Đáp án & lời giải chi tiết: [9Study] Đề thi thử HSA năm 2027 - Mã đề 03 - Vật lý

Đánh giá Năng lực (HSA)Môn Khoa học - Vật líNăm 202717 câuChuẩn GDPT mới

Xem đề thi Đăng nhập để làm bài

Phần I

Câu 1

Nhận xét nào dưới đây là sai khi nói về hiện tượng sôi của chất lỏng?

Hiện tượng hóa hơi xảy ra ngay trên bề mặt chất lỏng.

Hiện tượng hóa hơi xảy ra ngay trong lòng chất lỏng.

Khi chuyển sang thể khí, thế năng tương tác phân tử giảm.

Khi áp suất tăng, nhiệt độ sôi của chất lỏng cũng tăng.

Lời giải

Chọn C.

Trong quá trình sôi, động năng trung bình phân tử không tăng. Tuy nhiên khi chuyển sang thể khí, do nhận thêm nhiệt năng từ bên ngoài, thế năng tương tác phân tử tăng lên.

Câu 2

Một học sinh tiến hành thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt giữa một vật nặng hình trụ nhỏ bằng thép và mặt phẳng của một tấm ván. Ban đầu, vật nặng được giữ cố định tại vị trí A ở đỉnh mặt phẳng nghiêng bằng một nam châm điện. Đặt một cổng quang điện tại vị trí B cách A một khoảng 35 cm. Kết nối cổng quang điện và công tắc của nam châm điện với máy đo thời gian hiện số để ghi nhận khoảng thời gian từ lúc vật bắt đầu trượt từ A cho tới khi qua cổng B. Điều chỉnh góc nghiêng của tấm ván so với phương ngang bằng 20° rồi ngắt dòng điện qua nam châm. Thời gian trượt của vật trên đoạn AB đo được là 0,58 s. Lấy gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s². Hệ số ma sát trượt giữa vật nặng và tấm ván thu được từ thí nghiệm xấp xỉ bằng:

Hình minh họa

0,10.

0,12.

0,14.

0,16.

Lời giải

Chọn C.

Gọi R là độ lớn phản lực của máng trượt lên vật nặng. Ta có:

Độ lớn lực ma sát do máng trượt tác dụng lên vật nặng là: $F_{\mathrm{mst}}=\mu N=\mu mg\cos\alpha$

Độ lớn gia tốc của vật nặng trong quá trình trượt xuống là: $a=\dfrac{2d}{t^{2}}$

Chọn chiều dương hướng xuống dọc theo bề mặt ngáng trượt. Áp dụng định luật thứ hai của Newton cho chuyển động của vật nặng, ta được: $mg\sin\alpha-\mu mg\cos\alpha=m\dfrac{2d}{t^{2}}$

Từ đó, ta tính được hệ số ma sát trượt giữa vật nặng và máng trượt là:

$\mu=\tan\alpha-\dfrac{2d}{gt^{2}\cos\alpha}=\tan 20^{\circ}-\dfrac{2\cdot 0{,}35}{9{,}8\cdot 0{,}58^{2}\cdot\cos 20^{\circ}}=0{,}138\approx 0{,}14$

Câu 3

Một người muốn di chuyển một chiếc tủ gỗ dạng hình hộp chữ nhật trên sàn nhà bằng cách tác dụng một lực đẩy theo phương ngang sao cho tủ trượt chậm, đều và mặt đáy của tủ luôn tiếp xúc hoàn toàn với mặt sàn. Kích thước chiều cao và chiều rộng của tủ được mô tả như hình vẽ. Biết hệ số ma sát trượt giữa đáy tủ và sàn nhà là 0,35. Để tủ không bị lật trong quá trình di chuyển, độ cao tối đa của điểm đặt lực đẩy so với mặt sàn là bao nhiêu? (Làm tròn đến hai chữ số thập phân, đơn vị mét).

Hình minh họa

Đáp án đúng: 1,57

Lời giải

Nếu F là lực đẩy tác dụng lên tủ thì điểu kiện để tủ có thể trượt là: $F\ge F_{\mathrm{ms}}=\mu mg$

Để trong quá trình chuyển động, tủ không bị bênh lên thì độ cao tối đa có thể đạt được trong trường hợp lực đẩy là tối thiểu: $F_{\min}=\mu mg$

Trong trường hợp tủ bị bênh lên thì nó sẽ quay quanh trục năm ở góc dưới phía xa của tủ, do đó ta chọn trục quay có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và đi qua góc chân tủ ở phía xa. Gọi d là khoảng cách từ điểm đặt lực đến sàn nhà, để tủ không bị bênh lên thì:

$M_{F}\le M_{P}\Rightarrow F\cdot h\le mg\dfrac{L}{2}\Rightarrow h\le\dfrac{mgL}{2F}$

Độ cao tối đa: $h_{\max}=\dfrac{L}{2\mu}=\dfrac{1{,}1}{2\cdot 0{,}35}=\dfrac{11}{7}\approx 1{,}57\,\mathrm{m}$

Câu 4

Trên một số đoàn tàu điện, hệ thống phanh từ tạo từ trường biến thiên qua đế kim loại, làm xuất hiện dòng Foucault trong đế và sinh lực hãm. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống này dựa trên hiện tượng

Cảm ứng điện từ.

Bức xạ nhiệt.

Dẫn nhiệt do tiếp xúc.

Giao thoa sóng điện từ.

Lời giải

Chọn A.

Dòng Foucault là dòng điện cảm ứng sinh ra do từ thông biến thiên qua khối kim loại.

Câu 5

Tại một công trường xây dựng, người ta kéo một khối đá lớn trượt đi lên dọc theo mặt phẳng nghiêng dài có góc nghiêng 53° so với phương ngang bằng một dây cáp nối với động cơ điện. Dây cáp được vắt qua một ròng rọc cố định đặt trên mặt phẳng ngang ở phía trên (xem hình vẽ). Bỏ qua khối lượng của dây cáp và ròng rọc, đồng thời bỏ qua lực cản không khí. Cho hệ số ma sát trượt giữa khối đá và mặt phẳng nghiêng là 0,4. Nếu khối đá được kéo chuyển động thẳng đều lên trên, hiệu suất chuyển hóa từ công của động cơ thành thế năng trọng trường của khối đá xấp xỉ bằng:

Hình minh họa

23 %.

35%.

65%.

77%.

Lời giải

Chọn D.

Gọi R là độ lớn phản lực của mặt phẳng nghiêng lên khối đá. Ta có:

Lực ma sát trượt do mặt phẳng nghiêng tác dụng lên khối đá là: $F_{\mathrm{mst}}=\mu N=\mu mg\cos\alpha$

Gọi T là độ lớn lực căng của dây cáp, ta có: $T=F_{\mathrm{mst}}+mg\sin\alpha=\mu mg\cos\alpha+mg\sin\alpha$

Gọi v là tốc độ chuyển động của khối đá. Tốc độ sinh công của động cơ bằng công suất của lực căng dây cáp, ta có: $P_{k}=Tv=(\mu mg\cos\alpha+mg\sin\alpha)v$

Tốc độ tăng thế năng trọng trường của khối đá là: $P_{\mathrm{th}}=mg\sin\alpha\cdot v$

Hiệu suất chuyển hóa từ cơ năng của động cơ thành thế năng trọng trường của khối đá là:

$H=\dfrac{P_{\mathrm{th}}}{P_{k}}=\dfrac{\sin\alpha}{\mu\cos\alpha+\sin\alpha}=\dfrac{\sin 53^{\circ}}{0{,}4\cos 53^{\circ}+\sin 53^{\circ}}=76{,}8\%\approx 77\%$

Câu 6

Một người chơi đàn guitar cần chỉnh lại một dây đàn cố định hai đầu sao cho âm phát ra đạt chuẩn nốt A4 (tần số 440 Hz). Ban đầu, khi gẩy nhẹ thì trên dây xuất hiện một bụng sóng dừng với tần số âm thu được là 400 Hz. Để dây đàn phát ra đúng tần số của nốt A4 mà vẫn duy trì dạng sóng có một bụng, người đó cần vặn chốt để tăng lực căng dây trong khi chiều dài dây không đổi. Biết tốc độ truyền sóng trên dây tỉ lệ thuận với căn bậc hai của lực căng dây. Để đạt được yêu cầu trên, lực căng của dây đàn phải được tăng thêm bao nhiêu phần trăm?

Hình minh họa

4,9 %.

10 %.

21 %.

24 %.

Lời giải

Chọn C.

Gọi f1 và f2 lần lượt là tần số dao động của dây đàn trước và sau khi điều chỉnh lực căng dây, tốc độ truyền sóng trên dây đàn tương ứng là v1 và v2.

Do chiều dài dây đàn không thay đổi và luôn có một bụng sóng trên dây nên: $\dfrac{f_{2}}{f_{1}}=\dfrac{v_{2}}{v_{1}}$

Tốc độ truyền sóng tỉ lệ thuận với căn bậc hai của lực căng dây, ta có: $\dfrac{f_{2}}{f_{1}}=\sqrt{\dfrac{T_{2}}{T_{1}}}$

Từ đó, ta tính được: $\dfrac{T_{2}}{T_{1}}=\left(\dfrac{f_{2}}{f_{1}}\right)^{2}=\left(\dfrac{440}{400}\right)^{2}=1{,}21=121\%$

Như vậy lực căng dây phải tăng thêm 21%.

Câu 7

Để thắp sáng một căn phòng nhỏ, người ta sử dụng một bóng đèn sợi đốt xoay chiều có ghi thông số định mức là 120 V – 45 W. Nhằm giúp bóng đèn này hoạt động bình thường khi kết nối vào mạng điện xoay chiều có điện áp 220 V, người ta mắc nối tiếp với đèn một điện trở phụ R. Giá trị của điện trở R này xấp xỉ bằng:

251 Ω.

260 Ω.

267 Ω.

274 Ω.

Lời giải

Chọn C.

Điện trở của bóng đèn là: $R_{\mathrm{d}}=\dfrac{U_{\mathrm{dm}}^{2}}{P_{\mathrm{dm}}}=\dfrac{120^{2}}{45}=320\,\Omega$

Khi đèn sáng bình thường, cường độ dòng điện qua mạch là $I=\dfrac{P_{\mathrm{dm}}}{U_{\mathrm{dm}}}=\dfrac{45}{120}=0{,}375\,\mathrm{A}$

Điện trở tương của mạch ngoài là: $R_{\mathrm{nt}}=R_{\mathrm{d}}+R=\dfrac{U}{I}$

Từ đó, ta có: $R=\dfrac{U}{I}-R_{\mathrm{d}}=\dfrac{220}{0{,}375}-320=266{,}7\,\Omega\approx 267\,\Omega$

Câu 8

Đặt một khối thép có khối lượng 10 kg ở nhiệt độ ban đầu 25 °C vào trong một lò nung điện có công suất 5 kW. Cho biết nhiệt độ nóng chảy của thép là 1500 °C; nhiệt dung riêng và nhiệt nóng chảy riêng của thép lần lượt bằng 460 J/(kg·K) và $2{,}5\cdot 10^{5}$ J/kg. Biết rằng 87% điện năng tiêu thụ của lò nung được chuyển hóa thành nhiệt năng cung cấp cho khối thép. Để làm nóng chảy hoàn toàn khối thép trên, thời gian vận hành tối thiểu của lò nung là:

1782 s.

1971 s.

2135 s.

2355 s.

Lời giải

Chọn C.

Nhiệt lượng khối thép cần nhận vào để nóng chảy hoàn toàn $Q_{\mathrm{thu}}=m\lambda+mc(1500-25)$

Điện năng tiêu thụ của lò nung được tính theo nhiệt lượng khối thép nhận vào: $A=Pt=\dfrac{Q_{\mathrm{thu}}}{H}$

Từ đó, ta tính được thời gian tối thiểu cần nung là: $t=\dfrac{Q_{\mathrm{thu}}}{PH}=\dfrac{m\lambda+mc\cdot 1475}{PH}=\dfrac{10\cdot 2{,}5\cdot 10^{5}+10\cdot 460\cdot 1475}{5000\cdot 0{,}87}=2135\,\mathrm{s}$

