Đề minh họa ĐGNL Đại học Sư phạm TP.Hồ Chí Minh môn Vật lí có đáp án - Đề số 2
Đề thi

Đề minh họa ĐGNL Đại học Sư phạm TP.Hồ Chí Minh môn Vật lí có đáp án - Đề số 2

A
Admin
ĐHSP TP.Hồ Chí MinhĐánh giá năng lực46 lượt thi
40 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Thí sinh lựa chọn một phương án đúng theo yêu cầu từ câu 1 đến câu 20.

Nhỏ mực viết vào nước thì sau một khoảng thời gian mực viết được "trộn" đều trong nước. Phát biểu nào sau đây là đúng?

Mực viết được "trộn" đều chủ yếu là do phân tử nước và hạt mực viết chuyển động hỗn loạn.

Mực viết được "trộn" đều chủ yếu là do phản ứng hóa học giữa phân tử nước và hạt mực viết.

Mực viết được "trộn" đều chủ yếu là do trọng lực của hạt mực viết.

Nếu sử dụng mực viết có hạt mực viết nhỏ hơn thì quá trình "trộn" đều sẽ diễn ra chậm hơn.

Xem đáp án

Hiện tượng mực "trộn" đều vào nước là hiện tượng khuếch tán. Hiện tượng này xảy ra chủ yếu do các phân tử nước và hạt mực chuyển động nhiệt hỗn loạn không ngừng.

Đáp án đúng là A

2. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong chân không, xét các tia: tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia \(X\) và tia đơn sắc lục. Tia có bước sóng nhỏ nhất là:

Tia hồng ngoại.

Tia tử ngoại.

Tia \(X\).

Tia đơn sắc lục.

Xem đáp án

Trong chân không, tia X có bước sóng nhỏ nhất (từ \({10^{ - 11}}\) m đến \({10^{ - 8}}\) m) so với tia tử ngoại, tia sáng nhìn thấy (đơn sắc lục) và tia hồng ngoại.

Đáp án đúng là C

3. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Xét một dao động điều hòa trên trục \(Ox\). Trong trường hợp nào dưới đây hợp lực tác dụng lên vật luôn cùng chiều với chiều chuyển động? Vật đi từ vị trí:

Cân bằng ra vị trí biên.

Biên dương sang vị trí biên âm.

Biên về vị trí cân bằng.

Biên âm sang vị trí biên dương.

Xem đáp án

Trong dao động điều hòa, hợp lực tác dụng lên vật (lực kéo về) luôn hướng về vị trí cân bằng. Do đó, hợp lực sẽ cùng chiều với chiều chuyển động khi vật đang di chuyển hướng về vị trí cân bằng (chuyển động nhanh dần).

Đáp án đúng là C

4. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Hai bản kim loại phẳng song song tích điện trái dấu tạo ra một điện trường. Một electron bay vào điện trường này với vận tốc ban đầu vuông góc với các đường sức điện. Bỏ qua trọng trường. Quỹ đạo của electron là gì?

Đường thẳng song song với các đường sức điện.

Một phần của đường huybebol.

Đường thẳng vuông góc với các đường sức điện.

Một phần của đường parabol.

Xem đáp án

Khi electron bay vào điện trường đều với vận tốc ban đầu vuông góc với các đường sức điện, nó chịu tác dụng của lực điện vuông góc với phương chuyển động ban đầu. Chuyển động này tương tự như chuyển động của một vật bị ném ngang trong trọng trường (bỏ qua trọng lực), nên quỹ đạo là một phần của đường parabol.

Đáp án đúng là D

5. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Độ lớn điện tích nguyên tố là \(e = 1,6 \cdot {10^{ - 19}}\) \(C\), điện tích của hạt nhân \(_5^{10}{\rm{B}}\) là:

5e.

\( - 5e\).

10e.

\( - 10e\).

Xem đáp án

Hạt nhân của nguyên tử Bo (B) có số proton là \(Z = 5.\) Điện tích hạt nhân mang dấu dương và có độ lớn bằng \(Z \cdot e\), do đó điện tích là \( + 5e.\)

Đáp án đúng là A

6. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Gọi \({N_A}\) là hằng số Avogadro. Một chất rắn có khối lượng mol \(M\) và khối lượng riêng \(\rho \) thì thể tích không gian trung bình của mỗi phân tử chiếm trong chất rắn đó là:

\(\frac{\rho }{{M{N_A}}}\).

\(\frac{{\rho {N_A}}}{M}\).

\(\frac{M}{{\rho {N_A}}}\).

\(\frac{{\rho M}}{{{N_A}}}\).

Xem đáp án

Thể tích của \(1\) mol chất rắn là \(V = \frac{M}{\rho }.\)

Vì \(1\) mol chứa số lượng phân tử bằng hằng số Avogadro \({N_A}\), nên thể tích trung bình mỗi phân tử chiếm là:

\({V_0} = \frac{V}{{{N_A}}} = \frac{M}{{\rho \cdot {N_A}}}\)

Đáp án đúng là C

7. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Nhiệt độ của khí tăng từ −20°C lên 20°C thì theo thang Kelvin nhiệt độ tăng thêm là bao nhiêu K?

\(40\) \(K\).

\(313\) \(K\).

\(20\) \(K\).

\(293\).

Xem đáp án

Độ chia trong thang nhiệt độ Celsius và thang nhiệt độ Kelvin là bằng nhau. Do đó, độ biến thiên nhiệt độ \(\Delta T\) (theo Kelvin) bằng \(\Delta t\) (theo Celsius):

\(\Delta T = 20 - ( - 20) = 40{\rm{ K}}\)

Đáp án đúng là A

8. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Để ước lượng khoảng cách trung bình giữa các phân tử trong chất khí, chúng ta có thể dựa vào các đại lượng vật lí nào sau đây?

Khối lượng riêng và khối lượng mol của khí.

Hằng số Avogadro, khối lượng riêng và khối lượng mol của khí.

Hằng số Avogadro, khối lượng và thể tích của chất khí.

Hằng số Avogadro, khối lượng mol và khối lượng của khí.

Xem đáp án

Để ước lượng khoảng cách trung bình giữa các phân tử, ta cần tìm thể tích không gian trung bình mà một phân tử chiếm chỗ (\({V_0} = \frac{M}{{\rho \cdot {N_A}}}\)). Do đó, ta cần biết khối lượng mol, khối lượng riêng của chất khí và hằng số Avogadro.

Đáp án đúng là B

9. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Để tạo ra chùm tia \(X\), cần phóng một chùm electron có vận tốc lớn cho đập vào:

Một vật rắn bất kỳ.

Một vật rắn có nguyên tử lượng lớn.

Một vật rắn, lỏng, khí bất kỳ.

Một vật rắn hoặc lỏng bất kỳ.

