Một nhóm học sinh khảo sát quá trình nguội đi của nước trong bình cách nhiệt. Bình chứa 0,50 kg nước ở 80 °C, đặt trong phòng có nhiệt độ ổn định 25 °C. Nhiệt kế ghi nhiệt độ của nước tại các thời điểm như bảng. Bỏ qua sự bay hơi và coi nước luôn được khuấy đều. Nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/(kg.K).

t (phút)	0	5	10	15	20	25
T (°C)	80,0	70,0	61,8	55,1	49,6	45,1

Mô hình gần đúng của quá trình là $T(t) = {T_m} + ({T_0} - {T_m}){e^{ - kt}}$, trong đó ${T_m}$ là nhiệt độ môi trường và $k$ là hệ số đặc trưng cho khả năng trao đổi nhiệt của bình (đơn vị phút$^{ - 1}$). Với một khoảng thời gian ngắn, công suất tỏa nhiệt trung bình có thể ước tính từ $P = mc|\Delta T|/\Delta t$.

Câu 1/14

Xét các nhận định về dữ liệu và mô hình. Hãy xác định đúng hoặc sai cho từng ý.

a. Nhiệt độ nước giảm, nhưng mức giảm trong mỗi khoảng 5 phút không bằng nhau.

Đúng

Sai

b. Khi nhiệt độ nước tiến sát 25 °C, tốc độ giảm nhiệt theo mô hình tiến sát 0.

Đúng

Sai

c. Vì nước giảm nhiệt độ nên nhiệt dung riêng của nước chắc chắn giảm theo thời gian.

Đúng

Sai

d. Trong mô hình, $k$ càng lớn thì bình giữ nhiệt càng tốt.

Đúng

Sai

Lời giải

Phương pháp giải: Đối chiếu bảng và xét dấu đạo hàm $d T / d t = - k (T - T_{m})$ .

Giải chi tiết:

Các độ giảm lần lượt là 10,0; 8,2; 6,7; 5,5; 4,5 °C nên a đúng. Khi $T$ gần $T_{m}$ , độ lớn đạo hàm tiến về 0 nên b đúng. Dữ liệu không chứng minh c; $k$ lớn nghĩa là nguội nhanh nên d sai.

Đáp án: a) Đ; b) Đ; c) S; d) S

Câu 2/14

Ước tính công suất nhiệt trung bình nước truyền ra môi trường trong 5 phút đầu.

A. 35 W

B. 70 W

C. 140 W

D. 700 W

Lời giải

Phương pháp giải: Dùng $P = m c | Δ T | / Δ t$ .

Giải chi tiết:

Nhiệt lượng mất đi $Q = 0, 50 \cdot 4200 \cdot 10 = 21000$ J; $Δ t = 300$ s nên $P = 70$ W.

Đáp án: B

Câu 3/14

Sử dụng hai số liệu tại 0 và 10 phút để ước tính $k$ . Kết quả gần nhất là bao nhiêu?

A. 0,018 phút $^{- 1}$

B. 0,040 phút $^{- 1}$

C. 0,080 phút $^{- 1}$

D. 0,180 phút $^{- 1}$

Lời giải

Phương pháp giải: Lấy logarit tỉ số độ chênh nhiệt độ.

Giải chi tiết:

$e^{- 10 k} = (61, 8 - 25) / (80 - 25) = 36, 8 / 55$ ; suy ra $k = - l n (36, 8 / 55) / 10 \approx 0, 0402$ phút $^{- 1}$ .

Đáp án: B

Câu 4/14

Một nhóm khác đo nhiệt độ tại 15 phút là 58,0 °C trong khi các số liệu khác giữ nguyên. Kết luận nào có cơ sở khoa học nhất?

A. Chắc chắn mô hình hàm mũ sai với mọi bình.

B. Chắc chắn nhiệt kế bị hỏng.

C. Cần kiểm tra lại điều kiện đo và lặp phép đo trước khi kết luận.

D. Phải thay nhiệt dung riêng của nước thành 0.

Lời giải

Phương pháp giải: Phân biệt sai lệch thực nghiệm với bác bỏ mô hình.

Giải chi tiết:

Một giá trị bất thường có thể do sai số đo, thao tác hoặc điều kiện thay đổi. Cần đo lặp và kiểm soát biến trước khi kết luận.

Đáp án: C

Câu 5/14

Dùng mô hình với $k = 0, 040$ phút $^{- 1}$ . Sau bao lâu kể từ lúc bắt đầu, nước lần đầu nguội xuống 40 °C?

A. Khoảng 16 phút

B. Khoảng 24 phút

C. Khoảng 32,5 phút

D. Khoảng 65 phút

Lời giải

Phương pháp giải: Giải phương trình nhiệt độ theo thời gian.

Giải chi tiết:

$40 = 25 + 55 e^{- 0, 040 t}$ nên $t = l n (55 / 15) / 0, 040 \approx 32, 5$ phút.

Đáp án: C

Câu 6/14

Điền từ/cụm từ phù hợp: Để so sánh công bằng hai loại vỏ bình, nhóm nghiên cứu cần giữ cố định khối lượng nước, nhiệt độ ban đầu và __________ của phòng.

Xem đáp án

Lời giải

Đáp án:

1. nhiệt độ môi trường

Trả lời bằng một cụm từ ngắn.

Phương pháp giải: Xác định biến cần kiểm soát trong phép so sánh.

Giải chi tiết:

Nhiệt độ môi trường tác động trực tiếp đến chênh lệch nhiệt độ và tốc độ trao đổi nhiệt.

Đáp án: nhiệt độ môi trường

Câu 7/14

Hai bình A, B chứa cùng lượng nước và cùng nhiệt độ ban đầu. Kết quả khớp mô hình với $k_{A} = 0, 025$ phút $^{- 1}$ và $k_{B} = 0, 040$ phút $^{- 1}$ . Sau 20 phút, tỉ số độ chênh nhiệt với môi trường của A so với B gần nhất là bao nhiêu?

A. 0,55

B. 0,74

C. 1,35

D. 1,82

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Đoạn văn 2

Đọc ngữ liệu sau và trả lời các câu hỏi từ 68 đến 74.

NGỮ LIỆU 2. TRUYỀN TẢI ĐIỆN VÀ TỐI ƯU HÓA NĂNG LƯỢNG

Một trạm điện cung cấp công suất tác dụng 120 kW cho một cơ sở sản xuất qua đường dây có tổng điện trở 4,0 Ω. Để đơn giản hóa mô hình, coi hệ số công suất bằng 1 và điện áp ở đầu đường dây không đổi. Khi điện áp truyền tải là $U$, dòng điện được ước tính bằng $I = P/U$ và công suất hao phí trên dây ${P_{hp}} = {I^2}R$. Trạm có thể dùng máy biến áp lí tưởng để tăng điện áp trước khi truyền tải; tỉ số điện áp bằng tỉ số vòng dây ${U_2}/{U_1} = {N_2}/{N_1}$. Trong thực tế, cần xét thêm giới hạn cách điện và an toàn.

Câu 8/14

Xét các phát biểu sau; xác định đúng hoặc sai.

a. Với cùng công suất truyền tải và điện trở dây, tăng điện áp gấp đôi làm hao phí giảm 4 lần.

Đúng

Sai

b. Khi điện trở đường dây tăng gấp đôi, hao phí giảm một nửa nếu dòng điện không đổi.

Đúng

Sai

c. Máy biến áp lí tưởng hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

Đúng

Sai

d. Công thức $P_{h p} = I^{2} R$ chỉ đúng khi dùng dòng điện một chiều.

Đúng

Sai

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 9/14

Khi điện áp truyền tải là 2,0 kV, công suất hao phí trên đường dây bằng bao nhiêu?

A. 1,44 kW

B. 7,2 kW

C. 14,4 kW

D. 28,8 kW

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 10/14

Nếu nâng điện áp từ 2,0 kV lên 6,0 kV trong cùng mô hình, công suất hao phí thay đổi thế nào?

A. Giảm 3 lần

B. Giảm 6 lần

C. Giảm 9 lần

D. Tăng 9 lần

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 11/14

Điện áp truyền tải tối thiểu để hao phí không vượt quá 1,0% công suất 120 kW là gần nhất bao nhiêu?

A. 4,0 kV

B. 5,0 kV

C. 6,9 kV

D. 12,0 kV

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 12/14

Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp 500 vòng, nhận điện áp 500 V. Muốn đầu ra đạt 5,0 kV, cuộn thứ cấp cần bao nhiêu vòng?

A. 50 vòng

B. 500 vòng

C. 2500 vòng

D. 5000 vòng

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 13/14

Một phương án thay dây làm điện trở giảm từ 4,0 Ω xuống 2,5 Ω; phương án khác giữ dây nhưng tăng điện áp từ 2,0 kV lên 2,5 kV. Phương án nào giảm hao phí nhiều hơn, nếu các giả thiết ngữ liệu vẫn đúng?

A. Thay dây; hao phí còn 62,5% ban đầu.

B. Tăng điện áp; hao phí còn 64,0% ban đầu.

C. Hai phương án giảm như nhau.

D. Không đủ dữ kiện để so sánh.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 14/14

Một học sinh nhận xét: “Cứ tăng điện áp truyền tải càng cao thì hệ thống chắc chắn càng hiệu quả và an toàn”. Phản biện nào thuyết phục nhất?

A. Đúng vì dòng điện sẽ bằng 0.

B. Sai vì hao phí Joule luôn tăng theo điện áp.

C. Chưa đủ cơ sở vì mô hình bỏ qua chi phí thiết bị, tổn hao khác và giới hạn cách điện.

D. Sai vì máy biến áp không thay đổi điện áp xoay chiều.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Xem tiếp với tài khoản VIP

Còn 8/14 câu hỏi, đáp án và lời giải chi tiết.

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Bằng việc đăng ký, bạn đồng ý với Điều khoản sử dụng và Chính sách bảo mật của Vietjack.

Lớp 12

Lớp 11

Lớp 10

Ôn vào 10

Lớp 9

Lớp 8

Lớp 7

Lớp 6

Ôn vào 6

Lớp 5

Lớp 4

Lớp 3

Lớp 2

Lớp 1

Đại học

ĐGNL - ĐGTD

Tốt nghiệp THPT

Lớp 12

Lớp 11

Lớp 10

Ôn vào 10

Lớp 9

Lớp 8

Lớp 7

Lớp 6

Ôn vào 6

Lớp 5

Lớp 4

Lớp 3

Lớp 2

Lớp 1

V-ACT

HSA

TSA

SPT

Toán

Văn

Tiếng Anh

Vật lý

Hóa học

Sinh học

Lịch sử

Địa lý

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Tin học

Công nghệ

Toán

Văn

Tiếng Anh

Vật lí

Hóa học

Sinh học

Lịch sử

Địa lí

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Tin học

Công nghệ

Toán

Văn

Tiếng Anh

Vật lí

Hóa học

Sinh học

Lịch sử

Địa lí

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Tin học

Công nghệ

Toán

Văn

Tiếng Anh

Vật lý

Hóa học

Sinh học

Lịch sử

Địa lí

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Tin học

Công nghệ

Toán