Hình dưới cho thấy một mô hình động cơ đơn giản chứa hai nam châm điện.

Câu 22:

Vào tháng 4 năm 1986, một vụ tai nạn hạt nhân thảm khốc đã xảy ra tại Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl. Một lượng lớn các chất phóng xạ khác nhau đã được giải phóng và lan sang các nước láng giềng. Mức độ phóng xạ được ghi nhận ở các quốc gia này cao hơn nhiều so với độ phóng xạ cho phép. Một trong những đồng vị phóng xạ được giải phóng trong vụ tai nạn là Caesium-137 (Cs-137) theo phương trình:

\({}_{92}^{235}U + {}_0^1n \to {}_{55}^{137}Cs + {}_{37}^{95}Rb + x \cdot {}_0^1n\)

Cho khối lượng của các hạt nhân \(U - 235\); \(Cs - 137\); \(Rb - 95\) và neutron trong phản ứng trên lần lượt là 235,0439 amu; 136,9071 amu; 94,9399 amu và 1,0087 amu. Lấy \(1~{\rm{ }}amu = 931,5\,\,MeV/{c^2}.\)

A.

Giá trị của x trong phương trình là 3

B.

Hệ số nhân neutron trong lò phản ứng hạt nhân khi xảy ra tai nạn lớn hơn 1

C.

Năng lượng giải phóng trong quá trình phân hạch của một hạt nhân theo phương trình trên xấp xỉ 159,1 MeV/c²

D.

Chu kì bán rã của \(Cs - 137\) là 30 năm. Một mẫu đất nhiễm phóng xạ \(Cs - 137\) có độ phóng xạ \({1,2.10^6}Bq\) thì sau 30 năm sẽ có độ phóng xạ nhỏ hơn \(200\,\,Bq\)

Lời giải:

Đáp án đúng: Sai, Đúng, Đúng, Sai

a) Giá trị của x trong phương trình là 3 → Sai, áp dụng định luật bảo toàn số khối, ta có: \(235 + 1 = 137 + 95 + x \Rightarrow x = 4\).

Đáp án đúng là Sai.

b) Hệ số nhân neutron trong lò phản ứng hạt nhân khi xảy ra tai nạn lớn hơn 1 → Đúng, hệ số nhân neutron trong lò phản ứng hạt nhân khi xảy ra tai nạn là k = x = 4 >1.

Đáp án đúng là Đúng.

c) Năng lượng giải phóng trong quá trình phân hạch của một hạt nhân theo phương trình trên xấp xỉ 159,1 MeV/c² → Đúng, năng lượng giải phóng trong quá trình phân hạch của một hạt nhân \(U - 235\) theo phương trình trên là:

\(\begin{array}{l}E = \left( {{m_t} - {m_s}} \right) \cdot {c^2}\\ = \left( {235,0439 - 136,9071 - 94,9399 - 3 \cdot 1,0087} \right)amu \cdot {c^2}\\ = \left( {235,0439 - 136,9071 - 94,9399 - 3 \cdot 1,0087} \right) \cdot 931,5 = 159,1002\,\,MeV\end{array}\)

Đáp án đúng là Đúng.

d) Chu kì bán rã của \(Cs - 137\) là 30 năm. Một mẫu đất nhiễm phóng xạ \(Cs - 137\) có độ phóng xạ \({1,2.10^6}Bq\) thì sau 30 năm sẽ có độ phóng xạ nhỏ hơn \(200\,\,Bq\) → Sai, độ phóng xạ sau 350 năm là:

\({H_t} = {H_0} \cdot {2^{ - \frac{t}{T}}} = 1,2 \cdot {10^6} \cdot {2^{ - \frac{{350}}{{30}}}} \simeq 369\,\,Bq\)

Đáp án đúng là Sai.

Câu 23:

Sử dụng các thông tin sau cho câu 1 và câu 2: Có một bình nhôm có khối lượng \({m_0} = 260\,g,\) nhiệt độ ban đầu là \({t_0} = 20\,^\circ C\) được bọc kín bằng một lớp xốp cách nhiệt. Cần cho x kg nước ở nhiệt độ \({t_1} = 50\,^\circ C\) và y kg nước đá ở nhiệt độ \({t_2} = - 2\,^\circ C\) vào bình để có \(M = 1\,\,kg\) nước ở nhiệt độ \({t_3} = 10\,^\circ C\) khi cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của nhôm là \({c_0} = 880\,J/(kg.K),\) của nước là \({c_1} = 4200\,J/(kg.K),\) của nước đá là \({c_2} = 2100\,J/(kg.K).\) Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(\lambda = 335000\,J/kg.\)

Câu 1: Nhiệt lượng của bình nhôm đã tỏa ra từ đầu đến khi xảy ra cân bằng nhiệt là bao nhiêu kJ? (Kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần trăm)

Lời giải:

Đáp án đúng: 2,29

Nhiệt lượng của bình nhôm đã tỏa ra từ đầu đến khi xảy ra cân bằng nhiệt là:

\(\begin{array}{l}{Q_0} = {m_0} \cdot {c_0} \cdot ({t_0} - {t_{CB}})\\ = 0,26 \cdot 880 \cdot (20 - 10) = 2288\,J = 2,288\,kJ \approx 2,29~\,kJ\end{array}\)

Đáp án đúng là 2,29.

Câu 24:

Sử dụng các thông tin sau cho câu 1 và câu 2: Có một bình nhôm có khối lượng \({m_0} = 260\,g,\) nhiệt độ ban đầu là \({t_0} = 20\,^\circ C\) được bọc kín bằng một lớp xốp cách nhiệt. Cần cho x kg nước ở nhiệt độ \({t_1} = 50\,^\circ C\) và y kg nước đá ở nhiệt độ \({t_2} = - 2\,^\circ C\) vào bình để có \(M = 1\,\,kg\) nước ở nhiệt độ \({t_3} = 10\,^\circ C\) khi cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của nhôm là \({c_0} = 880\,J/(kg.K),\) của nước là \({c_1} = 4200\,J/(kg.K),\) của nước đá là \({c_2} = 2100\,J/(kg.K).\) Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(\lambda = 335000\,J/kg.\)

Câu 2: Xác định giá trị của x (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)

Lời giải:

Đáp án đúng: 0,69

Theo đề bài ta có: \(x + y = 1\,\,\,\,(1)\)

Phương trình cân bằng nhiệt:

\({Q_{toa}} = {Q_{thu}} \Rightarrow {Q_n} + {Q_{nh}} = {Q_{n{\rm{d}}}}\)

\( \Rightarrow 2288 + x \cdot {c_1} \cdot (50 - 10) = y \cdot {c_2} \cdot 2 + y \cdot \lambda + y \cdot {c_1} \cdot 10\)

\( \Rightarrow 2288 + x \cdot 4200 \cdot (50 - 10) = y \cdot 2100 \cdot 2 + y \cdot 335000 + y \cdot 4200 \cdot 10\,\,\,(2)\)

Từ (1) và (2) tìm được \( \Rightarrow x \approx 0,69\,\,kg\)

Đáp án đúng là 0,69.

Câu 25:

Sử dụng các thông tin sau cho câu 3 và câu 4: Một đoạn dây nằm ngang được giữ căng nằm trong một từ trường đều có đường sức vuông góc với đoạn dây. Cho dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 5 A chạy qua đoạn dây.

Câu 3: Cường độ dòng điện cực đại chạy qua dây dẫn là bao nhiêu ampe (kết quả làm tròn lấy đến chữ số hàng phần mười)?

Lời giải:

Đáp án đúng: 7,1

Cường độ dòng điện cực đại qua dây dẫn là \({I_o} = I\sqrt 2 = 5\sqrt 2 \approx 7,1\,\,A\).

Đáp án đúng là 7,1.

Câu 26:

Sử dụng các thông tin sau cho câu 3 và câu 4: Một đoạn dây nằm ngang được giữ căng nằm trong một từ trường đều có đường sức vuông góc với đoạn dây. Cho dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 5 A chạy qua đoạn dây.

Câu 4: Từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ là \(2,8 \cdot {10^{ - 4}}\,T.\) Đoạn dây dài 40 cm. Độ lớn lực từ cực đại tác dụng lên đoạn dây là bao nhiêu mN (kết quả làm tròn lấy đến chữ số hàng phần mười)?

Lời giải:

Đáp án đúng: 0,8

Độ lớn lực từ cực đại tác dụng lên đoạn dây là:

\(F = IBl\sin \alpha = 5\sqrt 2 {.2,8.10^{ - 4}}.0,4.\sin {90^o} = 0,8\,\,mN\)

Đáp án đúng là 0,8.

Câu 27:

Sử dụng các thông tin sau cho câu 5 và câu 6: 1 Curie (Ci) được định nghĩa là hoạt động của 1 g radium. Hoạt độ của nguồn radium được sử dụng trong phòng thí nghiệm là khoảng \(5{\rm{ }}\mu Ci.\) Cho chu kì bán rã của Radium-226 là 1600 năm và lấy khối lượng của một mol radium là 226 g.

Câu 5: Số nguyên tử radium trong nguồn phóng xạ này là \(x \cdot {10^{16}}.\) Tìm x (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)

Lời giải: