上海物理竞赛热学
上海物理竞赛热学
The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
8．质量相等的甲、乙两金属块，其材质不同。将它们放入沸水中，一段时间后温度均达到100℃，然后将它们按不同的方式投入一杯冷水中，使冷水升温。第一种方式：先从沸水中取出甲，将其投入冷水，当达到热平衡后将甲从杯中取出，测得水温升高20℃；然后将乙从沸水中取出投入这杯水中，再次达到热平衡，测得水温又升高了20℃。第二种方式：先从沸水中取出乙投入冷水，当达到热平衡后将乙从杯中取出；然后将甲从沸水中取出，投入这杯水中，再次达到热平衡。则在第二种方式下，这杯冷水温度的变化是（）A．升高不足40℃
B．升高超过40℃
C．恰好升高了40℃
D．条件不足，无法判断
5．食用冻豆腐时，发现豆腐内存在许多小孔，在小孔形成的过程中，发生的主要物态变
化是 ( )
A．凝固和熔化。 B．液化和升华。 C．凝华和熔化。 D．凝固和汽化。
7．如图24-3所示，从温度与室温（20℃左右）相同的酒精里取出温度计。温度计的示数会 ( )
A．减小。
B．增大。
C．先减小后增大。
D．先增大后减小。
14.星期天，小林同学在父母的协助下，从早上6:00开始每隔半小时分别对他家附近的气
温和一个深水池里的水温进行测量，并根据记录的数据绘成温度一时刻图线，如图24-9
所示。则可以判断 ( )
A．甲是“气温”图线，乙是“水温”图线，因为水的比热容比空气的大。B．甲是“气温”图线，乙是“水温”图线，因为水的比热容比空气的小。C．甲是“水温”图线，乙是“气温”图线，因为水的比热容比空气的大。D．甲是“水温”图线，乙是“气温”图线，因为水的比热容比空气的小。
21.将质量为m、温度为O℃的雪（可看成是冰水混合物）投入装有热水的容器中，热水的质量为M，平衡后水温下降了t；向容器中再投入质量为2m上述同样性质的雪，平衡后容器中的水温恰好又下降了t。则m:M为 ( )
A. 1:2 :3 C.1:4 :5。
5.现有一扇形的均质金属物体，该材料具有热胀冷缩的性质，如图所示。室温状
态下AB、CD边所成的圆心角为α。若使物体温度均匀升高，则α角的变化情况是：( )
(A)变大
(B)不变
(C)变小
(D)无法确定
4．如果不考虑散热的影响，给一定质量的水加热，水的温度与时间的关系如图中实线a 所示，其他条件不变，仅将水的质量
增加，则水的温度与时间的关系图像正确的是
（ ）
（A ）a （B ）b
（C ）c
（D ）d
12．一密闭容器中，盛有高温的油，放在温度保持不变的环境中慢慢冷却。小明每隔30分钟记录一次容器内的油温，共记录七次，具体数据如下表：
根据表中数据可知在冷却时间为60 min 时，内外温度之差为__________?C ，油温T 与冷却时间t 的关系式为__________。
12、A 、B 两物体质量
相等，温度均为10℃，甲、乙两杯水质量相等，温度均为50℃，现将A 放入甲杯、B 放入乙杯，热平衡后，甲杯水温降低了4℃，乙杯水温降低了8℃，则A 、B 两种物质的比热容之比为： （ ）
A 、2：3
B 、3：5
C 、4：9
D 、1：2
13、为研究影响保温瓶保温效果的因素，某同学在保温瓶中灌入热水，先测量初始水温，经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件，先后共做了6次实验，实验数据记录如下：
下列研究方案中符合控制变量方法的是（）
A、若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用序号2、4、6数据。
B、若研究初始水温与保温效果的关系，可用序号1、2、3数据。
C、若研究保温时间与保温效果的关系，可用序号4、5、6数据。
D、若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用序号1、3、5数据。
26、大雪严重影响了民航、铁路和高速公路等交通，为了尽快清除积雪，常用的办法是撒“融雪盐”，这是因为撒入冰雪中的“融雪盐”（）
A、与少量水发生化学反应，产生的热量熔化周围的冰雪。
B、产生“保暖层”，使冰雪吸收足够“地热”而熔化。
C、溶入雪水中形成盐水，盐水熔点较低，从而加快冰雪的熔化。
D、增加冰雪对光线的吸收，从而加快冰雪的熔化。
28、灾害性天气频繁出现的一个重要根源是生态环境的严重破坏。如城市工业化的飞速发展导致大气中CO2含量增多，导致全球气温增高，即温室效应。CO2对地面附近气温产生影响，主要是因为CO2（）
A、吸收太阳光中的红外线。
B、吸收太阳光的热大于向地球外辐射的热。
C、吸收地面向外辐射的红外线。
D、吸收地面向外辐射的红外线，同时向地面辐射红外线。
2．在炒花生、葵花子或栗子时，锅中总要入放些沙子。这样做主要是为了 ( )
(A)使炒锅的温度升高
(B)让沙子吸收一些水分，使炒货更脆
(C)使炒货均匀受热且不直接与锅底接触
(D)让沙子吸收一部分热。防止因温度过高而使炒货变焦
3．有一种说法叫做“水缸‘穿裙子’天就要下雨”。水缸“穿裙子”是指，在盛水的水缸外表面，齐着水面所在位置往下，出现了一层均匀分布的小水珠。关于出现小水珠的原因，下列说法中正确的是 ( )
(A)是水的蒸发现象 (B)是水蒸气的液化现象
(C)是水分子的扩散现象 (D)是缸有裂缝，水渗了出来
16、如图所示，甲、乙两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度内，
甲、乙两球是用同一种特殊材料制作的：当温度稍微升高时，球的体积会变大。如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓缓地升高同一值，则 ( )
(A)甲球吸收的热量较多
(B)乙球吸收的热量较多
(C)两球吸收的热量相等
(D)无法确定
18、将50克、0℃的雪(可看成是冰水混合物)投入到装有450克、40℃水的绝热
容器中，发现水温下降5℃。那么在刚才已经降温的容器中再投入100克上述同样的雪，容器中的水温将又要下降 ( )
(A)6℃ (B)7.5℃ (C)9℃ (D)10℃
6、如图3所示，甲容器内装有水，乙试管内也装有水，并
通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中，且乙试管与密封
盖紧密接触。现给甲容器加热，则经过一段时间后
（）
A、甲容器内的水先沸腾
B、乙试管内的水先沸腾
C、甲容器、乙试管内的水同时沸腾
D、甲容器内的水沸腾，乙试管内的水不会沸腾
图3
7、在利用混合法测量铜块的比热试验中，下列情况能导致铜的比热容测量值偏大的是
（）
⑴铜块从沸水中拿出来放入小筒时不小心带入了热水
⑵用天平测量铜块的质量时读数偏大
⑶用量筒测量水的体积后，倒入小筒时没有倒干净
⑷温度计在测量水的初温时，读数比真实值大
A ⑴⑶
B ⑴⑵
C ⑶⑷
D ⑵⑶
