Đề thi thử tốt nghiệp THPT môn Vật Lý Sở GD&ĐT Hải Phòng lần 3 năm 2025

Để nghiên cứu và ứng dụng các hạt vật chất nhỏ hơn nguyên tử, người ta thường sử dụng máy cyclotron (hình vẽ). Máy này hoạt động dựa trên nguyên tắc kết hợp điện trường và từ trường để làm tăng tốc các hạt điện tích chuyển động. Máy cyclotron có hai hộp rỗng hình chữ D (hai cực D1 và D2) làm bằng đồng ghép với nhau thành một hình tròn được đặt trong chân không có từ trường đều sao cho cảm ứng từ \vec{B} vuông góc với mặt hộp. Hai cạnh thẳng đứng của các hộp D không đặt sát nhau mà cách nhau một khoảng hẹp, ở giữa khoảng hẹp có một điện trường đều có cường độ \vec{E}. Điện tích phóng ra ở gần tâm máy được tăng tốc trực tiếp bởi lực điện khi đi qua điện trường giữa hai hộp D và được lực từ làm cho chuyển động tròn trong hộp. Vì điện tích được tăng tốc dần nên bán kính quỹ đạo cũng tăng theo. Xét chuyển động của hạt deuterium trong một máy cyclotron. Biết deuterium có khối lượng nghỉ là 3{,}3.10^{-27} kg và điện tích +1{,}6.10^{-19} C, bay theo phương vuông góc với các đường sức từ với tốc độ 3{,}2.10^6 m/s (ở cực D1). Lực từ tác dụng lên hạt điện tích có độ lớn là F = B.q.v, có phương vuông góc với cảm ứng từ \vec{B} và với vận tốc \vec{v} của hạt. Hiệu điện thế giữa hai cực D là 100 kV và độ lớn cảm ứng từ B là 1,6 T. Biết deuterium bay ra khỏi các cực theo phương song song với các đường sức điện của điện trường giữa hai cực.

Một bình thuỷ điện (dùng để đun nước) có công suất không đổi, trên bình có nhiệt kế hiển thị nhiệt độ tức thời của nước trong bình. Một bạn học sinh dùng bình để đun nước pha trà. Ban đầu trong bình có chứa một khối lượng nước m_0, nhiệt độ hiển thị là t₀ = 20°C. Sau khoảng thời gian đun Δt₁ = 2 phút thì nhiệt độ hiển thị là t₁ = 50°C, đồng thời bạn học sinh thêm một khối lượng nước m' ở nhiệt độ t₂ vào trong bình. Bạn học sinh đun thêm 5 phút thì nhiệt độ của nước đạt tₓ = 70°C; tiếp tục đun thêm 5 phút nữa thì nước bắt đầu sôi. Bỏ qua mất mát nhiệt ra môi trường và coi quá trình trao đổi nhiệt diễn ra nhanh chóng.

Đồng vị Iodine (^{131}_{53}\text{I}) là chất phóng xạ \beta^- được sử dụng trong y học để điều trị các bệnh liên quan đến tuyến giáp. Chất này có chu kỳ bán rã là 8,04 ngày. Một bệnh nhân được chỉ định sử dụng liều Iodine-131 với độ phóng xạ ban đầu là H_0 = 5{,}20.10^8 Bq. Cho rằng 85% lượng Iodine (^{131}_{53}\text{I}) trong liều đó sẽ tập trung tại tuyến giáp. Bệnh nhân được kiểm tra tuyến giáp lần thứ nhất ngay sau khi dùng liều và lần thứ hai sau 48 giờ. Biết khối lượng mol nguyên tử của Iodine là 131 g/mol.

Một chiếc ghế nâng hạ bằng khí thông qua chuyển động lên xuống của xi lanh nối với mặt ghế. Thanh nén khí có định trên để bịt kín một lượng khí trong xi lanh (như hình vẽ). Bỏ qua ma sát giữa thanh nén và xi lanh. Tổng khối lượng của mặt ghế và xi lanh là 5 kg, tiết diện của thanh nén là 20 cm². Một học sinh nặng 50 kg ngồi lên ghế (hai chân để lơ lửng không chạm mặt sàn) thì khi ổn định ghế hạ xuống 15 cm. Coi nhiệt độ của khí trong xi lanh không đổi, áp suất khí quyển là 10^5 Pa và g = 10\ \text{m/s}^2.