高中物理竞赛试题分类汇编6 光热部分
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58.5×10－3kg/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 =Am olN 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 =Am ol N 2V = Am ol N 2/M ρ，最后，邻近钠离子之间的距离l =2a【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81×8个离子 = 21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。
高中物理竞赛——热学部分
热学部分—自主招生考试一．分子动理论分自动理论的基本内容：物质是由大量分子组成的，分子永不停息地做无规则热运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力。
1． 1231002.6N -⨯=mol A 是联系微观世界和宏观世界的桥梁，具体表现在：（1）固体、液体分子微观量的计算（估算） ①分子数：A A A N V v N M m nN 00N === ②每个分子的质量为：A01N M =m ③每个分子体积（分子所占空间）：A A N M N V v ρ001==，其中ρ为固体或液体的密度 ④分子直径的估算：把固体、液体分子看成球形，则分子直径3031/6/6A N V v d ππ==；把固体、液体分子看成立方体，则3031/A N V v d ==.（2）气体分子微观量的估算方法（油膜法估测分子的直径，分子直径的数量级约为10-10m ） ①物质的量4.22n V =，V 为气体在标况下的体积． ②分子间距的估算：设想气体分子的分布均匀，每个分子平均占有一定的体积，假设为立方体，则分子间距30V d =，而每个分子所占体积A mol N V V =0，则分子间距为3Amol N V d =. 2．分子在做永不停歇的无规则的热运动。
扩散现象是分子的运动，布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动引起的．布朗运动的剧烈程度不仅跟颗粒的大小有关，还跟液体或气体的温度有关，颗粒越小、温度越高布朗运动越剧烈。
3．分子间存在相互作用力：引力与斥力，都随距离增加减小，但是斥力对距离更敏感，所以分子力很近的时候体现出斥力，在平衡位置体合力等于零，平衡位置外体现出引力。
二．物体的内能物体内所有分子的动能和势能的总叫物体的内能．1．温度是分子平均动能的标志,理想气体的内能正比于温度与气体的物质的量．2．分子势能的大小与物体的体积有关．3．做功和热传递是改变物体内能的两种方式．三．热力学定律热力学第零定律：如果两个系统分别和第三个系统处于热平衡，那么这两个系统也处于热平衡状态。
高中物理竞赛热学模拟试题及答案
高中物理竞赛热学模拟试题及答案1、某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面1m 。
如图所示，因上部混入少量空气，使其读数不准。
当气温为27ºC ，标准气压计读数仍为76cmHg 时，该气压计读数为70cmHg 。
（1）在相同气温下，若用该气压计测量气压，测得读数为68cmHg ，则实际气压应为多少厘米汞柱？（2）若在气温为-3ºC 时，用该气压计测得气压读数仍为70cmHg ，则实际气压应为多少厘米汞柱？解：（1）以混入气压计内气体为研究对象，因温度不变，有，，实际气压（2）因体积不变，有， ，则实际气压2、在两端开口的竖直放置的U 型管中注入水银，水银柱的全长为h,若把管的右端封闭，被封闭的空气柱长L ，然后使水银柱作微小的振荡，设空气为理想气体，且认为水银振荡时右管内封闭气体经历的是准静态绝热过程，大气压强相当于h 0水银柱产生的压强，空气的绝热指数为γ。
试求水银振动的周期T 2。
已知对于理想气体的绝热过程有γPV =常数。
解：右端封闭后，随着水银柱的振荡，被封闭的空气经历绝热膨胀或绝热压缩过程；封闭端的空气与外界空气对水银柱压强差提供水银柱作微小振动的回复力，本题关注回复力的构成及所循规律。
1100V P V p =)(670760cmHg p =-=S S V 30)70100(0=-=S S V 32)68100(1=-=)(6.73681cmHg p p =+=2200//T P T p =)(300272730K T =+=)(27032732K T =-=cmHg p 60=)(4.5300/27062cmHg P =⨯=)(4.75702cmHg P P =+='如图所示，A 、B 、C 分别表示水银柱处于平衡位置，达到振幅位置时和有一任意小位移y 时的3个状态。
建立如图坐标，设水银柱位移为y 时，封闭气体的压强为y p ，U 形管横截面积为S ，水银柱的总质量为m ，水银的密度为ρ。
(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）。
高中物理竞赛热学
1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 3kg/mol ，密度为 2.2 ×103kg/m 3 ，阿伏加德罗常数为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 = V mol2N A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= V m ol=M m ol/，最后，邻近钠离子之间的距离 l = 2 a2N A 2N 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1×8 个离子 =1分子，82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0.1 A ），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。
高中物理竞赛光热测试卷1-预赛难度
一、选择题.本题共4小题,每小题6分。
在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意.把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分.1、下列说法正确的是（ ）A . 物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B . 物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C . 物体温度降低，其内能一定增大D . 物体温度不变，其内能一定不变2、如图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气（视为理想气体）．初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是（ ）A . 初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能B . 系统重新达到平衡时，氢气物理竞赛线上1对1辅导答疑 Q 。
q ：3429866816的内能比初始时的小C . 松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气D . 松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小3、如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为R ，外圆半径为r R 2=.现有一束单色光垂直于水平端面A 射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B 射出．设透明柱体的折射率为n ，光在透明柱体内传播的时间为t ，若真空中的光速为c ，则（ ）A . n 可能为3B . n 可能为2C . t 可能为c r 22D . t 可能为cr 64、如图所示，将一个折射率为n 的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P 点，入射角为θ。
AD AP 21=，则（ ）A . 若要使光束进入长方体后能射至AD 面上，角θ的最小值为n 21arcsin B . 若要使光束进入长方体后能射至AD 面上，角θ的最小值为5arcsin 5n C . 若要此光束在AD 面上发生全反射，角θ的范围应满足25arcsin arcsin 1n n θ<<- D . 若要此光束在AD 面上发生全反射，角θ的范围应满足225arcsinarcsin 1n n θ<<-二、填空题。
高中物理竞赛及自主招生热-学专题
高中物理竞赛与自主招生热学专题一、知识网络或概要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。
2、物质内的分子永不停息地作无规则运动a、偶然无序（杂乱无章）和统计有序；b、剧烈程度和温度相关。
3、分子间存在相互作用力（注意分子斥力和气体分子碰撞作用力的区别），而且引力和斥力同时存在，宏观上感受到的是其合效果。
分子力是保守力，分子间距改变时，分子力做的功可以用分子势能的变化表示，分子势能E P随分子间距的变化关系如图所示。
分子势能和动能的总和称为物体的内能。
4、平衡态、状态参量a、凡是与温度有关的现象均称为热现象，热学是研究热现象的科学。
热学研究的对象都是有大量分子组成的宏观物体，通称为热力学系统（简称系统）。
当系统的宏观性质不再随时间变化时，这样的状态称为平衡态。
b、系统处于平衡态时，所有宏观量都具有确定的值，这些确定的值称为状态参量（描述气体的状态参量就是P、V和T）。
5、温度a、温度即物体的冷热程度，温度的数值表示法称为温标。
典型的温标有摄氏温标t、9t + 32）和热力学温标T（T = t + 273.15）。
华氏温标F（F =5b、热力学第三定律：热力学零度不可能达到。
6、热力学过程a、热传递。
热传递有三种方式：传导、对流和辐射b、热膨胀。
线膨胀Δl = αl0Δtc、系统由一个平衡态变化到另一个平衡态，即构成一个热力学过程。
特殊的热力学过程有等压过程、等温过程、等容过程、绝热过程和自由膨胀等。
准静态过程：如果变化过程相对缓慢，则过程的每一个状态可视为平衡态，这样的过程也称为准静态过程。
d、热力学第一定律：外界对系统所做的功W和系统从外界吸收热量Q之和，等于系统内能的增量ΔE ，即ΔE = Q + W 。
热力学第一定律是能量守恒定律在热力学过程中的具体体现。
(完整word版)全国中学生物理竞赛真题汇编(热学).doc
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 K1、K2的绝热细管连通，相邻两球球心的高度差h 1.00 m ．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 、K ，三种气体相互混合，1 2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4.003 10 3 kg mol 1He3kg mol 1Kr 83.8 103 kg mol 1Xe 131.3 10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3R/ 2，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 ＝ 90.0 oC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＝ 10.0 oC升温到66.0 oC 以上 ( 含 66.0 oC)，并通过计算验证你的方案．已知铝合金的比热容 c＝0.880 × 103 J· (k g·o C)－1，水的比热容 c＝4.20 × 103J·(kg ·o C)－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1K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V0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V0，其中盛有2 mol的空气和少量的水（水的体积可以忽略）。
物理知识竞赛试题05(光热部分)
物理应用知识竞赛试题五(光热部分)一．单一选择题：(每题3分，共36分)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案1．关于电冰箱，以下说法中正确的是：A．电冰箱内温度比较低，这是液体蒸发吸热造成的B．电冰箱散热器摸起来烫手，这主要是电流的热效应造成的C．夏天，打开冰箱门看到的“白烟”是冰箱内蔬菜、水果等蒸发产生的水蒸气D．家用电冰箱的耗电功率通常超过1000瓦。
2．两支内径不同、下面玻璃泡内水银量相等的合格的温度计，同时插入一杯热水中，过一会儿则会看到：A．两支温度计水银柱上升的高度相同，示数相同B．内径细的温度计水银柱升得较高，示数较大C．内径粗的温度计水银柱升得较高，示数较大D．内径粗的温度计水银柱升得较低，两支温度计示数相同3．如图所示，水平桌面上斜放着一个平面镜，桌面上有一个小球向镜面滚去。
要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落，则镜面与桌面间的夹角α应为：A．30°B．45°C．60°D．90°4．炎热的夏天，当你走在晒得发烫的柏油路上时，刚巧来了一辆洒水车，洒湿了路面。
这时你会感到更加闷热，产生这种感觉的主要原因是：A．洒水车中的水经过曝晒，内能增加，温度很高B．洒水后空气的湿度增加，身上的汗较难蒸发C．地面上的水反射了阳光，使身体得到更多的热量D．水蒸发时把地面的热带到了人的身上5．小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说法中正确的是：A．射入眼中的光一定是由像发出的B．像一定是虚像C．像一定是倒立的D．像一定是放大的6. 将筷子竖直插入装水的玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是下面哪个图中的情形？7．秋高气爽的夜里，当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定，这主要是因为：A、星星在运动B、地球在绕太阳公转C、地球在自转D、大气密度分布不稳定，星光经过大气层后，折射光的方向随大气密度的变化而变化8．生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。
高中物理竞赛试题及答案
高中物理竞赛试题及答案在高中物理竞赛中，同学们经常会遇到各种各样的试题，在这里，我们将提供一些常见高中物理竞赛试题及答案，希望能为各位竞赛选手提供些许帮助。
1. 电磁感应题高中物理竞赛中常见的电磁感应题目主要考察对电磁感应原理的掌握和应用。
比如，有这样一道试题：一个长导线上有电流 I，长度为 l，绕在长度为 L 的大圆环内（环面法向相同），距离圆心为 R，如图所示。
求大环内的自感系数。
（图片示意图，请打字描述）该题需要应用电磁感应原理，根据电感公式求解。
根据自感的电感公式L=μ0 n^2 S/l，其中μ0 是真空中磁导率，n 为导线上单位长度的匝数，S 为导线的横截面积，l 为导线长度。
利用平面圆环的电感公式L=μ0N^2πR^2/L，其中 N 为线圈匝数，R 为半径，L 为线圈长度。
将两式相加，即可得到自感系数。
2. 热学题热学题目在高中物理竞赛中也占有一定比例，主要考察对热力学原理的掌握和应用。
以下是一个常见的热学题目：一个厚度为 h 的不导热材料覆盖在一个均匀发热板的一面，另一面排放热量。
如果在不考虑边缘效应的情况下，表面的温度差最大在哪里？该题需应用热传导公式，根据热传导定律计算热量传导，然后利用热平衡原理，求出温差的最大值。
在这里，我们只需讨论具体的解题方法。
对于一个厚度为 h 的不导热材料，其表面的传热速率为$$j=k\frac{\Delta T}{h}$$其中 k 为材料的热导率，ΔT 为温度差。
假设热量从左端点流出，这时可以根据连续条件和热平衡原理求解出最大温度差出现在板中心。
（解法视具体题目而异）3. 光学题光学题目在高中物理竞赛中也比较常见，主要考察对光学原理的掌握和应用。
以下是一个常见的光学题目：垂直入射的单色光通过一块厚度为 t 的半透明薄膜，反射光的强度为入射光强度的 30%，透射光的强度为入射光强度的 50%。
求膜的折射率和反射率。
该题主要考察的是通过半透明膜处理光线的能力。
高中物理竞赛试题分类汇编6光热部分
物理应用知识比赛试题六( 光热部分)一、单调选择题（每题题123答案3 分，共439 分）56789101112131．在没有任何其余光照的状况下，舞台追光灯发出的绿光照在穿白上衣、观众看到她A．浑身呈绿色B．上衣呈绿色，裙子不变色C ．上衣呈绿色，裙子呈紫色D．上衣呈绿色，裙子呈黑色红裙子的演员身上，2．已知液态氧气、氮气和二氧化碳，在一个标准大气压下的沸点是-183 ℃、-196 ℃和 -78.5 ℃。
假如在一个标准大气压下用降温的方法，用空气来提取这些气味，那么温度降落时第一液化被分别出来的是：A．氧气B．氮气C．二氧化碳D．整个空气同时液化没法分别3．小明在听讲座时，想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片图像用照相机拍摄下来。
因为会场比较暗，他使用了闪光灯。
这样拍出来的照片A．反而看不清投影到银幕上的图像，倒是把银幕上的一些污渍拍出来了B．色彩娇艳，比不用闪光灯清楚多了C．色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条D．与不用闪光灯时成效相同，因为拍摄的是银幕上的像，而不是实质的光景4．对锅加热，锅内的水连续沸腾时，水面上的“白气”其实不显然。
假如忽然停止加热，水面上很快出现很多“白气”。
这是因为A．沸腾时水不蒸发B．沸腾时水面上的蒸气温度高于100℃C．停火后水开始大批蒸发D ．停火后水面上方的温度显然低于水蒸气的温度，大批水蒸气液化为渺小的水珠，形成“白气”。
5．往保温瓶里灌开水的过程中，听声音就能判断壶里水位的高低，因为A．跟着水位高升，音调渐渐高升B．跟着水位高升，音调渐渐降低C．注水过程中音调保持不变，音响愈来愈大D．注水过程中音调保持不变，音响愈来愈小。
6．在舞台上喷洒干冰（固态二氧化碳）能够产生白雾，形成所需的成效。
这类雾气是：A．二氧化碳气体快速液化而形成的小液滴B．干冰快速融化后再蒸发形成的气体C．干冰快速升华变为的气体D．干冰升华使空气中的水蒸气液化形成的小水珠及小水珠凝结形成的小冰晶7．测绘人员绘制地图时经常需要从飞机上拍摄地面的照片。
全国中学生物理竞赛分类汇编
全国中学生物理竞赛分类汇编全国中学生物理竞赛分类汇编光学11第21届预赛一、（15分）填空1．d．一个可见光光子的能量的数量级为_________J。
2．已知某个平面镜反射的光能量为入射光能量的80％。
试判断下列说法是否正确，并简述理由。
a．反射光子数为入射光子数的80％；b．每个反射光子的能量是入射光子能量的80％。
2 六、（15分）有一种高脚酒杯，如图所示。
杯内底面为一凸起的球面，球心在顶点O下方玻璃中的C点，球面的半径R＝1.50cm，O到杯口平面的距离为8.0cm。
在杯脚底中心处P点紧贴一张画片，P点距O点6.3cm。
这种酒杯未斟酒时，若在杯口处向杯底方向观看，看不出画片上的景物，但如果斟了酒，再在杯口处向杯底方向观看，将看到画片上的景物。
已知玻璃的折射率n1＝1.56，酒的折射率n2＝1.34。
试通过分析计算与论证解释这一现象。
3第21届复赛四、(20分)目前，大功率半导体激光器的主要结构形式是由许多发光区等距离地排列在一条直线上的长条状，通常称为激光二极管条．但这样的半导体激光器发出的是很多束发散光束，光能分布很不集中，不利于传输和应用．为了解决这个问题，需要根据具体应用的要求，对光束进行必需的变换（或称整形）．如果能把一个半导体激光二极管条发出的光变换成一束很细的平行光束，对半导体激光的传输和应用将是非常有意义的．为此，有人提出了先把多束发散光会聚到一点，再变换为平行光的方案，其基本原理可通过如下所述的简化了的情况来说明． 如图，S 1、S 2、S 3 是等距离（h ）地排列在一直线上的三个点光源，各自向垂直于它们的连线的同一方向发出半顶角为α =arctan ()41的圆锥形光束．请使用三个完全相同的、焦距为f = 1.50h 、半径为r =0.75 h 的圆形薄凸透镜，经加工、组装成一个三者在同一平面内的组合透镜，使三束光都能全部投射到这个组合透镜上，且经透镜折射后的光线能全部会聚于z 轴（以S 2为起点，垂直于三个点光源连线，与光束中心线方向相同的射线）上距离S 2为 L = 12.0 h 处LS Sα α S h h z的P点．（加工时可对透镜进行外形的改变，但不能改变透镜焦距．）1．求出组合透镜中每个透镜光心的位置．2．说明对三个透镜应如何加工和组装，并求出有关数据．4 第20届预赛一、（20分）两个薄透镜L1和L2共轴放置，如图所示．已知L1的焦距f1=f , L2的焦距f2=—f，两透镜间距离也是f．小物体位于物面P上，物距u1＝3f．（1）小物体经这两个透镜所成的像在L2的__________边，到L2的距离为_________，是__________倍（虚或实）、____________像（正或倒），放大率为_________________。
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】BC2．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???>??????C. 当????< ???，且 ????< ????时，由于 ???> ???，根据 ????= ??????可??知不能判断 ?? ??和?? ??变化的大小，所以不能判断 ?的变化情况，故选项 C 错误；??????D. 当???? > ??，且?????= ?????时，由于 ???> ???，根据????=??????可??知 ????> ????，?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】 CDA .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。
物理竞赛 光热
竞赛训练题光热1．在儿童乐园，摄影师给卡通人照相，在对焦时，发现毛玻璃上卡通人像的位置如图甲所示。
为了使毛玻璃上卡通人像的位置如图1乙所示，摄影师应当将镜头适当地：（ ）。
A ．向下并且向左移B ．向下并且向右移C ．向上并且向左移D ．向上并且向右移2．有一高度为H 的田径运动员正在进行100米的比赛，在终点处，有一站在跑道旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲线运动，摄影记者使用的照相机的光圈（控制进光量的多少）是16，快门（曝光时间）是601秒，得到照片后测得照片中人的高度为h ，胸前号码布上模糊部分的宽度是L ，由以上数据可以知道运动员的 （ ）A ．100米成绩B ．冲线速度C ．100米内的平均速度D ．人离照相机的距离3、甲、乙两部机器单独工作时机械效率分别为80%和60%，若让甲机器带动乙机器工作，则机械效率为（ ）A 、80%B 、60%C 、70%D 、48%4. 甲、乙两个形状不相同的容器，开口都向上，现倒入部分水，如图所示，如果将两块完C 、两种都有可能性D 、无法判断是何种车辆7．物理课本第一册（人民教育出版册）第56页有一段话：“北方冬天菜窖里放几桶水，可以利用水凝固时放的热时窖内的温度不致太低，菜不致冻坏。
”水结冰而菜不被冻坏（菜结冰）的主要原因是（ ）A 、菜有外皮起保温作用。
B 、菜呼吸时能放出热量。
C 、菜内水分中含有无机盐、维生素及各种营养物质，所以凝固点比水低D 、以上都不对。
8．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（ ）A 、晶体和非晶体在熔化过程中温度都上升B 、晶体有熔点，非晶体没有熔点C 、晶体熔化时吸热，非晶体熔化时不吸热D 天上飘落的雪花，是非晶体9.2003年10月16日6时54分，“神舟”五号飞船成功完成了我国第一次载人航天飞行，返回舱在内蒙古主着陆场地安全着陆。
（1）火箭发射时发生的能量转化主要是 __________能转化为_______能。
（2）在飞船关闭发动机后绕地球飞行时，如果在舱内进行下列实验，与在地面相比，其中最难完成的是________（填字母）：A．用温度计测温度；B．用显微镜观察洋葱表皮；C．用漏斗、滤纸过滤，除去水中的泥沙。
