Đề kiểm tra cuối HK 1 - Môn Vật lí - Lớp 12

Đáp án: C

Hướng dẫn chi tiết:

- Trong chất khí, khoảng cách giữa các phân tử tương đối lớn nên lực tương tác giữa chúng rất nhỏ, trừ lúc va chạm. Vì vậy, các phân tử chuyển động gần như tự do và hỗn loạn không ngừng.

- Phương án A sai vì phân tử khí vẫn có khối lượng; B sai vì khoảng cách giữa các phân tử khí không quá gần; D sai vì giữa các phân tử không phải lúc nào cũng chỉ có lực đẩy.

Đáp án: B.

Hướng dẫn chi tiết:

- Sự bay hơi xảy ra ở bề mặt chất lỏng. Trong cùng điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và lưu thông không khí, diện tích mặt thoáng càng lớn thì lượng nước bay hơi trong một đơn vị thời gian càng nhiều.

- Bình B có mặt thoáng lớn nhất nên nước bay hơi nhiều nhất; sau một tuần bình B còn ít nước nhất.

Đáp án: B.

Hướng dẫn chi tiết:

- Theo quy ước trong công thức $\text{ΔU=A+Q}$:

• $\mathrm{A>0}$ khi vật nhận công; $\mathrm{A<0}$ khi vật thực hiện công.

• $\mathrm{Q>0}$ khi vật nhận nhiệt; $\mathrm{Q<0}$ khi vật truyền nhiệt.

- Vì vậy, “vật nhận công” và “vật nhận nhiệt” tương ứng với $\text{A>0, Q>0}$.

Đáp án: C.

Hướng dẫn chi tiết:

- Theo cách phân biệt thuật ngữ của đề, nhiệt năng gắn với tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử; nội năng gồm cả động năng chuyển động nhiệt và thế năng tương tác giữa các phân tử.

- Do đó, nội năng có thêm thành phần thế năng phân tử so với nhiệt năng. Chọn C.

Đáp án: A.

Hướng dẫn chi tiết:

- Độ không tuyệt đối là nhiệt độ thấp nhất theo nhiệt giai Kelvin: $\text{T=0 K}$.

- Nhiệt độ này tương ứng xấp xỉ $\text{-273,15 °C}$.

Đáp án: B.

Hướng dẫn chi tiết:

- Khi hai vật có nhiệt độ khác nhau tiếp xúc, năng lượng truyền do chênh lệch nhiệt độ tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp.

- Quá trình tiếp tục cho đến khi hai vật đạt cân bằng nhiệt.

Đáp án: B.

Hướng dẫn chi tiết:

- Từ định nghĩa nhiệt dung riêng: $\text{c=Q/(mΔT}$).

- Trong hệ SI, $\text{[Q]=J, [m]=kg, [ΔT]=K}$, nên $\text{[c]=J·kg⁻¹·K⁻¹}$.

Đáp án: B.

Hướng dẫn chi tiết:

- Nội năng là năng lượng bên trong của vật, nên một vật luôn có nội năng.

- Nhiệt lượng không phải là năng lượng “chứa sẵn” trong vật; nhiệt lượng chỉ là phần năng lượng truyền từ vật này sang vật khác do chênh lệch nhiệt độ.

- Vì vậy, từ việc vật có nội năng không thể suy ra vật “lúc nào cũng có nhiệt lượng”. Phát biểu B sai.

Đáp án: B.

Hướng dẫn chi tiết:

- Độ tăng nhiệt độ của nước và thùng sắt: $\text{ΔT=100-15=85 K}$.

- Nhiệt lượng nước thu vào: $\text{Q₁=m₁c₁ΔT=5·4200·85=1 785 000 J}$.

- Nhiệt lượng thùng sắt thu vào: $\text{Q₂=m₂c₂ΔT=1,5·460·85=58 650 J}$.

- Tổng nhiệt lượng cần cung cấp: $\text{Q=Q₁+Q₂=1 843 650 J}$.

Đáp án: B.

Hướng dẫn chi tiết:

- Nhiệt nóng chảy riêng $\text{λ=1,8×10⁵ J/kg}$ có nghĩa là: để làm nóng chảy hoàn toàn $\text{1 kg}$ đồng đang ở nhiệt độ nóng chảy, cần cung cấp $\text{1,8×10⁵ J}$.

- Trong quá trình nóng chảy, nhiệt độ của đồng không đổi.

Đáp án: D.

Hướng dẫn chi tiết:

- Đổi khối lượng: $\text{m=100 g=0,100 kg}$.

- Nhiệt lượng nóng chảy: $\text{Q=λm=3,4×10⁵·0,100=3,4×10⁴ J=34×10³ J}$.

Đáp án: D.

Hướng dẫn chi tiết:

- Nhiệt chỉ tự truyền từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn. Nhiệt không tự truyền theo chiều ngược lại, nhưng có thể truyền từ lạnh sang nóng khi có tác động bên ngoài, chẳng hạn trong tủ lạnh.

- Giữa hai vật có cùng nhiệt độ không có sự truyền nhiệt tự phát thuần túy. Vì vậy phát biểu D không đúng.

Đáp án: A.

Hướng dẫn chi tiết:

- Chì ban đầu ở đúng nhiệt độ nóng chảy nên khi nguội đi, chì lần lượt đông đặc rồi giảm nhiệt độ từ $\text{327 °C}$ xuống nhiệt độ cân bằng $T$.

- Nhiệt lượng chì tỏa ra: $\text{Q\_chì=mλ+mc(327-T)}$.

- Nhiệt lượng nước thu vào: $\text{Q\_nước=0,80·4180·(T-15)}$.

- Phương trình cân bằng nhiệt: $\text{0,20·2,5×10⁴+0,20·120·(327-T)=0,80·4180·(T-15)}$.

- Suy ra $\text{T≈18,7 °C}$.

Đáp án: C.

Hướng dẫn chi tiết:

- Khi chất lỏng hóa hơi ở nhiệt độ sôi, nhiệt lượng cần cung cấp được xác định bởi $\text{Q=Lm}$, trong đó $L$ là nhiệt hóa hơi riêng và $m$ là khối lượng chất lỏng hóa hơi.

Đáp án: D.

Hướng dẫn chi tiết:

- Để xác định nhiệt hóa hơi riêng bằng phương pháp đun điện, cần đo khối lượng chất lỏng bay hơi, thời gian cung cấp điện và công suất truyền cho chất lỏng.

- Cân điện tử dùng đo độ giảm khối lượng; oát kế đo công suất; nhiệt kế giúp xác định chất lỏng đã ở nhiệt độ sôi.

- Khi đã dùng oát kế để đo trực tiếp công suất, không cần dùng vôn kế. Chọn D.

Đáp án: B.

Hướng dẫn chi tiết:

- Đổi khối lượng: $\text{m=100 g=0,100 kg}$.

- Nhiệt lượng hóa hơi: $\text{Q=Lm=2,3×10⁶·0,100=2,3×10⁵ J}$.

Đáp án: A.

Hướng dẫn chi tiết:

- Nung nước bằng bếp làm nội năng của nước tăng do truyền nhiệt từ bếp sang nước.

- Các trường hợp còn lại làm biến đổi nội năng chủ yếu do thực hiện công: va chạm khi viên bi rơi, công của lực ma sát khi cọ xát và công nén khí.

Đáp án: D.

Hướng dẫn chi tiết:

- Bốn vật có cùng khối lượng và rơi từ cùng độ cao nên độ giảm cơ năng bằng nhau: $\text{ΔE=mgh}$.

- Theo giả thiết, toàn bộ năng lượng này làm tăng nội năng: $\text{mgh=mcΔT}$, do đó $\text{ΔT=gh/c}$.

- Vật có nhiệt dung riêng càng nhỏ thì độ tăng nhiệt độ càng lớn. Chì có $\text{c=130 J·kg⁻¹·K⁻¹}$ nhỏ nhất nên nóng lên nhiều nhất.

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

Hướng dẫn chi tiết:

- a) Đúng. Khi khoảng cách giữa các phân tử tăng, lực tương tác giữa chúng giảm rất nhanh; ở khoảng cách đủ lớn lực này gần như không đáng kể.

- b) Đúng. Trong cách mô tả các trạng thái vật chất của đề, sự sắp xếp càng trật tự thường gắn với liên kết giữa các phân tử càng mạnh.

- c) Sai. Chất lỏng có thể tích xác định nhưng không có hình dạng riêng; nó nhận hình dạng của bình chứa.

- d) Đúng. Chất rắn có hình dạng và thể tích riêng, các hạt ở gần nhau nên rất khó nén.

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

Hướng dẫn chi tiết:

- a) Đúng. Ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn, nước đá đang tan có nhiệt độ $\text{0 °C}$.

- b) Sai. Công thức đổi nhiệt độ: $\text{t\_F=1,8t\_C+32}$. Với $\text{t\_C=0 °C}$ thì $\text{t\_F=32 °F}$, không phải $\text{273 °F}$.

- c) Đúng. Ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn, nước sôi ở $\text{100 °C}$.

- d) Đúng. Với $\text{t\_C=160 °C}$: $\text{t\_F=1,8·160+32=320 °F=2·160}$.

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

Hướng dẫn chi tiết:

- a) Đúng. Nhiệt lượng kế bằng đồng và nước cùng tăng nhiệt độ từ $\text{25 °C}$ lên $\text{30 °C}$ nên đều thu nhiệt.

- b) Sai. Miếng kim loại giảm nhiệt độ từ $\text{90 °C}$ xuống $\text{30 °C}$ nên tỏa nhiệt.

- c) Sai. Nhiệt lượng nước và nhiệt lượng kế thu vào: $\text{Q=(0,100·380+0,375·4200)·(30-25)=8065 J}$. Do bỏ qua hao phí, miếng kim loại tỏa ra $\text{8065 J}$, không phải $\text{9120 J}$.

- d) Đúng. $\text{c\_kim loại=Q/[m(90-30)]=8065/(0,400·60)≈336 J·kg⁻¹·K⁻¹}$.

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

Hướng dẫn chi tiết:

- a) Đúng. Nước ban đầu ở $\text{20 °C}$ nên tỏa nhiệt; nước đá ở $\text{0 °C}$ thu nhiệt để nóng chảy và phần nước vừa tan tiếp tục nóng lên.

- b) Đúng. Hệ cách nhiệt nên theo định luật bảo toàn năng lượng, nhiệt lượng nước tỏa ra bằng tổng nhiệt lượng nước đá thu vào.

- c) Sai. Nhiệt lượng nước có thể tỏa ra khi hạ từ $\text{20 °C}$ xuống $\text{0 °C}$: $\text{Q\_nước=200·4,2·20=16800 J}$. Nhiệt lượng làm tan hết nước đá: $\text{Q\_nc=30·334=10020 J}$. Vì $\text{16800>10020}$, nước đá tan hết.

- d) Đúng. Nhiệt lượng còn lại sau khi làm tan nước đá: $\text{Q\_còn=16800-10020=6780 J}$. Khối lượng nước sau khi đá tan là $\text{230 g}$, nên $\text{T=6780/(230·4,2)≈7,02 °C≈7 °C}$.

Trả lời: 1 g

Hướng dẫn chi tiết:

- Số mol khí hiđrô: $\text{n=N/N\_A=(3,01×10²³)/(6,02×10²³)=0,50 mol}$.

- Khí hiđrô là $\mathrm{H₂}$ nên $\text{M=2 g/mol}$.

- Khối lượng khí: $\text{m=nM=0,50·2=1 g}$.

Trả lời: 30 J

Hướng dẫn chi tiết:

- Theo nguyên lí I nhiệt động lực học: $\text{ΔU=A+Q}$.

- Khí nhận nhiệt lượng nên $\text{Q=+100 J}$. Khí nở ra thực hiện công $\text{70 J}$ nên công mà khí nhận là $\text{A=-70 J}$.

- Do đó $\text{ΔU=-70+100=30 J}$.

Trả lời: 68 °F

Hướng dẫn chi tiết:

- Đổi từ Kelvin sang Celsius: $\text{t\_C=T-273=293-273=20 °C}$.

- Đổi sang Fahrenheit: $\text{t\_F=1,8t\_C+32=1,8·20+32=68 °F}$.

Trả lời: 2 kg

Hướng dẫn chi tiết:

- Lần thả thứ nhất, nhiệt lượng quả cầu sắt tỏa ra bằng nhiệt lượng $\text{5 kg}$ nước thu vào:

- $\text{m·460·(t₀-4,2)=5·4200·4,2=88200}$.

- Lần thả thứ hai:

- $\text{m·460·(t₀-28,9)=4·4200·(28,9-25)=65520}$.

- Lấy phương trình thứ nhất trừ phương trình thứ hai:

- $\text{m·460·(28,9-4,2)=88200-65520}$.

- Suy ra $\text{m=22680/(460·24,7)≈1,996 kg}$. Làm tròn đến phần nguyên: $\text{m≈2 kg}$.

Trả lời: 34 kJ

Hướng dẫn chi tiết:

- Đổi khối lượng: $\text{m=100 g=0,100 kg}$.

- Nước đá đã ở nhiệt độ nóng chảy nên chỉ cần nhiệt lượng nóng chảy: $\text{Q=λm=3,4×10⁵·0,100=3,4×10⁴ J=34 kJ}$.

Trả lời: 19 kJ

Hướng dẫn chi tiết:

- Quá trình gồm hai giai đoạn: làm nước đá tăng nhiệt độ từ $\text{-20 °C}$ lên $\text{0 °C}$ rồi làm nóng chảy hoàn toàn ở $\text{0 °C}$.

- Đổi khối lượng: $\text{m=50 g=0,050 kg}$.

- Nhiệt lượng làm nóng nước đá: $\text{Q₁=mcΔT=0,050·2,09×10³·20=2090 J}$.

- Nhiệt lượng làm nóng chảy: $\text{Q₂=mλ=0,050·3,4×10⁵=17000 J}$.

- Tổng nhiệt lượng: $\text{Q=Q₁+Q₂=19090 J=19,09 kJ≈19 kJ}$.

------------------ HẾT ------------------