物理竞赛热学专题40题刷题练习(带答案详解)
高中物理竞赛十年复赛真题-热学(含答案)
十年真题－热学（复赛）
1．（34届复赛7）如气体压强-体积图所示，摩尔数为ν的双原子理想气体构成的系统经历一正循环过程（正循环指沿图中箭头所示的循环），其中自A 到B 为直线过程，自B
到A 为等温过程．双原子理想气体的定容摩尔热容为52R ，R 为气体常量． （1）求直线AB 过程中的最高温度； （2）求直线AB 过程中气体的摩尔热容量随气体体积变化的关系式，说明气体在直线AB 过程各段体积范围内是吸热过程还是放热过程，确定吸热和放热过程发生转变时的温度T c ； （3）求整个直线AB 过程中所吸收的净热量和一个正循环过程中气体对外所作的净功． 解析：（1）直线AB 过程中任一平衡态气体的压强p 和体积V 满足方程p －p 0p 0－p 02＝V －V 02V 02
－V 0 此即 p ＝32p 0－p 0V 0
V ① 根据理想气体状态方程有：pV ＝νRT ② 由①②式得： T ＝1νR ⎝⎛⎭⎫－p 0V 0V 2＋32p 0V ＝－p 0νR ⎝⎛⎭⎫V －34V 02＋9p 0V 016νR
③ 由③式知，当V ＝34
V 0时， ④ 气体达到直线AB 过程中的最高温度为：T max ＝9p 0V 016νR
⑤ （2）由直线AB 过程的摩尔热容C m 的定义有：dQ ＝νC m dT ⑥ 由热力学第一定律有： dU ＝dQ －pdV ⑦
由理想气体内能公式和题给数据有：dU ＝νC V dT ＝ν52
RdT ⑧ 由①⑥⑦⑧式得：C m ＝C V ＋p ν dV dT ＝52R ＋⎝⎛⎭⎫32
热学综合-全国初中物理竞赛试题精编(九年级)(解析版)
热学综合
全国初中物理竞赛试题精编
一、单选题
1．将盛水的烧瓶加热，水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，并迅速塞上瓶塞，再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水，如图所示。关于烧瓶内的水，下列分析正确的是（）
A．一直沸腾，浇上冷水时，水面气压增大，水会停止沸腾
B．先停止沸腾，浇上冷水时，水面气压增大，水会再次沸腾
C．因没有继续加热，浇上冷水时，水的温度降低，不会沸腾
D．先停止沸腾，浇上冷水时，水面气压减小，水会再次沸腾
【答案】D
【详解】盛有水的烧瓶放在火焰上加热，达到沸点，继续吸热，水沸腾，沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，瞬间水的温度还保持在沸点，但无法继续吸收热量，此时停止沸腾；迅速塞上瓶塞，烧瓶内封住了大量的水蒸气；再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水，烧瓶内的水蒸气遇冷的烧瓶壁而液化，烧瓶内的气压减小，沸点降低，同时烧瓶内的水温度降低，放出热量，放出的热量用来完成水在低沸点时的沸腾，水会再次沸腾。故选D。
2．小牛同学用一个功率为1000W的电加热器给lkg冰加热，研究不同状态的水的吸热能力。图中，甲乙丙三条图线中的一条，是他依据实验数据绘制而成。若相同时间内水和冰吸收的热量相同。已知c水
=4.2×103J/（kg ℃），c冰＜c水下列说法正确的是（）
A ．小牛绘制的是甲图线
B ．冰熔化过程中加热器消耗的电能为2000J
C ．0~1min 冰吸收的热量是6×104J
D ．3~5nin 时间内，电加热器的热效率为35%【答案】D
【详解】A ．由图像可知，甲乙丙三条图线中，甲的温度变化比熔化前快，乙的温度变化跟冰未熔化时相同，丙的温度变化比冰熔化前慢，因此丙的比热容大，冰化成水比热容变大了，因此丙是正确图像，故A 错误；
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
初中物理竞赛专题——热学
诸暨科学竞赛辅导教程
热 学
知识网络
一、热传递
1、热传递的特点
（1）发生热传递的条件是物体之间或同一物体的不同部分存在着温度差；
（2）在其它条件都相同的情况下，两个物体温度相差越大，热传递就进行的越快；
（3）热传递的方向总是从高温传向低温，不可逆转；
（4）热传递的结果是各部分温度相同。
2
二、物态变化
1、六种物态变化
凝华（放热） 2、晶体的熔化 （1）晶体熔化过程的特点是：吸热且温度保持不变； （2）晶体熔化的条件：一是温度要达到熔点；二是要继续吸热； （3）图象涵义：AB 段表示熔化前，固态吸收热量，温度升高 BC 段表示熔化过程，固态逐渐减小，液态逐渐 增多，吸收热量，温度不变。 CD 段表示熔化后，液态吸收热量，温度升高。
3、汽化的两种方式
（1）比较：
（2）沸腾 ①条件：一是温度要达到沸点；二是要继续吸热。
②沸点与气压的关系：气压越大，沸点越高。
三、热能
加热时间
1、分子运动论的内容
物质是由分子构成的；分子永不停息地做无规则的运动；分子之间有相互作用的引力和斥力。
2、热能、热量和温度
（1）物体中大量分子做无规则运动所具有的能，叫做热能；
（2）热量是物体在热传递过程中，吸收或放出热的多少，是物体改变热能的多少；
（3）温度表示物体的冷热程度；
（4）物体温度升高，热能增加；温度降低，热能减小。
3、改变热能的两种方法
做功 外界对物体做功，物体的热能增加（机械能 热 能）
方法 物体对外界做功，物体的热能减小（热 能 机械能）
热传递 物体吸收热量，热能增加（别的物体 物体）
物体放出热量，热能减小（物体 别的物体）
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( )
物理竞赛热学部分习题
能力训练
A 组 1、夏天，在密闭的绝热的房间里，一直打开冰箱门让冰箱运转起来，房间内的温度将_______(填“升高”或“降低”或“不变”)。
2、最近我国一些城市出现了环保汽车，该车型采用“清洁燃料”加“汽油”双燃料系统，使尾气中有害气体的成份降低了80%。这种燃料是气态碳氢化合物，在微微加压的情况下即变为液体而储存于钢瓶中，加装到汽车供油系统。当向发动机供“油”时，该燃料在钢瓶中逐渐汽化，然后进入气缸被点燃，从而产生动力。瓶中逐渐汽化，然后进入气缸被点燃，从而产生动力。
根据下表可知，最适合作为清洁燃料的物质是_____________。（填化学式）（填化学式）
化学式化学式
CH 4 C 2H 6 C 4H 10 C 6H 14 沸点（℃）沸点（℃） -164 -89 -0.5 69
3、在气温是20℃的房间里，用水银温度计测沸水的温度，当水银面经过“20”到“100”之间的某一刻度时，温度计的示数表示之间的某一刻度时，温度计的示数表示
（ ） A 、房间里空气的温度、房间里空气的温度 B 、沸水的温度、沸水的温度
C 、温度计中水银的温度、温度计中水银的温度
D 、什么也不表示、什么也不表示
4、在沿海或大湖附近的气温变化比远离水域的地区缓慢。这主要是因为（、在沿海或大湖附近的气温变化比远离水域的地区缓慢。这主要是因为（
） A 、水在一般情况下比土壤温度高、水在一般情况下比土壤温度高 B 、在一般情况下水比土壤温度低、在一般情况下水比土壤温度低
C 、水比土壤更缓慢地变暖或变冷、水比土壤更缓慢地变暖或变冷
大学物理竞赛-热学试题
Q kS dT dx
k:导热系数
S
T
T1 T2 Q
• 热流密度q:
------单位时间内通过单位面积的热流量。
q Q k dT
S
dx
例 一炉墙厚24cm, 总面积20m2, 平均导热系数1.04 W/(m.K), 内外壁温度分别为7500C及500C, 求通过 炉墙的热损失。若所用燃煤的发热值为 2.09*104kJ/kg, 求每天的热损失相当于烧多少煤？
P-V图, S闭=|A净|
O
(2) 效率：
热机: 1 Q2
制冷机:
QQ1 2
Q1 Q2
注意: (a)A,Q1,Q2均取正值 (b)适用于所有热机和制冷机
V 正循环
(3) 卡诺循环
Q2放 T2 Q1吸 T1
卡诺热机
1 Q2放 1 T2
Q1吸
T1
卡诺制冷机
w Q2 T2 Q1 Q2 T1 T2
S
R ln
V2 V1
Cv
ln
T2 T2
（=1）
S
R ln
1 4
Cv ln
P2V2 P1V1
R ln 2 2
例 1kg冰在00C，1atm下溶解为水的过程中的熵 增量为------（冰溶解热=333kJ/kg）
解： S Q m
TT 例 :刚性绝热容器，一半充有mol理想气体，一 半为真空。现抽去挡板，使气体绝热自由膨胀到 整个容器。求气体熵的变化
初中物理竞赛辅导-热学练习
竞赛辅导-热学练习
1、贝贝同学家新安装了一台太阳能热水器(部分参数如下表),加满水后,经过4h阳光的照射,水温由原来的20℃升高到40℃.问:
(1)在这4h内水吸收了多少热量?
(2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少千克焦炭?(焦炭的热值是
q=3×107J/kg)
2、安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用.如图所示，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃.［c水=4.2×103J/(kg・℃)］
（1）水吸收的太阳能是多少?
（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量? [q干木柴=1.2×
107J/kg]
3、实验室某玻璃瓶中盛有质量为140g的酒精。已知酒精的热值为3×107J/kg，
水的比热容为4.2×103J/(kg・℃)。试求：
⑴将这些酒精完全燃烧，可放出多少热量？
⑵这些热量能使20kg的水温度升高多少度？
4、随着人们生活水平的提高．轿车已逐步进入我国普通百姓家中. 已知某国产
骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L＝10-3m3)，汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J／kg．则
(1)10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是_________J．
(2)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是________kg．
(3)当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km／h的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于________N．
5、小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg。液化气的热值取5×107J／kg．（1）1kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？
初中物理竞赛题精选及答案(热学实验题)提分神器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（０７第十七届）3．寒冬时节的早晨，汽车司机上车后常 发现在前风挡车窗上出现白色的“哈气”，于是他打开暖风 ，很快就能除掉“哈气”；夏天，在下大雨后，风挡车窗上 也出现“哈气”影响安全驾驶，于是司机打开空调制冷，很 快“哈气”也被除掉。为什么同样的现象，司机采取不同的 方法却收到了相同的效果?请你用所学的物理知识加以解释 答案：水蒸汽遇冷才能凝结成效水珠形成“哈气”，司机采 取的措施都是从抑制气体液化的条件入手的。
（０３第十三届复）二、采取什么方法可以把大 块马铃薯尽快煮熟？尽可能多得写出可行的方法 ，并说明其中的物理原理和这种方法的优缺点或 适用场合。 答案：1、使用高压锅，压强增大，锅内水的沸 点增高，可以用较短时间把马铃薯煮熟。优点是 速度快，而且由于温度高，马铃薯更好吃，缺点 是不能随时开锅观察，有可能性把马铃薯煮烂。 2、把马铃薯切成小块再煮。这是因为热量比较 容易到达小块马铃薯内部，内部温度上升较快。 优点是简单易行，缺点是水分过多地深入马铃薯 内部，口味变差，营养也有损失。
初中物理竞赛题精选及答案（热学实验题）提分神器 三、实验题
物理竞赛热学压轴题及答案
热学压轴题精选
一、秘制气球生物
在“执杖”星附近的行星上有稠密的大气，其中生活着一种气球状生物，当有人向它们询问小猪是否很会装13的时候，它们会回复BIBIBI的响声，我们暂且将这些生物命名为气球。气球的半径和质量基本稳定，它们通过调节自身气囊内的气体温度，从而改变密度，用来调节自身的飞行高度。这些生物白天由于日照，温度上升，飞行在空中捕食，夜晚温度下降，停落在地面上休息。气球的质量为m0，半径为r，地面气温为T0，压强为p0，密度为ρ0。取绝热大气模型，即大气不同地方为常数，其中γ=7/5，大气的定体摩尔热容量为C V=2.5R。在高度h = 25m变化不大的范围内，可以认为大气的温度、密度和压强随高度线性变化。重力加速度为g。
各参数取值如下：m0=202kg，T0=300K，ρ0=1.174kg/m3 r=10m，g=10.6m/s2，
p0=1.01×105Pa，
κ=43.0Jm-2K-1s-1=2040Jm-2 s-1
（1）气球在休息的时候，体内的气体和大气自由交换。清晨它向外深深吐一口气，将体内压降减少到p0−Δp，于是恰好起飞，能稳定在h高度飞行。这个过程很短，热量来不及交换。求Δp为多少？
（2）飞行了一段时间后，由于日照和气球自身的特殊生理结构能输运热量，气球的压强上升到和周围一样。（于是它舒服的不用忍受压强差了）求此时气球内温度为多少?
