Một nhà máy điện hạt nhân có sơ đồ nguyên lí như hình vẽ bên dưới. Trong lò phản ứng hạt nhân sử dụng \({}^{235}U\) làm nhiên liệu theo phương trình phản ứng: \(^{235}U + n{ \to ^{141}}Ba{ + ^{92}}Kr + 3n\) Cho khối lượng các hạt nhân \(^{235}U\); \(^{141}Ba\); \(^{92}Kr\); n lần lượt là 235,0409 amu; 140,9141 amu; 91,9250 amu và 1,0086 amu. Cứ 1000 J năng lượng phân hạch được tạo ra sẽ trải qua những biến đổi như thể hiện trong hình trên, cuối cùng thu được 323 J năng lượng điện. Công suất điện đầu ra của nhà máy này là 1066 MW.

Câu 23:

Sử dụng các thông tin sau cho câu 1 và câu 2: Một bình nhôm có khối lượng 200 g, chứa 300 g nước ở nhiệt độ 20°C. Thả một cục nước đá khối lượng 50 g ở nhiệt độ 0°C vào bình nhôm ở trên. Coi nhiệt độ truyền ra ngoài môi trường là không đáng kể. Cho nhiệt dung riêng của nước đá và của nước là 4200 J/kg.K; nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K; nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,34.10⁵ J/kg.

Câu 1: Nhiệt lượng cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn 50 g nước đá ở 0°C là bao nhiêu kJ (kết quả làm tròn đến chữ số hàng đơn vị)?

Lời giải:

Đáp án đúng: 17

Nhiệt lượng cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn 50 g nước đá ở 0°C là:

\(Q = L.m = {3,34.10^5}.0,05 = 16700\,\,J = 16,7\,\,kJ \approx 17\,\,kJ\)

Đáp án đúng là 17.

Câu 24:

Sử dụng các thông tin sau cho câu 1 và câu 2: Một bình nhôm có khối lượng 200 g, chứa 300 g nước ở nhiệt độ 20°C. Thả một cục nước đá khối lượng 50 g ở nhiệt độ 0°C vào bình nhôm ở trên. Coi nhiệt độ truyền ra ngoài môi trường là không đáng kể. Cho nhiệt dung riêng của nước đá và của nước là 4200 J/kg.K; nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K; nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,34.10⁵ J/kg.

Câu 2: Nhiệt độ trong bình nhôm khi xảy ra hiện tượng cân bằng nhiệt là bao nhiêu °C (kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần mười)?

Lời giải:

Đáp án đúng: 7,3

Nhiệt độ trong bình nhôm khi xảy ra hiện tượng cân bằng nhiệt là:

\(\begin{array}{l}L.{m_d} + {m_d}{c_d}\left( {t - 0} \right) = \left( {{m_n}{c_n} + {m_{nh}}{c_{nh}}} \right)\left( {20 - t} \right)\\{3,34.10^5}.0,05 + 0,05.4200t = \left( {0,3.4200 + 0,2.880} \right)\left( {20 - t} \right)\\ \Rightarrow t = 7,3^\circ C\end{array}\)

Đáp án đúng là 7,3.

Câu 25:

Sử dụng các thông tin sau cho câu 3 và câu 4: Khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng là \(3,8 \cdot {10^8}\,m\). Tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không \(c = 3 \cdot {10^8}\,m/s\).

Câu 3: Quãng đường sóng điện từ truyền được trong 1 ns là bao nhiêu mét (kết quả làm trong đến chữ số hàng phần mười)?

Lời giải:

Đáp án đúng: 0,3

Quãng đường sóng điện từ truyền được trong 1 ns là:

\(s = c \cdot t = 0,3\,\,m\)

Đáp án đúng là 0,3.

Câu 26:

Sử dụng các thông tin sau cho câu 3 và câu 4: Khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng là \(3,8 \cdot {10^8}\,m\). Tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không \(c = 3 \cdot {10^8}\,m/s\).

Câu 4: Thời gian sóng điện từ truyền từ Trái Đất đến Mặt Trăng mất bao nhiêu giây (kết quả làm tròn lấy đến chữ số hàng phần mười)?

Lời giải:

Đáp án đúng: 1,3

Thời gian sóng điện từ truyền từ Trái Đất đến Mặt Trăng là:

\(t = \frac{s}{c} = \frac{{3,8 \cdot {{10}^8}}}{{3 \cdot {{10}^8}}} = 1,26\,\,\,s \approx 1,3\,\,\,s\)

Đáp án đúng là 1,3.

Câu 27:

Sử dụng các thông tin sau cho câu 5 và câu 6: Năng lượng do Mặt Trời giải phóng là kết quả của phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi của nó, trong đó hydrogen được tổng hợp lại thành hạt nhân helium thông qua một quá trình phức tạp. Phản ứng tổng thể có thể được đơn giản hóa bằng phương trình sau:

\(4{}_1^2H \to {}_2^4He\) + các hạt khác có khối lượng không đáng kể + năng lượng tỏa ra

Cho khối lượng của hydrogen là 1,00728 amu; khối lượng của helium là 4,00150 amu và 1 amu = 931,5 MeV/c².

Câu 5: Năng lượng giải phóng trong mỗi phản ứng tổng hợp hạt nhân của Mặt Trời là \(x \cdot {10^{ - 12}}\,J\). Tìm x (kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần mười)

Lời giải:

Đáp án đúng: 4,1

Năng lượng giải phóng trong mỗi phản ứng tổng hợp hạt nhân của Mặt Trời là:

\(\begin{array}{l}\Delta E = (4{m_H} - {m_{He}}){c^2}\\ = (4 \cdot 1,00728 - 4,00150) \cdot 931,5\,MeV = 4,1 \cdot {10^{ - 12}}J\end{array}\)

Đáp án đúng là 4,1.

Câu 28:

Sử dụng các thông tin sau cho câu 5 và câu 6: Năng lượng do Mặt Trời giải phóng là kết quả của phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi của nó, trong đó hydrogen được tổng hợp lại thành hạt nhân helium thông qua một quá trình phức tạp. Phản ứng tổng thể có thể được đơn giản hóa bằng phương trình sau:

\(4{}_1^2H \to {}_2^4He\) + các hạt khác có khối lượng không đáng kể + năng lượng tỏa ra

Cho khối lượng của hydrogen là 1,00728 amu; khối lượng của helium là 4,00150 amu và 1 amu = 931,5 MeV/c².

Câu 6: Tổng năng lượng do Mặt Trời giải phóng cho mỗi kilôgam hydrogen hợp nhất để tạo thành hạt nhân helium là \(y \cdot {10^{14}}\) J. Lấy khối lượng của một mol hydrogen (\({}_1^1H\)) là 1 g. Tìm y (kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần mười)

Lời giải: