PHẦN I. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 18. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.
Câu 1: Chuyển động Brown chứng tỏ các phân tử chất khí
A. đứng yên, không chuyển động.
B. chuyển động hỗn loạn, không ngừng.
C. chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng.
D. chuyển động theo một đường thẳng xác định.
Câu 2: Mối liên hệ giữa thể tích \(V\) và nhiệt độ tuyệt đối \(T\) của một lượng khí lí tưởng xác định, khi áp suất \(p\) của khối khí không đổi là
A. \(\frac{V}{T} = \text{hằng số}\).
B. \(V \cdot T = \text{hằng số}\).
C. \(\frac{p}{T} = \text{hằng số}\).
D. \(p \cdot V = \text{hằng số}\).
Câu 3: Quá trình một chất chuyển từ thể lỏng sang thể khí được gọi là quá trình
A. hóa hơi.
B. ngưng kết.
C. hoá lỏng.
D. thăng hoa.
Câu 4: Một chất lỏng có khối lượng \(m\) và có nhiệt hoá hơi riêng \(L\). Ở nhiệt độ sôi, nhiệt lượng cần cung cấp để chất lỏng này hoá hơi hoàn toàn là
A. \(Q = 2Lm\).
B. \(Q = Lm^2\).
C. \(Q = L^2m\).
D. \(Q = Lm\).
Câu 5: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về cảm ứng từ? Tại một điểm trong từ trường, vector cảm ứng từ \(\vec{B}\) tại điểm đó
A. đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực từ.
B. cùng phương với tiếp tuyến của đường sức từ đi qua điểm đó.
C. có độ lớn tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện đặt tại đó.
D. cùng chiều với chiều của đường sức từ đi qua điểm đó.
Câu 6: Vật nào dưới đây không gây ra từ trường xung quanh nó?
A. Một đoạn dây mang dòng điện.
B. Một thanh nam châm đứng yên.
C. Một dòng điện đứng yên.
D. Một điện tích đứng yên.
Câu 7: Trong quá trình đẳng nhiệt của một khối khí lí tưởng xác định,
A. áp suất của khối khí tăng khi thể tích của khối khí tăng.
B. thể tích của khối khí không đổi.
C. áp suất của khối khí không đổi.
D. áp suất của khối khí tăng khi thể tích của khối khí giảm.
Câu 8: Hạt nhân \(^{235}_{92}\text{U}\) có
A. 235 neutron.
B. 92 neutron.
C. 143 proton.
D. 92 proton.
Câu 9: Cho phản ứng hạt nhân: \(^2_1\text{H} + ^3_1\text{H} \rightarrow ^4_2\text{He} + ^1_0\text{n}\). Đây là
A. phản ứng phân hạch.
B. phóng xạ \(\alpha\).
C. phóng xạ \(\beta\).
D. phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Câu 10: Cho nhiệt độ sôi của nước và thủy ngân lần lượt là \(100^o\text{C}\) và \(357^o\text{C}\). Theo thang nhiệt độ Kelvin, nhiệt độ sôi của thủy ngân lớn hơn nhiệt độ sôi của nước là
A. 173 K.
B. 184 K.
C. 84 K.
D. 257 K.
Câu 11: Một khung dây hình chữ nhật gồm \(N\) vòng dây nằm trong một từ trường đều. Khi khung dây quay đều với tần số \(f\) quanh trục đối xứng vuông góc với đường sức từ, trong khung dây sẽ xuất hiện một suất điện động xoay chiều có giá trị cực đại \(E_0\). Từ thông cực đại qua mỗi vòng của khung dây là
A. \(\Phi_0 = \frac{E_0}{2\pi f N}\)
B. \(\Phi_0 = \frac{E_0 N}{2\pi f}\)
C. \(\Phi_0 = \frac{E_0}{2\pi f}\)
D. \(\Phi_0 = E_0 2\pi f N\)
Câu 12: Một khối khí lí tưởng biến đổi từ trạng thái (1) có thể tích \(V_1\) sang trạng thái (2) có thể tích \(V_2\). Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa áp suất \(p\) và nhiệt độ tuyệt đối \(T\) được thể hiện như hình vẽ. Biểu thức nào sau đây là đúng khi so sánh giá trị của \(V_1\) và \(V_2\)?
A. \(V_1 = V_2\).
B. \(V_1 < V_2\).
C. \(V_1 = 2V_2\).
D. \(V_1 > V_2\).
Câu 13: Trong một quá trình nén một lượng khí thì khí nhận công 1000 J, đồng thời khí tỏa nhiệt lượng 300 J. Nội năng của khí
A. tăng thêm 1300 J.
B. giảm đi 1300 J.
C. giảm đi 700 J.
D. tăng thêm 700 J.
Câu 14: Hạt nhân \(^{235}_{92}\text{U}\) có năng lượng liên kết 1784 MeV. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là
A. 7,59 MeV/nucleon.
B. 8,48 MeV/nucleon.
C. 5,46 MeV/nucleon.
D. 9,39 MeV/nucleon.
Câu 15: Một đoạn dây dẫn điện thẳng dài \(\ell = 1\text{ m}\) nằm ngang có dòng điện chạy qua theo hướng từ Tây sang Đông, từ trường của Trái Đất tại nơi đặt đoạn dây có cảm ứng từ \(B = 0,04\text{ mT}\) và hướng nằm ngang về phía Bắc. Biết khối lượng của đoạn dây bằng 500 g. Lấy \(g = 10\text{ m/s}^2\). Để lực từ do từ trường của Trái Đất tác dụng lên đoạn dây bằng 1% trọng lực của nó thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là
A. 125 A.
B. 125 mA.
C. 12,5 mA.
D. 12,5 A.
Câu 16: Một chậu bằng nhôm có khối lượng 600 g đựng 2,5 lít nước sôi ở \(100^o\text{C}\). Biết nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là \(880\text{ J/(kg\cdot K)}\) và \(4200\text{ J/(kg\cdot K)}\); khối lượng riêng của nước là \(1,0\text{ kg/lít}\). Để có nước ở \(40^o\text{C}\) cần phải đổ thêm vào chậu một lượng nước ở \(25^o\text{C}\) là
A. 2,1 lít.
B. 3,3 lít.
C. 10,5 lít.
D. 13,1 lít.
Câu 17: Một bình kín có thể tích không đổi đang chứa khí lí tưởng. Tăng nhiệt độ của khối khí từ \(50^o\text{C}\) lên \(150^o\text{C}\) thì áp suất trong bình sẽ
A. tăng lên ít hơn 3 lần áp suất cũ.
B. có thể tăng hoặc giảm.
C. tăng lên đúng bằng 3 lần áp suất cũ.
D. tăng lên hơn 3 lần áp suất cũ.
Câu 18: Coi khối lượng mol của hạt nhân \(^{27}_{13}\text{Al}\) bằng số khối của nó. Số proton có trong \(0,27\text{ g } ^{27}_{13}\text{Al}\) là
A. \(6,825 \cdot 10^{22}\).
B. \(9,826 \cdot 10^{22}\).
C. \(8,825 \cdot 10^{22}\).
D. \(7,826 \cdot 10^{22}\).
PHẦN II. 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: Một căn phòng có thể tích phần không gian bên trong là \(V = 80\text{ m}^3\). Vào một ngày mùa hè, nhiệt độ trong ngôi nhà vào buổi sáng sớm là \(25^o\text{C}\) và đến giữa trưa là \(37^o\text{C}\). Cho biết áp suất khí quyển không đổi trong ngày là \(p_0 = 10^5\text{ Pa}\) và khối lượng mol của không khí là \(M = 29\text{ g/mol}\).
a) Từ buổi sáng sớm đến giữa trưa, nhiệt độ trong ngôi nhà tăng 285 K.
b) Ở buổi trưa các phân tử khí trong ngôi nhà chuyển động nhanh hơn so with buổi sáng.
c) Số phân tử khí có trong ngôi nhà vào buổi sáng sớm là \(1,23 \cdot 10^{27}\) phân tử.
d) Khối lượng không khí thoát ra khỏi căn phòng từ buổi sáng sớm đến giữa trưa là \(3,65\text{ kg}\).
Câu 2: Một học sinh tiến hành thí nghiệm xác định nhiệt nóng chảy riêng \(\lambda\) của nước đá theo các bước cụ thể sau:
Bước 1: Lấy viên nước đá có khối lượng \(m_1\) (kg) từ tủ lạnh và chuẩn bị một nhiệt lượng kế không hấp thụ nhiệt chứa \(m_2\) (kg) nước; đo nhiệt độ ban đầu của nước đá (\(t_1\)) và nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế (\(t_2\)) bằng nhiệt kế có độ nhạy cao.
Bước 2: Cho viên nước đá vào bình nhiệt lượng kế.
Bước 3: Khi nước đá tan hoàn toàn, lấy nhiệt kế đo nhiệt độ \(t\) của nước và ghi vào bảng kết quả thí nghiệm.
Số liệu thu được: \(m_1 = 0,15\text{ kg}\), \(t_1 = -10^o\text{C}\); \(m_2 = 3,03\text{ kg}\), \(t_2 = 21^o\text{C}\); nhiệt độ hỗn hợp \(t = 16^o\text{C}\).
Biết nhiệt dung riêng của nước đá và của nước lần lượt là \(2100\text{ J/(kg\cdot K)}\) và \(4200\text{ J/(kg\cdot K)}\).
a) Nước đá đã truyền nhiệt lượng cho nước.
b) Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ \(-10^o\text{C}\) đến nhiệt độ nóng chảy là 3150 J.
c) Nước đá nổi trong nước do khối lượng riêng của nước đá nhỏ hơn khối lượng riêng của nước.
d) Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá tính được từ bảng số liệu trên là \(\lambda = 336,0\text{ kJ/kg}\).
Câu 3: Một nhóm học sinh sử dụng bộ thí nghiệm để đo cảm ứng từ giữa hai nhánh của một nam châm chữ U: Một khung dây hình vuông ABCD gồm 50 vòng, cạnh \(a = 10\text{ cm}\) được treo vào đầu bên phải của đòn cân, đầu bên trái của đòn cân nối với lực kế. Khi cho dòng điện có cường độ \(I\) chạy qua khung theo chiều ABCD thì thu được số liệu sau:
Lần 1: \(I = 0\text{ A} \Rightarrow F = 5\text{ mN}\)
Lần 2: \(I = 0,02\text{ A} \Rightarrow F = 10\text{ mN}\)
Lần 3: \(I = 0,03\text{ A} \Rightarrow F = 12\text{ mN}\)
Lần 4: \(I = 0,04\text{ A} \Rightarrow F = 14\text{ mN}\)
a) Từ trường trong lòng nam châm có chiều từ phải sang trái.
b) Cảm ứng từ trong lòng nam châm là: \(B = 45,0\text{ mT}\).
c) Sau khi làm thí nghiệm lần 4, học sinh đổi chiều dòng điện và chỉnh \(I = 0,01\text{ A}\). Để đòn cân thăng bằng thì phải giảm số chỉ lực kế đi 2,5 mN. Độ lớn cảm ứng từ đo được là \(50,0\text{ mT}\).
d) Để giảm sai số, trước khi đọc số chỉ lực kế phải đảm bảo đòn cân nằm ngang, lực kế và khung dây thẳng đứng.
Câu 4: Đối với hạt nhân của nguyên tử \(^{56}_{26}\text{Fe}\):
a) Hạt nhân nguyên tử \(^{56}_{26}\text{Fe}\) có 30 neutron.
b) Số proton và số neutron trong hạt nhân \(^{56}_{26}\text{Fe}\) bằng nhau.
c) Khối lượng của hạt nhân \(^{56}_{26}\text{Fe}\) xấp xỉ 56 amu.
d) Bán kính hạt nhân \(^{56}_{26}\text{Fe}\) xấp xỉ \(3,55 \cdot 10^{-15}\text{ m}\).
PHẦN III. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6.
Dùng thông tin sau cho câu 1 và câu 2: Một bình có dung tích \(V = 20\text{ lít}\), chứa 1 mol khí lí tưởng ở nhiệt độ \(27^o\text{C}\), được lắp một van an toàn. Pít-tông có tiết diện \(15,6\text{ mm}^2\) giữ bằng lò xo có độ cứng \(50\text{ N/m}\), cách lỗ thoát khí đoạn \(l = 2\text{ mm}\).
Câu 1: Động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử khí là \(x \cdot 10^{-21}\text{ J}\). Tìm \(x\) (làm tròn đến chữ số hàng phần trăm).
Câu 2: Nhiệt độ của khí trong bình bằng bao nhiêu độ Celsius thì van sẽ bắt đầu xả khí ra ngoài (làm tròn đến chữ số hàng phần mười)?
Dùng thông tin sau cho câu 3 và câu 4: Dùng đoạn dây dài 10 m quấn thành khung dây hình chữ nhật ABCD có \(AB = 1\text{ m}\), \(BC = 4\text{ m}\). Từ trường vuông góc khung dây có cảm ứng từ \(B\) biến thiên theo thời gian. Điện trở mỗi đơn vị chiều dài dây là \(0,1\ \Omega/\text{m}\).
Câu 3: Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,1 s, cường độ dòng điện trong khung dây có độ lớn bằng bao nhiêu miliampe (mA)?
Câu 4: Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,4 s, nhiệt lượng tỏa ra trong khung dây bằng \(x \cdot 10^{-6}\text{ J}\). Tìm \(x\) (làm tròn đến chữ số hàng phần mười).
Dùng thông tin sau cho câu 5 và câu 6: Đồng vị Xenon \(^{133}_{54}\text{Xe}\) là chất phóng xạ có chu kì bán rã 5,24 ngày đêm. Liều sử dụng có độ phóng xạ \(3,5 \cdot 10^8\text{ Bq}\). Coi 85% Xenon lắng đọng tại phổi.
Câu 5: Khối lượng \(^{133}_{54}\text{Xe}\) có trong liều người bệnh đã hít vào là bao nhiêu microgram (\(\mu\text{g}\)) (làm tròn đến chữ số hàng phần trăm)?
Câu 6: Sau khi dùng thuốc 24,0 giờ, lượng \(^{133}_{54}\text{Xe}\) lắng đọng tại phổi có độ phóng xạ là \(x \cdot 10^8\text{ Bq}\). Tìm \(x\) (làm tròn đến chữ số hàng phần mười).