W, nhiệt độ 500oC 5.53 Phát biểu nào sau đây nói tia hồng ngoại là không đúng? A Tia hồng ngoại có chất là sóng điện từ B Tia hồng ngoại kích thích thị giác làm cho ta nhìn thấy màu hồng C Vật nung nóng nhiệt độ thấp phát tia hồng ngoại Nhiệt độ vật trên 500 oC bắt đầu phát ánh sáng khả kiến D Tia hồng ngoại nằm ngoài vùng ánh sáng khả kiến, bước sóng tia hồng ngoại dài bước sóng ánh đỏ 5.54 Phát biểu nào sau đây nói tia tử ngoại là không đúng? A Tia tử ngoại có chất là sóng điện từ với bước sóng ngắn bước sóng ánh sáng tím B Bức xạ tử ngoại nằm dải tím ánh sáng nhìn thấy và tia X thang sóng điện từ C Tia tử ngoại nguy hiểm, nên cần có các biện pháp để phòng tránh (81) D Các vật nung nóng trên 3000oC phát tia tử ngoại mạnh 5.55 Phát biểu nào sau đây nói tia tử ngoại là không đúng? A Mặt Trời phát ánh sáng nhìn thấy và tia hồng ngoại nên ta trông thấy sáng và cảm giác ấm áp B Thuỷ tinh và nước là suốt tia tử ngoại C Đèn dây tóc nóng sáng đến 2000oC là nguồn phát tia tử ngoại D Các hồ quang điện với nhiệt độ trên 4000oC thường dùng làm nguồn tia tử ngoại 5.56 Phát biểu nào sau đây nói đặc điểm và tính chất tia Rơnghen là không đúng? A Tính chất bật tia Rơnghen là khả đâm xuyên B Dựa vào khả đâm xuyên mạnh, người ta ứng dụng tính chất này để chế tạo các máy đo liều lượng tia Rơnghen C Tia Rơnghen tác dụng lên kính ảnh D Nhờ khả đâm xuyên mạnh, mà tia Rơnghen được dùng y học để chiếu điện, chụp điện 5.57 Phát biểu nào sau đây nói đặc điểm và ứng dụng tia Rơnghen là đúng? Tia Rơnghen A có tác dụng nhiệt mạnh, có thể dùng để sáy khô sưởi ấm B gây tượng quang điện cho các tế bào quang điện có catốt làm kim loại kiềm C không qua lớp chì dày vài mm, nên người ta dùng chì để làm màn chắn bảo vệ kĩ thuật dùng tia Rơnghen D không tác dụng lên kính ảnh, không làm hỏng cuộn phim ảnh chúng chiếu vào 5.58.Tia Rơnghen là A xạ điện từ có bước sóng nhỏ 10-8m B các xạ đối âm cực ống Rơnghen phát C các xạ ca tốt ống Rơnghen phát D các xạ mang điện tích 5.59 Phát biểu nào sau đây nói đặcđiểm tia X là không đúng? A Khả đâm xuyên mạnh B Có thể qua lớp chì dày vài cm C Tác dụng mạnh lên kính ảnh D Gây tượng quang điện 5.60 Bức xạ điện từ có bước sóng 638nm, mắt ta nhìn thấy có màu gì ? A Lục B Vàng C Cam D Đỏ HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ TRẢ LỜI 5.1 Chọn D Hướng dẫn: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng sini = nsinr vơi n đ < nt suy rđ > rt Khi chiếu chùm ánh sáng mặt trời qua cặp hai môi trường suốt thì tia tím bị lệch phía pháp tuyến nhiều tia đỏ tức là lệch phía mặt phân cách hai môi trường ít 5.2 Chọn C Hướng dẫn: Một chùm ánh sáng mặt trời có dạng dải sáng mỏng, hẹp rọi xuống mặt nước bể nước tạo nên đáy bể vết sáng có nhiều màu chiếu xiên, ánh sáng trắng từ không khí vào nước xảy tượng khúc xạ ánh sáng, đồng thời xảy tượng tán sắc ánh sáng Khi chiếu ánh sáng màu trắng vuông góc với mặt nước thì tia sáng truyền thẳng và không xảy tượng tán sắc ánh sáng 5.3 Chọn C (82) Hướng dẫn: Chùm ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc nên không có bước sóng xác định 5.4 Chọn B Hướng dẫn: Nguyên nhân gây tượng tán sắc ánh sáng mặt trời thí nghiệm Niutơn là chiết suất lăng kính các ánh sáng đơn sắc là khác 5.5 Chọn B Hướng dẫn: Công thức tính góc lệch cực tiểu lăng kính có góc chiết quang nhỏ và góc tới nhỏ là D = (n – 1)A = 5,20 5.6 Chọn A Hướng dẫn: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng trắng Y-âng trên màn quan sát thu hình ảnh giao thoa gồm: Chính là vạch sáng trắng, hai bên có dải màu 5.7 Chọn C Hướng dẫn: Xem bảng bước sóng các màu đơn sắc SGK 5.8 Chọn A Hướng dẫn: Trong khoảng từ vân sáng thứ đến vân sáng thứ 10 có khoảng vân i, suy i = λD 0,4mm Bước sóng ánh sáng tính theo công thức i= suy λ = 0,40 μm a 5.9 Chọn B λD 0,9 0,9 = Hướng dẫn: Khoảng vân i= = 0,18mm k.i = 0,9 k = = VËy t¹i ®iÓm a i , 18 M có vân sáng bậc 5.10 Chọn A λD Hướng dẫn: Khoảng vân ứng với ánh sáng đỏ là i d= d = 0,75mm Khoảng vân ứng với a λD t ánh sáng tím là i t= = 0,40mm Bề rộng quang phổ thứ (ngay sát vạch sáng trắng a trung tâm) là d = 0,75mm – 0,40mm = 0,35mm 5.11 Chọn D Hướng dẫn: Trong máy quang phổ thì quang phổ chùm sáng thu buồng ảnh máy phụ thuộc vào cấu tạo đơn sắc chùm sáng tới Trong trường hợp ánh sáng tới máy quang phổ là ánh sáng trắng thì quang phổ là dải sáng có màu cầu vồng 5.12 Chọn B Hướng dẫn: Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào chất vật nóng sáng mà phụ thuộc vào nhiệt độ vật nóng sáng 5.13 Chọn C Hướng dẫn: Quang phổ vạch phát xạ là vạch màu riêng rẽ nằm trên tối 5.14 Chọn A Hướng dẫn: Vị trí vạch tối quang phổ hấp thụ nguyên tố trùng với vị trí vạch sáng màu quang phổ vạch phát xạ nguyên tố đó Đây chính là tượng đảo sắc 5.15 Chọn C Hướng dẫn: Bức xạ tử ngoại có bước sóng nhỏ bước sóng xạ hồng ngoại Do đó xạ tử ngoại có tần số cao tần số xạ hồng ngoại 5.16 Chọn D Hướng dẫn: Tia tử ngoại có bước sóng khoảng từ 10-9m đến 4.10-7m 5.17 Chọn B Hướng dẫn: Tia hồng ngoại có bước sóng lớn tia tử ngoại (83) 5.18 Hướng dẫn: a) Áp dụng công thức tượng khúc xạ mặt tới ta có sin i √ = 0,5773 nên rđ1 = 35,260 sini = nđ.sinrđ1 suy sinrđ1 = = nd 1,5 rđ2 = 60+ - 35,260 =24,740 sin i √3 sini = nt.sinrt1 suy sinrt1 = = = 0,5623 nên rt1 = 34,210 nt , 54 rt2 = 600 - 34,210 = 35,790 Áp dụng công thức tượng khúc xạ mặt ló ta có siniđ2 = nđ.sinrđ2 = 1,5.sin 24,740 = 0,6277 , iđ2 = 38,880 sinit2 = n2.sinrt2 = 1,54.sin 35,790 = 0,9006 , iđ2 = 64,230 Δi = rđ2 - rt2 = 64,230 - 38,880 = 25,350 b) Khi màu vàng cực tiểu thì có điều kiện là A r1v = r2v = = 300, và i1v = i2v lại có sini = nv.sinrv = 1,52.sin300 = 0,76 nên rv = 49,460 Vì có cùng góc tới nên siniđ = sinit = siniv = 0,76 Tương tự ý a ta có Δi’ = rđ2 - rt2 = 3032’ 5.19 Hướng dẫn: Khoảng cách 15 vân sáng liên tiếp có 14 khoảng vân nên −3 −4 2,8 λD i a 10 10 i= = 0,2cm = 2mm lại có i = suy λ = = = 6.10-7m 14 a D = 0,6m 5.20 Hướng dẫn: λD 10− a) i = = = 10-3m = 1mm a 1,2 10 −3 λD λD b) Vị trí vân sáng là xs = k = k mm, vân tối là xt = (2k + ) = k + 0,5 a 2a Vậy x = 0,6cm = 6mm là vị trí vân sáng x = 1,55cm = 15,5mm là vị trí vân tối Ta có 6mm ≤ xs ≤ 15,5mm nên ≤ k ≤ 15,5 có 10 vân sáng 6mm ≤ xt ≤ 15,5mm nên ≤ k + 0,5 ≤ 15,5 suy 5,5 ≤ k ≤ 15 có 10 vân tối 5.21 Hướng dẫn: a) Khoảng cách hai vân sáng liên tiếp trên màn là 2mm nên i = 2mm −3 −4 i a 10 6,4 10 suy λ = = = 6,4.10-7 m = 0,64m D b) Vị trí vân sáng xs = ki Vân sáng thứ tư ứng với k = ± nên xs = ± 4.2 = 8mm λD i c) Vị trí vân tối xt = (2k + ) = (2k + 1) = (2k + 1) Vân tối thứ ba ứng với k = 2, 2a 3, xt = ± 5mm 5.22 Hướng dẫn: Độ rộng quang phổ chính là khoảng cách hai màu ánh sáng đỏ và tím cùng bậc −6 λd D ,75 10 Khoảng vân ánh sáng đỏ là iđ = = = 0,003m = 3mm −3 a 0,5 10 λt D 0,4 10− Khoảng vân ánh sáng tím là it = = = 0,0016 = 1,6mm a 0,5 10−3 (84) Vị trí vân đỏ bậc và là: xđ = kiđ = 3mm và 6mm Vị trí vân tím bậc và là: xt = kit = 1,6mm và 3,2mm Vậy bề rộng quang phổ bậc và là Δx = xđ + xt = 1,4mm và 2,8mm 5.23 Chọn D 5.24 Chọn D Hướng dẫn: Vận tốc ánh sáng không khí là c, bước sóng λ, ánh sáng truyền từ không khí vào nước thì tần số ánh sáng không thay đổi, vận tốc ánh sáng truyền nước là v = c/n, n là chiết suất nước Khi đó bước sóng ánh sáng nước là λ’ = v/f = c/nf = λ/n Khoảng vân quan sát trên màn quan sát toàn thí nghiệm đặt nước là λ ' D λD i= = = 0,3mm a n a 5.25 Chọn C λD Hướng dẫn: Khoảng vân ứng với ánh sáng đỏ là i d= d = 0,75mm Khoảng vân ứng với a λD t ánh sáng tím là i t= = 0,40mm Bề rộng quang phổ thứ hai là d = 2.0,75mm – a 2.0,40mm = 0,7mm 5.26 Hướng dẫn: Vị trí có cùng màu vơi vân sáng trung tâm là nơi chồng chập hai xạ nên có điều kiện λ D λD a xđ = xl hay kđ d = kl l ; kđ.λđ = klλl (kl = 8) và 0,4μm ≤ λ l ≤ 0,75μm ta tìm a a kd = 5, 6, 7, 8, Đối chiếu với bước sóng ánh sáng màu lục ta có λ l = 560 nm và kd = 7, tức là khoảng hai vân sáng cùng màu với vân sáng chính có vân màu đỏ 5.27 Hướng dẫn: a) Khoảng cách 13 vân sáng liên tiếp có 12 khoảng vân nên , 56 i= = 0,13mm 12 c b) Vì vận tốc ánh sáng phụ thuộc vào chiết suất c = n.v nên v = với c là vận tốc ánh sáng n không khí, v là vận tốc ánh sáng nước Lại có bước sóng ánh sáng truyền c λ nướưc là λ’ = v.T = T = (với λ = c.T) n n ,13 λ λ’ = = = 0,0975mm n 5.28 Chọn C Hướng dẫn: Thí nghiệm Niu-tơn tán sắc ánh sáng không chứng tỏ lăng kính là nguyên nhân tượng tán sắc 5.29 Chọn D Hướng dẫn: Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tách màu qua lăng kính 5.30 Chọn D Hướng dẫn: Trong miền giao thoa, vạch tối ứng với chỗ hai sóng tới gặp nhau, triệt tiêu 5.31 Chọn D Hướng dẫn: Giao thoa ánh sáng xảy hai chùm sóng ánh sáng kết hợp đan xen vào 5.32 Chọn A (85) Hướng dẫn: Hai sóng kết hợp là hai sóng xuất phát từ hai nguồn kết hợp 5.33 Chọn C Hướng dẫn: 5.34 Chọn B a.i D 0,3.10 3.3.10 1,5 0, 6.10 m 0, m Hướng dẫn: Vị trí vân sáng bậc màu đỏ: x4 4 d D a 3.D a xs k .D a k với kZ 0, 0, 75 k 7,5 k Với ánh sáng trắng: 0,4 0,75 và kZ Chọn k =4,5,6,7: Có xạ cho vân sáng đó 5.35 Chọn C i Hướng dẫn: 5.36 Chọn C i Hướng dẫn: D a D a 0, 7.10 6.1,5 0,35.10 3 0,5.10 6.1 0,5.10 3 3.10 m 3mm 10 m 1mm ;Vị trí vân sáng bậc 1: x1= i = 1mm 1 x3 i 2,5mm 2 Vị trí vân tối thứ 3: ; Khoảng cách chúng: x x3 x1 2,5 1,5mm 5.37 Chọn D i D a Hướng dẫn: 0,5.10 6.1 0,5.10 3 10 m 1mm L 13 6,5 Số vân trên nửa trường giao thoa: 2i số vân sáng quan sát trên màn là: Ns = 2.6+1 = 13 vân 5.38 Chọn C Hướng dẫn: Khoảng cách từ vân sáng thứ 10 đến vân sáng thứ tư: x10 – x4 = 10.i – 4.i= 6.i =3,6mm i = 0,6mm = 0,6.10-3m Bước sóng: 5.39 Chọn B D i Hướng dẫn: D a 0, 6.10 3.0, 6.10 0, 6.10 6.2 10 3 0, 6.10 m 6 m 1, 2.10 m 1, 2mm 1 x4 1, 4, 2mm 2 Vị trí vân tối thứ tư: 5.40 Chọn B (86) i D 0,6.10 6.2 3 1, 2.10 m 1, 2mm a 10 hướng dẫn: Vị trí vân sáng thứ ba: x3 = 3.i = 3.1,2 = 3,6mm 5.41 Chọn B 10 3.1,5.10 0,5.10 m 0,5 m D Hướng dẫn: 5.42 Chọn A a.i 1 x3 i 2,5.i 4,5 2 Hướng dẫn: Vị trí vân tối thứ ba: mm i = 1,8mm 10 3.1,8.10 0, 6.10 m 0, 6 m D Bước sóng : 5.43 Chọn B x 1, 2mm Hướng dẫn: Khoảng vân i = a.i 1 x3 i 2,5.1, 3mm 2 Vị trí vân tối thứ ba: 5.44 Chọn A x 1, 6mm 2,5 2,5 hướng dẫn; Khoảng vân i = Vân sáng bậc cách vân trung tâm: x4 = 4.i = 6,4mm 5.45 Chọn D i D Hướng dẫn: a 0, 6.10 6.2,5 10 3 1,5.10 m 1,5mm L 12,5 4,16 i 2.1,5 Số vân trên nửa trường giao thoa: số vân tối quan sát trên màn là: Nt = 2.4 = vân Và số vân sáng quan sát trên màn là: Ns = 2.4+1 = vân Vậy tổng số vân quan sát là + =17 vân 5.46 Chọn C 1 D 2 D k1 k2 k1 k2 ; k1 , k2 Z a a Hướng dẫn: Khi hai vân sáng trùng nhau: x1 = x2 Vì vị trí gần vân trung tâm nhất, nên ta chọn k1, k2 nhỏ chọn k2 = x2 k2 Vị trí trùng nhau: 5.47 Chọn C 2 D a 5 0, 6.10 6.2 1,5.10 3 a Hướng dẫn: Khoảng cách hai khe: 5.48 Chọn B 4.10 m 4mm D i 0,5.10 6.2 0,5.10 3 2.10 mm 2mm (87) x4 d 4 Hướng dẫn: Vị trí vân sáng bậc màu đỏ: x4t 4 t D a 4 d D a 4 0, 4.10 6.2 0,5.10 0, 75.10 6.2 0,5.10 12mm 6, 4mm Vị trí vân sáng bậc màu tím: Khoảng cách chúng: x = x4d - x4t = 5,6mm 5.49 Chọn C Hướng dẫn: Quang phổ vạch hấp thụ có vạch tối nằm trên quang phổ liên tục 5.50 Chọn D Hướng dẫn: Có thể dùng pin nhiệt điện để nhận biết tia hồng ngoại 5.51 Chọn D Hướng dẫn: Tia hồng ngoại không gây các phản ứng quang hoá, quang hợp 5.52 Chọn A Hướng dẫn: Tất các vật bị nung nóng phát tia hồng ngoại Các vật có nhiệt độ <0oC thì không thể phát tia hồng ngoại 5.53 Chọn B Hướng dẫn: Tia hồng ngoại kích thích thị giác làm cho ta nhìn thấy màu hồng là không đúng 5.54 Chọn C Hướng dẫn: Tia tử ngoại không nguy hiểm 5.55 Chọn A Hướng dẫn: Mặt Trời không phát ánh sáng nhìn thấy và tia hồng ngoại mà còn nhiều loại xạ khác tia tử ngoại 5.56 Chọn B Hướng dẫn: Dựa vào khả đâm xuyên mạnh, người ta ứng dụng tính chất này dùng y học để chiếu điện, chụp điện 5.57 Chọn C Hướng dẫn: Tia Rơn-ghen không qua lớp chì dày vài mm, nên người ta dùng chì để làm màn chắn bảo vệ kĩ thuật dùng tia Rơnghen 5.58 Chọn A Hướng dẫn: Tia Rơnghen là xạ điện từ có bước sóng nhỏ 10-8m 5.59 Chọn B Hướng dẫn: Tia X không thể qua lớp chì dày vài cm 5.60 Chọn C Hướng dẫn: Bức xạ điện từ có bước sóng 638nm, màu cam (88) Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I HỆ THỐNG CÁC KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG A Chuẩn kiến thức, kĩ Chủ đề Mức độ cần đạt Lượng tử ánh sáng a) Hiện tượng quang điện ngoài Định luật giới hạn quang điện b) Thuyết lượng tử ánh sáng Lưỡng tính sóng – hạt ánh sáng c) Hiện tượng quang điện d) Quang phổ vạch nguyên tử hiđrô e) Sự phát quang f) Sơ lược laze Kiến thức - Trình bày thí nghiệm Héc tượng quang điện và nêu tượng quang điện là gì - Phát biểu định luật giới hạn quang điện - Nêu nội dung thuyết lượng tử ánh sáng - Nêu ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt - Nêu tượng quang điện là gì - Nêu quang điện trở và pin quang điện là gì - Nêu tạo thành quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ nguyên tử hiđrô - Nêu phát quang là gì - Nêu laze là gì và số ứng dụng laze Ghi chú - Không yêu cầu học sinh nêu tên các dãy quang phổ vạch nguyên tử hiđrô và giải bài tập - Sự tạo thành quang phổ vạch nguyên tử hiđrô giải thích dựa trên kiến thức mức lượng đã học môn Hoá học lớp 10 Kĩ - Vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích định luật giới hạn quang điện B Các kiến thức Thí nghiệm Héc tượng quang điện Gắn kẽm tích điện âm vào tĩnh điện kế, kim tĩnh điện kế lệch góc Sau đó chiếu ánh sáng hồ quang vào kẽm, quan sát thấy góc lệch kim tĩnh điện kế giảm Nếu thay kẽm kim loại khác ta thấy tượng tương tự xảy Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron khỏi mặt kim loại gọi là tượng quang điện (ngoài) Định luật giới hạn quang điện: Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hay giới hạn quang điện λ0 kim loại đó, gây tượng quang điện (0 ) Giới hạn quang điện (λ0) kim loại là đặc trưng riêng kim loại đó Thuyết lượng tử ánh sáng Giả thuyết Plăng: Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và hf; đó f là tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát xạ ra, còn h là số Lượng tử lượng hf đó (h = 6,625.10-34Js) (89) Nội dung thuyết lượng tử ánh sáng: a) Ánh sáng tạo thành các hạt gọi là phôtôn b) Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng h.f c) Phôtôn bay với vận tốc c = 3.108 m/s dọc theo các tia sáng d) Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát hay hấp thụ phôtôn Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Không có phôtôn đứng yên Ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt: các tượng quang học chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng giao thoa sóng; có nhiều tượng quang học khác chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt tượng quang điện Điều đó cho thấy ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt: ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt Hiện tượng quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectrôn liên kết chúng trở thành các êlectrôn dẫn đồng thời giải phóng các lỗ trống tự gọi là tượng quang điện Quang điện trở, pin quang điện: Quang điện trở là điện trở làm chất quang dẫn Điện trở nó có thể thay đổi từ vài mêgaôm không chiếu sáng xuống đến vài chục ôm chiếu sáng Pin quang điện (còn gọi là pin Mặt Trời) là nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện Pin hoạt động dựa vào tượng quang điện xảy bên cạnh lớp chặn Sự phát quang là số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ánh sáng có bước sóng khác Đặc điểm phát quang là nó còn kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Sự tạo thành quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ nguyên tử hiđrô Các tiên đề Bo cấu tạo nguyên tử: Tiên đề 1: Nguyên tử tồn các trạng thái có mức lượng xác định, gọi là trạng thái dừng Khi các trạng thái dừng thì nguyên tử không xạ Trong các trạng thái dừng nguyên tử, êlectrôn chuyển động quanh hạt nhân trên quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng Tiên đề 2: Khi chuyển từ trạng thái dừng có mức lượng (E n) sang trạng thái dừng có lượng thấp (Em) thì nguyên tử phát phôtôn có lượng đúng hiệu E n - Em : = hfnm= En – Em ; với h là số Plăng, fnm là tần số ánh sáng Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ phôtôn có lượng đúng hiệu E n – Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao En En Mẫu nguyên tử Bo giải thích cấu tạo quang phổ vạch hiđrô không giải thích cấu h.fnm h.fnm tạo các nguyên tử phức tạp Em Trong các trạng thái dừng nguyên tử, electron Hình 6.1 chuyển động quanh hạt nhân theo quĩ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quĩ đạo dừng, tỷ lệ với bình phương các số nguyên liên tiếp: Bán kính: ro, 4ro; 9ro; 16ro; 25ro; 36ro Tên quỹ đạo: K, L; M; N; O; P -11 với ro = 5,3.10 m: bán kính Bo Trạng thái là trạng thái dừng có mức lượng