Câu 11. Một bình kín có vỏ cách nhiệt được chia làm hai phần bởi một lớp ngăn mỏng, cách nhiệt. Ở hai phần của bình, chứa hai chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau và có các thông số sau:

Sau khi lớp ngăn được phá bỏ, nhiệt độ khi cân bằng của hỗn hợp là t (°C). Biết rằng, . Tỉ số  bằng

        A. .        B. 2..        C. 2..        D. .

Hướng dẫn giải

        Giả sử . Sau khi lớp ngăn được phá vỡ thì diễn ra sự truyền nhiệt từ phần chất lỏng thứ nhất sang phần chất lỏng thứ 2 cho đến khi xảy ra cân bằng nhiệt. Khi đó ta có:

 ⇔ 

                ⇔    (1)

        Mà:  ⇔ 

                ⇔  

                ⇔    (2)

        Từ (1) và (2) suy ra: .

        Kết quả trên vẫn đúng với trường hợp .

Câu 12. Một mol khí helium chứa trong một xilanh đậy kín bởi một pit-tông (pit-tông có thể dịch chuyển không ma sát), khối khí thực hiện quá trình biến đổi trạng thái từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) theo đồ thị như hình bên. Trong quá trình biến đổi đó, nhiệt độ lớn nhất của khối khí xấp xỉ bằng

        A. 722 K.

        B. 936 K.

        C. 963 K.

        D. 690 K.

Hướng dẫn giải

        Trong quá trình biến đổi trạng thái của khối khí trên, mối liên hệ giữa p và V được xác định bởi biểu thức: .

Từ đồ thị, ta có:  ⇒  ⇒ 

        ⇔ 

        Mà:  (phương trình Clapeyron)

        Suy ra:  ⇔ 

⇒  ⇔ 

⇒ .

Câu 13. Một bạn học sinh thực hiện thí nghiệm thả rơi một thanh nam châm thẳng đi qua lòng ống dây như hình vẽ bên. Bạn đã dự đoán các kết quả có thể xảy ra như sau, kết quả nào đúng?

        A. Khi thanh nam châm đang rơi vào lòng ống dây thì đèn led  sáng, đèn led  tắt.

        B. Khi thanh nam châm đang rơi vào lòng ống dây thì cả hai đèn led đều sáng.

        C. Khi thanh nam châm đang rơi ra khỏi lòng ống dây thì đèn led  sáng, đèn led  tắt.

        D. Khi thanh nam châm đang rơi ra khỏi lòng ống dây thì cả hai đèn led đều sáng.

Hướng dẫn giải

        Khi thanh nam châm đang rơi vào lòng ống dây thì dòng điện cảm ứng xuất hiện trong ống dây chiều ngược chiều quay của kim đồng hồ (nhìn từ trên xuống). Khi đó, dòng điện chạy qua mạch ngoài có chiều từ B đến A nên đèn led  sáng, đèn led  tắt.

        Khi thanh nam châm đang rơi ra khỏi lòng ống dây thì d òng điện cảm ứng xuất hiện trong ống dây chiều cùng chiều quay của kim đồng hồ (nhìn từ trên xuống). Khi đó, dòng điện chạy qua mạch ngoài có chiều từ A đến B nên đèn led  sáng, đèn led  tắt.

Câu 14. Một đoạn dây dẫn thẳng dài 5 cm mang dòng điện có cường độ 2 A được đặt trong từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ bằng 0,5 T và các đường sức từ hợp với dây dẫn một góc 30°. Lực từ tác dụng lên dây dẫn có độ lớn là

        A. 2,5 N.        B. 25 mN.        C. 43 mN.        D. 4,3 N.

Hướng dẫn giải

        Độ lớn lực từ tác dụng lên dây dẫn là

.

Câu 15. Biển cảnh báo trong hình bên có ý nghĩa gì?

        A. Cảnh báo khu vực nguy hiểm có sấm sét.

        B. Cảnh báo khu vực nguy hiểm về điện.

        C. Cảnh báo khu vực nguy hiểm về phóng xạ.

        D. Cảnh báo khu vực chứa hóa chất độc hại.

Hướng dẫn giải

        Biển cảnh báo trong hình có ý nghĩa: cảnh báo khu vực nguy hiểm về điện.

Câu 16. Nếu đặt điện áp xoay chiều có biểu thức  (V) vào hai đầu một đoạn mạch điện thì điện áp tức thời đạt giá trị 155 V lần đầu tiên tại thời điểm

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

Hướng dẫn giải

        Thời điểm điện áp tức thời đạt giá trị 155 V là:

 V ⇔  ()

                ⇔  () hoặc  ().

        Giá trị nhỏ nhất của  và  lần lượt là  và .

        Vậy điện áp tức thời đạt giá trị 155 V lần đầu tiên tại thời điểm  s.

Câu 17. Trong thiết bị kiểm tra hành lí ở các sân bay có ứng dụng của tia nào sau đây?

        A. Tia hồng ngoại.

        B. Tia tử ngoại.

        C. Tia X.

        D. Tia alpha.

Hướng dẫn giải

        Trong thiết bị kiểm tra hành lí ở các sân bay có ứng dụng của tia X.

Câu 18. Hình bên là một kỹ sư đang dùng máy thu (ống Geiger - Muller) để xác định số lượng hạt α được phát ra từ một nguồn phóng xạ X. Biết trong 2 giây đầu, máy đếm được có 3 hạt α được phát ra; trong 15 giây tiếp theo, máy đếm được có thêm 12 hạt α nữa được phát ra. Hằng số phóng xạ của chất phóng xạ X xấp xỉ bằng

        A. 0,081 .        B. 0,173 .

        C. 0,231 .        D. 0,058 .

Hướng dẫn giải

        Số hạt α được phát ra bằng số hạt nhân X đã phân rã, ta có:

        Trong 2 giây đầu đếm được 3 hạt α, ta có:

   (1)

        Trong 17 giây đầu tổng cộng có 15 hạt α, ta có:

   (2)

        Từ (1) và (2) suy ra:  ⇒ .  

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. 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 đúc các vật bằng thép, người ta thường phải nấu chảy thép trong lò sử dụng nhiên liệu đốt là than đá với hiệu suất 60%. Trong một lần đúc, người ta đưa thép có khối lượng m (kg) ở nhiệt độ 27 ^oC vào trong lò. Để nấu chảy hoàn toàn lượng thép trên, người ta đã đốt cháy hết 200 kg than đá. Biết năng suất tỏa nhiệt của than đá là 29.10⁶ J/kg; nhiệt độ nóng chảy, nhiệt nóng chảy riêng và nhiệt dung riêng ở thể rắn của thép lần lượt là 1 400 °C, 83,7.10³ J/kg và 460 J/(kg.K).

        a) Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 200 kg than đá là 5,8.10⁹ J.

        b) Nhiệt lượng do than đá đã cung cấp cho khối thép để nấu chảy hoàn toàn m (kg) thép là 2,32.10⁹ J.

        c) Nhiệt lượng cần cung cấp để nấu chảy hoàn toàn m (kg) thép là 715280m (J).

        d) Khối lượng của khối thép đã cho là  kg.

Hướng dẫn giải

        a) ĐÚNG

        Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 200 kg than đá là:

 J.

        b) SAI

        Nhiệt lượng do than đá đã cung cấp cho khối thép để nấu chảy hoàn toàn m (kg) thép là:

 J.

        c) ĐÚNG

        Nhiệt lượng cần cung cấp để nấu chảy hoàn toàn m (kg) thép là:

 (J).

        d) ĐÚNG

        Khối lượng của khối thép đã cho là:

 ⇔  ⇔  kg.

Câu 2. Hình bên là ngôi nhà dã chiến do Quân đội nhân dân Việt Nam sản xuất. Các cột trụ và thanh đỡ của ngôi nhà được làm bằng các ống cao su rỗng nối thông với nhau tạo thành. Để dựng nhà thì ta cần bơm khí vào để làm căng cứng các ống cao su. Tổng thể tích của các ống cao su là 1,4 m³. Người ta dùng máy bơm có công suất bơm là 1 lít/s để bơm không khí vào. Xem nhiệt độ của khối khí bơm vào thay đổi không đáng kể; nhiệt độ khối khí trong các ống luôn bằng nhiệt độ ngoài trời và bỏ qua sự dãn nở vì nhiệt của các ống cao su. Biết không khí được bơm vào có áp suất 10⁵ Pa ở nhiệt độ 27 °C và ban đầu trong các ống chưa có khí. Để ngôi nhà được vững chắc thì áp suất khối khí trong các ống cao su phải là 6.10⁵ Pa.

        a) Lượng khí được bơm vào trong mỗi giây có số mol xấp xỉ bằng 0,04 mol.

        b) Lượng khí đã bơm vào cho đến khi áp suất khối khí đạt 6.10⁵ Pa là 8,4 m³.

        c) Thời gian bơm khí kể từ thời điểm bắt đầu bơm đến khi áp suất khối khí đạt 6.10⁵ Pa là 140 phút.

        d) Khi nhiệt độ ngoài trời tăng đến 37 °C thì áp suất khối khí trong các ống cao su là 6,2.10⁵ Pa.

Hướng dẫn giải

        a) ĐÚNG

        Lượng khí bơm vào trong mỗi giây là 1 lít. Khi đó, số mol của lượng khí bơm vào trong mỗi giây là:

 (phương trình Clapeyron) ⇔  mol.

        b) ĐÚNG

        Do xem nhiệt độ của khối khí bơm vào thay đổi không đáng kể và nhiệt độ khối khí trong các ống luôn bằng nhiệt độ ngoài trời nên, ta có:

 ⇔ 

                        ⇔  m³.

Vậy, lượng khí đã bơm vào cho đến khi áp suất khối khí đạt 6.10⁵ Pa là 8,4 m³.

         c) ĐÚNG

        Thời gian bơm khí kể từ thời điểm bắt đầu bơm đến khi áp suất khối khí đạt 6.10⁵ Pa là:

 phút.

        d) ĐÚNG

        Khi nhiệt độ ngoài trời tăng đến 37 °C thì nhiệt độ khối khí trong các ống cao su cũng 37 °C.

        Do bỏ qua sự dãn nở vì nhiệt của các ống cao su nên thể tích các ống cao su được bảo toàn. Khi đó, ta có:

 ⇔  ⇒  Pa.

         Vậy, khi nhiệt độ ngoài trời tăng đến 37 °C thì áp suất khối khí trong các ống cao su là 6,2.10⁵ Pa.

Câu 3. Máy biến áp (hình bên) là một thiết bị hoạt động theo nguyên lí cảm ứng điện từ nhằm thay đổi điện áp xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số. Máy biến áp đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng. Cụ thể, để tối ưu hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng đi xa và giảm thiểu hao phí trong quá trình này, việc sử dụng dòng điện xoay chiều với điện áp cao là cần thiết. Trước khi được truyền đi, điện áp cần được tăng lên thông qua máy tăng áp. Khi đến nơi tiêu thụ như khu công nghiệp hoặc khu dân cư, điện áp được hạ xuống thông qua máy hạ áp để phù hợp với nhu cầu sử dụng.

        Cấu tạo của máy biến áp gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn như hình bên dưới. Lõi thép được chế tạo bởi vật liệu dẫn từ tốt, gồm nhiều lá thép ghép cách điện với nhau. Dây quấn thường làm bằng đồng hoặc nhôm, bên ngoài có bọc cách điện.

        Nối cuộn dây sơ cấp của máy biến áp vào một điện áp xoay chiều  (V) thì trong cuộn sơ cấp sẽ xuất hiện dòng điện sơ cấp  (A) và sinh ra từ thông  (Wb). Từ thông này xuyên qua đồng thời cả hai cuộn dây sơ cấp ( vòng) và thứ cấp ( vòng). Bỏ qua điện trở của dây dẫn trong hai cuộn dây.

        a) Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây thứ cấp là dòng điện xoay chiều.

        b) Biểu thức suất điện động xuất hiện trong cuộn dây thứ cấp là  (V).

        c) Nếu  thì máy biến áp này có chức năng là tăng áp lên  lần.

        d) Nếu dùng máy biến áp có  để thay đổi giá trị điện áp trước khi truyền tải đi xa thì công suất hao phí do tỏa nhiệt trên dây tải điện sẽ giảm 2n lần.

Hướng dẫn giải

        a) ĐÚNG

        Từ thông sinh ra từ cuộn dây sơ cấp với từ thông qua mỗi vòng dây là  sẽ được lõi thép truyền qua nguyên vẹn qua mỗi vòng của cuộn thứ cấp và làm xuất hiện dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng là dòng điện xoay chiều (vì  với ).

        b) ĐÚNG

        Từ thông xuyên qua  vòng dây của cuộn thứ cấp là:

 (Wb).

        Theo định luật Faraday, suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây thứ cấp là:

 (V).

        c) ĐÚNG

        Theo định luật Faraday, suất điện động xuất hiện trong cuộn dây sơ cấp là:

 (V).

        Mà:  (V).

        Suy ra: 

        Do bỏ qua điện trở của dây dẫn trong hai cuộn dây nên  và . Khi đó ta có:

        Nếu  thì  và ; máy biến áp này có chức năng là tăng áp lên  lần.

        d) SAI

        Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên dây tải điện được xác định bằng biểu thức:

        Nếu dùng máy biến áp có  để thay đổi giá trị điện áp trước khi truyền tải đi xa thì  hay  tăng n lần.

        Khi  tăng n lần thì công suất hao phí do tỏa nhiệt trên dây tải điện sẽ giảm n² lần.

Câu 4. Khối lượng của proton, neutron, hạt nhân  và hạt nhân  lần lượt là 1,007276 amu, 1,008665 amu, 41,958622 amu, 42,958770 amu. Lấy  MeV/c² và  C.

        a) Nguyên tử  và  đều là đồng vị của nguyên tử .

        b) Độ hụt khối của hạt nhân  lớn hơn độ hụt khối của hạt nhân .

        c) Năng lượng liên kết của hạt nhân  lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân  một lượng xấp xỉ bằng là  J.

        d) Hạt nhân  kém bền vững hơn hạt nhân .

Hướng dẫn giải

        a) ĐÚNG

        Nguyên tử  và  đều là đồng vị của nguyên tử  vì chúng có cùng số proton (20 proton) trong hạt nhân.

        b) ĐÚNG

        Độ hụt khối của hạt nhân  là:

 amu.

        Độ hụt khối của hạt nhân  là:

 amu.

        Vậy, độ hụt khối của hạt nhân  lớn hơn độ hụt khối của hạt nhân .

        c) ĐÚNG

        Năng lượng liên kết của hạt nhân  là:

 J.

        Năng lượng liên kết của hạt nhân  là:

 J.

        Vậy, năng lượng liên kết của hạt nhân  lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân  một lượng  J.

        d) SAI

        Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân  là:

 MeV/nucleon.

        Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân  là:

 MeV/nucleon.

        Vậy, hạt nhân  kém bền vững hơn hạt nhân .

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

Câu 1. Một học sinh dùng bếp điện để đun một ấm nhôm khối lượng 500 g đựng 1,4 ℓ nước ở nhiệt độ 25 °C. Sau 30 phút đã có 25% lượng nước trong ấm hóa hơi ở nhiệt độ sôi 100 °C. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/(kg.K), của nước là 4 200 J/(kg.K); nhiệt hóa hơi riêng của nước ở nhiệt độ sôi là 2,26.10⁶ J/kg. Khối lượng riêng của nước là 1 000 kg/m³. Hiệu suất của quá trình đun nước là 80%. Nhiệt lượng trung bình mà bếp điện cung cấp cho ấm nước trong mỗi giây bằng bao nhiêu J (làm tròn kết quả đến hàng chục)?

Hướng dẫn giải

        Khối lượng nước chứa trong ấm:  kg.

        Nhiệt lượng ấm nước thu vào trong 30 phút để ấm và nước tăng nhiệt độ đến nhiệt độ sôi của nước 100 °C (thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của ấm nhôm) và làm hóa hơi 25% lượng nước trong ấm. Ta có:

        .

⇔  J.

        Nhiệt lượng bếp điện đã cung cấp trong 30 phút là:

 ⇔  J.

        Nhiệt lượng trung bình mà bếp điện cung cấp cho ấm nước trong mỗi giây là:  J.

Câu 2. Một bình có dung tích 40 dm³ chứa 2,86 kg khí oxygen. Biết bình chỉ chịu được áp suất không quá 60 atm. Lấy khối lượng riêng của oxygen ở điều kiện tiêu chuẩn (0 °C, 1 atm) là 1,43 kg/m³. Khi nhiệt độ của bình và khối khí trên x °C thì bình có thể bị nổ. Giá trị của x là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục)?

Hướng dẫn giải

        Trạng thái 1 (khối khí ở điều kiện tiêu chuẩn):  atm;  K;  m³.

        Trạng thái 2 (khối khí ở trong bình): ;  (K);  m³.

        Xét cùng một lượng khí nên ta có:  ⇔  (atm).

        Mà, bình chỉ chịu được áp suất không quá 60 atm ( atm).

        Suy ra:  ⇔  K hay .

        Vậy khi nhiệt độ của bình và khối khí trên 54,6 °C thì bình có thể bị nổ (x = 54,6).

Câu 3. Đồ thị sau đây biểu diễn sự biến thiên của từ thông xuyên qua tiết diện của một cuộn dây dẫn phẳng theo thời gian. Biết từ thông xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn biến đổi chỉ do độ lớn cảm ứng từ của từ trường thay đổi và từ trường này có các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng cuộn dây; tiết diện của cuộn dây là 50.10⁻⁴ m² và cuộn dây có 2025 vòng dây. Độ lớn cực đại của cảm ứng từ bằng bao nhiêu T (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Hướng dẫn giải

        Từ thông xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn là:

 ⇒ 

⇔  T.

Câu 4. Sạc điện thoại không dây hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ như máy biến áp. Ở đế sạc có cuộn dây được nối với dòng điện xoay chiều, đóng vai trò như cuộn sơ cấp. Phía sau của điện thoại có cuộn dây được nối với pin, đóng vai trò như cuộn thứ cấp như hình bên. Khi đặt mặt sau của điện thoại lên mặt trên của đế sạc thì hai cuộn dây này được đặt cạnh nhau. Dòng điện xoay chiều qua cuộn dây của đế sạc biến thiên sẽ sinh ra suất điện động cảm ứng trong cuộn dây để sạc pin điện thoại.

        Người ta đo được cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây nối với pin điện thoại và hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây lần lượt là 1 A, 5 V. Nhiệt lượng do cuộn dây này tỏa ra trong 30 phút bằng bao nhiêu J?

Hướng dẫn giải

        Nhiệt lượng do cuộn dây trong điện thoại tỏa ra trong 30 phút là:

 J.

Câu 5. Hạt nhân  có năng lượng liên kết riêng là 7,59 MeV/nucleon. Năng lượng tối thiểu cần cung cấp để tách hạt nhân  thành các nucleon riêng rẽ là x GeV. Giá trị của x là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Hướng dẫn giải

        Năng lượng tối thiểu cần cung cấp để tách hạt nhân  thành các nucleon riêng rẽ bằng năng lượng liên kết của hạt nhân  và bằng:

 ⇔ .

Câu 6. Một phòng thí nghiệm, ban đầu mua về một mẫu polonium có chứa 2,1 g . Các hạt nhân  phóng xạ  và biến thành hạt nhân X. Biết rằng trong 1 năm sau đó nó tạo ra 0,0084 mol khí He. Chu kì bán rã của  là bao nhiêu ngày (lấy 1 năm = 365 ngày, làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Hướng dẫn giải

        Số nguyên tử  tại thời điểm ban đầu:

 nguyên tử.

        Số nguyên tử  được tạo thành trong 1 năm:

 nguyên tử.

        Số nguyên tử  được tạo thành bằng số nguyên tử  đã phân rã:

 ⇒  ngày.

-Bộ 50 đề chuẩn cấu trúc minh họa 100% file word kèm ma trận và lời giải chi tiết ( 100k/50Đề ) - LH Zalo 0915347068