Mặt khác:  (2)

Từ (1) và (2) suy ra:  phân tử.

Câu 9. Hình vẽ bên mô tả hướng của từ trường gây ra bởi một nam châm thẳng tại các điểm A, B, C, D. của Hướng của từ trường tại điểm nào được biểu diễn là sai?

        A. điểm C.                                                B. điểm D.

C. điểm A.                                                D. điểm B.

  Hướng dẫn giải

Đường sức từ đi ra từ cực Bắc và đi vào ở cực Nam nên tại A giống tại C nên câu C sai.

Câu 10. Một đoạn dây dẫn thẳng dài l = 2,0 m mang dòng điện I = 5,0 A được đặt nằm ngang, hướng của dòng điện hợp với hướng từ trường Trái Đất một góc 30°. Tại nơi đặt đoạn dây từ trường của Trái Đất coi như từ trường đều và có độ lớn B.  Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn là F = 1,25.10^-4 N. Cảm ứng từ B của từ trường Trái Đất có độ lớn là

        A. 2,5.10⁻⁵ T.         B. 2,8.10⁻⁵ T. 

        C. 1,9.10^-5 T.         D. 1,6.10^-5 T. 

Hướng dẫn giải

Vì  

Câu 11. Chọn câu sai. Véctơ cảm ứng từ  của dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng rất dài gây ra tại một điểm

        A. có phương vuông góc với dòng điện.

        B. có chiều tuân theo quy tắc nắm tay phải. 

        C. có phương vuông góc với mặt phẳng chứa dây dân và điểm ta xét.

        D. có độ lớn tỉ lệ thuận với khoảng cách từ điểm ta xét đến dòng điện. 

Hướng dẫn giải

  nên B tỉ lệ nghịch với r

Câu 12. Hai điện tích điểm q₁ và q₂ đặt cách nhau một khoảng r trong chân không thì lực tương tác giữa hai điện tích là F. Khi đưa hai điện tích này vào trong điện môi có hằng số điện môi ε đồng thời thay đổi khoảng cách khoảng cách giữa chúng là r’ thì độ lớn lực tương tác điện vẫn là F. Hệ thức đúng là

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

Hướng dẫn giải

Ta có trong không khí

Câu 13. Tổng số proton và neutron có trong hạt nhân  là 

        A. 23.         B. 11.         C. 12.         D. 34. 

Câu 14. Với c là tốc độ ánh sáng trong chân không, m₀ là khối lượng nghỉ của hạt. Khi hạt chuyển động với tốc độ v (v < c) thì năng lượng toàn phần E của hạt được tính theo công thức

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

Câu 15. Khung dây dẫn (C) hình vuông cạnh a đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ , mặt phẳng khung dây hợp với hướng các đường sức một góc 30⁰. Giá trị của từ thông gửi qua khung (C) được tính theo công thức

        A. Ba² Wb.         B. .        C. .        D. 2Ba² Wb. 

Hướng dẫn giải

Câu 16. Từ thông gửi qua một khung dây dẫn (C) có biểu thức Φ = Φ₀cos(ωt + φ_Φ) thì trong khung dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng có biểu thức e = E₀cos(ωt + φ_e). Cho biết Φ₀, E₀ và ω là các hằng số dương. Hệ thức đúng là

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

Hướng dẫn giải

Vì suất điện động cảm ứng vuông pha với từ thông nên ta luôn có hệ thức độ lập  

Câu 17. Hình vẽ bên dưới mô tả về năng lượng liên kết riêng của một vài hạt nhân.

Chọn phát biểu đúng.

A. Năng lượng riêng liên kết riêng của các hạt tăng khi số khối tăng.

B. Trong các hạt Li, Fe, F và U thì hạt Fe bền vững nhất.

C. Năng lượng riêng của hạt nhân  có giá trị lớn nhất.

D. Hạt nhân  kém bền vững hơn hạt nhân .

Câu 18. Trong lõi mặt trời, quá trình nhiệt hạch chính là sự kết hợp 4 proton để tạo thành một hạt nhân , kèm theo việc giải phóng năng lượng khoảng 26,7 MeV mỗi phản ứng. Cho biết năng suất toả nhiệt của than đá là 3,2.10⁷ J/kg. Khối lượng than đá cần đốt cháy để toả ra năng lượng tương đương với 1,2 g proton tham gia nhiệt hạch là 

        A. .                                             B. .                                

C. .                                                 D. .

Hướng dẫn giải

Ta có: Số hạt nhân proton có trong 1,2 g là:   hạt.

 Năng lượng toả ra khi 1,2 g proton tham gia phản ứng: .

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. Trong lĩnh vực công nghệ khí nén, người ta sử dụng điện năng để vận hành máy nén khí, nén một lượng lớn không khí vào một bình kín có vỏ kim loại chắc chắn, gọi là bình tích áp. Bình tích áp được trang bị van đóng mở, kết nối với ống dẫn khí. Ở cuối đường ống, khí nén sẽ cung cấp năng lượng cho các thiết bị như hệ thống phanh ô tô hoặc dụng cụ cơ khí như máy khoan bắt vít dùng trong sửa chữa ô tô, xe máy. Trong quá trình nén khí, động cơ điện liên tục hút không khí từ môi trường bên ngoài để nén vào bình. Khi khí nén được sử dụng để thực hiện các công việc như kích hoạt phanh ô tô hoặc vận hành trục khoan, một phần khí sẽ thoát ra môi trường. Giả sử một người thợ cơ khí sử dụng lượng điện năng để vận hành máy nén khí, máy có thể thực hiện được công 4500 J nén được 4,2 m³ không khí vào bình tích áp dung tích 300 lít với hiệu suất đạt 88%.

a) Hiệu suất của máy nén khí cho biết chỉ 88% năng lượng điện cung cấp được chuyển thành công hữu ích.

b) Nội năng của lượng khí trong bình tăng thêm 300 J, được tính bằng cách nhân công hữu ích với dung tích bình chia cho tổng thể tích khí nén.  

c) Lượng điện năng tiêu thụ có giá trị bằng bằng 5400 J. 

d) Nếu công của máy nén tăng từ 4500 J lên đến 4850 J thì hao phí giảm đi 5% phần trăm so với lúc đầu.

Hướng dẫn giải

a)        Đúng.

b)        Sai

c)        Sai

 .

d)        Sai

Câu 2. Đồ thị hình bên biểu diễn sự biến thiên của cường độ dòng điện theo thời gian. Dựa vào đồ thị cho thấy

a) tại thời điểm t = 0 dòng điện có giá trị bằng 0 và đang giảm.  

b) cường độ dòng điện hiệu dụng .

c) tần số góc của dòng điện là 50 rad/s.

d) tại thời điểm t = 1,25 s dòng điện tức thời có giá trị bằng i = 0  

Hướng dẫn giải

a)        Sai

 Vì tại thời điểm t = 0 dòng điện có giá trị bằng 0 và đang giảm.  

b)        Đúng.

Từ đồ thị ta thấy 

c)        Đúng

Từ đồ thị nhận thấy  

d)        Sai

Lúc t = 0, i = 0 và đang tăng nên 

Thay t = 1,25 s vào ta được i = 0

Câu 3. Trong lĩnh vực y học, đồng vị phóng xạ , với chu kỳ bán rã 8 ngày, được sử dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh liên quan đến ung thư tuyến giáp. Giả sử một bệnh nhân trong liệu trình điều trị nhận được liều thuốc chứa  với độ phóng xạ  Bq tại thời điểm mẫu thuốc vừa được sản xuất.

a) Hằng số phóng xạ của  là .

b) Khối lượng chất phóng xạ trong liều thuốc trên tại thời điểm ban đầu là 25 mg.

c) Tỉ số giữa hạt nhân  đã phân rã so với hạt nhân còn lại sau 12 ngày kể từ khi bệnh nhân nhận liều thuốc trên là 2,5.

d) Khối lượng phóng xạ còn lại trong cơ thể bệnh nhân sau 24 ngày là 2,5 mg.

Hướng dẫn giải

a)        Đúng

Hằng số phóng xạ: 

b)        Sai

Ta có: 

c)        Sai

d)        Đúng

Câu 4. Một bình cách nhiệt chứa 400 g nước ở nhiệt độ . Người ta thả vào bình đó một thìa đồng khối lượng 50 g ở nhiệt độ 150⁰C. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K, của đồng là 380 J/kg.K. Cho biết nhiệt độ khi có sự cân bằng của hệ là 30⁰C.

a) Đồng tỏa nhiệt lượng, nước thu nhiệt lượng.

b) Nhiệt độ ban đầu của nước là 27⁰C.

c) Nhiệt lượng đồng tỏa ra là 2000,8 J.

d) Nếu tiếp tục thả thêm cục nước đá khối lượng 5 g ở -2⁰C vào bình trên thì cục nước đá không tan hết. Cho biết nhiệt dung riêng của nước đá là 2100 J/kg.K và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,34.10³ J/kg.

