生物理竞赛集锦热学试题

全国中学生物理竞赛集锦〔热学〕

第21届预赛一、〔15分〕填空

e ．在HY 状态下，1cm 3 气体中的分子数约为____________。

〔阿伏加德罗常量 N A ＝×1023 mol －1〕

第21届复赛

一、(20分)薄膜材料气密性能的优劣常用其透气系数来加以评判．对于均匀薄膜材料，在一定温度下，某种气体通过薄膜浸透过的气体分子数d

PSt k N ∆=，其中t 为浸透持续时间是，S 为薄膜的面积，d 为薄膜的厚度，P ∆为薄膜两侧气体的压强差．k 称为该薄膜材料在该温度下对该气体的透气系数．透气系数愈小，材料的气密性能愈好．

图为测定薄膜材料对空气的透气系数的一种实验装置示意图．EFGI 为浸透室，U 形管左管上端与浸透室相通，右管上端封闭；U 形管内横截面积A 2．实验中，首先测得薄膜的厚度d =0.66mm ，再将薄膜固定于图中C C '处，从而把浸透室分为上下两局部，上面局部的容积30cm 00.25=V ，下面局部连同U 形管左管水面以上局部的总容积为V 1，薄膜可以透气的面积S 2．翻开开关K 1、K 2与大气相通，大气的压强P 1＝1.00atm ，此时U 形管右管中气柱长度cm 00.20=H ，31cm 00.5=V ．关闭K 1、K 2后，翻开开关K 3，对浸透室上局部迅速充气至气体压强atm 00.20=P ，关闭K 3并开场计时．两小时后， U 形管左管中的水面高度下降了cm 00.2=∆H ．实验过程中，始终保持温度为C 0 ．求该薄膜材料在C 0 时对空气的透气系数．〔本实验中由于薄膜两侧的压强差在实验过程中不能保持恒定，在压强差变化不太大

的情况下，可用计时开场时的压强差和计时完毕时的压强差的平均值P ∆来代替公式中的

P ∆．普适气体常量R -1K -1×105Pa 〕

．

第20届预赛

三、(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 ＝℃的1.200 kg 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℃升温到℃以上〔含℃〕，并通过计算验证你的方案．铝合金的比热容 c ＝×l03J ·(Kg ·℃)-1，水的比热容c 0×103J ·(Kg ·℃)-1，不计向周围环境散失的热量。

第20届复赛

二、〔15分〕U 形管的两支管 A 、B 和程度管C 都是由内径均匀的细玻璃管做成的，它们的内径与管长相比都可忽略不计．己知三局部的截面积分别为 2A 1.010S -=⨯cm 2，2B 3.010S -=⨯cm 2，2C 2.010S -=⨯cm 2，在 C 管中有一段空

气柱，两侧被水银封闭．当温度为127t =℃时，空气柱长

为l ＝30 cm 〔如下图〕，C 中气柱两侧的水银柱长分别为

a ＝，

b ＝，A 、B 两支管都很长，其中的水银柱高均为h

＝12 cm ．大气压强保持为 0p ＝76 cmHg 不变．不考虑温

度变化时管和水银的热膨胀．试求气柱中空气温度缓慢升高到 t ＝97℃时空气的体积．

第19届预赛

四、〔20分〕如图预19-4所示，三个绝热的、容积一样的球状容器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一样．气体均可视为理想气体．现翻开阀门K 1、K 2，三种气体互相混合，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一样．求气体

温度的改变量．三种气体的摩尔质量分别为

31He 4.00310kg mol μ--=⨯⋅

31Kr 83.810kg mol μ--=⨯⋅

31Xe 131.310kg 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．

第19届复赛

〔无〕

第18届预赛

六、〔 24分〕物理小组的同学在寒冷的冬天做了一个这样的实验：他们把一个实心的大铝球加热到某温度t ，然后把它放在结冰的湖面上〔冰层足够厚〕，铝球便逐渐陷入冰内．当铝球不再下陷时，测出球的最低点陷入冰中的深度h ．将铝球加热到不同的温度，重复上述实验8次，最终得到如下数据：

