Mình sẽ giải từng câu một như sau:
---
**Câu 10:** Để đo điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch, ta phải dùng **vôn kế xoay chiều mắc song song** với đoạn mạch đó.
Đáp án đúng: **D. vôn kế xoay chiều mắc song song với đoạn mạch đó.**
---
**Câu 11:** Tính độ phóng xạ của liều thuốc.
- Liều thuốc có khối lượng m = 25 mg = 25 x 10^-3 g = 2.5 x 10^-2 g
- Nguyên tử khối của Iod-131 là A = 131
- Chu kì bán rã T = 8,02 ngày = 8,02 x 24 x 3600 s ≈ 693,7 x 10^3 s
Bước 1: Tính số hạt nhân N:
Số mol:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{2.5 \times 10^{-2}}{131} \approx 1.908 \times 10^{-4} \text{ mol} \]
Số hạt nhân:
\[ N = n \times N_A = 1.908 \times 10^{-4} \times 6.022 \times 10^{23} = 1.149 \times 10^{20} \]
Bước 2: Tính hằng số phân rã:
\[ \lambda = \frac{\ln 2}{T} = \frac{0.693}{693700} \approx 9.99 \times 10^{-7} \text{ s}^{-1} \]
Bước 3: Độ phóng xạ:
\[ A = \lambda N = 9.99 \times 10^{-7} \times 1.149 \times 10^{20} = 1.15 \times 10^{14} \text{ Bq} \]
Đáp án đúng: **A. \(1,15 \times 10^{14}\) Bq**
---
**Câu 12:** Tính số tia \( \gamma \) phát ra trong 7 ngày.
Định nghĩa số hạt nhân phóng xạ đã phân rã trong khoảng thời gian t là:
\[ \Delta N = N_0 (1 - e^{-\lambda t}) \]
Ở đây t = 7 ngày = 7 x 24 x 3600 = 604800 s
\[
\lambda t = 9.99 \times 10^{-7} \times 604800 = 0.604
\]
\[
1 - e^{-\lambda t} = 1 - e^{-0.604} = 1 - 0.546 = 0.454
\]
Số hạt nhân phóng xạ phân rã:
\[
\Delta N = N_0 \times 0.454 = 1.149 \times 10^{20} \times 0.454 = 5.22 \times 10^{19}
\]
Mỗi hạt nhân phân rã phát ra 1 tia gamma, nên số tia gamma:
\[
N_{\gamma} = 5.2 \times 10^{19}
\]
Đáp án đúng: **D. \(5,2 \times 10^{19}\)**
---
**Câu 13:** Hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau, số nucleon của hạt nhân X lớn hơn Y.
- Độ hụt khối bằng nhau ⇒ năng lượng liên kết bằng nhau (vì \( E = \Delta m c^2 \))
- Năng lượng liên kết riêng = năng lượng liên kết / số nucleon
Hạt nhân X có số nucleon lớn hơn nên năng lượng liên kết riêng sẽ nhỏ hơn.
⇒ Hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X (vì năng lượng liên kết riêng lớn hơn ⇒ bền hơn).
Đáp án đúng: **B. hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X.**
---
**Câu 14:** Vai trò không đúng của nhà máy điện hạt nhân là:
- A, B, C đều đúng.
- D nói nhà máy điện hạt nhân "An toàn, giảm thiểu rủi ro và sự cố trong quá trình làm việc." là không chính xác vì nhà máy điện hạt nhân có nguy cơ sự cố hạt nhân, rủi ro an toàn.
Đáp án đúng: **D. An toàn, giảm thiểu rủi ro và sự cố trong quá trình làm việc.**
---
**Câu 15:** Tính cảm ứng từ B.
Dữ kiện:
- Số vòng dây N = 100
- Cạnh khung a = 5 cm = 0.05 m
- Dòng điện I = 5 A
- Khi dòng điện chạy qua, lực từ tạo ra mô men lực làm cân mất thăng bằng, ta dùng lực của cân để cân lại.
- Lấy g = 10 m/s^2
- Lấy khối lượng thay đổi trên cân là m = 100 g = 0.1 kg (khi đổi chiều từ trường phải lấy bớt 100 g để cân lại)
Lực cân bù mô men lực từ là:
\[ F = mg = 0.1 \times 10 = 1 N \]
Mô men lực từ tác dụng lên khung dây:
\[ M = N I S B \]
Trong đó \( S = a^2 = (0.05)^2 = 0.0025 \, m^2 \)
Lực gây mô men làm cân nghiêng, nên mô men lực bằng mô men của lực cân (tính theo đòn cân).
Cách làm tỉ lệ mô men:
Giả sử đòn cân cân bằng thì:
\[ M = F \times l \]
Với \( l \) là khoảng cách từ trục đến điểm đặt lực cân, do không cho thì ta lấy l tính tỉ lệ.
Ở đây, chiều quay của lực từ đổi chiều thì lực cân giảm 1 N tương ứng mô men lực thay đổi \( \Delta M = 1 \times l \).
Từ đó:
\[
\Delta M = N I S B \Rightarrow B = \frac{\Delta M}{N I S} = \frac{F l}{N I S}
\]
Nếu cân hai đầu cân có cùng khoảng cách, lấy \( l \) là chiều dài đòn cân, nó sẽ triệt tiêu, ta chỉ cần lấy tỉ lệ.
Cách nhanh hơn:
Ta có lực từ tác dụng lên khung dây:
\[ F = N I L B \]
Lực này làm khung dây mất cân bằng và phải đặt thêm lực cân bằng (tương đương với trọng lượng 100 g) ⇒ lực từ:
\[ F = 1 N \]
Đường dây dài tổng cộng: 4 cạnh x 100 vòng = 400 x 0.05 = 20 m
Nhưng lực từ tác dụng lên mỗi đoạn dây tính theo chiều vuông góc với B.
Do từ trường vuông góc với cạnh đáy, nên chỉ có hai cạnh dọc chịu lực (mỗi cạnh dài 0.05 m)
Tổng độ dài dây vuông góc với B:
\[ l_{total} = 2 \times N \times a = 2 \times 100 \times 0.05 = 10 m \]
Lực từ:
\[ F = I l B = I \times l_{total} \times B = 5 \times 10 \times B = 50 B \]
Lực này cân bằng với lực cân:
\[ 50 B = 1 \Rightarrow B = \frac{1}{50} = 0.02 \, T \]
Đáp án đúng: **B. 0,02 T**
---
**Câu 16:** Tính nhiệt độ hơi khi áp suất là \(10^5 Pa\).
Áp dụng định luật khí lí tưởng với V, m không đổi:
\[
\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}
\]
Chú ý: nhiệt độ tính bằng độ Kelvin.
Cho:
- \( P_1 = 1,8 \times 10^3 \, Pa \)
- \( T_1 = 249^\circ C = 249 + 273 = 522 K \)
- \( P_2 = 10^5 Pa \)
- \( T_2 = ? \)
Tính:
\[
T_2 = \frac{P_2 T_1}{P_1} = \frac{10^5 \times 522}{1,8 \times 10^3} \approx 29000 \, K
\]
Giá trị này quá cao không hợp lý vì áp suất ban đầu quá thấp.
Do đó có thể áp suất hơi trong nồi áp suất là áp suất chênh lệch so với áp suất khí quyển.
Ta xét áp suất tuyệt đối:
- \( P_1 = 1,8 \times 10^3 + 10^5 = 101,8 \times 10^3 Pa \)
- \( P_2 = 10^5 + 10^5 = 2 \times 10^5 Pa \)
Tính lại:
\[
T_2 = \frac{P_2 T_1}{P_1} = \frac{2 \times 10^5 \times 522}{101,8 \times 10^3} = \frac{104400000}{101800} \approx 1025 K = 1025 - 273 = 752^\circ C
\]
Cũng không khớp đáp án cho sẵn.
Giả sử áp suất trong nồi đang là 1,8.10^5 Pa, tương đương 1.8 atm.
Dùng định luật khí lý tưởng:
\[
\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}
\]
\[
T_2 = \frac{P_2 T_1}{P_1} = \frac{10^5 \times (249+273)}{1,8 \times 10^3} = \text{giá trị lớn không phù hợp.}
\]
Có thể câu hỏi muốn giảm áp suất từ 1.8 x 10^5 Pa xuống 10^5 Pa giữ thể tích và khối lượng hơi không đổi ⇒
\[
\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} \Rightarrow T_2 = \frac{P_2 T_1}{P_1}
\]
Thay \( P_1 = 1.8 \times 10^3 \), không phải 1.8 x 10^5, có thể lỗi đề bài.
Dựa vào đáp án cho sẵn, lựa chọn gần nhất là nhiệt độ giảm, khoảng 17°C hoặc 23°C.
Nếu dùng nhiệt độ Kelvin:
\[
T_2 = \frac{P_2 T_1}{P_1} = \frac{10^5 \times 522}{1.8 \times 10^5} = \frac{10^5}{1.8 \times 10^5} \times 522 = 0.555 \times 522 = 290 K = 17^\circ C
\]
Đáp án đúng: **D. 17°C**
---
**Câu 17:** Áp suất của không khí sau khi giãn nở.
- Độ sâu h = 40 m
- Áp suất khí quyển \( P_0 = 0.1 \, MPa \)
- Áp suất nước tạo thêm:
\[
P_{nước} = \rho g h = 1000 \times 10 \times 40 = 4 \times 10^5 \, Pa = 0.4 \, MPa
\]
Áp suất tổng tại đáy:
\[
P = P_0 + P_{nước} = 0.1 + 0.4 = 0.5 \, MPa
\]
Sau khi giãn nở đầy 8700 lít nước, áp suất không khí trong tàu bằng áp suất nước bên ngoài để tàu nổi lên.
Đáp án đúng: **A. 0,5 MPa**
---
**Câu 18:** Tính thể tích bình khí nén.
Dữ liệu:
- Áp suất ban đầu \( P_1 = 10 \, MPa \)
- Thể tích khí ban đầu: \( V_1 = ? \)
- Áp suất sau khi giãn nở: \( P_2 = 0.5 \, MPa \)
- Thể tích khí sau giãn nở: \( V_2 = V_1 + V_{nước} = V_1 + 8.7 \, m^3 \)
Áp dụng phương trình khí lý tưởng (giữ nhiệt độ không đổi do câu chưa nói gì khác):
\[
P_1 V_1 = P_2 V_2 = P_2 (V_1 + 8.7)
\]
\[
10 V_1 = 0.5 (V_1 + 8.7)
\]
\[
10 V_1 = 0.5 V_1 + 4.35
\]
\[
10 V_1 - 0.5 V_1 = 4.35 \Rightarrow 9.5 V_1 = 4.35 \Rightarrow V_1 = \frac{4.35}{9.5} = 0.4579 \, m^3 = 457.9 \, lít
\]
Gần với 500 lít.
Đáp án đúng: **B. 500 lít**
---
# Tổng kết đáp án:
10. D
11. A
12. D
13. B
14. D
15. B
16. D
17. A
18. B