Câu 9. Cơ chế của sự dẫn nhiệt của chất khí lí tưởng là

        A. sự truyền nhiệt độ từ vật này sang vật khác.

        B. sự truyền nhiệt năng từ vật này sang vật khác.

        C. sự truyền thế năng từ vật này sang vật khác.

        D. sự truyền động năng của các phân tử này sang các phân tử khác.

Câu 10. Một khung dây quay đều quanh trục đối xứng xx’ nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có đường cảm ứng từ vuông góc với trục quay xx’. Để suất điện động cảm ứng cực đại trong khung lên 4 lần thì tốc độ quay của khung phải

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

Hướng dẫn giải

        Suất điện động cực đại sinh ra bởi khung dây được tính theo công thức:        

        Vì suất điện động cực đại tỉ lệ với tốc độ quay của khung dây. Do đó để suất điện động cực đại tăng 4 lần thì phải tăng tốc độ quay của khung lên 4 lần.

Câu 11. Bevatron là một máy gia tốc hạt. Người ta dùng máy bevatron để truyền cho hạt proton một động năng 10^-9 J (tốc độ hạt rất lớn). Biết khối lượng nghỉ của hạt proton là 1,67.10^-27 kg. Khối lượng hạt proton khi chuyển động trong máy gia tốc xấp xỉ là

        A. 1,3.10^-24 kg.         B. 1,8.10^-24 kg.        C. 1,3.10^-26 kg.        D. 1,8.10^-26 kg.

Hướng dẫn giải

        Ta có: 

        Thay m₀ = 1,67.10^-27 ta tính được m  1,3.10^-26 kg.

Câu 12. Một khung dây có diện tích S gồm N vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B, góc giữa vectơ cảm ứng từ và mặt phẳng khung dây là α. Từ thông qua khung được tính theo công thức

        A.  = BSsinα.        B.  = Bscosα.        C.  = NBSsinα.        D.  = NBScosα.

Câu 13. Lõi của các máy biến thế thường làm bằng các lõi thép mỏng ghép cách điện với nhau. Mục đích của cách làm trên là để

        A. tăng cường từ thông qua các cuộn dây.        B. giảm tác dụng của dòng điện Phu-cô.

        C. giảm trọng lượng của máy biến thế.        D. làm tăng tốc độ biến thiên từ thông qua khung dây.

Câu 14. Một đoạn dây dẫn dài 20 cm có dòng điện I = 9A chạy qua và khối lượng m = 15g được treo nằm ngang trong một từ trường đều có cảm ứng từ  thẳng đứng hướng lên. Khi cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 30⁰. Bỏ qua trọng lượng của dây treo và lấy g = 10 m/s². Cảm ứng từ B có độ lớn gần bằng

        A. 0,167 T.        B. 0,144 T.        C. 0,048 T.        D. 0,096 T.

 Hướng dẫn giải

Các lực tác dụng lên dây dẫn được mô tả như hình vẽ

                Ta có         

                Hay        

                Thay số tính được B = 0,048 T. 

Câu 15. Để làm tăng tốc độ phân rã của một chất phóng xạ, người ta sẽ tiến hành

        A. nung nóng khối chất phóng xạ.        

        B. chiếu lên khôi chất phóng xạ này các bức xạ năng lượng cao.

        C. đặt khối chất phóng xạ này vào vùng có trường điện từ mạnh.

        D. không thể làm thay đổi tốc độ phân rã của khối chất phóng xạ.

Câu 16. Trên một sợi dây đàn hồi dài 1,8m, hai đầu cố định, đang có sóng dừng với 6 bụng sóng. Biết sóng truyền trên dây có tần số 100Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là:

        A. 20m/s.        B. 600m/s.        C. 60m/s.        D. 10m/s.

Hướng dẫn giải

        Áp dụng công thức sóng dừng hai đầu dây cố định:        

        Trên dây có 6 bụng sóng nên k = 6; chiều dài  l = 1,8 m ta tính được .

        Tốc độ truyền sóng: 

Câu 17. Nhiệt độ khí trơ trong bóng đèn sợi đốt khi đèn không sáng là 27 °C, khi sáng là 327 °C. Áp suất khí trơ trong bóng đèn này khi đèn sáng so với khi đèn không sáng gấp

        A. 2,5 lần.        B. 3 lần.        C. 4 lần.        D. 2 lần.

Hướng dẫn giải

Vì quá trình là đẳng tích nên

Câu 18. Tia gamma là bức xạ điện từ có bước sóng rất ngắn với khả năng đâm xuyên lớn qua các vật liệu. Người ta ứng dụng khả năng đâm xuyên của chùm tia gamma để ứng dụng trong các phép đo bề dày của vật liệu. Một chùm tia gamma với cường độ ban đầu I₀ sau khi đi qua một lớp vật liệu có chiều dày x(m) thì cường độ chùm tia gamma giảm tới giá trị I. Cường độ chùm tia gamma bị suy giảm sau khi đi qua lớp vật liệu được cho bởi công thức

        Trong đó  (m^-1) là hệ số hấp thụ bức xạ của môi trường. Giả sử sau khi đi qua lớp vật liệu thì cường độ chùm tia gamma giảm 20%. Hãy xác định bề dày của lớp vật liệu. Cho biết hệ số hấp thụ bức xạ của vật liệu là 0,4.

        A. 0,24 m.        B. 0,36 m.        C. 0,56 m.        D. 0,48 m.

Hướng dẫn giải

        Vì cường độ chùm tia giảm 20%, còn lại 80%. Thay I = 0,8I₀ ta được:

        Giải toán ta được x  0,56 m.

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 lí tưởng xác định biến đổi theo một chu trình biểu diễn bởi đồ thị (V,T) như hình vẽ: Biết V₁ = 1 m³; V₂ = 4 m³; T₂ = 100 K; T₄ = 300 K. Giả sử chất khí không hoá lỏng trong suất chu trình của bài toán.

        a) Áp suất ở trạng thái (1) bằng áp suất ở trạng thái (3).

        b) Thể tích khối khí ở trạng thái (4) là 4 lít.

        c) Hệ thức liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ ở trạng thái (3) tuân theo phương trình 

        d) Nhiệt độ ở trạng thái (3) là 220 ^oC.

Hướng dẫn giải

a. ĐÚNG

Vì trạng thái (1) và (3) nằm trên một đường đẳng áp. Do đó p₁ = p₃.

b. SAI

Quá trình biến đổi (4) đến (1) là quá trình đẳng tích. Do đó V₄ = V₁ = 1 lít.

c. ĐÚNG

Đường thẳng đi qua (2); (3) và (4) có dạng 

        Đường thẳng đi qua trạng thái (2) có toạ độ (V,T) = (4, 100) và trạng thái (4) có toạ độ (V,T) = (1, 300)

        Giải hệ phương trình ta được a = - 0,015 và b = 5,5.

d. SAI

Đường thẳng qua (1) và (3) là đường đẳng áp.

        Ta có 

        Hay  

        Giải được T₃ = 220 K.

Câu 2. Cho đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của một lượng nước được làm lạnh đến khi đông đá như hình vẽ. Biết khối lượng khối nước trong thí nghiệm là 0,5 kg. Nhiệt dung riêng của nước và nước đá lần lượt là 4200 J/kg.K và 2100 J/kg.K, nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 334.10³ J/kg.

        a) Trong khoảng thời gian từ 6 phút đến 12 phút lượng nước trong thí nghiệm đang ở thể rắn.

        b) Công suất toả nhiệt trong giai đoạn AB lớn hơn công suất toả nhiệt trong giai đoạn CD.

        c) Trong giai đoạn BC khối nước thu một nhiệt lượng 167 kJ.

        d) Tổng nhiệt lượng khối nước toả ra từ 0 đến 18 phút là - 188 kJ.

Hướng dẫn giải

        a. SAI

Trong giai đoạn BC, nước ở đang tồn tại cả ở dạng rắn và dạng lỏng.

        b. ĐÚNG

Công suất toả nhiệt trong giai đoạn AB và CD là:

        Vậy công suất toả nhiệt trên giai đoạn AB lớn hơn trong giai đoạn CD.

        c. SAI

Nhiệt lượng toả ra từ lúc bắt đầu cho đến khi hoá lỏng là: 

        d. ĐÚNG

Tổng nhiệt lượng toả ra: 

Câu 3. Một dây dẫn có tiết diện ngang , điện trở suất  được uốn thành nửa vòng tròn tâm  có bán kính  như hình vẽ. Hai đoạn dây dẫn  và  cùng loại với dây trên,  cố định.  quay quanh  sao cho  luôn tiếp xúc với cung tròn. Hệ thống đặt trong từ trường đều  có hướng vuông góc với mặt phẳng chứa nửa vòng tròn. Tại thời điểm ,  trùng  và nhận gia tốc góc  không đổi. Góc  mà bán kính OP quét được trong khoảng thời gian t được tính theo công thức . Biết rằng Sau  giây, dòng điện cảm ứng trong mạch có giá trị cực đại.

        a) Dòng điện xuất hiện trong khung dây OPQ là dòng điện cảm ứng.

        b) Khi P chuyển động từ Q về A thì dòng điện cảm ứng có chiều cùng chiều kim đồng hồ.

        c) Giá trị của hằng số  là 18 (rad/s²).

        d) Dòng điện có giá trị cực đại là 3,81 (A).

Hướng dẫn giải

a. ĐÚNG

b. SAI

Khi P đi từ Q về A thì từ thông tăng, vectơ cảm ứng từ của dòng điện cảm ứng hướng ngược chiều Dòng điện cảm ứng khi đó có chiều ngược chiều kim đồng hồ.

c. SAI

- Tại thời điểm , từ thông qua mạch:

- Suất điện động cảm ứng trong mạch:

- Vì điện trở của mạch là  (Gồm điệm trở cung PQ, và điện trở trên hai đoạn dây bán kính) nên theo định luật Ôm, cường độ dòng điện qua mạch là:

- Từ biểu thức trên, theo bất đẳng thức Cô-si:

d. ĐÚNG

Thay giá trị của  và thời gian t ta tính được cường độ dùng điện cực đại là

Câu 4. Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận dự tính có công suất điện 4000 MW sử dụng nhiên liệu ²³⁵U (25%). Mỗi phân hạch tạo ra năng lượng là 200 MeV. Biết hiệu suất nhà máy điện hạt nhân là 35%.

        a) Các phân hạch là phản ứng hạt nhân toả năng lượng.

        b) Công suất của lò phản ứng xấp xỉ 11429 MW.

c) Giả sử lò hoạt động ổn định với hệ số neutron là k = 1. Số neutron mỗi giây để duy trì hoạt động của lò phản ứng vào khoảng 3,57.10²⁵ hạt.

        d) Khối lượng nhiên liệu để lò hoạt động liên tục trong 10 năm là 17,8 tấn.

Hướng dẫn giải

        a. ĐÚNG

        Phản ứng phân hạch là phản ứng toả năng lượng.

b. ĐÚNG

        Công suất lò phản ứng: P

        c. SAI

        Số neutron sinh ra mỗi giây là: 

        d. SAI

Khối lượng nhiên liệu lò hoạt động trong 10 năm là 

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

Câu 1. Một sóng điện từ có bước sóng 0,6 m truyền trong chân không. Tần số của sóng bằng a.10⁹ Hz. Giá trị của a bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

        Áp dụng công thức 

Câu 2. Một hệ gồm một khối khí xác định nằm trong xi-lanh và piston kín chuyển động bên trong xi-lanh. Lực ma sát giữa piston và xi-lanh 9N. Khối khí nhận nhiệt lượng 0,45 J và nội năng của nó không thay đổi. Piston đã di chuyển đều bên trong xi-lanh một khoảng bằng bao nhiêu cm?

Hướng dẫn giải

        Ta có:  

                  F_ms.S.cos(180⁰) = -0,45

                  S = 0,05 m = 5 cm.

Câu 3. Một khối khí lí tưởng có nhiệt độ 27 ^oC. Động năng trung bình của chuyển động nhiệt của các phân tử khí là bao nhiêu eV? (Làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai)

Hướng dẫn giải

        Động năng trong bình của chuyển động nhiệt:

Câu 4. Một bình kín chứa đầy không khí ở điều kiện tiêu chuẩn, được đậy bằng một vật có khối lượng 2 kg. Tiết diện miệng bình là 10 cm². Tìm nhiệt độ lớn nhất (theo đơn vị ^oC) của không khí trong bình để không khí không đẩy nắp lên và thoát không khí ra ngoài. Biết áp suất khí quyển là p₀ = 101300 N/m². Bỏ qua sự thay đổi thể thích của bình chứa. Lấy g = 10 m/s². (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị)

Hướng dẫn giải

        Áp suất do không khí và áp suất do áp lực của nắp đậy là:

                  p = p_kk + p_nắp = 101300 + 

        Nắp bình bị đẩy ra khi áp suất trong bình bằng P = 121300 

        Áp dụng phương trình đẳng tích: 

        Ta tính được 

Câu 5.  Trong không khí, hàm lượng khí CO₂ chiếm khoảng 0,03%. Biết rằng tỉ lệ đồng vị ¹⁴C và ¹²C là như nhau. Hạt nhân ¹⁴C phân rã beta với chu kỳ bán rã 5730 năm. Biết rằng ở điều kiện tiêu chuẩn mỗi lần phổi con người hít vào 0,5 lít không khí và thở ra sau khoảng thời gian 3,5 s. Số phân rã của hạt nhân ¹⁴C trong mỗi lần con người ta hít thở tính theo đơn vị 10⁶  là bao nhiêu ? (Làm tròn đến số thập phân thứ nhất)

Hướng dẫn giải

        Số mol khí mỗi lần hít thở: 

        Số hạt nhân ¹⁴C chứa trong 0,5 lít là: 0,03%.n.N_A/2 

        Số hạt nhân phân rã trong thời gian 3,5s là:

Câu 6. Coi hạt nhân có dạng hình cầu. Mật độ điện tích của hạt nhân heo đơn vị 10²⁴(C/m³)  bằng bao nhiêu? (Làm tròn tới số thập phân thứ hai)

Hướng dẫn giải

        Thể tích của hạt nhân Au là: 

        Mật độ điện tích hạt nhân: