Đề kiểm tra giữa học kì 1 - Môn Vật lí - Lớp 12

Đáp án: B.

Động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử khí lí tưởng là $\overline{E_{đ}}=\frac{3}{2}\mathrm{kT}$.

Đáp án: B.

Hai thang nhiệt độ có quan hệ tuyến tính. Vì $0^{\circ }C\mathrm{\leftrightarrow -}{10}^{\circ }X$ và ${100}^{\circ }C\leftrightarrow {90}^{\circ }X$ nên $t_X=t_C-10$. Với $t_C={40}^{\circ }C$, suy ra $t_X={30}^{\circ }X$.

Đáp án: D.

Nhiệt kế thủy ngân hoạt động dựa trên sự dãn nở vì nhiệt của thủy ngân, là một chất lỏng.

Đáp án: D.

Quá trình đẳng áp có $\frac{V}{T}=\text{hằng số}$. Khi nung nóng, $T$ tăng nên $V$ tăng; mật độ phân tử giảm và khoảng cách trung bình giữa các phân tử tăng.

Đáp án: C.

Định luật Boyle cho một lượng khí xác định trong quá trình đẳng nhiệt: $\mathrm{pV}=\text{hằng số}$.

Đáp án: C.

Nhiệt hóa hơi riêng được xác định bởi $L=\frac{Q}{m}$, do đó cần đo nhiệt lượng dùng để hóa hơi và khối lượng chất lỏng đã hóa hơi.

Đáp án: A.

Áp dụng phương trình trạng thái cho hai trạng thái:

$$\frac{p_1{V}_1}{T_1}=\frac{p_0{V}_0}{T_0}.$$

Với $T_1=16+273=\text{289\hspace{0.17em}K}$, $T_0=\text{273\hspace{0.17em}K}$, $p_1=\text{740\hspace{0.17em}mmHg}$, $p_0=\text{760\hspace{0.17em}mmHg}$:

$$V_0=200\cdot \frac{740}{760}\cdot \frac{273}{289}\approx \text{184\hspace{0.17em}c}{m}^3.$$

Đáp án: C.

Giá trị $\lambda =1,8\times {10}^5\text{\hspace{0.17em}J}/\mathrm{kg}$ nghĩa là mỗi kilôgam đồng cần thu $1,8\times {10}^5\text{\hspace{0.17em}J}$ để nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy.

Đáp án: A.

Các phân tử chất khí chuyển động hỗn loạn, không ngừng và không dao động quanh các vị trí cân bằng cố định.

Đáp án: A.

Hơi nước trong không khí gặp thành cốc lạnh bị ngưng tụ thành các giọt nước bám ngoài cốc.

Đáp án: B.

Đổi $m=\text{200\hspace{0.17em}g}=0,\text{2\hspace{0.17em}kg}$:

$$Q=\text{mcΔt}=0,2\cdot 4200\cdot 20=\text{16800\hspace{0.17em}J}.$$

Đáp án: D.

Khí nhận $Q=\text{100\hspace{0.17em}J}$ và thực hiện công $W=\text{70\hspace{0.17em}J}$:

$$\mathrm{\Delta U}=Q-W=100-70=\text{30\hspace{0.17em}J}.$$

Đáp án: A.

Quá trình đẳng nhiệt: $p_1{V}_1=p_2{V}_2$. Vì $V_2=\frac{V_1}{2}$ nên $p_2=2p_1$.

Đáp án: B.

Dụng cụ số (5) là cân điện tử, dùng để xác định khối lượng nhiệt lượng kế và nước.

Đáp án: D.

Trên đồ thị $p-V$, quá trình đẳng áp được biểu diễn bằng một đoạn thẳng nằm ngang vì $p$ không đổi.

Đáp án: B.

Phương trình trạng thái $\mathrm{pV}=\mathrm{nRT}$ liên hệ đồng thời áp suất $p$, thể tích $V$ và nhiệt độ tuyệt đối $T$.

Đáp án: D.

Khi $p$ và $V$ không đổi, từ $\mathrm{pV}=\mathrm{nRT}$ suy ra $\mathrm{nT}=\text{hằng số}$:

$$\frac{n_2}{n_1}=\frac{T_1}{T_2}=\frac{293}{323}\approx 0,907.$$

Tỉ lệ số mol đã thoát ra:

$$\frac{n_1-n_2}{n_1}\cdot 100\%=\left(1-0,907\right)\cdot 100\%\approx 9,3\mathrm{\%.}$$

Đáp án: B.

Thời gian đun $t=8\cdot 60+52=\text{532\hspace{0.17em}s}$, độ tăng nhiệt độ $\mathrm{\Delta T}=66,0-62,5=3,\text{5\hspace{0.17em}K}$. Bỏ qua hao phí:

$$\mathrm{UIt}=\text{mcΔT}\Rightarrow c=\frac{\mathrm{UIt}}{\mathrm{m\Delta T}}.$$

$$c=\frac{1,55\cdot 2,60\cdot 532}{0,150\cdot 3,5}\approx \text{4084\hspace{0.17em}J}/\left(\mathrm{kg}\cdot K\right).$$

Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng

Nhiệt lượng làm nóng nước:

$$Q_1=\text{mcΔT}=0,5\cdot 4,18\times {10}^3\cdot 80=\text{167200\hspace{0.17em}J}.$$

Công suất bếp:

$$P=\frac{Q_1}{t_1}=\frac{167200}{5\cdot 60+41}\approx \text{490\hspace{0.17em}W}.$$

Nhiệt lượng dùng để hóa hơi $0,\text{2\hspace{0.17em}kg}$ nước:

$$Q_2=P{t}_2\approx 490,3\cdot \left(16\cdot 60+30\right)\approx 4,85\times {10}^5\text{\hspace{0.17em}J}.$$

Nhiệt hóa hơi riêng:

$$L=\frac{Q_2}{0,2}\approx 2,43\times {10}^6\text{\hspace{0.17em}J}/\mathrm{kg}.$$

a) Sai. Giá trị đúng là $\text{167200\hspace{0.17em}J}$, không phải $\text{176200\hspace{0.17em}J}$.

b) Đúng. Công suất bếp xấp xỉ $\text{490\hspace{0.17em}W}$.

c) Sai. Nhiệt lượng hóa hơi xấp xỉ $4,85\times {10}^5\text{\hspace{0.17em}J}$, không phải $\text{48419\hspace{0.17em}J}$.

d) Đúng. $L\approx 2,43\times {10}^6\text{\hspace{0.17em}J}/\mathrm{kg}$.

Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai

a) Sai. Kính hiển vi quan sát các hạt khói có kích thước đủ lớn, không quan sát trực tiếp các phân tử không khí.

b) Đúng. Ánh sáng làm các hạt khói hiện rõ để quan sát chuyển động.

c) Đúng. Hạt khói chuyển động theo quỹ đạo gấp khúc, hỗn loạn dạng ziczac.

d) Sai. Chuyển động Brown do các phân tử không khí va chạm không cân bằng vào hạt khói, không phải do ánh sáng gây ra.

Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Sai; d) Đúng

a) Đúng. Khí bị nén nên nhận công, do đó $A>0$.

b) Sai. Khí được nung nóng nên nhận nhiệt lượng, do đó $Q>0$.

c) Sai. Vì $A>0$ và $Q>0$ nên $\mathrm{\Delta U}=A+Q>0$.

d) Đúng. $\mathrm{\Delta U}=A+Q=100+60=\text{160\hspace{0.17em}J}$.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng

Từ đồ thị: $p=\text{100\hspace{0.17em}kPa}$, $V_1=\text{10\hspace{0.17em}d}{m}^3$, $V_2=\text{6\hspace{0.17em}d}{m}^3$, $T_1=\text{400\hspace{0.17em}K}$.

a) Đúng. Áp suất không đổi nên đây là quá trình đẳng áp.

b) Đúng. Khí bị nén nên nhận công:

$$A=p\left(V_1-V_2\right)=100\times {10}^3\cdot 4\times {10}^{-3}=\text{400\hspace{0.17em}J}.$$

c) Sai. Vì đẳng áp nên $\frac{T_2}{T_1}=\frac{V_2}{V_1}$, suy ra $T_2=\text{240\hspace{0.17em}K}$. Nhiệt lượng khí nhận:

$$Q=m{c}_p\left(T_2-T_1\right)=0,020\cdot 910\cdot \left(-160\right)=-\text{2912\hspace{0.17em}J}.$$

Khí truyền ra môi trường $\text{2912\hspace{0.17em}J}$, không phải $\text{2192\hspace{0.17em}J}$.

d) Đúng.

$$\mathrm{\Delta U}=A+Q=400-2912=-\text{2512\hspace{0.17em}J},$$

nên nội năng giảm $\text{2512\hspace{0.17em}J}$.

Trả lời: 8310

Khối lượng thép: $m=\text{30\hspace{0.17em}t}=3,0\times {10}^4\text{\hspace{0.17em}kg}$.

$$Q=\mathrm{m\lambda }=3,0\times {10}^4\cdot 2,77\times {10}^5=8,31\times {10}^9\text{\hspace{0.17em}J}=\text{8310\hspace{0.17em}MJ}.$$

Trả lời: 225

Áp dụng phương trình trạng thái:

$$\frac{p_1{V}_1}{T_1}=\frac{p_2{V}_2}{T_2}.$$

$$T_1=\frac{p_1{V}_1{T}_2}{p_2{V}_2}=\frac{80\cdot 21\cdot 300}{160\cdot 14}=\text{225\hspace{0.17em}K}.$$

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 3 và Câu 4: Phổi một người trưởng thành có thể tích $5,7$ lít. Không khí trong phổi có áp suất $\text{101\hspace{0.17em}}\mathrm{kPa}$, nhiệt độ $37{}^{\circ }\mathrm{C.}$ Số phân tử oxygen chiếm $21\%$ tổng số phân tử không khí. Cho $R=8,\text{31\hspace{0.17em}}\mathrm{J/}\left(\text{mol⋅K}\right)$ và $N_A=6,02\times {10}^{23}\mathrm{mo}{l}^{\mathrm{-1}}$.

Trả lời: 2,8

Số mol không khí trong phổi:

$$n=\frac{\mathrm{pV}}{\mathrm{RT}}=\frac{101000\cdot 5,7\times {10}^{-3}}{8,31\cdot 310}\approx 0,\text{2235\hspace{0.17em}mol}.$$

Số phân tử oxygen:

$$N_{O_2}=0,\mathrm{21n}{N}_A\approx 0,21\cdot 0,2235\cdot 6,02\times {10}^{23}\approx 2,83\times {10}^{22}.$$

Vậy $x\approx 2,8$.

Trả lời: 5,9

Số mol khí:

$$n=\frac{N}{N_A}=\frac{1,4\times {10}^{23}}{6,02\times {10}^{23}}.$$

Thể tích phổi:

$$V=\frac{\mathrm{nRT}}{p}\approx 5,93\times {10}^{-3}{m}^3=5,\text{93\hspace{0.17em}lít}.$$

Làm tròn đến hàng phần mười: $V\approx 5,\text{9\hspace{0.17em}lít}$.

Trả lời: 0,25

Gọi $x$ là chiều dài cột khí. Do $\mathrm{l=}\text{76\hspace{0.17em}cm}$ đúng bằng độ cao cột thủy ngân biểu diễn áp suất khí quyển, ta có $p\propto x$. Vì $V=\mathrm{Sx}$ nên $p\propto V$.

Với quá trình có $p=\mathrm{kV}$, công khí thực hiện là

$$W=\sum _{V_1}^{V_2}p\text{\hspace{0.17em}dV}=\frac{1}{2}\left(p_2{V}_2-p_1{V}_1\right)=\frac{1}{2}\mathrm{nR}\left(T_2-T_1\right).$$

Khí giảm nhiệt độ $\text{10\hspace{0.17em}K}$ nên công mà khí nhận:

$$A=-W=\frac{1}{2}\mathrm{nR}\cdot 10.$$

Độ biến thiên nội năng:

$$\mathrm{\Delta U}=n{C}_V\left(T_2-T_1\right)=-n{C}_V\cdot 10.$$

Từ $\mathrm{\Delta U}=A+Q$:

$$Q=\mathrm{\Delta U}-A=-n\left(C_V+\frac{R}{2}\right)10\approx -0,\text{2466\hspace{0.17em}J}.$$

Dấu âm cho biết khí tỏa nhiệt; độ lớn nhiệt lượng tỏa ra xấp xỉ $0,\text{25\hspace{0.17em}J}$.

Trả lời: 14,5

$$Q=\text{mcΔT}=580\cdot 4180\cdot 6=1,45464\times {10}^7\text{\hspace{0.17em}J}=14,\text{5464\hspace{0.17em}MJ}.$$

Làm tròn đến hàng phần mười: $Q\approx 14,\text{5\hspace{0.17em}MJ}$.