A. điểm A.        B. điểm B.        C. điểm C        D. điểm D.

Câu 11. Dòng điện foucault không được dùng trong

       A. phanh điện từ .           B.  mạ điện kim loại.        C. đồng hồ đo điện.        D. lò cảm ứng điện.

Câu 12. Theo thuyết tương đối, một hạt có khối lượng m thì có năng lượng toàn phần là E. Biết c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Hệ thức đúng là

A. .        B. mc.                                      C. .                   D. .

Câu 13. Chỉ ra phát biểu sai. Xung quanh một điện tích dao động

A. có điện trường.                B. có từ trường.                      

C. có điện từ trường.                        D. không có trường nào.

Câu 14. Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều dựa trên hiện tượng

A. tương tác tĩnh điện.        B. tự cảm.        C. cộng hưởng điện.            D. cảm ứng điện từ.

Câu 15 Nhiệt dung riêng là một thông tin quan trọng thường được dùng trong khi thiết kế                 

  A. các hệ thống điều khiển từ xa.                                     C. hệ thống giảm áp.

  C. các hệ thống làm mát,sưởi ấm.                                 D. các hệ thống giảm xóc.        

Câu 16. Một quả bom sử dụng năng lượng từ các phản ứng nhiệt hạch để nén nguồn nhiên liệu nhằm tăng sức công phá lên hàng chục, hàng trăm lần. Nhiên liệu tổng hợp cho phản ứng nhiệt hạch này là hạt nhân Đoteri (), diễn ra theo phương trình: . Lấy khối lượng các hạt  và notron lần lượt là 1,0079u; 2,0141u; 3,0160u; 4,0026u và 1,0087u. Cho 1uc² = 931,5MeV, số A-vô-ga-rô là . Quả bom đó có 150kg Đoteri tham gia thực hiện phản ứng tổng hợp,năng lượng tỏa ra từ quả bom là

A. .        B. .        C.         D. 

                                                                     Hướng dẫn giải

Nhận xét: cứ 5 đơteri tham gia phản ứng thì sinh ra 1 năng lượng là E

Trong 1 phản ứng năng lượng tỏa ra là   (MeV)

(MeV)

Câu 17. Một lượng khí xác định thực hiện quá trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (3) qua hai quá trình. Các quá trình biến đổi này được biểu diễn bằng đồ thị hình vẽ. Nhiệt độ của chất khí ở trạng thái (3) bằng

A. 200 K.        B. 300 K.        C. 900 K.        D. 100 K.

                                                                    Hướng dẫn giải

Từ đồ thị thì từ 2-3 là quá trình đẳng tích nên ta có: 

Câu 18. Ba chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau và được trộn lẫn vào nhau trong một nhiệt lượng kế; chúng có khối lượng lần lượt là m₁ = 1 kg, m₂ = 10 kg, m₃ = 5 kg có nhiệt dung riêng lần lượt là c₁ = 2000 J/kgK; c₂ = 4000 J/kgK; c₃ = 2500 J/kgK và có nhiệt độ là t₁ = 6^∘;  t₂ = 20^∘;  t₃ = −60^∘. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và với môi trường. Nhiệt độ của hỗn hợp khi xảy ra cân bằng nhiệt là

        A. −2, 5^∘C.        B. −1, 9^∘C.        C. 1, 1^∘C.        D. 3, 5^∘C.

                                                                      Hướng dẫn giải

Tổng nhiệt lượng các chất phải bằng 0

Giả sử nhiệt độ cân bằng là x =>

Giải ra được 

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. 

Câu 1.Một máy nước nóng hoạt động bằng năng lượng Mặt Trời có hiệu  suất chuyển đổi 25%;cường độ bức xạ Mặt Trời lên bộ thu nhiệt là 1000W/m²; diện tích bộ thu là 4,2m². Cho nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kgK.

a) Công suất bức xạ chiếu lên bộ thu nhiệt là 4200W.

        b) Trong 1h ,năng lượng mặt trời chiếu lên bộ thu nhiệt là 14,4MJ.

        c) Trong 1h ,phần năng lượng chuyển thành nhiệt năng là 3,78MJ.

        d) Nếu hệ thống đó ,làm nóng 30kg nước thì trong thời gian 1h nhiệt độ nước tăng thêm 28,6^oC.

Hướng dẫn giải

      a) P = I.S = 1000.4,2 = 4200W.

      b) A = P.t = 4200.60.60 = 15,12.10⁶ = 15,12 MJ .

      c) Q = H.A = 0,25.15,12 = 3,78MJ .

      d)  .

Câu 2. Các tính chất bán rã của phóng xạ được ứng dụng để chế tạo Pin nguyên tử. Pin nguyên tử có độ tin cậy cao, có thể duy trì ở mức cao trong thời gian dài khi sử dụng nguồn phóng xạ có chu kì bán rã lớn. Pin thường được sử dụng cho các nhiệm vụ đòi hỏi yêu cầu cao như thiết bị y tế đặc biệt hoặc các chuyến du hành vũ trụ dài ngày,... Suất điện động của pin tỉ lệ thuận với độ phóng xạ. Người ta sẽ thay pin khi công suất pin giảm 50% so với giá trị công suất ban đầu .Trên pin có ghi dòng chữ Pu-238-2,5Ci-1974. Biết rằng đồng vị Pu này có chu kì bán rã là 87,7 năm. Biết công suất pin tỉ lệ với bình phương suất điện động.

a) Trong dòng chữ Pu-238-2,5Ci-1974 nghĩa là độ phóng xạ của mẫu chất là 2,5Ci.

        b) Khối lượng tối thiểu của đồng vị phóng xạ được cho vào pin nguyên tử là 0,15g.

        c) Công suất pin giảm đi 50% thì suất điện động giảm đi 0,71 lần.

        d) Sau 10 năm , người bệnh cần thay pin nguyên tử cho thiết bị điều hòa tim.

Hướng dẫn giải

a) Từ nguồn có ghi 2,5 Ci. Như vậy độ phóng xạ ban đầu là H₀ = 2,5 Ci.

b) Ta có 

c) Vì công suất tỉ lệ với bình phương suất điện động.

 Khi công suất giảm 0,5 lần thì suất điện động giảm  lần.

d) Áp dụng công thức  ⬄  năm.

Câu 3. Bong bóng cá là một phần nội quan của con cá, giống như túi chứa khí giúp cá điều chỉnh tỉ trọng và giữ thăng bằng khi bơi. Nhóm học sinh quan sát thấy, các ngư dân thường kéo lưới cá lên khỏi mặt nước một cách từ từ mà không phải là đột ngột.

a) Nhóm học sinh nhận định,  hiện tượng này có thể giải thích dựa trên kiến thức về vật lí.         

        b) Khi kéo cá lên,áp suất nước tác dụng lên con cá giảm. Để  cân bằng được với áp suất bên ngoài,áp     suất khí trong  bong bóng của con cá cũng phải giảm đi.

        c) Theo định luật Boyle,thể tích khí trong bong bóng của con cá phải tăng lên. Nếu kéo lên quá đột ngột thì sự dãn nở của khí trong bong bóng cá cũng tăng lên đột ngột làm cho vỡ bong bóng cá,cá chết ,giảm độ tươi ngon và giá trị của con cá.

        d) Một số học sinh cho rằng,nhiệt độ của nước thay đổi theo độ sâu nên khi kéo cá lên thì nhiệt độ khí chứa trong bong bóng cá sẽ thay đổi nên áp dụng định luật Boyle là không chính xác.

Hướng dẫn giải

a. Đúng . Câu thực tế về túi khí-bộ phận nội quan của con cá nên hoàn toàn giải thích được bằng kiến thức vật lí (độ chênh lệch áp suất)

b. Đúng . Do ở dưới nước càng sâu thì áp suất nó càng lớn ,khi được câu lên thì áp suất càng ngày càng giảm. Con cá phải làm áp suất khí bong bóng  nó giảm đi để thích nghi với môi trường.

c. Đúng.Theo định luật boyle đẳng nhiệt, P.v = const nên P giảm đột ngột quá thì thể tích bóng khí tăng lên một cách đột ngột=>vỡ bong bóng làm con cá chết.

d. Sai.  Trong thực tế ,nhiệt độ của nước thay đổi theo độ cao thật nhưng nhiệt độ khí chứa trong bóng cá không thay đổi bởi vì nó nằm hoàn toàn trong con cá không liên quan đến nhiệt độ nước.

Câu 4. Để nghiên cứu và ứng dụng các hạt vật chất nhỏ hơn nguyên tử,người ta thường sử dụng máy cyclotron (hình vẽ). Máy này hoạt động dựa trên nguyên tắc kết hợp điện trường và từ trường để làm tăng tốc các hạt điện tích chuyển động.Máy cyclotron có hai hộp rỗng hình chữ D(hai cực D1 và D2) làm bằng đồng ghép với nhau thành một hình tròn được đặt trong chân không từ trường đều có cảm ứng từ B vuông góc với mặt hộp. Hai cạnh thẳng đứng của các hộp D không đặt sát nhau mà cách nhau một khoảng hẹp,ở giữa khoảng hẹp có một điện trường E. Điện tích phóng ra ở gần tâm máy được tăng tốc trực tiếp bởi lực điện khi đi qua điện trường giữa hai hộp D và được lực từ làm cho chuyển động tròn trong hộp. Vì điện tích được tăng tốc dần nên bán kính quỹ đạo cũng tăng theo. Xét chuyển động của hạt đơ-tơ-rôn trong một máy cyclotron. Biết đơ-tơ-rôn có khối lượng nghỉ là 3,31.10^-27 kg và điện tích +1,6.10^-19, bay theo phương vuông góc với các đường sức từ với tốc độ m/s (ở cực D1). Hiệu điện thế giữa hai cực D là 100kV và độ lớn cảm ứng từ B là 1,6T. Biết đơ-tơ-rôn bay ra khỏi các cực theo phương song song với các đường sức điện của điện trường giữa hai cực.

a) Bán kính quỹ đạo chuyển động của deuteron trong từ trường ở cực D1=4,175cm.

        b) Chu kì chuyển động của deuteron trong từ trường ở cực  

        c) Bán kính của quỹ đạo của deuteron trong từ trưởng ở cực D2 bằng 5,8/2cm.

        d) Nếu bán kính của cyclotron là 50cm thì hạt deuteron được tăng tốc bởi điện trường 189 lần.

