Trong máy quang phổ khối (Mass Spectrometry), một ion đơn tích ( \(q=+e\) ), có khối lượng \(\mathrm{m}=3,2 \times 10^{-26} \mathrm{~kg}\), được tăng tốc bởi hiệu điện thế \(\mathrm{U}=200 \mathrm{~V}\) trước khi bay vào vùng từ trường đều \(\mathrm{B}=0,5 \mathrm{~T}\). Trong vùng từ trường, ion chuyển động theo quỹ đạo tròn. Cho biết Điện tích của electron: \(\mathrm{e}=1,6 \times 10^{-19} \mathrm{C}\).

Câu 21:

Bài thí nghiệm: Khảo sát định luật I nhiệt động lực học \(\Delta \mathrm{U}=\mathrm{Q}+\mathrm{A}\). Trong đó: \(\Delta \mathrm{U}\) : độ biến thiên nội năng của hệ; Q : nhiệt lượng hệ nhận vào/tỏa ra; A : công mà hệ thực hiện/ nhận.

Dụng cụ thí nghiệm: Một bình kín chứa khí có piston di động, nhiệt kế (thang đo từ \(0^{\circ} \mathrm{C}\) đến \(100^{\circ} \mathrm{C}\) ), áp kế để đo áp suất của khí, Hệ thống gia nhiệt (bếp điện hoặc nguồn nhiệt) công suất 50 W , thước đo độ cao để xác định quãng đường dịch chuyển của piston, đồng hồ bấm giờ.

Cho biết khối lượng piston và diện tích tiết diện của xi lanh \(\mathrm{S}=0,01 \mathrm{~m}^{2}\), hiệu suất cấp nhiệt là \(80 \%\).

Chuẩn bị ban đầu: Đặt piston di động ở trạng thái cân bằng, khí trong bình có thể tích ban đầu \(\mathrm{V}_{1}=1\) lít, nhiệt độ \(\mathrm{t}_{1}=25^{\circ} \mathrm{C}\), và áp suất \(\mathrm{p}_{1}=1 \mathrm{~atm}\). Ta bật nguồn cấp nhiệt. Ghi lại các giá trị \(\mathrm{p}, \mathrm{V}, \mathrm{T}\).

A.

Khi ta cấp nhiệt, khí nở ra đẩy piston đi lên

B.

Sau 10 s , nhiệt lượng cấp cho hệ là \(\mathrm{Q}=\mathrm{P} . \mathrm{t}=500 \mathrm{~J}\)

C.

Khi nắp piston dịch chuyển được 5 cm , khí có áp suất 111430 Pa . Khí đã thực hiện một công \(55,715 \mathrm{~J}\)

D.

Nội năng của khí tăng \(334,285 \mathrm{~J}\)

Lời giải:

Đáp án đúng: Đúng, Sai, Đúng, Đúng

a) ĐÚNG.

Khi ta cấp nhiệt, khí nở ra đẩy piston đi lên.

b) SAI.

Sau 10s, nhiệt luợng cấp cho hệ là \(Q=P . t=500 \mathrm{~J}\). Sai vì hiệu suất của hệ là \(80 \%\) nên hệ chỉ nhận 400 J . c) ĐÚNG.

Khi nắp piston dịch chuyển đượ 5 cm , khi có áp suất 111430 Pa. Khí đã thực hiện một công \(A=p \cdot \Delta V=\) \(55,715 \mathrm{~J}\).

d) ĐÚNG.

Nội năng của khí tăng \(\Delta U=A+Q=334,285 \mathrm{~J}\).

Câu 22:

Nguồn phóng xạ \(\alpha\) americium \({ }_{95}^{241} \mathrm{Am}\) có hằng số phóng xạ \(5,081 \cdot 10^{-11}(1 / \mathrm{s})\) được đặt giữa hai bản kim loại kết nối với một pin. Các hạt \(\alpha\) phóng ra làm ion hóa không khí giữa hai bản kim loại, cho phép một dòng điện nhỏ chạy giữa hai bản kim loại đó và chuông báo không kêu.

Nếu có khói bay vào giữa hai bản kim loại, các ion trong này sẽ kết hợp với những phân tử khói và dịch chuyển chậm hơn làm cường độ dòng điện chạy giữa hai bản kim loại giảm đi. Khi dòng điện giảm tới mức nhất định thì cảm biến báo khói sẽ gửi tín hiệu kích hoạt chuông báo cháy

A.

Tia \(\alpha\) phát ra từ nguồn phóng xạ bị lệch về phía bản kim loại nhiễm điện dương

B.

Chu kì bán rã của americium \({ }_{95}^{241} \mathrm{Am}\) là \(1,58.10^{5}\) ngày

C.

Độ phóng xạ của nguồn americium \({ }_{95}^{241} \mathrm{Am}\) có khối lượng \(0,125 \mu \mathrm{~g}\) là \(25,7 \mathrm{kBq}\)

D.

Sau khi sử dụng 15 năm, độ phóng xạ của nguồn americium \({ }_{95}^{241} \mathrm{Am}\) trong cảm biến giảm còn \(3,47 \%\) so với độ phóng xạ ban đâu lúc mới mua

Lời giải:

Đáp án đúng: Sai, Đúng, Sai, Sai

a) SAI .

Tia \(\alpha\) mang điện tich duơng nên bị lệch về phía bản kim loại nhiễm điện âm.

b) ĐÚNG.

\(T=\frac{\ln 2}{\lambda}=1,58.10^{5}\) ngày.

c) SAI .

\(\mathrm{H}_{0}=\lambda . \mathrm{N}_{0}=15,9 \cdot 10^{3} \mathrm{~Bq}\)

d) SAI .

\(\mathrm{H}=\mathrm{H}_{0} . \mathrm{e}^{-\lambda \mathrm{t}}=97,6 \% \mathrm{H}_{0}\)

Câu 23:

Núi Bà Đen nằm ở tỉnh Tây Ninh. Đây là đỉnh núi cao nhất miền Nam Việt Nam với độ cao \(\mathbf{9 8 6} \mathbf{m}\) so với mực nước biển. Nhiệt độ trên đỉnh núi thường mát mẻ hơn nhiệt độ ở đồng bằng xung quanh, dao động từ \(18^{\circ} \mathbf{C}\) đến \(\mathbf{2 5}^{\circ} \mathrm{C}\), tùy vào mùa. Vào một ngày, lúc 6 h sáng, nhiệt độ của đỉnh núi là \(18^{\circ} \mathrm{C}\), biết rằng mỗi khi lên cao thêm 10 m , áp suất khí quyển giảm 1 mmHg , và giả sử nhiệt độ xem như không đổi từ đỉnh núi đến chân núi. Ở điều kiện tiêu chuẩn, ở chân núi áp suất khí quyển là 760 mmHg , khối lượng riêng của không khí là \(1,29 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}\).

Tính khối lượng riêng của không khí ở đỉnh núi theo đơn vị \(\mathrm{kg} / \mathrm{m}^{3}\). (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)

Lời giải:

Đáp án đúng:

1,07

Xét trạng thái 1 là \(m(\mathrm{~kg})\) khí ở chân núi ở điều kiện tiêu chuẩn và trạng thái 2 là \(m(\mathrm{~kg})\) khí ở đỉnh núi ở \(18^{\circ} \mathrm{C}\).

