(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 29
Đề thi

(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 29

A
Admin
Vật lýTốt nghiệp THPT93 lượt thi
28 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
1 điểm

Một bình xịt tưới cây như hình bên. Sau khi rót nước vào bình, ta vặn nắp bình cho kín. Dùng tay kéo và đẩy pit tông lên xuống để nén không khí vào trong bình. Nhấn van xả nước để khí trong bình đẩy nước ra ngoài qua vòi xịt. Một bạn học sinh dùng xịt này để tưới cây. Nếu bạn muốn nước xịt ra được mạnh hơn nhưng không điều chỉnh vòi xịt thì bạn cần

Một bình xịt tưới cây như hình bên. Sau khi rót nước vào bình, ta vặn nắp bình cho kín. Dùng tay kéo và đẩy pit tông lên xuống để nén không khí vào trong bình. (ảnh 1)

rót nước vào đầy bình, dùng tay kéo và đẩy pit tông liên tục và nhiều lần hơn. Sau đó nhấn van xả nước để nước được xịt ra ngoài.

rót nước vào khoảng hai phần ba bình, lắc đều bình và nhấn van xả nước liên tục để nước được xịt ra ngoài.

rót nước vào đầy bình và nhấn giữ van xả nước, dùng tay kéo và đẩy pit tông di chuyển đều để nước được xịt ra ngoài.

rót nước vào khoảng hai phần ba bình, dùng tay kéo và đẩy pit tông liên tục nhiều lần hơn. Sau đó nhấn van xả nước để nước được xịt ra ngoài.

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

     Để nước xịt ra mạnh hơn cần tạo áp suất khí trong bình lớn hơn.

     Ở nhận định D, rót nước vào khoảng hai phần ba bình tạo không gian trống để khi thực hiện kéo và đẩy pit tông nhiều lần, đưa không khí vào bình càng nhiều và tạo áp suất khí càng lớn. Khi nhấn van xả nước, nước được đẩy ra ngoài càng mạnh.

     Ở nhận định A, rót nước vào đầy bình nên rất khó có thể đẩy pit tông xuống để nén khí. Khí đó, nhấn van xả nước thì áp suất trong bình không thể để đẩy nước ra ngoài.

     Ở nhận định B, khi rót nước vào khoảng hai phần ba bình và lắc đều bình thì áp suất trong bình cũng không thay đổi đáng kể. Nên khi nhấn van xả nước thì áp suất trong bình không thể để đẩy nước ra ngoài.

     Ở nhận định C, khi nhấn giữa van xả nước và dùng tay kéo và đẩy pit tông di chuyển đều thì nước vẫn được đẩy ra ngoài nhưng rất yếu.

Đoạn văn

Một bình chứa khí oxxyen sử dụng trong y tế có thể tích 14 lít, áp suất $15 \cdot 10^6$ Pa và ở nhiệt độ 27$^\circ$C. Biết khối lượng nguyên tử oxxyen là 32 amu; áp suất khí quyển là $10^5$ Pa.

2. Trắc nghiệm
1 điểm

Khối lượng khí oxxyen có trong bình oxxyen đó xấp xỉ bằng

2 696 g.

2 962 g.

1 348 g.

1 481 g.

Xem đáp án

Đáp án đúng là A

Áp dụng phương trình Cla-pê-rôn, ta có:

\[
pV = nRT = \frac{m}{M} \cdot R T \;\;\Rightarrow\;\; m = \frac{p V M}{R T}
\]

\[
m = \frac{15 \cdot 10^6 \cdot 14 \cdot 10^{-3} \cdot 32}{8{,}31 \cdot (27 + 273)} \approx 2\,696\ \text{g}.
\]

3. Trắc nghiệm
1 điểm

Theo thông tin từ bộ y tế, thông thường đối với một bệnh nhân mắc bệnh COVID–19 được chỉ định dùng liệu pháp oxy thì người bệnh cần được cung cấp trung bình 6 lít khí oxxyen trong 15 phút. Nhiệt độ của khí oxxyen trong bình được xem không đổi. Với tốc độ hô hấp như vậy thì sau bao lâu bệnh nhân cần thay bình oxxyen mới?

350 giờ.

87,5 giờ.

15,6 giờ.

210 giờ.

Xem đáp án

Đáp án đúng là B

Bệnh nhân cần thay bình oxxyen mới khi áp suất khí trong bình bằng áp suất khí quyển. Do nhiệt độ khí trong bình không thay đổi nên theo định luật Boyle, ta có:

\[
p_1 V_1 = p_2 V_2 \;\;\Rightarrow\;\; V_2 = \frac{p_1 V_1}{p_2} = \frac{15 \cdot 10^6 \cdot 14}{10^5} = 2100\ \text{lít}.
\]

(Với $V_2$ là thể tích khí oxxyen đã được sử dụng)

Khi oxxyen được hít vào với lưu lượng trung bình: $6\ \text{lít}/15\ \text{phút} = 0{,}4\ \text{lít/phút}$.

Thời gian bệnh nhân sử dụng bình oxxyen đến khi cần thay bình mới là:

\[
t = \frac{2100}{0{,}4} = 5250\ \text{phút} = 87{,}5\ \text{giờ}.
\]

4. Trắc nghiệm
1 điểm

Một bạn học sinh dùng đèn cồn để làm nóng khối khí lí tưởng được chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín. Trong quá trình làm nóng khối khí, pit tông không bị dịch chuyển. Bỏ qua sự tỏa nhiệt của khối khí ra môi trường. Nhận định nào đúng trong các nhận định dưới đây?

Do nội năng của khối khí không thay đổi nên pit tông không bị dịch chuyển.

Phần nhiệt năng khối khí nhận vào được gọi là công cơ học.

Nhiệt lượng khối khí nhận vào bằng nhiệt lượng của đèn cồn tỏa ra.

Độ biến thiên nội năng của khối khí là ∆U=Q với Q là nhiệt lượng khối khí nhận được (Q>0).

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

     Trong quá trình làm nóng khối khí, pit tông không dịch chuyển. Khối khí nhận nhiệt lượng và không sinh công nên độ biến thiên nội năng của khối khí là ∆U=Q  (với Q>0 ). Nội năng của khối khí tăng.

     Trong quá trình này thể tích khối khí không đổi, nhiệt độ tăng nên áp suất tăng. Khi đó, lực của khối khí tác dụng lên pit tông tăng, nhưng nhỏ hơn trọng lực của pit tông nên pit tông vẫn không bị dịch chuyển.

     Phần nhiệt năng khối khí nhận vào từ đèn cồn được gọi là nhiệt lượng. Nhiệt lượng khối khí nhận vào nhỏ hơn nhiệt lượng đèn cồn tỏa ra (vì đèn cồn có truyền nhiệt năng ra môi trường).

Vậy nhận định A sai; nhận định B sai; nhận định C sai; nhận định D đúng.

Đoạn văn

Biết \({}^{14}\text{C}\) là đồng vị phóng xạ \(\beta^-\) với chu kì bán rã là 5 730 năm (lấy 1 năm có 365 ngày). Một mẫu than nặng 5 g lấy từ một hố lửa cổ có độ phóng xạ C14 là 53,0 (phần rã/phút). Một cành cây còn sống có độ phóng xạ C14 là 15,3 (phần rã/phút) cho mỗi gram (g).

5. Tự luận
1 điểm

Hằng số phóng xạ của \({}^{14}\text{C}\) xấp xỉ bằng bao nhiêu p.s\(^{-1}\) (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?

Xem đáp án

Hằng số phóng xạ của \({}^{14}\text{C}\) là:
\[
\lambda=\frac{\ln 2}{T}
=\frac{\ln 2}{5730\cdot 365\cdot 24\cdot 3600}
\approx 3{,}84\cdot 10^{-12}\ \text{s}^{-1}
=3{,}84\ \text{p.s}^{-1}.
\]

6. Tự luận
1 điểm

Tuổi của mẫu than lấy từ hố lửa cổ nói trên là bao nhiêu năm (làm tròn kết quả đến hàng trăm)?

Xem đáp án

Độ phóng xạ của mỗi gram C14 trong cây còn sống là: \(H_0 = 15{,}3\) (phần rã/phút).

Độ phóng xạ của mỗi gram C14 trong mẫu than:
\[
H=\frac{53{,}0}{5}=10{,}6\ \text{(phần rã/phút)}.
\]

Mà: \(H=H_0\cdot 2^{-t/T}\ \Rightarrow\ \frac{H_0}{H}=2^{t/T}\ \Rightarrow\ t=T\cdot\log_2\!\left(\frac{H_0}{H}\right).\)

\[
t=5730\cdot \log_2\!\left(\frac{15{,}3}{10{,}6}\right)\approx 3000\ \text{năm}.
\]

7. Trắc nghiệm
1 điểm

Đồ thị ở hình bên dưới biểu diễn sự phụ thuộc nhiệt độ của khối nước đá theo nhiệt lượng cung cấp. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá ở 0$^\circ$C là $3{,}34 \times 10^{5}\ \text{J/kg}$. Cho hiệu suất cung cấp nhiệt xấp xỉ 100%. Khối lượng nước đá ban đầu xấp xỉ bằng

0,37 kg.

0,67 kg.

0,3 kg.

0,75 kg.

Xem đáp án

Đáp án đúng là A

Từ đồ thị ta thấy, nhiệt lượng cần cung cấp để hoá lỏng hoàn toàn khối nước đá ở 0$^\circ$C là:

\[
\frac{250 \times 10^{3}}{10} \times 5 = 125000\ \text{(J)}
\]

Khối lượng khối nước đá là:

\[
Q = \lambda m \;\;\Leftrightarrow\;\; m = \frac{Q}{\lambda} = \frac{125000}{3{,}34 \times 10^{5}} \approx 0{,}37\ \text{kg}.
\]

8. Trắc nghiệm
1 điểm

Một chai rượu etylic (hỗn hợp của etylic alcohol và nước) có thể tích thực là 750 ml và độ rượu là 20$^\circ$. Biểu thức xác định độ rượu etylic là $S = \dfrac{V_{\text{etylic alcohol}}}{V_{\text{rượu etylic}}} \cdot 100$. Ta có bảng số liệu sau:

 

Khối lượng riêng (kg/m3)

Nhiệt độ sôi (°C)

Nhiệt dung riêng (J/(kg.K))

Nhiệt hóa hơi riêng (J/kg)

Ethylic acohol

789

78

 

0,9.1106

Nước

997

100

4 200

2,3.106

Nhiệt lượng cần cung cấp để hóa hơi hoàn toàn lượng rượu etylic trong chai kể từ thời điểm nhiệt độ của rượu vừa đạt $78^\circ$C xấp xỉ bằng

1 538 kJ.

1 431 kJ.

162 kJ.

1 482 kJ.

Xem đáp án

Đáp án đúng là A

Thể tích etylic alcohol:
\[
V_{\text{etylic alcohol}} = \frac{S \cdot V_{\text{rượu etylic}}}{100} = \frac{20 \cdot 750 \cdot 10^{-6}}{100} = 15 \cdot 10^{-5}\ \text{m}^3.
\]

Thể tích nước:
\[
V_{\text{nước}} = V_{\text{rượu etylic}} - V_{\text{etylic alcohol}} = 750 \cdot 10^{-6} - 15 \cdot 10^{-5} = 60 \cdot 10^{-5}\ \text{m}^3.
\]

Khối lượng etylic alcohol:
\[
m_e = D_e \cdot V_{\text{etylic alcohol}} = 789 \cdot 15 \cdot 10^{-5} = 0{,}11835\ \text{kg}.
\]

Khối lượng nước:
\[
m_n = D_n \cdot V_{\text{nước}} = 997 \cdot 60 \cdot 10^{-5} = 0{,}5982\ \text{kg}.
\]

Kể từ thời điểm nhiệt độ của rượu vừa đạt $78^\circ$C, nhiệt độ cung cấp để etylic alcohol hoá hơi hoàn toàn, nước tăng nhiệt độ tới $100^\circ$C và nước hóa hơi hoàn toàn, nên ta có:

\[
Q = L_e \cdot m_e + m_n \cdot c_n \cdot \Delta T + L_n \cdot m_n
\]

\[
Q = 0{,}9 \cdot 10^6 \cdot 0{,}11835 + 0{,}5982 \cdot 4200 \cdot (100 - 78) + 2{,}3 \cdot 10^6 \cdot 0{,}5982
\]

\[
Q \approx 1\,537\,649\ \text{J} \approx 1\,538\ \text{kJ}.
\]

9. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong quá trình biến đổi đẳng nhiệt của một khối khí lí tưởng, khi thể tích của khối khí thay đổi một lượng 0,4 lít thì áp suất của nó tăng lên 1,2 lần. Thể tích của khối khí ở cuối quá trình biến đổi trạng thái là

2,4 lít.

2 lít.

0,88 lít.

1,6 lít.

Xem đáp án

Đáp án đúng là B

Trong quá trình đẳng nhiệt, áp suất và thể tích của khối khí tỉ lệ nghịch với nhau (định luật Boyle).

Khi đó ta có:

\[
p_1 V_1 = p_2 V_2 \;\;\Leftrightarrow\;\; p_1 (V_2 + 0{,}4) = 1{,}2 p_1 V_2
\]

\[
V_2 + 0{,}4 = 1{,}2 V_2
\]

\[
V_2 = 2\ \text{lít}
\]

10. Trắc nghiệm
1 điểm

Động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí lí tưởng ở 27$^\circ$C có giá trị xấp xỉ bằng

$2{,}8 \cdot 10^{-21}$ J.

$6{,}2 \cdot 10^{-21}$ J.

$6{,}2 \cdot 10^{-25}$ J.

$5{,}6 \cdot 10^{-22}$ J.

Xem đáp án

Đáp án đúng là B

Động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí lí tưởng ở 25$^\circ$C là:

\[
W_\text{đ} = \frac{3}{2} kT = \frac{3}{2} \cdot \frac{R}{N_A} \cdot T
= \frac{3}{2} \cdot \frac{8{,}31}{6{,}02 \cdot 10^{23}} \cdot (27+273)
= 6{,}2 \cdot 10^{-21}\ \text{J}.
\]

11. Trắc nghiệm
1 điểm

Xét một khung dây dẫn và nam châm thẳng đang chuyển động cùng chiều sang trái với tốc độ lần lượt là $v_k$ và $v_n$ (nam châm chưa xuyên qua mặt phẳng khung dây). Hình nào dưới đây biểu diễn đúng chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn?

Xét một khung dây dẫn và nam châm thẳng đang chuyển động cùng chiều sang trái với tốc độ lần lượt là $v_k$ và $v_n$ (nam châm chưa xuyên qua mặt phẳng khung dây). Hình nào dưới đây biểu diễn đúng chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn? (ảnh 1)

Hình 1.

Hình 2.

Hình 3.

Hình 4.

