Đề thi giữa học kì 1 Vật lí 12 Kết nối tri thức - Đề số 5 — Không quảng cáo

a) Khi nhúng nhiệt kế trong nước đá đang tan, cột thuỷ ngân dài 12 mm. Giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế lúc này là 100°C.

b) Khi nhiệt kế được đặt trong hơi nước, bên trên mặt nước đang sôi thì cột thuỷ ngân dài 82 mm. Giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế lúc này là 100 °C.

c) Chiều dài của cột thuỷ ngân ở 50 °C là 4,7 mm.

d) Khi chiều dài của cột thuỷ ngân là 61 mm, số chỉ nhiệt kế là 70 °C

a) Năng lượng lò nung cung cấp cho khối kim loại là 6000 J.

b) Nhiệt dung riêng của khối kim loại là 967,7 J/kgK.

c) Một chi tiết máy được chế tạo từ khối kim loại trên. Khi máy hoạt động, chi tiết máy nhận được nhiệt lượng 35 kJ và nhiệt độ của nó tăng từ 30 °C lên 290 °C. Nhiệt dung của chi tiết máy là 1346 J/K.

d) Khối lượng của chi tiết máy là 0,14 kg.

a) Sự bay hơi là sự hoá hơi xảy ra ờ mặt thoáng của khối chất lòng.

b) Sự hoá hơi xảy ra ờ cả mặt thoáng và trong lòng chất của khối chất lỏng khi chất lòng sôi.

c) Sự bay hơi diễn ra chi ở một số nhiệt độ nhất định.

d) Sự sôi diễn ra ở nhiệt độ sôi.

a) Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 0,020kg nước đá tại nhiệt độ nóng chảy là 6860J.

b) Nhiệt lượng cần thiết để đưa 0,020kg nước từ 0°C đến 100°C là 8600J.

c) Nhiệt lượng cần thiết để làm hoá hơi hoàn toàn 0,020kg nước ở 100°C là 42500J.

d) Nhiệt lượng để làm 0,020kg nước đá (thể rắn) ở 0°C chuyền hoàn toàn thành hơi nước ở 100°C là 60280J.

Vận dụng kiến thức về chuyển động Brown

Vận dụng kiến thức về chuyển động Brown, hiện tượng này là do các phân tử không khí bắn phá vào các hạt khói khiến chúng chuyển động hỗn loạn.

Đáp án: C

Vận dụng kiến thức về nội năng

Nội năng phụ thuộc vào nhiệt dung riêng của vật. Vật có nhiệt dung riêng lớn hơn sẽ nhận nhiều nội năng hơn.

Đáp án: B

Vận dụng kiến thức về nhiệt kế

Sự thay đổi phạm vi đo đòi hỏi thay đổi cấu tạo của nhiệt kế. Tuy nhiên, dùng ống mao dẫn lớn hơn sẽ làm giảm độ nhạy của nhiệt kế, điều này là không hợp lý.

Đáp án: B

Vận dụng kiến thức về nhiệt dung riêng

Vật có nhiệt dung riêng nhỏ hơn sẽ tăng nhiệt độ nhiều hơn.

Đáp án: C

Vận dụng kiến thức về chất rắn kết tinh, chất rắn vô định hình

Chất rắn kết tinh chuyển pha ở một nhiệt độ cố định, còn chất rắn vô định hình chuyển pha trong khoảng nhiệt độ.

+  Khi nung nóng liên tục một vật rắn kết tinh, nhiệt độ của vật rắn tăng dần. Khi nhiệt độ đạt đến nhiệt độ nóng chảy thì vật bắt đầu chuyển sang thể lỏng và trong suốt quá trình này nhiệt độ của vật không đổi.

Khi toàn bộ vật rắn đã chuyển sang thể lỏng, nếu tiếp tục cung cấp nhiệt lượng thì nhiệt độ của vật sẽ tiếp tục tăng (đường 3).

