Đề ôn thi Đánh giá năng lực Đại học Sư phạm Hà Nội môn Vật lý có đáp án - Đề số 10

Người ta cần đúc một chuông đồng có khối lượng 300 kg bằng phương pháp nấu chảy đồng và đổ vào khuôn cho đồng ở thể lỏng bị đông đặc. Cho nhiệt nóng chảy riêng của đồng là $1,8.10^5\mathrm{J}/\mathrm{kg}$, nhiệt dung riêng của đồng bằng $380\mathrm{J}/\mathrm{kg}.\mathrm{K}$. Giả sử xưởng đúc đồng sử dụng 85 kg khí đốt để làm tăng nhiệt độ của 300 kg đồng từ $30^{\circ }\mathrm{C}$ đến khi nóng chảy hoàn toàn ở $1085^{\circ }\mathbf{C}.$ Biết rằng, khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg khí đốt thì nhiệt lượng toả ra là $5.10^6\mathrm{J}$. Hiệu suất để đúc chuông đồng của xưởng đúc này bằng bao nhiêu phần trăm (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Trong chụp cắt lớp điện toán theo trục (Computerised axial tomography, gọi tắt là CT), một chùm tia X hình quạt được phát ra từ nguồn quay quanh phần cần chụp của cơ thể bệnh nhân, đồng thời các đầu thu (detector) đo cường độ tia X sau khi đi xuyên qua các mô khác nhau. Dữ liệu thu được gửi đến máy tính xử lí để tạo ra hình ảnh theo các lát cắt ngang. Biết rằng cường độ tia X sau khi đi qua vật chất tuân theo định luật suy giảm: $I=I_0{e}^{-\mu x}$. Trong đó: $I_0$ là cường độ ban đầu, $I$ là cường độ sau khi xuyên qua vật, $\mu$ là hệ số hấp thụ (phụ thuộc vào loại mô) và $x$ là bề dày vật chất đi qua. Nhận định nào sau đây là đúng về nguyên lí tạo ảnh khi chụp CT?

Khi sử dụng bình gas mini, nếu xịt khí gas lỏng trong bình thoát ra ngoài trong một thời gian ta thấy phần vòi kim loại trở nên rất lạnh và xuất hiện nhiều giọt nước đọng lại trên bề mặt của vòi. Nguyên nhân của hiện tượng này là do khi khí gas lỏng thoát ra

Đặt một thanh nam châm thẳng ở gần một khung dây dẫn kín ABCD sao cho mặt phẳng của khung dây song song với mặt phẳng xOz của hệ trục tọa độ Oxyz (là hệ trục tọa độ vuông góc trong không gian 3 chiều) và nam châm song song với trục Oy như hình vẽ. Đưa nam châm di chuyển nhanh từ xa lại gần khung dây theo chiều dương của trục Oy thì trong khung dây

Phần II (3 điểm). Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 3. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở từng câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

 Sau một vụ thử hạt nhân, người ta phát hiện đồng vị phóng xạ ${}_{53}^{131}I$ phát tán vào khí quyển. Chất này có thể lắng đọng xuống đất, nhiễm vào cỏ và nguồn nước. Một nông trại nuôi bò sữa có những con bò không may ăn phải cỏ bị nhiễm đồng vị phóng xạ này nên sữa bò bị nhiễm phóng xạ và người ta đo được độ phóng xạ của ${}_{53}^{131}I$ trong sữa bò tại trang trại là 12500 Bq/lít. Biết rằng chu kì bán rã của ${}_{53}^{131}I$ là 8 ngày, giới hạn an toàn cho mức phóng xạ trong sữa theo tiêu chuẩn quốc tế (World Health Organization WHO) là $100$ Bq/lít.

Để tìm hiểu sự truyền năng lượng nhiệt giữa các vật, một nhóm học sinh đã chuẩn bị một số dụng cụ thí nghiệm gồm: 01 cốc nhôm; 01 cốc thủy tinh (loại lớn chứa được cốc nhôm); 02 nhiệt kế điện tử; 01 bình đựng nước nóng và 01 bình đựng nước lạnh cùng nhiệt độ với môi trường nơi làm thí nghiệm. Nhóm đã tiến hành hai thí nghiệm như sau:

Thí nghiệm 1: Đổ nước từ bình nước lạnh vào cốc nhôm và cốc thủy tinh rồi dùng hai nhiệt kế đồng thời đo nhiệt độ nước trong hai cốc (lúc $t=0$). Sau đó, đặt cốc nhôm vào trong cốc thủy tinh sao cho nước của cốc thủy tinh không tràn vào cốc nhôm, đồng thời đo nhiệt độ nước trong hai cốc và ghi số liệu từ hai nhiệt kế vào các thời điểm cách nhau 2 phút.

Thí nghiệm 2: Đưa cốc nhôm ra khỏi cốc thủy tinh và thay nước trong cốc thủy tinh bằng nước nóng còn nước trong cốc nhôm vẫn giữ nguyên. Đo đồng thời nhiệt độ nước trong hai cốc (lúc $t=0$). Sau đó lại đặt cốc nhôm chứa nước lạnh vào cốc thủy tinh chứa nước nóng sao cho nước từ cốc thủy tinh không tràn vào cốc nhôm, đồng thời đo nhiệt độ nước trong hai cốc và ghi số liệu từ hai nhiệt kế vào các thời điểm cách nhau 2 phút.

Kết quả hai lần thí nghiệm:

Phanh điện từ có cấu tạo đơn giản gồm cuộn dây dẫn được quấn quanh lõi thép. Lõi thép được xẻ một rãnh nhỏ để đặt vào đĩa kim loại. Đĩa kim loại gắn đồng trục với trục quay của bánh xe cần hãm phanh. Khi chưa có dòng điện chạy qua cuộn dây thì đĩa kim loại quay không chịu tác dụng của lực cản nào. Khi đạp phanh là đóng công tắc điện, một dòng điện một chiều được truyền qua cuộn dây của nam châm điện và đĩa quay chậm lại.

B. VIẾT TRÊN TỜ GIẤY THI

Phần III (1 điểm). Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Đối với mỗi câu, thí sinh chỉ viết kết quả (làm tròn và lấy 3 chữ số có nghĩa), không trình bày lời giải.

Một khung dây dẫn hình vuông (cạnh $a=10\mathrm{cm}$) gồm 50 vòng được đặt trong từ trường đều sao cho mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Trong khoảng thời gian $0,1\mathrm{s}$, cảm ứng từ của từ trường giảm đều từ $B=0,5\mathrm{T}$ đến giá trị bằng không. Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây dẫn trong khoảng thời gian này bằng bao nhiêu V (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Một xilanh kín hai đầu đặt nằm ngang có pit-tông cách nhiệt ở giữa và cách đều 2 đầu xilanh những khoảng bằng 25 cm. Khí ở hai phần chứa trong xilanh được coi là khí lí tưởng có nhiệt độ $27^{\circ }\mathrm{C}$ và có áp suất bằng 1 atm. Sau đó khí ở đầu bên trái A được nung đến nhiệt độ $67^{\circ }\mathrm{C}$ thì pit-tông dịch chuyển đi một khoảng x như hình vẽ. Phần khí ở đầu bên phải B có nhiệt độ không đổi, bỏ qua ma sát giữa pit-tông và xilanh. Khoảng dịch chuyển x bằng bao nhiêu cm (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Để xác định thể tích máu trong cơ thể bệnh nhân, bác sĩ đã cho vào 1 ml một dung dịch chứa ${}_{51}^{131}\mathrm{I}$ (Đồng vị ${}_{51}^{131}\mathrm{I}$ là chất phóng xạ có chu kì bán rã 8,06 ngày) có độ phóng xạ $14,8.10^4\mathrm{Bq}$. Sau 1 ngày người ta lấy 1 ml máu của bệnh nhân thì độ phóng xạ của lượng máu này là $28,86\mathrm{Bq}$. Giả thiết chất phóng xạ được phân bố đều vào máu. Thể tích máu của bệnh nhân trong cơ thể bằng bao nhiêu lít (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Một lượng khí lí tưởng có thể tích và áp suất ban đầu lần lượt là 5 lít và 2 atm. Nén đẳng nhiệt khối khí để áp suất thay đổi $0,5\mathrm{atm}$ thì thể tích của khối khí bằng bao nhiêu lít (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?