Trắc nghiệm Sự nở vì nhiệt của vật rắn có đáp án năm 2021 (phần 2)
Trắc nghiệm Sự nở vì nhiệt của vật rắn có đáp án năm 2021 (phần 2)
Với bài tập trắc nghiệm Sự nở vì nhiệt của vật rắn có đáp án năm 2021 (phần 2) sẽ giúp học sinh hệ thống lại kiến thức bài học và ôn luyện để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí lớp 10.
Câu 1: Một quả cầu đồng chất có hệ số nở khối β=72.10-6.K-1. Ban đầu thẻ tích của quả cầu là V0, để thể tích của quả cầu tăng 0,36% thì độ tăng nhiệt độ của quả cầu bằng
A. 50 K. B. 100 K.
C. 75 K. D. 125 K.
Chọn A.
Để thể tích của quả cầu tăng 0,36% thì độ tăng nhiệt độ của quả cầu bằng:
Câu 2: Khối lượng riêng của sắt ở 0oC là 7,8.103 kg/m3. Biết hệ số nở của khối sắt là 33.10-6.K-1. Ở nhiệt độ 160oC, khối lượng riêng của sắt là
A. 7759 kg/m3. B. 7900 kg/m3.
C. 7857 kg/m3. D. 7599 kg/m3.
Chọn A.
Câu 3: Một vật rắn hình khối lập phương đồng chất, đẳng hướng có hệ số nở dài α=24.10-6.K-1. Nếu tăng nhiệt độ của vật thêm 100oC thì độ tăng diện tích tỉ đối của mặt ngoài vật rắn là
A. 0,36%. B. 0,48%.
C. 0,40%. D. 0,45%.
Chọn B
Độ tăng diện tích tỉ đối
Câu 4: Giữa hệ số nở khối β và hệ số nở dài α có biểu thức:
Chọn D
Sự nở vì nhiệt của vật rắn là sự tăng kích thước của vật rắn khi nhiệt độ tăng do bị nung nóng.
Câu 5: Gọi: ℓ0 là chiều dài ở 0 °C; ℓ là chiều dài ở t °C; α là hệ số nở dài. Công thức tính chiều dài ℓ ở t °C là:
Chọn A
Độ nở dài Δℓ của vật rắn hình trụ đồng chất tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ Δt và độ dài ban đầu ℓ0 của vật đó:
+ Công thức tính độ nở dài: Δℓ = ℓ – ℓ0 = α.ℓ0.Δt; Với ℓ0 là chiều dài ban đầu tại t0
+ Công thức tính chiều dài tại t °C: ℓ = ℓ0.(1 + α.Δt)
Với α là hệ số nở dài của vật rắn, có đơn vị là K-1; Giá trị của α phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn.
Nếu t0 = 0 → Δt = t – t0 = t – 0 = t → ℓ = ℓ0 (1 + αt).
Câu 6: Gọi v0 là thể tích ở 0 °C; V là thể tích ở t °C; β là hệ số nở khối. Công thức tính thể tích V ở t °C là:
Chọn C
- Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.
+ Công thức độ nở khối: ΔV = V–v0 = βv0Δt
+ Công thức tính thể tích tại t °;C: V = V0(1 + βΔt). Với v0 là thể tích ban đầu tại t0
Nếu t0 = 0 °C thì V = v0.(1 + βt)
Câu 7: Độ nở khối của vật rắn đồng chất được xác định theo công thức:
Chọn A
Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.
Công thức độ nở khối: ΔV = V–v0 = βv0Δt.
+ Độ nở dài của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ Δt và độ dài ban đầu l0 của vật đó:
Δℓ = ℓ – ℓ0 = αℓ0Δt.
Câu 8: Một vật rắn hình trụ có chiều dài ban đầu lo, hệ số nở dài α. Gọi Δt là độ tăng nhiệt độ của thanh, độ tăng chiều dài của vật được tính bằng công thức
Chọn B.
Độ nở dài Δℓ của vật rắn (hình trụ, đồng chất) tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ Δt và chiều dài ban đầu ℓ0 của vật đó.
