Đề minh họa ĐGNL Đại học Sư phạm TP.Hồ Chí Minh môn Vật lí có đáp án - Đề số 1
40 câu hỏi
Cho biết: p = 3,14; T (K) = t (0C) + 273; R = 8,31 J/(mol.K); NA = 6,02.1023 hạt/mol.
Thí sinh lựa chọn một phương án đúng theo yêu cầu từ câu 1 đến câu 20
Trong các biển báo sau, biển báo nào có ý nghĩa cảnh báo khu vực có chất phóng xạ?
Hình 1.
Hình 2.
Hình 3.
Hình 4.
Đáp án đúng là C
Hình 1: biển báo cảnh báo khu vực nguy hiểm có chất độc sinh học.
Hình 2: biển báo cảnh báo khu vực nguy hiểm có vật liệu cháy nổ.
Hình 3: biển báo cảnh báo khu vực nguy hiểm có chất phóng xạ.
Hình 4: biển báo cảnh báo khu vực nguy hiểm có nhiệt độ thấp.
Hiện tượng nào dưới đây không phải là sự bay hơi của chất lỏng?
Sau khi gội đầu, người ta sấy tóc để làm khô.
Các giọt nước xuất hiện ở mặt ngoài cốc nước đá khi đặt trong không khí.
Môi chất lạnh (R-32) bay hơi trong dàn lạnh của máy điều hòa không khí.
Sản xuất muối bằng cách phơi nước biển dưới ánh nắng Mặt Trời.
Đáp án đúng là B
Các giọt nước xuất hiện ở mặt ngoài cốc nước đá khi đặt trong không khí là hiện tượng ngưng tụ của hơi nước trong không khí.
Một đoạn dây dẫn thẳng được đặt nằm ngang, mang dòng điện có chiều từ Đông sang Tây. Tại vị trí đó, các đường sức từ của từ trường Trái Đất có phương nằm ngang, hướng từ Nam ra Bắc. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn đó có phương và chiều như thế nào?
Phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên.
Phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới.
Phương nằm ngang, chiều từ Đông sang Tây.
Phương nằm ngang, chiều từ Bắc vào Nam.
Đáp án đúng là B
Do đoạn dây dẫn và các đường sức từ nằm trong mặt phẳng nằm ngang nên lực từ có phương vuông góc với mặt phẳng nằm ngang (phương thẳng đứng). Dựa vào quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều của lực từ là chiều từ trên xuống dưới.
Đồ thị nào sau đây biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái của khối khí lí tưởng khi thể tích không đổi?
Hình 1.
Hình 3.
Hình 1 và hình 2.
Hình 2 và hình 4.
Đáp án đúng là D
Hình 1: Đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái của khối khí lí tưởng khi áp suất không đổi.
Hình 2: Đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái của khối khí lí tưởng khi thể tích không đổi.
Hình 3: Đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái của khối khí lí tưởng khi nhiệt độ không đổi.
Hình 4: Đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái của khối khí lí tưởng khi thể tích không đổi.
Một hạt nhân có kí hiệu là \[{}_Z^AX.\] Số hạt neutron có trong 1 mol hạt nhân này bằng
\[A - Z.\]
\[A.{N_A}.\]
\[Z.{N_A}.\]
\[\left( {A - Z} \right).{N_A}.\]
Đáp án đúng là D
Số hạt neutron có trong 1 mol hạt nhân \[{}_Z^AX.\] bằng \(\left. (A-Z) \right.{N}_{A}\).
Đối tượng nào dưới đây không tạo ra từ trường xung quanh nó?
Nam châm.
Dòng điện chạy trong dây dẫn.
Lõi sắt non chưa nhiễm từ.
Điện tích chuyển động.
Đáp án đúng là C
Lõi sắt non khi chưa nhiễm từ thì không có từ tính, nên không tự tạo ra từ trường xung quanh.
Ba khối chất rắn A, B, C có cùng khối lượng, được cung cấp nhiệt như nhau. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của ba chất được cho như hình vẽ. Bỏ qua mọi hao phí nhiệt.
Nhận định nào sau đây đúng về nhiệt dung riêng của ba chất rắn trên?
Chất rắn A có nhiệt dung riêng lớn nhất.
Chất rắn B có nhiệt dung riêng nhỏ nhất.
Chất rắn C có nhiệt dung riêng lớn nhất.
Chất rắn B có nhiệt dung riêng lớn nhất.
Đáp án đúng là C
Ba khối chất rắn có cùng khối lượng và được cung cấp nhiệt như nhau nên ta có:
\({c}_{A}=\frac{Q}{m.∆{T}_{A}}\); \({c}_{B}=\frac{Q}{m.∆{T}_{B}}\); \({c}_{C}=\frac{Q}{m.∆{T}_{C}}\)
Từ hình vẽ ta thấy, \(∆{T}_{A}>∆{T}_{B}>∆{T}_{C}\).
Suy ra: \({c}_{A}<{c}_{B}<{c}_{C}\).
Vậy, chất rắn C có nhiệt dung riêng lớn nhất, chất rắn A có nhiệt dung riêng nhỏ nhất.
Hai bình kín có cùng thể tích đang chứa khí. Bình A chứa khí oxygen (O2) có khối lượng nguyên tử là 16 g/mol và bình B chứa khí neon (Ne) có khối lượng nguyên tử là 20 g/mol. Ban đầu, nhiệt độ và áp suất khí trong hai bình là như nhau. Khẳng định nào sau đây là sai?
Số phân tử khí ở bình A bằng số nguyên tử khí ở bình
Các phân tử khí ở hai bình chuyển động hỗn loạn, không ngừng.
Khối lượng khí ở bình B lớn hơn ở bình A.
Động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí ở hai bình có giá trị bằng nhau.
Đáp án đúng là C
Áp dụng phương trình Clapeyron cho khối khí trong bình A, B lần lượt ta có:
\(pV={n}_{A}RT\) \({n}_{A}=\frac{pV}{RT}\)
Và \(pV={n}_{B}RT\) \({n}_{B}=\frac{pV}{RT}\)
Suy ra, \({n}_{A}={n}_{B}\)
Phát biểu A đúng.
Phát biểu B đúng.
Vì \({n}_{A}={n}_{B}\) \(\frac{{m}_{{O}_{2}}}{{M}_{{O}_{2}}}=\frac{{m}_{Ne}}{{M}_{Ne}}\) \(\frac{{m}_{{O}_{2}}}{32}=\frac{{m}_{Ne}}{20}\) \({m}_{{O}_{2}}>{m}_{Ne}\) nên khối lượng khí ở bình B nhỏ hơn ở bình A. Phát biểu C sai.
Phát biểu D đúng. Vì nhiệt độ của khối khí chứa trong hai bình bằng nhau nên động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí ở hai bình có giá trị bằng nhau
Một khung dây dẫn được đặt trong từ trường đều có vector cảm ứng từ 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.
Đồ thị nào dưới đây diễn tả đúng sự biến đổi của độ lớn cảm ứng từ theo thời gian?
Đồ thị 1.
Đồ thị 2.
Đồ thị 3.
Đồ thị 4.
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 vector cảm ứng từ của từ trường cảm ứng trong khung dây dẫn cùng hướng với vector cảm ứng từ \(\vec B\) của từ trường đều.
Suy ra, 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
Vậy đồ thị 4 biểu diễn đúng sự biến đổi của độ lớn cảm ứng từ theo thời gian.
Một học sinh tiến hành thí nghiệm để xác định nhiệt nóng chảy riêng của một chất rắn kết tinh, khi đã biết nhiệt dung riêng của chất đó ở trạng thái rắn và trạng thái lỏng.
Phương án thí nghiệm nào sau đây không đúng? Tiến hành đo từ khi chất
đang ở trạng thái rắn đến khi chất đã nóng chảy hoàn toàn.
vừa đạt nhiệt độ nóng chảy đến khi chất đã nóng chảy hoàn toàn, trong suốt quá trình nhiệt độ của chất không đổi.
đang ở trạng thái rắn đến khi chất vừa bắt đầu nóng chảy.
vừa đạt nhiệt độ nóng chảy đến khi chất bắt đầu tăng nhiệt độ.
Đáp án đúng là C
Để xác định nhiệt nóng chảy riêng, cần xét toàn bộ quá trình chuyển pha (từ rắn sang lỏng) ở nhiệt độ nóng chảy không đổi.
Hai bình kín có thể tích bằng nhau đều chứa khí lí tưởng ở cùng một nhiệt độ. Khối lượng khí trong hai bình bằng nhau nhưng khối lượng một phân tử khí của bình A lớn gấp hai lần khối lượng một phân tử khí ở bình B. Áp suất khí ở bình B
bằng áp suất khí ở bình A.
gấp bốn lần áp suất khí ở bình A.
gấp hai lần áp suất khí ở bình A.
bằng một nửa áp suất khí ở bình A.
Đáp án đúng là C
\[
Ta\ có:\ \overline{E_d}=\frac{1}{2}m\overline{v^2}=\frac{3}{2}kT
\Leftrightarrow m\overline{v^2}=3kT=3\cdot\frac{R}{N_A}\cdot T
\]
\[
Và:\ \mu=\frac{N}{V}=\frac{nN_A}{V}=\frac{mN_A}{MV}
\]
\[
Suy\ ra:\ p=\frac{1}{3}\mu m\overline{v^2}
=\frac{1}{3}\cdot\frac{mN_A}{MV}\cdot3\cdot\frac{R}{N_A}\cdot T
=\frac{mRT}{MV}
\]
\[
Áp\ suất\ bình\ A:\ p_A=\frac{m_ART_A}{M_AV_A};
\quad
Áp\ suất\ bình\ B:\ p_B=\frac{m_BRT_B}{M_BV_B}
\]
\[
Suy\ ra:\ \frac{p_A}{p_B}
=\frac{M_B}{M_A}
=\frac{m_{1B}N_A}{m_{1A}N_A}
=\frac{m_{1B}}{2m_{1B}}
=\frac{1}{2}
\Rightarrow p_B=2.p_A
\]
Áp suất của một khối khí lí tưởng là 2 MPa, số phân tử khí trong 1 cm3 là 4,84.1020 phân tử. Lấy hằng số Boltzmann k = 1,38.1023 J/K. Chọn phát biểu sai trong các phát biểu sau?
Động năng tịnh tiến trung bình của mỗi phân tử khí xấp xỉ bằng 6,2.10-21 J.
Mật độ phân tử của khối khí lí tưởng đó là 4,84.1026 phân tử/m3.
Nhiệt độ của khối khí lí tưởng khi đó xấp xỉ bằng 299 K.
Khi nhiệt độ tuyệt đối của khối khí tăng gấp đôi, tốc độ căn quân phương (\[\sqrt {\overline {{v^2}} } \]) của các phân tử khí tăng bốn lần.
Đáp án đúng là D
Mật độ phân tử của khối khí lí tưởng đó là 4,84.1020 phân tử/cm3 = 4,84.1026 phân tử/m3.
Suy ra, đáp án B đúng.