\(\frac{\mathrm{p}_{1} \mathrm{~V}_{1}}{\mathrm{~T}_{1}}=\frac{\mathrm{p}_{2} \mathrm{~V}_{2}}{\mathrm{~T}_{2}} \Leftrightarrow \frac{(760-89,6.1) \frac{\mathrm{m}}{\rho_{1}}}{273+18}=\frac{760 \cdot \frac{\mathrm{~m}}{1,29}}{273} \Rightarrow \frac{670,4}{291 \rho_{1}}=\frac{760}{273.1,29} \Rightarrow \rho_{1} \approx 1,07\left(\mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}\right)\)

Câu 24:

Núi Bà Đen nằm ở tỉnh Tây Ninh. Đây là đỉnh núi cao nhất miền Nam Việt Nam với độ cao \(\mathbf{9 8 6} \mathbf{m}\) so với mực nước biển. Nhiệt độ trên đỉnh núi thường mát mẻ hơn nhiệt độ ở đồng bằng xung quanh, dao động từ \(18^{\circ} \mathbf{C}\) đến \(\mathbf{2 5}^{\circ} \mathrm{C}\), tùy vào mùa. Vào một ngày, lúc 6 h sáng, nhiệt độ của đỉnh núi là \(18^{\circ} \mathrm{C}\), biết rằng mỗi khi lên cao thêm 10 m , áp suất khí quyển giảm 1 mmHg , và giả sử nhiệt độ xem như không đổi từ đỉnh núi đến chân núi. Ở điều kiện tiêu chuẩn, ở chân núi áp suất khí quyển là 760 mmHg , khối lượng riêng của không khí là \(1,29 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}\).

Khoảng 8 h sáng khi nắng lên, nhiệt độ ở đỉnh núi tăng lên \(25^{\circ} \mathrm{C}\). Xét cùng một lượng khí trong một phòng kín trên đỉnh núi, áp suất không khí trong phòng khi đó là bao nhiêu mmHg ? (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)

Lời giải:

Đáp án đúng:

687

Áp dụng định luật Charles:

\(\frac{\mathrm{p}_{1}}{\mathrm{~T}_{1}}=\frac{\mathrm{p}_{2}}{\mathrm{~T}_{2}} \Leftrightarrow \frac{670,4}{273+18}=\frac{\mathrm{p}_{2}}{273+25} \Rightarrow \Rightarrow \mathrm{p}_{2} \approx 687(\mathrm{mmHg})\)

Câu 25:

Trên một số quốc lộ, bạn có thể thấy các đường dây điện cao áp thuộc hệ thống truyền tải điện quốc gia, thường vận hành ở mức điện áp 220 kV hoặc 500 kV , phục vụ việc cung cấp điện cho các khu vực lân cận. Các trụ điện cao áp được xây dựng kiên cố, có chiều cao từ \(40-50\) mét để đảm bảo an toàn và tránh ảnh hưởng tới môi trường xung quanh.

Giả sử tại vị trí khảo sát, từ trường Trái Đất là \(5 \cdot 10^{-5} \mathrm{~T}\). Xét một đoạn dây dẫn có chiều dài 500 m tại đoạn có dòng điện xoay chiều cực đại 100 A xem như vuông góc với từ trường của Trái Đất, thì tổng lực từ cực đại do từ trường Trái Đất tác dụng lên toàn bộ chiều dài dây dẫn là bao nhiêu Newton? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)

Lời giải:

Đáp án đúng:

2,5

Lực từ cực đại tác dụng lên mỗi mét chiều dài của dây dẫn được tính bằng công thức:

\(\mathrm{F}=\) B.I.L. \(\sin \theta=5 \cdot 10^{-5} \cdot 100 \cdot 500 \cdot \sin 90^{\circ}=2,5(\mathrm{~N})\)

Câu 26:

Trên một số quốc lộ, bạn có thể thấy các đường dây điện cao áp thuộc hệ thống truyền tải điện quốc gia, thường vận hành ở mức điện áp 220 kV hoặc 500 kV , phục vụ việc cung cấp điện cho các khu vực lân cận. Các trụ điện cao áp được xây dựng kiên cố, có chiều cao từ \(40-50\) mét để đảm bảo an toàn và tránh ảnh hưởng tới môi trường xung quanh.

Nếu một đoạn dây dẫn đang truyền tải công suất \(\mathrm{P}=11,000 \mathrm{~W}\) ở điện áp hiệu dụng \(\mathrm{U}=220 \mathrm{kV}\), thì dòng điện trên dây là bao nhiêu Ampe ( A )? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).

Lời giải: