Ngân hàng câu hỏi IMSO Science 2011

**Lưu ý an toàn do biên soạn, được ưu tiên hơn hướng dẫn lịch sử:** Làm dưới sự giám sát của người lớn/giáo viên, bảo vệ mắt và không nếm bất kỳ vật liệu nào. Kiểm tra ống đong có nứt không; cẩn thận với đầu nhọn của đinh và mọi đồ thủy tinh. Hạ vật nhẹ nhàng, không thả rơi, ép vật hoặc để vật đập vào ống đong. Dừng và hỏi giáo viên nếu vật không vừa hoặc không thể thao tác an toàn bằng dụng cụ được cấp. Không nhặt kính vỡ bằng tay. Lau ngay chất lỏng đổ tràn. Giữ riêng nước, dung dịch muối và dầu thải trong các hộp có nhãn, đậy nắp rồi giao giáo viên xử lý theo quy định địa phương; không đổ dầu xuống cống hoặc bỏ chất lỏng không có hộp chứa/kính vỡ vào túi rác thông thường. Hướng dẫn bỏ vào túi rác của nguồn bên dưới được giữ để đối chiếu, không cho phép xử lý thiếu an toàn. Rửa tay sau khi làm. Nguồn không cho các thể tích đã đo: ghi số đo thật của em, không bịa số liệu.

### Thí nghiệm 1

### Giới thiệu

Vào khoảng năm 250 trước Công nguyên, nhà toán học Hy Lạp Archimedes được giao nhiệm vụ xác định liệu một người thợ có lừa vua Hero I của Syracuse bằng cách thay một phần vàng trong vương miện của nhà vua bằng bạc hay không. Archimedes suy nghĩ về vấn đề này khi thư giãn trong bồn tắm. Khi bước vào bồn, ông nhận thấy nước tràn qua thành bồn. Ông nhận ra rằng lượng nước tràn ra có thể tích bằng phần không gian cơ thể ông chiếm chỗ. Điều này đột nhiên gợi cho ông cách phân biệt vương miện pha bạc và vàng với vương miện bằng vàng nguyên chất. Vì một lượng bạc chiếm nhiều chỗ hơn một lượng vàng có cùng khối lượng, Archimedes đặt vương miện của người thợ và một vương miện vàng nguyên chất có cùng khối lượng vào hai bồn nước. Ông thấy nước tràn ra nhiều hơn khi nhúng vương miện của người thợ. Hóa ra người thợ đã lừa nhà vua! Tương truyền Archimedes vui mừng đến mức chạy trần truồng qua các đường phố Sicily và reo "Eureka! Eureka!" (tiếng Hy Lạp nghĩa là "Tôi đã tìm ra!").

Archimedes đã dùng khái niệm khối lượng riêng để vạch trần sự gian lận. Khối lượng riêng là một tính chất vật lý của vật chất, thể hiện mối quan hệ giữa khối lượng và thể tích. Càng có nhiều khối lượng trong một khoảng không gian cho trước, vật càng có khối lượng riêng lớn. Trong hóa học và vật lý, khối lượng riêng là khái niệm quan trọng khi phân tích sự tương tác của các chất và vật liệu trong cơ học chất lưu, thời tiết, địa chất, khoa học vật liệu và kỹ thuật. Trong sinh học, mật độ là khái niệm quan trọng trong sinh thái học quần thể cũng như phân tích thảm thực vật.

Hãy hào hứng khám phá và thí nghiệm với các vật liệu được cung cấp khi tìm hiểu khối lượng riêng của một số vật rắn.

### Danh sách vật liệu

Lưu ý: Trước khi bắt đầu, hãy kiểm tra xem em đã có đầy đủ bộ vật liệu thí nghiệm chưa.

1. Ống đong chia độ — 1 chiếc (50 mL)
2. Các chất lỏng đựng trong chai — nước; dung dịch muối
3. Dầu ăn — 1 gói (50 mL)
4. Viên bi thủy tinh — 1 viên
5. Đai ốc và bu lông — 1 bộ
6. Đinh bê tông — 1 chiếc
7. Túi rác — 1 chiếc
8. Khăn sạch — 1 chiếc
9. Hộp nhựa có nắp (để chứa chất lỏng thải) — 3 hộp (nước, dầu và dung dịch muối)

### Phương pháp

Mục tiêu chính của thí nghiệm là xác định và so sánh khối lượng riêng của các vật rắn được cấp. Với các vật liệu nêu trên, hãy thực hiện thí nghiệm theo hướng dẫn dưới đây.

**A. Chuẩn bị thiết kế thí nghiệm**

1. Lập kế hoạch thí nghiệm bằng cách nghĩ ra một thiết kế dựa trên các vật liệu được cung cấp.
2. Viết thiết kế thí nghiệm dưới dạng lưu đồ.
3. Vẽ thiết kế vào ô được dành sẵn, rồi ghi nhãn hoặc mô tả ở phía đối diện hình vẽ.

[Chỗ trình bày lưu đồ, hình bố trí thí nghiệm, nhãn và mô tả của em: ____________________]

**B. Tiến hành thí nghiệm**

Thực hiện thí nghiệm em đã thiết kế.

Lưu ý:
- Hãy cẩn thận khi làm thí nghiệm để tránh làm vỡ đồ thủy tinh. Đồ thủy tinh bị vỡ sẽ không được thay mới.
- Xử lý chất lỏng đúng cách. Em được cấp các hộp riêng để chứa chất lỏng và phải đặt chúng vào túi rác sau thí nghiệm.

**C. Ghi kết quả**

Ghi dữ liệu của em bằng cách hoàn thành các bảng dưới đây:

**1. Khối lượng riêng của vật rắn**

Bảng 1. Khối lượng riêng của vật rắn trong nước.

| Vật rắn | Thể tích 1 (mL) | Thể tích 2 (mL) | Thể tích bị chiếm chỗ (mL) | Khối lượng vật rắn (g) | Khối lượng riêng của vật (g/mL) |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| viên bi thủy tinh | | | | 5.74 | |
| đai ốc và bu lông | | | | 24.14 | |
| đinh | | | | 6.13 | |

Bảng 2. Khối lượng riêng của vật rắn trong dung dịch muối.

| Vật rắn | Thể tích 1 (mL) | Thể tích 2 (mL) | Thể tích bị chiếm chỗ (mL) | Khối lượng vật rắn (g) | Khối lượng riêng của vật (g/mL) |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| viên bi thủy tinh | | | | 5.74 | |
| đai ốc và bu lông | | | | 24.14 | |
| đinh | | | | 6.13 | |

Bảng 3. Khối lượng riêng của vật rắn trong dầu.

| Vật rắn | Thể tích 1 (mL) | Thể tích 2 (mL) | Thể tích bị chiếm chỗ (mL) | Khối lượng vật rắn (g) | Khối lượng riêng của vật (g/mL) |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| viên bi thủy tinh | | | | 5.74 | |
| đai ốc và bu lông | | | | 24.14 | |
| đinh | | | | 6.13 | |

A. Vẽ đồ thị khối lượng riêng của vật theo loại chất lỏng dùng để đo khối lượng riêng. Mỗi vật rắn được cấp dùng một đồ thị riêng.

[Ba đồ thị: ____________________]

B. Dựa vào các đồ thị, khối lượng riêng của một vật có khác nhau khi được đo bằng các chất lỏng khác nhau không? Giải thích câu trả lời.

[Trả lời: ____________________]

C. Dựa vào thí nghiệm, những yếu tố quan trọng để xác định khối lượng riêng của một vật rắn là gì?

[Trả lời: ____________________]

**2. Xác định khối lượng chất lỏng bị chiếm chỗ**

Vì khối lượng riêng thể hiện quan hệ giữa khối lượng và thể tích, có thể tính thể tích của vật từ khối lượng và khối lượng riêng của nó. Quan hệ giữa thể tích vật rắn và thể tích chất lỏng bị chiếm chỗ được biểu diễn như sau:

$$\frac{m_1}{D_1}=\frac{m_2}{D_2}$$

trong đó:
- $m_1$ = khối lượng của vật
- $m_2$ = khối lượng chất lỏng bị chiếm chỗ
- $D_1$ = khối lượng riêng của vật
- $D_2$ = khối lượng riêng của chất lỏng

| Chất lỏng | Thể tích bị chiếm chỗ (mL) | Khối lượng viên bi thủy tinh (g) | Khối lượng riêng của vật (g/mL) | Khối lượng riêng chất lỏng (g/mL) | Khối lượng chất lỏng bị chiếm chỗ (g) |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| nước | | | | 0.99 | |
| dung dịch muối | | | | 1.07 | |
| dầu | | | | 0.89 | |

a. Em đã xác định khối lượng chất lỏng bị chiếm chỗ như thế nào? Viết công thức vào chỗ trống trong phiếu trả lời.

[Công thức: ____________________]

b. Việc dùng phương pháp trên để xác định khối lượng chất lỏng bị chiếm chỗ có ý nghĩa gì?

[Trả lời: ____________________]

**D. Kết luận**

Sau khi tiến hành thí nghiệm, viết (các) kết luận vào chỗ trống trong phiếu trả lời.

