Bài tập Phương trình trạng thái khí lí tưởng theo chương trình mới 2018 – Đề 2

Bài tập Phương trình trạng thái khí lí tưởng theo chương trình mới 2018 là tài liệu quan trọng giúp học sinh lớp 12 hệ thống hóa kiến thức cơ bản về khí lý tưởng và phương trình Clapeyron. Bộ bài tập được xây dựng bám sát chương trình GDPT 2018 môn Vật lý dưới dạng một đề thi vật lí theo mẫu 2025, có đủ dạng trắc nghiệm, đúng–sai và tự luận ngắn, phù hợp cho việc tự học và ôn tập trên lớp. Đây cũng là nguồn tài liệu hữu ích cho giáo viên khi ra đề kiểm tra định kỳ hoặc luyện tập chuyên đề cho học sinh. Với các ví dụ minh họa và bài tập đa dạng, học sinh có thể rèn luyện kỹ năng giải nhanh, chính xác, phục vụ tốt cho kỳ thi cuối kỳ và ôn thi tốt nghiệp THPT. Điểm đặc biệt là toàn bộ bài tập khí lý tưởng đều đi kèm đáp án và gợi ý chi tiết, giúp người học dễ dàng đối chiếu và tự đánh giá năng lực. Tài liệu hứa hẹn sẽ là công cụ hiệu quả để nâng cao kết quả học tập Vật lý 12 theo định hướng mới.

I. LÀM BÀI TẬP DẠNG TRẮC NGHIỆM ONLINE VỀ PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

Thang điểm: Phần I: 9 câu × 0.50 = 4.50; Phần II: 2 câu × tối đa 2.00 = 4.00; Phần III: 3 câu × 0.50 = 1.50 → Tổng 10.00.

PHẦN I. CÂU TRẮC NGHIỆM NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 9. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

Câu 1: Một khối khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo các quá trình trên đồ thị $p$–$T$: 1–2 là đoạn thẳng qua gốc, 2–3 là hypebol, 3–4 vuông góc trục $OT$, 4–1 vuông góc trục $Op$. Quá trình nào là đẳng nhiệt?

A. Quá trình 1–2. B. Quá trình 2–3. C. Quá trình 3–4. D. Quá trình 4–1.

Câu 2: Một khối khí lí tưởng ở nhiệt độ $T$, khối lượng riêng $\rho$, áp suất $p$ và khối lượng mol $M$. Phương trình Clapeyron là

A. $p=\frac{\rho}{M}RT$. B. $p=\frac{M}{\rho}RT$. C. $p=\frac{R}{\rho M}T$. D. $p=\frac{\rho M}{R}T$.

Câu 3: Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị của áp suất?

A. atm. B. N/m$^2$. C. Pa. D. m$^3$.

Câu 4: Một khối khí có khối lượng mol $M$, ở nhiệt độ $T$, áp suất $p$, thể tích $V$. Khối lượng của khối khí là

A. $m=\dfrac{R}{M}\,\dfrac{pV}{T}$. B. $m=\dfrac{M}{R}\,\dfrac{pV}{T}$. C. $m=\dfrac{RT}{MpV}$. D. $m=MR\,\dfrac{pV}{T}$.

Câu 5: Một xi lanh được chia làm hai ngăn bởi một pít tông nhẹ cách nhiệt, các ngăn này chứa cùng một loại khí với khối lượng bằng nhau. Khi nhiệt độ ở một ngăn thứ nhất $T$, ngăn thứ hai là $2T$ thì pít tông đứng yên cân bằng. Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Áp suất ở ngăn thứ nhất là p thì áp suất ở ngăn thứ hai là $2p$. B. Áp suất ở ngăn thứ nhất là p thì áp suất ở ngăn thứ hai là $\dfrac{p}{2}$. C. Áp suất ở ngăn thứ nhất là p thì áp suất ở ngăn thứ hai cũng là $p$. D. Áp suất ở ngăn thứ nhất là p thì áp suất ở ngăn thứ hai là $\sqrt{2} p$.

Câu 6: Một bình kín chứa $n\ \text{mol}$ khí ôxi ở nhiệt độ $20\,^\circ\!\text{C}$, áp suất $1\text{,}5\ \text{atm}$ và thể tích $20\ l$. Giá trị của $n$ là

A. $1{,}247$ mol. B. $1{,}125$ mol. C. $1{,}286$ mol. D. $1{,}167$ mol.

Câu 7: Khí cầu chứa khí heli có khối lượng $m=0\text{,}3\ \text{kg}$. Trong quá trình bảo quản, nhiệt độ tuyệt đối trong khí cầu giảm $10 %$ và áp suất giảm $20 %$. Có bao nhiêu phân tử heli thoát ra khỏi quả bóng?

A. $4{,}77\!\times\!10^{24}$ phân tử. B. $5{,}02\!\times\!10^{24}$ phân tử. C. $4{,}27\!\times\!10^{24}$ phân tử. D. $5{,}82\!\times\!10^{24}$ phân tử.

Câu 8: Một khối khí nitơ nặng $42\ \text{g}$ chịu áp suất $2\!\cdot\!10^5\ \text{Pa}$ ở nhiệt độ $17\,^\circ\!\text{C}$. Sau khi giãn nở đẳng áp, thể tích nitơ tăng thêm $22\ l$ và khi đó nhiệt độ của khí xấp xỉ bằng

A. $286\,^\circ\!\text{C}$. B. $370\,^\circ\!\text{C}$. C. $310\,^\circ\!\text{C}$. D. $400\,^\circ\!\text{C}$.

Câu 9: Từ một bình chứa có dung tích $100\ l$ chứa oxy nén, khí thoát ra do van bị hỏng. Khi nhiệt độ là $273\ \text{K}$, áp kế trên bình cho thấy áp suất là $2\!\cdot\!10^5\ \text{Pa}$. Một thời gian sau, khi nhiệt độ là $300\ \text{K}$, áp kế cho thấy cùng một áp suất. Khối lượng oxy đã thoát ra khỏi bình là

A. $22{,}41$ g. B. $23{,}76$ g. C. $24{,}88$ g. D. $25{,}39$ g.

PHẦN II. CÂU HỎI ĐÚNG SAI. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 2. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Chấm điểm nhân đôi: 4 đúng = 2.0; 3 đúng = 1.0; 2 đúng = 0.5; 1 đúng = 0.2.

Câu 1: Hình vẽ cho thấy một quá trình biến đổi từ trạng thái $1$ sang trạng thái $2$ của một lượng khí lí tưởng ($p$ là áp suất; $V$ là thể tích của nó). Đồ thị biểu diễn quá trình là một đoạn thẳng đi qua gốc tọa độ. Biết rằng lượng khí này gồm $n=1\text{,}5\ \text{mol}$.

a) Quá trình $1–2$ là quá trình đẳng nhiệt. b) Thể tích khí ở trạng thái 2 là $V_2=30\ l$. c) Nhiệt độ của khí ở trạng thái 2 là $T_2=731{,}7\ \text{K}$. d) Trong hệ tọa độ $V-T$ quá trình này được biểu diễn bằng một phần của đường parabol.

Câu 2: Trong túi khí ô tô thường chứa chất $\text{NaN}_3$, là chất rắn có thể tích rất nhỏ nên túi khí dễ dàng xếp gọn và giấu đi. Khi xe va chạm mạnh vào vật cản thì hệ thống cảm biến của xe sẽ kích thích chất rắn này làm nó phân hủy tạo thành $\text{Na}$ và khí $\text{N}_2$. $\text{Na}$ ở dạng bột có thể tích không đáng kể. Khí $\text{N}_2$ được tạo thành có tác dụng làm phồng túi lên, giúp người lái xe không bị va chạm trực tiếp vào hệ thống lái (Hình vẽ). Túi khí của một ô tô chứa $100\ \text{g}$ $\text{NaN}_3$, khi bung có thể tích $48\ l$.

a) Phương trình phân hủy $\text{NaN}_3$ là$2\mathrm{NaN_3}\rightarrow 2\mathrm{Na}+3\mathrm{N_2}$. b) Số mol $\mathrm{NaN_3}$ trong túi khí là $1{,}538\ \text{mol}$. c) Số mol khí $\text{N}_2$ được tạo thành sau khi phân hủy hết $\text{NaH}_2$ là $1\text{,}538\ \text{mol}$. d) Nếu nhiệt độ khí trong túi khi bung là $30\,^\circ\!\text{C}$ thì áp suất khí trong túi lúc bung ra là $3\text{,}5\ \text{atm}$.

PHẦN III. CÂU TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 3.

Nhập kết quả số; chỉ chấp nhận dấu dấu chấm thập phân. (Mỗi câu đúng 0.50 điểm.)

Câu 1: Biết khối lượng riêng của không khí ở $0\,^\circ\!\text{C}$ và $1\text{,}01\!\times\!10^5\ \text{Pa}$ là $1\text{,}29\ \mathrm{kg\!/\!m^3}$. Khối lượng riêng của không khí ở $100\,^\circ\!\text{C}$ và áp suất $2\text{,}05\!\!\times\!\!10^5\ \text{Pa}$ là bao nhiêu $\mathrm{kg\!/\!m^3}$ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Câu 2: Một bình có thể tích không đổi chứa $3\ \mathrm{mol}$ khí. Nếu $1\ \mathrm{mol}$ khí thoát ra khỏi bình và nhiệt độ tuyệt đối của khí giảm đi $2$ lần so với ban đầu thì áp suất khí trong bình sẽ giảm bao nhiêu lần so với ban đầu?

Câu 3: Trong một xi lanh đặt thẳng đứng có diện tích tiết diện $100\ \mathrm{cm^2}$, dưới một piston (có khối lượng không đáng kể) chứa không khí ở nhiệt độ $0\,^\circ\!\text{C}$. Một quả tạ có khối lượng $10\ \mathrm{kg}$ được đặt lên piston, khiến piston hạ xuống. Áp suất khí quyển là $p_0=1\text{,}013\!\cdot\!10^5\ \mathrm{Pa}$. Cần tăng nhiệt độ của không khí thêm bao nhiêu độ để piston trở lại vị trí ban đầu (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

II. GIẢI CHI TIẾT BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

#PhuongTrinhTrangThaiKhiLiTuong, #BaiTapVatLy10, #ChuongTrinhMoi2018, #OnThiTHPT, #DeThiThuVatLy, #KhiLyTuong, #Clapeyron, #TracNghiemVatLy, #OnTapVatLy10, #VatLyTHPT