(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 31

Vẽ đường đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ $T'$ bất kỳ (vuông góc với trục OT), đường đẳng nhiệt này cắt các đường đẳng tích tại các điểm 1 và 2, ứng với các áp suất $p_1$ và $p_2$. Với quá trình đẳng nhiệt (ứng với nhiệt độ $T'$) ta có:

$p_1 V_1 = p_2 V_2; \; \text{vì } p_1 > p_2 \Rightarrow V_1 < V_2.$

     Hình 1: Đây là biểu tượng cảnh báo chung, có thể áp dụng cho nhiều loại nguy hiểm khác nhau. Thường được sử dụng khi có nguy cơ gây hại nhưng không thuộc một loại nguy hiểm cụ thể nào, ví dụ như nguy hiểm hóa chất, nguy hiểm vật lý hoặc các nguy cơ tiềm ẩn khác.

     Hình 2: Cảnh báo về sự hiện diện của chất phóng xạ hoặc bức xạ ion hóa có thể gây hại cho sức khỏe. Khu vực có biển báo này yêu cầu tuân thủ các quy tắc an toàn nghiêm ngặt, chẳng hạn như sử dụng quần áo bảo hộ và thiết bị chuyên dụng.

     Hình 3: Thường được gọi là cảnh báo sinh học, biểu tượng này cho biết khu vực có nguy cơ tiếp xúc với các tác nhân sinh học nguy hiểm như vi khuẩn, virus hoặc các chất sinh học có thể gây bệnh. Thường gặp trong phòng thí nghiệm hoặc các cơ sở y tế.

     Hình 4: Dấu hiệu cảnh báo cho các mối nguy hiểm bằng thủy tinh.

Quan sát đồ thị biến đổi trạng thái của một khối khí lý tưởng xác định trong hệ toạ độ $(V - T)$, ta thấy đó là một đường thẳng có đường kéo dài đi qua gốc O, nên quá trình biến đổi trạng thái là quá trình đẳng áp.

→ Trong đồ thị $(p - T)$, đường biểu diễn quá trình đẳng áp từ (1) sang (2) là đoạn thẳng song song với trục OT, với $T_2 > T_1$.

a) ĐÚNG
Trong quá trình diễn ra thí nghiệm, học sinh phải khuấy trà liên tục để đảm bảo nhiệt độ nước trong cốc trà đồng đều nhau.

b) SAI
Thời điểm thả các viên đá vào ứng với điểm Q, khi đó nhiệt độ giảm đột ngột so với điểm P.

c) ĐÚNG
Thời điểm đá tan hết ứng với lúc nước trà bắt đầu tăng nhiệt trở lại (điểm R).

d) SAI
Nhiệt độ khi nước trà cân bằng với môi trường xấp xỉ 30°C.

Nhiệt lượng cần cung cấp để 3 kg đồng tăng từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ nóng chảy là:

$Q_1 = m \cdot c \cdot (T_2 - T_1) = 3 \cdot 380 \cdot (1084 - 30) = 1201560 \approx 1202 \,\text{kJ}$

Nhiệt lượng để nóng chảy hoàn toàn 3 kg đồng từ nhiệt độ ban đầu là:

$Q = Q_1 + Q_n = m \cdot c \cdot (T_2 - T_1) + m \cdot \lambda = 3 \cdot 380 \cdot (1084 - 30) + 3 \cdot 1,8 \cdot 10^5 = 1741560 \,\text{J}$

Thời gian để làm nóng chảy hoàn toàn 3 kg từ nhiệt độ ban đầu là:

$t = \dfrac{Q}{P \cdot 60\%} = \dfrac{1741560}{10000 \cdot 0,6} = 290,26\,s \approx 4,84\,\text{phút}$

Suất điện động cực đại là:
$E_0 = E\sqrt{2} = 220\sqrt{2}\,\text{V}$

Tần số góc là:
$\omega = 2\pi f = 2\pi \cdot 50 = 100\pi \,\text{rad/s}$

Từ thông cực đại là:
$\Phi_0 = N \cdot \Phi_{1\,\text{vòng}} = \dfrac{220\sqrt{2}}{100\pi}\,\text{Wb}$

Số vòng dây là:
$N = \dfrac{\Phi_0}{\Phi_{1\,\text{vòng}}} = \dfrac{220\sqrt{2}}{100\pi} \cdot \dfrac{\pi}{5 \cdot 10^{-3}} = 622 \,\text{vòng}$

Số vòng dây của 1 cuộn dây là:
$N_1 = \dfrac{N}{6} = \dfrac{622}{6} \approx 104 \,\text{vòng}$

Khi khí cầu bay lên:

$F_\text{Ác-si-Mét} = P_\text{vỏ khí cầu} + P_\text{không khí nóng}$

$\rho_1 g V = m g + \rho_2 g V$

$\Rightarrow \rho_2 = \rho_1 - \dfrac{m}{V}$ (1)

Ở điều kiện chuẩn, khối lượng riêng của không khí là:

$\rho_0 = \dfrac{m_0}{V_0} = \dfrac{29}{22,4} = 1,295\,\text{kg/m}^3$

Vì thể tích của một lượng khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối khi áp suất không đổi nên khối lượng riêng của không khí tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối khi áp suất không đổi.

Ta có: $\rho_1 = \dfrac{T_0}{T_1} \cdot \rho_0$ (2)

Từ (1) và (2) suy ra: $\rho_1 = 1,178\,\text{kg/m}^3$

Do đó $\rho_2 = 0,928\,\text{kg/m}^3$

Và $\rho_2 = \rho_0 \dfrac{T_0}{T_2} \Rightarrow T_2 = \dfrac{T_0 \cdot \rho_0}{\rho_2} = \dfrac{273 \cdot 1,295}{0,928} = 381\,K = 108^\circ C$

Khối lượng chất phóng xạ là:
$m_0 = 85 \cdot 40\% = 34\,g$

Số mol của chất phóng xạ là:
$n_0 = \dfrac{34}{210} = 0,162\,\text{mol}$

Số hạt tại thời điểm đầu là:
$N_0 = n_0 \cdot N_A = \dfrac{17}{105} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \approx 9,76 \cdot 10^{22}\,\text{hạt}$

Độ phóng xạ của mẫu là:
$H_0 = \lambda N_0 = \dfrac{\ln 2}{T} \cdot N_0 = \dfrac{\ln 2}{138 \cdot 24 \cdot 3600} \cdot \dfrac{17}{105} \cdot 6,02 \cdot 10^{23}$

$H_0 \approx 56,66 \cdot 10^{14}\,\text{Bq} \approx 57 \cdot 10^{14}\,\text{Bq}$

Ta có: $Po \;\to\; Pb + \tfrac{4}{2}\alpha$

Mỗi một phân tử Po phóng xạ tạo 1 hạt $\alpha$.

⇒ Số mol Po phóng xạ tạo ra số mol $\alpha$ tương ứng.

Số mol chất phóng xạ mất sau 276 ngày là:

$n_{Po} = \dfrac{85,40\%}{210} \cdot \left(1 - 2^{-\tfrac{276}{138}}\right) = \dfrac{17}{140}\,\text{mol}$

⇒ Số mol hạt $\alpha$ sinh ra là:

$n_\alpha = \dfrac{17}{140}\,\text{mol}$

Do hạt Pb là hạt nhân nặng nên khi phóng xạ Pb không thoát khỏi mẫu.

Khối lượng của mẫu tại thời điểm 276 ngày là tổng khối lượng trừ đi khối lượng hạt $\alpha$ thoát ra:

$m = 85 - \dfrac{17}{140} \cdot 4 = 84,5\,g$