Đề ôn thi Đánh giá năng lực Đại học Sư phạm Hà Nội môn Vật lý có đáp án - Đề số 7
21 câu hỏi
A. TÔ TRÊN PHIẾU TRẢ LỜI TRẮC NGHIỆM
PHẦN I (3 điểm). Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 12. Mỗi câu chỉ chọn một phương án.
Nguyên lý hoạt động của bếp từ được mô tả như hình bên. Bếp từ làm nóng nồi kim loại bằng cách nào sau đây?
Tạo ra đường sức từ trên mặt kính bếp rồi truyền nhiệt lên đáy nồi.
Làm nóng cuộn dây phát từ rồi truyền nhiệt qua mặt kính đến đáy nồi.
Tạo ra dòng điện xoáy làm nóng trực tiếp đáy nồi kim loại.
Làm nóng trực tiếp mặt kính bếp rồi truyền nhiệt lên đáy nồi.
Bếp từ làm nóng nồi kim loại bằng cách tạo ra từ trường biến thiên thông qua cuộn dây đồng (mâm từ), sinh ra dòng điện xoáy (dòng Foucault) trực tiếp trên đáy nồi nhiễm từ, làm nồi nóng lên. Nguyên lý này hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, giúp làm nóng trực tiếp đáy nồi mà không qua mặt kính.
\(2,0{\rm{g}}\).
\(3,2{\rm{g}}\).
\(1,6{\rm{g}}\).
\(1,8{\rm{g}}\).
Khí nhận nhiệt: \[Q = + 20\,{\rm{J}}\].
Nội năng tăng \( \Rightarrow {\rm{\Delta }}U = + 15\,{\rm{J}}\).
\({\rm{\Delta }}U = A + Q \Rightarrow A = {\rm{\Delta }}U - Q = - 5\,{\rm{J}}.\)
Đẳng áp: \(\left| A \right| = p\left| {{\rm{\Delta }}V} \right| = nR{\rm{\Delta }}T \Rightarrow 5 = n.8,31.10 \Rightarrow n \approx 0,06\,{\rm{mol}}\)
\(m = nM = 0,06.32 = 1,92\,{\rm{g}}.\)
có nhiệt độ nóng chảy lớn.
có nhiệt dung riêng lớn.
có nhiệt nóng chảy riêng lớn.
có khối lượng riêng lớn.
Một trong những thông số cần thiết nhất để một chất được ứng dụng làm mát động cơ nhiệt (như nước) là có nhiệt dung riêng lớn. Điều này giúp chất làm mát hấp thụ được một lượng nhiệt lượng rất lớn từ động cơ mà nhiệt độ của nó tăng lên không đáng kể, đảm bảo hiệu quả làm mát.
Một học sinh dùng một la bàn nhỏ đặt gần một dây dẫn thẳng dài mang dòng điện I để tìm hiểu về chiều đường sức từ của dòng điện thẳng, sau đó biểu diễn bằng hình vẽ. Hình nào sau đây thể hiện đúng hướng của kim la bàn?
Hình 4.
Hình 3.
Hình 2.
Hình 1.
Áp dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc vào nam (S) ra bắc (N) ⇒ hình 1.
13,9 Bq.
9,13 Bq.
21,3 Bq.
31 Bq.
\(n = \frac{m}{M} = \frac{{{{450.10}^{ - 3}} \cdot 0.0117/100}}{{40}} = {1,31625.10^{ - 6}}{\rm{\;mol}}\)
\(N = n{N_A} = {1,31625.10^{ - 6}} \cdot {6,02.10^{23}} \approx {7,9.10^{17}}\)
\(H = \lambda N = \frac{{{\rm{ln}}2}}{T} \cdot N = \frac{{{\rm{ln}}2}}{{{{1,25.10}^9} \cdot 365.24 \cdot 60.60}} \cdot {7,9.10^{17}} \approx 13,9{\rm{\;Bq}}{\rm{.}}\)
\(1,8{\rm{mN}}\).
\(1,5{\rm{mN}}\).
\(1,2{\rm{mN}}\).
\(0,8{\rm{mN}}\).
\(F = I.B.MN{\rm{sin}}N = I.B.AM = {5.3.10^{ - 3}} \cdot 0,08 = {1,2.10^{ - 3}}N = 1,2{\rm{mN}}{\rm{.}}\)
\(m > 92{m_p} + 143{m_n}\).
\(m < 92{m_p} + 143{m_n}\).
\(m = 92{m_p} + 143{m_n}\).
\(m \le 92{m_p} + 143{m_n}\).
Độ hụt khối: \(\Delta m = Z{m_p} + (A - Z){m_n} - m{\rm{ > }}0 \Rightarrow 92{m_p} + 143{m_n}{\rm{ > }}m\).
\(0{\rm{K}}\).
\(100{\rm{K}}\).
\(273{\rm{K}}\).
\(373{\rm{K}}\).
\({\rm{\Delta T}} = {\rm{\Delta t}} = 100 - 0 = 100\,{\rm{K}}.\)
\(0,05{\rm{T}}/{\rm{s}}\).
\(0,02{\rm{T}}/{\rm{s}}\).
\(0,5\mu {\rm{T}}/{\rm{s}}\).
\(0,2\mu {\rm{T}}/{\rm{s}}\).
\(\left| {{{\rm{e}}_{\rm{c}}}} \right| = \left| {\frac{{{\rm{\Delta \Phi }}}}{{{\rm{\Delta }}t}}} \right| = \frac{{{\rm{N}} \cdot {\rm{\Delta B}} \cdot {\rm{S}}}}{{{\rm{\Delta }}t}} \Rightarrow \frac{{{\rm{\Delta B}}}}{{{\rm{\Delta }}t}} = \frac{{\left| {{{\rm{e}}_{\rm{c}}}} \right|}}{{{\rm{N}} \cdot {\rm{S}}}} = \frac{{0,05}}{{500 \times {{50.10}^{ - 4}}}} = 0,02\,{\rm{T}}/{\rm{s}}.\)
hạt \(\alpha \).
electron.
proton.
positron.
\(\left\{ \begin{array}{l}A + 9 = 12 + 1\\Z + 4 = 6 + 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}A = 4\\Z = 2\end{array} \right..\)
\(2340\left( {{\rm{J}}/{\rm{kg}}} \right)\).
\({1,17.10^6}\left( {{\rm{J}}/{\rm{kg}}} \right)\).
\({2,34.10^6}\left( {{\rm{J}}/{\rm{kg}}} \right)\).
\(1170\left( {{\rm{J}}/{\rm{kg}}} \right)\).
\(Q = Pt = 1500.156 = 234000J\)
\(L = \frac{Q}{{{\rm{\Delta }}m}} = \frac{{234000}}{{\left( {300 - 200} \right){{.10}^{ - 3}}}} = {2,34.10^6}J/kg.\)
bay hơi.
ngưng tụ.
đông đặc.
ngưng kết.
Hiện tượng nồm ẩm ở miền Bắc Việt Nam xảy ra khi:
Không khí ẩm và có độ ẩm cao từ biến thổi vào.
Các bề mặt trong nhà như kính, tường, sàn vẫn lạnh hơn không khí.
Khi hơi nước trong không khí gặp bề mặt lạnh, nó chuyển từ thế khí sang thế lỏng, tạo thành các giọt nước đọng trên bề mặt.
Phần II (3 điểm). Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 3. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở từng câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.
Hình vẽ bên minh họa phương pháp theo dõi dòng chảy của nước ngầm bằng đồng vị Tritium. Tritium (\({^3}{\rm{H}}\)) là một đồng vị phóng xạ yếu của Hydro, phát ra bức xạ beta yếu và có chu kỳ bán rã khoảng 12,3 năm, được sử dụng làm chất đánh dấu. Chất đánh dấu được đưa vào nguồn nước (trong hình là qua một giếng thử nghiệm), các mẫu nước được lấy định kỳ ở các vị trí khác nhau (ví dụ: sông, giếng khác) để xác định sự di chuyển của nước ngầm. Giả sử ban đầu người ta đưa vào mạch nước một lượng 2,00mg Tritium tinh khiết tại một điểm A đã được đánh dấu.
Vì bức xạ Beta từ Tritium không thể xuyên qua da nên không gây nguy hiểm cho con người.
Khối lượng Tritium hòa tan ban đầu còn lại 0,5mg sau thời gian 24,6 năm.
Khoảng thời gian để độ phóng xạ của Tritium bằng 40% so với độ phóng xạ ban đầu là 16,3 năm.
Sau một khoảng thời gian, tại điểm M nằm cách A một khoảng 600 m, họ phát hiện được lượng Tritium còn lại trong mẫu nước là 0,50mg. Xem như hiện tượng khuếch tán của tritium trong nước không đáng kể, tốc độ chảy của dòng nước ngầm này xấp xỉ gần bằng 24,4 m/năm.
a) Sai. Mặc dù bức xạ Beta của Triti không dễ dàng xuyên qua da, nhưng Triti vẫn là một chất phóng xạ nguy hiểm nếu xâm nhập vào cơ thể (thông qua hít thở, thức ăn,..). Do đó, cần phải xử lý và sử dụng triti một cách cẩn thận và tuân thủ các quy định an toàn.
b) Đúng. \(m = {m_0}{.2^{\frac{{ - t}}{T}}} \Rightarrow 0,5 = {2.2^{\frac{{ - t}}{{12,3}}}} \Rightarrow t = 24,6\) năm
c) Đúng. \(H = {H_0}{.2^{\frac{{ - t}}{T}}} \Rightarrow 0,4 = {2^{\frac{{ - t}}{{12,3}}}} \Rightarrow t \approx 16,3\) năm
d) Đúng. Tốc độ chảy của dòng nước ngầm: \(v = \frac{s}{t} = \frac{{600}}{{24,6}} \approx 24,4\) m/năm.
Khi mồ hôi bốc hơi từ bề mặt da, cơ thể được làm mát. Một người hoạt động thể chất nhiều, mỗi ngày có trung bình 600 ml mồ hôi được thải ra. Giả sử 80% lượng mồ hôi trung bình thoát ra khỏi cơ thể bị bay hơi. Các động mạch nhỏ (arterioles) trong lớp da ngoài (dermis) giãn nở để tán nhiệt thừa từ máu ra ngoài qua da và vào môi trường xung quanh, giải thích hiện tượng da có màu đỏ hồng khi tập thể dục. Ngược lại, khi trời lạnh làm cho nhiệt độ cơ thể giảm xuống, các động mạch nhỏ có lại để giảm thiểu mất nhiệt, đặc biệt ở đầu ngón tay và mũi, khiến da có thể trở nên trắng. Cho biết nhiệt hóa hơi riêng của mồ hôi là 2260 kJ/kg và khối lượng riêng của mồ hôi là 1 kg/lít, 90% lượng nhiệt để mồ hôi bay hơi lấy từ cơ thể.
Lượng mồ hôi trung bình mỗi ngày thoát ra khỏi cơ thể bị bay hơi cần một nhiệt lượng là 1695 kJ.
Khi độ ẩm môi trường cao, mồ hôi bay hơi nhanh nên cơ thể mát hơn.
Nhiệt lượng trung bình mà cơ thể cung cấp để mồ hôi bay hơi mỗi ngày là 976,32 kJ.
Mồ hôi làm mát cơ thể nhờ quá trình bay hơi lấy đi một lượng nhiệt từ da.
Khối lượng mồ hôi: \(m = {\rm{VD}} = 0,6.1 = 0,6{\rm{kg}}\).
a) Sai. \(Q = 0,8{\rm{mL}} = 0,8.0,6.2260 = 1084,8{\rm{kJ}}\).
b) Sai. Độ ẩm cao làm mồ hôi khó bay hơi, cơ thể nóng hơn.
c) Đúng. \({Q_{{\rm{c }}\;{\rm{ th}}}} = 0,9Q = 0,9.1084,8 = 976,32{\rm{kJ}}\).
d) Đúng.
Một học sinh bố trí thí nghiệm như hình vẽ để xác định cảm ứng từ trong lòng nam châm chữ U. Mạch điện được giữ bởi hai giá cố định sao cho đoạn dây dẫn nằm trong từ trường của nam châm có chiều dài 2,0 cm, theo phương vuông góc với các đường sức từ của nam châm. Biết nguồn điện có suất điện động 3,0 V, điện trở toàn mạch 2,0 Ω. Lấy \(g = 10\,{\rm{m/}}{{\rm{s}}^2}\).
Số chỉ của amp kế là 3,0 A
Số chỉ của cân là độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn.
Lực từ tác dụng lên nam châm có phương thẳng đứng và có chiều hướng lên trên.
Học sinh tiến hành đảo hai cực của nam châm thì thấy số chỉ của cân thay đổi 0,64 g. Học sinh xác định được cảm ứng từ trong lòng của nam châm chữ U trong thí nghiệm này có độ lớn là 0,5 T.
a) Sai. \(I = \frac{R}{R} = \frac{3}{2} = 1,5\,{\rm{A}}\)
b) Sai. Số chỉ của cân không phải là độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn.
c) Đúng. Dòng điện có chiều đi ra từ cực dương và đi vào cực âm của nguồn. Từ trường có chiều ra Bắc (N) vào nam (S). áp dụng quy tắc bàn tay trái \( \Rightarrow \) lực từ do nam châm tác dụng lên dòng điện hướng xuống, theo định luật III Newton thì lực từ do dòng điện tác dụng lên nam châm hướng lên.
d) Sai. Đảo cực, độ lớn lực từ không đổi nhưng hướng bị thay đổi \( \Rightarrow \) chênh lệch so với trước là
\(2F = {\rm{\Delta }}mg \Rightarrow 2BIL = {\rm{\Delta }}mg \Rightarrow B = \frac{{{\rm{\Delta }}mg}}{{2IL}} = \frac{{{{0,64.10}^{ - 3}} \cdot 10}}{{2.1,5.0,02}} \approx 0,11\,T\)
B. VIẾT TRÊN TỜ GIẤY THI
Phần III (1 điểm). Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Đối với mỗi câu, thí sinh chỉ viết kết quả (làm tròn và lấy 3 chữ số có nghĩa), không trình bày lời giải.
Ở gần xích đạo, từ trường Trái Đất có thành phần nằm ngang bằng \({3.10^{ - 5}}\) còn thành phần thẳng đứng rất nhỏ. Một đường dây điện đặt nằm ngang theo hướng Đông-Tây với cường độ không đổi là 1400 A. Lực từ của Trái Đất tác dụng lên đoạn dây 100 m là bao nhiêu Newton?
\(F = BIL = {3.10^{ - 5}} \cdot 1400.100 = 4,2\,{\rm{N}}.\)
Đáp án: 4,2.
Sử dụng các thông tin sau cho Câu 2 và Câu 3: Máy lạnh sử dụng một hệ thống làm lạnh bằng chất lỏng. Chất lỏng này được bơm qua ống làm mát, nơi nó hấp thụ nhiệt từ không khí trong phòng và sau đó bay hơi thành khí. Sau đó, khí này được nén và chuyển vào dàn nóng để giải phóng nhiệt ra ngoài môi trường. Mỗi giờ có 400 kg chất lỏng được bơm qua máy. Biết nhiệt dung riêng của chất lỏng là 3600 J/kg.K, và nhiệt độ của chất lỏng tăng thêm \({5^ \circ }{\rm{C}}\) khi hấp thụ nhiệt từ không khí trong phòng.
Nhiệt lượng mà chất lỏng hấp thụ được trong mỗi giờ là bao nhiêu mega-joule (MJ)?
\(Q = mc{\rm{\Delta }}t = 400.3600.5 = {7,2.10^6}\,{\rm{J}} = 7,2\,{\rm{MJ}}.\)
Đáp án: 7,2
Nhiệt độ của chất lỏng tăng bao nhiêu Kelvin (K) khi đi qua ống làm mát?
\({\rm{\Delta T}} = {\rm{\Delta t}} = 5{\rm{K}}.\)
Đáp án: 5
Biết \({^{235}}{\rm{U}}\) có thể bị phân hạch theo phản ứng sau: \(\frac{1}{0}{\rm{n}} + \frac{{235}}{{92}}{\rm{U}} \to \frac{{139}}{{53}}{\rm{I}} + \frac{{94}}{{39}}{\rm{Y}} + 3\frac{1}{0}{\rm{n}}\). Mỗi phản ứng phân hạch trên tòa năng lượng 175,85 MeV. Giá từ có một lượng hạt nhân \({^{235}}{\rm{U}}\) đủ nhiều, ban đầu ta kích thích cho \({10^{10}}\) hạt \({^{235}}{\rm{U}}\) phân hạch theo phương trình trên và sau đó phản ứng dây chuyền xảy ra trong khối hạt nhân đó với hệ số nhân nơron là \(k = 2\). Coi phản ứng không phóng xạ gamma. Năng lượng tỏa ra sau 5 phân hạch dây chuyền đầu tiên (kể cả phân hạch kích thích ban đầu) là \({10^{13}}{\rm{MeV}}\). Giá trị của a là bao nhiêu (làm tròn đến 3 chữ số có nghĩa)?
\(N = {10^{10}}\left( {1 + k + {k^2} + {k^3} + {k^4}} \right) = {10^{10}}\left( {1 + 2 + {2^2} + {2^3} + {2^4}} \right) = {3,1.10^{11}}\)
\(W = N{\rm{\Delta }}E = {3,1.10^{11}}.175,85 \approx {5,45.10^{13}}{\rm{MeV}}\)
Đáp án: 5,45
Phần IV (3 điểm). Thí sinh trình bày đầy đủ lời giải câu 5, câu 6.
Người ta dùng bơm có pit-tông diện tích 8 cm2 và khoảng chạy 25 cm để bơm một bánh xe đạp sao cho khi áp lực của bánh lên mặt đường là 350 N thì diện tích tiếp xúc của bánh với mặt đường là 50 cm2. Ban đầu bánh chứa không khí có áp suất p0 = 105 Pa và thể tích V0 = 1 500 cm3. Giả thiết khi áp suất không khí trong bánh vượt quá 1,5p0 thì thể tích trong của xăm là 2 000 cm3 và nhiệt độ không khí trong xăm không đổi.
a. Phải đẩy bơm tối thiểu bao nhiêu lần?
b. Nếu do bơm hở nên mỗi lần đẩy bơm chỉ đưa được 100 cm3 không khí vào bánh xe thì phải đẩy bao nhiêu lần.
a. Áp suất không khí trong bánh khi bơm xong: \({\rm{p}} = {{\rm{p}}_0} + {\rm{p'}}\) với \({\rm{p}}' = \frac{{350}}{{0,005}} = 0,7 \cdot {10^5}\;{\rm{Pa}}\)
\( \Rightarrow {\rm{p}} = 1,7 \cdot {10^5}\;{\rm{Pa}} > 1,5{{\rm{p}}_0}.\)Do đó sau khi bơm: \({{\rm{V}}_2} = 2000\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}.\)
Mỗi lần đẩy có 8.25 = 200 cm3 không khí được đưa vào bánh.
Trạng thái 1: p1 = 105 Pa; V1 = (1500 + 200n); T1 = T
Trạng thái 2: p2 = 1,7.105 Pa; V2 = 2 000 cm3; T2 =T.
Áp dụng định luật Boyle sẽ xác định được \[{p_1}{V_1} = {p_2}{V_2} \Rightarrow \]\({\rm{n}} = \frac{{19}}{2} \approx 10\) lần.
b. Nếu bơm không khí mỗi lần đẩy đưa được 200 cm3 không khí vào bánh xe, thì khi bơm hở mỗi lần đẩy chỉ đưa được 100 cm3 vào bánh nên V1 = (1500 + 100n).
Do đó \(n' = 2n = \frac{{19.2}}{2} = 19\) lần.
Máy chụp cộng hưởng từ MRI (Magnetic Resonance Imaging) là một trong những thiết bị hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh những cơ quan bên trong cơ thể một cách chi tiết (Hình 10.4). Máy MRI có mức độ an toàn cao do không sử dụng các tia bức xạ như tia X. Máy MRI sử dụng một từ trường mạnh để tạo ra hình ảnh chất lượng cao của cấu trúc bên trong cơ thể như não, xương, cơ và các mô khác.
Một máy MRI sử dụng từ trường có độ lớn cảm ứng từ là 1,5 T, có chiều dài khoảng 1,4 m và có đường kính 2,5 m. Giả sử ta mô hình hoá máy MRI hoạt động như một cuộn dây dẫn mang dòng điện.
a) Hãy ước lượng số vòng dây cần thiết để tạo ra một từ trường có độ lớn cảm ứng từ 1,5 T bên trong máy. Xem mỗi vòng dây có dòng điện với cường độ 100 A chạy qua.
b) Xác định điện trở của cuộn dây này. Biết rằng đối với dòng điện có cường độ 100 A, kích thước dây điển hình thường được sử dụng đối với chất liệu đồng là loại dây có chỉ số 2 AWG (chỉ số AWG – American Wire Gauge: chỉ số dùng để mô tả kích cỡ dây dẫn theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ) với đường kính tiết diện tròn khoảng 6,54 mm và điện trở suất 1,69.10-8 W.m.
a) Số vòng dây mang dòng điện 100 A để tạo ra một từ trường cần thiết bên trong máy MRI xác định bởi biểu thức:
\(B = 4\pi \cdot {10^{ - 7}}\frac{{NI}}{L} \Rightarrow N = \frac{{BL}}{{4\pi \cdot {{10}^{ - 7}}I}} = \frac{{1,5 \cdot 1,4}}{{4\pi \cdot {{10}^{ - 7}} \cdot 100}} \approx 16711\) vòng
b) Điện trở của cuộn dây dẫn điện xác định bởi biểu thức:
\(R = \rho \frac{l}{S} = \frac{{\rho N\pi d}}{{\pi {{\left( {\frac{{{d_0}}}{2}} \right)}^2}}} = \frac{{4\rho Nd}}{{d_0^2}} = \frac{{4 \cdot 1,69 \cdot {{10}^{ - 8}} \cdot 16711 \cdot 2,5}}{{{{\left( {6,54 \cdot {{10}^{ - 3}}} \right)}^2}}} \approx 66,03\Omega \)
