Đề thi Đánh giá năng lực Đại học Sư phạm Hà Nội 2 môn Vật lý có đáp án - Đề số 2
28 câu hỏi
Cho biết: \(\pi = 3,14\); \(T\;\left( {\rm{K}} \right) = t\;{(^{\rm{o}}}{\rm{C}}) + 273\);
\(R = 8,31\;{\rm{J}}.{\rm{mo}}{{\rm{l}}^{ - 1}}.{{\rm{K}}^{ - 1}} = 0,082{\rm{\;}}l.{\rm{atm}}.{\rm{mo}}{{\rm{l}}^{ - 1}}.{{\rm{K}}^{ - 1}}\); \({N_{\rm{A}}} = 6,{02.10^{23}}\;{\rm{hat}}/{\rm{mol}}\).
PHẦN I. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 18. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.
Sản xuất muối là một nghề phổ biến của diêm dân ở các vùng ven biển nước ta. Sau khi cho nước biển chảy vào ruộng, nhờ ánh nắng mặt trời mà nước cạn dần để lại các hạt muối trắng tinh. Quá trình nước biển trong các ruộng muối cạn dần dưới tác dụng của ánh nắng mặt trời là sự
ngưng tụ.
bay hơi.
nóng chảy.
đông đặc.
Quá trình nước biển trong ruộng muối cạn dần dưới tác dụng của ánh nắng mặt trời là do sự hóa hơi của nước theo hình thức bay hơi.
Nhóm học sinh liệt kê các bước để thực hiện phép đo nhiệt độ của một vật như sau:
(a). Đọc và ghi kết quả đo;
(b). Ước lượng nhiệt độ của vật cần đo;
(c). Thực hiện phép đo nhiệt độ;
(d). Lựa chọn nhiệt kế phù hợp;
(e). Hiệu chỉnh nhiệt kế.
Sắp xếp đúng thứ tự các bước khi tiến hành đo nhiệt độ của vật.
(b) (d) (e) (c) (a).
(d) (b) (e) (c) (a).
(d) (b) (c) (e) (a).
(b) (d) (c) (e) (a).
Thứ tự các bước khi tiến hành đo nhiệt độ của vật: Ước lượng nhiệt độ của vật cần đo Lựa chọn nhiệt kế phù hợp Hiệu chỉnh nhiệt kế Thực hiện phép đo nhiệt độ Đọc và ghi kết quả đo.
chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật.
chỉ phụ thuộc vào thể tích của vật.
phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.
không phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.
Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.
Nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/(kg.K). Thông tin đó cho biết
nhiệt lượng cần truyền cho 1 kg đồng để làm cho nhiệt độ của nó tăng thêm 1 K là 380 J.
khi truyền cho 1 kg đồng nhiệt lượng 1 J thì nhiệt độ của nó tăng thêm 380 K.
nhiệt lượng cần truyền cho một lượng đồng bất kì để nhiệt độ của nó tăng thêm 1 K là 380 J.
khi truyền cho 380 kg đồng nhiệt lượng 1 J thì nhiệt độ của nó tăng thêm 1 K.
Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần truyền cho 1 kg chất đó tăng thêm 1 K hay 1.
240 K đến 340 K.
239 K đến 249 K.
297 K đến 307 K.
– 249 K đến – 239 K.
Biểu thức liên hệ giữa thang đo Celsius và thang đo Kelvin: . Vì vậy khoảng nhiệt độ từ đến tương ứng với 297 K đến 307 K.
264 kJ.
132 kJ.
132 J.
264 J.
Nhiệt lượng cần cung cấp cho 400g nước đá nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy:
\({\rm{Q}} = {\rm{m}}.{\rm{\lambda }} = {0,4.3,3.10^5} = 132000{\rm{\;J}} = 132{\rm{\;kJ}}.\)
Gọi p, V và T lần lượt là áp suất, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của một khối khí lí tưởng xác định. Công thức nào sau đây mô tả đúng định luật Charles?
\({\rm{VT}} = {\rm{const}}\).
\(\frac{{\rm{p}}}{{\rm{T}}} = {\rm{const}}\).
\(\frac{{\rm{V}}}{{\rm{T}}} = {\rm{const}}.\)
\({\rm{pV}} = {\rm{const}}\).
Biểu thức của định luật Charles: \(\frac{{\rm{V}}}{{\rm{T}}} = {\rm{const}}.\)
Chuyển động hỗn loạn xung quanh các vị trí cân bằng cố định.
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.
Các phân tử chất khí chuyển động hỗn loạn, không ngừng. Các chuyển động này gọi là các chuyển động nhiệt. Khi các phân tử khí va chạm với thành bình sẽ gây ra áp suất.
Trong động học phân tử chất khí, gọi R là hằng số của chất khí lí tưởng, NA là hằng số Avogadro, k là hằng số Boltzmann. Mối liên hệ của các đại lượng này được biểu diễn đúng thông qua hệ thức
\({\rm{k}} = {\rm{R}} + {{\rm{N}}_{\rm{A}}}.\)
\({\rm{k}} = \sqrt {\frac{{\rm{R}}}{{{{\rm{N}}_{\rm{A}}}}}} .\)
\({\rm{k}} = {\rm{R}}.{{\rm{N}}_{\rm{A}}}.\)
\({\rm{k}} = \frac{{\rm{R}}}{{{{\rm{N}}_{\rm{A}}}}}.\)
Hằng số Boltzmann được xác định: \({\rm{k}} = \frac{{\rm{R}}}{{{{\rm{N}}_{\rm{A}}}}}.\)
Một lượng khí lí tưởng xác định biến đổi theo các quá trình (1) – (2) – (3) – (4) như hình bên dưới. Biết nhiệt độ của chất khí ở trạng thái (1) là T1 = 300 K. Nhiệt độ của chất khí này ở trạng thái (4) là
450 K.
600 K.
900 K.
1200 K.
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng cho trạng thái (1) và (4):
\(\frac{{{{\rm{p}}_1}.{{\rm{V}}_1}}}{{{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{{{\rm{p}}_4}.{{\rm{V}}_4}}}{{{{\rm{T}}_4}}}\)\( \Rightarrow \frac{{{{\rm{p}}_1}.{{\rm{V}}_1}}}{{{{\rm{T}}_1}}} = \frac{{\frac{{{{\rm{p}}_1}}}{2}.4{{\rm{V}}_1}}}{{{{\rm{T}}_4}}}\)\( \Rightarrow {{\rm{T}}_4} = 2{{\rm{T}}_1} = 600{\rm{\;K}}.\)
Một kim nam châm tạo ra một từ trường đều xung quanh nó.
Từ trường tác dụng lực từ lên một điện tích đứng yên ở trong đó.
Một dòng điện tạo ra một từ trường đều xung quanh nó.
Từ trường tác dụng lực từ lên một nam châm đặt trong đó.
Từ trường là trường lực được gây ra bởi nam châm, dòng điện hoặc điện tích chuyển động.
có dòng điện cảm ứng chạy theo chiều dương.
có dòng điện cảm ứng chạy theo chiều âm.
có dòng điện cảm ứng chạy theo chiều dương hoặc chiều âm.
không có dòng điện cảm ứng.
Nếu nam châm quay đều quanh trục PQ một góc \(90^\circ \), khi này từ thông xuyên qua khung dây giảm. Vì vậy, \(\overrightarrow {{B_C}} \uparrow \uparrow \vec B\). Áp dụng quay tắc nắm tay phải, ta xác định được chiều của dòng điện cảm ứng trong (C) cùng chiều dương.
tesla (T).
coulomb (C).
weber (Wb).
volt (V).
Đơn vị của cảm ứng từ là tesla (T).
Dây đàn dao động tạo ra dòng điện cảm ứng xuất hiện trực tiếp trong nó và truyền đến loa.
Suất điện động cảm ứng xuất hiện do từ thông qua cuộn dây biến thiên theo thời gian.
Bộ cảm ứng trong guitar hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Dây đàn kim loại bị từ hóa đóng vai trò như nam châm dao động.
Khi dây đàn dao động, trong cuộn dây nối với Ampli xuất hiện dòng điện cảm ứng và sẽ truyền đến loa.
proton.
electron.
alpha.
neutron.
Áp dụng định luật bảo toàn số nucleon:
\(4 + 14 = 17 + {\rm{A}} \Rightarrow {\rm{A}} = 1.\)
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích:
\(2 + 7 = 8 + {\rm{Z}} \Rightarrow {\rm{Z}} = 1.\)
Vậy X là hạt proton.
\({}_{29}^{63}{\rm{Cu}},{\rm{\;}}{}_{92}^{238}{\rm{U}},{\rm{\;}}{}_{82}^{206}{\rm{Pb}},{\rm{\;}}{}_2^4{\rm{He}}\)?
\({}_{29}^{63}{\rm{Cu}}.\)
\({}_{92}^{238}{\rm{U}}.\)
\({}_{82}^{206}{\rm{Pb}}.\)
\({}_2^4{\rm{He}}.\)
Quan sát đồ thị, năng lượng liên kết riêng của \({}_{29}^{63}{\rm{Cu}}\) là lớn nhất. Vì vậy \({}_{29}^{63}{\rm{Cu}}\) là bền vững nhất.
PHẦN II. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.
Ba bình nhiệt lượng kế lí tưởng chứa ba lượng nước có khối lượng và nhiệt độ ban đầu lần lượt là:
- Bình 1: \({{\rm{m}}_1} = 1{\rm{\;kg}}\) ở ;
- Bình 2: \({{\rm{m}}_2} = 2{\rm{\;kg}}\) ở ;
- Bình 3: \({{\rm{m}}_3} = 2{\rm{\;kg}}\) ở .
Một học sinh tiến hành thí nghiệm như sau: Rót một phần nước từ bình 1 sang bình 2, đợi cho bình 2 cân bằng nhiệt. Sau đó, tiếp tục rót một phần nước từ bình 2 sang bình 3 và đợi cho đến khi cân bằng nhiệt. Cuối cùng, học sinh này trút toàn bộ lượng nước còn lại ở bình 1 và bình 2 vào bình 3. Bỏ qua sự bay hơi của nước trong suốt quá trình thí nghiệm, nhiệt dung của các nhiệt lượng kế không đáng kể và bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài.
Trong lần rót nước đầu tiên, phần nước được rót từ bình 1 sang bình 2 sẽ tỏa nhiệt.
Nhiệt độ cân bằng của nước trong bình 2 sau khi rót lần thứ nhất lớn hơn .
Tổng nội năng của hệ (gồm toàn bộ lượng nước trong ba bình) giảm dần sau mỗi lần rót do sự truyền nhiệt.
Nhiệt độ cân bằng cuối cùng của lượng nước trong bình 3 sau khi trút toàn bộ lượng nước còn lại ở bình 1 và bình 2 vào bình 3 là .
a) ĐÚNG
Ban đầu, phần nước được rót từ bình 1 có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ của nước trong bình 2. Vì vậy, khi rót phần nước này vào bình 2, nó sẽ truyền nhiệt sang nước trong bình 2.
b) ĐÚNG
Nhiệt độ cân bằng của nước trong bình 2 sau khi rót lần thức nhất: \({{\rm{t}}_2} < {{\rm{t}}_{{\rm{c}}{{\rm{b}}_1}}} < {{\rm{t}}_1}.\) Vì vậy, nhiệt độ cân bằng của nước trong bình 2 sẽ lớn hơn .
c) SAI
Do hệ (toàn bộ lượng nước trong bình) là hệ kín, không thực hiện công và không trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài nên theo nguyên lí I nhiệt động lực học, độ biến thiên nội năng của hệ bằng 0.
d) ĐÚNG
Gọi tcb là nhiệt độ cân bằng cuối cùng của toàn bộ lượng nước trong bình 3. Từ phương trình cân bằng nhiệt, ta thu được hệ thức:
\({{\rm{m}}_1}.{\rm{c}}.\left( {{{\rm{t}}_{{\rm{cb}}}} - {{\rm{t}}_1}} \right) + {{\rm{m}}_2}.{\rm{c}}.\left( {{{\rm{t}}_{{\rm{cb}}}} - {{\rm{t}}_2}} \right) + {{\rm{m}}_3}.{\rm{c}}.\left( {{{\rm{t}}_{{\rm{cb}}}} - {{\rm{t}}_3}} \right) = 0\)
Một bình tích áp trong máy lọc nước gồm khoang chứa nước và khoang chứa khí được ngăn cách bằng màng cao su mềm. Khi chưa bơm nước, khoang chứa khí phồng lớn nhất chiếm toàn bộ thể tích bên trong bình là 12 lít, áp suất tuyệt đối của khí trong bình là 120 kPa. Đường ống dẫn nước có gắn một rơ le được cài đặt để tự động đóng/ngắt mạch máy bơm dựa trên các ngưỡng áp suất định trước của khí trong bình. Cụ thể, khi nước được bơm vào đạt đến 9 lít thì áp suất khí đạt ngưỡng cực đại, rơ le ngắt mạch và ngừng bơm nước. Khi người dùng mở vòi, lượng nước trong bình giảm dần, rơ le sẽ tự động đóng mạch để bơm lại khi áp suất khí giảm xuống mức kích hoạt tương ứng với lúc lượng nước trong bình còn 4 lít.
Xem nhiệt độ của khí trong bình luôn được giữ không đổi trong suốt quá trình sử dụng và bỏ qua áp suất do trọng lựccủa nước. Xem khối khí trong khoang chứa là khí lí tưởng.
Khi nước đang được bơm vào bình, mật độ phân tử khí trong khoang chứa khí tăng lên.
Trong quá trình người dùng xả nước, thể tích khoang chứa khí tăng lên dẫn đến áp suất khí cũng tăng lên.
Ngưỡng áp suất kích hoạt để rơ le tự động đóng mạch bơm nước là 360 kPa.
Sau vài năm sử dụng, do khí bị rò rỉ nên khi lượng nước trong bình giảm còn 6 lít thì rơ le mới đóng mạch bơm. Để rơ le hoạt động chuẩn lại như thiết kế ban đầu, người thợ cần bơm bù thêm một lượng khí cùng loại đúng bằng 25% lượng khí ban đầu.
a) ĐÚNG
Khi nước được bơm vào bình, thể tích của khoang khí giảm xuống. Vì lượng khí bên trong khoang không thay đổi nên mật độ phân tử khí trong khoang chứa khí tăng lên.
b) SAI
Trong quá trình xả nước, thể tích khoang chất khí tăng lên. Vì nhiệt độ của khí trong bình luôn được giữ không đổi trong suốt quá trình sử dụng, áp dụng định luật Boyle ta thu được áp suất khí sẽ giảm.
c) SAI
Thể tích của khoang khí trong trường hợp rơ le tự động đóng mạch bơm nước:
\({\rm{V}} = {{\rm{V}}_{\rm{b}}} - {{\rm{V}}_{\rm{n}}} = 12 - 4 = 8{\rm{\;l\'i t}}\)
Áp dụng định luật Boyle cho khối khí bên trong khoang:
\({{\rm{p}}_0}.{{\rm{V}}_0} = {\rm{p}}.{\rm{V}}\)
\( \Rightarrow {\rm{p}} = \frac{{{{\rm{p}}_0}.{{\rm{V}}_0}}}{{\rm{V}}} = \frac{{120.12}}{8} = 180{\rm{\;kPa}}.\)
d) ĐÚNG
Do sự thất thoát khí sau một khoảng thời gian sử dụng, thể tích của khoang khí khi rơ le tự động đóng mạch:
\({\rm{V'}} = {{\rm{V}}_{\rm{b}}} - {\rm{V}}_{\rm{n}}^{\rm{'}} = 12 - 6 = 6{\rm{\;l\'i t}}\)
Áp dụng phương trình Clapeyron cho 2 khối khí tại thời điểm rơ le đóng mạch khi mới sử dụng và sau một khoảng thời gian sử dụng:
+ Mới sử dụng: \({\rm{pV}} = {\rm{nRT}}\;\;\left( 1 \right)\)
+ Sau một khoảng thời gian: \({\rm{p}}{{\rm{V}}^{\rm{'}}} = {\rm{n'RT}}\;\left( 2 \right)\)
Lập tỉ số (1) và (2), ta thu được:
\(\frac{{\rm{V}}}{{{\rm{V'}}}} = \frac{{\rm{n}}}{{{\rm{n'}}}} = \frac{8}{6} = \frac{4}{3} \Rightarrow n = \frac{4}{3}n'\)
Vậy lượng khí đã thoát ra bên ngoài là: \(\Delta {\rm{n}} = {\rm{n}} - {\rm{n'}} = \frac{1}{4}{\rm{n}} = 25{\rm{\% n}}\). Vậy cần bơm bù thêm một lượng là 25% để máy hoạt động như lúc ban đầu.
Độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây theo kết quả trong thí nghiệm tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện qua dây dẫn.
Khi dòng điện có chiều từ P đến Q thì lực từ tác dụng lên đoạn dây có chiều thẳng đứng hướng lên.
Đoạn dây dẫn PQ được giữ cố định, khi dòng điện có chiều từ P đến Q thì số chỉ của cân sẽ giảm đi so với khi chưa có dòng điện.
Từ kết quả của đồ thị, độ lớn trung bình của cảm ứng từ B có thể tính được là 20.10–3 T.
a) ĐÚNG
Quan sát đồ thị, ta thấy đường biểu diễn sự phụ thuộc của lực từ F và cường độ dòng điện I là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ: F = k.I. Vì vậy, ta có thể kết luận lực từ tác dụng lên đoạn dây tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện qua dây dẫn.
b) ĐÚNG
Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta xác định được lực từ tác dụng lên đoạn dây trong trường hợp này hướng lên.
c) SAI
Do lực từ (tức lực do từ trường tác dụng lên đoạn dây mang dòng điện) thẳng đứng hướng lên, áp dụng định luật III Newton, ta xác định lực do đoạn dây tác dụng ngược lại từ trường có chiều thẳng đứng hướng xuống. Lực này tác dụng lên nam châm và khiến cho số chỉ cân tăng lên so với lúc chưa có dòng điện đi qua.
d) SAI
Cảm ứng từ trung bình trong trường hợp này:
\({\rm{\bar B}} = \frac{{{{\rm{B}}_1} + {{\rm{B}}_2} + {{\rm{B}}_3} + {{\rm{B}}_4}}}{4} = \frac{{\frac{{{{\rm{F}}_1}}}{{{{\rm{I}}_1}.l}} + \frac{{{{\rm{F}}_2}}}{{{{\rm{I}}_2}.l}} + \frac{{{{\rm{F}}_3}}}{{{{\rm{I}}_3}.l}} + \frac{{{{\rm{F}}_4}}}{{{{\rm{I}}_4}.l}}}}{4} = \frac{{\frac{{{{2.10}^{ - 3}}}}{{1.0,15}} + \frac{{{{4.10}^{ - 3}}}}{{2.0,15}} + \frac{{{{6.10}^{ - 3}}}}{{3.0,15}} + \frac{{{{8.10}^{ - 3}}}}{{4.0,15}}}}{4}\)
\(\Delta {\rm{\bar B}} \approx {13,3.10^{ - 3}}{\rm{\;T}}.\)
Một mẫu chất phóng xạ polonium \({}_{84}^{210}{\rm{Po}}\) nguyên chất có khối lượng ban đầu \({{\rm{m}}_0} = 0,210{\rm{\;g}}\). Biết \({}_{84}^{210}{\rm{Po}}\) phát ra tia phóng xạ a và biến dổi thành hạt nhân chì \({}_{82}^{206}{\rm{Pb}}\). Chu kì bán rã của \({}_{84}^{210}{\rm{Po}}\) là 138 ngày. Cho khối lượng của các hạt nhân \({}_{84}^{210}{\rm{Po}}\); \({}_{82}^{206}{\rm{Pb}}\); a lần lượt là \({{\rm{m}}_{{\rm{Po}}}} = 209,9828{\rm{\;u}}\); \({{\rm{m}}_{\rm{\alpha }}} = 4,0015{\rm{\;u}}\) và \({{\rm{m}}_{{\rm{Pb}}}} = 205,9744{\rm{\;u}}\). Lấy 1u = 931,5 MeV/c2.
Tia phóng xạ có bản chất là dòng các hạt helium \({}_2^4{\rm{He}}\).
Biết năng lượng tỏa nhiệt của một phản ứng của hạt nhân được xác định bằng biểu thức: \(\Delta {\rm{E}} = \left( {{{\rm{m}}_{\rm{t}}} - {{\rm{m}}_{\rm{s}}}} \right).{{\rm{c}}^2}\), trong đó mt và ms lần lượt là tổng khối lượng của các hạt nhân trước và sau phản ứng. Năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân \({}_{84}^{210}{\rm{Po}}\) phân rã xấp xỉ bằng 6,43 MeV.
Sau 276 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng hạt nhân chì \({}_{82}^{206}{\rm{Pb}}\) được tạo thành trong mẫu là 0,1545g.
Độ phóng xạ ban đầu của mẫu polonium nói trên xấp xỉ bằng 3,5.1015 Bq.
a) ĐÚNG
Tia phóng xạ a có bản chất là dòng các hạt helium \({}_2^4He\).
b) ĐÚNG
Năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân \({}_{84}^{210}Po\) phân rã:
\(\Delta {\rm{E}} = \left( {{{\rm{m}}_{\rm{t}}} - {{\rm{m}}_{\rm{s}}}} \right).931,5 = \left( {209,9828 - 4,0015 - 205,9744} \right).931,5 \approx 6,43{\rm{\;MeV}}.\)
c) ĐÚNG
Khối lượng chì \({}_{82}^{206}Pb\) được tạo thành:
\({{\rm{m}}_{{\rm{Pb}}}} = \frac{{{{\rm{M}}_{{\rm{Pb}}}}}}{{{{\rm{M}}_{{\rm{Po}}}}}}.{{\rm{m}}_{\rm{o}}}.\left( {1 - {2^{ - \frac{{\rm{t}}}{{\rm{T}}}}}} \right) = \frac{{206}}{{210}}.0,210.\left( {1 - {2^{ - \frac{{276}}{{138}}}}} \right) = 0,1545{\rm{\;g}}.\)
d) SAI
Độ phóng xạ ban đầu của mẫu Polonium đang xét:
\({{\rm{H}}_0} = {\rm{\lambda }}.{{\rm{N}}_0} = \frac{{\ln 2}}{{\rm{T}}}.\frac{{{{\rm{m}}_0}}}{{{{\rm{M}}_{{\rm{Po}}}}}}.{{\rm{N}}_{\rm{A}}} = \frac{{\ln 2}}{{\left( {138.86400} \right)}}.\frac{{0,210}}{{210}}{.6,02.10^{23}} \approx {3,5.10^{13}}{\rm{\;Bq}}.\)
Sử dụng các thông tin sau cho câu 1 và câu 2: Khi một lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân bị tắt, sự phân rã phóng xạ vẫn tiếp tục tạo nhiệt với công suất bằng 10% công suất bình thường (P0 = 3,0 GW) của lò. Trong một tai nạn nghiêm trọng, một đường ống của lò bị vỡ làm mất toàn bộ nước làm mát. Người vận hành lập tức tắt lò, bịt lỗ rò và bơm vào lò V = 420 m3 nước làm mát ở . Cho khối lượng riêng, nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của nước lần lượt là D = 1000 kg/m3, c = 4200 J/kg.K và L = 2,26.106 J/kg. Biết 1 GW = 109 W.
PHẦN III. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 8.
Sau bao nhiêu giờ thì lượng nước này hóa hơi hoàn toàn? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm) ()
_____
Đáp án: | 1 | , | 0 | 1 |
Hướng dẫn giải
Khối lượng nước đã bơm vào lò:
\({\rm{m}} = {\rm{D}}.{\rm{V}} = 1000.420 = 420000{\rm{\;kg}};\)
Thời gian để lượng nước này hóa hơi hoàn toàn:
\({\rm{m}}.{\rm{c}}.\Delta {\rm{t}} + {\rm{m}}.{\rm{L}} = 10{\rm{\% }}.{{\rm{P}}_0}.t\)
\(\Delta t = \frac{{{\rm{m}}.{\rm{c}}.\Delta {\rm{t}} + {\rm{m}}.{\rm{L}}}}{{10{\rm{\% }}.{{\rm{P}}_0}}} = \frac{{420000.4200.\left( {100 - 20} \right) + {{420000.2,26.10}^6}}}{{{{0,1.3.10}^9}}} = 3634,4\;{\rm{s}} \approx 1,01{\rm{\;h}}.\)
Khi lò hoạt động bình thường, nó tạo ra công suất nhiệt P0 = 3,0 GW, trong đó P1 = 1,0 GW được chuyển thành điện năng và phần còn lại bị thất thoát dưới dạng nhiệt năng, lượng nhiệt này cần được tản ra bằng nước của một con sông gần đó. Giả sử con sông có bề rộng trung bình là 250 m, độ sâu là 3 m và vận tốc dòng chảy là 1,5 m/s. Coi toàn bộ lượng nhiệt thất thoát của lò được hấp thụ hoàn toàn bởi khối lượng nước sông chảy qua hệ thống. Nhiệt độ của dòng nước này sau khi đi qua nhà máy tăng thêm bao nhiêu so với ban đầu? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)
_____
Đáp án: | 0 | , | 4 | 2 |
Hướng dẫn giải
Nhiệt năng mà lò phản ứng tỏa ra trong 1 giây:
\({{\rm{Q}}_{{\rm{nhiet}}}} = {{\rm{P}}_{{\rm{nhiet}}}}.{\rm{t}} = \left( {{{\rm{P}}_0} - {{\rm{P}}_1}} \right).{\rm{t}} = \left( {{{3.10}^9} - {{1.10}^9}} \right).1 = {2.10^9}{\rm{\;J}};\)
Khối lượng nước sông chảy qua trong 1 giây:
\({{\rm{m}}_{\rm{n}}} = {\rm{D}}.{{\rm{V}}_{\rm{n}}} = 1000.250.3.1,5.1 = {1,125.10^6}{\rm{\;kg}};\)
Nhiệt độ của dòng nước này sau khi đi qua nhà máy tăng thêm:
Sử dụng các thông tin sau cho câu 3 và câu 4: Công nghệ giao tiếp trường gần (NFC) được ứng dụng rộng rãi trong các loại thẻ thanh toán không tiếp xúc. Thẻ hoạt động mà không cần nguồn pin bên trong. Cấu tạo bên trong thẻ gồm một vi mạch được nối với một cuộn dây anten phẳng có N = 10 vòng dây với diện tích giới hạn bởi mỗi vòng dây là S = 40 cm2. Khi người dùng đặt thẻ sát vào máy POS, thiết bị này tạo ra một từ trường biến thiên xuyên qua cuộn dây. Giả sử các đường sức từ luôn vuông góc với mặt phẳng của thẻ. Trong khoảng thời gian Δt = 0,2 ms, độ lớn cảm ứng từ do thiết bị đọc tạo ra tăng đều từ 0 đến 15 mT.
Độ lớn suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện trong cuộn dây anten của thẻ là bao nhiêu Volt?
__
Đáp án: | 3 |
|
|
|
Hướng dẫn giải
Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây anten:
\({{\rm{e}}_{\rm{c}}} = \left| { - {\rm{N}}.\frac{{\Delta {\rm{\Phi }}}}{{{\rm{\Delta t}}}}} \right| = 10.\frac{{\left( {{{15.10}^{ - 3}} - 0} \right){{.40.10}^{ - 4}}}}{{{{0,2.10}^{ - 3}}}} = 3{\rm{\;V}}.\)
Cuộn dây anten và vi mạch bên trong thẻ tạo thành một mạch điện kín có tổng điện trở là R = 150Ω. Để vi mạch hoạt động và truyền dữ liệu thanh toán, cường độ dòng điện cảm ứng chạy qua mạch trong thời gian từ trường biến thiên phải đạt một mức nhất định. Cường độ dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch bằng bao nhiêu mA?
___
Đáp án: | 2 | 0 |
|
|
Hướng dẫn giải
Cường độ dòng điện cảm ứng chạy trong mạch:
\({{\rm{i}}_{\rm{c}}} = \frac{{{{\rm{e}}_{\rm{c}}}}}{{\rm{R}}} = \frac{3}{{150}} = 0,02{\rm{\;A}} = 20{\rm{\;mA}}.\)
Sử dụng các thông tin sau cho câu 5 và câu 6:Máy phát điện đồng vị phóng xạ (RTG) là nguồn cung cấp năng lượng cho các thiết bị thám hiểm không gian, giúp duy trì hoạt động trên những quỹ đạo kéo dài hàng thập kỉ. Một thiết bị RTG sử dụng khối nhiên liệu plutonium \({}_{94}^{238}{\rm{Pu}}\). Chất phóng xạ \({}_{94}^{238}{\rm{Pu}}\) phát ra tia a với chu kì bán rã là 88 năm. Biết mỗi phân rã tỏa ra năng lượng 5,5 MeV và toàn bộ năng lượng này được khối thiết bị hấp thụ hoàn toàn để chuyển thành nhiệt năng. Tại thời điểm phóng, khối nhiên liệu có độ phóng xạ là 2,0.1015 Bq. Lấy 1 MeV = 1,6.10–13 J.
Tại thời điểm thiết bị thám hiểm được phóng đi, công suất tỏa nhiệt của khối nhiên liệu này là bao nhiêu W?
_____
Đáp án: | 1 | 7 | 6 | 0 |
Hướng dẫn giải
Công suất tỏa nhiệt của khối nhiên liệu lúc vừa được phóng đi:
\({\rm{P}} = \frac{{\rm{Q}}}{{\rm{t}}} = \frac{{{\rm{N}}.\Delta {\rm{E}}}}{{\rm{t}}} = {{\rm{H}}_0}.\Delta {\rm{E}} = {2,0.10^{15}}.\left( {{{5,5.1,6.10}^{ - 13}}} \right) = 1760{\rm{\;W}}.\)
Sau 44 năm hoạt động trong không gian kể từ lúc phóng, bên cạnh sự suy giảm công suất tỏa nhiệt do phân rã phóng xạ, các cặp nhiệt điện cũng bị thoái hóa khiến hiệu suất chuyển hóa nhiệt năng thành điện năng của hệ thống chỉ còn 4,5%. Lúc này, khối nhiên liệu trên cung cấp một công suất điện xấp xỉ bao nhiêu W? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)
___
Đáp án: | 5 | 6 |
|
|
Hướng dẫn giải
Công suất tỏa nhiệt của khối nhiên liệu sau 44 năm:
\({{\rm{P}}_{{\rm{nhiet}}}} = {\rm{H}}.\Delta {\rm{E}} = {{\rm{H}}_0}{.2^{ - \frac{{\rm{t}}}{{\rm{T}}}}}.\Delta {\rm{E}} = {\rm{P}}{.2^{ - \frac{{\rm{t}}}{{\rm{T}}}}} = {1760.2^{ - \frac{{44}}{{88}}}}\)
Công suất điện được cung cấp:
Một cục nước đá có khối lượng 150 g ở nhiệt độ 0°C được cung cấp một nhiệt lượng 20260 J. Biết nước đá có nhiệt nóng chảy riêng là 334 kJ/kg. Tỉ số giữa khối lượng nước đá còn lại và khối lượng nước do nước đá tan ra bằng bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)
____
Đáp án | 1 | , | 5 |
|
Hướng dẫn giải
Khối lượng nước đá đã tan là:
\(Q = L.{m_t}\)\({m_t} = \frac{Q}{L} = \frac{{20260}}{{{{334.10}^3}}} = \frac{{1013}}{{16700}}\) kg.
Tỉ số giữa khối lượng nước đá còn lại và khối lượng nước do nước đá tan ra bằng:
\(\frac{{m - {m_t}}}{{{m_t}}} = \frac{{0,15 - \frac{{1013}}{{16700}}}}{{\frac{{1013}}{{16700}}}} \approx 1,5\).
Bản tin dự báo thời tiết khu vực Nam Bộ cho biết: nhiệt độ thấp nhất trong ngày là 23°C, nhiệt độ cao nhất trong ngày là 34°C. Độ chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ cao nhất và thấp nhất trong ngày ở khu vực Nam Bộ khi đó bằng bao nhiêu Kelvin (K)?
___
Đáp án | 1 | 1 |
|
|
Hướng dẫn giải
Độ chênh lệch giữa nhiệt độ cao nhất và nhiệt độ thấp nhất trong ngày ở khu vực Nam Bộ khi đó bằng:
\(\Delta T = \Delta t = 34 - 23 = 11\) K.
