Thông tin tài liệu
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG GIAO THỦY - TÓM TẮT LÝ THUYẾT CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 12 Giáo viên: Nguyễn Thị Thu Hằng Trƣờng: THPT Giao Thủy Năm học 2014- 2015 TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP LỜI NÓI ĐẦU Với mong muốn giúp học sinh hệ thống lại kiến thức Vật lí 12 bao gồm Lý thuyết tập biên soạn “ TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 12” Quyển sách viết theo chƣơng, chƣơng bao gồm phần Phần A – Câu hỏi để học sinh dùng để hệ thống kiến thức có chƣa chắn Phần coi nhƣ câu hỏi để em kiểm tra kiến thức Phần B – Gợi ý trả lời câu hỏi lý thuyết Phần giúp em củng cố hay bổ xung kiến thức mà em chƣa biết chƣa nắm Phần C – Phân loại dạng tập, phƣơng pháp hệ thống công thức Phần giúp học sinh có phƣơng pháp cơng thức để giải tập trắc nghiệm Trong trình biên soạn cố gắng nhiên tránh đƣợc sai sót, tơi mong có góp ý đồng nghiệp em học sinh Mọi ý kiến đóng góp xin gửi hịm thƣ: thuhangthptgiaothuy@gmail.com Tơi xin chân thành cảm ơn! Và chúc em ôn tập tốt! Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC CHUYÊN ĐỀ I: DAO ĐỘNG CƠ I.A CÂU HỎI I.B GỢI Ý TRẢ LỜI I.C BÀI TẬP 12 CHUYÊN ĐỀ II: SÓNG CƠ 24 II.A CÂU HỎI 24 II.B GỢI Ý TRẢ LỜI 24 II.C TÓM TẮT CÁC DẠNG BÀI TẬP 33 CHUYÊN ĐỀ III: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 39 III.A CÂU HỎI 39 III.B GỢI Ý TRẢ LỜI 39 III.C CÁC DẠNG BÀI TẬP 45 CHUYÊN ĐỀ IV: ĐIỆN XOAY CHIỀU 48 IV.A CÂU HỎI ĐỀ CƢƠNG: 48 IV.B GỢI Ý TRẢ LỜI 48 IV.C/ CÁC DẠNG BÀI TẬP 55 CHUYÊN ĐỀ V: SÓNG ÁNH SÁNG 66 V.A CÂU HỎI 66 V.B GỢI Ý TRẢ LỜI 66 V.C CÁC DẠNG BÀI TẬP 70 VI.A/ CÂU HỎI ĐỀ CƢƠNG 75 VI.B GỢI Ý TRẢ LỜI 75 VI.C CÁC DẠNG BÀI TẬP 82 CHUYÊN ĐỀ VII: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 84 VII A CÁC CÂU HỎI LÍ THUYẾT 84 VII.B GỢI Ý TRẢ LỜI 84 VII.C CÁC DẠNG BÀI TẬP 90 Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ I: DAO ĐỘNG CƠ I.A CÂU HỎI I/ LÝ THUYẾT Câu 1: Các khái niệm dao động: 1.a: Thế dao động? 1.b: Thế dao động tuần hoàn? 1.c: Chu kì dao động? Tần số? Cơng thức T f Câu 2: Thế dao động điều hòa (4 cách)? Vẽ dạng đồ thị dao động điều hòa (với trƣờng hợp x = A.cos(t) x2 = A.cos(t +/2)? Câu 3: Viết công thức độ lệch pha? Điều kiện quan hệ x1; x2 pha, ngƣợc pha vuông pha? Câu 4: 4.a:Viết biểu thức vận tốc, gia tốc, lực kéo theo thời gian? 4.c: So sánh tần số, pha ban đầu đại lƣợng x, v,a.? 4.b: Viết mối liên hệ độc lập (x v); (v a); (a x) thời điểm 5.c: Kẻ trục biểu diễn giá trị x, v, a vị trí đặc biệt? Câu 5: Mối quan hệ chuyển động tròn dao động điều hòa? Câu 6: 6.1: Nêu bƣớc để lập đƣợc phƣơng trình dao động? 6.2: Vẽ đƣờng trịn đặc biệt xác định pha dao động trƣờng hợp mốc thời gian đƣợc chọn biên dƣơng, biên âm, vị trí cân theo chiều dƣơng (chiều âm); vị trí x = A/ theo chiều dƣơng (chiều âm); ……………………… Câu 7: Viết cơng thức tần số góc, tần số chu kì lắc lị xo? Câu 8: Viết cơng thức tần số góc, tần số chu kì lắc đơn? Câu : Viết biểu thức động năng, dao động điều hòa, lắc lò xo, lắc đơn ? Vẽ đồ thị động năng, theo thời gian hệ trục tọa độ Câu 10: Thế hệ dao động, dao động tự do, đặc điểm tần số dao động tự do? Câu 11: Nguyên nhân dao động tắt dần? Dao động tắt dần nhanh hay chậm phụ thuộc vào yếu tố nào? Câu 12: Dƣới tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn vật dao động nhƣ nào? Câu 13: Thế dao động cƣỡng bức? Đặc điểm tần số dao động cƣỡng bức?Biên độ dao động cƣỡng phụ thuộc vào yếu tố nào? Câu 14: Điều kiện xảy tƣợng cộng hƣởng? Đặc điểm dao động cộng hƣởng? Câu 15 : Nêu điều kiện để tổng hợp dao động ? Viết công thức tổng hợp dao động ? II/ BÀI TẬP CHỦ ĐỀ : ĐẠI CƢƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA DẠNG 1: CÁC ĐẠI LƢỢNG ĐẶC TRƢNG CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA DẠNG 2: LỰC VÀ NĂNG LƢỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA DẠNG 3: BÀI TỐN VỀ THỜI GIAN, QNG ĐƢỜNG CHỦ ĐỀ : CON LẮC ĐƠN DẠNG 1: CHU KÌ VÀ TẦN SỐ DẠNG 2: CÁC ĐẠI LƢỢNG CỦA CON LẮC ĐƠN CHỦ ĐỀ 3: CON LẮC LÒ XO DẠNG 1: CHU KÌ VÀ TẦN SỐ DẠNG 2: CÁC ĐẠI LƢỢNG CHỦ ĐỀ 4: TỔNG HỢP DAO ĐỘNG CHỦ ĐỀ 5: CÁC LOẠI DAO ĐỘNG Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP I.B GỢI Ý TRẢ LỜI I/ LÝ THUYẾT Câu : Các khái niệm dao động : 1.a : Thế dao động ? 1.b : Thế dao động tuần hồn ? 1.c : Chu kì dao động ? Tần số ? Công thức T f Trả lời : 1a Dao động : - Dao động chuyển động có giới hạn khơng gian , đƣợc lặp lặp lại xung quanh vị trí cân 1b Dao động tuần hồn: - Dao động tuần hịa dao động mà trạng thái dao động đƣợc lặp lặp lại sau khỏang thời gian nhau: 1c1 Chu kì: T(s) - C1: Là khỏang thời gian ngắn mà trạng thái dao động (vị trí, vận tốc gia tốc) đƣợc lặp lại - C2: Là thời gian thực dao động T = t/N 1c2 Tần số: f (Hz) - Là số dao động thực đơn vị thời gia (f = N/t) Câu 2: Thế dao động điều hòa (4 cách)? Vẽ dạng đồ thị dao động điều hòa (với trƣờng hợp x2 = A.cos(t) x1 = A.cos(t +/2)? Trả lời : I Định nghĩa dao động + Cách 1: Dao động điều hòa dao động đƣợc mơ tả phƣơng trình dạng sin (hoặc cos) có dạng X = Acos(t+ ) Trong : A, , số + Cách : Dao động điều hịa dao động mà phƣơng trình nghiệm phƣơng trình vi phân x‟‟+ 2x = + Cách : Dao động điều hòa chuyển động dƣới tác dụg lực kéo có biểu thức F = - k.x (trong k số) + Cách : Dao động điều hịa hình chiếu chuyển động trịn xuống trục nằm mặt phẳng quỹ đạo Trong chu kì T = 2 = f ( tần số góc) b Đồ thị dao động điều hòa : Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP x x A A O t t O -A -A Hình : x1 = A.cos(t +/2) Hình2 : x2 = A.cos(t) Câu : Viết công thức độ lệch pha ? Điều kiện quan hệ x1; x2 pha, ngƣợc pha vuông pha? Trả lời : Cho hai đại lƣợng x1 x2 dao động điều hịa với phƣơng trình x1 = A1cos(t+ 1) ; x2 = A2cos(t+ 2) A/Bài toán liên quan : x1(t) /A1 ; x2(t)/A2 ; Trƣờng hợp đặc biệt : x x v v + Cùng pha : 1(t ) 2( t ) ( 1( t ) 2( t ) ) (TH1) A1 A2 A1 A2 x x v v + Ngƣợc pha : 1(t ) 2(t ) ( 1( t ) 2( t ) ) (TH2) A1 A2 A1 A2 2 x x + Vuông pha : 1(2 t ) 2(2 t ) (TH3) A1 A2 Tổng quát (TH4) x1/A1 Dấu v x2/A2 Dấu v Hạ với trục ox lên đƣờng tròn M1 (1= t+1) Hạ với trục ox lên đƣờng tròn M2 (2= t+2) Câu : 4.a :Viết biểu thức vận tốc, gia tốc, lực kéo theo thời gian ? 4.c: So sánh tần số, pha ban đầu đại lƣợng x, v,a.? 4.b: Viết mối liên hệ độc lập (x v); (v a); (a x) thời điểm 5.c: Kẻ trục biểu diễn giá trị x, v, a vị trí đặc biệt? Trả lời : Li độ dao động điều hòa: - Phân biệt : Li độ tọa độ: Li độ tọa độ hệ trục tọa độ gốc tọa độ vị trí cân - Phƣơng trình li độ dao động điều hịa: Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP x = Acos(t+ ) - Mô tả : + từ cân biên : xtăng ngƣợc lại - Đồ thị : Đồ thị toạ độ theo thời gian đƣờng hình sin - Quỹ đạo dao động điều hòa đoạn thẳng Vận tốc dao động điều hòa : - Biểu thức theo thời gian: v = - A sin(t+) = A cos(t++/2) pha vận tốc ) - So sánh với li độ : vận tốc biến thiên điều hòa, tần số, sớm pha x /2 (vng pha với x) (Trong A biên độ vận tốc, + - Biểu thức liên hệ với li độ: x2 v2 x2 v2 x v A 2 2 2 A vmax A A - Đồ thị vận tốc theo thời gian là.