Nhiệt độ của khối khí lí tưởng khi đó là:
Ta có: \[ p=\frac{1}{3}\mu m_1\overline{v^2}
\ và\
\overline{E_d}=\frac{1}{2}m_1\overline{v^2}
=\frac{3}{2}kT
\ hay\
m_1\overline{v^2}=3kT
\]
\[
Suy\ ra:\ p=\frac{2}{3}\mu3kT=\mu kT
\Leftrightarrow T=\frac{p}{\mu k}
=\frac{2.10^6}{4{,}84.10^{26}.1{,}38.10^{-23}}
\approx299\ K.
\]
Suy ra, đáp án C đúng
Động năng tịnh tiến trung bình của mỗi phân tử khí là:
\[
\overline{E_d}
=\frac{3}{2}kT
=\frac{3}{2}k\cdot\frac{p}{\mu k}
=\frac{3}{2}\cdot\frac{p}{\mu}
=\frac{3}{2}\cdot\frac{2.10^6}{4{,}84.10^{26}}
\approx6{,}2.10^{-21}\ J.
\]
Suy ra, đáp án A đúng.
\[
Ta\ có:\ \overline{E_d}
=\frac{1}{2}m_1\overline{v^2}
=\frac{3}{2}kT
\Leftrightarrow
\sqrt{\overline{v^2}}
=\sqrt{\frac{3kT}{m_1}}
\]
\[
Khi\ nhiệt\ độ\ tuyệt\ đối\ của\ khối\ khí\ tăng\ gấp\ đôi,
\ tốc\ độ\ căn\ quân\ phương\ tăng\ \sqrt{2}\ lần.
\]
Suy ra, đáp án D sai.
Cung cấp cho một khối khí lí tưởng xác định một nhiệt lượng Q, làm nội năng của khí tăng lên một lượng \[\Delta U = Q.\] Quá trình biến đổi trạng thái này là quá trình
đẳng áp.
đẳng tích.
đẳng nhiệt.
giảm áp suất.
Đáp án đúng là B
Theo định luật I nhiệt động lực học, ta có: \(∆U=A+Q\). Mà \(∆U=Q\) nên \(A=0\).
Khi đó, khối khí không nhận, cũng không thực hiện công nên thể tích khối khí không đổi.
Vậy quá trình biến đổi trạng thái này là quá trình đẳng tích.
Trong hệ đơn vị SI, 1 weber (Wb) được định nghĩa bằng
\[1T.{m^2}.\]
\[1T/{m^2}.\]
\[1T/m.\]
\[1T.m.\]
Đáp án đúng là A
Trong hệ đơn vị SI, 1 Wb = 1T.m2 (\(Φ=NBS.cos\left. ⃗n;⃗B \right.\)).
Chọn khẳng định đúng. Độ hụt khối của hạt nhân
là đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân.
được xác định bằng biểu thức \(∆m=\left[ Z.{m}_{p}+\left. A-Z \right..{m}_{n} \right]-{m}_{X}\).
càng lớn khi số nucleon của hạt nhân càng lớn.
là đại lượng đặc trưng cho mức độ phổ biến của hạt nhân.
Đáp án đúng là B
Khẳng định B đúng.
Khẳng định A sai. Vì đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân là năng lượng liên kết riêng.
Khẳng định C sai. Vì độ hụt khối của các hạt nhân nhẹ và nặng nhỏ hơn độ hụt khối của hạt nhân có số khối trung bình.
Khẳng định D sai vì không có ý nghĩa về mặt vật lí.
Một hạt nhân có 8 proton và 9 neutron. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này bằng 7,75 MeV/nucleon. Biết mp = 1,0073 amu, mn = 1,0087 amu. Lấy 1 uc2 = 931,5 MeV. Khối lượng của hạt nhân đó bằng bao nhiêu amu?
16,545 amu.
17,138 amu.
16,995 amu.
17,243 amu.
Đáp án đúng là C
Ta có: \({E}_{lkr}=\frac{{E}_{lk}}{A}=\frac{\left. Z.{m}_{p}+N.{m}_{n}-{m}_{X} \right.}{Z+N}\)
Thay số, ta được: \(7,75=\frac{\left[ 8.1,0073+9.1,0087-{m}_{X} \right].931,5}{8+9}\)
Suy ra: \({m}_{X}≈16,995\) amu.
Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về hiện tượng phóng xạ?
Hiện tượng phóng xạ chỉ xảy ra khi có tác động bên ngoài lên hạt nhân.
Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân không bền tự phát ra bức xạ và biến đổi thành hạt nhân khác.
Chu kì bán rã của một chất phóng xạ phụ thuộc vào khối lượng ban đầu của chất đó.
Tốc độ phân rã của chất phóng xạ tăng khi nhiệt độ môi trường tăng.
Đáp án đúng là B
Phát biểu A sai. Vì phóng xạ là hiện tượng tự phát, không cần tác động bên ngoài.
Phát biểu B đúng. Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân không bền tự phát ra bức xạ () và biến đổi thành hạt nhân khác (có thể bền hoặc tiếp tục phân rã).
Phát biểu C sai. Chu kì bán rã là đại lượng đặc trưng cho từng chất phóng xạ, không phụ thuộc vào khối lượng ban đầu.
Phát biểu D sai. Tốc độ phân rã không phụ thuộc vào nhiệt độ hay các điều kiện bên ngoài.
Công thức nào sau đây biểu diễn hằng số Boltzmann k theo hằng số khí lí tưởng R và số Avogadro \[{N_A}\]?
\[k = \frac{R}{{{N_A}}}.\]
\[k = R.{N_A}.\]
\[k = \frac{{{N_A}}}{R}.\]
\[k = \frac{1}{{R.{N_A}}}.\]
Đáp án đúng là A
Ta có: \(k=\frac{R}{{N}_{A}}\).
Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hoà. Nếu khối lượng \[m = 200g\] thì chu kì dao động của con lắc là 2 s. Để chu kì con lắc là 1 s thì khối lượng m bằng
200 g.
100 g.
50 g.
800 g.
Đáp án đúng là C
Chu kì dao động: \[T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} \Rightarrow m = \frac{{k{T^2}}}{{4{\pi ^2}}} \Rightarrow \frac{{{m_1}}}{{{m_2}}} = \frac{{T_1^2}}{{T_2^2}}\]
Với \[{m_1} = 200\,g;{T_1} = 2\,s;{T_2} = 1\,s \Rightarrow {m_2} = 50\,g\]
Khi khảo sát hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây căng giữa hai điểm cố định, người ta thay đổi tần số dao động kích thích cho dây. Kết quả ghi nhận được hai giá trị tần số gần nhau nhất cùng cho quan sát được sóng dừng trên dây là 525 Hz và 600 Hz. Giá trị tần số nhỏ nhất có thể tạo ra sóng dừng trên dây này là
50 Hz.
75 Hz.
100 Hz.
125 Hz.
Đáp án đúng là B
Chiều dài dây khi đó: \(L = k\frac{v}{{2f}} \Rightarrow f = \frac{{vk}}{{2L}}\)
Hai tần số gần nhau nhất là: \[{f_k} = \frac{{kv}}{{2L}} = 525\,Hz\] và \[{f_{k + 1}} = \frac{{(k + 1)v}}{{2L}} = 600\,Hz\]
\[ \Rightarrow {f_{k + 1}} - {f_k} = \frac{v}{{2L}} = 75\,Hz\]\[ \Rightarrow {f_{\min }} = \frac{v}{{2L}} = 75\,Hz\] (ứng với k = 1).
Thí sinh chọn các phương án đúng theo yêu cầu từ câu 21 đến câu 25 (nếu chọn duy nhất một phương án mà phương án đó là phương án đúng sẽ được tính một nửa số điểm của câu hỏi. Nếu chọn tất cả các phương án đúng sẽ đạt điểm tối đa của câu hỏi).
Máy nước nóng năng lượng Mặt Trời là thiết bị chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng Mặt Trời thành nội năng của nước, làm nóng nước phục vụ nhu cầu sinh hoạt của gia đình. Máy có ưu điểm là an toàn, tiết kiệm năng lượng. Cấu tạo của máy gồm hai bộ phận chính: bộ phận thu nhiệt (gồm các ống hấp thụ nhiệt làm bằng thủy tinh) và bộ phận giữ nhiệt hay còn gọi là bình bảo ôn (bình này dùng để chứa nước). Biết dung tích của bình giữ nhiệt là 180 lít và luôn chứa đầy nước, nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/(kg.K), khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít.
1. Trong thực tế, bình bảo ôn được đặt phía trên bộ phận thu nhiệt chứ không đặt phía dưới, mặc dù nếu đặt phía dưới thì mức độ vững chắc của máy sẽ cao hơn. Giải thích hiện tượng này dựa trên nguyên lí đối lưu nhiệt.
2. Nhiệt lượng mà nước trong bình nhận được khi nhiệt độ của nước tăng từ 20 °C đến 70 C là 37850 kJ.
3. Biết rằng chỉ 40% năng lượng ánh sáng Mặt Trời chiếu vào bộ thu nhiệt được chuyển hóa thành nhiệt lượng làm nóng nước trong bình. Công suất bức xạ Mặt Trời trung bình thu được trên mỗi mét vuông là 1400 W/m2. Để nhiệt độ của nước trong bình tăng từ 20 °C đến 70 °C, ánh sáng Mặt Trời cần chiếu vào trong 5 giờ. Diện tích bộ thu nhiệt của máy là 3,75 m2.
1. ĐÚNG
Khi nước trong ống thu nhiệt được đun nóng, khối lượng riêng giảm nên nước nóng chuyển động lên trên và đi vào bình bảo ôn; nước lạnh từ bình chảy xuống ống thu nhiệt. Cách bố trí này tạo dòng đối lưu tự nhiên, giúp nước được làm nóng liên tục mà không cần bơm.
2. SAI
Nhiệt lượng mà nước trong bình nhận được khi nhiệt độ của nước tăng từ 20°C đến 70°C là:
\(Q=m.c.∆T=D.V.c.∆T=1.180.4200.\left.( 70-20) \right.=37800\) kJ.
3. ĐÚNG
Gọi S là diện tích của bộ thu nhiệt. Công suất bức xạ Mặt Trời trung bình thu được từ bộ thu nhiệt là: \(P=1400.S\) (W).
Năng lượng ánh sáng Mặt Trời truyền cho bộ thu nhiệt trong 5 giờ là:
\(A=P.t=1400.S.5.3600=252.{10}^{5}.S\) (J).
Mà: \(H=\frac{Q}{A}\) \(40\%=\frac{37800.{10}^{3}}{252.{10}^{5}.S}\) \(S=3,75\) m2.
4. ĐÚNG
Từ đồ thị ta có công suất bức xạ ánh sáng mặt trời mà máy thu được là:
\(\left\{ \begin{aligned}P&=1,5.t-10\left. (8≤t≤12) \right. \\ P'&=-0,5.t+14\left. (12≤t≤16) \right.\end{aligned} \right.\)
Vì tại thời điểm 12 giờ, công suất mà máy thu được đạt giá trị lớn nhất nên để máy thu được năng lượng lớn nhất trong khoảng thời gian 2 giờ thì máy hoạt động trong những khoảng thời gian lân cận 12 giờ. Gọi t (h) là thời điểm trước 12 giờ như hình 1b.
Khi đó, năng lượng lớn nhất thu được là:
Giải phương trình \({A}^{'}=0\) hay \(-2t+23=0\) ta được \(t=11,5\) (h).
Suy ra, \({A}_{max}=-{\left. (11,5) \right.}^{2}+23.11,5-117=15,25\) (kW.h) khi t = 11,5 (h).
Vậy trong khoảng thời gian 2 giờ (từ 11,5h đến 13,5h), máy hấp thụ được năng lượng ánh sáng Mặt Trời lớn nhất là 15,25 kW.h.
Một khối khí lí tưởng xác định thực hiện chu trình biến đổi trạng thái được mô tả như hình vẽ bên dưới. Biết \({V}_{1}=2\) lít; \({V}_{3}=8\) lít.
1. Các thông số của khối khí ở trạng thái 3 là \({p}_{3}={10}^{5}\) Pa, \({V}_{3}=8\) lít, \({T}_{3}=600\) K.
2. Quá trình biến đổi trạng thái từ (2) sang (3) là quá trình nén đẳng nhiệt.
3. Số phân tử của khối khí xấp xỉ bằng \(9,7.{10}^{22}\) phân tử.
1. ĐÚNG
Ta có thể tích của khối khí ở trạng thái (3) là \({V}_{3}=8\) lít.
Từ đồ thị ta xác định được áp suất và nhiệt độ của khối khí ở trạng thái (3) lần lượt là: \({p}_{3}={p}_{1}={10}^{5}\) Pa và \({T}_{3}=600\) K.
2. SAI
Từ đồ thị pOT như hình vẽ, ta thấy đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc p theo T của quá trình biến đổi trạng thái từ (2) sang (3) là đường thẳng vuông góc với trục OT nên đây là quá trình đẳng nhiệt.
Suy ra: áp suất và thể tích của khối khí trong quá trình này tỉ lệ nghịch với nhau.
Mà: \({p}_{3}<{p}_{2}\)
Suy ra: \({V}_{3}>{V}_{2}\)
Vậy quá trình biến đổi trạng thái từ (2) sang (3) là quá trình dãn nở đẳng nhiệt.
3. ĐÚNG
Số phân tử của khối khí là:
\({p}_{3}.{V}_{3}=nR{T}_{3}=\frac{N}{{N}_{A}}R{T}_{3}\) \(N=\frac{{N}_{A}.{p}_{3}.{V}_{3}}{R{T}_{3}}=\frac{6,02.{10}^{23}.{10}^{5}.8.{10}^{-3}}{8,31.600}≈9,7.{10}^{22}\) phân tử.
4. SAI
Công mà khối khí nhận được khi biến đổi từ trạng thái (3) sang trạng thái (1) là:
\({A}_{31}={p}_{3}.∆V={p}_{3}.\left. ({V}_{3}-{V}_{1}) \right.={10}^{5}.\left. (8-2) \right..{10}^{-3}=600\) J.
Một học sinh tiến hành thí nghiệm đo độ lớn cảm ứng từ của nam châm điện. Học sinh đặt một khung dây dẫn hình vuông ABCD gồm N = 100 vòng dây sao cho cạnh AB dài L = 10 cm nằm ngang, trong từ trường đều giữa hai cực của nam châm điện và vuông góc với các đường sức từ của nam châm điện như hình vẽ.
Ban đầu, khi chưa có dòng điện chạy qua khung dây dẫn thì bạn điều chỉnh gia trọng để khi đòn cân cân bằng thì lực kế có giá trị bằng F0 = 0,01 N. Bạn thay đổi cường độ dòng điện chạy qua khung dây dẫn ABCD và theo dõi sự thay đổi giá trị của lực kế và có bảng giá trị sau:
Lần đo | 1 | 2 | 3 | 4 |
I (A) | 0,6 | 1,3 | 1,8 | 2,3 |
F (N) | 0,08 | 0,17 | 0,24 | 0,31 |
1. Lực từ tác dụng lên các đoạn dây dẫn của cạnh AB có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống.
2. Khi cường độ dòng điện chạy qua khung dây dẫn là 1,3 A thì lực từ tác dụng lên mỗi đoạn dây của cạnh AB là 1,6 mN.
3. Từ trường đều của nam châm điện có độ lớn cảm ứng từ trung bình xấp xỉ bằng 1,25 T.
1. ĐÚNG
Dòng điện chạy qua các đoạn dây dẫn của cạnh AB có chiều từ B đến A và phương ngang. Các đường sức từ của từ trường đều trong nam châm điện có phương ngang và chiều đi từ cực N sang cực S.
Suy ra, lực từ tác dụng lên các đoạn dây dẫn của cạnh AB có phương thẳng đứng ().
Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều của lực từ là chiều từ trên xuống.
2. ĐÚNG
Khi cường độ dòng điện chạy qua khung dây dẫn là 1,3 A thì lực từ tác dụng lên mỗi đoạn dây của cạnh AB là \(\frac{0,17-0,01}{100}=1,6.{10}^{-3}N=\) 1,6 mN.
3. ĐÚNG
Ta xử lí số liệu như sau:
Vậy, từ trường đều của nam châm điện có độ lớn cảm ứng từ trung bình xấp xỉ bằng 1,25 T.
