PHẦN I. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 12. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

(18 câu)
Câu 1

Hình dưới đây là ảnh chụp một trận núi lửa phun trào tại Iceland. Dòng dung nham nóng đỏ phun ra từ miệng núi lửa, chảy xuống dưới và sau vài giờ biến thành lớp đá bazan màu đen. Theo mô hình động học phân tử, quá trình dung nham chuyển thành đá phù hợp với mô tả nào sau đây?

Vật lí 12, núi lửa

Các phân tử dung nham có động năng giảm dần tới không và thế năng tương tác không đổi.
Các phân tử dung nham có động năng không đổi và thế năng tương tác tăng dần.
Các phân tử dung nham có động năng giảm về cực tiểu còn thế năng đạt đến giá trị cực đại.
Các phân tử dung nham có động năng và thế năng đều giảm dần về cực tiểu.
Câu 2

Hình vẽ dưới đây mô tả các dụng cụ được sử dụng để xác định nhiệt hoá hơi của nước: 1 - Nhiệt lượng kế có vỏ cách nhiệt, bên trong chứa nước, dây điện trở để đun nước và nhiệt kế; 2 - Watt kế có tích hợp đo thời gian; 3 - Biến áp nguồn; 4 - Cân điện tử hiện số. Ngoài ra, dụng cụ cần sử dụng thêm trong thí nghiệm là

Vật lí 12, dụng cụ thí nghiệm đo nhiệt hóa hơi riêng

ampe kế để đo cường độ dòng điện qua dây điện trở.
dây nối điện để đưa dòng điện vào dây điện trở.
vôn kế để xác định hiệu điện thế trên dây điện trở.
ống đong thủy tinh để xác định thể tích nước.
Câu 3

Khi đang đo nhiệt độ cho học sinh bằng nhiệt kế thủy ngân, một học sinh sơ ý làm rơi và làm vỡ nhiệt kế. Các giọt thủy ngân nhỏ li ti lăn trên mặt bàn. Cách xử lí nào là đúng để đảm bảo an toàn?

Dùng khăn khô lau sạch và tiếp tục sử dụng bàn.
Dùng tay nhặt từng giọt thủy ngân cho vào thùng rác.
Dùng máy sấy thổi để gom thủy ngân vào một chỗ.
Dùng giấy cứng gom các giọt thủy ngân và cho vào lọ thủy tinh đậy kín.
Câu 4

Một nồi hấp y tế chứa đầy không khí ở nhiệt độ 20 oC và áp suất 105 Pa. Nắp nồi được khóa bằng một van an toàn có trọng lượng 3,2 N, tiết diện của van là 0,8 cm2. Nhiệt độ lớn nhất của không khí trong nồi để van an toàn chưa bị nâng lên là

151 oC.
137,2 oC.
142 oC.
115,5 oC.
Câu 5

Bảng dưới đây cho biết nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của bốn chất khác nhau. Trong bốn chất này, chất nào có lực tương tác giữa các phân tử được xem là yếu nhất?

Chất

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

Nhiệt độ sôi (oC)

1

-220

-180

2

-6

55

3

92

895

4

1082

2550

Chất 1.
Chất 3.
Chất 4.
Chất 2.
Câu 6

Hình dưới đây mô tả sự sắp xếp của các phần tử bên trong thủy tinh (chất rắn vô định hình) và thạch anh (chất rắn kết tinh). Sự khác biệt về cấu trúc này dẫn đến những tính chất vật lí khác nhau. Phát biểu nào sau đây là sai khi so sánh cấu trúc và tính chất của hai loại chất rắn này?

Vật lí 12, thủy tinh, thạch anh

Các phần tử trong thủy tinh không sắp xếp theo trật tự tuần hoàn, lặp lại như trong tinh thể thạch anh.
Ở cùng một nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy, độ nhớt của thủy tinh lớn hơn rất nhiều so với chất lỏng thông thường.
Thạch anh có nhiệt độ nóng chảy xác định còn thủy tinh thì không.
Khi nung nóng, động năng trung bình của mỗi phần tử trong thủy tinh tăng nhanh hơn thạch anh, do đó chúng chảy mềm trước.
Câu 7

Trong hai bình khí A và B chứa hai loại khí khác nhau. Bình A chứa khí X có phân tử khối lớn hơn, bình B chứa khí Y có phân tử khối nhỏ hơn. Ban đầu cả hai bình đều ở cùng nhiệt độ T0T_{0}. Sau đó, bình A được nung nóng thêm ΔT\Delta T, còn bình B được nén đẳng nhiệt làm áp suất tăng gấp đôi. Kết luận nào sau đây là đúng nhất về động năng trung bình của các phân tử trong hai bình trên sau tác động?

Không thể kết luận vì phân tử khối khác nhau.
Động năng phân tử trong bình B lớn hơn bình A.
Động năng phân tử hai bình bằng nhau.
Động năng phân tử trong bình A lớn hơn bình B.
Câu 8

Một phương án thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của chất lỏng được đề xuất như sau: Chất lỏng 1 có khối lượng m1m_1 đã biết nhiệt dung riêng c1c_1 ở nhiệt độ t1t_1 đem trộn với chất lỏng 2 chưa biết nhiệt dung riêng, có khối lượng m2m_2 ở nhiệt độ t2t_2 (t2<t1t_2\lt t_1) và đo được nhiệt độ cân bằng là tt. Nếu bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường thì sẽ có giá trị được tính theo biểu thức là

m1c1(t1t)m2(tt2)\dfrac{m_1c_1(t_1-t)}{m_2(t-t_2)}.
(m1m2)c1(t1t2)tt2\dfrac{(m_1-m_2)c_1(t_1-t_2)}{t-t_2}.
m2(tt2)m1c1(t1t2)\dfrac{m_2(t-t_2)}{m_1c_1(t_1-t_2)}.
m2(t2t)m1c1(tt1)\dfrac{m_2(t_2-t)}{m_1c_1(t-t_1)}.
Câu 9

Hiện tượng nào dưới đây không phải là biểu hiện sự bay hơi của chất lỏng?

Hơi nước bám thành giọt trên mặt kính cửa sổ vào buổi sáng lạnh.
Người ta làm mát bằng cách đổ nước lên nền nhà rồi để nước tự bốc hơi.
Quần áo phơi ngoài trời khô dần sau vài giờ.
Nước biển để lâu trong bát bị cạn dần và để lại muối.
Câu 10

Một lượng khí lí tưởng thực hiện quá trình biến đổi trạng thái theo sơ đồ trong hình.

VL12, đồ thị

Áp suất và nhiệt độ của khối khí tại trạng thái (3) là

p0p_0; 2V02V_0; T0T_0.
p0p_0; V0V_0; 2T02T_0.
2p02p_0; 2V02V_0; 2T02T_0.
p0p_0; 2V02V_0; 2T02T_0.
Câu 11

Hai bình kín có cùng thể tích và chứa cùng số mol khí lí tưởng. Biết rằng trung bình của các bình phương tốc độ của các phân tử khí trong hai bình là như nhau, khối lượng phân tử khí trong bình A gấp 3 lần khối lượng phân tử khí trong bình B. Phát biểu nào dưới đây là đúng khi so sánh áp suất khí trong bình A với áp suất khí trong bình B?

pB=3pAp_{B}=3p_{A}.
pB=9pAp_{B}=9p_{A}.
pA=3pBp_{A}=3p_{B}.
pB=pAp_{B}=p_{A}.
Câu 12

Trong một phòng thí nghiệm khí tượng, các kĩ sư đang nghiên cứu sự truyền âm trong khí nitrogen tinh khiết. Họ đặt một ống dài chứa đầy khí N2 và điều chỉnh nhiệt độ của khí trong ống bằng hệ thống làm lạnh. Người ta tìm cách chọn nhiệt độ sao cho căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ của các phân tử N2 đúng gần bằng vận tốc âm thanh trong không khí ở điều kiện thường, xấp xỉ 340340 m/s. Biết nitrogen là khí lí tưởng, khối lượng mol của N2MN2=28M_{N_2}=28 g/mol, hằng số khí lí tưởng R=8,31R=8,31 J/kg.K. Nhiệt độ cần đặt cho khí N2 trong ống xấp xỉ là

