Bài tập Vật lý 12 lạ và khó (có đáp án)

BÀI TẬP VẬT LÝ 12 LẠ VÀ KHÓ CÓ ĐÁP ÁN

Câu 1: Tổng công suất của nhà máy thủy điện Hòa Bình là 1920MW. Giả thuyết ta xây dựng một nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I cũng có công suất ấy, với tuabin có hiệu suất 40% chạy bằng nhiệt do một lò phản ứng hạt nhân sinh ra. Ta dung Urani đã làm giàu 20%( 1kg Urani chứa 20g U235). Hỏi mỗi tháng (30 ngày)  nhà máy cần tiêu thụ bao nhiêu kg Urani. Cho biết chỉ có 85% hạt nhân U235 sau khi hấp thụ nơtron  thì phân hạch, mỗi phân hạch tỏa năng lượng 200MeV. Chọn đáp án gần nhất

A.9000kg                                 B.10000kg                     C.8500kg                       D.7000kg

Câu 2: Lý thuyết về sự phân hạch cho rằng hạt nhân U235 sau khi hấp thụ một nơtron  thì bị kích thích, mới đầu chia thành hai hạt nhân trung gian ở cách nhau một khoảng d xâp xỉ bằng tổng bán kính của hai hạt nhân ấy : d=R₁+R₂=1,6.10^-14m. Khi ấy lực hạt nhân không còn tác dụng nữa, mà lực Culong làm hai hạt nhân trung gian bật ra. Trong quá trình bật này chúng phân rã thành các hạt nhân sản phẩm của sự phân rã và một số nơtron. Để  đơn giản cho rằng hai hạt nhân trung gian giống nhau, thế năng tĩnh điện của hai hạt( W_t=kq₁q₂/d ) chuyển thành động năng của chúng. Tính vận tốc của hai hạt trung gian

A.1,25.10⁷m/s                         B.10⁷m/s                        C. 2.10⁷m/s                    D.2.10⁸m/s 

Câu 3: Nơtron sinh ra trong sự phân hạch là nơtron nhanh( có động năng cỡ MeV). Để làm chậm nơtron người ta cho nó va chạm với hạt nhân của chất làm chậm. Giả sử m và v là khối lượng và vận tốc của nơtron, M là khối lượng của hạt nhân chất làm chậm( coi như đứng yên). Coi va chạm là đàn hồi và trực diện. Nơtron nhiệt là nơtron chậm có động năng cỡ kT, T là nhiệt độ khoảng 300K, k=1,38.10^-23J/K là hằng số Bôn xơ man. Tính số lần va chạm cần thiết để nơtron có động năng ban đầu 2MeV trở thành nơtron \(_{1}^{2}\textrm{D}\) nhiệt nếu chất làm chậm là hạt nhân Đơ tê ri  trong nước nặng D₂O

A.8 lần                                      B.7                                 C.9                                 D.6

Câu 4:  Theo Geiger, quãng đường l mà hạt α đi được trong không khí ở điều kiện chuẩn liên hệ với vận tốc ban đầu v₀ của nó bằng công thức l=a\({v_{0}}^{3}\), hằng số a=9,6.10^-28s³/cm². Bắn proton vào hạt nhân \(_{4}^{9}\textrm{Be}\)  ta được hạt nhân X và có hạt α phóng ra theo phương vuông góc với phương của đạn proton và đi được 6,4cm trong không khí ở điều kiện chuẩn. Phản ứng tỏa ra 2,28MeV. Tính  động năng của p và hạt mới sinh ra X:

A.K =11,86MeV, K_X=6,84MeV                                    B. K =12,86MeV, K_X=6,2MeV                  

C. K =12,86MeV, K_X=6,84MeV                                   D. K =11,86MeV, K_X=6,2MeV

Câu 5: Trên một sợi dây đàn hồi dài 54cm đang có sóng dừng với hai đầu cố định. Khi sợi dây duỗi thẳng có các điểm theo thứ tự N,O, M, K và B sao cho N là nút sóng, B là bụng gần N nhất, O là trung điểm của NB, M và K là các điểm thuộc đoạn OB, khoảng cách giữa M và K là 0,3cm. Trong quá trình dao động khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp để độ lớn li độ điểm B bằng biên độ dao động của điểm M là T/10 và thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp để độ lớn li độ điểm B bằng biên độ dao động của điểm K là T/15 (T là chu kỳ dao động của B). Tìm số điểm trên dây dao động cùng pha  cùng biên độ với O :

A.5                                     B.7                                      C.11                                  D.6