Δℓ = ℓ - ℓ0 = α.ℓ0Δt (công thức nở dài của vật rắn)
Câu 9: Một vật rắn hình trụ có hệ số nở dài α=11.10-6.K-1. Khi nhiệt độ của vật tăng từ 0oC đến 110oC độ nở dài tỉ đối của vật là
A. 0,121%. B. 0,211%.
C. 0,212%. D. 0,221%.
Chọn A.
Khi nhiệt độ của vật tăng từ 0 °C đến 110 °C độ nở dài tỉ đối của vật là:
Câu 10: Một vật rắn hình trụ có hệ số nở dài α=24.10-6.K-1. Ở nhiệt độ 20oC có chiều dài lo=20 m, tăng nhiệt độ của vật tới 70oC thì chiều dài của vật là
A. 20,0336 m. B. 24,020 m.
C. 20,024 m. D. 24,0336 m.
Chọn C.
Chiều dài của vật là: ℓ = ℓ0(1 + Δt) = 20.(1 + 24.10-6.50) = 20,024 m.
Câu 11: Một thanh thép hình trụ có hệ số nở dài α=11.10-6.K-1, ban đầu có chiều dài 100 m. Để chiều dài của nó là 100,11 m thì độ tăng nhiệt độ bằng
A. 170oC. B. 125oC.
C. 150oC. D. 100oC.
Chọn D.
Để chiều dài của nó là 100,11 m thì độ tăng nhiệt độ bằng:
Câu 12: Một vật rắn hình trụ ban đầu có chiều dài 100m. Tăng nhiệt độ của vật thêm 50oC thì chiều dài của vật là 100,12 m. Hệ số nở dài của vật bằng
A. 18.10-6.K-1.
B. 24.10-6.K-1.
C. 11.10-6.K-1.
D. 20.10-6.K-1.
Chọn B.
Hệ số nở dài của vật bằng:
Câu 13: Một quả cầu đồng chất có hệ số nở khối β=33.10-6.K-1. Ban đầu có thể tích V0 = 100 cm3. Khi độ tăng nhiệt độ Δt=100oC thì thể tích của quả cầu tăng thêm
A. 0,10 cm3. B. 0,11 cm3.
C. 0,30 cm3. D. 0,33 cm3.
D
ΔV = VoβΔt = 100.33.10-6.100 = 0,33 cm3
Câu 14: Một thanh kim loại có chiều dài 20 m ở nhiệt độ 20 °C, có chiều dài 20,015 m ở nhiệt độ 45 °C. Hệ số nở dài của thanh kim loại là:
A. 2.10-5 K-1.
B. 2,5.10-5 K-1.
C. 3.10-5 K-1.
D. 4.10-5 K-1.
Chọn C
Hệ số nở dài của thanh kim loại:
Câu 15: Ở nhiệt độ 0 °C tổng chiều dài của thanh đồng và thanh sắt là l0 = 5 m. Hiệu chiều dài của chúng ở cùng nhiệt độ bất kỳ nào cũng không đổi. Tìm chiều dài của mỗi thanh ở 0 °C. Biết hệ số nở dài của đồng là 18.10-6 K-1, của sắt là 12.10-6 K-1.
A. l0s = 3 m; l0đ = 2 m
B. l0s = 3,5 m; l0đ = 1,5 m
C. l0s = 4 m; l0đ = 1 m
D. l0s = 1 m; l0đ = 4 m
Chọn A
Chiều dài của mỗi thanh ở t °C:
Câu 16: Một lá đồng có kích thước 0,6 x 0,5 (m2) ở 20 °C. Người ta nung nó lên đến 600 °C. Diện tích của nó tăng thêm bao nhiêu? Cho hệ số nở dài của đồng là 17.10-6.
A. 0,116 m2
B. 0,006 m2
C. 0,106 m2
D. 0,206 m2
Chọn B
Gọi ℓ1, ℓ2 là các cạnh của lá đồng.
Ở nhiệt độ t °C độ dài các cạnh lá đồng là:
Vì α rất nhỏ nên số hạng chứa α2 càng nhỏ, có thể bỏ qua, do đó
Câu 17: Ở 0 °C, thanh nhôm và thanh sắt có tiết diện ngang bằng nhau, có chiều dài lần lượt là 80 cm và 80,5 cm. Hỏi ở nhiệt độ nào thì chúng có chiều dài bằng nhau và ở nhiệt độ nào thì chúng có thể tích bằng nhau. Biết hệ số nở dài của nhôm là 24.10-6 K-1, của sắt là 14.10-6 K-1. Chọn đáp án đúng.
