Đề ôn thi Tốt nghiệp THPT Vật lý có đáp án - Đề số 5
28 câu hỏi
Tính chất không phải là của phân tử của vật chất ở thể khí là
chuyển động hỗn loạn.
chuyển động không ngừng.
chuyển động hỗn loạn và không ngừng.
chuyển động hỗn loạn xung quanh vị trí cân bằng cố định.
Chọn D
Chuyển động hỗn loạn xung quanh vị trí cân bằng cố định. Đây là tính chất của phân tử của vật chất ở thể rắn.
Độ không tuyệt đối là nhiệt độ ứng với
\(0{\rm{ K}}.\)
\(0^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\)
\(273^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\)
\(273{\rm{ K}}.\)
Chọn A
Các nhiệt độ mốc trong thang nhiệt độ Kelvin cho biết độ không tuyệt đối là nhiệt độ ứng với nhiệt độ \(T = 0{\rm{ K}}.\)
Nội năng của một vật là
tổng động năng và thế năng của vật.
tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
tổng nhiệt lượng và cơ năng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt và thực hiện công.
nhiệt lượng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt.
Chọn B
Theo khái niệm nội năng: Nội năng của vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
\(100{\rm{ s}}{\rm{.}}\)
\(140{\rm{ s}}{\rm{.}}\)
\(180{\rm{ s}}{\rm{.}}\)
\(200{\rm{ s}}{\rm{.}}\)
Chọn A
Nhiệt lượng cần truyền cho \(300{\rm{ g}}\) nước để tăng nhiệt độ từ \(20{\mkern 1mu} ^\circ {\rm{C}}\) đến \(100{\mkern 1mu} ^\circ {\rm{C}}\) là
\(Q = mc\Delta t = 0,3 \cdot 4{\rm{ 180}} \cdot \left( {100 - 20} \right) = 100320{\rm{ J}}{\rm{.}}\)
Thời gian cần thiết để đun nước trong ấm đạt đến nhiệt độ sôi là
\(t = \frac{Q}{P} = \frac{{100{\rm{320}}}}{{1{\rm{ 000}}}} \approx 100{\rm{ s}}{\rm{.}}\)
Một ấm đun nước có công suất \(1000{\rm{ W}}\) chứa \(300{\rm{ g}}\) nước ở \(20^\circ {\rm{C}}.\) Cho nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của nước lần lượt là và
Sau khi nước đến nhiệt độ sôi, người ta để ấm tiếp tục đun nước sôi trong \(2\) phút. Tính khối lượng nước còn lại trong ấm.
\(180{\rm{ g}}{\rm{.}}\)
\(210{\rm{ g}}{\rm{.}}\)
\(240{\rm{ g}}{\rm{.}}\)
\(270{\rm{ g}}{\rm{.}}\)
Chọn C
Sau khi nước đến nhiệt độ sôi, người ta để ấm tiếp tục đun nước sôi trong \(2\) phút. Nhiệt lượng cần cung cấp cho ấm nước là \(Q = P \cdot t = 1000 \cdot 2 \cdot 60 = 120000{\rm{ J}}{\rm{.}}\)
Khối lượng nước đã bay hơi trong \(2\) phút là
\(Q = L{m_{bh}} \Rightarrow {m_{bh}} = \frac{Q}{L} = \frac{{120000}}{{2,0 \cdot {{10}^6}}} = 0,06{\rm{ kg}} = 60{\rm{ g}}{\rm{.}}\)
Khối lượng nước còn lại trong ấm là \(\Delta m = m - {m_{bh}} = 300 - 60 = 240{\rm{ g}}{\rm{.}}\)
Công thức nào sau đây về áp suất chất khí \(p\) là không đúng? Trong đó \(\mu \) là mật độ phân tử khí, \(m\) là khối lượng mỗi phân tử khí, \(k\) là hằng số Boltzmann, \(T\) là nhiệt độ tuyệt đối, \(\overline {{v^2}} \) và lần lượt là trung bình của bình phương vận tốc và động năng trung bình tịnh tiến của mỗi phân tử khí.
\(p = \mu kT{\rm{.}}\)
\(p = \frac{1}{3}\mu m\overline {{v^2}} .\)
\(p = \frac{3}{2}kT{\rm{.}}\)
Chọn D
Công thức áp suất chất khí \(p\) là
Một khối khí có thể tích \[V\] ở nhiệt độ \[87^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\] Để giảm thể tích còn \[\frac{{5V}}{6}\] khi áp suất không đổi cần
giảm nhiệt độ đến \[27^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\]
tăng nhiệt độ đến \[54^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\]
giảm nhiệt độ đến \[ - 72^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\]
giảm nhiệt độ đến \[ - 22^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\]
Chọn A
Ta có:
\[\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Leftrightarrow \frac{V}{{360}} = \frac{{\frac{{5V}}{6}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = 300\,K \Rightarrow {t_2} = 27^\circ {\rm{C}}\]
Một khối khí thay đổi trạng thái như đồ thị biểu diễn như hình vẽ bên. Sự biến đổi khí trên trải qua hai quá trình
nung nóng đẳng tích rồi nén đẳng nhiệt.
nung nóng đẳng tích rồi dãn đẳng nhiệt.
nung nóng đẳng áp rồi dãn đẳng nhiệt.
nung nóng đẳng áp rồi nên đẳng nhiệt.
Chọn B
Trong hệ trục tọa độ VOT, đường đẳng tích là đường thẳng xiên góc có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ, đường đẳng nhiệt song song với trục OT. Trong quá trình đẳng nhiệt, áp suất giảm nên thể tích tăng.
Một bình đầy không khí ở điều kiện chuẩn, được đậy bằng một vật có khối lượng \[m = 5\,kg\] tiết diện của miệng bình là \[10\,c{m^2}.\]Biết áp suất khí quyển là
\[{p_o} = 1\,atm,\]\[g = 10\,m/{s^2}.\] Áp suất cực đại của không khí trong bình để không khí không đẩy nắp bình lên và thoát ra ngoài là
\[6\,atm.\]
\[1,8\,atm.\]
\[2\,atm.\]
\[1,5\,atm.\]
Chọn D
Để không khí không đẩy nắp bình lên và thoát ra ngoài thì:
\[{p_b} \le {p_o} + \frac{P}{S} \Leftrightarrow {p_b} \le {p_o} + \frac{{mg}}{S}\]
\[ \Leftrightarrow {p_b} \le 1,013 \cdot {10^5} + \frac{{5 \cdot 10}}{{10 \cdot {{10}^{ - 4}}}}\]
\[ \Rightarrow {p_b} \le 1,513 \cdot {10^5}\,Pa.\]
\[ \Rightarrow {p_b} \le 1,5\,atm.\]
\[ \Rightarrow {p_{b\max }} = 1,5\,atm.\]
Cách nào sau đây không tạo ra suất điện động cảm ứng?
Di chuyển một đoạn dây dẫn giữa các cực của nam châm đứng yên.
Giữ cố định một đoạn dây dẫn giữa hai cực của nam châm đứng yên.
Di chuyển một thanh nam châm ra khỏi một ống dây dẫn.
Làm quay một khung dây dẫn trong từ trường.
Chọn B
Khi dây dẫn được giữ cố định và không có sự thay đổi về từ trường qua nó, không làm xuất hiện suất điện động cảm ứng.
Một học sinh dùng một la bàn nhỏ đặt phía trên một đoạn dây dẫn thẳng dài mang dòng điện để tìm hiểu về chiều đường sức của dòng điện thẳng. Hình vẽ mô tả bốn thử nghiệm của học sinh này với một đoạn dây dẫn có dòng điện đi qua. Hình ảnh nào thể hiện hướng chính xác của kim la bàn?
Hình 1.
Hình 2.
Hình 3.
Hình 4.
Chọn A
Đoạn dây dẫn thẳng dài mang dòng điện sinh ra các đường sức là những đường tròn đồng tâm, tâm nằm trên dây dẫn. Theo quy tắc nắm bàn tay phải chiều của đường sức từ đi vào cực Nam và đi ra từ cực Bắc của nam châm thử.
Một dây dẫn thẳng dài \[0,20{\rm{ }}m\] chuyển động đều với tốc độ \[3,0{\rm{ }}m/s\] theo chiều vuông góc với dây và với cảm ứng từ có độ lớn \[0,10\,T.\] Suất điện động cảm ứng giữa hai đầu dây là
\[0,5\,V.\]
\[0,06\,V.\]
\[0,05\,V.\]
\[0,04\,V.\]
Chọn B
Suất điện động cảm ứng giữa hai đầu dây là:
\[{e_c} = Bvl\sin \alpha = 0,10 \cdot 3,0 \cdot 0,20 \cdot \sin 90^\circ = 0,06\,V.\]
Lõi sắt trong máy biến áp được chế tạo bằng nhiều lá thép mỏng ghép cách điện với nhau tạo thành mạch từ khép kín với mục đích
tăng dòng Foucault trong lõi sắt.
giảm dòng Foucault trong lõi sắt.
giảm chi phí sản xuất máy biến áp.
tăng từ tính cho lōi sắt.
Chọn B
Khi có dòng điện chạy trong cuộn dây máy biến áp sinh ra từ trường biến thiên, từ trường này sinh ra trong lõi thép dòng điện Foucault. Dòng Foucault sinh ra từ trường ngược, chống lại nguyên nhân gây ra nó, đồng thời năng lượng của dòng Foucault bị chuyển hóa thành nhiệt làm máy nhanh nóng. Do các nguyên nhân đó, một phần năng lượng bị hao phí và làm giảm hiệu suất của máy biến áp. Vì vậy, để hạn chế dòng Foucault người ta tìm cách tăng điện trở của các lõi sắt.
Bốn khung dây hình chữ nhật \(A,B,C,D\) được đặt trong một từ trường đều có cùng độ lớn cảm ứng từ. Hướng của vectơ cảm ứng từ có hướng song song với mặt phẳng các khung dây như hình vẽ. Khi cho dòng điện \(1\;A\) chạy qua mỗi khung dây thì có lực từ tác dụng lên các cạnh của khung. Chiều dài các cạnh của vòng dây như hình vẽ. Vòng nào sẽ chịu momen ngẫu lực từ là lớn nhất?
Chọn B
Lực từ tác dụng vào các khung dây lần lượt là:
\({F_A} = B \cdot I \cdot L \cdot \sin (90^\circ ) = B \cdot I \cdot L\)
\({F_B} = B \cdot I \cdot 0,5 \cdot L \cdot \sin (90^\circ ) = B \cdot I \cdot 0,5 \cdot L\)
\({F_C} = B \cdot I \cdot 0,5 \cdot L \cdot \sin (90^\circ ) = B \cdot I \cdot 0,5 \cdot L\)
\({F_D} = B \cdot I \cdot 0,8 \cdot L \cdot \sin (90^\circ ) = B \cdot I \cdot 0,8 \cdot L\)
Cánh tay đòn của ngẫu lực từ tác dụng vào các khung dây lần lượt là:
\({d_A} = 0,2 \cdot L\)
\({d_B} = 0,5 \cdot L\)
\({d_C} = 0,3 \cdot L\)
\({d_D} = 0,2 \cdot L\)
\( \Rightarrow \)Momen của ngẫu lực từ tác dụng vào các khung dây lần lượt là:
\({M_A} = {F_A} \cdot {d_A} = B \cdot I \cdot L \cdot 0,2 \cdot L = 0,2 \cdot B \cdot I \cdot {L^2}\)
\({M_B} = {F_B} \cdot {d_B} = B \cdot I \cdot 0,5 \cdot L \cdot 0,5 \cdot L = 0,25 \cdot B \cdot I \cdot {L^2}\)
\({M_C} = {F_C} \cdot {d_C} = B \cdot I \cdot 0,5 \cdot L \cdot 0,3 \cdot L = 0,15 \cdot B \cdot I \cdot {L^2}\)
\({M_D} = {F_D} \cdot {d_D} = B \cdot I \cdot 0,8 \cdot L \cdot 0,2 \cdot L = 0,16 \cdot B \cdot I \cdot {L^2}\)
\( \Rightarrow \) \({M_B} > {M_A} > {M_D} > {M_C}\)
Một chùm hạt \(\alpha \) chiếu xạ một lá kim loại. Đường đi của bốn hạt \(\alpha \) gần hạt nhân của một nguyên tử kim loại được thể hiện trong sơ đồ.
Đường đi nào trong số các đường đi đó là sai?
Hạt A
Hạt B
Hạt C
Hạt D
Chọn D
Hạt \(\alpha \) bắn về phía hạt nhân của nguyên tử kim loại. Do hai điện tích cùng dấu có xu hướng đẩy nhau. Ta thấy các hạt \(A,\;B,\;C\) có xu hướng ra xa hạt nhân, còn hạt \(D\) có xu hướng bị hút vào hạt nhân. Do đó, hạt \(\alpha \) không thể chuyển động theo đường đi của hạt D.
Có bao nhiêu nucleon trong một nguyên tử trung hòa của đồng vị krypton \(_{36}^{84}Kr\)?
36.