thấp và êlectrôn chuyển động trên quỹ đạo gần hạt nhân (90) Tia laze (Máy khuếch đại ánh sáng phát xạ cảm ứng) là nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng Đặc điểm tia laze có tính đơn sắc, tính định hướng, tính kết hợp cao và cường độ lớn Ứng dụng laze: Trong Y học lợi dụng khả tập trung lượng chùm tia laze vào vùng nhỏ, người ta dùng tia laze dao mổ các phẫu thuật,… Trong thông tin liên lạc, vô tuyến; Trong công nghiệp dùng các việc khoan, cắt, tôi chính xác trên nhiều chất liệu kim loại, compozit,… C Các câu hỏi và bài tập ví dụ Dạng 1: Hiện tượng quang điện, thuyết lượng tử và định luật quang điện Gợi ý các giải: Vận dụng thuyết lượng tử, nội dung định luật quang điện Anhxtanh Các công thức cần nhớ: h.c - Năng lượng lượng tử: ε =h f = λ hf nm E n E m Ví dụ 1: Chiếu ánh sáng tÝm có bước sóng λ = 0,4 μm vµo Natri thÝ nghiÖm cña HÐc vÒ hiÖn tîng quang ®iÖn Cã hiÖn tîng quang ®iÖn x¶y kh«ng ? Hướng dẫn: Áp dụng ®ịnh luật giới hạn quang điện ta cã : λ λ0 (λ0 = 0,5 μm lµ giíi h¹n quang ®iÖn cña natri) nªn cã hiÖn tîng quang ®iÖn Ví dụ 2: Chiếu chùm xạ đơn sắc có bước sóng 0,5µm vào kim lo¹i cã bíc sãng 0,66µm, thÝ nghiÖm cña HÐc vÒ hiÖn tîng quang ®iÖn LÊy c = 3.108 m/s, h = 6,625.10-34 Js C«ng tho¸t cña ªlªctron quang ®iÖn lµ A 2,5.10-20 J B 3,7.1020 J C 30,11.10-20 J D 25,2.1020 J hc Hướng dẫn: Áp dụng công thức ε = h f 0= = A , suy A = 30,11.10-20 J λ0 Đáp án: Chọn C Dạng 2: Vận dụng thuyết lượng tử giải thích quang phổ vạch hiđrô E6 (P) Gợi ý cách giải: Vận dụng thuyết cấu E5 tạo nguyên tử Bo, thuyết lượng tử (O) E4 Ví dụ 1: Vận dụng thuyết lượng tử giải (N) thích quang phổ vạch phát xạ E3 nguyên tử hiđrô (xem hình vẽ) (M) gồm các dãy: a) Dãy Lai-man (Lyman) vùng E2 (L) HHH tử ngoại H b) Dãy Ban-me (Balmer) gồm số vạch nằm vùng tử ngoại và E1 số vạch nằm vùng ánh (K) sáng nhìn thấy: vạch đỏ H (=0,6563m); vạch lam H dãy Lyman dãy Balmer dãy (=0,4861m); vạch chàm H Paschen (=0,4340m); vạch tím H Hình 6.2 (=0,4120m) c) Dãy Pa-sen (Pachen) vùng hồng ngoại Hướng dẫn: Ta có thể giải thích quang phổ vạch nguyên tử hiđrô mô hình hình vẽ Ở trạng thái bình thường (trạng thái bản) nguyên tử hiđrô có lượng thấp nhất, electron chuyển động trên quĩ đạo K (91) Khi kích thích, các electron chuyển lên các quĩ đạo cao (L, M, N, O, P ) Nguyên tử tồn thời gian bé (10-8s) trạng thái kích thích sau đó chuyển mức thấp và phát phôtôn tương ứng -Khi chuyển mức K tạo nên quang phổ vạch dãy Lai-man - Khi chuyển mức L tạo nên quang phổ vạch dãy Ban-me - Khi chuyển mức M tạo nên quang phổ vạch dãy Pa-sen Ví dụ 2: Nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo L có lượng là -3,4 eV chuyển quỹ đạo có lượng là -13,6 eV thì phát phôtôn ứng với bước sóng bao nhiêu? Huớng dẫn: hc hc ε EL EK = 1,218.10-7 m Ta có = E - E = suy L K II CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 6.1 Hiện tượng quang điện là tượng electron bị bứt khỏi kim loại A chiếu vào kim loại ánh sáng thích hợp B nó bị nung nóng C đặt kim loại vào điện trường mạnh D nhúng kim loại vào dung dịch 6.2 Chiếu chùm xạ đơn sắc vào kẽm có giới hạn quang điện 0,35μm Hiện tượng quang điện không xảy chùm xạ có bước sóng A 0,1 μm B 0,2 μm C 0,3 μm D 0,4 μm 6.3 Giới hạn quang điện kim loại là A bước sóng dài xạ chiếu vào kim loại đó mà gây tượng quang điện B bước sóng ngắn xạ chiếu vào kim loại đó mà gây tượng quang điện C công nhỏ dùng để bứt electron khỏi bề mặt kim loại đó D công lớn dùng để bứt electron khỏi bề mặt kim loại đó 6.4 Khi chiÕu ¸nh s¸ng cã bíc sãng 0,75 μm vµo c¸c chÊt sau Canxi; Natri; Kali; Xªdi Hiện tợng quang điện xảy chất đó là: A Canxi vµ Xªdi B Canxi vµ Kali C Canxi D Natri 6.5 Phát biểu nào sau đây là không đúng nãi vÒ mét c¸c néi dung cña thuyÕt lîng tö? A Ánh sáng đợc tạo các hạt gọi là phôtôn B Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn giống nhau, phôtôn mang n¨ng lîng b»ng h.f C Mçi lÇn mét nguyªn tö hay ph©n tö ph¸t x¹ hoÆc hÊp thô ¸nh s¸ng th× chóng ph¸t hay hÊp thô mét ph«t«n D C¸c ph«t«n bay víi vËn tèc nhá h¬n vËn tèc ¸nh s¸ng ch©n kh«ng däc theo c¸c tia s¸ng 6.6 Nhận xét nào sau đây ánh sáng kích thích tượng quang điện là đúng? A Khi cã ¸nh s¸ng chiÕu tíi tÊm kim lo¹i thÝ nghiÖm cña HÐc vÒ hiÖn tîng quang ®iÖn th× cã hiÖn tîng quang ®iÖn B Khi tăng bước sóng chùm ánh sáng kích thích lên, chiÕu tíi tÊm kim lo¹i thÝ nghiÖm cña HÐc vÒ hiÖn tîng quang ®iÖn th× cã hiÖn tîng quang ®iÖn C Khi giảm bước sóng chùm ánh sáng kích thích xuống, chiÕu tíi tÊm kim lo¹i thÝ nghiÖm cña HÐc vÒ hiÖn tîng quang ®iÖn th× cã hiÖn tîng quang ®iÖn (92) D HiÖn tîng quang ®iÖn chØ x¶y bíc sãng cña ¸nh s¸ng kÝch thÝch nhá h¬n giíi h¹n quang ®iÖn (λ λ0) 6.7 Chiếu chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 400 nm vào Na Giới hạn quang điện Na là 0,50 μm C«ng tho¸t cña ªlªctron quang ®iÖn lµ A 3.28.10-20 J B 39,75.10-20 J C 5,45.1010 J D 25,5.10-20 Js 6.8 Chiếu ánh sáng đơn sắc vào nhôm Hiện tợng quang điện không xảy ánh s¸ng cã bíc sãng lµ A 0,521 μm B 0,299 μm C 0,210 μm D 0,155 μm 6.9 Một các đặc điểm điện trở quang là A Cã gi¸ trÞ rÊt lín B Cã gi¸ trÞ rÊt nhá C Có giá trị thay đổi đợc D Có giá trị không đổi 6.10 Khi nguyªn tö chuyÓn tõ tr¹ng th¸i dõng cã n¨ng lîng En sang tr¹ng th¸i dõng cã n¨ng lîng thÊp h¬n Em th× A phát phôtôn có lợng đúng hiệu ε = h.f = En - Em B hấp thụ phôtôn có lợng đúng hiệu ε = h.f = En - Em C kh«ng hÊp thô hay ph¸t x¹ ph«t«n D cã thÓ hÊp thô hay ph¸t x¹ ph«t«n, kh«ng phô thuéc vµo hiÖu En - Em 6.11 Phát biểu nào sau đây là đúng? Tr¹ng th¸i dõng lµ A trạng thái ổn định hệ thống nguyên tử B trạng thái đứng yên nguyên tử hạt nhân C trạng thái các êlêctron không chuyển động quanh hạt nhân D trạng thái hạt nhân không dao động 6.12 Bước sóng dài dãy Ban-me là 0,6560 μm Bước sóng dài dãy Laiman là 0,1220 μm Bước sóng dài thứ hai dãy Lai-man là A 0,0528 μm B 0,1029 μm C 0,1112 μm D 0,1211 μm 6.13 Theo hình vẽ 6.2, các vạch thuộc dãy Ban-me ứng với chuyển electron từ các quỹ đạo ngoài quỹ đạo A K B L C M D O 6.14 Tính lượng và tần số phôtôn ứng với ánh sáng có bước sóng: 0,656 μm ; 0,486 μm ; 0,434 μm ; 0,410 μm 6.15 Một đèn phát chùm sáng đơn sắc với bước sóng 0,6 μm Tính số phôtôn mà đèn phát giây, biết công suất phát xạ đèn là 10 W 6.16 Công thoát êlectron natri là 2,5 eV Hãy xác định giới hạn quang điện natri λ0 và điều kiện bước sóng để xảy tượng quang điện natri 6.17 Giới hạn quang điện xêdi (Cs) là 0,66 μm Hãy tính công thoát êlectron khỏi bề mặt xêdi 6.18 Công thoát êlectron kim loại là eV, chiếu tới kim loại trên xạ điện từ có bước sóng 0,2 μm Hiện tượng quang điện có xảy hay không? Nếu xảy tượng quang điện hãy tính c«ng tho¸t ªlªctron quang ®iÖn Cho biết khối lượng êlectron là 9,1.10-31 kg 6.19 Trong c¸c vËt sau ®©y, ph¸t s¸ng th× sù ph¸t s¸ng cña vËt nµo gäi lµ sù ph¸t quang? A Hå quang ®iÖn B Tia löa ®iÖn C Bóng đèn pin D Bóng đèn ống 6.20 Phát biểu nào sau đây là không đúng, nói đặc điểm tia laze? A C«ng suÊt lín B Độ định hớng cao C Độ đơn sắc cao D Cờng độ lớn (93) 6.21 Biết bước sóng ứng với bốn vạch dãy Banme quang phổ hiđrô là: đỏ Hα : 0,656 μm; lam Hβ : 0,486 μm; chàm Hγ : 0,434 μm; tím Hδ : 0,410 μm Hãy tính bước sóng ứng với ba vạch dãy Pasen nằm vùng hồng ngoại 6.22 Nguyên tử hiđrô có thể phát xạ điện từ có bước sóng ngắn là 0,0913 μm Hãy tính lượng cần thiết để ion hoá nguyên từ hiđrô Các câu hỏi và bài tập tổng hợp 6.23 Phỏt biểu nào sau đõy nói tợng quang điện là đúng? A HiÖn tîng ¸nh s¸ng lµm bËt c¸c ªlectron khái mÆt kim lo¹i B HiÖn tîng ¸nh s¸ng kÝch thÝch cã bíc sãng lín h¬n giíi h¹n quang ®iÖn cña kim lo¹i đó C Hiện tợng số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bớc sóng này để phát ánh s¸ng cã bíc sãng kh¸c D Hiện tợng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết chúng trở thành các êlectron dẫn đồng thời giải phóng các lỗ trống tự 6.24.* Năng lượng ion hóa nguyên tử hiđrô là 13,6eV Bước sóng ngắn xạ mà nguyên tử có thể phát là A 0,1220 μm B 0,0913 μm C 0,0656 μm D 0,5672 μm 6.25 Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,3 μm và chất phát quang thì thấy nó phát ánh sáng có bước sóng 0,5 μm Cho công suất chùm sáng phát quang 0,01 công suất chùm sáng kích thích Hãy tính hiệu suất phát quang 6.26 Theo h×nh 6.2, hai vạch quang phổ có bước sóng dài dãy Lai-man quang phổ hiđrô là 0,1216 μm và 0,1026 μm Tính bước sóng vạch đỏ Hα dãy Ban-me 6.27 Để ion hoá nguyên tử hiđrô, người ta cần cung cấp lượng 13,6 eV Tính bước sóng ngắn mà nguyên tử hiđrô có thể phát 6.28 Hãy tính bán kính quỹ đạo êlectron êlectron chuyển động trên quỹ đạo Biết lượng ion hoá nguyên tử hiđrô là 13,6 eV 6.29 Giới hạn quang điện kim loại là A bước sóng ánh sáng kích thích B bước sóng riêng kim loại đó C bước sóng giới hạn ánh sáng kích thích kim loại đó D công thoát electron bề mặt kim loại đó 6.30 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Đối với kim loại dùng làm catốt, ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ trị số o nào đó, thì gây tượng quang điện B Dòng quang điện triệt tiêu điện áp anốt và catốt không C Khi tượng quang điện xảy ra, cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ với cường độ chùm sáng kích thích D Điện áp anốt và catốt không tồn dòng quang điện 6.31 Các electron quang điện bị bứt khỏi bề mặt kim loại ánh sáng kích thích chiếu vào bề mặt kim loại có A cường độ sáng lớn B bước sóng nhỏ hay giới hạn xác định C bước sóng lớn D bước sóng nhỏ 6.32 Một kẽm tích điện âm chiếu vào chùm tia hồng ngoại có tượng gì xảy ? A Tấm kẽm điện tích âm B Tấm kẽm bớt electron (94) C Tấm kẽm bớt điện tích dương D Không có tượng gì xảy 6.33 Phát biểu nào sau đây thí nghiệm Héc là đúng? A Chiếu ánh sáng thích hợp có bước sóng đủ lớn vào bề mặt kim loại thì làm cho các electron bề mặt kim loại đó bật B Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào kẽm tích điện dương, thì hai lá điện nghiệm cụp lại C Hiện tượng thí nghiệm Héc gọi là tượng xạ nhiệt electron D Thí nghiệm Héc có thể giải thích thuyết lượng tử ánh sáng 6.34 Công thức liên hệ giới hạn quang điện o, công thoát A, số plăng h và tốc độ ánh sáng c là: hA A c o o o c hc hA A B o.A = h.c C D 6.35 Kết luận nào sau đây thuyết lượng tử ánh sáng là không đúng? A Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay xạ ánh sáng cách liên tục, mà thành phần riêng biệt, đứt quãng B Mỗi phần đó mang lượng hoàn toàn xác định gọi là lượng tử lượng C Ta có cảm giác chùm là liên tục vì số lượng các phôtôn là lớn D Khi ánh sáng truyền đi, lượng tử không đổi, không phụ thuộc vào khoảng cách tới nguồn sáng 6.36 Phát biểu nào sau đây nói lưỡng tính sóng hạt là không đúng? A Hiện tượng giao thoa ánh sáng thể tích chất sóng B Hiện tượng quang điện, ánh sáng thể tính chất hạt C Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn càng thể rõ tính chất sóng D Các sóng điện từ có bước sóng càng dài thì tính chất sóng thể rõ tính chất hạt 6.37 Trong các nguồn sáng sau đây, nguồn nào cho quang phổ vạch phát xạ ? A Thỏi thép cácbon nóng sáng lò nung B Mặt trời C Dây tóc bóng đèn làm vonfram nóng sáng D Bóng đèn nêon bút thử điện 6.38 Phát biểu nào sau đây là không đúng ? A Giả thiết sóng ánh sáng không giải thích các dịnh luật quang điện B Ánh sáng có chất là sóng điện từ C Ánh sáng có tính chất hạt, hạt gọi là phôtôn D Vì ánh sáng có tính chất hạt nên gây tượng quang điện kim loại HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ TRẢ LỜI 6.1 Chọn A Hướng dẫn: Theo định nghĩa: “Hiện tượng quang điện là tượng electron bị bứt khỏi kim loại chiếu vào kim loại ánh sáng có bước sóng thích hợp” 6.2 Chọn D Hướng dẫn: Điều kiện xảy tượng quang điện λ ≤ λ0 6.3 Chọn A (95) Hướng dẫn: Điều kiện xảy tượng quang điện λ ≤ λ λ0 gọi là giới hạn quang điện Do đó giới hạn quang điện kim loại là bước sóng dài xạ chiếu vào kim loại đó mà gây tượng quang điện 6.4 Chọn C Hướng dẫn: Khi chiếu ánh sáng có bước sóng 0,75 μm vµo c¸c chÊt sau Canxi; Natri; Kali; Xªdi , thì chØ cã Canxi míi cã hiÖn tîng quang ®iÖn ( tho¶ m·n λ λ0 ) 6.5 Chọn D Hướng dẫn: Mét c¸c néi dung cña thuyÕt lîng tö lµ ph«t«n bay víi vËn tèc c = 3.108 m/s däc theo c¸c tia s¸ng VËy D sai 6.6 Chọn D Hướng dẫn: HiÖn tîng quang ®iÖn chØ x¶y bíc sãng cña ¸nh s¸ng kÝch thÝch nhá h¬n giíi h¹n quang ®iÖn (λ λ0) 6.7 Chọn B hc Hướng dẫn: Áp dụng công thức Anhstanh ε = h f 0= = A, suy A = 39,75.10-20 J λ0 6.8 Chọn A Hướng dẫn: HiÖn tîng quang ®iÖn chØ x¶y bíc sãng cña ¸nh s¸ng kÝch thÝch nhá h¬n giíi h¹n quang ®iÖn (λ λ0) VËy A lµ sai, v× 0,521 μm > 0,36 μm 6.9 Chän C Hướng dẫn: Điện trở quang có đặc điểm là có gía trị thay đổi từ vài mêgaôm không đợc chiếu sáng xuống đến vài chục ôm đợc chiếu sáng 6.10 Chọn A Hướng dẫn: Theo tiên đề xạ và hấp thụ lợng nguyên tử Khi nguyên tử chuyÓn tõ tr¹ng th¸i dõng cã n¨ng lîng En sang tr¹ng th¸i dõng cã n¨ng lîng thÊp h¬n Em th× nó phát phôtôn có lợng đúng hiệu ε = h.f = En - Em 6.11 Chọn A Hướng dẫn: Theo tiên đề trạng thái dừng, ta có trạng thái ổn định hệ thống nguyên tử Tại đó nguyên tử không hấp thụ hay xạ 6.12 Chọn B hc Hướng dẫn: Áp dụng tiên đề Bo: ε = =E m − En , nguyên tử hiđrô ta có λ hc hc =E − E1 và =E − E2 suy bước sóng vạch thứ hai dãy Laiman là λ 31 có λ21 λ32 hc hc hc = + , λ31 = 0,1029 μm λ31 λ 32 λ 21 6.13 Chọn B Hướng dẫn: Các vạch thuộc dãy Laiman ứng với chuyển electron từ các quỹ đạo ngoài quỹ đạo K Các vạch thuộc dãy Banme ứng với chuyển electron từ các quỹ đạo ngoài quỹ đạo L Các vạch thuộc dãy Passen ứng với chuyển electron từ các quỹ đạo ngoài quỹ đạo M c 6.14 Hướng dẫn: Áp dụng công thức f = và ε = h f Tần số và lượng là λ 457.1012Hz; 617.1012Hz; 691.1012Hz; 731.1012Hz 3,0276.10-19J; 4,0876.10-19J; 4,5778.10-19J; 4,8428.10-19J; 6.15 Hướng dẫn: Năng lượng phôtôn là (96) c 108 -19 = 6,625.10-34 − = 1,3125.10 J λ 0,6 10 10 P 19 số phôtôn phát giây là N = = − 19 = 3,02.10 hạt ε , 3125 10 6.16 Hướng dẫn: c c Ta có A = h nên λ0 = h λ0 A ε=h 108 = 6,625.10 = 496,875.10-9m = 496,875nm − 19 2,5 ,610 VËy ¸nh s¸ng cã bíc sãng λ nhá h¬n giíi h¹n quang ®iÖn cña natri hiÖn tîng quang ®iÖn c 10 -34 6.17 Hướng dẫn: A = h = 6,625.10 = 1,882eV λ0 ,66 10−6 λ0 -34 λ0 chiÕu tíi th× cã 108 = 2,484.10-7m ,610− 19 vì λ < λ0 nên xảy tượng quang điện c Áp dụng công thức A = h suy A = 8.10-19 J λ0 6.19 Chän D Hướng dẫn Sù ph¸t quang cña chÊt bªn thµnh èng nhê lÊy n¨ng lîng ®iÖn trêng 6.20 Chän A Hướng dẫn: Các tính chất tia laze là: Độ định hớng cao; Độ đơn sắc cao; Cờng độ lớn A lµ sai c 6.21 Hướng dẫn: Ta có h = Ecao – E thấp λ p 1 hay = λcao λthap O λ N Bước sóng phát chuyển từ 6.18 Hướng dẫn: Ta có λ0 = 6,625.10-34 P M, từ O M, N M là 1,093μm; 1,282μm; 1,875μm M Hδ Hγ Hβ Hα L Ban-me Pa-sen 6.22 Hướng dẫn: Năng lượng iôn hoá nguyên tử hiđrô là lượng cần cung cấp cho nguyên tử để êlêctrôn trạng thái (quỹ đạo k) chuyển quỹ đạo xa hạt nhân (ở vô cùng) E hc 10 -34 ∞ – E1 = = 6,625.10 = 2,1768.10-18J = 13,6eV λ ,0913 10−6 6.23 Chọn D Hướng dẫn: Hiện tợng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết chúng trở thành các êlectron dẫn đồng thời giải phóng các lỗ trống tự gọi là tợng quang điện 6.24 Chọn B Hướng dẫn: Năng lượng ion hoá nguyên tử hiđrô là lượng cần cung cấp cho nguyên tử để electron trạng thái (quỹ đạo K) chuyển quỹ đạo xa hạt nhân (ở vô cùng) hc =E ∞ − E1=13 , eV , từ đó tính λ = 0,0913 μm Có λ (97) h.c λ' λ =0 , 01 6.25 Hướng dẫn: Hiệu suất phát quang là H = , 01 h.c λ' λ c 6.26 Hướng dẫn: Ta có h = EM – E N λα hay λα = λM - λN nên = 0,6% λ α = 0,6566μm 6.27 Hướng dẫn: Năng lượng iôn hoá nguyên tử hiđrô là lượng cần cung cấp cho nguyên tử để êlêctrôn trạng thái (quỹ đạo k) chuyển quỹ đạo xa hạt nhân (ở vô cùng) hc = E ∞ – E1 suy λ = 0,0913 μm λ 6.28 Hướng dẫn: Thế tĩnh điện hạt nhân nguyên tử hiđrô êlectron chuyển động 1,6 10−19 trên quỹ đạo là V = 9.10 Công cần dịch chuyển êlectron từ quỹ đạo r vô cực là A = e.V suy bán kính quỹ đạo dừng là r = 1,0588.10-10 m 6.29 Chọn C Hướng dẫn: Giới hạn quang điện kim loại là bước sóng giới hạn ánh sáng kích thích kim loại đó 6.30 Chọn B Hướng dẫn: Dòng quang điện không triệt tiêu điện áp anốt và catốt không 6.31 Chọn D Hướng dẫn: Các electron quang điện bị bứt khỏi bề mặt kim loại ánh sáng kích thích chiếu vào bề mặt kim loại bước sóng nhỏ 6.32 Chọn D Hướng dẫn: Không có tượng gì xảy 6.33 Chọn D Hướng dẫn: Thí nghiệm Héc có thể giải thích thuyết lượng tử ánh sáng 6.34 Chọn B Hướng dẫn: Công thức liên hệ giới hạn quang điện o, công thoát A, số plăng h và tốc độ ánh sáng c là: o.A = h.c 6.35 Chọn C Hướng dẫn: Ta có cảm giác chùm là liên tục vì số lượng các phôtôn là lớn là không đúng 6.36 Chọn C Hướng dẫn: Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn càng khó thể rõ tính chất sóng 6.37 Chọn D Hướng dẫn: Bóng đèn nêon bút thử điện cho quang phổ vạch phát xạ 6.38 Chọn D Hướng dẫn: Vì ánh sáng có tính chất hạt nên gây tượng quang điện kim loại là không đúng (98) Chương VII: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ I HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG A Chuẩn kiến thức, kĩ Chủ đề Mức độ cần đạt Hạt nhân nguyên tử a) Lực hạt nhân Độ hụt khối b) Năng lượng liên kết hạt nhân Kiến thức - Nêu lực hạt nhân là gì và các đặc điểm lực hạt nhân - Viết hệ thức Anh-xtanh khối lượng và lượng - Nêu độ hụt khối và lượng liên kết hạt nhân là gì Phản ứng hạt nhân a) Phản ứng hạt nhân Định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân b) Hiện tượng phóng xạ Đồng vị phóng xạ Định luật phóng xạ c) Phản ứng phân hạch Phản ứng dây chuyền d) Phản ứng nhiệt hạch Kiến thức - Nêu phản ứng hạt nhân là gì - Phát biểu các định luật bảo toàn số khối, điện tích, động lượng và lượng toàn phần phản ứng hạt nhân - Nêu tượng phóng xạ là gì - Nêu thành phần và chất các tia phóng xạ - Viết hệ thức định luật phóng xạ - Nêu số ứng dụng các đồng vị phóng xạ - Nêu phản ứng phân hạch là gì - Nêu phản ứng dây chuyền là gì và nêu các điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy - Nêu phản ứng nhiệt hạch là gì và nêu điều kiện để phản ứng kết hợp hạt nhân xảy - Nêu ưu việt lượng phản ứng nhiệt hạch Ghi chú Kĩ - Vận dụng hệ thức định luật phóng xạ để giải số bài tập đơn giản B Các kiến thức Hạt nhân nguyên tử: Cấu tạo: Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ các prôtôn (p) (mang điện tích nguyên tố dương), và các nơtron (n) (trung hoà điện), gọi chung là nuclôn Kí hiệu hạt nhân: A Z X Hạt nhân các nguyên tố có nguyên tử số Z thì chứa Z prôton và N nơtron; A = Z + N ; đó A gọi là số khối Các nuclon liên kết với lực hạt nhân Lực hạt nhân không có cùng chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn; nó là loại lực truyền tương tác các nuclon hạt nhân (lực tương tác mạnh) Lực hạt nhân phát huy tác dụng phạm vi kích thước hạt nhân (10-15m) Đồng vị: Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z khác số nơtron N gọi là các đồng vị (99) Đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u Đơn vị u có giá trị 1/12 khối lượng nguyên tử đồng vị 126 C , cụ thể là: u = 1,66055 10-27 kg u xấp xỉ khối lượng nuclôn, nên hạt nhân có số khối A thì có khối lượng xấp xỉ A(u) Đơn vị khối lượng: u; MeV/c 2; kg với mối quan hệ u = 1,66o55.10 -27 kg = 931,5 MeV/c2 Hệ thức Anh-xtanh khối lượng và lượng: Hạt nhân có khối lượng nghỉ m0, chuyển động với vận tốc v, có lượng tính theo m0c 1 v c công thức: E = m0c + Wđ Trong đó Wđ = Một vật có khối m0 trạng thái nghỉ, chuyển động với vận tốc v, khối lượng vật m0 tăng lên thành m với m = v2 c2 Ta có thể viết hệ thức Anh-xtanh: E = mc2 Độ hụt khối: Khối lượng hạt nhân luôn nhỏ tổng khối lượng các nuclon tạo thành hạt nhân đó √ 1− A Δm = {(Z.mp + (A – Z).mn) – m( Z X )} gọi là độ hụt khối Năng lượng liên kết hạt nhân: ΔE = Δmc2 Hạt nhân có lượng liên kết riêng ΔE/A càng lớn thì càng bền vững Phản ứng hạt nhân: Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi các hạt nhân, phản ứng hạt nhân chia thành hai loại: - Phản ứng hạt nhân tự phát: Quá trình tự phân rã hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác A C + D Trong đó: A: hạt nhân mẹ; C: hạt nhân con; D: tia phóng xạ (, …) - Phản ứng hạt nhân kích thích: Quá trình các hạt nhân tương tác với thành các hạt nhân khác A + B C + D Các hạt nhân trước và sau phản ứng có thể nhiều ít Các hạt nhân có thể là các hạt sơ cấp electron, pôzitron, nơtrôn… Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân: Bảo toàn điện tích; Bảo toàn số nuclon (bảo toàn số A); Bảo toàn lượng toàn phần; bảo toàn động lượng Hiện tượng phóng xạ: Phóng xạ là qúa trình phân huỷ tự phát hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo) Quá trình phân huỷ này kèm theo tạo các hạt và có thể kèm theo phát các xạ điện từ Hạt nhân tự phân huỷ gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân tạo thành sau phân huỷ gọi là hạt nhân Các dạng phóng xạ: a) Tia alpha (): thực chất He - Bị lệch phía (-) tụ điện vì mang q = +2e - Phóng với vận tốc 107m/s - Có khả ion hoá chất khí (100) - Đâm xuyên kém Trong không khí 8cm b) Tia Bêta (): Gồm + và - -: lệch (+) tụ điện , thực chất là electron, q = -e - +: lệch phía (-) tụ điện (lệch nhiều tia và đối xứng với -); thực chất là electron dương (pôzitrôn); điện tích +e - Phóng với vận tốc gần vận tốc ánh sáng - Ion hoá chất khí yếu - Khả đâm xuyên mạnh, vài trăm mét không khí c) Tia gammar () - Có chất là sóng điện từ bước sóng ngắn (<0,01nm) Đây là chùm phôtôn có lượng cao - Không bị lệch điện trường, từ trường - Có các tính chất tia Rơnghen - Khả đâm xuyên lớn, có thể qua lớp chì vài chục cm và nguy hiểm - Tia xuất cùng các tai , Không làm biến đổi hạt nhân 6) Định luật phóng xạ: Hệ thức định luật: No k N = No.e-t = ; Số hạt nhân phân huỷ nguồn giảm theo quy luật hàm số mũ Trong đó : No, là số nguyên tử ban đầu chất phóng xạ; N là số nguyên tử chất thời t k= T : số chu kì bán rã thời gian t điểm t; là số phóng xạ; λ= ln2 0,693 = T T Độ phóng xạ: Độ phóng xạ H lượng chất phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu, đo số phân rã 1s Đơn vị H là Becơren(Bq) Becơren = phân rã/1s Ngoài H còn có đơn vị curi (Ci); 1Ci = 3,7.1010Bq t t Công thức: H .N N o e H o e Với Ho = .No: độ phóng xạ ban đầu Ứng dụng các đồng vị phóng xạ: Ngoài các đồng vị có sẵn thiên nhiên, gọi là các đồng vị phóng xạ tự nhiên, người ta chế tạo nhiều đồng vị phóng xạ, gọi là đồng vị phóng xạ nhân tạo Các đồng vị phóng xạ nhân tạo có nhiều ứng dụng Y học Người ta đưa các đồng vị khác vào thể để theo dõi xâm nhập và di chuyển nguyên tố định thể người Gọi là nguyên tử đánh dấu, qua đó có thể theo dõi tình trạng bệnh lí Trong ngành khảo cổ học, sử dụng phương pháp xác định tuổi theo lượng cacbon 14 để xác định niên đại các cổ vật Phản ứng phân hạch: là phản ứng đó hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ (có khối lượng cùng cỡ) hai mảnh này gọi là sản phẩm phân hạch hay “mảnh vỡ ” phân hạch 235 Ta xét phản ứng phân hạch kích thích Trong phản ứng phân hạch U tác dụng nơtron toả lượng vào cỡ 200MeV (101) 235 U có kèm theo giải phóng 2,5 nơtron (tính Phản ứng dây chuyền: Sự phân hạch trung bình) với lượng lớn Các nơtron này kích thích hạt nhân khác chất phân hạch tạo nên phản ứng phân hạch Kết là các phản ứng phân hạch xảy liên tiếp tạo thành phản ứng dây chuyền 235 U Giả sử sau lần phân hạch, có k nơtron giải phóng đến kích thích các hạt nhân khác tạo nên phân hạch Sau n lần phân hạch liên tiếp, số nơtron giải phóng là kn và kích thích kn phân hạch Khi : k < phản ứng phân hạch dây chuyền tắt nhanh k = phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì và lượng phát không đổi theo thời gian k > phản ứng phân hạch dây truyền tự trì, lượng phát tăng nhanh và có thể gây nên bùng nổ Phản ứng nhiệt hạch (phản ứng tổng hợp hạt nhân): Hai hay nhiều hạt nhân nhẹ, tổng hợp lại thành hạt nhân nặng Phản ứng này xảy nhiệt độ cao, nên gọi là phản ứng nhiệt hạch Con người thực phản ứng này dạng không kiểm soát (bom H) Ví dụ: H H H n phản ứng này toả lượng Q = 17,6MeV/1 hạt nhân Điều kiện để phản ứng kết hợp hạt nhân xảy ra: Biến đổi nhiên liệu sang trạng thái plasma tạo các hạt nhân và các êlectrôn tự do(đưa nhiệt độ lên tới 104 độ) Mật độ hạt nhân plasma (n) phải đủ lớn Thời gian trì trạng thái plasma () nhiệt độ cao phải đủ lớn n. (1014 1016) s/cm3 Ưu việt lượng tổng hợp hạt nhân: lượng tổng hợp hạt nhân có nhiều ưu việt nhiên liệu dồi dào có sẵn thiên nhiên; ưu việt không làm ô nhiễm môi trường C Các câu hỏi và bài tập ví dụ Dạng Cấu tạo hạt nhân nguyên tử Gợi ý cách giải: Mỗi hạt nhân cấu tạo từ Z prôtôn và A-Z nơtrôn 14 Ví dụ: Cho hạt nhân C Nêu cấu tạo hạt nhân Hướng dẫn: Từ ký hiệu tổng quát hạt nhân AZ X so sánh với đầu bài nhận thấy: Hạt nhân bao gồm Z=6 prôtôn; số nơtrôn là N = A-Z =12-6 = Dạng 2: Bài toán định luật phóng xạ Gợi ý cách giải: Viết biểu thức định luật phóng xạ Căn vào điều kiện đã cho để tính các đại lượng khác biểu thức Ví dụ: Cho biết chu kì bán rã 222 là 3,8 ngày Ban đầu khối lượng rađôn gam 86 Rn a) Hằng số phân rã λ b) Tính số hạt nhân còn lại sau chu kì Hướng dẫn : a) Một mol Rn có khối lượng 222 gam ứng với 6,02.1023 hạt nhân Rn, gam Rn ứng với số hạt nhân bằng: ,02 1023 =2 , 71 1021 222 ln , 693 = Hằng số phân rã: λ= T 3,8 24 3600 N0= = 0,21.10-5 (102) λ.t b) Số hạt nhân còn lại sau chu kì là: N = N0.e- N0 t T = = N0 T T = N0 = 1,355.1021 Dạng 3: Năng lượng hạt nhân Gợi ý cách giải: Viết phương trình phản ứng hạt nhân Vận dụng định luật bảo toàn lượng và công thức E = mc2 2 Ví dụ: Cho phản ứng hạt nhân gồm hai hạt H H X a) Hoàn thành phương trình phản ứng b) Phản ứng toả hay thu lượng biết H có khối lượng 2,0135 u; X có khối lượng là 4,0015 u Hướng dẫn: a) Áp dụng định luật bảo toàn số khối và định luật bảo toàn điện tích ta được: H 12 H 42 X Vậy X là hạt nhân He b) Áp dụng định luật bảo toàn lượng ta có Mev E m.c =(2.mH – mX)c2 = (2.2,0135 – 4,0015)931 c c2 = 23,74 MeV II CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 7.1 Hạt nhân nguyên tử A Z X cấu tạo gồm có A Z nơtron và A prôton B Z prôton và A nơtron C Z prôton và (A – Z) nơtron D Z nơtron và (A + Z) prôton 7.2 Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân chúng có A số khối A B số prôton nhau, số nơtron khác C số nơtron nhau, số prôton khác D khối lượng 7.3 Hạt nhân 238 92 U có cấu tạo gồm: A 238p và 92n; 7.4 Hạt nhân 60 27 Co B 92p và 238n; C 238p và 146n; D 92p và 146n có cấu tạo gồm: A 33 prôton và 27 nơtron; B 27 prôton và 60 nơtron; C 27 prôton và 33 nơtron; D 33 prôton và 27 nơtron 7.5 Năng lượng liên kết là A toàn lượng nguyên tử gồm động và lượng nghỉ B lượng toả các nuclon liên kết với tạo thành hạt nhân C lượng toàn phần nguyên tử tính trung bình trên số nuclon D lượng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử 7.6 Hạt nhân 60 27 Co có khối lượng là 55,940u Biết khối lượng prôton là 1,0073u và khối lượng nơtron là 1,0087u Độ hụt khối hạt nhân 60 là 27 Co (103) A 4,544u; B 4,536u; C 3,154u; D 3,637u 7.7 Hạt nhân đơteri ❑ D có khối lượng 2,0136u Biết khối lượng prôton là 1,0073u và khối lượng nơtron là 1,0087u Năng lượng liên kết hạt nhân ❑12 D là A 0,67 MeV; B 1,86 MeV; C 2,02 MeV; D 2,23 MeV 7.8 Phóng xạ là tượng hạt nhân nguyên tử A phát sóng điện từ B phát các tia α, β, γ C phát các tia không nhìn thấy và biến đổi thành hạt nhân khác D nặng bị phá vỡ thành các hạt nhân nhẹ hấp thụ nơtron 7.9 Kết luận nào chất các tia phóng xạ đây là không đúng? A Tia α, β, γ có chung chất là sóng điện từ có bước sóng khác B Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử C Tia β là dòng hạt mang điện D Tia γ là sóng điện từ 7.10 Chất phóng xạ 210 phát tia α và biến đổi thành 206 84 Po 82 Pb Biết khối lượng các hạt là mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Năng lượng toả hạt nhân Po phân rã là A 4,8MeV B 5,4MeV C 5,9MeV D 6,2MeV 7.11 Cho phản ứng hạt nhân 19 F+ p → 168 O+ X , hạt nhân X là A α B β- C β+ 7.12 Nêu cấu tạo các hạt nhân: 23Na ; 56Fe ; 235U 7.13 Viết phương trình phân rã các hạt nhân sau: D n 239 a) Cho 209Po vµ 94 Pu Phóng xạ α b) Cho 14C và 60Co Phóng xạ βc) Cho 12N và 11C Phóng xạ β+ 7.14 Cho hạt nhân 235 hấp thụ n sinh x hạt và y hạt -, hạt chì 92 U hạt n T×m số hạt x và y Viết phương trình phản ứng này 7.15 Cho các phản ứng sau: 10 23 11 37 17 B+ x → α + Be 20 10 Na+ p → x+ Ne 37 18 Cl+ x → n+ Ar 208 82 Pb , và (1) (2) (3) a) Tìm hạt x các phản ứng trên b) Trong các phản ứng (2) và (3), phản ứng nào toả lượng, ph¶n øng nµo thu lượng? Tính lượng toả thu vào eV Cho khối lượng các hạt nhân: Na(23) = 22,983734u; Cl(37) = 36,956563u; Ar(37) = 36,956889u; H(1) = 1,007276u; He(4) = 4,001506u; Ne(20) = 19,986950u; n = 1,008670u; 1u = 931MeV/c2 7.16 Công suất xạ toàn phần Mặt Trời là P = 3,9.1026W Biết phản ứng hạt nhân lòng Mặt Trời là phản ứng tổng hợp hiđrô thành hêli Biết hạt nhân hêli tạo thành thì lượng giải phóng 4,2.10-12J Lượng hêli tạo thành hàng năm là bao nhiêu? Các câu hỏi và bài tập tổng hợp 7.17 BiÕt hạt α có khối lượng 4,0015u, số Avôgađrô NA = 6,02.1023mol-1, 1u = 931MeV/c2, mp = 1,00728u, mn = 1,00866u Năng lượng toả các nuclôn kết hợp với tạo thành tạo thành 1mol khí hêli là A 2,7.1012J B 3,5 1012J C 2,7.1010J D 3,5 1010J (104) 210 206 7.18 Chất phóng xạ 84 Po phát tia α và biến đổi thành 82 Pb Biết khối lượng các hạt là mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Năng lượng toả 10g Po phân rã hết là A 2,2.1010J B 2,5.1010J C 2,7.1010J D 2,8.1010J 210 206 7.19 Chất phóng xạ 84 Po phát tia α và biến đổi thành 82 Pb Biết khối lượng các hạt là mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên và phân rã không phát tia γ thì động hạt α là A 5,3 MeV B 4,7 MeV C 5,8 MeV D 6,0 MeV 7.20 Đồng vị 234 sau chuỗi phóng xạ α và β − biến đổi thành 206 92 U 82 Pb Số phóng − xạ α và β chuỗi là A phóng xạ α, phóng xạ β − B phóng xạ α, phóng xạ β − C 10 phóng xạ α, phóng xạ β − D 16 phóng xạ α, 12 phóng xạ − β 37 7.21 Cho phản ứng hạt nhân 37 17 Cl+ p → 18 Ar+n , khối lượng các hạt nhân là m(Ar) = 36,956889u, m(Cl) = 36,956563u, m(n) = 1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931MeV/c Năng lượng phản ứng là lượng A toả 1,60132MeV B thu vào 1,60132MeV -19 C toả 2,562112.10 J D thu vào 2,562112.10-19J 7.22 Biết mC = 11, 9967u, mα = 4,0015u Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân 12 C thành hạt α là bao nhiêu? 7.23 Cho hạt prôtôn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên, sinh hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh tia Cho biết: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931 MeV/c2 = 1,66.10—27kg Độ lớn vận tốc các hạt sinh là bao nhiêu? 27 7.24 Phát biểu nào sau đây hạt nhân nguyên tử 13 Al là không đúng? A Hạt nhân Al có 13 nuclôn B Số nơtrôn là 14 C Số prôtôn là 13 D Số nuclôn là 27 7.25 Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ A các prôtôn B các nơtrôn C các electron D các nuclon 7.26 Đồng vị nguyên tử đã cho khác với nguyên tử đó A số prôtôn B số electron C số nơtron D số nơtrôn và số electron 7.27 Đơn vị khối lượng nguyên tử là A khối lượng nguyên tử hiđrô B khối lượng nguyên tử cacbon C khối lượng nuclôn D khối lượng nguyên tử cacbon 12 ( 126 C ) 12 7.28 Phát biểu nào sau đây đồng vị là không đúng ? A Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn Z số khối A khác gọi là đồng vị B Các đồng vị cùng ô bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học C Các đồng vị phóng xạ thường không bền D Các đồng vị có số nơtrôn N khác nên tính chất vật lí và hoá học chúng khác 7.29 Phát biểu nào sau đây phóng xạ là không đúng ? (105) A Phóng xạ là tượng hạt nhân bị kích thích phóng xạ gọi là tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác B Phóng xạ là trường hợp riêng phản ứng hạt nhân C Một số chất phóng xạ có sẵn tự nhiên D Có chất đồng vị phóng xạ người tạo 7.30 Phát biểu nào sau đây tượng phóng xạ là đúng ? A Nhiệt độ càng cao thì phóng xạ xảy càng mạnh B Khi kích thích các xạ có bước sóng ngắn, phóng xạ xảy càng nhanh C Các tia phóng xạ bị lệch điện trường từ trường D Hiện tượng phóng xạ xảy không phụ thuộc vào các tác động lí hoá bên ngoài 7.31 Phát biểu nào sau đây là không đúng ? Tia α A bị lệch điện trường từ trường B có tốc độ luôn tốc độ ánh sáng chân không C làm ion hoá không khí He D gồm các hạt nhân nguyên tử hêli 7.32 Phát biểu nào sau đây là không đúng ? Phóng xạ – A là dòng hạt mang điện tích âm B có chất giống với chất tia Rơnghen C có tốc độ gần tốc độ ánh sáng D làm iôn hoá không khí yếu phóng xạ α 7.33 Phát biểu nào sau đây là không đúng ? Chu kì bán rã T chất phóng xạ là thời gian sau đó A tượng phóng xạ lặp lại cũ B số hạt nhân phóng xạ biến đổi thành chất khác C độ phóng xạ giảm còn nửa so với lúc đầu D số hạt nhân phóng xạ bị phân rã 7.34 Phát biểu nào sau đây là không đúng ? A Trong phóng xạ +, số nuclôn không thay đổi, số prôtôn và số nơtrôn thay đổi B Trong phóng xạ –, số nơtrôn hạt nhân giảm đơn vị và số prôtôn tăng đơn vị C Phóng xạ không làm biến đổi hạt nhân D Trong phóng xạ α, số nuclôn giảm đơn vị và số prôtôn giảm đơn vị 131 7.35 Chất phóng xạ 53 I dùng y tế có chu kì bán rã là ngày đêm Nếu nhận 100g chất này thì sau tuần lễ khối lượng còn lại là : A 1,78g B 0,78g C 14,3g D 12,5g 7.36 Tuổi Trái Đất khoảng 5.10 năm Giả thiết từ Trái Đất hình thành đã có urani (có chu kì bán rã là 4,5.109năm) Nếu ban đầu có 2,72kg urani thì đến khối lượng urani còn lại là : A 1,36kg B 1,26kg D 0,72kg D 1,12kg (106) 210 7.37 Chất phóng xạ pôlôni 84 Po có chu kì bán rã là 138 ngày Khối lượng Po có độ phóng xạ 1Ci là A 0,2g B 0,12g C 0,22mg