实验顺序数

1 2 3 4 5 6 7 8

热铝球的温度 t

/℃

70 85 92 104 110 120 140 陷入深度 h /cm

铝的密度约为水的密度的3倍，设实验时的环境温度及湖面冰的温度均为 0℃．此情况下，冰的熔解热53.3410J/kg λ=⨯．

1．试采用以上某些数据估算铝的比热c ．

2．对未被你采用的实验数据，试说明不采用的原因，并作出解释．

第18届复赛

二、(22分)正确使用压力锅的方法是：将己盖好密封锅盖的压力锅(如图复18-2-1)加热，当锅内水沸腾时再加盖压力阀S，此时可以认为锅内只有水的饱和蒸气，空气己全部排除．然后继续加热，直到压力阀被锅内的水蒸气顶起时，锅内即已到达预期温度(即设计时希望到达的温度)，现有一压力锅，在海平面处加热能到达的预期温度为120℃．某人在海拔5000m 的高山上使用此压力锅，锅内有足量的水．

1．假设不加盖压力阀，锅内水的温度最高可达多少？

2．假设按正确方法使用压力锅，锅内水的温度最高可达多少？

3．假设未按正确方法使用压力

锅，即盖好密封锅盖一段时间是后，

在点火前就加上压力阀。此时水温为

27℃，那么加热到压力阀刚被顶起

时，锅内水的温度是多少？假设继续加热，锅内水的温度最高可达多少？假设空气不溶于水．：水的饱和蒸气压w ()p t 与温度t 的关系图线如图复18-2-2所示．

大气压强()p z 与高度z 的关系的简化图线如图复18-2-3所示．

27t =℃时27t =3w (27) 3.610Pa p ︒=⨯；27t =0z =处5(0) 1.01310Pa p =⨯

第17届预赛六、〔20分〕绝热容器A 经一阀门与另一容积比A 的容积大得很多的绝热容器B 相连。开场时阀门关闭，两容器中盛有同种理想气体，温度均为30℃，B 中气体的压强为A 中的2倍。现将阀门缓慢翻开，直至压强相等时关闭。问此时容器A 中气体的温度为多少？假设在翻开到关闭阀门的过程中处在A 中的气体与处在B 中的气体之间无热交换．每摩尔该气体的内能为52U RT =，式中R 为普适气体恒量，T 是热力学温度．第17届复赛

一、〔20分〕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．槽中水银液面以上的那局部玻璃管的长度76cm l =，管内封闭有31.010mol n =⨯－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？管外大气的压强为76cm 汞柱高，每摩尔空气的内能V U C T =，其中T 为绝对温度，常量1V 20.5J (mol K)C =⋅⋅－，普适气体常量18.31J (mol K)R =⋅⋅－

第16届预赛

三、〔15分〕如图预16-3所示，两个截面一样的圆柱形容器，右边容器高为H ，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的活塞。两

容器由装有阀门的极细管道相连通，容器、活塞和细管都

是绝热的。开场时，阀门关闭，左边容器中装有热力学温

度为0T 的单原子理想气体，平衡时活塞到容器底的间隔为H ，右边容器内为真空。现将阀门缓慢翻开，活塞便缓慢下降，直至系统到达平衡。求此时左边容器中活塞的高度和缸内气体的温度。

提示：一摩尔单原子理想气体的内能为32

RT ，其中R 为摩尔气体常量，T 为气体的热力学温度。

第16届复赛

V，其中盛有2mol的空气和少量的水〔水的体积可以忽一、〔20分〕一汽缸的初始体积为

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，在膨胀完毕时，其中的水刚好全部消失，此时的总压强为2.0atm。假设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。

(完整word版)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·（ｍｏｌ·Ｋ）－1 31Kr 83.810kg mol μ--=??31Xe 131.310kg mol μ--=??

物理竞赛热学专题精编大全(带答案详解)

物理竞赛热学专题精编大全（带答案详解) 一、多选题 1．如图所示为一种简易温度计构造示意图，左右两根内径粗细均匀的竖直玻玻璃管下端通过软管相连接，在管中灌入某种液体后环境的温度。重复上述操作，便可在左管上方标注出不同的温度刻，将左管上端通过橡皮塞插入小烧瓶中。调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度。多次改变烧瓶所在度，为了增大这个温度计在相同温度变化时液面变化的髙度，下列措施中可行的是（) A．增大液体的密度B．增大烧瓶的体积C．减小左管的内径D．减小右管的内径【答案】BC 2．如图所示为两端封闭的U形玻璃管，竖直放置，管内左、右两段封闭空气柱A、B 被一段水银柱隔开，设原来温度分别为T A和T B，当温度分别升高△T A和△T B时，关于水银柱高度差的变化情况，下列说法中正确的是（） A．当T A＝T B，且△T A＝△T B时，h一定不变 B．当T A＝T B，且△T A＝△T B时，h一定增大 C．当T A＜T B，且△T A＜△T B时，h一定增大 D．当T A＞T B，且△T A＝△T B时，h一定增大【答案】BD 【解析】【详解】 AB.由于左边的水银比右边的高?，所以右边的气体的压强比左边气体的压强大，即P B> P A，设在变化的前后AB两部分气体的体积都不发生变化，即AB做的都是等容变化，则

根据P T =ΔP ΔT 可知，气体的压强的变化为ΔP=PΔT T ，当T A=T B，且ΔT A=ΔT B时，由于P B> P A，根据ΔP=PΔT T 可知ΔP B>ΔP A，?一定增大，故选项A错误，B正确； C.当T AP A，根据ΔP=PΔT T 可知不能判断ΔP B和ΔP A变化的大小，所以不能判断?的变化情况，故选项C错误； D.当T A>T，且ΔT A=ΔT B时，由于P B>P A，根据ΔP=PΔT T 可知ΔP B>ΔP A，?一定增大，故选项D正确； 3．下列叙述正确的是（） A．温度升高，物体内每个分子的热运动速率都增大 B．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大 C．在绝热过程中外界对气体做功，气体的内能必然增加 D．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性【答案】CD A.温度升高，气体分子的平均动能增大，但是个别分子运动速率可能减小，故A错误； B.温度是气体分子的平均动能变化的标志。气体压强越大，温度不一定增大，故B错误； C.在绝热过程中，外界对气体做功，由热力学第一定律得气体的内能增大，故C正确； D.热力学第二定律表明，自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，故D正确。 4．夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂．关于这一事例有以下描述（设爆裂前的过程中内胎容积几乎不变），其中正确的是（）A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果 B．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，分子热运动加剧，气体压强增大的结果 C．在车胎爆裂前，胎内气体吸热，内能增加 D．在车胎突然爆裂的瞬间，胎内气体内能减少【答案】BCD A.气体分子间间距较大，分子力（斥力）可忽略不计，故A项不合题意； B.自行车在爆裂前受暴晒的过程中，车胎内气体吸热温度升高，分子平均动能增加，而气体体积不变，单位体积内的分子数不变，因此气体压强增大，故B项符合题意. C.爆裂前内胎容积不变W=0，但暴晒吸热Q>0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，可知ΔU>0，即爆裂前气体内能应增大，故C项符合题意. D.突然爆裂的瞬间等效为等温膨胀，气体对外界做功，其内能应减少，故D项符合题意.

高中物理竞赛热学部分优题选

高中物理竞赛——热学题选 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。 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。 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） 4．厚度均为a=0.2毫米的钢片和青铜片，在T 1=293开时，将它们的端点焊接起来，成为等长的平面双金属片，若钢和青铜的线膨胀系数分别为10-5/度和2×10-5/度，当把它们的温度升高到T 2=293开时，它们将弯成圆弧形，试求这圆弧的半径，在加热时忽略厚度的变化。 5．在负载功率P 1=1kW ，室温t 0=20℃时，电网中保险丝的温度达到t 1=120 ℃，保险丝的材料的电阻温 u C 图21-13

热学试题(1)

大学物理竞赛训练题热学(1) 一、选择题(每题3分) 1. 在标准状态下，任何理想气体在1 m 3 中含有的分子数都等于［］ (A) ×1023 ． (B)×1021． (C) ×10 25． (D)×1023 ． (玻尔兹曼常量k ＝×1023 J ·K 1 ) 2. 若理想气体的体积为V ，压强为p ，温度为T ，一个分子的质量为m ，k 为玻尔兹曼常量， R 为普适气体常量，则该理想气体的分子数为：［］ (A) pV / m ． (B) pV / (kT )． (C) pV / (RT )． (D) pV / (mT )． 3. 若室内生起炉子后温度从15℃升高到27℃，而室内气压不变，则此时室内的分子数减少了［］ (A)00． (B) 400． (C) 900． (D) 2100． 4. 两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V )，单位体积内的气体质量，分别有如下关系：［］ (A) n 不同，(E K /V )不同，不同． (B) n 不同，(E K /V )不同，相同． (C) n 相同，(E K /V )相同，不同． (D) n 相同，(E K /V )相同，相同． 5. 在一容积不变的封闭容器内理想气体分子的平均速率若提高为原来的2倍，则 (A) 温度和压强都提高为原来的2倍．［］ (B) 温度为原来的2倍，压强为原来的4倍． (C) 温度为原来的4倍，压强为原来的2倍． (D)温度和压强都为原来的4倍． 6. 关于温度的意义，有下列几种说法： (1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度． (2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义． (3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同． (4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度．这些说法中正确的是［］ (A) (1)、(2) 、(4)． (B) (1)、(2) 、(3)． (C) (2)、(3) 、(4)． (D) (1)、(3) 、(4)． 7. 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们［］ (A) 温度相同、压强相同． (B) 温度、压强都不相同．

生物理竞赛集锦热学试题

全国中学生物理竞赛集锦〔热学〕第21届预赛一、〔15分〕填空 e ．在HY 状态下，1cm 3 气体中的分子数约为____________。〔阿伏加德罗常量 N A ＝×1023 mol －1〕第21届复赛一、(20分)薄膜材料气密性能的优劣常用其透气系数来加以评判．对于均匀薄膜材料，在一定温度下，某种气体通过薄膜浸透过的气体分子数d PSt k N ∆=，其中t 为浸透持续时间是，S 为薄膜的面积，d 为薄膜的厚度，P ∆为薄膜两侧气体的压强差．k 称为该薄膜材料在该温度下对该气体的透气系数．透气系数愈小，材料的气密性能愈好．图为测定薄膜材料对空气的透气系数的一种实验装置示意图．EFGI 为浸透室，U 形管左管上端与浸透室相通，右管上端封闭；U 形管内横截面积A 2．实验中，首先测得薄膜的厚度d =0.66mm ，再将薄膜固定于图中C C '处，从而把浸透室分为上下两局部，上面局部的容积30cm 00.25=V ，下面局部连同U 形管左管水面以上局部的总容积为V 1，薄膜可以透气的面积S 2．翻开开关K 1、K 2与大气相通，大气的压强P 1＝1.00atm ，此时U 形管右管中气柱长度cm 00.20=H ，31cm 00.5=V ．关闭K 1、K 2后，翻开开关K 3，对浸透室上局部迅速充气至气体压强atm 00.20=P ，关闭K 3并开场计时．两小时后， U 形管左管中的水面高度下降了cm 00.2=∆H ．实验过程中，始终保持温度为C 0 ．求该薄膜材料在C 0 时对空气的透气系数．〔本实验中由于薄膜两侧的压强差在实验过程中不能保持恒定，在压强差变化不太大

高中物理竞赛测试题：热学

高一下期半期考试（热学） 1．将1大气压下的肥皂液吹成r=2.5厘米的肥皂泡，应作多少功？肥皂液的表面张力系数α=45×10-3牛/米。解：首先要扩大泡内外的表面积需作功 απα218r S W =?= 同时将空气由10 =P 大气压等温压缩到泡内)3/4,/4(30r V r P P πα=+=需作功，由（8-17）式知 )/ln()/ln(002P P PV V V nRT W == )41ln(34)4(030r p r R P απα+??+= 103032434W r p r P =??≈απ 式中0P ?r /4α，r P r P 00/4)/41ln(αα=+。两项共需作功 121)3/5(W W W W =+= 32102.1)3/5(8-?=?=r π焦。 2．将少量的水银放在两块水平的平板玻璃之间，问要在上面的玻璃板上施加多大的压力才能使两板间的水银厚度处处都等于1.0×10-4m,并且平板和水银的接触面积是4.0×10-3m 2.设水银的表面张力系数是0.45N/m,水银与玻璃的接触角为1350. 解：在水银边缘处截一小块水银，宽为Δx , 高度为h ，研究这小块水银受到的外力, 如图所示, 上下两表面的表面张力在水平方向的分力是: f = 2σΔx sin450 设水银内部对这小块水银的水平压力为F ：这小块水银的前后侧面的表面张力F 1和F 2可认为方向相反, 相互抵消, 依平衡条件有：f =F , 得代入数据F 外=25.4（N ） 3.有一气缸，除底部外都是绝热的，上面是一个不计重力的活塞，中间是一块固定的导热隔板，把气缸分隔成相等的两部分A 和B ，上、下各有1mol 氮气（图27-3），现由底部慢慢地将350J 热量传送给缸内气体，求（1）A 、B 内气体的温度各改变了多少？（2）它们各吸收了多少热量。若是将中间的导热隔板变成一个绝热活塞，其他条件不变，则A 、B 的温度又是各改变多少（不计一切摩擦）？解：A 、B 中间的隔板导热，因而A 、B 两部分气体温度始终相同，B 中温度升高后将等压膨胀。设末态时A 、B 温度为T '，对B 部分气体有 T V T V ='' B 部分气体对外做功为 T R T T PV V V P W ?=?= -'=)( A 、B 两部分气体的内能增量为 T R T R E ?=??=?5252 根据热力学第一定律得图27-3 xh gh S F F ?ρ?+=)21(外xh gh S F x ?ρ?σ?+=)21(45sin 20外

学科竞赛-初中物理竞赛-热学试题(高难度_需谨慎)

初中物理竞赛-热学试题(高难度_需谨慎) 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5.0×10－4kg ，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

初中物理竞赛题精选(热学选择题),提分神器

一、选择题（91第一届）2．夏天，打开冰箱门，常可看到白雾。这是 [ ] A．冰箱内原有的水蒸气 B．冰箱内食物中的水分遇到高温空气后，蒸发形成的水蒸气 C．空气中的水蒸气降温形成的小冰晶 D．空气中的水蒸气降温形成的小水滴答案：D （91第一届）9．小明两次煮鸡蛋。第一次在水开后继续用急火煮，直到煮熟；第二次在水开后将火焰调小，但仍保持锅中的水沸腾，直到煮熟。两次比较发现 [ ] A．第一种方法比第二种方法省燃料又省时间 B．第一种方法费燃料但省时间 C．第二种方法比第一种方法省燃料但费时间 D．第二种方法比第一种方法省燃料，两种方法所用时间相近答案：D （92第二届）3．多油的菜汤不易冷却，这主要是因为 [ ] A．油层阻碍了汤的热辐射 B．油层和汤中的水不易发生热交换 C．油的导热能力比水差 D．油层覆盖在汤面，阻碍了水的蒸发答案：D （93第三届）7．在制药时，为从溶液中提取抗菌素，要用加热的方法使水沸腾而除去水分，但抗菌素不能在超过80℃的条件下提取，应采用的方法是 [ ] A．增加容器内的气压，使水的沸点低于80℃ B．降低容器内的气压，使水的沸点低于80℃ C．缩短加热沸腾的时间 D．用微火加热使其沸腾答案：B （94第四届复）5．我国北方冬天，河流会结上厚厚的一层冰，冰的温度有时低达－40℃，假如在－40℃的冰下有流动的河水，那么水与冰交界处的温度是： [ ]

A．4℃ B．0℃ C．－40℃ D．略高于－40℃ 答案：B （94第四届复）8．冻豆腐里面有小孔的成因是： [ ] A．豆腐自身冻缩而成 B．豆腐自身膨胀而成 C．外界的冰雪扎进豆腐里而成 D．豆腐里面的水受冻先结冰，再熔化成水后而成答案：D （95第五届）4．在北方的冬天，汽车驾驶员常用水和酒精的混合物作为汽车冷却系统中的冷却液，这是因为这种混合液具有 A．较低的沸点 B．较低的熔点 C．较大的比热 D．较小的密度。答案：B （95第五届）8．在烹炸食物时常会见到滚开的油锅中，溅入一滴水后，会有剧烈的响声，并溅起油来。其主要原因是 [ ] A．溅入的水滴温度太低 B．水是热的不良导体。 C．水的比热比油的比热大 D．水的沸点比油的沸点低。答案：D （95第五届）11．用飞机向云层喷洒于冰（固体的CO2）是一种人工降雨的方法。以下列出几个物态变化过程：a）干冰迅速吸热升华；b）干冰吸热熔解；c）云层中水蒸气遇冷液化成雨滴；d）云层中水蒸气遇冷凝华成小冰晶；e）水蒸气以干冰为核心凝结成雨滴；f）小冰晶下落遇暖气流熔解成雨滴。在这种人工降雨过程中，发生的物态变化过程为 [ ] A．a、c B．a、d、f C．b、c D．e。答案：B （96第六届）3．对锅加热，锅内的水持续沸腾时，水面上的“白气”并不明显。如果突然停止加热，水面上很快出现许多“白气”。这是

