Đề ôn thi Đánh giá năng lực Đại học Sư phạm Hà Nội môn Vật lý có đáp án - Đề số 6

a) Đề bài nêu rõ "thể tích của khí trong bình được giữ cố định" bằng cách điều chỉnh mực nước ở bình B sao cho "mực nước bình A luôn ở vạch số 0 ". Điều này có nghĩa là thể tích khí không đổi trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm. Do đó, đây là quá trình biến đổi đẳng tích

⇒ Đúng.

b) Ở trạng thái ban đầu (trạng thái 1), mực nước ở hai nhánh A và B ngang nhau (cùng ở vạch số 0). Khi đó, áp suất của khối lượng khí trong bình cân bằng với áp suất khí quyển tác dụng lên nhánh B.

Suy ra: \({p_1} = {p_0} = {10^5}{\rm{Pa}}\)

\( \Rightarrow \) Đúng.

c) Ở trạng thái sau (trạng thái 2), mực nước ở nhánh B cao hơn nhánh A một đoạn \(h = 50{\rm{\;cm}} = 0,5{\rm{\;m}}\).

Áp suất của khối khí lúc này bằng áp suất khí quyển cộng với áp suất do trọng lượng của cột nước chênh lệch gây ra:

\({p_2} = {p_0} + D.g.h = {10^5} + 1000.10.0,5 = {1,05.10^5}{\rm{\;Pa}}\)

\( \Rightarrow \) Sai.

d) Vì khối khí trải qua quá trình đẳng tích, ta áp dụng định luật Sác-lơ giữa trạng thái 1 và trạng thái 2:

\(\frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = \frac{{{p_2}.{T_1}}}{{{p_1}}} \Rightarrow {T_2} = \frac{{{{1,05.10}^5}.300}}{{{{10}^5}}} = 315{\rm{K}}\)

\( \Rightarrow \) Sai.

a) Phương trình phản ứng: \(\;_0^1{\rm{n}} + \;_{92}^{235}{\rm{U}} \to \;_{56}^{141}{\rm{Ba}} + \;_{36}^{93}{\rm{Kr}} + k.\;_0^1{\rm{n}}\)

Áp dụng định luật bảo toàn số khối: \(1 + 235 = 141 + 93 + k.1 \Rightarrow 236 = 234 + k \Rightarrow k = 2\).

Vậy phản ứng sinh ra 2 hạt neutron mới, không phải 3 ⇒ Sai.

b) Nguồn gốc năng lượng của các ngôi sao là do các phản ứng nhiệt hạch (tổng hợp các hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn), không phải phản ứng phân hạch ⇒ Sai.

c) Năng lượng tỏa ra của một phản ứng phân hạch là:

\({\rm{\Delta }}E = {\rm{\Delta }}m.{c^2} = 0,2147.931,5 \approx 199,99{\rm{MeV}} \approx 200{\rm{MeV}}\)

⇒ Đúng.

d) Điện năng nhà máy phát ra trong 1 năm (365 ngày) là:

\(A = P.t = {1000.10^6}.\left( {365.24.3600} \right) = {3,1536.10^{16}}{\rm{\;J}}\)

Năng lượng nhiệt từ phản ứng phân hạch cần cung cấp (năng lượng toàn phần) là:

\(W = \frac{A}{H} = \frac{{{{3,1536.10}^{16}}}}{{0,3}} = {1,0512.10^{17}}{\rm{\;J}}\)

Năng lượng tỏa ra của 1 phân hạch: \({\rm{\Delta }}E = 200{\rm{MeV}} = {200.10^6}{.1,6.10^{ - 19}}{\rm{\;J}} = {3,2.10^{ - 11}}{\rm{\;J}}\).

Số hạt nhân U235 cần dùng (chính là số phân hạch):

\(N = \frac{W}{{{\rm{\Delta }}E}} = \frac{{{{1,0512.10}^{17}}}}{{{{3,2.10}^{ - 11}}}} = {3,285.10^{27}}\) hạt

Khối lượng U235 tiêu thụ là:

\(m = \frac{N}{{{N_A}}}.M = \frac{{{{3,285.10}^{27}}}}{{{{6,02.10}^{23}}}}.235 \approx 1282350{\rm{\;g}} \approx 1282,35{\rm{\;kg}}\)

Phát biểu d ⇒ Sai.

a) Độ biến thiên nhiệt độ của không khí theo thang Celsius là: \({\rm{\Delta }}t = 35 - 27 = {8^{\rm{o}}}{\rm{C}}\).

Độ biến thiên nhiệt độ theo thang Fahrenheit là: \({\rm{\Delta }}T\left( {{\;^{\rm{o}}}{\rm{\;F}}} \right) = 1,8.{\rm{\Delta }}t\left( {{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}} \right) = 1,8.8 = {14,4^{\rm{o}}}{\rm{F}}\) ⇒ Sai.

b) Theo nguyên lý hoạt động của quạt điều hòa được mô tả, nước bay hơi sẽ thu nhiệt lượng từ luồng không khí nóng thổi qua, từ đó làm giảm nhiệt độ của không khí ⇒ Đúng.

c) Khối lượng không khí đi qua quạt trong 1 giây (1 đơn vị thời gian) là:

\({m_{kk}} = \frac{{400}}{{3600}}.1,12 = \frac{{1,12}}{9}\left( {{\rm{kg}}/{\rm{s}}} \right)\)

Nhiệt lượng không khí tỏa ra trong 1 giây để hạ từ \({35^ \circ }{\rm{C}}\) xuống \({27^ \circ }{\rm{C}}\) cũng chính là nhiệt lượng nước thu vào để hóa hơi trong 1 giây:

\({Q_{1s}} = {m_{kk}}.{c_{kk}}.{\rm{\Delta }}t = \frac{{1,12}}{9}.1005.\left( {35 - 27} \right) = \frac{{1,12.1005.8}}{9} \approx 1000,53{\rm{\;J}} \Rightarrow \) Sai.

d) Thể tích nước tối đa trong bình là \(V = 8\) lít \( = {8.10^{ - 3}}{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}\).

Khối lượng nước trong bình: \({m_n} = V.{D_n} = {8.10^{ - 3}}.1000 = 8{\rm{\;kg}}\).

Tổng nhiệt lượng cần cung cấp để toàn bộ 8 kg nước này hóa hơi là:

\({Q_{{\rm{tong\;}}}} = {m_n}.L = {8.2,26.10^6} = {18,08.10^6}{\rm{\;J}}\)

Thời gian để quạt sử dụng hết lượng nước này là:

\(t = \frac{{{Q_{{\rm{tong\;}}}}}}{{{Q_{1s}}}} = \frac{{{{18,08.10}^6}}}{{1000,533}} \approx 18070,36{\rm{\;s}} \approx 5,02\) giờ \( \Rightarrow \) Đúng

Năng lượng liên kết của hạt nhân Li là \({W_{lk}}\left( {{\rm{Li}}} \right) = 7.5,58 = 39,06{\rm{MeV}}\).

Năng lượng liên kết của hạt nhân He là \({W_{lk}}\left( {{\rm{He}}} \right) = 4.7,06 = 28,24{\rm{MeV}}\).

Năng lượng liên kết của hạt prôtôn \(\left( {\rm{H}} \right)\) bằng 0.

Năng lượng giải phóng của phản ứng là \(Q = 2.28,24 - 39,06 \approx 17,42{\rm{MeV}}\).

Đáp án: 17,4

Từ biểu thức dòng điện \(i = 2\sqrt 2 {\rm{cos}}\left( {100\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)\) (A) ta xác định được cường độ dòng điện cực đại là \({I_0} = 2\sqrt 2 {\rm{\;A}}\).

\( \Rightarrow I = \frac{{{I_0}}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{2\sqrt 2 }}{{\sqrt 2 }} = 2{\rm{A}}\).

Vì ampe kế đo giá trị hiệu dụng không đổi nên tại thời điểm \(t = 2{\rm{s}}\) số chỉ của nó vẫn là 2 A.