4. ĐÚNG
Nếu đặt khung dây dẫn ABCD kín nằm hoàn toàn trong từ trường đều của nam châm điện sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây dẫn, rồi giảm cường độ dòng điện qua cuộn dây dẫn của nam châm điện dần về 0 trong 1 s thì trong khung dây dẫn ABCD xuất hiện một suất điện động cảm ứng có độ lớn bằng:
Cường độ dòng điện qua cuộn dây dẫn của nam châm điện giảm dần về 0, khi đó độ lớn cảm ứng từ của từ trường cũng giảm dần về 0. Suy ra, từ thông xuyên qua diện tích S của khung dây dẫn cũng giảm dần về 0 và làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn ABCD kín có vector cảm ứng từ cảm ứng () cùng hướng với vector cảm ứng từ của từ trường nam châm điện. Sau đó, sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải ta xác định được chiều của dòng điện cảm ứng là chiều từ B đến A.
Chiếu xạ thực phẩm có thể tiêu diệt vi khuẩn và côn trùng làm cho thực phẩm có thời hạn sử dụng lâu hơn. Nguồn phóng xạ của máy chiếu xạ là cobalt phát ra bức xạ và . Chu kì bán rã của là 5,72 năm.
Hình vẽ dưới đây biểu diễn đồ thị tỉ lệ phần trăm cường độ bức xạ truyền qua một lớp trái cây có độ dày nhất định.
1. Khả năng đâm xuyên của tia kém hơn tia .
2. Nếu nguồn phóng xạ vẫn có thể sử dụng được cho đến khi độ phóng xạ của nó giảm xuống còn 12,5% giá trị ban đầu thì sau 17,16 năm sẽ phải thay nguồn phóng xạ .
3. Phương trình phân rã của là
1. ĐÚNG
Tia là dòng hạt electron, khả năng đâm xuyên trung bình, bị chặn bởi vài mm nhôm hoặc lớp áo quần. Còn tia là sóng điện từ có khả năng đâm xuyên rất mạnh, cần chì hoặc bê tông dày để chắn.
Vậy, khả năng đâm xuyên của tia kém hơn tia .
2. ĐÚNG
Khoảng thời gian cần thiết để độ phóng xạ của nguồn phóng xạ giảm xuống còn 12,5% giá trị ban đầu là:
\({H}_{t}={H}_{0}.{2}^{-\frac{t}{T}}\) \(t=T.{log}_{2}\frac{{H}_{0}}{{H}_{t}}=5,72.{log}_{2}\frac{{H}_{0}}{12,5\%.{H}_{0}}=17,16\) năm.
3. ĐÚNG
Phương trình phân rã của là .
4. SAI
Từ đồ thị cho thấy, để cường độ bức xạ giảm còn 50% so với giá trị ban đầu thì độ dày của lớp trái cây tương ứng nhỏ hơn 15 cm.
Khi nói về các loại bức xạ và phản ứng hạt nhân:
1. Tia γ có bản chất là sóng điện từ bước sóng rất ngắn, không mang điện tích - Đúng
2. Phản ứng nhiệt hạch là sự kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành hạt nhân nặng hơn ở nhiệt độ cực cao - Đúng
3. Trong phản ứng phân hạch, tổng khối lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng lớn hơn tổng khối lượng nghỉ các hạt trước phản ứng - Sai
4. Một hạt nhân có năng lượng liên kết càng lớn thì càng bền vững - Sai
5. Tia α có khả năng ion hóa không khí rất mạnh nhưng khả năng đâm xuyên yếu hơn tia β - Đúng
Dựa vào dữ liệu dưới đây, thí sinh lựa chọn một phương án đúng theo yêu cầu từ câu 26 đến câu 28.
Một cục sạc có thông số 9V – 2,5A. Dùng cục sạc này để sạc cho pin Iphone 15 có thông số 3,7 V - 3349 mAh. Bỏ qua điện trở của dây sạc và mạch sạc ở trong điện thoại
Tính thời gian tối thiểu cần dùng để sạc đầy pin (từ 0% lên 100%), giả sử dòng điện sạc là hằng số và bằng dòng điện tối đa của củ sạc.
1 giờ 20 phút.
1 giờ 30 phút.
1 giờ 40 phút.
2 giờ.
Dung lượng của pin là: q = 3349 mAh = 3,349 Ah
Thời gian để sạc đầy pin là:
\(t = \frac{q}{I} = \frac{{3,349}}{{2,5}} = 1,3396\;(h) = 1h20min\)
Đáp án cần chọn là: A
Tính hiệu suất sạc pin của quá trình trên, với thời gian sạc đã tính được ở câu 115. Bỏ qua điện trở của dây sạc và mạch sạc trong điện thoại.
55,07%.
82%.
41%.
77%.
Điện năng cung cấp cho pin là: \({A_{ci}} = {U_p} \cdot q\)
Điện năng tiêu thụ khi sạc pin là: \({A_{tp}} = {U_s} \cdot I \cdot t\)
Hiệu suất sạc pin là: \(H = \frac{{{A_{ci}}}}{{{A_{tp}}}} = \frac{{{U_p} \cdot q}}{{{U_s} \cdot I \cdot t}} = \frac{{3,7 \cdot 3,349}}{{9.2,5.1,3396}} \approx 0,41 = 41\% \)
Đáp án cần chọn là: C
Giả sử mỗi ngày sạc điện thoại đầy pin 2 lần, giá điện sinh hoạt trung bình là 2500 VNĐ/kWh (1 số điện). Hãy tính số tiền điện cần trả để sạc điện trong 30 ngày (Làm tròn đến chữ số hàng trăm).