130130 K.
100100 K.
120120 K.
110110 K.
Câu 13

Một phân tử khí lí tưởng chuyển động trong một bình hình trụ có chiều dài L=0,5L=0,5 m và bán kính đáy r=0,05r=0,05 m. Phân tử này chuyển động hỗn loạn, biết rằng trong mỗi giây, nó thực hiện được 12001200 chu trình chuyển động dọc (mỗi chu trình tương ứng 2 lần va chạm với 2 mặt đáy của bình) và 18001800 lần va chạm với thành trụ (mặt xung quanh). Giả sử mỗi khi va chạm với thành bình, phân tử bật ngược lại với độ lớn vận tốc không đổi và không có va chạm giữa các phân tử khí khác. Độ lớn vận tốc trung bình của phân tử là

14201420 m/s.
13501350 m/s.
13801380 m/s.
14401440 m/s.
Câu 14

Một bình kín dung tích 2020 L chứa một lượng khí lí tưởng ở áp suất p1=2.105p_1=2.10^5 Pa và nhiệt độ T1=300T_1=300 K. Bình được nối với một xilanh có pittông di chuyển không ma sát chứa một khí lí tưởng khác ở áp suất p2=5.105p_2=5.10^5 Pa, nhiệt độ T2=400T_2=400 K. Ban đầu van giữa hai bình đóng. Khi mở van, khí từ hai phía được phép trộn lẫn và pittông chuyển động cho đến khi hệ đạt trạng thái cân bằng cuối cùng với nhiệt độ là T=350T=350 K. Biết rằng quá trình trộn diễn ra không trao đổi nhiệt với môi trường (hệ cô lập nhiệt) và ban đầu thể tích xilanh là 1010 L. Áp suất cân bằng cuối cùng pp của hệ khí sau khi pittông ngừng chuyển động là

4.105 Pa.
3.105 Pa.
2.105 Pa.
5.105 Pa.
Câu 15

Một bình đồng có khối lượng 0,6 kg chứa 0,15 kg nước ở nhiệt độ 25 oC. Người ta thả vào trong bình một miếng chì có khối lượng 0,25 kg đã được nung nóng đến 150 oC. Biết nhiệt dung riêng của đồng là cCu=380c_{Cu}=380 J/kg.K, của nước là cH2O=4180c_{H_2O}=4180 J/kg.K và của chì là cPb=130c_{Pb}=130 J/kg.K. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường xung quanh. Nhiệt độ cân bằng của hệ là

29,6 oC.
31,2 oC.
28,4 oC.
37,5 oC.
Câu 16

Trong một buổi leo núi đường dài vào ngày trời rét, một vận động viên leo núi phải hoạt động liên tục trong 2 giờ. Tính từ lúc bắt đầu leo cho đến khi dừng nghỉ, người này đã tiêu hao khoảng 6.106 J nội năng. Do thời tiết lạnh và gió mạnh, cơ thể người đó đã truyền cho môi trường xung quanh 4,5.106 J nhiệt lượng. Bỏ qua mọi dạng năng lượng khác, coi toàn bộ phần năng lượng còn lại được dùng để thực hiện cơ học (nâng người lên cao, thắng lực ma sát, cản không khí,…). Tổng công cơ học mà người leo núi đã thực hiện có độ lớn là

0,9 MJ.
1,5 MJ.
0,6 MJ.
1,6 MJ.
Câu 17

Một khối khí lí tưởng ban đầu có trạng thái (p0,V0,T0)(p_0,\,V_0,\,T_0). Khí thực hiện liên tiếp ba quá trình:

- Đẳng áp: thể tích tăng gấp đôi.

- Đẳng nhiệt ở nhiệt độ mới: áp suất giảm còn một nửa.

- Đẳng tích: nhiệt độ giảm về T0T_{0}.

Tỉ số áp suất cuối cùng so với áp suất ban đầu là

12\dfrac12.
44.
22.
14\dfrac14.
Câu 18

Một khối khí lí tưởng có nội năng ban đầu U1=900 JU_{1} = 900 \textrm{ } J. Khí được cung cấp thêm 600 J600 \textrm{ } J nhiệt lượng và trong quá trình đó khí thực hiện một công A=350 JA = 350 \textrm{ } J. Nội năng cuối cùng của khí là

250250 J.
900900 J.
650650 J.
11501150 J.

PHẦN II. 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.

(4 câu)
Câu 19

Một học sinh tiến hành thí nghiệm xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước đá với một nhiệt lượng kế có dây nung công suất 20 W cùng với cân và cốc hứng nước. Tiến hành như sau: (bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và môi trường trong suốt quá trình thí nghiệm)

Vật lí 12, thí nghiệm

Bước 1: Cho khối nước đá đang tan vào nhiệt lượng kế. Dùng cốc hứng nước chảy ra từ nhiệt lượng kế trong thời gian t=5t=5 phút thì thu được khối lượng nước trong cốc là m=3m=3 g.

Bước 2: Bật biến áp nguồn để dây nung nóng phần đá còn lại trong nhiệt lượng kế sau bước 1 cũng trong thời gian t=5t=5 phút. Sau đó học sinh ghi nhận tổng lượng nước trong cốc là M=30M=30 g.

(Nhấp vào ô màu vàng để chọn đúng / sai)
a) Ở bước 1, lượng nước mm thu được ở cốc trong khoảng thời gian tt là do môi trường cung cấp nhiệt lượng làm cho nước đá nóng chảy.
b) Ở bước 2, tổng lượng nước MM thu được ở cốc bao gồm khối lượng nước mm thu được ở bước 1 và khối lượng nước mm^{\prime} do môi trường làm tan chảy trong thời gian tt lúc sau.
c) Khối lượng nước do dây nung làm tan chảy là 24.10-3 kg.
d) Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 250000 J/kg.
Câu 20

Một động cơ nhiệt hoạt động giữa hai nguồn nhiệt có nhiệt độ T1T_{1}T2T_{2} như hình vẽ.

Vật lí 12, động cơ nhiệt
Động cơ nhận nhiệt lượng Q1=4200Q_1=4200 J từ nguồn nóng trong mỗi giây, công suất của động cơ là 1,4 kW.

(Nhấp vào ô màu vàng để chọn đúng / sai)
a) Nhiệt độ của nguồn nóng lớn hơn nhiệt độ của nguồn lạnh.
b) Công của động cơ trong mỗi phút là 80 kJ.
c) Nhiệt lượng tỏa ra cho nguồn lạnh trong mỗi giây là 2 kJ.
d) Hiệu suất của động cơ này xấp xỉ 33,3%.
Câu 21

Vật lí 12, thí nghiệm
Hình trên mô tả thí nghiệm dùng để xác định nhiệt hóa hơi riêng của nước. Trong thí nghiệm, một dây đun có công suất 22 W được sử dụng để làm nóng nước trong cốc đặt trên đĩa cân. Nhiệt độ của nước được theo dõi bằng nhiệt kế. Khi nước đạt tới trạng thái sôi, khối lượng nước đo trên cân giảm dần theo thời gian. Hai giá trị khối lượng tại hai thời điểm khác nhau được ghi lại trong bảng sau:

Thời gian (s)

Khối lượng (g)

0

122,5

200

121

(Nhấp vào ô màu vàng để chọn đúng / sai)
a) Năng lượng của dây đun cung cấp cho nước trong 200 s là 5 kJ.
b) Nếu toàn bộ năng lượng được cung cấp bởi dây đun đều dẫn đến sự bay hơi của nước thì giá trị nhiệt hóa hơi riêng LL của nước là 2,9.106 J/kg.
c) Nếu một phần năng lượng từ dây đun bị thất thoát ra môi trường xung quanh và không góp phần làm nước bốc hơi thì giá trị nhiệt hóa hơi riêng LL^{'} của nước lớn hơn giá trị của LL.
d) Có thể giảm sai số trong thí nghiệm này bằng cách dùng dây đun có công suất lớn hơn.
Câu 22

Một khối khí lí tưởng đang ở trong một xilanh có pittông chuyển động được. Trong một quá trình, người ta truyền cho khối khí một nhiệt lượng Q=800Q=800 J. Trong quá trình này, khối khí thực hiện công A=500A=500 J để đẩy pittông lên.

(Nhấp vào ô màu vàng để chọn đúng / sai)
a) Nội năng của khối khí tăng, vì khí vừa nhận nhiệt vừa thực hiện công.
b) Độ biến thiên nội năng của khối khí bằng ΔU=QA=300\Delta U=Q-A=300 J.
c) Nếu trong một thí nghiệm khác, khối khí vẫn nhận nhiệt lượng Q=800Q=800 J nhưng bị nén (công do ngoại lực thực hiện lên khí có độ lớn 500 J), thì độ biến thiên nội năng ΔU\Delta U của khí sẽ bằng 1300 J.
d) Trong mọi quá trình, nếu ΔU>0\Delta U > 0 thì chắc chắn khí phải nhận nhiệt (QQ > 0).