Xem đáp án

Đáp án đúng là B

Hình 2 biểu diễn đúng chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn. Các đường sức từ của nam châm có chiều đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam được biểu diễn bởi vector $\vec{B_0}$ (như hình vẽ bên). Do $v_k < v_n$ và chúng cùng chuyển động sang trái nên nam châm càng tiến lại gần khung dây dẫn nên từ thông xuyên qua tiết diện khung dây tăng và trong khung dây dẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng. Từ trường của dòng điện cảm ứng có chiều tuân theo định luật Lenz. Khi đó, vector cảm ứng từ $\vec{B_c}$ của từ trường cảm ứng ngược chiều với vector $\vec{B_0}$. Sử dụng quy tắc nắm tay phải và xác định được chiều dòng điện cảm ứng chạy qua khung dây dẫn như hình vẽ.

Hình 1 và 3, chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều với chiều được biểu diễn.

Hình 4, do nam châm và khung dây dẫn chuyển động cùng chiều và cùng tốc độ nên vị trí tương đối giữa chúng không thay đổi. Khi đó, từ thông xuyên qua khung dây không thay đổi nên trong khung dây dẫn không xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Xét một khung dây dẫn và nam châm thẳng đang chuyển động cùng chiều sang trái với tốc độ lần lượt là $v_k$ và $v_n$ (nam châm chưa xuyên qua mặt phẳng khung dây). Hình nào dưới đây biểu diễn đúng chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn? (ảnh 2)

12. Trắc nghiệm
1 điểm

Một dây dẫn thẳng dài có dòng điện chạy qua. Trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn, lấy ba điểm A, B, C cùng nằm trên đường thẳng cắt dây dẫn tại P sao cho C là trung điểm của AB như hình vẽ. Từ trường của dòng điện gây ra tại A và B có độ lớn cảm ứng từ lần lượt là $B_A = 6 \cdot 10^{-4}\ \text{T}$ và $B_B = 3 \cdot 10^{-4}\ \text{T}$. Biết độ lớn cảm ứng từ tại điểm nằm trong từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài, cách dây dẫn một khoảng $r$ (m) được xác định bằng biểu thức $B = 2 \cdot 10^{-7} \cdot \dfrac{I}{r}\ (\text{T})$. Độ lớn cảm ứng từ tại điểm C là

Một dây dẫn thẳng dài có dòng điện chạy qua. Trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn, lấy ba điểm A, B, C cùng nằm trên đường thẳng cắt dây dẫn tại P sao cho C là trung điểm của AB như hình vẽ. (ảnh 1)

$9 \cdot 10^{-4}\ \text{T}$.

$4 \cdot 10^{-3}\ \text{T}$.

$4{,}5 \cdot 10^{-4}\ \text{T}$.

$4 \cdot 10^{-4}\ \text{T}$.

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

Biểu thức xác định độ lớn cảm ứng từ tại A, B, C lần lượt là
\[
B_A = 2 \cdot 10^{-7} \cdot \frac{I}{PA}
\ \Rightarrow\
PA = \frac{2 \cdot 10^{-7} I}{B_A}
\]
\[
B_B = 2 \cdot 10^{-7} \cdot \frac{I}{PB}
\ \Rightarrow\
PB = \frac{2 \cdot 10^{-7} I}{B_B}
\]
\[
B_C = 2 \cdot 10^{-7} \cdot \frac{I}{PC}
\ \Rightarrow\
PC = \frac{2 \cdot 10^{-7} I}{B_C}
\]

Dựa vào hình vẽ, ta thấy:
\[
PC = \frac{PA+PB}{2}
\]

Suy ra:
\[
\frac{2 \cdot 10^{-7} I}{B_C}
= \frac{1}{2}\left(\frac{2 \cdot 10^{-7} I}{B_A} + \frac{2 \cdot 10^{-7} I}{B_B}\right)
\Rightarrow \frac{1}{B_C} = \frac{1}{2}\left(\frac{1}{B_A} + \frac{1}{B_B}\right)
\]

\[
\Rightarrow\
B_C = \frac{2 \cdot B_B \cdot B_A}{B_B + B_A}
= \frac{2 \cdot 3 \cdot 10^{-4} \cdot 6 \cdot 10^{-4}}{3 \cdot 10^{-4} + 6 \cdot 10^{-4}}
= 4 \cdot 10^{-4}\ (\text{T}).
\]

13. Trắc nghiệm
1 điểm

Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của điện áp \(u\) và cường độ dòng điện \(i\) theo thời gian chạy qua một đoạn mạch được cho như hình vẽ.

Chu kì biến thiên của điện áp và cường độ dòng điện là \(T = 4\ \text{s}\).  d)}\).  Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện là: (ảnh 1)

Cường độ dòng điện \(i\) sớm pha hơn điện áp \(u\) một góc bằng

\(\frac{\pi}{2}\) rad.

\(\frac{3\pi}{4}\) rad.

\(\frac{\pi}{3}\) rad.

\(\frac{2\pi}{3}\) rad.

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

Chu kì biến thiên của điện áp và cường độ dòng điện là \(T = 4\ \text{s}\).

Pha ban đầu của điện áp (\(-\pi \le \varphi_u \le \pi\)):

Tại \(t = 0\ \text{s}\), ta có: \(\cos \varphi_u = \dfrac{u}{U_0} = -1 \Rightarrow \varphi_u = -\pi\ \text{(rad)}\) (u tăng).

Pha ban đầu của cường độ dòng điện (\(-\pi \le \varphi_i \le \pi\)):

Tại \(t = 0\ \text{s}\), ta có: \(\cos \varphi_i = \dfrac{i}{I_0} = \dfrac{1}{2} \Leftrightarrow \varphi_i = \pm \dfrac{\pi}{3}\ \text{(rad)}\).

Mà \(i\) đang tăng nên \(\varphi_i = -\dfrac{\pi}{3}\ \text{(rad)}\).

Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện là:
\[
\varphi_{ui} = \varphi_u - \varphi_i = -\pi - \left(-\frac{\pi}{3}\right) = -\frac{2\pi}{3}\ \text{(rad)}.
\]

Vậy cường độ dòng điện \(i\) sớm pha hơn điện áp \(u\) một góc bằng \(\dfrac{2\pi}{3}\ \text{rad}\).

14. Trắc nghiệm
1 điểm

Khung dây kim loại phẳng gồm 500 vòng, diện tích mỗi vòng là 100 $cm^2$, khung dây quay đều với tốc độ 3 000 vòng/phút quanh trục nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ bằng 0,1 T. Chọn gốc thời gian (t = 0) là thời điểm vectơ pháp tuyến \(\vec n\) của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ \(\vec B\) một góc $30^\circ$. Biểu thức biểu diễn sự biến thiên của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây theo thời gian là

\(e_c = 0{,}5\pi \sin\!\left(100\pi t + \frac{\pi}{6}\right)\) (V).

\(e_c = -0{,}5\pi \cos\!\left(100\pi t + \frac{\pi}{6}\right)\) (V).

\(e_c = -50\pi \sin(100\pi t)\) (V).

\(e_c = 50\pi \cos\!\left(100\pi t - \frac{\pi}{3}\right)\) (V).

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

Pha ban đầu của từ thông (tại \(t = 0\)): \(\varphi_0 = (\vec n;\,\vec B) = 30^\circ = \frac{\pi}{6}\) (rad).

Tần số góc của khung dây: \(\omega = 2\pi f = 2\pi \cdot \frac{3000}{60} = 100\pi\) (rad/s).

