Cẩm nang giải toán vật lí.từ vi mô đến vĩ mô.GV: TRƯƠNG VĂN THANH. ĐT: 0974.810.957– Trang 1 VIII. TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ A. LÝ THUYẾT 31. CÁC HẠT SƠ CẤP * Hạt sơ cấp Các hạt sơ cấp là các hạt vi mô có kích thước cở hạt nhân trở xuống và khi khảo sát quá trình biến đổi của chúng, ta tạm thời không xét đến cấu tạo bên trong của chúng. * Tạo ra các hạt sơ cấp mới Để tạo ra các hạt sơ cấp mới, người ta làm tăng vận tốc của một số hạt bằng máy gia tốc và cho chúng bắn vào các hạt khác. * Phân loại các hạt sơ cấp Dựa vào độ lớn của khối lượng và đặc tính tương tác, người ta phân hạt sơ cấp thành các loại sau: + Phôtôn: hạt có khối lượng tĩnh bằng 0. + Leptôn (các hạt nhẹ): có khối lượng từ 0 đến 200m e : nơtrinô, electron, pôzitron, mêzôn µ. + Hađrôn: gồm hai loại mêzôn và barion - Mêzôn: có khối lượng trên 200m e nhưng nhỏ hơn khối lượng nuclôn gồm hai nhóm mêzôn π (π 0 ,π + ,π - ) và mêzôn K (K 0 , K + ). - Barion: các hạt có khối lượng bằng hoặc lớn hơn khối lượng nuclôn, gồm hai nhóm: nuclôn p, n và hipêrôn (^0, Σ 0 , Σ + , Σ - : khối lượng lớn hơn khối lượng nuclôn) và các phản hạt cả chúng. * Tính chất của các hạt sơ cấp + Trong số các hạt sơ cấp, chỉ có 4 hạt không phân rã thành hạt khác, gọi là các hạt bền (prôtôn, electron, phôtôn, nơtrinô). Còn tất cả các hạt khác là không bền và phân rã thành các hạt khác. + Mỗi hạt sơ cấp đều có một phản hạt tương ứng. Phản hạt của một hạt sơ cấp có cùng khối lượng nhưng có điện tích trái dấu và cùng giá trị tuyệt đối. Trường hợp hạt sơ cấp không mang điện thì phản hạt của nó có mômen từ cùng độ lớn nhưng ngược hướng. * Tương tác của các hạt sơ cấp Các hạt sơ cấp luôn biến đổi và tương tác với nhau. Có bốn loại tương tác của các hạt sơ cấp: + Tương tác hấp dẫn: là tương tác giữa các hạt vật chất có khối lượng. + Tương tác điện từ: là tương tác giữa các hạt mang điện, giữa các vật tiếp xúc gây nên ma sát… + Tương tác mạnh: là tương tác giữa các hađrôn. + Tương tác yếu: là tương tác giữa các leptôn trong phân rã β. 32. CẤU TẠO VŨ TRỤ * Hệ Mặt Trời Hệ Mặt Trời gồm Mặt Trời, các hành tinh và các vệ tinh. + Mặt Trời: - Là một ngôi sao màu vàng có nhiệt độ bề mặt 6000 0 K, nhiệt độ trong lòng Mặt Trời lên đến hàng chục triệu độ. - Có bán kính lớn hơn 109 lần bán kính Trái Đất (R MT ≈ 7.10 8 m), có khối lượng gấp 333.10 3 khối lượng Trái Đất (m MT ≈ 2.10 30 kg). Thành phần chủ yếu là hiđrô (75%) và hêli (23%). - Năng lượng Mặt Trời có được là do các phản ứng nhiệt hạch: phản ứng tổng hợp các hạt nhân hiđrô thành hêli. + Các hành tinh - Có 8 hành tinh lớn, theo thứ tự từ trong ra ngoài: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên vương tinh và Hải vương tinh. Xung quanh một số hành tinh có các vệ tinh. - Được chia thành hai nhóm: nhóm Trái Đất gồm Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh và nhóm Mộc tinh gồm Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên vương tinh và Hải vương tinh. - Tất cả các hành tinh đều chuyển động quanh Mặt Trời theo cùng một chiều (chiều thuận) và gần như trong cùng một mặt phẵng. Mặt Trời và các hành tinh đều tự quay quanh mình nó theo chiều thuận (trừ Kim tinh). + Trái Đất: có dạng hình cầu hơi dẹt ở hai cực, bán kính xấp xĩ bằng 6400 km, khối lượng xấp xĩ bằng 6.10 24 kg, có trục quay hợp với pháp tuyến của mặt phẵng quỹ đạo quanh Mặt Trời một góc 23 0 27’. + Các tiểu hành tinh: là các hành tinh có bán kính từ vài km đến vài trăm km, chuyển động trên các quỹ đạo có bán kính từ 2,2 đến 3,6 đvtv (1 đvtv = 15.10 7 km: là khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời). + Sao chổi: là những khối khí đóng băng lẫn với đá, đường kính vài km, chuyển động quanh Mặt Trời theo những quỹ đạo elip rất dẹt, chu kì chuyển động khoảng từ vài năm đến trên 150 năm. Khi đến gần Mặt Trời thì đuôi sao chổi hướng ra xa Mặt Trời. + Thiên thạch: là những khối đá chuyển động quanh Mặt Trời với tốc độ hàng chục km/s theo các quỹ đạo khác nhau. Khi bay đến gần Trái Đất thiên thạch sẽ bị hút vào Trái Đất, bị ma sát mạnh, nóng sáng và bốc cháy (thành vệt sáng gọi là sao băng). * Các sao + Sao là khối khí nóng sáng như Mặt Trời. Nhiệt độ trong lòng các sao lên đến hàng chục triệu độ, trong đó xảy ra các phản ứng nhiệt hạch. Khối lượng các sao trong khoảng từ 0,1 đến vài chục lần khối lượng Mặt Trời. Bán kính các sao có Cẩm nang giải toán vật lí.từ vi mô đến vĩ mô.GV: TRƯƠNG VĂN THANH. ĐT: 0974.810.957– Trang 2 giá trị nằm trong một khoảng rất rộng, từ khoảng một phần nghìn đến gấp vài nghìn lần bán kính Mặt Trời. + Sao đôi là các cặp sao có khối lượng tương đương nhau, quay xung quanh một khối tâm chung. + Ngoài các sao đang ở trong trạng thái ổn định còn có các sao đang ở trong trạng thái biến đổi rất mạnh đó là các sao mới và siêu mới có độ sáng đột nhiên tăng rất nhanh do kết quả của các vụ nổ xảy ra trong lòng chúng, kèm theo sự phóng ra các dòng vật chất rất mạnh. + Ngoài ra còn có những sao không phát sáng, đó là các punxa và các lỗ đen. Punxa được cấu tạo toàn bằng nơtron, chúng có từ trường rất mạnh và quay rất nhanh quanh một trục. Lỗ đen cũng được cấu tạo từ các nơtron, nhưng được xếp khít với nhau tạo ra một loại chất có khối lượng riêng rất lớn, nên có thể hút bất kì khối chất nào lại gần nó. + Sự tiến hóa của các sao: Các sao đều được hình thành từ một đám tinh vân khí hiđrô. Các sao có khối lượng cỡ khối lượng Mặt Trời trở xuống sẽ tiến hóa để thành một sao chắt trắng (hay sao lùn), là sao có bán kính chỉ bằng một phần trăm hay một phần nghìn bán kính Mặt Trời nhưng lại có nhiệt độ bề mặt lên tới 50 000 K. Các sao có khối lượng lớn hơn khối lượng Mặt Trời rất nhiều sẽ có nhiệt độ giảm dần và trở thành sao kềnh đỏ, sau đó tiếp tục tiến hóa và trở thành một sao nơtron (punxa) hoặc một lỗ đen. + Tinh vân là các đám bụi khổng lồ được rọi sáng bởi các ngôi sao gần đó hoặc những đám khí bị ion hóa phóng ra từ sao mới hay siêu mới. * Thiên hà + Thiên hà là một hệ thống sao gồm nhiều loại sao và tinh vân. Đa số các thiên hà có dạng hình xoắn ốc. Một số có dạng elipxôit. Đường kính của thiên hà khoảng 100 000 năm ánh sáng. Thiên hà gần chúng ta nhất là thiên hà Tiên Nữ cách chúng ta khoảng hai triệu năm ánh sáng. + Ngân