Đề ôn thi Tốt nghiệp THPT Vật lý có đáp án - Đề số 30
28 câu hỏi
Nhiệt kế nào sau đây hoạt động dựa trên hiện tượng dãn nở vì nhiệt của chất lỏng?
Nhiệt kế thủy ngân.
Nhiệt kế kim loại.
Nhiệt kế hồng ngoại.
Nhiệt kế điện tử.
Chọn A
Nhiệt kế thủy ngân hoạt động dựa trên hiện tượng dãn nở vì nhiệt của thủy ngân (chất lỏng). Khi nhiệt độ tăng, thể tích của thủy ngân dãn nở và làm cột thủy ngân trong nhiệt kế tăng lên, cho phép đo nhiệt độ.
Điều nào sau đây là sai khi nói về chất rắn vô định hình?
Vật rắn vô định hình không có cấu trúc tinh thể.
Vật rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định.
Vật rắn vô định hình không có dạng hình học xác định.
Thủy tinh, nhựa đường, cao su, muối ăn là những chất rắn vô định hình.
Chọn D
Muối ăn là chất rắn kết tinh.
Thiết bị nào sau đây không dùng để xác định nhiệt hóa hơi riêng của nước?
Oát kế.
Cân điện tử.
Nhiệt lượng kế.
Nhiệt kế.
Chọn D
Cách tiến hành thí nghiệm đo nhiệt hóa hơi riêng của nước như sau:
- Đặt nhiệt lượng kế lên cân. Đổ nước nóng vào nhiệt lượng kế. Xác định khối lượng nước trong bình.
- Tháo nắp bình ra khỏi nhiệt lượng kế.
- Nối oát kế với điện trở và nguồn điện.
- Đặt dây điện trở vào nhiệt lượng kế sao cho toàn bộ dây điện trở chìm trong nước.
- Bật nguồn điện.
- Đun sôi nước trong bình nhiệt lượng kế. Sau mỗi khoảng thời gian 2 phút, đọc số đo công suất trên oát kế, khối lượng nước trong bình nhiệt lượng kế trên cân. Ghi các kết quả vào vở theo mẫu tương tự Bảng 6.2 trong SGK.
- Tắt nguồn điện.
Như vậy, để xác định nhiệt hóa hơi riêng của nước, cần dùng nhiệt lượng kế và các dụng cụ để đo các đại lượng như công suất (dùng oát kế), khối lượng nước trong bình nhiệt lượng kế (dùng cân điện tử). Trong thí nghiệm này, không cần sử dụng nhiệt kế.
Viên đạn có khối lượng \(50{\mkern 1mu} {\rm{g,}}\) bay với tốc độ \({v_0} = 360{\rm{ km/h}}{\rm{.}}\) Sau khi xuyên qua một tấm thép, tốc độ giảm xuống còn \(72{\rm{ km/h}}{\rm{.}}\)
Tính độ biến thiên nội năng của hệ đạn và thép.
\(360{\rm{ J}}{\rm{.}}\)
\(120{\rm{ J}}{\rm{.}}\)
\(240{\rm{ J}}{\rm{.}}\)
\(480{\rm{ J}}{\rm{.}}\)
Chọn C
Đổi: \(360{\rm{ km/h}} = 100{\rm{ m/s; }}72{\rm{ km/h}} = 20{\rm{ m/s}}{\rm{.}}\)
Xét hệ gồm viên đạn và thép. Khi viên đạn xuyên qua tấm thép thì tấm thép tác dụng vào viên đạn một lực. Lực này sinh công làm giảm động năng của viên đạn.
Theo nguyên lí \[1\] của nhiệt động lực học thì: \[\Delta U = A' + {Q_N}.\]
Do hệ không trao đổi nhiệt với bên ngoài nên \[{Q_N} = 0.\]
Hệ nhận công \[A' = - A = - \frac{1}{2}m\left( {{v^2} - v_0^2} \right) = - \frac{1}{2} \cdot 0,05 \cdot \left( {{{20}^2} - {{100}^2}} \right) = 240\,J.\]
\[ \Rightarrow \Delta U = A' + Q = 240 + 0 = 240{\rm{ }}J.\]
Viên đạn có khối lượng \(50{\mkern 1mu} {\rm{g,}}\) bay với tốc độ \({v_0} = 360{\rm{ km/h}}{\rm{.}}\) Sau khi xuyên qua một tấm thép, tốc độ giảm xuống còn \(72{\rm{ km/h}}{\rm{.}}\)
Biết rằng viên đạn hấp thụ \(50\% \) nhiệt lượng do quá trình va chạm. Nhiệt dung riêng của viên đạn là \(130{\rm{ J}}/({\rm{kg}} \cdot {\rm{K}})\). Tính độ tăng nhiệt độ của viên đạn.
