Đề thi chọn HSG lớp 12 môn Vật lí - Sở GD&ĐT Phú Thọ

Cho biết: Hằng số khí $R = 8,31$ J/(mol$\cdot$K); Số Avogadro $N_A = 6,02 \cdot 10^{23}$ hạt/mol; Gia tốc rơi tự do $g = 10$ m/s$^2$.

PHẦN I. TRẮC NGHIỆM NHIỀU LỰA CHỌN (8,0 điểm)

Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 32. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

Câu 1. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về lực liên kết giữa các phân tử?

Câu 2. Hình bên là đường biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của một chất. Nhiệt độ nóng chảy của chất đó là

Câu 3. Viên long não thường giảm kích thước theo thời gian mà không chảy thành chất lỏng. Hiện tượng này minh hoạ cho sự chuyển thể nào trong vật lí?

Câu 4. Nội năng của một khối khí xác định không đổi khi

Câu 5. Dựa vào kết luận "Nội năng phụ thuộc vào hai yếu tố: nhiệt độ và thể tích của vật", một học sinh đưa ra hai nhận định như sau:
- Nhận định 1: Nhiệt độ của vật liên quan đến tốc độ chuyển động của các phân tử, điều này có nghĩa nhiệt độ liên quan đến động năng phân tử.
- Nhận định 2: Thể tích của vật liên quan đến khoảng cách giữa các phân tử, điều này liên quan đến lực tương tác phân tử và thế năng phân tử.

Nhận định nào sau đây là đúng?

Câu 6. Nguyên lí thông dụng để chế tạo nhiệt kế không dựa vào tính chất vật lí nào sau đây?

Câu 7. Người ta nhúng một khối sắt có khối lượng 1 kg vào 1 kg nước, cả hai đều ở cùng nhiệt độ ban đầu (nhiệt độ phòng). Sau đó, cung cấp cho hệ một nhiệt lượng 1 MJ và để hệ đạt cân bằng nhiệt. Biết nhiệt dung riêng của nước lớn hơn nhiệt dung riêng của sắt. Khẳng định nào sau đây là đúng?

Câu 8. Một viên nước đá có nhiệt độ $0^\circ\text{C}$ bỏ vào bình nhiệt lượng kế chứa $m$ gam nước ở nhiệt độ $20^\circ\text{C}$. Coi nhiệt lượng mà đá hấp thụ tỉ lệ thuận với thời gian $\tau$. Đồ thị nào sau đây biểu diễn mối quan hệ giữa khối lượng nước $m$ trong bình và thời gian $\tau$?

[Bốn đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa khối lượng nước m và thời gian tau: Đồ thị 1 đường thẳng tăng, Đồ thị 2 đường cong tăng dần, Đồ thị 3 đường thẳng giảm, Đồ thị 4 đường nằm ngang]

Câu 9. Nhiệt hóa hơi riêng của một chất là nhiệt lượng cần cung cấp để một khối lượng $m$ chất lỏng đó chuyển hoàn toàn từ thể lỏng sang thể khí ở nhiệt độ sôi. Giá trị của $m$ là

Câu 10. Phát biểu nào sau đây là đúng về các phân tử của một lượng khí lí tưởng trong một bình kín có nhiệt độ không đổi?

Câu 11. Một khối chất mà các phân tử tạo nên nó chỉ dao động quanh vị trí cân bằng xác định thì khối chất đó

Câu 12. Các phân tử khí lí tưởng chuyển động hỗn loạn

Câu 13. Khi một khối khí lí tưởng xác định dãn nở đẳng áp thì

Câu 14. Phát biểu nào sau đây là đúng về quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí lí tưởng xác định?

Câu 15. Một khối khí lí tưởng bị nén trong xi lanh kín. Nội năng của khối khí

Câu 16. Các phân tử khí lí tưởng gây ra áp suất lên thành bình chứa là do chúng

Câu 17. Một lượng khí lí tưởng được chứa trong một bình kín. Nhiệt độ của khí tăng nhưng thể tích bình không đổi. Phát biểu nào sau đây đúng về bản chất vi mô của sự tăng áp suất?

Câu 18. Một bình kín chứa khí lí tưởng. Một nửa số phân tử khí được lấy ra khỏi bình, đồng thời nhiệt độ tuyệt đối của lượng khí còn lại tăng lên gấp đôi. Thể tích bình không đổi. So với ban đầu, áp suất của khí trong bình:

Câu 19. Trong một bình kín cách nhiệt có chứa 0,8 kg nước đá ở nhiệt độ $-10^\circ\text{C}$. Người ta dẫn vào bình một lượng $m_2$ hơi nước bão hòa ở $100^\circ\text{C}$. Sau khi thiết lập cân bằng nhiệt, trong bình toàn bộ là nước ở nhiệt độ $t_e = 20^\circ\text{C}$. Cho biết: nhiệt dung riêng của nước đá là 2100 J/(kg$\cdot$K), của nước lỏng là 4200 J/(kg$\cdot$K); nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $3,34 \cdot 10^5$ J/kg; nhiệt hóa hơi riêng của nước là $2,26 \cdot 10^6$ J/kg. Giá trị của $m_2$ gần nhất với giá trị nào sau đây?

Câu 20. Một ấm đun nước điện có công suất không đổi 1200 W chứa 1,5 kg nước ở nhiệt độ $25^\circ\text{C}$. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/(kg$\cdot$K), nhiệt hóa hơi riêng của nước ở $100^\circ\text{C}$ là $2,26 \cdot 10^6$ J/kg. Bỏ qua nhiệt dung của vỏ ấm và sự thất thoát nhiệt ra môi trường. Sau thời gian đun 10 phút, khối lượng nước còn lại trong ấm gần nhất với giá trị nào sau đây?

Câu 21. Dùng một nguồn nhiệt cung cấp nhiệt lượng đều đặn với công suất không đổi để đun nóng một mẫu chất rắn từ nhiệt độ ban đầu $-20^\circ\text{C}$. Bỏ qua sự thất thoát nhiệt ra môi trường xung quanh. Sự thay đổi nhiệt độ $t$ của chất theo thời gian đun $\tau$ được biểu diễn bởi đồ thị như hình vẽ. Biết nhiệt dung riêng của chất đó ở thể rắn là 1800 J/(kg$\cdot$K). Nhiệt nóng chảy riêng của chất này là

[Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ t theo thời gian tau của chất rắn: từ -20 độ C tăng đến 0 độ C trong 5 phút, nằm ngang tại 0 độ C từ phút 5 đến 15, sau đó tăng đến 20 độ C ở phút 20]

Câu 22. Một lượng khí lí tưởng đơn nguyên tử chứa trong một xi lanh đặt nằm ngang được đậy kín bởi một piston di chuyển không ma sát. Người ta cung cấp cho khối khí một nhiệt lượng 250 J. Trong quá trình dãn nở đẳng áp, khí đẩy piston dịch chuyển làm thể tích khí tăng từ 2 lít đến 3,5 lít dưới áp suất không đổi $1,0 \cdot 10^5$ Pa. Độ biến thiên nội năng của khối khí là

Câu 23. Một nhiệt kế rượu bị chế tạo lỗi: chia độ đều nhưng không theo thang chuẩn Celsius. Ở nhiệt độ băng đang tan ($0^\circ\text{C}$), nhiệt kế chỉ mốc $-4^\circ\text{X}$; ở nhiệt độ hơi nước sôi ($100^\circ\text{C}$ ở 1 atm), nhiệt kế chỉ mốc $108^\circ\text{X}$. Nếu nhiệt kế này chỉ mốc $38^\circ\text{X}$ thì nhiệt độ thực tế theo thang Celsius là

Câu 24. Một lượng khí lí tưởng có khối lượng mol phân tử 32 g/mol chứa trong xi lanh và được giữ bằng pít-tông nhẹ. Để làm nóng đẳng áp cần truyền cho khối khí một nhiệt lượng 20 J, lúc này nhiệt độ khối khí tăng thêm $10^\circ\text{C}$ và nội năng của khí tăng thêm 15 J. Khối lượng khí trong xi lanh này gần nhất với giá trị nào dưới đây?

Câu 25. Biết không khí có khối lượng mol là 29 g/mol và khối lượng riêng là 1,29 kg/m$^3$. Khi một học sinh hít một hơi thật sâu thì hít vào khoảng 400 cm$^3$ không khí. Số phân tử không khí được hít vào sau mỗi hơi hít sâu như vậy là

Câu 26. Một bạn học sinh dùng bơm có van một chiều để bơm không khí vào một quả bóng. Ban đầu quả bóng chứa không khí ở áp suất khí quyển $p_0$. Bóng có thể tích không đổi $V$. Coi nhiệt độ không khí trong và ngoài bóng như nhau và không đổi. Mỗi lần bơm đưa được một thể tích bằng $0,2V$ không khí vào bóng. Sau lần bơm đầu tiên, áp suất không khí trong bóng là

Câu 27. Trong phòng thí nghiệm, trong một bình thủy tinh kín ban đầu không khí có nhiệt độ là $10^\circ\text{C}$, có áp suất bằng với áp suất khí quyển bên ngoài. Sau khi đậy nắp và đặt bình dưới ánh đèn mạnh trong một thời gian, nhiệt độ không khí trong bình tăng lên đến $80^\circ\text{C}$. Sau đó, mở nắp bình cho khí thoát ra sao cho áp suất khí trong bình bằng với áp suất khí quyển và giữ cho nhiệt độ khí vẫn là $80^\circ\text{C}$ thì đậy nắp bình lại. So với số mol khí trong bình ngay khi vừa đậy nắp, phần trăm số mol khí đã thoát ra xấp xỉ là

Câu 28. Nồi áp suất là một nồi kín nấu thức ăn được sử dụng phổ biến vì áp suất tăng cho phép nước đạt đến nhiệt độ cao hơn điểm sôi thông thường. Hơi nước ở áp suất khí quyển là 1,0 atm và điểm sôi bình thường $100,0^\circ\text{C}$ thì khối lượng riêng của hơi nước là $\rho_1$. Một nồi áp suất thông thường hoạt động ở áp suất gấp đôi áp suất khí quyển và điểm sôi của nước nâng lên $120,0^\circ\text{C}$ thì khối lượng riêng của hơi nước là $\rho_2$. Tỉ lệ $\rho_2/\rho_1$ là

Câu 29. Khi nhiệt độ của một lượng khí lí tưởng tăng từ $20,0^\circ\text{C}$ lên nhiệt độ $40,0^\circ\text{C}$ thì động năng trung bình của các phân tử khí tăng thêm bao nhiêu phần trăm so với lúc đầu?

Câu 31. Một khối kim loại hình trụ đặc có khối lượng 2,5 kg trượt từ đỉnh xuống chân một mặt phẳng nghiêng góc $30^\circ$ so với phương ngang, chiều dài mặt phẳng nghiêng 8 m. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt nghiêng là 0,2. Khi đến chân dốc, toàn bộ công của lực ma sát chuyển hóa thành nhiệt lượng, trong đó có 60% truyền vào khối kim loại làm nó nóng lên (phần còn lại truyền ra mặt dốc). Biết nhiệt dung riêng của kim loại là 380 J/(kg$\cdot$K). Độ tăng nhiệt độ của khối kim loại sau khi trượt hết mặt phẳng nghiêng là

Câu 32. Một khối khí lí tưởng ban đầu ở trạng thái có các thông số áp suất, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối tương ứng là $p_0$, $V_0$, $4T_0$. Cho khối khí thực hiện 2 quá trình biến đổi: nén đẳng nhiệt về thể tích $0,25V_0$, sau đó biến đổi đẳng tích về áp suất ban đầu. Đồ thị ở hình nào sau đây diễn tả đúng 2 quá trình trên?

[Bốn đồ thị: Hình 1 (V-T), Hình 2 (p-T), Hình 3 (V-T), Hình 4 (p-V)]

--------- HẾT ---------

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