C. tỉ lệ thuận với bình phương thể tích.          D. tỉ lệ nghịch với bình phương thể tích.

Câu 8. Một lượng không khí có thể tích 240cm³ bị giam trong một xilanh hình trụ có pít – tông đóng kín như hình vẽ bên, diện tích đáy của pít – tông là 24cm², áp suất khí trong xilanh bằng áp suất ngoài là 100kPa. Cần một lực bằng bao nhiêu để dịch chuyển chậm pít – tông sang trái 2cm, rồi giữ pít-tông cố định ở vị trí đó? Bỏ qua mọi ma sát, coi quá trình trên đẳng nhiệt.

        A. 60N          B. 40N           C. 20N                  D.10N

Hướng dẫn giải

Câu 9. Sóng điện từ

A. chỉ lan truyền được trong chân không.

B. chỉ lan truyền trong các môi trường đàn hồi như rắn, lỏng, khí.

C. lan truyền được cả chân không và các môi trường vật chất.

D. không lan truyền được trong chân không.

Hướng dẫn giải

Sóng điện từ có khả năng lan truyền trong nhiều môi trường, bao gồm cả chân không và các môi trường vật chất như chất khí, chất lỏng và chất rắn. Trong chân không, sóng điện từ truyền với tốc độ lớn nhất, khoảng 3×10⁸ m/s.

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 10 và Câu 11: Máy phát điện xoay chiều một pha hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi một khung dây hoặc cuộn dây (stato) cắt qua từ trường biến thiên do chuyển động quay của nam châm (rôto), suất điện động cảm ứng sẽ xuất hiện trong cuộn dây. Suất điện động này biến thiên điều hòa theo thời gian.

Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều một pha gồm hai bộ phận chính:

+ Stato là phần cố định, chứa các cuộn dây, nơi sinh ra suất điện động cảm ứng.

+ Rôto là phần quay, có thể là nam châm hoặc cuộn dây, tạo ra từ trường biến thiên qua stato.

Câu 10. Trong máy phát điện xoay chiều một pha, vai trò của stato là

        A. tạo ra từ trường quay.

        B. đứng yên và chứa các cuộn dây để tạo suất điện động cảm ứng.

        C. làm quay cuộn dây trong từ trường.

        D. tạo dòng điện một chiều.

Hướng dẫn giải

Stato là phần cố định, chứa các cuộn dây. Khi từ trường rôto biến thiên qua cuộn dây của stato, suất điện động cảm ứng sẽ xuất hiện trong các cuộn dây.

Câu 11. Suất điện động cảm ứng trong cuộn dây của stato sẽ xuất hiện khi

        A. từ trường qua cuộn dây biến thiên.        B. cuộn dây được giữ cố định.
C. rôto và stato đứng yên.        D. từ trường qua cuộn dây không đổi

Hướng dẫn giải

Theo hiện tượng cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng xuất hiện khi từ trường qua cuộn dây biến thiên theo thời gian. Đây chính là nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều.

Câu 12. Một dây dẫn được uốn quanh một nhà sàn trong khu du lịch được gập thành một khung dây có dạng tam giác vuông tại A, AM = 8cm, AN = 6cm mang dòng điện I = 5A. Đặt khung dây vào trong từ trường đều B = 3.10⁻³T có véc tơ cảm ứng từ song song với cạnh AN hướng từ A đến N. Giữ khung cố định, lực từ tác dụng lên cạnh MN của tam giác bằng

        A. 0,8 mN.        B. 1,2 mN.        C. 1,5 mN.        D. 1,8 mN.

Hướng dẫn giải

Lực từ tác dụng lên cạnh AM có điểm đặt tại trung điểm A M và theo quy tắc bàn tay trái nó có hướng từ ngoài vào trong và có độ lớn:

.

Câu 13. Đặc điểm nào không phải của các đường sức từ biểu diễn từ trường sinh bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài?

        A. Các đường sức là các đường tròn.        

        B. Mặt phẳng chứa các đường sức thì vuông góc với dây dẫn.

        C. Chiều các đường sức được xác định bởi quy tắc bàn tay phải         

        D. Chiều các đường sức không phụ thuộc chiều dòng dòng điện.

Câu 14. Tia X là một loại sóng điện từ có bước sóng ngắn, năng lượng lớn, có khả năng đâm xuyên mạnh qua các vật chất, có tác dụng lên kính ảnh. Vì vậy, tia X được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống và khoa học kỹ thuật. Trong lĩnh vực an ninh, tia X được dùng để kiểm tra hành lý tại sân bay nhờ vào

        A. tính chất phát sáng khi tiếp xúc với các bề mặt kim loại.

        B. khả năng làm ion hóa không khí.

        C. khả năng đâm xuyên qua các vật liệu khác nhau để tạo ra hình ảnh.

        D. tính chất truyền thẳng và không bị hấp thụ bởi các vật liệu.

Hướng dẫn giải

Trong lĩnh vực an ninh, tia X được sử dụng để quét hành lý và phát hiện các vật thể bên trong nhờ vào khả năng đâm xuyên qua các vật liệu khác nhau. Những vật liệu có mật độ khác nhau sẽ hấp thụ tia X ở mức độ khác nhau, từ đó tạo ra hình ảnh để phân tích.

Câu 15. Nguyên tố Cobalt là một đồng vị phóng xạ của Cobalt, được sử dụng rộng rãi trong y học và công nghiệp. Hạt nhân có số neutron là bao nhiêu?

        A.  27        B. 33        C. 60                D. 87

Hướng dẫn giải

Số neutron trong hạt nhân được tính theo công thức N=A−Z, trong đó:

A=60 (số khối của ); Z=27 (số proton của )
Do đó, N=60−27=33N

Câu 16. Cobalt-60 là một chất phóng xạ phát ra tia gamma và được ứng dụng để tiêu diệt tế bào ung thư, khử trùng dụng cụ y tế, hoặc kiểm tra chất lượng trong công nghiệp. Hạt Cobalt-60 phân rã phóng xạ theo phương trình , hạt X được phát ra là

        A. hạt neutrino        B. hạt electron        C. hạt proton        D. hạt neutron.

Câu 17. Trong không khí, tia phóng xạ nào sau đây có tốc độ nhỏ nhất?

        A. Tia γ.        B. Tia α.        C. Tia β⁺.        D. Tia β^-.

Câu 18. Vai trò của từ trường trong các thiết bị y tế như máy MRI là gì?

        A. Tạo ra lực từ để diệt khuẩn trên da.

        B. Được sử dụng để tạo hình ảnh chi tiết bên trong cơ thể.

        C. Giúp tăng tốc các ion trong cơ thể, điều trị bệnh liên quan đến tim mạch.

        D. Tạo dòng điện cảm ứng để đo huyết áp.

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. Thí nghiệm: Kiểm tra áp suất khí sau quá trình dãn nở theo định luật Charles.

Dụng cụ thí nghiệm :

1. Một bình chứa khí hình trụ có nắp di động kín, tích hợp piston để theo dõi sự thay đổi thể tích.
2. Nhiệt kế (thang đo từ 0⁰C đến 100⁰C).
3. Bếp điện hoặc nước nóng để gia nhiệt.
4. Một dụng cụ đo áp suất (áp kế) gắn liền với bình chứa khí. 
5. Thước đo chiều cao hoặc thể tích.
6. Giá đỡ và các kẹp giữ cố định dụng cụ.

Thiết lập ban đầu:

+ Chuẩn bị bình chứa khí kín gắn nhiệt kế và áp kế.

+ Điều chỉnh để lượng khí ban đầu ở áp suất xác định P₀​, thể tích V₀​, và nhiệt độ T₀ (khoảng 20⁰C).

Hướng dẫn giải

c) Sai.

Số phân tử khí N trong thí nghiệm là cố định (không thay đổi). Áp suất thay đổi do sự gia tăng nhiệt độ, không phải do tăng số lượng phân tử khí. Theo phương trình Clapeyron khí lý tưởng, N không thay đổi trong thí nghiệm này.

d) Sai.

Câu 2. Trong máy quang phổ khối (Mass Spectrometry), một ion đơn tích (q = +e), có khối lượng m=3,2×10⁻²⁶ kg, được tăng tốc bởi hiệu điện thế U=200 V trước khi bay vào vùng từ trường đều B=0,5 T. Trong vùng từ trường, ion chuyển động theo quỹ đạo tròn. Cho biết Điện tích của electron: e=1,6×10⁻¹⁹ C. 

a)        Điện tích của ion là điện tích dương.

b)        Bán kính quỹ đạo của ion trong từ trường này là 10 cm

c)        Chu kỳ chuyển động của ion trong từ trường xấp xỉ π (μs)

d)        Nếu có một ion khác với khối lượng m′=6,4×10⁻²⁶ kg nhưng cùng điện tích q=+e thì bán kính quỹ đạo của ion này xấp xỉ là 1,27 cm.

Hướng dẫn giải

a)        ĐÚNG. 

Điện tích của ion là dương, q = 1,6.10^-19 C.

b)        SAI. 

Ta áp dụng công thức:  

Bán kính 

c)        SAI. 

Chu kỳ chuyển động của ion trong từ trường 

d)        ĐÚNG. 

Tốc độ của ion mới: 

Bán kính 

Câu 3. Bài thí nghiệm: Khảo sát định luật I nhiệt động lực học ΔU=Q+A. Trong đó: ΔU: độ biến thiên nội năng của hệ; Q: nhiệt lượng hệ nhận vào/tỏa ra; A: công mà hệ thực hiện/ nhận. 

Dụng cụ thí nghiệm: Một bình kín chứa khí có piston di động, nhiệt kế (thang đo từ 0⁰C đến 100⁰C), áp kế để đo áp suất của khí, Hệ thống gia nhiệt (bếp điện hoặc nguồn nhiệt) công suất 50W, thước đo độ cao để xác định quãng đường dịch chuyển của piston, đồng hồ bấm giờ.

Cho biết khối lượng piston và diện tích tiết diện của xi lanh S = 0,01 m², hiệu suất cấp nhiệt là 80%.

Chuẩn bị ban đầu: Đặt piston di động ở trạng thái cân bằng, khí trong bình có thể tích ban đầu V₁ = 1 lít​, nhiệt độ t₁=25⁰C, và áp suất p₁=1 atm. Ta bật nguồn cấp nhiệt. Ghi lại các giá trị p, V, T.

        a) Khi ta cấp nhiệt, khí nở ra đẩy piston đi lên.

        b) Sau 10s, nhiệt lượng cấp cho hệ là Q = P.t = 500J.

        c) Khi nắp piston dịch chuyển được 5 cm, khí có áp suất 111430 Pa. Khí đã thực hiện một công 55,715 J.

        d) Nội năng của khí tăng 334,285 J.

Hướng dẫn giải

        a) ĐÚNG.

        Khi ta cấp nhiệt, khí nở ra đẩy piston đi lên.

        b) SAI. 

        Sau 10s, nhiệt lượng cấp cho hệ là Q = P.t = 500J. Sai vì hiệu suất của hệ là 80% nên hệ chỉ nhận 400J.

        c) ĐÚNG. 

        Khi nắp piston dịch chuyển được 5 cm, khí có áp suất 111430 Pa. Khí đã thực hiện một công A = p.∆V = 55,715 J.  

        d) ĐÚNG.

    Nội năng của khí tăng ∆U = A + Q = 334,285 J.

Câu 4. Nguồn phóng xạ α americium  có hằng số phóng xạ 5,081.10^-11 (1/s) được đặt giữa hai bản kim loại kết nối với một pin. Các hạt α phóng ra làm ion hóa không khí giữa hai bản kim loại, cho phép một dòng điện nhỏ chạy giữa hai bản kim loại đó và chuông báo không kêu.

Nếu có khói bay vào giữa hai bản kim loại, các ion trong này sẽ kết hợp với những phân tử khói và dịch chuyển chậm hơn làm cường độ dòng điện chạy giữa hai bản kim loại giảm đi. Khi dòng điện giảm tới mức nhất định thì cảm biến báo khói sẽ gửi tín hiệu kích hoạt chuông báo cháy.

a) Tia α phát ra từ nguồn phóng xạ bị lệch về phía bản kim loại nhiễm điện dương.

b) Chu kì bán rã của americium  là 1,58.10⁵ ngày.

c) Độ phóng xạ của nguồn americium  có khối lượng 0,125 μg là 25,7 kBq.

d) Sau khi sử dụng 15 năm, độ phóng xạ của nguồn americium  trong cảm biến giảm còn 3,47% so với độ phóng xạ ban đâu lúc mới mua.

Hướng dẫn giải

      a) SAI .

Tia α mang điện tích dương nên bị lệch về phía bản kim loại nhiễm điện âm.

      b) ĐÚNG.

ngày .

      c) SAI . 

      d) SAI .

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

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 1 và Câu 2: 

Núi Bà Đen nằm ở tỉnh Tây Ninh. Đây là đỉnh núi cao nhất miền Nam Việt Nam với độ cao 986 m so với mực nước biển. Nhiệt độ trên đỉnh núi thường mát mẻ hơn nhiệt độ ở đồng bằng xung quanh, dao động từ 18°C đến 25°C, tùy vào mùa. Vào một ngày, lúc 6h sáng, nhiệt độ của đỉnh núi là 18⁰C, biết rằng mỗi khi lên cao thêm 10m, áp suất khí quyển giảm l mmHg, và giả sử nhiệt độ xem như không đổi từ đỉnh núi đến chân núi. Ở điều kiện tiêu chuẩn, ở chân núi áp suất khí quyển là 760 mmHg, khối lượng riêng của không khí là 1,29kg/m³.

Câu 1. Tính khối lượng riêng của không khí ở đỉnh núi theo đơn vị kg/m³. (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

Hướng dẫn giải

Xét trạng thái 1 là m(kg) khí ở chân núi ở điều kiện tiêu chuẩn và trạng thái 2 là m(kg) khí ở đỉnh núi ở 18⁰C.

Câu 2. Khoảng 8h sáng khi nắng lên, nhiệt độ ở đỉnh núi tăng lên 25⁰C. Xét cùng một lượng khí trong một phòng kín trên đỉnh núi, áp suất không khí trong phòng khi đó là bao nhiêu mmHg ? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị).

Hướng dẫn giải

Áp dụng định luật Charles:

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 3 và Câu 4: Trên một số quốc lộ, bạn có thể thấy các đường dây điện cao áp thuộc hệ thống truyền tải điện quốc gia, thường vận hành ở mức điện áp 220 kV hoặc 500 kV, phục vụ việc cung cấp điện cho các khu vực lân cận. Các trụ điện cao áp được xây dựng kiên cố, có chiều cao từ 40-50 mét để đảm bảo an toàn và tránh ảnh hưởng tới môi trường xung quanh.

Câu 3. Giả sử tại vị trí khảo sát, từ trường Trái Đất là 5.10^-5 T. Xét một đoạn dây dẫn có chiều dài 500 m tại đoạn có dòng điện xoay chiều cực đại 100A xem như vuông góc với từ trường của Trái Đất, thì tổng lực từ cực đại do từ trường Trái Đất tác dụng lên toàn bộ chiều dài dây dẫn là bao nhiêu Newton? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị).

Hướng dẫn giải

Lực từ cực đại tác dụng lên mỗi mét chiều dài của dây dẫn được tính bằng công thức: 

Câu 4. Nếu một đoạn dây dẫn đang truyền tải công suất P= 11,000 W ở điện áp hiệu dụng U=220 kV, thì dòng điện trên dây là bao nhiêu Ampe (A)? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).

Hướng dẫn giải

Công suất P và điện áp hiệu dụng U được liên hệ với tổng trở Z = R của dây dẫn theo công thức:

Câu 5. Các nhà khoa học đã xác định được độ phóng xạ của 1 g mẫu carbon trong cơ thể sinh vật sống là 0,25 Bq. Biết rằng, trong số các đồng vị của carbon có trong mẫu, chỉ có  là đồng vị phóng xạ với chu kì bán rã là 5730 năm. Vào ngày 19/9/1991, trong khi đang tìm đường vượt qua dãy Otztal Alps, hai nhà leo núi người Đức đã phát hiện thấy xác ướp người cổ được bảo quản hầu như nguyên vẹn trong băng tuyết tại Hauslabjoch, khu vực giữa biên giới Áo và Italia. Xác ướp đó được đặt tên là người băng Otzi. Tại thời điểm này, các nhà khoa học đã đo được độ phóng xạ của 1 g mẫu carbon trong cơ thể người băng Otzi là 0,12 Bq. Xác định niên đại của người băng đó ( làm tròn đến hàng đơn vị).

Hướng dẫn giải

(năm)

Câu 6. Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện 2000 MW, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân  với hiệu suất 30%. Lấy mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra năng lượng khoảng 200 MeV. Cho biết số Avogadro là N_A = 6,02.10²³ (hạt/mol). Khối lượng  mà nhà máy điện hạt nhân tiêu thụ mỗi năm là bao nhiêu tấn (làm tròn một chữ số thập phân)?

Hướng dẫn giải

Năng lượng có ích: .

Vì hiệu suất nhà máy là 30% nên năng lượng toàn phần cần sử dụng trong một năm là:

Số hạt  cần dùng: (hạt).

Khối lượng  cần dùng: .

-----HẾT-----