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

Câu 9. Một khung dây dẫn kín (C) có dạng hình tròn phẳng, dẹt có 100 vòng, mỗi vòng có diện tích 50 cm². Khung dây quay đều tốc độ 3000 vòng/phút quanh trục nằm trong mặt phẳng khung, trong một từ trường đều có véctơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,02 T. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây có giá trị hiệu dụng bằng

         A. 3,4 V.                                                B. 1,1 V.                                                        C. 2,2 V.                                                D. 1,7 V.

Hướng dẫn giải

 V

Câu 10. Trong các hình sau xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng trong vòng dây dẫn kín khi nam châm hoặc vòng dây tịnh tiến?

A. Hình 1.                                                 B. Hình 2.                                                 C. Hình 2.                                                D. Hình 2.

Hướng dẫn giải

Để xác định chiều dòng điện cảm ứng, ta cần thực hiện các bước:
B1: Xác định chiều đường sức từ, với quy tắc vào Nam, ra Bắc
B1: Xác định chiều dương vòng dây dẫn kín (C) phù hợp với chiều đường sức từ
B3: Từ thông tăng, dòng điện cảm ứng ngược chiều dương. Ngược lại từ thông giảm, dòng điện cùng chiều dương.

Câu 11. Trong các hình vẽ sau, đoạn dây dẫn MN có dòng điện không đổi cường độ I chạy qua đặt trong một từ trường đều ở các vị trí khác nhau. Độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện MN trong hình nào là lớn nhất?

        A. Hình a.                                                 B. Hình b.                                                 C. Hình c.                                                D. Hình d.

Hướng dẫn giải

Vì F = B.I.l.sinα nên F max khi sinα = 1 khi  α = 90⁰.

Câu 12. Một vật dao động điều hoà có phương trình li độ . Tốc độ cực đại của vật trong quá trình dao động được tính theo công thức

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

Câu 13. Số proton có trong hạt nhân  là 

        A. 20.         B. 30.         C. 26.         D. 56. 

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 động năng của hạt bằng 0,25 lần năng lượng nghỉ. Tốc độ v liên hệ với c qua hệ thức

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

Hướng dẫn giải

Ta có: 

→.

Câu 15. Một dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng I = A và tần số f = 50 Hz. Lúc t = 0, cường độ tức thời là i = 2 A và đang tăng. Biểu thức của dòng điện tức thời là

        A. i =  A.         B. i =  A.        

        C. i =  A.                                                                D. i =  A.

Hướng dẫn giải

 A

Lúc t = 0, i = 2 A nên , vì i tăng nên chọn nghiệm 

Câu 16. Chọn câu sai. Một vòng dây dẫn kín (C) có diện tích giới hạn S đặt cố định trong một từ trường đều có cảm ứng từ . Với α là góc hợp bởi véctơ cảm ứng từ  và véctơ pháp tuyến  của mặt phẳng khung dây. Khi đó từ không Φ gửi qua khung dây

        A. được tính bởi công thức Φ = B.S.cosα.

B. có đơn vị là vêbe (Wb).               

C. là một đại lượng đại số.

        D. biến thiên điều hoà theo thời gian.

Câu 17. Cho hạt nhân , với ,  lần lần lượt là khối lượng proton, neutron. Độ hụt khối Δm của hạt nhân  được tính theo công thức

A. .                                                B. .

C. .                                                D. .

Câu 18. Một loại thực phẩm đóng gói được xử lý bằng đồng vị phóng xạ  để tiêu diệt vi khuẩn và kéo dài thời gian bảo quản. Ban đầu, lượng  trong gói thực phẩm chiếm 75% tổng số nguyên tử coban, còn lại 25% là đồng vị bền . Biết chu kỳ bán rã của  là 5,3 năm. Sau 15,9 năm, so với tổng lượng coban còn lại, phần trăm lượng  phóng xạ chiếm

        A. 27,3%.                                                             B. 18,75%.                

C. 21%.                                                                         D. 15,6%.

Hướng dẫn giải

Ta có:  

 Chỉ có  phóng xạ thành hạt khác, số hạt  còn lại sau 15,9 năm là: 

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 học sinh thực hiện một thí nghiệm để tìm nhiệt hóa hơi riêng của nước. Một cốc thủy tinh chứa nước được đặt trên cân điện tử. Nước được đun nóng bằng một máy sưởi nhúng với công suất P = 100 W , được nhúng trong nước sao cho không chạm vào cốc thủy tinh, như hình vẽ. Coi nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh không đáng kể. Cho biết nhiệt độ ban đầu của nước là 27⁰C và sôi ở 100⁰C, nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K. Khi nước bắt đầu sôi, học sinh đọc số cân. Sau 1,598 phút học sinh đọc lại số cân thu được kết quả như sau

a) Khối lượng nước trong cốc giảm không đáng kể từ lúc bắt đầu đun đến khi nước bắt đầu sôi.

b) Năng lượng máy sưởi cung cấp trong 3 phút là 18000 J.

c) Nhiệt hóa hơi riêng của nước tính toán được là  J/kg.

d) Nhiệt lượng cung cấp cho nước từ lúc bắt đầu đun cho đến thời gian 3 phút là 24000 J.