（3）气球皮内外温差为ΔT时，单位时间内单位面积上的的散热本领为κ=ΔQΔSΔTΔt，阳光正入射的时候，单位时间内单位面积提供的热量为λ=ΔQΔSΔt。则气球为了舒服，单位时间需要搬运给内部气体多少热量，q=ΔQΔt？
高中物理竞赛热学习题
高中物理竞赛热学习题
热学2
姓名： 班级： 成绩：
1. 如图所示，一摩尔理想气体，由压强与体积关系的p-V 图中的状态A 出发，经过一缓慢的直线过程到达状态B ，已知状态B 的压强与状态A 的压强之比为1/2 ，若要使整个过程的最终结果是气体从外界吸收了热量，则状态B 与状态A 的体积之比应满足什么条件？已知此理想气体每摩尔的内能为
23RT ，R 为普适气体常量，T 为热力学温度.
2.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（52
U RT =
），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。
3. 使1mol 理想气体实行如图所示循环。求这过程气体做的总功。仅用T 1，T 2和常数R 表示。
（在1-2过程，12P T α= ）
4.如图所示，绝热的活塞S 把一定质量的稀薄气体（可视为理想气体）密封在水平放置的绝热气缸内．活塞可在气缸内无摩擦地滑动．气缸左端的电热丝可通弱电流对气缸内气体十分缓慢地加热．气缸处在大气中，大气压强为p0．初始时，气体的体积为V0、压强为p0．已知1 摩尔该气体温度升高1K 时其内能的增量为一已知恒量。，求以下两种过程中电热丝传给气体的热量Q1与Q2之比．
1 ．从初始状态出发，保持活塞S 位置固定，在电热丝中通以弱电流，并持续一段时间，然后停止通电，待气体达到热平衡时，测得气体的压强为p1 .
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
物理竞赛专题训练(热学)
1
初中物理竞赛专题训练—热学
一、选择题（ 每题10分共计120分 ）
1.液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的。用两种不同的液体做成两支温度计，刻度的方法，都按照摄氏
度的方法。现在用这两支温度计分别去测量两个物体的温度，正确的说法是
( )
A 只要两支温度计的读数相等，被测两物体的实际温度就相等
B 如果两支温度计读数相等，被测两物体实际温度肯定不等
C 最少存在两个温度值，读数如相等，被测两物体的实际温度也相等
D 最多只存在一个温度值，读数如相等，被测两物体的实际温度也相等
2.某刻度均匀但读数不准的温度计，用它测量冰水混合物的温度时，示数是4︒C ，当冰熔化后，水温度升高到某一数值时，发现它的示数恰好与真实温度相等，让水温再增加10︒C ，而温度计的示数只增加了9︒C ，那么，当用
此温度计去测量一个标准大气压下的沸水温度时，示数变为 （ ）
A.92︒C
B.94︒C
C.96︒C
D.98︒C
3.如图所示，金属球甲和金属环乙用同种材料制成。室温环境下，甲球恰好能穿过乙环。则( )
A.在同一高温环境下同时加热短暂时间后，球不能穿过环
B.在同一高温环境下同时加热足够长时间后，球不能穿过环
C.在同一低温环境下同时冷却短暂时间后，球不能穿过环
D.在同一低温环境下同时冷却足够长时间后，球不能穿过环
4.用材料甲制成的刻度尺去测量用材料乙制成的物体的长度。在15℃时测得的长度为l 1，在30℃时测得的长度
为l 2。如果两次的测量方法都正确，且l 1>l 2。则下列说法中正确的是
( )
A.甲、乙两种材料膨胀程度不同，且材料乙的膨胀程度大
竞赛辅导(二)热学问题(热胀冷缩、热传递、比热容) 初中物理竞赛辅导问题专题
热胀冷缩问题一
1．图中所示为自动调温电熨斗的电路图。右下方为温控部分。在未通电和低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，指示灯L亮，电热丝R发热、当温度达到预定温度时，双金属片因______向左弯曲，电路断开。若双金属片由铜片和铁片铆合而成，则左片就是______片。调节调温旋钮C，使静片向左时，调温电熨斗的预定温度值将变______。
思路点拨
一般固体材料，遇热都会膨胀，遇冷都会收缩，不同的材料，在温度变化相同的情况下，其热膨胀冷缩的程度往往不同．取两块热胀冷缩程度不同的金属片(例如M的热胀冷缩现象比N的热胀冷缩现象更明显)将其粘合成为一块，称为双金属片，如图所示．由图示状态开始，其其温度升高，则两金属片都会发生膨胀，但一侧金属片膨胀得多，另一侧金属片膨胀得少，则这个双金属片整体便会向膨胀得少的一侧弯曲(例如向N一侧弯曲)；反之，若从图示状态开始而其温度降低，则此双金属片将向另一侧弯曲．
本题所用双金属片为铜片和铁片铆合而成，铜的热胀冷缩比铁更强，故温度升高时双金属片将向铁片一侧弯曲，左片为铁片．若调节图中的旋钮C，使静片向左移动一些，则双金属片要向左弯曲得更多才能使电路断开，这时对应所需的温度更高，即调温电熨斗的设定温度值将提高．
答案：热膨胀，铁，高．
2．冬天，把自来水笔从室外带到室内，有时会有墨水流出。这主要是因为[ ]
A．墨水受热膨胀，流出来了。B．笔囊受热膨胀，把墨水挤出来了。
C．笔囊中的空气受热膨胀，把墨水挤出来了。D．笔尖处的缝隙受热膨胀，使墨水漏出来了。
思路点拨
(完整版)物理竞赛专题训练(热学)要点
初中物理竞赛专题训练—热学
一、选择题（ 每题10分共计120分 ）
1.液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的。用两种不同的液体做成两支温度计，刻度的方法，都按照摄氏度的方法。现在用这两支温度计分别去测量两个物体的温度，正确的说法是 ( )A 只要两支温度计的读数相等，被测两物体的实际温度就相等B 如果两支温度计读数相等，被测两物体实际温度肯定不等
C 最少存在两个温度值，读数如相等，被测两物体的实际温度也相等
D 最多只存在一个温度值，读数如相等，被测两物体的实际温度也相等
2.某刻度均匀但读数不准的温度计，用它测量冰水混合物的温度时，示数是4︒C ，当冰熔化后，水温度升高到某一数值时，发现它的示数恰好与真实温度相等，让水温再增加10︒C ，而温度计的示数只增加了9︒C ，那么，当用此温度计去测量一个标准大气压下的沸水温度时，示数变为 （ ）
A.92︒C
B.94︒C
C.96︒C
D.98︒C
3.如图所示，金属球甲和金属环乙用同种材料制成。室温环境下，甲球恰好能穿过乙环。
则( )
A.在同一高温环境下同时加热短暂时间后，球不能穿过环
B.在同一高温环境下同时加热足够长时间后，球不能穿过环
C.在同一低温环境下同时冷却短暂时间后，球不能穿过环
D.在同一低温环境下同时冷却足够长时间后，球不能穿过环
4.用材料甲制成的刻度尺去测量用材料乙制成的物体的长度。在15℃时测得的长度为l 1，
在30℃时测得的长度为l 2。如果两次的测量方法都正确，且l 1>l 2。则下列说法中正确的是 ( ) A.甲、乙两种材料膨胀程度不同，且材料乙的膨胀程度大
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???> ???，设在变化的前后???两? 部分气体的体积都不发生变化，即???做?的都是等容变
化，则
?? ???? ??????