Câu 6:  Trên mặt nước tại hai điểm A,B cách nhau 40cm, người ta đặt hai nguồn đồng bộ thì khoảng cách hai cực đại gần nhất đo dọc theo AB là 0,8cm. Gọi M là điểm trên mặt nước sao cho MA=25cm, MB=22cm. Dịch chuyển B dọc theo phương AB và hướng ra xa A một khoảng 10cm thì trong quá trình dịch chuyển đó số lần điểm M dao động với biên độ cực đại là 

A. 5                                   B.8                                         C. 7                                 D.6

Câu 7: Trên mặt hồ nước yên lặng, tại hai điểm A,B cách nhau 3m có hai nguồn đồng bộ giống nhau dao động theo phương vuông góc với mặt nước với chu kỳ 1s. Các sóng sinh ra truyền trên mặt nước với tốc độ 1,2m/s. O là trung điểm của AB. Gọi P là một điểm rất xa so với khoảng cách AB và tạo Ox góc q (q=POx với Ox là trung trực của AB ). Khi P nằm trên đường cực tiểu gần trung trực AB nhất góc q có độ lớn:

A. 11,54⁰                          B. 23,58⁰                               C.61,64⁰                           D.0,4⁰

Câu 8:.Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước , hai nguồn sóng S₁ và S₂ cách nhau 11cm và dao động điều hào với phương trình u₁=u₂=5cos(100π t) mm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước v=0,5m/s và biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Chọn hệ trục xOy thuộc mặt phẳng mặt nước khi yên lặng, gốc O trùng với S₁  và S₂ nằm trên Ox. Trong không gian, phía trên mặt nước có một chất điểm dao động mà hình chiều (P) của nó với mặt nước chuyển động với phương trình quỹ đạo y=x+2 (cm) và   có tốc độ v=5\(\sqrt{2}\) cm/s. Ttrong thời gian t=2 s kể từ lúc (P) có tọa độ x=0 thì (P) cắt bao nhiêu vân cực đại trong vùng giao thoa.

A.14                                   B.13                                       C. 15                                 D.16

 Câu 9: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước , hai nguồn sóng A và B cách nhau 11cm và dao động điều hào với phương trình u₁=u₂=5cos(200πt) mm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước v=1,5m/s và biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Chọn hệ trục xOy thuộc mặt phẳng mặt nước khi yên lặng, gốc O trùng với B  và A nằm trên Ox. Điểm C trên trục Oy sao cho AB =2CB. Điểm D thuộc AC sao cho AC=3CD. Một chất điểm chuyển động thẳng đều từ D dọc theo tia dối với tia DB có tốc độ v=4\(\sqrt{2}\) cm/s. Trong thời gian t=2,5 s kể từ lúc chuyển động chất điểm  cắt bao nhiêu vân cực đại trong vùng giao thoa.

A. 6                                     B. 7                                       C. 5                                   D.4

Câu 10: Hai nguồn sóng A và B dao động cùng pha, cùng tần số nằm trên mặt chất lỏng. Giả sử biên độ sóng không đổi trong qua trình truyền sóng, khi có giao thoa quan sát thấy trên AB có 11 vân cực đại . Trên đường thẳng Ax vuông góc với AB có hai điểm M, N dao động với biên độ cực đại, với M là cực đại gần A nhất và N là ,cực đại xa A nhất. Biết AM=1,5cm và AN=31,02cm. Khoảng cách giữa hai nguồn AB là :

A. 11,2cm                            B.12,8cm                             C. 12,5cm                          D. 10cm

Câu 11: Cho hai nguồn kết hợp S₁ và S₂ trên mặt chất lỏng cách nhau 15cm dao động với các phương trình u₁=2cos10πt (cm), u₂=2cos10πt (cm). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng 10cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Điểm M nằm trên đường thẳng vuông góc với S₁S₂ tại S₂ cách S₁ là 25cm và cách S₂ là 20cm. Khoảng cách giữa hai điểm gần S₂ nhất và xa S₂ nhất có tốc độ dao động cực đại bằng 40π cm/s trên đoạn S₂M là

A. 16,12cm                           B. 17,19cm                         C. 14,71cm                         D. `13,55cm

Câu 12: Hai nguồn sóng A và B dao động cùng pha, cùng tần số nằm trên mặt chất lỏng. Giả sử biên độ sóng không đổi trong qua trình truyền sóng. Khoảng cách AB=12λ . Gọi N là điểm trên mặt nước sao cho BN vuông góc Ab và BN=9λ. Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn trên đoạn BN:

A.2                                        B.3                                      C.0                                      D. 6

Câu 13: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp O₁ và O₂ cách nhau 6cm dao động cùng biên độ và cùng pha với nhau. Chọn hệ trục tọa độ vuông góc xOy thuộc mặt nước với gốc tọa độ là vị trí đặt nguồn O₁ còn O₂ nằm trên trục Oy. Hai điểm P, Q nằm trên Ox có OP=4,5cm và OQ=8cm. Biết phần tử nước tại P không dao động còn phần tử nước tại Q dao động với biên độ cực đại. Gữa P và Q không còn cực đại nào khác. Tính bước sóng