Đáp án: 2

Chu kì quay của vệ tinh là \(T = 24h = 86400{\rm{s}}\).

Bán kính quỹ đạo của vệ tinh là \(r = \frac{{v.T}}{{2\pi }} = \frac{{3,07.86400}}{{2\pi }} \approx 42215,53{\rm{\;km}}\).

Khoảng cách ngắn nhất từ vệ tinh đến mặt đất là \({d_{{\rm{min}}}} = r - R = 42215,53 - 6378 = 35837,53{\rm{\;km}}\).

Khoảng cách xa nhất từ vệ tinh đến mặt đất là đoạn tiếp tuyến

\({d_{{\rm{max\;}}}} = \sqrt {{r^2} - {R^2}} = \sqrt {{{42215,53}^2} - {{6378}^2}} \approx 41731,04{\rm{\;km}}\).

Tỉ số giữa thời gian dài nhất và ngắn nhất sóng truyền tới Trái Đất là

\(\frac{{{t_{{\rm{max\;}}}}}}{{{t_{{\rm{min\;}}}}}} = \frac{{{d_{{\rm{max\;}}}}}}{{{d_{{\rm{min\;}}}}}} = \frac{{41731,04}}{{35837,53}} \approx 1,16\).

Đáp án: 1,16

Khối lượng nước đá tan do nhận nhiệt từ môi trường trong 6 phút đầu là \({m_1} = 4,5{\rm{\;g}}\).

Khối lượng nước đá tan thêm trong 6 phút tiếp theo khi bật dây nung là \({m_2} = 34 - 4,5 = 29,5{\rm{\;g}}\).

Lượng nước đá tan do phần nhiệt lượng từ dây nung cung cấp là

\(m' = {m_2} - {m_1} = 29,5 - 4,5 = 25{\rm{\;g}} = 0,025{\rm{\;kg}}\).

Nhiệt lượng do dây nung tỏa ra trong 6 phút là \(Q = P.t = 24.6.60 = 8640{\rm{\;J}}\).

Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là

\(\lambda = \frac{Q}{{m'}} = \frac{{8640}}{{0,025}} = 345600{\rm{\;J}}/{\rm{kg}} \approx {3,46.10^5}{\rm{\;J}}/{\rm{kg}} \Rightarrow x = 3,46\).

Đáp án: 3,46

a) Hằng số phóng xạ: \(\lambda = \frac{{\ln 2}}{{\;{\rm{T}}}} = {2.10^{ - 4}}\;{{\rm{s}}^{ - 1}}\)

b) Khoảng thời gian để \(75\% \) chất đó đã biến thành chất khác (tức là số hạt nhân chưa phân rã còn lại là \(25\% \;{{\rm{N}}_0}\)):

Theo định luật phóng xạ: \({\rm{N}}({\rm{t}}) = {{\rm{N}}_0}{2^{ - \frac{t}{T}}} \Rightarrow \frac{{{\rm{N}}({\rm{t}})}}{{{{\rm{N}}_0}}} = {2^{ - \frac{t}{{3465}}}} = 0,25 \Rightarrow t = 6930\,s.\)

a) Độ lớn cảm ứng từ tại điểm A xác định bởi:

\({B_{\rm{A}}} = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{{{r_{\rm{A}}}}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{0,5}}{{{{4.10}^{ - 2}}}} = 2,5 \cdot {10^{ - 6}}\;{\rm{T}}\)

b) Từ công thức tính độ lớn cảm ứng từ tại điểm C, suy ra được khoảng cách từ điểm C đến dây dẫn:

\({B_{\rm{C}}} = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{{{r_{\rm{C}}}}} \Rightarrow {r_{\rm{C}}} = 2 \cdot {10^{ - 7}}\frac{I}{{{B_{\rm{C}}}}} = 2 \cdot {10^{ - 7}}\frac{{0,5}}{{{{4.10}^{ - 6}}}} = 2,5 \cdot {10^{ - 2}}\;{\rm{m}} = 2,5\;{\rm{cm}}\)