Đề thi giữa kì 1 Vật lí 12 năm 2026-2027 THPT Liên Hà (Hà Nội) có đáp án

Đáp án B.

Ba vật có cùng khối lượng, được nung nóng theo quy luật nhiệt lượng thu vào tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ. Ta có:

$Q=mcΔT$

Trên đồ thị Q theo ΔT, hệ số góc của mỗi đường thẳng bằng mc. Vì các vật có cùng khối lượng m nên đường nào dốc hơn thì nhiệt dung riêng c lớn hơn.

Đồ thị cho thấy đường A dốc nhất, sau đó đến B, cuối cùng là C. Suy ra nhiệt dung riêng của vật A lớn nhất.

Đáp án C.

Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần truyền cho 1 kg chất đó để nhiệt độ tăng thêm 1 °C (hay 1 K).

$c=\frac{Q}{mΔT}$

Vì vậy đáp án C là phát biểu đầy đủ nhất. Đáp án B dùng 1 g thay vì 1 kg; A và D thiếu điều kiện về khối lượng.

Đáp án C.

Ở độ không tuyệt đối (0 K), chuyển động nhiệt của các hạt đạt giới hạn thấp nhất; trong cách diễn đạt ở chương trình phổ thông có thể coi chuyển động nhiệt hầu như dừng lại.

Lưu ý: Không thể kết luận mọi chất khí đều đồng loạt hóa lỏng hoặc hóa rắn tại 0 K; nhiệt độ chuyển pha còn phụ thuộc từng chất và điều kiện áp suất.

Đáp án C.

Nội năng của vật là tổng động năng do chuyển động nhiệt và thế năng tương tác của các phân tử cấu tạo nên vật.

Phương án A nói về cơ năng của cả vật; B và D nhầm nội năng với các hình thức truyền năng lượng hoặc năng lượng đã nhận.

Đáp án C.

Các nguyên tử, phân tử luôn chuyển động nhiệt, giữa chúng có khoảng cách và mức độ chuyển động nhiệt thường tăng khi nhiệt độ tăng.

Phát biểu “nở ra khi nhiệt độ tăng, co lại khi nhiệt độ giảm” là tính chất vĩ mô của vật, không phải một tính chất riêng của từng nguyên tử hay phân tử.

Đáp án B.

Khí nhận nhiệt lượng 100 J, sau đó nở ra và thực hiện công 70 J lên pít-tông. Theo quy ước của đề, công do khí thực hiện là công âm đối với hệ:

$Q=100$

$A=-70$

Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học:

$ΔU=Q+A=100-70=30$

Nội năng của khối khí tăng 30 J.

Đáp án B.

Mô hình động học phân tử khẳng định vật chất gồm các hạt riêng biệt, các phân tử chuyển động không ngừng và có tương tác với nhau.

Chuyển động của phân tử nhanh hơn không có nghĩa thể tích của mọi vật luôn tăng: thể tích còn phụ thuộc lực tương tác, điều kiện áp suất và sự ràng buộc của vật. Do đó B không phải kết luận đúng trong mọi trường hợp.

Đáp án D.

Độ lớn của một khoảng tăng nhiệt độ là như nhau khi tính theo độ C và theo kelvin, vì hai thang nhiệt độ chỉ khác nhau một hằng số gốc:

$ΔT(K)=Δt(^{\circ}C)=6$

Nhiệt độ tăng thêm 6 K, không phải cộng thêm 273 vào độ tăng nhiệt độ.

Đáp án D.

Với quy ước trong công thức của đề:

$ΔU=A+Q$

A dương khi vật nhận công từ ngoại lực; Q dương khi vật nhận nhiệt. Vì thế phát biểu đúng là “vật nhận công: A > 0; vật nhận nhiệt: Q > 0”.

Nếu vật tự sinh công ra môi trường thì A âm; nếu vật tỏa nhiệt thì Q âm.

Đáp án C.

Sự sôi xảy ra tại nhiệt độ sôi xác định ứng với một áp suất nhất định, diễn ra cả trong lòng lẫn trên mặt thoáng chất lỏng; trong quá trình sôi ổn định ở áp suất không đổi, nhiệt độ của chất lỏng tinh khiết không đổi.

“Xảy ra ở bất kì nhiệt độ nào” là đặc điểm của sự bay hơi, không phải sự sôi.

Đáp án B.

Nhiệt dung riêng cho biết một chất cần bao nhiêu năng lượng để tăng nhiệt độ. Nhờ đó, người thiết kế lựa chọn vật liệu tích nhiệt, tải nhiệt phù hợp cho các hệ thống làm mát hoặc sưởi ấm.

Vì vậy phương án B là ứng dụng trực tiếp nhất.

Đáp án D.

Khi một vật nhận hoặc tỏa nhiệt mà không có chuyển thể, nhiệt lượng trao đổi được tính theo:

$Q=mcΔT$

Trong đó m là khối lượng, c là nhiệt dung riêng, ΔT là độ biến thiên nhiệt độ. Do đó chọn D.

Xác định nhiệt dung riêng của nước

Dữ kiện: khối lượng nước m = 0,225 kg; công suất đo được P = 4,25 W; thời gian đun τ = 180 s; nhiệt độ đầu 25,5 °C và nhiệt độ sau 26,3 °C.

$ΔT=26{,}3-25{,}5=0{,}8$ °C

$Q=Pτ=4{,}25\times 180=765$ J

Nếu tạm coi toàn bộ năng lượng điện chuyển thành nhiệt của nước, nhiệt dung riêng tính theo phép đo là:

$c=\frac{Q}{mΔT}=\frac{765}{0{,}225\times 0{,}8}=4250$ J/(kg·K)

a) SAI. Giá trị tính được là 4250 J/(kg·K), không phải 4180 J/(kg·K). Sai khác có thể do sai số đo và trao đổi nhiệt với các vật khác.

b) ĐÚNG. Dây điện trở trong bình biến đổi điện năng thành nội năng, từ đó làm nóng nước.

c) ĐÚNG. Bình cách nhiệt tốt giảm trao đổi nhiệt với môi trường; đo lặp nhiều lần và xử lí kết quả giúp tăng độ tin cậy.

d) SAI. Nếu bình nhiệt lượng kế và nhiệt kế cùng nóng lên, một phần năng lượng cấp vào không dùng để làm nóng nước. Khi vẫn lấy toàn bộ Q = Pτ để chia cho mΔT, nhiệt dung riêng tính được có xu hướng LỚN hơn giá trị thực, chứ không nhỏ hơn.

a) SAI. Phân tử nước nhỏ hơn hạt phấn hoa rất nhiều, không phải lớn hơn. Các va chạm không cân bằng từ nhiều phân tử nước khiến hạt phấn hoa chuyển động hỗn loạn.

b) ĐÚNG. Nhiệt độ cao hơn làm chuyển động nhiệt của các phân tử nước mạnh hơn, nên chuyển động Brown của hạt phấn hoa thường rõ và nhanh hơn.

c) SAI. Chuyển động Brown là chuyển động hỗn loạn của các hạt nhỏ lơ lửng trong chất lỏng hoặc chất khí (ở đây là hạt phấn hoa); chuyển động của chính các phân tử nước được gọi là chuyển động nhiệt phân tử.

d) ĐÚNG. Quỹ đạo biểu diễn chuyển động của hạt phấn hoa là đường gấp khúc bất quy tắc, liên tục thay đổi hướng do va chạm ngẫu nhiên.

Trộn nước nóng và nước lạnh

Gọi m là khối lượng nước ban đầu trong mỗi cốc; Tn là nhiệt độ nước nóng và Tl là nhiệt độ nước lạnh. Vì cùng là nước và không thất thoát nhiệt nên có thể dùng nguyên tắc cân bằng nhiệt với khối lượng làm trọng số.

Lần rót thứ nhất, chuyển 1/3 khối lượng nước nóng vào cốc lạnh; độ tăng nhiệt độ của cốc lạnh là 12 °C:

$\frac{m}{3}(Tn-Tl)=(m+\frac{m}{3})\times 12$

$Tn-Tl=4\times 12=48$ °C

Sau lần rót thứ nhất, cốc lạnh chứa 4m/3 nước ở nhiệt độ Tl + 12; cốc nóng còn 2m/3 nước ở nhiệt độ Tn. Lần rót thứ hai, rót một nửa lượng còn lại trong cốc nóng, tức m/3.

Gọi x là độ tăng nhiệt độ thêm của cốc lạnh sau lần rót thứ hai. Bảo toàn nhiệt lượng:

$\frac{m}{3}[Tn-(Tl+12+x)]=\frac{4m}{3}x$

$48-12-x=4x$

$x=\frac{36}{5}=7{,}2$ °C

Đáp án: 7,2

Cơ năng hao hụt chuyển thành nội năng

Vật có khối lượng 1,0 kg, bắt đầu trượt từ nghỉ trên mặt nghiêng dài 0,80 m, góc nghiêng 30°, tốc độ tại chân dốc là 1,2 m/s. Chọn mốc thế năng tại chân mặt nghiêng.

$h=lsin30^{\circ}=0{,}80\times 0{,}5=0{,}40$ m

$W{}_{t1}=mgh=1{,}0\times 9{,}8\times 0{,}40=3{,}92$ J

$W{}_{đ2}=\frac{m\times v{}^{2}}{2}=\frac{1{,}0\times 1{,}2{}^{2}}{2}=0{,}72$ J

Toàn bộ phần cơ năng bị hao hụt biến thành nội năng của hệ (vật và mặt nghiêng):

$ΔU=3{,}92-0{,}72=3{,}20$ J

Đáp án: 3,2

So sánh nhiệt dung riêng từ đồ thị

Hai chất lỏng có khối lượng bằng nhau, được cùng một thiết bị gia nhiệt với cùng công suất P. Từ đồ thị, để tăng từ 20 °C lên 40 °C, chất A cần 2 đơn vị thời gian, chất B cần 3 đơn vị thời gian.

$Pτ=mcΔT$

Vì P, m và ΔT như nhau nên nhiệt dung riêng tỉ lệ thuận với thời gian cần đun đến cùng một độ tăng nhiệt độ:

$\frac{c{}_{B}}{c{}_{A}}=\frac{τ{}_{B}}{τ{}_{A}}=\frac{3}{2}=1{,}5$

Đáp án: 1,5

Công ngoại lực thực hiện lên khí

Khí bị nén nhanh, nội năng tăng 50 J và truyền ra môi trường 20 J. Theo quy ước nhiệt lượng khí nhận là dương nên Q = −20 J.

$ΔU=A+Q$

$A=ΔU-Q=50-(-20)=70$ J

Đáp án: 70

Khí nở ra và đẩy pít-tông (1,5 điểm)

Dữ kiện: khí nhận nhiệt lượng 20,6 J; pít-tông dịch chuyển đều 4 cm = 0,04 m; lực ma sát 15 N. Vì pít-tông chuyển động đều nên lực do khí tác dụng lên pít-tông cân bằng với lực ma sát (theo mô hình đề bài).

a) Công do chất khí thực hiện lên pít-tông:

$W=Fs=15\times 0{,}04=0{,}60$ J

Công do chất khí thực hiện có độ lớn 0,6 J. Theo quy ước của nguyên lí I nhiệt động lực học trong đề, khí thực hiện công ra ngoài nên A = −0,6 J.

b) Độ biến thiên nội năng của khí:

$ΔU=Q+A=20{,}6-0{,}6=20{,}0$ J

Kết luận: a) 0,6 J; b) nội năng của khí tăng 20 J.

Nung nóng bình nhôm chứa nước (1,5 điểm)

Khối lượng bình nhôm: mnhôm = 200 g = 0,2 kg; khối lượng nước: mnước = 0,5 kg. Nhiệt độ ban đầu 20 °C; nhiệt lượng được cung cấp Q = 18 208 J. Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường.

Bình nhôm và nước cùng đạt nhiệt độ cuối T, nên nhiệt lượng thu vào bằng tổng nhiệt lượng của bình và của nước:

$Q=m{}_{Al}c{}_{Al}(T-20)+m{}_{w}c{}_{w}(T-20)$

$18208=(0{,}2\times 880+0{,}5\times 4200)(T-20)$

$18208=2276(T-20)$

$T-20=\frac{18208}{2276}=8$

$T=28$ °C

Đáp số: nhiệt độ cuối cùng của nước là 28 °C.