Đề thi thử tốt nghiệp THPT môn Vật lí THPT Trần Đăng Ninh - Hà Nội có đáp án
28 câu hỏi
PHẦN I: CÂU TRẮC NGHIỆM NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN
Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho vòng dây dịch chuyển lại gần hay ra xa nam châm?
Phương pháp:
Áp dụng định luật Lenz xác định chiều dòng điện cảm ứng.
Cách giải:
+ Từ trường ban đầu \({\vec B_0}\) có hướng từ trái qua phải.
+ Khi vòng dây lại gần nam châm thì từ thông qua vòng dây tăng \( \Rightarrow {\vec B_c} \uparrow \downarrow {\vec B_0}\)
+ Khi vòng dây ra xa nam châm thì từ thông qua vòng dây giảm \( \Rightarrow {\vec B_c} \uparrow \uparrow {\vec B_0}\)
+ Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải xác định chiều của dòng điện cảm ứng.
Từ đó, ta xác định được hình C xác định đúng chiều của dòng điện cảm ứng.
Chọn C.
Đồ thị nào sau đây mô tả định luật Boyle?
Phương pháp:
Lý thuyết về định luật Boyle.
Cách giải:
Theo định luật Boyle thì \(pV = \) const \( \Rightarrow p = \frac{{{\rm{\;const\;}}}}{V}\), tức là đồ thị mô tả định luật Boyle là đường hyperbol trong hệ tọa độ pOV.
Một bình dung tích 4,5 lít chứa 16 g khí ôxi ở áp suất \({2,5.10^5}{\rm{\;N/}}{{\rm{m}}^2}\). Khối lượng mol của khí ôxi là khoảng \(32{\rm{\;g/mol}}\). Động năng trung bình của các phân tử khí ôxi bằng
\({5,6.10^{ - 19}}{\rm{\;J}}\)
\({5,6.10^{ - 17}}{\rm{\;J}}\)
\({5,6.10^{ - 23}}{\rm{\;J}}\)
\({5,6.10^{ - 21}}{\rm{\;J}}\)
Phương pháp:
Áp dụng công thức \(pV = nRT\) và công thức \(\overline {{{\rm{W}}_d}} = \frac{3}{2}kT\)
Cách giải:
Số mol khí: \(n = \frac{m}{M} = \frac{{16}}{{32}} = 0,5\left( {{\rm{mol}}} \right)\)
Áp dụng phương trình Clapeyron: \(pV = nRT\)
\( \Rightarrow T = \frac{{pV}}{{nR}} = \frac{{{{2,5.10}^5}{{.4,5.10}^{ - 3}}}}{{0,5.8,31}} = 270,8\left( {\rm{K}} \right)\)
Động năng trung bình của các phân tử khí ôxi bằng:
\({{\rm{W}}_d} = \frac{3}{2}kT = \frac{3}{2}{.1,38.10^{ - 23}}.270,8 \approx {5,6.10^{ - 21}}J\)
Một bình kín có thể tích 12 lít chứa khí nitrogen ở áp suất 80 atm có nhiệt độ \({17^ \circ }{\rm{C}}\), xem nitrogen là khí lí tưởng. Khối lượng khí nitơ có trong bình là
\(1,13\) kg.
\(0,113\) kg.
0,113 gam.
1,13 gam.
Áp dụng phương trình Clapeyron:
\(pV = nRT = \frac{m}{M}RT \Rightarrow m = \frac{{pV}}{{RT}}.M\)
Cách giải:
Áp dụng phương trình Clapeyron:
\(m = \frac{{pV}}{{RT}}.M = \frac{{{{80.1,01.10}^5}.0,012}}{{8,31.290}}.28\)
\( \Rightarrow m \approx 1130{\rm{\;g}} = 1,13{\rm{\;kg}}\)
Gọi k là hằng số Boltzmann, \(T\) là nhiệt độ tuyệt đối. Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí được xác định bởi công thức
\({{\rm{W}}_d} = \frac{2}{3}kT\)
\({{\rm{W}}_d} = \frac{3}{2}kT\)
\({{\rm{W}}_d} = \frac{2}{3}k{T^2}\)
\({{\rm{W}}_d} = \frac{3}{2}k{T^2}\)
Phương pháp:
Lý thuyết về động năng tịnh tiến trung bình của phân tử.
Cách giải:
Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí được xác định bởi công thức: \({{\rm{W}}_d} = \frac{3}{2}kT\)
Câu nào sau đây nói về truyền nhiệt giữa hai vật là đúng?
Nhiệt chỉ có thể truyền từ vật có nhiệt năng lớn hơn sang vật có nhiệt năng nhỏ hơn.
Nhiệt không thể tự truyền được từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao hơn.
Nhiệt không thể truyền từ vật có nhiệt năng nhỏ sang vật có nhiệt năng lớn hơn.
