(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 32

Một bạn học sinh dùng ấm điện có công suất không đổi để cung cấp nhiệt lượng cho một khối nước đá ở 0°C, có khối lượng m (kg). Sau khi đun được một khoảng thời gian ngắn, bạn bắt đầu theo dõi và thu được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ của nước đá theo nhiệt lượng cung cấp như hình bên dưới. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường và ấm điện. Xem sự bay hơi của nước trong quá trình nóng chảy và tăng nhiệt độ là không đáng kể. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $3{,}34\cdot 10^{5}\ \text{J/kg}$; nhiệt dung riêng của nước là $4\,200\ \text{J/(kg·K)}$ và nhiệt hóa hơi riêng của nước là $2{,}3\cdot 10^{6}\ \text{J/kg}$.

Một chiếc xe khách chạy trên đường cao tốc Bắc – Nam hướng đi từ Hà Nội đến thành phố Hồ Chí Minh trong ngày hè. Xe đi vào sáng sớm với nhiệt độ ngoài trời là 27°C. Thể tích khối khí chứa trong mỗi lốp xe là 120 lít và áp suất trong các lốp xe là 240 kPa. Xem nhiệt độ của khối khí trong lốp xe gần bằng với nhiệt độ ngoài trời, khối khí chứa trong các lốp xe là khí lí tưởng.

a) Số mol khí chứa trong mỗi lốp xe xấp xỉ bằng 11,6 mol.
b) Đến giữa trưa xe “dừng chân” ở Cam Lộ - Quảng Trị, nhiệt độ ngoài trời và nhiệt độ khối khí trong mỗi lốp được xem bằng nhau và bằng 45°C. Nếu thể tích và số mol của khối khí chứa trong mỗi lốp xe không đổi thì áp suất của khối khí trong mỗi lốp xe và động năng tịnh tiến trung bình của mỗi phân tử khí khi đó lần lượt là 254,4 kPa và $3{,}73\cdot 10^{-22}\ \text{J}$.
c) Thực tế khi sử dụng nhiệt kế hồng ngoại đo nhiệt độ của lốp, người ta thấy nhiệt độ của lốp xe có thể cao hơn nhiệt độ ngoài trời và nhiệt độ bề mặt đường. Nguyên nhân là trong quá trình chuyển động, lốp xe chịu tác dụng của lực ma sát với mặt đường; lốp xe bị biến dạng liên tục trong quá trình chuyển động; hấp thụ nhiệt từ mặt trời,…
d) Khi kiểm tra, nhiệt độ của khối khí trong mỗi lốp xe tăng đến 65°C và thể tích lốp xe không thay đổi, để áp suất khối khí trong lốp xe giảm còn 240 kPa (không thay đổi nhiệt độ và thể tích khối khí trong mỗi lốp xe) thì cần xả bỏ một lượng khí có số mol xấp xỉ bằng 1,3 mol.

Một khung dây dẫn kín phẳng có $N$ vòng, diện tích mỗi vòng là $S$ (m$^2$), có thể quay đều với tần số góc $\omega$ (rad/s) quanh trục $\Delta$ như hình. Tại thời điểm $t=0$, góc giữa vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ và vectơ pháp tuyến $\vec{n}$ của khung dây là $\varphi_0$ (rad). Điện trở của khung dây là $r$ ($\Omega$). Chọn chiều dương là chiều quay của khung dây.

a) Từ thông xuyên qua diện tích $S$ của mỗi vòng tại thời điểm $t$ (s) có dạng
$\Phi(t) = BS \cos(\omega t + \varphi_0)$ (Wb).

b) Suất điện động cảm ứng trong khung tại thời điểm $t$ (s) có dạng
$e_c = NBS \cos\!\left(\omega t + \varphi_0 - \dfrac{\pi}{2}\right)$ (V).

c) Dòng điện cảm ứng trong khung là dòng xoay chiều, cường độ biến thiên điều hoà theo thời gian với chu kì
$T = \dfrac{2\pi}{\omega}$ (s).

d) Nếu nối hai đầu khung với điện trở ngoài $R$ ($\Omega$), cường độ dòng điện trong mạch tại thời điểm $t$ (s) có dạng
$i = \dfrac{NBS\omega}{R}\cos\!\left(\omega t + \varphi_0 - \dfrac{\pi}{2}\right)$ (A).

Máy cán vật liệu thô thành lá vật liệu có độ dày được điều chỉnh tự động là một sản phẩm ứng dụng tính chất đâm xuyên của tia phóng xạ như hình bên dưới. Biết rằng, với một nguồn phóng xạ mới, chùm tia phóng xạ sẽ giảm độ phóng xạ đi $n_0 = 8$ lần khi đi qua lá thép có độ dày tiêu chuẩn $d_0 = 6$ mm. Nếu người ta cài đặt máy để cán được lá thép có độ dày $d_1$ thì độ phóng xạ khi qua lá thép sẽ giảm $n_1 = \dfrac{d_1}{d_0}n_0$ lần.

a) Nguyên lí hoạt động của máy cán vật liệu có độ dày được điều chỉnh tự động là: Ở độ dày tiêu chuẩn của lá vật liệu, đầu thu sẽ nhận một độ phóng xạ xác định, do đó mức tín hiệu ở đầu thu cũng xác định. Khi đó, hệ thống máy tính sẽ không gửi tín hiệu điều chỉnh vị trí con lăn. Nếu lá vật liệu có độ dày khác độ dày tiêu chuẩn thì tín hiệu đầu thu sẽ thay đổi (do độ phóng xạ tới đầu thu bị thay đổi). Thông qua hệ thống máy tính, một tín hiệu điều chỉnh vị trí con quay cán vật liệu sẽ được gửi đi nhằm đưa độ dày của lá vật liệu trở về giá trị tiêu chuẩn đo.

b) Nếu người ta cài đặt máy để cán được lá thép có độ dày $8$ mm thì độ phóng xạ khi qua lá thép sẽ giảm $10$ lần.

c) Khi độ dày lá thép thay đổi từ $6$ mm sang $8$ mm thì độ phóng xạ tới đầu thu sẽ giảm $2$ lần.

d) Nếu thay nguồn phóng xạ mới bằng một nguồn cùng loại đã sử dụng một khoảng thời gian bằng chu kì bán rã của nguồn phóng xạ và giữ nguyên tín hiệu ở đầu thu đã cài đặt để sản xuất lá thép có độ dày tiêu chuẩn $d_0$ thì độ dày $d_3$ của lá vật liệu được sản xuất ra sẽ bằng $4$ mm.

Một lò nung sử dụng điện có công suất $1000$ W được dùng để nấu chảy 1 lượng vàng 24K (được xem là vàng nguyên chất) đang ở nhiệt độ $25^\circ$C. Biết 1 lượng vàng có khối lượng $37{,}5$ g; nhiệt độ nóng chảy, nhiệt nóng chảy riêng và nhiệt dung riêng của vàng lần lượt là $1064^\circ$C, $0{,}64\cdot 10^5$ J/kg và $128$ J/(kg·K). Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường. Thời gian cần thiết để nấu chảy hoàn toàn lượng vàng trên là bao nhiêu giây (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)?

Một bình kín có thể tích thực là $0{,}2 \ \text{m}^3$ chứa một lượng khí lí tưởng ở nhiệt độ $27^\circ$C và áp suất $3 \cdot 10^5 \ \text{Pa}$. Số phân tử khí chứa trong bình là $x \cdot 10^{25}$ phân tử. Giá trị của $x$ là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?

Một khung dây dẫn kín hình vuông có cạnh bằng $10 \ \text{cm}$ gồm $100$ vòng, được đặt cố định trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ vuông góc với mặt phẳng khung dây. Trong khoảng thời gian $\Delta t = 0{,}05 \ \text{s}$, độ lớn của cảm ứng từ tăng đều từ $0{,}1 \ \text{T}$ đến $0{,}5 \ \text{T}$. Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây bằng bao nhiêu V?

Dòng điện xoay chiều chạy trong một đoạn mạch có đồ thị biểu diễn sự biến thiên của cường độ dòng điện theo thời gian như hình vẽ bên. Trong 1 giây đầu tiên, dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần?

Xét đồng vị không bền của nickel là $^{66}_{28}\text{Ni}$ phát ra tia phóng xạ $\beta^-$ và biến thành hạt nhân con $^{66}_{29}\text{Cu}$. Biết rằng khối lượng của các hạt nhân trên lần lượt là $m_{\text{Ni}} = 65{,}9297 \ \text{amu}$ và $m_{\text{Cu}} = 65{,}9289 \ \text{amu}$; khối lượng của electron là $0{,}0006 \ \text{amu}$. Năng lượng toả ra của quá trình phóng xạ được xác định bởi biểu thức: \[ \Delta E = (m_{\text{tr}} - m_{\text{sp}})c^2 \] với $m_{\text{tr}}$ và $m_{\text{sp}}$ lần lượt là tổng khối lượng của các hạt trước và sau phản ứng. Lấy $1 \ \text{u}c^2 = 931{,}5 \ \text{MeV}$. Năng lượng toả ra của quá trình phóng xạ trên bằng bao nhiêu MeV (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?

Tại một thời điểm, mẫu chất phóng xạ A có chu kì bán rã là 2 ngày và có $6{,}4 \cdot 10^{11}$ hạt nhân nguyên tử trong mẫu. Mẫu chất phóng xạ B có chu kì bán rã là 3 ngày và có $1{,}6 \cdot 10^{10}$ hạt nhân nguyên tử trong mẫu. Sau bao nhiêu ngày nữa thì số hạt nhân nguyên tử chưa phóng xạ của hai mẫu đó bằng nhau?