Đề thi giữa kì 1 Vật lí 12 Kết nối tri thức cấu trúc mới (có tự luận) có đáp án - Đề 1
21 câu hỏi
PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 12. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ lựa chọn một phương án.
Một học sinh nhìn qua kính hiển vi vào một hộp nhỏ chứa không khí và khói được chiếu sáng. Phát biểu nào sau đây đúng?
Trong hộp có các hạt khói.
Trong hộp có các chấm đen.
Các hạt khói chuyển động hỗn loạn.
Các phân tử khói bị các phân tử không khí bắn phá.
Đáp án đúng là D
Nhìn qua kính hiển vi, ta sẽ quan sát thấy nhóm các phân tử khói (đám khói) bị bắn phá.
Nội năng của vật nào tăng lên nhiều nhất khi thả rơi bốn vật bằng thiếc, nhôm, niken, sắt có cùng thể tích từ cùng một độ cao xuống đất (coi như toàn bộ độ giảm cơ năng chuyển hết thành nội năng của vật)?
Vật bằng thiếc.
Vật bằng nhôm.
Vật bằng niken.
Vật bằng sắt.
Đáp án đúng là D
Độ giảm cơ năng của vật được thả rơi bằng thế năng của vật. Vật bằng sắt có khối lượng lớn nhất, thế năng lớn nhất nên nội năng của nó tăng lên nhiều nhất.
Một nhiệt kế thuỷ ngân dùng để đo nhiệt độ trong nhà có phạm vi từ 5 °C đến 50 °C. Một kĩ thuật viên sửa thiết kế của nhiệt kế này để tạo ra nhiệt kế đo nhiệt độ có phạm vi từ 10 °C đến 100 °C. Phát biểu nào sau đây sai?
Cần dùng ống mao dẫn dài hơn.
Cần dùng ống mao dẫn có đường kính lớn hơn.
Cần dùng nhiệt kế có bầu nhỏ hơn.
Thay thuỷ ngân bằng cồn.
Đáp án đúng là D
So với nhiệt kế cũ, nhiệt kế mới cần đo nhiệt độ cao hơn, phần thể tích nở vì nhiệt của thuỷ ngân lớn hơn. Do đó, cần tăng không gian để thuỷ ngân nở vì nhiệt hoặc giảm lượng thuỷ ngân cần dùng. Vì vậy, các phát biểu A, B, C đúng. Nhiệt độ sôi của cồn là 78,5 °C nhỏ hơn 100 °C nên không thể dùng cồn làm nhiệt kế đo nhiệt độ đến 100 °C.
Nhiệt độ của vật nào tăng lên nhiều nhất khi thả rơi bốn vật bằng nhôm, đồng, chì, gang có cùng khối lượng từ cùng một độ cao xuống đất (coi như toàn bộ độ giảm cơ năng dùng để làm nóng vật)?
Vật bằng nhôm có nhiệt dung riêng 880 J/kg.K.
Vật bằng đồng có nhiệt dung riêng 380 J/kg.K.
Vật bằng chì có nhiệt dung riêng 120 J/kg.K.
Vật bằng gang có nhiệt dung riêng 550 J/kg.K.
Đáp án đúng là C
Độ giảm cơ năng của các vật là như nhau và bằng thế năng của mỗi vật (DA = mgh). Vật có nhiệt dung riêng nhỏ nhất sẽ có nhiệt độ tăng nhiều nhất (DA = Q = mcDt).
Hình vẽ là đồ thị phác họa sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian trong quá trình chuyển thể từ rắn sang lỏng của chất rắn kết tỉh và của chất rắn vô định hình tương ứng lần lượt là:
đường (3) và đường (2).
đường (1) và đường (2).
đường (2) và đường (3).
đường (3) và đường (1).
Đáp án đúng là A
+ 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 thề lỏng một cách liên tục. Trong 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).
Nếu thực hiện công 100 J để nén khí trong một xilanh thì khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 30 J. Xác định độ thay đổi nội năng của khí trong xilanh.
50J
60J
30J
70J
Đáp án đúng là D
+ Theo định luật 1 nhiệt động lực học:
+ Trường hợp bài toán, hệ nhận công và nhả nhiệt nên: và
Do đó:
Một học sinh dùng một sợi dây buộc một vật có khối lượng 5,0.102 kg đang rơi qua ròng rọc vào trục bánh guồng. Học sinh này đặt hệ thống vào một bể chứa 25,0 kg nước cách nhiệt tốt. Khi vật rơi xuống sẽ làm cho bánh guồng quay và khuấy động nước (Hình vẽ). Nếu vật rơi một khoảng cách thẳng đứng 1,00.10 2 mvới vận tốc không đổi thì nhiệt độ của nước tăng bao nhiêu độ? Biết nhiệt dung riêng của nước là 4,20 kJ/(kgK),g = 9,81m/s 2
15K
4,7K
6,1K
18K
Đáp án đúng là B
Vì vật rơi với vận tốc không đổi nên độ giảm thế năng của nó dùng để làm tăng nhiệt độ cho bình nước:
Một vật được làm lạnh từ 25°C xuống 5°C Nhiệt độ của vật theo thang Kelvin giảm đi bao nhiêu kelvin?
15K
20K
11K
18K
Đáp án đúng là B
+ Từ công thức chuyển đổi:
+ Nhiệt độ của vật theo thang Kelvin giảm đi
Một bình đựng nước ở 0,00°C Người ta làm nước trong bình đông đặc lại bằng cách hút không khí và hơi nước trong bình ra ngoài. Lấy nhiệt nóng chảy riêng của nước là 3,3.10 5 J/kg và nhiệt hoá hơi riêng ở nước là 2,48 . 10 6 J/kg Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Tỉ số giữa khối lượng nước bị hoá hơi và khối lượng nước ở trong bình lúc đầu là
0,12.
0,84.
0,16.
0,07.
Đáp án đúng là A
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').
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về mô hình động học phân tử?
Lực tương tác giữa các phân tử trong chất lỏng mạnh hơn so với các phân tử trong chất rắn.
Khoảng cách giữa các phân tử trong chất lỏng lớn hơn khoảng cách giữa các phân tử trong chất rắn.
Các phân tử trong chất rắn chuyển động hỗn độn hơn so với các phân tử trong chất lỏng.
Các phân tử trong chất rắn có kích thước lớn hơn so với các phân tử trong chất lỏng.
Đáp án đúng là B
A – sai vì lực tương tác giữa các phân tử trong chất lỏng yếu hơn so với các phân tử trong chất rắn.
C – sai vì các phân tử trong chất rắn chuyển động quanh một vị trí cân bằng xác định.
D – sai vì tuỳ từng loại chất mới có thể xác định được kích thước phân tử.
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về mô hình động học phân tử đối với chất khí?
Chất khí gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
Những phân tử này không có cùng khối lượng.
Các phân tử chuyển động hỗn loạn, không ngừng.
Các phân tử chuyển động nhanh, va chạm đàn hồi với nhau và với thành bình, tạo áp suất lên thành bình.
Đáp án đúng là B
B – sai vì cùng một chất khí thì các phân tử cấu tạo nên chất khí đó có khối lượng và kích thước như nhau.
Chọn phát biểu đúng về sự nóng chảy của một chất nào đó.
Xảy ra ở cùng nhiệt độ với sự hoá hơi.
Toả nhiệt ra môi trường.
Cần cung cấp nhiệt lượng.
Xảy ra ở 100 °C.
Đáp án đúng là C
Đối với các chất rắn khác nhau sẽ có nhiệt độ nóng chảy khác nhau, nhiệt độ nóng chảy khác nhiệt độ hoá hơi, khi nóng chảy thì chất rắn nhận nhiệt lượng từ bên ngoài.
PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 2. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai
Phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai? Cho một nhiệt kế thuỷ ngân.
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) Khi nhúng nhiệt kế trong nước đá đang tan, giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế là 0 °C.
b) Khi nhiệt kế được đặt trong hơi nước bên trên mặt nước đang sôi, giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế là 100 °C.
c) Chiều dài cột thuỷ ngân ở 0 °C, 50 °C, 100 °C lần lượt là \({l_0},{l_1} = {l_0} + 50\alpha ,{l_2} = {l_0} + 100\alpha \)
Tính được l2 = 47 mm.
d) Ta có \({l_3} = {l_0} + \alpha {t_3} = 61.\)Tính được t3 = 70 °C.
Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng.
Một khối kim loại nặng 2 kg được nung nóng bởi lò nung có công suất 200 W trong 5 phút thì nhiệt độ của khối kim loại tăng từ 20 °C lên 51 °C. Bỏ qua hao phí của lò nung. Phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?
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) Năng lượng lò nung cung cấp cho khối kim loại: Q = Pt = 200.5.60 = 60 000 (J).
b) Nhiệt dung riêng của khối kim loại: \({\rm{Q}} = {\rm{mc}}\Delta {\rm{t}} \Rightarrow {\rm{c}} = \frac{{\rm{Q}}}{{{\rm{m}}\Delta {\rm{t}}}} = 967,7(\;{\rm{J}}/{\rm{kg}} \cdot {\rm{K}})\)
c) Nhiệt dung của chi tiết máy: \({{\rm{Q}}_2} = {{\rm{C}}_2}\Delta {{\rm{t}}_2} \Rightarrow {{\rm{C}}_2} = \frac{{{{\rm{Q}}_2}}}{{\Delta {{\rm{t}}_2}}} = 134,6(\;{\rm{J}}/{\rm{K}})\)
d) Khối lượng của chi tiết máy: \({{\rm{C}}_2} = {{\rm{m}}_2}\Delta {{\rm{t}}_2} \Rightarrow {{\rm{m}}_2} = \frac{{{{\rm{C}}_2}}}{{\Delta {{\rm{t}}_2}}} = 0,14(\;{\rm{kg}})\)
Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng.
PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn
Một khối khí trong xilanh bị nén bởi một lực 240 N tác dụng lên pít-tông làm pít-tông dịch chuyển quãng đường 0,05 m. Vì nhiệt độ của khối khí tăng lên nên nó mất đi 4,0 J năng lượng qua thành xilanh ra môi trường xung quanh. Bỏ qua mọi ma sát, độ tăng nội năng của khối khí bằng ...... J.
Độ tăng nội năng của khối khí DU = A + Q = Fs + Q = 240.0,05 – 4 = 8 (J).
Đáp án: 8.
Ở nhiệt độ 27,0°C, các phân tử hydrogen chuyển động với tốc độ trung bình khoảng 1900m/s. Khối lượng của phân tử hydrogen 33,6.10-28 kg. Động năng trung bình của 1021 phân tử hydrogen bằng bao nhiêu J (viết đáp số 3 con số)?
Động năng của 1021 phân tử hydrogen:
\({W_{\rm{d}}} = {10^{21}} \cdot \frac{1}{2}m{v^2} = {10^{21}} \cdot \frac{1}{2} \cdot \left( {33,6 \cdot {{10}^{ - 28}}\;{\rm{kg}}} \right){(1900\;{\rm{m}}/{\rm{s}})^2} = 6,06\;{\rm{J}}\)
Đáp án: 6,06 J.
Một viên đạn bằng chì có khối lượng 3,00g đang bay với tốc độ 2,40.102 m/s thì va chạm vào một bức tường gỗ. Nhiệt dung riêng của chì là 127 J/(kg.K). Nếu có 50% công cản của bức tường dùng để làm nóng viên đạn thì nhiệt độ của viên đạn sẽ tăng thêm bao nhiêu độ?
Nhiệt lượng tăng thêm bằng 50% động năng ban đầu của viên đạn:
\(mc.\Delta T = 0,5 \cdot \frac{1}{2}m{v^2} \to \Delta T = \frac{{{v^2}}}{{4c}} = \frac{{{{(240\;{\rm{m}}/{\rm{s}})}^2}}}{{4(127\;{\rm{J}}/({\rm{kg}} \cdot {\rm{K}}))}} = 113\;{\rm{K}}\)
Đáp án: 113K.
Một nhiệt kế có phạm vi đo từ 263K đến 1273K, dùng để đo nhiệt độ của các lò nung. Xác định phạm vi đo của nhiệt kế này trong thang nhiệt độ Celcius?
Dựa vào công thức chuyển đổi: t°C=T(K)−273.
Khi T=263 K→t°C=263−273=−10°C.
Khi T=1273 K→t°C=1273−273=+1000°C.
Đáp án:−10°C đến 1000°C.
B. TỰ LUẬN
Vận động viên điền kinh bị mất rất nhiều nước trong khi thi đấu. Các vận động viên thường chỉ có thể chuyển hoá khoảng 20% năng lượng dự trữ trong cơ thể thành năng lượng dùng cho các hoạt động của cơ thể. Phần năng lượng còn lại chuyển thành nhiệt thải ra ngoài nhờ sự bay hơi của nước qua hô hấp và da để giữ cho nhiệt độ cơ thể không đổi. Nếu vận động viên dùng hết 10800 kJ trong cuộc thi thì có khoảng bao nhiêu lít nước đã thoát ra ngoài cơ thể? Coi nhiệt độ cơ thể của vận động viên hoàn toàn không đổi và nhiệt hoá hơi riêng của nước ở nhiệt độ của vận động viên là 2,4.106 J/kg Biết khối lượng riêng của nước là 1,0.103kg/m3
Khối lượng = thể tích \( \times \) khối lượng riêng: \(m = V\rho .\)
Phần năng lượng dùng để bay hơi:
Q = Năng lượng toàn phần \( \times \)Hiệu suất \( = \left( {{{10800.10}^3}\;{\rm{J}}} \right).0,80 = 8640000\;{\rm{J}}{\rm{. }}\)
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 lít.
Có 10 người tập trung trong một căn phòng đóng kín, cách nhiệt có kích thước 5m×10 m×3m. Bỏ qua thể tích choán chỗ của người. Giả sử tốc độ truyền nhiệt trung bình của mỗi người ra môi trường là 1 800 kcal/ngày. Biết khối lượng riêng của không khí là 1,2 kg/m3 và nhiệt dung riêng của không khí coi như không đổi bằng 0,24 kcal/kg.°C. Tính độ tăng nhiệt độ không khí trong phòng sau 20 phút.
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: \(\Delta U = Q = \frac{{10.1800.20}}{{24.60}} = 250{\rm{kcal}}\)
Khối lượng không khí trong phòng: \(m = \rho V = 1,2 \cdot 5 \cdot 10 \cdot 3 = 180\;{\rm{kg}}.\)
Ta có: Q=mcΔt⇒Δt=Qmc=250180.0,24≈5,8°C.
Đáp án: 5,8oC.
Nội năng của khối khí tăng 15 J khi truyền cho khối khí một nhiệt lượng 35 J. Khi đó, khối khí đã thực hiện công hay nhận công?
Nội năng khối khí tăng ΔU > 0; khí nhận nhiệt lượng: Q > 0
A = DU – Q = 15 – 35 = -20 J < 0 nên khối khí thực hiện công.