2．同一个物体的温度可以利用摄氏温标或热力学温标表示为20℃，用热力学温标表圾为293K。那么，当自来水的温度升高1℃时，用热力学温标表示这一温度的升高，下列说法中正确的是：（）
A 温度升高大于1K
B 温度升高等于1K
C 温度升高小于1K
D 无法确定升高的值与1K大小的关系。
25、北方的冬天天气比较寒冷，房间内一般都要安装暖气片供暖。在房间暖气片温度保持不变的情况下，房间内的平衡温度将随外界温度的变化而变化。研究表明，房间内暖气片和房内的温差与房间内外的温差之比保持不变。当外界温度为—23℃时，房间内的温度长时间保持13℃不变；当外界温度为—18℃时，房间内温度长时间保持16℃不变，则房间内暖气片的温度应为
______℃。当房间内温度长时间保持25C不变时，外界温度为______℃。
2．0℃的冰块全部熔化为0℃的水．体积将有所减小．比较这块冰和熔化成的水所具有的内能．下列说法中正确的是： ( )
(A)它们具有相等的内能。
(B)O℃的冰具有较大的内能。
(C)O℃的水具有较大的内能。
(D)无法确定
12．如图6所示，将质量为3千克的1200℃的铁块先后浸入两个盛有5千克水的开口容器中，容器中的水初始水温为25℃．不计容器壁吸收的热量。当第一个容器中的水温稳定后再将铁块浸入第二个容器中。则第一个容器中水的最后温度为；铁块的最后温度为。已知铁的比热容为O．5×lO3焦／(千克．℃)．水的比热容为4．2×103焦／(千克·℃)，大气压强恒为l标准大气压。
3 某密闭隔热容器通过中间的阀门被分为A、B两个部分，现将该容器水平放置，并在A、B中分别装满冷水和热水，如图所示，当打开中间的阀门后，要使A、B两容器中的水温相等，最快的办法是
（）
（A）竖直放置，且A在上方，（B）竖直放置，且B在上方，
（C ）如图保持原有的水平状态，
（D ）上述三种情况下，所需时间相
同。
1．在油锅倒入一份醋和两份油，进行加热，不一会儿，锅里的油和醋就会上下翻滚，此时．一位表演者将手放入锅内，却没有受到损伤，这是因为( )
A ．表演者长期练功，能够忍受沸油的高温
B ．醋能在手的表面产生保护层，避免表演者被烫伤
C ．由于对流，醋能很快将沸油的温度降低
D ．虽然锅里的油和醋上下翻滚，但沸腾的只是醋而不是油
12．下列各种现象中，能说明液体的表面积越大，蒸发就越快的是( )．
A ．把木材放在烘房里要比放在露天里干得快
B ．晴天把洗好的衣服凉出来要比在阴天的时间干得快
c ．同样多的酒精和水，在相同条件下酒精干得快
D ．洗脸后将毛巾挂在毛巾架上要比把毛巾团放在脸盆内要干得快
13．无论是酷暑还是严冬，在使用冷暖空调的房间的窗户玻璃上，一般会出现凝结水珠的现象．则下列说法中正确的是( )．
A ．无论是冬天还是夏天，小水珠总是凝结在窗户玻璃的内表面
B ．无论是冬天还是夏天，小水珠总是凝结在窗户玻璃的外表面
c ．夏天小水珠凝结在窗户玻璃的内表面，冬天小水珠凝结在窗户玻璃的外表面
D ．夏天小水珠凝结在窗户玻璃的外表面，冬天小水珠凝结在窗户玻璃的内表面
21．用混合法测定物质的比热的实验中，由于不可避免会有热量的损失(包括小铝筒容量的吸热)，那么( )
A ．测出放热物质的比热大干其真实值，测出吸热物质的比热小于其真实值
B ．测出放热物质的比热大于其真实值，测出吸热物质的比热大于其真实值
C ．测出放热物质的比热小于其真实值，测出吸热物质的比热小于其真实值
D ．测出放热物质的比热小于其真实值，测出吸热物质的比热大于其真实值
43．将质量为m 0的一小杯热水倒人盛有质量为m 的冷水的保温容器中，使得冷
水温度升高了3℃，然后又向保温容器中倒人一小杯同质量同温度的热水，水温又上升了2.8℃．不计热量的损失，则可判断( )
冷水 热水
A．热水和冷水的温度差为87℃，m
：m=l：28
：m=l：32
B．热水和冷水的温度差为69℃，m
：m=l：24
C．热水和冷水的温度差为54T：，m
D．热水和冷水的温度差为48℃，m
：m=l：20
15．目前许多家庭的厨房里都安装了热风干手机，以替代原先的厨房擦手巾．干手机让热风吹到手上，能很快使水分蒸发掉，其主要原因是（）
Ａ．加快了水面附近空气的流动并提高了水的温度
Ｂ．提高了水的温度并增大了水的表面积
Ｃ．加快了水面附近空气的流动并增大了水的表面积
Ｄ．加快了水面附近空气的流动，提高了水的温度并增大了水的表面积
16．两支完全相同的温度计初温度相同．现用这两只温度计分别去测甲、乙两种液体的温度，测得结果相同（示数高于温度计初温度）．已知甲、乙两种液体质量相等，并且都比较小，乙液体原来的温度高于甲液体原来的温度．如果不考虑温度计、待测液体跟外界的热传递，则可判断（）Ａ．甲液体的比热容大于乙液体的比热容Ｂ．甲液体的比热容小于乙液体的比热容
Ｃ．甲液体的比热容等于乙液体的比热容Ｄ．无法判断
31．如图13所示，烧杯中有水，水中倒扣着一玻璃瓶，瓶内水面比烧杯内水面低，当烧杯中的水被加热到一定温度时（）
Ａ．烧杯和瓶内的水可能都会沸腾Ｂ．烧杯中的水可能会沸腾，瓶内的水一定不会沸腾
Ｃ．烧杯中的水一定不会沸腾，瓶内的水可能会沸腾Ｄ．烧杯和瓶内的水一定都不会沸腾
初中物理竞赛高难度热学试题
A9\A10A 班初中物理竞赛热学训练试题 班级________学号_________姓名_________得分________ （时间：60分 满分100分） 1.液体表面分界线单位长度上的表面张力叫作表面张力系数，用下面方法可以测量液体的表面张力从而 求得液体的表面张力系数.如图所示，容器内盛有肥皂液，AB 为一杠杆，AC=15cm ，BC=12cm.在其A 端 挂一细钢丝框，在B 端加砝码使杠杆平衡.然后先将钢丝框浸于肥皂液中，再慢慢地将它拉起一小段距 离(不脱离肥皂液)，使钢丝框被拉起的部分蒙卜一层肥皂膜，这时需将杠杆B 端砝码的质量增加5.0×10 －4 kg ，杠杆才重新平衡(钢丝框的钢丝很细，在肥皂中受到的浮力可不计).则肥皂液的表面张力为( ).c (A)6×10－3N (B)14×10－3N (C)4×10－3N (D)3×10－3N 2.如图所示，若玻璃在空气中重为G 1，排开的水重为G 2，则图中弹簧秤的示数为( ). (A )等于G 1 (B )等于G 2 (C )等于(G 1－G 2) (D )大于(G 1－G 2) 3. 两个相同的轻金属容器里装有同样质量的水。一个重球挂在不导热的细线上。放入其中一个容器内，使球 位于容器内水的体积中心。球的质量等于水的质量，球的密度比水的密度大得多。两个容器加热到水的沸点，再冷却。已知：放有球的容器冷却到室温所需时间为未放球的容器冷却到室温所需时间的k 倍。试求制作球的物质的比热与水的比热之比c 球:c 两个完全相同的金属球a 、b,其中a 球放在不导热的水平面上,b 球用不导热的细线悬挂起来。现供给两球相同的热量，他们的温度分别升高了△ta 、△tb ，假设两球热膨胀的体积相等，则 A.△ta>△tb B.△ta<△tb C.△ta=△tb D.无法比较 4.水和油边界的表面张力系数为σ=1.8×10-2N ／m ，为了使1.0×103kg 的油在水内散成半径为r =10－ 6m 的小油滴，若油的密度为900kg ／m 3，问至少做多少功? 5.炎热的夏季，人们通过空调来降低并维持房间较低的温度，在室外的温度为1T 时，要维持房间0T 的温度，空调每小时工作0n 次。已知一厚度d ，面积为S 的截面，当两端截面处的温度分别为a T 、b T ，且b a T T >，则热量沿着垂直于截面方向传递，达到稳定状态时，在t ?时间内通过横截面S 所传递的热量为： t S d T T K Q b a ?-= （其中K 为物质的导热系数。） 求：（1）当室外的温度升高到2T 时，如房间的温度仍然维持为0T ，则空调平均每小时工作多少次？ （2）设房屋墙壁以及顶部的厚度均为L 、导热系数为1K ，如房间内再增加一厚度均为l 、导热系数为2K 的保温涂层，在室外的温度为1T ，房间的温度仍然维持为0T ，那么空调平均每小时工作多少次？（不考虑门窗及地面的热传导） 6.一个老式的电保险丝，由连接在两个端纽之间的一根细而均匀的导线构成。导线按斯特藩定律从其表面散热。斯特藩定律指出:辐射功率P 跟辐射体表面积S 以及一个与温度有关的函数成正比，即 () ,44外辐T T S P -∞ 试说明为什么用保险丝时并不需要准确的长度。
高中物理竞赛教程15-温度和气体分子运动论
高中物理竞赛热学教程 第五讲机械振动和机械波 第一讲 温度和气体分子运动论 第一讲 温度和气体分子运动论 §1。1 温度 1．1．1、平衡态、状态参量 温度是表示物体冷热程度的物理量。凡是跟温度有关的现象均称为热现象。热现象是自然界中的一种普遍现象。 热学是研究热现象规律的科学。热学研究的对象都是由大量分子组成的宏观物体，称为热力学系统或简称系统。在不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不再随时间变化的状态称为平衡态，否则就称为非平衡态。可见系统平衡态的改变依赖于外界影响(作功、传热)。 系统处于平衡态，所有宏观物理都具有确定的值，我们就可以选择其中几个物理量来描述平衡态，这几个量称为状态参量。P 、V 、T 就是气体的状态参量。 气体的体积V 是指盛放气体的容器的容积，国际单位制中，体积的单位是m 3 。 1m 3 =103L=106 cm 3 气体的压强P 是气体作用在容器的单位面积器壁上的平均压力，单位是p a 。 1atm=76cmHg=1.013?105 p a 1mmHg=133.3p a 1．1．2、 温标 温度的数值表示法称为温标。建立温标的三要素是： 1、选择某种物质的一个随温度改变发生单调显著变化的属性来标志温度，制作温度计。例如液体温度计T(V)、电阻温度计T(R)、气体温度计T(P)、T(V)等等。这种选用某种测温物质的某一测温属性建立的温标称为经验温标。 2、规定固定点，即选定某一易于复现的特定平衡态指定其温度值。1954年以前，规定冰点为0℃，汽点为100℃，其间等分100份，从而构成旧摄氏温标。1954年以后，国际上选定水的三相点为基本固定点，温度值规定为273.16K 。这样0℃与冰点，100℃与汽点不再严格相等，百分温标的概念已被废弃。 3、规定测温属性随温度变化的函数关系。如果某种温标(例如气体温度计)选定为线性关系，由于不同物质的同一属性或者同一物质的不同属性随温度变化的函数关系不会相同，因而其它的温标就会出现非线性的函数关系。 1．1．3、理想气体温标 定容气体温度计是利用其测温泡内气体压强的大小来标志温度的高低的。 T(P)=αP α是比例系数，对水的三相点有 T 3= αP 3=273.16K P 3是273.16K 时定容测温泡内气体的压强。于是 T(P)=273.16K 3P P (1) 同样，对于定压气体温度计有 T(V)=273.16K 3V V (2) 3V 是273.16K 时定压测温泡内气体的体积。 用不同温度计测量同一物体的温度，除固定点外，其值并不相等。对于气体温度计也有)()(V T P T ≠。但是当测温泡内气体的压强趋于零时，所有气体温度计，无论用什么气体，无论是定容式的还是定压式的，所测温度值的差别消失而趋于一个共同的极限值，这个极限值就是理想气体温标的值，单位为K ，定义式为 T=lim 0 →p T(V)=lim 0 →p T(P) =273.16K lim →p 3V V =273.16K lim 0→p 3P P (3) 1．1．4、热力学温标 理想气体温标虽与气体个性无关，但它依赖于气体共性即理想气体的性质。利用气体温度计通过实验与外推相结合的方法可以实现理想气体温标。但其测温范围有限(1K ～1000℃)，T ＜1K ，气体早都已液化，理想气体温标也就失去意义。 国际上规定热力学温标为基本温标，它完全不依赖于任何测温物质的性质，能在整个测温范围内采用，具有“绝对”的意义，有时称它为绝对温度。在理想气体温标适用的范围内，热力学温标与理想气体温标是一致的，因而可以不去区分它们，统一用T(K)表示。 国际上还规定摄氏温标由热力学温标导出。其关系式是： t=T-273.15o (4) 这样，新摄氏温标也与测温物质性质无关，能在整个测温范围内使用。目前已达到的最低温度为5?108 -K ， 但是绝对零度是不可能达到的。 例1、定义温标t *与测温参量X 之间的关系式为t * =ln(kX),k 为常数 试求：(1)设X 为定容稀薄气体的压强，并假定水的三相点 16.273*3=T ，试确定t *与热力学温标之间的关系。(2)在温标t * 中，冰点和汽点各为多少度；(3)在温标t * 中，是否存在零度？ 解：(1)设在水三相点时，X 之值是3X ，则有273．16o =In(kX 3)将K 值代入温标t * 定义式，有 3316.273*16.273X X In X X e In t +=? ???? ?= (2) 热力学温标可采用理想气体温标定义式，X 是定容气体温度计测温泡中稀薄气体压强。故有 30 lim 16.273X X K T x →= (3) 因测温物质是定容稀薄气体，故满足X →0的要求，因而(2)式可写成 ) lim ln(16.273lim 30 *X X t x x →→+= (4) 16.27316.273*T In t += 这是温标* t 与温标T 之间关系式。 (2)在热力学温标中，冰点K T i 15.273=，汽点K T s 15.373=。在温标* t 中其值分别为 16.27316.27315 .27316.273*=+=In t 47.27315.27315 .37316.273*=+=In t (3)在温标*t 中是否存在零度？令* t =0，有 K e T 116.27316.273<<=- 低于1K 任何气体都早已液化了，这种温标中* t =0的温度是没有物理意义的。 §1-2 气体实验定律 1．2．1、玻意耳定律
(完整word版)初中物理热学专题训练试题(完整版)