A. t = 430,8 °C, t’ = 210,9 °C.
B. t = 530,5 °C, t’ = 310,2 °C.
C. t = 530,8 °C, t’ = 210,9 °C.
D. t = 630,5 °C, t’ = 210,2 °C.
Chọn D
Nhiệt độ để chiều dài của chúng bằng nhau:
Câu 18: Người ta muốn lắp một cái vành bằng sắt vào một cái bánh xe bằng gỗ có đường kính 100 cm. Biết rằng đường kính của vành sắt nhỏ hơn đường kính bánh xe 5 mm. Vậy phải nâng nhiệt độ của vành sắt lên bao nhiêu để có thể lắp vào vành bánh xe? Cho biết hệ số nở dài của sắt là α = 12.10-6 K-1.
A. 418,8 °C
B. 408,8 °C
C. 518,8 °C
D. 208,8 °C
Chọn A
Đường kính của vành sắt: d1 = 100 cm – 5 mm = 99,5 cm.
Đường kính của vành bánh xe: d2 = 100 cm.
Chu vi các vành:
Muốn lắp vành sắt vào bánh xe phải đun nóng vành sắt để chu vi của nó bằng chu vi bánh xe.
Ta có:
Vậy phải nâng nhiệt độ vòng sắt lên 418,8 °C.
Câu 19: Một thanh hình trụ bằng đồng thau có tiết diện 12 cm2 được đun nóng từ 0 °C đến nhiệt độ 60 °C. Cần tác dụng vào hai đầu thanh hình trụ những lực như thế nào để khi đó chiều dài của nó vẫn không đổi. Hệ số nở dài của đồng thau là α = 18.10-6 K-1, suất đàn hồi là: E = 9,8.1010 N/m2.
A. 100125 N
B. 130598 N
C. 127008 N
D. 110571 N
Chọn C
Khi đun nóng thanh đồng thau thì chiều dài của nó tăng lên. Muốn giữ cho chiều dài của thanh đồng không đổi thì phải làm cho thanh chịu biến dạng nén, độ nén phải bằng độ tăng chiều dài do sự đun nóng.
Theo định luật Húc ta có:
Câu 20: Một bể bằng bê tông có dung tích là 2 m3 ở 0 °C. Khi ở 30 °C thì dung tích của nó tăng thêm 2,16 lít. Hệ số nở dài α của bê tông là:
A. 1,2.10-6 K-1
B. 12.10-6 K-1.
C. 2,1.10-6 K-1
D. 21.10-6 K-1
Chọn B
Độ tăng thể tích của bê tông: ΔV = 3αV0Δt
Câu 21: Một cái xà bằng thép tròn đường kính tiết diện 4 cm hai đầu được chôn chặt vào tường. Tính lực xà tác dụng vào tường khi nhiệt độ tăng thêm 40 °C. Cho biết hệ số nở dài và suất đàn hồi của thép lần lượt là 1,2.10-5 K-1 và 20.1010 N/m2.
A. 100125 N
B. 130598 N
C. 120576 N
D. 110571 N
Chọn C
Khi nhiệt độ tăng thêm t = 40 °C thì thanh xà dãn dài thêm một đoạn:
∆ℓ = ℓ – ℓ0 = ℓ0.α.∆t.
Vì hai đầu xà chôn chặt vào tường, nên xà chịu một lực nén (bằng chính lực do xà tác dụng vào tường):
Câu 22: Một khối đồng có kích thước ban đầu 0,15 x 0,2 x 0,3 (m2) khi nung nóng đã hấp thụ một nhiệt lượng bằng 1,8.106 J. Tính độ biến thiên thể tích của khối đồng. Cho biết khối lượng riêng của đồng bằng D = 8,9.103 kg/m3, nhiệt dung riêng của đồng c = 0,38.103 J/kg.độ, hệ số nở dài của đồng α = 1,7.10-5 K-1.
A. 1,7.10-5 m3
B. 2,7.10-5 m3
C. 3,7.10-3 m3
D. 5,7.10-3 m3
Chọn B
Thể tích ban đầu của khối đồng:
V = 0,15.0,2.0,3 = 0,009 m2
Gọi ∆t là độ tăng nhiệt độ khi hấp thụ nhiệt lượng
Q = 1,8.106 J.
Ta có công thức: Q = m.c.Δt
Vậy thể tích khối đồng tăng thêm 2,7.10-5 m3.
Câu 23: Một thanh nhôm và một thanh đồng ở 100 °C có độ dài tương ứng là 100,24 mm và 200,34 mm được hàn ghép nối tiếp với nhau. Cho biết hệ số nở dài của nhôm là α1 = 24.10-6 K-1. Và của đồng là α2 = 17.10-6 K-1. Xác định hệ số nở dài của thanh kim loại ghép này.
A. 17.10-6 K-1
B. 19,3.10-6 K-1
C. 24.10-6 K-1
D. 41.10-6 K-1
Chọn B
Gọi α là hệ số nở dài của thanh kim loại ghép. Độ dài của thanh này ở nhiệt độ t = 100 °C được tính theo công thức: ℓ = ℓ0 (1 + α.t)
Với ℓ = ℓ1 + ℓ2 = 100,24 + 200,34 = 300,58 mm, còn ℓ0 = ℓ01 + ℓ02 là độ dài của thanh kim loại ghép ở 0 °C, với ℓ01 và ℓ02 là độ dài tương ứng của thanh nhôm và thanh đồng ở 0 °C. Vì ℓ1 = ℓ01(1 + α1t) và ℓ2 = ℓ02(1 + α2t), nên ta có:
Câu 24: Khi vật rắn kim loại bị nung nóng thì khối lượng riêng của vật tăng hay giảm? Tại sao?
A. Tăng, vì thể tích của vật không đổi nhưng khối lượng của vật giảm.
B. Giảm, vì khối lượng của vật không đổi nhưng thế tích của vật tăng.
C. Tăng. vì thể tích của vật tăng chậm còn khối lượng của vật tăng nhanh hơn.
D. Giảm, vì khối lương của vật tăng châm còn thế của vật tăng nhanh hơn.
Chọn B
+ Khi vật rắn kim loại bị nung nóng thì ∆to > 0 → thể tích của vật tăng thêm
∆V = V–V0 = βV0∆t.
Trong khi đó khối lượng không đổi → khối lượng riêng ρ = m/V giảm
+ Độ nở khối của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ Δt và thể tích ban đầu V0 của vật đó:
ΔV = V – V0 = βV0Δt; với β ≈ 3α.
Câu 25: Mỗi thanh ray của đường sắt ở nhiệt độ 15 °C có độ dài 12,5 m. Nếu hai đầu các thanh ray khi đó chỉ đặt cách nhau 4,5 mm, thì các thanh ray này có thể chịu được nhiệt độ lớn nhất bằng bao nhiêu để chúng không bị uốn cong do tác dụng nở vì nhiệt? Biết hệ số nở dài của mỗi thanh ray là 12.10-6 K-1. Chọn đáp án đúng.
A. 25 °C.
B. 45 °C.
C. 55 °C
D. 65 °C
Chọn B
Ta có:
→ Nhiệt độ lớn nhất mà thanh ray không bị uốn cong do tác dụng nở vì nhiệt là:
tmax = Δt° + t0 = 45 °C.
Câu 26: Một thanh ray đường sắt dài 15m ở nhiệt độ 25 °C. Phải có một khe hở bao nhiêu giữa hai đầu thanh ray để nếu nhiệt độ ngoài trời tăng đến 60 °C thì vẫn đủ chổ cho thanh dãn ra. Cho hệ số nở dài của thép là 11,4.10-6 K-1.
A. 5,9 mm
B. 6,8 mm
C. 8,6 mm
D. 9,5 mm
Chọn C
Vì các thanh ray được đặt nối tiếp nhau, ở cả hai đầu thanh ray đều có khe hở và các thanh ray nở cả về hai đầu nên khe hở phải có độ rộng h tương ứng với độ nở dài của một thanh ray khi nhiệt độ tăng từ 25 °C lên 60 °C.