根据????= ??????可??知，气体的压强的变化为 ????= ??????，??当????= ???，且????= ?? ??时，由于???>
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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
是热的不良导体，这样散热是比较慢的。
表面水的温度先于下面的水降至0C ︒，开始结冰。冰的密度比水小，所以一直浮在水面上而不下沉。冰下面的水，从上到下温度为0C ︒到4C ︒，如果再降温，就会从上到下逐渐结冰。
由于通过热传导而向上散热比较慢，并且有地热由底下向上传导，因此冻结的速度是缓慢的。只要气温不太低或低温时间不长，加之湖泊、池塘中的水较深，水是不会被冻透的，冰就不会一直结到水底。
3．横截面积为S 和2S 的两圆柱形容器按图示方式连接成一气缸，每个圆筒中各置有一活塞，两活塞间的距离为l ，用硬杆相连，形成“工”字形活塞，它把整个气缸分隔成三个气室，其中I 、Ⅲ室密闭摩尔数分别为ν和2ν的同种理想气体，两个气室内都有电加热器；Ⅱ室的缸壁上开有一小孔，与大气相通；1 mol 该种气体内能为CT (C 是气体摩尔热容量，T 是气体的绝对温度)。当三个气室中气体的温度均为T 1时，“工"字形活塞在气缸中恰好在图所示的位置处于平衡状态，这时I 室内气柱长亦为l ，Ⅱ室内空气的摩尔数为032
v 。已知大气压不变，气缸壁和活塞都是绝热的，不计活塞与气缸之间的摩擦。现通过电热器对I 、Ⅲ两室中的气体缓慢加热，直至I 室内气体的温度升为其初始状态温度的2倍时，活塞左移距离d ，已知理想气体常量为R 。求：
（1）Ⅲ室内气体初态气柱的长度；
（2）Ⅲ室内气体末态的温度；
（3）此过程中I 、Ⅲ室密闭气体吸收的总热量。
【详解】
（1）设大气压强为p 0．初态：I 室内气体压强为p 1；III 室内气体压强为p 3，气柱的长度为l 3；末态：I 室内气体压强为p 1′；III 室内气体压强为p 3′；由初态到末态：活塞左移距离为d 。
首先用整体法，力学平衡
p 3(2S )= p 1S + p 0(2S －S )
然后对三部分气体分别分析：
p 1lS =νRT 1
p 0（222l l S S ⨯+⨯）0132
v RT = p 3l 3(2S )=(2ν)RT 1
联立上述各式得：
132RT l v S S ⋅ =011v RT vRT S S lS lS
⋅+⋅
得： l 3=0
2v l v v + （2）方法同第（1）小题
p 3′(2S )= p 1′S + p 0(2S －S )
对I 室中气体
p 1′(l －d )S =νRT 2=νR 2T 1
对III 室中气体：
p 3′(l 3+d )(2S )=(2ν)RT 3′
T 3′=()()002()vl v v d l d v v ++-+0112v l d T v l -⎛⎫+ ⎪⎝⎭
（3）大气对密闭气体系统做的功为：
W =p 0(2S －S )(－d )=－p 0Sd =－
01d v RT l
系统密闭气体内能增加量为
ΔU =νC (T 1′－T 1)+ (2ν)C (T 3′－T 3)
且初态T 3= T 1，故
ΔU =νC (2T 3′－T 1)
将T 3′代去得 ΔU =[()()002()vl v v d l d v v ++-+0121v d v -⎛⎫+⋅ ⎪⎝⎭
－1]νCT 1 密闭气体系统吸收的热量为
Q =ΔU －W =[()()002()vl v v d l d v v ++-+0121v d v -⎛⎫+⋅ ⎪⎝⎭
－1]νCT 1+ 01d v RT l 4．如图，导热性能良好的气缸A 和B 高度均为h (已除开活塞的厚度)，横截面积不同，竖直浸没在温度为T 0的恒温槽内。它们的底部由—细管连通(细管容积可忽略)．两气缸