A.         B. .         C. .         D. 

Hướng dẫn giải

Khi nam châm rơi tự do thì nó không chịu tác dụng của bất kì lực cản nào. Còn khi nam châm rơi qua ống dây thì trong ống dây xuất hiện lực từ gây cản trở sự rơi của nam châm. 

Câu 12:        Một khối khí lí tưởng xác định áp suất bằng. Nếu giữ nhiệt độ của khối khí đó không đổi và làm cho áp suất của khối khí tăng lên bằng  thì thể tích của khối khí

        A. giảm 2 lần.         B. tăng 2 lần.         C. tăng 4 lần.         D. giảm 4 lần.

Hướng dẫn giải

Theo định luật Boyle: Khi nhiệt độ của một khối lượng khí xác định giữ không đổi thì áp suất gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó. pV  hằng số

Do đó, khi giữ nhiệt độ của khối khí đó không đổi và làm cho áp suất của khối khí tăng lên bằng  thì thể tích của khối khí giảm 2 lần.

Câu 13: Hình bên mô tả khả năng đâm xuyên của các tia phóng xạ qua vật chất. Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Tia không đâm xuyên qua được tấm bìa giấy là tia .

B. Tia đâm xuyên qua được tấm nhôm là tia .

C. Tia đâm xuyên qua được tấm bìa giấy là tia .        

D. Hai tia đâm xuyên qua được tấm bìa giấy là tia  và tia .

Hướng dẫn giải

Tia  làm ion hóa môi trường vật chất ở mức trung bình nên nó có thể đâm xuyên qua tờ giấy dày khoảng 1 mm.

Câu 14:        Potassium-40 (K-40) có mặt trong các tế bào của cơ thể và là nguyên nhân khiến cho cơ thể người có một mức độ phóng xạ nhỏ mà không gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Potassium-40 chiếm một tỷ lệ rất nhỏ trong Potassium và trong quá trình phóng xạ có phát ra tia beta. Potassium-40 (K-40) là

A. một loại amino acid.                    B. một loại vitamin.

C. một loại protein.                D. một đồng vị phóng xạ của Potassium.

Hướng dẫn giải

Potassium-40 (K-40) là một đồng vị phóng xạ của Potassium.

Câu 15:        Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch (phản ứng tổng hợp hạt nhân) là hai loại phản ứng hạt nhân được con người đặc biệt chú ý vào trong thực tiễn cuộc sống. Hai loại phản ứng nói trên thuộc loại phản ứng

        A. tỏa năng lượng.        B. thu năng lượng.         C. hóa hợp.        D. phân hủy.

Hướng dẫn giải

Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch là hai loại phản ứng tỏa năng lượng.

Câu 16:        Công thức nào sau đây biểu diễn đúng sự liên hệ giữa năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật theo Einstein?

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

Hướng dẫn giải

Theo hệ thức Einstein: E .

Câu 17:        Treo một đoạn thanh dẫn có chiều dài  cm, khối lượng  g bằng hai sợi dây mảnh, nhẹ và có chiều dài  cm sao cho thanh dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ của từ trường hướng thẳng đứng xuống dưới, có độ lớn B 0,4 T và cường độ dòng điện đi qua dây dẫn có độ lớn là I  2 A. Lấy g 10 m/. Ở vị trí cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc lệch  Bỏ qua ma sát với không khí. Đột ngột tắt từ trường, hỏi vận tốc của vật khi đi qua vị trí thấp nhất là bao nhiêu?

A. 0,52 m/s.        B. 0,63 m/s.         C. 0,85 m/s.         D. 0,77 m/s.

Hướng dẫn giải

Tại vị trí cân bằng, ta có:

  +   

Khi đột ngột tắt từ trường, không còn lực từ tác dụng lên thanh dẫn   Thanh dẫn chuyển động về vị trí cân bằng.

Bảo toàn cơ năng cho ta:

 mg (1- )

 .

Câu 18:        Siêu âm là một trong những ứng dụng của vật lí trong y học. Nhờ vào ... (1) … có thể di chuyển qua các vật chất, và khi chúng gặp phải các vật cản như mô trong cơ thể, chúng sẽ phản xạ lại, tạo ra tín hiệu mà máy siêu âm có thể ghi nhận và phân tích. Từ đó đưa ra các hình ảnh cụ thể trên máy siêu âm. Chỗ trống (1) là

     A.sóng âm.                                              B. sóng ánh sáng.        

     C. tia X.                                              D. tia Gamma.

Hướng dẫn giải

Trong y học, người ta sử dụng sóng âm để siêu âm vì sóng âm có thể di chuyển qua các vật chất, và khi chúng gặp phải các vật cản như mô trong cơ thể, chúng sẽ phản xạ lại, tạo ra tín hiệu mà máy siêu âm có thể ghi nhận và phân tích. Từ đó đưa ra các hình ảnh cụ thể trên máy siêu âm.

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:        Để xác định gần đúng nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 kg rượu hóa thành hơi khi sôi ở 78, bạn An đã làm thí nghiệm sau. Cho 1 kg rượu ở 15 vào ấm rồi đặt lên bếp để đun. Biết rằng nhiệt dung của ấm nước và nhiệt lượng tỏa ra môi trường là không đáng kể. Cho hiệu suất chuyển hóa nhiệt của bếp là . Khi theo dõi, bạn học sinh ghi chép được các số liệu sau:

·        Để đun nóng rượu từ 15 đến 78 cần 450 giây.

·        Để 300 gam rượu trong ấm hóa hơi ở nhiệt độ sôi cần 720 giây.

·        Nhiệt dung riêng của rượu là 2500 J.

a) Công suất của bếp điện là 300 W.

b) Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng 1 kg rượu từ 15 lên 78 là 157500 J.

 c) Nhiệt lượng cần cung cấp để 300 gam rượu ở 15 hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi là 252000 J.        

 d) Nhiệt lượng cần cung cấp để 1 kg rượu hóa thành hơi ở nhiệt độ sôi là 840 kJ.

Hướng dẫn giải

a) SAI

Theo đề, thời gian để đun nóng rượu từ 15 đến 78 là 450 giây nên ta có

Pmct

.

        b) ĐÚNG

        Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng 1 kg rượu từ 15 lên 78 là

.

        c) SAI

        Nhiệt lượng cần cung cấp để 300 gam rượu ở 15 hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi là

        d) ĐÚNG

        Ta có: .

Câu 2:         Vào tiết thực hành môn vật lí trong phòng thí nghiệm, một bạn học sinh tiến hành thực hiện thí nghiệm như sau.

Chuẩn bị:

        - Nam châm điện, điện kế, cuộn dây, biến trở, khóa K, các dây dẫn và nguồn điện. 

Tiến hành:

        - Lắp mạch điện như hình vẽ và điều chỉnh kim điện kế chỉ đúng vạch số 0.

        - Quan sát kim điện kế khi đóng hoặc ngắt khóa K.

        - Đóng khóa K rồi di chuyển con chạy trên biến trở sang phải hoặc sang trái. Quan sát kim điện kế.

a) (1), (2), (3), (4), (5) và (6) lần lượt là nam châm điện, cuộn dây, điện kế, khóa K, nguồn điện và biến trở.

b) Khi đóng hoặc ngắt khóa K hoặc di chuyển con chạy trên biến trở thì kim điện kế lệch khỏi vạch số 0.

        c) Khi đóng khóa K rồi di chuyển con chạy trên biến trở thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện một chiều.

        d) Nếu tăng số vòng cuộn dây (2) thì ta quan sát thấy độ lệch kim điện kế khi đóng hoặc ngắt khóa K sẽ lớn hơn so với lúc đầu.

Hướng dẫn giải

        a) ĐÚNG

(1), (2), (3), (4), (5) và (6) lần lượt là nam châm điện, cuộn dây, điện kế, khóa K, nguồn điện và biến trở.

        b) ĐÚNG

Khi đóng hoặc ngắt khóa K hoặc di chuyển con chạy trên biến trở thì dòng điện đi qua nam châm điện thay đổi  số đường sức từ qua cuộn dây thay đổi nên trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Do đó, kim điện kế lệch khỏi vạch số 0.

        c) SAI

Khi đóng khóa K rồi di chuyển con chạy trên biến trở thì cường độ dòng điện đi qua nam châm điện thay đổi, còn chiều vẫn giữ nguyên. Vì vậy, khi đó trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng, còn về một chiều hay xoay chiều thì tùy thuộc vào nguồn điện là một chiều hay xoay chiều.

        d) ĐÚNG

Tương tự như máy biến áp, . Vì  không đổi nên khi tăng thì  tăng suy ra dòng điện sinh ra có cường độ lớn hơn nên độ lệch kim điện kế lớn hơn so với ban đầu.

Câu 3: Trong y học, người ta có thể điều trị bệnh ung thư tuyến giáp bằng iodine phóng xạ. Iodine phóng xạ có thể tiêu diệt các tế bào tạo nên tuyến giáp và ung thư tuyến giáp. Một bệnh nhân đang được điều trị bằng  - một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là T 8 ngày. Khi phân rã, nó phát ra bức xạ beta và chuyển thành khí xenon (Xe). Biết khối lượng mol của  là M 131 g/mol.

a)Hằng số phóng xạ của  là   1..

         b) Khi một hạt nhân  phóng xạ ,  sản phẩm phân rã là một hạt nhân có 54 proton và 54 neutron.

        c)Một bệnh nhân được điều trị bằng  với liều 7,4. Bq. Sau 12 ngày, lượng  còn lại trong cơ thể bệnh nhân là 2,62. Bq.

        d) Khối lượng  với liều 7,4. Bq là 2,52. gam.

Hướng dẫn giải

        a) ĐÚNG

        Hằng số phóng xạ của  là 

        b) SAI

        Phương trình phóng xạ của 

         Từ đó, suy ra sản phẩm phân rã là một hạt nhân có 54 proton và 77 neutron.

        c) ĐÚNG

        Lượng  còn lại trong cơ thể bệnh nhân sau 12 ngày là 

        d) SAI

        Số mol có trong 7,4. Bq là :

  Khối lượng  với liều 7,4. Bq là : 

Câu 4: Một ống nghiệm tiết diện đều có chiều dài 80 cm, đặt thẳng đứng chứa một khối khí lí tưởng đến nửa ống, phía trên của ống là một cột thủy ngân. Nhiệt độ lúc đầu của khối khí là . Áp suất khí quyển là 760 mmHg. 

     a) Áp suất của khối khí lí tưởng trong ống nghiệm ban đầu bằng 800 mmHg.

     b) Nếu đặt ống nằm ngang thì cột thủy ngân còn lại trong ống dài 23,2 cm (coi nhiệt độ của khối khí trên không thay đổi).

     c) Nếu đặt ống thẳng đứng, hơ nóng khối khí trong ống tới  thì chiều cao của cột không khí trong ống bằng 37,9 cm.

    d) Lúc này, tiếp tục làm lạnh khối khí trong ống đến  thì cột thủy ngân trong ống di chuyển một đoạn bằng 3,47 cm.

Hướng dẫn giải

     a) SAI

Chiều cao cột thủy ngân trong ống nghiệm ban đầu là  

  Áp suất của khối khí trong ống nghiệm là 

     b) SAI

 Gọi S là tiết diện của ống ().

Khi đặt ống thẳng đứng thì  

Khi đặt ống nằm ngang thì   với là chiều dài của cột không khí trong ống.

Vì nhiệt độ khối khí không đổi nên ta có 

Chiều dài cột thủy ngân còn lại trong ống là 

      c) SAI

Gọi x (cm) là chiều dài cột thủy ngân còn lại trong ống.

          Áp suất của khối khí trong ống lúc này là cmHg.

          Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng ta được

           Giải phương trình trên ta được 

           Chiều cao cột không khí còn lại trong ống là 

       d) SAI

Gọi x (cm) là độ dịch chuyển của cột thủy ngân.

            Vì áp suất của khối khí trong ống là không đổi nên

             Mà 

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

Câu 1: Một khối khí lí tưởng ban đầu ở trạng thái có áp suất , thể tích , nhiệt độ . Tiếp theo, khối khí trên được làm mát đẳng tích đến nhiệt độ . Sau đó, được giãn đẳng nhiệt đến thể tích 3. Hỏi tỉ số của áp suất ban đầu và áp suất ở trạng thái cuối cùng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

        Khối khí trên được làm mát đẳng tích nên ta có

Sau đó, khối khí trên được giãn đẳng nhiệt đến thể tích 3, nên ta có

Câu 2: Cuộc trò chuyện với các phi hành gia trên Mặt Trăng có tiếng vang được sử dụng để ước tính khoảng cách tới Mặt Trăng. Âm thanh mà một người phát ra trên Trái Đất đã được chuyển thành tín hiệu sóng radio gửi tới Mặt Trăng, sau đó được chuyển ngược lại thành âm thanh trên một loa trong bộ đồ không gian của phi hành gia. Âm thanh này đã được microphone trong bộ đồ không gian (dùng cho tiếng nói của phi hành gia) thu lại và gửi về Trái Đất dưới dạng một loại tiếng vang sóng radio. Biết thời gian để người ở Trái Đất có thể nghe được tiếng vang của mình sau khi nói là 2,6 giây. Bỏ qua mọi độ trễ trong các thiết bị điện tử. Khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng là x. km. Giá trị của x là bao nhiêu (kết quả làm tròn đến chữ số hàng đơn vị)?

Hướng dẫn giải

        Vì tổng thời gian để người nói trên Trái Đất có thể nghe được tiếng vang của mình là 2,6 giây nên thời gian để âm thanh đi từ Trái Đất đến Mặt Trăng là 1,3 giây.

Khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng là

Câu 3: Năm 1947, Willand Frank Libby đã tìm ra phương pháp xác định niên đại của các cổ vật gốc hữu cơ dựa vào các đặc tính của đồng vị phóng xạ . Sau khi kiểm tra một mẫu xương cổ chứa với hoạt độ ban đầu là 1500 Bq, người ta biết được hoạt độ  còn lại trong mẫu xương cổ là 500 Bq. Biết đồng vị  có chu kỳ bán rã là 5730 năm. Tuổi thọ của mẫu xương cổ trên là bao nhiêu năm? (kết quả làm tròn đến chữ số hàng đơn vị).

Hướng dẫn giải

        Ta có: , với , , .

Ta tính được tuổi thọ của mẫu xương cổ trên là: .

Câu 4: Một bình chứa một chất khí được nén ở nhiệt độ 27 °C và áp suất 40 atm. Nếu nhiệt độ của khí giảm xuống còn  và một nửa lượng khí thoát ra khỏi bình thì áp suất khí sẽ bằng bao nhiêu atm?

Hướng dẫn giải

Áp dụng phương trình C-M, ta được

Ở trạng thái đầu : 

Ở trạng thái sau : 

Câu 5: Một viên đạn làm bằng bạc đang bay với tốc độ 300 m/s thì găm vào một khúc gỗ. Sau khi bay xuyên qua khúc gỗ thì nhiệt độ của viên đạn tăng thêm 109 K. Biết rằng viên đạn không trao đổi nhiệt với bên ngoài và toàn bộ độ tăng nội năng của viên đạn đều chuyển thành nhiệt năng. Bỏ qua ma sát với không khí. Cho nhiệt dung riêng của bạc là . Tốc độ của viên đạn sau khi ra khỏi khúc gỗ là bao nhiêu m/s? (Kết quả làm tròn đến chữ số hàng đơn vị).

Hướng dẫn giải

        Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng

Câu 6: Bóng thám không được sử dụng để thu thập thông tin về môi trường không khí. Bóng thường được bơm bằng khí nhẹ hơn không khí, nhờ đó có thể bay lên các tầng không khí khác nhau để thu thập thông tin về nhiệt độ, áp suất, … Tại mặt đất, người ta muốn chế tạo một bóng thám không chứa khí hydrogen có thể tích  . Biết bóng được bơm ở áp suất 1.  Pa và nhiệt độ 27 Cho khối lượng mol của khí hydrogen là M  g/mol. Khối lượng của khí hydrogen được bơm vào là bao nhiêu kg? (Kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần chục). 

Hướng dẫn giải

        Áp dụng phương trình C-M ta được

.