Đề kiểm tra Vật lí 12 – Chương I: Vật lí nhiệt (Cấu trúc 16-4-8)

SỞ GD&ĐT ...

TRƯỜNG THPT ...

Đề chính thức

ĐỀ KIỂM TRA ĐỊNH KỲ VẬT LÍ 12

CHUYÊN ĐỀ: VẬT LÍ NHIỆT

Thời gian làm bài: 50 phút (không kể thời gian phát đề)

PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn (4,0 điểm)

Thí sinh trả lời từ Câu 1 đến Câu 16. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

Câu 1. Theo mô hình động học phân tử, khi nhiệt độ của một vật tăng lên thì

A. khối lượng của từng phân tử tăng lên.

B. tốc độ chuyển động nhiệt của các phân tử tăng lên.

C. khoảng cách giữa các phân tử luôn giảm đi.

D. số lượng phân tử cấu tạo nên vật tăng lên.

Câu 2. Đơn vị đo của nhiệt dung riêng trong hệ đơn vị SI là

A. J/kg.

B. J/(kg.K).

C. J.K.

D. W/(kg.K).

Câu 3. Biểu thức của định luật I nhiệt động lực học là $\Delta U = A + Q$ . Trong đó, nếu khối khí nhận nhiệt lượng và sinh công thì

A. $Q > 0$ và $A > 0$ .

B. $Q < 0$ và $A < 0$ .

C. $Q > 0$ và $A < 0$ .

D. $Q < 0$ và $A > 0$ .

Câu 4. Trong thang nhiệt độ Kelvin, độ không tuyệt đối ứng với nhiệt độ nào trong thang nhiệt độ Celsius?

A. $0^\circ$ C.

B. $-100^\circ$ C.

C. $-273,15^\circ$ C.

D. $273,15^\circ$ C.

Câu 5. Nhiệt độ nóng chảy của một chất rắn kết tinh là nhiệt độ mà tại đó chất rắn

A. bắt đầu chuyển từ thể lỏng sang thể khí.

B. bắt đầu chuyển từ thể rắn sang thể lỏng.

C. có thể tích lớn nhất.

D. ngừng chuyển động nhiệt hoàn toàn.

Câu 6. Trong suốt thời gian nóng chảy của một khối chất rắn kết tinh dưới áp suất chuẩn, nhiệt độ của khối chất

A. tăng liên tục.

B. giảm liên tục.

C. không thay đổi.

D. tăng rồi sau đó giảm.

Câu 7. Một căn phòng có nhiệt độ đo được là $27^\circ$ C. Nhiệt độ tương ứng của phòng trong thang Kelvin là

A. $300$ K.

B. $246$ K.

C. $327$ K.

D. $273$ K.

Câu 8. Nhiệt lượng cần cung cấp để làm cho $1$ kg chất lỏng hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi gọi là

A. nhiệt dung riêng của chất lỏng.

B. nhiệt nóng chảy riêng của chất lỏng.

C. nhiệt hoá hơi riêng của chất lỏng.

D. nội năng của chất lỏng.

Câu 9. Nội năng của một khối khí lí tưởng phụ thuộc vào

A. chỉ áp suất của khối khí.

B. chỉ thể tích của khối khí.

C. nhiệt độ tuyệt đối của khối khí.

D. hình dạng bình chứa khối khí.

Câu 10. Hiện tượng khuếch tán giữa hai chất lỏng xảy ra nhanh hơn khi nhiệt độ tăng là do

A. các phân tử chuyển động hỗn loạn nhanh hơn.

B. thể tích của các phân tử tăng lên.

C. lực hút giữa các phân tử tăng lên.

D. khối lượng của các phân tử giảm đi.

Câu 11. Ý nghĩa thực tiễn của việc nước có nhiệt dung riêng rất lớn là

A. nước dễ bay hơi ở nhiệt độ phòng.

B. nước được dùng làm chất làm mát trong các động cơ nhiệt.

C. nước sôi ở nhiệt độ rất thấp.

D. nước đóng băng ở nhiệt độ cao.

Câu 12. Một khối khí nhận nhiệt lượng $300$ J và thực hiện một công có độ lớn $200$ J lên môi trường xung quanh. Độ biến thiên nội năng của khối khí là

A. $500$ J.

B. $100$ J.

C. $-100$ J.

D. $-500$ J.

Câu 13. Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn $2$ kg nước đá ở $0^\circ$ C thành nước ở $0^\circ$ C là bao nhiêu? Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $\lambda = 3,34 \cdot 10^5$ J/kg.

A. $1,67 \cdot 10^5$ J.

B. $6,68 \cdot 10^5$ J.

C. $3,34 \cdot 10^5$ J.

D. $6,68 \cdot 10^4$ J.

Câu 14. Quá trình chuyển thể từ thể lỏng sang thể khí diễn ra đồng thời ở cả bề mặt thoáng và trong lòng khối chất lỏng được gọi là

A. sự bay hơi.

B. sự nóng chảy.

C. sự sôi.

D. sự thăng hoa.

Câu 15. Người ta cung cấp nhiệt lượng $Q$ cho một vật nhưng nhiệt độ của vật không đổi. Hiện tượng này có thể xảy ra khi vật đang

A. dãn nở vì nhiệt.

B. chuyển thể (nóng chảy hoặc sôi).

C. chuyển động với tốc độ cao.

D. bị nén đẳng nhiệt bởi ngoại lực.

Câu 16. Thả một miếng nhôm có khối lượng $0,5$ kg ở nhiệt độ $100^\circ$ C vào một cốc nước. Khi hệ đạt cân bằng nhiệt ở nhiệt độ $30^\circ$ C, nhiệt lượng do miếng nhôm toả ra là bao nhiêu? Cho nhiệt dung riêng của nhôm là $c = 880$ J/(kg.K).

A. $30800$ J.

B. $44000$ J.

C. $13200$ J.

D. $61600$ J.

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. Xét các tính chất vật lí và cấu trúc phân tử của các thể của chất theo mô hình động học phân tử:
a) Ở thể khí, lực tương tác giữa các phân tử rất yếu, các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng về mọi phía.
b) Chất rắn kết tinh có cấu trúc mạng tinh thể tuần hoàn và có nhiệt độ nóng chảy xác định.
c) Khi làm lạnh một khối khí, tốc độ chuyển động nhiệt trung bình của các phân tử khí tăng lên.
d) Khoảng cách trung bình giữa các phân tử ở thể lỏng lớn hơn rất nhiều so với khoảng cách giữa các phân tử ở thể khí.

Câu 2. Một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước bằng bình nhiệt lượng kế và dây nung điện trở. Khối lượng nước trong bình là $m = 200$ g. Dụng cụ đo gồm oát kế đo công suất điện $P$ của dây nung, đồng hồ bấm giây đo thời gian đun $\tau$ và nhiệt kế đo độ tăng nhiệt độ $\Delta t$ của nước.
a) Điện năng tiêu thụ của dây nung trong thời gian $\tau$ được tính bằng công thức $A = P \cdot \tau$ .
b) Nếu bỏ qua sự hao phí nhiệt ra môi trường và vỏ bình thì nhiệt lượng nước thu vào bằng điện năng tiêu thụ: $m c \Delta t = P \cdot \tau$ .
c) Do thực tế luôn có sự truyền nhiệt ra môi trường xung quanh, giá trị nhiệt dung riêng $c$ tính được từ thí nghiệm sẽ nhỏ hơn giá trị thực tế của nước.
d) Để giảm bớt sai số của phép đo, cần bọc cách nhiệt tốt cho nhiệt lượng kế và khuấy đều nước trong bình trước khi đọc số chỉ nhiệt độ.

Câu 3. Một khối khí lí tưởng bị giam trong một xi lanh có pit-tông di động. Ngoại lực nén khối khí, thực hiện một công có độ lớn $120$ J. Đồng thời trong quá trình này, khối khí truyền ra môi trường xung quanh một nhiệt lượng có độ lớn $40$ J.
a) Theo quy ước dấu của định luật I nhiệt động lực học, công mà khối khí nhận được có giá trị $A = +120$ J.
b) Nhiệt lượng trao đổi của khối khí với môi trường có giá trị $Q = +40$ J.
c) Độ biến thiên nội năng của khối khí trong quá trình trên là $\Delta U = +80$ J.
d) Sau quá trình nén nói trên, nhiệt độ của khối khí giảm đi do đã truyền nhiệt lượng ra ngoài.

Câu 4. Dùng một nguồn nhiệt có công suất không đổi $P = 500$ W để đun nóng một khối nước đá có khối lượng $m = 0,5$ kg ở nhiệt độ ban đầu $-10^\circ$ C. Cho biết nhiệt dung riêng của nước đá là $c_1 = 2100$ J/(kg.K), nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $\lambda = 3,3 \cdot 10^5$ J/kg, nhiệt dung riêng của nước là $c_2 = 4200$ J/(kg.K). Bỏ qua mọi sự mất mát nhiệt ra môi trường và nhiệt dung của bình chứa.
a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đưa khối nước đá từ $-10^\circ$ C lên $0^\circ$ C là $10500$ J.
b) Thời gian từ khi bắt đầu đun đến khi khối nước đá bắt đầu nóng chảy là $21$ giây.
c) Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn khối nước đá ở $0^\circ$ C thành nước ở $0^\circ$ C là $1,65 \cdot 10^5$ J.
d) Kể từ thời điểm ban đầu, sau thời gian $330$ giây thì khối nước đá vừa nóng chảy hoàn toàn.

PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn (2,0 điểm)

Thí sinh trả lời từ Câu 1 đến Câu 8.

Câu 1. Thân nhiệt bình thường của một người khoẻ mạnh là $37,0^\circ$ C. Lấy công thức đổi nhiệt độ là $T\text{ (K)} = t\ (^\circ\text{C}) + 273$ . Theo thang Kelvin, nhiệt độ thân nhiệt này bằng bao nhiêu K?

Câu 2. Một ấm đun nước bằng điện có công suất $1500$ W. Dùng ấm này để đun sôi $1,5$ kg nước từ nhiệt độ ban đầu $20^\circ$ C. Biết nhiệt dung riêng của nước là $4200$ J/(kg.K). Bỏ qua sự mất mát nhiệt ra môi trường và nhiệt dung của ấm. Thời gian cần thiết để đun sôi nước là bao nhiêu giây?

Câu 3. Một bình chứa $0,2$ kg nước ở nhiệt độ $15^\circ$ C. Người ta thả vào bình một miếng đồng có khối lượng $0,5$ kg được nung nóng tới $100^\circ$ C. Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường và nhiệt dung của bình. Biết nhiệt dung riêng của nước là $4200$ J/(kg.K), của đồng là $380$ J/(kg.K). Nhiệt độ của hệ khi có cân bằng nhiệt bằng bao nhiêu $^\circ$ C? (Làm tròn kết quả đến hàng phần mười).

Câu 4. Một lượng khí trong xi lanh được cung cấp một nhiệt lượng $180$ J. Khí nở ra đẩy pit-tông dịch chuyển và thực hiện một công có độ lớn $110$ J lên môi trường. Độ biến thiên nội năng của khối khí bằng bao nhiêu Jun?

Câu 5. Để làm bay hơi hoàn toàn $0,4$ kg nước ở nhiệt độ sôi $100^\circ$ C dưới áp suất tiêu chuẩn thì cần cung cấp một nhiệt lượng bằng bao nhiêu kJ? Cho biết nhiệt hoá hơi riêng của nước ở $100^\circ$ C là $2,26 \cdot 10^6$ J/kg.

Câu 6. Dùng một bếp điện có công suất $800$ W để làm nóng chảy hoàn toàn $0,5$ kg nước đá ở $0^\circ$ C. Biết hiệu suất truyền nhiệt của bếp là $82,5\%$ và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $3,3 \cdot 10^5$ J/kg. Thời gian cần thiết để làm nóng chảy khối nước đá nói trên bằng bao nhiêu giây?

Câu 7. Một miếng chì có khối lượng $2$ kg rơi tự do không vận tốc đầu từ độ cao $h$ xuống mặt đất mềm và dừng lại. Cho biết $60\%$ cơ năng ban đầu của miếng chì bị chuyển hoá thành nội năng làm miếng chì nóng lên. Lấy gia tốc trọng trường $g = 9,8$ m/s $^2$ , nhiệt dung riêng của chì là $130$ J/(kg.K). Để nhiệt độ của miếng chì tăng thêm $1,5^\circ$ C thì độ cao ban đầu $h$ phải bằng bao nhiêu mét? (Làm tròn kết quả đến hàng phần mười).

Câu 8. Một bình chứa $1$ kg nước ở $20^\circ$ C. Người ta dùng một chùm tia laser có công suất phát xạ $P$ chiếu liên tục vào bình nước. Sau thời gian $7$ phút thì nhiệt độ của nước đạt $30^\circ$ C. Bỏ qua sự mất mát nhiệt ra môi trường và nhiệt dung của bình. Cho nhiệt dung riêng của nước là $4200$ J/(kg.K). Công suất $P$ của chùm tia laser bằng bao nhiêu oát (W)?

--------- HẾT ---------

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

ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM

PHẦN I. CÂU TRẮC NGHIỆM NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN

(Mỗi câu trả lời đúng thí sinh được 0,25 điểm)

Câu	Đáp án	Câu	Đáp án	Câu	Đáp án	Câu	Đáp án
1	B	5	B	9	C	13	B
2	B	6	C	10	A	14	C
3	C	7	A	11	B	15	B
4	C	8	C	12	B	16	A

PHẦN II. CÂU TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI

(Quy tắc tính điểm theo chuẩn Bộ GD&ĐT: Đúng 1 ý được 0,1 điểm; đúng 2 ý được 0,25 điểm; đúng 3 ý được 0,5 điểm; đúng cả 4 ý được 1,0 điểm)

Câu	Ý	Lệnh hỏi	Đáp án	Hướng dẫn giải / Giải thích
1	a)	Lực tương tác phân tử thể khí rất yếu, chuyển động hỗn loạn.	Đ	Theo mô hình động học phân tử chất khí.
	b)	Chất rắn kết tinh có cấu trúc tinh thể, nhiệt độ nóng chảy xác định.	Đ	Tính chất đặc trưng của chất rắn kết tinh.
	c)	Làm lạnh khối khí thì tốc độ chuyển động nhiệt trung bình tăng.	S	Nhiệt độ giảm thì tốc độ chuyển động nhiệt trung bình giảm.
	d)	Khoảng cách phân tử ở thể lỏng lớn hơn rất nhiều so với thể khí.	S	Khoảng cách phân tử ở thể lỏng nhỏ hơn rất nhiều so với thể khí.
2	a)	Điện năng tiêu thụ của dây nung $A = P \cdot \tau$ .	Đ	Công thức tính điện năng tiêu thụ.
	b)	Bỏ qua hao phí thì $m c \Delta t = P \cdot \tau$ .	Đ	Định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng.
	c)	Do có hao phí nhiệt nên $c$ đo được nhỏ hơn giá trị thực tế.	S	Vì $P\tau = Q_{\text{thu}} + Q_{\text{hp}} \implies c_{\text{đo}} = \dfrac{P\tau}{m\Delta t} > c_{\text{thực}}$ .
	d)	Cần bọc cách nhiệt tốt và khuấy đều nước để giảm sai số.	Đ	Thao tác thực nghiệm chuẩn xác.
3	a)	Khối khí nhận công từ ngoại lực thì $A = +120$ J.	Đ	Quy ước dấu định luật I: hệ nhận công $A > 0$ .
	b)	Khối khí truyền nhiệt ra môi trường thì $Q = +40$ J.	S	Khối khí truyền nhiệt ra ngoài nên $Q = -40$ J.
	c)	Độ biến thiên nội năng $\Delta U = +80$ J.	Đ	$\Delta U = A + Q = 120 + (-40) = 80$ J.
	d)	Sau khi nén nhiệt độ giảm đi.	S	Khí lí tưởng có nội năng tăng ( $\Delta U > 0$ ) nên nhiệt độ tăng.
4	a)	Nhiệt lượng đưa nước đá từ $-10^\circ$ C lên $0^\circ$ C là $10500$ J.	Đ	$Q_1 = m c_1 \Delta t_1 = 0,5 \cdot 2100 \cdot 10 = 10500$ J.
	b)	Thời gian đến khi bắt đầu nóng chảy là $21$ giây.	Đ	$\tau_1 = \dfrac{Q_1}{P} = \dfrac{10500}{500} = 21$ s.
	c)	Nhiệt lượng làm nóng chảy hoàn toàn khối đá là $1,65 \cdot 10^5$ J.	Đ	$Q_2 = m \lambda = 0,5 \cdot 3,3 \cdot 10^5 = 165000$ J.
	d)	Sau $330$ giây kể từ lúc bắt đầu thì đá vừa nóng chảy hoàn toàn.	S	Tổng thời gian: $\tau = \tau_1 + \dfrac{Q_2}{P} = 21 + \dfrac{165000}{500} = 351$ s.

PHẦN III. CÂU TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN