(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 19

Đáp án đúng là B

Khi nam châm rơi tự do thì nó không chịu tác dụng của bất kì lực cản nào.
Còn khi nam châm rơi qua ống đồng, trong ống đồng này xuất hiện lực từ gây cản trở sự rơi của nam châm $\Rightarrow t_1 < t_2$.

Theo định luật Boyle: Khi nhiệt độ của một khối lượng khí xác định giữ không đổi thì áp suất gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó.
$\Rightarrow pV = \text{hằng số}$

Do đó, khi giữ nhiệt độ của khối khí đó không đổi và làm cho áp suất của khối khí tăng lên bằng $2p_0$ thì thể tích của khối khí giảm 2 lần.

Tia $\beta$ làm ion hóa môi trường vật chất ở mức trung bình nên nó có thể đâm xuyên qua tờ giấy dày khoảng $1\,\text{mm}$.

	Nội dung	Đúng	Sai
a	Công suất của bếp điện là $300\,\text{W}$.		S
b	Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng $1\,\text{kg}$ rượu từ $15^\circ\text{C}$ lên $78^\circ\text{C}$ là $157500\,\text{J}$.	Đ
c	Nhiệt lượng cần cung cấp để $300\,\text{g}$ rượu ở $15^\circ\text{C}$ hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi là $252000\,\text{J}$.		S
d	Nhiệt lượng cần cung cấp để $1\,\text{kg}$ rượu hóa thành hơi ở nhiệt độ sôi là $840\,\text{kJ}$.	Đ

a) SAI

Theo đề, thời gian để đun nóng rượu từ $15^\circ\text{C}$ đến $78^\circ\text{C}$ là $450\,\text{s}$ nên ta có:

$P = \dfrac{mc \Delta t}{\tau} = \dfrac{1 \cdot 2500 \cdot (78 - 15)}{450} = 350\,\text{W}$.

b) ĐÚNG

Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng $1\,\text{kg}$ rượu từ $15^\circ\text{C}$ lên $78^\circ\text{C}$ là:

$Q = P \tau = 350 \cdot 450 = 157500\,\text{J}$.

c) SAI

Nhiệt lượng cần cung cấp để $300\,\text{g}$ rượu ở $15^\circ\text{C}$ hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi là:

$Q = mc \Delta t + P \tau = 0{,}3 \cdot 2500 \cdot (78 - 15) + 350 \cdot 720 = 299250\,\text{J}$.

d) ĐÚNG

Ta có: $P \tau = mL \;\Rightarrow\; L = \dfrac{P \tau}{m} = \dfrac{350 \cdot 720}{0{,}3} = 840000\,\text{J} = 840\,\text{kJ}$.

	Nội dung	Đúng	Sai
a	(1), (2), (3), (4), (5) và (6) lần lượt là nam châm điện, cuộn dây, điện kế, khóa K, nguồn điện và biến trở.	Đ
b	Khi đóng hoặc ngắt khóa K hoặc di chuyển con chạy trên biến trở thì kim điện kế lệch khỏi vạch số 0.	Đ
c	Khi đóng khóa K rồi di chuyển con chạy trên biến trở thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện một chiều.		S
d	Nếu tăng số vòng cuộn dây (2) thì ta quan sát thấy độ lệch kim điện kế khi đóng hoặc ngắt khóa K sẽ lớn hơn so với lúc đầu	Đ

a) ĐÚNG
(1), (2), (3), (4), (5) và (6) lần lượt là nam châm điện, cuộn dây, điện kế, khóa K, nguồn điện và biến trở.

b) ĐÚNG
Khi đóng hoặc ngắt khóa K hoặc di chuyển con chạy trên biến trở thì dòng điện đi qua nam châm điện thay đổi $\rightarrow$ số đường sức từ qua cuộn dây thay đổi nên trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Do đó, kim điện kế lệch khỏi vạch số 0.

c) SAI
Khi đóng khóa K rồi di chuyển con chạy trên biến trở thì cường độ dòng điện đi qua nam châm điện thay đổi, số đường sức từ qua cuộn dây thay đổi $\rightarrow$ xuất hiện dòng điện cảm ứng, nhưng dòng điện này có chiều biến thiên, không phải dòng điện một chiều.

d) ĐÚNG
Tương tự như máy biến áp: $\dfrac{U_2}{N_2} = \dfrac{U_1}{N_1}$ không đổi nên khi $N_2$ tăng thì $U_2$ tăng, suy ra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây lớn hơn, kim điện kế lệch nhiều hơn so với ban đầu.

	Nội dung	Đúng	Sai
a	Hằng số phóng xạ của ${}^{131}_{53}\mathrm{I}$ là $\lambda = 1{,}10^{-6}\,\mathrm{s^{-1}}$.	Đ
b	Khi một hạt nhân ${}^{131}_{53}\mathrm{I}$ phóng xạ $\beta^-$, sản phẩm phân rã là một hạt nhân có $54$ proton và $54$ neutron.		S
c	Sau $12$ ngày, lượng ${}^{131}_{53}\mathrm{I}$ còn lại là $2{,}62\cdot 10^{9}\,\mathrm{Bq}$.	Đ
d	Khối lượng ${}^{131}_{53}\mathrm{I}$ tương ứng liều $7{,}4\cdot 10^{9}\,\mathrm{Bq}$ là $2{,}52\cdot 10^{-6}\,\mathrm{g}$.		S

a) ĐÚNG
Hằng số phóng xạ:
\[
\lambda=\frac{\ln 2}{T}
=\frac{\ln 2}{8\cdot 24\cdot 60\cdot 60}
\approx 1{,}0\times 10^{-6}\,\mathrm{s^{-1}}.
\]

b) SAI
Phương trình phóng xạ:
\[
{}^{131}_{53}\mathrm{I}\ \rightarrow\ {}^{131}_{54}\mathrm{Xe}+\beta^{-}.
\]
Suy ra, hạt nhân con có $54$ proton và $131-54=77$ neutron (không phải $54$ neutron).

c) ĐÚNG
Hoạt độ còn lại sau thời gian $t$:
\[
H=H_0\,2^{-t/T}=7{,}4\cdot 10^{9}\cdot 2^{-12/8}
=7{,}4\cdot 10^{9}\cdot 2^{-1{,}5}\approx 2{,}62\cdot 10^{9}\,\mathrm{Bq}.
\]

d) SAI
Từ $H_0=\lambda N\Rightarrow N=\dfrac{H_0}{\lambda}$, số mol:
\[
n=\frac{N}{N_A}=\frac{H_0}{\lambda N_A}
=\frac{7{,}4\cdot 10^{9}}{(1{,}0\cdot 10^{-6})\cdot 6{,}022\cdot 10^{23}}
\approx 1{,}23\cdot 10^{-8}\ \text{mol}.
\]
Khối lượng:
\[
m=nM\approx 1{,}23\cdot 10^{-8}\cdot 131
\approx 1{,}61\cdot 10^{-6}\ \text{g},
\]
nhỏ hơn $2{,}52\cdot 10^{-6}\ \text{g}$.

a)	Nội dung	Đúng	Sai
a	Áp suất của khối khí lí tưởng trong ống nghiệm ban đầu bằng $800\,\mathrm{mmHg}$.		S
b	Nếu đặt ống nằm ngang thì cột thủy ngân còn lại trong ống dài $23{,}2\,\text{cm}$.		S
c	Nếu đặt ống thẳng đứng, hơ nóng khối khí tới $37^\circ\text{C}$ thì chiều cao cột không khí bằng $37{,}9\,\text{cm}$.		S
d	Làm lạnh khối khí đến $23^\circ\text{C}$ thì cột thủy ngân di chuyển $3{,}47\,\text{cm}$.		S

a) SAI

Chiều cao cột thủy ngân trong ống nghiệm ban đầu là $h_1=40\,\text{cm}$
$\Rightarrow$ áp suất của khối khí trong ống:
\[
p_1 = p_\text{khq} + \rho g h_1 = 760 + 400 = 1160\,\mathrm{mmHg}.
\]

b) SAI

Gọi $S$ là tiết diện ống. Khi thẳng đứng: $V_1=40S$, $p_1=1160\,\mathrm{mmHg}$.
Khi đặt nằm ngang thì thể tích khí chiếm chiều dài $h_2$ nên $V_2=h_2S$, áp suất khí vẫn là $p_2=1160\,\mathrm{mmHg}$ (mực Hg không tạo cột chênh).
Đẳng nhiệt: $p_1V_1=p_2V_2 \Rightarrow h_2=\dfrac{1160\cdot 40}{760}\approx 61{,}05\,\text{cm}$.
Chiều dài cột thủy ngân còn lại: $80-61{,}05=18{,}95\,\text{cm}\ (\neq 23{,}2\,\text{cm})$.

c) SAI

Gọi $x$ (cm) là chiều dài cột thủy ngân trong ống khi hơ nóng đến $37^\circ\text{C}$.
Khi đó áp suất khí: $p_3=76+x$ (cmHg) $=10(76+x)$ (mmHg).
Thể tích khí: $V_3=(80-x)S$. Áp dụng phương trình trạng thái:
\[
\frac{p_1V_1}{T_1}=\frac{p_3V_3}{T_3}
\quad\Rightarrow\quad
\frac{116\cdot 40S}{27+273}=\frac{(76+x)(80-x)S}{37+273}
\]
Giải ra $x\approx 37{,}9\,\text{cm}$
$\Rightarrow$ chiều cao cột không khí: $80-37{,}9=42{,}1\,\text{cm}$ (không phải $37{,}9\,\text{cm}$).

d) SAI

Gọi $x$ (cm) là độ dịch chuyển thêm của cột thủy ngân khi làm lạnh từ $37^\circ\text{C}$ xuống $23^\circ\text{C}$. Khi làm lạnh trong cùng tư thế thẳng đứng, áp suất khí không đổi (chênh lệch Hg giữ nguyên).
Suy ra:
\[
\frac{V_3}{T_3}=\frac{V_4}{T_4}
\Rightarrow
V_4=V_3\frac{T_4}{T_3}
=(80-37{,}9)S\cdot\frac{23+273}{37+273}.
\]
Mà $V_4=(80-37{,}9-x)S \Rightarrow x\approx 1{,}9\,\text{cm}$,
khác $3{,}47\,\text{cm}$.

Khối khí trên được làm mát đẳng tích nên:
\[
\frac{p_0}{T_0}=\frac{p_2}{T_0/2}\;\Rightarrow\; p_2=\frac{p_0}{2}.
\]

Sau đó, khối khí được giãn đẳng nhiệt đến thể tích $3V_0$, nên:
\[
p_2V_1=p_3V_3\;\Rightarrow\; p_3=\frac{p_2V_1}{V_3}
=\frac{\frac{p_0}{2}\cdot V_0}{3V_0}
=\frac{1}{6}p_0.
\]

Vậy \(\dfrac{p_0}{p_3}=6.\)

Vì tổng thời gian để người nói trên Trái Đất có thể nghe được tiếng vang là 2,6 s nên thời gian đi một chiều từ Trái Đất đến Mặt Trăng là:
\[
t=\frac{2{,}6}{2}=1{,}3\ \text{s}.
\]
Khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng:
\[
d=vt=ct=3\cdot 10^8\cdot 1{,}3=3{,}9\cdot 10^8\ \text{m}=390\cdot 10^3\ \text{km}.
\]
Suy ra \(a=390\).

Hoạt độ phóng xạ theo thời gian:
\[
H=H_0\,2^{-t/T}.
\]
Suy ra tuổi mẫu vật:
\[
t=T\log_2\!\left(\frac{H_0}{H}\right)
= T\,\frac{\ln(H_0/H)}{\ln 2}
=5730\,\frac{\ln(1500/500)}{\ln 2}
=5730\,\log_2 3
\approx 9082\ \text{năm}.
\]

Áp dụng phương trình trạng thái \(pV=nRT\).

Trạng thái đầu: \(p_1V=n_1RT_1\).
Trạng thái sau (bình cứng \(\Rightarrow V\) không đổi, lượng khí còn lại \(n_2=\tfrac{n_1}{2}\)): \(p_2V=n_2RT_2\).

Suy ra
\[
p_2=p_1\,\frac{n_2T_2}{n_1T_1}
= p_1\,\frac{T_2}{2T_1}
= 40\,\frac{12+273}{2(27+273)}
= 19\,\mathrm{atm}.
\]

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng:
\[
\frac12 m v_0^2 - \frac12 m v^2 = m c \Delta T
\;\Rightarrow\;
v=\sqrt{v_0^2 - 2c\Delta T}.
\]
Thay số \(v_0=300\,\mathrm{m/s}\), \(c=234\,\mathrm{J\,kg^{-1}\,K^{-1}}\), \(\Delta T=109\,\mathrm{K}\):
\[
v=\sqrt{300^2 - 2\cdot 234\cdot 109}
=\sqrt{90000 - 51012}
=\sqrt{38988}\approx 197\,\mathrm{m/s}.
\]

Áp dụng phương trình trạng thái:
\[
pV=nRT=\frac{m}{M}RT
\quad\Rightarrow\quad
m=\frac{pVM}{RT}.
\]
Thay số \(p=1{,}0\times 10^{5}\,\mathrm{Pa}\), \(V=10^{3}\,\mathrm{m^3}\), \(M=2\times 10^{-3}\,\mathrm{kg/mol}\),
\(R=8{,}31\,\mathrm{J\,mol^{-1}\,K^{-1}}\), \(T=27+273=300\,\mathrm{K}\):
\[
m=\frac{10^{5}\cdot 10^{3}\cdot 2\times 10^{-3}}{8{,}31\cdot 300}
\approx 80{,}2\,\mathrm{kg}.
\]