Nhiệt không thể truyền giữa hai vật có nhiệt năng bằng nhau
Phương pháp:
Nguyên lí truyền nhiệt:
- Nhiệt năng được truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
- Sự truyền nhiệt năng xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại.
Cách giải:
Do nhiệt chỉ tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn nên nhiệt không thể tự truyền được từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao hơn.
Một khung dây hình vuông có cạnh dài 4 cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ \(B = {4.10^{ - 5}}T\), mặt phẳng khung dây tạo với các đường sức từ một góc \({60^ \circ }\). Từ thông qua mặt phẳng khung dây có độ lớn là
\({3,1.10^{ - 6}}{\rm{\;Wb}}\)
\({11,1.10^{ - 6}}{\rm{\;Wb}}\)
\({6,4.10^{ - 8}}{\rm{\;Wb}}\)
\({5,54.10^{ - 8}}{\rm{\;Wb}}\)
Phương pháp:
Từ thông qua mặt phẳng khung dây có độ lớn: \({\rm{\Phi }} = BS{\rm{cos}}\alpha \).
Cách giải:
Mặt phẳng khung dây tạo với các đường sức từ một góc \({60^ \circ } \Rightarrow \alpha = \left( {\vec n,\vec B} \right) = {30^ \circ }\)
Khung dây hình vuông, cạnh dài 4 cm có diện tích:
\(S = {0,04^2} = {1,6.10^{ - 3}}\left( {{{\rm{m}}^2}} \right)\)
Từ thông qua mặt phẳng khung dây là:
\({\rm{\Phi }} = B.S.\cos \alpha = {4.10^{ - 5}}{.1,6.10^{ - 3}}.{\rm{cos}}{30^o}\)
\( \Rightarrow {\rm{\Phi }} = {5,54.10^{ - 8}}{\rm{\;Wb}}\)
Người ta cung cấp một nhiệt lượng \(1,5{\rm{\;J}}\) cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang. Khi nở ra đẩy pittông di chuyển đều một đoạn 5 cm . Biết lực ma sát giữa pittông và xilanh có độ lớn 20 N.
\( - 1,5{\rm{\;J}}\).
\(0,5{\rm{\;J}}\).
\(1,5{\rm{\;J}}\).
\( - 0,5{\rm{\;J}}\).
Phương pháp:
Áp dụng công thức \(A = F.s\) và \({\rm{\Delta }}U = A + Q\)
Cách giải:
Vì khí nở ra đẩy pittong chuyển động đều nên \(F = {F_m}\)
Công do chất khí tạo ra để thắng lực ma sát có độ lớn là:
\(\left| A \right| = F.s = 20.0,05 = 1J\)
Chất khí nhận nhiệt và thực hiện công nên \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{Q > 0}\\{A < 0}\end{array} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{Q = 1,5{\rm{\;J}}}\\{A = - 1{\rm{\;J}}}\end{array}} \right.} \right.\)
Độ biến thiên nội năng là: \({\rm{\Delta }}U = A + Q = - 1 + 1,5 = 0,5J\)
Hệ thức nào sau đây không phù hợp với quá trình đẳng áp?
\(\frac{V}{T} = \) const
\(V \sim \frac{1}{T}\)
\(\frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}\)
\(V \sim T\)
Phương pháp:
Lý thuyết về quá trình đẳng áp.
Cách giải:
Với quá trình đẳng áp: \(\frac{V}{T} = \) const \( \Rightarrow V \sim T\)
Chọn B.
Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian và tác dụng
lực từ lên nam châm và dòng điện đặt trong nó.
lực lên các vật đặt trong nó.
lực điện lên điện tích dương đặt trong nó.
lực điện lên điện tích âm đặt trong nó.
Phương pháp:
Nhớ lại khái niệm từ trường.
Cách giải:
Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian xung quanh dòng điện, điện tích chuyển động hoặc nam châm và tác dụng lực từ lên nam châm và dòng điện đặt trong nó.
Nội dung thí nghiệm Brown là
Quan sát hạt phấn hoa bằng kính hiển vi.
Quan sát chuyển động của cánh hoa.
Quan sát cánh hoa trong nước bằng kính hiển vi.
Quan sát chuyển động của hạt phấn hoa trong nước bằng kính hiển vi.
Phương pháp:
Nhớ lại nội dung thí nghiệm Brown.
Cách giải:
Thí nghiệm Brown là thí nghiệm quan sát chuyển động của hạt phấn hoa trong nước bằng kính hiển vi.
Khi trời lạnh, ô tô có bật điều hòa và đóng kín cửa, hành khách ngồi trên ô tô thấy hiện tượng gì?
Hơi nước ngưng tụ tạo thành giọt nước phía trong kính xe.
Không có hiện tượng gì.
Hơi nước ngưng tụ tạo thành giọt nước phía ngoài kính xe.
Nước bốc hơi trên xe.
Phương pháp:
Lý thuyết về sự chuyển thể.
Cách giải:
Khi trời lạnh, ô tô có bật điều hòa và đóng kín cửa, hành khách ngồi trên ô tô thấy hơi nước ngưng tụ tạo thành giọt nước phía trong kính xe vì không khí bên trong xe ấm hơn, hơi nước xung quanh kính bên trong gặp bề mặt bên ngoài có nhiệt độ thấp hơn nên sẽ ngưng tụ lại ở phía trong xe.
Một đoạn dây có chiều dài 5 cm , mang dòng điện I được đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ \({\rm{B}} = 0,02{\rm{\;T}}\). Biết từ trường có hướng hợp với chiều của cường độ dòng điện một góc \({150^ \circ }\), lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn \({5.10^{ - 3}}{\rm{\;N}}\). Cường độ I có giá trị
10 A
5 A
15 A
20 A
Phương pháp:
Áp dụng công thức \(F = BIL{\rm{sin}}\alpha \)
Cách giải:
Áp dụng công thức tính lực từ: \(F = BIL{\rm{sin}}\alpha \)
\( \Rightarrow I = \frac{F}{{BL{\rm{sin}}\alpha }} = \frac{{{{5.10}^{ - 3}}}}{{0,02.0,05.{\rm{sin}}{{150}^0}}} = 10{\rm{\;A}}\)
Nhiệt nóng chảy riêng của đồng là \({1,8.10^5}{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}\) có ý nghĩa gì?
Mỗi kilôgam đồng toả ra nhiệt lượng \({1,8.10^5}{\rm{\;J}}\) khi hoá lỏng hoàn toàn
Khối đồng cần thu nhiệt lượng \({1,8.10^5}{\rm{\;J}}\) để hoá lỏng.
Khối đồng sẽ toả ra nhiệt lượng \({1,8.10^5}{\rm{\;J}}\) khi nóng chảy hoàn toàn.
Mỗi kilôgam đồng cần thu nhiệt lượng \({1,8.10^5}{\rm{\;J}}\) để hoá lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy.
Phương pháp:
Nhiệt nóng chảy riêng \(\left( \lambda \right)\) của một chất được định nghĩa là nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho một đơn vị đo về lượng chất đó (như đơn vị đo khối lượng hay số phân tử như mol) để nó chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng, tại nhiệt độ nóng chảy.
Cách giải:
Nhiệt nóng chảy riêng của đồng là \({1,8.10^5}{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}\) có ý nghĩa: Mỗi kilôgam đồng cần thu nhiệt lượng \({1,8.10^5}{\rm{\;J}}\) để hoá lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy.
Liên hệ giữa nhiệt độ theo thang Ken-vin và nhiệt độ theo thang Xen-xi-út (khi làm tròn số) là
\(T\left( K \right) = t\left( {{\;^o}C} \right) - 273\)
\(T\left( K \right) = t\left( {{\;^o}C} \right) + 273\)
\(T\left( K \right) = \frac{{t\left( {{\;^o}C} \right)}}{{273}}\)
\(T\left( K \right) = 273.t\left( {{\;^o}C} \right)\)
Phương pháp:
Lý thuyết về nhiệt độ theo thang Ken-vin và mối quan hệ với nhiệt độ Celsius.
Cách giải:
Liên hệ giữa nhiệt độ theo thang Ken-vin và nhiệt độ theo thang Celsius (khi làm tròn số) là:
\(T\left( K \right) = t\left( {^oC} \right) + 273\)
Biết nhiệt hóa hơi riêng của nước là \(L = {2,3.10^6}{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}\). Nhiệt lượng cần cung cấp để làm bay hơi hoàn toàn 100 g nước \({100^ \circ }{\rm{C}}\) là
\({2,3.10^5}{\rm{\;J}}\)
\({2,3.10^6}{\rm{\;J}}\)
\({0,23.10^4}{\rm{\;J}}\)
\({23.10^6}{\rm{\;J}}\)
Phương pháp:
Công thức nhiệt lượng cung cấp để làm bay hơi hoàn toàn m g nước: \(Q = Lm\).
Cách giải:
Nhiệt hóa hơi riêng là nhiệt lượng cần truyền cho một đơn vị khối lượng chất lỏng để nó chuyển thành hơi ở một nhiệt độ xác định.
Nhiệt lượng cần cung cấp để làm bay hơi hoàn toàn 100 g nước ở \({100^ \circ }{\rm{C}}\) là
\(Q = Lm = {2,3.10^6}.0,1 = {2,3.10^5}\left( J \right)\)
Một khung dây dẫn kín, phẳng có diện tích \(10{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}\), gồm 100 vòng dây, đặt trong từ trường có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây. Độ lớn cảm ứng từ biến thiên theo thời gian như đồ thị Hình vẽ. Độ lớn suất điện động xuất hiện trong khung dây trong khoảng thời gian 0 đến \(0,1{\rm{\;s}}\).
\({3.10^{ - 3}}{\rm{\;V}}\)
\({5.10^{ - 3}}{\rm{\;V}}\)
\({3.10^{ - 4}}{\rm{\;V}}\)
\({5.10^{ - 4}}{\rm{\;V}}\)
Phương pháp:
Áp dụng công thức \(\left| {{e_c}} \right| = \left| {\frac{{{\rm{\Delta }}\phi }}{{{\rm{\Delta }}t}}} \right|\)
Cách giải:
Độ lớn suất điện động xuất hiện trong khung dây trong khoảng thời gian 0 đến \(0,1{\rm{\;s}}\) là:
\(\left| {{e_c}} \right| = \left| {\frac{{{\rm{\Delta }}\phi }}{{{\rm{\Delta }}t}}} \right| = \left| {\frac{{{\phi _{0,1}} - {\phi _0}}}{{0,1 - 0}}} \right| = \left| {\frac{{NS{\rm{cos}}\alpha \left( {{B_{0,1}} - {B_0}} \right)}}{{0,1 - 0}}} \right|\)
\( \Rightarrow \left| {{e_c}} \right| = \left| {\frac{{{{100.10.10}^{ - 4}}.\cos {0^o}.\left( {5 - 2} \right){{.10}^{ - 3}}}}{{0,1}}} \right| = {3.10^{ - 3}}\left( V \right)\)
Trong một động cơ điêzen, khối khí có nhiệt độ ban đầu \({627^ \circ }{\rm{C}}\) được nén để thể tích giảm còn \(1/3\) thể tích ban đầu và áp suất tăng \(20{\rm{\% }}\) so với áp suất ban đầu. Nhiệt độ của khối khí sau khi nén bằng
\({251^ \circ }{\rm{C}}\)
\({267^ \circ }{\rm{C}}\)
\({87^ \circ }{\rm{C}}\)
Phương pháp:
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng: \(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}}\)
Cách giải:
Trạng thái \(1:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_1}}\\{{V_1}}\\{{T_1} = {{627}^ \circ }{\rm{C}} + 273 = 900{\rm{\;K}}}\end{array}} \right.\)
Trạng thái 2: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_2} = 1,2{p_1}}\\{{V_2} = \frac{{{V_1}}}{3}}\\{{T_2} = {\rm{?\;}}}\end{array}} \right.\)
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng: \(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}}\)
\( \Rightarrow \frac{{{p_1}{V_1}}}{{900}} = \frac{{1,2{p_1}.\frac{{{V_1}}}{3}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {T_2} = 360{\rm{\;K}}\)
Với \({T_2} = 360{\rm{\;K}} \Rightarrow {t_2} = {87^ \circ }{\rm{C}}\)
Chọn C.
PHẦN II: CÂU TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI
Một bát bằng đồng nặng 150 g đựng 220 g nước đều ở nhiệt độ \({20^ \circ }{\rm{C}}\). Một miếng đồng hình trụ khối lượng 300 g ở nhiệt độ cao rơi vào bát nước làm nước sôi và chuyển \(5,00{\rm{\;g}}\) nước thành hơi. Nhiệt độ cuối của hệ là \({100^ \circ }{\rm{C}}\). Biết nhiệt dung riêng của đồng là \(380{\rm{\;J/kg}}.{\rm{K}}\); nhiệt dung riêng của nước \({c_{{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}} = 4200{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}}\) và nhiệt hoá hơi riêng của nước \(L = {2,26.10^6}{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}}\). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với không khí. Trong các câu sau đây, câu nào đúng, sai?
a) Nhiệt lượng bát đồng nhận được để tăng nhiệt độ từ \({20^ \circ }{\rm{C}}\) đến \({100^ \circ }{\rm{C}}\) là 4560 J .
b) Bát đồng và nước nhận nhiệt lượng từ miếng đồng.
c) Nhiệt lượng mà nước nhận được để tăng nhiệt độ từ \({20^ \circ }{\rm{C}}\) đến \({100^ \circ }{\rm{C}}\) là 124320 J .
d) Nhiệt độ ban đầu của miếng đồng gần đúng là \({887,5^ \circ }{\rm{C}}\).
Phương pháp:
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho một chất để làm tăng nhiệt độ: \(Q = mc{\rm{\Delta }}t\).
- Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình hóa hơi: \(Q = mL\).
- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt.
Cách giải:
a) Nhiệt lượng mà bát đồng nhận được để tăng nhiệt độ từ \({20^ \circ }{\rm{C}}\) đến \({100^ \circ }{\rm{C}}\) là:
\(Q = {m_b}{c_{Cu}}{\rm{\Delta }}t = 0,15.380.\left( {100 - 20} \right) = 4560\left( J \right)\)
\( \to \) a đúng.
b) Bát đồng và nước tăng nhiệt độ nên nhận nhiệt lượng từ miếng đồng.
\( \to \) b đúng.
c) Nhiệt lượng mà nước nhận được để tăng nhiệt độ từ \({20^ \circ }{\rm{C}}\) đến \({100^ \circ }{\rm{C}}\):
\(Q' = {m_n}{c_{{H_2}O}}{\rm{\Delta }}t = 0,22.4200.\left( {100 - 20} \right) = 73920\left( J \right)\)
\( \to \) c sai.
d) Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
\({Q_{thu}} = {Q_{toa}} \Rightarrow \left( {{m_b}{c_{Cu}} + {m_n}{c_{{H_2}{\rm{O}}}}} \right){\rm{\Delta }}t + {m_h}L = {m_m}{c_{Cu}}\left( {t - 100} \right)\)
Thay số vào ta được:
\(\left( {0,15.380 + 0,22.4200} \right)\left( {100 - 20} \right) + {5.10^{ - 3}}{.2,26.10^{ - 6}} = 0,3.380.\left( {t - 100} \right)\)
\( \Rightarrow t \approx {788,42^ \circ }C\)
Một chiếc xe tải vượt qua một sa mạc. Chuyến đi bắt đầu vào sáng sớm khi nhiệt độ là \({3,00^ \circ }{\rm{C}}\). Thể tích khí chứa trong mỗi lốp xe là \(0,50{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}\) và áp suất trong các lốp xe là \({2,7.10^5}{\rm{\;Pa}}\). Coi khí trong lốp xe có nhiệt độ như ngoài trời, không thoát ra ngoài và thể tích lốp không thay đổi. Đến giữa trưa, nhiệt độ tăng lên đến \({42,0^ \circ }{\rm{C}}\).
a) Trong mỗi lốp xe có 5412 mol khí.
b) Khi đến giữa trưa, áp suất trong lốp là \({3,08.10^5}{\rm{\;Pa}}\).
c) Từ sáng sớm cho đến giữa trưa, độ tăng động năng tịnh tiến trung bình của một phần tử không khí là \({6,62.10^{ - 21}}{\rm{\;J}}\)
d) Các phân tử khí trong lốp xe chuyển động liên tục, va chạm với thành lốp xe gây ra áp suất lên thành lốp.
Phương pháp:
- Áp dụng phương trình Clapeyron: \(pV = nRT\).
- Độ tăng động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử khí: \({\rm{\Delta }}{{\rm{W}}_d} = \frac{3}{2}k{\rm{\Delta }}T\)
Cách giải:
a) Áp dụng phương trình Clapeyron:
\(pV = nRT \Rightarrow {2,70.10^5}.0,5 = n.8,31.\left( {273 + 3} \right)\)
\( \Rightarrow n \approx 58,86\left( {{\rm{mol}}} \right)\)
\( \to \) a sai.
b) Ta có: \({p_b}V = nR{T_b} \Rightarrow {p_b}.0,5 = n = 58,86.8,31.\left( {273 + 42} \right)\)
\( \Rightarrow {p_b} \approx {3,08.10^5}\left( {Pa} \right)\)
\( \to \) b đúng.
c) Độ tăng động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử khí:
\({\rm{\Delta }}{{\rm{W}}_d} = \frac{3}{2}k{\rm{\Delta }}T = \frac{3}{2}{1,38.10^{ - 23}}.\left( {42 - 3} \right) = {2,691.10^{ - 22}}\left( J \right)\)
\( \to \) c sai.
d) Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, va chạm vào nhau và va chạm vào thành lốp. Khi va chạm vào thành lốp gây ra áp suất lên thành lốp.
Cho hệ xilanh và pit-tông nằm ngang. Ở thời điểm ban đầu trong xilanh có chứa một thể tích \(600{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^3}\) khí lí tưởng ở nhiệt độ \({t_1} = {29^ \circ }{\rm{C}}\), áp suất bằng áp suất khí quyển \({p_0} = {10^5}{\rm{\;N}}/{\rm{m}}\). Khi được làm nóng chậm, quá trình biến đổi trạng thái của chất khí được cho như đồ thị hình vẽ. Biết diện tích tiết diện của pittông là \(S = 30{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}\).
a) Nhiệt độ của chất khí ở trạng thái (3) là \({t_3} = {210,2^ \circ }{\rm{C}}\).
b) Nhiệt độ của chất khí ở trạng thái (2) là \({t_2} = {89,4^ \circ }{\rm{C}}\)
c) Xilanh và pit-tông có ma sát và độ lớn lực ma sát này sẽ là 60 N .
d) Độ dịch chuyển của pit-tông trong quá trình trên là 18 cm .
Phương pháp:
- Áp dụng công thức trong các đẳng quá trình.
- Công mà khí thực hiện: \(A = p{\rm{\Delta }}V\)
- Độ dịch chuyển của pittong: \(s = \frac{A}{F}\)
Cách giải:
a) Quá trình (1) đến (2) là quá trình đẳng tích, ta có:
\(\frac{p}{T} = \) const \( \Rightarrow \frac{{{{10}^5}}}{{29 + 273}} = \frac{{{{1,2.10}^5}}}{{{T_2}}}\)
\( \Rightarrow {T_2} = 362,4\left( K \right) \Rightarrow {t_2} = {89,4^ \circ }{\rm{C}}\)
\( \to \) b đúng.
Quá trình (2) đến (3) là quá trình đẳng áp:
\(\frac{V}{T} = \) const \( \Rightarrow \frac{{600}}{{362,4}} = \frac{{800}}{{{T_3}}} \Rightarrow {T_3} = 483,2\left( K \right) \Rightarrow {t_3} = {210,2^{\rm{o}}}{\rm{C}}\)
\( \to \) a đúng
c) Pittong chuyển động chậm coi như chuyển động đều nên ta có độ lớn lực đẩy của khí bằng độ lớn của lực ma sát.
\( \Rightarrow {F_{ms}} = F = {p_{23}}S = {1,2.10^5}{.30.10^{ - 4}} = 360\left( N \right)\)
\( \to \) c sai.
d) Vì quá trình từ (1) đến (2) là đẳng tích nên khí không thực hiện công, quá trình (2) đến (3) là đẳng áp nên công mà khí thực hiện là:
\(A = p{\rm{\Delta }}V = {1,2.10^5}\left( {800 - 600} \right){.10^{ - 6}} = 24\left( J \right)\)
Độ dịch chuyển của pit tông trong quá trình trên là:
\(s = \frac{A}{F} = \frac{{24}}{{360}} \approx 0,067\left( {\rm{m}} \right) = 6,7\left( {{\rm{cm}}} \right)\)
Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động \({\rm{E}} = 1,2{\rm{\;V}}\), điện trở trong \(r = 0,2{\rm{\Omega }}\) Thanh MN có chiều dài \(0,8{\rm{\;m}}\) có điện trở \(R = 1,8{\rm{\Omega }}\). Từ trường \(\vec B\) có phương thẳng đứng, hướng xuống và vuông góc với mặt khung như hình vẽ và \({\rm{B}} = 0,4{\rm{\;T}}\). Thanh MN dài có điện trở không đáng kể.
a) Khi thanh MN chuyển động về phía bên phải thì dòng điện cảm ứng có chiều từ M đến N .
b) Để Ampe kế chỉ số 0 thì thanh MN phải di chuyển sang phải với vận tốc \({\rm{v}} = 3{\rm{\;m/s}}\).
c) Khi thanh MN đứng yên, số chỉ của Ampe kế là \(0,6{\rm{\;A}}\).
d) Khi thanh MN chuyển động về phía bên phải với vận tốc \({\rm{v}} = 2{\rm{\;m/s}}\) thì độ lớn suất điện động cảm ứng là \(0,64{\rm{\;V}}\).
Phương pháp:
- Áp dụng quy tắc bàn tay phải xác định chiều của dòng điện cảm ứng.
- Suất điện động cảm ứng khi thanh chuyển động với tốc độ \({\rm{v}}:{\rm{\;}}e = Bv\ell \).
- Cường độ dòng điện trong mạch: \(I = \frac{E}{{R + r}}\)
Cách giải:
a) Áp dụng quy tắc bàn tay phải xác định được chiều của dòng điện cảm ứng trong đoạn dây MN có chiều từ N đến M .
\( \to \) a sai.
b) Để số chỉ của ampe kế bằng 0 thì trong mạch không có dòng điện.
\( \Rightarrow e = 0 \Rightarrow \) suất điện động trong thanh MN được mắc xung đối với nguồn điện ban đầu và có độ lớn bằng độ lớn suất điện động ban đầu.
\(e = E \Rightarrow Bv\ell = E \Rightarrow 0,4.v.0,8 = 1,2 \Rightarrow v = 3,75\left( {{\rm{m}}/{\rm{s}}} \right)\)
\( \to \) b sai.
c) Khi thanh MN đứng yên thì cường độ dòng điện trong mạch là:
\(I = \frac{E}{{R + r}} = \frac{{1,2}}{{1,8 + 0,2}} = 0,6\left( {\rm{A}} \right)\)
\( \to \) c đúng.
d) Suất điện động xuất hiện trong thanh MN khi chuyển động là:
\(e = Bv\ell = 0,4.2.0,8 = 0,64\left( V \right)\)
PHẦN III: CÂU TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN
Thể tích của một khối khí trong xi lanh khi bị nung nóng tăng thêm \(0,02{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}\), còn nội năng của khí tăng một lượng là 1280 J . Cho biết quá trình là đẳng áp và có áp suất là \({1,5.10^5}{\rm{\;Pa}}\). Nhiệt lượng cần truyền cho khối khí là bao nhiêu J?
Phương pháp:
- Công mà khí thực hiện là: \(A = p{\rm{\Delta }}V\)
- Áp dụng định luật I nhiệt động lực học.
Cách giải:
Công mà khí thực hiện có độ lớn là:
\(A = p{\rm{\Delta }}V = {1,5.10^5}.0,02 = 3000\left( J \right)\)
Vì khí thực hiện công nên \(A = - 3000\left( J \right)\) và nội năng của khí tăng là \({\rm{\Delta }}U = 1280\left( J \right) > 0\)
Áp dụng định luật I nhiệt động lực học:
\({\rm{\Delta }}U = A + Q \Rightarrow 1280 = - 3000 + Q \Rightarrow Q = 4280\left( J \right)\)
Xác định độ biến thiên nhiệt độ của nước rơi từ độ cao 96 m xuống và đập vào cánh tuabin làm quay máy phát điện, biết rằng \(50{\rm{\% }}\) thế năng của nước làm nước nóng lên. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là \(4190{\rm{\;J/kg}}.{\rm{K}}\). Lấy \({\rm{g}} = 10{\rm{\;m/}}{{\rm{s}}^2}\).
Phương pháp:
- Thế năng của vật ở độ cao h: \({W_t} = mgh\).
- Nhiệt lượng để làm nóng nước: \(Q = mc{\rm{\Delta }}t\).
Cách giải:
Thế năng của nước ở độ cao \({\rm{h}} = 96{\rm{\;m}}:{W_t} = mgh\)
\(50{\rm{\% }}\) thế năng của nước làm nóng nước lên, nên ta có:
\(50{\rm{\% \;}}{{\rm{W}}_t} = Q \Rightarrow 0,5.mgh = mc{\rm{\Delta }}t\)
\( \Rightarrow 0,5.10.96 = 4190.{\rm{\Delta }}t \Rightarrow {\rm{\Delta }}t \approx 0,11\)
Đáp án: 0,11.
Đổ 2 lít nước ở \({25^ \circ }{\rm{C}}\) vào một ấm nhôm có khối lượng 800 gam và sau đó đun bằng bếp điện. Sau 40 phút thì đã có \(20{\rm{\% }}\) khối lượng nước đã hóa hơi ở nhiệt độ sôi \({100^ \circ }{\rm{C}}\). Biết rằng \(80{\rm{\% }}\) nhiệt lượng mà bếp cung cấp được dùng vào việc đun nước. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là \(4190{\rm{\;J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}}\), của nhôm là \(880{\rm{\;J/kg}}{\rm{.K}}\), nhiệt hóa hơi của nước ở \({100^ \circ }{\rm{C}}\) là \({2,26.10^6}{\rm{\;J/kg}}\), khối lượng riêng của nước là 1kg/ lít. Công suất cung cấp nhiệt của bếp điện là bao nhiêu W? (Kết quả làm tròn đến 0 chữ số sau dấu phẩy thập phân).
Phương pháp:
+ Sử dụng công thức: \({\rm{m}} = {\rm{DV}}\)
+ Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt.
Cách giải:
Khối lượng của nước trong ấm: \(m = DV = 1.2 = 2\left( {{\rm{kg}}} \right)\)
Nhiệt lượng mà ấm đã cung cấp để đun nước là: \(Q = P.t\)
Nhiệt lượng mà ấm đã thu vào để sôi và hóa hơi một phần là:
\(Q' = \left( {{m_n}{c_n} + {m_{Al}}{c_{Al}}} \right){\rm{\Delta }}t + 20{\rm{\% }}{m_n}L\)
\( \Rightarrow Q' = \left( {2.4190 + 0,8.880} \right)\left( {100 - 25} \right) + 20{\rm{\% }}{.2.2,26.10^6}\)
\( \Rightarrow Q' = 1585300\left( {\rm{J}} \right)\)
Vì chỉ cố \(80{\rm{\% }}\) nhiệt lượng mà bếp cung cấp được dùng vào việc đun nước nên ta có:
\(80{\rm{\% }}Q = Q' \Rightarrow 80{\rm{\% }}.P.40.60 = 1585300\)
\( \Rightarrow P \approx 826\) (W)
Đáp án: 826.
Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài \(l = 30{\rm{\;cm}}\), khối lượng của một đơn vị chiều dài là \(0,05{\rm{\;kg/m}}\) bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ có chiều như hình vẽ, có độ lớn \({\rm{B}} = 0,04{\rm{\;T}}\). Cho \(g = 10{\rm{\;m/}}{{\rm{s}}^2}\). Tính độ lớn của I (Ampe) để lực căng dây bằng 0 .
Phương pháp:
- Điều kiện cân bằng của dây.
- Lực từ tác dụng lên dây có độ lớn: \(F = BI\ell \)
Cách giải:
Lực căng dây bằng không khi đó lực từ cân bằng với trọng lực:
\(F = P \Rightarrow BI\ell = mg\)
\( \Rightarrow I = \frac{{mg}}{{B\ell }} = \frac{{0,05.10}}{{0,04}} = 12,5\left( {\rm{A}} \right)\)
Một ống thủy tinh có chiều dài \(l = 50{\rm{\;cm}}\), tiết diện \({\rm{S}} = 0,5{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}\), được hàn kín một đầu và chứa đầy không khí. Biết khối lượng ống \({\rm{m}} = 15{\rm{\;g}}\), áp suất khí quyển \({{\rm{p}}_0} = 760\,\,{\rm{mmHg}}\). Ấn ống chìm vào trong nước theo phương thẳng đứng, đầu kín ở trên. Để giữ ống trong nước sao cho đầu trên của ống thấp hơn mặt nước đoạn \({\rm{h}} = 10{\rm{\;cm}}\) thì lực F cần đặt lên ống bằng bao nhiêu Newton? (làm tròn hai chữ số thập phân).
Phương pháp:
- Áp dụng định luật Boyle: \(pV = \) const.
- Lực tác dụng lên ống thủy tinh bao gồm: Trọng lực \(\vec P\), lực đẩy Archimedes \({\vec F_A}\) và lực để giữ ống \(\vec F\).
- Áp dụng điều kiện cân bằng của vật, về độ lớn: \(P + F = {F_A}\), với \({F_A} = DVg\), V là thể tích của phần khí chiếm chỗ chất lỏng.
Cách giải:
Trạng thái 1: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_1} = {p_0}}\\{{V_1} = S\ell }\end{array}} \right.\)
Trạng thái 2: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_2} = {p_0} + h + x}\\{{V_2} = S.x}\end{array}} \right.\)
Vì nhiệt độ của khí bên trong ống không đổi nên áp dụng định luật Boyle ta được:
\({p_1}{V_1} = {p_2}{V_2} \Rightarrow 76.50 = \left( {76 + \frac{{10 + x}}{{13,6}}} \right).x\)
\( \Rightarrow x \approx 47,37\left( {{\rm{cm}}} \right)\)
Lực tác dụng lên ống thủy tinh bao gồm: Trọng lực \(\vec P\), lực đẩy Archimedes \({\vec F_A}\) và lực để giữ ống \(\vec F\).
Khi ống đứng yên ta có:
\(F + P = {F_A} \Rightarrow F = {F_A} - P = DVg - mg = DSxg - mg\)
Thay số vào ta được:
\(F = {1000.0,5.10^{ - 4}}.0,4737.10 - {15.10^{ - 3}}.10 \approx 0,09\left( N \right)\)
Một học sinh tiến hành thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của áp suất p theo nhiệt độ tuyệt đối T theo sơ đồ như hình bên. Trong đó, bình thủy tinh hình cầu có nút kín, trong có chứa khí được nối thông với áp kế qua một ống nhỏ. Bình thủy tinh được nhúng trong một bình nước, nhiệt độ của nước được đo bởi một nhiệt kế. Đun nóng từ từ nước trong bình rồi ghi lại giá trị nhiệt độ t được chỉ bởi nhiệt kế và áp suất p thu được chỉ bởi áp kế thu được kết quả ở bảng bên dưới.
T(K) | p (105 Pa) | p/T(Pa/K) |
301 | 1,00 |
|
331 | 1,10 |
|
348 | 1,15 |
|
Tỉ số \(\frac{p}{T}\) có giá trị trung bình xấp xỉ (làm tròn đến phần nguyên) bằng bao nhiêu Pa/K?
Phương pháp:
Lý thuyết quá trình đẳng tích và cách tính giá trị trung bình.
Cách giải:
Tính giá trị \(\frac{p}{T}\) cho mỗi trường hợp:
Trường hợp 1: \(\frac{{{p_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{{10}^5}}}{{301}}\left( {\frac{{Pa}}{K}} \right)\)
Trường hợp 2: \(\frac{{{p_2}}}{{{T_2}}} = \frac{{{{1,1.10}^5}}}{{331}} = \frac{{{{11.10}^5}}}{{3310}}\left( {\frac{{Pa}}{K}} \right)\)
Trường hợp 3: \(\frac{{{p_3}}}{{{T_3}}} = \frac{{{{1,15.10}^5}}}{{348}} = \frac{{{{23.10}^5}}}{{6960}}\left( {\frac{{Pa}}{K}} \right)\)
Tính giá trị trung bình của \(\frac{p}{T}\) là:
\({\left( {\frac{p}{T}} \right)_{tb}} = \frac{{\left( {\frac{1}{{301}} + \frac{{11}}{{3310}} + \frac{{23}}{{6990}}} \right){{.10}^5}}}{3} \approx 332\left( {{\rm{Pa/K}}} \right)\)