Hướng dẫn giải

a)        ĐÚNG

Δm = m – m₀ = 0,02 g rất nhỏ

Khối lượng nước trong cốc giảm không đáng kể từ lúc bắt đầu đun đến khi nước bắt đầu sôi.

b)        ĐÚNG

A = P.t = 100.180 = 18000 J

c)        ĐÚNG

 J/kg

d)        SAI

 J

Câu 2. Khí carbon dioxide (CO₂) được sử dụng trong các bình chữa cháy. Khi mở van bình, do có sự chênh lệch về áp suất, CO₂ lỏng trong bình thoát ra ngoài qua hệ thống và chuyển thành dạng tuyết thán khí (rắn), lạnh tới -78,5°C. Khi phun vào đám cháy, CO₂ có tác dụng làm loãng nồng độ hỗn hợp hơi khí cháy, đồng thời làm lạnh vùng cháy dẫn tới triệt tiêu đám cháy. Để hóa lỏng khí CO₂ ở nhiệt độ 20°C, ta cần phải đưa khí CO₂ về áp suất 58 atm. Muốn có một bình chứa 4 lít CO₂ đã được hóa lỏng thì phải cần ít nhất 2200 lít khí CO₂ ở nhiệt độ 20°C và áp suất 1 atm.

a) Khí CO₂ được sử dụng trong bình chữa cháy nhờ khả năng làm lạnh và làm loãng hỗn hợp khí cháy.  

b) Tuyết thán khí là dạng CO₂ ở thể khí có nhiệt độ rất thấp. 

c) Áp suất cần để hóa lỏng CO₂ ở 20°C là 58 atm.

d) Để tạo ra 4 lít CO₂ lỏng, cần ít nhất 2200 lít khí CO₂ ở 20°C và áp suất 1 atm 

Hướng dẫn giải

a)        ĐÚNG

Theo đề bài, CO₂ có tác dụng làm loãng nồng độ hỗn hợp hơi khí cháy và làm lạnh vùng cháy, giúp triệt tiêu đám cháy.

b)        SAI

"Tuyết thán khí" thực chất là CO₂ ở thể rắn, không phải thể khí.

CO₂ rắn có nhiệt độ -78,5°C và thăng hoa trực tiếp thành khí mà không qua giai đoạn lỏng.

c)        ĐÚNG

Theo thông tin trong đề bài, CO₂ cần áp suất 58 atm để hóa lỏng ở nhiệt độ 20°C.

d)        SAI

Đề bài đã nêu rõ rằng 2200 lít khí CO₂ ở 20°C và áp suất 1 atm có thể tạo ra 4 lít CO₂ lỏng.

Câu 3. Pôlôni  là một đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã ngắn, trong quá trình phân rã, nó biến đổi thành chì bền . Hình bên là đồ thị biểu diễn sự thay đổi số hạt nhân Pôlôni  và số hạt nhân chì  theo thời gian t. 

a) Số hạt nhân Pôlôni giảm dần theo quy luật hàm mũ theo thời gian. 

b) Sau đúng 1 chu kỳ bán rã, số hạt nhân Pôlôni còn lại bằng 25% số hạt nhân ban đầu.

c) Tổng số hạt nhân  luôn không đổi theo thời gian.

d) Khi số hạt nhân chì bằng số hạt nhân Pôlôni còn lại, thời gian đã trôi qua đúng 1 chu kỳ bán rã.

Hướng dẫn giải

a)        ĐÚNG

Theo định luật phóng xạ

b)        SAI

Sau 1T, số hạt nhân phóng xạ còn lại 50% số hạt nhân phóng xạ lúc đầu.

c)        ĐÚNG

Vì 

d)        ĐÚNG

Câu 4. Hình vẽ mô tả thí nghiệm của nhà vật lý Joule về mối liên hệ giữa công, nội năng và nhiệt lượng (SKG Vật Lí 12 KNTT trang 12). Thí nghiệm này là cơ sở thực nghiệm hình thành định luật I của nhiệt động lực học. 

a) Trong thí nghiệm này, công do vật nặng sinh ra đã làm quay cánh cản khiến nước nóng lên.

b) Định luật I của nhiệt động lực học được xây dựng dựa trên các thí nghiệm do Joule thực hiện trong giai đoạn 1844 - 1854.

c) Nội năng của nước chỉ tăng do nước nhận nhiệt lượng từ môi trường xung quanh.

d) Trong hệ kín khí lý tưởng, nếu không có trao đổi nhiệt với môi trường (Q = 0), độ biến thiên nội năng ΔU sẽ đúng bằng công A thực hiện lên hệ.

Hướng dẫn giải

a)        ĐÚNG

Đây chính là nội dung cơ bản trong thí nghiệm của Joule. Vật nặng rơi xuống làm quay cánh cản trong nước, lực ma sát giữa cánh khuấy và nước làm tăng nhiệt độ của nước.

b)        ĐÚNG

Đây là thông tin lịch sử chính xác. Từ năm 1844 đến 1854, Joule thực hiện hàng loạt thí nghiệm về sự chuyển hóa giữa công và nhiệt, tạo cơ sở cho Định luật I của nhiệt động lực học (nguyên lý bảo toàn và chuyển hóa năng lượng trong hệ nhiệt động).

c)        SAI

Phát biểu này sai vì trong thí nghiệm của Joule, nước không nhận nhiệt lượng từ môi trường, mà nội năng tăng do công cơ học được thực hiện bởi cánh cản.

d)        ĐÚNG

Đây là đúng theo Định luật I nhiệt động lực học:

ΔU=A+Q

Với Q=0 (hệ cô lập nhiệt), ta có:

ΔU=A

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

Câu 1. Có 24 g khí lí tưởng chiếm thể tích 5 lít ở 27⁰C. Sau khi nung nóng đẳng áp khối lượng riêng của khí là 2,5 g/l. Tìm nhiệt độ của khí sau khi nung nóng theo đơn vị ⁰C. (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).

Hướng dẫn giải

Nung nóng đẳng áp nên

.

Câu 2. Hình vẽ mô tả nguyên lý hoạt động của một chiếc bàn là hơi nước. Nước ban đầu từ bình ở nhiệt độ 30°C nhỏ xuống tấm kim loại, sau đó bay hơi thành hơi nước ở 100°C. Bộ phận làm nóng có công suất điện là 1,5 kW. Giả sử toàn bộ năng lượng điện được truyền vào tấm kim loại, giúp duy trì nhiệt độ làm việc ổn định. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K và nhiệt hoá hơi riêng của nước là 2,3.10⁶ J/kg. Trong mỗi phút, bàn là tạo ra bao nhiêu gam hơi nước? (làm tròn kết quả đến quả phần trăm).    

Hướng dẫn giải

^.  

Sử dụng thông tin sau cho Câu 3 và Câu 4: Một hạt neutron chậm bắn vào hạt nhân  đang đứng yên, gây ra phản ứng phân hạch theo phương trình: n + → +  + x.n. Biết năng lượng liên kết riêng của  là 7,60 MeV/nucleon; của  là 8,53 MeV/nucleon và của  là 8,25 MeV/nucleon.

Câu 3. Giá trị của x là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và định luật bảo toàn điện tích:

1+235 = 90 + 144 + x.1 → x = 2

Câu 4. Năng lượng phân hạch được cung cấp cho một nhà máy điện hạt nhân có công suất 100 MW. Biết hiệu suất nhà máy là 35%. Tính khối lượng  cần cung cấp cho nhà máy trong một năm theo đơn vị kg. (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị).

Hướng dẫn giải

Năng lượng toả ra khi phân hạch 1 hạt   .

Số hạt  sử dụng trong 1 năm:  J.

Khối lượng  trong 1 năm: 

Câu 5. Từ thông gửi qua mặt giới hạn của một khung dây dẫn đặt trong từ trường có giá trị biến thiên theo thời gian được mô tả trong đồ thị ở hình bên dưới. Độ lớn cực đại suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây là bao nhiêu? (làm tròn kết quả đến chữ số phần trăm)?

Hướng dẫn giải

Từ đồ thị ta thấy, độ dốc càng lớn thì suất điện động càng lớn nên trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,08 s suất điện động lớn nhất

Câu 6. Bắn một proton vào hạt nhân  đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau cùng động năng. Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ γ. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân, tính theo đơn vị u, bằng số khối của nó. Tính tỉ số giữa tốc độ của prôtôn và tốc độ của hạt nhân X nếu hai hạt X bay theo hai hướng hợp với nhau một góc 60⁰. (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

Hướng dẫn giải

Phương trình phản ứng: 

Dựa vào định luật bảo toàn điện tích và số khối ta xác định được hạt nhân X chính là hạt α.

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: 

Từ hình vẽ ta có: