Làm thử Thi thử tốt nghiệp THPT 2026 lần 2 · Vật lí · THPT Chuyên KHTN (Hà Nội)

Số nucleon có trong hạt nhân ${}^{23}_{11}\mathrm{Na}$ là

Hệ thức $\Delta U=Q$ của nguyên lý I nhiệt động lực học được áp dụng cho

Đồ thị $p$ theo $\dfrac{1}{V}$ có dạng đoạn thẳng kéo dài đi qua gốc toạ độ cho thấy giữa hai đại lượng $p$ và $V$ có mối liên hệ

Một vòng dây kín đặt trong từ trường có $B$ biến đổi theo thời gian như đồ thị. Trong khoảng thời gian nào thì độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây đạt giá trị cực đại?

(Đồ thị $B$ (T) theo $t$ (s): $B$ tăng đều từ 0 tại $t=0$ lên giá trị lớn nhất tại $t=1$ s, giữ không đổi từ 1 s đến 2 s, rồi giảm đều theo một đoạn thẳng, qua giá trị 0 tại $t=5$ s và tiếp tục giảm xuống giá trị âm tại $t=7$ s.)

Một khung dây dẫn kín hình vuông có cạnh dài 10 cm gồm 500 vòng được đặt trong từ trường đều sao cho vector cảm ứng từ vuông góc với bề mặt khung dây. Điện trở suất và tiết diện của dây kim loại có giá trị lần lượt là $2\cdot10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}$ và $0{,}4\ \text{mm}^{2}$. Giá trị cảm ứng từ biến thiên theo thời gian có đồ thị như hình bên. Công suất tỏa nhiệt sinh ra trong khung dây trong khoảng thời gian này có giá trị bằng bao nhiêu?

(Đồ thị $B$ (T) theo $t$ (s): đoạn thẳng giảm đều từ $0{,}5$ T tại $t=0$ xuống $0{,}2$ T tại $t=1{,}0$ s.)

Ba chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau và được trộn lẫn vào nhau trong một nhiệt lượng kế; chúng có khối lượng lần lượt là $m_1=1$ kg; $m_2=10$ kg; $m_3=5$ kg, có nhiệt dung riêng lần lượt là $c_1=2000$ J/kgK; $c_2=4000$ J/kgK; $c_3=2500$ J/kgK và có nhiệt độ là $t_1=6^{\circ}\text{C}$; $t_2=20^{\circ}\text{C}$; $t_3=-60^{\circ}\text{C}$. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và với môi trường. Nhiệt độ của hỗn hợp khi xảy ra cân bằng nhiệt là

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 9 và Câu 10: Hình bên là sơ đồ nguyên lí hoạt động của một máy làm nóng nước. Nước lạnh có nhiệt độ $t_1=20{,}2^{\circ}\text{C}$ được đưa vào máy từ ống dẫn nước lạnh với lưu lượng $\mu=2{,}50$ lít/phút. Khối lượng riêng của nước là $\rho=1000\ \text{kg/m}^{3}$. Nhiệt dung riêng của nước là $c=4180$ J/(kg.K). Hiệu suất làm nóng nước là $H=90\%$.

(Hình vẽ: máy làm nóng nước có đường đưa điện vào ở trên, núm điều chỉnh nhiệt độ ở giữa; màn hình hiển thị nhiệt độ nước đã làm nóng là $36{,}7^{\circ}\text{C}$; bên dưới có ống dẫn nước lạnh vào và ống dẫn nước nóng ra.)

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 9 và Câu 10: Hình bên là sơ đồ nguyên lí hoạt động của một máy làm nóng nước. Nước lạnh có nhiệt độ $t_1=20{,}2^{\circ}\text{C}$ được đưa vào máy từ ống dẫn nước lạnh với lưu lượng $\mu=2{,}50$ lít/phút. Khối lượng riêng của nước là $\rho=1000\ \text{kg/m}^{3}$. Nhiệt dung riêng của nước là $c=4180$ J/(kg.K). Hiệu suất làm nóng nước là $H=90\%$.