PHẦN III. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6.

(6 câu)
Câu 23

Cho các phát biểu sau về thang nhiệt độ:

(1) 0 oF tương ứng với −17,78 oC nên mọi nhiệt độ âm theo độ F đều nhỏ hơn 0 K.

(2) Nhiệt kế thủy ngân không thể dùng để đo nhiệt độ dưới −39 oC.

(3) Mỗi độ trên thang Kelvin có độ lớn bằng mỗi độ trên thang Celsius.

(4) 1 oC chênh lệch nhiệt độ bằng 1,8 oF chênh lệch theo thang Fahrenheit.

(5) Một nhiệt kế bầu khô – bầu ướt có thể cho biết nhiệt độ phòng chính xác hơn nhiệt kế y tế.

Hỏi có bao nhiêu phát biểu đúng?

Trả lời: .

Câu 24

Cho các phát biểu sau:

(1) Trong quá trình nóng chảy, nhiệt độ của chất rắn không đổi cho dù vẫn tiếp tục được cung cấp nhiệt.

(2) Khi nước bay hơi ở 25 oC, đó là quá trình thu nhiệt mặc dù không có sự tăng nhiệt độ của nước.

(3) Một chất có nhiệt hóa hơi càng lớn thì càng dễ bay hơi ở điều kiện thường.

(4) Khi chất khí bị nén đột ngột và nhanh, nhiệt độ của nó có thể tăng lên.

(5) Trong mọi trường hợp, điểm sôi của chất lỏng không phụ thuộc vào áp suất môi trường.

Hỏi có bao nhiêu phát biểu đúng khi nói về sự chuyển thể?

Trả lời: .

Câu 25

Trong một phòng thí nghiệm nghiên cứu vật lí plasma, người ta sử dụng một hệ thống bơm turbo–molecular để tạo chân không siêu cao trong buồng phản ứng. Sau một thời gian vận hành, áp suất trong buồng giảm xuống còn p=3,5.109p=3,5.10^{-9} Pa ở nhiệt độ được kiểm soát ổn định T=300T=300 K. Kĩ sư cần kiểm tra mật độ khí còn lại trong buồng để đảm bảo đủ điều kiện cho thí nghiệm plasma. Số phân tử khí còn lại trong một thể tích 2 cm3 của buồng chân không này là X.106 phân tử. Tìm X (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười). Biết khí trong buồng chủ yếu là nitrogen, coi như khí lí tưởng; hằng số Boltzmann k=1,38.1023k=1,38.10^{-23} J/K.

Trả lời: .

Câu 26

Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K và nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106 J/kg. Nhiệt lượng cần để cung cấp cho 2 kg nước ở 50 oC chuyển hoàn toàn thành hơi ở 100 oC là bao nhiêu kilôjun (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Trả lời: .

Câu 27

Trong một bình chứa bằng thép dùng cho thí nghiệm, người ta nạp vào 0,04 kg khí hydrogen ở nhiệt độ 20 oC. Bể kín có thể tích 0,1 m3. Sau khi cân bằng, áp suất trong bể đo được là 5.105 Pa. Biết khối lượng của một phân tử khí hydrogen là m=0,33.1026m=0,33.10^{-26} kg và có thể coi hydrogen là khí lí tưởng. Căn bậc hai của trung bình của bình phương tốc độ phân tử hydrogen trong bể được viết dưới dạng v2=X.103\sqrt{\overline{v^2}}=X.10^3 m/s. Tìm X (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).

Trả lời: .

Câu 28

Trong một thí nghiệm đo hiệu suất ma sát ở phòng lab, hai tấm kim loại được ép sát vào nhau bởi một lực không đổi rồi trượt tương đối trong 90 s. Nhiệt dung (nhiệt lượng cần để tăng 1 K) của hai tấm kim loại lần lượt là 600 J/K và 900 J/K. Sau thời gian trượt, người ta đo được nhiệt độ của mỗi tấm tăng thêm 25 K. Giả sử toàn bộ công của lực ma sát chuyển hóa hoàn toàn thành nhiệt làm nóng hai tấm kim loại. Công suất trung bình của lực ma sát trong quá trình thí nghiệm bằng bao nhiêu oát (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Trả lời: .