D 1,12mg 7.38 Cho phương trình phóng xạ : A Z = 85 ; A = 210 C Z = 82 ; A = 208 210 84 A Po → α+ Z X thì giá trị Z, A là B Z = 84 ; A = 210 D Z = 82 ; A = 206 131 53 I là chất phóng xạ Ban đầu có 200g chất này thì sau 24 ngày đêm, còn 25g Chu 131 kì bán rã 53 I là 7.39 Iốt A ngày đêm B ngày đêm C 12 ngày đêm D ngày đêm 7.40 Phát biểu nào sau đây nói lượng liên kết là không đúng ? A Muốn phá vỡ hạt nhân có khối lượng m thành các nuclôn có tổng khối lượng m o > m thì cần lượng E = (mo – m).c2 để thắng lực hạt nhân B Năng lượng liên kết tính cho nuclôn gọi là lượng liên kết riêng C Hạt nhân có lượng liên kết riêng càng nhỏ thì càng kém bền vững D Hạt nhân có lượng liên kết E càng lớn thì càng bền vững 7.41 Phát biểu nào sau đây phản ứng hạt nhân toả lượng hay thu lượng là không đúng ? A Sự hụt khối các hạt nhân kéo theo không bảo toàn khối lượng phản ứng hạt nhân B Một phản ứng đó các hạt điện áph có tổng khối lượng M bé các hạt nhân ban đầu Mo, là phản ứng toả lượng C Một phản ứng đó các hạt điện áph có tổng khối lượng M lớn các hạt nhân ban đầu Mo, là phản ứng thu lượng D Trong phản ứng toả lượng, khối lượng bị hụt M = Mo – M đã biến thành lượng toả E = (Mo – M).c2 7.42 Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì A càng dễ phá vỡ B càng bền vững C lượng liên kết càng bé D số lượng các nuclôn càng lớn 7.43 Tính lượng liên kết riêng hạt nhân đơtêri D , biết các khối lượng mD = 2,0136u; mP = 1,0073u; mn = 1,0087u và 1u = 931MeV/c2 A 3,2013MeV B 1,1172MeV C 2,2344MeV D 4,1046 MeV 7.44 Cho phản ứng hạt nhân: 1T D n Biết mT = 3,01605u; mD = 2,01411u; m = 4,00260u; mn = 1,00867u; 1u = 931MeV/c2 Năng lượng toả hạt α hình thành là A 17,6MeV B 23,4MeV C 11,04MeV D 16,7MeV 7.45 Cho phản ứng hạt nhân: A B + C Biết hạt nhân mẹ A ban đầu đứng yên Kết luận nào sau đây hướng và trị số tốc độ các hạt sau phản ứng là đúng? A Cùng phương, cùng 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, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ với khối lượng D Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ với khối lượng 7.46 Một chất phóng xạ có chu kì bán rã T=7ngày Nếu lúc đầu có 800g chất thì sau bao lâu còn lại 100g ? (107) A 14ngày B 21ngày C 28ngày 27 13 D 56ngày 27 13 30 15 7.47 Dùng hạt α bắn phá hạt nhân Al ta có phản ứng : Al + α P + n Biết mα = 4,0015u ; mAl = 26,974u, mp = 29,970u ; mn = 1, 0087u ; 1u = 931MeV/c2 Bỏ qua động các hạt điện áph Động tối thiểu hạt α để phản ứng xảy là A 2MeV B 3MeV C 4MeV D 5MeV 11 7.48 Hạt nhân C phóng xạ + có hạt nhân là : A Be 11 B B 15 C O 11 D N 222 Rn 7.49 Ban đầu có 2g rađon 86 là chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,8 ngày Sau 19 ngày, lượng rađon đã bị phân rã là : A 1,9375g B 0,4g C 1,6g D 0,0625g 210 7.50 Hạt nhân pôlôni 84 Po là chất phóng xạ có chu kì bán rã 138 ngày Khối lượng ban đầu là 10g Cho NA= 6,023.1023 mol-1 Số nguyên tử còn lại sau 207ngày là : A 1,02.1023nguyên tử B 1,02.1022 nguyên tử C 2,05.1022 nguyên tử D 3,02.1022 nguyên tử 7.51 Muốn phân hạch U235 thì phải làm chậm nơtrôn, nơtrôn làm chậm gọi là nơtrôn nhiệt vì A nơtrôn môi trường có nhiệt độ quá cao B nơtrôn dễ gặp hạt nhân U235 C nơtrôn chậm dễ U235 hấp thụ D nơtrôn nhiệt có động động trung bình chuyển động nhiệt 7.52 Phát biểu nào sau đây là không đúng ? A Nhà máy điện nguyên tử chuyển lượng phản ứng hạt nhân thành lượng điện B Phản ứng nhiệt hạch không thải chất phóng xạ làm ô nhiễm môi trường C Trong nhà máy điện nguyên tử, phản ứng dây chuyền xảy mức tới hạn D Trong lò phản ứng hạt nhân các Urani phải có khối lượng nhỏ khối lượng tới hạn 9 7.53 Hạt α có động kα = 3,3MeV bắn phá hạt nhân Be gây phản ứng : Be +α n + 12 C Biết : m = 4,0015u ; m = 1,00867u ; m = 9,012194u ; m = 11,9967u ; 1u = 931MeV/c2 α n Be C Năng lượng toả từ phản ứng trên là A 7,7MeV B 11,2MeV C 8,7MeV D 5,76MeV 7.54 Một chất phóng xạ lúc đầu có độ phóng xạ là 8Ci Sau ngày, độ phóng xạ còn là 4,8Ci Hằng số phóng xạ chất đó là A 6h B 12h C 18h D 36h 7.55 Một mẫu gỗ cổ đại có độ phóng xạ ít lần so với mẫu gỗ cùng khối lượng vừa chặt Biết chu kì bán rã C14 là T = 5570năm Tuổi mẫu gỗ là : A 8355năm B 11140năm C 1392,5năm D 2785năm 60 27 Co dùng y tế có chu kì bán rã T = 5,33năm và khối lượng 60 60 nguyên tử là 58,9u Ban đầu có 500g 27 Co Khối lượng 27 Co còn lại sau 12năm là 7.56 Chất phóng xạ Coban A 220g B 105g C 196g D 136g 60 Co 7.57 Chất phóng xạ Coban 27 dùng y tế có chu kì bán rã T = 5,33năm Ban đầu có 60 500g 27 Co Sau bao lâu thì khối lượng chất phóng xạ còn lại 100g ? (108) A 12,38năm B 8,75năm C 10,5 năm D 15,24năm HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ TRẢ LỜI 7.1 Chọn C Hướng dẫn: Theo quy ước ký hiệu hạt nhân nguyên tử: Hạt nhân nguyên tử cấu tạo gồm Z prôton và (A – Z) nơtron ký hiệu là AZ X 7.2 Chọn B Hướng dẫn: Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân chúng có cùng số prôton, khác số nơtron 7.3 Chọn D Hướng dẫn: Hạt nhân 238 92 có cấu tạo gồm: 92p và 146n U 7.4 Chọn C Hướng dẫn: Hạt nhân 60 27 có cấu tạo gồm: 27 prôton và 33 nơtron Co 7.5 Chọn B Hướng dẫn: Khối lượng hạt nhân tạo thành từ nhiều nuclôn thì bé tổng khối lượng các nuclôn, hiệu số Δm gọi là độ hụt khối Sự tạo thành hạt nhân toả lượng tương ứng ΔE = Δmc2, gọi là lượng liên kết hạt nhân (vì muốn tách hạt nhân thành các nuclôn thì cần tốn lượng ΔE) Hạt nhân có lượng liên kết riêng ΔE/A càng lớn thì càng bền vững Năng lượng liên kết là lượng toả các nuclon liên kết với tạo thành hạt nhân 7.6 Chọn A Hướng dẫn: Độ hụt khối hạt nhân 60 27 Co là: Δm=m0 − m=[Z mp +( A − Z)m n ]− m = 4,544u 7.7 Chọn D Hướng dẫn: Năng lượng liên kết hạt nhân ❑12 D là ΔE=Δm c 2=( m0 − m) c 2={ [Z m p+( A − Z )mn ]−m } c = 2,23MeV 7.8 Chọn C Hướng dẫn: Phóng xạ là tượng hạt nhân nguyên tử phát các tia không nhìn thấy và biến đổi thành hạt nhân khác 7.9 Chọn A Hướng dẫn: - Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử - He + - Tia β là dòng electron, tia β là dòng pôziton - Tia γ là sóng điện từ 7.10 Chọn B Hướng dẫn: Phương trình phân rã ΔE=(mPo −mα − mPb ) c = 5,4MeV 210 84 Po → α + 206 82 Pb , phân rã toả lượng 7.11 Chọn A Hướng dẫn: Xét phản ứng hạt nhân: 199 F+ 11 p → 168 O+ AZ X , áp dụng định luật bảo toàn điện tích và định luật bảo toàn số khối ta được: Z = 2, A = Vậy hạt nhân ❑42 X chính là hạt nhân ❑42 He (hạt α) 7.12 Hướng dẫn: Nguyên tử Na có 11 êlêctrôn và 23 - 11 = 12 prôtôn (109) Nguyên tử Fe có 26 êlêctrôn và 56 - 26 = 30 prôtôn Nguyên tử U có 92 êlêctrôn và 235 - 92 = 143 prôtôn 7.13 Hướng dẫn: - Phóng xạ α: - Phóng xạ β- : 209 84 14 Po → α + − 205 82 14 60 27 C→ β + N ; 12 235 92 U + Pu → α + − 235 92 U 60 28 14 C và 60Co Co → β + Ni 11 +¿+ C - Phóng xạ β : 12 ¿ ; N→β +¿+ B 11 ¿ 6C →β + 7.14 Hướng dẫn: 239 94 Pb ; n →x He + y −1 e + 208 82 Pb Ta có ; 235 + = 4x + y + 208 92 = 2x + 82 suy x = 5; y = vây 235 92 U + n →5 He + −1 e + 208 82 Pb 7.15 Hướng dẫn: 10 B+ H →α + Be : x là hạt nhân nguyên tử đơtêri (D) có êlêctrôn ,1 prôtôn 23 11 20 Na+ p → He+ 10 Ne : x là hạt nhân nguyên tử hêli (He) có êlêctrôn , prôtôn 37 17 Cl+ 11 H → n+ 37 18 Ar : x là hạt nhân nguyên tử hiđrô (H) có êlêctrôn ,0 prôtôn Phương trình (2): Δm = (m0 – m) = mNa + mp – mHe – mNe = 0,002554u > phản ứng toả lượng và toả lượng là ΔE = Δm.c2 = 0,002554.931.106 = 2347774eV Phương trình (3):Δm = (m0 – m) = mCl + mp – mn – mAr = -0,00172u < phản ứng thu lượng và thu lượng là ΔE = │Δm│.c2 = 0,00172.931.106 = 1,601320eV 7.16 Hướng dẫn: Trong năm lượng giải phóng là E = P.t = 1,2299.10 34J nên khối E A lượng hêli tạo thành là m = = 1,944.1022kg − 12 N 4,2 10 A 7.17 Chọn A Hướng dẫn: Năng lượng toả tổng hợp hạt α từ các nuclôn là 2 ΔE=Δm c =((2 mp +2 mn)−mα )c Năng lượng toả tạo thành 1mol khí Hêli là E = NA.ΔE = 2,7.1012J 7.18 Chọn B 206 Hướng dẫn: Phương trình phân rã 210 84 Po → α+ 82 Pb , phân rã toả lượng 210 ΔE=(mPo −mα − mPb ) c = 5,4MeV Năng lượng toả 10g 84 Po phân rã hết là 10 E= ΔE = 2,5.1010J 210 7.19 Chọn A 206 Hướng dẫn: Phương trình phân rã 210 84 Po → α + 82 Pb , phân rã toả lượng ΔE=(mPo −mα − mPb ) c = 5,4MeV Gọi động Po là K Po, Pb là KPb hạt α là Kα theo bảo toàn lượng ta có KPb + Kα – KPo = ΔE Áp dụng định luật bảo toàn động PPo =0 ta suy hệ phương PPo = PPb + P α Ban đầu hạt nhân Po đứng yên nên KPo = và K Pb + K α =ΔE trình: giải hệ phương trình ta Kα = 5,3MeV và KPb = 0,1MeV 2m Pb K Pb =2 m α K α { 7.20 Chọn A Hướng dẫn: Gọi số lần phóng xạ α là x, và số lần phóng xạ β- là y, phương trình phân rã là 234 − 206 92 U → x α + y β + 82 Pb áp dụng định luật bả toàn số khối ta có: 234 = x.4 + y.0 + 206 → x = Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: 92 = x.2 + y.(-1) + 82 → y = 7.21 Chọn B Hướng dẫn: Xét phản ứng: 37 17 Cl+ p → 37 18 Ar+n (110) Tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng là M0 = mCl + mp = 37,963839u Tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng là M = mAr + mn = 37,965559u Ta thấy M0 < M suy phản ứng thu lượng và thu vào lượng ΔE = 1,60132MeV 7.22 Hướng dẫn: Năng lượng cần thiết để để chia hạt nhân cần thiết để đnơtrôn tổng hợp hạt nhân 126 C từ hạt α 12 C thành hạt α là lượng ΔE = (4mα – mc)c2 = (4.4,0015 – 11,9967).931MeV = 3732,6538MeV = 5,9722.10-10J 7.23 Hướng dẫn: Áp dụng định luật bảo toàn lượng 1 KP + ΔE = 2Kα nên Kα = (KP + ΔE) = (1,8MeV + 1,0073.931MeV+ 7,0144.931MeV 2 – 2.4,0015MeV) = 9,60485MeV Lại có Kα = mv2 suy v = √ Kα m = √ ,60485 MeV c = 2,154.107m/s ,0015 931 MeV 7.24 Chọn A 27 Al Hướng dẫn : Số nuclôn hạt nhân nguyên tử 13 là 27 7.25 Chọn D Hướng dẫn : Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ các nuclon 7.26 Chọn C Hướng dẫn : Đồng vị nguyên tử đã cho khác với nguyên tử đó số nơtron 7.27 Chọn D Hướng dẫn : Đơn vị khối lượng nguyên tử là khối lượng nguyên tử cacbon 12 ( 126 C ) 12 7.28 Chọn D Hướng dẫn : Các đồng vị có số nơtrôn N khác nên tính chất vật lí và hoá học chúng khác là không đúng 7.29 Chọn A Hướng dẫn : Phóng xạ là tượng hạt nhân tự phóng xạ gọi là tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác 7.30 Chọn D Hướng dẫn : Hiện tượng phóng xạ xảy không phụ thuộc vào các tác động lí hoá bên ngoài 7.31 Chọn B Hướng dẫn : Tia α có tốc độ luôn tốc độ ánh sáng chân không là không đúng 7.32 Chọn B Hướng dẫn : Phóng xạ – có chất không giống với chất tia Rơn-ghen 7.33 Chọn A Hướng dẫn : Chu kì bán rã T chất phóng xạ là thời gian sau đó tượng phóng xạ không lặp lại cũ 7.34 Chọn D Hướng dẫn : Trong phóng xạ α, số nuclôn giảm đơn vị và số prôtôn giảm đơn vị là không đúng 7.35 Chọn B k 7 Hướng dẫn : Ta có m mo 100.2 0, 78 g 7.36 Chọn B (111) k 10 Hướng dẫn : Ta có m mo 2, 72.2 1, 26kg 7.37 Chọn C Hướng dẫn : Ta có H = 1Ci = 3,7.1010Bq 0, 693 N 3, 7.107 Mặt khác : H = .N = 138.24.3600 N = 6,37.1017 nguyên tử N A 0, 22mg N Khối lượng : m = A 7.38 Chọn D Hướng dẫn : Ta có : Z = 84 – = 82 ; A = 210 – = 206 7.39 Chọn A 131 Hướng dẫn : Chu kì bán rã 53 I là ngày đêm 7.40 Chọn D Hướng dẫn : Hạt nhân có lượng liên kết E/A càng lớn thì càng bền vững 7.41 Chọn D Hướng dẫn : Trong phản ứng toả lượng, khối lượng bị hụt M = Mo – M đã biến thành lượng toả E = (Mo – M).c2 là không đúng 7.42 Chọn B Hướng dẫn : Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì càng bền vững 7.43 Chọn B Hướng dẫn : D có 1prôtôn và 1nơtrôn Tổng khối lượng ban đầu: mo = mn + mp = 2,016u Độ hụt khối: m = mo – mD = 0,0024u Năng lượng liên kết hạt nhân: E = m c2 = 0,0024.931 = 2,2344MeV E 2, 2344 1,1172 MeV A Năng lượng liên kết riêng: Eo = 7.44 Chọn A Hướng dẫn : Ta có Mo = mT + mD = 5,03016u và M = mn + mα = 5,01127u Năng lượng toả ra: E = (Mo – M).c2 = 17,58659 17,6MeV 7.45 Chọn B Hướng dẫn : Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng 7.46 Chọn B Hướng dẫn : Theo định luật phóng xạ: m moe t T t moe ln t T mo mo t 8 23 3 t 3T 21 m T (ngày) t T 7.47 Chọn B Hướng dẫn : Ta có: E = (mP + mn – mα mAl) c2 = (29,97 + 1,0087 – 26,974 – 4,0015).931 3MeV 7.48 Chọn B 11 Hướng dẫn : Hạt nhân C phóng xạ + có hạt nhân là 11 B (112) 7.49 Chọn A t 5 Hướng dẫn : Áp dụng công thức : m = mo.2-k với k = T Thay số tính được: m = 0,0625g Khối lượng rađon đã bị phóng xạ: m = mo – m = 1,9375g 7.50 Chọn B t 1,5 -k T Hướng dẫn : Áp dụng công thức : m = mo.2 với k = Thay số tính được: m = 3,54g m N A A Số hạt pôlôni còn lại : N = = 1,02.1022nguyên tử 7.51 Chọn C Hướng dẫn : Muốn phân hạch U235 thì phải làm chậm nơtrôn, nơtrôn làm chậm gọi là nơtrôn nhiệt vì nơtrôn chậm dễ U235 hấp thụ 7.52 Chọn D Hướng dẫn : Trong lò phản ứng hạt nhân các Urani phải có khối lượng nhỏ khối lượng tới hạn là không đúng 7.53 Chọn A Hướng dẫn : Ta có : Mo = mBe + mα = 13,01369u và M = mn + mC = 13,00537u Năng lượng toả : E = (Mo – M).c2 7,7MeV 7.54 Chọn A Hướng dẫn : Sau hai ngày : H1 = .N1 = 4,8Ci Ban đầu : Ho = .No = 8Ci N1 e 0, 0, 25 N0 ngày = 6h 7.55 Chọn B Ho H H o e t t ln 2T 11140 H Hướng dẫn : Ta có năm 7.56 Chọn B Hướng dẫn : Áp dụng : m = mo e 7.57 Chọn A 0,693 m0 e Hướng dẫn : Từ công thức : m = t T 500.e 0,693 0,693 t T t 12 5,33 105 g T 0, 693 ln mo m 5,33 0, 693 ln 500 100 12,38 năm (113) Chương VIII: TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ I HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG A Chuẩn kiến thức, kĩ Chủ đề Từ vi mô đến vĩ mô a) Hạt sơ cấp b) Hệ mặt trời c) Sao Thiên hà Mức độ cần đạt Ghi chú Kiến thức - Nêu hạt sơ cấp là gì - Nêu tên số hạt sơ cấp - Nêu sơ lược cấu tạo hệ mặt trời - Nêu là gì, thiên hà là gì B Các kiến thức Vật chất tồn hai dạng: chất và trường Chất tạo các hạt fecmion: leptôn và quac Trường (tương tác): hấp dẫn, yếu, điện từ, mạnh Đến giới hạn lượng cực lớn, các tương tác đó thống với Khái niệm hạt sơ cấp: là các hạt vi mô (hay vi hạt), có kích thước vào cỡ kích thước hạt nhân trở xuống, như: phôtôn ( ), êlectron ( e ), pôzitron ( e ), prôton (p), nơtron (n), nơtrinô ( ) Sơ lược cấu tạo hệ Mặt Trời: Các thành phần cấu tạo chính hệ Mặt Trời bao gồm Mặt Trời, các hành tinh và các vệ tinh Mặt Trời có bán kính lớn 109 lần bán kính Trái Đất (bán kính Trái Đất 6400km); Khối lượng 333000 lần khối lượng Trái Đất (khối lượng Trái Đất 5,98.1024 kg) Các hành tinh, theo thứ tự từ ngoài: Thuỷ tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hoả tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Diêm Vương tinh, Hải Vương tinh Xung quanh hành tinh có các vệ tinh Các và thiên hà: Mỗi ngôi trên bầu trời mà ta nhìn thấy ban đêm thực chất là khói khí nóng sáng Mặt Trời Nhiệt độ lòng các ngôi lên đến hàng chục triệu độ, đó xảy các phản ứng nhiệt hạt nhân Khối lượng các mà ta xác định nằm khoảng từ 0,1 đến lần khối lượng mặt trời Thiên hà là hệ thống gồm nhiều loại và tinh vân Tổng số thiên hà có thể lên đến vài trăm tỉ Thiên hà gần trái Đất là thiên hà Tiên nữ, cách Trái Đất khoảng hai triệu năm ánh sáng Tất các thiên hà xa nhau: vũ trụ nở C Các câu hỏi và bài tập ví dụ Dạng 1: Tìm hiểu đặc điểm hệ Mặt Trời, và các thiên hà Gợi ý cách giải: Nghiên cứu kĩ đặc điểm các thiên thể và thiên hà Ví dụ 1:Khi chổi gần Mặt Trời đuôi nó có hướng nào? Vì sao? Hướng dẫn: Khi lại gần Mặt Trời, đuôi các chổi hướng xa Mặt Trời, vị áp suất ánh sáng đẩy phần khí đuôi chổi theo hướng xa Mặt Trời Ví dụ 2: Lực hạt nhân thuộc loại tương tác nào? A Tương tác điện từ B Tương tác hấp dẫn C Tương tác yếu D Tương tác mạnh Hướng dẫn giải: Tương tác hạt nhân là tương tác các hađrôn và đó là tương tác mạnh Chọn D Dạng 2: Đặc điểm hệ Mặt Trời, và các thiên hà Gợi ý cách giải: Nghiên cứu kĩ nội dung bài 41, 42 (114) Ví dụ: Cấu tạo hệ Mặt Trời bao gồm: A Mặt Trời, các hành tinh, các hành tinh nhỏ, chổi và thiên thạch B Mặt Trời, chổi và thiên thạch C Mặt Trời, Trái Đất, chổi và thiên thạch D Mặt Trời, Mặt Trăng, và thiên thạch Hướng dẫn: Từ nội dung bài 41 ta chọn đáp án A II CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 8.1 Đường kính Trái Đất là A 1600 km B 3200 km C 6400 km D 12800 km 8.2 Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo gần tròn có bán kính vào khoảng A 15.106 km B 15.107 km C 15.108 km D 15.109 km 8.3 Trục quay Trái Đất quay quanh mình nó nghiêng trên mặt phẳng quỹ đạo nó quanh Mặt Trời góc A 20027’ B 22027’ C 23027’ D 27020’ 8.4 Khối lượng Trái Đất vào cỡ A 6.1024 kg B 6.1025 kg C 6.1026 kg D 6.1027 kg 8.5 Khối lượng Mặt Trời vào cỡ A 6.1028 kg B 6.1029 kg C 6.1030 kg D 6.1031 kg Các câu hỏi và bài tập tổng hợp 8.6 Công suất xạ toàn phần Mặt Trời là P = 3,9.1026W a) Mỗi năm khối lượng Mặt Trời bị giảm lượng là bao nhiêu và bao nhiêu phần khối lượng nó? b) Biết phản ứng hạt nhân lòng Mặt Trời là phản ứng tổng hợp hiđrô thành hêli Biết hạt hêli tạo thành thì lượng giải phóng là 4,2.10 -12J Tính lượng hêli tạo thành và lượng hiđrô tiêu hao hàng năm lòng Mặt Trời 8.7 C¸c lept«n gåm c¸c h¹t s¬ cÊp nµo sau ®©y? A n¬trin«, ªlectron, p«ziton, ph«t«n B n¬trin«, ªlectron, p«ziton, mªzon C n¬trin«, ªlectron, p«ziton, mªzon D n¬trin«, ªlectron, p«ziton, mªzon K 8.8 C¸c ha®r«n gåm c¸c nhãm nµo sau ®©y? A Mªz« n , K; nucl«n p, n; hiper«n B Mªz«n , K; nucl«n p, n; ha®r«n C Mªz«n , K; ªlectron; hiper«n D ph«t«n; nucl«n p, n; hiper«n 8.9 Tìm câu không đúng nói tơng tác các hạt sơ cấp theo: A t¬ng t¸c hÊp dÉn B t¬ng t¸c ®iÖn tõ C t¬ng t¸c m¹nh hay yÕu D kh«ng ph¶i c¸c t¬ng t¸c trªn 8.10 Phát biểu nào sau đây là đúng nói hệ Mặt Trời? A HÖ MÆt Trêi gåm MÆt Trêi, c¸c hµnh tinh vµ c¸c vÖ tinh B Hệ Mặt Trời gồm Thuỷ tinh, Kim tinh, Trái đất, Hải tinh C HÖ MÆt Trêi gåm c¸c tiÓu hµnh tinh, c¸c chæi D A, B, C đúng 8.11 C¸c lo¹i h¹t s¬ cÊp lµ A ph«ton, lept«n, mªzon vµ hadr«n B ph«ton, lept«n, mªzon vµ badr«n C ph«ton, lept«n, bari«n hadr«n D ph«ton, lept«n, nucl«n vµ hipªr«n 8.12 §iÖn tÝch cña mçi h¹t quac cã mét nh÷ng gi¸ trÞ nµo sau ®©y? e 2e e 2e A e B ± C ± D ± vµ ± 3 3 8.13 Phát biểu nào đây nói hạt sơ cấp là không đúng? A Hạt sơ cấp nhỏ hạt nhân nguyên tử, có khối lợng nghỉ xác định B Hạt sơ cấp có thể có điện tích, điện tích tính theo đơn vị e, e là điện tích nguyên tố C Hạt sơ cấp có momen động lợng và momen từ riêng (115) D Mçi h¹t s¬ cÊp cã thêi gian sèng kh¸c nhau: rÊt dµi hoÆc rÊt ng¾n 8.14 C¸c h¹t s¬ cÊp t¬ng t¸c víi theo c¸c c¸ch sau: A T¬ng t¸c hÊp dÉn B t¬ng t¸c ®iÖn tõ C T¬ng t¸c m¹nh hay yÕu D TÊt c¶ c¸c t¬ng t¸c trªn 8.15 H¹t s¬ cÊp cã c¸c lo¹i sau: A ph«t«n B lept«n C ha®r«n D C¶ A, B, C 8.16 MÆt Trêi thuéc lo¹i nµo sau ®©y? A Sao chÊt tr¾ng B Sao kềnh đỏ (hay khổng lồ) C Sao trung bình trắng và kềnh đỏ D Sao n¬tron 8.17 §êng kÝnh cña mét thiªn hµ vµo cì A 10 000 n¨m ¸nh s¸ng B 100 000 n¨m ¸nh s¸ng C 000 000 n¨m ¸nh s¸ng D 10 000 000 n¨m ¸nh s¸ng 8.18 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Mặt Trời là ngôi có màu vàng Nhiệt độ ngoài nó vào cỡ 000K B Sao Tâm chòm Thần Nông có màu đỏ, nhiệt đọ mặt ngoài nó vào khoảng 000K C Sao Thiên lang chòm Đại Khuyển có màu trắng Nhiệt độ mặt ngoài nó vµo kho¶ng 10 000K D Sao Rigel (nằm mũi giày chòm Tráng Sĩ) có màu xanh lam Nhiệt độ mặt ngoài cña nã vµo kho¶ng 000K 8.19 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Punxa lµ mét ph¸t sãng v« tuyÕn rÊt m¹nh, cÊu t¹o b»ng n¬tr¬n Nã cã tõ tr êng m¹nh vµ quay quanh mét trôc B Quaza lµ mét lo¹i thiªn hµ ph¸t x¹ m¹nh mét c¸ch bÊt thêng c¸c sãng v« tuyÕn vµ tia X Nó có thể là thiân hà đợc hình thành C Hèc ®en lµ mét ph¸t s¸ng, cÊu t¹o bëi mét lo¹i chÊt cã khèi lîng riªng cùc kú lín, nó hút tất các photon ánh sáng, không cho thoát ngoài D Thiên hà là hệ thống gồm các và các đám tinh vân 8.20 Tất các hành tinh quay quanh Mặt Trời theo cùng chiều Trong quá trình hình thµnh hÖ MÆt Trêi, ®©y ch¾c ch¾n lµ hÖ qu¶ cña A sù b¶o toµn vËn tèc (§Þnh luËt Niu-t¬n) B bảo toàn động lợng C bảo toàn momen động lợng D sù b¶o toµn n¨ng lîng 8.21 V¹ch quang phæ cña c¸c Ng©n hµ A bị lệch phía bớc sóng dài B bị lệch phía bớc sóng ngắn C hoµn toµn kh«ng bÞ lÖch vÒ phÝa nµo c¶ D cã trêng hîp lÖch vÒ phÝa bíc sãng dµi, cã trêng hîp lÖch vÒ phÝa bíc sãng ng¾n 8.22 C¸c v¹ch quang phæ v¹ch cña c¸c thiªn hµ A bị lệch phía bớc sóng dài B bị lệch phía bớc sóng ngắn C hoµn toµn kh«ng bÞ lÖch vÒ phÝa nµo c¶ D cã trêng hîp lÖch vÒ phÝa bíc sãng dµi, cã trêng hîp lÖch vÒ phÝa bíc sãng ng¾n 8.23 Theo thuyÕt Big Bang, c¸c nguyªn tö xuÊt hiÖn ë thêi ®iÓm nµo sau ®©y? A 3000 n¨m B 30 000 n¨m C 300 000 n¨m D 000 000 n¨m 8.24 C¸c v¹ch quang phæ cña thiªn hµ A bị lệch phía bớc sóng ngắn B bị lệch phía bớc sóng dài B hoµn toµn kh«ng bÞ lÖch vÒ ph¸i nµo c¶ D cã trêng hîp lÖch vÒ phÝa bíc sãng ng¾n, cã trêng hîp lÖch vÒ phÝa bíc sãng dµi HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ TRẢ LỜI 8.1 Chọn D Hướng dẫn: Bán kính Trái Đất là 6400 km 8.2 Chọn B (116) Hướng dẫn: Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo elíp có bán trục lớn 151 triệu km, bán trục nhỏ 149 triệu km 8.3 Chọn C Hướng dẫn: Trục quay Trái Đất quay quanh mình nó nghiêng trên mặt phẳng quỹ đạo nó quanh Mặt Trời góc 23027’ 8.4 Chọn A Hướng dẫn: Khối lượng Trái Đất vào cỡ 6.1024 kg 8.5 Chọn C Hướng dẫn: Khối lượng Mặt Trời vào cỡ 6.1030 kg 8.6 Hướng dẫn: a) Năng lượng mà Mặt Trời xạ năm là E = P.t, khối lượng giảm lượng m = E/c2 = 1,367.1017 kg Tức là Mặt Trời giảm 2,28.10-12 % P t m = 1,95.1018 kg b) Khối lượng hêli tạo thành sau năm là m = ΔE N A He 8.7 Chän B Híng dÉn: Xem ph©n lo¹i h¹t s¬ cÊp 8.8 Chän A Híng dÉn: Xem ph©n lo¹i h¹t s¬ cÊp 8.9 Chän D Hớng dẫn: Các hạt sơ cấp có thể tơng tác với theo các ý A, B, C ý D không đúng 8.10 Chän A Híng dÉn: Theo phÇn hÖ MÆt Trêi SGK 8.11 Chän B Híng dÉn: Xem ph©n lo¹i h¹t s¬ cÊp 8.12 Chän D Híng dÉn: Xem ®iÖn tÝch cña quac 8.13 Chän D Hớng dẫn: Phải nói chính xác: Mỗn hạt sơ cấp có thời gian sống định, có thể thời gian đó là rÊt dµi hoÆc rÊt ng¾n 8.14 Chän D Hớng dẫn: Các hạt sơ cấp có thể tơng tác với theo cách trên Song có hạt không đủ tơng t¸c, mµ chØ mét sè t¬ng t¸c lo¹i t¬ng t¸c trªn 8.15 Chän D Híng dÉn: H¹t s¬ cÊp cã c¸c lo¹i: ph«t«n lept«n mªz«n vµ barion Mªz«n vµ barioon cã tªn chung lµ ha®r«n 8.16 Chän C Híng dÉn: Xem phÇn c¸c 8.17 Chän B Híng dÉn: Xem phÇn Thiªn hµ 8.18 Chän D Híng dÉn: Xem phÇn c¸c 8.19 Chän C Híng dÉn: Xem phÇn c¸c 8.20 Chän C Hớng dẫn: chuyển động các hành tinh hệ Mặt Trời tơng tự chuyển động quay vật rắn, nên có bảo toàn momen động lợng 8.21 Chän D Híng dÉn: Xem phÇn c¸c vµ thiªn hµ 8.22 Chän A Híng dÉn: Xem phÇn Thiªn hµ 8.23 Chän C Híng dÉn: Xem phÇn vô næ Big Bang 8.24 Chän B (117) Híng dÉn: Xem c¸c sù kiªn thiªn v¨n quan träng Phần thứ hai GIỚI THIỆU MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA I ĐỀ KIỂM TRA 45 PHÚT Đề số - Bài kiểm tra chương I và II (100% trắc nghiệm) Ma trận đề kiểm tra Mức độ cần đánh giá Các chủ đề chÝnh NhËn biÕt Ch¬ng I- Dao động TNKQ C¸c c©u: TL C¸c c©u: Th«ng hiÓu TNKQ C¸c c©u: TL C¸c c©u: Tæng sè VËn dông TNKQ C¸c c©u: TL C¸c c©u: 16 (118) 1, Chong II- Sãng c¬ vµ sãng ©m C¸c c©u: 3, 17, 20 Tæng sè TØ lÖ % 20 5, 13, 14, 18, 21, 22 C¸c c©u: C¸c c©u: 6, 8, 9, 16, 23 11 44 2, 7, 10, 11, 12, 15, 19, 25 C¸c c©u: C¸c c©u: 24, 36 C¸c c©u: 25 100 Câu 1: Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong dao động điều hoà, A sau chu kì T thì vật lại trở vị trí ban đầu B sau chu kì T thì vận tốc vật lại trở giá trị ban đầu C sau chu kì T thì gia tốc vật lại trở giá trị ban đầu D sau chu kỡ T thỡ li độ vật khụng trở giỏ trị ban đầu Câu 2: Một chất điểm khối lượng m = 100g, dao động điều điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình x = 4cos(2t)cm Cơ dao động điều hoà chất điểm là A 3200J B 3,2J C 0,32J D 0,32mJ Câu 3: Phát biểu nào sau đây không đúng với sóng cơ? A Sóng có thể lan truyền môi trường chất rắn B Sóng có thể lan truyền môi trường chất lỏng C Sóng có thể lan truyền môi trường chất khí D Sóng có thể lan truyền môi trường chân không Câu 4: Trong dao động điều hoà, vận tốc biến đổi điều hoà A cùng pha so với li độ B ngược pha so với li độ C sớm pha π/2 so với li độ D chậm pha π/2 so với li độ Câu 5: Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 5cos(2πt)cm, chu kì dao động chất điểm là A 1s B 2s C 0,5s D 10s Câu 6: Sóng lan truyền không khí với cường độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ sóng nào sau đây? A Sóng có tần số 10 Hz B Sóng có tần số 30 kHz C Sóng có chu kì 2,0 μs D Sóng có chu kì 2,0 ms Câu 7: Con lắc lò xo dao động điều hoà, tăng khối lượng vật lên lần thì tần số dao động vật A tăng lên lần B giảm lần C tăng lên lần D giảm lần Câu 8: Tốc độ âm môi trường nào sau đây là lớn nhất? A Môi trường không khí loãng B Môi trường không khí C Môi trường nước nguyên chất D Môi trường chất rắn Câu 9: Hiện tượng giao thoa sóng xảy A có hai sóng chuyển động ngược chiều B có hai dao động cùng chiều, cùng pha gặp C có hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ (119) D có hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng tần số, cùng pha Cõu 10: Một lắc lũ xo dao động điều hoà theo phơng thẳng đứng, chọn gốc toạ độ O vị trớ cõn (lò xo có độ dãn x0) Kộo lắc khỏi vị trớ cõn rổi thả nhẹ cho vật dao động Chän chiÒu d¬ng theo chiÒu kÐo vËt Lực gây dao động điều hoà lắc vật vị trí có toạ độ x > là A F = - k.(x – x0) B F = - k.x C F = - k.(x0 – x) D F = - k.(x0 + x) Câu 11: Một vật dao động điều hoà có quỹ đạo là đoạn thẳng dài 12 cm Biên độ dao động vật có giá trị là A 12 cm B - 12 cm C cm D -6 cm Câu 12: Một lắc lò xo dao động điều hoà Lò xo có độ cứng k = 40 N/m Khi vật m lắc qua vị trí có li độ x = - cm thì lắc có giá trị là A – 16 mJ B – mJ C 16 mJ D mJ Câu 13: Một lắc đơn dao động điều hoà Chu kì lắc không thay đổi A thay đổi chiều dài lắc B thay đổi độ cao đặt nơi đặt lắc C thay đổi vĩ độ nơi đặt lắc D thay đổi khối lượng lắc Câu 14: Một lắc đơn có chiều dài l thả không vận tốc ban đầu từ li độ góc α Khi lắc qua vị trí cân thì tốc độ lắc là A v = √ g l.(1− cos α 0) B v = √ g l cos α C v = √ g l (1− cos α 0) D v = √ g l cos α Câu 15: Một lắc đơn có chiều dài 44 cm, treo vào trần toa xe lửa Con lắc bị kích động bánh toa xe gặp chỗ nối hai ray Chiều dài ray là 12,5 m Lấy g = 9,8 m/s2 Con lắc dao động mạnh tàu chạy thẳng với vận tốc là A 10,7 km/h B 34 km/h C 106 km/h D 45 km/h Câu 16: Hai dao động điều hoà gọi là ngược pha A φ2 – φ1 = 2.n.π (n Z) B φ2 – φ1 = n.π (n Z) C φ2 – φ1 = 2.(n - 1).π (n Z) D φ2 – φ1 = 2.(n + 1).π (n Z) Câu 17: Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì A tất các điểm trên dây dừng lại không dao động B nguồn phát sóng ngừng dao động còn các điểm trên dây dao động C trên dây có các điểm dao động mạnh xen kẽ với các điểm đứng yên D trên dây còn sóng phản xạ, còn sóng tới bị triệt tiêu Câu 18: Con lắc đơn dao động điều hoà, chiều dài lắc tăng lên lần thì chu kì dao động lắc A tăng lần B giảm lần C tăng lần D giảm lần Câu 19: Con lắc lò xo dọc gồm vật m và lò xo k dao động điều hoà, móc thêm vào vật m vật nặng 3m thì tần số dao động lắc A tăng lần B giảm lần C tăng lần D giảm lần Câu 20: Sóng là A quá trình lan truyền dao động môi trường bất kì, kể chân không B quá trình lan truyền dao động môi trường đàn hồi C quá trình chuyển động môi trường đàn hồi D quá trình lan truyền tốc độ các phần tử môi trường Câu 21: Phát biểu nào sau đây với lắc đơn dao động điều hoà là không đúng? (120) A Động tỉ lệ với bình phương tốc độ góc vật B Thế tỉ lệ với bình phương tốc độ góc vật C Thế tỉ lệ với bình phương li độ góc vật D Cơ không đổi theo thời gian và tỉ lệ với bình phương biên độ góc Câu 22: Trong môi trường đàn hồi, tốc độ truyền sóng không thay đổi, ta tăng tần số dao động tâm sóng lên lần thì A bước sóng tăng lên lần B bước sóng giảm lần C bước sóng tăng lên lần D bước sóng giảm lần Câu 23: Hiện tượng sóng dừng trên dây đàn hồi, khoảng cách hai nút sóng liên tiếp bao nhiêu? A Hai lần bước sóng; B Một bước sóng; C Một nửa bước sóng; D Một phần tư bước sóng Câu 24: Dây AB căng nằm ngang dài 2m, hai đầu A và B cố định, tạo sóng dừng trên dây với tần số 50Hz, trên đoạn AB thấy có nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là A 100m/s B 50m/s C 25cm/s D 12,5cm/s Câu 25: Con lắc lò xo ngang dao động với biên độ A = 8cm, chu kì T = 0,5s, khối lượng vật là m = 0,4kg, (lấy π2 = 10) Giá trị cực đại lực đàn hồi tác dụng vào vật là A 525N B 5,12N C 256N D 2,56N Đề số - Bài kiểm tra chương I và II (70% trắc nghiệm – 30% tự luận) Ma trận đề kiểm tra Mức độ cần đánh giá Các chủ đề chÝnh NhËn biÕt Th«ng hiÓu VËn dông Ch¬ng I- Dao động TNKQ C¸c c©u: 6, 11 Chong II- Sãng c¬ vµ sãng ©m C¸c c©u: 1, 2, 14 TL TNKQ C¸c c©u: C¸c c©u: 4, 12 TL Tæng sè TNKQ TL C¸c c©u: C¸c bµi: 7, 8, 9, 13 C¸c c©u: 5, 10 C¸c bµi: Tổng số (2,5) (1,5) (3,0) (3,0) Tỉ lệ % 25 15 30 30 Phần I: Trắc nghiệm Câu 1: Phát biểu nào sau đây không đúng với sóng cơ? A Sóng có thể lan truyền môi trường chất rắn B Sóng có thể lan truyền môi trường chất lỏng C Sóng có thể lan truyền môi trường chất khí D Sóng có thể lan truyền môi trường chân không Câu 2: Sóng lan truyền không khí với cường độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ sóng nào sau đây? A Sóng có tần số 15 Hz B Sóng có tần số 25 kHz (121) C Sóng có chu kì 2,0 μs D Sóng có chu kì 4,0 ms Câu 3: Một vật dao động điều hoà có quỹ đạo là đoạn thẳng dài 12 cm Biên độ dao động vật là A A = 12 cm B A = - 12 cm C A = cm D A = -6 cm Câu 4: Trong môi trường đàn hồi, tốc độ truyền sóng không thay đổi, ta gi¶m tần số dao động tâm sóng lần thì A bước sóng giảm lần B bước sóng tăng lên lần C bước sóng tăng lên lần D bước sóng giảm lần Câu 5: Dây AB căng nằm ngang dài 4m, hai đầu A và B cố định, tạo sóng dừng trên dây với tần số 50Hz, trên đoạn AB thấy có nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là A v = 100m/s B v = 50m/s C v = 25cm/s D v = 12,5cm/s Câu 6: Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng? A Vận tốc vật đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân B Gia tốc vật đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân C Vận tốc vật đạt giá trị cực tiểu vật hai vị trí biên D Gia tốc vật đạt giá trị cực tiểu vật chuyển động qua vị trí cân Câu 7: Một vật khối lượng 750g dao động điều hoà với biên độ 4cm, chu kì 2s, (lấy π2 = 10) Năng lượng dao động vật là A E = 60kJ B E = 60J C E = 6mJ D E = 6J Câu 8: Một vật nặng treo vào lò xo làm lò xo giãn 0,8cm, lấy g = 10m/s Chu kì dao động vật là A T = 0,178s B T = 0,057s C T = 222s D T = 1,777s Câu 9: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có biên độ là 6cm và 12cm Biên độ dao động tổng hợp không thể là A A = 5cm B A = 6cm C A = 7cm D A = 8cm t x − )cm , Câu 10: Cho sóng ngang có phương trình sóng là u=8 cos π ( 0,1 50 đó x tính cm, t tính giây Bước sóng là A λ = 0,1m B λ = 50cm C λ = 8mm D λ = 1m Cõu 11: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Điều kiện để xảy tợng cộng hởng là tần số góc lực cỡng tần số góc dao động riêng B Điều kiện để xảy tợng cộng hởng là tần số lực cỡng tần số dao động riªng C Điều kiện để xảy tợng cộng hởng là chu kỳ lực cỡng chu kỳ dao động riêng D Điều kiện để xảy tợng cộng hởng là biên độ lực cỡng biên độ dao động riêng Câu 12: VËn tèc truyÒn sãng phô thuéc vµo A n¨ng lîng sãng B tần số dao động C m«i trêng truyÒn sãng D bíc sãng Câu 13: Một chất điểm dao động điều hoà với biên độ 8cm, thời gian 1phút chất điểm thực 40 lần dao động Chất điểm có vận tốc cực đại là A vmax = 1,91cm/s B vmax = 33,5cm/s C vmax = 320cm/s D vmax = 5cm/s Câu 14: Hiện tượng sóng dừng trên dây đàn hồi, khoảng cách hai nút sóng liên tiếp bao nhiêu? (122) A Hai lần bước sóng; C Một nửa bước sóng; Phần II: Tự luận B Một bước sóng; D Một phần tư bước sóng Bài 1: Cho hai dao động điều hoà cùng phơng, cùng tần số x1 = √3 cos(5πt + /2)cm và x2 = √ cos(5πt + 5/6)cm Hóy xỏc định phương trỡnh dao động tổng hợp hai dao động trªn Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, khoảng cách hai tâm sóng là S1S2 = 11 cm, cần rung dao động với tần số 26 Hz thì thấy hai tâm sóng gần không dao động và khoảng S1S2 có 10 điểm đứng yên không dao động Hãy tính tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng Đề sô – Bài kiểm tra chương chương V và VI (100% trắc nghiệm) Ma trận đề kiểm tra Mức độ cần đánh giá Các chủ đề chÝnh NhËn biÕt Th«ng hiÓu VËn dông TL TNKQ C¸c c©u: 2, 6, 9, 11, TL TNKQ C¸c c©u: 15, 16, 21, 25 Tæng sè Chong V- Sãng ¸nh s¸ng TNKQ C¸c c©u: 1, 5, 7, 10, 13, 23, TL Ch¬ng VI- Lîng tö ¸nh s¸ng C¸c c©u: 3, 12, 17, C¸c c©u: 4, 19, 22, C¸c c©u: 8, 14, 18, 20, 24, 11 Tæng sè TØ lÖ % 36 28 36 25 100 Câu 1: Thí nghiệm Niu-tơn ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh: A Sự tồn ánh sáng đơn sắc B Lăng kính không làm thay đổi màu sắc ánh sáng qua nó C Ánh sáng Mặt Trời không phải là ánh sáng đơn sắc D Ánh sáng có bất kì màu gì qua lăng kính bị lệch phía đáy Câu 2: Khoảng cách từ vân sáng chính đến vân sáng thứ k tính theo công thức: λ D λ.D (k ∈ Z) (k ∈ Z ) A x k =k B x k =( k + ) a a λ.D λ.D (k ∈ Z ) (k ∈ Z ) C x k =(k − ) D x k =(k + ) a 2.a Câu 3: Máy quang phổ là dụng cụ quang học dùng để A tạo quang phổ các nguồn sáng B phân tích chùm ánh sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc C nghiên cứu quang phổ các nguồn sáng D tạo vạch quang phổ cho các xạ đơn sắc 14 (123) Câu 4: Các vạch thuộc dãy Banme ứng với chuyển electron từ các quỹ đạo ngoài A quỹ đạo K B quỹ đạo L C quỹ đạo M D quỹ đạo O Câu 5: Trong các chất sau, nóng sáng, chất nào phát quang phổ liên tục? A Chất rắn B Chất lỏng C Chất khí D Chất Câu 6: Phát biểu nào sau đây là đúng? A Tia hồng ngoại có bước sóng lớn bước sóng ánh sáng nhìn thấy B Tia hồng ngoại có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng nhìn thấy C Tia hồng ngoại có bước sóng nhỏ bước