48.
84.
120.
Chọn C
Nguyên tử trung hòa của đồng vị krypton \(_{36}^{84}Kr\) có số khối \(A = 84.\)
\( \Rightarrow \) Số nucleon trong một nguyên tử trung hòa của đồng vị krypton \(_{36}^{84}Kr\) là 84.
Nitrogen tự nhiên có khối lượng nguyên tử là \(14,0067\;amu\) gồm 2 đồng vị là \(^{14}N\) và \(^{15}N\) có khối lượng nguyên tử lần lượt là \(14,00307\;amu\) và \(15,00011\;amu.\) Phần trăm của \(^{15}N\) trong nitrogen tự nhiên là
\(0,36\;\% .\)
\(0,59\;\% .\)
\(0,43\;\% .\)
\(0,68\;\% .\)
Chọn A
Gọi phần trăm \(^{15}N\) trong nitrogen tự nhiên tự nhiên là \(x.\)
\( \Rightarrow \)phần trăm của \(^{14}N\) trong nitrogen tự nhiên là: \(1 - x.\)
Ta có: Khối lượng nguyên tử của Nitogen tự nhiên là: \(m = {m_{{}^{14}N}} \cdot (1 - x) + {m_{{}^{15}N}} \cdot x\)
\( \Leftrightarrow 14,0067 = 14,00307 \cdot (1 - x) + 15,00011 \cdot x\)
\( \Rightarrow x = 0,00364 = 0,364\% .\)
Phân tích một tượng gỗ cổ người ta thấy rằng độ phóng xạ \({\beta ^ - }\) của nó bằng \(0,75\) lần độ phóng xạ của một khúc gỗ mới chặt cùng loại và cùng khối lượng với tượng gỗ đó. Đồng vị \(^{14}C\) có chu kì bán rã là \(5730\) năm. Tuổi của tượng gỗ là
3550 năm.
1378 năm.
1315 năm.
2378 năm.
Chọn D
Gọi độ phóng xạ của khúc gỗ mới chặt là \({H_0}.\) Độ phóng xạ của tượng gỗ là \({H_t}.\)
Ta có: \({H_t} = 0,75 \cdot {H_0}\)
Lại có: \({H_t} = {H_0} \cdot {2^{ - \frac{t}{T}}}\)
\( \Rightarrow {2^{ - \frac{t}{{5730}}}} = \frac{{{H_t}}}{{{H_0}}} = 0,75\)
\( \Rightarrow t \approx 2378,16.\)
Một học sinh dùng bộ thí nghiệm chất khí (như hình vẽ 1) để kiểm chứng mối liên hệ giữ áp suất \(p\) và thể tích \(V\) của một lượng khí xác định trong quá trình đẳng nhiệt.
Dịch chuyển từ từ pit-tông để làm thay đổi thể tích của chất khí; đọc và ghi lại các giá trị của thể tích và áp suất ở hình vẽ 2. Lặp lại các thao tác.
Với các kết quả thu được từ bản kết quả thí nghiệm, mối liên hệ giữa áp suất và thể tích là \[pV = {\rm{0,3;}}\] trong đó \(p\) được tính bằng \({10^5}\,Pa\)và \(V\) được tính bằng \[{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}{\rm{.}}\]
Mật độ phân tử khí tỷ lệ nghịch với áp suất.
Lượng khí đã dùng là \[{\rm{9,33}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 3}}}}\]mol.
Đáp án: Đ– S– S – S
a) Dịch chuyển từ từ pit-tông để làm thay đổi thể tích của chất khí; đọc và ghi lại các giá trị của thể tích và áp suất ở hình vẽ 2. Lặp lại các thao tác.
Chọn ĐÚNG.
b) Với các kết quả thu được từ bản kết quả thí nghiệm, mối liên hệ giữa áp suất và thể tích là \[pV = {\rm{0,3}}\,{\rm{;}}\] trong đó \(p\) được tính bằng \({10^5}\,{\rm{Pa}}\)và \(V\) được tính bằng \[{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}{\rm{.}}\]
Lần đo | V (\[{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}\]) | p (\({10^5}\,Pa\)) | pV |
1 | 22 | 1,04 | 22,88 |
2 | 20 | 1,14 | 22,80 |
3 | 18 | 1,29 | 23,22 |
4 | 16 | 1,43 | 22,88 |
5 | 14 | 1,64 | 22,96 |
Giá trị trung bình của \(pV\) là: \[\overline {pV} = \frac{{22,88 + 22,80 + 23,22 + 22,88 + 22,96}}{5} = 22,948.\]
Chọn SAI.
c) Mật độ phân tử khí tỷ lệ thuận với áp suất
Chọn SAI.
d) Lượng khí đã dùng là
\[\overline {pV} = nRT \Rightarrow n = \frac{{\overline {pV} }}{{RT}} = \frac{{22,948 \cdot {{10}^{ - 6}}}}{{8,31 \cdot 298}} = 9,27 \cdot {10^{ - 9}}\,{\rm{mol}}{\rm{.}}\]
Chọn SAI.
Một khối khí lý tưởng ở trạng thái (1) được xác định bởi các thông số \[{p_1} = {\rm{1 atm, }}{{\rm{V}}_1} = {\rm{4 lít,\, }}{T_1} = {\rm{300 K}}{\rm{.}}\] Người ta cho khối khí biến đổi đẳng áp tới trạng thái (2) có \[{T_2} = 600\,{\rm{K}}\] và \[{V_2}.\] Sau đó biến đổi đẳng nhiệt tới trạng thái (3) có \[{V_3} = 2{\rm{ lít}}\] thì ngừng.
Áp suất của khối khí tại trạng thái (2) là 2 atm.
Thể tích của khối khí ở trạng thái (2) là 8 lít.
Áp suất của khối khí tại trạng thái (3) là 4 atm.
Đồ thị biểu diễn khối khí trong hệ tọa độ \[\left( {p,V} \right)\]từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là một đoạn thẳng đi qua gốc tọa độ, từ trạng thái (2) sang trạng thái (3) là một đường parabol.
Đáp án: S–Đ–Đ–S
a) Áp suất của khối khí tại trạng thái (2) là \[{p_2} = {p_1} = 1{\rm{ atm}}\]. (Đẳng áp)
Chọn SAI.
b) Thể tích của khối khí ở trạng thái (2) là: \[\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Leftrightarrow \frac{4}{{300}} = \frac{{{V_2}}}{{600}} \Rightarrow {V_2} = 8\,{\rm{lít}}{\rm{.}}\]
Chọn ĐÚNG.
c) Áp suất của khối khí tại trạng thái (3) là \[{p_2}{V_2} = {p_3}{V_3} \Rightarrow {p_3} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{V_3}}} = \frac{{1 \cdot 8}}{2} = 4\,{\rm{atm}}{\rm{.}}\]
Chọn ĐÚNG.
d) Đồ thị biểu diễn khối khí trong hệ tọa độ \[\left( {p,V} \right)\] từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là đường thẳng vuông góc với trục \(p{\rm{,}}\) từ trạng thái (2) sang trạng thái (3) là một nhánh của đường Hypebol.
Chọn SAI
Hình vẽ bên dưới cho thấy một sợi dây đang nằm ngang trong từ trường như hình vẽ 1. Dây được giữ chặt ở hai đầu và không thể di chuyển.
Nam châm được đặt trên giá đỡ của chiếc cân Hình vẽ 2. Khi không có dòng điện chạy qua dây dẫn thì chỉ số đọc được trên cân là \[0,35\;{\rm{g}}{\rm{.}}\] Cho dòng điện một chiều chạy qua dây dẫn thì
Nam châm sẽ tác dụng lực từ lên dây dẫn.
Số chỉ của cân đọc được lớn hơn 0,35 g.
Dây dẫn không tác dụng lực từ lên nam châm.
Số chỉ của cân không thay đổi so với ban đầu vì trọng lượng của nam châm không thay đổi.
Đáp án: Đ– Đ– S – S
a) Nam châm sẽ tác dụng lực từ lên dây dẫn.
Dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường do nam châm gây ra nên chịu tác dụng lực từ của nam châm
Chọn ĐÚNG.
b) Số chỉ của cân đọc được lớn hơn 0,35 g.
Khi có dòng điện, lực từ tác dụng lên dây dẫn hướng lên, tạo phản lực lên nam châm hướng xuống. Lực tổng hợp tác dụng lên nam châm lớn hơn trọng lượng ban đầu, do đó cân sẽ đọc giá trị lớn hơn 0,35 g.
Chọn ĐÚNG.
c) Dây dẫn không tác dụng lực từ lên nam châm.
Theo định luật III Newton, lực từ mà dây chịu từ nam châm cũng chính là lực mà nam châm chịu từ dây. Do đó, dây dẫn có tác dụng lực từ lên nam châm.
Chọn SAI.
d) Số chỉ của cân không thay đổi so với ban đầu vì trọng lượng của nam châm không thay đổi.
Trọng lượng của nam châm vẫn giữ nguyên, nhưng do có chịu tác dụng của thêm phản lực từ hướng xuống nên tổng lực tác dụng lên cân lớn hơn. Số chỉ cân đo tổng hợp lực, nên giá trị đo được sẽ lớn hơn so với ban đầu.
Chọn SAI.
Giả sử ở một ngôi sao, sau khi chuyển hóa toàn bộ hạt nhân hydrogen thành
hạt nhân \[{}_2^4{\rm{He}}\] thì ngôi sao lúc này chỉ có \[{}_2^4{\rm{He}}\] với khối lượng \[4,6 \cdot {10^{32}}\;{\rm{kg}}\]. Tiếp theo đó, \[{}_2^4{\rm{He}}\] chuyển hóa thành hạt nhân \[{}_6^{12}C\] thông qua quá trình tổng hợp:
\[{}_2^4He + {}_2^4He + {}_2^4He \to {}_6^{12}C + 7,27\;{\rm{MeV}}\]
Coi toàn bộ năng lượng từ quá trình tổng hợp này có công suất trung bình là \[5,3 \cdot {10^{30}}\;{\rm{W}}{\rm{.}}\] Cho biết khối lượng mol của \[{}_2^4{\rm{He}}\] là \[4\;{\rm{g/mol}}{\rm{.}}\] Số Avogadro \[{N_A} = 6,02 \cdot {10^{23}}\;{\rm{mo}}{{\rm{l}}^{ - 1}}.\]
Phản ứng tổng hợp \[{}_2^4{\rm{He}}\] thành \[{}_6^{12}C\] tỏa năng lượng.
Năng lượng tỏa ra trong một ngày là \[5,3 \cdot {10^{30}}\;{\rm{W}}{\rm{.}}\]
Số hạt \[{}_2^4{\rm{He}}\]có trong khối lượng trên là \[6,923 \cdot {10^{58}}\]hạt.
Lấy 1 năm bằng \[365,25\] ngày. Thời gian để chuyển hóa hết \[{}_2^4{\rm{He}}\] ở ngôi sao này thành \[{}_6^{12}C\] vào khoảng \[160,5\]triệu năm.
Đáp án: Đ–S–Đ–S
a) Phản ứng tổng hợp \[{}_2^4{\rm{He}}\] thành \[{}_6^{12}C\] tỏa năng lượng.
Phản ứng tổng hợp \[{}_2^4{\rm{He}}\] thành \[{}_6^{12}C\] là phản ứng nhiệt hạch nên tỏa năng lượng.
Chọn ĐÚNG.
b) Năng lượng tỏa ra trong một ngày là \[5,3 \cdot {10^{30}}{\rm{ W}}{\rm{.}}\]
Theo đề bài công suất trung bình là \[5,3 \cdot {10^{30}}\;{\rm{W}}{\rm{.}}\]
Năng lượng tỏa ra trong một ngày là:
\[W = P \cdot t = 5,3 \cdot {10^{30}} \cdot 24 \cdot 3600 = 4,5792 \cdot {10^{35}}\;{\rm{J}}\]
Chọn SAI.
c) Số hạt \[{}_2^4{\rm{He}}\]có trong khối lượng trên là \[6,923 \cdot {10^{58}}\]hạt.
Từ công thức tính số mol: \[n = \frac{N}{{{N_A}}} = \frac{m}{M}\] ta suy ra số hạt của \[{}_2^4{\rm{He:}}\]
\[N = \frac{m}{M} \cdot {N_A} = \frac{{4,6 \cdot {{10}^{32}} \cdot 1000}}{4} \cdot 6,02 \cdot {10^{23}} = 6,923 \cdot {10^{58}}\]hạt.
Chọn ĐÚNG.
d) Lấy 1 năm bằng \[365,25\]ngày. Thời gian để chuyển hóa hết \[{}_2^4{\rm{He}}\] ở ngôi sao này thành \[{}_6^{12}C\] vào khoảng \[160,5\]triệu năm.
Vì mỗi phản ứng xảy ra cần dùng 3 hạt \[{}_2^4{\rm{He}}\] và tạo ra \[7,27\;{\rm{MeV}}\], nên năng lượng để chuyển hóa hết \[{}_2^4{\rm{He}}\] ở ngôi sao này thành \[{}_6^{12}C\]là:
\[W = \frac{{6,923 \cdot {{10}^{58}}}}{3} \cdot 7,27 \cdot 1,6 \cdot {10^{ - 13}} = 2,68 \cdot {10^{46}}\;{\rm{J}}{\rm{.}}\]
Thời gian để chuyển hóa hết \[{}_2^4{\rm{He}}\]là:
\[t = \frac{W}{P} = \frac{{2,68 \cdot {{10}^{46}}}}{{5,3 \cdot {{10}^{30}}}} = 5,06 \cdot {10^{15}}\;{\rm{s}}{\rm{.}}\]
Đổi thời gian sang đơn vị năm:
\[t = \frac{{5,06 \cdot {{10}^{15}}}}{{365,25 \cdot 24 \cdot 3600}} = 160,5\] triệu năm.
Chọn ĐÚNG.
Sử dụng các thông tin sau cho câu 1 và câu 2:
Rót khối lượng \({m_1} = 1\;kg\) nước ở nhiệt độ \({t_1} = 20^\circ C\) vào một bình nhôm có khối lượng \({m_2} = 0,2\,kg\) đang ở nhiệt độ \({t_2} = 30^\circ C.\) Sau đó thả một cục nước đá có khối lượng \({m_3} = 0,4\,kg\) ở nhiệt độ vào nước trong bình nhiệt lượng kế trên. Cho biết nhiệt nóng chảy của nước đá là Nhiệt dung riêng của nước, nhôm và nước đá tương ứng là \({c_1} = 4,2 \cdot {10^3}\,J/(kg.K);\,{c_2} = 880\,J/(kg.K);\,{c_3} = 2,1 \cdot {10^3}\,J/(kg.K);\) Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường ngoài.
Ban đầu chưa thả cục nước đá vào, nhiệt độ cân bằng của nước và bình nhôm là bao nhiêu \(^\circ C?\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).
Trả lời: 20,4
Vì hệ không trao đổi nhiệt với môi trường ngoài, nên tổng nhiệt lượng trao đổi trong hệ phải bằng 0. Tức là nhiệt lượng tỏa ra của bình nhôm phải bằng nhiệt lượng thu vào của nước.
\(\begin{array}{l}{Q_{toa}} = {Q_{thu}}\\ \Leftrightarrow {m_2} \cdot {c_2} \cdot \Delta {t_2} = {m_1} \cdot {c_1} \cdot \Delta {t_1}\\ \Leftrightarrow 0,2 \cdot 880 \cdot (30 - t) = 1 \cdot 4200 \cdot (t - 20)\\ \Leftrightarrow t = 20,4^\circ C.\end{array}\)
Nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng được thiết lập bằng bao nhiêu \(^\circ C?\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).
Trả lời: 0
Nhiệt lượng toả ra của nước và bình nhôm giảm nhiệt độ xuống \(0^\circ {\rm{C}}\)là:
\({Q_{12}} = \left( {{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}} \right)\left( {{t_{12}} - 0} \right) = \left( {1 \cdot 4,2 \cdot {{10}^3} + 0,2 \cdot 880} \right)\left( {20,4 - 0} \right) = 89270,4\;{\rm{J}}{\rm{.}}\)
Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ lên \(0^\circ {\rm{C}}\) là:
\({Q_3} = {m_3}{c_3}\left( {0 + 10} \right) = 0,4 \cdot 2,1 \cdot {10^3} \cdot 10 = 8400\;{\rm{J}}{\rm{.}}\)
Ta có \({Q_{12}} > {Q_3} \Rightarrow \)nước đá bắt đầu tan chảy.
Nhiệt lượng thu vào để đá tan chảy hoàn toàn là
\({Q_\lambda } = {m_3} \cdot \lambda = 0,4 \cdot 3,4 \cdot {10^5} = 136000\;{\rm{J}}{\rm{.}}\)
Ta có \({Q_{12}} < {Q_3} + {Q_\lambda } \Rightarrow \) Đá tan chảy một phần và nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp là \(0^\circ {\rm{C}}{\rm{.}}\)
Thể tích khí nén trong bình chứa oxygen (đơn vị lít) được tính bằng thể tích của vỏ bình (đơn vị lít) nhân với áp suất của bình (theo đơn vị bar). Một bình chứa oxygen thể tích vỏ bình là 8 lít, áp suất là 150 bar. Hỏi nếu một người sử dụng bình oxygen nói trên và thở với lưu lượng 3 lít/phút ở áp suất 1 bar thì bình nói trên có thể sử dụng liên tục trong bao nhiêu giờ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?
Trả lời: 6,7
\[{V_k} = {V_v} \cdot {P_b} = 8 \cdot 150 = 1200\] (lít.bar)
Vậy ở áp suất 1 bar, thể tích khí thực tế có thể sử dụng sẽ là 1200 lít
Do đó ở áp suất 1 bar, với L là lưu lượng thở 3 lít/phút
\[ \Rightarrow t = \frac{{{V_k}}}{L} = \frac{{1200}}{{3.60}} = 6,7\] giờ
Cho một dòng điện xoay chiều \({\rm{i = 4}}\sqrt {\rm{2}} {\rm{cos}}\left( {{\rm{100\pi t + }}\frac{{\rm{\pi }}}{{\rm{4}}}} \right){\rm{ (A)}}\) đi qua một vật dẫn có điện trở không đổi \({\rm{R = 1200 \Omega }}{\rm{.}}\) Nhiệt lượng toả ra bởi vật dẫn trong thời gian 15 phút là bao nhiêu MJ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?
Trả lời: 17
Nhiệt lượng toả ra bởi vật dẫn: \[Q{\rm{ }} = R{I^2}t = 1200 \cdot {4^2} \cdot 15 \cdot 60 = 17,28 \cdot {10^6}{\rm{ }}J \approx 17{\rm{ }}MJ\]
Lò phản ứng của một tàu phá băng phân hạch trung bình \[505{\rm{ }}g\] \({}^{{\rm{239}}}{\rm{Pu}}\) mỗi ngày. Biết hiệu suất của lò phản ứng là \[23{\rm{ }}\% ;\] mỗi hạt nhân \({}^{{\rm{239}}}{\rm{Pu}}\) phân hạch giải phóng \[180,0\;MeV\] và chỉ \[3,75{\rm{ }}\% \] \({}^{{\rm{239}}}{\rm{Pu}}\) trong khối nhiên liệu có phản ứng phân hạch.
Công suất hoạt động của lò phản ứng là bao nhiêu MW (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?
Trả lời: 97,5
Số phân tử \({}^{{\rm{239}}}{\rm{Pu}}\) có trong \[505{\rm{ }}g\] là \(N = \frac{m}{M}{N_A}\)
Năng lượng toả ra khi phân hạch 505 g \({}^{{\rm{239}}}{\rm{Pu}}\) là: \(E = N \cdot 180,0 \cdot 23\% {\rm{ MeV}}\)
Công suất của phản ứng \(P{\rm{ = }}\frac{E}{t}{\rm{ = }}\frac{{\frac{{{\rm{505}}}}{{{\rm{239}}}} \cdot {\rm{6,02}} \cdot {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{23}}}} \cdot {\rm{180,0}} \cdot {\rm{1,60}} \cdot {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 13}}}} \cdot {\rm{0,23}}}}{{{\rm{24}} \cdot {\rm{3600}}}}{\rm{ = 97,5}} \cdot {\rm{1}}{{\rm{0}}^{\rm{6}}}\;{\rm{W = 97,5 MW}}\)
Lò phản ứng của một tàu phá băng phân hạch trung bình \[505{\rm{ }}g\] \({}^{{\rm{239}}}{\rm{Pu}}\) mỗi ngày. Biết hiệu suất của lò phản ứng là \[23{\rm{ }}\% ;\] mỗi hạt nhân \({}^{{\rm{239}}}{\rm{Pu}}\) phân hạch giải phóng \[180,0\;MeV\] và chỉ \[3,75{\rm{ }}\% \] \({}^{{\rm{239}}}{\rm{Pu}}\) trong khối nhiên liệu có phản ứng phân hạch.
Khối lượng của khối nhiên liệu \({}^{{\rm{239}}}{\rm{Pu}}\) đưa vào lò mỗi ngày là bao nhiêu kg (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?
Trả lời: 13,5
Vì chỉ có \[3,75{\rm{ }}\% \] Pu trong có phản ứng phân hạch nên khối nhiên liệu có khối lượng là:
\[m = 3,75\% \cdot m'{\rm{ }}\quad \Rightarrow m' = \frac{m}{{3,75\% }} = \frac{{505{\rm{ }}}}{{0,0375}} \approx 13,5 \cdot {10^3}{\rm{ }}g = 13,5{\rm{ }}kg.\]