\(12,5^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\)
\(18,5^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\)
\(22,5^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\)
\(26,5^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\)
Chọn B
Nhiệt lượng mà viên đạn nhận được: \[Q = 50\% \Delta U = 0,5 \cdot 240 = 120{\rm{ }}J.\]
Độ tăng nhiệt độ viên đạn là:
\[Q = mc\Delta t \Leftrightarrow 120 = 0,05 \cdot 130 \cdot \Delta t \Rightarrow \Delta t \approx 18,5^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\]
Nội dung nào dưới đây không phải là tính chất của các phân tử khí?
Chuyển động hỗn loạn, không ngừng.
Nhiệt độ càng cao, các phân tử khí chuyển động càng nhanh.
Các phân tử khí va chạm vào thành bình gây ra áp suất.
Chuyển động hỗn loạn xung quanh các vị trí cân bằng cố định.
Chọn D
Tính chất của các phân tử khí: Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn, không ngừng. Nhiệt độ càng cao, các phân tử khí chuyển động càng nhanh. Các phân tử khí va chạm vào thành bình gây ra áp suất.
“Chuyển động hỗn loạn xung quanh các vị trí cân bằng cố định” là tính chất của các phân tử chất rắn, không phải của chất khí. Các chất khí không có vị trí cân bằng cố định.
Một xilanh được lắp một pit-tông trơn chứa khí lý tưởng như hình vẽ. Đầu tiên, pit-tông được giữ cố định và khí được làm mát. Tiếp theo, pit-tông được đẩy vào trong từ từ dưới nhiệt độ không đổi. Nếu \(i\) là trạng thái ban đầu và \(f\) là trạng thái cuối cùng, thì đồ thị nào sau đây biểu diễn sự thay đổi của áp suất \(p\) theo thể tích \(V\)?
Đồ thị a.
Đồ thị b.
Đồ thị c.
Đồ thị d.
Hướng dẫn giải:
Chọn A
Đầu tiên, pit-tông được giữ cố định và khí được làm mát nên đây là quá trình làm lạnh đẳng áp, áp suất giảm.
Tiếp theo, pit-tông được đẩy vào trong từ từ dưới nhiệt độ không đối nên đây là quá trình nén đẳng nhiệt.
Quá trình nào sau đây có thể xem là quá trình đẳng tích?
Đun nóng khí trong một bình hở.
Không khí trong quả bóng bị phơi nắng làm bóng căng ra (to hơn).
Đun nóng khí trong một xilanh, khí nở ra đẩy pit-tông di chuyển lên trên.
Đun nóng khí trong một bình đậy kín.
Chọn D
Quá trình đun nóng khí trong một bình đậy kín có thể xem là quá trình đẳng tích.
Ở thời kì nén của một động cơ đốt trong 4 kì, nhiệt độ của hỗn hợp khí tăng từ \(47^\circ {\rm{C}}\) đến \(367^\circ {\rm{C,}}\) còn thể tích của khí giảm từ \(1,8\) lít đến \(0,3\) lít. Áp suất của khí lúc bắt đầu nén là \(100{\rm{ kPa}}.\) Coi hỗn hợp khí như chất khí thuần nhất, áp suất cuối thời kì nén là
\(1,5 \cdot {10^6}{\rm{ Pa}}.\)
\(1,2 \cdot {10^6}{\rm{ Pa}}.\)
\(1,8 \cdot {10^6}{\rm{ Pa}}.\)
\(2,4 \cdot {10^6}{\rm{ Pa}}.\)
Chọn B
Theo phương trình trạng thái khí lý tưởng:
\(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {p_2} = \frac{{100 \cdot {{10}^3} \cdot 1,8 \cdot \left( {273 + 327} \right)}}{{\left( {273 + 327} \right) \cdot 0,3}} = 1,{2.10^6}\,Pa.\)
Tia X không có công dụng:
Làm tác nhân gây ion hóa.
Chữa bệnh ung thư.
Sưởi ấm.
Chiếu điện, chụp điện.
Chọn C
Tia X không có công dụng sưởi ấm.