初中物理热学专题训练试题 1:炒菜时，碘盐不宜与油同时加热.这是因为碘在高温下很容易（） A．凝华 B．汽化 C．升华D．熔化 2:我国幅员辽阔，相同纬度上内陆地区的昼夜温差比沿海地区大，其主要原因是（）A．地势的高低不同 B．水和陆地的比热容不同 C．日照的时间不同D．离太阳的远近不同 3:下列现象属于液化的是（） A、夏天，从冰箱中取出的鸡蛋会“冒汗” B、寒冷的冬天，室外冰冻的衣服也会干 C、盘子里的水，过一段时间会变少 D、杯子中的冰块，过一段时间也会变成水4:下列说法中正确的是（） A、萝卜放在泡菜坛里会变咸，这个现象说明分子是运动的 B两块表面干净铅块压紧后会结合在一起，说明分子间存在斥力 C锯木头时锯条会发热是通过热传递使锯条的内能发生了改变 D、太阳能热水器是通过做功把光能转化为内能的 5:一箱汽油用掉一半后，关于它的说法下列正确的是（） A、它的密度变为原来的一半 B、它的比热容变为原来的一半 C、它的热值变为原来的一半 D、它的质量变为原来的一半 6:关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（） A、物体的温度越高，所含热量越多 B、温度高的物体，内能一定大 C、0℃的冰块，内能一定为零 D、温度相同的两物体间不会发生热传递 7(简答)有些宾馆、饭店的洗手间里装有感应式热风干手器，洗手后把手放在它的下方，热烘烘的气体就会吹出来，一会儿手就被烘干了.它能很快把手烘干的理由是： 8:在下列过程中，利用热传递改变物体内能的是（） A. 钻木取火 B. 用锯锯木板，锯条发热 C. 用热水袋取暖 D. 两手互相搓搓，觉得暖和 9:下列物态变化过程中，属于吸热过程的是（） A. 春天来到，积雪熔化 B. 夏天的清晨，草地上出现露珠 C. 秋天的早晨，出现大雾 D. 初冬的清晨，地面上出现白霜 10:下列措施中，能使蒸发变快的是（） A. 给盛有水的杯子加盖 B. 把新鲜的蔬菜装入塑料袋中 C. 把湿衣服放在通风的地方 D把蔬菜用保鲜膜包好后放入冰箱 11::物态变化现象在一年四季中随处可见，下列关于这些现象说法正确的是 A．春天的早晨经常出现大雾，这是汽化现象，要吸收热量 B．夏天用干冰给运输中的食品降温，这是应用干冰熔化吸热 C．秋天的早晨花草上出现的小露珠这是液化现象要吸收热量 D．初冬的早晨地面上会出现白白的一层霜，这是凝华现象 12: 关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法中正确的是 ①在做功冲程中，是机械能转化为内能②在做功冲程中，是内能转化为机械能 ③只有做功冲程是燃气对外做功④汽油机和柴油机的点火方式相同 A．只有②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有 ②③④ 13: 木炭的热值是，完全燃烧500g木炭，能放出____________J的热量。做饭时，厨 房里弥漫着饭菜的香味，这是____________现象。 14．汽车急刹车时轮胎与地面摩擦常有冒烟现象，在此过程中_____能转化成___能。 15．甲乙两物体他们升高的温度之比是2：1，吸收的热量之比是4：1，若它们是用同 种材料制成，则甲乙两物体的质量之比是________。 16．把手放进冰水混合物中，手接触到冰时总感觉到比水凉，是因为______________。 17．对于某些高烧的病人，有时医生要在病人身上涂擦酒精，这是利用酒精___________ 时，要向人体_______的道理。 18．吸烟有害健康，在空气不流动的房间里，只要有一个人吸烟，整个房间都弥漫着 烟味，这是由于__________________的现象。所以为了保护环境，为了你和他人的健 康，请不要吸烟。 19．在我国实施的“西气东输”工程中，西部的优质天然气被输送到缺乏能源的东部 地区，天然气与煤相比，从热学的角度分析它的突出优点是______________；从环保 角度分析它突出的优点是__________________________________。 20．写出下列物态变化的名称： （1）深秋，夜间下霜：_______； （2）潮湿的天气，自来水管“出汗”________； （3）出炉的钢水变成钢锭：_________； （4）日光灯管用久两端变黑______________。 21．木炭的热值是3．4×107J/kg，6kg木炭完全燃烧可放出____________的热量。若 炉中的木炭只剩下0．1kg，它的热值是_______________。 22．一杯水将其到掉一半，则他的比热容__________________。 23．据报载，阿根廷科技人员发明了一项果蔬脱水新方法──升华脱水法。其原理很 简单：先将水果蔬菜冷冻后，放进低压的环境中，使冰直接从固态变为_______态。 24．火药在子弹壳里燃烧生成的高温。高压的燃气推出弹头后温度______，这是用 ________方法使燃气内能_________，将燃气的一部分内能转化为弹头的_____能。 24．设计一个简单实验，“验证蒸发的快慢与液体的表面积有关”，写出实验过程和观 察到的现象。 25．某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能 量利用效率。他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时 锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。 （1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。 （2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？ 26．物理兴趣小组设计一个实验：用500克20度的水放入烧杯中，用煤油炉给烧杯中 的水加热，并用温度计测量温度，当水温升至80度时，消耗10克煤油。 （1）计算水吸收了多少热量？ （2）能用水吸收的热量来计算煤油的热值吗？说明理由。 28.有两位同学制作了一台简易太阳能热水器。在夏天，这台热水器可将60kg水的温 度由20°C升高至70°C，如果由电热水器产生这些热量，则要消耗多少kW。h的电 能？ 29．用煤气灶既方便又环保。一般的煤气灶正常工作时，15分钟可使4千克、23℃ 的水沸腾，该城市水的沸点为93℃。求： (1)水吸收的热量； (2)若煤气灶放出的热量65％被水吸收，煤气灶实际放出的热量。
全国中学生物理竞赛真题汇编热学
全国中学生物理竞赛真题汇编---热学 1.（19Y4） 四、（20分）如图预19-4所示，三个绝热的、容积相同的球状容器A 、B 、C ，用带有阀门K 1、K 2的绝热细管连通，相邻两球球心的高度差 1.00m h =．初始时，阀门是关闭的，A 中装有1mol 的氦（He ）,B 中装有1mol 的氪（Kr ）,C 中装有lmol 的氙（Xe ），三者的温度和压强都相同．气体均可视为理想气体．现打开阀门K 1、K 2，三种气体相互混合，最终每一种气体在整个容器中均匀分布，三个容器中气体的温度相同．求气体温度的改变量．已知三种气体的摩尔质量分别为 31He 4.00310kg mol μ--=?? 在体积不变时，这三种气体任何一种每摩尔温度升高1K ，所吸收的热量均为 3/2R ，R 为普适气体常量． 2．（20Y3）（20分）在野外施工中，需要使质量m ＝4.20 kg 的铝合金构件升温；除了保温瓶中尚存有温度t ＝90.0oC 的1.200kg 的热水外，无其他热源。试提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度t 0＝10.0oC 升温到66.0oC 以上(含66.0oC)，并通过计算验证你的方案． 已知铝合金的比热容c ＝0.880×103J ·(k g·oC)－1 ， 水的比热容c ＝ 4.20×103J ·(kg ·oC)－1 ，不计向周围环境散失的热量． 3．（22Y6）(25分)如图所示。两根位于同一水平面内的平行的直长金属导轨，处于恒定磁场中。 磁场方向与导轨所在平面垂直．一质量为m 的均匀导体细杆，放在导轨上，并与导轨垂 直，可沿导轨无摩擦地滑动，细杆与导轨的电阻均可忽略不计．导轨的左端与一根阻值为 尺0的电阻丝相连，电阻丝置于一绝热容器中，电阻丝的热容量不计．容器与一水平放置的开口细管相通，细管内有一截面为S 的小液柱(质量不计)，液柱将l mol 气体(可视为理想气体)封闭在容器中．已知温度升高1 K 时，该气体的内能的增加量为5R ／2(R 为普适气体常量)，大气压强为po ，现令细杆沿导轨方向以初速V 0向右运动，试求达到平衡时细管中液柱的位移． 4．（16F1）20分）一汽缸的初始体积为0V ，其中盛有2mol 的空气和少量的水（水的体积可以忽略）。平衡时气体的总压强是3.0atm ，经做等温膨胀后使其体积加倍，在膨胀结束时，其中的水刚好全部消失，此时的总压强为2.0atm 。若让其继续作等温膨胀，使体积再次加倍。试计算此时： 1.汽缸中气体的温度； 2.汽缸中水蒸气的摩尔数； 3.汽缸中气体的总压强。 假定空气和水蒸气均可以当作理想气体处理。 5．（17F1）在一大水银槽中竖直插有一根玻璃管，管上端封闭，下端开口．已知槽中水银液面以上的那部分玻璃管 的长度ｌ＝76ｃｍ，管内封闭有ｎ＝1．0×10－3 ｍｏｌ的空气，保持水银槽与玻璃管都不动而设法使玻璃管内空气的温度缓慢地降低10℃，问在此过程中管内空气放出的热量为多少?已知管外大气的压强为76ｃｍＨｇ，每摩尔空 气的内能Ｕ＝ＣＶＴ，其中Ｔ为绝对温度，常量ＣＶ＝20．5Ｊ·（ｍｏｌ·Ｋ）－1 ，普适气体常量Ｒ＝8．31Ｊ·（ｍ ｏｌ·Ｋ）－1 31Kr 83.810kg mol μ--=??31Xe 131.310kg mol μ--=??
高中物理竞赛练习7 热学一08
高中物理竞赛练习7 热学一08.5 1．证明理想气体的压强p ＝ k n ε32，其中n 为单位体积内的分子数，k ε是气体分子的平均动能． 2．已知地球和太阳的半径分别为R 1＝6×106m 、R 2＝7× 108m ，地球与太阳的距离d ＝1．5×1011m ．若地球与太阳均可视为黑体，试估算太阳表面温度． 3．如图所示，两根金属棒A 、B 尺寸相同，A 的导热系数是B 的两倍，用它们来导热，设高温端和低温端温度恒定，求将A 、B 并联使用与串联使用的能流之比．设棒侧面是绝热的． 4．估算地球大气总质量M 和总分子数N ． 5．一卡诺机在温度为27℃和127℃两个热源之间运转．(1)若在正循环中，该机从高温热源吸热1．2×103 cal ， 则将向低温热源放热多少?对外作功多少?(2)若使该机反向运转(致冷机)，当从低温热源吸热1．2×103cal 热量，则将向高温热源放热多少?外界作功多少? 6．一定质量的单原子理想气体在一密闭容器中等压膨胀到体积为原来的1．5倍，然后又被压缩，体积和压强均减为1／3，且过程中压强与体积始终成正比，比例系数不变，在此压缩过程中气体向外放热Q o ，压缩后气体重新等压膨胀到原体积(气体在第一次等压膨胀前的状态)，为使气体等容回到上面提到的原状态(第一次膨胀前的状态)，需要传递给气体的热量Q 1是多少?
7．1 moI单原子理想气体初始温度为T o，分别通过等压和绝热(即不吸热也不放热)两种方式使其膨胀，且膨胀后末体积相等．如果已知两过程末状态气体的压强相比为1．5，求在此两过程中气体所做的功之和． 8．如图所示，两块铅直的玻璃板部分浸入水中，两板平行，间距d＝0．5 mm，由于水的表面张力的缘故，水沿板上升一定的高度h，取水的表面张力系数σ =7．3×10-2N·m-1，求h的大小． 9．内径均匀的U形玻璃管，左端封闭，右端开口，注入水银后；左管封闭的气体被一小段长为h1＝3．0cm 的术银柱分成m和n两段．在27℃时，L m＝20 cm，L n＝10 cm，且右管内水银面与n气柱下表面相平，如图所示．现设法使n上升与m气柱合在一起，并将U形管加热到127℃，试求m和n气柱混合后的压强和长度．（p o＝75cmHg） 10．在密度为ρ＝7．8 g·cm-3的钢针表面上涂一薄层不能被水润湿的油以后，再把它轻轻地横放在水的表面，为了使针在0℃时不掉落水中，不考虑浮力，问该钢针的直径最大为多少? 11．已知水的表面张力系数为σ1=7．26×10-2N·m-1，酒精的表面张力系数为σ2=2．2×10-2N·m-1．由两个内径相等的滴管滴出相同质量的水和酒精，求两者的液滴数之比．
2018初中物理竞赛教程(基础篇)：第16讲 比热容(附强化训练题及答案)
第16讲比热容 16.1 学习提要 16.1.1 燃料的热值 1.热值的概念 燃料燃烧时能放出热量，相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不一样。1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，用字母q表示。 2.热值的定义 热值的定义式为q=Q/m 3.热值的单位 在国际单位制中，热值的单位是焦/千克（J/Kg），读作“焦每千克”。 16.1.2 比热容 1.比热容的概念 比热容简称比热，用字母c表示，是物质的特性之一，每种物质都有自己的比热容。比热容是指单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃吸收（或者放出）的热量。 2.比热容的定义式 比热容的定义式为 c = Q/m△t 3.比热容的单位 比热容的单位是一个组合单位，在国际单位制中，比热容的单位是焦/（千克.℃），读作“焦每千克摄氏度”。 4. 比热容的测定 比热容是物质的特性之一，在许多热学问题上都要用到，所以测定物质的比热容很重要。在热传递过程中，如果没有热量的损失，那么低温物体吸收的热量应该等于高温物体放出的热量。 （1）实验原理：热平衡方程式Q 吸= Q放
（2）实验方法：实验室一般采用混合法来测定物质的比热容。 （3）实验器材：量热器、天平、温度计、待测金属块、适量的常温下的水和沸水。 （4）实验步骤：①用天平分别测量小桶、搅动器、适量的常温下的水、待测金属块的质量； ②将金属块放入沸水（100℃）中加热一段时间； ③在量热器小筒内装入适量的常温下的水，并用温度计测出水的温度t1； ④将金属块从沸水中取出，投入量热器的小筒内，合上盖子，用搅拌器上下搅 动，直到量热器中温度达到稳定为止。 ⑤用温度计测出混合温度t2. （5）实验结果：设量热器和搅拌器是由比热容为c的同种物质做成，总质量为m； 适量的常温下的水质量为m水，比热容为c水；待测金属块的质量为m金，比热 容为c金。 由于量热器、搅拌器、常温下的水的初温均为t1，待测金属块的初温为t2=100℃， 混合后温度为t2。由热平衡方程式Q吸= Q放。可得 cm(t1-t2)+c水m水（t2-t1）= c金m金（t0-t2） c金=[(cm+c水m水)（t2-t1）]/[m金(t0-t2)] 16.2 难点释疑 16.2.1 温度和热量 温度表示物体的冷热程度。不论物体处于哪一种状态，总有某一个确定的温度。物体在热传递过程中温度会发生变化，物体从外界吸收热量，其温度一般会上升；物体向外界放出热量，其温度一般会下降。当吸收热量和放出热量的过程结束后，物体的温度仍然有一个确定的值。 热量是物体在热传递过程中，吸收或放出热的多少。一个物体有某一个确定的温度值，并不能说一个物体就具有多少热量。所以不能说温度高的物体热量大，也不能说同一温度质量大的物体热量大。热量的多少只有在热传递过程中才具有意义。说的明确一点，热量只有在物体的温度发生变化或内能发生变化时才具有意义。 物体的温度是某一个确定的值，对应于物体处于某一种状态。物体吸收（或者放出）的热量是某一个确定的值，对应于物体一定的温度变化（或物态变化）。在热传度过程中，物
物理竞赛热学专题40题刷题练习(带答案详解)
物理竞赛热学专题40题刷题练习（带答案详解) 1．潜水艇的贮气筒与水箱相连，当贮气筒中的空气压入水箱后，水箱便排出水，使潜水艇浮起。某潜水艇贮气简的容积是2m 3，其上的气压表显示内部贮有压强为2×107Pa 的压缩空气，在一次潜到海底作业后的上浮操作中利用简内的压缩空气将水箱中体积为10m 3水排出了潜水艇的水箱，此时气压表显示筒内剩余空气的压强是9.5×106pa ，设在排水过程中压缩空气的温度不变，试估算此潜水艇所在海底位置的深度。 设想让压强p 1=2× 107Pa 、体积V 1=2m 3的压缩空气都变成压强p 2=9.5×106Pa 压缩气体，其体积为V 2，根据玻-马定律则有 p 1V 1=p 2V 2 排水过程中排出压强p 2=9.5× 106Pa 的压缩空气的体积 221V V V '=-， 设潜水艇所在处水的压强为p 3，则压强p 2=9.5×106Pa 、体积为2V '的压缩空气，变成压强为p 3的空气的体积V 3=10m 3。 根据玻马定律则有 2233p V p V '= 联立可解得 p 3=2.1×106Pa 设潜水艇所在海底位置的深度为h ，因 p 3=p 0+ρ gh 解得 h =200m 2．在我国北方的冬天，即便气温很低，一些较深的河 流、湖泊、池塘里的水一般也不会冻结到底，鱼类还可以在水面结冰的情况下安全过冬，试解释水不会冻结到底的原因？ 【详解】 由于水的特殊内部结构，从4C ?到0C ?，体积随温度的降低而增大，达到0C ?后开始结冰，冰的密度比水的密度小。 入秋冬季节，气温开始下降，河流、湖泊、池塘里的水上层的先变冷，密度变大而沉到水底，形成对流，到达4C ?时气温如果再降低，上层水反而膨胀，密度变小，对流停止，“漂浮”在水面上，形成一个“盖子”，而下面的水主要靠热传导散失内能，但由于水
最新初中物理热学专题复习题教案资料
热学复习题 一、选择题 1．地球上的水在不停地循环着：阳光晒暖了海洋，水变成水蒸气升到空中，形成暖湿气流；暖湿气流遇到冷空气后，水蒸气变成了小水滴，形成雨降落到地面。以下说法中正确的是（） A. 水变成水蒸气是汽化现象，会放热 B. 水变成水蒸气是升华现象，需要吸热 C. 水蒸气变成小水滴是液化现象，会放热 D. 水蒸气变成小水滴是凝华现象，需要吸热 2．下列现象形成的过程中，吸收热量的一组是: ①春天，冰雪融化汇成溪流.②夏天，自来水管“出汗”③秋天，草丛上凝结出露珠.④冬天，冰冻的衣服晾干. A．①②B．②③C．①④D．③④ 3．在图示事例中，不属于做功改变物体内能的是（） 4．有一支用过后未甩的体温计，其示数为39℃。用这支体温计先后去测两个体温分别是38℃和40℃的病人的体温，体温计显示的示数分别是（） A．38℃，39℃ B．39℃，40℃ C．38℃，40℃ D． 39℃，39℃ 5．如下图所示的四种物态变化的实例中，属于汽化的是（） A.冰雪遇暖消融 B.水烧开时冒出“白汽” C.草叶上形成“白霜 D.用干手器将手烘干 6．关于热现象下列说法正确的是（） A．温度高的物体比温度低的物体内能多 B．热量只能由内能多的物体转移到内能少的物体 C．物体内所有分子都在不停地做无规则运动 D．分子间相互作用的引力和斥力不能同时存在 7.关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（） A. 温度相同的两个物体间也能发生热传递 B. 0℃的冰变成0℃的水，温度与质量不变，所以内能不变 C. 同一物体温度越高，含有的热量就越多 D. 任何物体都具有内能，通过摩擦可增大冰块的内能 8．在“观察水的沸腾”实验中，下列说法正确的是( ) A．当水温达到100℃时，水一定会沸腾B．水沸腾时，大量气泡上升、变大，至水面破裂 C．水沸腾时，停止对水加热，水仍能继续沸腾D．水沸腾时，继续对水加热，水的温度会升高 9．用同样的两个电加热器分别给相同质量的水和煤油加热相同的时间(均未沸腾)，下列说法中正确的是 A．水吸收的热量多 B．水和煤油吸收的热量一样多 C．水和煤油上升的温度相同 D．煤油上升的温度较高10．中央二台“是真的吗”探究，使刚从冰箱冷冻室里拿出的冰棍贴紧舌头，舌头会被“冻”在冰棍上，这时舌头上的水发生了某种物态变化，与其对应的图像是（） A B C D 11．一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（） A．30个冲程，做功30次B．60个冲程，做功60次C．120个冲程，做功30次D．60个冲程，做功15次12.一杯水，温度由30oC加热到50oC时吸收的热量为Q1，再由50oC加热到70oC时吸收的热量为Q2， Q1与Q2的大小关系为（）
高中物理竞赛教程(超详细)电场
第一讲电场 §1、1 库仑定律和电场强度 1．1．1、电荷守恒定律 大量实验证明：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，正负电荷的代数和任何物理过程中始终保持 k 数， 0ε q F E = 式中q 是引入电场中的检验电荷的电量，F 是q 受到的电场力。 借助于库仑定律，可以计算出在真空中点电荷所产生的电场中各点的电场强度为 2 2r Q k q r Qq k q F E === 式中r 为该点到场源电荷的距离，Q 为场源电荷的电量。