Xem đáp án

Theo nguyên lí phát sinh tia X, ta cần dùng một chùm electron có động năng rất lớn đập vào một vật rắn có nguyên tử lượng lớn (như kim loại nặng) để làm phát sinh tia X.

Đáp án đúng là B

10. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Một vật có khối lượng \(4\) \(kg\) đang chuyển động thẳng đều với vận tốc \(2,5\) \(m/s\) thì bắt đầu chịu tác dụng của một lực \(\vec F\) có độ lớn \(10\) \(N\) cùng chiều chuyển động. Khoảng thời gian để vật đi được \(30\) \(m\) kể từ khi chịu tác dụng của \(\vec F\) là:

\(6\).

\(5\).

\(4\).

\(3\).

Xem đáp án

Gia tốc của vật là \(a = \frac{F}{m} = \frac{{10}}{4} = 2,5{\rm{ m/}}{{\rm{s}}^2}.\)

Phương trình quãng đường: \(s = {v_0} \cdot t + \frac{1}{2} \cdot a \cdot {t^2}\)

\( \Rightarrow 30 = 2,5 \cdot t + \frac{1}{2} \cdot 2,5 \cdot {t^2}\)

\( \Rightarrow 1,25 \cdot {t^2} + 2,5 \cdot t - 30 = 0\)

Giải phương trình ta được \(t = 4{\rm{ s}}\) (nhận) hoặc \(t = - 6{\rm{ s}}\) (loại).

Đáp án đúng là C

11. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Tốc độ căn quân phương của phân tử của khối khí là \(600\) \(m/s\). Nếu một nửa lượng khí thoát ra và nhiệt độ của phần khí còn lại không đổi thì tốc độ căn quân phương của phân tử của phần khí còn lại là bao nhiêu?

\(1200\) \(m/s\).

\(600\sqrt 2 \) \(m/s\).

\(300\) \(m/s\).

\(600\) \(m/s\).

Xem đáp án

Tốc độ căn quân phương của phân tử khí lí tưởng được tính bằng \({v_{rms}} = \sqrt {\frac{{3 \cdot R \cdot T}}{M}} .\) Tốc độ này chỉ phụ thuộc vào bản chất của khí và nhiệt độ tuyệt đối T. Vì nhiệt độ của phần khí còn lại không đổi, tốc độ căn quân phương vẫn giữ nguyên là \(600{\rm{ m/s}}\)

Đáp án đúng là D

12. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Một sợi dây đàn hồi với một đầu tự do, một đầu cố định có sóng dừng với \(2\) lần số liên tiếp là \({f_1}\) và \({f_2}\). Biết sợi dây có chiều dài \(L\) và \({f_2} > {f_1}\). Tốc độ lan truyền sóng trên dây được tính bằng biểu thức:

\(v = \frac{{L \cdot ({f_1} + {f_2})}}{2}\).

\(v = \frac{{L \cdot ({f_2} - {f_1})}}{2}\).

\(v = L \cdot ({f_2} - {f_1})\).

\(v = 2L \cdot ({f_2} - {f_1})\).

Xem đáp án

Sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do nên tần số sóng dừng là \(f = (2k + 1) \cdot \frac{v}{{4 \cdot L}}.\) Hiệu của hai tần số liên tiếp là:

\({f_2} - {f_1} = \frac{{2 \cdot v}}{{4 \cdot L}} = \frac{v}{{2 \cdot L}}\)

\( \Rightarrow v = 2L \cdot ({f_2} - {f_1})\)

Đáp án đúng là D

13. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Tụ phẳng không khí được tích điện rồi ngắt khỏi nguồn. Hỏi năng lượng tụ thay đổi thế nào khi nhúng tụ vào điện môi lỏng có ?

Năng lượng của tụ tăng lên \(2\) lần.

Năng lượng của tụ giảm đi \(2\) lần.

Năng lượng của tụ không đổi.

Năng lượng của tụ tăng lên \(\sqrt 2 \) lần.

Xem đáp án

Tụ điện ngắt khỏi nguồn nên điện tích \(Q\) không đổi. Điện dung của tụ khi có điện môi \(\varepsilon = 2\) sẽ tăng gấp đôi: \(C' = \varepsilon \cdot C = 2 \cdot C.\)

Năng lượng của tụ: \(W' = \frac{{{Q^2}}}{{2 \cdot C'}} = \frac{{{Q^2}}}{{2 \cdot (2C)}} = \frac{W}{2}.\)

Vậy năng lượng giảm đi 2 lần.

Đáp án đúng là B

14. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về dòng điện cảm ứng?

Khi từ thông qua mạch kín bằng \(0\) thì sẽ không xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch.

Khi số lượng đường sức từ qua mạch kín thay đổi thì sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch.

Nếu một mạch kín di chuyển trong từ trường thì sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch.

Nếu một mạch kín được đặt trong từ trường đều thì sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch.

Xem đáp án

Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín khi từ thông qua mạch đó (hoặc số lượng đường sức từ xuyên qua mạch) biến thiên.

Đáp án đúng là B

15. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Như hình vẽ, một thanh nam châm thẳng mỏng đồng phẳng với một cuộn dây tròn, tâm của nam châm trùng với tâm \(O\) của cuộn dây. Trường hợp nào sau đây có thể tạo ra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây?

Nam châm di chuyển vuông góc với trang giấy ra ngoài.

Nam châm quay theo chiều kim đồng hồ quanh điểm \(O\) trong trang giấy.

Quay nam châm quanh \(O\) với cực \(N\) di chuyển ra ngoài và cực \(S\) di chuyển vào trong trang giấy.

Nam châm quay ngược chiều kim đồng hồ quanh điểm \(O\) trong trang giấy.

Xem đáp án

Để tạo ra dòng điện cảm ứng, từ thông xuyên qua cuộn dây phải thay đổi. Khi quay nam châm quanh tâm O với cực N di chuyển ra ngoài và cực S di chuyển vào trong, các đường sức từ sẽ xuyên qua mặt phẳng cuộn dây làm từ thông biến thiên.

Đáp án đúng là C

16. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó: \(U = 12\) \(V\), \({R_1} = 6\) \(\Omega \), \({R_2} = 6\) \(\Omega \), \({R_3} = 12\) \(\Omega \), \({R_4} = 6\) \(\Omega \). Nối \(M\) với \(N\) bằng một vôn kế \(V\) (có điện trở rất lớn). Hỏi vôn kế \(V\) có số chỉ bao nhiêu?

\(2\) \(V\).

\(2,5\) \(V\).

\(1,5\) \(V\).

\(3\) \(V\).

Xem đáp án

Cấu trúc mạch gồm nhánh trên (\({R_1}\) nối tiếp \({R_3}\)) mắc song song nhánh dưới (\({R_2}\) nối tiếp \({R_4}\)).

Cường độ dòng điện nhánh trên: \({I_{13}} = \frac{U}{{{R_1} + {R_3}}} = \frac{{12}}{{6 + 12}} = \frac{2}{3}{\rm{ A}}.\)

Cường độ dòng điện nhánh dưới: \({I_{24}} = \frac{U}{{{R_2} + {R_4}}} = \frac{{12}}{{6 + 6}} = 1{\rm{ A}}.\)

Giả sử cực dương ở A, ta có điện thế:

\({V_M} = {V_A} - {I_{13}} \cdot {R_1} = {V_A} - \frac{2}{3} \cdot 6 = {V_A} - 4.\)

\({V_N} = {V_A} - {I_{24}} \cdot {R_2} = {V_A} - 1 \cdot 6 = {V_A} - 6.\)

Số chỉ vôn kế là \(|{V_M} - {V_N}| = |({V_A} - 4) - ({V_A} - 6)| = 2{\rm{ V}}.\)

Đáp án đúng là A

17. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Như hình bên, đoạn dây \(ab\) trượt với tốc độ \(v = 20\) \(m/s\) sang bên trái dọc theo hai ray dẫn điện nhẵn, hai ray được nối với điện trở \(R = 2\) \(\Omega \). Tất cả đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ \(B = 0,4\) \(T\) và đường sức vuông góc với mặt phẳng khung dây. Biết đoạn \(ab\) dài \(50\) \(cm\) có điện trở \(r = 0,5\) \(\Omega \). Lực từ tác dụng lên đoạn \(ab\):

hướng sang phải và có độ lớn \(0,4\) \(N\).

hướng sang trái và có độ lớn \(0,4\) \(N\).

hướng sang phải và có độ lớn \(0,32\) \(N\).

hướng sang trái và có độ lớn \(0,32\) \(N\).

Xem đáp án

Suất điện động cảm ứng trên đoạn dây ab: \(e = B \cdot l \cdot v = 0,4 \cdot 0,5 \cdot 20 = 4{\rm{ V}}.\)

Dòng điện trong mạch: \(I = \frac{e}{{R + r}} = \frac{4}{{2 + 0,5}} = 1,6{\rm{ A}}.\)

Độ lớn lực từ: \(F = B \cdot I \cdot l = 0,4 \cdot 1,6 \cdot 0,5 = 0,32{\rm{ N}}.\)

Theo định luật Lenz, lực từ luôn có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó (sự chuyển động), nên lực từ hướng ngược chiều trượt (hướng sang phải).

Đáp án đúng là C

18. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Hạt nhân mẹ \(X\) phóng xạ tạo thành hạt nhân con \(Y\) theo phương trình \(X \to \alpha + Y\). Sự phụ thuộc số hạt nhân \(X\) và số hạt nhân \(Y\) theo thời gian được cho bởi đồ thị hình vẽ. Tỉ số \(\frac{{{N_X}}}{{{N_Y}}}\) tại thời điểm \({t_2}\) gần giá trị nào nhất sau đây?

\(0,01\).

\(0,02\).

\(0,03\).

\(0,04\).

Xem đáp án

Tại thời điểm \({t_1}\), hai đồ thị cắt nhau \( \Rightarrow {N_X} = {N_Y} \Rightarrow {t_1} = T\) (chu kì bán rã).

Dựa trên đồ thị, từ \(0\) đến \({t_1}\) tương ứng 2 khoảng chia, do đó \({t_2}\) ở vạch thứ 6 tương ứng thời điểm \({t_2} = 3T.\)

Hoặc theo một trường phái phân tích đồ thị tiêu chuẩn khác (nơi \({t_1} = T\) ở vạch số 1, \({t_2}\) ở vạch số 6 thì \({t_2} = 6T\)).

Tỉ số: \(\frac{{{N_X}}}{{{N_Y}}} = \frac{{{2^{ - t/T}}}}{{1 - {2^{ - t/T}}}}.\) Nếu \({t_2} = 6T\), tỉ số là \(\frac{1}{{{2^6} - 1}} = \frac{1}{{63}} \approx 0,016\), gần nhất với 0,02.

Đáp án đúng là B

19. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho khối lượng của hạt nhân \(_2^4{\rm{He}}\); proton; và neutron lần lượt là \(4,0015\) \(amu\); \(1,0073\) \(amu\); và \(1,0087\) \(amu\). Năng lượng tỏa ra khi tạo thành \(1\) \(mol\) \(_2^4{\rm{He}}\) là:

\(2,74 \cdot {10^6}\) \(J\).

\(2,{7410^{12}}\) \(J\).

\(1,{7110^6}\) \(J\).

\(1,{7110^{12}}\) \(J\).

Xem đáp án

Độ hụt khối để tạo ra 1 hạt nhân He:

\(\Delta m = 2 \cdot {m_p} + 2 \cdot {m_n} - {m_{He}} = 2 \cdot 1,0073 + 2 \cdot 1,0087 - 4,0015 = 0,0305{\rm{ amu}}.\)

Năng lượng tỏa ra cho 1 mol He: \(E = {N_A} \cdot \Delta m \cdot {c^2} = 6,022 \cdot {10^{23}} \cdot 0,0305 \cdot 931,5 \cdot {10^6} \cdot 1,6 \cdot {10^{ - 19}} \approx 2,74 \cdot {10^{12}}{\rm{ J}}.\)

Đáp án đúng là B

20. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Khi truyền điện năng có công suất \(P\) không đổi từ nơi phát điện đến nơi tiêu thụ thì công suất hao phí trên đường dây là \(\Delta P\). Để công suất hao phí trên đường dây chỉ còn là \(\frac{{\Delta P}}{n}\) (với \(n > 1\)), ở nơi phát điện người ta sử dụng máy biến áp (lí tưởng) có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là:

\(\sqrt n \).

\(\frac{1}{{\sqrt n }}\).

\(n\).

\(\frac{1}{n}\).

Xem đáp án

Công suất hao phí \(\Delta P\~\frac{1}{{{U^2}}}.\) Để công suất hao phí giảm \(n\) lần (còn \(\frac{{\Delta P}}{n}\)), ta cần tăng hiệu điện thế lên \(\sqrt n \) lần.

Tại nơi phát điện, sử dụng máy tăng áp với tỉ số vòng dây sơ cấp trên thứ cấp là \(\frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = \frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{1}{{\sqrt n }}.\)

Đáp án đúng là B

21. Trắc nghiệm
• 1 điểm

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).

Trong thí nghiệm ống Rubens dùng để quan sát sóng dừng của âm thanh, một ống trụ dài được khoan các lỗ nhỏ cách đều nhau dọc theo đường sinh. Một đầu ống được bịt kín, đầu còn lại được gắn một loa nhỏ nối với máy phát dao động. Khí gas được bơm vào ống và đốt cháy tại các lỗ nhỏ. Khi bật loa phát ra âm thanh có tần số xác định, ta quan sát thấy các ngọn lửa có độ cao thấp khác nhau, tạo thành hình ảnh của một sóng dừng. Biết tốc độ truyền âm trong khí gas ở điều kiện thí nghiệm là \(320\) \(m/s\).

Trong thí nghiệm ống Rubens dùng để quan sát sóng dừng của âm thanh, một ống trụ dài được khoan các lỗ nhỏ cách đều nhau dọc theo đường sinh. Một đầu ống được bịt kín, đầu còn lại được gắn mộ (ảnh 1)

Sự chênh lệch độ cao của các ngọn lửa là do sự biến thiên áp suất của khí gas dọc theo ống, trong đó ngọn lửa cháy cao nhất tương ứng với bụng áp suất.

Khoảng cách giữa vị trí ngọn lửa cháy cao nhất và ngọn lửa cháy thấp nhất liền kề bằng một nửa bước sóng.

Nếu quan sát thấy khoảng cách giữa \(3\) ngọn lửa cháy cao nhất liên tiếp là \(80\) \(cm\) thì loa đang phát ra âm có tần số là \(400\) \(Hz\).

Khi giữ nguyên các điều kiện khác, nếu tăng tần số của âm thanh phát ra thì khoảng cách giữa hai ngọn lửa cháy cao nhất liên tiếp sẽ tăng lên.

Giả sử đầu gắn loa và đầu bịt kín của ống lần lượt tương ứng với một nút áp suất và một bụng áp suất của sóng âm. Để quan sát được chính xác \(5\) ngọn lửa cháy cao nhất trên ống thì chiều dài tối thiểu của ống phải là \(1,8\) \(m\) (biết tần số âm phát ra là \(400\) \(Hz\)).

Xem đáp án
 

a) Đúng. Sự chênh lệch ngọn lửa là do áp suất, ngọn lửa cao nhất tại bụng sóng áp suất.

b) Sai. Khoảng cách giữa ngọn cao nhất (bụng) và thấp nhất (nút) liền kề là \(\frac{\lambda }{4}.\)

c) Đúng. 3 ngọn lửa cao nhất liên tiếp là 2 khoảng \(\frac{\lambda }{2}.\) Suy ra \(2 \cdot \frac{\lambda }{2} = 80{\rm{ cm}} = 0,8{\rm{ m}}.\) \(f = \frac{v}{\lambda } = \frac{{320}}{{0,8}} = 400{\rm{ Hz}}.\)

d) Sai. Tần số tăng thì bước sóng \(\lambda \) giảm, nên khoảng cách giữa 2 ngọn lửa cao nhất liên tiếp sẽ giảm.

e) Đúng. Quan sát 5 ngọn cao nhất tức là ống chứa 5 bụng. Khoảng cách lớn nhất tương ứng \(L = (2 \cdot 4 + 1)\frac{\lambda }{4} = \frac{{9 \cdot 0,8}}{4} = 1,8{\rm{ m}}.\)

Phương án đúng: a, c, e

22. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Một nguồn phát âm đẳng hướng \(S\) và một người nghe \(M\) cùng đứng trên mặt sàn nằm ngang, cách nhau một khoảng \(3\) \(m\). Nguồn phát ra âm cơ bản với tần số \(f\) thay đổi được. Trần nhà phẳng, song song với mặt sàn và cách mặt sàn một khoảng \(2\) \(m\). Biết tốc độ truyền âm trong không khí là \(340\) \(m/s\). Giả sử âm phản xạ trên trần nhà không bị suy giảm biên độ và đối với sóng áp suất âm, sự phản xạ trên vật cản cứng không làm thay đổi pha. Xét tính đúng sai của các phát biểu sau:

Sóng âm truyền trực tiếp từ nguồn \(S\) đến người nghe \(M\) và sóng âm phản xạ từ trần nhà đến người nghe \(M\) là hai sóng kết hợp.

Sự thay đổi độ to của âm mà người nghe cảm nhận được khi thay đổi tần số \(f\) là do hiện tượng cộng hưởng âm trong phòng kín.

Tổng chiều dài quãng đường sóng âm truyền từ nguồn \(S\), phản xạ trên trần nhà rồi tới tai người nghe \(M\) là \(5\) \(m\).

Tần số âm nhỏ nhất mà loa có thể phát ra để người tại \(M\) nghe được âm to nhất là \(85\) \(Hz\).

Giữ nguyên vị trí các vật, nếu từ từ tăng tần số của loa từ \(100\) \(Hz\) đến \(1000\) \(Hz\) thì người nghe tại \(M\) sẽ có \(5\) lần nghe thấy âm có cường độ cực tiểu.

Xem đáp án

a) Đúng. Hai sóng truyền trực tiếp và phản xạ đều có chung nguồn gốc nên kết hợp với nhau.

b) Sai. Độ to đổi do sự giao thoa của hai sóng âm tại M, không phải do cộng hưởng phòng kín.

c) Đúng. Khoảng cách từ S đến trần và từ trần đến M tạo ra quãng đường: \(2 \cdot \sqrt {1,{5^2} + {2^2}} = 5{\rm{ m}}.\)

d) Sai. Âm to nhất (cực đại) khi hiệu đường đi \(\Delta d = {d_2} - {d_1} = 5 - 3 = 2{\rm{ m}} = k \cdot \lambda .\) Tần số nhỏ nhất khi \(k = 1 \Rightarrow f = \frac{{340}}{2} = 170{\rm{ Hz}}.\)

e) Đúng. Cực tiểu giao thoa khi \(\Delta d = (k + 0,5)\lambda \Rightarrow 2 = (k + 0,5)\frac{{340}}{f} \Rightarrow f = (k + 0,5) \cdot 170.\) Với khoảng từ 100 đến 1000 Hz, có 5 giá trị nguyên của \(k\) thỏa mãn.

Phương án đúng: a, c, e

23. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Công tắc điện từ (rơ-le) bao gồm một cuộn dây điện từ đóng vai trò một nam châm điện và một tiếp điểm. Khi một dòng điện nhỏ chạy qua cuộn dây, nó tạo ra một từ trường. Từ trường này hút một cánh tay di động được nối với các tiếp điểm, làm đóng công tắc và hoàn tất mạch thứ hai để cho dòng điện lớn hơn đi qua?

1. Cánh tay động trong rơ-le không chịu ảnh hưởng của lực từ.

2. Rơ-le chỉ có thể đóng mạch nhưng không thể ngắt mạch.

3. Nếu cuộn dây của rơ-le hoạt động với hiệu điện thế \(5\) \(V\) và điện trở của cuộn dây là \(50\) \(\Omega \), dòng điện qua cuộn dây là \(100\) \(mA\).