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物理应用知识竞赛试题六(光热部分)一、单一选择题（每小题3分，共39分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案1．在没有任何其他光照的情况下，舞台追光灯发出的绿光照在穿白上衣、红裙子的演员身上，观众看到她A．全身呈绿色 B．上衣呈绿色，裙子不变色C．上衣呈绿色，裙子呈紫色 D．上衣呈绿色，裙子呈黑色2．已知液态氧气、氮气和二氧化碳，在一个标准大气压下的沸点是-183℃、-196℃和-78.5℃。
如果在一个标准大气压下用降温的办法，用空气来提取这些气味，那么温度下降时首先液化被分离出来的是：A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．整个空气同时液化无法分离3．小明在听讲座时，想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片图像用照相机拍摄下来。
由于会场比较暗，他使用了闪光灯。
这样拍出来的照片A．反而看不清投影到银幕上的图像，倒是把银幕上的一些污渍拍出来了B．色彩鲜艳，比不用闪光灯清楚多了C．色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条D．与不用闪光灯时效果一样，因为拍摄的是银幕上的像，而不是实际的景物4．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”。
这是因为A．沸腾时水不蒸发 B．沸腾时水面上的蒸气温度高于100℃C．停火后水开始大量蒸发 D．停火后水面上方的温度明显低于水蒸气的温度，大量水蒸气液化为细小的水珠，形成“白气”。
5．往保温瓶里灌开水的过程中，听声音就能判断壶里水位的高低，因为A．随着水位升高，音调逐渐升高 B．随着水位升高，音调逐渐降低C．灌水过程中音调保持不变，音响越来越大D．灌水过程中音调保持不变，音响越来越小。
6．在舞台上喷洒干冰（固态二氧化碳）可以产生白雾，形成所需的效果。
这种雾气是：A．二氧化碳气体迅速液化而形成的小液滴B．干冰迅速熔化后再蒸发形成的气体C．干冰迅速升华变成的气体D．干冰升华使空气中的水蒸气液化形成的小水珠及小水珠凝固形成的小冰晶7．测绘人员绘制地图时常常需要从飞机上拍摄地面的照片。
若使用的相机镜头焦距为50毫米，则底片与镜头距离应该在A．100毫米以外 C．恰为50毫米 B．50毫米以内 D．略大于50毫米8．将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10℃，又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6℃，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高（不计热损失）A．10℃ B．6℃ C．6℃以上 D．6℃以下9．寒冷的冬天，北方的玻璃窗上常结有冰花，这些冰花是A．结在窗外 B．结在窗内 C．窗内外都有D．无法判断10．关于自然界中云、雾、露、霜、雨的形成原因，下面解释中不正确的是A．云是水蒸气在高空中遇冷液化成的小水珠及凝华成的小冰晶形成的B．雾是空气中的水蒸气液化成的小水珠悬浮在地面附近的空气中形成的C．露是空气中的水蒸气液化成的小水珠附在草木叶片上形成的D．霜是空气中的水蒸气遇低温液化后再凝固成小冰晶附在房顶及地面形成的E．雨是云层中水珠聚集成滴、小冰晶熔化成水滴，这些水滴从天上落下形成的11．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12．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13．用飞机向云层喷洒干冰（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二、填空（共28分，每空2分）1．用太阳能热水器给40千克的水加热，水温由18℃升高到36℃，水吸收的热量是________焦耳。
若用燃烧值为3.0×107焦耳/千克的煤给水加热，其效率为20％，则需要燃烧约________千克煤。
2．照相机摄远景时，底片与镜头相距10厘米，照相机镜头的焦距大小为_________，摄近景时，底片与镜头的距离__________。
3．站在平静的池水旁，能清楚地看到自己在水中的像，这是因为平静的水面__________，若向水中投一石块，看到的像破碎了，其原因是_______＿＿＿_____。
4．冬天，晾在室外的湿衣服会结冰，但冰冻的衣服最后也会干，这是因______________。
5．煮茶鸡蛋时，蛋壳很快染上茶色，这一现象说明____________________________。
6．质量、初温均相同的甲、乙两物体，将甲投入一杯热水中，达到热平衡后水温降低5℃，将甲取出，接着把乙投入这杯水中，达到热平衡后水温又降低5℃，则甲的比热_______乙的比热。
7．现有如下光学器件：a）平面镜；b）凸镜；c）凹镜；d）凸透镜；e）凹透镜。
在下列光学仪器或用具中用到了哪种器件？请把相应的字母填入空格。
