(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 8

Một bạn học sinh làm thí nghiệm, lấy 1,2 kg nước đá (dạng viên nhỏ) trong tủ đông nơi có nhiệt độ - 18 °C để đưa vào đun trong một bình điện đun nước (bình điện) chuyên dụng có thành bằng thuỷ tỉnh có thể quan sát được bên trong như Hình I.1. Thông số kĩ thuật của bình điện được cho như Bảng I.1.

     Học sinh đo nhiệt độ của nước đá, nước theo thời gian và đồ thị biểu diễn như trong Hình I.2. Biết nhiệt dung riêng và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá lần lượt là 2 100 J/(kg.K), 334 000 J/kg; nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.10⁶ J/kg. Bình điện được cắm vào nguồn điện 220 V.

     Hiệu suất đun nước của bình điện được xem không đổi trong suốt quá trình đun. Bỏ qua sự thoát hơi nước trong quá trình đun nước.

a) Nhiệt lượng khối nước đá đã nhận vào để nóng chảy hoàn toàn là 400 800 J.

b) Hiệu suất đun nước của bình điện bằng 90,(18)%.

c) Nhiệt dung riêng của nước được xác định từ thí nghiệm trên có giá trị bằng 4 225 J/(kg.K).

d) Nếu bạn học sinh tiếp tục đun nước thì sau khoảng 1,85 giờ bếp tự động tắt (tính từ thời điểm nước bắt đầu sôi; nắp bình được mở trong suốt quá trình hóa hơi).

Một bình kín chứa 1 mol khí Helium ở áp suất 10⁵ N/m² ở 27 ⁰C. Lấy $k=1,38.{10}^{-23} J/K$.

a) Thể tích của bình xấp xỉ bằng 15 lít.

b) Nung nóng bình đến khi áp suất của khối khí là 5.105 N/m2. Nhiệt độ của khối khí khi đó là 1 227 ⁰C.

c) Sau đó, van điều áp mở ra và một lượng khí thoát ra ngoài, nhiệt độ vẫn giữ không đổi, áp suất giảm còn 4.105 N/m2. Lượng khí còn lại trong bình là 0,4 mol.

d) Động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí Helium còn lại trong bình là $3,105.{10}^{-20}$ J.

Một nhóm học sinh dùng ống dây nối với điện kế nhạy có điểm 0 ở giữa để làm thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ. Trục của ống dây và trục của nam châm đặt nằm ngang và trùng nhau.

     Họ di chuyển một thanh nam châm lại gần một đầu ống dây như hình bên. Kim của điện kế lệch sang trái.

a) Khi thanh nam châm di chuyển lại gần ống dây, từ thông xuyên qua tiết diện ống dây thay đổi và tạo ra một suất điện động cảm ứng trong ống dây. Suất điện động cảm ứng này sinh ra dòng điện cảm ứng, làm kim của điện kế bị lệch (lệch sang trái).

b) Để kim điện kế lệch sang phải, cần làm cho dòng điện cảm ứng có chiều ngược lại. Điều này có thể thực hiện bằng cách: di chuyển thanh nam châm ra xa ống dây thay vì lại gần, hoặc đảo cực của thanh nam châm (đưa cực Nam đến gần ống dây thay vì cực Bắc).

c) Để số chỉ trên điện kế lớn hơn (tức là tăng cường độ dòng điện cảm ứng), cần giảm tốc độ thay đổi từ thông qua tiết diện ống dây, bằng cách: di chuyển thanh nam châm nhanh hơn; sử dụng nam châm mạnh hơn (từ trường lớn hơn); tăng số vòng dây của ống dây; …

d) Dòng điện cảm ứng trong ống dây chỉ mất đi khi thanh nam châm nằm yên trong lòng ống dây.

Trong vật lý hạt nhân, máy đo bức xạ (máy đếm/ống đếm) Geiger-Muller được sử dụng rộng rãi trong việc đo số lượng hạt α, $\beta$ bằng cách ứng dụng khả năng ion hoá của các tia bức xạ này.

     Số tín hiệu máy đếm được tỉ lệ thuận với số lượng hạt nhân bị phân rã.

     Xét hai máy đếm Geiger-Muller giống nhau lần lượt được chiếu xạ bởi hai mẫu chất phóng xạ ${}_{84}{}^{210}Po$ và ${}_{53}{}^{131}I$ (mỗi hạt nhân khi phân rã chỉ phát ra một tia phóng xạ). Biết rằng các mẫu chất phóng xạ được đặt ở cùng một khoảng cách so với các máy đếm tại hai phòng khác nhau. Cho khối lượng của từng mẫu phóng xạ tại thời điểm ban đầu đều là 1,5 g.

     Lấy khối lượng của các hạt nhân gần bằng số khối của chúng; chu kì bán rã của ${}_{84}{}^{210}Po$ và ${}_{53}{}^{131}I$ lần lượt là 138,4 ngày và 8,02 ngày.

a) Ban đầu, số nguyên tử ${}_{84}{}^{210}Po$ có trong 1,5 g là 4,3.1021 nguyên tử.

b) Số lượng hạt nhân ${}_{53}{}^{131}I$ phân rã trong vòng 1 ngày đầu tiên xấp xỉ bằng 6,3.1021 hạt.

c) Sau 1 ngày đầu tiên, máy đo bức xạ ứng với mẫu chất chứa ${}_{53}{}^{131}I$ đếm được nhiều tín hiệu hơn.

d) Độ phóng xạ của hạt nhân ${}_{53}{}^{131}I$ sau 1 ngày đầu tiên xấp xỉ bằng 2,14.1019 Bq.

Một viên đạn chì có khối lượng 60 g đang bay với tốc độ v₀ = 180 km/h đến tấm thép. Sau khi xuyên qua tấm thép, tốc độ viên đạn giảm còn v = 36 km/h. Nếu 65% lượng nội năng của viên đạn tăng lên đã chuyển hóa thành nhiệt lượng làm nóng viên đạn thì độ tăng nhiệt độ của đạn là bao nhiêu Kelvin (K)? (làm tròn đến hàng đơn vị). Cho nhiệt dung riêng của chì là 130 J/(kg.K).

Tính nhiệt độ của khối khí ở trạng thái (3) theo đơn vị Kelvin (K) (làm tròn đến hàng đơn vị).

Tính trung bình của bình phương tốc độ chuyển động nhiệt của các phân tử khí Oxygen ở trạng thái (1) theo đơn vị m²/s² (làm tròn đến hàng đơn vị).

Cường độ dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức $i=3\cos \omega t$ (A), trong đó, t được đo bằng giây (s). Biết rằng trong thời gian 0,1 s thì dòng điện tăng từ giá trị 0 A đến 3 A. Hãy tính tần số của dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch.

Số nguyên tử ${}_6{}^{14}C$ có trong 1 g mẫu Carbon trong cơ thể sinh vật sống bằng x.10¹⁰ nguyên tử. Tìm x (làm tròn đến hàng phần trăm).

Vào ngày 19/9/1991, trong khi đang tìm đường vượt qua dãy Otzal Alps, hai nhà leo núi người Đức đã phát hiện thấy xác ướp người cổ được bảo quản hầu như nguyên vẹn trong băng tuyết tại Hauslabjoch, khu vực giữa biên giới Áo và Italia. Xác ướp đó được đặt tên là người băng Otzi.

     Tại thời điểm này, các nhà khoa học đã đo được độ phóng xạ của 1 g mẫu Carbon trong cơ thể người băng Otzi là 0,121 Bq. Xác định niên đại của người băng đó theo đơn vị năm (làm tròn đến hàng trăm).