SỞ GD & ĐT QUẢNG NAM — TRƯỜNG THPT HÙNG VƯƠNG
ĐỀ KIỂM TRA GIỮA KỲ I NĂM HỌC 2024 - 2025
Đề thi gồm 3 phần: Phần I (28 câu trắc nghiệm 4 lựa chọn - 7,0 điểm), Phần II (2 câu trắc nghiệm Đúng/Sai - 2,0 điểm), Phần III (4 câu trả lời ngắn - 1,0 điểm). Hãy hoàn thành bài làm và nhấn nút "Chấm bài & Xem giải chi tiết" ở cuối trang.
PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn (7,0 điểm)
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 28. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.
Câu 1: Trong các động cơ đốt trong, nguồn lạnh là
Đáp án đúng: C
Giải thích: Trong động cơ đốt trong, hỗn hợp nhiên liệu và không khí cháy trong xilanh đóng vai trò là nguồn nóng (cung cấp nhiệt lượng $Q_1$), còn khí thải thoát ra ngoài truyền nhiệt cho không khí bên ngoài nên không khí bên ngoài là nguồn lạnh. (Bình ngưng hơi là bộ phận làm lạnh của tua-bin hơi nước).
Giải thích: Trong động cơ đốt trong, hỗn hợp nhiên liệu và không khí cháy trong xilanh đóng vai trò là nguồn nóng (cung cấp nhiệt lượng $Q_1$), còn khí thải thoát ra ngoài truyền nhiệt cho không khí bên ngoài nên không khí bên ngoài là nguồn lạnh. (Bình ngưng hơi là bộ phận làm lạnh của tua-bin hơi nước).
Câu 2: Có 4 bình thủy tinh cùng loại A, B, C, D đều đựng nước ở cùng một nhiệt độ với thể tích tương ứng là $2\text{ lít}$, $2,5\text{ lít}$, $3\text{ lít}$, $3,5\text{ lít}$. Sau khi dùng các đèn cồn giống hệt nhau để đun các bình này cùng lúc. Biết các bình đều chưa sôi. Nước ở trong bình nào có nhiệt độ thấp nhất?
Đáp án đúng: B
Giải thích: Vì các bình được đun bằng các đèn cồn giống hệt nhau trong cùng một khoảng thời gian nên nhiệt lượng $Q$ truyền cho nước ở 4 bình là như nhau.
Ta có: $Q = mc\Delta t \Rightarrow \Delta t = \dfrac{Q}{mc}$.
Bình D chứa thể tích nước lớn nhất ($3,5\text{ lít}$) nên có khối lượng nước $m$ lớn nhất, dẫn đến độ tăng nhiệt độ $\Delta t$ nhỏ nhất. Do nhiệt độ ban đầu bằng nhau nên nước ở bình D có nhiệt độ thấp nhất.
Giải thích: Vì các bình được đun bằng các đèn cồn giống hệt nhau trong cùng một khoảng thời gian nên nhiệt lượng $Q$ truyền cho nước ở 4 bình là như nhau.
Ta có: $Q = mc\Delta t \Rightarrow \Delta t = \dfrac{Q}{mc}$.
Bình D chứa thể tích nước lớn nhất ($3,5\text{ lít}$) nên có khối lượng nước $m$ lớn nhất, dẫn đến độ tăng nhiệt độ $\Delta t$ nhỏ nhất. Do nhiệt độ ban đầu bằng nhau nên nước ở bình D có nhiệt độ thấp nhất.
Câu 3: Hiện tượng nào sau đây không phải là sự ngưng tụ?
Đáp án đúng: D
Giải thích: Sự ngưng tụ là quá trình chuyển từ thể khí (hơi) sang thể lỏng. Sương mù, sương đọng trên lá và mây đều do hơi nước trong không khí gặp lạnh ngưng tụ thành các hạt nước nhỏ. Ngược lại, khói khi đốt rác chủ yếu bao gồm các hạt bụi rắn nhỏ li ti (muội than, tro) và khí sinh ra từ phản ứng cháy, không phải sự ngưng tụ.
Giải thích: Sự ngưng tụ là quá trình chuyển từ thể khí (hơi) sang thể lỏng. Sương mù, sương đọng trên lá và mây đều do hơi nước trong không khí gặp lạnh ngưng tụ thành các hạt nước nhỏ. Ngược lại, khói khi đốt rác chủ yếu bao gồm các hạt bụi rắn nhỏ li ti (muội than, tro) và khí sinh ra từ phản ứng cháy, không phải sự ngưng tụ.
Câu 4: Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $334\cdot 10^3\text{ J/kg}$. Năng lượng được hấp thụ bởi $1000\text{ g}$ nước đá để chuyển hoàn toàn từ thể rắn sang thể lỏng là
Đáp án đúng: C
Giải thích: Đổi $m = 1000\text{ g} = 1\text{ kg}$.
Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn $1\text{ kg}$ nước đá là:
$$Q = \lambda m = 334\cdot 10^3 \cdot 1 = 334\cdot 10^3\text{ J}$$
Giải thích: Đổi $m = 1000\text{ g} = 1\text{ kg}$.
Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn $1\text{ kg}$ nước đá là:
$$Q = \lambda m = 334\cdot 10^3 \cdot 1 = 334\cdot 10^3\text{ J}$$
Câu 5: Sự biến thiên nhiệt độ của khối nước đá đựng trong ca nhôm theo nhiệt lượng cung cấp được cho trên đồ thị.
Đáp án đúng: B
Giải thích: Trên đồ thị, giai đoạn từ $Q = 0$ đến $Q = 100\text{ kJ}$ có độ tăng nhiệt độ $\Delta t = 0^\circ\text{C}$ (nhiệt độ không đổi ở $0^\circ\text{C}$), đây chính là giai đoạn nước đá đang nóng chảy. Khi cung cấp đủ $100\text{ kJ}$ thì khối nước đá nóng chảy hoàn toàn (sau mốc $100\text{ kJ}$ nhiệt độ bắt đầu tăng lên).
Giải thích: Trên đồ thị, giai đoạn từ $Q = 0$ đến $Q = 100\text{ kJ}$ có độ tăng nhiệt độ $\Delta t = 0^\circ\text{C}$ (nhiệt độ không đổi ở $0^\circ\text{C}$), đây chính là giai đoạn nước đá đang nóng chảy. Khi cung cấp đủ $100\text{ kJ}$ thì khối nước đá nóng chảy hoàn toàn (sau mốc $100\text{ kJ}$ nhiệt độ bắt đầu tăng lên).
Câu 6: Người ta thả miếng đồng có khối lượng $1\text{ kg}$ vào $1\text{ kg}$ nước. Miếng đồng nguội đi từ $80^\circ\text{C}$ đến $10^\circ\text{C}$. Hỏi nước đã nóng lên thêm bao nhiêu độ? Lấy $c_{\text{Cu}} = 380\text{ J/kg.K}$, $c_{\text{H}_2\text{O}} = 4200\text{ J/kg.K}$.
Đáp án đúng: B
Giải thích:
- Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra: $Q_{\text{tỏa}} = m_{\text{Cu}} c_{\text{Cu}} \Delta t_{\text{Cu}} = 1 \cdot 380 \cdot (80 - 10) = 26\,600\text{ J}$.
- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: $Q_{\text{thu}} = Q_{\text{tỏa}} \iff m_{\text{H}_2\text{O}} c_{\text{H}_2\text{O}} \Delta t_{\text{H}_2\text{O}} = 26\,600$.
- Độ tăng nhiệt độ của nước là: $\Delta t_{\text{H}_2\text{O}} = \dfrac{26\,600}{1 \cdot 4200} \approx 6,33^\circ\text{C}$.
Giải thích:
- Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra: $Q_{\text{tỏa}} = m_{\text{Cu}} c_{\text{Cu}} \Delta t_{\text{Cu}} = 1 \cdot 380 \cdot (80 - 10) = 26\,600\text{ J}$.
- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: $Q_{\text{thu}} = Q_{\text{tỏa}} \iff m_{\text{H}_2\text{O}} c_{\text{H}_2\text{O}} \Delta t_{\text{H}_2\text{O}} = 26\,600$.
- Độ tăng nhiệt độ của nước là: $\Delta t_{\text{H}_2\text{O}} = \dfrac{26\,600}{1 \cdot 4200} \approx 6,33^\circ\text{C}$.
Câu 7: Biết nhiệt độ sôi và nhiệt hoá hơi riêng của nước lần lượt là $100^\circ\text{C}$ và $2,3\cdot 10^6\text{ J/kg}$. Nhiệt lượng cần cung cấp để làm hoá hơi hoàn toàn $1\text{ kg}$ nước ở $100^\circ\text{C}$ là bao nhiêu?
Đáp án đúng: C
Giải thích: Vì nước đã ở nhiệt độ sôi $100^\circ\text{C}$, nhiệt lượng cần cung cấp để làm hóa hơi hoàn toàn $m = 1\text{ kg}$ nước là:
$$Q = L \cdot m = 2,3\cdot 10^6 \cdot 1 = 2,3\cdot 10^6\text{ J}$$
Giải thích: Vì nước đã ở nhiệt độ sôi $100^\circ\text{C}$, nhiệt lượng cần cung cấp để làm hóa hơi hoàn toàn $m = 1\text{ kg}$ nước là:
$$Q = L \cdot m = 2,3\cdot 10^6 \cdot 1 = 2,3\cdot 10^6\text{ J}$$
Câu 8: Bảng dưới đây ghi tên các loại nhiệt kế và nhiệt độ ghi trên thang đo của chúng.
| Loại nhiệt kế | Thủy ngân | Rượu | Kim loại | Y tế |
|---|---|---|---|---|
| Thang nhiệt độ | Từ $-10^\circ\text{C}$ đến $110^\circ\text{C}$ | Từ $-30^\circ\text{C}$ đến $60^\circ\text{C}$ | Từ $0^\circ\text{C}$ đến $400^\circ\text{C}$ | Từ $34^\circ\text{C}$ đến $42^\circ\text{C}$ |
Chúng ta dùng nhiệt kế nào để đo nhiệt độ của nước đang sôi?
Đáp án đúng: C
Giải thích: Nước sôi ở khoảng $100^\circ\text{C}$ (áp suất tiêu chuẩn). Nhiệt kế rượu (tối đa $60^\circ\text{C}$) và nhiệt kế y tế (tối đa $42^\circ\text{C}$) sẽ bị vỡ nếu đo nước sôi. Trong phòng thí nghiệm và thực hành đo chất lỏng sôi, ta sử dụng nhiệt kế thủy ngân (giới hạn đo từ $-10^\circ\text{C}$ đến $110^\circ\text{C}$, phù hợp và chính xác để nhúng vào nước sôi).
Giải thích: Nước sôi ở khoảng $100^\circ\text{C}$ (áp suất tiêu chuẩn). Nhiệt kế rượu (tối đa $60^\circ\text{C}$) và nhiệt kế y tế (tối đa $42^\circ\text{C}$) sẽ bị vỡ nếu đo nước sôi. Trong phòng thí nghiệm và thực hành đo chất lỏng sôi, ta sử dụng nhiệt kế thủy ngân (giới hạn đo từ $-10^\circ\text{C}$ đến $110^\circ\text{C}$, phù hợp và chính xác để nhúng vào nước sôi).
Câu 9: Trường hợp nào dưới đây làm biến đổi nội năng của vật không do thực hiện công?
Đáp án đúng: C
Giải thích: Đun nóng nước bằng bếp là quá trình làm thay đổi nội năng của nước bằng hình thức truyền nhiệt (không phải thực hiện công). Các phương án A, B, D đều có lực tác dụng gắn với sự dịch chuyển/biến dạng cơ học nên là thực hiện công.
Giải thích: Đun nóng nước bằng bếp là quá trình làm thay đổi nội năng của nước bằng hình thức truyền nhiệt (không phải thực hiện công). Các phương án A, B, D đều có lực tác dụng gắn với sự dịch chuyển/biến dạng cơ học nên là thực hiện công.
Câu 10: Người ta cho hai vật dẫn nhiệt A và B tiếp xúc với nhau, sau một thời gian đến khi có trạng thái cân bằng nhiệt thì hai vật này có
Đáp án đúng: D
Giải thích: Khi hai vật tiếp xúc đạt trạng thái cân bằng nhiệt, sự truyền nhiệt lượng dừng lại và hai vật có cùng nhiệt độ.
Giải thích: Khi hai vật tiếp xúc đạt trạng thái cân bằng nhiệt, sự truyền nhiệt lượng dừng lại và hai vật có cùng nhiệt độ.
Câu 11: Trong quá trình luyện thép, phôi thép được nung đến nóng chảy rồi được đổ vào khuôn để tạo thành các thanh thép. Sau đó, để các thanh thép nguội dần và được đưa ra khỏi khuôn. Trong quá trình luyện thép, nội năng của thanh thép
Đáp án đúng: D
Giải thích: Khi nung phôi thép đến nóng chảy, thép nhận nhiệt lượng nên nội năng tăng. Sau đó, khi đổ vào khuôn và để nguội dần, thép tỏa nhiệt ra môi trường nên nội năng giảm dần.
Giải thích: Khi nung phôi thép đến nóng chảy, thép nhận nhiệt lượng nên nội năng tăng. Sau đó, khi đổ vào khuôn và để nguội dần, thép tỏa nhiệt ra môi trường nên nội năng giảm dần.
Câu 12: Trong các phát biểu sau đây về sự bay hơi và sự sôi của chất lỏng, phát biểu nào sai?
Đáp án đúng: C
Giải thích: Mỗi chất lỏng khác nhau sôi ở một nhiệt độ xác định khác nhau (phụ thuộc vào bản chất chất lỏng và áp suất bên ngoài), ví dụ ở áp suất tiêu chuẩn nước sôi ở $100^\circ\text{C}$, rượu sôi ở khoảng $78,3^\circ\text{C}$. Do đó phát biểu C sai.
Giải thích: Mỗi chất lỏng khác nhau sôi ở một nhiệt độ xác định khác nhau (phụ thuộc vào bản chất chất lỏng và áp suất bên ngoài), ví dụ ở áp suất tiêu chuẩn nước sôi ở $100^\circ\text{C}$, rượu sôi ở khoảng $78,3^\circ\text{C}$. Do đó phát biểu C sai.
Câu 13: Nhiệt độ mùa đông tại Thành phố Hà Nội là $292\text{ K}$, ứng với nhiệt giai Celsius nhiệt độ ở nơi đó là
Đáp án đúng: D
Giải thích: Áp dụng công thức chuyển đổi từ thang Kelvin sang thang Celsius:
$$t(^\circ\text{C}) = T(\text{K}) - 273 = 292 - 273 = 19^\circ\text{C}$$
Giải thích: Áp dụng công thức chuyển đổi từ thang Kelvin sang thang Celsius:
$$t(^\circ\text{C}) = T(\text{K}) - 273 = 292 - 273 = 19^\circ\text{C}$$
Câu 14: Nhiệt lượng cần cung cấp để $1\text{ kg}$ của chất đó nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy là
Đáp án đúng: A
Giải thích: Theo định nghĩa, nhiệt nóng chảy riêng ($\lambda$) của một chất rắn là nhiệt lượng cần cung cấp cho $1\text{ kg}$ chất đó nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy.
Giải thích: Theo định nghĩa, nhiệt nóng chảy riêng ($\lambda$) của một chất rắn là nhiệt lượng cần cung cấp cho $1\text{ kg}$ chất đó nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy.
Câu 15: $0\text{ Kelvin}$ là nhiệt độ mà ở đó tất cả các vật có động năng chuyển động nhiệt của các phân tử
Đáp án đúng: D
Giải thích: Tại độ không tuyệt đối ($0\text{ K}$ hay $-273,15^\circ\text{C}$), động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên vật bằng không và thế năng của chúng đạt giá trị tối thiểu.
Giải thích: Tại độ không tuyệt đối ($0\text{ K}$ hay $-273,15^\circ\text{C}$), động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên vật bằng không và thế năng của chúng đạt giá trị tối thiểu.
Câu 16: Đo nhiệt dung riêng của nước thì không thực hiện thao tác nào sau đây?
Đáp án đúng: A
Giải thích: Khi đo nhiệt dung riêng của nước ($c = \frac{Q}{m\Delta t}$), ta cần đo độ tăng nhiệt độ $\Delta t$ của một lượng nước có khối lượng $m$ không đổi khi chưa sôi. Khi nước đang sôi (hóa hơi mạnh), nhiệt độ của nước không tăng nữa và khối lượng nước bị hao hụt do bay hơi, nên không thực hiện đo ở giai đoạn này.
Giải thích: Khi đo nhiệt dung riêng của nước ($c = \frac{Q}{m\Delta t}$), ta cần đo độ tăng nhiệt độ $\Delta t$ của một lượng nước có khối lượng $m$ không đổi khi chưa sôi. Khi nước đang sôi (hóa hơi mạnh), nhiệt độ của nước không tăng nữa và khối lượng nước bị hao hụt do bay hơi, nên không thực hiện đo ở giai đoạn này.
Câu 17: Cốc chứa đầy nước ở thể lỏng trong phòng không đậy nắp sau 1 thời gian ta thấy nước trong cốc bị cạn dần là do quá trình nào dưới đây của nước?
Đáp án đúng: A
Giải thích: Nước ở thể lỏng chuyển dần sang thể hơi (bay hơi qua mặt thoáng) làm nước trong cốc cạn dần được gọi là quá trình hóa hơi (dưới hình thức bay hơi).
Giải thích: Nước ở thể lỏng chuyển dần sang thể hơi (bay hơi qua mặt thoáng) làm nước trong cốc cạn dần được gọi là quá trình hóa hơi (dưới hình thức bay hơi).
Câu 18: Với cùng một chất, quá trình chuyển thể nào sẽ làm giảm lực tương tác giữa các phân tử nhiều nhất?
Đáp án đúng: A
Giải thích: Khi chất chuyển sang thể khí (quá trình hóa hơi), khoảng cách giữa các phân tử tăng lên rất lớn (rất xa nhau) nên lực tương tác giữa các phân tử giảm đi nhiều nhất (trở nên rất yếu, không đáng kể so với thể rắn và thể lỏng).
Giải thích: Khi chất chuyển sang thể khí (quá trình hóa hơi), khoảng cách giữa các phân tử tăng lên rất lớn (rất xa nhau) nên lực tương tác giữa các phân tử giảm đi nhiều nhất (trở nên rất yếu, không đáng kể so với thể rắn và thể lỏng).
Câu 19: Nhiệt hóa hơi riêng của chất lỏng là nhiệt lượng cần thiết để làm cho
Đáp án đúng: C
Giải thích: Theo định nghĩa, nhiệt hóa hơi riêng ($L$, đơn vị $\text{J/kg}$) của một chất lỏng là nhiệt lượng cần để làm cho một $\text{kg}$ chất đó hóa hơi hoàn toàn ở nhiệt độ xác định.
Giải thích: Theo định nghĩa, nhiệt hóa hơi riêng ($L$, đơn vị $\text{J/kg}$) của một chất lỏng là nhiệt lượng cần để làm cho một $\text{kg}$ chất đó hóa hơi hoàn toàn ở nhiệt độ xác định.
Câu 20: Cho nhiệt nóng chảy riêng của sắt và của đồng dưới áp suất tiêu chuẩn lần lượt là $2,77\cdot 10^5\text{ J/kg}$ và $1,88\cdot 10^5\text{ J/kg}$. Trong quá trình sắt đang nóng chảy và đồng đang nóng chảy thì
Đáp án đúng: C
Giải thích: Sắt và đồng là các chất rắn kết tinh. Trong suốt quá trình chất rắn kết tinh đang nóng chảy (ở áp suất không đổi), nhiệt độ của chúng giữ nguyên không đổi (tức là không tăng).
Giải thích: Sắt và đồng là các chất rắn kết tinh. Trong suốt quá trình chất rắn kết tinh đang nóng chảy (ở áp suất không đổi), nhiệt độ của chúng giữ nguyên không đổi (tức là không tăng).
Câu 21: Cho nhiệt dung riêng của nước và của đồng lần lượt là $4200\text{ J/kg.K}$ và $380\text{ J/kg.K}$. So sánh nhiệt lượng cần truyền cho $m\text{ (kg)}$ nước và $m\text{ (kg)}$ đồng cùng tăng thêm $10^\circ\text{C}$.
Đáp án đúng: A
Giải thích: Ta có $Q = mc\Delta t$. Với cùng khối lượng $m$ và cùng độ tăng nhiệt độ $\Delta t = 10^\circ\text{C}$, vì $c_{\text{nước}} = 4200\text{ J/kg.K} > c_{\text{đồng}} = 380\text{ J/kg.K}$ nên nhiệt lượng cần truyền cho nước lớn hơn của đồng.
Giải thích: Ta có $Q = mc\Delta t$. Với cùng khối lượng $m$ và cùng độ tăng nhiệt độ $\Delta t = 10^\circ\text{C}$, vì $c_{\text{nước}} = 4200\text{ J/kg.K} > c_{\text{đồng}} = 380\text{ J/kg.K}$ nên nhiệt lượng cần truyền cho nước lớn hơn của đồng.
Câu 22: Nhiệt dung riêng của 1 chất là nhiệt lượng cần cung cấp để
Đáp án đúng: C
Giải thích: Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần truyền cho $1\text{ kg}$ chất đó để làm cho nhiệt độ của nó tăng thêm $1^\circ\text{C}$ (hoặc $1\text{ K}$).
Giải thích: Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần truyền cho $1\text{ kg}$ chất đó để làm cho nhiệt độ của nó tăng thêm $1^\circ\text{C}$ (hoặc $1\text{ K}$).
Câu 23: Tính chất nào sau đây không phải là tính chất của chất ở thể khí?
Đáp án đúng: A
Giải thích: Chất khí không có hình dạng và thể tích riêng mà luôn chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa và có hình dạng của bình chứa. ("Có hình dạng và thể tích riêng" là tính chất của chất rắn).
Giải thích: Chất khí không có hình dạng và thể tích riêng mà luôn chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa và có hình dạng của bình chứa. ("Có hình dạng và thể tích riêng" là tính chất của chất rắn).
Câu 24: Biết nhiệt lượng cần cung cấp cho $2\text{ kg}$ thiếc từ khi bắt đầu nóng chảy đến khi nóng chảy hoàn toàn là $1,2\cdot 10^5\text{ (J)}$. Nhiệt lượng cần cung cấp cho $0,5\text{ kg}$ thiếc từ khi bắt đầu nóng chảy đến khi nóng chảy hoàn toàn là
Đáp án đúng: A
Giải thích: Ta có $Q = \lambda m \Rightarrow Q$ tỉ lệ thuận với khối lượng $m$.
Do đó: $Q_2 = Q_1 \cdot \dfrac{m_2}{m_1} = 1,2\cdot 10^5 \cdot \dfrac{0,5}{2} = 0,3\cdot 10^5\text{ J}$.
Giải thích: Ta có $Q = \lambda m \Rightarrow Q$ tỉ lệ thuận với khối lượng $m$.
Do đó: $Q_2 = Q_1 \cdot \dfrac{m_2}{m_1} = 1,2\cdot 10^5 \cdot \dfrac{0,5}{2} = 0,3\cdot 10^5\text{ J}$.
Câu 25: Trong các hiện tượng sau hiện tượng nào liên quan đến sự nóng chảy?
Đáp án đúng: B
Giải thích: Sự nóng chảy là quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng. Băng ở Nam Cực tan ra vào mùa hè là sự chuyển từ băng (rắn) sang nước (lỏng), tức là sự nóng chảy.
Giải thích: Sự nóng chảy là quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng. Băng ở Nam Cực tan ra vào mùa hè là sự chuyển từ băng (rắn) sang nước (lỏng), tức là sự nóng chảy.
Câu 26: Một quả bóng bàn không thủng nhưng bị móp lại, khi nó được thả vào cốc nước nóng thì nó căng phồng lên. Trong quá trình này, nội năng của chất khí bên trong quả bóng đã
Đáp án đúng: B
Giải thích: Khi thả quả bóng bàn vào cốc nước nóng, chất khí bên trong quả bóng nhận nhiệt lượng từ nước nóng làm nhiệt độ của khí tăng lên, dẫn đến nội năng của chất khí bên trong quả bóng tăng lên.
Giải thích: Khi thả quả bóng bàn vào cốc nước nóng, chất khí bên trong quả bóng nhận nhiệt lượng từ nước nóng làm nhiệt độ của khí tăng lên, dẫn đến nội năng của chất khí bên trong quả bóng tăng lên.
Câu 27: Cấu tạo của một chiếc ghế như hình vẽ. Một khối khí bị giam giữa hai ống M và N, M có thể trượt lên xuống dọc theo thành trong của N. Giả sử khí không trao đổi nhiệt với bên ngoài. Trong quá trình ống M trượt xuống dưới thì khối khí bị giam giữa hai ống sẽ
Đáp án đúng: C
Giải thích: Khi ống M trượt xuống dưới, thể tích khí bị giam giữa hai ống giảm đi (khí bị nén), tức là khối khí nhận công ($A > 0$). Do khí không trao đổi nhiệt với bên ngoài ($Q = 0$), theo Định luật I nhiệt động lực học: $\Delta U = A + Q = A > 0$, nên nội năng của khối khí tăng.
Giải thích: Khi ống M trượt xuống dưới, thể tích khí bị giam giữa hai ống giảm đi (khí bị nén), tức là khối khí nhận công ($A > 0$). Do khí không trao đổi nhiệt với bên ngoài ($Q = 0$), theo Định luật I nhiệt động lực học: $\Delta U = A + Q = A > 0$, nên nội năng của khối khí tăng.
Câu 28: Hệ thức của Định luật I nhiệt động lực học: $\Delta U = A + Q$ khi $Q > 0$ và $A < 0$ mô tả quá trình
Đáp án đúng: A
Giải thích: Theo quy ước dấu của Định luật I nhiệt động lực học ($\Delta U = A + Q$):
- $Q > 0$: Hệ nhận nhiệt lượng.
- $A < 0$: Hệ thực hiện công (sinh công).
Giải thích: Theo quy ước dấu của Định luật I nhiệt động lực học ($\Delta U = A + Q$):
- $Q > 0$: Hệ nhận nhiệt lượng.
- $A < 0$: Hệ thực hiện công (sinh công).
PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai (2,0 điểm)
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.
Hướng dẫn: Tích vào ô vuông nếu phát biểu Đúng, để trống nếu phát biểu Sai.
Câu 1 (Phần II): Một xi lanh có pittong cách nhiệt và nằm ngang, sự truyền nhiệt năng trên thân xilanh không đáng kể có thể bỏ qua. Pittong chia xi lanh thành hai phần A và B. Truyền nhiệt lượng $120\text{ J}$ cho khí bên ngăn A thì pittong chuyển động đều một đoạn $d = 0,2\text{ m}$ về phía ngăn B. Biết lực ma sát giữa xilanh và pittong là $9\text{ N}$.
Đáp án đúng: a) Đúng — b) Sai — c) Đúng — d) Sai
Giải chi tiết:
- Ý a) Đúng: Khí ở ngăn A được truyền nhiệt lượng $Q = 120\text{ J}$ và dãn nở đẩy pittông dịch chuyển sang phía B nên khí nhận nhiệt và thực hiện công.
- Ý b) Sai: Độ lớn công thắng lực ma sát khi pittông dịch chuyển đều đoạn $d = 0,2\text{ m}$ là:
$$A_{\text{ms}} = F_{\text{ms}} \cdot d = 9 \cdot 0,2 = 1,8\text{ J} \neq 1,2\text{ J}$$ - Ý c) Đúng: Theo mô hình chuẩn của đề thi (bỏ qua áp lực ngăn B hoặc xét phần năng lượng biến thiên sau khi trừ công ma sát):
$$\Delta U = Q - A = 120 - 1,8 = 118,2\text{ J}$$ - Ý d) Sai: Tổng độ biến thiên nội năng của cả hai ngăn A và B bằng nhiệt lượng cung cấp trừ đi công của lực ma sát: $\Delta U_A + \Delta U_B = Q - F_{\text{ms}}\cdot d = 120 - 1,8 = 118,2\text{ J}$ (không phải $116\text{ J}$).
Giải chi tiết:
- Ý a) Đúng: Khí ở ngăn A được truyền nhiệt lượng $Q = 120\text{ J}$ và dãn nở đẩy pittông dịch chuyển sang phía B nên khí nhận nhiệt và thực hiện công.
- Ý b) Sai: Độ lớn công thắng lực ma sát khi pittông dịch chuyển đều đoạn $d = 0,2\text{ m}$ là:
$$A_{\text{ms}} = F_{\text{ms}} \cdot d = 9 \cdot 0,2 = 1,8\text{ J} \neq 1,2\text{ J}$$ - Ý c) Đúng: Theo mô hình chuẩn của đề thi (bỏ qua áp lực ngăn B hoặc xét phần năng lượng biến thiên sau khi trừ công ma sát):
$$\Delta U = Q - A = 120 - 1,8 = 118,2\text{ J}$$ - Ý d) Sai: Tổng độ biến thiên nội năng của cả hai ngăn A và B bằng nhiệt lượng cung cấp trừ đi công của lực ma sát: $\Delta U_A + \Delta U_B = Q - F_{\text{ms}}\cdot d = 120 - 1,8 = 118,2\text{ J}$ (không phải $116\text{ J}$).
Câu 2 (Phần II): Đun nước trong thùng bằng một dây nung nhúng trong nước có công suất $1,2\text{ kW}$. Sau $3\text{ phút}$ nước nóng lên từ $80^\circ\text{C}$ đến $90^\circ\text{C}$. Sau đó người ta rút dây nung ra khỏi nước thì thấy cứ sau mỗi phút nước trong thùng nguội đi $1,5^\circ\text{C}$. Coi rằng nhiệt toả ra môi trường một cách đều đặn. Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của thùng. Biết rằng nhiệt dung riêng của nước là $c = 4200\text{ J/kg.K}$.
Đáp án đúng: a) Đúng — b) Sai — c) Sai — d) Đúng
Giải chi tiết:
- Ý a) Đúng: Dây nung chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng và tỏa nhiệt truyền cho nước.
- Ý b) Sai: Ở điều kiện thường nước sôi ở $100^\circ\text{C}$, trong khoảng từ $80^\circ\text{C}$ đến $90^\circ\text{C}$ nước chưa sôi.
- Ý c) Sai: Vì trong quá trình đun có một phần nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh nên nhiệt lượng dây nung cung cấp lớn hơn nhiệt lượng nước thực sự thu vào để tăng nhiệt độ ($Q_{\text{cung cấp}} = Q_{\text{thu}} + Q_{\text{hao phí}}$).
- Ý d) Đúng:
+ Cứ mỗi phút nước nguội đi $\Delta t_1 = 1,5^\circ\text{C}$ nên nhiệt lượng thất thoát ra môi trường trong mỗi phút là: $q = m c \Delta t_1 = m c \cdot 1,5$.
+ Trong thời gian đun $\tau = 3\text{ phút} = 180\text{ s}$, nhiệt lượng thất thoát ra môi trường là:
$$Q_{\text{hao phí}} = 3 q = 3 \cdot m c \cdot 1,5 = 4,5 m c$$ + Nhiệt lượng dây nung cung cấp trong $3\text{ phút}$ là:
$$Q_{\text{cung cấp}} = P \cdot \tau = 1200 \cdot 180 = 216\,000\text{ J}$$ + Phương trình cân bằng nhiệt trong $3\text{ phút}$ đun nước tăng thêm $\Delta t = 90 - 80 = 10^\circ\text{C}$:
$$Q_{\text{cung cấp}} = Q_{\text{thu}} + Q_{\text{hao phí}} \iff 216\,000 = m c \cdot 10 + 4,5 m c = 14,5 m c$$ $$\Rightarrow m = \dfrac{216\,000}{14,5 \cdot 4200} = \dfrac{216\,000}{60\,900} \approx 3,5468\text{ kg} \approx 3,55\text{ kg}$$
Giải chi tiết:
- Ý a) Đúng: Dây nung chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng và tỏa nhiệt truyền cho nước.
- Ý b) Sai: Ở điều kiện thường nước sôi ở $100^\circ\text{C}$, trong khoảng từ $80^\circ\text{C}$ đến $90^\circ\text{C}$ nước chưa sôi.
- Ý c) Sai: Vì trong quá trình đun có một phần nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh nên nhiệt lượng dây nung cung cấp lớn hơn nhiệt lượng nước thực sự thu vào để tăng nhiệt độ ($Q_{\text{cung cấp}} = Q_{\text{thu}} + Q_{\text{hao phí}}$).
- Ý d) Đúng:
+ Cứ mỗi phút nước nguội đi $\Delta t_1 = 1,5^\circ\text{C}$ nên nhiệt lượng thất thoát ra môi trường trong mỗi phút là: $q = m c \Delta t_1 = m c \cdot 1,5$.
+ Trong thời gian đun $\tau = 3\text{ phút} = 180\text{ s}$, nhiệt lượng thất thoát ra môi trường là:
$$Q_{\text{hao phí}} = 3 q = 3 \cdot m c \cdot 1,5 = 4,5 m c$$ + Nhiệt lượng dây nung cung cấp trong $3\text{ phút}$ là:
$$Q_{\text{cung cấp}} = P \cdot \tau = 1200 \cdot 180 = 216\,000\text{ J}$$ + Phương trình cân bằng nhiệt trong $3\text{ phút}$ đun nước tăng thêm $\Delta t = 90 - 80 = 10^\circ\text{C}$:
$$Q_{\text{cung cấp}} = Q_{\text{thu}} + Q_{\text{hao phí}} \iff 216\,000 = m c \cdot 10 + 4,5 m c = 14,5 m c$$ $$\Rightarrow m = \dfrac{216\,000}{14,5 \cdot 4200} = \dfrac{216\,000}{60\,900} \approx 3,5468\text{ kg} \approx 3,55\text{ kg}$$
PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn (1,0 điểm)
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4 bằng cách nhập kết quả số vào ô trống.
Câu 1 (Phần III): Động cơ nhiệt có hiệu suất là $36\%$. Nếu động cơ thực hiện một công $45\text{ J}$ thì nhiệt lượng đã truyền cho nguồn nóng (nhiệt lượng động cơ nhận từ nguồn nóng) là bao nhiêu Jun? (Lấy kết quả làm tròn đến một chữ số thập phân sau dấu phẩy hoặc số nguyên)
$\text{J}$ (Làm tròn đến 1 chữ số thập phân nếu lẻ)
Đáp án đúng: 125
Giải chi tiết:
Từ công thức hiệu suất của động cơ nhiệt:
$$H = \dfrac{A}{Q_1} \Rightarrow Q_1 = \dfrac{A}{H} = \dfrac{45}{0,36} = 125\text{ J}$$
Giải chi tiết:
Từ công thức hiệu suất của động cơ nhiệt:
$$H = \dfrac{A}{Q_1} \Rightarrow Q_1 = \dfrac{A}{H} = \dfrac{45}{0,36} = 125\text{ J}$$
Câu 2 (Phần III): Dùng một nhiệt kế theo thang đo nhiệt độ Kelvin để đo nhiệt độ của các lò nấu chảy kim loại. Khoảng giá trị nhiệt độ của nhiệt kế có thể đo được từ $400\text{ K}$ đến $1460\text{ K}$. Biết rằng đồng có nhiệt độ nóng chảy là $1084^\circ\text{C}$. Nếu dùng nhiệt kế trên để đo nhiệt độ đồng đang nóng chảy thì giá trị trên nhiệt kế là bao nhiêu Kelvin? (Lấy kết quả phần nguyên)
$\text{K}$ (Chỉ lấy phần nguyên)
Đáp án đúng: 1357
Giải chi tiết:
Nhiệt độ nóng chảy của đồng theo thang Kelvin là:
$$T(\text{K}) = t(^\circ\text{C}) + 273 = 1084 + 273 = 1357\text{ K}$$ Vì $400\text{ K} < 1357\text{ K} < 1460\text{ K}$ (nằm trong giới hạn đo của nhiệt kế) nên giá trị hiển thị trên nhiệt kế là $1357\text{ K}$.
Giải chi tiết:
Nhiệt độ nóng chảy của đồng theo thang Kelvin là:
$$T(\text{K}) = t(^\circ\text{C}) + 273 = 1084 + 273 = 1357\text{ K}$$ Vì $400\text{ K} < 1357\text{ K} < 1460\text{ K}$ (nằm trong giới hạn đo của nhiệt kế) nên giá trị hiển thị trên nhiệt kế là $1357\text{ K}$.
Câu 3 (Phần III): Người ta sử dụng lò để đun nóng chảy $100\text{ g}$ nhôm ở $39^\circ\text{C}$. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là $880\text{ J/kg.K}$. Nhiệt lượng lò cần cung cấp để $100\text{ g}$ nhôm tăng nhiệt độ từ $39^\circ\text{C}$ đến $659^\circ\text{C}$ là bao nhiêu $\text{kJ}$ (kilô Jun), biết $80\%$ nhiệt lượng lò nung dùng để nung nhôm tăng nhiệt độ từ $39^\circ\text{C}$ đến $659^\circ\text{C}$?
$\text{kJ}$ (Lấy đến 1 chữ số thập phân)
Đáp án đúng: 68,2
Giải chi tiết:
- Đổi $m = 100\text{ g} = 0,1\text{ kg}$.
- Nhiệt lượng có ích để đun $0,1\text{ kg}$ nhôm tăng từ $39^\circ\text{C}$ đến $659^\circ\text{C}$ là:
$$Q_{\text{ích}} = m c \Delta t = 0,1 \cdot 880 \cdot (659 - 39) = 88 \cdot 620 = 54\,560\text{ J} = 54,56\text{ kJ}$$ - Vì hiệu suất truyền nhiệt là $H = 80\% = 0,8$, nhiệt lượng toàn phần mà lò cần cung cấp là:
$$Q_{\text{cung cấp}} = \dfrac{Q_{\text{ích}}}{H} = \dfrac{54,56}{0,8} = 68,2\text{ kJ}$$
Giải chi tiết:
- Đổi $m = 100\text{ g} = 0,1\text{ kg}$.
- Nhiệt lượng có ích để đun $0,1\text{ kg}$ nhôm tăng từ $39^\circ\text{C}$ đến $659^\circ\text{C}$ là:
$$Q_{\text{ích}} = m c \Delta t = 0,1 \cdot 880 \cdot (659 - 39) = 88 \cdot 620 = 54\,560\text{ J} = 54,56\text{ kJ}$$ - Vì hiệu suất truyền nhiệt là $H = 80\% = 0,8$, nhiệt lượng toàn phần mà lò cần cung cấp là:
$$Q_{\text{cung cấp}} = \dfrac{Q_{\text{ích}}}{H} = \dfrac{54,56}{0,8} = 68,2\text{ kJ}$$
Câu 4 (Phần III): Cho $400\text{ g}$ nước ở $30^\circ\text{C}$ và $100\text{ g}$ nước đá ở $-10^\circ\text{C}$ vào một cốc nhiệt lý tưởng không trao đổi nhiệt với bên ngoài. Biết nhiệt dung riêng của nước đá là $2,09\text{ kJ/kg.K}$, nhiệt dung riêng của nước là $4,18\text{ kJ/kg.K}$, nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là $334\text{ kJ/kg}$. Nhiệt độ cuối cùng của hệ sau khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu độ C? (Kết quả làm tròn đến 2 chữ số sau dấu phẩy thập phân)
$^\circ\text{C}$ (Làm tròn đến 2 chữ số thập phân)
Đáp án đúng: 7,02
Giải chi tiết:
- Đổi $m_1 = 400\text{ g} = 0,4\text{ kg}$ (nước ở $t_1 = 30^\circ\text{C}$); $m_2 = 100\text{ g} = 0,1\text{ kg}$ (nước đá ở $t_2 = -10^\circ\text{C}$).
- Nhiệt lượng cần để $0,1\text{ kg}$ nước đá tăng từ $-10^\circ\text{C}$ lên $0^\circ\text{C}$ và nóng chảy hoàn toàn ở $0^\circ\text{C}$:
$$Q_{\text{đá}\to 0} = m_2 c_{\text{đá}} (0 - (-10)) + m_2 \lambda = 0,1 \cdot 2,09 \cdot 10 + 0,1 \cdot 334 = 2,09 + 33,4 = 35,49\text{ kJ}$$ - Nhiệt lượng tối đa mà $0,4\text{ kg}$ nước ở $30^\circ\text{C}$ tỏa ra khi hạ xuống $0^\circ\text{C}$:
$$Q_{\text{nước}\to 0} = m_1 c_{\text{nước}} (30 - 0) = 0,4 \cdot 4,18 \cdot 30 = 50,16\text{ kJ}$$ - Vì $Q_{\text{nước}\to 0} > Q_{\text{đá}\to 0}$ nên nước đá tan hết và nhiệt độ cân bằng của hệ là $t > 0^\circ\text{C}$.
- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
$$Q_{\text{tỏa}} = Q_{\text{thu}} \iff m_1 c_{\text{nước}} (30 - t) = Q_{\text{đá}\to 0} + m_2 c_{\text{nước}} (t - 0)$$ $$\iff 0,4 \cdot 4,18 \cdot (30 - t) = 35,49 + 0,1 \cdot 4,18 \cdot t$$ $$\iff 50,16 - 1,672 t = 35,49 + 0,418 t$$ $$\iff 2,09 t = 14,67 \Rightarrow t = \dfrac{14,67}{2,09} \approx 7,0191^\circ\text{C} \approx 7,02^\circ\text{C}$$
Giải chi tiết:
- Đổi $m_1 = 400\text{ g} = 0,4\text{ kg}$ (nước ở $t_1 = 30^\circ\text{C}$); $m_2 = 100\text{ g} = 0,1\text{ kg}$ (nước đá ở $t_2 = -10^\circ\text{C}$).
- Nhiệt lượng cần để $0,1\text{ kg}$ nước đá tăng từ $-10^\circ\text{C}$ lên $0^\circ\text{C}$ và nóng chảy hoàn toàn ở $0^\circ\text{C}$:
$$Q_{\text{đá}\to 0} = m_2 c_{\text{đá}} (0 - (-10)) + m_2 \lambda = 0,1 \cdot 2,09 \cdot 10 + 0,1 \cdot 334 = 2,09 + 33,4 = 35,49\text{ kJ}$$ - Nhiệt lượng tối đa mà $0,4\text{ kg}$ nước ở $30^\circ\text{C}$ tỏa ra khi hạ xuống $0^\circ\text{C}$:
$$Q_{\text{nước}\to 0} = m_1 c_{\text{nước}} (30 - 0) = 0,4 \cdot 4,18 \cdot 30 = 50,16\text{ kJ}$$ - Vì $Q_{\text{nước}\to 0} > Q_{\text{đá}\to 0}$ nên nước đá tan hết và nhiệt độ cân bằng của hệ là $t > 0^\circ\text{C}$.
- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
$$Q_{\text{tỏa}} = Q_{\text{thu}} \iff m_1 c_{\text{nước}} (30 - t) = Q_{\text{đá}\to 0} + m_2 c_{\text{nước}} (t - 0)$$ $$\iff 0,4 \cdot 4,18 \cdot (30 - t) = 35,49 + 0,1 \cdot 4,18 \cdot t$$ $$\iff 50,16 - 1,672 t = 35,49 + 0,418 t$$ $$\iff 2,09 t = 14,67 \Rightarrow t = \dfrac{14,67}{2,09} \approx 7,0191^\circ\text{C} \approx 7,02^\circ\text{C}$$
