Cho các hằng số sau: hằng số khí lý tưởng $R= 8,31J/(mol.K)$, hằng số Boltzman: $k= 1,38.10^{-23} J/K$, hằng số Avogadro $N_A = 6,02.10^{23} mol^{-1}$.
PHẦN I: Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn ( 4,5 điểm)
Học sinh trả lời từ câu 1 đến câu 18. Mỗi câu hỏi học sinh chỉ chọn một phương án.
Câu 1: Sự ngưng tụ là sự chuyển từ:
A. Thể lỏng sang thể rắn.
B. Thể rắn sang thể lỏng.
C. Thể lỏng sang thể hơi.
D. Thể hơi sang thể lỏng.
Câu 2: Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể khí gọi là quá trình:
A. Thăng hoa.
B. Nóng chay.
C. Ngưng tụ.
D. Đông đặc.
Câu 3: Nhiệt độ của khí càng cao thì tốc độ chuyển động hỗn loạn của các phân tử khí sẽ:
A. Giảm.
B. Tăng.
C. Không đổi.
D. Giảm rồi tăng
Câu 4: Trong các tình chất sau, tính chất nào không phải của chất khí?
A. Có hình dạng cố định.
B. Chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa.
C. Tác dụng lực lên mọi phần diện tích bình chứa.
D. Có tính dễ nén.
Câu 5: Hệ thức nào sau đây là của định luật Boyle cho quá trình đẳng nhiệt của một khối khí lý tưởng?
A. $p_1V_2 = p_2V_1$.
B. $\frac{p}{V} =$ hằng số.
C. $pV =$ hằng số.
D. $\frac{V}{p} =$ hằng số.
Câu 6: Đồ thị nào sau đây phù hợp với quá trình đẳng áp?
A. (a).
B. (b).
C. (c).
D. (d).
Câu 7: Công thức nào sau đây là phù hợp với quá trình đẳng áp?
A. $\frac{p}{T} = const$.
B. $pV = const$.
C. $\frac{V}{T} = const$.
D. $\frac{pV}{T} = const$.
Câu 8: Công thức liên hệ giữa hằng số Boltzmann $k$ với số Avogadro $N_A$ và hằng số khí lí tưởng $R$ là
A. $k=N_AR$.
B. $k=N_AR^2$.
C. $k=R/N_A$.
D. $k=N_A/R$.
Câu 9: Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí lý tưởng được xác định bằng hệ thức:
A. $\overline{W_d} = \frac{3}{2}kT$.
B. $\overline{W_d} = \frac{1}{2}kT$.
C. $\overline{W_d} = \frac{2}{3}kT$.
D. $\overline{W_d} = 2kT$.
Câu 10: Nhiệt độ của một khối khí lý tưởng để động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí đó bằng $6,9.10^{-19} J$ là bao nhiều? Cho hằng số Boltzmann $k = 1,38.10^{-21} J/K$.
A. 5763 K.
B. 7729,5 K.
C. 2227 K.
D. 4928 K.
Câu 11: Nếu một vật có nhiệt độ $25°C$, nhiệt độ này tương đương bao nhiêu độ Kelvin?(lấy phần nguyên)
A. 298K
B. 273K
C. 250K
D. 300K
Câu 12: Nhiệt dung riêng của đồng là $380 J/(kg.K)$, điều này cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho
A. 1 g đồng nóng lên thêm $1°C$ là $380 J$.
B. 2 g đồng nóng lên thêm $1°C$ là $380 J$.
C. 1 kg đồng nóng lên thêm $1°C$ là $380 J$.
D. 1 kg đồng nóng lên thêm $2°C$ là $380 J$.
Câu 13: Một khối khí lí tưởng xác định có áp suất $1 atm$ được làm tăng áp suất đến $4 atm$ ở nhiệt độ không đổi thì thể tích biến đổi một lượng $3 lit$. Thể tích ban đầu của khối khí đó là:
A. 4 lit
B. 8 lit
C. 12 lit
D. 16 lit
Câu 14: Nén $10 lit$ khí ở nhiệt độ $27°C$ để cho thể tích của nó chỉ còn $4 lit$, vì nén nhanh khí bị nóng lên đến $57°C$. Áp suất chất khí tăng lên
A. 2,53 lần.
B. 2,78 lần.
C. 4,55 lần.
D. 2,75 lần.
Câu 15: Một lượng khí xác định biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (3) bằng hai đẳng quá trình: đẳng quá trình $(1) \to (2)$, đẳng quá trình $(2) \to (3)$ như hình vẽ. Biết nhiệt độ của chất khí ở trạng thái (1) là $T_1 = 200 K$. Nhiệt độ của chất khí ở trạng thái (3) bằng bao nhiêu?
A. 200 K.
B. 400 K.
C. 600 K.
D. 300 K.
Câu 16: Cho đồ thị biến đổi trạng thái của một khối khí trong hệ tọa độ $V – T$ như hình vẽ bên. Đồ thị nào dưới đây biểu diễn đúng quá trình biến đổi trạng thái của khối khí này trong hệ tọa độ $p – T$?
A. (a).
B. (b).
C. (c).
D. (d).
Câu 17: Một lò nướng có công suất $1900 W$, dùng lò này để làm nóng khối nhôm có khối lượng $400 g$. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là $880 J/(kg.K)$ và toàn bộ năng lượng cung cấp từ lò này dùng để nưng khối nhôm. Thời gian để nưng khối nhôm từ $25°C$ đến $120°C$ là
A. 82,1 s.
B. 17,6 s.
C. 15,8 s.
D. 35,2s
Câu 18: Thả đồng thời $0,2kg$ sắt ở $15°C$ và $450g$ đồng ở nhiệt độ $25°C$ vào $150g$ nước ở nhiệt độ $80°C$. Biết rằng sự hao phí nhiệt vì môi trường là không đáng kể và nhiệt dung riêng của sắt, đồng, nước lần lượt bằng $460 J/kg.K$, $400 J/kg.K$ và $4200 J/kg.K$. Khi cân bằng, nhiệt độ của hệ là
A. $40°C$
B. $62,4°C$
C. $65°C$
D. $23°C$
PHẦN II: Câu trắc nghiệm dạng đúng sai (4 điểm) Học sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, học sinh chọn đúng hoặc sai
Câu 1: Một lượng khí chứa trong bình kín có thể tích $1,50 m^3$, nhiệt độ là $3,0°C$ và áp suất là $3,42.10^5 Pa$. Cho hằng số khí lý tưởng $R= 8,31J/(mol.K)$, hằng số Boltzman: $k= 1,38.10^{-23} J/K$.
A. Các phân tử khí trong bình chuyển động liên tục và va chạm với thành bình gây ra áp suất lên thành bình.
B. Theo thông tin trên, tính được trong bình có 194 mol khí.
C. Khi làm tăng nhiệt độ khối khí đến nhiệt độ là $42^0C$, thể tích khí là $1,50 m^3$, thì áp suất trong bình là $4,2.10^5 Pa$.
D. Khi tăng nhiệt độ từ $3^0C$ đến $42^0C$, độ tăng động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí là $7,3.10^{-21} J$.
Câu 2: Trong các phát biểu sau đây về một lượng khí lí tưởng xác định, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai? Cho hằng số khí lý tưởng $R= 8,31J/(mol.K)$, hằng số Boltzman: $k= 1,38.10^{-23} J/K$.
A. Áp suất của khí tăng lên bằng cách làm tăng nhiệt độ ở thể tích không đổi, trong tung động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí đã tăng theo sự tăng nhiệt độ.
B. Khí giữ nhiệt độ không đổi, dù thể tích tăng, áp suất giảm nhưng động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử vẫn không thay đổi.
C. Khi tốc độ của mỗi phân tử tăng lên gấp đôi, áp suất cũng tăng lên gấp đôi.
D. Nếu áp suất của khối khí lí tưởng là $2,00 MPa$, số phân tử khí trong $1,00 cm^3$ là $4,84.10^{20}$ thì nhiệt độ khối khí là $305K$.
Câu 3: Người ta thực hiện công $100 J$ để nén khí trong một xilanh. Khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng $20 J$. Theo nội dung và quy ước dấu của định lý 1 nhiệt động lực học, các phát biểu sau là đúng hay sai
A. Người ta thực hiện công lên khối khí nên khối khí nhận công.
B. Do khối khí nhận công nên $A < 0$ và có giá trị là $-100 J$.
C. Khối khí truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài nên $Q < 0$ và có giá trị là $-20 J$.
D. Độ biến thiên nội năng của khí có giá trị là $-80 J$.
Câu 4: Sự biến đổi trạng thái của 1 khối khí lí tưởng được mô tả như hình vẽ. Biết $V_1 = 3lit$; $V_3 = 6lit$.
A.
Trạng thái $(1) \to (2)$ là đẳng tích Trạng thái $(2) \to (3)$ là đẳng nhiệt Trạng thái $(3) \to (1)$ là đẳng áp
B. Các thông số của khối khí ở trạng thái 1 là $p_1 = 1 at, V_1 = 3 lit, T_1 = 200K$
C. Các thông số của khối khí ở trạng thái 2 là $p_2 = 2 at, V_2 = 6 lit, T_2 = 600K$
D. Các thông số của khối khí ở trạng thái 3 là $p_3 = 1 at, V_3 = 6 lit, T_3 = 600K$
PHẦN III: Câu trả lời ngắn : (1,5 điểm) Học sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6
Câu 1: Một ấm nước bằng kim loại có khối lượng $300 g$ và chứa $2 lit$ nước. Khi nhận được nhiệt lượng $517,44 kJ$, nhiệt độ của ấm và nước tăng từ $20°C$ lên $80°C$. Biết nhiệt dung riêng của nước là $4180 J/(kg.K)$, khối lượng riêng của nước là $1000 kg/m^3$. Nhiệt dung riêng của kim loại làm ấm bằng bao nhiêu $J/(kg.K)$. (Kết quả lấy phần nguyên).
Câu 2: Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí Hydrogen ở $T(K)$ là $5,8581.10^{-21}J$. Cho hằng số Boltzmann: $k= 1,38.10^{-23} J/K$. Hỏi nhiệt độ tuyệt đối $T$ là bao nhiêu $K$ ? (Kết quả lấy phần nguyên).
Câu 3: Trong xi lanh đóng cơ đốt trong có $2 dm^3$ hỗn hợp khí ở áp suất $1 atm$ và nhiệt độ $27 °C$. Pittông nén xuống làm thể tích hỗn hợp giảm bớt $1,8 dm^3$ và áp suất tăng lên thêm $14 atm$. Nhiệt độ tuyệt đối của hỗn hợp khí sau khi nén bằng bao nhiêu $(K)$ ? (Kết quả lấy phần nguyên).
Câu 4: Một khí chứa trong một bình dung tích $3 lit$ có áp suất $200 kPa$ và nhiệt độ $289K$ có khối lượng $11 g$. Cho hằng số khí lý tưởng $R=8,31J/mol.K$. Khối lượng mol của khí ấy bằng bao nhiêu $(g/mol)$? (Kết quả lấy phần nguyên).
Câu 5: Một khối khí lí tưởng ở nhiệt độ $47°C$ được nung nóng đến khi áp suất tăng lên $3$ lần và thể tích giảm $2$ lần. Xác định nhiệt độ của khối khí sau khi nung theo độ $K$. (Kết quả lấy phần nguyên).
Câu 6: Một lượng khí Hidrô đựng trong bình ở áp suất $3atm$, nhiệt độ $27^0C$. Đun nóng khí đến $127^0C$. Do bình bị nén $\frac{3}{4}$ lượng khí thoát ra, áp suất khí trong bình bây giờ là bao nhiêu $atm$ ? (Kết quả lấy phần nguyên).
Thầy Phạm Trần Quốc Anh
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Vật Lý THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Vật lý, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Lê Quí Đôn