Đề kiểm tra giữa học kì I môn Vật lí 12 - Vật lí nhiệt

PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn (4,5 điểm)

Thí sinh trả lời từ Câu 1 đến Câu 18. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

Câu 1 (0,25 điểm). Khi quan sát chuyển động Brown của các hạt phấn hoa trong nước, nhận định nào sau đây là đúng?

Câu 2 (0,25 điểm). Tính chất nào sau đây không phải là tính chất của chất khí ở điều kiện thường?

Câu 3 (0,25 điểm). Trong mô hình động học phân tử, lực tương tác giữa các phân tử

Câu 4 (0,25 điểm). Điểm đóng băng của nước tinh khiết ở áp suất tiêu chuẩn $1$ atm trong thang nhiệt độ Kelvin là

Câu 5 (0,25 điểm). Biểu thức nào sau đây biểu diễn mối liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối $T$ (thang Kelvin) và nhiệt độ Celsius $t$ ($^\circ$C)?

Câu 6 (0,25 điểm). Nội năng của một vật là

Câu 7 (0,25 điểm). Trường hợp nào sau đây nội năng của vật biến đổi do thực hiện công?

Câu 8 (0,25 điểm). Biểu thức của định luật I nhiệt động lực học có dạng $\Delta U = A + Q$. Theo quy ước về dấu, nếu hệ nhận nhiệt lượng và sinh công thì

Câu 9 (0,25 điểm). Đơn vị đo của nhiệt dung riêng trong hệ SI là

Câu 10 (0,25 điểm). Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn một vật rắn có khối lượng $m$ ở nhiệt độ nóng chảy được tính theo công thức nào sau đây?

Câu 11 (0,25 điểm). Nhiệt dung riêng của nhôm lớn hơn nhiệt dung riêng của sắt ($c_{\text{Al}} > c_{\text{Fe}}$). Cung cấp cùng một nhiệt lượng cho hai khối nhôm và sắt có cùng khối lượng ban đầu ở cùng nhiệt độ, không xảy ra chuyển thể thì

Câu 12 (0,25 điểm). Hiện tượng bay hơi của một chất lỏng

Câu 13 (0,25 điểm). Khi một chất lỏng tinh khiết đang sôi dưới áp suất không đổi, nhiệt độ của nó

Câu 14 (0,25 điểm). Khi xoa cồn sát trùng vào da tay, ta cảm thấy mát lạnh ở vùng da đó. Nguyên nhân chủ yếu là do

Câu 15 (0,25 điểm). Một lượng khí bị nén trong xilanh nhận công $150$ J và đồng thời truyền ra môi trường nhiệt lượng $40$ J. Độ biến thiên nội năng của khối khí là

Câu 16 (0,25 điểm). Người ta cung cấp nhiệt lượng $Q = 8400$ J cho $200$ g nước ban đầu ở $25$ $^\circ$C. Biết nhiệt dung riêng của nước là $4200$ J/(kg.K). Nhiệt độ cuối cùng của khối nước (bỏ qua hao phí nhiệt) là

Câu 17 (0,25 điểm). Thân nhiệt bình thường của con người đo theo nhiệt kế Celsius là $37$ $^\circ$C. Giá trị này tương ứng với thang Kelvin là

Câu 18 (0,25 điểm). Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá ở $0$ $^\circ$C là $\lambda = 3,34 \cdot 10^5$ J/kg. Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn $0,5$ kg nước đá ở $0$ $^\circ$C là

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai (4,0 điểm)

Thí sinh trả lời từ Câu 1 đến Câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Câu 1 (1,0 điểm). Cho mô hình động học phân tử về cấu tạo chất và sự chuyển thể giữa các trạng thái rắn, lỏng, khí:
a) Trong chất rắn kết tinh, các phân tử chỉ dao động quanh các vị trí cân bằng cố định.
b) Khoảng cách trung bình giữa các phân tử trong chất khí lớn hơn rất nhiều so với chất lỏng và chất rắn.
c) Khi một chất rắn vô định hình chuyển sang thể lỏng thì nhiệt độ của nó luôn được giữ không đổi trong suốt quá trình nóng chảy.
d) Khi nhiệt độ của một vật tăng lên, tốc độ chuyển động nhiệt hỗn loạn của các phân tử cấu tạo nên vật tăng lên.

Câu 2 (1,0 điểm). Một xilanh kín chứa một khối khí lí tưởng có pit-tông di động được. Người ta nung nóng khối khí đồng thời giữ pit-tông đứng yên cố định, sau đó thả pit-tông để khối khí giãn nở đẩy pit-tông dịch chuyển sang trạng thái mới:
a) Trong quá trình nung nóng khi pit-tông bị giữ cố định, khối khí không thực hiện công cơ học ($A = 0$).
b) Trong quá trình nung nóng khi pit-tông bị giữ cố định, toàn bộ nhiệt lượng mà khối khí nhận được làm tăng nội năng của khối khí.
c) Trong quá trình khối khí giãn nở đẩy pit-tông dịch chuyển, công mà chất khí thực hiện có giá trị âm ($A < 0$) theo quy ước của định luật I nhiệt động lực học $\Delta U = A + Q$.
d) Nếu trong cả quá trình chất khí nhận nhiệt lượng $600$ J và thực hiện công $400$ J thì nội năng của chất khí tăng thêm $1000$ J.

Câu 3 (1,0 điểm). Trong một thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của một miếng kim loại đồng chất có khối lượng $m_1 = 300$ g bằng nhiệt lượng kế:
Người ta nung nóng miếng kim loại đến nhiệt độ $t_1 = 100$ $^\circ$C rồi thả nhanh vào một nhiệt lượng kế chứa $m_2 = 250$ g nước ở nhiệt độ ban đầu $t_2 = 20$ $^\circ$C. Nhiệt độ cân bằng của hệ đo được là $t_{\text{cb}} = 28$ $^\circ$C. Biết nhiệt dung riêng của nước là $c_2 = 4180$ J/(kg.K). Bỏ qua nhiệt dung của vỏ nhiệt lượng kế và sự trao đổi nhiệt với môi trường.
a) Quá trình trên tuân theo phương trình cân bằng nhiệt $Q_{\text{toả}} = Q_{\text{thu}}$.
b) Nhiệt lượng mà lượng nước trong nhiệt lượng kế thu vào bằng xấp xỉ $8360$ J.
c) Miếng kim loại toả nhiệt lượng ra xung quanh và hạ nhiệt độ một lượng là $\Delta t_1 = 72$ $^\circ$C.
d) Giá trị nhiệt dung riêng của kim loại tính được từ thực nghiệm trên xấp xỉ bằng $387$ J/(kg.K).

Câu 4 (1,0 điểm). Tiến hành đun nóng một khối nước đá $m = 1$ kg ban đầu ở nhiệt độ $-10$ $^\circ$C bằng một bếp điện có công suất toả nhiệt không đổi. Bỏ qua hao phí nhiệt ra môi trường. Cho biết:
- Nhiệt dung riêng của nước đá: $c_1 = 2100$ J/(kg.K).
- Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá: $\lambda = 3,34 \cdot 10^5$ J/kg.
- Nhiệt dung riêng của nước: $c_2 = 4200$ J/(kg.K).
- Nhiệt hoá hơi riêng của nước ở $100$ $^\circ$C: $L = 2,26 \cdot 10^6$ J/kg.
a) Giai đoạn đầu, nhiệt lượng cần thiết để đưa khối nước đá từ $-10$ $^\circ$C lên $0$ $^\circ$C là $21$ kJ.
b) Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn khối nước đá ở $0$ $^\circ$C thành nước ở $0$ $^\circ$C là $3,34 \cdot 10^5$ J.
c) Tổng nhiệt lượng cần cung cấp để đưa $1$ kg nước đá từ $-10$ $^\circ$C thành nước sôi ở $100$ $^\circ$C là $7,75 \cdot 10^5$ J.
d) Để làm $1$ kg nước ở $100$ $^\circ$C hoá hơi hoàn toàn cần nhiệt lượng nhỏ hơn nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn $1$ kg nước đá ở $0$ $^\circ$C.

PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn (1,5 điểm)

Thí sinh trả lời từ Câu 1 đến Câu 6.

Câu 1 (0,25 điểm). Đổi nhiệt độ $45$ $^\circ$C sang thang Kelvin. Giá trị tìm được là bao nhiêu Kelvin? (Làm tròn đến một chữ số sau dấu phẩy).

Câu 2 (0,25 điểm). Một người thực hiện công $240$ J để nén một lượng khí chứa trong xilanh kín. Khối khí toả ra môi trường một nhiệt lượng $75$ J. Độ tăng nội năng của khối khí bằng bao nhiêu Jun?

Câu 3 (0,25 điểm). Một bình đun nước siêu tốc có công suất $2000$ W được dùng để đun sôi $1,5$ kg nước có nhiệt độ ban đầu là $20$ $^\circ$C. Biết nhiệt dung riêng của nước là $4200$ J/(kg.K) và hiệu suất truyền nhiệt của bình đun đạt $90\%$. Thời gian đun sôi nước là bao nhiêu giây? (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).

Câu 4 (0,25 điểm). Cần cung cấp một nhiệt lượng bằng bao nhiêu kilôjun (kJ) để làm nóng chảy hoàn toàn $400$ g chì ở nhiệt độ nóng chảy $327$ $^\circ$C? Biết nhiệt nóng chảy riêng của chì là $\lambda = 2,5 \cdot 10^4$ J/kg.

Câu 5 (0,25 điểm). Thả một thỏi nhôm có khối lượng $m = 0,5$ kg được nung nóng đến nhiệt độ $120$ $^\circ$C vào một bình cách nhiệt chứa $1$ kg nước ở nhiệt độ $20$ $^\circ$C. Bỏ qua nhiệt dung của bình và hao phí nhiệt ra môi trường. Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là $c_1 = 880$ J/(kg.K), của nước là $c_2 = 4200$ J/(kg.K). Nhiệt độ cân bằng của hệ bằng bao nhiêu $^\circ$C? (Làm tròn kết quả đến một chữ số sau dấu phẩy).

Câu 6 (0,25 điểm). Một ấm điện đun sôi nước liên tục ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn. Sau khi nước đạt $100$ $^\circ$C, người ta để ấm tiếp tục sôi trong thời gian $5$ phút thì thấy có $120$ g nước đã biến thành hơi. Biết nhiệt hoá hơi riêng của nước ở $100$ $^\circ$C là $L = 2,26 \cdot 10^6$ J/kg. Bỏ qua mọi hao phí nhiệt ra ngoài. Công suất điện của ấm bằng bao nhiêu oát (W)?

--------- HẾT ---------

Họ và tên thí sinh: ................................................................ Số báo danh: ........................

A. HƯỚNG DẪN CHUNG

- Thang điểm toàn bài là 10,0 điểm.
- Phần I gồm 18 câu hỏi trắc nghiệm nhiều lựa chọn, mỗi câu đúng được $0,25$ điểm (tổng $4,5$ điểm).
- Phần II gồm 4 câu hỏi trắc nghiệm đúng/sai (tổng $4,0$ điểm). Cách tính điểm mỗi câu:
+ Đúng 1 ý: $0,10$ điểm.
+ Đúng 2 ý: $0,25$ điểm.
+ Đúng 3 ý: $0,50$ điểm.
+ Đúng cả 4 ý: $1,00$ điểm.
- Phần III gồm 6 câu hỏi trắc nghiệm trả lời ngắn, mỗi câu đúng được $0,25$ điểm (tổng $1,5$ điểm).

B. ĐÁP ÁN CHI TIẾT

PHẦN I. CÂU TRẮC NGHIỆM NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN (4,5 điểm)

PHẦN II. CÂU TRẮC NGHIỆM ĐÚNG/SAI (4,0 điểm)

PHẦN III. CÂU TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN (1,5 điểm)