Hà: là thiên hà có chứa hệ Mặt Trời của chúng ta. Thiên Hà có cấu trúc hình xoắn ốc, đường kính khoảng 100 000 năm ánh sáng. + Các đám thiên hà: là tập hợp các thiên hà. + Các quaza: là một loại cấu trúc mới, nằm ngoài thiên hà, phát xạ mạnh một cách bất thường các sóng vô tuyến và tia X. Công suất phát xạ của quaza lớn đến mức phản ứng nhiệt hạch cũng không đủ cung cấp năng lượng cho quá trình phát xạ này. B. MỘT SỐ CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 1. Pôzitron là phản hạt của A. nơtrinô. B. nơtron. C. prôtôn. D. electron. 2. Trong thiên văn học, để đo khoảng cách từ các hành tinh đến Mặt Trời, người ta dùng đơn vị thiên văn (đvtv). Một đvtv bằng khoảng cách A. từ Trái Đất đến Mặt Trời. B. từ Trái Đất đến Mặt Trăng. C. từ Kim tinh đến Mặt Trời. D. từ Trái Đất đến Hỏa tinh. 3. Trong hệ Mặt Trời, thiên thể nào sau đây không phải là hành tinh của hệ Mặt Trời? A. Mặt Trăng. B. Mộc tinh. C. Hỏa tinh. D. Trái Đất. 4. Trong 8 hành tinh của hệ Mặt Trời, hành tinh xa Mặt Trời nhất là A. Mộc tinh. B. Thổ tinh. C. Hải vương tinh. D. Thiên vương tinh. 5. Thông tin nào sau đây là sai khi nói về hạt sơ cấp? A. Điện tích của các hạt sơ cấp có thể nhận các giá trị là -1, 0 hoặc +1 điện tích nguyên tố. B. Các hạt sơ cấp đều mang điện tích. C. Phôtôn có khối lượng nghĩ bằng 0. D. Phôtôn, nơtron và electron là các hạt sơ cấp khá bền vững. 6. Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo gần tròn có bán kính vào khoảng A. 15.10 5 km. B. 15.10 6 km. C. 15.10 7 km. D. 15.10 8 km. 7. Đường kính của một thiên hà vào cở A. 10 000 năm ánh sáng. B. 100 000 năm ánh sáng. C. 1000 000 năm ánh sáng. D. 10 000 000 năm ánh sáng. 8. Hãy chỉ ra cấu trúc không phải là thành viên của thiên hà. A. Sao siêu mới. B. Punxa. C. Lỗ đen. D. Quaza. 9. Khối lượng Trái Đất vào cở A. 6.10 23 kg. B. 6.10 24 kg. C. 6.10 25 kg. D. 6.10 26 kg. 10. Tương tác hấp dẫn xảy ra A. với mọi hạt cơ bản. B. với các hạt có khối lượng. C. với các hạt có điện tích. D. với các hạt không mang điện. 11. Khối lượng Mặt Trời vào cở A. 2.10 28 kg. B. 2.10 29 kg. C. 2.10 30 kg. D. 2.10 31 kg. 12. Hạt nào sau đây không phải là hạt sơ cấp? A. electron (e - ). B. prôtôn (p). C. pôzitron (e + ). D. anpha (α). 13. Những tương tác nào sau đây có bán kính tác dụng lớn? A. tương tác hấp dẫn và tương tác yếu. B. tương tác mạnh và tương tác điện từ. C. tương tác hấp dẫn và tương tác điện từ. D. tương tác hấp dẫn và tương tác mạnh. 14. Trong bốn loại tương tác cơ bản, loại tương tác có bán kính tác dụng vào cở kích thước hạt nhân là A. tương tác hấp dẫn. B. tương tác điện từ. C. tương tác mạnh. D. tương tác yếu. Cẩm nang giải toán vật lí.từ vi mô đến vĩ mô.GV: TRƯƠNG VĂN THANH. ĐT: 0974.810.957– Trang 3 15. Trong hệ Mặt Trời, thiên thể duy nhất nóng sáng là A. Mặt Trời. B. Trái Đất. C. Hỏa tinh. D. Mộc tinh. 16. Thông tinh nào sau đây là sai khi nói về hệ Mặt Trời? A. Mặt Trời là trung tâm của hệ, là thiên thể duy nhất nóng sáng. B. Tất cả các hành tinh quay quanh Mặt Trời theo cùng một chiều. C. Thiên vương vương tinh là hành tinh nằm xa Mặt Trời nhất. D. Có tám hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời. 17. Trong hệ Mặt Trời, hành tinh nào có số vệ tinh bay xung quanh nhiều nhất đã biết ? A. Thổ tinh. B. Mộc tinh. C. Hải vương tinh. D. Thiên vương tinh. 18. Thông tin nào sau đây là sai khi nói về thiên hà? A. Thiên hà thực chất là hệ Mặt Trời cùng với nhiều sao trong đó. B. Các thiên hà phần lớn có dạng hình xoắn ốc. C. Thiên hà chứa hệ Mặt Trời của chúng ta được gọi là Ngân Hà. D. Trong mỗi thiên Hà có rất nhiều ngôi sao nóng sáng. 19. Thiên hà của chúng ta (Ngân Hà) có cấu trúc dạng A. xoắn ốc. B. elípxôit. C. hình trụ. D. hình cầu. 20. Hệ thống gồm các sao và các đám tinh vân, đó là A. thiên hà. B. punxa. C. quaza. D. hốc đen. 21. Trong hệ Mặt Trời, hành tinh nào có chu kì chuyển động xung quanh Mặt Trời nhỏ nhất? A. Thủy tinh. B. Kim tinh. C. Trái Đất. D. Mộc tinh. 22. Phát biểu nào sau đây về chuyển động của Trái Đất quanh Mặt trời là không đúng? A. Trái Đất quay quanh Mặt Trời với quỹ đạo hình elip. B. Mặt Trời là một trong hai tiêu điểm của quỹ đạo. C. Càng tới gần Mặt Trời, Trái Đất chuyển động càng chậm. D. Mặt phẵng quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời nghiêng góc với trục quay của nó. 23. Phát biểu nào sau đây về hệ Mặt Trời là không đúng? A. Mặt Trời là một vì sao. B. Năng lượng của Mặt Trời có nguồn gốc từ sự phân hạch. C. Hệ Mặt Trời nằm trong dãy Ngân Hà. D. Trong hệ Mặt Trời có sao chổi. 24. Hành tinh nào sau đây trong hệ Mặt Trời có khối lượng lớn nhất? A. Hỏa tinh. B. Mộc tinh. C. Thổ tinh. D. Thiên vương tinh. 25. Thứ tự nào sau đây của các hành tinh được sắp xếp theo chiều khoảng cách tăng dần tính từ Mặt Trời? A. Thủy tinh, Kim tinh, Thổ tinh, Mộc tinh. B. Kim tinh, Thủy tinh, Mộc tinh, Thổ tinh. C. Thủy tinh, Kim tinh, Mộc tinh, Hải vương tinh. D. Thiên vương tinh, thủy tinh, Trái Đất, Kim tinh. 26. Khi đến gần Mặt Trời đuôi sao chổi A. ngắn lại và hướng ra xa Mặt Trời. B. dài ra và hướng ra xa Mặt Trời. C. ngắn lại và hướng về phía Mặt Trời. D. dài ra và hướng về phía Mặt Trời. 27. Hành tinh nào sau đây trong hệ Mặt Trời không có vệ tinh? A. Kim tinh.B. Trái Đất. C. Hỏa tinh. D. Mộc tinh. 28. Hạt electron thuộc loại hạt sơ cấp nào? A. Phôtôn. B. Leptôn. C. Mêzôn. D. Bariôn. 29. Phát biểu nào sau đây về các hành tinh trong hệ Mặt Trời là đúng? A. Hỏa tinh là hành tinh nóng nhất trong hệ. B. Tính từ tâm Mặt Trời, Trái Đất là hành tinh thứ 3. C. Thiên vương tinh là hành tinh lớn nhất trong hệ Mặt Trời. D. Kim tinh là hành tinh gần Mặt Trời nhất. 30. Với các hành tinh sau của hệ Mặt Trời: Hỏa tinh, Kim tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thủy tinh; tính từ Mặt Trời, thứ tự từ trong ra là: A. Hỏa tinh, Mộc tinh, Kim tinh, Thủy tinh, Thổ tinh. B. Kim tinh, Mộc tinh, Thủy tinh, Hỏa tinh, Thổ tinh. C. Thủy tinh, Kim tinh, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh. D. Thủy tinh, Hỏa tinh, Thổ tinh, Kim tinh, Mộc tinh. 31. Tương tác nào sau đây là tượng tác mạnh? A. tương tác giữa Trái Đất với Mặt Trăng. B. tương tác giữa hai điện tích. C. tương tác giữa hai dòng điện. D. tương tác giữa các nuclôn. 