Đề số 3 - Đề kiểm tra học kì 2 - Vật lí 12

Đề bài

Câu 1: (1,5 điểm)

a)(0,75 điểm) Nêu các tính chất của sóng điện từ.

b)(0,75 điểm) Tính tần số của sóng điện từ có bước sóng 31m. Biết tốc độ truyền sóng điện từ là 3.10⁸ m/s.

Câu 2: (1 điểm)

Nêu bản chất, các tính chất và công dụng của tia X.

Câu 3: (1,75 điểm)

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc khoảng vân i=1,5mm, khoảng cách từ hai khe Y-âng đến màn quan sát là 3m, khoảng cách giữa hai khe là 1mm. Hãy tính bước sóng của ánh sáng đơn sắc và khoảng cách từ vân sáng bậc 5 đến vân sáng bậc 3, biết rằng ở hai vế 2 phía khác nhau của vân sáng trung tâm.

Câu 4: (2,0 điểm)

a)(1 điểm) Phát biểu và giải thích định luật về giới hạn quang điện.

b)(1 điện) Natri có giới hạn quang điện là \(0,5\;\mu m.\)  Chiếu ánh sáng đơn sắc có tần số f=12.10⁴ Hz vào bề mặt một tấm kim loại Natri thì có làm xảy ra hiện tượng quang điện hay không?Vì sao? Và nếu ta tăng cường độ của chùm sáng nói trên thì có thêm hiện tượng gì xảy ra?

Câu 5: (2,0 điểm)

Thế nào là hiện tượng phóng xạ? Viết hệ thức của định luật phóng xạ và nêu một số ứng dụng của các đồng vị phóng xạ.

Câu 6: (1,75 điểm)

Chất phóng xạ \({}^{24}Na\)  có chu kì bán rã T=15h. Ban đầu có \(265g\,{}^{24}Na\)  nguyên chất. Hãy tính khối lượng của \({}^{24}Na\)   còn lại sau 5 ngày đêm. Tính số phần trăm \({}^{24}Na\)   bị phân rã so với lúc ban đầu.

Lời giải chi tiết

Câu 1:

a)

-Sóng điện từ truyền trong chân không với tốc độ ánh sáng trong chân không là \(c \approx 300000km/s.\)

Sóng điện từ lan truyền được trong điện môi, tốc độ truyền của nó nhỏ hơn khi truyền trong chân không và phụ thuộc vào hằng số điện môi.

-Sóng điện từ là sóng ngang (các vecto điện trường \(\overrightarrow E \)  và vecto từ trường \(\overrightarrow B \)  vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng).

Trong sóng điện từ thì dao động của  \(\overrightarrow E \)   và  \(\overrightarrow B \)   tại một điểm luôn luôn đồng pha với nhau.

-Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó cũng bị phản xạ và khúc xạ như ánh sáng.

Sóng điện từ mang năng lượng.

b)

-Công thức tính tần số: \(f = \dfrac{c}{\lambda }.\)

-Vận tốc ánh sáng: \(c = {3.10^8}m/s.\)

-Thay số ta tính được: \(f = \dfrac{{{{3.10}^8}}}{{31}} = 0,{0968.10^8} \)\(\,= 9680000Hz.\)

Câu 2:

-Tia X là bức xạ không nhìn thấy được, có bước sóng từ 10^-11 m đến 10^-8m, có cùng bản chất với ánh sáng, là sóng điện từ. Kim loại có nguyên tử lượng lớn bị chùm tia electron (tia catot) có năng lượng lớn đập vào thì phát ra tia X.

-Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng mạnh. Tia X được sử dụng trong công nghiệp để tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại.

Tia X tác dụng lên phim ảnh, nên được sử dụng trong máy X quang.

-Tia X làm phát quang một số chất, các chất này được dùng làm màn quan sát khi chiếu điện.

Tia X làm ion hóa chất khí. Do đó, đo mức độ ion hóa, có thể suy ra liều lượng tia X.

-Tia X có tác dụng sinh lí: hủy diệt tế bào nên dùng để chữa bệnh,…

Tia X còn được dùng để khảo sát cấu trúc của tinh thể vật rắn, dựa vào sự nhiễu xạ tia X trên các nguyên tử, phân tử trong tinh thể.

Câu 3:

Áp dụng công thức: \(\lambda  = \dfrac{{ia}}{D}\)

Ta tính được: \(\lambda  = 0,5\mu m.\)

Khoảng cách từ vân sáng bậc 3, bậc 5 đến vân sáng trung tâm lần lượt là 3i, 5i. Khoảng cách giữa 2 vân nói trên là 8i=8mm.

Câu 4:

a)

- Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng \(\lambda \)  ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện \({\lambda _0}\)  của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện \((\lambda  \le {\lambda _0}).\)

- Giới hạn quang điện  \({\lambda _0}\)  của mỗi kim loại là đặc trưng riêng của kim loại đó.

- Muốn cho electron bứt ra khỏi mặt kim loại, phải cung cấp cho nó một công để nó thắng các liên kết, gọi là công thoát A. Như vậy, muốn cho hiện tượng quang điện xảy ra, thì năng lượng của photon ánh sáng kích thích phải thỏa mãn điều kiện:

\(hf \ge A\,hay\,h\dfrac{c}{\lambda } \ge A\)

\(hay\,\lambda  \le {\lambda _0},\)  trong đó \({\lambda _0} = \dfrac{{hc}}{A}\)  chỉ phụ thuộc bản chất của kim loại và được gọi là giới hạn quang điện của kim loại.

\(b)\lambda  = \dfrac{c}{f} = 0,25\mu m.\)

Có xảy ra hiện tượng quang điện.

Lí do xảy ra: vì \(\lambda  \le {\lambda _0}.\)

Nếu tăng cường độ chùm sáng thì số quang electron bay ra càng nhiều.

Câu 5:

-Phóng xạ là quá trính phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo).

-Quá trình phân rã này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ. Hạt nhân tự phân rã gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau phân rã gọi là hạt nhân con.

-Hệ thức của định luật phóng xạ:

\(N = {N_0}{e^{ - \lambda t}}\)

Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ của một nguồn giảm theo quy luật hàm số mũ. Trong đó, N₀ là số nguyên tử ban đầu của chất phóng xạ, N là số nguyên tử chất ấy ở thời điểm  \(t,\lambda \)  là hằng số phóng xạ.

-Chu kì bán rã T là đại lượng đặc trưng cho chất phóng xạ, được đo bằng thời gian qua đó số lượng hạt nhân còn lại là 50% (nghĩa là phân rã 50%) được xác định bởi:

\(T = \dfrac{{\ln 2}}{\lambda } = \dfrac{{0,693}}{\lambda }\)

-Ngoài các đồng vị có sẵn trong thiên nhiên gọi là đồng vị phóng xạ tự nhiên, người ta còn tạo ra được nhiều đồng vị phóng xạ khác, gọi là các đồng vị phóng xạ nhân tạo.

-Các đồng vị phóng xạ nhân tạo có nhiều ứng dụng trong sinh học, hóa học, y học, ….Trong y học, người ta đưa các đồng vị khác nhau vào cơ thể để theo dõi sự xâm nhập và di chuyển của nguyên tố nhất định trong cơ thể người. Đây là phương pháp nguyên tử đánh dấu, có thể dùng để theo dõi được tính trạng bệnh lí. Trong ngành khảo cổ học, người ta sử dụng phương pháp cacbon \({}_6^{14}C,\)  để xác định niên đại của các cổ vật.

Câu 6:

Áp dụng công thức: \(\) \(m = \dfrac{{{m_0}}}{{{2{\dfrac{1}{T}}}}}\)

Ta tính được: \(m=1\,g.\)

Suy ra số phần trăm Na₂₄ bị phân rã:

\(\dfrac{{{m_0} - m}}{{{m_0}}} = \dfrac{{256 - 1}}{{256}} = 99,6\% .\)