1．1．4、场强的叠加原理 在若干场源电荷所激发的电场中任一点的总场强，等于每个场源电荷单独存在时在该点所激发的场强的矢量和。 原则上讲，有库仑定律和叠加原理就可解决静电学中的全部问题。 例1、如图1-1-1（a ）所示，在半径为R 、体电荷密度 为ρ的均匀带电球体内部挖去半径为R '的一个小球，小球球心O '与大球球心O 相距为a ，试求O '的电场强度，并证明空腔内电场均匀。 ρ,R O 1．1．5．电通量、高斯定理、 （1）磁通量是指穿过某一截面的磁感应线的总条数，其大小为θsin BS =Φ，其中θ 为截面与磁感线的夹角。与此相似，电通量是指穿过某一截面的电场线的条数，其大小为 θ?sin ES = θ为截面与电场线的夹角。 高斯定量：在任意场源所激发的电场中，对任一闭合曲面的总通量可以表示为 ∑=i q k π?4 （ 041πε= k ） Nm C /1085.82120-?=ε为真空介电常 数 O O ' P B r a ）
式中k是静电常量，∑i q为闭合曲面所围的所有电荷电量的代数和。由于高中缺少高等数学知识，因此选取的高斯面即闭合曲面，往往和电场线垂直或平行，这样便于电通 量的计算。尽管高中教学对高斯定律不作要求，但笔者认为简单了解高斯定律的内容，并 利用高斯定律推导几种特殊电场，这对掌握几种特殊电场的分布是很有帮助的。 （2）利用高斯定理求几种常见带电体的场强 ①无限长均匀带电直线的电场 一无限长直线均匀带电，电荷线密度为η，如图1-1-2（a）所示。考察点P到直线的 距离为r。由于带电直线无限长且均匀带电，因此直线周围的电场在竖直方向分量为零， 即径向分布，且关于直线对称。取以长直线为主轴，半径为r，长为l的圆柱面为高斯面， E 图1-1-5
初中物理热学实验探究专题
热学实验题 一．探究改变内能的方法 探究不同物质的吸热能力 1．夏天中午海边的沙子热，海水却很凉；傍晚海边的沙子凉，海水却较暖和。对此，同学们提出如下猜想：可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快，为了比较水和沙子吸热本领的大小。他们在实验前准备了火柴、酒精灯、烧杯、沙子、水、搅棒、铁架台、石棉网，除此之外， （1）还需要___温度计___、___停表___；实验时使用搅棒的作用是___使沙子和水能均匀受热。 小明在两个相同的烧杯中分别装入等质量的沙子和水，用相同的酒精灯对其加热，（如右图）实验数据记录如下。 （2）比较沙子和水吸热升温快慢的方法有二种： ① _升高相同的温度比较热量的多少_；② __吸收相同的热量比较升高的温度的多少___ 。 （3）探究过程中有部分同学提出猜想：可能是中午海水蒸发吸收热量，所以温度低；而沙子不蒸发，所以温度高，你认为上述猜想是否正确，请说明理由：______ ___不正确_ 如果按照海水蒸发吸收热量，所以温度低；而沙子不蒸发，所以温度高的说法,那么晚上海水温度低,沙子的温度高,这与事实不符合.（标准答案） 当在傍晚时，海水仍在蒸发，仍在吸收热量，而海水的温度却比沙子的温度高（4）分析上表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量大于(大于／小于)沙子吸收的热量。 （5）实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与(4)结论不符，你认为可能的原因是：水的导热性能好或沙子的导热性能不好。 （6）由于物体吸收热量的多少不便用仪器测量，本实验中把吸收热量的多少转换成加热时间的长短。在探究活动中常用到这种方法（转换法）。运用这种方法设计一个方案来比较电磁铁磁性 的强弱。 _把电源，滑动变阻器，电磁铁开关串联起来，在不同的电流下，观察电磁铁吸引大头针的数 目，就可以知道电磁铁的磁性强弱。__ （7）如上图是小明和小华同学探究沙子与水吸热升温快慢的实验装置．设计实验方案时，他们确定以下需控制的变量，其中多余的是（ D ） A.取相同质量的沙子和水 B.盛放沙子和水的容器相同 C.采用完全相同的加热方式 D.酒精灯里所加的酒精量相同 3.有四位同学。为了研究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，做了如下实验：在四个相同的烧杯中，分别盛有水和某种液体A，用同样的加热器加热，下表是他们的实验记录，根据实验记录回答下列问题：（1）。请将1号烧杯记录中漏的选项填上。（2）。此液体的比热容为_2100J/(千克. ℃)___ (3).比较两杯的实验记录，得出的结论是__物体吸收热量的多少与其升高的温度有关。____ 烧杯号液体A质量（克）初温（℃）末温（℃）加热时间（分）1A20010142 2A20010184 3水10010184 4水20010188 08大连）在“比较两种液体比热容的大小”实验中，提供的装有液体、发热电阻丝和温度计的烧瓶(各烧瓶完全相同；各烧瓶中的液体种类不同、质量相同；各烧瓶中发热电阻丝完全相同)若干，其他器材任选。 (1)小明选用的两个烧瓶中分别装有A、B两种液体，选用的其他器材及实物连接图如图14所示。给A、B两种液体加热时，小明“先闭合S1和S2，后闭合S3，一段时问后，断开S3。”这样操作可保证加热时间_________，其目的是使两种液体______________。通过观察，发现A液体中温 度计示数的变化量大，则_________液体比热容大。 (2)小明将装有A液体的烧瓶换成装有C液体的烧瓶，将装有B液体的烧瓶换成 装有D液体的烧瓶。其他器材及实物连接关系不变，又做了一次实验。他“先闭 合S1和S2，后闭合S3，发现C液体温度升高得快，一段时间后，断开S1，同时记 下C液体中温度计示数的变化量△t。又过了一段时间，当D液体中温度计示数的 变化量也等于位时，断开S2。”因为_________液体加热时间短，所以_________ 液体比热容小。 (1)相同(1分)；吸收的热量相同(1分)；B(1分) (2)C(1分)；C(1分) 4. 某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少，他得到如下数据： （1）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出 的初步结论是：同种物质升高相同的温度时，可 以得出的吸收的热量的多少与_质量____有关。 （2）分析第1、3次或2、4次实验数据，可以得出的 初步结论是：_质量相等的不同物质，升高相同的 温度时，吸收的热量不同的___ 物 质 次数质量 m/kg 升高的温 度 △t/℃ 加热的时 间t/min 水1102 2104 煤 油 3101 4102
高中物理竞赛辅导习题热学部分..