Biểu thức từ thông xuyên qua diện tích \(S\) của khung dây:
\[
\Phi = N B S \cos(\omega t + \varphi_0)
= 500 \cdot 0{,}1 \cdot 100 \cdot 10^{-4} \cdot \cos\!\left(100\pi t + \frac{\pi}{6}\right)
= 0{,}5 \cos\!\left(100\pi t + \frac{\pi}{6}\right)\ (\text{Wb}).
\]

Biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây:
\[
e_c = -\frac{d\Phi}{dt}
= 50\pi \sin\!\left(100\pi t + \frac{\pi}{6}\right)
= 50\pi \cos\!\left(100\pi t - \frac{\pi}{3}\right)\ (\text{V}).
\]

15. Trắc nghiệm
1 điểm

Xét một mạch tạo sóng với đầu ra được nối với một dao động kí điện tử dùng để hiển thị mối liên hệ giữa cường độ của tín hiệu điện áp theo thời gian. Dựa vào hình ảnh quan sát được trên màn hình của dao động kí điện tử như hình bên. Biết mỗi ô trên trục hoành ứng với khoảng thời gian là 5 ms. Tần số của dòng điện xoay chiều được

Xét một mạch tạo sóng với đầu ra được nối với một dao động kí điện tử dùng để hiển thị mối liên hệ giữa cường độ của tín hiệu điện áp theo thời gian. (ảnh 1)

20 mHz.

200 Hz.

50 Hz.

100 Hz.

Xem đáp án

Đáp án đúng là C

Chu kì của điện áp: \(T = 4\ \text{ô} = 4 \cdot 5 \cdot 10^{-3} = 0{,}02\ \text{s}.\)

Tần số của điện áp: \(f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{0{,}02} = 50\ \text{Hz}.\)

Vậy tần số dòng điện xoay chiều (bằng tần số của điện áp) là \(50\ \text{Hz}.\)

16. Trắc nghiệm
1 điểm

Một khung dây dẫn được đặt trong từ trường đều có \(\vec{B}\) vuông góc với mặt phẳng khung dây như hình vẽ. Trong khoảng thời gian từ \(0\) đến \(t_1\) (s), dòng điện cảm ứng có cường độ không đổi theo thời gian và có chiều như hình vẽ.

Một khung dây dẫn được đặt trong từ trường đều có \(\vec{B}\) vuông góc với mặt phẳng khung dây như hình vẽ. (ảnh 1)

Đồ thị nào dưới đây diễn tả đúng sự biến đổi của độ lớn cảm ứng từ theo thời gian?

Một khung dây dẫn được đặt trong từ trường đều có \(\vec{B}\) vuông góc với mặt phẳng khung dây như hình vẽ. (ảnh 2)

Đồ thị 1.

Đồ thị 2.

Đồ thị 3.

Đồ thị 4.

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

Trong khoảng thời gian từ \(0\) đến \(t_1\) (s), dòng điện cảm ứng có chiều cùng chiều quay của kim đồng hồ.

Dùng quy tắc nắm tay phải ta xác định được vectơ cảm ứng từ của từ trường cảm ứng trong khung dây dẫn cùng hướng với vectơ cảm ứng từ \(\vec{B}\) của từ trường đều.

Vậy, trong khoảng thời gian từ \(0\) đến \(t_1\) (s) từ thông xuyên qua diện tích \(S\) của khung dây dẫn luôn giảm (định luật Lenz) hay độ lớn cảm ứng từ luôn giảm \((\Phi = NBS \cos(\vec{n};\,\vec{B}))\).

Vậy đồ thị 4 biểu diễn đúng sự biến đổi của độ lớn cảm ứng từ theo thời gian.

17. Trắc nghiệm
1 điểm

Biết khối lượng nguyên tử \(\,^{238}_{92}\text{U}\,\) là 238 amu. Số neutron có trong 119 gam \(\,^{238}_{92}\text{U}\,\) xấp xỉ bằng

\(3{,}01 \cdot 10^{23}\).

\(2{,}8 \cdot 10^{25}\).

\(7{,}2 \cdot 10^{25}\).

\(4{,}4 \cdot 10^{25}\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

Số nguyên tử \(\,^{238}_{92}\text{U}\,\) có trong 119 gam \(\,^{238}_{92}\text{U}\,\) là:

\[
N = \frac{m}{M} \cdot N_A = \frac{119}{238} \cdot 6{,}02 \cdot 10^{23} = 3{,}01 \cdot 10^{23}\ \text{nguyên tử}.
\]

Trong mỗi nguyên tử \(\,^{238}_{92}\text{U}\,\) có chứa \(238 - 92 = 146\) neutron.

Vậy số neutron có trong 119 gam \(\,^{238}_{92}\text{U}\,\) là
\[
3{,}01 \cdot 10^{23} \cdot 146 \approx 4{,}4 \cdot 10^{25}.
\]

18. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nucleon tương ứng là \(A_X, A_Y\) và \(A_Z\) với \(A_X = 2A_Y = 0{,}5A_Z\). Biết năng lượng liên kết của từng hạt nhân tương ứng là \(W_{\text{lk}X}, W_{\text{lk}Y}, W_{\text{lk}Z}\) với \(W_{\text{lk}Z} < W_{\text{lk}X} < W_{\text{lk}Y}\). Các hạt nhân này được sắp xếp theo thứ tự tính bền vững giảm dần là

Y, X, Z.

Y, Z, X.

X, Y, Z.

Z, X, Y.

Xem đáp án

Đáp án đúng là A

Ta có: \(W_{\text{lk}Z} < W_{\text{lk}X} < W_{\text{lk}Y}\) và \(A_X = 2A_Y = 0{,}5A_Z\).

Suy ra:
\[
A_X = 2A_Y \quad\Rightarrow\quad A_Y=\frac{A_X}{2},
\qquad
A_X = 0{,}5A_Z \quad\Rightarrow\quad A_Z=2A_X.
\]

Xét năng lượng liên kết riêng:
\[
\frac{W_{\text{lk}Z}}{A_Z}
= \frac{W_{\text{lk}Z}}{2A_X},
\qquad
\frac{W_{\text{lk}X}}{A_X},
\qquad
\frac{W_{\text{lk}Y}}{A_Y}
= \frac{W_{\text{lk}Y}}{A_X/2}.
\]

Từ \(W_{\text{lk}Z} < W_{\text{lk}X} < W_{\text{lk}Y}\) và các hệ thức trên, suy ra
\[
4\,W_{\text{lk}Z} \;<\; 2\,W_{\text{lk}X} \;<\; W_{\text{lk}Y}
\;\;\Rightarrow\;\;
\frac{W_{\text{lk}Z}}{A_Z} \;<\; \frac{W_{\text{lk}X}}{A_X} \;<\; \frac{W_{\text{lk}Y}}{A_Y}.
\]

Vậy các hạt nhân được sắp xếp theo thứ tự tính bền vững giảm dần là: Y; X; Z.

19. Trắc nghiệm
1 điểm

Phóng xạ là quá trình hạt nhân

phóng ra các hạt \(\alpha, \beta^-\) khi bị bắn phá bằng các hạt nhân khác.

tự phát ra các hạt \(\alpha, \beta^-\) và không biến đổi gì.

tự phát ra các hạt \(\alpha, \beta^-, \beta^+\) và biến đổi thành một hạt nhân khác.

phát ra các bức xạ điện từ.

Xem đáp án

Đáp án đúng là C

Phóng xạ là quá trình hạt nhân tự phát ra các hạt \(\alpha, \beta^-, \beta^+\) và biến đổi thành một hạt nhân khác.

