Bài tập vật lý đại cương

Nếu ban đầu vật đứng yên mà chỉ chịu tác dụng của một lực thì vật sẽ chuyển động nhanh dần.. Một lực tác dụng vào vật chuẩn kilogram thì gia tốc của nó là a.. Cùng lực đó khi tác dụng và

NGUYỄN THỊ PHI VÂN, LÊ NGỌC CẨN, NGUYỄN KIM HỒNG PHÚC

ĐẶNG QUỐC THÁI, NGUYỄN THỊ NGỌC ĐIỆP

BÀI TẬP VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG

(Lưu hành nội bộ năm học 2021 - 2022) TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Phương trình cơ bản của cơ học cổ điển: F a x x

h : độ cao ban đầu, h2: độ cao lúc sau

1 2

12

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

Đơn vị đo lường

1.5 Người ta trải thảm vào một căn phòng hình chữ nhật có chiều dài và

chiều rộng là 5,8 m và 4,5 m Tính diện tích tấm thảm cần trải

1.10 Chuẩn kilogram là một khối hợp kim platinum–iridium hình trụ

tròn, chiều cao 39.0 mm và đường kính đáy là 39.0 mm Tính khối lượng riêng của vật chuẩn đó

A 21,5.103 kg/m3 B 5,37.103 kg/m3

B C 12,5 kg/m3 D 86,0.103 kg/m3

Động học chất điểm

1.11 Trong ba bộ phận điều khiển của xe ô tô: bàn đạp ga, bàn đạp phanh

và vô lăng, bộ phận nào là nguyên nhân gây ra gia tốc của ô tô?

1.12 Một xe đua tăng tốc từ 10 m/s đến 50 m/s trên quãng đường dài

120 m Thời gian tăng tốc là

1.13 Một quả bóng được ném đứng lên với vận tốc đầu v0 Bỏ qua sức cản không khí Gia tốc của quả bóng

A luôn hướng xuống, kể cả lúc đi lên và đi xuống

B hướng lên khi đi lên và hướng xuống khi đi xuống

C hướng lên khi đi xuống và hướng xuống khi đi lên

D luôn hướng lên, kể cả lúc đi lên và đi xuống

1.14 Trong các đồ thị hình 1.1 của chuyển động thẳng trên trục x, đồ thị

nào biểu diễn vật đang đứng yên?

1.15 Trong các đồ thị hình 1.2 của chuyển động thẳng theo chiều dương

của trục x, đồ thị nào biểu diễn vật đang chuyển động nhanh dần đều?

Hình 1.1

Hình 1.2

1.16 Trong các đồ thị hình 1.3 của chuyển động thẳng trên trục x, đồ thị

nào biểu diễn vật đang chuyển động với tốc độ tăng dần?

1.17 Một giọt mưa rơi từ độ cao 500 m xuống mặt đất Bỏ qua sức cản

không khí; lấy g = 10 m/s2 Tốc độ lúc chạm đất của giọt mưa là

1.19 Một mũi tên được bắn theo phương ngang với vận tốc đầu 20 m/s,

nhắm thẳng vào mục tiêu X như hình 1.5 Tuy nhiên 0,20 s sau đó, nó chạm vào bia tại điểm Y Bỏ qua sức cản không khí, lấy g = 10 m/s2 Khoảng cách XY là:

1.20 Một chất điểm chuyển động đều trên đường tròn theo chiều ngược

kim đồng hồ như hình 1.6 Tại vị trí đang xét, gia tốc của vật có hướng

A tiếp tuyến với quỹ đạo tròn

B về điểm W

C về điểm S

D về điểm O

1.21 Một viên đá nhỏ được cột vào đầu một

sợi dây dài 0,5 m rồi quay sợi dây cho viên

đá chuyển động tròn đều trong mặt phẳng

nằm ngang, sao cho mỗi giây nó thực hiện được 2 vòng quay Gia tốc của viên đá là

C đều đang chuyển động nhanh dần

D đều đang chuyển động chậm dần

1.23 Một chất điểm đang chuyển động trên quỹ

đạo tròn Tại thời điểm khảo sát, vector gia tốc

của nó được minh họa như trong hình vẽ Xác

định tốc độ của chất điểm khi đó

Động lực học chất điểm

1.24 Phát biểu nào sau đây là sai?

A Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật khác

B Lực là nguyên nhân gây ra gia tốc của vật

D Lực là nguyên nhân làm vật bị biến dạng

D Lực là nguyên nhân gây ra chuyển động của vật

1.25 Phát biểu nào sau đây là sai?

A Quán tính là xu hướng bảo toàn gia tốc của vật

B Khối lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật

C Định luật I Newton còn gọi là định luật quán tính

D Chuyển động thẳng đều được gọi là chuyển động theo quán tính

1.26 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Nếu không có lực tác dụng vào vật thì vật không thể chuyển động

B Nếu ban đầu vật đứng yên mà chỉ chịu tác dụng của một lực thì vật sẽ chuyển động nhanh dần