sóng tia tử ngoại D Tia hồng ngoại có tần số lớn tần số tia tử ngoại Câu 7: Tính chất bật tia hồng ngoại là A tác dụng nhiệt B khả đâm xuyên C ion hoá môi trường D làm phát quang các chất Câu 8: Chiếu vào kim lo¹i thÝ nghiÖm cña HÐc vÒ hiÖn tîng quang ®iÖn chùm xạ đơn sắc có bước sóng 0,330μm Giíi h¹n quang ®iÖn cña kim lo¹i lµ λ0 = 0,5 μm Công tho¸t ªlªctron quang ®iÖn lµ A 1,16eV B 1,94eV C 2,48eV D 2,72eV Câu 9: Sóng nào sau đây có chất khác với chất các sóng còn lại? A Sóng dùng thông tin liên lạc các điện thoại di động với nhau; B Sóng phát từ nhạc cụ; C Sóng ánh sáng nhìn thấy; D Sóng hồng ngoại Câu 10: Phát biểu nào sau đây là đúng? A Tia X có bước sóng lớn bước sóng tia hồng ngoại B Tia X có tần số nhỏ tần số ánh sáng nh×n thÊy C Tia X có bước sóng lớn bước sóng tia tử ngoại D Tia X có bước sóng nhỏ bước sóng tia tử ngoại Câu 11: Tia X phát từ A vật nóng sáng trên 5000C B vật nóng sáng trên 30000C C các vật có khối lượng riêng lớn nóng sáng D đối catôt ống Culigiơ, ống hoạt động Câu 12: Hiện tượng quang điện là A tượng êlectron bứt khỏi bề mặt kim loại kim loại bị nung nóng B tượng êlectron bứt khỏi bề mặt kim loại có ion đập vào bề mặt kim loại C tượng êlectron bật khỏi nguyên tử va chạm với nguyên tử khác D tượng êlectron bật khỏi bề mặt kim loại chiếu ánh sáng tới bề mặt kim loại Câu 13: Công thức tính khoảng vân giao thoa là λD λa λD D A i= B i= C i= D i= a D 2a aλ Câu 14: Chiếu chùm xạ đơn sắc vào kẽm có giới hạn quang điện 0,35μm Hiện tượng quang điện không xảy chùm xạ có bước sóng A 0,1 μm B 0,2 μm C 0,3 μm D 0,4 μm Câu 15: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, đo khoảng cách từ vân sáng thứ đến vân sáng thứ 10 cùng phía vân sáng trung tâm là 2,4 mm Khoảng vân là A 4,0 mm B 0,4 mm C 6,0 mm D 0,6 mm (124) Câu 16: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Hai khe Y-âng cách 3mm, hình ảnh giao thoa hứng trên màn ảnh cách hai khe 3m Sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40 μm đến 0,75 μm Trên màn quan sát thu các dải quang phổ Bề rộng dải quang phổ thứ hai kể từ vân sáng trắng trung tâm là A 0,45 mm B 0,60 mm C 0,70 mm D 0,85 mm Câu 17: Giới hạn quang điện kim loại là A bước sóng dài xạ chiếu vào kim loại đó mà gây tượng quang điện B bước sóng ngắn xạ chiếu vào kim loại đó mà gây tượng quang điện C công nhỏ dùng để bứt electron khỏi bề mặt kim loại đó D công lớn dùng để bứt electron khỏi bề mặt kim loại đó Câu 18: Giới hạn quang điện kim loại dùng làm catôt là λ0 = 0,30 μm Công thoát kim loại dùng làm catôt là A 1,16eV B 2,21eV C 4,14eV D 6,62eV Câu 19: Phát biểu nào sau đây là đúng? A Dãy Laiman nằm vùng tử ngoại B Dãy Laiman nằm vùng ánh sáng nhìn thấy C Dãy Laiman nằm vùng hồng ngoại D Dãy Laiman phần vùng ánh sáng nhìn thấy và phần vùng tử ngoại Câu 20: Bước sóng vạch quang phổ thứ dãy Laiman là 122nm, bước sóng vạch quang phổ thứ và thứ hai dãy Banme là 0,656 μm và 0,4860 μm Bước sóng vạch thứ ba dãy Laiman là A 0,0224 μm B 0,4324 μm C 0,0975 μm D.0,3672 μm Câu 21: Trong thí nghiệm Y-âng sử dụng xạ đơn sắc Khoảng cách hai khe S1 và S2 là a = 3mm Màn hứng vân giao thoa là phim ảnh đặt cách S 1,S2 khoảng D = 45cm Sau tráng phim thấy trên phim có loạt các vạch đen song song cách Khoảng cách từ vạch thứ đến vạch thứ 37 là 1,39 mm Bước sóng xạ sử dụng thí nghiệm là A 0,257 μm B 0,250 μm C 0,129 μm D 0,125 μm Câu 22: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Quang phổ vạch phát xạ các nguyên tố khác thì khác số lượng vạch màu, màu sắc vạch, vị trí và độ sáng tỉ đối các vạch quang phổ B Mỗi nguyên tố hóa học trạng thái khí hay áp suất thấp kích thích phát sáng có quang phổ vạch phát xạ đặc trưng C Quang phổ vạch phát xạ là dải màu biến đổi liên tục nằm trên tối D Quang phổ vạch phát xạ là hệ thống các vạch sáng màu nằm riêng rẽ trên tối Câu 23: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Trong máy quang phổ, ống chuẩn trực có tác dụng tạo chùm tia sáng song song B Trong máy quang phổ, buồng ảnh nằm phía sau lăng kính C Trong máy quang phổ, lăng kính có tác dụng phân tích chùm ánh sáng phức tạp song song thành các chùm sáng đơn sắc song song D Trong máy quang phổ, quang phổ chùm sáng thu buồng ảnh luôn là dải sáng có màu cầu vồng (125) Câu 24: Chiếu chùm xạ có bước sóng λ = 0,18 μm vào kim lo¹i thÝ nghiÖm HÐc vÒ hiÖn tîng quang ®iÖn Giới hạn quang điện kim loại là λ = 0,30 μm N¨ng lîng nguyªn tö hÊp thô lµ A 6,9 eV B 8,5eV C 7,5eV D 5,5eV Câu 25: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe Y-âng cách 2mm, hình ảnh giao thoa hứng trên màn ảnh cách hai khe 1m Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng vân đo là 0,2 mm Bước sóng ánh sáng đó là A 0,64 μm B 0,55 μm C 0,48 μm D 0,40 μm Đề số – Bài kiểm tra chương chương V và VI (70% trắc nghiệm – 30% tự luận) Ma trận đề kiểm tra Mức độ cần đánh giá Các chủ đề chính NhËn biÕt Chong V- Sãng ¸nh s¸ng TNKQ C¸c c©u: 2, 8, Ch¬ng VI- Lîng tö ¸nh s¸ng C¸c c©u: 1, 3, TL Th«ng hiÓu TNKQ C¸c c©u: 4, 12, 14, C¸c c©u: 7, TL Tæng sè VËn dông TNKQ C¸c c©u: 6, 10, TL C¸c bµi: 1, C¸c c©u: 9, 11, 13, C¸c c©u: Phần I: Trắc nghiệm Câu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng? A Hiện tượng quang điện là tượng electron bị bứt khỏi kim loại chiếu vào kim loại ánh sáng thích hợp B Hiện tượng quang điện là tượng electron bị bứt khỏi kim loại nó bị nung nóng C Hiện tượng quang điện là tượng electron bị bứt khỏi kim loại đặt kim loại vào điện trường mạnh D Hiện tượng quang điện là tượng electron bị bứt khỏi kim loại nhúng kim loại vào dung dịch Câu 2: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Ánh sáng trắng là tập hợp vô số các ánh sáng đơn sắc có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím B Chiết suất chất làm lăng kính các ánh sáng đơn sắc là khác C Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc qua lăng kính D Khi chiếu chùm ánh sáng mặt trời qua cặp hai môi trường suốt thì tia tím bị lệch phía mặt phân cách hai môi trường nhiều tia đỏ Cõu 5: Phát biểu nào sau đây không đúng? A Sự tán sắc ánh sáng là phân tách chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn s¾c B ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc, mà là hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím C Chiết suất thuỷ tinh biến thiên theo màu sắc ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ, đến màu tím D ánh sáng trắng qua lăng kính phân tách thành các ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím, ánh sáng đỏ lệch nhiều nhất, ánh áng tím lệch ít (126) Câu 4: Nguyên nhân gây tượng tán sắc ánh sáng mặt trời thí nghiệm Niu-tơn là A góc chiết quang lăng kính thí nghiệm chưa đủ lớn B chiết suất lăng kính các ánh sáng đơn sắc là khác C bề mặt lăng kính thí nghiệm không nhẵn D chùm ánh sáng mặt trời đã bị nhiễu xạ qua lăng kính Câu 5: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Động ban đầu cực đại electron quang điện phụ thuộc vào chất kim loại B Động ban đầu cực đại electron quang điện phụ thuộc bước sóng chùm ánh sáng kích thích C Động ban đầu cực đại electron quang điện phụ thuộc tần số chùm ánh sáng kích thích D Động ban đầu cực đại electron quang điện phụ thuộc cường độ chùm ánh sáng kích thích Câu 6: Trong thí nghiệm người ta chiếu chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh lăng kính có góc chiết quang A = 80 theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất lăng kính là 1,65 thì góc lệch tia sáng là A 4,00 B 5,20 C 6,30 D 7,80 Cõu 7: Chiếu chựm xạ đơn sắc vào đồng cú giới hạn quang điện 0,30 μm Hiện tượng quang điện không xảy chùm xạ có bước sóng A 0,44 μm B 0,2 μm C 0,3 μm D 0,15 μm Câu 8: Công thức tính khoảng vân giao thoa là λD λa λD D A i= B i= C i= D i= a D 2a aλ Câu 9: Chiếu chùm xạ có bước sóng λ = 0,35 μm vào kim lo¹i thÝ nghiÖm HÐc vÒ hiÖn tîng quang ®iÖn Giới hạn quang điện kim loại là λ0 = 0,66 μm N¨ng lîng nguyªn tö hÊp thô lµ A 12,25 eV B 10,5 eV C 8,25 eV D 3,55 eV Câu 10: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, đo khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ 10 cùng phía vân sáng trung tâm là 2,4 mm, khoảng cách hai khe Y-âng là 1mm, khoảng cách từ màn chứa hai khe tới màn quan sát là1m Bước sóng ánh sáng λ dùng thí nghiệm là A 0,40 μm B 0,45 μm C 0,68 μm D 0,72 μm Cõu 11: Phát biểu nào sau đây không đúng? A ChÊt quang dÉn lµ chÊt b¸n dÉn cã tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn kh«ng bÞ chiÕu s¸ng vµ trë thµnh dÉn ®iÖn bÞ chiÕu s¸ng B HiÖn tîng quang ®iÖn lµ hiÖn tîng c¸c ªlªctron liªn kÕt bÞ chiÕu s¸ng bËt khái mÆt kim lo¹i C Pin quang điện là pin chạy lợng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thµnh ®iÖn n¨ng D HiÖn tîng quang ®iÖn lµ hiÖn tîng ªlªctron bËt khái mÆt kim lo¹i bÞ ¸nh s¸ng chiÕu vµo Câu 12: Hai khe Y-âng cách 3mm chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60 μm Các vân giao thoa hứng trên màn cách hai khe 2m Tại N cách vân trung tâm 1,8 mm có A vân sáng bậc B vân tối bậc C vân tối bậc D.vân sáng bậc Câu 13: Bước sóng dài dãy Banme là 0,6560 μm Bước sóng dài dãy Laiman là 0,1220 μm Bước sóng dài thứ hai dãy Laiman là (127) A 0,0528 μm B 0,1029 μm C 0,1112 μm D 0,1211 μm Câu 14: Phát biểu nào sau đây là đúng? A Tia hồng ngoại có tần số cao tần số tia sáng vàng B Tia tử ngoại có bước sóng lớn bước sóng tia sáng đỏ C Bức xạ tử ngoại có tần số cao tần số xạ hồng ngoại D Bức xạ tử ngoại có chu kì lớn chu kì xạ hồng ngoại Phần II: Tự luận Bài 1: Một cái bể sâu 1,2 m chứa đầy nước Một tia sáng Mặt Trời rọi vào mặt nước góc tới i (tan i = 4/3) Tính độ dài quang phổ tia sáng tạo trên đáy bể Cho biết chiết suất nước ánh sáng đỏ và tím là nđ = 1,328 và nt = 1,343 Bài 2: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe sáng S và S2 là a = 1,56 mm, khoảng cách từ S1, S2 đến màn quan sát là D = 1,24 m Đo khoảng cách 12 vân sáng liên tiếp là 5,21 mm Hãy tính bước sóng ánh sáng đã dùng thí nghiệm II ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ I Đề số – Bài kiểm tra học kì I (100% trắc nghiệm) Ma trận đề kiểm tra Mức độ cần đánh giá Các chủ đề chính NhËn biÕt Chơng I- Dao động c¬ Chong II- Sãng c¬ vµ sãng ©m Chong III- Dßng ®iÖn xoay chiÒu Chong IV-Dao động và sóng điện tõ TNKQ C¸c c©u: 3, 6, TL Th«ng hiÓu TNKQ C¸c c©u: 10, C¸c c©u: 1, 4, 12, 18, C¸c c©u: 5, 9, 11, 15, C¸c c©u: 16, C¸c c©u: 21, TL Tæng sè VËn dông TNKQ C¸c c©u: 8, 14, 19, TL C¸c c©u: 17, C¸c c©u: 2, 7, 13, 20, 22, 24, 25 C¸c c©u: 23, Câu 1: Đối với dòng điện xoay chiều cách phát biểu nào sau đây là đúng? A Trong công nghiệp, có thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện B Trong mạch điện xoay chiều, cờng độ hiệu dụng cờng độ cực đại chia cho √2 C Điện lượng chuyển qua tiết diện th¼ng dây dẫn khoảng thời gian không D Công suất toả nhiệt tức thời có giá trị cực đại √ lần công suất toả nhiệt trung bình Câu 2: Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 2cos100πt (A), điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 12V, và sớm pha π/3 so với dòng điện Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch là A u = 12cos100πt(V) B u = 12 √ cos100πt(V) (128) C u = 12 √ cos(100πt – π/3)(V) D u = 12 √ cos(100πt + π/3)(V) Câu 3: Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng? A Vận tốc vật đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân B Gia tốc vật đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân C Vận tốc vật đạt giá trị cực tiểu vật hai vị trí biên D Gia tốc vật đạt giá trị cực tiểu vật chuyển động qua vị trí cân Câu 4: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Trong đoạn mạch chứa tụ điện, dòng điện biến thiên sớm pha π/2 so với điện áp B Trong đoạn mạch chứa tụ điện, dòng điện biến thiên chậm pha π/2 so với điện áp C Trong đoạn mạch chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên chậm pha π/2 so với điện áp D Trong đoạn mạch chứa cuộn cảm, điện áp biến thiên sớm pha π/2 so với dòng điện mạch Câu 5: Trong mạch RLC mắc nối tiếp, độ lệch pha dòng điện và điện áp hai đầu đoạn mạch phụ thuộc vào A cường độ dòng điện hiệu dụng mạch B điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C cách chọn gốc tính thời gian D tính chất mạch điện Câu 6: Trong dao động điều hoà A vận tốc biến đổi điều hoà cùng pha so với li độ B vận tốc biến đổi điều hoà ngược pha so với li độ C vận tốc biến đổi điều hoà sớm pha π/2 so với li độ D vận tốc biến đổi điều hoà chậm pha π/2 so với li độ −4 Câu 7: Đặt vào hai đầu tụ điện C= 10 ( F) π điện áp xoay chiều u = 141cos(100πt)V Dung kháng tụ điện là A ZC = 50Ω B ZC = 0,01Ω C ZC = 1A D ZC = 100Ω Câu 8: Một vật khối lượng 750g dao động điều hoà với biên độ 4cm, chu kì 2s, (lấy π2 = 10) Năng lượng dao động vật là A E = 60kJ B E = 60J C E = 6mJ D E = 6J Câu 9: Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh điện dung tụ điện thay đổi và thoả mãn điều kiện ω= thì √ LC A cường độ dòng điện cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch B cường độ dòng điện hiệu dụng mạch đạt cực đại C công suất tiêu thụ trung bình mạch đạt cực đại D điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại Câu 10: Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 5cos(2πt)cm, chu kì dao động chất điểm là A T = 1s B T = 2s C T = 0,5s D T = 1Hz Câu 11: Dung kháng mạch RLC mắc nối tiếp có giá trị nhỏ cảm kháng Muốn xảy tượng cộng hưởng điện mạch ta phải A tăng điện dung tụ điện B tăng hệ số tự cảm cuộn dây (129) C giảm điện trở mạch D giảm tần số dòng điện xoay chiều Câu 12: Mạch dao động điện từ điều hoà LC có chu kì A phụ thuộc vào L, không phụ thuộc vào C B phụ thuộc vào C, không phụ thuộc vào L C phụ thuộc vào L và C D không phụ thuộc vào L và C Câu 13: Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chứa cuộn cảm tăng lên lần thì cảm kháng cuộn cảm A tăng lên lần B tăng lên lần C giảm lần D giảm lần Câu 14: Một vật nặng treo vào lò xo làm lò xo giãn 0,8cm, lấy g = 10m/s Chu kì dao động vật là A T = 0,178s B T = 0,057s C T = 222s D T = 1,777s Câu 15: Trong đoạn mạch RLC, mắc nối tiếp xảy tượng cộng hưởng Tăng dần tần số dòng điện và giữ nguyên các thông số mạch, kết luận nào sau đây là không đúng? A Hệ số công suất đoạn mạch giảm B Cường độ hiệu dụng dòng điện giảm C Điện áp hiệu dụng trên tụ điện tăng D Điện áp hiệu dụng trên điện trở giảm Câu 16: Phát biểu nào sau đây tính chất sóng điện từ là không đúng? A Sóng điện từ là sóng ngang B Sóng điện từ mang lượng C Sóng điện từ có thể phản xạ, khúc xạ, giao thoa D Sóng điện từ không truyền chân không Câu 17: Một sóng truyền trên sợi dây đàn hồi dài với tần số 500Hz, người ta thấy khoảng cách hai điểm gần dao động cùng pha là 80cm Tốc độ truyền sóng trên dây là A 400cm/s B 16m/s C 6,25m/s D 400m/s Câu 18: Nhận xét nào sau đây máy biến là không đúng? A Máy biến có thể tăng điện áp B Máy biến có thể giảm điện áp C Máy biến có thể thay đổi tần số dòng điện xoay chiều D Máy biến có tác dụng biến đổi cường độ dòng điện Câu 19: Một lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng 0,4kg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40N/m Người ta kéo nặng khỏi VTCB đoạn 4cm thả nhẹ cho nó dao động Vận tốc cực đại vật nặng là A vmax = 160cm/s B vmax = 80cm/s C vmax = 40cm/s D vmax = 20cm/s Câu 20: Đặt vào hai đầu cuộn cảm L= (H ) điện áp xoay chiều u = 141cos(100πt)V π Cường độ dòng điện hiệu dụng I qua cuộn cảm là A 1,41A B 1,00A C 2,00A D 100Ω Câu 21: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Điện trường tĩnh là điện trường có các đường sức điện xuất phát từ điện tích dương và kết thúc điện tích âm B Điện trường xoáy là điện trường có các đường sức điện là các đường cong kín C Từ trường tĩnh là từ trường nam châm vĩnh cửu đứng yên sinh (130) D Từ trường xoáy là từ trường có các đường sức từ là các đường cong kín Câu 22: Đặt vào hai đầu cuộn cảm điện áp xoay chiều u = 200 √ cosωt (V), dòng điện cuộn cảm có cường độ I = A Cảm kháng cuộn cảm là A 100 Ω B 200 Ω C 100 √ Ω D 200 √ Ω Câu 23: Một dây đàn dài 40cm, căng hai đầu cố định, dây dao động với tần số 600Hz ta quan sát trên dây có sóng dừng với hai bụng sóng Bước sóng trên dây là A λ = 13,3cm B λ = 20cm C λ = 40cm D λ = 80cm Câu 24: Đoạn mạch xoay chiều gồm R = 40 Ω, Z L = 20 Ω, ZC = 60 Ω mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 240 √ cos100πt (V) Cường độ dòng điện tức thời mạch là: π A i = √ cos100πt A B i = 6cos(100πt + ) A π π C i = √ cos(100πt ) A D i = 6cos(100πt ) A 4 Câu 25: Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp, xảy tượng cộng hưởng điện mạch thì hệ số công suất mạch A không B C phụ thuộc vào R D phụ thuộc vào ZL/ZC Đề số – Bài kiểm tra học kì I (70% trắc nghiệm – 30% tự luận) Ma trận đề kiểm tra Mức độ cần đánh giá Các chủ đề chính NhËn biÕt Chơng I- Dao động c¬ TNKQ C¸c c©u: 6, Chong II- Sãng c¬ vµ sãng ©m TL Th«ng hiÓu TNKQ Chong III- Dßng ®iÖn xoay chiÒu C¸c c©u: 1, C¸c c©u: 12, 14, C¸c c©u: 5, Chong IV-Dao động và sóng điện tõ Tæng sè TØ lÖ % C¸c c©u: 7, C¸c c©u: 8, 3(1,5) 15 4(2,0) 20 TL Tæng sè VËn dông TNKQ C¸c c©u: 2, 4, TL C¸c bµi: C¸c c©u: 9, C¸c c©u: 3, 10, 11, 13, C¸c bµi: 7(3,5) 35 2(3,0) 30 Phần I: Trắc nghiệm Câu 1: Trong đoạn mạch điện xoay chiều chứa cuộn cảm thì A dòng điện sớm pha điện áp góc π/2 B dòng điện sớm pha điện áp góc π/4 C dòng điện trễ pha điện áp góc π/2 D dòng điện trễ pha điện áp góc π/4 Cõu 2: Một lắc lò xo gồm vật nặng khối lợng 0,4kg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40N/m Ngời ta kéo nặng khỏi VTCB đoạn 4cm thả nhẹ cho nó dao động Cơ dao động lắc là 16 100 (131) A E = 320J B E = 6,4.10-2J C E = 3,2.10-2J D E = 3,2J −4 Câu 3: Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R = 100Ω, tụ điện 10 C= ( F) π và L= ( H ) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có π dạng u = 200cos100πt(V) Cường độ dòng điện hiệu dụng I mạch là A 2A B 1,4A C 1A D 0,5A Cõu 4: Con lắc lò xo gồm vật m = 100g và lò xo k = 100N/m,(lấy π2 = 10) dao động điều hoà víi chu k× T lµ A 0,1s B 0,2s C 0,3s D 0,4s Câu 5: Hiện người ta thường dùng cách nào sau đây để làm giảm hao phí điện quá trình truyền tải xa? A Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải B Xây dựng nhà máy điện gần nơi tiêu thụ C Dùng dây dẫn vật liệu siêu dẫn D Tăng điện áp trước truyền tải điện xa Câu 6: Con lắc lò xo ngang dao động điều hoà, vận tốc vật không vật chuyển động qua A vị trí cân B vị trí vật có li độ cực đại C vị trí mà lò xo không bị biến dạng D vị trí mà lực đàn hồi lò xo không Câu 7: Mạch dao động điện từ điều hoà có cấu tạo gồm: A nguồn điện chiều và tụ điện mắc thành mạch kín B nguồn điện chiều và cuộn cảm mắc thành mạch kín C nguồn điện chiều và điện trở mắc thành mạch kín D tụ điện và cuộn cảm mắc thành mạch kín Câu 8: Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C và cuộn cảm L, dao động tự với tần số góc 2π A ω=2 π √ LC B ω= C ω=√ LC D √ LC ω= √ LC Cõu 9: Một sóng học lan truyền với vận tốc 320m/s, bớc sóng 3,2m Chu kỳ T sóng đó là A 0,01s B 0,1s C 50s D 100s Câu 10: Mạch điện xoay chiều gồm RLC mắc nối tiếp, có R = 30Ω, Z C = 20Ω, ZL = 60Ω Tổng trở Z mạch là A 50Ω B 70Ω C 110Ω D 2500Ω Câu 11: Mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 2mH và tụ điện có điện dung C = 2pF, (lấy π2 = 10) Tần số dao động f mạch là A 2,5Hz B 2,5MHz C 1Hz D 1MHz Cõu 12: Hai dao động điều hoà nào sau đây đợc gọi là cùng pha? π π A x 1=3 cos( πt+ ) cm và x 2=3 cos(πt + ) cm π π B x 1=4 cos( πt+ )cm và x 2=5 cos( πt+ )cm 6 π π C x 1=2 cos(2 πt+ )cm và x 2=2 cos(πt+ ) cm 6 cuộn cảm (132) π π x 1=3 cos( πt+ ) cm và x 2=3 cos( πt − ) cm Câu 13: Máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 2000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 100 vòng, điện áp và cường độ mạch thứ cấp là 120 V, 0,8 A Mạch thứ cấp có điện trở Điện áp và công suất mạch thứ cấp là A V; 96 W B 240 V; 96 W C V; 4,8 W D 120 V; 4,8 W Câu 14: Phát biểu nào sau đây là đúng? A Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì tất các điểm trên dây dừng lại không dao động B Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì nguồn phát sóng ngừng dao động còn các điểm trên dây dao động C Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì trên dây có các điểm dao động mạnh xen kẽ với các điểm đứng yên D Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì trên dây còn sóng phản xạ, còn sóng tới bị triệt tiêu Phần II: Tự luận Bài 1: Một vật khối lượng 200g, treo vào lò xo khối lượng không đáng kể Vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số 2,5 Hz Trong dao động chiều dài lò xo biến thiên từ 20 cm đến 24 cm Lấy g = 10 m/s2 a) Viết phương trình dao động vật, chọn trục toạ độ x có gốc trùng vị trí cân vật, hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới, gốc thời gian là lúc vật vị trí cao b) Viết biểu thức vận tốc, gia tốc vật Tính vận tốc, gia tốc cực đại, cực tiểu vật c) Viết biểu thức lực đàn hồi lò xo d) Tính chiều dài tự nhiên lò xo Bài 2: Mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn 100 cảm L = (H) và tụ điện C = (μF) Mắc nối tiếp vào mạch ampe kế xoay chiều π π có điện trở không đáng kể Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có dạng u = 200cos(100πt) V Hãy xác định: a) Tổng trở đoạn mạch b) Số ampe kế c) Biểu thức chuyển động dòng điện chạy mạch và biểu thức điện áp hai đầu điện trở, tụ điện d) Công suất tiêu thụ mạch D III ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ II Đề số – Bài kiểm tra học kì II (100% trắc nghiệm) Ma trận đề kiểm tra Mức độ cần đánh giá Các chủ đề chính NhËn biÕt TNKQ Chong III- Dßng ®iÖn xoay chiÒu Chong IV-Dao TL Th«ng hiÓu TNKQ C¸c c©u: 13, C¸c c©u: TL Tæng sè VËn dông TNKQ C¸c c©u: 1, C¸c c©u: TL 2 (133) động và sóng điện tõ Chong V-Sãng ¸nh s¸ng 3, C¸c c©u: 22 C¸c c©u: 15 Chong VII- H¹t nh©n nguyªn tö C¸c c©u: 2, 16, 20 C¸c c©u: 4, C¸c c©u: 7, 9, 14 Chong VIII- Tõ vi mô đến vĩ mô C¸c c©u: 10, Tæng sè TØ lÖ % 5(2,0) 20 Chong VI-Lîng tö ¸nh s¸ng 12, C¸c c©u: 25 C¸c c©u: 21 9(3,6) C¸c c©u: 19, C¸c c©u: 6, 11, 17, 18, 23, 24 12 1(0,4) 10(4,0) 40 40 Câu 1: Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 2cos100πt(A), điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 12V, và sớm pha π/3 so với dòng điện Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch là A u = 12cos100πt(V) B u = 12 √ cos100πt(V) C u = 12 √ cos(100πt – π/3)(V) D u = 12 √ cos(100πt + π/3)(V) Câu 2: Năng lượng toả từ phản ứng A 3MeV 1 H + B 7,5MeV H -> He C 5,4MeV là D 1,8MeV Câu 3: Mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện C = 880pF và cuộn cảm L = 20 μH Bước sóng điện từ λ mà mạch thu là A 100m B 150m C 250m D 500m Câu 4: Hai vạch quang phổ có bước sóng dài dãy Laiman có bước sóng là λ1 = 0,1216 μm và λ2 = 0,1026 μm Bước sóng dài vạch quang phổ dãy Banme là A 0,5875 μm B 0,6566 μm C 0,6873 μm D 0,7260 μm Câu 5: Phát biểu nào sau đây là đúng nói nội dung tiên đề “các trạng thái dừng nguyên tử” mẫu nguyên tử Bo? A Trạng thái dừng là trạng thái có lượng xác định B Trạng thái dừng là trạng thái mà nguyên tử đứng yên C Trạng thái dừng là trạng thái mà lượng nguyên tử không thay đổi D Trạng thái dừng là trạng thái mà nguyên tử có thể tồn khoảng thời gian xác định mà không xạ lượng Câu 6: Hạt nhân đơteri ❑12 D có khối lượng 2,0136u Biết khối lượng prôton là 1,0073u và khối lượng nơtron là 1,0087u Năng lượng liên kết hạt nhân ❑12 D là A 0,67MeV Câu 7: Hạt nhân 238 92 B 1,86MeV U C 2,02MeV D 2,23MeV có cấu tạo gồm: A 238p và 92n B 92p và 238n C 238p và 146n D 92p và 146n Câu 8: Chiếu chùm xạ đơn sắc vào kẽm có giới hạn quang điện 0,35 μm Hiện tượng quang điện không xảy chùm xạ có bước sóng là A 0,1 µm B 0,2 µm C 0,4 µm D 0,3 µm 25 100 (134) Câu 9: Kết luận nào đây không đúng? A Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ B Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu chất phóng xạ C Độ phóng xạ phụ thuộc vào chất chất phóng xạ, tỉ lệ thuận với số nguyên tử chất phóng xạ D Độ phóng xạ lượng chất phóng xạ giảm dần theo thời gian theo qui luật qui luật hàm số mũ Câu 10: Phân loại các hành tinh hệ Mặt Trời thành hai nhóm dựa trên đặc điểm: A khoảng cách từ hành tinh tới Mặt Trời B nhiệt độ bề mặt hành tinh C số vệ tinh nhiều hay ít D khối lượng hành tinh Câu 11: Một lượng chất phóng xạ 222 ban đầu có khối lượng 1mg Sau 15,2 ngày độ 86 Rn phóng xạ giảm 93,75% Chu kì bán rã Rn là A 4,0 ngày B 3,8 ngày C 3,5 ngày D 2,7 ngày Câu 12: Một sóng lan truyền với tốc độ 320m/s, bước sóng 3,2m Chu kì T sóng đó là A 0,01s B 0,1s C 50s D 100s Câu 13: Trong mạch RLC mắc nối tiếp, độ lệch pha dòng điện và điện áp hai đầu đoạn mạch phụ thuộc vào A cường độ dòng điện hiệu dụng mạch B điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C cách chọn gốc tính thời gian D tính chất mạch điện Câu 14: Cho phản ứng hạt nhân A a B 25 12 Mg + X → 22 11 Na+α , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây? T C D D p Câu 15: Sóng điện từ chân không có tần số f = 150kHz, bước sóng sóng điện từ đó là A λ =2000m B λ =2000km C λ =1000m D λ =1000km Câu 16: Quá trình phóng xạ nào đây không có thay đổi cấu tạo hạt nhân? A Phóng xạ α B Phóng xạ β- C Phóng xạ β+ D Phóng xạ γ Câu 17: Cho phản ứng hạt nhân 31 H + 21 H → α + n+ 17 ,6 MeV , biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 Năng lượng toả tổng hợp 1g khí hêli là A ΔE = 423,808.103J B ΔE = 503,272.103J C ΔE = 423,808.109J D ΔE = 503,272.109J 37 Câu 18: Cho phản ứng hạt nhân 37 17 Cl+ p → 18 Ar+n , khối lượng các hạt nhân là m(Ar) = 36,956889u, m(Cl) = 36,956563u, m(n) = 1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931MeV/c Năng lượng mà phản ứng này toả thu vào là A Toả 1,60132MeV B Thu vào 1,60132MeV C Toả 2,562112.10-19J D Thu vào 2,562112.10-19J Câu 19: Chiếu chùm xạ có bước sóng λ = 0,18 μm vào kim lo¹i thÝ nghiÖm cña HÐc vÒ hiÖn tîng quang ®iÖn Giới hạn quang điện kim loại là λ = 0,30 μm C«ng tho¸t electron quang điện là A 4,14 eV B 8,36 eV C 7,56 eV D 6,54 eV Câu 20: Phạm vi tác dụng lực tương tác mạnh hạt nhân là (135) A 10-13 cm B 10-10 cm C 10-13 m D 10-10 m Câu 21: Gọi khối lượng là m, khối lượng Mặt Trời là m s thì cuối quá trình tiến hoá để trở thành lỗ đen thì A m vào cỡ 0,1ms B m vào cỡ ms C m vào cỡ 10ms D m vào cỡ 100ms Câu 22: Nguyên nhân gây tượng tán sắc ánh sáng Mặt Trời thí nghiệm Niutơn là A góc chiết quang lăng kính thí nghiệm chưa đủ lớn B chiết suất lăng kính các ánh sáng đơn sắc là khác C bề mặt lăng kính thí nghiệm không nhẵn D chùm ánh sáng mặt trời đã bị nhiễu xạ qua lăng kính Câu 23: Hạt nhân triti (T) và đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh hạt a và hạt nơtrôn Cho biết độ hụt khối hạt nhân triti là mT = 0,0087u, hạt nhân đơteri là mD = 0,0024u, hạt nhân X là mα = 0,0305u; 1u = 931MeV/c2 Năng lượng toả từ phản ứng trên là bao nhiêu? A ΔE = 18,0614MeV B ΔE = 38,7296MeV C ΔE = 18,0614J D ΔE = 38,7296J Câu 24: Biết mC = 11, 9967u, mα = 4,0015u Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân 12 C thành hạt α là bao nhiêu? A ΔE = 7,2618J B ΔE = 7,2618MeV -19 C ΔE = 1,16189.10 J D ΔE = 1,16189.10-13MeV Câu 25: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, đo khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ 10 cùng phía vân sáng trung tâm là 2,4 mm, khoảng cách hai khe Y-âng là 1mm, khoảng cách từ màn chứa hai khe tới màn quan sát là 1m Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm là A λ = 0,40 μm B λ = 0,45 μm C λ = 0,68 μm D λ = 0,72 μm Đề số – Bài kiểm tra học kì II (70% trắc nghiệm – 30% tự luận) Ma trận đề kiểm tra Mức độ cần đánh giá Các chủ đề chính NhËn biÕt Chong IV-Dao động và sóng điện tõ Chong V-Sãng ¸nh s¸ng Chong VI-Lîng tö ¸nh s¸ng Chong VII- H¹t nh©n nguyªn tö TNKQ C¸c c©u: TL Th«ng hiÓu TNKQ C¸c c©u: 2, C¸c c©u: C¸c c©u: 8, 11 TL Tæng sè VËn dông TNKQ C¸c c©u: C¸c c©u: C¸c c©u: 12, 14 C¸c c©u: 3, 4,10 TL C¸c bµi: C¸c bµi: (136) Chong VIII- Tõ vi mô đến vĩ mô Tæng sè TØ lÖ % (2,0) 20 C¸c c©u: 13 3(1,5) 15 C¸c c©u: 7(3,5) 35 2(3,0) 30 Phần I: Trắc nghiệm Câu 1: Hạt nhân X phản ứng hạt nhân A Li B α 19 F + p -> 16 O + X là C prôtôn D 10 Be Câu 2: Phát biểu nào sau đây là đúng? A Hiện tượng giao thoa sóng xảy có hai sóng chuyển động ngược chiều B Hiện tượng giao thoa sóng xảy có hai dao động cùng chiều, cùng pha gặp C Hiện tượng giao thoa sóng xảy có hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ D Hiện tượng giao thoa sóng xảy có hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng tần số, cùng pha Câu 3: Hạt nhân pôloni 210 là chất phóng xạ có chu kì bán rã 138 ngày đêm Khối lượng 84 Po ban đầu là 10gam Cho NA = 6,023.1023 mol-1 Số nguyên tử còn lại sau 207 ngày đêm là A 1,02.1023 nguyên tử B 3,02.1022 nguyên tử C 2,05.1022 nguyên tử D 1,02.1022 nguyên tử α -> 30 Câu Dùng hạt α bắn phát hạt nhân 27 ta có phản ứng: 27 + 13 Al 13 Al + 15 P n Biết m α = 4,0015u; mAl = 26,974u; mp = 29.970u; mn =1,0087u; 1u = 931MeV/c Bỏ qua động các hạt sinh Động tối thiểu hạt để phản ứng xảy là A 2MeV B 3MeV C 4MeV 5MeV Câu 5: Nhận xét nào sau đây đặc điểm mạch dao động điện từ điều hoà LC là không đúng? A Điện tích mạch biến thiên điều hoà B Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu tụ điện C Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu cuộn cảm D Tần số dao động mạch phụ thuộc vào điện tích tụ điện Câu 6: Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C = 16nF và cuộn cảm L = 25mH Tần số góc dao động mạch là A ω = 200Hz B ω = 200rad/s C ω = 5.10-5Hz D ω = 5.104rad/s Câu 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Hai khe Y-âng cách 3mm, hình ảnh giao thoa hứng trên màn ảnh cách hai khe 3m Sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40 μm đến 0,75 μm Trên màn quan sát thu các dải quang phổ Bề rộng dải quang phổ thứ hai kể từ vân sáng trắng trung tâm là A 0,45 mm B 0,60 mm C 0,70 mm D 0,85 mm Câu 8: Biết mC = 11, 9967u, mα = 4,0015u Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân 12 C thành hạt α là bao nhiêu? A ΔE = 7,2618J B ΔE = 7,2618MeV 16 100 (137) C ΔE = 1,16189.10-19J D ΔE = 1,16189.10-13MeV Câu 9: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Trong máy quang phổ, ống chuẩn trực có tác dụng tạo chùm tia sáng song song B Trong máy quang phổ, buồng ảnh nằm phía sau lăng kính C Trong máy quang phổ, lăng kính có tác dụng phân tích chùm ánh sáng phức tạp song song thành các chùm sáng đơn sắc song song D Trong máy quang phổ, quang phổ chùm sáng thu buồng ảnh luôn là dải sáng có màu cầu vồng Câu 10: Hạt nhân triti (T) và đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh hạt a và hạt nơtrôn Cho biết độ hụt khối hạt nhân triti là mT = 0,0087u, hạt nhân đơteri là mD = 0,0024u, hạt nhân X là mα = 0,0305u; 1u = 931MeV/c2 Năng lượng toả từ phản ứng trên là bao nhiêu? A ΔE = 18,0614MeV B ΔE = 38,7296MeV C ΔE = 18,0614J D ΔE = 38,7296J Câu 11: Hạt nhân 238 92 U có cấu tạo gồm A 238p và 92n B 92p và 238n C 238p và 146n D 92p và 146n Câu 12: Chiếu chùm xạ đơn sắc vào nh«m có giới hạn quang điện 0,36 μm Hiện tượng quang điện không xảy chùm xạ có bước sóng là A 0,30 µm B 0,25 µm C 0,44 µm D 0,35 µm Câu 13: Gọi khối lượng là m, khối lượng Mặt Trời là m s thì cuối quá trình tiến hoá để trở thành lỗ đen thì A m vào cỡ 0,1ms B m vào cỡ ms C m vào cỡ 10ms D m vào cỡ 100ms Câu 14: Bước sóng vạch quang phổ thứ dãy Laiman là 122nm, bước sóng vạch quang phổ thứ và thứ hai dãy Banme là 0,656 μm và 0,4860 μm Bước sóng vạch đầu tiên dãy Pasen là A 1,8754 μm B 1,3627 μm C 0,9672 μm D 0,7645 μm Phần II: Tự luận Bài 1: 1) Phát biểu định nghĩa và cho thí dụ phản ứng nhiệt hạch và giải thích cần điều kiện đó 2) Hạt nhân triti (T) và đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh hạt nhân X và hạt nơtrôn Viết phương trình phản ứng, tìm hạt X Bài 2: Chiếu xạ đơn sắc có tần số f = 1,2.10 15 Hz vào kim lo¹i kÏm ( λ0 =0 , 35 μm ) thÝ nghiÖm cña HÐc vÒ hiÖn tîng quang ®iÖn Khi đó người ta đo n¨ng lîng hÊp thô cña nguyªn tö lµ 4,97 eV Sử dụng các số liệu đã cho, hãy tính: 1) Hằng số Plăng h 2) Công thoát eléctron khỏi kẽm (tính theo eV) Cho biết e = 1,6.10—19C Đề số – Bài kiểm tra học kì II 100% trắc nghiệm Ma trận đề kiểm tra Mức độ cần đánh giá Các chủ đề chính NhËn biÕt Th«ng hiÓu Tæng sè VËn dông (138) Chong IV-Dao động và sóng điện tõ Chong V-Sãng ¸nh s¸ng TNKQ C¸c c©u: 1, TL TNKQ TL TNKQ C¸c c©u: 3, 4, C¸c c©u: 11, 12, 13 Chong VI-Lîng tö ¸nh s¸ng C¸c c©u: 6, 7, 14, 15 C¸c c©u: 18 Chong VII- H¹t nh©n nguyªn tö C¸c c©u: 19, 20, 21 C¸c c©u: 22, 23, 24 C¸c c©u: 25 Tæng sè TØ lÖ% 10(4,0) 40 6(2,4) 24 9(3,6) 36 TL C¸c c©u: 8, 9, 10 C¸c c©u: 16, 17 Câu Phát biểu nào sau đây đúng? A Ban ngày sóng trung có thể truyền xa B Sóng điện từ có tần số từ 100Hz trở xuống thì không truyền xa C Sóng điện từ có bước sóng càng lớn thì khả truyền xa càng cao D Trong các sóng vô tuyến, sóng dài có lượng bé nhất, không thể truyền xa Câu Nguyên nhân dao động tắt dần mạch dao động LC là: A toả nhiệt các dây dẫn B xạ sóng điện từ C toả nhiệt các dây dẫn và xạ sóng điện từ D tụ điện phóng điện Câu Một mạch dao động LC, có tần số riêng 100kHz và tụ điện có điện dung C = 5.10-3 μF Độ tự cảm L mạch dao động là A 5.10-5 H B 5.10-4 H C 5.10-3 H D 2.10-4 H Câu Một máy thu vô tuyến điện có mạch dao động gồm cuộn cảm L = μH và tụ điện C = 2000F Bước sóng sóng vô tuyến mà máy thu là A 5957,7 m B 18,84.104 m C 18.84 m D 188,4 m Câu Một mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm mH và tụ điện có điện dung 50 μF Hiệu điện cực đại hai tụ điện là 10V Năng lượng mạch dao động là A 25 mJ B 106 J C 2,5 mJ D 0,25 mJ Câu Kết luận nào sau đây tượng giao thoa ánh sáng là đúng? A Giao thoa ánh sáng là tổng hợp hai chùm sáng chiếu vào cùng chỗ B Giao thao hai chùm sáng từ hai bóng đèn xảy chúng cùng qua kính lọc sắc C Giao thoa ánh sáng xảy các ánh sáng đơn sắc D Giao thoa ánh sáng xảy hai chùm ánh sáng kết hợp đan xen vào Câu Hai sóng kết hợp là A hai sóng xuất phát từ hai nguồn kết hợp B Hai sóng có cùng tần số, có hiệu số pha hai thời điểm xác định hai sóng thay đổi theo thời gian C hai sóng phát từ hai nguồn đan xen vào 25 100 (139) D hai sóng thoả mãn điều kiện cùng pha Câu Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Y-âng, biết hai khe cách khoảng a = 0,3mm, khoảng vân đo i = 3mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát D = 1,5m Bước sóng ánh sáng là A 0,45 μm B 0,50 μm C 0,60 μm D 0,55 μm Câu Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Y-âng, biết khoảng cách hai khe S1S2 = a = 0,35mm, khoảng cách D = 1,5m và bước sóng λ = 0,7 μm Khoảng cách hai vân sáng liên tiếp i là A 2mm B 1,5mm C 3mm D 4mm Câu 10 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, biết D = 2m; a = 1mm, λ =0,6 μm Vân tối thứ tư cách vân trung tâm khoảng A 4,8mm B 4,2mm C 6,6mm D 3,6mm Câu 11 Phát biểu nào sau đây không đúng? A Tia hồng ngoại các vật bị nung nóng phát B Tia hồng ngoại làm phát quang số chất C Tác dụng bật tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt D Bước sóng tia hồng ngoại lớn 0,75 μm Câu 12 Phát biểu nào sau đây là không đúng nói tính chất và tác dụng tia hồng ngoại là A Gây hiệu ứng quang điện số chất bán dẫn B Tác dụng lên loại kính ảnh đặc biệt gọi là kính ảnh hồng ngoại C Tác dụng bật là tác dụng nhiệt D Gây các phản ứng quang hoá và quang hợp Câu 13 Phát biểu nào sau đây tia tử ngoại là không đúng? A Mặt trời phát ánh sáng nhìn thấy và tia hồng ngoại nên ta trông thấy sáng và cảm giác ấm áp B Thuỷ tinh và nước là suốt tia tử ngoại C Đèn dây tóc nóng sáng đến 20000C là nguồn phát tia tử ngoại D Các hồ quang điện với nhiệt độ trên 40000C thường dùng làm nguồn tia tử ngoại Câu 14 Tia Rơnghen là A xạ điện từ có bước sóng nhỏ 10-8m B các xạ đối âm cực ống Rơnghen phát C các xạ catốt ống Rơnghen phát D các xạ mang điện tích Câu 15 Phát biểu nào sau đây nói đặc điểm tia X là không đúng? A Khả đâm xuyên mạnh B Có thể qua lớp chì dày vài cm C Tác dụng mạnh lên kính ảnh D Gây tượng quang điẹn -19 Câu 16 Năng lượng phôtôn là 2,8.10 J Cho số plăng h = 6,625.10-34Js, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108m/s Bước sóng ánh sáng là A 0,71 μm B 0,66 μm C 0,45 μm D 0,58 μm Câu 17 Một đèn phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm phát bao nhiêu phôtôn giây , công suất phát xạ đèn là 10W? A 1,2.1019 hạt/s B 6.1019 hạt /s C 4,5.1019 hạt /s D 3.1019 hạt/s (140) Câu 18 Phát biểu nào sau đây nói lưỡng tính sóng hạt là không đúng? A Hiện tượng giao thoa ánh sáng thể tính chất sóng B Hiện tượng quang điện, ánh sáng thể tính chất hạt C Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn càng thể rõ tính chất sóng D Các sóng điện từ có bước sóng càng dài thì tính chất sóng thể rõ tính chất hạt Câu 19 Đơn vị khối lượng nguyên tử là A khối lượng nguyên tử hiđrô B khối lượng nguyên tử cacbon C khối lượng nuclôn D 1/12 khối lượng nguyên tử cacbon12( 12 C ) Câu 20 Phát biểu nào sau đây đồng vị là không đúng? A Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z số khối A khác gọi là đồng vị B các đồng vị cùng ô bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học C Các đồng vị phóng xạ thường không bền D Các đồng vị có số nơtron N khác nên tính chất vật lí và hoá học chúng khác Câu 21 Phát biểu nào sau đây phóng xạ là không đúng? A Phóng xạ là tượng hạt nhân bị kích thích phóng xạ gọi là tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác B Phóng xạ là trường hợp riêng phản ứng hạt nhân C Một số chất phóng xạ có sẵn tự nhiên D Những chất đồng vị phóng xạ người tạo Câu 22 Hằng số phóng xạ λ và chu kì bán rã T liên hệ với hệ thức A λ T = ln2 B λ =T.ln2 C λ = T/0,693 D λ = -0,693/T Câu 23 Hạt nhân urani 238 phóng xạ, sau phân rã cho hạt nhân là Thôri 234 92 U 90 Th Đó là phóng xạ A α B β - C β + D γ Câu 24 Phát biểu nào sau đây không đúng nói chu kì bán rã T chất phóng xạ là thời gian sau đó A tượng phóng xạ lặp lại cũ B 1/2 số hạt nhân phóng xạ biến đổi thành chất khác C độ phóng xạ giảm còn nửa so với lúc ban đầu D 1/2 số hạt nhân phóng xạ bị phân rã Câu 25 Cho phương trình phóng xạ : 210 + AZ X thì giá trị Z, A là 84 Po -> α A Z = 85, A = 210 C Z = 82, A = 208 B Z = 84, A = 210 D Z = 82, A = 206 Đề số 10 – Bài kiểm tra học kì II (70% trắc nghiệm - 30% tù luËn) Ma trận đề kiểm tra Mức độ cần đánh giá Các chủ đề chính Tæng sè (141) NhËn biÕt Chong IV-Dao động và sóng điện tõ Chong V-Sãng ¸nh s¸ng Chong VI-Lîng tö ¸nh s¸ng TNKQ C¸c c©u: 1, C¸c c©u: 5, 6, C¸c c©u: 9, TL Th«ng hiÓu TNKQ C¸c c©u: C¸c c©u: TL VËn dông TNKQ C¸c c©u: 3, TL C¸c c©u: C¸c bµi: C¸c c©u: 10, 11 Chong VII- H¹t nh©n nguyªn tö C¸c c©u: C¸c c©u: C¸c c©u: C¸c bµi: 15 12, 14 Chong VIII- Tõ vi C¸c c©u: mô đến vĩ mô 13 Tæng sè 6(3,0) 3(1,5) 6(3,0) 2(3,5) 16 TØ lÖ% 30 15 30 35 100 I- PhÇn tr¾c nghiÖm: Cõu Trong mạch dao đông LC, biến thiên điện tích tụ định có biểu thức lµ: A q = q0cos( ω t+ ϕ ¿ B q = q02cos( ω t+ ϕ ¿ C q = q0cos2( ω t+ ϕ ¿ D Q = q0cos( ω t+ ϕ ¿ Cõu Chu kì dao động riêng mạch dao động LC là có biểu thức A T = π √ L B T = π √ LC C T = D T = π √ LC π √ LC Cõu Mạch dao động LC, có C = 150 pF và L = mH Chu kì và tần số dao động riêng m¹ch lµ A 3,77.10-6 s; B 1,88.10-6 s; C 22,5.10-4 s; D 12,5.10-5 s Cõu Tốc độ truyền sóng điện từ là c = 3.108 m/s Tần số sóng f bớc sóng 25 m là A 1,2.107 Hz B 12.107 Hz C 24.107 Hz D 2,4.107 Hz Cõu Phát biểu nào sau đay là không đúng? A Sù t¸n s¾c ¸nh s¸ng lµ sù ph©n t¸ch mét chïm ¸nh s¸ng phøc t¹p thµnh c¸c chïm ¸nh sáng đơn sắc B ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc truyền qua lăng kính C ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc, mà là hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím D Chiết suất thuỷ tinh biến thiên theo màu sắc ánh snág và giảm dần từ màu đỏ đến màu tím Cõu Khoảng cách từ tâm vân chính giữa(vân trung tâm) đến vân sáng thứ k đợc tính c«ng thøc: λD λD A x k =k ( k = 0, ± 1, ± 2, ) B x k =( k + ) ( k = 0, ± a a 1, ± 2, ) (142) C 1, λD x k =(k − ) a ± 2, ) ( k = 0, ± 1, ± 2, ) D λD x k =(k + ) a ( k = 0, ± Cõu Làm thí nghiệm Y-âng với độ rộng hai khe a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến mà D = 1m, ngời ta đo đợc khoảng vân i = 0,24 mm Bớc sóng λ và tần số f xạ là: A λ =4,8.10-4 mm, f = 625.1012 Hz B λ =4,8.10-4 mm, f = 256.1012 Hz C λ =24.10-4 mm, f = 625.1012 Hz D λ =4,8.10-6 mm, f = 10 625.10 Hz Câu Trong thí nghiệm Y-âng khoảng cách hai khe a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát D = 1,2m Nếu dịch chuyển đầu mối hàn cặp nhiệt điện trên màn quan sát theo đường vuông góc với hai khe, thì thấy sau 0,5mm thì kim điện kế lại lệch nhiều Bước sóng xạ đó là A 833 nm B 120 mm C 2,5 mm D 568 nm Cõu Phát biểu nào sau đây là không đúng? A HiÖn tîng ¸nh s¸ng lµm bËt c¸c ªlectron khái mÆt kim lo¹i gäi lµ hiÖn tîng quang ®iÖn B §èi víi mçi kim lo¹i, ¸nh s¸ng kÝch thÝch ph¶i cã bíc sãng λ ng¾n h¬n hay b»ng giới hạn quang điện λ kim loại đó, gây đợc tợng quang điện C Lîng n¨ng lîng mµ mçi lÇn mét nguyªn tö hay ph©n tö hÊp thô hay ph¸t x¹ cã gi¸ trÞ hoàn toàn xác định và h.f; đó f là tần số ánh sáng bị hấp thụ hay đợc phát ra; còn h lµ mét h»ng sè D Với ánh sắc đơn sắc có tần số f , các phôton hoàn toàn khác và chúng có gi¸ trÞ h.f kh¸c Cõu 10 Hiện tợng quang điện không xảy chiếu vào mặt đồng ánh sáng đơn sắc cã bíc sãng A 0,1 μ m; B 0,2 μ m; C 0,3 μ m; D 0,4 μ m; Cõu 11 Cho giới hạn quang điện kim loại đồng là 0,30 μ m; h = 6,625.10-34 Js; c = 3.108 m/s Công thoá êlectron khỏi đồng là A 66,25.10-20 J B 6,25.10 -20 J C 125,55.10 -24 J D 44,65.10 24 J Cõu 12 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Khèi lîng cña mét h¹t nh©n lu«n nhá h¬n tæng khèi lîng cña c¸c nucl«n t¹o thµnh hạt nhân đó B Năng lợng liên kết hạt nhân đợc tính tích độ hụt khối hạt nhân víi thõa sè c2 C N¨ng lîng liªn kÕt riªng cña h¹t nh©n lµ th¬ng sè gi÷a n¨ng lîng liªn kÕt Elk vµ sè E lk nucl«n A ( ) Đại lợng này đặc trng cho mức độ bền vững hạt nhân A D Trong ph¶n øng h¹t nh©n to¶ n¨ng lîng ta cã mtríc < msau vµ ph¶n øng thu n¨ng lîng th× mtríc > msau Cõu 13 Phát biểu nào sau đây là không đúng? T¬ng t¸c cña c¸c h¹t s¬ cÊp gåm: A t¬ng t¸c ®iÖn tõ, t¬ng t¸c manh, t¬ng t¸c yÕu vµ t¬ng t¸c hÊp dÉn B các hạt sơ cấp đựoc phân thành các loại sau: Phôtôn; Các leptôn; Các hađrôn C hạt sơ cấp có phản hạt tơng ứng Phản hạt hạt sơ cấp có cùng khối lợng nhng điện tích trái dấu và cùng giá trị tuyệt đối (143) D ®a sè c¸c h¹t s¬ cÊp cã thêi gian sèng lµ rÊt bÒn, chØ cã Ýt h¹t lµ kh«ng bÒn chóng tù ph©n huû vµ biÕn thµnh h¹t s¬ cÊp kh¸c Câu 14 Hạt nhân X phản ứng hạt nhân A Li Câu 15 Số nuclôn A 13 B α 27 13 19 F + p -> 16 O + X là C prôtôn D 10 Be Al là B 14 C 27 D 40 II- PhÇn tù luËn: Bµi Trong thÝ nghiÖm Y-©ng, kho¶ng c¸ch hai khe hÑp a = 1,2 mm, kho¶ng c¸ch tõ hai nguån đến màn chắn D = 0,5m, ánh sáng đơn sắc có λ = 120 nm a) TÝnh kho¶ng v©n i b) T¹i ®iÓm N c¸ch v©n chÝnh gi÷a 1,76mm lµ v©n s¸ng hay v©n tèi thø mÊy, kÓ tõ v©n chÝnh gi÷a 235 139 Bµi Cho ph¶n øng h¹t nh©n sau: n+ 92 U → 53 I + X+ 3( n)+ γ a) TÝnh h¹t nh©n X b) TÝnh n¨ng lîng to¶ ph©n h¹ch mét h¹t nh©n U IV HƯỚNG DẪN GỢI Ý CÁCH GIẢI, ĐÁP ÁN MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA Đề kiểm tra tiết Đề số - Bài kiểm tra chương I và II (100% trắc nghiệm) Câu 1: Chọn D Câu 2: Chọn D Câu 3: Chọn D Câu 4: Chọn C Câu 5: Chọn A Câu 6: Chọn D Câu 7: Chọn D Câu 8: Chọn D Câu 9: Chọn D Câu 10: Chọn B Câu 11: Chọn C Câu 12: Chọn D Câu 13: Chọn D Câu 14: Chọn C Câu 15: Chọn B Câu 16: Chọn D Câu 17: Chọn C Câu 18: Chọn C Câu 19: Chọn B Câu 20: Chọn B Câu 21: Chọn B Câu 22: Chọn B Câu 23: Chọn C Câu 24: Chọn B Câu 25: Chọn B (144) Đề số - Bài kiểm tra chương I và II (70% trắc nghiệm – 30% tự luận) Phần I: Trắc nghiệm Câu 1: Chọn D Câu 2: Chọn D Câu 3: Chọn C Câu 4: Chọn B Câu 5: Chọn B Câu 6: Chọn B Câu 7: Chọn C Câu 8: Chọn A Câu 9: Chọn A Câu 10: Chọn B Câu 11: Chọn D Câu 12: Chọn C Câu 13: Chọn B Câu 14: Chọn C Phần II: Tự luận Bài 1: +3+2 √ √ cos 600 = 5,83 x = 2,4 cm x2 = x12 + x22 + 2x1x2.cos( ϕ − ϕ1 ) = √3 sin π + √3 sin π x1 sin ϕ 1+ x sin ϕ2 2 = tan ϕ = = 0,68 π x cos ϕ 1+ x cos ϕ √ π 5π cos + √3 cos 2 Vậy phương trình dao động tổng hợp là x = 2,4cos(5t + 0,68)cm Bài 2: Trong khoảng S1S2 có 10 điểm không dao động nên trên đoạn S 1S2 có 11 khoảng λ/2 Suy bước sóng sóng λ = cm Vận tốc truyền sóng là v = λ.f = 52 cm/s Đề sô – Bài kiểm tra chương chương V và VI (100% trắc nghiệm) Câu 1: Chọn A Câu 2: Chọn A Câu 3: Chọn B Câu 4: Chọn B Câu 5: Chọn A Câu 6: Chọn A Câu 7: Chọn A Câu 8: Chọn C Câu 9: Chọn B Câu 10: Chọn D Câu 11: Chọn D Câu 12: Chọn D Câu 13: Chọn A Câu 14: Chọn D Câu 15: Chọn B (145) Câu 16: Chọn C Câu 17: Chọn A Câu 18: Chọn C Câu 19: Chọn A Câu 20: Chọn C Câu 21: Chọn A Câu 22: Chọn C Câu 23: Chọn D Câu 24: Chọn A Câu 25: Chọn D Đề số – Bài kiểm tra chương chương V và VI (70% trắc nghiệm – 30% tự luận) Phần I: Trắc nghiệm Câu 1: Chọn A Câu 2: Chọn D Câu 3: Chọn A Câu 4: Chọn B Câu 5: Chọn D Câu 6: Chọn B Câu 7: Chọn A Câu 8: Chọn A Câu 9: Chọn D Câu 10: Chọn A Câu 11: Chọn B Câu 12: Chọn C Câu 13: Chọn B Câu 14: Chọn C Phần II: Tự luận sin i =n Độ dài quang phổ tia sáng tạo Bài 1: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có sin r 1 − trên đáy bể là: x = h.(tanrd – tanrt) = h sin i với sini = 3/5 Thay 2 √n d −sin i √ nt − sin2 i số ta x = 8,492.10-3 m = 8,492 mm Bài 2: - Khoảng cách 12 vân sáng liên tiếp 5,21 mm, suy khoảng vân i = 5,21/11 mm i a - Bước sóng ánh sáng thí nghiệm là λ= = 0,596.10-6 m = 0,596 μm D Đề kiểm tra học kì I Đề số – Bài kiểm tra học kì I (100% trắc nghiệm) Câu 1: Chọn B Câu 2: Chọn D Câu 3: Chọn B Câu 4: Chọn B Câu 5: Chọn D Câu 6: Chọn C ( ) (146) Câu 7: Chọn D Câu 8: Chọn C Câu 9: Chọn D Câu 10: Chọn A Câu 11: Chọn D Câu 12: Chọn C Câu 13: Chọn B Câu 14: Chọn A Câu 15: Chọn C Câu 16: Chọn D Câu 17: Chọn D Câu 18: Chọn C Câu 19: Chọn B Câu 20: Chọn B Câu 21: Chọn C Câu 22: Chọn A Câu 23: Chọn C Câu 24: Chọn B Câu 25: Chọn B Đề số – Bài kiểm tra học kì I (70% trắc nghiệm – 30% tự luận) Phần I: Trắc nghiệm Câu 1: Chọn C Câu 2: Chọn C Câu 3: Chọn C Câu 4: Chọn B Câu 5: Chọn D Câu 6: Chọn B Câu 7: Chọn D Câu 8: Chọn D Câu 9: Chọn A Câu 10: Chọn A Câu 11: Chọn B Câu 12: Chọn B Câu 13: Chọn A Câu 14: Chọn C Phần II: Tự luận Bài 1: Tần số góc là ω = 2πf = 5π (rad/s), độ cứng lò xo là k = m.ω2 = 0,2.25.10 = 50N/m 24 −20 =2 cm a) Vì chiều dài biến thiên từ 20cm đến 24cm lên A = Khi t = thì x0 = -A = -2cm, v0 = : nên φ = π (rad) Vậy phương trình dao động là: x = 2cos(5πt + π) cm b) Phương trình v = -Aωsin(ωt + φ) = 10πsin(5πt + π) cm/s suy ra: vmax = 10π(cm/s), vmin = a = -ω2x = -500cos(5πt + π) cm/s2.suy ra: amax = 500cm/s2 amin = c) Biểu thức lực đàn hồi F = k( Δl + x) (147) Tại VTCB ta có KΔl = mg từ đó tìm Δl = 0,04m = 4cm nên F = 50(0,04 + 2cos(5πt + π)) d Chiều dài lò xo l0 = lmax – A – Δl = 24 – – = 18cm Bài 2: 1 −6 a) Zc = = 100 10 = 100Ω C ω 100 π π ZL = L.ω = 100π = 200Ω π Z L − Z C ¿2 Z= = 100 √ Ω R 2+¿ √¿ U b) I = = 1A Z c) I0 = I √ = √ A ZL − ZC tanφ = = suy φ = R U0R = I0.R = 100 U0C = I0.Zc = 100 π rad nên i = π √ cos(100πt - )A π √ V nên uR = 100 √ cos(100πt - )V i và uR cùng pha √ V nên uC = 100 √ cos(100πt - 3π )V i trễ pha u C lượng π III ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ II Đề số – Bài kiểm tra học kì II (100% trắc nghiệm) Câu 1: Chọn D Câu 2: Chọn C Câu 3: Chọn C Câu 4: Chọn B Câu 5: Chọn D Câu 6: Chọn D Câu 7: Chọn D Câu 8: Chọn C Câu 9: Chọn B Câu 10: Chọn D Câu 11: Chọn B Câu 12: Chọn A Câu 13: Chọn D Câu 14: Chọn D Câu 15: Chọn A Câu 16: Chọn D Câu 17: Chọn C Câu 18: Chọn B Câu 19: Chọn A Câu 20: Chọn A Câu 21: Chọn D (148) Câu 22: Chọn B Câu 23: Chọn A Câu 24: Chọn B Câu 25: Chọn A Đề số – Bài kiểm tra học kì II (70% trắc nghiệm – 30% tự luận) Phần I: Trắc nghiệm Câu 1: Chọn B Câu 2: Chọn D Câu 3: Chọn D Câu 4: Chọn B Câu 5: Chọn D Câu 6: Chọn D Câu 7: Chọn C Câu 8: Chọn B Câu 9: Chọn D Câu 10: Chọn A Câu 11: Chọn D Câu 12: Chọn C Câu 13: Chọn D Câu 14: Chọn A Phần II: Tự luận Bài 1: 1) Sự tổng hợp các hạt nhân nhẹ thành các hạt nhân nặng gọi là phản ứng nhiệt hạch Điều kiện để xảy phản ứng nhiệt hạch là khối hỗn hợp các hạt nhân tham gia phản ứng phải có nhiệt độ cao Khi đó các hạt nhân tham gia phản ứng chuyển động nhiệt nhanh, có động chuyển động nhiệt lớn, các hạt nhân tiến gần vào phạm vi tác dụng lực hạt nhân Ví dụ phản ứng nhiệt hạch: D+ T →α +n+17 , 6( MeV) 2) Phơng trình phản ứng: 21 D+ 31 T → AZ X + 10 n áp dụng định luật bảo toàn số A và số Z ta có Z = 2; A = VËy hạt X là hạt α ( 42 He ) Bài 2: 1) Áp dụng công thức ε 1=h f h = 6,63.10-34 Js 2) A = h f 0= h.c λ0 = 5,68.10-19J = 3,55 eV Đề số – Bài kiểm tra học kì II 100% trắc nghiệm Câu 1: Chọn D Câu 2: Chọn C Câu 3: Chọn C Câu 4: Chọn D Câu 5: Chọn C Câu 6: Chọn D Câu 7: Chọn A Câu 8: Chọn B (149) Câu 9: Chọn C Câu 10: Chọn B Câu 11: Chọn B Câu 12: Chọn D Câu 13: Chọn A Câu 14: Chọn A Câu 15: Chọn B Câu 16: Chọn A Câu 17: Chọn D Câu 18: Chọn C Câu 19: Chọn D Câu 20: Chọn D Câu 21: Chọn A Câu 22: Chọn A Câu 23: Chọn A Câu 24: Chọn A Câu 25: Chọn D §Ó sè 10– Bài kiểm tra học kì II (70% trắc nghiệm - 30% tù luËn) Câu 1: Chọn A Câu 2: Chọn D Câu 3: Chọn B Câu 4: Chọn A Câu 5: Chọn D Câu 6: Chọn A Câu 7: Chọn A Câu 8: Chọn A Câu 9: Chọn D Câu 10: Chọn D Câu 11: Chọn A Câu 12: Chọn D Câu 13: Chọn D Câu 14: Chọn B Câu 15: Chọn C Bµi tËp tù luËn λD HD: Bµi 1: a, ¸p dông c«ng thøc: i thay số vào ta có:( Đổi các số đo các đại lợng a mm) i= λD , 12 10¿ 0,5 103 = a 1,2 = 0,5 mm b, ¸p dông c«ng thøc x k = k.i k = thø xk i = , 76 0,5 = 3,52 HD: Bài a áp dụng định luật bảo toàn số A và Z ta có hạt nhân VËy h¹t nh©n X lµ 94 39 Y b, Ta cã: n+ 235 92 U→ 139 53 94 I + 39 Y +3( n)+ γ 3,5 = A Z X Vậy đó là vân tối cã Z = 39; A = 94 (150) Ta cã 234,99332 - 138,99700 - 93,89014 - 2.1,00866 = 0,08886u N¨ng lîng to¶ lµ 0,08886.931,5 = 82,773 MeV Tµi liÖu tham kh¶o Ch¬ng tr×nh gi¸o dôc phæ th«ng m«n VËt lÝ THPT chuÈn vµ n©ng cao Bé Gi¸o dôc vµ §µo t¹o S¸ch gi¸o khoa VËt lÝ líp 12 NhiÒu t¸c gi¶ Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc S¸ch bµi tËp VËt lÝ líp 12 NhiÒu t¸c gi¶ Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc S¸ch bµi tËp VËt lÝ líp 12 NhiÒu t¸c gi¶ Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc Tµi liÖu båi dìng gi¸o viªn m«n VËt lÝ líp 10, 11, 12 NhiÒu t¸c gi¶ - (151)