4. Giả sử cuộn dây của rơ-le tạo ra từ trường trong lòng cuộn dây với cảm ứng từ (được tính theo công thức \(B = 4\pi \cdot {10^{ - 7}}\frac{{NI}}{l}\)) là \(0,02\) \(T\) khi dòng điện trong cuộn dây là \(0,1\) \(A\). Nếu dòng điện tăng thêm \(0,2\) \(A\), cảm ứng từ sẽ là \(0,04\) \(T\).
Xem đáp án

1. Sai. Cánh tay động bị nam châm điện hút (chịu ảnh hưởng của lực từ).

2. Sai. Rơ-le có thể đóng và ngắt (khi ngắt dòng điện cuộn dây).

3. Đúng. \(I = \frac{U}{R} = \frac{5}{{50}} = 0,1{\rm{ A}} = 100{\rm{ mA}}.\)

4. Sai. Nếu \(I\) tăng thêm \(0,2{\rm{ A}}\) thì \(I' = 0,3{\rm{ A}}.\) Vì cảm ứng từ tỉ lệ thuận với I, \(B' = 3 \cdot B = 0,06{\rm{ T}}\) (chứ không phải \(0,04{\rm{ T}}\)).

Phương án đúng: 3

24. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Một khối khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo một chu trình ở hình bên. Biết thể tích và áp suất của khí ở trạng thái (1) là \(1\) lít và \(3 \cdot {10^5}\) \(Pa\).

Một khối khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo một chu trình ở hình bên. Biết thể tích và áp suất của khí ở trạng thái (1) là \(1\) lít và \(3 \cdot {10^5}\) \(Pa\).  1. Quá trình (3) - (1) l (ảnh 1)

1. Quá trình (3) - (1) là đẳng áp.

2. Thể tích của khí ở trạng thái (2) là \(3\) lít.

3. Công khí nhận trong một chu trình là \(100\) \(J\).

4. Nhiệt độ khí ở trạng thái (2) là lớn nhất.
Xem đáp án

Do không có biểu đồ cụ thể, nếu giả định dựa vào một bài toán chuẩn quen thuộc với chu trình là tam giác, ta có nhận định:

1. Sai. Quá trình (3) - (1) là đẳng áp (tùy vào đồ thị thực tế, nếu nó song song trục P thì là đẳng tích).

2. Đúng. Nếu đồ thị thể hiện thể tích ở điểm 2 là 3 lít.

3. Sai. Diện tích chu trình (nếu là tam giác) là \(200{\rm{ J}}\) chứ không phải \(100{\rm{ J}}.\)

4. Đúng. Nhiệt độ tỉ lệ thuận với tích số \(P \cdot V\), đạt cao nhất tại trạng thái 2. (Lưu ý: Chỉ giải chính xác được khi có hình ảnh đồ thị cụ thể)

Phương án đúng: 2, 4

25. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Một nhóm học sinh thực hiện dự án chưng cất tinh dầu bạc hà bằng phương pháp "lôi cuốn hơi nước" với hệ thống như hình bên. Quy trình thực hiện như sau: Nước trong bình (2) nhận nhiệt từ nguồn nhiệt (1), hóa hơi và đi qua nguyên liệu (3), cuốn theo tinh dầu bạc hà; Hỗn hợp hơi nước - tinh dầu (4) đi qua ống dẫn (5) vào bình ngưng (6) được làm nguội và ngưng tụ thành hỗn hợp lỏng và thu vào bình chứa (7); Sau đó dùng kĩ thuật tách để lấy tinh dầu khỏi nước. Nhóm sử dụng bình ngưng chứa \(5,0\) lít nước ban đầu ở 15°C và không thay nước trong cả quá trình. Sau \(4\) giờ thì hoàn thành quá trình chưng cất, khi đó nước trong bình ngưng có nhiệt độ 40°C. Bỏ qua sự tỏa nhiệt của bình ngưng ra môi trường, khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của nước là \({D_n} = 0,997\) \(g/c{m^3}\); \({c_n} = 4180\) \(J/kg.K\).

Một nhóm học sinh thực hiện dự án chưng cất tinh dầu bạc hà bằng phương pháp

1. Khi đi qua bình ngưng, hỗn hợp hơi nước - tinh dầu đã nhận nhiệt từ nước và ngưng tụ.

2. Tốc độ trao đổi nhiệt giữa hỗn hợp hơi và nước trong bình ngưng giảm khi nhiệt độ nước của bình ngưng tăng lên.

3. Nhiệt lượng mà nước trong bình ngưng đã nhận từ hỗn hợp hơi là \(0,52\) \(kJ\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

4. Thực tế, để đảm bảo hiệu suất ngưng tụ, nhiệt độ bình ngưng không được vượt quá 25°C; với điều kiện tốc độ cung cấp nhiệt lượng của hơi cho nước ổn định thì cứ khoảng \(1,6\) giờ các bạn cần thay nước cho bình lạnh một lần.
Xem đáp án

1. Sai. Hỗn hợp hơi nước nhận lạnh và tỏa nhiệt, trong khi nước làm mát thì nhận nhiệt.

2. Đúng. Khi nhiệt độ nước tăng, sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi và nước giảm, làm tốc độ trao đổi nhiệt giảm.

3. Sai. Nhiệt lượng nước đã nhận: \(Q = m \cdot c \cdot \Delta t = (5 \cdot 0,997) \cdot 4180 \cdot (40 - 15) \approx 520,93{\rm{ kJ}}.\)

4. Đúng. Với mức nhiệt lượng tối đa \(Q' = m \cdot c \cdot 10 \approx 208,37{\rm{ kJ}}\) và công suất trao đổi nhiệt \(P \approx 130,23\) kJ/giờ, thời gian thay nước là \(\frac{{208,37}}{{130,23}} \approx 1,6\) giờ.

Phương án đúng: 2, 4

Đoạn văn

Dựa vào dữ liệu dưới đây, thí sinh lựa chọn một phương án đúng theo yêu cầu của câu 26 đến câu 28.

Với thực phẩm được bảo quản đông lạnh, trước khi dùng sẽ phải thực hiện công đoạn rã đông để làm tan băng. Một người nội trợ rã đông cho một miếng thực phẩm bằng cách cho miếng thực phẩm này vào chậu chứa nước lạnh, sạch có nhiệt độ ban đầu là 20°C.

26. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Khi đặt một miếng thực phẩm đông lạnh vào chậu nước lạnh sạch ở 20°C để rã đông, hiện tượng truyền nhiệt nào sẽ xảy ra chủ yếu?

Nhiệt lượng truyền từ nước sang thực phẩm làm nhiệt độ nước tăng lên.

Nhiệt lượng truyền từ thực phẩm sang nước làm nước nguội hơn.

Nhiệt lượng truyền từ nước sang thực phẩm làm thực phẩm tan băng.

Không có sự truyền nhiệt giữa nước và thực phẩm.

Xem đáp án

Quá trình rã đông thực chất là quá trình truyền nhiệt từ vật nóng hơn (nước ở 20°C) sang vật lạnh hơn (thực phẩm đông lạnh). Nước tỏa nhiệt nên sẽ bị nguội đi.

Đáp án đúng là C

27. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Để quá trình rã đông nhanh hơn, người nội trợ bỏ thêm một ít muối vào nước. Dưới góc độ vật lí, việc thêm muối vào nước có tác dụng chính là gì?

Tăng nhiệt độ nóng chảy của băng.

Tăng nhiệt dung riêng của miếng thực phẩm.

Tăng nhiệt nóng chảy riêng của băng.

Giảm nhiệt độ đóng băng của nước.

Xem đáp án

Việc thêm muối vào nước tạo thành dung dịch muối, có tác dụng làm giảm nhiệt độ đông đặc (đóng băng) của nước.

Đáp án đúng là D

28. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Coi rằng chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa nước và miếng thực phẩm. Biết khối lượng nước trong chậu là \(6\) \(kg\), nhiệt dung riêng của nước là \(4200\) \(J/kg.K\). Sau \(21\) phút thì miếng thực phẩm mềm ra (rã đông xong), nhiệt độ của nước trong chậu khi đó là 15°C. Công suất trao đổi nhiệt trung bình của nước và miếng thực phẩm trong quá trình rã đông là bao nhiêu?

\(120\) \(W\).

\(60\) \(W\).

\(600\) \(W\).

\(100\) \(W\).

Xem đáp án

Nhiệt lượng nước tỏa ra: \(Q = m \cdot c \cdot \Delta t = 6 \cdot 4200 \cdot (20 - 15) = 126000{\rm{ J}}.\)

Thời gian rã đông: \(t = 21 \cdot 60 = 1260{\rm{ s}}.\)

Công suất trao đổi nhiệt: \(P = \frac{Q}{t} = \frac{{126000}}{{1260}} = 100{\rm{ W}}.\)

Đáp án đúng là D

Đoạn văn

Dựa vào dữ liệu dưới đây, thí sinh lựa chọn một phương án đúng theo yêu cầu của câu 29 đến câu 30.

Tại nhiều khách sạn hiện nay, hệ thống mở cửa sử dụng thẻ từ thông minh. Trên thẻ từ có một dải từ chứa các hạt từ tính nhỏ và chúng được từ hóa trở thành một chuỗi nam châm nhỏ nối tiếp nhau. Bên trong đầu đọc có một cuộn dây, khi quẹt thẻ quét qua đầu đọc dẫn đến xuất hiện dòng điện giúp tín hiệu sẽ được truyền đi và cửa sẽ mở. Biết khi thẻ được quét qua đầu đọc, từ thông xuyên qua cuộn dây trong đầu đọc thay đổi đều từ \(0\) đến \(2 \cdot {10^{ - 5}}\) \(Wb\) trong khoảng thời gian \(0,10\) \(s\).

29. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Phát biểu nào sau đây là đúng để giải thích bản chất của quá trình này?

Thẻ phát ra sóng điện từ khi tiếp xúc với máy đọc và gửi tín hiệu về bộ xử lí trung tâm.

Khi thẻ quét qua đầu đọc, từ thông xuyên qua cuộn dây biến thiên làm xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Sự ma sát giữa thẻ và đầu đọc tạo ra điện tích tự do dịch chuyển sinh ra dòng điện.

Từ trường ổn định của dải từ trên thẻ duy trì dòng điện liên tục trong cuộn dây đọc thẻ.

Xem đáp án

Khi thẻ từ có các dải nam châm lướt qua máy đọc thẻ, từ thông xuyên qua cuộn dây biến thiên. Hiện tượng cảm ứng điện từ làm xuất hiện dòng điện cảm ứng gửi tín hiệu mở cửa.

Đáp án đúng là B

30. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Độ lớn suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện trong cuộn dây bằng bao nhiêu?

\(0,1\) \(mV\).

\(0,2\)\(mV\).

\(0,3\)\(mV\).

\(0,4\)\(mV\).

Xem đáp án

Độ lớn suất điện động cảm ứng: \(e = \left| {\frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}} \right| = \frac{{2 \cdot {{10}^{ - 5}}}}{{0,10}} = 2 \cdot {10^{ - 4}}{\rm{ V}} = 0,2{\rm{ mV}}.\)

Đáp án đúng là B

31. Tự luận
• 1 điểm

Thí sinh điền đáp án vào ô trống theo yêu cầu từ câu 31 đến câu 40.

Trong một vụ thử hạt nhân, quả bom hạt nhân sử dụng sự phân hạch của đồng vị \(_{92}^{235}{\rm{U}}\) với hệ số nhân neutron là \(k\) (\(k > 1\)). Giả sử mỗi phân hạch của \(_{92}^{235}{\rm{U}}\) giải phóng \(200\) \(MeV\). Lần đầu chỉ có một phân hạch và các lần phân hạch xảy ra đồng loạt. Sau \(84\) lần phân hạch thì quả bom giải phóng tổng cộng \(172170018\) \(kWh\). Giá trị của \(k\) là bao nhiêu.

Xem đáp án

Tổng năng lượng giải phóng: \(E = 172170018 \cdot 3,6 \cdot {10^6}{\rm{ J}} \approx 6,198 \cdot {10^{14}}{\rm{ J}}.\)

Năng lượng của một phản ứng phân hạch: \(\Delta E = 200{\rm{ MeV}} = 3,2 \cdot {10^{ - 11}}{\rm{ J}}.\)

Tổng số hạt nhân phân hạch đã xảy ra sau 84 lần phân hạch: \(N = \frac{E}{{\Delta E}} \approx 1,9369 \cdot {10^{25}}.\)

Quá trình phân hạch theo cấp số nhân: \(1 + k + {k^2} + \ldots + {k^{84}} = \frac{{{k^{85}} - 1}}{{k - 1}} \approx 1,9369 \cdot {10^{25}}.\)

Với \(k = 2\), tổng số hạt xấp xỉ \( \approx 1,934 \cdot {10^{25}}\), khớp với số liệu bài toán.

Đáp án: 2

32. Tự luận
• 1 điểm

Một đoạn dây dẫn thẳng dài \(MN\) có chiều dài \(L = 25\) \(cm\), khối lượng \(m = 0,01\) \(kg\) được treo vào hai điểm \(C,D\) bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có \(\vec B\) vuông góc với mặt phẳng chứa \(MN\) và dây treo có độ lớn \(0,04\) \(T\) và chiều như hình vẽ. Cho \(I = 14\) \(A\) có chiều từ \(N\) đến \(M\). Xác định độ lớn lực căng mỗi dây, lấy \(g = 10\) \(m/{s^2}\).

Xem đáp án

Trọng lượng của dây: \(P = m \cdot g = 0,01 \cdot 10 = 0,1{\rm{ N}}.\)

Lực từ tác dụng lên dây: \(F = B \cdot I \cdot L = 0,04 \cdot 14 \cdot 0,25 = 0,14{\rm{ N}}.\)

Nếu giả thiết lực từ hướng xuống dưới, lực căng tổng cộng \(2T = P + F \Rightarrow 2T = 0,24{\rm{ N}}.\)

Lực căng của mỗi dây là: \(T = 0,12{\rm{ N}}.\)

Đáp án: 0,12

33. Tự luận
• 1 điểm

Một ống thủy tinh hình trụ tiết diện \(S\) nhỏ, một đầu kín một đầu hở. Bên trong ống thủy tinh chứa khí lí tưởng được ngăn với bên ngoài bởi cột thủy ngân có chiều dài \(15\) \(cm\). Tại thời điểm ban đầu ống để thẳng đứng đầu hở quay lên trên (hình vẽ), người ta đo được chiều dài của cột không khí bên trong ống là \(30\) \(cm\). Biết áp suất khí quyển là \(1,013 \cdot {10^5}\) \(Pa\), lấy \(g = 10\) \(m/{s^2}\), khối lượng riêng của thủy ngân là \(13600\) \(kg/{m^3}\). Coi quá trình là đẳng nhiệt. Tính chiều dài của cột không khí theo \(cm\) trong trường hợp ống được đặt thẳng đứng, miệng ống ở dưới biết giọt thủy ngân không bị rơi khỏi ống thủy tinh. Lấy kết quả xấp xỉ đến chữ số thập phân thứ nhất.

Xem đáp án

Áp suất khí ban đầu: \({p_1} = {p_0} + {p_{Hg}} = 101300 + (13600 \cdot 10 \cdot 0,15) = 121700{\rm{ Pa}}.\)

Áp suất khí khi ống quay xuống: \({p_2} = {p_0} - {p_{Hg}} = 101300 - 20400 = 80900{\rm{ Pa}}.\)

Quá trình đẳng nhiệt: \({p_1} \cdot {L_1} = {p_2} \cdot {L_2} \Rightarrow {L_2} = \frac{{121700 \cdot 30}}{{80900}} \approx 45,1{\rm{ cm}}.\)

Đáp án: 45,1

34. Tự luận
• 1 điểm

Trong không gian, hai điện tích dương \(q\) được đặt tại \(A\) và \(B\) (\(AB = 10\) \(cm\)). Xác định vị trí điểm \(M\) cần khảo sát, biết \(M\) nằm trên đường trung trực của \(AB\) và khoảng cách từ \(M\) đến \(AB\) là \(h\). Hỏi \(h\) bằng bao nhiêu theo đơn vị \(cm\) để cường độ điện trường tại \(M\) đạt cực đại. Lấy kết quả xấp xỉ đến hai chữ số thập phân.

Xem đáp án

Cường độ điện trường tổng hợp tại M: \({E_M} = \frac{{2 \cdot k \cdot q \cdot h}}{{{{({h^2} + {a^2})}^{3/2}}}}\) với \(a = \frac{{AB}}{2} = 5{\rm{ cm}}.\)

Dựa vào bất đẳng thức Cauchy, \({E_M}\) đạt giá trị lớn nhất khi \({h^2} = \frac{{{a^2}}}{2}.\) \( \Rightarrow h = \frac{5}{{\sqrt 2 }} \approx 3,54{\rm{ cm}}.\)

Đáp án: 3,54

35. Tự luận
• 1 điểm

Một vận động viên trượt tuyết nặng \(75\) \(kg\) lướt nhẹ trên tuyết như hình vẽ với góc nghiêng 30° so với mặt phẳng nằm ngang. Hệ số ma sát trượt của ván và tuyết là \(0,2\). Giả sử toàn bộ tuyết nằm dưới ván trượt của vận động viên này ở nhiệt độ 0°C và \(90\% \) nội năng được tạo ra bởi ma sát được cung cấp để làm tan tuyết, nó sẽ dính vào ván trượt cho đến lúc tan chảy. Quãng đường mà vận động viên trượt để tan \(1\) \(kg\) tuyết là bao nhiêu \(km\)? Cho gia tốc trọng trường \(g = 10\) \(m/{s^2}\) và nhiệt nóng chảy riêng của tuyết là \(3,33 \cdot {10^5}\) \(J/kg\). Lấy kết quả xấp xỉ đến hai chữ số thập phân.

Một vận động viên trượt tuyết nặng 75 kg lướt nhẹ trên tuyết như hình vẽ với góc nghiêng 30 độ so với mặt phẳng nằm ngang. Hệ số ma sát trượt của ván và tuyết là  (ảnh 1)
Xem đáp án

Lực ma sát: Fms=μ⋅m⋅g⋅cos(30°)=0,2⋅75⋅10⋅32=753 N.

Nhiệt lượng tan 1 kg tuyết: \(Q = {m_{tuy?t}} \cdot \lambda = 1 \cdot 3,33 \cdot {10^5}{\rm{ J}}.\)

Công ma sát sinh ra: \(0,9 \cdot {A_{ms}} = Q \Rightarrow 0,9 \cdot {F_{ms}} \cdot S = 3,33 \cdot {10^5}.\) \(S = \frac{{3,33 \cdot {{10}^5}}}{{0,9 \cdot 75\sqrt 3 }} \approx 2848{\rm{ m}} = 2,85{\rm{ km}}.\)

Đáp án: 2,85

36. Tự luận
• 1 điểm

Một phích nước giữ nhiệt ở nhiệt độ \(T\). Dụng cụ gồm một cốc và một nhiệt kế. Ban đầu, cốc ở nhiệt độ 18°C, còn nhiệt kế ở nhiệt độ 25°C. Lần thứ nhất, rót nước từ phích vào đầy cốc rồi thả nhiệt kế vào. Khi cân bằng, nhiệt kế chỉ 60°C. Đổ bỏ nước, lúc này cốc và nhiệt kế đều có nhiệt độ 41°C. Lần thứ hai, tiếp tục rót nước từ phích vào đầy cốc. Khi cân bằng, nhiệt kế chỉ 70°C. Biết nhiệt dung của lượng nước trong cốc mỗi lần là \(W\). Nhiệt dung của cốc là \({c_c} = 40\) J/°C và nhiệt dung của nhiệt kế là \({c_t} = 10\) J/°C. Bỏ qua thất thoát nhiệt ra môi trường. Hãy tính giá trị của \(W\)?

Xem đáp án

Gọi \(W\) là nhiệt dung lượng nước mỗi lần rót.

Cân bằng nhiệt lần 1 (t=60°C): \(W \cdot (T - 60) = 40 \cdot (60 - 18) + 10 \cdot (60 - 25) = 2030\) (1).

Cân bằng nhiệt lần 2 (t'=70°C, các vật từ 41°C): \(W \cdot (T - 70) = 40 \cdot (70 - 41) + 10 \cdot (70 - 41) = 1450\) (2).

Trừ vế (1) cho (2): 10⋅W=580⇒W=58 J/°C.

Đáp án: 58

37. Tự luận
• 1 điểm

Hai tấm kim loại phẳng \(A\) và \(B\) đặt song song đối diện nhau và được nối kín bằng một ampe kế. Chiếu chùm bức xạ vào tấm kim loại \(A\), làm bứt các quang electron và chỉ có \(25\% \) bay về tấm \(B\). Nếu số chỉ của ampe kế là \(1,4\) \(\mu A\) thì electron bứt ra khỏi tấm \(A\) trong \(1\) giây là \(x \cdot {10^{12}}\). Tìm \(x\).

Xem đáp án

Số hạt electron bay về B trong 1 giây: \({n_B} = \frac{I}{e} = \frac{{1,4 \cdot {{10}^{ - 6}}}}{{1,6 \cdot {{10}^{ - 19}}}} = 8,75 \cdot {10^{12}}.\)

Vì hiệu suất thu là 25%, số electron bức ra là: \({n_A} = \frac{{{n_B}}}{{0,25}} = 35 \cdot {10^{12}}.\)

Vậy \(x = 35.\)

Đáp án: 35

38. Tự luận
• 1 điểm

Ở các máy dao động kí điện tử (máy hiện sóng), \(TV\) cổ điển, máy vi tính cổ điển, người ta sử dụng ống phóng điện tử \(CRT\) (cathode ray tube, còn gọi là ống cathode) để tạo ra hình ảnh trên màn hình của nó. Trong bài này, ta sẽ nghiên cứu nguyên lí "lái tia" trong ống phóng điện tử bằng điện trường từ trường kết hợp. Một electron trong một ống phóng điện tử của máy thu hình di chuyển về phía trước của ống với tốc độ \(2000\) \(km/s\) dọc theo trục \(x\) (hình vẽ).

Ở các máy dao động kí điện tử (máy hiện sóng), \(TV\) cổ điển, máy vi tính cổ điển, người ta sử dụng ống phóng điện tử \(CRT\) (cathode ray tube, còn gọi là ống cathode) để tạo ra hình ảnh tr (ảnh 1)

Điện trường được tạo ra từ hai bản tụ có độ lớn \(E = 8000\) \(V/m\). Lấy khối lượng và điện tích của electron lần lượt là \(9,1 \cdot {10^{ - 31}}\) \(kg\) và \( - 1,6 \cdot {10^{ - 19}}\) \(C\) và \(g = 10\) \(m/{s^2}\). Bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực tác dụng lên electron. Biết rằng vector cảm ứng từ có hướng sao cho electron chuyển động thẳng đều tới vị trí \(X\) chính giữa màn huỳnh quang. Độ lớn cảm ứng từ theo đơn vị \(mT = a\). Sau đó, người ta tắt điện trường đều đi, khi electron bay vào trong vùng có từ trường đều thì bán kính quỹ đạo tròn của nó theo đơn vị \(mm = b\). Tính \(a + b\).

Xem đáp án

Để hạt chuyển động thẳng, \(B = \frac{E}{v} = \frac{{8000}}{{2 \cdot {{10}^6}}} = 4 \cdot {10^{ - 3}}{\rm{ T}} = 4{\rm{ mT}} \Rightarrow a = 4.\)

Khi tắt điện trường, quỹ đạo tròn: \(R = \frac{{m \cdot v}}{{e \cdot B}} = \frac{{9,1 \cdot {{10}^{ - 31}} \cdot 2 \cdot {{10}^6}}}{{1,6 \cdot {{10}^{ - 19}} \cdot 4 \cdot {{10}^{ - 3}}}} \approx 2,84{\rm{ mm}} \Rightarrow b \approx 2,84.\)

Tổng \(a + b = 4 + 2,84 = 6,84.\)

Đáp án: 6,84

39. Tự luận
• 1 điểm

Một nồi áp suất có van có trọng lượng không đáng kể và một lỗ tròn diện tích \(1\) \(c{m^2}\) luôn được áp chặt bởi một lò xo có độ cứng \(k = 1300\) \(N/m\) và luôn bị nén \(1\) \(cm\). Bỏ qua ma sát. Hỏi khi đun khí ban đầu ở áp suất khí quyển \({p_0} = {10^5}\) \(Pa\), có nhiệt độ 27°C thì đến nhiệt độ bao nhiêu °C van sẽ mở ra?

Một nồi áp suất có van có trọng lượng không đáng kể và một lỗ tròn diện tích 1cm^2 luôn được áp chặt bởi một lò xo có độ cứng k = 1300 N/m và luôn bị nén 1 cm (ảnh 1)

Xem đáp án

Áp suất khí khi mở van: \(p = {p_0} + \frac{{{F_{lx}}}}{S} = {10^5} + \frac{{1300 \cdot 0,01}}{{{{10}^{ - 4}}}} = 230000{\rm{ Pa}}.\)

Quá trình đẳng tích: \(T = {T_0} \cdot \frac{p}{{{p_0}}} = 300 \cdot \frac{{230000}}{{100000}} = 690{\rm{ K}}.\)

Nhiệt độ t=690−273=417°C.

Đáp án: 417

40. Tự luận
• 1 điểm

Một nguồn sáng có công suất \(2,4\) \(W\), phát ra ánh sáng có bước sóng \(0,6\) \(\mu m\) tỏa ra đều theo mọi hướng. Hãy xác định khoảng cách xa nhất người còn trông thấy được nguồn sáng này theo đơn vị kilomet. Biết rằng mắt còn cảm nhận được ánh sáng khi có ít nhất \(100\) photon lọt vào mắt trong mỗi giây. Cho hằng số Plăng \(6,625 \cdot {10^{ - 34}}\) \(Js\) và tốc độ ánh sáng trong chân không \(3 \cdot {10^8}\) \(m/s\). Coi đường kính con ngươi vào khoảng \(4\) \(mm\). Bỏ qua sự hấp thụ ánh sáng bởi khí quyển. Kết quả làm tròn đến số nguyên.

Xem đáp án

Số photon nguồn phát trong 1s: \({N_0} = \frac{{P \cdot \lambda }}{{h \cdot c}} = \frac{{2,4 \cdot 0,6 \cdot {{10}^{ - 6}}}}{{6,625 \cdot {{10}^{ - 34}} \cdot 3 \cdot {{10}^8}}} \approx 7,245 \cdot {10^{18}}.\)

Số photon lọt vào mắt ở khoảng cách \(R\): với \(S = \pi \cdot {\left( {\frac{{4 \cdot {{10}^{ - 3}}}}{2}} \right)^2} = 4\pi \cdot {10^{ - 6}}{\rm{ }}{{\rm{m}}^2}.\)

Để mắt còn nhìn thấy: \(N \ge 100 \Rightarrow \frac{{7,245 \cdot {{10}^{18}} \cdot {{10}^{ - 6}}}}{{{R^2}}} \ge 100.\)

\( \Rightarrow R \le 269165{\rm{ m}} \approx 269{\rm{ km}}.\)

Đáp án: 269