重点高中物理竞赛热学

重点高中物理竞赛热学高中物理竞赛——热学一．分子动理论 1、物质是由大量分子组成的（注意分子体积和分子所占据空间的区别）对于分子（单原子分子）间距的计算，气体和液体可直接用3分子占据的空间，对固体，则与分子的空间排列（晶体的点阵）有关。【例题1】如图6-1所示，食盐（N a Cl ）的晶体是由钠离子（图中的白色圆点表示）和氯离子（图中的黑色圆点表示）组成的，离子键两两垂直且键长相等。已知食盐的摩尔质量为58.5×10－3 kg/mol ，密度为 2.2×103kg/m 3，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol －1，求食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心之间的距离。【解说】题意所求即图中任意一个小立方块的变长（设为a ）的2倍，所以求a 成为本题的焦点。由于一摩尔的氯化钠含有N A 个氯化钠分子，事实上也含有2N A 个钠离子（或氯离子），所以每个钠离子占据空间为v= A m ol N 2V 而由图不难看出，一个离子占据的空间就是小立方体的体积a 3，即a 3= A m ol N 2V =A m ol N 2/M ρ，最后，邻近钠离子之间的距离l= 2 a 【答案】3.97×10－10m 。〖思考〗本题还有没有其它思路？

〖答案〗每个离子都被八个小立方体均分，故一个小立方体含有8 1×8个离子=2 1分子，所以…（此法普遍适用于空间点阵比较复杂的晶体结构。） 2、物质内的分子永不停息地作无规则运动固体分子在平衡位置附近做微小振动（振幅数量级为0.1A 0 ），少数可以脱离平衡位置运动。液体分子的运动则可以用“长时间的定居（振动）和短时间的迁移”来概括，这是由于液体分子间距较固体大的结果。气体分子基本“居无定所”，不停地迁移（常温下，速率数量级为102m/s ）。无论是振动还是迁移，都具备两个特点：a 、偶然无序（杂乱无章）和统计有序（分子数比率和速率对应一定的规律——如麦克斯韦速率分布函数，如图6-2气体分子的三种速率。最可几速率v P ：f(v)=N N ?（其中ΔN 表示v 到v+Δv 内分子数，N 表示分子总数）极大时的速率，v P = μRT 2=m kT 2；平均速率v ：所有分子速率的算术平均值，v = πμ RT 8= m kT 8π；方均根速率2 v ：与分子平均动能密切相关的一个速率，2 v = μ RT 3= m kT 3〔其中R 为普适气体恒量，R=8.31J/(mol.K)。k 为玻耳兹曼常量，