高中物理竞赛热学部分题选 1．一个老式的电保险丝，由连接在两个端纽之间的一根细而均匀的导线构成。导线按斯特藩定律从其表面散热。斯特藩定律指出:辐射功率P 跟辐射体表面积S 以及一个与温度有关的函数成正比，即 () ,4 4外辐T T S P -∞ 试说明为什么用保险丝时并不需要准确的长度。 解：设l 为保险丝长度，r 为其半径，P 为输至整个保险丝上的功率。若P 增大，保险丝的温度将上升， 直到输入的电功率等于辐射的功率。 所以当P 超过某一值max P 时，在一定的时间内，保险丝将烧毁，而 ( ) ,2144 max l r c T T kS P ??=-=π外熔 式中k 为一常数，S 为表面积，1c 为一常数。 由于P=I 2R ，假设保险丝的电阻R 比它所保护的线路电阻小很多，则I 不依赖于R ，而 ρρ ,S l R =为 常数，2 r S π=为保险丝的横截面积。 ,/22 r l I P πρ= 当rl c r l I 22 2/=时(这里2c 为另一常数)，保险丝将熔化。 .3 22 r c I = 可见，保险丝的熔断电流不依赖于长度，仅与其粗细程度(半径r)有关。 2．有两根长度均为50cm 的金属丝A 和B 牢固地焊在一起，另两端固定在牢固的支架上（如图21-3）。 其线胀系数分别为αA =1.1×10-5/℃，αB =1.9×10-5/℃，倔强系数分别为K A =2×106N/m ，K B =1×106 N/m ；金属丝A 受到450N 的拉力时就会被拉断，金属丝B 受到520N 的拉力时才断，假定支架的间距不随温度改变。问：温度由+30°C 下降至-20°C 时，会出现什么情况？（A 、B 丝都不断呢，还是A 断或者B 断呢，还是两丝都断呢？）不计金属丝的重量，在温度为30°C 时它们被拉直但张力为零。 解：金属A 和B 从自由状态降温，当温度降低t ?时的总缩短为 t l l l l B A B A ?+=?+?=?0)(αα （1） 而在-20°C 时，若金属丝中的拉力为F ，则根据胡克定律，A 、B 的伸长量分别为F/K A 和F/K B ， 所以 l K E K E B A ?=+ （2） t l K K F B A B A ?+-? ??? ??+0)(11αα （3） 所以 N K K t l F B A B A 50011)(0=+?+=αα 因为N F 450>，所以温度下降到-20°C 前A 丝即被拉断。A 丝断后。F=0，即使温度再下降很多，B 丝也不会断。 3．长江大桥的钢梁是一端固定，另一端自由的。这是为什么？如果在-10℃时把两端都固定起来，当温度升高到40℃时，钢梁所承担的胁强（压强）是多少？（钢的线胀系数为12×10-6/℃，弹性模量为2.0×105N/mm 2，g=10m/s 2） 解：长1m 、横截面积为1mm 2的杆，受到10N 拉力后伸长的量，叫伸长系数，用a 来表示，而它的倒数叫弹性模量E ，./1a E =当杆长为L 0m ，拉力为F ，S 为横截面积（单位为mm 2），则有伸长量
(完整版)人教版初中物理热学专题复习解析(含答案)
热和能专题复习（一） 扩散、分子热运动、分子间作用力（多考简单填空或单选题目，重要度1） 用图的装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气 体，另一瓶装有空气．为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的 应（选填“A”或“B”）瓶．根据现象可知气体发生了扩散。 物质处于哪种状态决定于( )． A．物质的温度B．物体内分子无规则运动的剧烈程度 C．物质的分子结构D．物质内部分子作用力的大小 固态物质分子间排列比液态和气态分子间排列要紧密得多，所以分子间的作用力更（填“强”或“弱”），因而固体具有一定的和形状。 王安石在一首诗《梅花》中有“遥知不是雪，为有暗香来”的诗句．诗人根据远处飘来的淡淡的梅花香味判断出“是梅而非雪”，而他从远处就能闻到梅花的香味，是因为（） A．分子的体积是非常小的B．分子在不停地运动着 C．分子之间存在力的作用D．分子之间存在着空隙 下列现象中能用分子间存在间隙来解释的是（） A．酒香不怕巷子深 B．将10mL酒精与10mL水混合，总体积小于20mL C．一根细铁丝很难被拉断 D．从烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡 内能及其改变（多考单选和多选，概念模糊个别选项会比较困难，难度中等，重要度1） 下列有关热现象的说法中，正确的是（） A．分子间既有引力又有斥力，分子间的距离越大作用力也越大 B．机械能与整个物体的运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动有关 C．震后疾病防控消毒时空气中散发一股浓浓的药味，是药物分子的扩散现象 D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同 关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（） A．物体的温度越高，分子运动越剧烈 B．物体温度越高，含有的热量越多 C．水沸腾时吸收热量，温度保持不变 D．物体的温度为0℃时，其内能为零 在下列现象中，是机械能转化为内能的是（） A．给自行车打气时打气筒变热 B．电炉丝通电后变热 C．晒太阳感到暖和 D．一壶水在煤气炉上加热，温度升高
高中物理热学教程
图3-4-1 3．4 液体的表面张力 3．4．1、表面张力和表面张力系数 液体下厚度为分子作用半径的一层液体，叫做液体的表面层。表面层内的分子，一方面受到液体内部分子的作用，另一方面受到气体分子的作用，由于这两个作用力的不同，使液体表面层的分子分布比液体内部的分子分布稀疏，分子的平均间距较大，所以表面层内液体分子的作用力主要表现为引力，正是分子间的这种引力作用，使表面层具有收缩的趋势。 液体表面的各部分相互吸引的力称为表面张力，表面张力的方向与液面相切，作用在任何一部分液面上的表面张力总是与这部分液面的分界线垂直。 表面张力的大小与所研究液面和其他部分的分界线长度L 成正比，因此可写成 L f σ= 式中σ称为表面张力系数，在国际单位制中，其单位是N/m ，表面张力系数σ的数值与液体的种类和温度有关。 3．4．2表面能 我们再从能量角度研究张力现象，由于液面有自动收 缩的趋势，所以增大液体表面积需要克服表面张力做功，由图3-4-1可以看出，设想使AB 边向右移动距离△x ，则此过程中外界克服表面张力所做的功为 S x AB x f x F W ?=??=?=?=σσ22外 式中△S 表示AB 边移动△x 时液膜的两个表面所增加的总面积。若去掉外力，AB 边会向左运动，消耗表面自由能而转化为机械能，所以表面自由能相当于势能，凡势能都有减小的趋势，而S E ∞，所以液体表面具有收缩的趋势，例如体
积相同的物体以球体的表面积最小，所以若无其他作用力的影响，液滴等均应为球体。 例 将端点相连的三根细线掷在水面上，如图3-4-2所示，其中1、2线各长1.5cm ，3线长1cm ，若在图中A 点滴下某种杂质，使表面张力系数减小到原来的0.4，求每根线的张力。然后又把该杂质滴在B 点，求每根线的张力：已知水的面表张力系数α=0.07N/m 。 A 滴入杂质后，形成图3-4-3形 状，取圆心角为θ的一小段圆弧，该线段在线两侧张力和表面张力共同 作用下平衡，则有 1 )4.0(2 sin R a a aT θθ -=，式中 cm R πθ θ 25 .2,2 2 sin 1= ≈ 代入后得 0,1067.11432=?===-T N T T T 。 B 中也滴入杂质后，线3松弛即03='T ，形成圆产半径 π23 2= R cm ，仿上面 解法得 N aR T T 4 2211026.0-?=='='。 3．4．3、表面张力产生的附加压强 表面张力的存在，造成弯曲液面的内、外的压强差，称为附加压强，其中最简单的就是球形液面的附加压强，如图3-4-4所示，在半径为R 的球形液滴上任取一球冠小液块来分析(小液块与空气的分界面的面积是S '，底面积是S ，底面上的A 点极靠近球面)，此球冠形小液体的受力情况为： 在S 面上处处受与球面垂直的大气压力作用，由对称性易知，大气压的合力方向垂直于S 面，大小可表示为 S p F 0=。 A B 1 2 3 图3-4-2 图3-4-3