Một đoạn dây dẫn có chiều dài \(L = 5{\rm{ cm,}}\) khối lượng \(m = 5{\rm{ g,}}\) được treo bằng hai dây mảnh, sao cho dây dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ của từ trường thẳng đứng xuống dưới có độ lớn \(B = 0,5{\rm{ T}}\) và dòng điện chạy qua dây dẫn là \(I = 2{\rm{ A}}{\rm{.}}\) Lấy \(g = 10{\rm{ m/}}{{\rm{s}}^2}.\)
Hãy cho biết chiều của lực từ tác dụng vào đoạn dây mang dòng điện?
Hướng từ trên xuống dưới.
Hướng sang bên phải.
Hướng vuông góc vào trong mặt phẳng hình vẽ.
Hướng vuông góc ra ngoài mặt phẳng hình vẽ.
Chọn C
Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta xác định được chiều của lực từ tác dụng vào đoạn dây mang dòng điện là hướng vuông góc vào trong mặt phẳng hình vẽ.
Một đoạn dây dẫn có chiều dài \(L = 5{\rm{ cm,}}\) khối lượng \(m = 5{\rm{ g,}}\) được treo bằng hai dây mảnh, sao cho dây dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ của từ trường thẳng đứng xuống dưới có độ lớn \(B = 0,5{\rm{ T}}\) và dòng điện chạy qua dây dẫn là \(I = 2{\rm{ A}}{\rm{.}}\) Lấy \(g = 10{\rm{ m/}}{{\rm{s}}^2}.\)
Tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng.
\(30,0^\circ .\)
\(45,0^\circ .\)
\(60,0^\circ .\)
\(74,5^\circ .\)
Chọn B
Ta có: \[\tan \alpha = \frac{{{F_t}}}{P} = \frac{{I \cdot B \cdot L}}{{m \cdot g}} = \frac{{0,5 \cdot 2 \cdot 0,05}}{{0,005 \cdot 10}} = 1 \Rightarrow \alpha = 45^\circ \]
Một cuộn dây hình chữ nhật được di chuyển với tốc độ không đổi từ vị trí A đến vị trí B như hình vẽ. Đồ thị nào sau đây biểu diễn sự biến thiên của dòng điện cảm ứng trong cuộn dây theo thời gian?
Hình 1.
Hình 2.
Hình 3.
Hình 4.
Chọn C
Khi chưa vào từ trường, không xảy ra hiện tường cảm ứng, cường độ dòng điện trong cuộn dây \[{\rm{I}} = 0.\]
Khi có 1 cạnh bắt đầu vào từ trường thì từ thông qua cuộn dây tăng, trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng \[{\rm{I}} \ne 0.\]
Khi cả cuộn dây đã đi vào từ trường thì từ thông không còn biến thiên, không có dòng điện cảm ứng \[{\rm{I}} = 0.\]
Khi có 1 cạnh bắt đầu đi ra khỏi vùng từ trường thì từ thông qua cuộn dây giảm, trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng \[{\rm{I}} \ne 0\] nhưng ngược chiều khi bắt đầu đi vào.
Khi cả cuộn dây ra khỏi từ trường, không xảy ra hiện tường cảm ứng, cường độ dòng điện trong cuộn dây \[{\rm{I}} \ne 0.\]
Một dây dẫn dài \[50{\rm{ cm}}\] được đặt vuông góc với một từ trường đều. Cường độ dòng điện trong dây là \[10,0{\rm{ A,}}\] lực do từ trường tác dụng lên dây là \[3,0{\rm{ N}}{\rm{.}}\] Độ lớn cảm ứng từ của từ trường là
\(0,60{\rm{ T}}{\rm{.}}\)
\(1,5{\rm{ T}}{\rm{.}}\)
\(1,8 \cdot {10^3}{\rm{ T}}{\rm{.}}\)
\(6,7 \cdot {10^{ - 3}}{\rm{ T}}{\rm{.}}\)
Chọn A
\(B = \frac{F}{{I \cdot \ell }} = \frac{3}{{10 \cdot 0,5}} = 0,6{\rm{ T}}{\rm{.}}\)
Hai đồng vị \(_{17}^{35}{\rm{Cl}}\) và \(_{17}^{37}{\rm{Cl}}\) của chlorine khác nhau về:
(1) số lượng proton.
(2) số lượng neutron. (3) tính chất hóa học.
Chỉ (1).
Chỉ (2).
Chỉ (3).
Chỉ (1) và (2).
Chọn B
Các đồng vị phóng xạ có cùng số proton, khác nhau số neutron nên tính chất hóa học cũng giống nhau.
Ứng dụng nào sau đây của phóng xạ sử dụng thực tế là một hạt nhân phóng xạ có chu kỳ bán rã không đổi?
Định tuổi bằng carbon-14.
Bảo quản thực phẩm.
Đầu báo khói.
Máy đo độ dày.
Chọn A
Phản ứng tổng hợp hạt nhân, phát biểu nào sau đây là sai?
Phản ứng tổng hợp hạt nhân còn được gọi là phản ứng nhiệt hạch.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân là sự kết hợp của hai hạt nhân có số khối trung bình thành hạt nhân có số khối lớn.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân chỉ có thể xảy ra ở nhiệt độ rất cao.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân là nguồn gốc năng lượng của các ngôi sao.
Chọn B
Phản ứng tổng hợp hạt nhân là sự kết hợp của hai hạt nhân có số khối nhỏ thành hạt nhân có số khối lớn hơn.
Chu kỳ bán rã của một chất phóng xạ là 8 giờ. Khối lượng ban đầu của nó là \[3{\rm{ g}}.\] Tìm lượng chất phóng xạ còn lại sau 24 giờ.
\[0,375{\rm{ g}}{\rm{.}}\]
\[0,75{\rm{ g}}{\rm{.}}\]
\[1{\rm{ g}}{\rm{.}}\]
\[2{\rm{ g}}{\rm{.}}\]
Chọn A
\(m = {m_0} \cdot {2^{ - \frac{t}{T}}} = 0,375{\rm{ g}}{\rm{.}}\)
Một học sinh thực hiện một thí nghiệm để tìm nhiệt hóa hơi riêng của nước. Một cốc thủy tinh chứa nước được đặt trên cân điện tử. Nước được đun nóng bằng một máy sưởi nhúng \(100{\rm{ W,}}\) được nhúng trong nước sao cho không chạm vào cốc thủy tinh, như hình bên. Khi nước sôi, học sinh đọc số cân. Sau \({\rm{240 s,}}\) học sinh đọc lại số cân thu được kết quả như sau:
| Số cân ban đầu | \(525,4{\rm{ g}}\) |
| Số cân cuối cùng | \(515,2{\rm{ g}}\) |
Các phát biểu sau đây đúng hay sai?
Khối lượng nước trong cốc giảm nhẹ trước khi nước sôi.
Năng lượng máy sưởi cung cấp trong \(240{\rm{ s}}\) là \(2400{\rm{ J}}\).
Nhiệt hóa hơi riêng của nước tính toán được gần đúng bằng \[2,35 \cdot {10^6}{\rm{ J/kg}}{\rm{.}}\]
Nếu học sinh đậy nắp cốc thủy tinh, nhiệt hóa hơi riêng của nước tính toán được sẽ nhỏ hơn khi không đậy nắp.
Đáp án: Đ – S – Đ – S
a) Do sự bay hơi khối lượng nước trong cốc giảm nhẹ trước khi sôi.
Chọn ĐÚNG.
b) Năng lượng máy sưởi cung cấp trong \(240{\mkern 1mu} {\rm{s}}\) là: \({\rm{A}} = {\rm{P}} \cdot {\rm{t}} = 100 \cdot 240 = 24{\rm{ }}000{\rm{ J}}\)
Chọn SAI.
c) Nhiệt hóa hơi riêng của nước nếu bỏ qua mất mát nhiệt với môi trường ngoài, và nhiệt làm nóng bình thủy tinh, tính toán được là:
\({\rm{L = }}\frac{A}{{\Delta m}} = \frac{{24{\rm{ }}000}}{{\left( {525,4 - 515,2} \right) \cdot {{10}^{ - 3}}}} = 2,35 \cdot {10^6}{\mkern 1mu} {\rm{J/kg}}\)
Do mất mát nhiệt nên thực tế nhiệt làm bay hơi nước nhỏ hơn nhiệt máy sưởi cung cấp nên nhiệt hóa hơi của nước nhỏ hơn giá trị trên.
Chọn ĐÚNG.
d) Khi đậy nắp, áp suất bề mặt của nước tăng khối lượng nước giảm chậm nên, nhiệt hóa hơi riêng của nước lớn hơn giá trị trên.
Chọn SAI.
Một mol khí lý tưởng thay đổi trạng thái như đồ thị dưới đây. Gọi:
\((1) \to (2)\) là quá trình biến đổi từ trạng thái \((1)\) sang trạng thái \((2);\)
\((2) \to (3)\) là quá trình biến đổi từ trạng thái \((2)\) sang trạng thái \((3);\)
\((3) \to (1)\) là quá trình biến đổi từ trạng thái \((3)\) sang trạng thái \((1).\)
Phát biểu sau đây đúng hay sai?
\((1) \to (2)\) là quá trình đẳng áp.
\((3) \to (1)\) là quá trình giãn đẳng nhiệt.
Thể tích khí ở trạng thái \((3)\) là \(6{\mkern 1mu} {\rm{l\'i t}}{\rm{.}}\)
Nhiệt độ khí ở trạng thái \((1)\) là \(60^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\)
Đáp án: Đ – S – S – S
a) đường biểu diễn \((1) \to (2)\) vuông góc với trục Op biểu diễn quá trình đẳng áp.
Chọn ĐÚNG.
b) \((3) \to (1)\) là quá trình đẳng nhiệt, thể tích khí giảm nên là quá trình nén đẳng nhiệt.
Chọn SAI.
c) \[{{\rm{p}}_{\rm{3}}}{{\rm{V}}_3} = {{\rm{p}}_{\rm{1}}}{{\rm{V}}_{\rm{1}}} \Rightarrow {{\rm{V}}_{\rm{3}}} = \frac{{{{\rm{p}}_{\rm{1}}}{{\rm{V}}_{\rm{1}}}}}{{{{\rm{p}}_{\rm{3}}}}} = \frac{{3 \cdot 3}}{1} = 9\,{\rm{L}}\]
Chọn SAI.
d) \[{{\rm{p}}_1}{{\rm{V}}_1} = {\rm{nR}}{{\rm{T}}_{\rm{1}}} \Rightarrow {{\rm{T}}_1} = \frac{{{{\rm{p}}_{\rm{1}}}{{\rm{V}}_{\rm{1}}}}}{{{\rm{nR}}}} = \frac{{3 \cdot {{10}^5} \cdot 3 \cdot {{10}^{ - 3}}}}{{1 \cdot 8,31}} = 108\,{\rm{K}}\]
Chọn SAI.
Hình vẽ bên dưới mô tả một khung dây mang dòng điện được đặt giữa hai cực của một nam châm. Một kim chỉ được gắn vào khung dây.
Khi có dòng điện chạy qua là \({\rm{8,5 A}}\) làm kim chỉ di chuyển theo phương thẳng đứng, đi lên. Một băng giấy nhỏ được gắn lên kim, trọng lượng của băng giấy khiến kim chỉ trở về vị trí ban đầu (khi chưa có dòng điện và băng giấy). Sau đó, khối lượng của băng giấy đo được là \({\rm{60 mg}}{\rm{.}}\) Đoạn dây dẫn giữa hai cực của nam châm dài \(5,2{\mkern 1mu} {\rm{ cm}}{\rm{.}}\) Lấy \({\rm{g}} = 9,8{\rm{ m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}{\rm{.}}\)
Từ trường giữa hai cực của nam châm có hướng \( + {\rm{y}}{\rm{.}}\)
Lực từ tác dụng lên dòng điện có độ lớn bằng \({\rm{588 mN}}{\rm{.}}\)
Cảm ứng từ giữa hai cực của nam châm có độ lớn \({\rm{2,4 T}}{\rm{.}}\)
Bây giờ thay nguồn không đổi bằng một nguồn có tần số thấp thì hiện tượng diễn ra tương tự nhau.
Đáp án: Đ – S – S – S
a) Từ trường giữa hai cực của nam châm có hướng \( + \,y.\)
Khi có dòng điện chạy qua là \({\rm{8,5}}\,{\rm{A}}\) làm kim chỉ di chuyển theo phương thẳng đứng, đi lên. Nên dây dẫn nằm dọc theo trục \(Ox \Rightarrow \) lực từ \(\vec F\) có phương và chiều dọc theo trục \(Oz.\) Do đó, từ trường giữa hai cực của nam châm có hướng \({\rm{ + }}\,{\rm{y}}{\rm{.}}\)
Chọn ĐÚNG.
b) Lực từ tác dụng lên dòng điện có độ lớn bằng \({\rm{588}}{\mkern 1mu} \,{\rm{mN}}{\rm{.}}\)
+ Lực từ đủ lớn để nâng kim và giấy (khối lượng bảng giấy \[{\rm{m}}\, = \,{\rm{60}}\,{\rm{(mg)}}\, = \,{\rm{6}} \cdot {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 5}}}}\,({\rm{kg)}}{\rm{.}}\]
+ Khi kim chỉ trở về vị trí ban đầu (khi chưa có dòng điện và bảng giấy) thì lực từ cân bằng với trọng lực. Nên lực từ tác dụng lên dòng điện là:
\(\)\[{\rm{F}}\, = {\rm{P}}\, = \,{\rm{m}} \cdot {\rm{g}}\, = \,{\rm{6}} \cdot {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 5}}}} \cdot {\rm{9,8}}\, = 5,88 \cdot {10^{ - 4}}{\rm{ N}} = \,0{\rm{,588 mN}}{\rm{.}}\]
Chọn SAI.
c) Cảm ứng từ giữa hai cực của nam châm có độ lớn \({\rm{2,4 T}}{\rm{.}}\)
+ Từ công thức tính lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều. Ta có:
\[{\rm{F}}\, = \,{\rm{IB}}\ell {\rm{sin\alpha }}\, \Rightarrow \,{\rm{B}}\, = \,\frac{{\rm{F}}}{{{\rm{I}}\ell {\rm{sin\alpha }}}}\, = \frac{{{\rm{5,88}} \cdot {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 4}}}}}}{{{\rm{8,5}} \cdot {\rm{5,2}} \cdot {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 2}}}} \cdot {\rm{sin(90}}^\circ {\rm{)}}}} = \,{\rm{1,33}} \cdot {\rm{1}}{{\rm{0}}^{ - 3}}\,{\rm{T}}{\rm{.}}\]
Chọn SAI.
d) Bây giờ thay nguồn không đổi bằng một nguồn có tần số thấp thì hiện tượng diễn ra tương tự nhau.
+ Khi sử dụng nguồn điện với tần số thấp thì kim chỉ sẽ dao động liên tục.
Chọn SAI.
Một hạt nhân radon \[{}_{{\rm{86}}}^{{\rm{222}}}{\rm{Rn}}\] phân rã thành một đồng vị của polonium (Po) bằng cách phát ra một hạt \[{\rm{\alpha }}{\rm{.}}\] Cho khối lượng của hạt nhân radon là \({\rm{222,0176 amu,}}\) khối lượng của hạt nhân polonium là \({\rm{218,0090 amu,}}\) khối lượng của hạt \[{\rm{\alpha }}\] là \({\rm{4,0026 amu}}{\rm{.}}\) Giả sử ban đầu hạt nhân mẹ đứng yên, năng lượng giải phóng trong quá trình phân rã chuyển thành động năng của các sản phẩm phân rã.
Đồng vị polonium được tạo thành có số khối là \({\rm{210}}{\rm{.}}\)
Năng lượng tỏa ra của một phân rã phóng xạ là \({\rm{5,59 MeV}}{\rm{.}}\)
Động năng hạt \[{\rm{\alpha }}\]chiếm phần lớn năng lượng phân rã.
Tốc độ của hạt \[{\rm{\alpha }}\] gấp khoảng \(5,4\) lần tốc độ hạt nhân polonium.
Đáp án: S – Đ – Đ – S
a) Đồng vị polonium được tạo thành có số khối là \({\rm{210}}{\rm{.}}\)
Phương trình phóng xạ \[{\rm{\alpha }}\] có dạng:
+ Số khối của polonium được tạo thành: \({{\rm{A}}_{{\rm{Po}}}} = {\rm{222}}\, - \,{\rm{4}}\, = {\rm{218}}{\rm{.}}\)
Chọn SAI.
b) Năng lượng tỏa ra của một phân rã phóng xạ là \({\rm{5,59}}\,{\mkern 1mu} {\rm{MeV}}{\rm{.}}\)
+ Năng lượng của phản ứng:
\({\rm{E}}\, = {\rm{ [}}{{\rm{m}}_{{\rm{Rn}}}}\, - \,{\rm{(}}{{\rm{m}}_{{\rm{Po}}}} + \,{{\rm{m}}_{\rm{\alpha }}}{\rm{)]}} \cdot {{\rm{c}}^{\rm{2}}} = \,{\mkern 1mu} {\rm{[222,0176}}\, - \left( {{\rm{218,0090}}\, + \,{\rm{4,0026}}} \right){\rm{]}} \cdot {\rm{931,5}}\, = \,{\rm{5,59 MeV}}{\rm{.}}\)
Chọn ĐÚNG.
c) Động năng hạt \[{\rm{\alpha }}\] chiếm phần lớn năng lượng phân rã.
+ Do hạt nhân polonium có khối lượng lớn hơn hạt \[{\rm{\alpha ,}}\] động năng của \[{\rm{\alpha }}\] sẽ chiếm phần lớn năng lượng phân rã.
Chọn ĐÚNG.
d) Tốc độ của hạt \[{\rm{\alpha }}\] gấp khoảng \(5,4\) lần tốc độ hạt nhân polonium.
Do ban đầu hạt nhân radon \[{}_{{\rm{86}}}^{{\rm{222}}}{\rm{Rn}}\] đứng yên nên áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: \({{\rm{m}}_{{\rm{Po}}}} \cdot {{\rm{v}}_{{\rm{Po}}}}\, = \,{{\rm{m}}_{\rm{\alpha }}} \cdot {{\rm{v}}_{\rm{\alpha }}} \Rightarrow \frac{{{{\rm{v}}_{\rm{\alpha }}}}}{{{{\rm{v}}_{{\rm{Po}}}}}} = \,\frac{{{{\rm{m}}_{{\rm{Po}}}}}}{{{{\rm{m}}_{\rm{\alpha }}}}} = \,{\rm{54,5}}{\rm{.}}\)
Chọn SAI.
Một bình nhôm có khối lượng \(200{\rm{ g,}}\) chứa \(300{\rm{ g}}\) nước ở nhiệt độ \(20^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\) Thả một cục nước đá khối lượng \(50{\rm{ g}}\) ở nhiệt độ \(0^\circ {\rm{C}}\) vào bình nhôm ở trên. Coi nhiệt độ truyền ra ngoài môi trường là không đáng kể. Cho nhiệt dung riêng của nước đá và của nước là nhiệt dung riêng của nhôm là nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(3,34 \cdot {10^5}\;{\rm{J/kg}}{\rm{.}}\)
Nhiệt lượng cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn \(50{\rm{ g}}\) nước đá ở \(0^\circ {\rm{C}}\) là bao nhiêu \({\rm{kJ}}\) (kết quả làm tròn đến chữ số hàng đơn vị)?
Trả lời: \(17.\)
\(Q = \lambda m = 3,34 \cdot {10^5} \cdot 0,05 = 16700\;{\rm{J}}\;{\rm{ = 16,7}}\;kJ \approx 17\,kJ.\)
Nhiệt độ trong bình nhôm khi xảy ra hiện tượng cân bằng nhiệt là bao nhiêu \(^\circ {\rm{C}}\) (kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần mười)?
Trả lời:\(7,3.\)
\(\begin{array}{l}{Q_\lambda } + {Q_d} = {Q_n} + {Q_{nh}}\\\lambda {m_d} + {m_d}{c_d}(t - 0) = ({m_n}{c_n} + {m_{nh}}{c_{nh}})(20 - t)\\3,34 \cdot {10^5} \cdot 0,05 + 0,05 \cdot 4200t = (0,3 \cdot 4200 + 0,2 \cdot 880)(20 - t)\\ \Rightarrow t = 7,3^\circ C.\end{array}\)
Một loại khí chứa trong một xilanh được lắp một pit-tông như trong hình bên. Thể tích của nó trong xilanh là \(0,0015\;{{\rm{m}}^{\rm{3}}}.\) Chỉ số áp suất trên đồng hồ đo áp kế Bourdon là \(2,54 \cdot {10^5}\,{\rm{N/}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}.\)
Nếu di chuyển pit-tông để thể tích của khí giảm còn \(\frac{1}{4}\) thể tích ban đầu mà không làm thay đổi nhiệt độ. Áp suất mới của khối khí là \[x \cdot {10^5}\;{\mkern 1mu} {\rm{N/}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}.\] Tìm \(x\) (kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần mười).
Trả lời: \(10,2.\)
\(\begin{array}{l}{P_1}{V_1} = {P_2}{V_2}\\2,54 \cdot {10^5} \cdot 0,0015 = x \cdot {10^5} \cdot \frac{1}{4} \cdot \;0,0015\\ \Rightarrow x = 10,2\end{array}\)
Một loại khí chứa trong một xilanh được lắp một pit-tông như trong hình bên. Thể tích của nó trong xilanh là \(0,0015\;{{\rm{m}}^{\rm{3}}}.\) Chỉ số áp suất trên đồng hồ đo áp kế Bourdon là \(2,54 \cdot {10^5}\,{\rm{N/}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}.\)
Nếu nhiệt độ của khối khí tăng từ giá trị ban đầu là \(27^\circ {\rm{C}}\) lên đến \(327^\circ {\rm{C,}}\) nhưng thể tích giữ nguyên ở mức \(0,0015{\rm{ }}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}.\) Áp suất mới của lượng khí là bao nhiêu \({\rm{atm}}\) (biết \(1{\rm{ atm}} = 1,013 \cdot {10^5}{\rm{ Pa}}\)) (kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần trăm)?
Trả lời: 5,01
Trạng thái 1:
Trạng thái 2: \[\left\{ \begin{array}{l}{T_2} = 327 + 273 = 600{\rm{ }}K\\{p_2} = ?\\{V_2} = 0,0015{\rm{ }}{m^3}\end{array} \right.\]
Áp dụng công thức:
Phương trình sau đây biểu diễn một trong những phản ứng hạt nhân trong lò phản ứng phân hạch:
\(_{92}^{235}{\rm{U}} + _0^1{\rm{n}} \to _{36}^{91}{\rm{Kr}} + _{56}^{142}{\rm{Ba}} + 3_0^1{\rm{n}}\)
Cho khối lượng của hạt nhân \(_{92}^{235}{\rm{U}}\) bằng \(235,0439{\mkern 1mu} {\rm{ amu;}}\) \(_{36}^{91}{\rm{Kr}}\) bằng \(90,9234{\mkern 1mu} {\rm{ amu;}}\)\(_{56}^{142}{\rm{Ba}}\) bằng \(141,9164{\rm{ }}{\mkern 1mu} {\rm{amu}}\) và \({\rm{n}}\) bằng \(1,0087{\rm{ amu}}{\rm{.}}\) Cho
Năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân \(Uranium - 235\) phân hạch tính theo đơn vị \({\rm{MeV}}\) (kết quả làm tròn đến chữ số hàng đơn vị)?
Trả lời: 174
Năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân \(Uranium - 235\) phân hạch là
\[\Delta E = ({m_U} - {m_{Kr}} - {m_{Ba}} - 2{m_n}){c^2} = (235,0439 - 90,9234 - 141,9164 - 2 \cdot 1,0087) \cdot 931,5 \approx 174\,MeV.\]
Phương trình sau đây biểu diễn một trong những phản ứng hạt nhân trong lò phản ứng phân hạch:
\(_{92}^{235}{\rm{U}} + _0^1{\rm{n}} \to _{36}^{91}{\rm{Kr}} + _{56}^{142}{\rm{Ba}} + 3_0^1{\rm{n}}\)
Cho khối lượng của hạt nhân \(_{92}^{235}{\rm{U}}\) bằng \(235,0439{\mkern 1mu} {\rm{ amu;}}\) \(_{36}^{91}{\rm{Kr}}\) bằng \(90,9234{\mkern 1mu} {\rm{ amu;}}\)\(_{56}^{142}{\rm{Ba}}\) bằng \(141,9164{\rm{ }}{\mkern 1mu} {\rm{amu}}\) và \({\rm{n}}\) bằng \(1,0087{\rm{ amu}}{\rm{.}}\) Cho
Một lò phản ứng có \(4,00 \cdot {10^{ - 5}}{\rm{ kg}}\) \(_{92}^{235}{\rm{U}}\) phân hạch trong một giây. Lấy khối lượng mol
Tính công suất của lò phản ứng theo đơn vị \({\rm{GW}}\) (kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần trăm)?
Trả lời: 2,85
\(P = \frac{{\rm{W}}}{t} = \frac{{N \cdot \Delta E}}{t} = \frac{{\frac{m}{M} \cdot {N_A} \cdot \Delta E}}{t} = \frac{{\frac{{4,00 \cdot {{10}^{ - 5}}}}{{235 \cdot {{10}^{ - 3}}}} \cdot 6,02 \cdot {{10}^{23}} \cdot 174 \cdot 1,6 \cdot {{10}^{ - 13}}}}{1} \approx 2,85 \cdot {10^9}\,{\rm{W}} = 2,85\,G{\rm{W}}\)