đƣờng hình sin , Vận tốc theo li độ đoạn thẳng - Mơ tả định tính biến thiên vận tốc: + Chiều vận tốc: Luôn chiều chuyển động + Khi chuyển động từ biên vị trí cân (x=> v): Tốc độ tăng + Tại vị trí cân (x = 0=> vmax = A ): Tốc độ lớn (Vận tốc cực đại cực tiểu) + Tại vị trí biên: vận tốc không (Tốc độ nhỏ nhất) Gia tốc dao động điều hòa: - Biểu thức theo thời gian: a = - 2 A cos(t+) = 2 A cos(t++) (Trong 2A biên độ, + pha gia tốc ) - So sánh + với li độ : Gia tốc biến thiên điều hòa tần số, ngƣợc pha với li độ + Với vận tốc : Gia tốc biến thiên điều hòa tần số, sớm pha /2 so vớivận tốc (vuông pha với vận tốc) - Biểu thức : + liên hệ với li độ : a = -2x a2 v2 a2 v2 + liên hệ với vận tốc 2 A A amax vmax - Đồ thị gia tốc theo thời gian đƣờng sinh sin ; theo li độ đoạn thẳng ; theo vận tốc elíp - Mơ tả định tính biến thiên gia tốc : + Chiều vec tơ gia tốc hƣớng vị trí cân + Khi chuyển động từ biên vị trí cân chuyển động nhanh dần + Tại vị trí cân (x =0=>a = 0) gia tốc không Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP + Tại vị trí biên gia tốc có độ lớn cực đại (x= A => amax = 2A) Chú ý: Dao động điều hịa khơng chuyển động thẳng biến đổi (vì a khơng phải số) Lực gây dao động điều hoà - Biểu thức: F= - k.x = m.a So sánh : Biến thiên giống hệt gia tốc + với li độ : Lực biến thiên điều hòa, tần số, ngƣợc pha với x Chú ý : Lực phục hồi trường hợp + Con lắc lò xo: Biểu thức Fph = - kx phụ thuộc vào k, x không phụ thuộc vào m + Con lắc đơn: Biểu thức Fph = - mgx/l= mg.phụ thuộc vào m, g, không phụ thuộc vào chiều dài Trục giá trị đặc biệt: xmin = -A v = a max= 2A a=0 A Wđmin = Wtmax = W = v = vmax = A a max= 2A Fkvmax =AkA=m2A xmax = A x=0 kA O Fkv = A Wđmax = W= m. A 2 Wtmin = A Fkvmax = kA=m2A Wđmin = Wtmax = W = Câu 5: Mối quan hệ chuyển động tròn dao động điều hòa? Trả lời : 1/ Mối quan hệ chuyển động tròn dao động điều hòa a/ Quan hệ - Xét chất điểm chuyển động tròn với bán kính A tốc k.A2 M M0 t+ O Mx độ quay + Tại thời điểm t0 : tọa độ + Sau khỏang thời gian t quay đƣợc góc t => tọa độ góc = t + A => x = OM x = Acos (t +) => Dao động điều hòa coi nhƣ hình chiếu chất điểm xuống trục nằm mặt phẳng quỹ đạo Câu 6: 6.1: Nêu bƣớc để lập đƣợc phƣơng trình dao động? Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy O TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP 6.2: kẻ bảng giá trị đặc biệt xác định pha dao động trƣờng hợp mốc thời gian đƣợc chọn biên dƣơng, biên âm, vị trí cân theo chiều dƣơng (chiều âm); vị trí x = A/ theo chiều dƣơng (chiều âm); ……………………… Trả lời : I Các bƣớc để lập phƣơng trình: + Vận dụng cơng thức để tìm A + Tìm Bảng giá trị đặc biệt Vị trí vật lúc CĐ theo chiều trục tọa độ ; dấu v0 ? Pha ban đầu φ ? Vị trí vật lúc t = : x0 = ? CĐ theo chiều trục tọa độ ; dấu v0 ? Chiều dƣơng : v0 > φ = -/2 x0 = A Chiều dƣơng : v0 φ = - /4 >0 VTCB x0 Chiều âm :v0 < =0 biên v0 = dƣơng x0 =A biên âm x0 v0 = = -A A Chiều dƣơng :v0 > x0 = A Chiều dƣơng :v0 > x0 = – A Chiều âm : v0 < x = φ = /2 A 2 A x0 = Chiều dƣơng :v0 >0 Chiều âm : v0 < A 2 A x0 = A x0 = – A x0 = A x0 = – Chiều âm :v0 < φ = 3/4 t = : x0 =? VTCB x0 =0 φ=0 φ= φ = -/3 φ =- 2/3 φ = /3 x0 = – A Chiều âm :v0< φ = 2/3 x0 = – x0 = – Pha ban đầu φ ? φ = - 3/4 φ = /4 Chiều dƣơng : v0 φ = - /6 >0 Chiều dƣơng :v0 φ = -5/6 >0 Chiều âm :v0 < φ = /6 Chiều âm :v0 < φ = 5/6 Câu 7: Viết công thức tần số góc, tần số chu kì lắc lị xo? Trả lời : m k k += ;f= ; T = 2 m k 2 m + Lò xo thẳng đứng:T = 2 l0 g + Lò xo nghiêng với phƣơng ngang góc : T = 2 l0 g.sin Câu 8: Viết công thức tần số góc, tần số chu kì lắc đơn? „ Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP Trả lời : l g g ;f= ; T = 2 g 2 l l Câu : Viết biểu thức động năng, dao động điều hòa, lắc lò xo, lắc đơn ? Vẽ đồ thị động năng, theo thời gian hệ trục tọa độ Trả lời : a Động năng: Công thức : = 1 1 - Biểu thức: Wđ = m.v = k A k x = m A sin2 (t+) = k A sin2 (t+) 2 2 - Nhận xét : biến thiên tuần hịan với chu kì T/2 b Thế năng: - Biểu thức: + Con lắc lò xo Wt = W – Wđ = 1 kx = k A cos2 (t+) = m A cos2 2 (t+) + Con lắc đơn Wt = W – Wđ = mgl(1- cos) = mgl 2 - Nhận xét : Biến thiên tuần hịan với chu kì T/2 c Cơ năng: - Biểu thức: + Công thức chung: W = Wđ + Wt = Wđmax = Wtmax = + Con lắc lò xo W = 1 m. A = k A 2 2 kA 2 mgl - Nhận xét : Cơ dao động không thay đổi trình chuyển động + Cơ lắc lò xo tỉ lệ với độ cứng k bình phƣơng biên độ, khơng phụ thuộc vào khối lƣợng + Cơ lắc đơn tỉ lệ với khối lƣợng, gia tốc rơi tự do, chiều dài l bình phƣơng biên độ góc + Con lắc đơn W = Chú ý: Mô tả biến thiên qu2a lại động năng; - Khi từ vị trí biên vào vị trí cân bằng.động tăng, giảm, khơng đổi khơng đổi - Tại vị trí cân cực tiểu (bằng khơng), động cực đại (bằng năng) - Tại vị trí biên động cực tiểu (bằng không), cực đại (bằng năng) Câu 10: Thế hệ dao động, dao động tự do, đặc điểm tần số dao động tự do? Trả lời : Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP - Cơng thức tính tốc độ e chuyển động xung quanh hạt nhân: Fd m.aht k e2 v2 k e2 m v n rn2 rn m.rn - Cơng thức tính tốc độ e bứt khỏi nguyên tử E = A + Wđ0 E = En Wdo Câu Kể tên dãy quang phổ Hidro mà em biết? Nó thuộc vùng xạ nào? Tên bƣớc sóng ngắn nhất, dài nhất, thứ 2, 3, dãy? Trả lời: a Dãy Lai man: nằm vùng tử ngoại, tạo thành electron chuyển từ quỹ đạo bên K En E K h.c n … … … P O N M L h f với n Pasen H H H H Banme Vạch dài dãy Lai man (LK) tạo K thành e chuyển L K Laiman Vạch ngắn dãy Lai man (K) tạo thành e chuyển K b Dãy Banme: phần nằm vùng tử ngoại(L) , phần vùng ánh sáng nhìn thấy có vạch: h.c + Vạch đỏ H (e: M L): E M E L 32 + Vạch lam H (e: N L): E N E L h.c 42 + Vạch chàm H (e: O L): EO E L + Vạch tím H (e: P L): E P E L h.c 52 h.c 62 Vạch dài dãy Banme (ML) tạo thành e chuyển M L Vạch ngắn dãy Banme (L) tạo thành e chuyển M c Dãy Pasen: nằm hoàn toàn vùng hồng ngoại, tạo thành e chuyển từ quỹ đạo bên 13 12 En EM h.c h f với n Vạch dài dãy Pasen (NM) tạo thành e chuyển N M Vạch ngắn dãy Pasen M tạo thành e chuyển M Mối liên hệ bƣớc sóng tần số vạch quang phổ nguyên từ hiđrô: h.c Elon E nho h f 1 f = f +f 13 12 23 (nhƣ cộng véctơ) M 23 Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy 80 TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP Câu 10 Thế tƣợng phát quang? Đặc điểm tƣợng phát quang? Trả lời: tƣợng phát quang: Có số chất hấp thụ lƣợng dƣới dạng đó, chúng có khả phát xạ điện từ miền ánh sáng nhìn thấy Các tƣợng đƣợc gọi phát quang Đặc điểm tƣợng phát quang: Sự phát quang có khác biệt với tƣợng phát ánh sáng khác, hai đặc điểm quan trọng : + Mỗi chất phát quang có quang phổ đặc trƣng cho + Sau ngừng kích thích, phát quang số chất tiếp tục kéo dài thêm khoảng thời gian đó, ngừng hẳn Câu 11 Thế tƣợng quang phát quang? Phân loại? Định lí Xtoc tƣợng quang phát quang? Trả lời: Sự phát quang số chất có ánh sáng thích hợp (ánh sáng kích thích) chiếu vào nó, gọi tƣợng quang phát quang Có hai loại quang phát quang: + Sự huỳnh quang phát quang có thời gian phát quang ngắn (dƣới 10-8s), thƣờng xảy với chất lỏng khí + Sự lân quang phát quang có thời gian phát quang dài (10-8s trở lên), thƣờng xảy với chất rắn Định luật X tốc phát quang: Ánh sáng phát quang có bƣớc sóng ‟ dài bƣớc sóng ánh sáng kích thích (ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ): phát‟ > hấp thụ Câu 12 Thế tƣợng phát xạ cảm ứng, môi trƣờng hoạt tính, đặc điểm ứng dụng tia lazer? Trả lời: a Đặc điểm tia laze: Laze nguồn sáng phát chùm sáng song song (có tính định hƣớng cao), kết hợp, có tính đơn sắc cao có cƣờng độ lớn b Một số ứng dụng laze: + Sử dụng thông tin liên lạc vô tuyến: truyền thông tin cáp quang, vô tuyến định vị, điều khiển tàu vũ trụ + Dùng nhƣ dao mổ phẫu thuật mắt, chữa số bệnh da nhờ tác dụng nhiệt + Dùng đầu đọc đĩa CD, bút trỏ bảng + Dùng để khoan, cắt….chính xác vật liệu cơng nghiệp c Nguyên tắc để phát tia laze + Dựa tƣợng phát xạ cảm ứng: Khi có photon bay qua nguyên tử trạng thái kích thích ngun tử phát photon có lƣợng bằng, bay chiều pha với photon bay lƣớt qua + Cần có mơi trƣờng hoạt tính: mơi trƣờng có nguyên tử trạng thái kích thích với mật độ lớn nguyên tử trạng thái bả Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy 81 TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP VI.C CÁC DẠNG BÀI TẬP CHỦ ĐỀ 1: CÁC VẤN ĐỀ LÍ THUYÊT VÀ THUYẾT LƢỢNG TỬ Vấn đề 1: Thuyết lƣợng tử tập h f + Năng lƣợng phôntôn: h.c : Pbucxa n p + Công suất chùm sáng + Hiệu suất tƣợng phát quang là: H = Pphát Pkíchthích Vấn đề 2: Tia X + Ban đầu e đƣợc tăng tốc điện trƣờng: Wđs - W0đ = UAK.e + Sau e tới đập vào kim loại có nguyên tử lƣợng lớn: Wđs = + Q => max = Wđs Photon có lƣợng lớn (bƣớc sóng ngắn nhất, tần số lớn nhất): max= Wđs = UAK.e (với W0đ = 0) Công suất điện ống Rownghen: P = U.I Hiệu suất ống Rơnghen H = PchùmtiaX Pdiên CHỦ ĐỀ 2: HIỆN TƢỢNG QUANG ĐIỆN Công thức Anhxtanh = A+ Wđ0 max h f h.c A = min để xảy qđ = h.f0 = Uh =Vmax = h.c 0 W0dmax ; Wođ = m.v02max ( Để Iqđ = e UAK - Uh; Vmax điện cực đại) Nếu chiếu đồng thời xạ 1 K = (m- m0).c2 Câu Trình bày cấu tạo hạt nhân? Tên gọi, điện tích, kí hiệu hạt?Trình bày kí hiệu hạt nhân? Viết kí hiệu electron, proton, notron, poziton, Trả lời: * Hạt nhân đƣợc cấu tạo từ nuclơn Có hai loại nuclôn: - Prôtôn (p), khối lƣợng 1,67262.10 -27kg, mang điện tích nguyên tố dƣơng +e (e = 1,6.10 -19C) - Nơtrôn (n), khối lƣợng 1,67493.10 -27 kg, không mang điện Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy 84 TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP * Ký hiệu hạt nhân nguyên tử là: ZA X đó: + Z nguyên tử số hay số prôtôn hạt nhân + A số khối tổng số proton (Z) số nơtron A = Z + N * Kích thƣớc hạt nhân: r = 1,2.10-15 A m * Kí hiệu số hạt electron, proton, notron, poziton: 1 e ; 01n ; 11 p ; 1 e Câu Đồng vị gì? Lấy ví dụ? Trả lời: Là nguyên tử mà hạt nhân có số prơton Z nhƣng có số nơtron N khác VD: 106C;116C;126C Câu Lực liên kết hạt nhân lực gì? Đặc điểm lực đó? Trả lời: a Lực hạt nhân: + lực tƣơng tác nuclon hạt nhân b Đặc điểm lực đó: + Có cƣờng độ mạnh + Chỉ có tác dụng bán kính hạt nhân Câu Thế đơn vị khối lƣợng nguyên tử? 1u đƣợc đổi kg; MeV/c2 Trả lời: a Khái niệm: - Đơn vị khối lƣợng vật lí hạt nhân khối lƣợng nguyên tử, kí hiệu u 1u = 1,66055.10 -27kg = đồng vị 12C 12 b Chú ý: + Khối lƣợng nguyên tử C12 = 12u; Khối lƣợng hạt nhân 12C [m]= [E]/ c2 = eV/c2 MeV/c2 1u = 931,5 MeV/c2 Câu Viết cơng thức tính độ hụt khối, lƣợng liên kết, lƣợng liên kết riêng? Trả lời: a Độ hụt khối Năng lƣợng liên kết: Hạt nhân ZA X có khối lƣợng m - Độ hụt khối: m Zm p A Z mn m b Năng lƣợng liên kết hạt nhân: (Năng lƣợng để phá cần thiết để phát vỡ hạt nhân = lƣợng tỏa kết hợp nu thành hạt nhân) lƣợng liên kết nuclôn hạt nhân: Wlk m.c c Năng lƣợng liên kết riêng lƣợng liên kết tính cho nuclơn: w= Wlk A đặc trƣng cho độ bền vững hạt nhân - Hạt nhân có lƣợng liên kết riêng lớn bền vững: Hạt nhân có số khối trung bình từ 50-70 hạt nhân bề cũ (năng lƣợng liên kết riêng lớn cỡ 8,8 MeV/nu) Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy 85 TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP Câu Sự bền vững hạt nhân phụ thuộc vào yếu tố nào? Trả lời: Năng lƣợng liên kết riêng w= Wlk đặc trƣng cho độ bền vững hạt nhân A - Hạt nhân có lƣợng liên kết riêng lớn bền vững: Hạt nhân có số khối trung bình từ 50-70 hạt nhân bề cũ (năng lƣợng liên kết riêng lớn cỡ 8,8 MeV/nu) Câu Thế phản ứng hạt nhân? Viết phƣơng trình tổng qt giải thích? Trả lời: -Khái niệm: Mọi trình dẫn biển đổi hạt nhân (Biến đổi Z A - Biến đổi A A A A số lƣợng proton nơtron) Z X Z Y Z C Z D 4 X Y hạt tƣơng tác C D sản phẩm - Có hai loại phản ứng hạt nhân: +Phản ứng hạt nhân tự phát: Quá trình tự phân rã hạt nhân không bền vững thành hạt nhân khác.( Q trình phóng xạ) Phương trình: Az X Az '' C + tia phóng xạ(D) X hạt nhân mẹ, C hạt nhân + Phản ứng hạt nhân kích thích: Q trình hạt nhân tương tác với tạo hạt nhân khác A A A A Z X Z Y Z C Z D 4 Câu Phát biểu định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân thƣờng gặp? Ứng dụng chúng tập Trả lời: Các định luật bảo toàn phản ứn hạt nhân: phản ứng hạt nhân: A A A A Z X Z Y Z C Z D 4 a Định luật bảo toàn số nuclon (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 b Định luật bảo tồn điện tích: Có thể gọi định luật bảo toàn số hiêu nguyên tử với Z + Z = Z3 + Z c Định luật bảo toàn véc tơ động lƣợng động lƣợng: p X pY p C p D mX v X mY vY mC v C mD vD d Định luật bảo toàn lƣợng toàn phần ETPX + EtpY = EtpC + E tpD KX +mx.c2 + KY + my.c2 = KC +mC.c2 + KD + mD.c2 => Chúng ta định luật bảo tồn khối lƣợng, Câu 10 Viết cơng thức tính lƣợng tối thiểu cần cung cấp lƣợng tối thiểu mà phản ứng tạo (năng lƣợng tỏa thu vào ) phản ứng? Khi phản ứng tỏa lƣợng? Phản ứng thu lƣợng? Trả lời: Năng lƣợng phản ứng hạt nhân: m0 (T) = mX + mY mS = mC + mD Năng lƣợng tỏa thu vào: E = (mt - ms ).c2 = (mS -mT ).c2 = WlkS - WlkT Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy 86 TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP * Nếu E>0 mtrƣớc > msau phản ứng toả lƣợng, lƣợng đƣợc tính bởi: Wtỏa = W = (mtrƣớc - msau)c2 (Năng lƣợng tỏa đƣợc tỏa dƣới dạng động sản phẩm) => Trong phản ứng tỏa lƣợng: + Khối lƣợng sản phẩm nhỏ khối lƣợng hạt tƣơng tác + Hạt nhân sau bền vững hạt nhân trƣớc * Nếu E Trong phản ứng thu lƣợng: + Khối lƣợng sản phẩm nặng khối lƣợng hạt tƣơng tác + Hạt nhân tƣơng tác bền vững hạt nhân sản phẩm Câu 11 Thế tƣợng phóng xạ? Viết phƣơng trình phản ứng? Nêu đặc điểm phản ứng phóng xạ? Trả lời: a/ Khái niệm: Hiện tƣợng hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác gọi tƣợng phóng xạ Phƣơng trình : Az A Az '' B + tia phóng xạ A Là hạt nhân mẹ, B hạt nhân b Đặc điểm: + Phân rã q trình khơng chịu ảnh hƣởng bên ngồi + Ln phản ứng tỏa lƣợng (năng lƣợng tỏa chủ yếu biến thành động tia phóng xạ) Câu 12 Thế chu kì bán rã? Viết cơng thức tính số phóng xạ? Trả