32. Người ta dựa vào đặc điểm nào dưới đây để phân các hành tinh trong hệ Mặt Trời thành hai nhóm? A. Khoảng cách đến Mặt Trời. B. Nhiệt độ bề mặt hành tinh. C. Số vệ tinh nhiều hay ít. D. Khối lượng hành tinh. 33. Tính từ Mặt trời ra Trái Đất là hành tinh thứ A. 2. B. 3. C. 4. D. 5. 34. Năng lượng phát ra từ các ngôi sao là do A. Các phản ứng hóa học giữa các phân tử phát ra. B. Phản ứng phân hạch. C. Phản ứng nhiệt hạch. D. Do sự va chạm giữa các nguyên tử. Cẩm nang giải toán vật lí.từ vi mô đến vĩ mô.GV: TRƯƠNG VĂN THANH. ĐT: 0974.810.957– Trang 4 35. Trong các hành tinh sau đây của hệ Mặt Trời thì hành tinh nào không có vệ tinh? A. Trái Đất. B. Kim tinh. C. Mộc tinh. D. Thổ tinh. 36. Lực liên kết hóa học thuộc loại tương tác A. Tương tác điện từ. B. Tương tác mạnh. C. Tương tác yếu. C. Tương tác hấp dẫn. 37. Chọn phát biểu sai. A. Thiên hà là một hệ thống gồm nhiều sao và tinh vân. B. Tinh vân là đám bụi khổng lồ phát sáng giống các ngôi sao. C. Sao là một khối khí nóng sáng như Mặt Trời. D. Thiên hà là một hệ thống gồm nhiều sao và tinh vân. 38. Trong các sao sau đây, sao nào bức xạ năng lượng dưới dạng những xung sóng điện từ ? A. Sao siêu mới. B. Sao biến quang. C. Sao nơtron. D. Sao mới. 39. Hađrôn là tên gọi của hạt sơ cấp nào ? A. Leptôn và mêzôn. B. Leptôn và phôtôn. C. Bariôn và mêzôn. D. Nuclôn và mêzôn. 40. Loại thiên thể nào sau đây, nằm ngoài thiên hà, phát xạ rất mạnh các sóng vô tuyến và tia X? A. Punxa. B. Sao siêu mới. C. Quaza. D. Lỗ đen. 41. Khi nhiên liệu trong Mặt Trời cạn kiệt thì A. Mặt Trời chuyển thành sao lùn. B. Mặt Trời biến mất. C. Mặt Trời chuyển thành sao punxa. D. Mặt Trời sao lỗ đen. 42. Mặt Trời thuộc loại sao nào sau đây ? A. Sao chắt trắng. B. Sao kềnh đỏ. C. Sao nơtron. D. Sao trung bình giữa chắt trắng và kềnh đỏ. Đề thi TN năm 2010 43. Trong số các hành tinh sau đây của hệ Mặt Trời: Hải Vương tinh, Thiên Vương tinh, Thổ tinh, Thủy tinh; hành tinh gần Mặt Trời nhất là A. Hải Vương tinh. B. Thổ tinh. C. Thiên Vương tinh. D. Thủy tinh. Đề thi ĐH – CĐ năm 2010 44. Êlectron là hạt sơ cấp thuộc loại A. leptôn. B. hipêron. C. mêzôn. D. nuclôn. 45. Trong số các hành tinh sau đây của hệ Mặt Trời: Thủy tinh, Trái Đất, Thổ tinh, Mộc tinh, hành tinh xa Mặt trời nhất là A. Trái Đất. B. Thủy tinh. C. Thổ tinh. D. Mộc tinh. 46. Trong các hạt sơ cấp: pôzitron, prôtôn, nơtron; hạt có khối lượng nghỉ bằng 0 là A. prôzitron. B. prôtôn C. phôtôn. D. nơtron. ĐÁP ÁN PHẦN VIII Các câu hỏi trắc nghiệm 1 D. 2 A. 3 A. 4 C. 5 B. 6 C. 7 B. 8 D. 9 B. 10 B. 11 C. 12 D. 13 C. 14 C. 15 A. 16 C. 17 B. 18 A. 19 A. 20 A. 21 A. 22 C. 23 B. 24 C. 25 C. 26 B. 27 A. 28 B. 29 B. 30 C. 31 D. 32 A. 33 B. 34 C. 35 B. 36 A. 37 B. 38 C. 39 C. 40 B. 41 A. 42 D. 43. D. 44. A. 45. C. 46. C. . Cẩm nang giải toán vật lí .từ vi mô đến vĩ mô. GV: TRƯƠNG VĂN THANH. ĐT: 0974.810.957– Trang 1 VIII. TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ A. LÝ THUYẾT 31. CÁC HẠT SƠ. toán vật lí .từ vi mô đến vĩ mô. GV: TRƯƠNG VĂN THANH. ĐT: 0974.810.957– Trang 2 giá trị nằm trong một khoảng rất rộng, từ khoảng một phần nghìn đến gấp vài