Đề thi thử Tốt nghiệp THPT Vật lý 2025-2026 Sở GD&ĐT Thanh Hóa lần 1 có đáp án
28 câu hỏi
Trong quá trình nhận nhiệt lượng \(Q\) và sinh công \(A\) của một lượng khí nhất định, nội năng của nó biến thiên một lượng \({\rm{\Delta }}U = A + Q\). Khi đó, \(A\) và \(Q\) phải thỏa mãn điều kiện nào dưới đây?
\({\rm{Q}} > 0\) và \({\rm{A}} < 0\).
\({\rm{Q}} < 0\) và \({\rm{A}} > 0\).
\({\rm{Q}} > 0\) và \({\rm{A}} > 0\).
\({\rm{Q}} < 0\) và \({\rm{A}} < 0\).
Đáp án đúng là A
Theo nguyên lí I Nhiệt động lực học: \({\rm{\Delta }}U = A + Q\)
Hệ nhận nhiệt lượng thì \(Q > 0\).
Hệ sinh công (thực hiện công) thì \(A < 0\).
Thiết bị nào sau đây không có ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ?
Bếp từ.
Loa điện động.
Ghi ta điện.
Máy biến áp.
Đáp án đúng là B
Bếp từ hoạt động dựa trên dòng điện Fu-cô (ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ).
Ghi ta điện sử dụng cảm biến từ (pickup) hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Máy biến áp hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Loa điện động hoạt động dựa trên tác dụng của từ trường lên dòng điện (lực từ), không phải hiện tượng cảm ứng điện từ.
Một khung dây phẳng diện tích \(40{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}\) đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ hợp với vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây một góc \({60^ \circ }\) và có độ lớn \(0,12{\rm{\;T}}\). Từ thông qua khung dây này là
\(1,{2.10^{ - 4}}{\rm{\;Wb}}\).
\(1,{2.10^{ - 6}}{\rm{\;Wb}}\).
\(2,{4.10^{ - 6}}{\rm{\;Wb}}\).
\(2,{4.10^{ - 4}}{\rm{\;Wb}}\).
Đáp án đúng là D
Đổi đơn vị: \(S = 40{\rm{c}}{{\rm{m}}^2} = {40.10^{ - 4}}{{\rm{m}}^2}\).
Từ thông qua khung dây là:
\({\rm{\Phi }} = BS{\rm{cos}}\alpha = 0,{12.40.10^{ - 4}}.{\rm{cos}}\left( {{{60}^0}} \right) = 2,{4.10^{ - 4}}{\rm{\;Wb}}\).
Trong hệ đơn vị SI, đơn vị cảm ứng từ là
volt (V).
weber (Wb).
tesla (T).
coulomb (C).
Đáp án đúng là C
Trong hệ SI, đại lượng cảm ứng từ \(B\) có đơn vị là tesla (kí hiệu là T).
(Các đáp án còn lại: Volt là đơn vị điện thế; Weber là đơn vị từ thông; Coulomb là đơn vị điện tích).
Hai phòng giống hệt nhau trong một ngôi nhà kín, được nối với nhau bằng một lối đi mở. Hai phòng được duy trì ở hai nhiệt độ khác nhau. Khi đó
phòng có nhiệt độ thấp hơn chứa nhiều phân tử không khí hơn.
lượng không khí trong mỗi phòng không phụ thuộc nhiệt độ của phòng nên không thể so sánh lượng không khí ở hai phòng.
cả hai phòng đều chứa cùng một lượng không khí.
phòng có nhiệt độ cao hơn chứa nhiều phân tử không khí hơn.
Đáp án đúng là A
Hai phòng nối với nhau bằng một lối đi mở nên hệ cân bằng về áp suất, suy ra áp suất không khí ở hai phòng là bằng nhau (\({p_1} = {p_2} = p\)).
Hai phòng giống hệt nhau nên thể tích mỗi phòng bằng nhau (\({V_1} = {V_2} = V\)).
Từ phương trình \(pV = \frac{N}{{{N_A}}}RT \Rightarrow N = \frac{{p.V.{N_A}}}{{R.T}}\).
Vì các đại lượng \(p,V,{N_A},R\) đều giống nhau cho cả hai phòng, nên số phân tử khí \(N\) tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối \(T\).
Do đó, phòng có nhiệt độ \(T\) thấp hơn thì sẽ chứa số lượng phân tử không khí \(N\) nhiều hơn.
Nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của một lượng nước được ghi bởi một người quan sát trên nhiệt kế là \({(42,4 \pm 0,2)^ \circ }{\rm{C}}\) và \({(80,6 \pm 0,3)^ \circ }{\rm{C}}\). Bỏ qua sai số dụng cụ, nhiệt độ của nước đã tăng
\({(38,2 \pm 0,1)^ \circ }{\rm{C}}.\)
\({(39,2 \pm 0,5)^ \circ }{\rm{C}}\).
\({(38,2 \pm 0,5)^ \circ }{\rm{C}}\).
\({(39,2 \pm 0,1)^ \circ }{\rm{C}}\).
Đáp án đúng là C
Độ tăng nhiệt độ trung bình: \(\overline {{\rm{\Delta }}t} = 80,6 - 42,4 = 38,{2^ \circ }{\rm{C}}\).
Sai số tuyệt đối của độ tăng nhiệt độ bằng tổng sai số tuyệt đối của từng phép đo:
\({\rm{\Delta }}\left( {{\rm{\Delta }}t} \right) = 0,2 + 0,3 = 0,{5^{\rm{o}}}{\rm{C}}\).
Vậy nhiệt độ của nước đã tăng một lượng: \({\rm{\Delta }}t = {(38,2 \pm 0,5)^{\rm{o}}}{\rm{C}}\).
Một khung dây dẫn kín MNPQ đặt cố định trong từ trường với hướng của vectơ cảm ứng từ như hình vẽ và không thay đổi. Khi độ lớn cảm ứng từ của từ trường tăng đều theo thời gian thì trong khung
xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều hình sin.
không xuất hiện dòng điện cảm ứng.
xuất hiện dòng điện cảm ứng có chiều MQPNM.
xuất hiện dòng điện cảm ứng có chiều MNPQM.
Đáp án đúng là C
Theo hình vẽ, từ trường ban đầu \(\vec B\) có chiều hướng từ ngoài vào trong mặt phẳng hình (kí hiệu dấu \( \otimes \)).
Độ lớn cảm ứng từ tăng dần, dẫn đến từ thông qua khung dây dẫn tăng lên.
Theo định luật Lenz, từ trường cảm ứng \({\vec B_c}\) phải chống lại sự tăng này, do đó \({\vec B_c}\) có chiều ngược với \(\vec B\) ban đầu (tức là \({\vec B_c}\) hướng từ trong ra ngoài mặt phẳng hình vẽ, kí hiệu \( \odot \)).
Áp dụng quy tắc nắm tay phải: Đặt ngón cái choãi ra chỉ theo chiều của \({\vec B_c}\) (hướng ra ngoài màn hình), chiều khum của các ngón tay còn lại chỉ chiều dòng điện cảm ứng. Ta thấy dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ trên khung, tương ứng với chiều \({\rm{M}} \to {\rm{Q}} \to {\rm{P}} \to {\rm{N}} \to {\rm{M}}\).
Đây là hình ảnh bàn tay được chụp bằng
siêu âm.
cộng hưởng từ.
máy ảnh kỹ thuật số.
tia X.
Đáp án đúng là D
Hình ảnh cho thấy cấu trúc xương bên trong bàn tay hiện lên rất rõ nét. Đây là ứng dụng dựa trên tính chất đâm xuyên và sự hấp thụ bức xạ khác nhau của các mô (xương hấp thụ mạnh hơn mô mềm) của tia X (tia Rơnghen).
Đá khô (dry ice) là tên gọi của carbon dioxide ở dạng đóng băng (thể rắn). Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất khí quyển thông thường, đá khô sẽ chuyển sang thể khí. Người ta ứng dụng hiện tượng này của đá khô để tạo khói trong tổ chức sự kiện, giải trí, ... Hiện tượng đá khô chuyển sang thể khí là sự chuyển thể nào sau đây?
Sự hóa hơi.
Sự nóng chảy.
Sự ngưng kết.
Sự thăng hoa.
Đáp án đúng là D
Sự chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể khí (không thông qua trạng thái lỏng) được gọi là sự thăng hoa.
Một máy biến áp có số vòng dây cuộn thứ cấp gấp 3 lần số vòng dây cuộn sơ cấp thì điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở so với điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp sẽ
tăng 3 lần.
giảm 6 lần.
tăng 6 lần.
giảm 3 lần.
Đáp án đúng là A
Theo đề bài, số vòng dây cuộn thứ cấp gấp 3 lần số vòng dây cuộn sơ cấp nên \({N_2} = 3{N_1}\).
Ta có tỉ số điện áp: \(\frac{{{U_2}}}{{{U_1}}} = \frac{{{N_2}}}{{{N_1}}} = 3 \Rightarrow {U_2} = 3{U_1}\).
Vậy điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp tăng 3 lần so với cuộn sơ cấp.
Một lượng khí xác định biến đổi theo các quá trình (1) - (2) - (3) - (4) như hình vẽ. Biết nhiệt độ của chất khí ở trạng thái (1) là \({{\rm{T}}_1} = 400{\rm{\;K}}\). Nhiệt độ của chất khí này ở trạng thái (4) là
450 K
1200 K
900 K
600 K
Đáp án đúng là D
Từ đồ thị, ta xác định được các thông số trạng thái của lượng khí:
Ở trạng thái (1): \({p_1} = 2{\rm{\;atm}};{V_1} = 1{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3};{T_1} = 400{\rm{\;K}}\).
Ở trạng thái (4): \({p_4} = 1{\rm{\;atm}};{V_4} = 3{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3};{T_4} = ?\)
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng cho trạng thái (1) và (4):
\(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_4}{V_4}}}{{{T_4}}} \Rightarrow \frac{{2.1}}{{400}} = \frac{{1.3}}{{{T_4}}}\)
\( \Rightarrow {T_4} = \frac{{3.400}}{2} = 600{\rm{\;K}}\).
Chọn phát biểu đúng khi nói về sự bay hơi.
Sự bay hơi xảy ra ở mọi nhiệt độ của chất lỏng.
Sự bay hơi là quá trình chuyển từ thể lỏng sang khí xảy ra trên bề mặt chất lỏng, tốc độ như nhau đối với mọi chất lỏng.
Sự bay hơi và ngưng tụ không bao giờ xảy ra đồng thời.
Sự bay hơi là quá trình chuyển từ thể lỏng sang khí xảy ra trong lòng và trên bề mặt chất lỏng.
Đáp án đúng là A
Sự bay hơi là sự hóa hơi xảy ra trên bề mặt chất lỏng và có thể xảy ra ở bất kì nhiệt độ nào (đáp án A đúng).
Đáp án B sai vì tốc độ bay hơi phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng.
Đáp án C sai vì quá trình bay hơi và ngưng tụ luôn xảy ra đồng thời.
Đáp án D mô tả sự sôi, không phải sự bay hơi.
Hình nào sau đây biểu diễn không đúng vectơ lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều:
Hình 3.
Hình 2.
Hình 4.
Hình 1.
Đáp án đúng là A
Xét Hình 3: Đoạn dây dẫn có dòng điện \(I\) chạy cùng phương, cùng chiều với các đường sức từ \(\vec B\).
Khi đó, góc \(\alpha = {0^0} \Rightarrow {\rm{sin}}\alpha = 0 \Rightarrow F = 0\).
Tuy nhiên, trong Hình 3 lại biểu diễn vectơ lực từ \(\vec F\) hướng lên trên (khác 0) là hoàn toàn sai về mặt bản chất vật lí.
Theo mô hình động học phân tử chất khí, k là hằng số Boltzmann, T là nhiệt độ tuyệt đối. Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử được xác định bằng hệ thức
\(\overline {{{\rm{E}}_{\rm{d}}}} = \frac{2}{3}{\rm{kT}}\).
\(\overline {{{\rm{E}}_{\rm{d}}}} = \frac{3}{2}{\rm{kT}}\).
\(\overline {{{\rm{E}}_{\rm{d}}}} = \frac{1}{3}{\rm{kT}}\).
\(\overline {{{\rm{E}}_{\rm{d}}}} = \frac{1}{2}{\rm{kT}}\).
Đáp án đúng là B
Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của hệ theo hệ thức: \(\overline {{E_d}} = \frac{3}{2}kT\).
Xét cùng một lượng khí nitrogen và oxygen được giữ ở cùng một nhiệt độ. Kết luận nào sau đây về động năng trung bình của phân tử nitrogen và oxygen là đúng?
Động năng trung bình của chúng phụ thuộc vào áp suất.
Động năng trung bình của chúng bằng nhau.
Động năng trung bình của phân tử oxygen lớn hơn.
Động năng trung bình của phân tử nitrogen lớn hơn.
Đáp án đúng là B
Theo hệ thức \(\overline {{E_d}} = \frac{3}{2}kT\), động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối \(T\) của khí mà không phụ thuộc vào bản chất của chất khí hay khối lượng phân tử.
Vì cả hai khí nitrogen và oxygen được giữ ở cùng một nhiệt độ nên động năng trung bình của các phân tử của chúng là bằng nhau.
Nguyên nhân cơ bản gây ra áp suất chất khí là do
giữa các phân tử khí có lực tương tác phân tử.
các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng và va chạm vào nhau.
chất khí có khối lượng nhỏ.
các phân tử khí có kích thước nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
Đáp án đúng là B
Theo thuyết động học phân tử, nguyên nhân cơ bản gây ra áp suất của chất khí lên thành bình là do vô số các phân tử khí chuyển động nhiệt hỗn loạn không ngừng và va chạm vào thành bình.
Trong các biển báo sau, biển nào cảnh báo nguy hiểm về điện?
Hình 1.
Hình 3.
Hình 2.
Hình 4.
Đáp án đúng là B
Một viên nước đá khối lượng 50 g đang bắt đầu tan chảy rơi ra khỏi li nước và nằm trên mặt bàn trong không khí ở nhiệt độ phòng. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(3,{4.10^5}{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}\). Biết công suất hấp thụ nhiệt trung bình từ môi trường (mặt bàn và không khí) của nước đá ở điều kiện bài toán là \(28,3{\rm{\;J}}/{\rm{s}}\). Thời gian để viên đá tan hoàn toàn xấp xỉ là
512 s.
480 s.
900 s.
601 s.
Đáp án đúng là D
Đổi khối lượng nước đá: \(m = 50{\rm{g}} = 0,05{\rm{kg}}\).
Nhiệt lượng cần thiết để viên nước đá tan chảy hoàn toàn là:
\(Q = \lambda m = 3,{4.10^5}.0,05 = 17000{\rm{\;J}}\).
Thời gian để viên đá tan hoàn toàn là:
\(t = \frac{Q}{P} = \frac{{17000}}{{28,3}} \approx 601{\rm{\;s}}\).
Đàn ghi ta điện có cấu tạo đặc, không có hộp cộng hưởng (như hình vẽ). Sở dĩ ta nghe được âm phát ra từ dây đàn là nhờ sáu cuộn dây cảm ứng gắn vào đàn ở bên dưới sáu dây đàn này. Vì dây đàn bằng thép nên đoạn dây nằm sát ngay bên trên nam châm của cuộn dây cảm ứng được từ hóa. Khi gảy đàn, đoạn dây gần nam châm bị nhiễm từ sẽ dao động, làm từ thông xuyên qua cuộn dây của bộ cảm ứng biến thiên, từ đó tạo ra suất điện động cảm ứng. Tín hiệu điện này được đưa đến bộ khuếch đại (amply) và sau đó được đưa ra loa làm ta nghe được âm thanh mà dây đàn phát ra.
Nếu một cuộn dây trong đàn ghi ta điện có 150 vòng và từ thông qua mỗi vòng dây thay đổi với tốc độ \(0,01\frac{{{\rm{\;Wb}}}}{{{\rm{\;s}}}}\), thì độ lớn suất điện động cảm ứng trong cuộn dây là 15 V.
Đàn ghi ta điện hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ để biến dao động cơ học của dây đàn thành tín hiệu điện có cùng tần số.
Nếu dây đàn rung động với tần số 460 Hz và độ dài dây đàn là 75 cm thì khi phát ra âm cơ bản, tốc độ truyền sóng trên dây là \(690{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\).
Nam châm vĩnh cửu làm cho đoạn dây đàn gần nó bị nhiễm từ.
a) Độ lớn suất điện động cảm ứng sinh ra trong cuộn dây là:
\({e_c} = N.\left| {\frac{{{\rm{\Delta \Phi }}}}{{{\rm{\Delta }}t}}} \right| = 150.0,01 = 1,5V\).
⇒ a sai.
b) Dựa vào thông tin đề bài, dao động của dây đàn (dao động cơ) làm từ thông biến thiên tạo ra suất điện động cảm ứng (tín hiệu điện). Quá trình biến đổi này giữ nguyên tần số dao động.
\( \Rightarrow \) b đúng.
c) Đổi \(75{\rm{cm}} = 0,75{\rm{m}}\).
Khi dây đàn phát ra âm cơ bản, trên dây có sóng dừng với hai đầu cố định và có 1 bụng sóng (tương ứng \({\rm{k}} = 1\)).
Áp dụng công thức sóng dừng: \(l = \frac{v}{{2f}}\) suy ra tốc độ truyền sóng là:
\(v = 2lf = 2.0,75.460 = 690{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\)
⇒ c đúng.
d) Dựa vào dữ kiện đề bài đã nêu: vì dây đàn bằng thép nên đoạn dây nằm sát ngay bên trên nam châm của cuộn dây cảm ứng được từ hóa (nhiễm từ).
⇒ d đúng.
Một ống hình trụ thẳng đứng có thể tích \(V\), bên trong có một piston nhẹ có thể chuyển động không ma sát. Lúc đầu piston nằm ở chính giữa ống hình trụ và ở phía dưới piston có một lượng khí helium ở nhiệt độ \({{\rm{T}}_0}\). Đun nóng từ từ cho đến khi khí helium đạt nhiệt độ \(3{\rm{\;}}{{\rm{T}}_0}\). Ở phía trên ống hình trụ có hai mấu để piston không bật ra khỏi ống. Cho biết áp suất khí quyển là \({{\rm{P}}_0}\) và nội năng của khí helium được tính bằng công thức \({\rm{U}} = \frac{3}{2}{\rm{nRT}}\) (trong đó n là 2 số mol khí, R là hằng số khí lí tưởng, T là nhiệt độ tuyệt đối của khí).
Có thể áp dụng định luật Charles với khí helium trong ống hình trụ trong quá trình piston di chuyển từ vị trí ban đầu cho đê̂n trước khi piston chạm mấu.
Kể từ khi piston dừng lại ở mấu, tiếp tục tăng nhiệt độ cho đến lúc khí helium đạt nhiệt độ \(3{{\rm{T}}_0}\) thì quá trình biến đổi trạng thái của khí helium khi đó là quá trình đẳng tích.
Trong quá trình đun nóng từ từ khí helium từ nhiệt độ \({{\rm{T}}_0}\) đến nhiệt độ \(3{{\rm{T}}_0}\), khí helium đã nhận nhiệt lượng là \(2{{\rm{P}}_0}{\rm{V}}\).
Áp suất của khí helium trong ống luôn bằng áp suất khí quyển trong suốt quá trình tăng nhiệt độ.
- Trạng thái 1 (ban đầu):
+ Piston nhẹ và có thể chuyển động tự do, nằm cân bằng với áp suất khí quyển nên áp suất của khí trong xi lanh là \({p_1} = {P_0}\).
+ Thể tích khối khí là \({V_1} = \frac{V}{2}\), nhiệt độ là \({T_1} = {T_0}\).
Từ phương trình trạng thái: \({P_0}\frac{V}{2} = nR{T_0} \Rightarrow nR = \frac{{{P_0}V}}{{2{T_0}}}\)
- Quá trình 1 sang 2 (từ trạng thái ban đầu đến khi piston vừa chạm mấu):
Khi được đun nóng, khí giãn nở và đẩy piston đi lên. Do piston chuyển động không ma sát và thông với khí quyển, áp suất khối khí được duy trì cân bằng với áp suất khí quyển, tức là \({p_2} = {p_1} = {P_0}\). Đây là quá trình giãn nở đẳng áp ⇒ tuân theo định luật Charles.
⇒ a đúng.
- Khi piston chạm mấu, thể tích khối khí đạt giá trị \({V_2} = V\).
Áp dụng định luật Charles: \(\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{\frac{V}{2}}}{{{T_0}}} = \frac{V}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = 2{T_0}\)
Công khối khí sinh ra để đẩy piston trong quá trình đẳng áp này là:
\(A = {p_1}\left( {{V_2} - {V_1}} \right) = {p_0}\left( {V - \frac{V}{2}} \right) = 0,5{P_0}V\).
- Quá trình 2 sang 3 (từ khi chạm mấu đến khi nhiệt độ đạt \(3{T_0}\)):
Piston bị kẹp lại ở mấu không thể di chuyển thêm nên thể tích khối khí được giữ không đổi, \({V_3} = {V_2} = V\). Do đó, quá trình đun nóng tiếp theo là quá trình đẳng tích.
⇒ b đúng.
- Nhiệt độ cuối cùng là \({T_3} = 3{T_0}\).
Trong quá trình đẳng tích này, nhiệt độ tăng làm áp suất khí cũng tăng theo. Áp suất lúc này sẽ lớn hơn áp suất khí quyển. Vì vậy, áp suất của khí không phải luôn bằng áp suất khí quyển trong suốt toàn bộ quá trình đun nóng.
⇒ d sai.
- Xét toàn bộ quá trình đun nóng từ nhiệt độ \({T_0}\) đến \(3{T_0}\):
Độ biến thiên nội năng của khối khí là: \({\rm{\Delta }}U = {U_3} - {U_1} = \frac{3}{2}nR\left( {{T_3} - {T_1}} \right)\)
\( \Rightarrow {\rm{\Delta }}U = \frac{3}{2}.\frac{{{P_0}V}}{{2{T_0}}}.\left( {3{T_0} - {T_0}} \right) = \frac{3}{2}.\frac{{{P_0}V}}{{2{T_0}}}.2{T_0} = 1,5{P_0}V\)
Khối lượng khí chỉ sinh công trong giai đoạn giãn nở đẳng áp ban đầu, do đó tổng công khối khí thực hiện là \(A = 0,5{P_0}V\).
Theo nguyên lí I nhiệt động lực học, nhiệt lượng mà khối helium đã nhận được là:
\(Q = {\rm{\Delta }}U + A = 1,5{P_0}V + 0,5{P_0}V = 2{P_0}V\)
⇒ c đúng.
Trong y học chẩn đoán hình ảnh, chụp cộng hưởng từ MRI (Magnetic Resonance Imaging) ngày càng được sử dụng phổ biến. Nguyên tắc của MRI là dựa vào hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân. Chụp cộng hưởng từ thường sử dụng hạt nhân nguyên tử hydrogen vì hạt nhân của nguyên tử hydrogen chỉ chứa một proton và hydrogen có trong tất cả các mô của cơ thể người. Mỗi proton được xem như một nam châm siêu nhỏ có hai cực Bắc và Nam. Khi ở trong từ trường rất mạnh cỡ 1,5 Tesla đến 3 Tesla, các proton của nguyên tử H định hướng theo một hướng xác định đồng thời trục của nam châm nhỏ này quay quanh một trục song song với từ trường ngoài theo một tần số xác định gọi là tần số Larmor. Sóng vô tuyến phát ra có tần số trùng với tần số Larmor thì sẽ có cộng hưởng từ hạt nhân làm cho các proton của nguyên tử H nhận năng lượng để chuyển lên trạng thái có mức năng lượng cao hơn. Khi sóng vô tuyến tắt, các proton trở về trạng thái ban đầu và phát ra tín hiệu. Tín hiệu này được thu lại và xử lý để cho hình ảnh vị trí chụp.
Bệnh nhân có cấy ghép kim loại không nên chụp MRI vì từ trường mạnh sẽ làm nóng kim loại hoặc di chuyển kim loại, gây nguy hiểm cho người bệnh và làm nhiễu hình ảnh chụp.
Chụp MRI rất thích hợp cho chẩn đoán bệnh về các mô mềm như não, cơ, khớp... Chụp MRI không dùng tia X nên an toàn hơn chụp X quang hay chụp CT nhưng thời gian lâu hơn và chi phí cao hơn.
Nguyên tắc hoạt động của chụp cộng hưởng từ MRI cũng như chụp X quang, đều ứng dụng khả năng đâm xuyên của các tia.
Tần số Larmor trong chụp MRI được xác định: \({\rm{f}} = \gamma .{\rm{B}}\) với \(\gamma = 42,6{\rm{MHz}}/{\rm{T}}\) cho proton gọi là hằng số gyromagnet, B là độ lớn cảm ứng từ. Nếu một máy chụp MRI sử dụng từ trường 2T thì sóng vô tuyến gây ra cộng hưởng từ hạt nhân có bước sóng (trong chân không) là \(3,52{\rm{\;cm}}\).
a) Máy MRI tạo ra từ trường rất mạnh, có thể tương tác với các vật liệu sắt từ, làm chúng dịch chuyển hoặc sinh ra dòng điện Fu-cô làm nóng kim loại, gây nguy hiểm cho bệnh nhân cấy ghép kim loại.
⇒ a đúng.
b) Vì cơ thể người chứa nhiều nước (có nguyên tử hydrogen), đặc biệt là ở các mô mềm, nên MRI rất thích hợp để chụp các bộ phận này. MRI sử dụng từ trường và sóng vô tuyến, không dùng bức xạ ion hóa nên an toàn hơn tia X.
⇒ b đúng.
c) Nguyên tắc của MRI là hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân (dùng từ trường và sóng vô tuyến), hoàn toàn khác với tia X quang (sử dụng khả năng đâm xuyên của tia X - một loại sóng điện từ có bước sóng rất ngắn).
⇒ c sai.
d) Ta có tần số Larmor là: \(f = \gamma .B = 42,6.2 = 85,2{\rm{MHz}} = 85,{2.10^6}{\rm{\;Hz}}\).
Bước sóng của sóng vô tuyến này trong chân không là:
\(\lambda = \frac{c}{f} = \frac{{{{3.10}^8}}}{{85,{{2.10}^6}}} \approx 3,52m\).
⇒ d sai.
Một học sinh tiến hành đun một khối nước đá đựng trong nhiệt lượng kế từ \({0^ \circ }{\rm{C}}\) đến khi tan chảy hết thành nước và hóa hơi ở \({100^ \circ }{\rm{C}}\). Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt lượng mà khối nước đá nhận được từ lúc đun đến lúc bay hơi và sự thay đổi nhiệt độ của nó. Lấy nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(3,{3.10^5}{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}\) và nhiệt dung riêng của nước là \(4200{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}}\), nhiệt hóa hơi riêng của nước là \(2,{3.10^6}{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}\), bỏ qua nhiệt dung của nhiệt lượng kế và sự trao đổi nhiệt với môi trường.
Trong đoạn BC trên đồ thị, khối nước nhận nhiệt lượng để thực hiện quá trình hóa hơi.
Giai đoạn OA nhiệt độ không đổi nên nội năng của nước đá không đổi.
Tại điểm A trên đồ thị khối nước đá vừa nóng chảy hết.
Tại điểm C lượng nước còn lại là 60 g.
a) Tại nhiệt độ \({100^ \circ }{\rm{C}}\), nước bắt đầu sôi và chuyển từ thể lỏng sang thể khí. Đoạn BC trên đồ thị là đường nằm ngang, cho thấy nhiệt độ không đổi trong khi khối nước vẫn nhận nhiệt lượng. Nhiệt lượng này được dùng hoàn toàn cho quá trình hóa hơi.
⇒ a đúng.
b) Giai đoạn OA tương ứng với quá trình nước đá nóng chảy ở \({0^ \circ }{\rm{C}}\).
Dù nhiệt độ không đổi nhưng hệ vẫn đang nhận nhiệt lượng từ bên ngoài. Nhiệt lượng này làm tăng thế năng tương tác giữa các phân tử, qua đó làm nội năng của khối nước đá tăng lên.
⇒ b sai.
c) Đoạn OA là quá trình nóng chảy. Tại điểm O, nước đá bắt đầu nóng chảy. Khi đến điểm A, quá trình nóng chảy kết thúc, toàn bộ khối lượng nước đá đã chuyển thành nước ở \({0^ \circ }{\rm{C}}\).
⇒ Tại điểm A trên đồ thị khối nước đá vừa nóng chảy hết.
⇒ c đúng.
d) Gọi m là tổng khối lượng của khối nước đá ban đầu.
Nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá tan hoàn toàn (đoạn OA ) là: \({Q_{OA}} = m.\lambda \)
Nhiệt lượng cần cung cấp để nước tăng nhiệt độ từ \({0^ \circ }C\) đến \({100^ \circ }C\) (đoạn AB ) là:
\({Q_{AB}} = m.c.{\rm{\Delta }}t = m.c.\left( {100 - 0} \right) = 100.m.c\)
Tổng nhiệt lượng hệ nhận được tính đến điểm B là:
\({Q_B} = {Q_{OA}} + {Q_{AB}} = m.\lambda + 100.m.c\)
Dựa vào đồ thị, tại điểm \({\rm{B}}:{Q_B} = 120kJ = 120000J\).
\( \Rightarrow m.3,{3.10^5} + 100.m.4200 = 120000\)
\( \Rightarrow m = 0,16{\rm{kg}} = 160{\rm{g}}\)
Nhiệt lượng nước nhận vào để hóa hơi trong đoạn BC là:
\({Q_{BC}} = {Q_C} - {Q_B} = 258 - 120 = 138{\rm{\;kJ}} = 138000J\).
Gọi \({\rm{m'}}\) là khối lượng nước đã hóa hơi thành hơi nước. Ta có:
\({Q_{BC}} = m'.L \Rightarrow 138000 = m'.2,{3.10^6}\)
\( \Rightarrow {\rm{m'}} = 0,06{\rm{\;kg}} = 60{\rm{\;g}}\).
Lượng nước còn lại ở thể lỏng tại điểm C là:
\({m_{cl}} = m - m' = 160 - 60 = 100\left( g \right)\).
⇒ d sai.
Đáp án: Đ, S, Đ, S
Ở gần xích đạo, cảm ứng từ của từ trường Trái Đất có thành phần nằm ngang có độ lớn bằng \({3.10^{ - 5}}{\rm{\;T}}\), còn thành phần thẳng đứng rất nhỏ. Một đường dây điện nằm ngang theo hướng Đông - Tây với cường độ dòng điện không đổi 800 A. Lực từ của Trái Đất tác dụng lên đoạn dây điện dài 100 m bằng bao nhiêu N? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).
Thành phần nằm ngang của từ trường Trái Đất có hướng Nam - Bắc. Đường dây điện nằm ngang có hướng Đông - Tây. Do đó, phương của dòng điện vuông góc với phương của cảm ứng từ thành phần nằm ngang \( \Rightarrow \alpha = {90^ \circ }\).
Lực từ tác dụng lên đoạn dây là:
\(F = Il{B_h}{\rm{sin}}\alpha = {800.100.3.10^{ - 5}}.{\rm{sin}}\left( {{{90}^{\rm{o}}}} \right) = 2,4{\rm{\;N}}\).
Đáp án: 2,4
Cường độ dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức \({\rm{i}} = 4{\rm{cos}}\omega {\rm{t}}\left( {\rm{A}} \right)\). Biết rằng trong thời gian \(0,01{\rm{\;s}}\), dòng điện giảm giá trị từ 0 A đến -4A. Tần số của dòng điện xoay chiều là bao nhiêu Hz?
Biên độ của dòng điện là \({I_0} = 4{\rm{\;A}}\).
Thời gian ngắn nhất để dòng điện đi từ 0 đến \( - {I_0}\) (từ vị trí cân bằng ra biên âm) là \({\rm{\Delta }}t = \frac{T}{4}\).
Theo đề bài: \({\rm{\Delta }}t = 0,01{\rm{\;s}} \Rightarrow \frac{T}{4} = 0,01 \Rightarrow T = 0,04{\rm{\;s}}\).
Tần số của dòng điện xoay chiều là: \(f = \frac{1}{T} = \frac{1}{{0,04}} = 25{\rm{\;Hz}}\).
Đáp án: 25
Một lượng khí ở nhiệt độ 300 K. Nung nóng đẳng áp khối khí này tới 600 K thì thể tích của nó tăng bao nhiêu lần?
Từ định luật Charles, ta có tỉ số: \(\frac{{{V_2}}}{{{V_1}}} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = \frac{{600}}{{300}} = 2\).
Vậy thể tích của khối khí tăng lên 2 lần.
Đáp án: 2
Cung cấp nhiệt lượng 105 J cho một khối khí trong một xi lanh đặt nằm ngang. Chất khí nở ra sinh công 80 J. Độ biến thiên nội năng của khối khí bằng bao nhiêu J?
Khối khí được cung cấp nhiệt lượng nên nhận nhiệt: \(Q = + 105{\rm{\;J}}\).
Khối khí nở ra sinh công nên: \(A = - 80{\rm{\;J}}\).
Độ biến thiên nội năng của khối khí là:
\({\rm{\Delta }}U = A + Q = - 80 + 105 = 25{\rm{\;J}}\).
Đáp án: 25
Sử dụng các thông tin sau cho Câu 5 và Câu 6: Vào mùa đông, ở một số khu vực có thời tiết lạnh, người ta thường dùng lò sưởi điện để làm ấm không khí trong căn phòng kín có kích thước \(3{\rm{m}} \times 5{\rm{m}} \times 10{\rm{m}}\) (thể tích không khí chiếm \(80{\rm{\% }}\) thể tích căn phòng). Một lò sưởi điện có ghi \(220{\rm{\;V}} - 880{\rm{\;W}}\) được sử dụng với dòng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V. Khi bắt đầu bật lò sưởi điện, nhiệt độ không khí trong phòng là \({15^ \circ }{\rm{C}}\), áp suất \(0,{97.10^5}{\rm{\;Pa}}\). Sau khi bật lò sưởi được một khoảng thời gian \(t\left( s \right)\), nhiệt độ không khí trong phòng là \({20^ \circ }{\rm{C}}\). Lượng khí thoát ra khỏi phòng không đáng kể. Biết khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn (áp suất \(1{\rm{Bar}} = {10^5}{\rm{\;Pa}}\), nhiệt độ \({25^ \circ }{\rm{C}}\)) là \(1,169{\rm{\;kg}}/{{\rm{m}}^3}\); Nhiệt dung riêng của không khí là 1005 J/(kg.K). Hiệu suất của quá trình sưởi ấm không khí trong phòng là \({\rm{H}} = 70{\rm{\% }}\). Xem không khí trong phòng là khí lý tưởng.
Tính khối lượng không khí trong căn phòng theo đơn vị kilogram (kg)? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị).
Thể tích của căn phòng: \({V_0} = 3.5.10 = 150{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}\).
Thể tích không khí trong phòng: \(V = 80{\rm{\% }}.150 = 120{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}\).
Xét lượng không khí ở trạng thái chuẩn (đề cho): \({p_0} = {10^5}{\rm{\;Pa}}\); \({T_0} = {25^{\rm{o}}}{\rm{C}} = 298{\rm{\;K}}\); \({\rho _0} = 1,169{\rm{\;kg}}/{{\rm{m}}^3}\).
Xét lượng không khí ban đầu trong phòng: \({p_1} = 0,{97.10^5}{\rm{\;Pa}};{T_1} = {15^{\rm{o}}}{\rm{C}} = 288{\rm{\;K}}\).
Từ phương trình trạng thái \(pV = \frac{m}{M}RT \Rightarrow p = \rho \frac{R}{M}T \Rightarrow \frac{p}{{\rho T}} = \frac{R}{M} = {\rm{const}}\).
Ta có tỉ lệ:
\(\frac{{{p_1}}}{{{\rho _1}{T_1}}} = \frac{{{p_0}}}{{{\rho _0}{T_0}}} \Rightarrow {\rho _1} = {\rho _0}\frac{{{p_1}}}{{{p_0}}}\frac{{{T_0}}}{{{T_1}}}\)
\({\rho _1} = 1,169.\frac{{0,{{97.10}^5}}}{{{{10}^5}}}.\frac{{298}}{{288}} \approx 1,1735{\rm{\;kg}}/{{\rm{m}}^3}\).
Khối lượng không khí trong phòng là:
\(m = {\rho _1}.V = 1,1735.120 \approx 141{\rm{\;kg}}\).
Đáp án: 141
Tính thời gian \({\rm{t}}\left( {\rm{s}} \right)\) từ lúc bắt đầu bật lò sưởi đến khi nhiệt độ trong phòng bằng \({20^ \circ }{\rm{C}}\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị).
Sử dụng giá trị khối lượng chưa làm tròn quá sớm để đảm bảo độ chính xác: \(m \approx 140,825{\rm{\;kg}}\).
Nhiệt lượng cần cung cấp để không khí trong phòng tăng nhiệt độ từ \({15^ \circ }{\rm{C}}\) lên \({20^ \circ }{\rm{C}}\) là:
\({Q_{{\rm{ich\;}}}} = mc{\rm{\Delta }}T = 140,825.1005.\left( {20 - 15} \right) \approx 707645,6{\rm{\;J}}\).
Do hiệu suất sưởi ấm là \(H = 70{\rm{\% }}\), nhiệt lượng toàn phần mà lò sưởi cần tỏa ra là:
\({Q_{{\rm{tp\;}}}} = \frac{{{Q_{{\rm{ich\;}}}}}}{H} = \frac{{707645,6}}{{0,7}} \approx 1010922,3{\rm{\;J}}\).
Thời gian cần thiết để lò sưởi hoạt động là:
\(t = \frac{{{Q_{{\rm{tp}}}}}}{P} = \frac{{1010922,3}}{{880}} \approx 1149{\rm{\;s}}\).
Đáp án: 1149