高中物理竞赛热学

高中物理竞赛——热学一．分子动理论 1、物质是由大量分子组成的（注意分子体积和分子所占据空间的区别）对于分子（单原子分子）间距的计算，气体和液体可直接用3分子占据的空间，对固体，则与分子的空间排列（晶体的点阵）有关。【例题1】如图6-1所示，食盐（N a Cl ）的晶体是由钠离子（图中的白色圆点表示）和氯离子（图中的黑色圆点表示）组成的，离子键两两垂直且键长相等。已知食盐的摩尔质量为58.5×10－3 kg/mol ，密度为 2.2×103kg/m 3，阿伏加德罗常数为 6.0×1023mol －1 ，求食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心之间的距离。【解说】题意所求即图中任意一个小立方块的变长（设为a ）的2倍，所以求a 成为本题的焦点。由于一摩尔的氯化钠含有N A 个氯化钠分子，事实上也含有2N A 个钠离子（或氯离子），所以每个钠离子占据空间为 v = A m ol N 2V 而由图不难看出，一个离子占据的空间就是小立方体的体积a 3 ，即 a 3 = A m ol N 2V = A m ol N 2/M ρ，最后，邻近钠离子之间的距离l = 2 a 【答案】3.97×10－10m 。〖思考〗本题还有没有其它思路？〖答案〗每个离子都被八个小立方体均分，故一个小立方体含有8 1×8个离子 = 2 1分子，所以…（此法普遍适用于空间点阵比较复杂的晶体结构。） 2、物质内的分子永不停息地作无规则运动固体分子在平衡位置附近做微小振动（振幅数量级为0.1A 0 ），少数可以脱离平衡位置运动。液体分子的运动则可以用“长时间的定居（振动）和短时间的迁移”来概括，这是由于液体分子间距较固体大的结果。气体分子基本“居无定所”，不停地迁移（常温下，速率数量级为102m/s ）。无论是振动还是迁移，都具备两个特点：a 、偶然无序（杂乱无章）和统计有序（分子数比率和速率对应一定的规律——如麦克斯韦速率分布函数，如图 6-2所示）；b 、剧烈程度和温度相关。气体分子的三种速率。最可几速率v P ：f(v) = N N ∆（其中ΔN 表示v 到v +Δv 内分子数，N 表示分子总数）极大时的速率，v P =μRT 2=m kT 2 ；平均速率v ：所有分子速率的算术平均值，v = πμ RT 8= m kT 8π；方均根速率2 v ：与分子平均动能密切相关的一个速率， 2 v = μ RT 3= m kT 3〔其中R 为普适气体恒量，R = 8.31J/(mol.K)。k 为玻耳兹曼常量，k = A N R = 1.38×10－23J/K 〕

初中物理竞赛热学训练试题

热学训练题（二）班级_______学号_________姓名__________得分____________ 第一部分选择题（75分） 1、5℃的冷水和60℃的热水混合，得到50℃的温水。若不计热损失，可以判断( ) (A)混合前热水的热量不一定比冷水的热量多； (B)混合前热水的热量一定比冷水的热量多； (C)热水质量不一定比冷水质量大； (D)(D)热水质量一定比冷水质量小。 2、在用混合法测定固体或液体比热的实验中，即使操作完全正确，但热损失仍然存在。考虑到热量的损失，那么测出的比热数值大小与其真实值相比较，应当( ) (E)一定大于真实值； (B)一定小于真实值； (C)只要经过多次测量取平均值，就一定完全等于真实值； (D)如果被测物质是放热物质，则测量值一定小于真实值；若是吸热物质，则测量值一定大于真实值。 3、把两只质量为m 、初温度为100℃的铜球和铁球，分别投入两杯质量也为m 、初温度为0℃的水中。不考虑热损失，则它们分别达到热平衡后，可能出现的情况是(已知铜的比热小于铁的比热)( ) (A)两杯水的混合温度可能相等； (B)放铜球的混合温度较高； (C)放铁球的混合温度较高； (D)两球放出的热量相等、温度变化相同。 4、甲乙两种液体可以相互混和，它们的密度之比为ρ甲:ρ乙=5:4；混合前的体积之比为V 甲:V 乙=2:3；比热之比为c 甲:c 乙=1:2。假设它们的初温度不等，混和后的共同温度为t ，不计混和过程中的热损失，则它们达到热平衡后各自相对于它们原来的初温度的温度变化量之比Δt 甲:Δt 乙为( ) (A)2:5； (B)5:12； (C)16:15； (D)15:16 5、某学生用两个相同的热源分别对质量为m 1，比热为c 1的甲物质和质量为m 2、比热为c 2的乙物质加热，并根据实验测得的数据分别画出甲、乙两物质的温度随加热时间变化的图线，如图10所示。根据图线情况，作出如下推断，其中正确的是( ) (A)若m 1=m 2，则c 1c 2； (C)若c 1=c 2，则m 1c 2，则m 1c 2，则m 1c 2。 7、两种不同的液体，它们的质量、比热、初温度分别为m 1和m 2、c 1和c 2、t 1和t 2，且t 2>t 1。若不计热量损失，则把它们混合后的共同温度为( ) 1122111222m c m c t m c t m c --； (B)1 122111222m c m c t m c t m c ＋＋；