Australian Science Olympiads

Thêi gian ®äc: 15 phót. Thêi gian thi: 120 phótPhÇn A

Tr¾c nghiÖm – Mçi c©u 1 ®iÓm

C©u 1:Mét qu¶ bãng ®îc nÐm vµo kh«ng trung vµ nã

chuyÓn ®éng theo ®êng lèi nh díi ®©y. Bá qua lùc c¶n cña kh«ng khÝ trong c©u hái nµy.

T¹i vÞ trÝ A, qu¶ bãng ®ang ë ®iÓm cao nhÊt trong ®êng ®i cña nã. VÞ trÝ B lµ n¬i qu¶ bãng võa míi ch¹m ®¾t. Kh¼ng ®Þnh nµo sau ®©y lµ §óng?

A. VËn tèc cña qu¶ bãng t¹i A b»ng 0 vµ gia tèc cña qu¶ bãng t¹i B b»ng t¹i A.

B. VËn tèc cña qu¶ bãng t¹i A b»ng vËn tèc t¹i B vµ gia tèc t¹i B lín h¬n t¹i A.C. VËn tèc t¹i A thÊp h¬n vËn tèc t¹i B vµ gia tèc t¹i A cao h¬n gia tèc t¹i B.D. VËn tèc t¹i A thÊp h¬n vËn tèc t¹i B vµ gia tèc t¹i A b»ng gia tèc t¹i B.E. VËn tèc t¹i A cao h¬n vËn tèc t¹i B vµ gia tèc t¹i A b»ng gia tèc t¹i B.

C©u 2:Mét ngêi t¹i kho¶ng c¸ch R tõ t©m tr¸i ®Êt (R lín h¬n b¸n kÝnh tr¸i ®Êt) bÞ

hót vÒ phÝa tr¸i ®Êt bëi mét lùc hÊp dÉn lín 400N. Tõ ngêi ®ã ph¶i ëvÞ trÝ c¸ch t©m tr¸i ®Êt bao xa ®Ó lùc hÊp dÉn lµ 100N?

A. 1/4 R B. 1/2 R C. 2R D. 4R E. 16R

C©u 3:Ba qu¶ cÇu tÝch ®iÖn gièng nhau

n»m ë ba gãc cña mét h×nh tam gi¸c ®Òu. Mçi qu¶ cÇu tÝch ®iÖn d¬ng nh biÓu ®å bªn díi.

BiÓu ®å nµo díi ®©y biÓu thÞ chÝnh x¸c híng vµ cêng ®é cña lùc hót tÜnh ®iÖn t¸c ®éng lªn mçi qu¶ cÇu?

C©u 4:Mét xe t¶i nÆng 6000 kg va ph¶i mét xe « t« con nÆng 800 kg. Xe t¶i ®ang

chuyÓn ®éng víi vËn tèc 15m/s cßn xe kia ®ang dõng. Gi¶ sö r»ng xe t¶i vµ xe « t« con tiÕp tôc chuyÓn ®éng cïng nhau. VËn tèc cuèi cïng cña hÖ kÕt hîp xe t¶i-xe con lµ bao nhiªu?

A. 1,8 m.s-1

B. 7,5 m.s-1

C. 13 m.s-1

D. 17 m.s-1

E. 113 m.s-1

C©u 5:Trong m¹ch ®iÖn díi ®©y, cã mét dßng ®iÖn 0,3 A ®ang ch¹y qua ®iÖn trë

10 ¤m. §é lín cña dßng ®iÖn ch¹y qua m¹ch khi ®iÖn trë 90 ¤m lµ bao nhiªu?

A. 0 AB. 0,1 AC. 0,15 AD. 0,2 AE. 0,3 A

C©u 6:Khi mét chïm ¸nh s¸ng mÆt trêi ®îc chiÕu

vµo mét l¨ng kÝnh thuû tinh, mét cÇu vång xuÊt hiÖn nh biÓu ®å díi ®©y:

HiÖn tîng nµy ®îc biÕt ®Õn nh sù t¸n s¾c. Lêi gi¶i thÝch nµo m« t¶ ®óng nhÊt t¹i sao cÇu vång xuÊt hiÖn?

A. Sù kh¸c biÖt vÒ tÇn sè cña ¸nh s¸ng tô häp t¹i nh÷ng gãc kh¸c nhau trªn bÒ mÆt thñy tinh, nghÜa lµ chóng khóc x¹ t¹i nh÷ng gãc kh¸c nhau, theo ®Þnh luËt cña Snell.

B. ¸nh s¸ng tÝm bÞ t¸c dông bëi träng lùc nhiÒu h¬n ¸nh s¸ng ®á v× nã m¹nh h¬n, do ®ã nã bÞ kÐo xuèng nhiÒu h¬n.

C. §é khóc x¹ cña thuû tinh phô thuéc vµo tÇn sè.D. §Þnh luËt cña Snell bÞ ph¸ vì khi c¸c tÇn sè kh¸c nhau cña ¸nh s¸ng kÕt

hîp l¹i t¹o ra nh÷ng hiÖu øng t¬ng ®èi kh¸c nhau g©y nªn sù t¸n s¾c.E. HiÖu øng nµy lµ mét ¶o thÞ (¶o gi¸c quang häc) vµ ¸nh s¸ng kh«ng thËt

sù bÞ t¸n s¾c.

C©u 7: Colin kh¼ng ®Þnh cã mét c¸i m¸y cã thÓ lo¹i bá nhiÖt n¨ng tõ kh«ng khÝ vµ

biÕn ®æi nã thµnh ®iÖn. Toµn bé m¸y ®Òu ë cïng nhiÖt ®é víi kh«ng khÝ xung quanh vµ kh«ng cã n¨ng lîng cung cÊp tõ bªn ngoµi. M¸y cña Colin cã thÓ ho¹t ®éng ®îc kh«ng?

A. Cã thÓ.B. Kh«ng thÓ v× kh«ng cã ®iÖn trong kh«ng khÝ.C. Kh«ng thÓ v× kh«ng cã dßng líi n¨ng lîng tõ kh«ng khÝ vµo m¸y t¹i cïng

mét nhiÖt ®é.D. Kh«ng thÓ v× nã sÏ lµm tr¸i sù b¶o toµn n¨ng lîng.E. Kh«ng thÓ v× nhiÖt n¨ng kh«ng thÓ biÕn ®æi thµnh ®iÖn n¨ng.

C©u 8:Thíc ®o cña thêi gian t ®îc coi nh mét hµm sè cña khèi lîng m vµ b¸n kÝnh r.

Mèi quan hÖ gi÷a thêi gian, khèi lîng vµ b¸n kÝnh ®îc tÝnh theo c«ng thøc : t = k.m2.r-2 + q , trong ®ã k vµ q kh«ng ®æi. Tõ ®å thÞ díi ®©y, t×m gi¸ trÞ cña k.Gîi ý: nhí r»ng biÓu thøc cña ®êng th¼ng cã thÓ ®îc viÕt bëi: y= m.x + c.

A. 0,33 cm2.s.g-2 B. 0.38 cm2.s.g-2 C. 0,33 g2. cm-2.s-1

D. 0,38 g2. cm-2.s-1 E. 2,63 g2. cm-2.s-1

C©u 9:Ph©n tÝch thø nguyªn lµ mét kÜ x¶o quan träng trong vËt lÝ. Chóng cho

phÐp kiÓm tra sù hîp lÝ cña mét ph¬ng tr×nh. NÕu c¸c thø nguyªn ë mçi vÕ cña ph¬ng tr×nh ®ång nhÊt th× ph¬ng tr×nh ®óng vÒ mÆt thø nguyªn. NÕu kh«ng, ph¬ng tr×nh kh«ng thÓ ®óng ®îc.

Cã 5 thø nguyªn c¬ b¶n. §ã lµ: chiÒu dµi L, khèi lîng M, thêi gian T, ®iÖn tÝch Q, nhiÖt ®é K. C¸c sè râ rµng, vÝ dô nh , kh«ng cã thø nguyªn.

VÝ dô, vËn tèc ¸nh s¸ng c lµ thíc ®o cña ®é dµi trªn mét ®¬n vÞ thêi gian, vµ cã thø nguyªn LT-1.

B¶ng díi ®©y liÖt kª mét sè lîng vµ thø nguyªn cña chóng.

Lîng Thø nguyªnN¨ng lîng E ML2T-2

Dßng ®iÖn I QT-1

TÝnh dÎo ML-1T-1

§éng lîng p MLT-1

§é tù c¶m L ML2Q-2

H»ng sè Planck ML2T-1

Sö dông th«ng tin trªn, ph¬ng tr×nh nµo sau ®©y kh«ng thÓ ®óng?

C©u 10:Mét hép ®ùng ®µo ®îc treo bëi mét lß xo c©n b»ng.

GÇn ®ã ®Æt mét x« níc trªn gi¸ c©n nh h×nh vÏ. Hép ®ùng ®µo vÉn treo bëi lß xo c©n b»ng ®îc nhÊn ch×m vµo x« n-íc. Kh¼ng ®Þnh nµo sau ®©y lµ ®óng?

A. Khi hép ®ùng ®µo ®îc nhÊn ch×m vµo vµo níc, sè ghi trªn lß xo c©n b»ng gi¶m vµ sè ghi trªn c©n t¨ng.

B. Khi hép ®ùng ®µo ®îc nhÊn ch×m vµo vµo níc, sè ghi trªn lß xo c©n b»ng t¨ng vµ sè ghi trªn c©n gi¶m.

C. Khi hép ®ùng ®µo ®îc nhÊn ch×m vµo vµo níc, sè ghi trªn lß xo c©n b»ng gi¶m vµ sè ghi trªn c©n kh«ng ®æi.

D. Khi hép ®ùng ®µo ®îc nhÊn ch×m vµo vµo níc, sè ghi trªn lß xo c©n b»ng vµ sè ghi trªn c©n ®Òu kh«ng ®æi.

E. Khi hép ®ùng ®µo ®îc nhÊn ch×m vµo vµo níc, sè ghi trªn lß xo c©n b»ng vµ sè ghi trªn c©n ®Òu t¨ng.

PhÇn BTù luËn – Mçi c©u 10 ®iÓm

ChØ tr¶ lêi 4 c©u hái. ChØ 4 c©u hái sÏ ®îc tÝnh ®iÓm.

C©u 11:Mét vßng trßn khèi lîng m, b¸n kÝnh R l¨n kh«ng trît víi vËn tèc v trªn mét

mÆt ph¼ng nh½n n»m ngang. Tøc lµ t©m vßng trßn chuyÓn ®éng víi vËn tèc kh«ng ®æi v vµ ®iÓm tiÕp xóc cña vßng trßn víi mÆt ®Êt kh«ng trît trªn mÆt

®Êt mµ ®øng yªn. Khi nã l¨n, tiÕp ®iÓm cò chuyÓn ®éng vµ vßng trßn ®Æt trªn mét ®iÓm míi thuéc vßng trßn. Khi tiÕp ®iÓm víi mÆt ®Êt thay ®æi liªn tôc vµ chØ ë trªn mÆt ®Êt trong tøc thêi, vµo thêi ®iÓm ®ã vËn tèc tøc thêi t¹i tiÕp ®iÓm b»ng 0.a). MÊt bao nhiªu l©u ®Ó cïng mét ®iÓm trªn vßng trßn tiÕp xóc l¹i víi mÆt ®Êt? VÏ biÓu ®å trong bµi lµm. (2 ®iÓm)b). BiÓu diÔn sè vßng quay n chiÕc vßng hoµn thµnh trong 1s theo vËn tèc vµ b¸n kÝnh vßng trßn.Tæng ®éng n¨ng cña mét vËt b»ng tæng ®éng n¨ng quay víi ®éng n¨ng cña chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn (tuyÕn tÝnh). §éng n¨ng quay cña mét vËt ®îc tÝnh b»ng ®éng n¨ng cña vËt nÕu vËn tèc tÞnh tiÕn b»ng 0. T¬ng tù, ®éng n¨ng cña chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn ®îc tÝnh b»ng ®éng n¨ng cña vËt khi nã kh«ng quay. (1 ®iÓm)c). T×m ®éng n¨ng quay Kr cña vßng trßn theo R,m vµ n. (2 ®iÓm)d). Tæng ®éng n¨ng K cña vßng trßn nÕu nã l¨n kh«ng trît víi vËn tèc v b»ng bao nhiªu? (1 ®iÓm)e). NÕu vßng trßn khëi ®éng tõ tr¹ng th¸i nghØ tõ ®Ønh mét ngän ®åi víi chiÒu cao h vµ l¨n kh«ng trît xuèng ch©n ®åi th× vËn tèc cuèi cïng b»ng bao nhiªu? (2,5 ®iÓm)f). NÕu vßng trßn trît kh«ng l¨n (bá qua ma s¸t ®éng) xuèng cïng ch©n dèc víi vßng trßn l¨n kh«ng trît th× vËn tèc t¹i ch©n ®åi cña nã b»ng, lín h¬n hay nhá h¬n so víi khi l¨n kh«ng trît? T¹i sao? TÝnh to¸n vµ gi¶i thÝch ng¾n gän. (1,5 ®iÓm)

C©u 12:Trong c©u hái nµy chóng ta sÏ kh¶o s¸t sù ph©n r· vµ kÕt hîp h¹t nh©n.

Ph©n r· lµ qu¸ tr×nh mét h¹t nh©n cña mét nguyªn tö t¸ch thµnh hai h¹t nh©n nhá h¬n. KÕt hîp lµ qu¸ tr×nh hai h¹t nh©n nhá h¬n kÕt hîp víi nhau t¹o ra mét h¹t nh©n lín h¬n.