20. Trắc nghiệm
1 điểm

Hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) phóng xạ \(\alpha\) tạo thành hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) bền. Ban đầu có một mẫu chất trong đó chứa cả hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) và hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\). Biết hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) sinh ra được giữ lại hoàn toàn trong mẫu. Tại thời điểm \(t_1\), tỉ số giữa số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) và số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) còn lại trong mẫu là 1. Tại thời điểm \(t_2 = 3{,}52\,t_1\), tỉ số giữa số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) và số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) còn lại trong mẫu là 7. Tỉ số giữa số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) và số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) có trong mẫu chất ban đầu xấp xỉ bằng

0,154.

0,503.

0,143.

0,284.

Xem đáp án

Đáp án đúng là A

Gọi số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) và số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) tại thời điểm ban đầu là \(N_{0\text{Po}}\) và \(N_{0\text{Pb}}\).

Phương trình phóng xạ: \(\,^{210}_{84}\text{Po} \rightarrow\,^{206}_{82}\text{Pb} + {}^{4}_{2}\text{He}\).

Sau khoảng thời gian \(t\), số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) còn lại:
\[
N = N_{0\text{Po}}\cdot 2^{-t/T},
\]
và số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) mới được tạo thành bằng số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) đã mất đi:
\[
\Delta N = N_{0\text{Po}}\left(1-2^{-t/T}\right).
\]

Tại thời điểm \(t_1\), tỉ số giữa số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) và số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) là:
\[
\frac{N_{0\text{Pb}}+\Delta N_1}{N_1}
= \frac{N_{0\text{Pb}}+N_{0\text{Po}}\left(1-2^{-t_1/T}\right)}{N_{0\text{Po}}\,2^{-t_1/T}} = 1
\]
\[
\Rightarrow\ \left(\frac{N_{0\text{Pb}}}{N_{0\text{Po}}}+1\right)2^{t_1/T}=2 \qquad (1)
\]

Tại thời điểm \(t_2\), tỉ số giữa số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) và số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) là:
\[
\frac{N_{0\text{Pb}}+\Delta N_2}{N_2}
= \frac{N_{0\text{Pb}}+N_{0\text{Po}}\left(1-2^{-t_2/T}\right)}{N_{0\text{Po}}\,2^{-t_2/T}} = 7
\]
\[
\Rightarrow\ \left(\frac{N_{0\text{Pb}}}{N_{0\text{Po}}}+1\right)2^{t_2/T}=8 \qquad (2)
\]

Chia \((2)\) cho \((1)\) theo từng vế:
\[
2^{(t_2-t_1)/T} = 4 \Rightarrow \frac{t_2-t_1}{T}=2.
\]
Vì \(t_2=3{,}52\,t_1\) nên
\[
\frac{3{,}52\,t_1-t_1}{T}=2 \Rightarrow \frac{2{,}52\,t_1}{T}=2 \Rightarrow \frac{t_1}{T}=\frac{50}{63}.
\]

Thay \(\dfrac{t_1}{T}=\dfrac{50}{63}\) vào \((1)\):
\[
\left(\frac{N_{0\text{Pb}}}{N_{0\text{Po}}}+1\right)2^{50/63}=2
\Rightarrow \frac{N_{0\text{Pb}}}{N_{0\text{Po}}}
= 2\cdot 2^{-50/63}-1 \approx 0{,}154.
\]

Vậy tỉ số cần tìm xấp xỉ \(0{,}154\).

21. Tự luận
1 điểm

Một bạn học sinh dùng ấm điện có công suất điện không thay đổi để đun hỗn hợp gồm nước và nước đá có nhiệt độ \(0^\circ\text{C}\), có khối lượng là 2 kg. Khảo sát sự thay đổi nhiệt độ của hỗn hợp nước và nước đá theo nhiệt lượng mà ấm điện cung cấp, thu được đồ thị như hình bên dưới. Bạn đo được khoảng thời gian từ thời điểm bắt đầu đun đến khi nhiệt độ của hỗn hợp bắt đầu tăng lên là 67 giây. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường và ấm; bỏ qua sự bay hơi của nước trong quá trình đun. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(3{,}34 \cdot 10^5\ \text{J/kg}\) và nhiệt dung riêng của nước và nước đá lần lượt là \(4200\ \text{J/(kg.K)}\) và \(2100\ \text{J/(kg.K)}\).

Một bạn học sinh dùng ấm điện có công suất điện không thay đổi để đun hỗn hợp gồm nước và nước đá có nhiệt độ \(0^\circ\text{C}\), có khối lượng là 2 kg. (ảnh 1)

a) Khối lượng nước có trong hỗn hợp ban đầu là 0,2 kg.
b) Công suất của ấm điện xấp xỉ bằng 1000 W.
c) Kể từ thời điểm bắt đầu đun, sau khoảng 13 phút thì nước trong ấm điện bắt đầu sôi.
d) Tại thời điểm nước bắt đầu sôi, bạn học sinh ngắt điện và bỏ thêm vào ấm 250 g nước đá ở \(-5^\circ\text{C}\). Nhiệt độ của hỗn hợp khi có sự cân bằng nhiệt xảy ra xấp xỉ bằng 80\(^\circ\)C.

Xem đáp án

 

Nội dung

Đúng

Sai

a

Khối lượng nước có trong hỗn hợp ban đầu là 0,2 kg.

 

S

b

Công suất của ấm điện xấp xỉ bằng 1000 W.

Đ

 

c

Kể từ thời điểm bắt đầu đun, sau khoảng 13 phút thì nước trong ấm điện bắt đầu sôi.

 

S

d

Tại thời điểm nước bắt đầu sôi, bạn học sinh ngắt điện và bỏ thêm vào ấm 250 g nước đá ở $-5^\circ\text{C}$. Nhiệt độ của hỗn hợp khi có sự cân bằng nhiệt xảy ra xấp xỉ bằng $80^\circ\text{C}$.

Đ

 

a) Sai

Do bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường và ấm nên nhiệt lượng mà ấm cung cấp bằng nhiệt lượng mà nước và nước đá thu vào.

Xét đoạn \(OA\), lượng nước đá trong hỗn hợp nhận nhiệt lượng để nóng chảy và chuyển hoàn toàn sang thể lỏng. Ta có:
\[
Q_{0A} = \lambda m_{a2} \;\;\Leftrightarrow\;\; m_{a2} = \frac{Q_{0A}}{\lambda}
= \frac{66{,}8 \cdot 10^3}{3{,}34 \cdot 10^5} = 0{,}2\ \text{kg}.
\]

Khối lượng nước có trong hỗn hợp ban đầu là: \(2 - 0{,}2 = 1{,}8\ \text{kg}\).

b) Đúng

Do khoảng thời gian từ thời điểm bắt đầu đun đến khi nhiệt độ của hỗn hợp bắt đầu tăng lên là 67 giây nên ta có:
\[
Q_{0A} = P \cdot t_{0A} \;\;\Rightarrow\;\; P = \frac{Q_{0A}}{t_{0A}} = \frac{66{,}8 \cdot 10^3}{67} \approx 1000\ \text{W}.
\]

c) Sai

Trong khoảng thời gian từ thời điểm bắt đầu đun đến khi nước bắt đầu sôi, ta có:
\[
Q = Q_{0A} + m_n c_n \Delta T = P t.
\]
\[
\Rightarrow t = \frac{66{,}8 \cdot 10^3 + 2 \cdot 4200 \cdot 100}{1000} \approx 906{,}8\ \text{s} \approx 15\ \text{phút}.
\]

d) Đúng

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
\[
m_n c_n (100 - t_{cb}) = m_{a2} c_a [0 - (-5)] + \lambda m_{a2} + m_{a2} c_n (t_{cb} - 0).
\]

\[
\Rightarrow 2 \cdot 4200 \cdot (100 - t_{cb}) = 0{,}25 \cdot 2100 \cdot 5 + 3{,}34 \cdot 10^5 \cdot 0{,}25 + 0{,}25 \cdot 4200 \cdot t_{cb}.
\]

\[
\Rightarrow t_{cb} \approx 80^\circ \text{C}.
\]

22. Tự luận
1 điểm

Một học sinh làm thí nghiệm kiểm tra định luật Charles đối với khối khí lí tưởng chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín và di chuyển được như hình bên. Với các dụng cụ gồm:

     + Áp kế (1) có mức 0 ứng với áp suất khí quyển, đơn vị đo của áp kế là Bar (1 Bar = 105 Pa).

     + Xi lanh (2).

     + Pit tông (3) gắn với tay quay (4).

     + Hộp chứa nước nóng (5).

     + Cảm biến nhiệt độ (6).

Một học sinh làm thí nghiệm kiểm tra định luật Charles đối với khối khí lí tưởng chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín và di chuyển được như hình bên. Với các dụng cụ gồm: (ảnh 1)

Bạn học sinh tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:

     + Đọc giá trị phần thể tích chứa khí của xi lanh ban đầu ( V0=70 mℓ).

     + Đọc số chỉ của cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ khí trong xi lanh ban đầu (t0=26°C ).

     + Đổ nước nóng vào hộp chứa cho ngập hoàn toàn xi lanh. Quay tay quay để pit tông dịch chuyển từ từ sao cho số chỉ của áp kế không đổi ( p0=105 Pa). Đọc giá trị của phần thể tích chứa khí và nhiệt độ sau mỗi phút.

Bạn học sinh thu được bảng giá trị sau:

Lần đo

Nhiệt độ của khí trong xi lanh t (°C)

Thể tích khí trong xi lanh V (mℓ)

1

45

75

2

41

74

3

37

73

4

33

72

5

29

71

     a) Định luật Charles được phát biểu như sau: “Với một khối lượng khí xác định, khi giữ ở áp suất không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó”.

     b) Lượng khí lí tưởng chứa trong xi lanh có số mol xấp xỉ bằng 2,8 mol.

     c) Tỉ số VT  luôn không đổi và xấp xỉ bằng 0,235.10-6 m3K  .

     d) Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và thể tích của khối khí trên như hình vẽ sau:

Một học sinh làm thí nghiệm kiểm tra định luật Charles đối với khối khí lí tưởng chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín và di chuyển được như hình bên. Với các dụng cụ gồm: (ảnh 2)

Xem đáp án

 

Nội dung

Đúng

Sai

a

Định luật Charles được phát biểu như sau: “Với một khối lượng khí xác định, khi giữ ở áp suất không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó”.

Đ

 

b

Lượng khí lí tưởng chứa trong xi lanh có số mol xấp xỉ bằng 2,8 mol.

 

S

c

Tỉ số  luôn không đổi và xấp xỉ bằng 0,235.10-6 m3K  .

Đ

 

d

Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và thể tích của khối khí trên như hình vẽ sau:

Một học sinh làm thí nghiệm kiểm tra định luật Charles đối với khối khí lí tưởng chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín và di chuyển được như hình bên. Với các dụng cụ gồm: (ảnh 3)

Đ

 

     a) ĐÚNG

Định luật Charles được phát biểu như sau: “Với một khối lượng khí xác định, khi giữ ở áp suất không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó”.

Phát biểu đúng.

     b) SAI

Lượng khí lí tưởng chứa trong xi lanh có số mol là:
\[
p_0 V_0 = n R T_0 \;\Rightarrow\;
n=\frac{p_0 V_0}{R T_0}
=\frac{10^{5}\!\cdot 70\cdot 10^{-6}}{8{,}31\cdot(26+273)}
\approx 0{,}0028\ \text{mol}.
\]

     c) ĐÚNG

 Ta có bảng số liệu sau (đã đổi đơn vị):

Lần đo

Nhiệt độ của khí trong xi lanh T (K)

Thể tích khí trong xi lanh V (m3)

Tỉ số VTm3K

1

318

75.10-6

0,236.10-6

2

314

74.10-6

0,236.10-6

3

310

73.10-6

0,235.10-6

4

306

72.10-6

0,235.10-6

5

302

71.10-6

0,235.10-6

 

 

 

\[
\frac{\overline{V}}{\overline{T}} = 0{,}235\cdot 10^{-6}\ \frac{\text{m}^3}{\text{K}}.
\]

Vậy tỉ số \(\dfrac{V}{T}\) luôn không đổi và xấp xỉ bằng \(0{,}235\cdot 10^{-6}\ \text{m}^3/\text{K}\).

     d) ĐÚNG

Từ bảng giá trị trên ta vẽ được đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và thể tích của khối khí như hình sau:

Một học sinh làm thí nghiệm kiểm tra định luật Charles đối với khối khí lí tưởng chứa trong xi lanh có pit tông đậy kín và di chuyển được như hình bên. Với các dụng cụ gồm: (ảnh 4)

23. Tự luận
1 điểm

Một khung dây dẫn cứng, phẳng gồm 100 vòng, mỗi vòng có diện tích 12 cm^2 và điện trở mỗi vòng là 0,01 Ω. Khung dây dẫn được đặt trong từ trường đều có \(\vec B\) vuông góc với mặt phẳng khung dây và độ lớn cảm ứng từ biến thiên theo thời gian có đồ thị như hình vẽ.

Một khung dây dẫn cứng, phẳng gồm 100 vòng, mỗi vòng có diện tích 12 cm^2 và điện trở mỗi vòng là 0,01 Ω. (ảnh 1)

a) Độ biến thiên từ thông qua khung dây dẫn trong khoảng thời gian từ \(t_1=0\ \text{s}\) đến \(t_2=0{,}5\ \text{s}\) là \(0{,}3\ \text{Wb}\).

b) Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây dẫn trong khoảng thời gian từ \(t_1=0\ \text{s}\) đến \(t_2=0{,}5\ \text{s}\) có độ lớn xấp xỉ bằng \(0{,}6\ \text{mV}\).

c) Dòng điện cảm ứng chạy trong khung dây dẫn có chiều cùng chiều quay của kim đồng hồ và có cường độ bằng \(0{,}6\ \text{mA}\).

d) Từ thông xuyên qua tiết diện khung dây dẫn đạt giá trị \(0{,}12\ \text{mWb}\) tại thời điểm \(t_3=0{,}3\ \text{s}\).

Xem đáp án

 

 

Nội dung

Đúng

Sai

a

Độ biến thiên từ thông qua khung dây dẫn trong khoảng thời gian từ \(t_1=0\ \text{s}\) đến \(t_2=0{,}5\ \text{s}\) là \(0{,}3\ \text{Wb}\).

 

S

b

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây dẫn trong khoảng thời gian từ \(t_1=0\ \text{s}\) đến \(t_2=0{,}5\ \text{s}\) có độ lớn xấp xỉ bằng \(0{,}6\ \text{mV}\).

Đ

 

c

Dòng điện cảm ứng chạy trong khung dây dẫn có chiều cùng chiều quay của kim đồng hồ và có cường độ bằng \(0{,}6\ \text{mA}\).

Đ

 

d

Từ thông xuyên qua tiết diện khung dây dẫn đạt giá trị \(0{,}12\ \text{mWb}\) tại thời điểm \(t_3=0{,}3\ \text{s}\).

 

S

a) SAI

Độ biến thiên từ thông qua khung dây dẫn trong khoảng thời gian từ \(t_1=0\ \text{s}\) đến \(t_2=0{,}5\ \text{s}\) là:
\[
\Delta\Phi = N\cdot \Delta B \cdot S \cdot \cos(\vec n;\vec B)
= 100 \cdot 2{,}5\cdot 10^{-3} \cdot 12\cdot 10^{-4} \cdot \cos 0^\circ
= 3\cdot 10^{-4}\ \text{Wb}.
\]

b) ĐÚNG

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây dẫn trong khoảng thời gian từ \(t_1=0\ \text{s}\) đến \(t_2=0{,}5\ \text{s}\) có độ lớn là:
\[
|e_c|=\left|\!-\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right|
= \left|\!-\frac{3\cdot 10^{-4}}{0{,}5}\right|
= 6\cdot 10^{-4}\ \text{V} = 0{,}6\ \text{mV}.
\]

c) ĐÚNG

Do cảm ứng từ tăng nên từ thông xuyên qua tiết diện khung dây dẫn tăng. Theo định luật Lenz, từ trường cảm ứng trong khung dây (\(\vec B_c\)) ngược chiều với \(\vec B\). Dùng quy tắc nắm tay phải, dòng điện cảm ứng có chiều cùng chiều quay của kim đồng hồ.

Cường độ dòng điện cảm ứng:
\[
I=\frac{|e_c|}{R}
= \frac{6\cdot 10^{-4}}{0{,}01\cdot 100}
= 6\cdot 10^{-4}\ \text{A} = 0{,}6\ \text{mA}.
\]

d) SAI

Dựa vào đồ thị, ta có dạng \(B=a\,t\). Tại \(t=0{,}5\ \text{s}\), \(B=2{,}5\cdot 10^{-3}\ \text{T}\) nên
\[
a=\frac{2{,}5\cdot 10^{-3}}{0{,}5}=0{,}005\ \text{T/s}.
\]
Khi từ thông \(\Phi=0{,}12\ \text{mWb}=0{,}12\cdot 10^{-3}\ \text{Wb}\),
\[
\Phi=NBS\cos(\vec n;\vec B)=100\cdot B \cdot 12\cdot 10^{-4}\cdot \cos 0^\circ
=0{,}12\,B \Rightarrow B=\frac{\Phi}{0{,}12}=0{,}001\ \text{T}.
\]
Thời điểm có \(B=0{,}01\ \text{T}\) là:
\[
B=0{,}005\,t \Rightarrow t=\frac{B}{0{,}005}=\frac{0{,}001}{0{,}005}=0{,}2\ \text{s}.
\]

24. Tự luận
1 điểm

Trong hình bên, bệnh nhân được cho chức năng thông khí phổi bằng phương pháp xạ hình phổi. Xạ hình phổi là phương pháp sử dụng một số đồng vị phóng xạ dạng khí hoặc dạng hơi hoặc dạng chất đánh dấu phóng xạ sử dụng dưới dạng khí dung \textit{aerosol} có kích thước hạt 0,1 – 0,5 \(\mu\)m. Sau khi cho người bệnh hít khí dùng phóng xạ, thuốc phóng xạ vào phổi, đi vào phế nang và lắng đọng ở đó với thời gian đủ dài để có thể ghi hình thông khí phổi từng vùng theo nhiều hướng. Dựa vào đó giúp bác sĩ đánh giá tình trạng thông khí phổi từng vùng và chẩn đoán một số bệnh về phổi.

Đồng vị phóng xạ xenon \(\,^{133}_{54}\text{Xe}\,\) được sử dụng phổ biến trong xạ hình phổi. Xenon \(\,^{133}\text{Xe}\,\) là chất phóng xạ \(\beta^-\) có chu kì bán rã là 5,24 ngày đêm. Một bệnh nhân được chỉ định sử dụng liều xenon có độ phóng xạ \(3{,}18\cdot 10^8\ \text{Bq}\). Coi rằng 85\% lượng xenon trong liều đó lắng đọng tại phổi. Bệnh nhân được chụp ảnh phổi lần thứ nhất ngay sau khi hít khí và lần thứ hai ngay sau đó 2 giờ. Biết khối lượng nguyên tử xenon là \(133\ \text{amu}\).

Hạt \(\beta^-\) được định hướng cho bay vào trong điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng song song, cách nhau một khoảng \(a=10\ \text{cm}\), dọc \(2a=20\ \text{cm}\); hiệu điện thế giữa hai bản là \(10\ \text{V}\) với vận tốc ban đầu \(v_0=2\cdot 10^6\ \text{m/s}\), theo phương song song với hai bản và gần sát bản âm. Bỏ qua trọng lực và các loại lực cản tác dụng lên hạt \(\beta^-\). Biết hạt \(\beta^-\) có điện tích \(q=-1{,}6\cdot 10^{-19}\ \text{C}\) và khối lượng \(m=9{,}1\cdot 10^{-31}\ \text{kg}\).

Trong hình bên, bệnh nhân được cho chức năng thông khí phổi bằng phương pháp xạ hình phổi. (ảnh 1)

a) Hằng số phóng xạ của \(\,^{133}_{54}\text{Xe}\,\) là \(0{,}132\ \text{s}^{-1}\).
b) Khối lượng \(\,^{133}_{54}\text{Xe}\,\) có trong liều mà bệnh nhân đã hít vào xấp xỉ bằng \(0{,}046\ \mu\text{g}\).
c) Ở lần chụp thứ hai, lượng \(\,^{133}\text{Xe}\,\) đã lắng đọng tại phổi có độ phóng xạ xấp xỉ bằng \(3{,}15\cdot 10^{8}\ \text{Ci}\).
d) Tốc độ của hạt \(\beta^-\) khi đến bản dương xấp xỉ bằng \(2{,}74\cdot 10^{6}\ \text{m/s}\).

 

Xem đáp án

 

Nội dung

Đúng

Sai

a

Hằng số phóng xạ của \(\,^{133}_{54}\text{Xe}\,\) là \(0{,}132\ \text{s}^{-1}\).

 

S

b

Khối lượng \(\,^{133}_{54}\text{Xe}\,\) có trong liều mà bệnh nhân đã hít vào xấp xỉ bằng \(0{,}046\ \mu\text{g}\).

Đ

 

c

Ở lần chụp thứ hai, lượng \(\,^{133}\text{Xe}\,\) đã lắng đọng tại phổi có độ phóng xạ xấp xỉ bằng \(3{,}15\cdot 10^{8}\ \text{Ci}\).

 

S

d

Tốc độ của hạt \(\beta^-\) khi đến bản dương xấp xỉ bằng \(2{,}74\cdot 10^{6}\ \text{m/s}\).

Đ

 

a) SAI

Hằng số phóng xạ của \(\,^{133}_{54}\text{Xe}\,\):
\[
\lambda=\frac{\ln 2}{T}
=\frac{\ln 2}{5{,}24\cdot 24\cdot 3600}
\approx 0{,}1531\cdot 10^{-5}\ \text{s}^{-1}.
\]

b) ĐÚNG

Khối lượng \(\,^{133}\text{Xe}\,\) trong liều bệnh nhân đã hít vào:
\[
H_0=\lambda N_0,\qquad N_0=\frac{m_0}{M}N_A
\Rightarrow m_0=\frac{H_0\,T\,M}{\ln 2\,N_A}
=\frac{3{,}18\cdot 10^{8}\cdot 5{,}24\cdot 24\cdot 3600\cdot 133}{\ln 2\cdot 6{,}02\cdot 10^{23}}
\approx 0{,}046\cdot 10^{-6}\ \text{g}=0{,}046\ \mu\text{g}.
\]

c) SAI

Khối lượng \(\,^{133}\text{Xe}\,\) lắng đọng tại phổi: \(m_1=85\%\,m_0=0{,}85\,m_0\).

Độ phóng xạ tại thời điểm chụp thứ hai (sau \(t=2\ \text{h}\)):
\[
H=H_0\,2^{-t/T}=3{,}18\cdot 10^8\cdot 2^{-\,\frac{2}{5{,}24\cdot 24}}
\approx 3{,}15\cdot 10^{8}\ \text{Bq}.
\]
(Nên nhận xét ghi “Ci” là sai về đơn vị.)

d) ĐÚNG

Áp dụng định lí động năng:
\[
A_{\,\vec F_e}
=\frac12 m v^2-\frac12 m v_0^2
=q\,\vec E\cdot \vec d
=q\,U
\Rightarrow
v=\sqrt{\frac{2}{m}\,qU+v_0^2}
=\sqrt{\frac{2}{9{,}1\cdot 10^{-31}}\cdot(-1{,}6\cdot 10^{-19})\cdot(-10)+(2\cdot 10^{6})^2}
\approx 2{,}74\cdot 10^{6}\ \text{m/s}.
\]
(Vì hạt \(\beta^-\) chuyển động từ bản âm về phía bản dương nên \(qU>0\). Với \(U=Ed=-10\ \text{V}\) theo quy ước chiều \(E\) ngược hướng chuyển động điện tích âm.)

25. Tự luận
1 điểm

Giá điện trung bình của trường học là 1 748 đồng/(kW.h) đã tính cả hao phí. Bếp của nhà trường sử dụng lò bếp điện với hiệu suất 70% và mỗi ngày cần đun 40 phích nước (bình thuỷ) (mỗi phích có thể tích 1,8 lít) để sử dụng trong trường. Nhà trường dự định mua ấm điện với hiệu suất 90% để đun nước thì mỗi tháng nhà trường sẽ tiết kiệm được bao nhiêu tiền điện (tính theo đơn vị nghìn đồng và làm tròn đến hàng phần chục)? Biết rằng trung bình mỗi tháng nhà trường hoạt động 26 ngày và coi như nhiệt độ nước máy luôn bằng 20 $^\circ$C. Khối lượng riêng của nước là 997 kg/m$^3$; nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/(kg.K).

Xem đáp án

Khối lượng nước cần đun trong một tháng là:
\[
26.m = 26\cdot D \cdot V
= 26 \cdot 997 \cdot 40 \cdot 1{,}8 \cdot 10^{-3}
= 1866{,}384\ \text{kg}.
\]

Nhiệt lượng cần cung cấp để làm 1866{,}384 kg nước sôi từ nhiệt độ ban đầu 20 $^\circ$C là:
\[
Q = m \cdot c \cdot \Delta T
= 1866{,}384 \cdot 4200 \cdot (100-20)
= 627\,105\,024\ \text{J}.
\]

Nếu đun nước bằng bếp điện thì cần lượng điện tiêu thụ là:
\[
W_b=\frac{Q}{70\%}
=\frac{627\,105\,024}{70\%}
= 895\,864\,320\ \text{J}
= 248{,}8512\ \text{kW.h}.
\]

Nếu đun nước bằng ấm điện thì cần lượng điện tiêu thụ là:
\[
W_a=\frac{Q}{90\%}
=\frac{627\,105\,024}{90\%}
= 696\,783\,360\ \text{J}
\approx 193{,}5509\ \text{kW.h}.
\]

Số tiền điện của việc đun nước mà nhà trường tiết kiệm được mỗi tháng khi dùng ấm điện thay cho bếp điện là:
\[
1\,748 \cdot \big( 248{,}8512 - 193{,}5509 \big)
\approx 96{,}7\ \text{nghìn đồng}.
\]

26. Tự luận
1 điểm

Một khối khí lí tưởng thực hiện quá trình biến đổi trạng thái từ (1) – (2) – (3) – (4) như hình vẽ.

Một khối khí lí tưởng thực hiện quá trình biến đổi trạng thái từ (1) – (2) – (3) – (4) như hình vẽ.  (ảnh 1)

Biết nhiệt độ của khối khí ở trạng thái (1) là \(t_1 = 27^\circ\text{C}\). Nhiệt độ của khối khí này ở trạng thái (4) bằng bao nhiêu \(\text{kelvin (K)}\)?

 

Xem đáp án

Từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là quá trình đẳng nhiệt nên
\[
T_2 = T_1 = 27 + 273 = 300\ \text{K}.
\]

Từ trạng thái (2) sang trạng thái (3) là quá trình đẳng tích, có áp suất tăng 3 lần nên nhiệt độ tuyệt đối tăng 3 lần. Khi đó:
\[
T_3 = 3T_2 = 3\cdot 300 = 900\ \text{K}.
\]

Từ trạng thái (3) sang trạng thái (4) là quá trình đẳng áp, có thể tích giảm 2 lần nên nhiệt độ tuyệt đối giảm 2 lần. Khi đó:
\[
T_4 = \frac{T_3}{2} = \frac{900}{2} = 450\ \text{K}.
\]

27. Tự luận
1 điểm

Trong đàn ghi-ta điện, các dây đàn dao động tạo ra một từ trường biến thiên, từ trường đó sinh ra suất điện động cảm ứng trong các cuộn dây của bộ thu (pickup). Giả sử rằng một cuộn dây của bộ thu có 310 vòng và diện tích mỗi vòng là 5 $cm^2$. Khi dây đàn dao động, từ trường biến thiên với tần số 500 Hz và cảm ứng từ có độ lớn 0,02 T. Suất điện động cảm ứng cực đại trong cuộn dây của bộ thu khi dây đàn dao động bằng bao nhiêu Volt (V) (làm tròn kết quả đến hàng phần chục)?

Trong đàn ghi-ta điện, các dây đàn dao động tạo ra một từ trường biến thiên, từ trường đó sinh ra suất điện động cảm ứng trong các cuộn dây của bộ thu (pickup). (ảnh 1)

Xem đáp án

Suất điện động cảm ứng cực đại trong cuộn dây của bộ thu khi dây đàn dao động là:
\[
E_0 = N B S \omega = N B S \cdot 2\pi f.
\]

\[
E_0 = 310 \cdot 0{,}02 \cdot 5\cdot 10^{-4} \cdot 2\pi \cdot 500
\approx 9{,}7\ \text{V}.
\]

28. Tự luận
1 điểm

Một mạch điện xoay chiều có độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện chạy trong mạch là \(\dfrac{\pi}{2}\). Tại một thời điểm, cường độ dòng điện trong mạch có giá trị \(2\sqrt{2}\ \text{A}\) thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là \(110\sqrt{2}\ \text{V}\). Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch có giá trị là \(220\ \text{V}\). Giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện chạy trong mạch là bao nhiêu \textit{ampe} (A) (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?

Xem đáp án

Do độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều trong mạch là \(\dfrac{\pi}{2}\) nên:

\[
\left(\frac{u}{U_0}\right)^2 + \left(\frac{i}{I_0}\right)^2 = 1
\]

\[
\Leftrightarrow \left(\frac{110\sqrt{2}}{220\sqrt{2}}\right)^2 + \left(\frac{2\sqrt{2}}{I_0\sqrt{2}}\right)^2 = 1
\]

\[
\Rightarrow I \approx 2{,}31\ \text{A}.
\]