Những hằng số, nguyên tắc sau đây sử dụng chung cho toàn đề:

Cho biết chuyển đổi đơn vị $K = °C + 273,15$; hằng số khí lí tưởng $R = 0,082 atm.l/(K.mol)$ hoặc $8,31 J/(mol.K)$; hằng số Boltzmann $k = 1,38.10^{-23} J/K$; số Avogadro $N_A = 6,02.10^{23} hạt/mol$; $1 eV = 1,6.10^{-19} J$; $1 atm = 1,013.10^5 Pa$; $1 amu = 1,66055.10^{-27} kg$.

PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn.

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

Câu 1. Chuyển động nhiệt và sự tương tác giữa của các phân tử cấu tạo nên vật tạo thành một dạng năng lượng bên trong vật. Dạng năng lượng đó là

A. thế năng.

B. động năng.

C. nhiệt năng.

D. nội năng.

Câu 2. Thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá tính khiết được bố trí như hình. Nếu không có watt kế thì có thể thay thế bằng

A. chỉ cần một đồng hồ đo dạ năng.

B. volt kế và điện kế.

C. volt kế và ampere kế.

D. điện kế và ampere kế.

Câu 3. Khi nội năng của hệ là nhỏ nhất và bằng thể năng tương tác thì ta có thể khẳng định

A. hệ có nhiệt độ bằng phúc độ tuyệt đối.

B. hệ có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ tuyệt đối.

C. hệ có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ không tuyệt đối.

D. hệ có nhiệt độ bằng nhiệt độ không tuyệt đối.

Câu 4. Một phân tử khí hydrogen có khối lượng $2 amu$ ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ $0°C$). Căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ của phân tử được gọi là tốc độ căn quân phương. Tốc độ căn quân phương của phân tử (lấy phần nguyên) bằng

A. $1766 m/s$.

B. $1844 m/s$.

C. $1845 m/s$.

D. $1854 m/s$.

Câu 5. Cho biết không khí có áp suất bằng $1 atm$. Căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ của phân tử khí bằng $485,4 m/s$. Khối lượng riêng của khí gần bằng

A. $0,43 kg/cm^3$.

B. $1,29 kg/cm^3$.

C. $1,29 g/l$.

D. $0,43 g/l$.

Câu 6. Ở cùng một nhiệt độ, trung bình bình phương tốc độ chuyển động của phân tử Helium và Oxygen hơn kém nhau $8$ lần. Biết khối lượng mol của Helium và Oxygen lần lượt là $4 g/mol$ và $32 g/mol$. Tỉ số động năng tịnh tiến trung bình của phân tử Oxygen và Helium bằng

A. $8$.

B. $4$.

C. $2$.

D. $1$.

Câu 7. Cơ xát một thanh kim loại bằng một công có độ lớn bằng $120 J$. Biết rằng $75%$ công mà thanh kim loại nhận được làm thay đổi nội năng của nó. Khi đó nội năng của thanh kim loại

A. tăng thêm $90 J$.

B. giảm đi $120 J$.

C. tăng thêm $120 J$.

D. giảm đi $90 J$.

Câu 8. Chọn phát biểu đúng.

A. Chất lỏng có nhiệt hóa hơi riêng càng lớn thì ở nhiệt độ sôi càn cung cấp năng lượng càng lớn để $1 kg$ chất lỏng hóa hơi hoàn toàn.

B. Chất lỏng có nhiệt độ sôi càng cao thì nhiệt hóa hơi riêng càng nhỏ và năng lượng để hóa hơi càng nhỏ.

C. Chất lỏng có nhiệt hóa hơi riêng càng nhỏ thì ở nhiệt độ sôi cần cung cấp năng lượng càng lớn để $1 kg$ chất lỏng hóa hơi hoàn toàn.

D. Chất lỏng có nhiệt độ sôi càng cao thì nhiệt hóa hơi riêng càng lớn và năng lượng để hóa hơi càng lớn.

Câu 9. Chọn phát biểu đúng về sự chuyển thể.

A. Sự hóa hơi xảy ra ở một nhiệt độ nhất định không phụ thuộc vào áp suất mặt thoáng gọi là sự sôi.

B. Sự chuyển từ thể hơi sang thể lỏng gọi là sự hóa hơi.

C. Sự chuyển từ thể lỏng sang thể khí ở bất kì nhiệt độ nào gọi là sự bay hơi.

D. Sự chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự đông đặc.

Câu 10. Khi vật chất tồn tại ở thể rắn, thể lỏng và thể khí sẽ có đặc điểm chung là

A. các phân tử luôn chuyển động không ngừng, chuyển động này gọi là chuyển động nhiệt.

B. các phân tử có thể được xem là chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm.

C. khoảng cách giữa các phân tử rất xa, gấp hàng chục lần kích thước phân tử.

D. lực tương tác giữa các phân tử rất mạnh nên các chất có thể tích và hình dạng riêng xác định.

Câu 11. Trong quá trình biến đổi trạng thái của một khối khí, nội năng của khối khí giảm khi được đun nóng. Khi đó có thể khẳng định

A. khí thực hiện công và truyền nhiệt.

B. khí thực hiện công với $|A| < Q$.

C. khí thực hiện công với $|A| = Q$.

D. khí thực hiện công với $|A| > Q$.

Câu 12. Cho biết chì có nhiệt độ nóng chảy ở $327°C$ và có nhiệt nóng chảy riêng bằng $0,25.10^5 J/kg$. Để làm nóng chảy hoàn toàn $1 kg$ chì thì cần cung cấp năng lượng bằng

A. $0,25.10^5 J$ ở $53,85 K$.

B. $2,5.10^4 J$ ở nhiệt độ $600,15 K$.

C. $0,25.10^5 J$ ở $327 K$.

D. $25 kJ$ ở nhiệt độ bất kì.

Câu 13. Nhiệt dung riêng của một chất phụ thuộc vào

A. nhiệt lượng cung cấp để chất đó tăng thêm $1 K$.

B. độ biến thiên nhiệt độ của vật làm bằng chất đó.

C. khối lượng của vật làm bằng chất đó.

D. bản chất của chất đó.

Câu 14. Một khối khí lí tưởng có nhiệt độ tăng thêm $100°C$ thì động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí sẽ

A. tăng đến giá trị xấp xỉ $0,048 eV$.

B. tăng thêm xấp xỉ $0,013 eV$.

C. tăng thêm xấp xỉ $0,048 eV$.

D. tăng đến giá trị xấp xỉ $0,013 eV$.

Câu 15. Chọn phát biểu không đúng.

A. Rượu bay hơi gặp lạnh sẽ ngưng tụ lại thành chất lỏng.

B. Nước bay hơi từ sông suối, gặp lạnh đông đặc lại tao thành tuyết rơi xuống.

C. Nước đặt trong ngăn đá tủ lạnh sau thời gian sẽ đông đặc tao thành nước đá.

D. Khi núi lửa hoạt động, đất đá trong lòng núi lửa nóng chảy trở thành dung nham.

Câu 16. Khi sử dụng bàn ủi hơi nước để ủi quần áo vải lạnh thì cần điều chỉnh nhiệt độ lên đến $240°C$. Khi cho nước ở điều kiện nhiệt độ phòng $25°C$ vào bàn ủi thì thấy sau thời gian $20 s$ thì đạt được nhiệt độ mong muốn. Nếu xét trong thang nhiệt độ Kelvin, độ tăng nhiệt độ trung bình trong mỗi giây (làm tròn đến $2$ chữ số thập phân) bằng

A. $13,25 K/s$.

B. $10,75 K/s$.

C. $20,41 K/s$.

D. $26,91 K/s$.

Câu 17. Khi đun nóng một hệ là khí đựng trong cylinder, thể tích khí được giữ không đổi. Khi đó

A. khí nhận nhiệt lượng và sinh công, nội năng của khí không đổi.

B. khí nhận nhiệt lượng, nội năng của khí giảm.

C. khí nhận nhiệt lượng, nội năng của khí tăng.

D. khí truyền nhiệt lượng, nội năng của khí giảm.

Câu 18. Chất khí được cấu tạo từ các phân tử

A. dao động hỗn loạn quanh một vị trí nhất định gọi là vị trí cân bằng.

B. có khối lượng đáng kể và chuyển động hỗn loạn quanh một vị trí có thể di chuyển được.

C. có kích thước rất lớn so với khoảng cách giữa chúng.

D. có lực tương tác không đáng kể nên chất khí chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa.

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai.

Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 3. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Câu 1. Xét $5 g$ khí lí tưởng đang có áp suất $1 atm$ nhiệt độ $27°C$ đựng trong một cylinder kín bởi một piston có thể di chuyển được. Thể tích ban đầu của cylinder bằng $3 lit$. Biến đổi trạng thái qua hai quá trình liên tiếp:

• Quá trình 1: trạng thái (1) sang trạng thái (2) dãn nở đẳng nhiệt, áp suất biến thiên một lượng $0,4 atm$.
• Quá trình 2: từ trạng thái (2) sang trạng thái (3) nung nóng đẳng áp, thể tích tăng thêm $1,5 lần$.

a) Số phân tử trong cylinder bằng $7,53.10^{22} hạt$, kết quả hệ số đã làm tròn đến $2$ chữ số thập phân.

b) Nhiệt độ khí ở trạng thái (3) bằng $750,4°C$, kết quả đã làm tròn đến hàng phần mười.

c) Trong quá trình 1, nội năng của khí không đổi vì không thay đổi nhiệt độ.

d) So với trạng thái (1), khí chất khí ở trạng thái (2) có khối lượng riêng giảm đi $0,7 kg/m^3$, kết quả đã làm tròn đến $1$ chữ số thập phân.

Câu 2. Một bình khí nén (coi gần đúng khí lí tưởng) có dung tích $8 l$ chứa khí có áp suất $8,5 atm$ ở nhiệt độ $27°C$. Khối lượng tổng cộng của bình và khí là $1,52 kg$. Mở khóa bình để một phần khí thoát ra ngoài khối lượng bình và khí còn lại bằng $1,48 kg$ khi đó áp suất giảm đi $2$ lần.

a) Xả khí chậm, nhiệt độ khí trong bình coi như không đổi, quá trình biến đổi trạng thái của khí tuân theo định luật Boyle về quá trình đẳng nhiệt.

b) Xả khí chậm, nhiệt độ khí trong bình coi như không đổi, khí áp suất giảm đi $3$ lần đã có $60 g$ khí thoát ra ngoài.

c) Khi bình có áp suất $4,25 atm$, nhiệt độ khí vẫn chưa thay đổi, mật độ phân tử khí trong bình giảm so với khí trong bình ban đầu.

d) Xả khí nhanh đến khi áp suất trong bình có cùng áp suất khí quyển $1 atm$ và nhiệt độ $25°C$ thì khối lượng khí còn lại trong bình là $9,74 g$, kết quả đã làm tròn đến hàng phần trăm.

Câu 3. Một xe tải đi trên đường cao tốc từ buổi sáng khi nhiệt độ môi trường là $20°C$, áp suất trong lốp là $3.10^5 Pa$. Sau $4 h$ đi chuyển, buổi trưa nhiệt độ môi trường là $37°C$, coi thể tích lốp xe không đổi và khí không thoát ra ngoài. Coi khí trong lốp xe có cùng nhiệt độ môi trường và không thay đổi do chuyển động của xe.

a) Lốp xe chịu áp suất chất khí do các phân tử khí va chạm vào thành vá áp suất này càng tăng dần từ buổi sáng đến buổi trưa.

b) Quá trình biến đổi trạng thái của khí trong lốp xe từ sáng đến trưa là quá trình đẳng tích.

c) Áp suất khí trong lốp xe tỉ lệ thuận với nhiệt độ.

d) Ở nhiệt độ $37°C$, khối lượng riêng khí là $1,49 kg/m^3$ thì trung bình của bình phương tốc độ của các phân tử khí gần bằng $799 m/s$.

PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn.

Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 5.

Câu 1. Một phân tử khí chuyển động với động năng tịnh tiến trung bình là $W_d$, khi nhiệt độ của khí tăng lên từ $27°C$ đến $100°C$ thì động năng tịnh tiến trung bình tăng lên bao nhiêu lần? Kết quả làm tròn đến hàng phần trăm.

Câu 2. Một lượng khí có số phân tử bằng $6,02.10^{22} hạt$ được giữ trong một bình có thể tích $10 lit$. Mỗi phân tử khí có động năng tịnh tiến trung bình bằng $6,21.10^{-21} J$. Tính áp suất của không khí theo đơn vị $atm$, kết quả làm tròn đến hai chữ số thập phân.

Câu 3. Ban đầu, khối khí có thể tích $5 lit$ đựng trong cylinder kín có piston có thể dịch chuyển, nhiệt độ $25°C$ và áp suất $1,2 atm$. Sau quá trình biến đổi trạng thái, áp suất của khí bằng $1,5 atm$, nhiệt độ $50°C$. Tìm thể tích khối khí lúc sau theo đơn vị $lit$, kết quả làm tròn đến hàng phần mười.

Câu 4. Một lượng khí được chứa trong một túi khí dẫn hơi có thể tích $100 lit$ ở áp suất $10 atm$ và đang ở nhiệt độ phòng $25°C$. Khi túi khí được đưa ra ngoài nắng nóng có nhiệt độ cao hơn trong phòng $12°C$. Túi khí nở ra có thể tích biến đổi một lượng $3 lit$. Coi nhiệt độ của khí bằng nhiệt độ môi trường. Áp suất của chất khí tăng thêm bao nhiêu $%$, kết quả làm tròn đến hàng đơn vị.

Câu 5. Hình bên mô tả kết quả thực hành đo nhiệt hóa hơi riêng của nước ở nhiệt độ sôi. Biết rằng sau khi nước sôi $40 s$ thì bắt đầu quan sát và ghi số liệu. Biết rằng đây đun nước được sử dụng có công suất $1500 W$. Sử dụng kết quả từ lúc bắt đầu ghi số liệu đến giây thứ $120$, tìm nhiệt hóa hơi riêng của nước theo đơn vị $MJ/kg$, kết quả làm tròn đến hàng phần mười.

Đáp Án

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