[(Các) kết luận: ____________________]

**Điều chỉnh an toàn và vật liệu còn thiếu do biên soạn:** Không thực hiện chỉ dẫn thổi bột talc trong nguồn. Không hít hoặc làm phát tán bụi talc hay bột giặt. Người lớn/giáo viên phải xử lý bột theo cách không tạo bụi trong không khí; nếu không bảo đảm được, dùng phần trình diễn/bản ghi do giáo viên cung cấp. Không ghé mặt sát, bảo vệ mắt, tránh tiếp xúc da/mắt, không nếm vật liệu và rửa tay sau khi làm. Dùng khay vững chắc, xử lý ngay chỗ đổ tràn và để giáo viên thu hỗn hợp dầu/chất tẩy rửa để xử lý phù hợp; không đổ dầu xuống cống. Bước 6 cần bột tẩy rửa nhưng danh sách nguồn không có. Bước 5 còn cần dụng cụ đo 5 mL; ống nhỏ giọt không chia độ không xác định được thể tích đó. Giáo viên phải cung cấp chất tẩy rửa phù hợp và dụng cụ đo có chia độ, đồng thời duyệt lượng dùng an toàn trước khi thực hiện. Giữ nguyên văn nguồn dưới đây để đối chiếu, nhưng tuân theo điều chỉnh an toàn này.

**Lưu ý khoa học do biên soạn:** Đây là trình diễn bề mặt dầu–nước, không phải màng tế bào hoạt động. Câu hỏi nguồn có những đơn giản hóa quá mức. Ghi quan sát thật và phân biệt với phép so sánh màng; chấp nhận sửa chữa có căn cứ khoa học.

### Thí nghiệm 2

### Giới thiệu

Tế bào, đơn vị tổ chức cơ bản nhất của mọi sinh vật, được bao bọc bởi màng tế bào. Màng giữ các thành phần ở bên trong đồng thời bảo vệ tế bào khi chọn những chất có thể đi vào tế bào. Các hợp chất gọi là protein và phospholipid tạo nên phần lớn màng tế bào.

Các nhà khoa học mô tả sự sắp xếp phospholipid và protein bằng mô hình gọi là mô hình khảm lỏng. Mô hình cho thấy phospholipid có hình dạng như một đầu và một đuôi. Các đầu thích nước (ưa nước), còn các đuôi không thích nước (kị nước). Các đuôi áp vào nhau và các đầu hướng ra vùng nước bao quanh tế bào. Hai lớp của màng được gọi là lớp lipid kép.



[Chú giải nhãn tiếng Việt do biên soạn nằm sau phần quy trình; giữ nguyên vẹn hình gốc.]

Trong thí nghiệm sau, em sẽ có cơ hội quan sát các chất kị nước và ưa nước, cùng cách chúng thực sự tương tác với nước và các chất khác. Trong hoạt động này, em có thể quan sát cách màng tế bào hoạt động khi các chất tiếp xúc với nó, qua đó lựa chọn những loại chất có thể đi vào tế bào.

### Danh sách vật liệu

Hãy kiểm tra xem em có đủ bộ vật liệu sau chưa:

1. Hộp nhựa nông có nắp — 1 chiếc
2. Nước — 1 chai
3. Bột talc — 1 gói
4. Ống nhỏ giọt thuốc — 1 chiếc
5. Dầu ăn — 1 gói
6. Que gỗ (để khuấy) — 1 chiếc

### Phương pháp

1. Đổ nước vào hộp nhựa gần tới miệng hộp.
2. Rắc bột talc lên mặt nước. Khi bột phủ kín mặt nước, nhẹ nhàng thổi phần bột thừa đi.

**Điều chỉnh an toàn cho bước 2: không thổi; chỉ cho phép người lớn xử lý bằng cách không tạo bụi, hoặc dùng phần trình diễn/bản ghi do giáo viên cung cấp.**


**3.** Dùng ống nhỏ giọt, cẩn thận nhỏ 5 giọt dầu lên nước. Nếu làm cẩn thận, vùng màng dầu lan ra sẽ có hình dạng gần tròn.

**4.** Trong cùng hộp, thêm 5 giọt dầu nữa và quan sát hiện tượng ở mỗi giọt dầu thêm vào. Ghi kết quả.

**5.** Thêm 5 mL dầu nữa vào cùng hộp. Dùng que gỗ khuấy dầu trong hộp và quan sát. Để hỗn hợp yên khoảng 10 phút rồi quan sát lại. Ghi quan sát của em.

**6.** Thêm một nhúm bột tẩy rửa vào hỗn hợp và quan sát hiện tượng xảy ra với dầu. Ghi kết quả.

[Ghi quan sát thật ở mỗi giai đoạn, gồm từng giọt trong năm giọt thêm vào, ngay sau khi khuấy, sau khoảng 10 phút và sau khi thêm chất tẩy rửa. Những ô trống dưới đây là phương tiện ghi chép do biên soạn bổ sung, không phải kết quả thí nghiệm được cung cấp.]

| Giai đoạn | Quan sát của em |
| --- | --- |
| 5 giọt dầu ban đầu | |
| Giọt thêm thứ 1 | |
| Giọt thêm thứ 2 | |
| Giọt thêm thứ 3 | |
| Giọt thêm thứ 4 | |
| Giọt thêm thứ 5 | |
| Sau khi thêm 5 mL dầu và khuấy | |
| Sau khi để yên khoảng 10 phút | |
| Sau khi thêm chất tẩy rửa | |

### Thảo luận kết quả

Thảo luận kết quả bằng cách trả lời các câu hỏi sau:

1. Trong bột talc và dầu, chất nào kị nước và chất nào ưa nước?
2. Trong mô hình khảm lỏng của màng tế bào, phần nào cho phép bột talc đi vào và phần nào cho phép các phân tử dầu đi vào?
3. Từ quan sát tương tác giữa chất tẩy rửa và dầu, em có thể ví tác dụng của chất tẩy rửa với bộ phận nào trong mô hình màng tế bào?
4. Xem xét tất cả quan sát, hãy viết kết luận vào chỗ trống trong phiếu trả lời.

[Trả lời 1–4 và kết luận: ____________________]

**Chú giải do biên soạn cho hình gốc không chỉnh sửa:** extracellular fluid (water environment) = dịch ngoại bào (môi trường nước); phospholipid = phospholipid; hydrophilic heads = các đầu ưa nước; hydrophobic tails = các đuôi kị nước; bilayer = lớp kép; cytoplasm (water environment) = tế bào chất (môi trường nước).

Quan sát các hình. Với mỗi hình A–F, cho biết dạng năng lượng được minh họa là thế năng hay động năng.

Sắp xếp các cấp tổ chức sinh học sau từ lớn đến nhỏ: quần thể, sinh quyển, tế bào, phân tử sinh học, hệ cơ quan, cơ thể.

Năm 2006, Liên đoàn Thiên văn Quốc tế chuyển Sao Diêm Vương từ hành tinh chính thành hành tinh lùn. Nguyên nhân chủ yếu là gì?

Hệ keo nào sau đây ghép KHÔNG đúng giữa pha phân tán và môi trường phân tán?

Mọi sinh vật duy trì điều kiện bên trong tương đối ổn định. Con người đáp ứng với thay đổi môi trường để cơ thể hoạt động tốt. Đặc tính này gọi là gì?

Trái Đất mất khoảng 365 ngày để hoàn thành một vòng quanh Mặt Trời. Chuyển động này dẫn đến hiện tượng nào?

Một số chính phủ đã có biện pháp loại dần đèn dây tóc tungsten nhằm khuyến khích chiếu sáng tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính. Đèn dùng dây tóc tungsten thường là loại nào?

Theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng không tự sinh ra hay mất đi mà chuyển hóa giữa các dạng. Khi thả vật gắn với một lò xo bị nén, xảy ra chuyển hóa năng lượng nào?

Sự thụ phấn diễn ra ở bộ phận nào của hoa?

Người chơi bóng chày cố đánh bóng bằng gậy. Vì sao họ muốn đánh thật mạnh?

A. Để gậy có khả năng chạm bóng cao hơn.

B. Để bóng bay xa hơn trên sân.

C. Để bóng bay cao hơn trên sân.

D. Để bóng bay nhanh hơn trên sân.

Khi uống nước lạnh, nước đá thường nổi trong nước. Vì sao?

Khi một chất chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác, chất đã chuyển pha. Quá trình thường có trao đổi nhiệt. Hình bên dưới tóm tắt các chuyển pha. Điền chữ cái ứng với: (1) nóng chảy, (2) thăng hoa, (3) hóa hơi, (4) ngưng kết trực tiếp từ khí thành rắn, (5) ngưng tụ, (6) đông đặc.



Chú thích hình: GAS = khí; LIQUID = lỏng; SOLID = rắn.

Trong hệ sinh thái, sinh vật phân giải là thành phần quan trọng của chuỗi thức ăn. Chúng có ích vì làm gì?

Núi lửa Mayon có dạng nón rất đều ở Philippines. Đây là núi lửa hoạt động, tạo từ các lớp vật liệu dòng mạt vụn núi lửa và dung nham của những lần phun trước. Theo cấu trúc, Mayon thuộc loại núi lửa nào?

Thoát hơi nước là sự bay hơi nước từ các phần của cây. Ý nào KHÔNG phải chức năng của thoát hơi nước?

Hình đã cho minh họa kiểu sinh sản vô tính nào?

Nguyên tử là đơn vị cấu tạo vật chất nhưng còn gồm các hạt nhỏ hơn như proton, electron và neutron. Phát biểu nào đúng?

Gia đình tụ họp trong vườn có mái kính vào chiều Chủ nhật. Nên chọn kính màu nào để giảm cường độ nắng mà vẫn truyền các màu hữu ích cho quang hợp?