(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 23

Đáp án đúng là A

Quá trình một chất chuyển từ thể rắn sang thể lỏng được gọi là quá trình nóng chảy.

Đáp án đúng là A

Hình 1: Cảnh báo về nguy cơ điện giật hoặc khu vực có điện áp cao. Khi thấy biển này, cần tránh tiếp xúc với các thiết bị điện hoặc hệ thống điện mà không có bảo hộ phù hợp.

Hình 2 : Cảnh báo về sự hiện diện của chất phóng xạ hoặc bức xạ ion hóa có thể gây hại cho sức khỏe. Khu vực có biển báo này yêu cầu tuân thủ các quy tắc an toàn nghiêm ngặt, chẳng hạn như sử dụng quần áo bảo hộ và thiết bị chuyên dụng.

Hình 3: Thường được gọi là cảnh báo sinh học, biểu tượng này cho biết khu vực có nguy cơ tiếp xúc với các tác nhân sinh học nguy hiểm như vi khuẩn, virus hoặc các chất sinh học có thể gây bệnh. Thường gặp trong phòng thí nghiệm hoặc các cơ sở y tế.

Hình 4 : Đây là biểu tượng cảnh báo chung, có thể áp dụng cho nhiều loại nguy hiểm khác nhau. Thường được sử dụng khi có nguy cơ gây hại nhưng không thuộc một loại nguy hiểm cụ thể nào, ví dụ như nguy hiểm hóa chất, nguy hiểm vật lý hoặc các nguy cơ tiềm ẩn khác.

Đáp án đúng là B

Thể tích vật không thay đổi nên vật không sinh công, cũng không nhận công, tức là $A = 0$.

Vật được làm nóng nên nó nhận nhiệt lượng, tức là $Q > 0$.

Theo định luật I nhiệt động lực học, độ biến thiên nội năng của vật là

$$\Delta U = A + Q = Q > 0$$

Do đó, nội năng của vật tăng!

Đáp án đúng là B

Nhiệt độ của nước tăng một lượng là

$$\Delta t = t_2 - t_1 = 36{,}7^\circ \mathrm{C} - 20{,}2^\circ \mathrm{C} = 16{,}5^\circ C \quad \Rightarrow \quad \Delta T = 16{,}5\,K$$

Đáp án đúng là C

Công suất tiêu thụ điện của máy làm nóng nước là

$$P = \frac{Q}{H} = \frac{mc\Delta t}{H} = \frac{\mu \rho c \Delta t}{H}$$

$$P = \frac{2{,}5 \times 10^{-3}}{60} \cdot 1000 \cdot 4180 \cdot 16{,}5 \,\Big/\, 95\% \approx 3025\,W \approx 3{,}0\,kW$$

Đáp án đúng là B

Theo định luật Charles, khi áp suất của khối khí lí tưởng xác định không đổi thì thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của khối khí tỉ lệ thuận với nhau. Do đó, thể tích của khối khí tăng 2 lần (từ $V_0$ lên $2V_0$) thì nhiệt độ tuyệt đối của nó tăng 2 lần.

Đáp án đúng là D

Theo định luật Boyle, khi nhiệt độ của khối khí lí tưởng xác định không đổi thì áp suất $p$ và thể tích $V$ của khối khí tỉ lệ nghịch với nhau, tức là

$$pV = \text{hằng số}.$$

Đáp án đúng là A

Dùng phương trình Clapeyron cho lượng không khí có trong phòng vào sáng sớm, vào giữa trưa với chú ý áp suất và thể tích của hai lượng khí này như nhau, còn khối lượng là $m_0$ và $m$, nhiệt độ tuyệt đối lần lượt là $T_0$ và $T$, ta có

$$pV = \frac{m_0}{M}RT_0, \quad pV = \frac{m}{M}RT$$

Từ hai phương trình này, ta suy ra

$$mT = m_0 T_0 \quad \Rightarrow \quad \frac{m}{m_0} = \frac{T_0}{T}$$

$$\frac{m - m_0}{m_0} = \frac{T_0}{T} - 1 = \frac{273 + 25}{273 + 30} - 1 \approx -1{,}65\%$$

hay là

$$\frac{\Delta m}{m_0} = \frac{T_0 - T}{T} \approx -1{,}65\%.$$

Đáp án đúng là D

Trong sóng điện từ, dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn đồng pha nhau.

Đáp án đúng là A

Nam châm quay làm cho từ thông gửi qua cuộn dây thay đổi nên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng. Bóng đèn mắc nối tiếp với cuộn dây thành mạch kín nên trong mạch có dòng điện cảm ứng làm cho bóng đèn sáng lên. Đây là hiện tượng cảm ứng điện từ.

Đáp án đúng là A

Khi nam châm quay, từ thông gửi qua cuộn dây có giá trị đại số (âm, dương hoặc bằng 0), thay đổi theo thời gian nên dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây và chạy qua bóng đèn là dòng điện xoay chiều.

Khi xe đạp tăng tốc độ thì tốc độ biến thiên của từ thông qua cuộn dây tăng, dẫn đến suất điện động và dòng điện cảm ứng trong mạch có biên độ tăng, có tốc độ biến thiên theo thời gian tăng, làm cho độ sáng của bóng đèn tăng.

Đáp án đúng là B

Sử dụng quy tắc bàn tay trái về tìm chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đặt trong từ trường ta thấy chỉ có phương án B đúng.

Đáp án đúng là B

Lực từ lực tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với dòng điện, giữa nam châm với dòng điện.

Lực tương tác giữa hai điện tích đứng yên là lực điện.

Đáp án đúng là A

Chụp cộng hưởng từ hay còn gọi là chụp MRI (Magnetic Resonance Imaging) là phương pháp sử dụng từ trường mạnh, sóng vô tuyến và máy tính để phác họa hình ảnh chi tiết bên trong cơ thể con người.

Đáp án đúng là A

Hạt nhân $_{27}^{60}\mathrm{Co}$ có 60 nucleon, gồm 27 proton và $60 - 27 = 33$ neutron.

Đáp án đúng là D

Hạt nhân càng bền vững nếu nó có năng lượng liên kết riêng càng lớn.

Đáp án đúng là D

Trong các tia phóng xạ $\alpha, \beta^+, \beta^-$ và $\gamma$ thì các tia $\alpha, \beta^+, \beta^-$ đều có điện tích, chỉ có tia $\gamma$ là dòng các photon, không có điện tích. Do đó, khi cho các tia $\alpha, \beta^+, \beta^-, \gamma$ đi vào một điện trường đều theo phương vuông góc với các đường sức thì điện trường tác dụng lực điện lên các tia $\alpha, \beta^+, \beta^-$ làm chúng bị lệch hướng, chỉ có tia $\gamma$ không bị điện trường tác dụng lực điện nên nó không bị lệch hướng.

Đáp án đúng là A

Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây là

$$|e| = \left|\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}\right| = \frac{S \cdot \Delta B}{\Delta t} = \frac{a^2 \,(B - B_0)}{\Delta t} = \frac{0{,}2^2 \,(0{,}03 - 0{,}01)}{0{,}02} = 0{,}04\,V$$

a) Ta tính được tỉ số $\dfrac{p}{T}$ (kPa/K) cho từng lần đo như bảng sau đây:

Ta thấy: với sai số dưới 10\% thì $\dfrac{p}{T} \approx 3{,}5 \,\text{(kPa/K)}$ trong 7 lần đo, chỉ có lần đo 8 mới có $\dfrac{p}{T} \approx 3{,}4 \,\text{(kPa/K)}$. Do đó ta có thể nói $T$ tăng bao nhiêu lần thì $p$ tăng bấy nhiêu lần, tức là $p$ tỉ lệ thuận với $T$.

b) Giá trị trung bình của tỉ số $\dfrac{p}{T}$ trong tất cả các lần đo với hai chữ số có nghĩa là $3{,}5 \,\text{(kPa/K)}$.

Dùng phương trình Clapeyron ta tính được số mol của lượng khí này là:

$$n = \frac{pV}{RT} = \frac{p}{T} \cdot \frac{V}{R} = 3{,}5 \cdot 10^3 \cdot \frac{25 \cdot 10^{-6}}{8{,}31} \approx 10{,}5 \cdot 10^{-3} \,\text{mol} \approx 11 \cdot 10^{-3} \,\text{mol}.$$

c) Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa $p$ và $T$ có dạng như hình trên là chính xác.

d) Lấy tỉ số giữa $p$ (tính theo đơn vị kPa) và $T$ (tính theo đơn vị K) với hai chữ số có nghĩa thì ta có $\dfrac{p}{T} \approx 3{,}5 \,\text{(kPa/K)}$. Do đó khi lượng khí có nhiệt độ tuyệt đối là $285$ K thì áp suất của nó là:

$$p = 3{,}5 \cdot 285 = 997{,}5\, \text{kPa} \approx 998\,\text{kPa}.$$

a) Các phân tử khí trong lốp xe chuyển động nhiệt và chạm với thành bên trong của lốp, nên khí gây ra áp suất lên thành lốp.

b) Tổng số mol khí có trong 4 lốp của 4 bánh xe là

$$n = \frac{p_0 \cdot 4V}{RT_0} = \frac{2{,}5 \cdot 10^5 \cdot 4 \cdot 1{,}2}{8{,}31 \cdot (273 + 5)} \approx 519 \,\text{mol}.$$

c) Bỏ qua sự dẫn nhiệt và nhiệt của các tấm cao su, khí trong các lốp biến đổi trạng thái theo quá trình đẳng tích.

Đến giữa trưa, nhiệt độ tăng lên đến $t = 42^\circ \mathrm{C}$ thì áp suất khí trong các lốp xe là

$$p = \frac{T}{T_0} p_0 = \frac{273 + 42}{273 + 5} \cdot 2{,}5 \approx 2{,}8\,\text{bar}.$$

d) Độ tăng động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí trong lốp xe do sự gia tăng nhiệt độ này là

$$\Delta E_{đ} = \frac{3}{2}k \Delta T = \frac{3}{2} \cdot 1{,}38 \times 10^{-23} \cdot (42 - 5) \approx 7{,}66 \times 10^{-22}\,J.$$

a) Lực điện mà hạt nhân của nguyên tử hydrogen tác dụng lên electron là lực hút vì chúng có điện tích trái dấu và có độ lớn

$$F = k \frac{e^2}{r^2} = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{(1{,}6 \times 10^{-19})^2}{(5{,}3 \times 10^{-11})^2} \approx 8{,}2 \times 10^{-8}\,N$$

b) Lực điện mà hạt nhân của nguyên tử hydrogen tác dụng lên electron gây ra cho electron gia tốc hướng tâm, tức là

$$k \frac{e^2}{r^2} = m_e \frac{v^2}{r} \quad \Rightarrow \quad v = \sqrt{\frac{k}{m_e r}} e = \sqrt{\frac{9 \cdot 10^9}{9{,}1 \times 10^{-31} \cdot 5{,}3 \times 10^{-11}}} \cdot 1{,}6 \times 10^{-19}$$

$$\approx 2{,}2 \times 10^6 \,\text{m/s}$$

c) Sự chuyển động của electron quanh hạt nhân tạo nên một dòng điện tròn có cường độ

$$I = \frac{e}{T} = \frac{e}{2\pi r / v} = \frac{ev}{2\pi r} = \frac{e^2}{2\pi r} \sqrt{\frac{k}{m_e r}}$$

$$= \frac{(1{,}6 \times 10^{-19})^2}{2\pi \cdot 5{,}3 \times 10^{-11}} \sqrt{\frac{9 \cdot 10^9}{9{,}1 \times 10^{-31} \cdot 5{,}3 \times 10^{-11}}} \approx 1{,}1 \times 10^{-3}\,A \approx 1\,\text{mA}$$

d) Vì electron là hạt mang điện âm nên dòng điện tròn I do nó tạo ra có chiều ngược với chiều chuyển động của nó. Dùng quy tắc nắm bàn tay phải, ta suy ra chiều của vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ do dòng điện tròn $I$ gây ra tại hạt nhân nguyên tử hydrogen (chính là tại tâm của dòng điện tròn này) là chiều từ dưới lên (ngược lại với chiều ở hình vẽ của đề). Độ lớn cảm ứng từ này là

$$B = 2\pi \cdot 10^{-7} \cdot \frac{I}{r} = 10^{-7} \cdot \frac{e^2}{r^2} \sqrt{\frac{k}{m_e r}}$$

$$= 10^{-7} \cdot \frac{(1{,}6 \times 10^{-19})^2}{(5{,}3 \times 10^{-11})^2} \cdot \sqrt{\frac{9 \cdot 10^9}{9{,}1 \times 10^{-31} \cdot 5{,}3 \times 10^{-11}}} \approx 12\,T$$

a) Hằng số phân rã của $_{38}^{90}\mathrm{Sr}$ là

$$\lambda = \frac{\ln 2}{T} = \frac{\ln 2}{28{,}8 \cdot 365 \cdot 24 \cdot 3600} = 7{,}63 \times 10^{-10}\,\text{s}^{-1}$$

b) Phương trình phân rã $\beta^-$ của $_{38}^{90}\mathrm{Sr}$ là

$${}_{38}^{90}\mathrm{Sr} \;\rightarrow\; {}_{-1}^{0}e \;+\; {}_{39}^{90}\mathrm{Y}$$

Yttrium $_{39}^{90}\mathrm{Y}$ có 39 proton và 51 neutron.

c) Độ giảm tỉ đối của $_{38}^{90}\mathrm{Sr}$ có trong xương người sau thời gian $t = 15$ năm là

$$\frac{\Delta m}{m_0} = \frac{m - m_0}{m_0} = 1 - 2^{-\tfrac{t}{T}} = 1 - 2^{-\tfrac{15}{28{,}8}} \approx -30{,}3\%$$

d) Độ phóng xạ của $_{38}^{90}\mathrm{Sr}$ có khối lượng $m = 0{,}0145\,\mu g$ là

$$H = \lambda N = \frac{\ln 2}{T} \cdot \frac{m}{M} \cdot N_A$$

$$= \frac{\ln 2}{28{,}8 \cdot 365 \cdot 24 \cdot 3600} \cdot \frac{0{,}0145 \times 10^{-6}}{90} \cdot 6{,}02 \times 10^{23} \approx 74200\,\text{Bq} \approx 74{,}0\,\text{kBq}.$$

Phần năng lượng chuyển thành nhiệt thải là

$$Q = HE = 60\% \cdot 2{,}52 \times 10^6 \cdot 4{,}18 = 6{,}32 \times 10^6\,J$$

$$\Rightarrow x = 6{,}32$$

Khối lượng nước đã bay hơi là

$$m = \frac{Q}{L} = \frac{6{,}32 \times 10^6}{2{,}4 \times 10^6} \approx 2{,}63\,\text{kg}.$$

Thể tích nước đã thoát ra ngoài cơ thể là

$$V = \frac{m}{D} = \frac{2{,}63}{1{,}0 \times 10^3} \approx 2{,}63 \times 10^{-3}\,\text{m}^3 = 2{,}63\,\text{lít}.$$

Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng cho khí trong bóng thám không ta có

$$\frac{pV}{T} = \frac{p_0 V_0}{T_0} \quad \Rightarrow \quad V_0 = \frac{p}{p_0} \cdot \frac{T_0}{T} \cdot V$$

$$V_0 = \frac{0{,}04}{1{,}00} \cdot \frac{27+273}{-50+273} \cdot 5{,}00 \times 10^2 \approx 26{,}9\,\text{m}^3$$

Vì dòng điện vuông góc với từ trường nên độ lớn cảm ứng từ giữa các cực nam châm là

$$B = \frac{F}{Il} = \frac{(m_0 - m)g}{Il}$$

$$B = \frac{(500{,}68 \cdot 10^{-3} - 500{,}12 \cdot 10^{-3}) \cdot 9{,}80}{0{,}75 \cdot 2{,}0 \cdot 10^{-2}} \approx 0{,}37\,T$$

Phương trình phân rã $\beta^-$ của xenon $_{54}^{133}\mathrm{Xe}$ là

$${}_{54}^{133}\mathrm{Xe} \;\rightarrow\; {}_{55}^{133}\mathrm{Cs} + {}_{-1}^{0}e + \bar{\nu}$$

Dựa vào định luật bảo toàn số nucleon và định luật bảo toàn điện tích ta được

$$133 = A = 133, \quad 54 = Z - 1 \;\;\Rightarrow\;\; Z = 55$$

Vậy hạt nhân con là cesium $_{55}^{133}\mathrm{Cs}$.

Cesium $_{55}^{133}\mathrm{Cs}$ có 55 proton và $133 - 55 = 78$ neutron.

Độ phóng xạ của mẫu khi bệnh nhân sử dụng là

$$H = H_0 e^{-\lambda t} = H_0 e^{-\tfrac{\ln 2}{T} t}$$

$$H = 4{,}25 \times 10^9 \cdot e^{-\tfrac{\ln 2}{5{,}24} \cdot 2{,}00} \approx 3{,}26 \times 10^9\, \text{Bq}$$

$$\Rightarrow x = 3{,}26$$