C¸c ph©n tö cã thÓ n¹p n¨ng lîng trong suèt qu¸ tr×nh tÞnh tiÕn (chuyÓn ®éng th¼ng), trong kh«ng gian vµ trong chuyÓn ®éng quay.. Cßn nh÷ng khÝ lìng nguyªn tö cã thÓ mang n¨ng lîng quay[r]
(1)PHYSICS 2005 National Qualifying Examination
Thời gian cho phép: Thời gian đọc đề: 15 phút Thời gian làm bài: 120 phút
HƯỚNG DẪN LÀM BÀI :
Trả lời tất câu hỏi phần A CHỈ cần trả lời câu hỏi phần B
Được phép sử dụng : Máy tính khơng có chức lập trình, khơng có đồ hoạ Trả lời PHẦN A phiếu trả lời
Trả lời PHẦN B tờ giấy trắng A4 bạn
Không trả lời câu hỏi tờ đề thi Kẹp cẩn thận tờ làm bạn vào tờ giấy bìa
Các lời giải thích biểu đồ phải trình bày mạch lạc Tất đáp số phải kèm theo đơn vị xác
THANG ĐIỂM
PHẦN A 10 câu hỏi lựa chọn 10 điểm
PHẦN B câu hỏi tự luận 40 điểm
(2)PHÇN A
Nhiều lựa chọn - đáp án
Sử dụng phiếu trả lời trắc nghiệm cung cấp
C©u 1.
Một bóng đợc ném vào khơng khí di chuyển theo quỹ đạo nh hình vẽ Bỏ qua lực cản khơng khí câu hỏi
Vị trí A vị trí cao quỹ đạo chuyển động nó, vị trí B vị trí trớc chạm Phát biểu sau đúng?
A) Tốc độ bóng Tại A khơng gia tốc bóng Tại B giống nh Tại A B) Tốc độ bóng Tại A tốc độ Tại B Gia tốc Tại B cao A
C) Tốc độ bóng Tại A Thấp tốc độ Tại B Và Gia tốc Tại A cao gia tốc B D) Tốc độ bóng Tại A Thấp tốc độ Tại B Và Gia tốc Tại A gia tốc B
E) Tốc độ bóng Tại A Cao hơn tốc độ Tại B Và Gia tốc Tại A giống nh gia tốc B Câu 2.
Một ngời đứng vị trí cách tâm trái đất khoảng cách R ( R Lớn bán kính Trái đất) chịu tác dụng lực hấp dẫn 400 N Hỏi ngngời phải đứng cách xa tâm Trái đất để lực hấp dẫn 100N ?
A) ¼ R
B) ½ R
C) 2R
D) 4R
E) 16R
C©u 3.
Ba cầu giống tích điện đặt góc tam giác Mỗi cầu tích điện xác định, với điện tích đợc biểu thị biểu đồ dới
Biểu đồ xác hớng độ lớn lực tĩnh điện cầu?
Trang
(3)(4)C©u 4.
Một xe chở hàng nặng 6000 Kg di chuyển phía ô tô nặng 800 Kg Xe tải chuyển động với vận tốc 15 M.s -1, ô tô đứng yên Giả thiết xe tải ô tô tiếp tục di chuyển Hỏi tốc độ cuối hệ ô tô/xe tải ?
A) 1.8 m.s-1 B) 7.5 m.s-1 C) 13 m.s-1 D) 17 m.s-1 E) 113 m.s-1 Câu 5.
Trong mạch điện dới đây, dòng điện amps chạy qua điện trở 10 Hỏi dòng chạy qua điện trở 90 có giá trị ?
A) A B) 0.1 A C) 0.15 A D) 0.2 A E) 0.3 A
Trang
(5)C©u 6.
Khi chiếu tia sáng trắng qua lăng kính, thấy xuất hiện tợng cầu vồng nh sơ đồ dới:
Hiện tợng đợc biết nh tán sắc ánh sáng Hãy chọn lời Giải thích hợp lí cho nguyên nhân tợng này?
A) Những tần số Khác ánh sáng gặp góc Khác bề mặt lăng kính, nghĩa chúng khúc xạ góc khác nhau, nh theo định Luật Snell
B) ánh sáng tím chịu ảnh hởng lực hấp dẫn ánh sáng đỏ nhiều lợng hơn, đợc kéo xuống thấp
C) Độ khúc xạ lăng kính phụ thuộc vào tÇn sè
D) Định luật Snell khơng cịn xác tần số khác ánh sáng đđợc kết hợp, tạo hiệu ứng lạ gây tán sắc
E) Hiệu ứng ảo ảnh quang học ánh sáng không đợc tán sắc thật Câu 7.
Choline khẳng định phát minh cỗ máy mà có chức loại bỏ nhiệt từ khơng khí chuyển đổi vào điện Tồn máy có nhiệt độ với vùng khơng khí lân cận khơng phải có cung cấp lợng ngồi Hỏi tồn máy Cholin khơng ?
A) Nã cã thĨ tån t¹i
B) Nó tồn tại, Bởi Không có điện không khí
C) Nú khụng th tồn tại, Khơng có dịng mạng lới lợng từ khơng khí truyền vào máy nhiệt độ
D) Khơng, khơng thể, trái với định luật bảo tồn lợng
E) Khơng, khơng thể, nhiệt khơng thể đđợc chuyển đổi vào lợng điện
C©u 8.
(6)
A) 0.33 cm2.s.g-2 B) 0.38 cm2.s.g-2 C) 0.33 g2.cm-2.s-1 D) 0.38 g2.cm-2.s-1 E) 2.63 g2.cm-2.s-1
Trang
(7)C©u 9.
Sự kiểm tra thứ nguyên kỹ thuật quan trọng vật lý, cho phép kiểm tra độ xác nh hợp lý phơng trình Nếu thứ nguyên vế phphơng trình đồng nhất, kết luận phphơng trình thứ ngun Nếu khơng phải, phphơng trình khơng thể
Có năm thứ nguyên sau :
chiều dài, L; khối lợng, M; thời gian, T; điện tích, Q nhiệt độ, K Những số t, nh , khơng có thứ ngun
Chẳng hạn, tốc độ (của) ánh sáng,C, độ dài đơn vị thời gian, có thứ nguyên LT-1. Bảng dới liệt kê số đại lng v nhng th nguyờn ca chỳng
Đại lợng Thứ nguyên
Năng lợng, E ML2T-2
Dòng điện, I QT-1
Độ dẻo, ML-1T-1
Momen, p MLT-1
Độ tự cảm, L ML2Q-2
Hằng số Planck ML2T-1
Sử dụng thơng tin này, phơng trình phơng trình sau khơng thể đúng?
A) E =
hc
B) E2 = p2c2 + m2c2
C) E = 12mv2
D) E = 62d
(8)C©u 10
Một hộp đựng đào đợc treo vào Một cân lị xo, gần xơ nớc đợc đặt đĩa cân nh hình vẽ dới Hộp đựng đào, đợc nhúng chìm vào xơ nớc đợc treo vào lò xo Phát biểu phát biểu sau ?
A) Khi hộp đào đợc nhúng chìm nớc số cân lò xo giảm bớt số cân đĩa tăng B) Khi hộp đào đợc nhúng chìm nớc số cân lò xo tăng số cân đĩa giảm bớt C) Khi hộp đào đợc nhúng chìm nớc số cân lò xo giảm số cân đĩa D) Khi hộp đào đợc nhúng chìm nớc số cân lò xo cân đĩa giữ nguyên
E) Khi hộp đào đợc nhúng chìm nớc số cân lị xo Và cân đĩa tăng
Trang
(9)PHÇN b
Trả lời câu hỏi - câu 10 điểm
Chỉ trả lời câu hỏi Chỉ có câu hỏi tính im Đọc kĩ câu hỏi
Cú th lm phần sau câu hỏi dù bạn không làm đợc phần trớc Câu 11:
Một vịng khối lợng m, bán kính R đợc lăn khơng trợt với vận tốc v dọc theo mặt phẳng Khi tâm vịng chuyển động với vận tốc khơng đổi v, phía dới vịng tiếp xúc, khơng trợt với cố định Lúc tiếp điểm di chuyển lên rời khỏi mặt đất vòng tiếp xúc với tiếp điểm đờng tròn Và điểm tiếp xúc với sàn thay đổi liên tục, điểm tiếp xúc với sàn thời gian ngắn, nhớ lúc vận tốc tơng đối với sàn khơng
a Sau khoảng thời gian điểm vành vòng lại tiếp xúc với mặt đất? Vẽ biểu đồ để minh hoạ cho câu trả lời bạn (2 điểm)
b Nói rõ số vịng quay đợc giây, n, theo vận tốc bán kính vịng? (1 điểm)
Động tồn phần vật tổng động quay động tịnh tiến Động quay vật động tìm đợc vật khơng chuyển động tịnh tiến Tơng tự nh động quay, động tịnh tiến vật tìm đợc vật chuyển động tịnh tiến khơng quay
c Tìm động quay, Kr, vòng theo R, m n? (2 điểm)
d Tổng động vòng bao nhiêu, lăn khơng trợt với vận tốc v? (1 điểm)
e Nếu vòng đợc lăn không vận tốc đầu, không trợt từ đỉnh dốc cao h xuống dới, hỏi vận tốc chân dốc bao nhiêu?(2.5 điểm)
(10)C©u 12:
Trong câu hỏi nghiêm cứu phân hạch nhiệt hạch hạt nhân nguyên tử Sự phân hạch trình hạt nhân nguyên tử bị tách thành hạt nhân nhỏ Sự nhiệt hạch trình ng ợc lại: hai hạt nhân nhỏ kết hợp lại với để tạo hạt nhân to
Hạt nhân nguyên tử đợc kết hợp từ số hạt nhỏ gọi nucleon Khi nucleon đợc mang lại gần kết hợp với tạo hạt nhân, phần lợng toả Kết phải cần đến lợng định (gọi Lực Liên Kết) để tách hạt nhân thành nucleon Năng lợng liên kết đợc xem nh hiệu khối lợng hạt nhân tổng khối lợng nucleon tơng ứng, đợc thể công thức tiếng Anhxtanh: E = mc2 , c vận tốc ánh sáng Dùng công thức tìm đợc lời giải thích cho sự phụ thuộc khối lợng hạt nhân theo giới hạn lực liên kết tổng khối lợng nucleon
(khèi lợng hạt nhân)c2 = (tổng khối lợng nucleon) c2 lợng liên kết.
Di õy l thị, lợng liên kết trung bình nucleon đợc biểu diễn dựa tổng số nucleon hạt nhân Lu ý MeV (mega – electron – von) đơn vị lợng
a Một hạt nhân sau phân hạch tạo hạt nhân giống hệt Nếu tổng lợng liên kết hạt nhân lớn 50 MeV hạt nhân 40 MeV Quá trình toả nhiệt hay thu nhiệt? Bao nhiêu lợng đợc toả/thu? (đơn vị MeV).(2 điểm) b Giải thích đồ thị, hạt nhân lớn tự xảy tợng phân hạch mà không cần l-ợng bên ngoài, nhng hạt nhân nhỏ(<50 nucleon) lại khơng thể Biết sản phẩm q trình phân hạch có số nucleon nh
c Nó có xảy với phản ứng nhiệt hạch khơng? Tại có/khơng? số nucleon nhỏ (hay lớn nhất) hạt nhân giống hệt để xảy phản ứng nhiệt hạch toả nng lng?(2.5 im)
d Nếu hạt nhân Uranium có 236 nucleon tham gia phản ứng tạo hạt nhân có upload.123doc.net nucleon hạt, lợng phản ứng toả bao nhiêu?(MeV) (2.5 điểm)
Biết rằng: khối lợng hạt nucleon tự không thuộc hạt nhân nguyên tử là: mnucleon=938 MeV
Trang 10
(11)C©u 13:
Coi máy bay trực thăng bay sân
a. Vẽ hình thể lực tác dụng lên máy bay nh vật tự do.(1.5 điểm)
b. lực chống lại lực hấp dẫn để giữ máy bay bầu trời, gây lực lên máy bay?(1.5 điểm)
Nội lực làm máy bay bay tơng đơng với lực hớng xuống dới đặt vào khơng khí nhân với vận tốc trung bình, v, chuyển động xuống cột khơng khí phía dới cánh quạt máy bay
c. Tìm biểu thức tốc độ, R, lu lợng khơng khí bị cánh máy bay đẩy xuống (khối lợng đơn vị thời gian) giới hạn vận tốc khơng khí, v, mật độ khơng khí, , diện tích qt đợc cánh máy bay
d. Chøng minh r»ng lùc tác dụng cánh máy bay lên không khí có biÓu thøc: F = A v2
(12)C©u 14:
Câu hỏi có liên quan đến hai bóng hai xylanh Xylanh thứ chứa khí Heli, khí đơn ngun tử có phân tử khối 4g/mol Xylanh cịn lại chứa khí nitơ, khí hai nguyên tử, phân tử khối 28 g/mol Các bóng giống hệt nhau, nối với xylanh Cả hai khí coi lý tởng, hai xylanh có khối lợng nh Hai khí lý tởng khơng phản ứng với suốt q trình co giãn va chạm, áp suất bình chứa tỉ lệ nghịch với thể tích, tỉ lệ thuận với nhiệt độ số mol khí
a Quả bóng đợc bơm phồng nhanh xylanh đợc mở? cẩn thận giảng giải lý dùng luận
Cả hai bong đợc bơm đầy số mol gaz nh
b So sánh cỡ bóng đầy khí heli với bóng đầy khí nitơ Cái to hơn? giải thích câu trả lời bạn
Mt iu quan trọng khí lý tởng, chất nhóm khác vật lý số bậc tự mà có Mỗi bậc tự tỉ lệ với qng đờng cần thực để khí nạp lợng Các phân tử nạp lợng suốt trình tịnh tiến (chuyển động thẳng), khơng gian chuyển động quay Những khí đơn ngun tử khơng có lợng quay chúng điểm Cịn khí lỡng ngun tử mang lợng quay chúng quay phơng khác
Chúng ta chuẩn bị nung nóng nhẹ bóng, thừa nhận áp suất lịng bóng khơng thay đổi Nhiệt dung đẳng áp, lợng lợng cần thiết để tăng nhiệt độ mol khí lý tởng lên độ
áp suất không thay đổi, đợc cho công thức:
P
f+2
C = R
2 , f số bậc tự do, R số chung đối với loại khí
Hai bóng đợc cung cấp lợng nhiệt H (năng lợng nhiệt) nh
c Nhiệt độ cuối khí hai bóng theo nhiệt độ ban đầu T rõ đại lợng thay đổi?
d Từ tìm chênh lệch thể tích hai bóng sau đợc nung nóng?
Trang 12
(13)C©u 15:
Tia X tia sáng có lợng lớn đợc dùng việc chụp ảnh y học để kiểm tra cấu trúc xơng Bởi tia X có bớc sóng ngắn có ích việc phát chi tiết nhỏ thông qua giao thoa nhiễu xạ Quan sát tia X có bớc sóng chiếu tới khối pha lê cho trớc, nh hình dới đây:
khoảng cách lớp nguyên tử đợc xác định dụng cụ đo góc nơi xảy tợng giao thoa ánh sáng
a Vẽ biểu đồ thể chênh lệch hớng hai tia phản xạ b Tìm biểu thức cho chênh lệch hớng hai tia trên(1 điểm)
c Tìm điều kiện góc tia tới, , nh hình vẽ để xảy tợng giao thoa (1 điểm)
d Cho biết pha lê có khoảng cách lớp nguyên tử 5.510-10m Cho tia tới X có bớc sóng = 1.5410-10m Tìm hai góc nhỏ (theo độ) để xảy tợng giao thoa hai tia phản xạ X
Một mơi trờng suốt có khả phản quang cao đợc chứa lớp dầu phía dới bề mặt để ngăn cản ơxi hố mạnh khơng khí Dầu có chiết suất 1.6 tia X Tia X có bớc sóng = 1.5410-10m đợc dùng để tìm khoảng cách lớp nguyên tử pha lê Tia X tới đợc thể nh hình vẽ bên:
Vật mẫu đợc giữ dầu làm thí nghiệm
e Tìm mối liên hệ góc dầu xảy tợng giao thoa Tốt vẽ biểu đồ.(2 điểm)
(14)C©u 16:
Một sinh viên dũng cảm có su tập máy bắn bóng, máy bắn cầu tích điện từ cực âm khối l -ợng m tích điện – Máy gồm kim loại mỏng giống hệt nhau, đợc nối với suất điện độngq
bằng dây dẫn lại đợc nối với mặt đất (điện 0) Các cầu đợc tăng tốc từ lúc đứng yên, từ sang kia, sau rời khỏi máy với vận tốc v qua lỗ nhỏ Mỗi máy kéo theo dịng điện khơng đổi i không phụ thuộc vào hiệu điện hai
Ngời sinh viên nối N số thiết bị vào máy phát điện cho có điện dơng ổn định V (đối với mặt đất) dây nối bảng điện Điện trở khoảng bảng (và máy phát bảng đầu tiên) r. Mỗi có máy bảng khác cắm vào nó, trừ bảng cuối có máy
a Vẽ biểu đồ thiết bị biểu diễn hai bản, đánh dấu số liệu dơng điểm 0, vẽ điện trờng hớng gia tốc cầu (1 điểm)
b Nếu cầu phải có vận tốc tối thiểu v rời khỏi máy đợc, tìm điện tối thiểu cần đặt vào tích điện dơng
c Các thiết bị đợc nối nh nói Vẽ sơ đồ mạch điện thể kiện Biểu diễn điện trở bảng nh điện trở thông thờng, máy phát nh pin, máy bắn biểu diễn vịng trịn có chữ “B” Kí hiệu dịng điện chạy qua thiết bị (lu ý bạn toàn bộ chi tiết máy, cần cặp để làm mơ hình rõ ràng) (1.5 điểm)
d Dòng điện toàn mạch chạy qua điện trở đầu tiên, tức máy phát máy gia tốc thứ gì?
e Tớnh hiu in th gia hai đầu điện trở thứ nhất, từ điện thiết bị thứ ao nhiêu? (1.5 điểm)
f Điện đặt vào thiết bị cuối (thứ N) dây bao nhiêu? (2 điểm)
g Bao nhiêu thiêu thiết bị mà ngời sinh viên nối trớc cuối khơng thể gia tốc đủ cho bóng để đạt tới vận tốc v? (2 điểm)
Cho biÕt
n
i 1
i n(n 1) 2
Trang 14