(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 24

Đáp án đúng là D

Dựa vào đồ thị ta xác định được nhiệt độ nóng chảy của chì là:

$$\frac{381{,}5}{7} \cdot 6 = 327^{\circ}\mathrm{C}.$$

Đáp án đúng là C

Từ đồ thị, nhiệt lượng cung cấp cho miếng chì nóng chảy hoàn toàn là:

$$Q = 17 \cdot 6 = 17 \cdot \frac{41{,}3\,\mathrm{kJ}}{35} = 20{,}06\,\mathrm{kJ} = 20\,060\,\mathrm{J}.$$

Khối lượng miếng chì:

$$Q = \lambda \cdot m \;\;\Leftrightarrow\;\; m = \frac{Q}{\lambda} = \frac{20\,060}{0{,}25 \cdot 10^{5}} = 0{,}8024\,\mathrm{kg}.$$

Đáp án đúng là D

Áp dụng định luật Boyle, ta có:

$$p_{1}V_{1} = p_{2}V_{2} \;\;\Leftrightarrow\;\; V_{2} = \frac{p_{1}V_{1}}{p_{2}} = \frac{1{,}6 \cdot 10}{4} = 4\,\text{lít}.$$

Lượng thể tích thay đổi:

$$\Delta V = 10\,\text{lít} - 4\,\text{lít} = 6\,\text{lít}.$$

Đáp án đúng là C

Áp suất tác dụng lên bọt nước khi ở đáy hồ:

$$p_{h} = Dgh + p_{0}.$$

Khi lên đến mặt nước, bọt khí chịu áp suất $p_{0}$ của khí quyển.

Áp dụng định luật Boyle:

$$p_{h}V_{h} = p_{0}V_{0} \;\;\Rightarrow\;\; \frac{p_{h}}{p_{0}} = \frac{V_{0}}{V_{h}} = 1{,}6 \;\;\Rightarrow\;\; p_{0} + Dgh = 1{,}6p_{0}.$$

Suy ra:

$$h = \frac{0{,}6\,p_{0}}{Dg} = \frac{0{,}6 \cdot 101\,325}{10^{3} \cdot 10} = 6{,}08\,\mathrm{m}.$$

Đáp án đúng là A

Bỏ qua áp suất phụ do vật liệu làm vỏ bóng gây ra, nên áp suất khí bên trong quả bóng và áp suất khí quyển bên ngoài là bằng nhau, $p = p_{0}$. Khi quả bóng bay lên đến độ cao cực đại $h$ (ngay trước khi bị nổ) nó ở trạng thái cân bằng, trọng lực tác dụng lên quả bóng cân bằng với lực đẩy Acsimet, ta có:

$$m_b \cdot g = D_{k} \cdot g \cdot V_{h} \;\;\Rightarrow\;\; m_b = D_{k} \cdot V_{h} \quad (1)$$

Với $V_h$ là thể tích quả bóng ở độ cao $h$. $D_k$ là khối lượng riêng của không khí ở độ cao $h$:

$$p_{k}V_{h} = \frac{m_{k}}{M_{k}} R T \;\;\Rightarrow\;\; D_k = \frac{p_{k}M_{k}}{R T}.$$

Thay vào (1) ta được:

$$m_b = \frac{p_{0} e^{-\tfrac{M_{k}gh}{RT}} M_{k}}{R T} \cdot V_h.$$

Thay số: $p_{0} = 10^{5}\,\mathrm{Pa},\; T = 218\,\mathrm{K},\; M_{k} = 29\,\mathrm{g/mol},\; g = 9{,}8\,\mathrm{m/s^2},\; R = 8{,}31\,\mathrm{J/mol \cdot K}$. Thể tích tại lúc nổ: $V_h = 27 V_0 = 27 \cdot 20 = 540\,\mathrm{m^3}$, $m_b = 6\,\mathrm{kg}$. Suy ra:

$$h = 31\,682\,\mathrm{m} = 31{,}682\,\mathrm{km}.$$

Quả bóng bay lên đến độ cao $31{,}682\,\mathrm{km}$ thì bị nổ.

Đáp án đúng là A

Đổi 60 dm$^2$ = 0,6 m$^2$.

Độ lớn suất điện động cảm ứng sinh ra trong vòng dây:

$$|e| = \left| \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} \right| = \left| \frac{\Phi_2 - \Phi_1}{\Delta t} \right| = \left| \frac{N B_2 S \cos(\vec{B}; \vec{n}) - N B_1 S \cos(\vec{B}; \vec{n})}{\Delta t} \right| = \left| \frac{N S \cos(\vec{B}; \vec{n})(B_2 - B_1)}{\Delta t} \right|$$

$$|e| = \left| \frac{1 \cdot 0{,}6 \cdot \cos 0^\circ \cdot (2{,}4 - 0{,}6)}{1} \right| = 1{,}08 \, \mathrm{V}$$

Đáp án đúng là C

Lực từ tác dụng lên đoạn dây là:

$$F = B I l \sin(\vec{B}; \vec{I}) = 0{,}14 \cdot 10^{-4} \cdot 6 \cdot 3 \cdot \sin 50^\circ \approx 1{,}9 \cdot 10^{-4} \, \mathrm{N}$$

Đáp án đúng là B

Khi đưa hai cực của hai nam châm gần nhau, nếu cùng tên thì đẩy nhau, nếu khác tên thì hút nhau.

Cả hai cực của nam châm đều hút thanh sắt.

Hai dòng điện không đổi, đặt song song, cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau.

Khi đặt kim nam châm tự do, ra xa nam châm hoặc vật liệu có tính chất từ khác thì kim nam châm còn chịu tác dụng lực từ của từ trường Trái Đất.

Đáp án đúng là B

Sử dụng quy tắc vặn đinh ốc (hoặc vặn nắp chai). Sóng truyền theo phương thẳng đứng hướng lên cùng chiều tiến của đinh ốc. Khi đó, chiều vặn của đinh ốc là chiều từ hướng Bắc sang hướng Tây cùng chiều quay từ $\vec{E}$ đến $\vec{B}$, tức $\vec{E}$ có phương vuông góc với $\vec{B}$. Mà $\vec{B}$ đang hướng Tây nên $\vec{E}$ có hướng Bắc. Do cả $\vec{E}$ và $\vec{B}$ đều biến thiên điều hòa theo không gian và thời gian và luôn đồng pha nên khi $\vec{B}$ đang có độ lớn cực đại thì $\vec{E}$ cũng đang có độ lớn cực đại.

Đáp án đúng là C

Phản ứng hạt nhân tuân theo các định luật bảo toàn: động lượng, số khối, năng lượng toàn phần, điện tích.

Đáp án đúng là A

Lúc đầu:

$$\frac{U_2}{U_1} = 0{,}43 = \frac{N_2}{N_1} \Rightarrow 0{,}43N_1 - N_2 = 0 \quad (1)$$

Sau khi quấn thêm 12 vòng dây cho cuộn thứ cấp:

$$\frac{U_2'}{U_1} = \frac{N_2 + 12}{N_1} = 0{,}45 \Rightarrow 0{,}45N_1 - N_2 = 12 \quad (2)$$

Từ (1) và (2) ta có:

$$\begin{cases} 0{,}43N_1 - N_2 = 0 \\ 0{,}45N_1 - N_2 = 12 \end{cases} \Rightarrow N_1 = 600,\; N_2 = 258$$

Để được máy biến áp như dự định thì số vòng dây $\Delta N$ cần quấn thêm vào cuộn thứ cấp phải thỏa mãn biểu thức:

$$\frac{U_2}{U_1} = \frac{N_2 + 12 + \Delta N}{N_1} = \frac{1}{2} \quad (3)$$

Thế $N_1 = 600,\; N_2 = 258$ vào (3), ta được:

$$\frac{258 + 12 + \Delta N}{600} = \frac{1}{2} \Rightarrow \Delta N = 30 \; \text{vòng dây}.$$

a) Theo định luật Joule – Lenxơ, nhiệt lượng tỏa ra trên đoạn dây dẫn có điện trở R là:

$$Q = I^2 \cdot R \cdot t$$

Mà $I = \dfrac{U}{R}$ (Định luật Ôm)
Suy ra: $Q = U \cdot I \cdot t$.

b) Trong quá trình làm thí nghiệm, học sinh dùng đũa khuấy nước nhẹ nhàng và liên tục để nhiệt lượng do dây nung tỏa ra được truyền đều cho lượng nước trong nhiệt lượng kế.

c) Đổi 2 phút 36 giây = 156 giây; 150 g = 0,15 kg
Do bỏ qua nhiệt lượng mà bình nhiệt lượng kế và đũa khuấy thu vào; bỏ qua nhiệt lượng dây nung tỏa ra môi trường không khí nên nhiệt lượng dây nung tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào.

$$U \cdot I \cdot t = m \cdot c \cdot \Delta T \;\;\Leftrightarrow\;\; c = \frac{U \cdot I \cdot t}{m \cdot \Delta T} = \frac{3{,}2 \cdot 2{,}5 \cdot 157}{0{,}15 \cdot (34 - 32)} \approx 4187\ \mathrm{J/(kg\cdot K)}.$$

a) Phản ứng phân hạch của Cobalt:

$${}_{27}^{60}\mathrm{Co} \rightarrow {}_{28}^{60}\mathrm{Ni} + {}_{-1}^{0}\mathrm{e} + \bar{\nu}_e$$

b) Hằng số phóng xạ của cobalt $_{27}^{60}\mathrm{Co}$ là

$$\lambda=\frac{\ln 2}{T}=\frac{\ln 2}{5{,}27\cdot 365\cdot 24\cdot 3600}\approx 4{,}17\cdot 10^{-9}\ \mathrm{s^{-1}}.$$

c) Sau khoảng thời gian $t=T=5{,}27$ năm, độ phóng xạ của nguồn phóng xạ giảm 50%.
Vậy cứ sau 5,27 năm, nguồn phóng xạ trong máy cần được thay mới.

d) Khi độ phóng xạ bằng 50% độ phóng xạ ban đầu thì số hạt nhân của chất phóng xạ tại thời điểm đó cũng bằng 50% số hạt nhân ban đầu của chất phóng xạ.

$$H_t=\lambda N_t;\quad H_0=\lambda N_0 \Rightarrow \frac{H_t}{H_0}=\frac{N_t}{N_0}.$$

a) Đổi 5 cm = 0,05 m; 8 cm = 0,08 m.
Mỗi cạnh AB và CD chịu tác dụng của lực từ có độ lớn là:

$$F = B\cdot I \cdot l \cdot \sin(\vec{B};\vec{I}) = 0{,}15 \cdot 2 \cdot 0{,}05 \cdot \sin 90^\circ = 0{,}015\ \mathrm{N}.$$

Nên F = 1,5 N là sai.

b) Lực từ tác dụng lên đoạn dây AB và CD có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dây dẫn mang dòng điện và vectơ cảm ứng từ, không phải phương thẳng đứng.

c) Moment ngẫu lực tác dụng lên khung dây có độ lớn là

$$M = F\cdot d = 0{,}015 \cdot 0{,}08 = 12\cdot 10^{-4}\ \mathrm{N\cdot m}.$$

d) Lực từ tác dụng lên hai đoạn dây AB và CD cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn và tác dụng lên khung dây ABCD nên chúng là ngẫu lực. Và ngẫu lực có tác dụng làm quay khung dây quanh trục Δ.

a) Số nguyên tử chứa trong 58,75 g $_{92}^{235}U$:

$$N = n \cdot N_A = \frac{m}{M} \cdot N_A = \frac{58{,}75}{235} \cdot 6{,}02 \cdot 10^{23} = 1{,}505 \cdot 10^{23}\ \text{nguyên tử } {}_{92}^{235}U.$$

b) Mỗi hạt nhân nguyên tử phân hạch giải phóng 200 MeV.
Năng lượng giải phóng do phân hạch của 58,75 g $_{92}^{235}U$:

$$W = N \cdot 200\ \text{MeV} = 1{,}505 \cdot 10^{23} \cdot 200 \cdot 1{,}6 \cdot 10^{-13}\ \text{J} = 4{,}816 \cdot 10^{12}\ \text{J}.$$

c) Công suất tỏa nhiệt do phân hạch của 58,75 g $_{92}^{235}U$:

$$P_{tỏa} = \frac{W}{t}.$$

Công suất phát điện của nhà máy:

$$P = 25\% \cdot P_{tỏa} = 25\% \cdot \frac{4{,}816 \cdot 10^{12}}{24 \cdot 3600} \approx 13{,}94 \cdot 10^6\ \text{W} = 13{,}94\ \text{MW}.$$

d) Số neutron được giải phóng do 58,75 g $_{92}^{235}U$:

$$N_1 = N \cdot 2{,}5 = 1{,}505 \cdot 10^{23} \cdot 2{,}5 = 3{,}7625 \cdot 10^{23}\ \text{hạt}.$$

Số neutron bị hấp thụ để 58,75 g $_{92}^{235}U$ phân hạch hết:

$$N_2 = N = 1{,}505 \cdot 10^{23}\ \text{hạt}.$$

Số neutron thu được trong lò phản ứng:

$$N = N_1 - N_2 = 3{,}7625 \cdot 10^{23} - 1{,}505 \cdot 10^{23} = 2{,}2575 \cdot 10^{23}\ \text{hạt}.$$

Đổi 30 lít/giờ:

$$\frac{30 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{m^3}}{3600\ \mathrm{s}}=\frac{1}{120\,000}\ \mathrm{m^3/s}.$$

Lượng nước chảy qua buồng đốt trong mỗi giây:

$$m = D \cdot V = 997 \cdot \frac{1}{120\,000}\ \mathrm{kg} = \frac{997}{120\,000}\ \mathrm{kg} = \frac{997}{120}\ \mathrm{g}.$$

Số phân tử nước chảy qua buồng đốt trong mỗi giây:

$$N = n \cdot N_A = \frac{m}{M}\cdot N_A = \frac{\tfrac{997}{120}}{18}\cdot 6{,}02\cdot 10^{23} \approx 2{,}78 \cdot 10^{23}\ \text{phân tử}.$$

Vậy x = 2,78.

Theo kết quả câu 1, lượng nước chảy qua buồng đốt trong mỗi giây là $\dfrac{997}{120\,000}\ \mathrm{kg}$.

Lượng nước chảy qua buồng đốt trong khoảng thời gian $\Delta t$ là $\dfrac{997}{120\,000}\cdot \Delta t\ \mathrm{kg}$

Do bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường nên nhiệt lượng buồng đốt tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào.

Ta có: $P\cdot \Delta t = m \cdot c \cdot \Delta T \Leftrightarrow 2\,000 \cdot \Delta t = \dfrac{997}{120\,000}\cdot \Delta t \cdot 4180 \cdot (t - 20)$

$\Leftrightarrow t \approx 77{,}6^{\circ}\mathrm{C}$.

Áp dụng định luật Boyle cho khối khí ở phía trên:

$$p_0 V_0 = p_1 V_1 \;\;\Rightarrow\;\; p_0 \cdot S \cdot L = p_1 \cdot S \cdot (L+\Delta l) \;\;\Rightarrow\;\; p_1 = \frac{p_0 L}{L+\Delta l} \quad (1)$$

Áp dụng định luật Boyle cho khối khí ở phía dưới:

$$p_0 V_0 = p_2 V_2 \;\;\Rightarrow\;\; p_0 \cdot S \cdot L = (p_1+p_{Hg}) \cdot S \cdot (L-\Delta l)$$

$$\Rightarrow\;\; p_0 L = \frac{p_0 L}{L+\Delta l}\cdot (L-\Delta l) + p_{Hg}\cdot (L-\Delta l) \quad (2)$$

Từ (1) và (2) suy ra:

$$p_{Hg} = \frac{p_0 L}{L-\Delta l} - \frac{p_0 L}{L+\Delta l} \;\;\Rightarrow\;\; p_0 = \frac{p_{Hg}(L^2 - (\Delta l)^2)}{2L\cdot \Delta l}$$

Thay số:

$$p_0 = 10 \cdot \frac{0{,}50^2 - 0{,}05^2}{2 \cdot 0{,}50 \cdot 0{,}05} = 49{,}5\ \text{cmHg}.$$

Lực từ tác dụng lên đoạn dây tải điện có độ lớn là:

$$F = B \cdot I \cdot l \cdot \sin(\vec{B}; \vec{I}) = 0{,}5 \cdot 10^{-4} \cdot 150 \cdot 45 \cdot \sin 30^\circ = 0{,}17\ \text{N}.$$

Khối lượng $_{92}^{235}U$ chứa trong 100 kg quặng uranium:

$$25\% \cdot 100 = 25\ \text{kg}$$

Theo kết quả Câu 5, khối lượng $_{92}^{235}U$ chứa trong 100 kg quặng uranium:

$$25\% \cdot 100 = 25\ \text{kg} = 25\,000\ \text{g}.$$

Số hạt nhân nguyên tử $_{92}^{235}U$:

$$N = n \cdot N_A = \frac{m}{M}\cdot N_A = \frac{25\,000}{235} \cdot 6{,}02 \cdot 10^{23} = \frac{301}{470} \cdot 10^{26}\ \text{nguyên tử}.$$

Năng lượng tỏa ra của vụ nổ:

$$W = N \cdot 200\ \text{MeV} = \frac{301}{470}\cdot 10^{26}\cdot 200\ \text{MeV} = \frac{301}{235}\cdot 10^{28}\cdot 1{,}6 \cdot 10^{-13} = \frac{2408}{1175}\cdot 10^{15}\ \text{J}.$$

Số điện tương đương:

$$n = \frac{W}{3{,}600{,}000} = \frac{2408}{1175}\cdot \frac{10^{15}}{3{,}600{,}000} \approx 5{,}69 \cdot 10^8\ \text{kWh}.$$