Đề thi thử tốt nghiệp THPT môn Vật lí Cụm các trường THPT, GDTX Bắc Ninh có đáp án

Kích thích từ trường xuyên sọ (Transcranial Magnetic Stimulation, viết tắt là TMS) là một phương pháp điều trị kích thích não bộ không xâm lấn, sử dụng từ trường để tác động lên một số vùng nhất định trong não có liên quan đến các tình trạng như trầm cảm và điều chỉnh cảm xúc. Trong phương pháp điều trị TMS, cuộn dây từ trường được sử dụng để tạo ra một từ trường mạnh mẽ và ngắn hạn, xuyên qua da và sọ mà không gây ra sự suy giảm đáng kể. Khi cuộn dây này được kích hoạt, nó sẽ tạo ra một dòng điện trong các mô thần kinh, kích thích các tế bào thần kinh tại các vùng cụ thể của não. Giả sử một vòng dây TMS khi được kích hoạt, nó tạo ra từ trường có độ lớn cảm ứng từ $1{,}8\ \text{T}$, từ trường này gây ra cho dây thần kinh có chiều dài 2 mm một dòng điện cảm ứng $2{,}5\ \text{m}\text{A}$. Độ lớn lực từ lớn nhất do từ trường của vòng dây TMS tác dụng lên dây thần kinh trên là

Hình bên là các đường sức từ của một nam châm. So sánh từ trường tại các điểm A, B, C, D, điểm có từ trường yếu nhất là

Bảng bên là thông số nhiệt dung riêng của một số chất. Nếu các miếng Nhôm, Đồng, Sắt, Chì có cùng khối lượng được lấy ra từ cùng một lò nung (nhiệt độ các miếng giống nhau) và để ngoài không khí thì miếng nào nguội đi lâu nhất?

Một nhóm học sinh lớp 12 thực hiện thí nghiệm thực hành đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá. Họ đã lựa chọn bộ dụng cụ thí nghiệm như hình 1 gồm: biến thế nguồn (1), bộ đo công suất nguồn điện có tích hợp chức năng đo thời gian (2), nhiệt kế điện tử có độ phân giải nhiệt độ $\pm 0{,}1{}^{∘}\text{C}$ (3), nhiệt lượng kế bằng nhựa có vỏ xốp kèm dây điện trở (4), cân điện tử (5), các dây nối.

Hình 1

Họ cho viên nước đá có khối lượng $0{,}02\ \text{k}\text{g}$ và một ít nước vào bình nhiệt lượng kế sao cho dây điện trở chìm trong hỗn hợp nước và nước đá.

Khi tiến hành đo họ khuấy liên tục nước đá, cứ sau mỗi hai phút lại ghi số đo công suất trên oát kế và nhiệt độ trên nhiệt kế. Kết quả đo được ở bảng sau:

Từ bảng số liệu họ vẽ được đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của nước trong bình nhiệt lượng kế như hình 2.

Một nhóm học sinh tìm hiểu về sự phụ thuộc của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường vào cường độ dòng điện trong đoạn dây. Họ đã thực hiện các nội dung sau:

(1) Chuẩn bị các dụng cụ: Nam châm hình chữ U, dây dẫn mang dòng điện có khối lượng m, nguồn điện một chiều, ampe kế, hai lực kế giống hệt nhau (các dụng cụ được mô phỏng như hình vẽ bên).

(2) Họ cho rằng khi làm thay đổi cường độ dòng điện qua đoạn dây dẫn thì độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn dây sẽ thay đổi tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện.

(3) Họ đã làm thí nghiệm thay đổi cường độ dòng điện và xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn. Kết quả thu được tỉ số giữa độ lớn lực từ F và cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn I là gần như không đổi.

(4) Từ kết quả của thí nghiệm này, họ đi đến kết luận lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn.

Ở một cơ sở đúc đồng tại xã Đại Bái, huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh, người ta tiến hành đúc một quả chuông bằng đồng nguyên chất có khối lượng 15 kg qua 6 bước sau đây:

1. Tạo mẫu.

2. Tạo khuôn.

3. Nấu chảy đồng.

4. Rót khuôn.

5. Làm nguội và tách sản phẩm khỏi khuôn.

6. Hoàn thiện sản phẩm.

Biết đồng có nhiệt độ nóng chảy là $1084{}^{∘}\text{C}$, nhiệt nóng chảy riêng là $λ=180\ \text{k}\text{J}/\text{k}\text{g}$, nhiệt dung riêng là $c=380\ \text{J}\text{/}\text{k}\text{g}.\text{K}$; nhiệt độ ban đầu của môi trường và hỗn hợp nguyên liệu là $27{}^{∘}\text{C}$, trong quá trình đúc có $40\text{\%}$ lượng nhiệt bị hao phí ra môi trường.

Một ngôi nhà có thể tích phần không gian bên trong là $40\ \text{m}{}^{3}$. Vào một ngày mùa đông, nhiệt độ trong ngôi nhà vào buổi sáng sớm là $20{}^{∘}\text{C}$ và đến giữa trưa là $25{}^{∘}\text{C}$. Cho biết áp suất khí quyển không đổi trong ngày là 1 atm và khối lượng mol của không khí là $29\ \text{g}\text{/}\text{m}\text{o}\text{l}$.

Một học sinh làm thí nghiệm về sự tương tác giữa hai dòng điện. Học sinh này cho hai dòng điện có cường độ $\text{I}{}_{1}=6\ \text{A},\text{I}{}_{2}=5\ \text{A}$ chạy cùng chiều trong hai dây dẫn thẳng dài song song (1) và (2) đặt cách nhau 5 cm. Biết độ lớn cảm ứng từ do dòng điện có cường độ I chạy trong dây dẫn thẳng dài gây ra tại điểm cách nó một khoảng r được tính bằng công thức $B=2.10{}^{-7}\frac{I}{r}$. Độ lớn lực từ do dòng điện $\text{I}{}_{1}$ tác dụng lên một phần đoạn dây dài 4 cm của dây dẫn có dòng điện $\text{I}{}_{2}$ bằng $\text{x}.10{}^{-6}\ \text{N}$. Giá trị của x bằng bao nhiêu?

Một bàn ủi (hình a) có thể hoạt động được với dòng điện một chiều và xoay chiều. Đế của bàn ủi có khối lượng 400 g được làm từ hợp kim chịu nhiệt, nhiệt dung riêng của đế là $890\ \text{J}\text{/}\text{k}\text{g}\text{.}\text{K}$. Sơ đồ mạch điện của bàn ủi (hình b) bao gồm các bộ phận: điện trở Shunt (1) có giá trị $8\text{Ω}$, đèn báo hiệu (2) có điện trở $2\text{Ω}$, cuộn dây điện trở ( 3 ) coi như điện trở thuần có giá trị điện trở $98{,}4\text{Ω}$. Cắm bàn ủi vào mạng điện có hiệu điện thế 220 V. Biết nhiệt độ ban đầu của bàn ủi là $22{}^{∘}\text{C};80\text{\%}$ nhiệt lượng tỏa ra trên dây điện trở (3) được dùng làm nóng đế bàn ủi và bàn ủi có thể là được quần áo khi nhiệt độ của đế đạt giá trị nhỏ nhất là $180{}^{∘}\text{C}$. Sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao nhiêu giây kể từ lúc bắt đầu cắm điện thì bàn ủi có thể là được quần áo? (Kết quả làm tròn đến chữ số hàng đơn vị).

Một chai thủy tinh chứa không khí bị bịt kín bằng một nút đang mắc kẹt ở miệng chai. Biết nút làm bằng xốp có khối lượng không đáng kể, tiết diện của miệng chai là $\text{s}=1{,}8\ \text{c}\text{m}{}^{2}$, ở nhiệt độ phòng $27{}^{∘}\text{C}$ áp suất của khối khí trong chai bằng áp suất khí quyển và bằng 1 atm. Để mở nút chai, một người dùng cách hơ nóng khí trong chai. Khi nhiệt độ của khí trong chai là $87{}^{∘}\text{C}$ thì người này thấy nút bật ra ngoài, bỏ qua sự nở vì nhiệt của chai thủy tinh. Lực ma sát tác dụng lên nút chai khi nút chai bật ra là bao nhiêu? (kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần trăm).