Câu 8. Một khối khí xác định biến đổi trạng thái như đồ thị dưới đây.

        Trong những nhận định sau, nhận định nào sai?

        _{A. .        B. V1’ = V2.        C.         D. T1 = T1’.}

Hướng dẫn giải

        Quá trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (1’) là quá trình đẳng nhiệt.

         => D đúng

        Quá trình (1’) sang (2) là quá trình đẳng tích V₁’ = V₂ => B đúng

        Ta có

        Mà T₁’ = T₁ do đó ta suy ra

         => A đúng

        Do đó từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) không phải quá trình đẳng tích.

        _Vậy là đáp án sai.

Câu 9. Một hạt proton được phóng với vận tốc ban đầu theo phương song song cùng chiều với một dòng điện không đổi có cường độ dòng điện I. Sau đó hạt proton sẽ chuyển động

        A. hướng lại gần dòng điện.        

        B. hướng ra xa dòng điện.

        C. quanh dòng điện theo chiều kim đồng hồ.        

        D. quanh dòng điện theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.

Hướng dẫn giải

        Lực tác dụng lên hạt proton như hình vẽ.

        Do đó lực từ tác dụng lên hạt proton kéo hạt chuyển động lại gần dòng điện.

Câu 10. Một ống dây được cuốn bằng sợi dây điện có đường kính sợi dây là 0,5mm, các vòng dây cuốn sát nhau và bỏ qua độ dày lớp sơn cách điện. Một dòng điện không đổi chạy qua ống dây có cường độ bằng 5A. Cảm ứng từ trong lòng ống dây có độ lớn bao nhiêu mT? (làm tròn đến số thập phân thứ nhất)

        A. 12,6 mT.        B. 2 mT.        C. 25,2 mT.        D. 6,28 mT.

Hướng dẫn giải

        Từ trường trong lòng ống dây là từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ tính theo công thức:

        Trong đó tỉ số là mật độ vòng dây cuốn, bằng với số vòng dây cuốn trên 1m chiều dài ống dây.

        Nếu ống dây được cuốn bằng sợi dây có đường kính d(m), các vòng dây cuốn sát nhau thì mật độ vòng dây cuốn được tính bằng:

        Hay        

Câu 11. Trong các bức xạ điện từ có bước sóng : ; ; ; , bức xạ dùng trong thông tin với các vệ tinh là

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

Hướng dẫn giải

        Sóng có bước sóng  là sóng cực ngắn. Sóng cực ngắn dùng trong thông tin vệ tinh.

Câu 12. Công nghệ sạc không dây trong các điện thoại thông minh là thiết bị ứng dụng thực tế của hiện tượng

        A. cộng hưởng điện.                B. cộng hưởng cơ học.         

        C. giao thoa sóng điện từ.        D. cảm ứng điện từ.

Câu 13. Một khung dây dẫn diện tích S đặt vuông góc với đường sức của từ trường đều, cảm ứng từ có độ lớn B. Trong 0,5 s cảm ứng từ giảm đi một nửa thì suất điện động cảm ứng trong khung có độ lớn là

        A.         B.         C.         D. 

Hướng dẫn giải

Ta có 

Câu 14. Từ thông qua một khung dây biến thiên theo thời gian biểu diễn như hình vẽ.

Gọi E₁ là độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung trong 0,2s đầu tiên.

                E₂ là độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung trong khoàng thời gian 0,2s đến 0,3s.

                E₃ là độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung trong 0,3s từ thông biến thiên.

        Nhận xét nào sau đây đúng khi nói về suất điện động cảm ứng trung bình trong khung dây ?

        A. E₁ > E₂.        B. E₁ = E₂.        C. E₁ = E₃.        D. E₂ > E₃.

Hướng dẫn giải

        Độ nghiêng đồ thị càng lớn thì suất điện động có độ lớn càng lớn.

Câu 15. Hạt nhân ²³⁵₉₂U có năng lượng liên kết 1784 MeV. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là

           A. 5,46 MeV/nuclôn.                B. 12,48 MeV/nuclôn.        

         C. 19,39 MeV/nuclôn.                D. 7,59 MeV/nuclôn.

Hướng dẫn giải

Năng lượng liên kết riêng là /nuclôn 7,59 MeV/nuclôn.

Câu 16. Chất phóng xạ  có chu kỳ bán rã là T. Ban đầu có một mẫu nguyên chất với khối lượng 4g. Sau khoảng thời gian 2 chu kỳ liên tiếp, khối lượng chất  trong mẫu đã bị phân rã là

        A. 0,25g.        B. 3g.        C. 1g.        D. 2g.

Hướng dẫn

        Khối lượng đã phân rã được tính theo công thức: 

Câu 17. Một hạt nhân có số khối A, bán kính hạt nhân tính theo đơn vị fm được tính theo công thức

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

Câu 18. Trong sơ đồ của nhà máy điện hạt nhân, hơi nước trực tiếp là quay tuabin máy phát điện thuộc vòng trao đổi nhiệt nào?

        A. Vòng trao đổi nhiệt sơ cấp (vòng 1).        B. Vòng trao đổi nhiệt thứ cấp (vòng 2).

        C. Vòng trao đổi nhiệt sơ cấp và thứ cấp.        D. Vòng trao đổi nhiệt thứ ba với các sông, hồ.

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 lượng khí xác định thực hiện chu trình biến đổi như đồ thị của hình bên. Cho biết:   Ở điều kiện chuẩn, khí có thể tích .

     a) Quá trình 2 sang 3 và 4 sang 1 là quá trình biến đổi đẳng áp.

        b) Ở cùng một thể tích, áp suất chất khí trong quá trình 2 sang 3 nhỏ hơn quá trình 4 sang 1.

        c) Áp suất ở trạng thái 1 xấp xỉ 2,2 atm và áp suất ở trạng thái 3 xấp xỉ 2,4 atm.

        d) Công do khí thực hiện sau một chu trình biến đổi là 12,156J.

Hướng dẫn giải

        b) Cùng một thể tích, nhiệt độ t₂₃ > t₄₁ nên áp suất p₂₃ > p₄₁.

        c) Áp dụng công thức:  ta tính được p₁ = 2,2 atm.

            Áp dụng công thức:  ta tính được p₃ = 2,4 atm.

        d) Công thực hiện trong một chu trình A = A₂₃ + A₄₁; Hai chu trình 12 và 34 đẳng tích nên .

Mặt khác: 

Suy ra: 

Số liệu dùng cho câu số 2 và câu số 3 :

Một gia đình sử dụng một bếp từ để nấu chín thực phẩm như nước uống, thịt, cá… Mạng điện gia đình sử dụng là mạng điện xoay chiều. Dòng điện xoay chiều sau khi được cấp cho bếp điện sẽ đi qua bộ dao động điện từ cao tần, thành phần tạo ra dao động điện cao tần trong mâm nhiệt là một “con” thyristor.

Câu 2. Khi bếp từ hoạt động bình thường, nhận xét nào sau đây là đúng và nhận xét nào là sai?

        a) Bếp từ là ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ.

        b) Khung dây bếp từ đóng vai trò là phần cảm.

        c) Dòng điện cảm ứng sinh ra trong đáy nồi là dòng điện tự cảm.

        d) Đáy nồi đóng vai trò là phần ứng.

Hướng dẫn giải

        a) Từ thông qua khung dây bếp từ biến thiên sinh ra dòng điện cảm ứng trong đáy nồi.

        b) Khung dây bếp từ sinh ra từ trường đóng vai trò là phần ứng.

        c) Do hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng sẽ được sinh ra ở đáy nồi.

        d) Do đó đáy nồi đóng vai trò là phần ứng.

Câu 3. Trong bữa ăn tối một gia đình dùng bếp từ này để chiên một lát thịt sườn khối lượng 250 gam. Giả sử lượng nước trong lát thị chiếm 70% tổng khối lượng. Biết rằng lát thịt chín khi 40% khối lượng nước bay hơi. Hiệu suất của bếp từ là 80%. Công suất điện của bếp là 1200W. Vì nước chứa trong lát thịt có tốc độ bay hơi thấp, nhiệt hóa hơi riêng của nước trong lát thịt ở nhiệt độ bề mặt chảo nóng 300^oC là 13,8.10⁶ J/kg.

        a) Khối lượng nước trong lát thịt là 0,25 kg.

        b) Nhiệt lượng để nấu chín lát thịt là 0,966 MJ.

        c) Điện năng của bếp cung cấp để nấu chín lát thịt xấp xỉ 1,2 MJ.  

        d) Thời gian để nấu chín lát thịt gần đúng 17 phút.

Hướng dẫn giải

        a) Khối lượng nước trong lát thịt là 0,25.0,7 = 0,175 kg.

        b) Nhiệt lượng nấu chín lát thịt là Q = L.m = 966000 J = 0,966 MJ.

        c) Điện năng của bếp để nấu chín lát thịt là 0,966 : 0,8 = 1,2 MJ.

        d) Thời gian nấu (phút)

Câu 4. Giải thưởng Nobel Hóa học năm 1960 thuộc về Willard F.Libby (1908-1980) cho công trình nghiên cứu chất phóng xạ , dùng để định tuổi trong khảo cổ, địa chất, địa vật lý học... Công trình nghiên cứu này bắt đầu từ 1950 khi Willard F.Libby làm việc tại Đại học Chicago, chính thức được công nhận năm 1955 và đến 1960 thì nó mang lại cho ông giải thưởng Nobel danh giá.

        Khi còn sống, động thực vật tồn tại trong trạng thái cân bằng với môi trường xung quanh thông qua quá trình trao đổi carbon với khí quyển hoặc thông qua chế độ hấp thụ dinh dưỡng của chúng. Do vậy, lượng  trong chúng có tương quan với lượng  khí quyển. Để xác định tuổi của một mẫu gỗ cổ, các nhà nghiên cứu nhận thấy khi cây gỗ chết, lượng trong thân cây bị phân rã với chu kỳ 5730 năm. Tại thời điểm khảo sát mẫu gỗ cổ, các nhà nghiên cứu nhận thấy lượng chỉ bằng một phần ba lượng trong mẫu gỗ tương đương đang còn sống.

        a) Khi lượng chất trong mẫu gỗ cổ càng bé so với mẫu gỗ tương đương đang còn sống thì tuổi cổ vật càng nhỏ.

        b) Để xác định tuổi cổ vật các nhà nghiên cứu sử dụng định luật phân rã phóng xạ . Tuổi cố vật là đại lượng T.

        c) Hằng số phân rã phóng xạ của đồng vị gần đúng là s^-1.

        d) Tuổi của cổ vật vào khoảng 9082 năm.

Hướng dẫn giải

a)  phân rã càng nhiều thì khối lượng còn lại càng nhỏ. Tuổi cổ vật càng lớn.

b) T là chu kỳ bán rã, t là tuổi của cổ vật.

c) .

d) (năm).

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

Câu 1. Đài phát thanh truyền hình TP Hồ Chí Minh sử dụng một máy phát sóng có công suất 10kW. Tại một vị trí M tại tỉnh Đồng Nai cách thành phố 50 km dùng một anten có tiết diện 0,4m². Giả sử sóng do đài phát ra truyền đẳng hướng ra không gian xung quanh. Công suất tín hiệu mà máy thu được là bao nhiêu ? (Làm tròn đến số thập phân thứ 2)

Hướng dẫn giải

        Cường độ tín hiệu tại M là:  

        Công suất mà máy thu thu được là: 

Kết quả cho thấy công suất khá nhỏ. Do đó trong các máy thu phải có bộ khuếch đại để khuếch đại cường độ tín hiệu thu được.

Câu 2. Một thiết bị dò bức xạ CR-39 trong môi trường không khí trong nhà có thể tích 40.10^-6m³ người ta đo được số hạt nhân  phóng xạ trong 1s là 2 phân rã/s. Biết chu kỳ bán rã của  là 3,8 ngày. Số hạt nhân có trong 1m³ không khí bên trong căn nhà đó là x.10¹⁰. x có giá trị bao nhiêu? (làm tròn đến số thập phân thứ nhất)

Hướng dẫn giải

        Hằng số phân rã phóng xạ:  

        Độ phóng xạ: 

        Số hạt nhân chứa trong 1m³ không khí là N_1m³ = (hạt/m³)

Sử dụng dữ liệu cho các câu 3 và câu 4 : Người ta nhỏ đều đặn các giọt nước nóng có nhiệt độ t từ một bình có nhiệt độ không đổi t₀ vào bình nhiệt lượng kế có chứa m₀ g nước, với tốc độ 60 giọt/phút. Khối lượng mỗi giọt như nhau và bằng 1g. Đồ thị hình vẽ biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ nước trong bình nhiệt lượng kế vào số giọt nước lỏng N nhỏ vào bình. Khi nhỏ các giọt nước nóng vào luôn khuấy đều để sự cân bằng nhiệt được thiết lập ngay sau khi giọt nước nhỏ xuống. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh và với nhiệt lượng kế.

Câu 3. Kể từ lúc bắt đầu nhỏ nước nóng thì sau bao nhiêu phút nhiệt độ nước trong nhiệt lượng kế đạt 60⁰C ?

Hướng dẫn giải

        Khi nhỏ được 150 giọt thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế là 60^oC

        Thời gian là 150/60 = 2,5 phút

Câu 4. Khối lượng m₀ ban đầu của khối chất lỏng là bao nhiêu gam?

Hướng dẫn giải

        Dựa vào đồ thị, khi chưa nhỏ giọt nước nóng nào thì nhiệt độ trong nhiệt lượng kế là t₀ = 30^oC

        Gọi m₀; t lần lượt là khối lượng (tính theo gam) của nước trong nhiệt lượng kế ban đầu và nhiệt độ của mỗi giọt nước nóng.

        Ta có phương trình cân bằng nhiệt: 

        Rút gọn c; và thay t₀ = 30^oC

        TH1: N = 50 giọt; t_cb = 44^oC ta có phương trình: 14m₀ – 50t = - 2200

        TH2: N = 150 giọt; t_cb = 60^oC ta có phương trình: 30m₀ – 150t = - 9000

        Giải HPT được m₀ = 200 gam và t = 100^oC

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 5 và Câu 6 : Hạt nhân có khối lượng 10,0135u. Khối lượng của nơtrôn (nơtron) m_n = 1,0087u, khối lượng của prôtôn (prôton) m_P = 1,0073u. Biết 1 amu = 931,5 MeV/c².

Câu 5. Độ hụt khối của nguyên tử  bằng x.10^-3 amu. Giá trị của x bằng bao nhiêu? (làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ hai).

Hướng dẫn giải

Độ hụt khối của hạt nhân là:   

Câu 6. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân nguyên tử  bằng bao nhiêu MeV/nuclon ? (làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ hai).

Hướng dẫn giải

        Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân  là