Phần IV (3 điểm). Thí sinh trình bày đầy đủ lời giải câu 5, câu 6.

Người ta dùng bơm có pit-tông diện tích 8 cm² và khoảng chạy 25 cm để bơm một bánh xe đạp sao cho khi áp lực của bánh lên mặt đường là 350 N thì diện tích tiếp xúc của bánh với mặt đường là 50 cm². Ban đầu bánh chứa không khí có áp suất p₀ = 10⁵ Pa và thể tích V₀ = 1 500 cm³. Giả thiết khi áp suất không khí trong bánh vượt quá 1,5p₀ thì thể tích trong của xăm là 2 000 cm³ và nhiệt độ không khí trong xăm không đổi.

a. Phải đẩy bơm tối thiểu bao nhiêu lần?

b. Nếu do bơm hở nên mỗi lần đẩy bơm chỉ đưa được 100 cm³ không khí vào bánh xe thì phải đẩy bao nhiêu lần.

Một học sinh bố trí thí nghiệm như hình vẽ để xác định cảm ứng từ trong lòng nam châm chữ U. Mạch điện được giữ bởi hai giá cố định sao cho đoạn dây dẫn nằm trong từ trường của nam châm có chiều dài 2,0 cm, theo phương vuông góc với các đường sức từ của nam châm. Biết nguồn điện có suất điện động 3,0 V, điện trở toàn mạch 2,0 Ω. Lấy \(g = 10\,{\rm{m/}}{{\rm{s}}^2}\).

Khi mồ hôi bốc hơi từ bề mặt da, cơ thể được làm mát. Một người hoạt động thể chất nhiều, mỗi ngày có trung bình 600 ml mồ hôi được thải ra. Giả sử 80% lượng mồ hôi trung bình thoát ra khỏi cơ thể bị bay hơi. Các động mạch nhỏ (arterioles) trong lớp da ngoài (dermis) giãn nở để tán nhiệt thừa từ máu ra ngoài qua da và vào môi trường xung quanh, giải thích hiện tượng da có màu đỏ hồng khi tập thể dục. Ngược lại, khi trời lạnh làm cho nhiệt độ cơ thể giảm xuống, các động mạch nhỏ có lại để giảm thiểu mất nhiệt, đặc biệt ở đầu ngón tay và mũi, khiến da có thể trở nên trắng. Cho biết nhiệt hóa hơi riêng của mồ hôi là 2260 kJ/kg và khối lượng riêng của mồ hôi là 1 kg/lít, 90% lượng nhiệt để mồ hôi bay hơi lấy từ cơ thể.

Một học sinh dùng một la bàn nhỏ đặt gần một dây dẫn thẳng dài mang dòng điện I để tìm hiểu về chiều đường sức từ của dòng điện thẳng, sau đó biểu diễn bằng hình vẽ. Hình nào sau đây thể hiện đúng hướng của kim la bàn?

Biết \({^{235}}{\rm{U}}\) có thể bị phân hạch theo phản ứng sau: \(\frac{1}{0}{\rm{n}} + \frac{{235}}{{92}}{\rm{U}} \to \frac{{139}}{{53}}{\rm{I}} + \frac{{94}}{{39}}{\rm{Y}} + 3\frac{1}{0}{\rm{n}}\). Mỗi phản ứng phân hạch trên tòa năng lượng 175,85 MeV. Giá từ có một lượng hạt nhân \({^{235}}{\rm{U}}\) đủ nhiều, ban đầu ta kích thích cho \({10^{10}}\) hạt \({^{235}}{\rm{U}}\) phân hạch theo phương trình trên và sau đó phản ứng dây chuyền xảy ra trong khối hạt nhân đó với hệ số nhân nơron là \(k = 2\). Coi phản ứng không phóng xạ gamma. Năng lượng tỏa ra sau 5 phân hạch dây chuyền đầu tiên (kể cả phân hạch kích thích ban đầu) là \({10^{13}}{\rm{MeV}}\). Giá trị của a là bao nhiêu (làm tròn đến 3 chữ số có nghĩa)?