H¹t nh©n cña mét nguyªn tö ®îc t¹o thµnh bëi mét sè h¹t nhá h¬n gäi lµ nucleon. Khi c¸c nucleon kÕt hîp víi nhau t¹o thµnh mét h¹t nh©n, mét lîng n¨ng l-îng nµo ®ã ®îc gi¶i phãng. Nh mét hÖ qu¶, phÇn n¨ng lîng ®ã (gäi lµ n¨ng lîng liªn kÕt) ®îc ®ßi hái ®Ó chia mét h¹t nh©n thµnh c¸c nucleon riªng rÏ. N¨ng l îng liªn kÕt nµy cã thÓ thÊy dùa vµo sù chªnh lÖch vÒ khèi lîng gi÷a h¹t nh©n vµ tæng khèi lîng c¸c nucleon cña nã sö dông ph¬ng tr×ng næi tiÕng cña Einstein E = mc2, trong ®ã c lµ vËn tèc ¸nh s¸ng. Sö dông nã ta cã thÓ t×m ra biÓu thøc cho khèi lîng h¹t nh©n theo n¨ng lîng liªn kÕt vµ khèi lîng c¸c nucleon kÕt hîp:

( Khèi lîng h¹t nh©n ) x c2 = ( Khèi lîng c¸c nucleon liªn kÕt ) x c2 – N¨ng lîng liªn kÕt

Trong ®å thÞ díi ®©y, n¨ng lîng liªn kÕt trung b×nh cho mçi nucleon trong h¹t nh©n ®îc vÏ dùa vµo tæng sè nucleon trong h¹t nh©n. Chó ý r»ng MeV (mega-electron volts) lµ ®¬n vÞ ®o n¨ng lîng.

a. Mét h¹t nh©n t¬ng øng ph©n r· t¹o thµnh hai h¹t nh©n nhá h¬n b»ng nhau. NÕu h¹t nh©n lín h¬n cã n¨ng lîng liªn kÕt lµ 50 MeV vµ h¹t nh©n nhá h¬n cã n¨ng lîng liªn kÕt 40 MeV mçi h¹t th× ®ã gi¶i phãng n¨ng lîng hay thu n¨ng lîng? Bao nhiªu n¨ng lîng sÏ ®îc to¶/thu? ( KÕt qu¶ tÝnh theo MeV) (2 ®iÓm)b. Gi¶i thÝch vÒ ®å thÞ trªn t¹i sao h¹t nh©n lín h¬n cã thÓ ph©n r· mµ kh«ng cÉn nguèn n¨ng lîng bªn ngoµi nhng h¹t nh©n nhá h¬n (<50 nucleon) kh«ng thÓ. Cho r»ng c¸c s¶n phÈm cña sù ph©n r· cã cïng sè nucleon. (3 ®iÓm)c. Ph¶n øng ph©n r· cã thÓ gi¶i phãng n¨ng lîng kh«ng? T¹i sao? NÕu cã, tÝnh xÊp xØ sè nucleon nhá nhÊt (hoÆc lín nhÊt) ®Ó hai h¹t nh©n gièng nhau kÕt hîp víi nhau gi¶i phãng n¨ng lîng.(2,5 ®iÓm)d. NÕu mét h¹t nh©n Uranium víi 236 nucleon ph©n r· thµnh hai h¹t nh©n víi 118 nucleon mçi h¹t. N¨ng lîng ®îc gi¶i phãng trong ph¶n øng nµy lµ bao nhiªu? (KÕt qu¶ tÝnh theo MeV) (2,5 ®iÓm)Chó ý: N¨ng lîng t¬ng ®¬ng cña khèi lîng cña mét nucleon kh«ng ph¶i mét phÇn cña h¹t nh©n lµ:

mnucleon = 938 MeV

C©u 13:Coi trùc th¨ng bay ë mét ®é cao nµo ®ã so víi mÆt ®Êt.

a. VÏ biÓu ®å mét vËt thÓ tù do chØ râ c¸c lùc t¸c dông vµo trùc th¨ng. (1,5 ®iÓm)b. Lùc nµo ¶nh hëng ngîc víi träng lùc ®Ó gi÷ trùc th¨ng trªn kh«ng? T¸c nh©n g©y nªn lùc ®ã t¸c dông vµo trùc th¨ng? (1,5 ®iÓm)

Lùc nµy ®ßi hái ®Ó trùc th¨ng bay ®îc b»ng víi lùc híng xuèng g©y ra cho kh«ng khÝ bëi c¸nh qu¹t trùc th¨ng quay víi vËn tèc trung b×nh v, t¸c ®éng th¼ng ®øng xuèng díi kh«ng khÝ ngay díi c¸nh qu¹t.

c. T×m biÓu thøc cho tèc ®é R t¹i ®ã kh«ng khÝ thæi qua c¸nh qu¹t (khèi l îng trªn mét ®¬n vÞ thêi gian) theo vËn tèc kh«ng khÝ c, tØ träng kh«ng khÝ vµ diÖn tÝch quÐt bëi c¸nh qu¹t. (1 ®iÓm)

d. Chøng minh r»ng lùc t¸c dông bëi c¸nh qu¹t trùc th¨ng lªn kh«ng khÝ lµ (1 ®iÓm)e. Mét trùc th¨ng ®Æc biÖt cã thÓ bay nÕu ®éng c¬ cña nã sinh ra mét lùc P. Mét m« h×nh mÉu gièng víi trùc th¨ng ®Çu tiªn ®îc x©y dùng, b»ng mét nöa m« h×nh (tÊt c¶ c¸c kÝch thíc). Sö dông kÕt qu¶ tõ nh÷ng phÇn tríc, lùc c¬ häc P’ tÝnh theo P ®ßi hái ®Ó chiÕc trùc th¨ng nhá nµy bay ®îc? (5 ®iÓm)

C©u 14:C©u hái nµy ®Ò cËp ®Õn hai khÝ cÇu vµ hai xilanh khÝ. Mét xi lanh chøa

khÝ He, mét khÝ ®¬n nguyªn tö cã khèi lîng ph©n tö 4 g.mol-1. Xilanh cßn l¹i chøa N2, mét khÝ hai nguyªn tö cã khèi lîng ph©n tö 28 g.mol-1. Hai khÝ cÇu gièng nhau, mçi qu¶ ®îc nèi víi mét xi lanh. C¶ hai khÝ ®Òu cã thÓ coi lµ khÝ lÝ tëng, hai xilanh nÆng b»ng nhau. C¸c khÝ lÝ tëng cã ®Æc tÝnh lµ ph©n tö cña nã kh«ng t-¬ng t¸c víi c¸c khÝ kh¸c qua va ch¹m ®µn håi, vµ do ®ã ¸p suÊt trong mçi thïng ®ùng khÝ lÝ tëng tØ lÖ nghÞch víi thÓ tÝch vµ tØ lÖ thuËn víi nhiÖt ®é vµ sè mol khÝ.a. KhÝ cÇu nµo sÏ ph×nh lªn nhanh h¬n khi c¸c xi lanh më ra? Gi¶i thÝch cÈn thËn c¸c lËp luËn, sö dông c¸c luËn cø vËt lý. (4 ®iÓm) C¶ hai khÝ cÇu ®Òu ®îc lµm c¨ng víi cïng sè mol khÝ n.b. So s¸nh kÝch thíc cña khÝ cÇu chøa He vµ khÝ cÇu chø N2, khÝ cÇu nµo lín h¬n? Gi¶i thÝch c©u tr¶ lêi. (1 ®iÓm)

Mét ®Æc tÝnh quan träng cña mét khÝ lÝ tëng, vµ qu¶ thùc cña nhiÒu hÖ thèng kh¸c trong vËt lý, lµ bËc cña kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng mµ hÖ thèng chiÕm h÷u. Mçi bËc cña kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng t¬ng ®¬ng víi mét híng kh¶ thi ®Ó khÝ cã thÓ dù tr÷ n¨ng lîng. Ph©n tö cã thÓ dù tr÷ n¨ng lîng qua tÞnh tiÕn (chuyÓn ®éng tuyÕn tÝnh), theo 3 híng kh¸c nhau vµ lu©n phiªn. KhÝ ®¬n nguyªn tö kh«ng thÓ dù tr÷ n¨ng lîng lu©n phiªn v× chóng ®Òu nh nhau. C¸c khÝ 2 nguyªn tö cã thÓ dù tr÷ n¨ng lîng b»ng c¸ch quay trßn theo 2 híng kh¸c nhau.

Chóng ta sÏ lµm nãng c¸c khÝ cÇu, nhng kh«ng qu¸ nãng, vµ cho r»ng ¸p suÊt cña khÝ bªn trong c¶ hai khÝ cÇu kh«ng ®æi. C«ng suÊt lµm nãng ph©n tö gam (tæng lîng nhiÖt ®ßi hái ®Ó t¨ng nhiÖt ®é cña mét mol khÝ bëi 1kWh) cña

mét khÝ lÝ tëng ë ¸p suÊt kh«ng ®æi ®îc ®a ra bëi c«ng thøc , trong ®ã f lµ bËc cña kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng cña khÝ cßn R lµ h»ng sè khÝ chung.

Hai khÝ cÇu ®îc lµm nãng b»ng c¸ch cung cÊp cïng lîng nhiÖt H (nhiÖt lîng) cho mçi qu¶.

c. T×m biÓu thøc cho nhiÖt ®é cuèi cïng cña c¸c chÊt khÝ trong c¶ hai khÝ cÇu theo nhiÖt ®é ban ®Çu T vµ c¸c biÕn sè ë trªn.(3 ®iÓm)

d. Tõ ®ã t×m sù kh¸c biÖt gi÷a thÓ tÝch cña hai khÝ cÇu sau khi lµm nãng.

C©u 15:Tia X ®îc t¹o thµnh bëi ¸nh s¸ng n¨ng lîng cao, cã thÓ sö dông trong m« t¶ y

khoa vµ ®Ó nghiªn cøu cÊu tróc c¸c chÊt r¾n. Nã ®îc sö dông v× tia X cã bíc sãng rÊt ng¾n vµ do ®ã cã Ých cho nghiªn cøu c¸c vËt rÊt nhá sö dông sù giao thoa vµ sù nhiÔu x¹ cña tia X. Coi tia X cã bíc sãng tíi trong mét tinh thÓ nh h×nh vÏ duíi ®©y

Kho¶ng trèng gi÷a c¸c líp cña nguyªn tö cã thÓ ®îc t×m thÊy b»ng c¸ch ®o gãc mµ t¹i ®ã giao thoa xuÊt hiÖn.a. VÏ mét biÓu ®å chØ râ sù kh¸c nhau vÒ ®êng ®i gi÷a 2 tia ph¶n chiÕu ë trªn.(1 ®iÓm)b. T×m mét biÓu thøc cho sù kh¸c biÖt vÒ ®êng ®i gi÷a 2 tia. (1 ®iÓm)

c. T×m ®iÒu kiÖn gãc tíi ®îc ®Þnh râ ë biÓu ®å trªn cho sù giao thoa x¶y ra. (1 ®iÓm)d. Coi mét tinh thÓ cã kho¶ng trèng 5,5 x 10-10m gi÷a c¸c líp cña nguyªn tö. Tia tíi

X cã bíc sãng . T×m hai gãc nhá nhÊt (theo ®é) mµ t¹i ®ã x¶y ra giao thoa cña tia X ph¶n chiÕu. (1 ®iÓm)Mét tinh thÓ cã kh¶ n¨ng ph¶n øng cao ®îc dù tr÷ duíi dÇu ®Ó phßng nã bÞ oxi ho¸ g©y næ trong kh«ng khÝ. DÇu cã sè mò ph¶n øng lµ 1,6 cho tia X. Tia X cã b íc

sãng ®îc dïng ®Ó t×m kho¶ng trèng gi÷a c¸c líp cña nguyªn tö trong tinh thÓ nµy. Nguån tia X vµ m¸y dß ®îc s¾p xÕp nh h×nh vÏ díi ®©y víi vËt mÉu ®îc gi÷ díi líp dÇu khi ®o.

e. T×m mét biÓu thøc cho gãc tíi trªn mÆt dÇu mµ t¹i ®ã x¶y ra giao thoa ¸nh s¸ng. VÏ mét biÓu ®å minh häa nÕu cÇn. (2 ®iÓm)

f. Gãc gi÷a bÒ mÆt dÇu vµ ®êng tíi m¸y dß ®Ó x¶y ra giao thoa lµ 6,80 cho gãc ®Çu tiªn, t¹i ®ã giao thoa x¶y ra. TÝnh kho¶ng trèng gi÷a mÆt tinh thÓ cña nguyªn tö. ChØ râ c¶ qu¸ tr×nh lµm bµi bao gåm mét biÓu ®å. Yªu cÇu vÏ biÓu ®å to vµ râ rµng. (4 ®iÓm).

C©u 16:Mét häc sinh d¸m nghÜ d¸m lµm cã mét bé su tËp m¸y b¾n bãng. Chóng

b¾n ra nh÷ng qu¶ cÇu mang ®iÖn ©m cã khèi lîng m vµ ®iÖn tÝch –q. M¸y gåm cã hai tÊm kim lo¹i, mét tÊm nèi víi mét nguån cung cÊp ®iÖn ¸p cßn tÊm kia nèi víi ®Êt (®iÖn thÕ b»ng 0). C¸c qu¶ cÇu ®îc lµm nhanh thªm tõ tr¹ng th¸i nghØ ë mét tÊm vÒ phÝa tÊm kia, sau ®ã rêi khái m¸y víi vËn tèc v nµo ®ã tõ mét lç nhá trªn tÊm. Mçi thiÕt bÞ ®a ra mét dßng ®iÖn i bÊt chÊp ®iÖn thÕ kh¸c nhau gi÷a hai tÊm.

Häc sinh ®ã nèi N cña nh÷ng thiÕt bÞ nµy tíi mét m¸y ph¸t ®iÖn cung cÊp mét ®iÖn thÕ d¬ng V kh«ng ®æi (®èi víi ®Êt) bëi mét d·y b¶ng n¨ng lîng. §iÖn trë gi÷a mét b¶ng víi c¸i tiÕp theo (vµ gi÷a m¸y ph¸t ®iÖn víi b¶ng ®Çu tiªn) lµ r. Mçi tÊm b¶ng sau ®ã cã mét bé m¸y vµ mét b¶ng kh¸c c¾m vµo nã, trõ b¶ng cuèi cïng chØ cã mét m¸y.

a. VÏ mét biÓu ®å cña thiÕt bÞ chØ ra hai tÊm kim lo¹i, chØ ra tÊm nµo tÝch ®iÖn d¬ng vµ tÊm nµo b»ng 0, vÏ ®iÖn trêng vµ híng cña gia tèc cña mét trong hai qu¶ cÇu. (1 ®iÓm)

b. NÕu c¸c qu¶ cÇu cã vËn tèc Ýt nhÊt lµ v khi chóng rêi m¸y, t×m ®iÖn thÕ nhá nhÊt cÇn ®Ó t¸c dông vµo tÊm tÝch ®iÖn d¬ng. (1 ®iÓm)

c. C¸c thiÕt bÞ ®îc nèi nh miªu t¶ bªn trªn. VÏ mét s¬ ®å m¹ch biÓu diÔn trêng hîp nµy. Thay thÕ ®iÖn trë gi÷a c¸c tÊm b¶ng b»ng nh÷ng ®iÖn trë, m¸y ph¸t ®iÖn b»ng acqui, vµ m¸y b¾n bãng b»ng nh÷ng vßng trßn víi ch÷ “B” bªn trong. ChØ ra dßng ®iÖn ch¹y qua c¸c thiÕt bÞ. (Chó ý kh«ng cÇn chØ ra tÊt c¶ cña m¸y, chØ mét ®«i ®Ó m« h×nh râ rµng) (1,5 ®iÓm)

d. Tæng dßng ®iÖn ch¹y qua ®iÖn trë ®Çu tiªn lµ bao nhiªu, tøc lµ gi÷a m¸y ph¸t ®iÖn vµ m¸y ®Çu tiªn.(1 ®iÓm)

e. HiÖu ®iÖn thÕ qua ®iÖn trë ®Çu tiªn nµy lµ bao nhiªu? tõ ®ã t×m ®iÖn thÕ cung cÊp cho thiÕt bÞ ®Çu tiªn? (1,5 ®iÓm)

f. §iÖn thÕ cung cÊp cho thiÕt bÞ cuèi cïng (thø N) trong d·y trªn? (2 ®iÓm)

g. Häc sinh ®ã cã thÓ nèi bao nhiªu thiÕt bÞ tríc khi thiÕt bÞ cuèi cïng trong d·y kh«ng ®ñ kh¶ n¨ng lµm c¸c qu¶ cÇu ®¹t vËn tèc v? (2 ®iÓm)

Gîi ý to¸n häc:

§¸p ¸nPhÇn A

C©u 1: D. VËn tèc t¹i A thÊp h¬n vËn tèc t¹i B vµ gia tèc t¹i A b»ng gia tèc t¹i B.C©u 2: A. 1/4 RC©u 3: EC©u 4: A. 1,8 m.s-1

C©u 5: A. 0 (A)C©u 6: A. Sù kh¸c biÖt vÒ tÇn sè cña ¸nh s¸ng tô häp t¹i nh÷ng gãc kh¸c nhau trªn bÒ mÆt thñy tinh, nghÜa lµ chóng khóc x¹ t¹i nh÷ng gãc kh¸c nhau, theo ®Þnh luËt cña Snell.C©u 7: A. Cã thÓ.C©u 8: A. 0,33 cm2.s.g-2

C©u 9: D. E = 6vdC©u 10: A. Khi hép ®ùng ®µo ®îc nhÊn ch×m vµo vµo níc, sè ghi trªn lß xo c©n b»ng gi¶m vµ sè ghi trªn c©n t¨ng.

PhÇn B

C©u 11:a) Khi vßng trßn l¨n, mçi ®iÓm trªn ®êng trßn tíi tiÕp xóc víi mÆt ®Êt. Khi t©m vßng trßn chuyÓn ®éng mét kho¶ng d, ®iÓm cña ®êng trßn tiÕp xóc víi ®Êt c¸ch ®êng trßn d. H×nh vÏ díi ®©y minh ho¹ ®iÒu ®ã.

Vßng trßn ph¶i chuyÓn ®éng hÕt ®é dµi chu vi cña nã ®Ó mét ®iÓm tiÕp xóc víi mÆt ®Êt mét lÇn n÷a.Vßng trßn chuyÓn ®éng víi vËn tèc v kh«ng ®æi nªn thêi gian ®Ó nã ®i hÕt qu·ng ®êng d:

Thêi gian ®Ó mét ®iÓm trªn vßng tiÕp xóc víi ®Êt mét lÇn n÷a lµ:

b) NÕu T lµ thêi gian cho mét vßng quay th× sè vßng quay trong mét gi©y lµ n = 1/T.Do ®ã:

Tæng ®éng n¨ng cña mét vËt b»ng tæng ®éng n¨ng quay víi ®éng n¨ng cña chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn (tuyÕn tÝnh). §éng n¨ng quay cña mét vËt ®îc tÝnh b»ng ®éng n¨ng cña vËt nÕu vËn tèc tÞnh tiÕn b»ng 0. T¬ng tù, ®éng n¨ng cña chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn ®îc tÝnh b»ng ®éng n¨ng cña vËt khi nã kh«ng quay. c) NÕu vËn tèc tÞnh tiÕn cña vßng trßn b»ng 0 nhng nã vÉn quay n lÇn mçi gi©y , vËn tèc cña mçi ®iÓm trªn vßng trßn cã thÓ lµ kho¶ng c¸ch nã ®i ®îc trong mét lÇn quay vßng sè vßng quay trong mét gi©y.

Do ®ã vµ tõ ®ã tÊt c¶ khèi lîng cña vßng trßn ë chu vi cña nã , ®éng n¨ng quay cña vßng trßn:

d) §éng n¨ng tÞnh tiÕn cña vßng trßn:

Tæng ®éng n¨ng cña vßng trßn:

Sö dông biÓu thøc cho n tõ phÇn b:

e) Ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n nhÊt ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy lµ sö dông b¶o toµn n¨ng lîng. T¹i ®Ønh ®åi, vßng trßn kh«ng cã ®éng n¨ng vµ cã mét thÕ n¨ng hÊp dÉn cao h¬n ë ch©n ®åi. §Ó thuËn tiÖn, coi thÕ n¨ng hÊp dÉn t¹i ch©n ®åi b»ng 0.

Khi vßng trßn ë trªn ®Ønh cña ®åi, thÕ n¨ng hÊp dÉn Utop = mgh vµ Ktop = 0.Khi vßng trßn t¹i ch©n ®åi, Ubottom= 0 vµ Kbottom= mv.2

§Þnh luËt b¶o toµn n¨ng lîng:

Do ®ã mgh = mv2 vµ vËn tèc t¹i ch©n ®åi

f) NÕu vßng trßn trît kh«ng l¨n, ®éng n¨ng tÞnh tiÕn cña nã b»ng tæng ®éng n¨ng nªn:

§iÒu ®ã cã nghÜa hai vßng trßn gièng nhau, mét trît vµ mét l¨n kh«ng trît, víi cïng vËn tèc kh«ng cã cïng ®éng n¨ng. Vßng l¨n cã ®éng n¨ng lín h¬n.

Khi c¸c vßng trßn xuèng ®åi, thÕ n¨ng hÊp dÉn biÕn ®æi thµnh ®éng n¨ng nªn t¹i ch©n ®åi chóng cã cïng ®éng n¨ng vµ vßng l¨n cã vËn tèc thÊp h¬n.

Mét c¸ch ®Þnh lîng, theo ®Þnh luËt b¶o toµn n¨ng lîng ë phÇn e:

Do ®ã, vËn tèc cuèi cïng t¹i ch©n ®åi: nÕu vßng trßn trît.VËn tèc nµy lín h¬n vËn tèc tÝnh trong phÇn e ë trªn.

C©u 12:NÕu ta gäi h¹t nh©n lín h¬n lµ A vµ h¹t nh©n nhá h¬n (h¹t nh©n con) lµ B

th× qu¸ tr×nh trong c©u hái nµy cã thÓ ®îc biÓu diÔn bëi ph¬ng tr×nh: H¹t nh©n A cã n¨ng lîng liªn kÕt 50 MeV, mçi h¹t nh©n B cã n¨ng lîng liªn kÕt 40 MeV. Do ®ã, hai h¹t nh©n B cã n¨ng lîng liªn kÕt lµ 80 MeV. §iÒu ®ã cã nghÜa ®Ó t¹o thµnh h¹t nh©n A tõ hai nucleon cÇn gi¶i phãng 50 MeV, trong khi t¹o thµnh hai h¹t nh©n B cÇn gi¶i phãng 80 MeV. Kh«ng nucleon nµo t¨ng lªn hay mÊt ®i trong qu¸ tr×nh nµy, n¨ng lîng 30 MeV ph¶i ®îc gi¶i phãng.

b) Khi h¹t nh©n lín (h¬n 100 nucleon) ph©n r·, h¹t nh©n con nhá h¬n sÏ cã n¨ng l-îng liªn kÕt lín h¬n mçi nucleon (theo ®å thÞ), vµ do ®ã, qu¸ tr×nh gi¶i phãng n¨ng lîng. NÕu h¹t nh©n nhá (díi 50 nucleon) ph©n r·, n¨ng lîng liªn kÕt mçi nucleon cña h¹t nh©n con sÏ nhá h¬n n¨ng lîng liªn kÕt cña h¹t nh©n mÑ. Do ®ã, qu¸ tr×nh nµy ®ßi hái nguån n¨ng lîng tõ bªn ngoµi ®Ó x¶y ra vµ sÏ kh«ng tù ®éng x¶y ra.

c) Mét ph¶n øng kÕt hîp cã thÓ gi¶i phãng n¨ng lîng. Khi hai h¹t nh©n nhá kÕt hîp víi nhau, n¨ng lîng liªn kÕt cña chóng cã thÓ t¨ng. VÝ dô, khi hai h¹t nh©n , mçi h¹t cã 5 nucleon kÕt hîp víi nhau vµ t¹o thµnh mét h¹t nh©n víi 10 nucleon, tæng n¨ng lîng liªn kÕt t¨ng tõ 2 x 2 x 5 MeV= 50 MeV ®Õn 10 x 7 MeV = 70 MeV, do ®ã 20 MeV n¨ng lîng sÏ ®îc gi¶i phãng trong qu¸ tr×nh nµy.NÕu tæng n¨ng lîng liªn kÕt cña hai h¹t nh©n gièng hÖt nhau lín h¬n n¨ng lîng liªn kÕt cña mét h¹t nh©n lín gÊp ®«i hai h¹t nh©n ®ã, sù kÕt hîp cña hai h¹t nh©n nhá sÏ thu n¨ng lîng. Gi¸ trÞ lín nhÊt trªn b¶ng lµ t¹i 50 nucleon, sù kÕt hîp cña hai h¹t nh©n, mçi h¹t 25 nucleon, sÏ gi¶i phãng n¨ng lîng; trong khi sù kÕt hîp cña hai h¹t nh©n, mçi h¹t 50 nucleon, sÏ thu n¨ng lîng. Do ®ã, sè nucleon lín nhÊt mçi h¹t nh©n cã thÓ cã cho mét ph¶n øng kÕt hîp gi÷a chóng gi¶i phãng n¨ng lîng ë gi÷a kho¶ng 25 ®Õn 50 nucleon. Tõ ®å thÞ, nhËn thÊy c©u tr¶ lêi chÝnh x¸c lµ 40 nucleon, tuy nhiªn toµn bé ®iÓm sÏ dµnh cho chó ý r»ng c©u tr¶ lêi b¾t buéc ph¶i ë gi÷a 25 ®Õn 50 nucleon. d) Theo ®å thÞ, Uranium cã n¨ng lîng liªn kÕt xÊp xØ 7,5 MeV mçi nucleon, vµ mét h¹t nh©n víi 118 nucleon sÏ cã n¨ng lîng liªn kÕt xÊp xØ 8,5 MeV mçi nucleon. §©y lµ sù chªnh lÖch 1 MeV mçi nucleon. Khi n¨ng lîng liªn kÕt t¨ng, qu¸ tr×nh nµy sÏ gi¶i phãng n¨ng lîng. Tæng n¨ng lîng gi¶i phãng lµ 236 nucleon x 1 MeV/nucleon = 236 MeV.

C©u 13:Coi trùc th¨ng bay ë mét ®é cao nµo ®ã so víi mÆt ®Êt.

a. VÏ biÓu ®å mét vËt thÓ tù do chØ râ c¸c lùc t¸c dông vµo trùc th¨ng. (1,5 ®iÓm)

Trong ®ã FnÆng= mg lµ lùc hÊp dÉn t¸c dông híng xuèng vµo trùc th¨ng vµ Fkh«ng khÝ lµ lùc kh«ng khÝ t¸c dông lªn trùc th¨ng, ®Èy trùc th¨ng ®i lªn. Mäi lùc híng lªn hîp lÝ ®Òu ®îc chÊp nhËn nh mét c©u tr¶ lêi ®óng.

b. Lùc t¸c dông ngîc víi lùc hÊp dÉn ®Ó ®Èy trùc th¨ng ®i lªn lµ ph¶n lùc cña kh«ng khÝ bÞ ®Èy xuèng bëi c¸nh qu¹t. Theo ®Þnh luËt III Newton, tõ khi kh«ng khÝ bÞ ®Èy xuèng bëi c¸nh qu¹t, c¸nh qu¹t ph¶i bÞ ®Èy lªn bëi kh«ng khÝ. Do ®ã, kh«ng khÝ sinh ra lùc nµy.

Lùc nµy ®ßi hái ®Ó trùc th¨ng bay ®îc b»ng víi lùc híng xuèng g©y ra cho kh«ng khÝ bëi c¸nh qu¹t trùc th¨ng quay víi vËn tèc trung b×nh v, t¸c ®éng th¼ng ®øng xuèng díi kh«ng khÝ ngay díi c¸nh qu¹t.c. Lîng kh«ng khÝ ®i ra khái c¸nh qu¹t theo h×nh trô, víi diÖn tÝch A lµ diÖn tÝch quÐt bëi c¸nh qu¹t, ë mét ®é cao h tuú ý. Lîng kh«ng khÝ qua c¸nh qu¹t trªn mét ®¬n vÞ thêi gian lµ

trong ®ã v lµ vËn tèc cña kh«ng khÝ qua c¸nh qu¹t.

§Ó biÕt ®îc khèi lîng tiªu thô, ta chØ cÇn nh©n ®¬n gi¶n víi tØ träng ®îc .Chó ý r»ng cã thÓ suy ra ®îc b»ng c¸ch sö dông ph©n tÝch thø nguyªn. Mäi ph¬ng ph¸p hîp lÝ ®Òu ®îc cho ®iÓm.

d. VÊn ®Ò nµy ®ßi hái ®Þnh nghÜa cña lùc còng nh tØ lÖ thay ®æi cña ®éng l-îng:

Sö dông ®Þnh nghÜa vÒ ®éng lîng p = mv , ta cã thÓ viÕt:

Mét lÇn n÷a, mäi ph¬ng ph¸p hîp lÝ ®Òu ®îc cho ®iÓm.

e. C¸i chóng ta ®ang t×m kiÕm ë ®©y lµ mèi quan hÖ gi÷a lùc vµ chiÒu dµi, tØ lÖ gi÷a lùc vµ chiÒu dµi theo c¸c híng cña trùc th¨ng nh thÕ nµo?Ta cã thÓ b¾t ®Çu víi P = Fv, lùc cÇn ph¶i b»ng víi lùc sinh ra bëi kh«ng khÝ nh©n víi vËn tèc cña kh«ng khÝ. Lùc nµy Ýt nhÊt ph¶i b»ng träng l îng cña trùc th¨ng –mg. Nªn lùc ®ã tØ lÖ : .

B©y giê chóng ta cÇn biÕt v biÕn thiªn theo l nh thÕ nµo. Chóng ta cã thÓ sö dông

biÓu thøc cho lùc tõ phÇn d . Tõ ®ã ta cã thÓ nãi r»ng . V× kh«ng

phô thuéc vµo chiÒu dµi, vµ diÖn tÝch tØ lÖ víi l2, ta cã thÓ nãi r»ng , do ®ã

hoÆc .

Trë l¹i víi P = Fv, giê ta cã thÓ viÕt .Do ®ã nÕu tÊt c¶ c¸c kÝch thíc l trë thµnh 1/2 l, lùc cÇn ®¹t ®Õn

. Trong ®ã P lµ lùc cho trùc th¨ng kÝch thíc thËt.§iÓm tõng phÇn sÏ ®îc cho theo tØ lÖ ®óng thÝch hîp, vÝ dô khèi lîng hay diÖn tÝch.

C©u 14:a) V× hai xilanh nÆng b»ng nhau nªn xi lanh Heli chøa nhiÒu mol khÝ h¬n xilanh

Nit¬, do khèi lîng ph©n tö cña He nhá h¬n cña N2. Nªn, theo (®iÒu nµy ®· ®îc ®a ra b»ng lêi trong c©u hái) víi V vµ T kh«ng ®æi, ¸p suÊt cña xilanh He ph¶i lín h¬n rÊt nhiÒu cña xilanh N2. §iÒu nµy cho biÕt r»ng khÝ cÇu He sÏ c¨ng lªn nhanh h¬n, v× tèc ®é sÏ chiÕm u thÕ bëi sù chªnh lÖch ¸p suÊt bªn trong xilanh vµ bªn trong khÝ cÇu.C¶ hai khÝ cÇu ®Òu ®îc lµm c¨ng víi cïng sè mol khÝ n.

b) Mét lÇn n÷a sö dông mèi quan hÖ , lÇn nµy víi n vµ T gièng nhau cho c¶ hai khÝ cÇu, tÝch cña ¸p suÊt vµ thÓ tÝch ph¶i gièng nhau cho c¶ hai khÝ cÇu. V× hai khÝ cÇu gièng nhau nªn ¸p suÊt bªn trong chóng ph¶i gièng nhau, còng nhc¸c thµnh cã nh÷ng ®Æc ®iÓm gièng nhau, thÓ tÝch cña hai khÝ cÇu sÏ gièng nhau.

Mét ®Æc tÝnh quan träng cña mét khÝ lÝ tëng, vµ qu¶ thùc cña nhiÒu hÖ thèng kh¸c trong vËt lý, lµ bËc cña kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng mµ hÖ thèng chiÕm h÷u. Mçi bËc cña kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng t¬ng ®¬ng víi mét híng kh¶ thi ®Ó khÝ cã thÓ dù tr÷ n¨ng lîng. Ph©n tö cã thÓ dù tr÷ n¨ng lîng qua tÞnh tiÕn (chuyÓn ®éng tuyÕn tÝnh), theo 3 híng kh¸c nhau vµ lu©n phiªn. KhÝ ®¬n nguyªn tö kh«ng thÓ dù tr÷ n¨ng lîng lu©n phiªn v× chóng ®Òu nh nhau. C¸c khÝ 2 nguyªn tö cã thÓ dù tr÷ n¨ng lîng b»ng c¸ch quay trßn theo 2 híng kh¸c nhau.

Chóng ta sÏ lµm nãng c¸c khÝ cÇu, nhng kh«ng qu¸ nãng, vµ cho r»ng ¸p suÊt cña khÝ bªn trong c¶ hai khÝ cÇu kh«ng ®æi. C«ng suÊt lµm nãng ph©n tö gam (tæng lîng nhiÖt ®ßi hái ®Ó t¨ng nhiÖt ®é cña mét mol khÝ bëi 1kWh) cña

mét khÝ lÝ tëng ë ¸p suÊt kh«ng ®æi ®îc ®a ra bëi c«ng thøc , trong ®ã f lµ bËc cña kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng cña khÝ cßn R lµ h»ng sè khÝ chung.

Hai khÝ cÇu ®îc lµm nãng b»ng c¸ch cung cÊp cïng lîng nhiÖt H (nhiÖt lîng) cho mçi qu¶.

c) Tõ c©u hái ta cã ph¬ng tr×nh sau:

trong ®ã lµ ®é chªnh lÖch gi÷a nhiÖt ®é ban ®Çu vµ nhiÖt ®é cuèi cïng, H lµ nhiÖt thªm vµo, n lµ sè mol khÝ vµ Cp lµ nhiÖt dung ë ¸p suÊt kh«ng ®æi. S¾p ®Æt l¹i ta ®îc:

V× H, n vµ R kh«ng ®æi, chØ f lµ kh¸c cho hai khÝ; f = 3 cho He (ko cã n¨ng lîng quay) vµ f = 5 cho N2 (hai bËc lu©n phiªn). §iÒu nµy ®a ra ®¼ng thøc sau cho :

nªn

,

d) Bíc ®Çu tiªn ë ®©y lµ tÝnh thÓ tÝch t¨ng lªn cña mçi khÝ cÇu, sau ®ã tÝnh sù chªnh lÖch gi÷a chóng. Ta coi ¸p suÊt kh«ng ®æi, biÕt r»ng sè mol ko ®æi, nªn sö dông mèi quan hÖ tríc PV = nRT, thÓ tÝch ban ®Çu vµ thÓ tÝch cuèi cïng lµ:

nªn suy ra

Tãm l¹i, sö dông f = 3 cho He vµ f = 5 cho N2:

C©u 15:a) Nh×n h×nh vÏ ta thÊy phÇn in ®Ëm ngay t¹i thêi ®iÓm thay ®æi, kho¶ng c¸ch thªm tia b ph¶i ®i so víi tia a. Chó ý r»ng tia X tíi vµ ®i ra lµ song song, vµ thùc tÕ lµ giao thoa ë v« cïng. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tinh thÓ thuêng lµ 10 -9m, v« cïng cã thÓ xa vµi cm, t¹i vÞ trÝ cña nguån vµ m¸y dß.

b) Sö dông h×nh díi, hiÖu ®êng ®i ph¶i lµ :

vµ

và

c) §iÒu kiÖn x¶y ra sù giao thoa lµ ®é dµi hiÖu ®êng ®i ph¶i b»ng mét sè nguyªn lÇn bíc sãng, do ®ã tÊt c¶ c¸c sãng c¶n trë viÖc h×nh thµnh. Tõ ®ã ta ®ßi hái :

trong ®ã

d) Sö dông c«ng thøc trªn vµ s¾p xÕp l¹i ®Ó thu ®îc :

víi m = 1:

vµ do ®ã víi m = 2:

vµ do ®ã e) Nh×n vµo h×nh vÏ phÇn b. Sù kh¸c biÖt lµ bíc sãng b©y giê = kh«ng khÝ/ndÇu, trong ®ã lµ bíc sãng trong dÇu vµ kh«ng khÝ lµ bíc sãng trong kh«ng khÝ cña tia X, nªn gãc tíi sÏ ®îc tÝnh bëi c«ng thøc:

f) Nh×n vµo biÓu ®å díi ®©y. §Ó x¶y ra giao thoa trong dÇu, ®iÒu kiÖn vÒ hiÖu ®êng ®i trë thµnh:

trong ®ã lµ bíc sãng trong dÇu cßn kh«ng khÝ lµ bíc sãng trong kh«ng khÝ cña tia X,

vµ lµ gãc hîp bëi tia tíi víi bÒ mÆt dÇu. Ta ph¶i t×m :

Ta cã c¸c sè cho tÊt c¶ trong biÓu thøc nµy ngo¹i trõ gãc , ta cã thÓ tiÕn hµnh sö dông ®Þnh luËt cña Snell:

Nh×n vµo biÓu ®å díi. Gãc = 520.Thay sè, víi m = 1 cho gãc nhá nhÊt, ta ®îc:

nh×n toµn c¶nh:

cËn c¶nh ®Ó t×m gãc:

C©u 16:a) §iÖn trêng ¶nh hëng ®Õn híng cña sù gi¶m ®iÖn thÕ. C¸c qu¶ cÇu tÝch ®iÖn ©m sÏ chuyÓn tíi híng ngîc l¹i víi ®iÖn tr-êng.

b. N¨ng lîng t¨ng lªn bëi mét ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng qua mét ®iÖn trêng b»ng víi sè lÇn ®iÖn tÝch ©m cña hiÖu ®iÖn thÕ

gi÷a ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi: Trong trêng hîp nµy ta ®îc E= qV. B©y giê, n¨ng lîng nµy biÕn ®æi thµnh ®éng n¨ng, ®a ra:

trong ®ã m vµ v x¸c ®Þnh. §iÖn thÕ nhá nhÊt cÇn thiÕt ®Ó cã vËn tèc v, cho ta:

c.

d. Mçi m¸y t¹o ra mét dßng ®iÖn i. Do ®ã, víi N m¸y, vµ tõ khi tÊt c¶ c¸c dßng ®iÖn ch¹y qua ®iÖn trë ®Çu tiªn, tæng dßng qua ®iÖn trë ®Çu tiªn lµ Ni.e. Sö dông ®Þnh luËt Ohm, V = IR, hiÖu ®iÖn thÕ qua ®iÖn trë ®Çu tiªn lµ Nir. Do ®ã ®iÖn thÕ qua thiÕt bÞ ®Çu tiªn cña hÖ thèng lµ V – Nir.f. T¹i ®iÖn trë thø hai, cã mét dßng ®iÖn (N -1)i qua ®iÖn trë. Do ®ã, ®iÖn thÕ qua thiÕt bÞ thø hai lµ (N -1)ir, vµ ®iÖn thÕ g©y ra cho thiÕt bÞ thø hai lµ V – Nir - (N -1)ir. Tõ ®ã, ta cã thÓ tÝnh ®iÖn thÕ qua thiÕt bÞ cuèi cïng cña hÖ thèng:

Sö dông gîi ý, ta cã thÓ viÕt:

g. ThiÕt bÞ cuèi cïng cña hÖ thèng cÇn mét ®iÖn ¸p nhá nhÊt ®Ó b¾n qu¶ cÇu ra lµ:

Do ®ã:

C«ng thøc nµy cã thÓ ®a tíi ph¬ng tr×nh bËc hai cho N:

cho N ( vµ cho lêi gi¶i lµ sè d¬ng v× sè ©m lµ phi vËt lý):