lời: a Chu kì phóng xạ: + Sau khoảng thời gian xác định T nửa số hạt nhân có bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác; T đƣợc gọi chu kì bán rã chất phóng xạ + Gọi N0 , m0 số hạt nhân khối lƣợng hạt nhân trƣớc phân rã Thời gian (t) T 2T 3T 4T nT Số hạt lại (N) N0/2 N0/4 N0/8 N0/16 N0/2t/T Khối lƣợng lại (m) m0/2 m0/4 m0/8 m0/16 m0/2t/T b Định luật phóng xạ: - Trong q trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm với thời gian theo định luật hàm số mũ với số mũ âm - Gọi m0 N0 lần lƣợt khối lƣợng số nguyên tử ban đầu chất phóng xạ N0 N t / T N e t t /T m + mt t /0T m0 t / T m0 e t + N t Câu 13 Viết cơng thức tính lƣợng chất lại, lƣợng chất phân rã ,lƣợng chất tạo ra? Trả lời: a Còn lại: (Nt mt) * Khối lƣợng chất phóng xạ cịn lại sau thời gian t m m0 m0 e 2t /T t Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy 87 TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP * Số ngun tử chất phóng xạ cịn lại sau thời gian t N N0 t T t N0 e b Đã bị phân rã (N m) * Số hạt nguyên tử bị phân rã * Khối lƣợng chất bị phân rã: N N N N (1 t / T ) N (1 e t ) m m0 m m0 (1 t / T ) m0 (1 e t ) N m * Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã: t / T N m0 c Lƣợng chất đƣợc tạo ra: (N‟ m‟) Dựa vào phƣơng trình để tìm mối quan hệ chất phân rã chất tạo A A' - Ví dụ: xét phản ứng thƣờng thấy sau: z A z ' B + tia phóng xạ + Số lƣợng hạt tạo ra: N’ = N + Khối lƣợng chất tạo ra: m' = N.A' m'taora N A' A' (1 t / T ) mconlai N A A Câu 14 Viết cơng thức tính độ phóng xạ? Ý nghĩa độ phóng xạ? Trả lời: - Khái niệm: Để đặc trƣng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lƣợng chất phóng xạ, ngƣời ta dùng đại lƣợng gọi độ phóng xạ (hay hoạt động phóng xạ), đƣợc xác định số phân rã giây Đơn vị đo độ phóng xạ có tên gọi becơren, kí hiệu Bq 1Ci = 3,7.1010 Bq - Biểu thức: H t .N H0 H e t 2t / T Câu 15 Nêu chất, đặc điểm, phƣơng trình tạo tia phóng xạ :; ;? Trả lời: So sánh Tia Tia Tia Bản chất hạt nhân nguyên tử + Tia êlectron + sóng điện từ có bƣớc sóng ngắn (kí hiệu 1 e ) He + Tia + Đó pơzitrơn, hay êlectron dƣơng (kí hiệu 10 e ) Vận tốc Phóng từ hạt nhân phóng với tốc độ lớn gần Bằng vận tốc ánh với tốc độ 2.107m/s vận tốc ánh sáng sáng Đặc điểm + Iơn hóa mơi trƣờng + Iơn hóa mơi trƣờng (Yếu + Có khả Iơn mạnh hóa ) + Bị lƣợng +Tâm bay xa lớn + Có khả đâm nhanh + Bị lệch điện trƣờng xuyên mạnh + Tầm bay xa ngắn + Không bị lệch từ trƣờng + Bị lệch điện (Lệch nhiều so với ) điện trƣờng trƣờng từ trƣờng từ trƣờng (Lệch phía điện cực âm) P trình A Z X 24 He ZA''Y A Z X 10e ZA''Y + Phân rã không => Lùi hai ô => Tiến ô bảng hệ làm biến đổi hạt Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy 88 TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP bảng hệ thống tuần thống tuần hoàn nhân mà kèm A A' hoàn phân rã Z X 1 e Z 'Y => Lùi ô bảng hệ + Nếu hạt nhân sinh trạng thống tuần hịan thái kích thích, (biến n thành p) chuyển từ mức kích thích E2 xuống mức thấp E1, đồng thời phóng phơtơn có tần số f xác định hệ thức E2 – E1 = hf + Hiệu E2 – E1 có trị số lớn, nên phơtơn phát có tần số lớn bƣớc sóng nhỏ ( < 10-11m) Câu 16 Thế phản ứng phân hạch; đặc điểm phản ứng phân hạch? Trả lời: + Phản ứng nhiệt hạch: trình hai hạt nhân nhẹ (A1, + Mỗi phân hạch giải phóng lƣợng lớn; ngƣời ta thƣờng gọi lƣợng hạt nhân 2 Câu 17 nêu điều kiện phản ứng dây chuyền? Điều kiện để phản ứng dây truyền lò phản ứng hạt nhân? Trả lời: c Phản ứng hạt nhân dây chuyền + Các nơtron sinh sau phân