+ Khi nung nóng liên tục vật rắn vô định hình, vật rắn mềm đi và chuyển dần sang thể lỏng một cách liên tụTrong quá trình này, nhiệt độ của vật tăng lên liên tục.

Do đó, vật rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định (đường 2).

Đáp án: A

Vận dụng kiến thức về định luật bảo toàn năng lượng, định luật 1 nhiệt động lực học

+  Theo định luật 1 nhiệt động lực học: ΔU = A + Q

+  Trường hợp bài toán, hệ nhận công và truyền nhiệt lượng nên: A = 100 J và Q = −30 J.

Do đó: ΔU = 100 J −30 J = +70 J.

Đáp án: D

Vận dụng kiến thức về định luật bảo toàn cơ năng và công thức nhiệt lượng

Vì vật rơi với vận tốc không đổi nên độ giảm thế năng của nó dùng để làm tăng nhiệt độ cho bình nước: \(mgh = cm'\Delta T \to \Delta T = \frac{m}{{m'}}\frac{{gh}}{c} = \frac{{\left( {5,{{0.10}^2}\;{\rm{kg}}} \right)}}{{\left( {25,0\;{\rm{kg}}} \right)}}\frac{{\left( {9,81\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}} \right)\left( {1,{{00.10}^2}\;{\rm{m}}} \right)}}{{\left( {4,{{2.10}^3}\;{\rm{J}}/\left( {{\rm{kg}} \cdot {\rm{K}}} \right)} \right)}} = 4,7\;{\rm{K}}\)

Đáp án: B

Vận dụng kiến thức về Nhiệt độ theo thang Kelvin giảm tương ứng với độ chênh lệch giữa hai giá trị theo thang Celsius.

+ Từ công thức chuyển đổi: \(T\left( {\;{\rm{K}}} \right) = t\left( {^\circ {\rm{C}}} \right) + 273 \to \Delta T = \Delta t;\Delta t = 5 - 25 =  - 20 \Rightarrow \Delta T =  - 20\;{\rm{K}}\)

+ Nhiệt độ của vật theo thang Kelvin giảm đi 20 K

Đáp án: B

Vận dụng kiến thức về định luật bảo toàn năng lượng, liên hệ giữa nhiệt nóng chảy và nhiệt hoá hơi để tìm tỉ số giữa khối lượng nước bị hóa hơi và khối lượng nước ban đầu

Gọi m và m' lần lượt là khối lượng nước ban đầu và khối lượng nước bị hoá hơi. Nhiệt lượng làm hoá hơi hoàn toàn khối lượng nước m' bằng nhiệt lượng làm đông đặc hoàn toàn khối lượng nước (m-m').

Ta có:

\({Q_{\rm{d}}} = {Q_{\rm{h}}} \to \left( {m - m'} \right)\lambda  = m'L \to \frac{{m'}}{m} = \frac{\lambda }{{\lambda  + L}} = \frac{{3,{{3.10}^5}\;{\rm{J}}/{\rm{kg}}}}{{\left( {3,{{3.10}^5}\;{\rm{J}}/{\rm{kg}}} \right) + \left( {2,{{48.10}^6}\;{\rm{J}}/{\rm{kg}}} \right)}} = 0,12\)

Đáp án: A

Vận dụng kiến thức về mô hình động học phân tử của các trạng thái chất.

Khoảng cách giữa các phân tử trong chất lỏng lớn hơn khoảng cách giữa các phân tử trong chất rắn.

Đáp án: B

Vận dụng kiến thức về mô hình động học phân tử của chất khí. Các phân tử trong chất khí có cùng bản chất và khối lượng

Các phân tử trong chất khí có cùng bản chất và khối lượng, vì vậy phát biểu B là sai.

Đáp án: B

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Khi một chất nóng chảy, cần cung cấp nhiệt để phá vỡ các liên kết giữa các phân tử trong chất rắn, do đó quá trình này cần cung cấp nhiệt lượng.

Đáp án: C

Vận dụng kiến thức về bay hơi

Khi nước trên da bay hơi, nó lấy nhiệt từ cơ thể, làm cho người cảm thấy lạnh dù nhiệt độ không khí cao hơn.

Đáp án: C

Vận dụng kiến thức về nhiệt độ sôi

Ở vùng núi cao, áp suất khí quyển thấp hơn, làm cho nước sôi ở nhiệt độ thấp hơn, do đó thời gian đun sôi sẽ ngắn hơn.

Đáp án: C

Vận dụng kiến thức về nhiệt nóng chảy

Để xác định chính xác nhiệt nóng chảy riêng, cần đo toàn bộ quá trình từ khi bắt đầu nóng chảy đến khi hoàn toàn nóng chảy.

Đáp án: C

Vận dụng kiến thức về công thức chuyển đổi từ Celsius sang Fahrenheit

\(T({\rm{^\circ }}F) = 1,8.T({\rm{^\circ }}C) + 32 = 1,8.52 + 32 = 125,6{\rm{^\circ }}F\)

Đáp án: A

Vận dụng kiến thức về định luật 1 nhiệt động lực học

\({\rm{\Delta }}U = Q - A \Rightarrow A = Q - {\rm{\Delta }}U = 35 - 15 = 20J\)

Đáp án: C

Vận dụng kiến thức về nội năng

Khi cọ xát hai vật với nhau, lực ma sát sẽ chuyển động năng thành nhiệt năng, làm cả hai thanh gỗ tăng nhiệt độ.

Đáp án: C

a) Khi nhúng nhiệt kế trong nước đá đang tan, cột thuỷ ngân dài 12 mm. Giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế lúc này là 100°C.

b) Khi nhiệt kế được đặt trong hơi nước, bên trên mặt nước đang sôi thì cột thuỷ ngân dài 82 mm. Giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế lúc này là 100 °C.

c) Chiều dài của cột thuỷ ngân ở 50 °C là 4,7 mm.

d) Khi chiều dài của cột thuỷ ngân là 61 mm, số chỉ nhiệt kế là 70 °C

Vận dụng kiến thức về nhiệt kế

a) Khi nhúng nhiệt kế trong nước đá đang tan, cột thủy ngân dài 12 mm. Giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế lúc này là 100°C. Sai. Khi nhúng nhiệt kế vào nước đá đang tan (nhiệt độ 0°C), nhiệt độ phải là 0°C chứ không phải 100°C.

b) Khi nhiệt kế được đặt trong hơi nước, bên trên mặt nước đang sôi thì cột thủy ngân dài 82 mm. Giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế lúc này là 100°C. Đúng. Khi đặt nhiệt kế trong hơi nước bên trên mặt nước đang sôi, nhiệt độ là 100°C vì đó là nhiệt độ sôi của nước ở điều kiện tiêu chuẩn.

c) Chiều dài của cột thủy ngân ở 50°C là 4,7 mm. Sai. Chiều dài của cột thủy ngân sẽ tỉ lệ tuyến tính với nhiệt độ, nên nếu ở 100°C là 82 mm thì ở 50°C không thể là 4,7 mm (con số này quá nhỏ).

d) Khi chiều dài của cột thủy ngân là 61 mm, số chỉ nhiệt kế là 70°C. Đúng. Với nhiệt kế tuyến tính, nếu ở 100°C là 82 mm và ở 0°C là 0 mm, thì ở 70°C, chiều dài cột thủy ngân sẽ tỉ lệ thuận với nhiệt độ và có giá trị khoảng 61 mm.

a) Năng lượng lò nung cung cấp cho khối kim loại là 6000 J.

b) Nhiệt dung riêng của khối kim loại là 967,7 J/kgK.

c) Một chi tiết máy được chế tạo từ khối kim loại trên. Khi máy hoạt động, chi tiết máy nhận được nhiệt lượng 35 kJ và nhiệt độ của nó tăng từ 30 °C lên 290 °C. Nhiệt dung của chi tiết máy là 1346 J/K.

d) Khối lượng của chi tiết máy là 0,14 kg.

Vận dụng kiến thức về nhiệt dung riêng

a) Năng lượng lò nung cung cấp cho khối kim loại là 6000 J. Sai. Công suất của lò nung là 200 W, thời gian là 5 phút (300 giây). Năng lượng cung cấp là: \(Q = P.t = 200.300 = 60000\,J\)

b) Nhiệt dung riêng của khối kim loại là 967,7 J/kgK. Đúng. Nhiệt lượng \(Q = mc{\rm{\Delta }}T \Rightarrow c = \frac{Q}{{m.{\rm{\Delta }}T}} = \frac{{60000}}{{2.(51 - 20)}} = 967,7\,J{\rm{/}}kgK\)

c) Một chi tiết máy được chế tạo từ khối kim loại trên. Khi máy hoạt động, chi tiết máy nhận được nhiệt lượng 35 kJ và nhiệt độ của nó tăng từ 30°C lên 290°C. Nhiệt dung của chi tiết máy là 1346 J/K. Sai. Nhiệt dung \(C = \frac{Q}{{{\rm{\Delta }}T}} = \frac{{35000}}{{290 - 30}} = 134,6\,J{\rm{/}}K\)

d) Khối lượng của chi tiết máy là 0,14 kg.

Đúng. Nhiệt dung riêng \(c = \frac{C}{m} = \frac{{1346}}{{967,7}} = 0,14kg\)

a) Sự bay hơi là sự hoá hơi xảy ra ờ mặt thoáng của khối chất lòng.

b) Sự hoá hơi xảy ra ờ cả mặt thoáng và trong lòng chất của khối chất lỏng khi chất lòng sôi.

c) Sự bay hơi diễn ra chi ở một số nhiệt độ nhất định.

d) Sự sôi diễn ra ở nhiệt độ sôi.

Vận dụng kiến thức về sự chuyển hóa

a) Sự bay hơi là sự hóa hơi xảy ra ở mặt thoáng của khối chất lỏng. Đúng. Sự bay hơi chỉ diễn ra ở mặt thoáng, không diễn ra trong lòng chất lỏng.

b) Sự hóa hơi xảy ra ở cả mặt thoáng và trong lòng chất của khối chất lỏng khi chất lỏng sôi. Đúng. Khi chất lỏng sôi, các phân tử hóa hơi ở cả mặt thoáng và bên trong chất lỏng, hình thành các bong bóng khí.

c) Sự bay hơi diễn ra chỉ ở một số nhiệt độ nhất định. Sai. Sự bay hơi có thể xảy ra ở bất kỳ nhiệt độ nào, không chỉ ở một nhiệt độ nhất định.

d) Sự sôi diễn ra ở nhiệt độ sôi. Đúng. Sự sôi của chất lỏng chỉ xảy ra khi nhiệt độ đạt tới nhiệt độ sôi của chất lỏng đó.

a) Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 0,020kg nước đá tại nhiệt độ nóng chảy là 6860J.

b) Nhiệt lượng cần thiết để đưa 0,020kg nước từ 0°C đến 100°C là 8600J.

c) Nhiệt lượng cần thiết để làm hoá hơi hoàn toàn 0,020kg nước ở 100°C là 42500J.

d) Nhiệt lượng để làm 0,020kg nước đá (thể rắn) ở 0°C chuyền hoàn toàn thành hơi nước ở 100°C là 60280J.

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

a) Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 0,020 kg nước đá tại nhiệt độ nóng chảy là 6860 J. Đúng. Nhiệt lượng nóng chảy: \({Q_1} = m.\lambda  = 0,020.3,{34.10^5} = 6680\,J\)

b) Nhiệt lượng cần thiết để đưa 0,020 kg nước từ 0°C đến 100°C là 8600 J. Sai. Nhiệt lượng để làm nóng nước từ 0°C đến 100°C là: \({Q_2} = mc{\rm{\Delta }}T = 0,020.4200.100 = 8400\,J\)

c) Nhiệt lượng cần thiết để làm hóa hơi hoàn toàn 0,020 kg nước ở 100°C là 42500 J. Đúng. Nhiệt lượng hóa hơi: \({Q_3} = m.L = 0,020.2,{26.10^6} = 45200\,J\)

d) Nhiệt lượng để làm 0,020 kg nước đá (thể rắn) ở 0°C chuyển hoàn toàn thành hơi nước ở 100°C là 60280 J. Đúng. Tổng nhiệt lượng: \(Q = {Q_1} + {Q_2} + {Q_3} = 6680 + 8400 + 45200 = 60280\,J\)

Vận dụng kiến thức về độ tăng nội năng

Độ tăng nội năng của khối khí ∆U = A + Q = F.s + Q = 240.0,05 – 4 = 8 (J).

Đáp án: 8

Vận dụng kiến thức về động năng phân tử

Động năng của 10 ²¹ phân tử hydrogen: \({W_{\rm{d}}} = {10^{21}}.\frac{1}{2}m{v^2} = {10^{21}}.\frac{1}{2}.\left( {33,{{6.10}^{ - 28}}\:{\rm{kg}}} \right){(1900\:{\rm{m}}/{\rm{s}})^2} = 6,06\:{\rm{J}}\)

Đáp án: 6,06

Vận dụng kiến thức về thang nhiệt độ

Dựa vào công thức chuyển đổi: \({\rm{t}}\left( {^\circ {\rm{C}}} \right) = {\rm{T}}\left( {\rm{K}} \right) - 273\)

Khi \(T = 263\;{\rm{K}} \to {\rm{t}}\left( {^\circ {\rm{C}}} \right) = 263 - 273 =  - 10^\circ {\rm{C}}\)

Khi \(T = 1273\;{\rm{K}} \to {\rm{t}}\left( {^\circ {\rm{C}}} \right) = 1273 - 273 =  + 1000^\circ {\rm{C}}.\)

Đáp án: -10 đến 1000

Vận dụng kiến thức về năng lượng

Khối lượng = thể tích × khối lượng riêng: \(m = V.\rho \)

Phần năng lượng dùng để bay hơi:

Q = Năng lượng toàn phần × Hiệu suất

\( = \left( {{{10800.10}^3}\:{\rm{J}}} \right).0,80 = 8640000\:{\rm{J}}\)

Mặt khác: \(Q = mL = V\rho L \to V = \frac{Q}{{\rho L}} = \frac{{8640000\:{\rm{J}}}}{{\left( {1000\:{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3}} \right) \cdot \left( {2,4 \cdot {{10}^6}\:{\rm{J}}/{\rm{kg}}} \right)}} = 3,6 \cdot {10^{ - 3}}\:{{\rm{m}}^3}\)

Đáp án: 3,6

Vận dụng kiến thức về nội năng và nhiệt lượng

Do phòng kín và cách nhiệt, nên toàn bộ nhiệt lượng do 10 người toả ra trong 20 phút đều chuyển thành nội năng của không khí trong phòng: \(\Delta U = Q = \frac{{10.1800.20}}{{24.60}} = 250(kcal)\)

Khối lượng không khí trong phòng: \(m = \rho .V = 1,25.10.3 = 180kg\)

Ta có: \(Q = mc\Delta T \Rightarrow \Delta T = \frac{Q}{{mc}} = \frac{{250}}{{180.0,24}} = 5,8^\circ C\)

Đáp án: 5,8

Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng

Nhiệt lượng tăng thêm bằng 50% động năng ban đầu của viên đạn: \(mc.{\rm{\Delta }}T = 0,5 \cdot \frac{1}{2}m{v^2} \to {\rm{\Delta }}T = \frac{{{v^2}}}{{4c}} = \frac{{{{(240\:{\rm{m}}/{\rm{s}})}^2}}}{{4(127\:{\rm{J}}/({\rm{kg}} \cdot {\rm{K}}))}} = 113\:{\rm{K}}\)

Đáp án: 113