C Vật không thể chuyển động ngược chiều với lực tác dụng lên nó

D Nguyên nhân làm vật chuyển động là do có lực tác dụng vào vật

1.27 Lực đàn hồi không có đặc điểm nào sau đây?

A Xuất hiện khi vật bị biến dạng

B Luôn cùng chiều với chiều biến dạng

C Tỉ lệ với độ biến dạng

D Có xu hướng khôi phục lại hình dạng, kích thước ban đầu của vật

1.28 Lực nào sau đây không cùng bản chất với lực đàn hồi?

A Phản lực pháp tuyến của mặt tiếp xúc tác dụng vào vật

B Lực căng của dây treo vật

C Lực do ghế tác động lên cơ thể ta, khi ta ngồi trên ghế

D Lực làm quả táo rơi xuống

1.29 Lực hấp dẫn giữa hai vật nhỏ có đặc điểm nào sau đây?

A Là lực hút

B Tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng

C Phụ thuộc vào môi trường chứa các vật

D Tỉ lệ thuận với bình phương khối lượng của các vật

1.30 Trọng lực không có đặc điểm nào sau đây?

A Là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên vật, có tính đến ảnh hưởng của chuyển động tự quay của Trái Đất

B Phụ thuộc vào vĩ độ địa lí, độ cao và độ sâu của vật so với mặt đất

C Có biểu thức P⃗⃗ = 𝑚g⃗ , với 𝑚 là khối lượng của vật và g là gia tốc

trọng trường

D Giảm dần khi lên cao và tăng dần khi xuống sâu trong lòng đất

1.31 Khi nói về gia tốc rơi tự do, phát biểu nào sau đây là sai?

A Có giá trị tăng dần khi đi về phía hai cực của Trái Đất

B Có giá trị giảm dần khi lên cao

C Có giá trị tăng dần khi xuống sâu trong lòng đất

D Là gia tốc rơi của tất cả mọi vật, khi bỏ qua sức cản không khí

1.32 Trường hợp nào sau đây chất điểm chịu tác dụng của lực ma sát nghỉ?

A Chất điểm đứng yên trên mặt đường, không có xu hướng chuyển động

B Chất điểm đứng yên trên mặt đường, nhưng có xu hướng chuyển động

C Chất điểm chuyển động đều trên mặt đường

D Chất điểm chuyển động chậm dần trên mặt đường

1.33 Đặc điểm nào sau đây không phải của lực ma sát trượt?

A Xuất hiện khi vật trượt trên bề mặt vật khác

B Luôn ngược chiều với chiều chuyển động

C Tỉ lệ với áp lực vuông góc với mặt tiếp xúc

D Luôn cân bằng với thành phần tiếp tuyến với mặt tiếp xúc của ngoại lực

1.34 Theo định luật III Newton, lực và phản lực không có đặc điểm nào

sau đây?

A Cùng bản chất

B Cùng tồn tại và cùng mất đi đồng thời

C Cùng tác dụng vào một vật

D Cùng phương nhưng ngược chiều

1.35 Gia tốc rơi tự do tại mặt đất là g 0 , bán kính Trái Đất là R Gia tốc rơi tự do tại độ cao h so với mặt đất có biểu thức:

vị trí cân bằng O Lấy g = 10 m/s 2 Trả lời các câu hỏi từ 1.38 đến 1.42

1.38 Lực đàn hồi của lò xo khi vật tại điểm O là

C hợp lực tác dụng lên nó phải triệt tiêu

D sau đó sẽ bị dừng lại do tác dụng của trọng lực

1.44 Đại lượng nào sau đây không phải là đại lượng vector?

A Khối lượng B Trọng lực C Gia tốc D Độ dời

1.45 Gia tốc thì luôn có hướng

A của độ dời B của vận tốc

C của hợp lực D ngược với hướng của lực ma sát

Một quả cầu khối lượng m được treo bởi đoạn dây AB, phía dưới có đoạn dây CD như hình 1.9 Biết rằng, độ bền của hai đoạn dây AB và CD

là như nhau Trả lời câu 1.46 và 1.47

1.46 Nếu giật mạnh đầu D của sợi dây thì dây sẽ bị đứt

ở phần nào?

A Phần CD

B Phần AB

C Phần AB hoặc CD đều không đoán trước được

D Đứt đồng thời tại hai đoạn AB và CD

1.47 Nếu kéo đầu D của sợi dây bởi lực kéo có độ lớn

tăng dần một cách từ từ thì dây sẽ bị đứt tại phần nào?

A Phần CD

B Phần AB

C Phần AB hoặc CD đều không đoán trước được

D Đứt đồng thời tại hai đoạn AB và CD

1.48 Một lực tác dụng vào vật chuẩn kilogram thì gia tốc của nó là a

Cùng lực đó khi tác dụng vào một vật khác thì gia tốc của vật giảm đi

5 lần Khối lượng của vật này là

A 0,2 kg B 2,0 kg C 1,0 kg D 5,0 kg

1.49 Một người mua một chiếc xe hơi cũ về “độ” lại Ban đầu có thể gia

tốc xe lên đến 7,3 m/s2 Bằng cách thay đổi động cơ, người này có thể tăng lực phát động của xe lên 24% Với một chi phí rẻ hơn, người ấy

có thể loại bỏ những bộ phận không cần thiết để giảm khối lượng của

xe đi 24% Nếu người ấy làm đồng thời cả 2 cách thì có thể gia tốc xe lên đến giá trị là

A 9,1 m/s2 B 9,6 m/s2 C 12 m/s2 D 19 m/s2

1.50 Một vật khi đặt lên cân đòn và

khi đặt lên cân lò xo (hình 1.10)

thì số chỉ của các cân đều là 12 kg

Bây giờ giả sử đem hai cân và vật

này lên mặt trăng (có gia tốc trọng

trường nhỏ hơn 6 lần so với trên

mặt đất) cân lại khối lượng của vật

thì số chỉ của cân đòn và cân lò xo

A chúng có cùng tốc độ và thời gian rơi

B chúng có cùng tốc độ nhưng vật nặng sẽ có thời gian rơi ngắn hơn

2 lần

C vật nặng có tốc độ lớn hơn 2 lần và thời gian rơi ngắn hơn 2 lần

D vật nặng có tốc độ nhỏ hơn 2 lần và thời gian rơi dài hơn 2 lần

1.52 Thả rơi tự do một vật nặng và một vật nhẹ tại cùng một vị trí Khi

chạm đất thì

A chúng có cùng tốc độ và thời gian rơi

B vật nặng có tốc độ lớn hơn và thời gian rơi ngắn hơn

C vật nặng có tốc độ nhỏ hơn và thời gian rơi dài hơn

D chúng có cùng tốc độ nhưng khác nhau thời gian rơi

1.53 Một vật trượt trên đều mặt ngang Hai lực tác dụng vào vật được

minh họa trong hình 1.11 Lực ma sát tác

dụng vào vật

A có độ lớn 3 N và hướng sang phải

B có độ lớn 3 N và hướng sang trái

Cân lò xo Cân đòn

C có độ lớn nhỏ hơn 3 N và hướng sang phải

D có độ lớn nhỏ hơn 3 N và hướng sáng trái

1.56 Hãy sắp xếp phản lực N của mặt ngang tác dụng vào thùng trong

1.58 So sánh phản lực pháp tuyến NA và NB của mặt tiếp xúc tác dụng vào khúc gỗ trong 2 trường hợp

B C FmsA = FmsB D Tùy theo góc nghiêng 

1.60 Đại lượng nào sau đây có đơn vị đo là newton?

A Khối lượng riêng B Áp suất

C Năng lượng D Trọng lượng

1.61 Một vật có trọng lượng 50 N nằm yên

trên mặt sàn ngang Tác dụng vào vật một

lực kéo 10 N theo phương song song với

mặt sàn, vật vẫn đứng yên Để vật trượt trên

mặt sàn ngang, người ta tác dụng vào vật

thêm một lực nâng có độ lớn F tăng dần (hình 1.15) Nếu hệ số ma sát tĩnh giữa vật và mặt sàn là 0,4 thì giá trị của F để vật bắt đầu trượt là

A 40 N B 10 N C 25 N D 20 N

Theo định luật III Newton, các vật tương tác với nhau bằng các cặp

lực trực đối gọi là lực và phản lực Một vật đặt nằm yên trên mặt bàn

ngang như hình 1.16 Trả lời câu 1.62 và 1.63

A Trọng lực P

→

1.64 Một em bé kéo một thùng đồ chơi trượt trên sàn nhà như hình 1.17

Hệ số ma sát trượt giữa sàn nhà và thùng đồ chơi là  = 0,35 Em bé phải kéo sợi dây nghiêng một góc  bằng bao nhiêu để có lợi nhất?

A 300 B 00 C 190 D 150

1.65 Một người cân một con cá trong một thang

máy bằng cân lò xo như mô tả trong hình 1.18

Kết luận nào sau đây là đúng về số chỉ của cân?

A Số chỉ của cân luôn lớn hơn khối lượng

thực của con cá

B Số chỉ của cân chỉ lớn hơn khối lượng thực

của con cá khi thang máy đi lên

C Số chỉ của cân chỉ lớn hơn khối lượng thực

của con cá khi thang máy đi lên nhanh dần

hoặc đi xuống chậm dần

D Số chỉ của cân luôn nhỏ hơn khối lượng

thực của con cá

1.66 Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về một vật chuyển động trong

không khí?

A Khi vật tăng tốc, hợp lực tác dụng lên vật bằng không

B Khi vật chuyển động đều, lực cản không khí tác dụng lên vật bằng không

C Khi vật chuyển động, hợp lực tác dụng lên vật khác không

D Khi vật chuyển động, luôn có lực cản không khí tác động lên vật

1.67 Một máy bay khối lượng 2 tấn chuyển động đều trên đường băng

Lực cản của không khí là 2,5 kN Hợp lực tác dụng vào máy bay là

Hình 1.17

Hình 1.18

Hình 1.19 minh họa 2 đồ

thị (A và B) biến thiên của vị trí

theo thời gian và 2 đồ thị (C và

D) biến thiên của tốc độ theo

thời gian của chuyển động

Đồ thị hình 1.20 biểu diễn sự biến thiên

tốc độ của một vật chuyển động thẳng theo

thời gian Biết góc  = 30 0 Trả lời câu 1.72

1.76 Một cô gái đang cố leo lên cao giữa hai bức

tường thẳng đứng như hình 1.22 Biết trọng

lượng của cơ thể là 500 N, hệ số ma sát giữa

các bức tường và cơ thể là 0,5 Để giữ cơ thể

không bị tuột xuống thì lực F tối thiểu do hai

bàn chân tác dụng vào tường là

A 250 N B 500 N

C 1000 N D 125 N

1.77 Để đo độ sâu của biển, người ta

dùng một máy phát và thu sóng siêu

âm, đặt trên một con tàu thăm dò như

sơ đồ hình 1.23 Biết tốc độ sóng siêu

âm trong nước biển là 1500 m/s; thời

gian từ lúc phát xung sóng siêu âm đến

khi nhận được xung phản xạ là 2,0 s

Độ sâu của biển tại vị trí khảo sát là

A 3000 m B 1500 m C 750 m D 6000 m

1.78 Trong chuyển động tròn đều, hợp lực tác dụng vào vật

A luôn có phương tiếp tuyến với quỹ đạo

B luôn có phương đi qua tâm quỹ đạo

C có độ lớn không đổi và hướng vào tâm quỹ đạo

D có độ lớn không đổi và hướng ra xa tâm quỹ đạo

1.79 Một vật chuyển động tròn với tốc độ không đổi thì

Đáy biển Tàu thăm dò

F Hình 1.21

C gia tốc của nó không đổi về độ lớn

D hợp lực tác dụng vào nó phải có phương tiếp tuyến với quỹ đạo

Hai vật có khối lượng m 1 và m 2 = 4m 1 chuyển động tròn đều trên cùng một đường tròn với cùng một tốc độ Trả lời câu 1.80 và 1.81

F

F = D 1

2

12

a

2

12

a

1.82 Độ lớn của lực cần thiết để giữ cho một vật 2,0 kg chuyển động

đều trên đường tròn đường kính 2,0 m với tốc độ 0,5 m/s là

A 0,5 N B 1,0 N C 2,0 N D 0,25 N

1.83 Một vật chuyển động tròn đều Nếu bán kính đường tròn tăng gấp

đôi trong khi tốc độ không đổi thì lực hướng tâm

A tăng gấp đôi B giảm 2 lần C tăng gấp 4 D giảm 4 lần

1.84 Một ôtô khối lượng m chuyển động đều với tốc độ v, đi lên một cái

cầu vồng có dạng một cung tròn bán kính R Biểu thức tính áp lực của

ôtô lên mặt cầu tại đỉnh cầu là

1.85 Một ôtô khối lượng 2 tấn chuyển động đều lên một cái cầu vồng có

dạng một cung tròn bán kính 62,5 m Tính tốc độ tối đa cả ôtô để nó

không bị “bay” ra khỏi mặt cầu Lấy g = 10 m/s2

A 25 km/h B 90 km/h C 50 km/h D 45 km/h

1.86 Một ôtô khối lượng 2 tấn, chuyển động đều với

tốc độ 72 km/h lên một cái cầu vồng có dạng một

cung tròn bán kính 70 m Tính áp lực của ôtô tác

dụng vào mặt đường tại đỉnh cầu Lấy g = 10 m/s2

1.88 Một bao ximăng khối lượng 50 kg được treo như

hình 1.25 Bỏ qua khối lượng các dây, lấy g = 10

m/s 2 Tính lực căng dây của mỗi dây phía trên Nếu

lực căng dây tối đa mà các dây phía trên chịu được

là 400 N thì có dây nào bị đứt không? Biết 1 = 500;

mg

 +  = 321 N; Không

1.89 Hình 1.26 là sơ đồ cấu

tạo và biến thiên tốc độ

theo thời gian trong quá

trình đi lên của một thang

máy Biết khối lượng của

thang máy (không tải) là m

= 600 kg; gia tốc rơi tự do

g = 10 m/s 2 a) Tính lực

căng lớn nhất và nhỏ nhất

của dây cáp trong quá trình thang máy chuyển động không tải; b) Nếu

lực căng dây tối đa cho phép sự an toàn của thang máy là 15 kN thì tải

trọng của thang máy là bao nhiêu?

tường là n = 0,65 Tính độ lớn tối thiểu của lực để có

thể giữ vật nằm yên Lấy g = 9,8 m/s 2

1.92 Một chất điểm có khối lượng m = 2,5 kg chuyển động thẳng chậm

dần với tốc độ biến đổi theo quy luật v=20 2− t2 (SI) Tính độ lớn của hợp lực tác dụng vào chất điểm lúc t = 2,0 s

Đáp số: F = ma = 20 N

1.93 Vật có khối lượng m = 20 kg trượt trên mặt phẳng ngang dưới tác

dụng của lực kéo F ⃗⃗ theo phương song song

với mặt ngang như hình 1.29 Hệ số ma sát

(trượt và nghỉ) giữa vật và mặt phẳng ngang

là  = 0,25; gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2

a) Tính lực ma sát tác dụng vào vật

b) Tính gia tốc của vật nếu F = 55 N

c) Tính F để vật trượt với gia tốc a = 0,80 m/s 2

d) Giả sử ban đầu vật đứng yên Tăng dần độ lớn của lực kéo Xác

định giá trị F để vật bắt đầu trượt

1.94 Vật có khối lượng m = 5,0 kg chịu tác dụng của lực kéo F ⃗⃗ theo phương tạo với mặt ngang một góc  = 300 như

c) Tìm điệu kiện của F để vật đứng yên

d) Giả sử độ lớn F = 20 N không đổi, xác định góc  để gia tốc của

vật lớn nhất?