Câu 9

Xét một căn phòng trống dạng hình hộp chữ nhật có chiều rộng 5 m, chiều dài 10 m và chiều cao 3 m. Căn phòng có tường cách nhiệt và nhiệt độ không khí ban đầu trong phòng là $0^{\circ}\mathrm{C}$ . Sau khi mở cửa để không khí trong phòng trao đổi nhiệt và đạt cân bằng với môi trường bên ngoài, nhiệt độ trong phòng tăng lên tới $20^{\circ}\mathrm{C}$ . Biết áp suất không khí bên trong luôn duy trì cân bằng với áp suất khí quyển bên ngoài ở mức $1{,}01\cdot 10^{5}\,\mathrm{Pa}$ . Cho khối lượng mol của không khí là $29\,\mathrm{g/mol}$ và hằng số khí lý tưởng $R=8{,}31\,\mathrm{J/(mol\cdot K)}$ . Khối lượng không khí đã thoát ra khỏi phòng xấp xỉ bằng:

13,2 kg.

14,1 kg.

15,2 kg.

16,1 kg.

Lời giải

Chọn A.

Thể tích căn phòng là: $V=5\cdot 10\cdot 3=150\,\mathrm{m^{3}}$

Gọi $m_{0}$ là khối lượng không khí trong phòng trước khi mở cửa. Áp dụng phương trình Clapeyron cho lượng khí này ở nhiệt độ $0^{\circ}\mathrm{C}$ ta được: $p_{0}V=\dfrac{m_{0}}{M}RT_{0}\Rightarrow m_{0}=\dfrac{p_{0}VM}{RT_{0}}$

Gọi $m_{\mathrm{con}}$ là khối lượng không khí còn lại trong phòng ở nhiệt độ $20^{\circ}\mathrm{C}$ ta có: $p_{0}V=\dfrac{m_{\mathrm{con}}}{M}RT\Rightarrow m_{\mathrm{con}}=\dfrac{p_{0}VM}{RT}$ Khối lượng không khí bị thoát ra ngoài là: $\Delta m=m_{0}-m_{\mathrm{con}}=\dfrac{p_{0}VM}{R}\left(\dfrac{1}{T_{0}}-\dfrac{1}{T}\right)=\dfrac{1{,}01\cdot 10^{5}\cdot 150\cdot 29\cdot 10^{-3}}{8{,}31}\left(\dfrac{1}{273}-\dfrac{1}{293}\right)=13{,}2\,\mathrm{kg}$

Câu 10

Một khối kim loại nặng 5 kg được nhúng chìm hoàn toàn trong một bình chứa 2 kg nước, ban đầu cả hai đều ở cùng nhiệt độ phòng. Cung cấp nhiệt lượng cho bình để đun nóng nước và kim loại đến khi hệ đạt trạng thái cân bằng nhiệt ở một nhiệt độ xác định. Biết rằng nhiệt dung riêng của nước cao gấp 9 lần so với nhiệt dung riêng của kim loại. Gọi $Q_{1}$ và $Q_{2}$ lần lượt là nhiệt lượng hấp thụ của khối kim loại và của nước. Phát biểu nào dưới đây biểu diễn đúng mối quan hệ giữa $Q_{1}$ và $Q_{2}$ ?

$Q_{2}=9Q_{1}$

$Q_{1}=9Q_{2}$

$Q_{2}=3{,}6Q_{1}$

$Q_{1}=3{,}6Q_{2}$

Lời giải

Chọn C.

Vì nước và khối kim loại có cùng nhiệt độ ban đầu và cùng nhiệt độ lúc sau nên độ tăng nhiệt độ ∆T của chúng bằng nhau.

Nhiệt lượng mà khối kim loại hấp thụ được là: $Q_{1}=m_{1}c_{1}\Delta T$

Nhiệt lượng mà nước hấp thụ được là: $Q_{2}=m_{2}c_{2}\Delta T$

Từ đó, ta có: $\dfrac{Q_{2}}{Q_{1}}=\dfrac{m_{2}c_{2}}{m_{1}c_{1}}=\dfrac{2}{5}\cdot 9=3{,}6\Rightarrow Q_{2}=3{,}6Q_{1}$

Bảng tra cứu nhanh đáp án trọn bộ 10 câu hỏiNhấn để đóng / mở

Câu	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Đáp án	C	C	1,57	A	D	C	C	C	A	C

Đang xem 10 câu đầu của đề

Đề có tất cả 17 câu. Làm bài để xem lời giải tất cả câu hỏi.

Đăng nhập để làm bài