Hướng dẫn giải

a)        Đúng

Đồng ở nhiệt độ cao nên toả nhiệt, nước ở nhiệt độ thấp hơn nên thu nhiệt.

b)        Sai

c)        Sai

d)        Sai

Nhiệt lượng đồng toả ra từ 150⁰C đến 0⁰C:

Nhiệt lượng thu vào của nước đá khi tan hết ở 0⁰C

Ta thấy  

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

Câu 1. Một bọt khí nổi từ đáy hồ lên mặt nước, trong quá trình đó, thể tích của nó tăng lên 1,2 lần so với ban đầu. Cho biết rằng trọng lượng riêng của nước là d=10⁴ N/m³ và áp suất khí quyển là 10⁵  N/m². Coi nhiệt độ không thay đổi, hãy xác định độ sâu của đáy hồ theo đơn vị mét. (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).

Hướng dẫn giải

Thể tích bọt khí tại mặt nước lớn gấp 1,2 lần so với tại đáy hồ, tức là V₂=1,2V₁ 

Từ công thức trên, ta có: 

Áp suất tại đáy hồ được tính bằng:

p₁=p₂+d⋅h suy ra h = 2 m.

Câu 2. Ở những nơi gần mặt đất và nhiệt độ thay đổi không đáng kể, áp suất khí quyển thay đổi theo độ cao h từ mặt đất theo công thức p = p₀.e^-0,00011.h, trong đó p₀ là áp suất khí quyển tại mặt đất ngang với mặt nước biển và p₀ = 760 mmHg, trong đó h là độ cao so với mực nước biển có đơn vị mét, lấy số e = 2,718. Đỉnh núi Fansipan cao 3147 m so với mực nước biển. Áp suất khí quyển tại đỉnh núi Fansipan bằng bao nhiêu theo đơn vị mmHg (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Hướng dẫn giải

Câu 3. Đồng vị phóng xạ  phân rã α, biến thành đồng vị bền  với chu kỳ bán rã 138 ngày. Ban đầu có môt mẫutinh khiết. Tại thời điểm khảo sát t₁, tỉ số hạt α được tạo ra gấp 3 lần số hạt nhân  còn lại. Sau thời gian t₂ = t₁ + 152 ngày, tỉ số của hạt α được tạo ra gấp bao nhiêu lần số hạt nhân  còn lại?

(làm tròn kết quả đến chữ số phần trăm).    

Hướng dẫn giải

Năng lượng toả ra khi sinh ra 1 hạt  là  

Lúc đầu: 

Lúc sau: 

Câu 4. Một căn phòng ngủ mở (như hình vẽ) có kích thước lần lượt là 4 x 6 x 3,6 (m³). Ban đầu khi sử dụng máy lạnh không khí trong phòng có nhiệt độ 25⁰C; áp suất 1,013.10⁵ Pa. Sau khi ngủ dậy, người ta tắt máy lạnh làm tăng nhiệt độ không khí trong phòng bằng với nhiệt độ bên ngoài 30⁰C. Cho biết khối lượng mol phân tử không khí bằng 29 g/mol. Khối lượng không khí đã ra khỏi phòng khi được tăng nhiệt độ là bao nhiêu kg (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Hướng dẫn giải

Thể tích của căn phòng là: = 4.6.3.6 = 86,4 m³.

Khối lượng không khí trong phòng khi ở 25⁰C:

.

Khi tăng nhiệt độ lên 30⁰C thì khối lượng khí còn lại trong phòng là:

.

Khối lượng khí đã bị thoát ra ngoài bằng: .

Câu 5. Một người cần đun sôi 5 lít nước từ 30°C lên khi sôi 100°C, nhưng vì không chú ý nên khi rót nước sôi ra chỉ còn 4,5 lít. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K, nhiệt hoá hơi riêng của nước là L = 2,3.10⁶ J/kg và khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³. Nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho lượng nước là bao nhiêu kJ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Hướng dẫn giải

Câu 6. Một khung dây phẳng kín gồm 100 vòng dây có diện tích giới hạn 20 cm². Khung dây đặt trong từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ B = 2,4.10^-4 T. Véctơ cảm ứng từ  hợp với mặt phẳng khung dây một góc 30⁰. Cho từ trường giảm đều đến 0 trong khoảng thời gian 0,025 s. Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong khoảng thời gian đó là x.10-4. Giá trị của x là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến chữ số phần trăm) ?

Hướng dẫn giải