(Hình vẽ: máy làm nóng nước có đường đưa điện vào ở trên, núm điều chỉnh nhiệt độ ở giữa; màn hình hiển thị nhiệt độ nước đã làm nóng là $36{,}7^{\circ}\text{C}$; bên dưới có ống dẫn nước lạnh vào và ống dẫn nước nóng ra.)

Bảng bên dưới cho biết nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của 4 chất.

Chất nào trong số 4 chất trên ở thể lỏng tại nhiệt độ $T=295$ K?

Số nguyên tử chất phóng xạ bị phân rã sau khoảng thời gian $t$ được tính theo công thức nào dưới đây?

Theo thang nhiệt độ Celsius, nhiệt kế y tế đo được nhiệt độ từ $35^{\circ}\text{C}$ đến $42^{\circ}\text{C}$. Nếu tính theo thang nhiệt độ Kelvin thì nhiệt kế này đo được nhiệt độ

Một bình cách nhiệt được chia làm hai phần bằng một vách ngăn kín. Ban đầu, hai phần có chứa hai chất lỏng có khối lượng lần lượt là $m_1$ và $m_2$, có nhiệt dung riêng tương ứng là $c_1,c_2$ và nhiệt độ tương ứng là $t_1,t_2$. Bỏ vách ngăn ra và đợi đến khi ổn định thì hỗn hợp của hai chất cân bằng nhiệt ở nhiệt độ $t$. Bỏ qua sự mất mát nhiệt với môi trường bên ngoài. Cho biết $t_1-t=\dfrac{1}{2}(t_1-t_2)$. Tỉ số $\dfrac{m_1}{m_2}$ được xác định bằng biểu thức nào sau đây?

Một khối khí Helium (được coi là khí lý tưởng) có nhiệt độ $22^{\circ}\text{C}$. Cho biết hằng số khí lý tưởng $R=8{,}31$ J/mol.K và khối lượng mol của Helium là $M=4$ g/mol. Tốc độ căn quân phương của các nguyên tử Helium có giá trị vào khoảng

Ống thủy tinh một đầu kín dài $112{,}2$ cm chứa không khí ở áp suất khí quyển $p_0=75{,}0$ cmHg. Ấn ống từ từ xuống một chậu thủy ngân theo phương thẳng đứng, miệng ống ở dưới. Khi đáy ống ngang với mặt chất lỏng thì độ cao cột thủy ngân đi vào ống bằng bao nhiêu?

(Hình vẽ: bên trái là ống dài $l=112{,}2$ cm chứa khí ở áp suất $p_0$ khi chưa nhúng; bên phải là ống đã ấn chìm hẳn vào chậu thủy ngân, đáy kín ngang mặt thủy ngân, phần khí phía trên dài $h$ ở áp suất $p_1$, phần thủy ngân đi vào ống phía dưới dài $l-h$.)

Trong nghiên cứu về Vật lý hạt nhân, người ta có thể sử dụng màn huỳnh quang để xác định chu kì bán rã của một số chất phóng xạ. Xét một mẫu ban đầu chứa $1\ \mu\text{mol}$ chất phóng xạ đặt cách màn huỳnh quang (có diện tích $1\ \text{cm}^{2}$) một khoảng 50 cm. Biết cứ một hạt phóng xạ phân rã tạo ra một hạt $\beta^{-}$ và mỗi hạt $\beta^{-}$ đập vào màn huỳnh quang phát ra một chấm sáng. Cho rằng mẫu chất có dạng hình cầu và phóng xạ đều theo tất cả các hướng. Sau 1 phút kể từ thời điểm đầu tiên thì số chấm sáng trên màn là 25000 chấm. Lấy 1 năm bằng 365 ngày. Chu kì bán rã của chất phóng xạ này có giá trị xấp xỉ

Một áp kế khí (hình vẽ) gồm một bình cầu thủy tinh có thể tích $V_0$ gắn với một ống nhỏ nằm ngang tiết diện ống là $0{,}1\ \text{cm}^{2}$. Biết ở $10^{\circ}\text{C}$ giọt thủy ngân cách A 20 cm; ở $20^{\circ}\text{C}$ cách A 130 cm. Dung tích của bình có giá trị là?

(Hình vẽ: bình cầu nối với một ống nhỏ nằm ngang tại điểm A; trong ống có một giọt thủy ngân ngăn khí trong bình với bên ngoài.)

Nguyên tử Hydrogen có cấu tạo gồm hạt nhân là một proton có điện tích $e=1{,}6\cdot10^{-19}$ C và lớp vỏ là một electron có điện tích $-e$. Coi electron trong nguyên tử chuyển động tròn đều xung quanh hạt nhân với bán kính quỹ đạo $r=5{,}3\cdot10^{-11}$ m và vận tốc $\vec v$ như hình vẽ. Khối lượng của electron $m_e=9{,}1\cdot10^{-31}$ kg.

(Hình vẽ: hạt nhân mang dấu + ở tâm một quỹ đạo tròn bán kính $r$; electron mang dấu − chuyển động trên quỹ đạo với vận tốc $\vec v$ tiếp tuyến; vector $\vec B$ hướng thẳng đứng lên tại tâm.)

Mệnh đề: Lực điện mà hạt nhân của nguyên tử Hydrogen tác dụng lên electron là lực hút và có độ lớn $8{,}2\cdot10^{-8}$ N.

Nguyên tử Hydrogen có cấu tạo gồm hạt nhân là một proton có điện tích $e=1{,}6\cdot10^{-19}$ C và lớp vỏ là một electron có điện tích $-e$. Coi electron trong nguyên tử chuyển động tròn đều xung quanh hạt nhân với bán kính quỹ đạo $r=5{,}3\cdot10^{-11}$ m và vận tốc $\vec v$ như hình vẽ. Khối lượng của electron $m_e=9{,}1\cdot10^{-31}$ kg.

(Hình vẽ: hạt nhân mang dấu + ở tâm một quỹ đạo tròn bán kính $r$; electron mang dấu − chuyển động trên quỹ đạo với vận tốc $\vec v$ tiếp tuyến; vector $\vec B$ hướng thẳng đứng lên tại tâm.)

Mệnh đề: Tốc độ chuyển động của electron có giá trị xấp xỉ $2{,}2\cdot10^{6}$ m/s.

Nguyên tử Hydrogen có cấu tạo gồm hạt nhân là một proton có điện tích $e=1{,}6\cdot10^{-19}$ C và lớp vỏ là một electron có điện tích $-e$. Coi electron trong nguyên tử chuyển động tròn đều xung quanh hạt nhân với bán kính quỹ đạo $r=5{,}3\cdot10^{-11}$ m và vận tốc $\vec v$ như hình vẽ. Khối lượng của electron $m_e=9{,}1\cdot10^{-31}$ kg.

(Hình vẽ: hạt nhân mang dấu + ở tâm một quỹ đạo tròn bán kính $r$; electron mang dấu − chuyển động trên quỹ đạo với vận tốc $\vec v$ tiếp tuyến; vector $\vec B$ hướng thẳng đứng lên tại tâm.)

Mệnh đề: Sự chuyển động của electron quanh hạt nhân tạo nên một dòng điện tròn có cường độ $I=1$ A.

Nguyên tử Hydrogen có cấu tạo gồm hạt nhân là một proton có điện tích $e=1{,}6\cdot10^{-19}$ C và lớp vỏ là một electron có điện tích $-e$. Coi electron trong nguyên tử chuyển động tròn đều xung quanh hạt nhân với bán kính quỹ đạo $r=5{,}3\cdot10^{-11}$ m và vận tốc $\vec v$ như hình vẽ. Khối lượng của electron $m_e=9{,}1\cdot10^{-31}$ kg.

(Hình vẽ: hạt nhân mang dấu + ở tâm một quỹ đạo tròn bán kính $r$; electron mang dấu − chuyển động trên quỹ đạo với vận tốc $\vec v$ tiếp tuyến; vector $\vec B$ hướng thẳng đứng lên tại tâm.)

Mệnh đề: Cảm ứng từ do dòng điện tròn nói trên gây ra tại hạt nhân của nguyên tử Hydrogen có độ lớn $B=4{,}0$ T.

Hạt nhân ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$ sau một chuỗi các quá trình phóng xạ $\alpha$ và $\beta^{-}$ liên tiếp biến đổi thành hạt nhân ${}^{206}_{82}\mathrm{Pb}$ bền theo phương trình chuỗi phản ứng: ${}^{238}_{92}\mathrm{U}\rightarrow{}^{206}_{82}\mathrm{Pb}+x\,{}^{4}_{2}\mathrm{He}+y\,{}^{0}_{-1}\mathrm{e}$. Trong đó, $x$ và $y$ lần lượt là số lần phóng xạ $\alpha$ và $\beta^{-}$ trong chuỗi phóng xạ. Trong một mẫu quặng uranium, người ta thấy có lẫn chì ${}^{206}_{82}\mathrm{Pb}$ cùng với ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$. Biết rằng lúc đầu mẫu quặng chứa Uranium nguyên chất, toàn bộ chì được tạo ra có nguồn gốc từ Uranium và không hề bị thất thoát vào môi trường. Cho chu kì bán rã của ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$ là 4,47 tỉ năm.

Mệnh đề: $x=8$.

Hạt nhân ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$ sau một chuỗi các quá trình phóng xạ $\alpha$ và $\beta^{-}$ liên tiếp biến đổi thành hạt nhân ${}^{206}_{82}\mathrm{Pb}$ bền theo phương trình chuỗi phản ứng: ${}^{238}_{92}\mathrm{U}\rightarrow{}^{206}_{82}\mathrm{Pb}+x\,{}^{4}_{2}\mathrm{He}+y\,{}^{0}_{-1}\mathrm{e}$. Trong đó, $x$ và $y$ lần lượt là số lần phóng xạ $\alpha$ và $\beta^{-}$ trong chuỗi phóng xạ. Trong một mẫu quặng uranium, người ta thấy có lẫn chì ${}^{206}_{82}\mathrm{Pb}$ cùng với ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$. Biết rằng lúc đầu mẫu quặng chứa Uranium nguyên chất, toàn bộ chì được tạo ra có nguồn gốc từ Uranium và không hề bị thất thoát vào môi trường. Cho chu kì bán rã của ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$ là 4,47 tỉ năm.

Mệnh đề: $y=6$.

Hạt nhân ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$ sau một chuỗi các quá trình phóng xạ $\alpha$ và $\beta^{-}$ liên tiếp biến đổi thành hạt nhân ${}^{206}_{82}\mathrm{Pb}$ bền theo phương trình chuỗi phản ứng: ${}^{238}_{92}\mathrm{U}\rightarrow{}^{206}_{82}\mathrm{Pb}+x\,{}^{4}_{2}\mathrm{He}+y\,{}^{0}_{-1}\mathrm{e}$. Trong đó, $x$ và $y$ lần lượt là số lần phóng xạ $\alpha$ và $\beta^{-}$ trong chuỗi phóng xạ. Trong một mẫu quặng uranium, người ta thấy có lẫn chì ${}^{206}_{82}\mathrm{Pb}$ cùng với ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$. Biết rằng lúc đầu mẫu quặng chứa Uranium nguyên chất, toàn bộ chì được tạo ra có nguồn gốc từ Uranium và không hề bị thất thoát vào môi trường. Cho chu kì bán rã của ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$ là 4,47 tỉ năm.

Mệnh đề: Nếu tỉ lệ nguyên tử tìm thấy là cứ 1 nguyên tử ${}^{206}_{82}\mathrm{Pb}$ có 5 nguyên tử ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$ thì tuổi mẫu quặng khoảng 1,18 tỉ năm.

Hạt nhân ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$ sau một chuỗi các quá trình phóng xạ $\alpha$ và $\beta^{-}$ liên tiếp biến đổi thành hạt nhân ${}^{206}_{82}\mathrm{Pb}$ bền theo phương trình chuỗi phản ứng: ${}^{238}_{92}\mathrm{U}\rightarrow{}^{206}_{82}\mathrm{Pb}+x\,{}^{4}_{2}\mathrm{He}+y\,{}^{0}_{-1}\mathrm{e}$. Trong đó, $x$ và $y$ lần lượt là số lần phóng xạ $\alpha$ và $\beta^{-}$ trong chuỗi phóng xạ. Trong một mẫu quặng uranium, người ta thấy có lẫn chì ${}^{206}_{82}\mathrm{Pb}$ cùng với ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$. Biết rằng lúc đầu mẫu quặng chứa Uranium nguyên chất, toàn bộ chì được tạo ra có nguồn gốc từ Uranium và không hề bị thất thoát vào môi trường. Cho chu kì bán rã của ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$ là 4,47 tỉ năm.

Mệnh đề: Nếu tỉ lệ khối lượng tìm thấy là cứ 1 g ${}^{206}_{82}\mathrm{Pb}$ có 5 g ${}^{238}_{92}\mathrm{U}$ thì tuổi mẫu quặng khoảng 1,34 tỉ năm.

Một cốc cách nhiệt ban đầu chứa nước đá. Đổ nước từ từ vào cốc với tốc độ dòng chảy không đổi. Cho đồ thị khối lượng nước đá phụ thuộc thời gian được thể hiện như hình vẽ. Bỏ qua thất thoát nhiệt ra môi trường không khí và quá trình cân bằng nhiệt diễn ra tức thời. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4,2 kJ/kg.K; nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 320 kJ/kg.

(Đồ thị khối lượng nước đá $m_{đá}$ (g) theo thời gian $t$ (phút): tại $t=0$, $m_{đá}=10$ g; khối lượng tăng lên 11 g tại $t=1$ phút, sau đó giảm đều theo đường thẳng về 0 tại $t=11$ phút.)

Mệnh đề: Khối lượng nước đổ vào cốc là $\dfrac{1}{60}$ (g/s).

Một cốc cách nhiệt ban đầu chứa nước đá. Đổ nước từ từ vào cốc với tốc độ dòng chảy không đổi. Cho đồ thị khối lượng nước đá phụ thuộc thời gian được thể hiện như hình vẽ. Bỏ qua thất thoát nhiệt ra môi trường không khí và quá trình cân bằng nhiệt diễn ra tức thời. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4,2 kJ/kg.K; nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 320 kJ/kg.

(Đồ thị khối lượng nước đá $m_{đá}$ (g) theo thời gian $t$ (phút): tại $t=0$, $m_{đá}=10$ g; khối lượng tăng lên 11 g tại $t=1$ phút, sau đó giảm đều theo đường thẳng về 0 tại $t=11$ phút.)

Mệnh đề: Nhiệt độ ban đầu của nước đổ vào cốc là $t_{01}\approx83{,}8^{\circ}\text{C}$.

Một cốc cách nhiệt ban đầu chứa nước đá. Đổ nước từ từ vào cốc với tốc độ dòng chảy không đổi. Cho đồ thị khối lượng nước đá phụ thuộc thời gian được thể hiện như hình vẽ. Bỏ qua thất thoát nhiệt ra môi trường không khí và quá trình cân bằng nhiệt diễn ra tức thời. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4,2 kJ/kg.K; nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 320 kJ/kg.

(Đồ thị khối lượng nước đá $m_{đá}$ (g) theo thời gian $t$ (phút): tại $t=0$, $m_{đá}=10$ g; khối lượng tăng lên 11 g tại $t=1$ phút, sau đó giảm đều theo đường thẳng về 0 tại $t=11$ phút.)

Mệnh đề: Nhiệt độ ban đầu của nước đá là $t_{02}=0^{\circ}\text{C}$.

Một cốc cách nhiệt ban đầu chứa nước đá. Đổ nước từ từ vào cốc với tốc độ dòng chảy không đổi. Cho đồ thị khối lượng nước đá phụ thuộc thời gian được thể hiện như hình vẽ. Bỏ qua thất thoát nhiệt ra môi trường không khí và quá trình cân bằng nhiệt diễn ra tức thời. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4,2 kJ/kg.K; nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 320 kJ/kg.

(Đồ thị khối lượng nước đá $m_{đá}$ (g) theo thời gian $t$ (phút): tại $t=0$, $m_{đá}=10$ g; khối lượng tăng lên 11 g tại $t=1$ phút, sau đó giảm đều theo đường thẳng về 0 tại $t=11$ phút.)

Hình bên mô tả cấu tạo cơ bản của một máy quang phổ khối được sử dụng để đo khối lượng của một ion. Một ion có khối lượng $m$ (cần đo) và điện tích $q>0$ được tạo ra ở nguồn S. Ion ban đầu đứng yên và được tăng tốc đến tốc độ $v$ nhờ hiệu điện thế $U$. Tiếp theo, ion đi thẳng vào một buồng phân tách, trong đó một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ $B$ vuông góc với quỹ đạo của ion (như hình vẽ). Lực từ tác dụng lên ion có độ lớn $F=|q|Bv$, có phương vuông góc với vector cảm ứng từ $\vec B$ và vận tốc $\vec v$ của hạt. Lực này làm cho ion chuyển động theo quỹ đạo tròn có bán kính $r$. Một cảm biến rộng nằm dọc theo đáy của buồng sẽ ghi nhận được va chạm của ion và từ đó xác định được khối lượng của ion này. Bỏ qua tác động của trọng lực và các lực cản khác từ môi trường trong bài toán này.

(Hình vẽ: nguồn S nối với hai bản tụ tăng tốc, ion $+q$ đi lên qua điểm O vào buồng có từ trường $\vec B$ vuông góc mặt phẳng hình vẽ (các chấm); ion đi theo nửa đường tròn bán kính $r$ rồi chạm cảm biến nằm dọc đáy buồng tại điểm cách lối vào một khoảng $x$.)

Hình bên mô tả cấu tạo cơ bản của một máy quang phổ khối được sử dụng để đo khối lượng của một ion. Một ion có khối lượng $m$ (cần đo) và điện tích $q>0$ được tạo ra ở nguồn S. Ion ban đầu đứng yên và được tăng tốc đến tốc độ $v$ nhờ hiệu điện thế $U$. Tiếp theo, ion đi thẳng vào một buồng phân tách, trong đó một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ $B$ vuông góc với quỹ đạo của ion (như hình vẽ). Lực từ tác dụng lên ion có độ lớn $F=|q|Bv$, có phương vuông góc với vector cảm ứng từ $\vec B$ và vận tốc $\vec v$ của hạt. Lực này làm cho ion chuyển động theo quỹ đạo tròn có bán kính $r$. Một cảm biến rộng nằm dọc theo đáy của buồng sẽ ghi nhận được va chạm của ion và từ đó xác định được khối lượng của ion này. Bỏ qua tác động của trọng lực và các lực cản khác từ môi trường trong bài toán này.

(Hình vẽ: nguồn S nối với hai bản tụ tăng tốc, ion $+q$ đi lên qua điểm O vào buồng có từ trường $\vec B$ vuông góc mặt phẳng hình vẽ (các chấm); ion đi theo nửa đường tròn bán kính $r$ rồi chạm cảm biến nằm dọc đáy buồng tại điểm cách lối vào một khoảng $x$.)

Mệnh đề: Sau khi được tăng tốc bởi hiệu điện thế $U$, tốc độ của hạt là $v=\sqrt{\dfrac{2qU}{m}}$.

Hình bên mô tả cấu tạo cơ bản của một máy quang phổ khối được sử dụng để đo khối lượng của một ion. Một ion có khối lượng $m$ (cần đo) và điện tích $q>0$ được tạo ra ở nguồn S. Ion ban đầu đứng yên và được tăng tốc đến tốc độ $v$ nhờ hiệu điện thế $U$. Tiếp theo, ion đi thẳng vào một buồng phân tách, trong đó một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ $B$ vuông góc với quỹ đạo của ion (như hình vẽ). Lực từ tác dụng lên ion có độ lớn $F=|q|Bv$, có phương vuông góc với vector cảm ứng từ $\vec B$ và vận tốc $\vec v$ của hạt. Lực này làm cho ion chuyển động theo quỹ đạo tròn có bán kính $r$. Một cảm biến rộng nằm dọc theo đáy của buồng sẽ ghi nhận được va chạm của ion và từ đó xác định được khối lượng của ion này. Bỏ qua tác động của trọng lực và các lực cản khác từ môi trường trong bài toán này.

(Hình vẽ: nguồn S nối với hai bản tụ tăng tốc, ion $+q$ đi lên qua điểm O vào buồng có từ trường $\vec B$ vuông góc mặt phẳng hình vẽ (các chấm); ion đi theo nửa đường tròn bán kính $r$ rồi chạm cảm biến nằm dọc đáy buồng tại điểm cách lối vào một khoảng $x$.)

Mệnh đề: Giá trị của $x$ trên hình vẽ được xác định là $x=\sqrt{\dfrac{2mU}{qB^{2}}}$.

Hình bên mô tả cấu tạo cơ bản của một máy quang phổ khối được sử dụng để đo khối lượng của một ion. Một ion có khối lượng $m$ (cần đo) và điện tích $q>0$ được tạo ra ở nguồn S. Ion ban đầu đứng yên và được tăng tốc đến tốc độ $v$ nhờ hiệu điện thế $U$. Tiếp theo, ion đi thẳng vào một buồng phân tách, trong đó một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ $B$ vuông góc với quỹ đạo của ion (như hình vẽ). Lực từ tác dụng lên ion có độ lớn $F=|q|Bv$, có phương vuông góc với vector cảm ứng từ $\vec B$ và vận tốc $\vec v$ của hạt. Lực này làm cho ion chuyển động theo quỹ đạo tròn có bán kính $r$. Một cảm biến rộng nằm dọc theo đáy của buồng sẽ ghi nhận được va chạm của ion và từ đó xác định được khối lượng của ion này. Bỏ qua tác động của trọng lực và các lực cản khác từ môi trường trong bài toán này.

(Hình vẽ: nguồn S nối với hai bản tụ tăng tốc, ion $+q$ đi lên qua điểm O vào buồng có từ trường $\vec B$ vuông góc mặt phẳng hình vẽ (các chấm); ion đi theo nửa đường tròn bán kính $r$ rồi chạm cảm biến nằm dọc đáy buồng tại điểm cách lối vào một khoảng $x$.)

Mệnh đề: Biết $B=80$ mT, $U=1000$ V và các ion có điện tích $q=+1{,}6\cdot10^{-19}$ C va chạm vào cảm biến tại một điểm nằm ở $x=1{,}6254$ m. Khối lượng $m$ của các ion xấp xỉ là $3{,}4\cdot10^{-25}$ kg.

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 1 và Câu 2: Một lượng khí Oxygen thực hiện biến đổi trạng thái theo chu trình được biểu diễn như đồ thị ở hình bên dưới. Cho $V_1=0{,}2$ l; $V_2=1{,}0$ l; $T_1=300$ K; $T_4=450$ K; khối lượng mol của nguyên tử Oxygen là $16$ g/mol.

(Đồ thị $V$ (l) theo $T$ (K): trạng thái (1) tại $(300\ \text{K};\ 0{,}2\ \text{l})$, (2) tại $(300\ \text{K};\ 1{,}0\ \text{l})$, (4) tại $(450\ \text{K};\ 0{,}2\ \text{l})$. Chu trình đi (1) → (2) theo đường thẳng đứng, (2) → (3) → (4) trên cùng một đoạn thẳng nối (2) với (4), rồi (4) → (1) theo đường nằm ngang. Trạng thái (3) nằm trên đường thẳng nét đứt kéo dài từ gốc O qua (1).)

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 1 và Câu 2: Một lượng khí Oxygen thực hiện biến đổi trạng thái theo chu trình được biểu diễn như đồ thị ở hình bên dưới. Cho $V_1=0{,}2$ l; $V_2=1{,}0$ l; $T_1=300$ K; $T_4=450$ K; khối lượng mol của nguyên tử Oxygen là $16$ g/mol.

(Đồ thị $V$ (l) theo $T$ (K): trạng thái (1) tại $(300\ \text{K};\ 0{,}2\ \text{l})$, (2) tại $(300\ \text{K};\ 1{,}0\ \text{l})$, (4) tại $(450\ \text{K};\ 0{,}2\ \text{l})$. Chu trình đi (1) → (2) theo đường thẳng đứng, (2) → (3) → (4) trên cùng một đoạn thẳng nối (2) với (4), rồi (4) → (1) theo đường nằm ngang. Trạng thái (3) nằm trên đường thẳng nét đứt kéo dài từ gốc O qua (1).)

Người ta nhỏ đều đặn các giọt nước nóng có nhiệt độ $t_0$ vào bình nhiệt lượng kế có chứa $m_0$ (g) nước. Khối lượng mỗi giọt như nhau và bằng 1 g. Đồ thị hình vẽ biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ nước trong bình nhiệt lượng kế vào số giọt nước lỏng $N$ nhỏ vào bình. Khi nhỏ các giọt nước nóng vào luôn khuấy đều để sự cân bằng nhiệt được thiết lập ngay sau khi giọt nước nhỏ xuống. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh và với nhiệt lượng kế. Khối lượng $m_0$ ban đầu của khối chất lỏng là bao nhiêu?

(Đồ thị $N$ (giọt) theo $t$ ($^{\circ}\text{C}$): đường cong bắt đầu tại $N=0$, $t=30^{\circ}\text{C}$; đi qua điểm $N=50$ giọt ứng với $t=44^{\circ}\text{C}$ và điểm $N=150$ giọt ứng với $t=60^{\circ}\text{C}$.)

Một mẫu chất phóng xạ X phân rã theo thời gian và phát ra các hạt $\alpha$. Số lượng các hạt $\alpha$ này được ghi nhận bởi một máy thu (ống Geiger - Muller) và được biểu diễn theo thời gian $t$ như đồ thị ở hình bên. Tính hằng số phóng xạ của chất phóng xạ X ($\text{s}^{-1}$ và làm tròn đến hàng phần trăm).

(Đồ thị số hạt $N_{\alpha}$ (hạt) theo $t$ (s): đường cong tăng chậm dần xuất phát từ gốc toạ độ; hai điểm được đánh dấu là $N_{\alpha}=3$ hạt tại $t=2$ s và $N_{\alpha}=15$ hạt tại $t=18$ s.)

Trong các phòng thí nghiệm môi trường gần chân không, mật độ phân tử khí trong buồng khí đạt giá trị cực thấp là $\mu=2{,}4\cdot10^{7}\ \text{cm}^{-3}$. Nhiệt độ trong buồng khí là $29^{\circ}\text{C}$. Tỷ số giữa áp suất trong buồng so với áp suất khí quyển ($p_0=10^{5}$ Pa) là $10^{x}$. Lấy hằng số Boltzmann $k=1{,}38\cdot10^{-23}$ J/K. Xác định giá trị của $x$ (Làm tròn đến chữ số hàng đơn vị).

Treo một đoạn dây dẫn có chiều dài $\ell=10$ cm, khối lượng $m=3$ g bằng hai dây mảnh, nhẹ có cùng chiều dài $\ell$ sao cho đoạn dây dẫn nằm ngang. Biết vector cảm ứng từ hướng thẳng đứng xuống dưới có độ lớn $B=0{,}15$ T và dòng điện chạy qua dây dẫn là $I=2$ A. Lấy $g=10\ \text{m/s}^{2}$. Bỏ qua lực từ tác dụng lên hai dây mảnh. Khi đoạn dây dẫn nằm cân bằng thì đột ngột ngắt từ trường cho dây dẫn chuyển động tự do. Xác định tốc độ của dây dẫn khi đi đến vị trí cân bằng mới theo đơn vị m/s. (Làm tròn đến 2 chữ số sau dấu phẩy)