Một quan niệm khác về cơ chế nổi lên và chìm xuống của cá. Đoạn văn sau đây có nội dung dựa theo bài “Công dụng của bong bóng cá” trong sách Vật lí vui của I.Perelman(NXB Giáo dục, năm 2010)

 

Quan niệm sau đây về cơ chế nổi lên và chìm xuống của cá đã được nhà khoa học Borenli người Italia nêu lên từ năm 1685. Muốn nổi lên, cá làm cho bong bóng trong bụng phồng lên để lực đẩy Archimede tác dụng lên cá trở thành lớn hơn trọng lượng cá. Ngược lại, muốn chìm xuống, cá làm cho bong bóng xẹp xuống để lực đẩy Archimede tác dụng lên cá trở thành nhỏ hơn trọng lượng cá.

Mọi người đều nghĩ quan niệm trên là đúng. Phải hơn 200 năm sau mới có người đưa ra quan niệm khác về cơ chế này. Cá không thể chủ động làm thay đổi thể tích của bong bóng cá vì khi giải phẫu bong bóng cá, người ta không thấy có mô cơ. Sự thay đổi thể tích của bong bóng cá do đó là sự tự động tuân theo các định luật về chất khí, cụ thể là định luật Boyle.

Hãy dựa vào đoạn văn trên để trả lời các câu hỏi sau:

a) Khi cá dùng vây và đuôi để bơi lên thì bong bóng cá phồng lên làm cho lực đẩy Archimede tác dụng lên cá tăng giúp cá bơi mạnh hơn. Khi cá dùng vây và đuôi để lặn xuống thì bong bóng cá xẹp xuống làm cho lực đẩy Archimede tác dụng lên cá giảm giúp cá lặn xuống mạnh hơn.

b) Cá chủ động bơi lên hoặc lặn xuống được chủ yếu là nhờ lực của vây và đuôi. Bong bóng cá chỉ có tác dụng hỗ trợ thêm cho việc bơi lên hoặc lặn xuống của cá.

c) Để giải thích cơ chế nổi lên và chìm xuống của cá phải cần dùng định luật Boyle, định luật Archimede và tính chất phụ thuộc vào độ sâu của áp suất chất lỏng.

d) Bong bóng cá không có tác dụng gì trong việc làm cho cá nổi lên hay chìm xuống.

Thông thường, phổi của một người trưởng thành có thể tích khoảng 5,7 lít. Biết không khí trong phổi có áp suất bằng áp suất khí quyển (101 kPa) và nhiệt độ là 37 °C. Giả sử số phân tử khí oxygen chiếm 21% số phân tử không khí có trong phổi, không khí trong phổi xem là khí lí tưởng. Số phân tử oxygen có trong phổi là x. 1022. Tìm x (viết kết quả làm tròn đến một chữ số sau dấu phấy thập phân)?

PHẦN II. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Trong chẩn đoán bệnh bằng cộng hưởng từ, người được chụp nằm trong từ trường hướng dọc cơ thể, từ đầu đến chân. Một người được chụp đã quên tháo vòng tay của mình. Vòng tay này bằng kim loại có đường kính 6 cm và có điện trở 0,01\(\Omega \). Giả sử mặt phẳng của vòng tay vuông góc với cảm ứng từ và khi chụp từ trường của máy giảm từ 1,5 (T) xuống 0,3 (T) trong 1,2 s.

a) Cường độ dòng điện cảm ứng sinh ra trong vòng tay do thay đổi từ trường của máy cộng hưởng từ khi chụp là 0,2826 A.

b) Độ biến thiên của cảm ứng từ trong thời gian 1,2 s có độ lớn là 1,2(T).

c) Tốc độ biến thiên từ thông qua vòng tay có độ lớn là 2,26.10-3 Wb/s

d) Khi chụp cộng hưởng từ, không nên đeo các đồ dùng bằng kim loại vì dòng điện cảm ứng trong các đồ dùng ấy có thể ảnh hưởng đến kết quả đo của máy.

Một quả bóng bàn đang bị bẹp (không thủng), thả vào trong nước nóng thì quả bóng lại phồng lên như cũ. Các thông số trạng thái của khối khí bên trong quả bóng bị thay đổi là

PHẦN III. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6.

Một viên đạn bằng bạc có khối lượng \(m(\;{\rm{g)}}\) bay với tốc độ \({1,9.10^2}\;{\rm{m}}/{\rm{s}}\) đến xuyên vào một bức tường gỗ đủ dày để viên đạn vẫn nằm trong bức tường. Nhiệt dung riêng của bạc là \(0,234\;{\rm{kJ}}/({\rm{kg}} \cdot {\rm{K}})\). Coi viên đạn không trao đổi nhiệt với bên ngoài và toàn bộ công cản của bức tường chỉ dùng để làm nóng viên đạn, nhiệt độ của viên đạn sẽ tăng thêm bao nhiêu kelvin (viết kết quả làm tròn đến một chữ số sau dấu phấy thập phân)?

Một trong những bệnh nghề nghiệp của thợ lặn có tỉ lệ gây tử vong và mất sức lao động cao là bệnh giảm áp. Nếu một thợ lặn từ độ sâu 35 m nổi lên mặt nước quá nhanh, nitrogen không vận chuyển kịp đến phổi giải phóng ra ngoài sẽ tích lại trong cơ thể hình thành các bọt khí gây nguy hiểm. Giả sử sự chênh lệch nhiệt độ là không đáng kể. Cho biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³, áp suất khí quyển là 10⁵ Pa. Lấy g = 9,8 m/s². Áp suất người thợ lặn phải chịu khi ở độ sâu 35m so với mực nước biển là