Giải Vật Lí 12 Bài 41: Cấu tạo vũ trụ

Thanh Dung Ngày: 29-04-2022 Lớp 12

1.3 K

Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Vật Lí lớp 12 Bài 41: Cấu tạo vũ trụ chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Cấu tạo vũ trụ lớp 12.

Giải bài tập Vật Lí Lớp 12 Bài 41: Cấu tạo vũ trụ

Câu hỏi và bài tập (trang 216, 217 SGK Vật Lí 12)

Bài 1 trang 216 SGK Vật Lí 12: Trình bày cấu tạo của hệ Mặt Trời?

Lời giải:

Cấu tạo của hệ Mặt Trời gồm: Mặt Trời, các hành tinh bay xung quanh theo thứ tự từ trong ra ngoài: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thiên vương tinh và Hải vương tinh và các vệ tinh của nó. Ngoài ra trong hệ mặt trời còn có các tiểu hành tinh, sao chổi và thiên thạch.

Bài 2 trang 216 SGK Vật Lí 12: Mặt Trời có vai trò gì trong hệ Mặt Trời?

Lời giải:

- Lực hấp dẫn của Mặt Trời đóng vai trò quyết định đến sự hình thành, phát triển và chuyển động của hệ.

- Mặt Trời là nguồn cung cấp năng lượng chính cho cả hệ.

- Nguồn năng lượng của Mặt Trời là phản ứng tổng hợp hạt nhân, trong đó các hạt nhân hidro được tổng hợp thành hạt nhân heli.

Bài 3 trang 216 SGK Vật Lí 12: Phân biệt hành tinh và vệ tinh.

Lời giải:

Hành tinh là một thiên thể lớn, quay quanh Mặt Trời; vệ tinh là một thiên thể nhỏ quay quanh hành tinh.

Ví dụ: Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời. Trái Đất là hành tinh.

Mặt Trời là vệ tinh của Trái Đất. Mặt trăng chuyển động quanh Trái Đất.

Bài 4 trang 216 SGK Vật Lí 12: Tiểu hành tinh là gì?

Lời giải:

Tiểu hành tinh là những thiên thể có kích thước rất nhỏ, nó chuyển động trên các quỹ đạo giữa quỹ đạo của Hỏa tinh và Mộc tinh.

Bài 5 trang 216 SGK Vật Lí 12: Những hành tinh nào thuộc nhóm Trái Đất và những hành tinh nào thuộc nhóm Mộc tinh? Nêu những đặc điểm chung của các hành tinh trong mỗi nhóm.

Lời giải:

Các hành tinh thuộc nhóm Trái Đất gồm Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh. Đó là các hành tinh nhỏ nhưng là các hành tinh rắn, có khối lượng nhỏ, nhưng khối lượng riêng lớn. Chúng có rất ít, hoặc không có vệ tinh. Nhiệt độ bề mặt tương đối cao.

Các hành tinh thuộc nhóm Mộc tinh gồm: Mộc tinh, Thổ tinh, Hải Vương tinh và Thiên Vương tinh. Chúng có kích thước lớn, khối lượng lớn, nhưng khối lượng riêng nhỏ. Chúng là những khối khí hoặc một nhân rắn bao bọc bởi khối khí dày. Chúng có nhiều vệ tinh.

Bài 6 trang 216 SGK Vật Lí 12: Sao chổi, thiên thạch, sao băng là gì? Sao băng có phải là một thành viên của hệ Mặt Trời hay không?

Lời giải:

- Sao chổi, thiên thạch đều là các thành viên của hệ Mặt Trời:

+ Sao chổi là những khối khí đóng băng lẫn với đá, chuyển động xung quanh Mặt Trời.

+ Thiên thạch là những tảng đá chuyển động quanh Mặt Trời.

- Khi thiên thạch bay vào khí quyển của Trái Đất, nó nóng sáng và bốc chảy gọi là sao băng.

Bài 7 trang 216 SGK Vật Lí 12: Thiên hà là gì? Đa số thiên hà có dạng cấu trúc nào? Nêu những thành viên của thiên hà.

Lời giải:

- Thiên hà là một hệ thống gồm nhiều loại sao và tinh vân.

- Đa số các thiên hà có dạng hình xoắn ốc. Một số có dạng elipxoit và một số có dạng elipxôit và một số ít có dạng không xác định.

- Các thành viên của một thiên hà gồm các sao (sao kềnh, sao chắt, sao đôi, sao mới, sao siêu mới), các punxa, các lỗ đen và các tinh vân.

Bài 8 trang 216 SGK Vật Lí 12: Ngân Hà có hình dạng gì ? Hệ Mặt Trời ở vị trí nào trong Ngân Hà?

Lời giải:

Thiên Hà của chúng ta gọi là Ngân Hà. Nó có dạng hình đĩa, phần giữa phồng to, ngoài mép dẹt. Ngân hà có cấu trúc dạng xoắn ốc.Mặt Trời nằm trên mặt phẳng vuông góc với trục Ngân Hà và cách trục khoảng $\frac{2}{3}$ bán kính.

Bài 9 trang 216 SGK Vật Lí 12: Người ta dựa vào đặc điểm nào dưới đây để phân các hành tinh trong hệ Mặt Trời làm hai nhóm?

Lời giải:

a. Khoảng cách đến Mặt Trời.

B. Nhiệt độ bề mặt hành tinh.

C. Số vệ tinh nhiều hay ít.

D. Khối lượng.

Phương pháp giải:

Các hành tinh được chia thành hai nhóm: nhóm Trái Đất và nhóm Mộc tinh.

+ Các hành tinh nhóm Trái Đất: là các hành tinh "nhỏ", có khối lượng riêng tương đối lớn.

+ Các hành tinh nhóm Mộc tinh: là các hành tinh "lớn". Khối lượng riêng của chúng rất nhỏ.

Đáp án D

Bài 10 trang 217 SGK Vật Lí 12: Hãy chỉ ra cấu trúc không là thành viên của một thiên hà ?

A. Sao siêu mới. B. Punxa.

C. Lỗ đen. D. Quaza.

Phương pháp giải:

Các quaza: vào đầu những năm 1960, người ta phát hiện ra một loại cấu trúc mới, nằm ngoài các thiên hà, phát xạ mạnh một cách bất thường các sóng vô tuyến và tia X; đặt tên là các quaza.

Lời giải:

Đáp án D

Cấu trúc không phải thành viên của một thiên hà là quaza.

Bài 11 trang 217 SGK Vật Lí 12: Khoảng cách từ Mặt Trăng và Trái Đất đến Mặt Trời coi như bằng nhau. Khoảng cách từ Mặt Trời đến Trái Đất coi như bằng 300 lần khoảng cách từ Mặt Trăng đến Trái Đất. Khối lượng Mặt Trời coi như bằng 300 000 lần khối lượng Trái Đất. Xét các lực hấp dẫn mà Mặt Trời và Trái Đất tác dụng lên Mặt Trăng. Lực nào lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần?

A. Hai lực bằng nhau

B. Lực hút do Mặt Trời nhỏ hơn

C. Lực hút do Mặt Trời bằng $\frac{3}{10}$ lực hút do Trái Đất.

D. Lực hút do Mặt Trời bằng $\frac{10}{3}$ lực hút do Trái Đất.

Công thức tính độ lớn lực hấp dẫn: $F = G \frac{m_{1} m_{2}}{R^{2}}$

Phương pháp giải:

Đáp án D

- Gọi : + R1 là khoảng cách từ Mặt Trời đến Mặt Trăng.

+ R2 là khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng.

+ m là khối lượng của Mặt Trăng.

+ m1 là khối lượng của Mặt Trời.

+ m2 là khối lượng của Trái Đất.

- Lực hấp dẫn do Mặt Trời tác dụng lên Mặt Trăng : $F_{1} = G \frac{m_{1} m}{R_{1}^{2}}$

- Lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên Mặt Trăng : $F_{2} = G \frac{m_{2} m}{R_{2}^{2}}$

- Mà :

${\begin{matrix} R_{1} = 300 R_{2} \\ m_{1} = 300000 m_{2} \end{matrix}$

$\Rightarrow \frac{F_{1}}{F_{2}} = \frac{m_{1} R_{2}^{2}}{m_{2} R_{1}^{2}} = \frac{300000 m_{2} R_{2}^{2}}{m_{2} . {(300 R_{2})}^{2}} = \frac{10}{3} \Rightarrow F_{1} = \frac{10}{3} F_{2}$

Bài 12 trang 217 SGK Vật Lí 12: Nêu những sự tương tự và những sự khác biệt về cấu trúc của hệ Mặt Trời và nguyên tử nêon.

So sánh cấu trúc của hệ Mặt Trời và nguyên tử nêon:

- Sự tương tự về cấu trúc:

+ Một hạt có khối lượng rất lớn nằm tại tâm và các thành viên quay xung quanh.

+ Chuyển động của các thành viên bị chi phối bởi một lực hút xuyên tâm có cường độ tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách.

- Sự khác biệt về cấu trúc:

+ Trong hệ Mặt Trời, giữa Mặt Trời và các hành tinh có lực hấp dẫn, còn trong nguyên tử nêon giữa hạt nhân và các electron có lực Cu- long.

+ Các hành tinh chuyển động trên những quỹ đạo xác định, còn các electron trong nguyên tử lại tồn tại trên những orbitan.

+ Trong hệ Mặt Trời, các thành viên khác nhau; đặc biệt có thành viên gồm những thành phần rất nhỏ. Trong nguyên tử nêon các thành viên giống nhau.

Bài 13 trang 217 SGK Vật Lí 12: Có phải tất cả các sao mà ta nhìn thấy từ Trái Đất đều thuộc Ngân Hà hay không?Tại sao các sao nằm ngoài dải Ngân Hà cũng thuộc Ngân Hà?

Lời giải:

Tất cả các sao mà ta thấy trên bầu trời đều thuộc về Ngân Hà. Mặt Trời gần như nằm trên mặt phẳng đi qua tâm và vuông góc với trục Ngân Hà. Như vậy, bên phải, bên trái, đằng trước, đằng sau, phía trên, phía dưới của chúng ta đều có sao. Nhìn về phía tâm Ngân Hà (phía chòm sao Nhân Mã) ta sẽ thấy một vùng dày đặc những sao; đó là "hình chiếu" của Ngân Hà trên nền trời và cũng là dải Ngân Hà. Do đó, những sao nằm ngoài dải Ngân Hà vẫn thuộc về Ngân Hà.

Lý thuyết cấu tạo vũ trụ

Trọng tâm kiến thức

1. Các thành phần cấu tạo chình của Hệ Mặt Trời là Mặt Trời, các hành tinh và các vệ tinh. Mặt Trời là thiên thể trung tâm của hệ Mặt Trời. Lực hấp dẫn của Mặt Trời đóng vai trò quyết định đến sự hình thành, phát triển và chuyển động của hệ. Nguồn năng lượng của Mặt Trời là phản ứng nhiệt hạch trong đó các hạt nhân của hidro được tổng hợp thành hạt nhân heli.

2. Các hành tinh: Có 8 hành tinh theo thứ tự tính từ Mặt Trời ra xa là Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh, Hải Vương tinh. Các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời theo cùng một chiều, trùng với chiều quay của bản thân Mặt Trời quanh minh nó. Hệ Mặt Trời có cấu trúc hình đĩa phẳng, các hành tinh gần như cùng nằm trên một phẳng, mặt phẳng đó gọi là mặt phẳng hoàng đạo.

Xung quanh đa số hành tinh có các vệ tinh. Chúng chuyển động hầu như trên cùng một mặt phẳng quanh hành tinh.

Ngoài ra, trong hệ Mặt Trời còn có các tiểu hành tinh, sao chổi và thiên thạch.

3. Sao là một khối khí nóng sáng, giống như Mặt Trời. Nhiệt độ ở trong lòng các ngôi sao lên đến hàng chục triệu độ, trong đó xảy ra các phản ứng nhiệt hạch. Khối lượng các sao nằm trong khoảng từ 0,1 đến vài chục lần khối lượng Mặt Trời.

4. Thiên hà là một hệ thống sao gồm nhiều loại sao và tinh vân. Tổng số sao trong một thiên hà có thể lên đến vài trăm tỉ. Đa số các thiên hà có dạng hình xoắn ốc.

5. Hệ Mặt Trời là thành viên của một thiên hà mà ta gọi là Ngân Hà. Ngân Hà có dạng hình đĩa, phần giữa phồng to, ngoài mép dẹt.

Hệ Mặt Trời nằm trên mặt phẳng qua tâm và vuông góc với trục của Ngân Hà, cách tâm một khoảng cỡ $\frac{2}{3}$ bán kính của nó. Ngân Hà cũng có cấu trúc dạng xoắn ốc.