hạch lại bị hấp thụ hạt nhân khác gần đó, và, thế, phân hạch tiếp diễn thành dây chuyền Số phân hạch tăng lên nhanh thời gian ngắn, ta có phản ứng hạt nhân dây chuyền + Điều kiện xảy phản ứng hạt nhân dây chuyền Hệ số nhân nơtron k tỉ số số nơtron sinh số nơtron mát nguyên nhân khác nêu - Nếu k < phản ứng dây chuyền xảy - Nếu k = phản ứng dây chuyền xảy với mật độ nơtron khơng đổi Đó phản ứng dây chuyền điều khiển đƣợc lò phản ứng hạt nhân - Nếu k > dịng nơtron tăng liên tục theo thời gian, dẫn tới vụ nổ ngun tử Đó phản ứng dây chuyền khơng điều khiển đƣợc Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy 89 TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP Để giảm thiểu số nơtron bị ngồi nhằm đảm bảo có k ≥ 1, khối lƣợng nhiên liệu hạt nhân phải đạt tới giá trị tối thiểu, gọi khối lƣợng tới hạn mth Câu 18 Trình bày nguyên lý cấu tạo lò phản ứng hạt nhân? Trả lời: - Lò phản ứng hạt nhân thiết bị phản ứng dây chuyền tự trì, có điều khiển (với k = 1); nhiên liệu phân hạch chủ yếu 235u hay 288Pu - Sơ đồ lò phản ứng nơtron nhiệt: - Khi số nơtron lò tăng lên nhiều (k > 1), nêu giải pháp khắc phục Câu 19 Thế phản ứng nhiệt hạch? Đặc điểm phản ứng nhiệt hach? Trả lời: (2) Phản ứng nhiệt hạch a) Quá trình kết hợp hai hạt nhân nhẹ để tạo nên hạt nhân nặng gọi tổng hợp hạt nhân, hay phản ứng nhiệt hạch H 12 H 23He 01n b) Điều kiện thực phản ứng nhiệt hạch Phản ứng kết hợp hạt nhân xảy nhiệt độ cao nên gọi phản ứng nhiệt hạch c Phản ứng nhiệt hạch vũ trụ Phản ứng nhiệt hạch lòng Mặt trời nguồn gốc lƣợng chúng d Thực phản ứng nhiệt hạch Trái Đất Trên Trái Đất, ngƣời thực phản ứng nhiệt hạch dƣới dạng khơng kiểm sốt đƣợc Đó nổ bom nhiệt hạch hay bom H (còn gọi bom khinh khí) + Ưu điểm phản ứng nhiệt hạch : - Năng lƣợng phản ứng nhiệt hạch tỏa nhỏ nhơn phân hạch Nhƣng tính khối lƣợng nhiện liệu lƣợng tỏa phản ứng nhiệt hạch lớn lƣợng tỏa phản ứng phân hạch nhiều, - nhiên liệu nhiệt hạch coi vô tận thiên nhiên + Nhược điểm: làm thực đƣợc phản ứng nhiệt hạch dƣới dạng kiểm soát đƣợc, để đảm bảo cung cấp lƣợng lâu dài nhân loại VII.C CÁC DẠNG BÀI TẬP CHỦ ĐỀ 1: CẤU TẠO VÀ NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT 1.Cấu tạo hạt nhân: hạt nhân ZA X : + Z prôtôn, + (A - Z) nơtron Trong N hạt nhân ZA X có : + Np = N.Z = N = nguyên tử NAZ + Nn = N.(A - Z) = nguyên tử NA(A - Z) Độ hụt khối Năng lƣợng liên kết Đối với hạt nhân m = Z.mp + (A - Z).mn - mhạt nhân Wlk = m.c2 = (Z.mp + (A - Z).mn - m)c2 Đối với N hạt nhân: m = N m Biên soạn: Nguyễn Thị Thu Hằng – THPT Giao Thủy (u, kg MeV/c2) (Đơn vị MeV, J) 90 TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP Wlk = N Wlk Năng lƣợng liên kết riêng = lƣợng tách e W w = lk (MeV/nu) A Thuyết tƣơng đối hẹp c Khối lƣợng tƣơng đối tính: m = m0 v2 1 c d Năng lƣợng toàn phần: E = m.c2 = m0.c2 + K => K = (m- m0).c2 CHỦ ĐỀ 2: NĂNG LƢỢNG TỎA RA HOẶC THU VÀO VÀ ĐỘNG NĂNG, VẬN TỐC CÁC HẠT TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN DẠNG 1: NĂNG LƢỢNG TỎA RA HOẶC THU VÀO Cân phản ứng a Định luật bảo toàn số nuclon (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 b Định luật bảo tồn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 Năng lƣợng tối tiểu tỏa thu vào: + Năng lượng tỏa tối thiểu cần cung cấp maxtia = E = (mt - ms ).c2 = (mS -mT ).c2 = WlkS - WlkT * Nếu E>0 mtrƣớc > msau phản ứng toả lƣợng, * Nếu E
Ngày đăng: 07/04/2016, 22:50
Xem thêm: TÓM TẮT LÝ THUYẾT CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 12