A. 3,4cm                              B.2cm                                     C.2,5cm                            D.1,.1cm

Câu 14: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp O₁ và O₂ cách nhau 6cm dao động cùng biên độ và cùng pha với nhau. Chọn hệ trục tọa độ vuông góc xOy thuộc mặt nước với gốc tọa độ là vị trí đặt nguồn O₁ còn O₂ nằm trên trục Oy. Hai điểm P, Q nằm trên Ox có OP=4,5cm và OQ=8cm. Biết phần tử nước tại P không dao động còn phần tử nước tại Q dao động với biên độ cực đại. Gữa P và Q  còn một cực đại. Trên đoạn OP, điểm gàn P nhất mà các phần tử nước dao động với biên độ cực tiểu cách P một đoạn gần giá trị nào nhất:

A. 1,4cm                              B. 2cm                                    C. 2,5cm                            D. 3,1cm

Câu 15: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp O₁ và O₂ cách nhau 6cm dao động cùng biên độ và cùng pha với nhau. Chọn hệ trục tọa độ vuông góc xOy thuộc mặt nước với gốc tọa độ là vị trí đặt nguồn O₁ còn O₂ nằm trên trục Oy. Trên trục O có hai điểm P,Q đều nằm trên các vân cực đại sao cho hiệu đường đi đến hai nguồn lần lượt lớn nhất và nhỏ nhất, các hiệu đường đi đó tương ứng bằng 9cm và 3cm. Trên trục Ox khoảng cách giữa hai điểm dao động với biên độ cực đại gần O nhất là 5,5cm. Tung độ của nguồn O₂ là

A.3,5cm                               B.9cm                                   C.12cm                                 D.12,5cm 

Câu 16: Mặt Trời có công suất bức xạ toàn phần 3.8.10²⁶ W. Giả thiết sau mỗi giây trên Mặt TRời có 200 triệu tấn Hêli tạo ra do kết quả của chu trình cacbon-nito: \(4) _{1}^{1}\textrm{H} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{H} + 2e^{+}\). Chu trình này đóng góp bao nhiêu phần trăm vào công suất bức xạ của Mặt Trời. Biết mỗi chu trình tỏa ra năng lượng 26,8MeV.

A.32%                                  B.33%                                   C.34%                                  D.35%

Câu 17: Biết U²³⁵ có thể bị phân hạch theo phản ứng sau: \(_{0}^{1}\textrm{n} + _{92}^{235}\textrm{U} \rightarrow _{53}^{139}\textrm{Y} + k_{0}^{1}\textrm{n}\). Khối lượng các hạt tham gia phản ứng m_U=234,99322u, m_n=1,0087u, m_I=138,8970u, m_Y=93,89014u. Nếu có một lượng hạt nhân U²³⁵ đủ nhiều, giả sử ban đầu kích thích cho 10¹⁵ hạt U²³⁵ phân hạch để xảy ra phản ứng dây chuyền với hệ số nhân nơtron bằng 2. Năng lượng tỏa ra sau 19 phân hạch dây chuyền xảy ra đầu tiên là:

A.175,66MeV                      B.1,5.10¹⁰J                           C.1,76.10¹⁷MeV                  D.9,21.10²³MeV

Câu 18:  Radon ₈₆Rn²²² là chất phóng xạ α và chuyển thành hạt nhân X. Biết rằng sự phóng xạ này tỏa ra năng lượng 12,5MeV dưới dạng động năng hai hạt sinh ra. Cho biết tỉ lệ khối lượng của hạt nhân X và hạt α là 54,5. Trong thực tế người ta đo được động năng của hạt α là 11,74 MeV. Sự sai lệch kết quả tính toán và kết quả đo được giải thích là do có bức xạ ɣ . Tính năng lượng của bức xạ ɣ 

A.0,51 MeV                         B.0,51 MeV                          C.0,53 MeV                         D.0,54 MeV

Câu 19: Một chất phóng xạ được khảo sát bằng ống Geiger-Muller gắn với một máy đếm xung. Một người ghi lại kết quả sau:

Vì sơ ý nên một trong các số ghi bị sai. Số sai đó nằm ở cuối phút thứ mấy:

A.4                                B.2                                 C.8                                 D.6

Câu 20:  Radi ₈₈ Ra²²⁴ là chất phóng xạ α, lúc đầu có 10¹³ nguyên tử chưa bị phân rã. Các hạt He thoát ra ngoài được hứng lên một bản tụ điện phẳng có điện dung 0,1µF, bản còn lại nối đất. Giả sử mỗi hạt α sau khi đập vào bản tụ thì trở thành một nguyên tử He. Sau hai chu kỳ bán rã hiệu điện thế giữa hai bản tụ là:

A.12V                            B.1,2V                           C.2,4V                            D.24V

Câu 21:  Khi eletron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức E_n=-13,6/n²(eV), với n ∈ N*. Kích thích một đám hơi hiđrô loãng và đang ở trạng thái cơn bản bằng chùm sáng đơn sắc có bước sóng 101nm. Sau đó người ta chỉ quan sát được một vạch nhìn thấy có bước sóng 586nm. Tính hiệu số nhỏ nhất giữa các bước sóng mà đám hơi hiđrô này phát ra

A.94 nm                         B.391nm                        C.485nm                        D.81nm

Câu 22: Dùng chum electron (mỗi electron có động năng W) bắn phá khối hidro ở trạng thái cơ bản thì electron trong các nguyên tử có thể chuyển ra quỹ đạo xa nhất là quỹ đạo N. Khi eletron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức E_n=-13,6/n²(eV), với n ∈ N*.Giá trị của W có thể là:

A.12,74eV                      B.12,2eV                       C.13,056eV                    D.12,85eV

Câu 23: Trong thí Iang về giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,4µm, khoảng cách giữa hai khe là a=0,8mm. Gọi H là chân đường cao hại từ S₁ tới màn quan sát và tại H là một vân tối. Giữ cố định màn chứa hai khe, di chuyển từ từ màn quan sát ra xa và dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe thì chỉ có hai lần H đạt giá trị cực đại giao thoa. Khi dịch chuyển màn như trên, khoảng cách giữa hai vị trí của màn để H là cực đại giao thoa lần  đầu và cự tiểu giao thoa lần cuối là:

A.1,6m                           B.0,4m                           C.0,32m                          D.1,2m

Câu 24: Trong thí Iang về giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ra  ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5µm chiếu vào hai khe S₁ và S₂. Gọi M và N là hai điểm nằm về hai phía của vân trung tâm O trên màn. Biết OM=0,21cm, ON=0,23cm và góc S₁OS₂=10^-3 rad. Số vân sáng quan sát trên MN là

A.7                                B.9                                 C.8                                 D.10

Câu 25: Trong thí nghiệm Iang về giao thoa ánh sáng, trên màn quan sát tại hai điểm M và P là hai vân sáng.Biết đoạn MP=7,2cm đồng thời vuông góc với vân trung tâm và số vân sáng trên đoạn MP nằm trong khoảng từ 11 đến 15. Tại điểm N, cách M đoạn 2,7cm là vị trí của một vân tối. Số vân tối quan sát được trên MP là:

A.11                              B.12                               C.13                               D.14

Câu 26: Trong thí nghiệm Iang về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng S phát ra ánh sáng có bước  sóng λ₁. Trên màn quan sát, trên đoạn thẳng MN dài 20mm có 10 vân tối, M và N là hai vân sáng bậc lẻ. Thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ₂=2 λ₁ thì tại M là vị trí một vân giao thoa, số vân sáng trên đoạn MN lúc này là:

A.7                                B.5                                 C.8                                 D.6

Câu 27: Trong thí nghiệm Iang về giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là 0,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn 1m. Chiếu vào khe S đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng là 0,3 µm và 0,4 µm. Trên vùng rộng 10mm, mắt quan sát được tối đa bao nhiêu vị trí có vân sáng:

A.25                              B.17                               C.13                               D.30

Câu 28: Trong thí nghiệm Iang về giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn 2,5 m. Chiếu vào khe S đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng là λ₁  và λ₂= λ₁+0,1 µm.Khoảng cách gần nhất giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm là 7,5mm. Xác định λ₁

A.0,4 µm                        B.0,45 µm                      C.0,72 µm                      D.0,5 µm

Câu 29: . Trong thí nghiệm Iang về giao thoa ánh sáng, khe S phát ra đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là λ₁=0,42 µm,  λ₂=0,54 µm,  λ₃=0,588 µm. Khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Tìm vị trí vân tối gần vân trung tâm nhất:

A.13,23mm                    B.15,25mm                     C.13,88mm                    D.16,54mm

Câu 30: Trong thí nghiệm Iang về giao thoa ánh sáng, khe S phát ra đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là λ₁=0,42 µm,  λ₂=0,54 µm,  λ₃. Khoảng cách giữa hai khe là 1,8mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 4 m. Biết vị trí vân tối gần vân trung tâm nhất là vị trí vân tối thứ 14 của λ₃. Tính khoảng cách gần nhất từ vân trung tâm đến vân trùng của   λ₂,  λ₃ là:

A.54mm                         B.42mm                          C.33mm                          D.16mm