Đáp số: a) F ms = (mg−Fsin ) =9, 75N;

2(cos sin )

1.95 Vật có khối lượng m = 10 kg, chịu tác

dụng của lực đẩy F ⃗⃗ như hình 1.31 Hệ số

ma sát (trượt và nghỉ) giữa vật và mặt

phẳng ngang là  = 0,20; gia tốc rơi tự do

g = 9,8 m/s 2  = 300

a) Tính lực ma sát tác dụng lên vật và gia tốc của vật, nếu F = 30 N

b) Để vật trượt với gia tốc 0,80 m/s2 thì độ lớn F bằng bao nhiêu?

c) Xác định giá trị tối thiểu của F để vật trượt

d) Giả sử F = 30 N không đổi, xác định  để vật đứng yên

Đáp số: a) F ms = (mg+Fsin ) =22, 6N;

2(cos sin )

1.96 Vật có khối lượng m = 10 kg chịu tác

dụng của một lực đẩy F→1 và lực kéo F→2tạo

với phương ngang một góc  = 300 như

b) Xác định giá trị của F để vật trượt với gia tốc 0,40 m/s 2?

c) Giá trị của F tối thiểu bằng bao nhiêu thì vật trượt?

d) Giả sử F = 15 N không đổi, xác định  để vật đứng yên

a) Xác định giá trị của  để vật trượt

b) Góc nghiêng  = 300 Tính lực ma sát tác dụng vào vật, gia tốc của vật và tốc độ của vật sau khi trượt hết 10 m dốc nghiêng

1.99 Đồ thị hình 1.35 biểu diễn sự biến thiên tốc độ theo thời gian của

một vật chuyển động thẳng Cho biết khối lượng của vật là 3,0 kg

a) Xác định tốc độ của vật tại các thời điểm t = 0; 6,0; 15; 28 giây b) Xác định gia tốc của vật tại các thời điểm t = 5,0; 12; 27 giây

c) Xác định độ lớn của hợp lực tác dụng vào vật tại các thời điểm t = 5,0; 12; 27 giây

d) Xác định quãng đường vật đi trong thời gian 30 s, kể từ lúc t = 0

1.100 Một chất điểm khối lượng m = 2,0 kg chuyển động trên trục Ox với

vận tốc v x =32 0,5− t2 ; các đơn vị đo trong hệ SI

a) Tính độ lớn của hợp lực tác dụng vào chất điểm lúc t = 5,0 s

b) Xác định thời điểm chất điểm đổi chiều chuyển động; quãng đường đi

và tốc độ trung bình trong thời gian từ t = 0 đến khi nó đổi chiều

1.101 Một xe cứu hộ khối lượng 2,2 tấn kéo xe ôtô hỏng khối lượng 1,2

tấn bằng dây cáp nhẹ, không dãn (hình 1.36) Hệ số ma sát giữa các bánh xe và mặt đường là  = 0,1 Tính lực phát động của xe cảnh sát

1.102 Hai vật có cùng khối lượng 5 kg, được nối với

nhau bằng một sợi dây nhẹ, không dãn, vắt qua

một ròng rọc có khối lượng không đáng kể như

1.103 Hai vật có khối lượng m 1 = 6,0 kg, m 2 = 4,0 kg

được buộc vào hai đầu sợi dây, vắt qua ròng rọc như

hình 1.38 Bỏ qua khối lượng dây, khối lượng ròng

rọc và ma sát ở trục ròng rọc; dây không dãn Tính

gia tốc của các vật, lực căng dây và áp lực mà trục

ròng rọc phải chịu Lấy g = 10 m/s 2

2( )

T =m g + = 48 N; Q = 2T = 96 N a Hình 1.38

II NHIỆT HỌC TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Chuyển đổi nhiệt độ:

( ) ( ) 32

t C =t F − ; T K( )=t C0( )+273

Sự nở dài:  =  ; : hệ số nở dài; L L L0 T 0: chiều dài ban đầu

Chuyển đổi đơn vị nhiệt lượng: 1J =0, 24cal; 1cal=4,18J;

1 Cal = 1000 cal = 1 kcal

m T

=

 hay Q=Cm T ;

C: nhiệt dung riêng (J/kg.K); m: khối lượng (kg)

Nhiệt dung mol: nhiệt lượng cần thiết để 1 mol chất tăng nhiệt độ lên 1

K Đơn vị đo nhiệt dung mol là (J/mol.K) Đối với chất khi nhiệt dung mol

đẳng áp và đẳng tích là khác nhau Ta có: p

p

Q C

m T

=

 ;

V V

Q C

m T

=



Nhiệt nóng chảy: nhiệt lượng cần thiết để 1 kg chất chuyển hoàn toàn từ

thể rắn sang thể lỏng ở nhiệt độ nóng chảy Q= mL F; 𝐿𝐹: nhiệt nóng

chảy (J/kg)

Nhiệt hóa hơi: nhiệt lượng cần thiết để 1 kg chất chuyển hoàn toàn từ thể

lỏng sang thể hơi ở nhiệt độ sôi Q=mL V ; 𝐿𝑣: nhiệt hóa hơi (J/kg) Nhiệt nóng chảy và nhiệt hóa hơi được gọi chung là nhiệt chuyển pha

Công suất phát xạ nhiệt của vật đen tuyệt đối: P= ST4

8

5, 67.10−

 = W/m2.K là hằng số Stefan – Boltzmann

S: diện tích bề mặt phát xạ (m2)

Phương trình trạng thái khí lý tưởng: pV =nRT ;

𝑅 = 𝑘𝑁𝐴 = 8,31 (J/mol.K): hằng số khí lý tưởng

Đối với một khối lượng khí xác định thì: pV const

p, V, T: áp suất, thể tích, nhiệt độ (các thông số trạng thái)

3

p= n K=n kT

𝑛0: mật độ phân tử khí (số phân tử trong 1 m3); 𝑘 = 1,38.10 – 23 J/K: hằng

số Boltzmann; T nhiệt độ (K); p: áp suất (Pa)

Nội năng của khí lý tưởng:

Q: nhiệt lượng; A: công; ∆U: độ biến thiên nội năng

Quy ước: Q, A có dấu dương khi hệ cung cấp (sinh) ra bên ngoài;

có dấu âm khi hệ nhận từ bên ngoài

pV =const TV− =const T p − =const

Nguyên lý tăng entropy:  S 0: mọi quá trình biến đổi trên thực tế luôn

theo chiều hướng sao cho entropy của hệ tăng (dấu “=” chỉ khi quá trình

là thuận nghịch)

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

Nhiệt độ, nhiệt lượng, sự truyền nhiệt

2.1 Muốn biết sự nóng hay lạnh của các vật, ta căn cứ vào

A màu sắc của vật B kích thước của vật

C nhiệt độ của vật D khối lượng của vật

2.2 Hai vật cân bằng nhiệt thì

2.4 Một nhiệt kế chỉ 90 0C Nhiệt độ đó có thể là nhiệt độ của

2.9 Nhiệt lượng 50 jun (50 J) thì bằng bao nhiêu calorie (cal)?

A 21 cal B 12 cal C 208 cal D 120 cal

2.10 Một nhiệt kế có giai đo là Kelvin (K) và một nhiệt kế có giai đo là

Fahrenheit (0F), cùng đo nhiệt độ của một vật thì chúng có cùng số chỉ Nhiệt độ của vật đó là

A 574 0C B 232 0C C 301 0C D 614 0C

2.11 Nhiệt dung riêng là

A nhiệt lượng dùng riêng cho chất đó

B nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của một chất lên 1 độ

C nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của một kilogram chất lên một độ

D nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của một mol chất lên một độ

2.12 Nhiệt dung mol là

A nhiệt lượng dùng riêng cho một mol chất đó

B nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của một chất lên 1 độ

C nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của một kilogram chất lên một độ

D nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của một mol chất lên một độ

2.13 Với cùng một mol khí, để tăng nhiệt độ lên thêm 10C thì

A quá trình đẳng áp tốn nhiều nhiệt lượng hơn quá trình đẳng tích

B quá trình đẳng áp tốn ít nhiệt lượng hơn quá trình đẳng tích

C quá trình đẳng áp và quá trình đẳng tích đều tốn nhiệt lượng như nhau

D tùy theo loại khí, nhiệt lượng cần trong quá trình đẳng áp và đẳng tích có thể nhiều hoặc ít hơn

2.14 Một calorie vào khoảng

A 0,24 J B 4,2 J C 4200 J D 8,3 J

Với cùng nhiệt lượng Q truyền cho 4 chất khác nhau, lảm nhiệt độ của: 3 g chất A tăng thêm 10 K; 4 g chất B tăng thêm 4 K; 6 g chất C tăng thêm 15 K; 8 g chất D tăng thêm 6 K Trả lời câu 2.15 và 2.16

2.15 Chất có nhiệt dung riêng lớn nhất là

A chất A B chất B C chất C D chất D

2.16 Chất có nhiệt dung riêng nhỏ nhất là

A chất A B chất B C chất C D chất D

2.17 Một khối nhôm hình lập phương có cạnh 20 cm, hấp thu nhiệt

lượng 47000 cal thì tăng nhiệt độ lên bao nhiêu? Biết rằng, khối lượng riêng của nhôm là 2,7 g/cm3 và nhiệt dung riêng của nhôm là 0,217 cal/g.0C

A 5 0C B 10 0C C 15 0C D 20 0C

2.18 Một ấm nước chứa 2,0 kg nước ở nhiệt độ 20 0C Phải cung cấp cho ấm nước một nhiệt lượng tối thiểu là bao nhiêu để nước sôi? Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg

Phương trình trạng thái khí, các nguyên lý nhiệt động

A Cả 2 trường hợp khí đều sinh công

B Hình a nhận công; hình b sinh công

C Hình a sinh công; hình b nhận công

D Cả 2 trường hợp khí đều nhận công

Một hệ nhiệt động biến đổi từ trạng

thái đầu (A) sang trạng cuối (B) theo ba

C Công A và nhiệt Q có dấu dương khi hệ nhận từ bên ngoài

D Độ biến thiên nội năng của hệ sau một chu trình có thể khác không

a b

(B) (A)

(3)

(1) (2)

P

V

Hình 2.2

2.25 Khi bạn lắc mạnh một cái phích đựng nước đang đậy kín (hoàn

toàn cách nhiệt) thì nhiệt độ của nước trong phích sẽ

A tăng B giảm C không đổi D bằng không

2.26 Một khối khí lý tưởng bị nén tới thể tích bằng một nửa thể tích ban

đầu theo ba cách: đẳng nhiệt, đẳng áp và đoạn nhiệt Hỏi quá trình nào tốn ít công nhất?

A Đẳng nhiệt B Đoạn nhiệt

Một khối khí thực hiện chu trình biến đổi

(1)-(2)-(3)-(1) như hình 2.4 Trả lời các câu hỏi

2.28 Sau một chu trình thì khối khí

A nhận 30 J công B sinh 30 J công

C nhận 90 J công D sinh 90 J công

2.29 Sau một chu trình thì khối khí

A nhận 30 J nhiệt lượng B sinh 30 J nhiệt lượng

C nhận 90 J nhiệt lượng D sinh 90 J nhiệt lượng

2.30 Quá trình (1)-(2) là quá trình biến đổi

A đẳng áp B đẳng tích C đẳng nhiệt D đoạn nhiệt

2.31 Quá trình (2)-(3) là quá trình biến đổi

A đẳng áp B đẳng tích C đẳng nhiệt D đoạn nhiệt

2.32 Trong quá trình đoạn nhiệt thì

A áp suất không đổi

B thể tích không đổi

C nhiệt độ không đổi

D hệ không trao đổi nhiệt với môi trường

2.33 Trong quá trình đẳng nhiệt thì

A nhiệt độ không đổi B nhiệt lượng không đổi

C hệ không sinh công D áp suất không đổi

Một hệ nhiệt động thực hiện chu trình (1)-(2)-(3)-(1) như hình 2.5 Trong quá trình (3)-(1) hệ cung cấp ra bên ngoài 5 J nhiệt lượng; trong

p (Pa)

O (3)

10

1 4 V(m3 )

Hình 2.4

quá trình (2)-(3) hệ không trao đổi nhiệt với bên ngoài; công mà hệ sinh

ra trong toàn chu trình là 15 J Trả lời các câu hỏi 2.34 – 2.37

D sinh công lớn hơn 15 J

2.36 Phát biểu nào sau đây là sai?

A nhận nhiệt và sinh công B nhận công và sinh nhiệt

C sinh nhiệt và sinh công D nhận nhiệt và nhận công

2.38 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về các quá trình biến đổi của

một hệ nhiệt động?

A Sau một chu trình thì nhiệt độ của hệ không đổi

B Quá trình đẳng nhiệt thì nhiệt độ không đổi

C Quá trình áp thì áp suất không đổi

D Sau một chu trình thì công bằng không

Một hệ nhiệt động thực hiện chu trình biến đổi như hình 2.6 Biết, quá trình (2) – (3) là quá trình đẳng nhiệt Trả lời các câu hỏi 2.39 – 2.44

2.39 Sau một chu trình thì hệ

A nhận nhiệt và sinh công

B nhận công và sinh nhiệt

C sinh nhiệt và sinh công

D nhận nhiệt và nhận công

2.40 Trong quá trình (1)-(2) hệ

A sinh công và nhận nhiệt

B sinh công và sinh nhiệt

C nhận công và nhận nhiệt D nhận công và sinh nhiệt

(1)

(2)

(3) V p

Hình 2.5

(1)

(3)

(2) V p

Hình 2.6

2.41 Trong quá trình (3)-(1), công A và nhiệt Q có đặc điểm là

A đẳng nhiệt B đẳng áp C đẳng tích D đoạn nhiệt

Đồ thị hình 2.7 biểu diễn các quá

trình biến đổi của một khối khí lý tưởng

D (1) đẳng tích, (2) đẳng nhiệt, (3) đoạn nhiệt; (4) đẳng áp

2.46 So sánh nhiệt độ T1, T2, T3 của các quá trình (1), (2), (3) ứng với trạng thái có thể tích V2

A T1 = T2 = T3 B T1 < T2 < T3

C T1 > T2 > T3 D T1 > T2 = T3

2.47 Gọi A1, A2, A3 là độ lớn công sinh ra ở các quá trình (1), (2), (3) tương ứng với trạng thái có thể tích V1 và V2 Kết luận nào sau đây là đúng?

A A1 < A2 < A3 B A1 > A2 > A3

C A1 = A2 = A3 D A1 = 0; A2 > A3

2.48 Phát biểu nào sau đây là đúng về nhiệt lượng Q, công A và nội năng

∆U của khối nước được đun nóng (chưa sôi)?

Hình 2.7

lượt là ∆𝑈1 và ∆𝑈2 (coi là các khí lý tưởng) Phát biểu nào sau đây là đúng?

2.50 Có 4 mol khí Heli (coi là khí lí tưởng) đựng trong một bình kín Hơ

nóng bình để nhiệt độ của khối khí tăng thêm 100C Nhiệt lượng mà

khí nhận vào là

2.51 Có 0,5 mol khí Nitơ (coi là khí lí tưởng) ở nhiệt độ 100C, áp suất 2,5 atm Sau khi hơ nóng đẳng áp, thể tích khí tăng đến 20 lít Tính công mà khí sinh ra

2.55 Nhiệt dung mol đẳng áp của một chất khí lý tưởng là 29,1 J/mol.K

Nhiệt dung mol đẳng tích của khí đó là:

2.56 Một mol khí lý tưởng có nhiệt độ ban đầu 300 K, giãn đẳng áp đến

khi thể tích tăng gấp 2 lần; sau đó được làm nguội đẳng tích đến nhiệt

độ ban đầu Tính độ biến thiên nội năng của khí sau toàn quá trình biến đổi

2.57 Chỉ số đoạn nhiệt của một chất khí là tỉ số giữa nhiệt dung mol

đẳng áp và nhiệt dung mol đẳng tích của chất khí đó Khi nung nóng đẳng áp một mol khí CO2 để nhiệt độ của nó tăng thêm 50C thì tốn nhiệt lượng là 185 J; nhưng nếu nung nóng đẳng tích thì chỉ tốn 142

J Chỉ số đoạn nhiệt của khí CO2 là

2.58 Một mol khí lý tưởng được nung nóng đẳng áp, nhiệt độ tăng từ

200C đến 1000C Trong quá trình đó khí sinh hay nhận bao nhiêu công?

A Khí nhận 2,9 kJ công B Khí sinh 2,9 kJ công

C Khí nhận 0,66 kJ công D Khí sinh 0,66 kJ công

2.59 Cho8 g khí hydro (coi là khí lý tưởng) ở 27 0C giãn nở đẳng áp, thể tích tăng gấp 2 lần Trong quá trình đó khí sinh hay nhận bao nhiêu công?

A Khí nhận 897 J công B Khí sinh 897 J công

C Khí nhận 9,97 kJ công D Khí sinh 9,97 kJ công

2.60 Nén đẳng nhiệt 1 mol khí lý tưởng lưỡng nguyên tử ở 270C để thể tích giảm đi 2 lần Tính công cần thiết để nén khí

A 1,73 kJ B 2,88 kJ B 156 J D 260 J

2.61 Nén đẳng nhiệt 1 mol khí lý tưởng ở 27 0C để thể tích giảm đi 2 lần Trong quá trình đó:

A Khí tỏa 1730 J nhiệt lượng B Khí tỏa 156 J nhiệt lượng

C Khí thu 1730 J nhiệt lượng D Khí thu 156 J nhiệt lượng

Một khối khí nitơ (coi là khí lí tưởng) ở áp suất 1,5 atm, giãn đoạn nhiệt để thể tích tăng gấp đôi Trả lời câu 2.62 và 2.63

2.62 Chỉ số đoạn nhiệt của khí nitơ là

2.63 Áp suất của khí sau đó là

A 3,0 atm B 0,75 atm C 4,0 atm D 0,57 atm

2.64 Một khối khí lý tưởng có nhiệt độ ban đầu 27 0C được giãn đẳng

áp để thể tích tăng lên 3 lần Nhiệt độ của khối khí sau quá trình đó là

A 9000C B 810C C 6270C D 90C

2.65 Một quá trình biến đổi mà chất khí nhận nhiệt Q và sinh công A thì

Q và A phải có dấu như thế nào?

A Q > 0 , A < 0 B Q > 0 , A> 0

C Q < 0 , A > 0 D Q < 0 , A < 0

2.66 Truyền nhiệt lượng 6.106 J cho khí trong một xi lanh hình trụ thì khí nở ra đẩy piston làm thể tích khí tăng thêm 0,5 m3 Tính độ biến thiên nội năng của khối khí? Biết áp suất của khí bằng 8.106 N/m2không đổi

2.69 Có 6,5 g khí Hydro (coi là khí lý tưởng) ở nhiệt độ 270C, nhận nhiệt

và giãn nở đẳng áp, tăng thể tích gấp đôi Công mà khối khí sinh ra và nhiệt lượng đã cung cấp cho khối khí là

A 8,10 kJ và 28,4 kJ B 729 J và 729 J

C 8,10 kJ và 9,92 kJ D 8,10 kJ và 12,2 kJ

2.70 Có 8 g khí oxy ở nhiệt độ 200C, áp suất 1,5 atm Sau khi hơ nóng đẳng áp, thể tích khí tăng đến 10 lít Công mà khí sinh ra và nhiệt lượng mà khí nhận được trong quá trình đó là

A 0,89 kJ và 3,12 kJ B 0,89 kJ và 1,34 kJ

C 0.98 kJ và 3,21 kJ D 0,98 kJ và 1,25 kJ

Một khối khí nitơ ở áp suất p 1 = 2,0 atm có thể tích V 1 = 10 lít được giãn nở đẳng áp để thể tích tăng gấp đôi Trả lời câu 2.71 – 2.72

2.71 Nhiệt độ lúc sau của khối khí

2.72 Công sinh ra trong quá trình đó là

A 20 J B 2,0 kJ C 4,0 kJ D 40 J

Một khối khí nitơ ở áp suất p 1 = 2,0 atm có thể tích V 1 = 10 lít được giãn nở đẳng nhiệt tới thể tích gấp đôi Trả lời câu 2.73 – 2.74

2.73 Áp suất lúc sau của khối khí là

A 4,0 atm B 1,0 atm C 2,0 atm D 0,5 atm

2.74 Công sinh ra trong quá trình đó là

A 2,0 kJ B 1,4 kJ C 4,1 kJ D 20 kJ

2.75 Một khối khí thực

hiện quá trình biến đổi

từ trạng thái đầu (i)

Một khối khí thực hiện chu trình biến

đổi như hình 2.9 Trả lời câu 2.76 – 2.81

2.76 Trong chu trình đó khí sinh hay

nhận bao nhiêu công?

A Sinh 24 kJ B Nhận 24 kJ

C Sinh 12 kJ D Nhận 12 kJ.

2.77 Trong chu trình đó khí sinh hay

nhận bao nhiêu nhiệt?

A đẳng áp B đẳng tích C đẳng nhiệt D đa biến

2.81 Độ biến thiên nội năng sau một chu trình:

A U = 12 kJ B U = 0 C U = 24 kJ D U = – 12 kJ

Một khối khí thực hiện quá trình biến đổi từ trạng thái đầu (i) đến trạng thái cuối (f) như trong đồ thị hình 2.10; trong đó, áp suất p là hàm của thể tích: p = V 2 , với  = 6,0 atm/m 6 Trả lời câu 2.82 – 2.84

2.82 Áp suất ở trạng thái đầu (i) là:

Hình 2.9 Hình 2.8

2.84 Trong quá trình đó, khí sinh

hay nhận bao nhiêu công?

2.86 Trong hình 2.12, sơ đồ nào

là sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ nhiệt?

Q 1