Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10: tại đây

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

• Giải Vật Lí Lớp 10
• Sách Giáo Khoa Vật Lý 10
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 10
• Giải Vật Lí Lớp 10 Nâng Cao
• Sách giáo khoa vật lý 10 nâng cao
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 10 Nâng Cao
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 10
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 10 Nâng Cao

Giải Sách Bài Tập Vật Lí 10 – Bài tập cuối chương 5 giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

Bài V.1, Bài V.2, Bài V.3, Bài V.4, Bài V.5 trang 74 Sách bài tập Vật Lí 10:

V.I. Khi các phân tử có khoảng cách sao cho lực hút và lực đẩy phân tử cân bằng, nếu giảm thể tích của vật thì

A. giữa các phân tử chỉ còn lực hút.

B. giữa các phân tử chỉ còn lực đẩy.

C. giữa các phân tử có lực hút lớn hơn lực đẩy.

D. giữa các phân tử có lực đẩy lớn hơn lực hút.

V.2. Khí nào sau đây không phải là khí lí tưởng ?

A. Khí mà các phân tử được coi là chất điểm.

B. Khí mà các phân tử chuyển động càng nhanh khi nhiệt độ càng cao.

C. Khí không tuân theo đúng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.

D. Khí mà lực tương tác giữa các phân tử khi không va chạm là không đáng kể.

V.3. Đại lượng nào sau đây không phải là thông số trạng thái của một lượng khí ?

A. Thể tích. B. Khối lượng.

C. Nhiệt độ tuyệt đối. D. Áp suất.

V.4. Công thức nào sau đây không liên quan đến các đẳng quá trình ?

A. p/T = hằng số. B. p₁V₁ = p₃V₃.

C. p/V = hằng số. D. V/T = hằng số

V.5. Đường biểu diễn nào sau đây không phải của đẳng quá trình ?

Lời giải:

V.1: Chọn đáp án D

V.2: Chọn đáp án C

V.3: Chọn đáp án B

V.4: Chọn đáp án C

V.5: Chọn đáp án D

Bài V.6 trang 75 Sách bài tập Vật Lí 10: Phương trình nào sau đây là phương trình trạng thái của khí lí tưởng ?

A. pV/T = hằng số. B. pT/V = hằng số.

C. VT/p = hằng số. D. p₁V₂/T₁ = p₂V₁/T₂

Lời giải:

Chọn đáp án A

Bài V.7 trang 75 Sách bài tập Vật Lí 10: Hình (I) và (II) trong hình V.2 là các đường đẳng tích của cùng một lượng khí. So sánh nào sau đây về thể tích của các trạng thái 1, 2, 3 là đúng ?

A. V₁ > V₂ và V₁ = V₃

B. V₁ < V₂ và V₁ = V₃

C. V₁ = V₂ và V₁ > V₃

D. V₁ = V₂ và V₁ < V₃

Lời giải:

Chọn đáp án C

Bài V.8 trang 75 Sách bài tập Vật Lí 10: Hình V.3 là đồ thị mô tả sự biến đổi trạng thái của 1 mol khí lí tưởng trong hệ tọa độ (V; T.). Hãy vẽ đồ thị của sự biến đổi trạng thái trên trong

a) Hệ toạ độ (p, V) ?

b) Hệ toạ độ (p, T) ?

Lời giải:

Xem hình V.2G

Quá trình (2-3) là đẳng nhiệt

Quá trình (3-1) là đẳng tích

Quá trình (1-2) là đẳng áp

Bài V.9 trang 76 Sách bài tập Vật Lí 10: Một bình chứa một lượng khí ở nhiệt độ 27^oC và áp suất 40 atm. Nếu giảm nhiệt độ xuống tới 12^oC và để một nửa lượng khí thoát ra ngoài thì áp suất khí còn lại trong bình sẽ bằng bao nhiêu ?

Lời giải:

Xét lượng khí còn lại trong bình

Trạng thái 1: V₁ = V/2; T₁ = 27 + 273 = 300 K; p₁ = 40 atm.

Trạng thái 2: V₂ = V; T₂ = 12 + 273 = 285 K; p₂ = ? atm,

Bài V.10 trang 76 Sách bài tập Vật Lí 10: Người ta dùng một bơm tay có ống bơm dài 50 cm và đường kính trong 4 cm để bơm không khí vào một túi cao su sao cho túi phồng lên, có thể tích là 6,28 lít và áp suất không khí trong túi là 4 atm. Biết áp suất khí quyển là 1 atm và coi nhiệt độ của không khí được bơm vào túi không đổi.

Lời giải:

Mỗi lần bơm, người ta đưa được vào trong túi cao su một lượng không khí có thể tích

áp suất p₀ = 1 atm.

Khi được bơm vào túi ở áp suất p = 4 atm, lượng không khí này có thể tích V. Vì nhiệt độ không đổi nên:

pV = p₀V₀ ⇒ V = 0,157.10^-3 m³

Số lần bơm: n = (6,28.10^-3)/(0,157.10^-3) = 40

Bài V.11 trang 76 Sách bài tập Vật Lí 10: Một bơm xe đạp hình trụ có đường kính trong là 3 cm. Người ta dùng ngón tay bịt kín đầu vòi bơm và ấn pit-tông từ từ để nén không khí trong bơm sao cho nhiệt độ không thay đổi. Tính lực tác dụng lên pit-tông khi thể tích của không khí trong bơm giảm đi 4 lần. Lấy áp suất khí quyển là p_a= 10⁵ Pa.

