Thi thử toàn quốc Trạm số 4 - Môn Vật Lí

Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí được tính bằng công thức:

$W_{d} = \dfrac{3}{2}kT$

Khoảng 70% bề mặt Trái Đất được bao phủ bởi nước. Vì có nhiệt dung riêng lớn nên lượng nước này có thể hấp thụ năng lượng nhiệt khổng lồ của năng lượng Mặt Trời mà vẫn giữ cho nhiệt độ của bề mặt Trái Đất tăng không nhanh và không nhiều, tạo điều kiện thuận lợi cho sự sống của con người và các sinh vật khác.

Cảm ứng từ tại một điểm:

+ Đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực.

+ Có phương trùng với phương kim nam châm nằm cân bằng tại điểm đó.

+ Quy ước chiều từ cực Nam sang cực Bắc của kim nam châm là chiều của cảm ứng từ $\overset{\rightarrow}{B}$.

+ Có phương trùng với tiếp tuyến của đường sức từ đi qua điểm đó.

$\Rightarrow$ Phát biểu B sai.

Phương trình phản ứng: $\left. {{}_{6}^{14}C}\rightarrow{{}_{7}^{14}X} + {{}_{- 1}^{0}e} \right.$

Hạt nhân X có số neutron là:

$N = A - Z = 14 - 7 = 7$

Quá trình chuyển thể từ thể lỏng sang thể khí gọi là sự hoá hơi.

Áp suất chất khí theo mô hình động học phân tử được xác định bằng biểu thức $p = \dfrac{Nm\overline{v^{2}}}{3V}$, trong đó $\overline{v^{2}}$ được gọi là trung bình của bình phương tốc độ phân tử khí.

Từ thông qua diện tích S có biểu thức là: $\Phi = BS\cos\alpha$

Năng lượng bức xạ từ Mặt Trời và các ngôi sao có nguồn gốc chủ yếu từ phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Độ giảm nhiệt độ: $\Delta T = \Delta t = 20 - 10 = 10K$

Trong hệ toạ độ VOT đường biểu diễn quá trình đẳng áp của một lượng khí lí tưởng là đường thẳng xiên góc, kéo dài đi qua gốc toạ độ.

Trong quá trình truyền sóng điện từ, tại một điểm, cường độ điện trường và cảm ứng từ vuông phương, cùng pha.

Năng lượng liên kết của hạt nhân:

$E_{lk} = \Delta mc^{2} = \left( {Z.m_{p} + N.m_{n} - m_{hn}} \right)c^{2}$

$\left. \Rightarrow E_{lk} = \left\lbrack {92.1,0073 + \left( {235 - 92} \right).1,0087 - 235,0439} \right\rbrack.931,5 \right.$

$\left. \Rightarrow E_{lk} = 1743MeV/nucleon \right.$

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là:

$E_{lkr} = \dfrac{E_{lk}}{A} = 7,42MeV/nucleon$

Máy phát điện xoay chiều một pha gồm hai bộ phận chính là phần cảm và phần ứng.

Khối khí nhận nhiệt: Q = 50kJ

Khối khí thực hiện công: A = -30kJ

$\Rightarrow$ Nội năng của khối khí: $\Delta U = A + Q = - 30 + 50 = 20kJ$

Trong hiện tượng cảm ứng điện từ, chiều dòng điện cảm ứng được xác định bởi định luật

Lenz.

Thí nghiệm tán xạ hạt $\alpha$ không thu được kết quả: Hầu hết hạt $\alpha$ bị lệch khỏi phương ban đầu.

Khối lượng của thiếc và chì có trong hỗn hợp lần lượt là:

$\left\{ \begin{array}{l} {m_{1} = 57.10^{- 3}.0,63 = 0,03591\left( {kg} \right)} \\ {m_{2} = 57.10^{- 3}.0,37 = 0,02109\left( {kg} \right)} \end{array} \right.$

Nhiệt lượng mỏ hàn cần cung cấp để làm nóng chảy hết 57 g thiếc hàn ở nhiệt độ nóng chảy là:

$Q = \lambda_{1}.m_{1} + \lambda_{2}.m_{2} = 6,1.10^{4}.0,03591 + 2,5.10^{4}.0,02109 = 2718J \approx 2,7kJ$

Khi mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường cảm ứng từ thì góc $\left( {\overset{\rightarrow}{n},\overset{\rightarrow}{B}} \right) = 0$ $\left. \Rightarrow\Phi_{\max} \right.$.

Từ thông và suất điện động cảm ứng là hai đại lượng vuông pha nên khi từ thông cực đại thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây bằng 0.

$\left. \Rightarrow e_{c} = 0 \right.$

a) Từ thời điểm $\tau = 0$ đến thời điểm $\tau_{1}$ nước đá nhận nhiệt lượng để tăng nhiệt độ.

$\Rightarrow$ a đúng.

b) Từ thời điểm $\tau_{1}$ đến thời điểm $\tau_{2}$, nội năng của vật tăng mặc dù nhiệt độ của vật đang nóng chảy không đổi, nhưng chúng luôn nhận được thêm nhiệt lượng để nóng chảy hoàn toàn $\Rightarrow$ nhiệt lượng tăng làm nội năng tăng.

$\Rightarrow$ b sai.

c) Từ đồ thị, ta có: $\tan\alpha = \dfrac{\Delta t_{1}}{\tau_{1}} = \sqrt{3}$

Nhiệt lượng cần để làm tăng nhiệt độ của nước đá từ $- 20^{0}C$ đến $0^{0}C$ là:

$\left. Q_{1} = mc_{d}.\Delta t_{1} = P.\tau_{1}\Rightarrow\dfrac{P}{mc_{d}} = \dfrac{\Delta t_{1}}{\tau_{1}} = \sqrt{3} \right.$ (1)

Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy nước đá là:

$Q_{2} = \lambda m = P.\left( {\tau_{2} - \tau_{1}} \right) = P.\left( {8,8\tau_{1} - \tau_{1}} \right) = P.7,8\tau_{1}$ (2)

Nhiệt lượng để làm tăng nhiệt độ của nước từ $0^{0}C$ đến $t^{0}C$ là:

$\left. Q_{3} = m.c_{n}.\Delta t_{3} = P.\tau_{3}\Rightarrow\dfrac{P}{m.c_{n}} = \dfrac{\Delta t_{3}}{\tau_{3}} = \tan\beta = 1 \right.$ (3)

Từ (1) và (3) ta có: $\left. \left\{ \begin{array}{l} {\dfrac{P}{m} = \sqrt{3}.c_{d}} \\ {\sqrt{3}c_{d} = c_{n}} \end{array} \right.\Rightarrow c_{d} = \dfrac{c_{n}}{\sqrt{3}} = \dfrac{4200}{\sqrt{3}} \approx 2425J/kg.K \right.$

$\left. \Rightarrow c_{d} \approx 2,4\left( {kJ/kg.K} \right) \right.$

Từ (2) suy ra: $\lambda = 7,8.\dfrac{P}{m}.\tau_{1} = 7,8.\sqrt{3}.c_{d}.\dfrac{\Delta t_{1}}{\sqrt{3}} = 7,8.c_{d}.\Delta t_{1}$

$\left. \Rightarrow\lambda = 7,8.\dfrac{4200}{\sqrt{3}}.20 = 3,78.10^{5}\left( {J/kg} \right) \right.$

$\Rightarrow$ c sai.

d) Kết quả thu được từ thí nghiệm phù hợp với dự đoán của học sinh.

$\Rightarrow$ d đúng.

a) Muốn đo được thế tích và áp suất tương ứng, học sinh sử dụng tay quay làm pit-tông dịch chuyển từ từ. Ứng với mỗi vị trí của pit-tông, áp kế chỉ một áp suất nhất định. Đọc kết quả thể tích và áp suất rồi ghi vào bảng.

$\Rightarrow$ a đúng.

b) Ta có:

$\overline{pV} = \dfrac{12.1,88 + 16.1,41 + 18.1,25 + 20.1,12 + 22.1,02}{5} = 22,5$

$\Rightarrow$ b đúng.

c) Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí trong thí nghiệm trên là:

$E_{d} = \dfrac{3}{2}kT = \dfrac{3}{2}.1,38.10^{- 23}.\left( {27,5 + 273} \right) = 6,22.10^{- 21}J$

$\Rightarrow$ c đúng.

d) Ta có: $p \sim \dfrac{1}{V}$ nên đường biểu diễn sự phụ thuộc của p vào $\dfrac{1}{V}$ thì đường biểu diễn có dạng đường thẳng.

$\Rightarrow$ d sai.

a) Do cân đứng yên nên lực tổng hợp tác dụng lên cân bằng 0.

$\Rightarrow$ a sai.

b) Hai lực này không cùng điểm đặt nên không phải hai lực cân bằng.

$\Rightarrow$ b sai.

c) Dòng điện có chiều đi ra từ cực dương và đi vào cực âm. Cảm ứng từ $\overset{\rightarrow}{B}$ có hướng ra N vào S. Áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định được lực từ do nam châm tác dụng lên dây dẫn hướng xuống. Theo định luật III Neuton, lực từ do dây dẫn tác dụng lên nam châm có chiều hướng lên.

$\Rightarrow$ c đúng.

d) Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn:

$I = \dfrac{E}{R} = \dfrac{1,5}{2} = 0,75A$

Các lực tác dụng lên nam châm gồm: trọng lực $\overset{\rightarrow}{P}$ và lực từ $\overset{\rightarrow}{F_{t}}$ do dây dẫn tác dụng lên nam châm.

Ban đầu: $\overset{\rightarrow}{F_{t}}$ hướng lên $\left. \Rightarrow\overset{\rightarrow}{P}\uparrow\downarrow\overset{\rightarrow}{F_{t}} \right.$

$\Rightarrow$ Lực tổng hợp tác dụng lên nam châm là: $P_{1} = P - F_{t}$ (1)

Khi đảo cực thì độ lớn lực từ không đổi, nhưng chiều thay đổi $\left. \Rightarrow\overset{\rightarrow}{P}\uparrow\uparrow\overset{\rightarrow}{F_{t}} \right.$

$\Rightarrow$ Lực tổng hợp tác dụng lên nam châm là: $P_{2} = P + F_{t}$ (2)

Từ (1) và (2), ta có: $P_{2} - P_{1} = 2F_{t} = 2.BIl$

$\begin{array}{l} \left. \Rightarrow\left( {m_{2} - m_{1}} \right)g = 2BIl \right. \\ \left. \Rightarrow\Delta mg = 2BIl \right. \end{array}$

$\left. \Rightarrow B = \dfrac{\Delta m.g}{2Il} = \dfrac{0,46.10^{- 3}.9,8}{2.0,75.1,5.10^{- 2}} = 0,2T \right.$

$\Rightarrow$ d sai.

a) Phương trình phóng xạ: $\left. {{}_{84}^{210}P}o\rightarrow{{}_{2}^{4}\alpha} + {{}_{82}^{206}P}b \right.$

$\Rightarrow$ a sai.

b) $\alpha\left( {{{}_{2}^{4}H}e} \right)$ mang điện tích dương nên bị lệch về phía bản tích điện âm.

$\Rightarrow$ b đúng.

c) Phản ứng hạt nhân tự phát là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác.

$\Rightarrow$ Sự phóng xạ $\left. {{}_{84}^{210}P}o\rightarrow X + \alpha \right.$ là phản ứng hạt nhân tự phát.

$\Rightarrow$ c đúng.

d) Lượng tia $\alpha$ phóng xạ lần đầu:

$\Delta N_{1} = N_{0}.\left( {1 - e^{- \lambda\Delta t_{1}}} \right) \approx N_{0}.\lambda\Delta t_{1}$ (với x rất bé thì $1 - e^{- x} \approx x$)

Sau thời gian t = 69 ngày, lượng phóng xạ trong nguồn phóng xạ sử dụng lần đầu còn:

$N_{t} = N_{0}.2^{- \dfrac{t}{T}}$

Lượng tia $\alpha$ chiếu xạ lần tiếp theo là:

$\Delta N_{2} = N_{t}.\left( {1 - e^{- \lambda\Delta t_{2}}} \right) = N_{0}.2^{\dfrac{- t}{T}}.\lambda\Delta t_{2}$

Theo bài ra: $\Delta N_{1} = \Delta N_{2}$

$\left. \Rightarrow\Delta t_{1} = 2^{\dfrac{- t}{T}}\Delta t_{2}\Leftrightarrow 30 = 2^{\dfrac{- 69}{138}}.\Delta t_{2} \right.$

$\left. \Rightarrow\Delta t_{2} \approx 42,4\left( \min \right) \right.$

$\Rightarrow$ d sai.