Hướng dẫn giải

a) F = q.B.v và lực lo-ren-xơ đóng vai trò lực hướng tâm làm vật chuyển động tròn đều nên:

Bán kính của vật là:  (cm).

 b) Do chuyển động tròn đều nên chu kì 

Thay số vào tính được .

 c) Gọi V0 là vận tốc ban đầu của vật m (khi xuất phát ở D1)

Sau khi chuyển động tròn nó đi vào vùng từ trường và được tăng tốc bởi hiệu điện thế U nên có vận tốc v1

Và vào vùng từ trường D2 sẽ tiếp tục chuyển động tròn đều với vận tốc v1 dưới tác dụng lực lorenxo.

Ta có A =Wđ1 – Wđ2

 => Thay số  (m/s)

Bán kính quỹ đạo lúc này là  => R1 = 5,8 (cm)

d) Ta chứng minh một các tuần tự để quy nạp :

Sau khi qui nạp ra ta có    (*)

Khi Rn = 50cm

Ta có tỉ lệ thuận R và v nên khi đó 

Thay số vào * ta tính ngay được n = 150.            

PHẦN III. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6. 

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 1 và Câu 2: Thông thường, phổi của một người trưởng thành có thể tích khoảng 5,7 lít. Biết không khí trong phổi có áp suất bằng áp suất khí quyển (101 kPa) và nhiệt độ là 37 °C. Giả sử số phân tử khí oxygen chiếm 21% số phân tử không khí có trong phổi.

Câu 1. Số phân tử oxygen có trong phổi là x. 10²². Tìm x (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).

                Hướng dẫn giải

mol => số phân tử là 

do đó số phân tử oxi là  phân tử

Câu 2. Khi người đó hít sâu, giả sử không khí trong phổi có 1,4.10²³ phân tử. Dung tích phổi khi đó là bao nhiêu lít (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

                Hướng dẫn giải

lít

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 3 và Câu 4: Hai hình dưới là cấu tạo đơn giản và nguyên tắc hoạt động của pháo điện từ đang được triển khai sử dụng trong chiến tranh quân sự. Hai thành kim loại nằm song song nằm ngang ,một thanh kim loại MN đặt trên hai thành ray,vuông góc với các thanh ray.Khi nối hai đầu A và B của các thanh ray với một nguồn điện không đổi có hiệu điện thế lớn,lực điện tử sẽ đẩy MN chuyển động nhanh về phía trước. Cho rằng cường độ dòng điện qua các thanh ray là I=1000000A, khoảng cách giữa các thanh ray là 40cm. Cảm ứng từ tổng hợp do dòng điện cường độ I trong các đoạn ray AM, BN gây ra tại trung điểm C của MN giống các cảm ứng từ gây ra tại V bởi một dòng điện thẳng dài vô hạn ở hai đầu ,có cường độ I đi qua và đặt tại vị trí ray AM. Cho rằng MN chuyển động không vận tốc đầu trên một quãng đường 1,6m dọc theo thanh ray và không rời ray. Khối lượng thanh ray MN là 2kg.

Câu 3: Cảm ứng từ B tại điểm C là ...T?

                Hướng dẫn giải

Câu 4: Tốc độ của thanh MN khi vừa rời đường ray là bao nhiêu m/s?

Hướng dẫn giải

 Khi tác dụng lực F vào làm vật chuyển động nhanh dần đều

 (m/s²)

v₀ = 0 và nó chuyển động nhanh dần đều nên => s = 1,6 (m)

=> v = 800 (m/s).                                                   

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 5 và Câu 6: Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani năng lượng trung bình tỏa ra khi phân một hạt nhân là 200MeV. Một nhà máy điện nguyên tử dùng nguyên liệu urani, có công suất 500.000kW, hiệu suất là 20%

Câu 5: Năng lượng của nhà máy do hạt nhân tạo ra là bao nhiêu ()J?  (làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai)

                                                                      Hướng dẫn giải 

Năng lượng điện trong 1 năm: E_đ )

=> Năng lượng hạt nhân là 

Câu 6: Lượng tiêu thụ urani hàng năm là bao nhiêu kg?

                                      Hướng dẫn giải

Năng lượng của 1 hạt nhân là =200MeV=200.1,6.

=> kg