自制潜望镜用______，太阳灶用______，老花镜用______，汽车观后镜用______，近视眼镜用______，耳科医生的额镜用______。
8．放映电影、幻灯的银幕常用粗糙的白布做成，其优点在于。
一是利用______使剧场中各处的观众均能看到画面；二是白布能反射______颜色的光，使观众能看到色彩正常的画面。
9．图6是月球的影区分布，当人随地球运动到______区时会看到日全食，运动到______区时会看到日偏食，运动到______区时会看到日环食。
10．农村广泛使用塑料地膜种菜。
来自太阳的热量主要通过______的方式传递进去，以提高土壤温度，同时，由于薄膜隔开地膜上下的空气，所以防止了热量以______方式的散失。
11．常用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图，其正面呈圆孤形，这样就可看清体温计内极细的水银柱，以便于读数，这是因为圆孤形玻璃的作用相当于______，使我们能看到水银柱放大后的______像。
三、（4分）举出四个利用光的直线传播规律解决实际问题的例子（相似的用法只算一个）。
四、（5分）老花镜的“度数”等于它的焦距的倒数乘100。
请设计一个测老花镜度数的最简单的方法。
要求写出所用器材、操作步骤和计算公式。
五、（15）小明有一只温度计，虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的，标度却不准确。
它在冰水中的读数是-0.7℃，在沸水中的读数是102.3℃。
（1）当它指示的气温是-6℃时，实际的温度是多少？（2）它在什么温度附近误差很小，可以当作刻度正确的温度计使用？六、某中学举办一次别开生面的“物理体育比赛”，运动员在竞赛之后要说明自己运用了哪些物理知识．比赛中有如下项目：从A点起跑，到XY线上抱起一个实心球，然后跑向B点，要求跑过的距离最短(图4)．某同学在开始前先从终点B径直走向XY线，越过XY线到达某点C后又转头一直走向A，当再次经过XY线时在地面做了个标记D．比赛时他从A跑到D，抱起球后跑到B。
别人问他这样做的道理，他只是笑着说受到了光学知识的启发．请你说明C点的准确位置，指出使他受到启发的光学规律，并证明他跑的路程最短。
七、（7分）经验表明，自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50％；从太阳能手册中查到，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103焦／米2·秒。
如果晒水箱内的水大约有40千克，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5米2，请计算，要使水温上升30℃需要多长时间。
物理应用知识竞赛试题六(光热部分)之答案一．1、D2、C3、A4、D5、A6、D7、D8、D9、B10、D11、B12、D13、B二．1、3.024×106，0.504 2、略小于10cm；大于10cm3、相当于平面镜；不平水面相当于取向不同的平面镜4、冰升华5、温度越高分子运动越快6、小于7、a c d b e c8、漫反射，各种（或所有）9、B A C10、辐射，对流11、凸透镜，虚三．参考解答：1．针孔照相机；2．射击瞄准；3．木工判断木板是否刨平；4．激光测距；5．站队看齐或植树、立电线杆成一直线。
评分标准：全题4分，答对一个给1分，5中各相似情况，答出几个只算答对一个。
四．参考解答器材：刻度尺。
步骤：(1)晴天把镜片放在阳光下，使光线与镜片垂直。
(2)调整镜片与地面的距离，使地面上的光点（或光盘）最小，最清晰。
(3)以米为单位用刻度尺测量镜面到地面上光点的距离，用f表示。
评分标准全题5分。
器材给1分，步骤给3分，公式给1分。
五．解：(1)设温度计的读数为t＇时，实际温度为t。
由于t由0°→100℃时，温度计的读数由-0.7℃→102.3℃。
故有t＇=（t×1.03）-0.7℃，或t=0.97t＇+0.68℃，当t＇=-6℃时，有t=-5.1℃。
(2)当温度计的读数恰等于实际温度时有t=t＇，则t-0.97t=0.68℃，∴t=22.7℃。
六．参考答案：如图2,C点是B点以XY线为轴的轴对称点．使这位同学受到启发是光的反射定律(或平面镜成像规律) ∵ BC⊥XY BE=CE，直角三角形BDE和CDE全等．∴DB=DC学生跑过的路程为AD+DB．与AC相等另设学生从A点跑到XY线上D点以外的任一点D’后再跑到B．同理可证D'B=D'C 这时学生跑过的路程AD'+D'B与AD'+D'C相等而在三角形AD'C中，AD'+D'C〉AC所以，AD+DB为最短路程七．参考解答代表物理量的符号：η─热水器效率，m─水的质量，R─单位面积，单位时间，地面接收的热量，S─晒水箱面积，△T─水的温升，C─水的比热，△t─所用时间。
在△t时间内水所接收的辐射热使水温上升△T所需热量由Q=Q＇(3)把数值代入，得△t=5333秒(5)△t=1小时29分评分标准全题7分，(1)、(2)两式各给2分。
(3)、(4)、(5)式各给1分。