Trạng thái đầu: p₁ = p_a ; V₁ = V; T₁.

Trong đó pa là áp suất khí quyển.

Trạng thái cuối: p₂ = p_a + p = p_a + F/S ; V₂ = V/4 ; T₂ = T₁.

Trong đó p là áp suất gây ra bởi lực F của tay; S là diện tích của pit-tông:

S = πd²/4

Dùng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, dễ dàng tính được:

F = 3p_a.πd²/4 ≈ 212(N)

Lời giải:

Bài V.12 trang 76 Sách bài tập Vật Lí 10: Trong một bình kín dung tích 20 lít có chứa 4,4 kg khí cacbonic ở nhiệt độ 27^oC. Tính áp suất của khí trong bình. Biết thể tích của một mol khí ở điều kiện chuẩn là V₀ = 22,4 lít.

Lời giải:

Gọi n là số mol khí cacbonic chứa trong bình: n = m/μ, trong đó M là khối lượng khí cacbonic có trong bình, µ là khối lượng mol của khí cacbonic.

Ta có n = 100 mol

Nếu gọi V₀ là thể tích của lượng khí cacbonic ở điều kiện chuẩn (p₀ = 1,013.10⁵ Pa; T₀ = 273 K) thì V₀ = nv₀.

Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng cho lượng khí cacbonic:

Bài V.13 trang 76 Sách bài tập Vật Lí 10: Một chất khí chuyển từ trạng thái I sang trạng thái II (H.V.5). Khi đó các thông số trạng thái của chất khí đã thay đổi như thế nào, nếu khối lượng khí không đổi ?

Lời giải:

Trên hình V.1G ta thấy, khi chất khí chuyển từ trạng thái I sang trạng thái II, thì nhiệt độ T và áp suất p đều tăng

Vẽ các đường đẳng tích V₁ (qua I) và V₂ (qua II). Với các nhiệt độ T₁ thì các thể tích này ứng với các áp suất p₁ và p’₂. Như vậy, ứng với nhiệt độ T₁, ta có:

p₁V₁ = p’₂V₂

Từ đồ thị ta thấy p₁ > p’₂, do đó suy ra V₁ < V₂.

Tóm lại ta có: V₁ < V₂; p₁ < p₂ ; T₁ < T₂

Bài V.14 trang 76 Sách bài tập Vật Lí 10: Người ta nối hai pit-tông của hai xilanh giống nhau bằng một thanh cứng sao cho thể tích dưới hai pit-tông bằng nhau. Dưới hai pit-tông có hai lượng khí như nhau ở nhiệt độ T₀, áp suất p₀. Áp suất khí trong hai xilanh sẽ thay đổi như thế nào, nếu đun nóng một xilanh lên tới nhiệt độ T₁ đổng thời làm lạnh xilanh kia xuống nhiệt độ T₂? Khi đó, sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong mỗi xilanh sẽ bằng bao nhiêu ? Bỏ qua trọng lượng của pit-tông và thanh nối ; coi ma sát không đáng kể ; áp suất của khí quyển là p_a.

Lời giải:

– Khí trong xi lanh bên trái

+ Trạng thái 1: Trước khi đun nóng: p₀; V₀; T₀.

+ Trạng thái 2: Sau khi đun nóng: p₁; V₁; T₁.

Vì khối lượng khí không đổi nên:

p₀V₀/T₀ = pV/T (1)

– Khí trong xi lanh bên phải

+ Trạng thái 1( trước khi làm nguội): p₀; V₀; T₀.

+ Trạng thái 2(sau khi làm nguội): p₂; V₁; T₂.

Khối lượng khí không đổi nên:

p₀V₀/T₀ = p₂V₁/T₂ (2)

Vì pit-tông cân bằng nên:

Ở trạng thái 1: 2p_a = 2p₀

Ở trạng thái 2: 2p₀ = p₁ + p₂ (3)

Sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong xi lanh:

x = (V₀ – V₁)/V₀ (4)

Từ (1), (2), (3), (4) suy ra :

Bài V.15 trang 76 Sách bài tập Vật Lí 10: Một khí cầu có thể tích V = 336 m³ và khối lượng vỏ m = 84 kg được bơm không khí nóng tới áp suất bằng áp suất không khí bên ngoài. Không khí nóng phải có nhiệt độ bằng bao nhiêu để khí cầu bắt đầu bay lên ? Biết không khí bên ngoài có nhiệt độ 27^oC và áp suất 1 atm ; khối lượng mol của không khí ở điều kiện chuẩn là 29.10³ kg/mol.

Lời giải:

Gọi ρ1 và ρ2 là khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ T₁ = 27 + 273 = 300 K và nhiệt độ T₂ là nhiệt độ khi khí cầu bắt đầu bay lên.

Khi khí cầu bay lên:

F_Ác-si-mét = P_{vỏ khí cầu} + P_{của không khí nóng}

ρ₁gV = mg + ρ₂gV

ρ₂ = ρ₁ – m/V (1)

Ở điều kiện chuẩn, khối lượng riêng của không khí là:

ρ₀ = 29g/22,4l = 1,295g/dm³ = 1,295kg/m³

Vì thể tích của một lượng khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối khi áp suất không đổi nên khối lượng riêng của một lượng khí tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối khi áp suất không đổi.

Ta có: ρ₁ = T₀ρ₀/T₁ (2)

Từ (1) và (2) suy ra: ρ₁ = 1,178 kg/m³.

Do đó ρ₂ = 0,928 kg/m³.

t₂ = 108^oC