15750 VNĐ.
25600 VNĐ.
4500 VNĐ.
10000 VNĐ.
Số tiền điện cần trả là:
\(T = 2.30 \cdot {A_{tp}} \cdot {T_0} = 2.30 \cdot \frac{{9.2,5.1,3396}}{{1000}} \cdot 2500 = 4521,15\;(VND)\) 4500 VNĐ
Đáp án cần chọn là: C
Dựa vào dữ liệu dưới đây, thí sinh lựa chọn một phương án đúng theo yêu cầu từ câu 29 đến câu 30.
Tổng hợp hạt nhân Helium từ phản ứng hạt nhân.
Mỗi phản ứng trên toả năng lượng
Xác định hạt nhân X.
\({}_{1}^{1}H\)
\({}_{2}^{4}He\)
\({}_{3}^{7}Li\)
\({}_{2}^{3}He\)
\({}_{1}^{1}H+{}_{3}^{7}Li→{}_{2}^{4}He+{}_{x}^{y}X\)
Áp dụng định luật Bảo toàn Số khối \((A)\) và Bảo toàn Điện tích \((Z)\) ta có:
\(1+3=2+x⇒x=2\)
\(1+7=4+y⇒y=4\)
→ Hạt nhân đó là \({}_{2}^{4}He\)
Để tổng hợp \(0,5mol\) Helium thi cần bao nhiêu mol khí Hydrogen ?
0,1
0,125
0,25
0,5
Ta có: \({}_{1}^{1}H+{}_{3}^{7}Li→{}_{2}^{4}He+{}_{2}^{4}He\)
1 phản ứng thì sẽ sinh ra \(2{}_{2}^{4}He\).
\(nHe=0,5mol→nH=0,25mol\)
\(→n{H}_{2}=\frac{0,25}{2}=0,125mol\).
Vậy để tổng hợp \(0,5mol\) Heli thì cần \(0,125mol\) khí Hidro.
Thí sinh điền đáp án vào ô trống theo yêu cầu từ câu 31 đến câu 40.
Một cục nước đá có khối lượng 150 g ở nhiệt độ 0°C được cung cấp một nhiệt lượng 20260 J. Biết nước đá có nhiệt nóng chảy riêng là 334 kJ/kg. Tỉ số giữa khối lượng nước đá còn lại và khối lượng nước do nước đá tan ra bằng bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)
Khối lượng nước đá đã tan là:
\(Q=L.{m}_{t}\) \({m}_{t}=\frac{Q}{L}=\frac{20260}{334.{10}^{3}}=\frac{1013}{16700}\) kg.
Tỉ số giữa khối lượng nước đá còn lại và khối lượng nước do nước đá tan ra bằng:
\(\frac{m-{m}_{t}}{{m}_{t}}=\frac{0,15-\frac{1013}{16700}}{\frac{1013}{16700}}≈1,5\).
Bản tin dự báo thời tiết khu vực Nam Bộ cho biết: nhiệt độ thấp nhất trong ngày là 23°C, nhiệt độ cao nhất trong ngày là 34°C. Độ chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ cao nhất và thấp nhất trong ngày ở khu vực Nam Bộ khi đó bằng bao nhiêu Kelvin (K)?
Độ chênh lệch giữa nhiệt độ cao nhất và nhiệt độ thấp nhất trong ngày ở khu vực Nam Bộ khi đó bằng:
\(∆T=∆t=34-23=11\) K.
Một áp kế khí như hình vẽ gồm một bình cầu thủy tinh có thể tích không đổi V0, nối với một ống thủy tinh nhỏ đặt nằm ngang có tiết diện đều S = 0,1 cm2. Trong ống có một giọt thủy ngân dùng để ngăn cách khí trong bình với không khí bên ngoài. Khi nhiệt độ khí trong bình là 27 C, giọt thủy ngân cách điểm A một đoạn 20,0 cm. Khi nhiệt độ tăng lên đến 37 C, giọt thủy ngân cách điểm A một đoạn 130,0 cm. Biết ống AB đủ dài để giọt thủy ngân không chảy ra ngoài, khí trong bình là khí lí tưởng. Giá trị của V0 bằng bao nhiêu cm3? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị).
Do áp suất của khối khí không đổi nên ta có:
\(\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}\) \(\frac{{V}_{0}+2}{300}=\frac{{V}_{0}+13}{310}\) \({V}_{0}=328\) cm3.
Vậy giá trị của V0 bằng 328 cm3.
Một khối khí lí tưởng có động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử ở nhiệt độ T (K) là 6,2.10-21 J. Khi nhiệt độ khối khí tăng thêm 200 °C, động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí là x.10-21 J. Giá trị của x bằng bao nhiêu? Biết hằng số boltzmann \(k=1,38.{10}^{-23}\) J/K. (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục)
Trong đồng vị 29Si có 15 hạt neutron. Có bao nhiêu hạt neutron trong đồng vị 32Si?
Do trong đồng vị 29Si có 15 hạt neutron nên số proton trong hạt nhân là 29 – 15 = 14.
Số hạt neutron có trong đồng vị 32Si là 32 – 14 = 18.
Các sản phẩm thải của lò phản ứng hạt nhân chứa một đồng vị phóng xạ phát ra bức xạ . Chúng được lưu trữ trong các hộp kim loại kín. Sau 200 năm, độ phóng xạ của mỗi hộp giảm xuống còn 400 Bq thì có thể thải bỏ an toàn. Biết chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ là T = 25 năm. Số nguyên tử ban đầu của đồng vị phóng xạ trong mỗi hộp kim loại là \(y.{10}^{14}\) hạt. Lấy 1 năm = 365 ngày. Giá trị của y là bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)
Số nguyên tử ban đầu của đồng vị phóng xạ trong mỗi hộp kim loại là:
Ta có: \(H={H}_{0}.{2}^{-\frac{t}{T}}=.{N}_{0}.{2}^{-\frac{t}{T}}=\frac{ln2}{T}.{N}_{0}.{2}^{-\frac{t}{T}}\)
Suy ra: \({N}_{0}=\frac{H}{\frac{ln2}{T}.{2}^{-\frac{t}{T}}}=\frac{400}{\frac{ln2}{25.365.24.3600}.{2}^{-\frac{200}{25}}}≈1,16.{10}^{14}\) hạt.
Vậy giá trị của y là 1,16.
Sử dụng dữ kiện này để trả lời cho câu 37 và 38. Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ bên, gồm bóng đèn có điện trở là \(12,0\Omega \), thanh dẫn MN dài 1,2 m, được đặt trong vùng từ trường đều có vectơ cảm ứng từ \(\vec B\) vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và có chiều từ trong hướng ra. Khi thanh MN chuyển động sang trái với vận tốc không đổi 3,0 m/s thì bóng đèn sáng, tiêu thụ công suất là 5,0 W. Bỏ qua điện trở của thanh dẫn và các dây nối.
Từ trường này có độ lớn bằng bao nhiêu Tesla (T)? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)
Bóng đèn có: \(R = 12,\Omega \), công suất: \(P = 5,{\rm{W}}\)
Ta có: \(P = {I^2}R \Rightarrow I = \sqrt {\frac{P}{R}} \)
Suy ra: \(I = \sqrt {\frac{5}{{12}}} \approx 0,645\;{\rm{A}}\)
Suất điện động cảm ứng: \(\mathcal{E} = IR \approx 0,645 \cdot 12 \approx 7,746\;{\rm{V}}\)
Mặt khác: \(\mathcal{E} = Blv\) nên: \(B = \frac{\mathcal{E}}{{lv}} = \frac{{7,746}}{{1,2 \cdot 3,0}} \approx 2,15\;{\rm{T}}\)
Làm tròn: \(B \approx 2,2\;{\rm{T}}\)
Lực ngoài cần thiết để duy trì vận tốc không đổi của thanh dẫn là bao nhiêu N (Newton)? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)
Giải
Khi thanh chuyển động đều, công suất cơ học do lực ngoài cung cấp bằng công suất điện tiêu thụ của mạch: \(Fv = P\)
Suy ra: \(F = \frac{P}{v} = \frac{{5,0}}{{3,0}} \approx 1,67\;{\rm{N}}\)
Làm tròn: \(F \approx 1,7\;{\rm{N}}\)
Sử dụng dữ kiện này để trả lời cho câu 39 và 40. Trước khi hiểu rõ về năng lượng hạt nhân, con người cho rằng năng lượng điện chủ yếu được tạo ra từ các quá trình hóa học như đốt nhiên liệu. Tuy nhiên, với sự phát triển của vật lý hạt nhân, các nhà máy điện hạt nhân ra đời, sử dụng năng lượng từ phản ứng phân hạch hạt nhân để tạo nhiệt, sinh hơi nước, quay tuabin và phát điện.
Một nhà máy điện hạt nhân sử dụng nhiên liệu là \(_{92}^{235}{\rm{U}}\), có công suất phát điện 1000 MW và hiệu suất 30% (Hiệu suất chuyển đổi từ nhiệt năng sang điện năng là 30%). Với mỗi phân hạch \(_{92}^{235}{\rm{U}}\) giải phóng năng lượng 200 MeV, và chỉ 80% năng lượng phân hạch này chuyển thành nhiệt năng. Khối lượng mol \(_{92}^{235}{\rm{U}}\) là 235 g/mol.
Tính công suất phân hạch thực tế của lò phản ứng theo đơn vị MW. (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)
Nhà máy phát điện công suất: \({P_{{\rm{điện}}}} = 1000\;{\rm{MW}}\)
Hiệu suất từ nhiệt năng sang điện năng là 30%: \({P_{{\rm{nhiệt}}}} = \frac{{1000}}{{0,30}} = 3333,3\;{\rm{MW}}\)
Nhưng chỉ 80% năng lượng phân hạch chuyển thành nhiệt: \({P_{{\rm{phân hạch}}}} = \frac{{3333,3}}{{0,80}} = 4166,7\;{\rm{MW}}\)
Làm tròn: \({P_{{\rm{phân hạch}}}} \approx 4167\;{\rm{MW}}\)
Giả sử nhà máy hoạt động liên tục. Khối lượng \(_{92}^{235}{\rm{U}}\) tiêu thụ trong 1 ngày đêm bằng bao nhiêu kg? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)
Mỗi phân hạch giải phóng: \(E = 200\;{\rm{MeV}} = 200 \cdot {10^6} \cdot 1,602 \cdot {10^{ - 19}} \approx 3,204 \cdot {10^{ - 11}}\;{\rm{J}}\)
Số phân hạch trong 1 giây: \(N = \frac{{{P_{{\rm{phân \hạch}}}}}}{E} \approx \frac{{4,1667 \cdot {{10}^9}}}{{3,204 \cdot {{10}^{ - 11}}}} \approx 1,30 \cdot {10^{20}}\;{\rm{phân \hạch/s}}\)
Số phân hạch trong 1 ngày: \({N_{{\rm{ngày}}}} = 1,30 \cdot {10^{20}} \cdot 86400\)
Số mol \(^{235}92{\rm{U}}\) tiêu thụ: \(n = \frac{{N{\rm{ngày}}}}{{{N_A}}}\)
Khối lượng: \(m = n \cdot 235\;{\rm{g}}\)
Tính ra: \(m \approx 4,38\;{\rm{kg}}\)
Làm tròn: \(m \approx 4,4\;{\rm{kg}}\)
