上海物理竞赛热学
高中物理竞赛十年预赛真题热学纯手打word版含答案
十年真题－热学（预赛）1．（34届预赛2）系统1和系统2质量相等，比热容分别为C 1和C 2，两系统接触后达到够达到共同的温度T ，整个过程中与外界（两系统之外）无热交换．两系统初始温度T 1和T 2的关系为A ．T 1＝C 2C 1(T －T 2)－TB ．T 1＝C 1C 2(T －T 2)－T C ．T 1＝C 1C 2(T －T 2)＋T D ．T 1＝C 2C 1(T －T 2)＋T 2．（31届预赛1）一线膨胀系数为α的正立方体物块，当膨胀量较小时，其体膨胀系数等于A ．αB ．α1/3C ．α3D ．3α3．（29届预赛1）下列说法中正确的是A ．水在0℃时密度最大B ．一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中分子速率很大的如大于v A 的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于v A 的分子C ．杜瓦瓶的器壁是由两层玻璃制成的，两层玻璃之间抽成真空，抽成真空的主要作用是既可降低热传导，又可降低热辐射D ．图示为一绝热容器，中间有一隔板，隔板左边盛有温度为T 的理想气体，右边为真空．现抽掉隔板，则气体的最终温度仍为T4．(28届预赛2)下面列出的一些说法中正确的是A ．在温度为20ºC 和压强为1个大气压时，一定量的水蒸发为同温度的水蒸气，在此过程中，它所吸收的热量等于其内能的增量．B ．有人用水银和酒精制成两种温度计，他都把水的冰点定为0度，水的沸点定为100度，并都把0刻度与100刻度之间均匀等分成同数量的刻度，若用这两种温度计去测量同一环境的温度（大于0度小于100度）时，两者测得的温度数值必定相同．C ．一定量的理想气体分别经过不同的过程后，压强都减小了，体积都增大了，则从每个过程中气体与外界交换的总热量看，在有的过程中气体可能是吸收了热量，在有的过程中气体可能是放出了热量，在有的过程中气体与外界交换的热量为零.D ．地球表面一平方米所受的大气的压力，其大小等于这一平方米表面单位时间内受上方作热运动的空气分子对它碰撞的冲量，加上这一平方米以上的大气的重量．5．（27届预赛2）烧杯内盛有0℃的水，一块0℃的冰浮在水面上，水面正好在杯口处．最后冰全部融化成0℃的水．在这过程中A ．无水溢出杯口，但最后水面下降了B ．有水溢出杯口，但最后水面仍在杯口处C ．无水溢出杯口，水面始终在杯口处D ．有水溢出杯口，但最后水面低于杯口6．（27届预赛3）如图所示，a和b是绝热气缸中的两个活塞，它们把气缸分成甲和乙两部分，两部分中都封有等量的理想气体．a是导热的，其热容量可不计，与气缸壁固连．b 是绝热的，可在气缸内无摩擦滑动，但不漏气，其右方为大气．图中k为加热用的电炉丝．开始时，系统处于平衡状态，两部分中气体的温度和压强皆相同．现接通电源，缓慢加热一段时间后停止加热，系统又达到新的平衡，则A．甲、乙中气体的温度有可能不变B．甲、乙中气体的压强都增加了C．甲、乙中气体的内能的增加量相等D．电炉丝放出的总热量等于甲、乙中气体增加内能的总和7．（27届预赛4）一杯水放在炉上加热烧开后，水面上方有“白色气”；夏天一块冰放在桌面上，冰的上方也有“白色气”．A．前者主要是由杯中水变来的“水的气态物质”B．前者主要是由杯中水变来的“水的液态物质”C．后者主要是由冰变来的“水的气态物质”D．后者主要是由冰变来的“水的液态物质”8．（26届预赛3）一根内径均匀、两端开中的细长玻璃管，竖直插在水中，管的一部分在水面上．现用手指封住管的上端，把一定量的空气密封在玻璃管中，以V0表示其体积；然后把玻璃管沿竖直方向提出水面，设此时封在玻璃管中的气体体积为V1；最后把玻璃管在竖直平面内转过900，让玻璃管处于水平位置，设此时封在玻璃管中的气体体积为V2．则有A．V1＞V0≥V2B．V1＞V0＞V2C．V1=V2＞V0D．V1＞V0，V2＞V09．（25届预赛4）如图所示，放置在升降机地板上的盛有水的容器中，插有两根相对容器的位置是固定的玻璃管a和b，管的上端都是封闭的，下端都是开口的．管内被水各封有一定质量的气体．平衡时，a管内的水面比管外低，b管内的水面比管外高．现令升降机从静止开始加速下降，已知在此过程中管内气体仍被封闭在管内，且经历的过程可视为绝热过程，则在此过程中A．a中气体内能将增加，b中气体内能将减少B．a中气体内能将减少，b中气体内能将增加C．a、b中气体内能都将增加D．a、b中气体内能都将减少10．（25届预赛5）图示为由粗细均匀的细玻璃管弯曲成的“双U形管”，a、b、c、d 为其四段竖直的部分，其中a、d上端是开口的，处在大气中．管中的水银把一段气体柱密封在b、c内，达到平衡时，管内水银面的位置如图所示．现缓慢地降低气柱中气体的温度，若c中的水银面上升了一小段高度Δh，则A．b中的水银面也上升ΔhB．b中的水银面也上升，但上升的高度小于ΔhC ．气柱中气体压强的减少量等于高为Δh 的水银柱所产生的压强D ．气柱中气体压强的减少量等于高为2Δh 的水银柱所产生的压强11．（31届预赛9）图中所示的气缸壁是绝热的．缸内隔板A 是导热的，它固定在缸壁上．活塞B 是绝热的，它与缸壁的接触是光滑的，但不漏气.B 的上方为大气.A 与B 之间以及A 与缸底之间都盛有n mol 的同种理想气体．系统在开始时处于平衡状态，现通过电炉丝E 对气体缓慢加热．在加热过程中，A 、B 之间的气体经历_________过程，A 以下气体经历________过程；气体温度每上升1K ，A 、B 之间的气体吸收的热量与A 以下气体净吸收的热量之差等于_____________．已知普适气体常量为R ．答案：等压、等容、nR解析：在加热过程中，AB 之间的气体的压强始终等于大气压强与B 活塞的重力产生的压强之和，故进行的是等压变化，由于隔板A 是固定在气缸内的，所以，A 以下的气体进行的是等容变化，当气体温度升高1K 时，AB 之间的气体吸收的热量为Q 1＝P ΔV +ΔU ，A以下的气体吸收的热量为Q 2＝ΔU ，又根据克拉伯龙方程p ΔV ＝nR ΔT ，所以Q 1－Q 2＝p ΔV＝nR .12．（28届预赛6）在大气中，将一容积为0.50m 3的一端封闭一端开口的圆筒筒底朝上筒口朝下竖直插人水池中，然后放手，平衡时，筒内空气的体积为0.40m 3.设大气的压强与10.0m 高的水柱产生的压强相同，则筒内外水面的高度差为 ．答案：2.5m13．（34届预赛13）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，每隔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室的缸壁上开有一个小孔，与大气相通；1mol 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室内空气柱长亦为l ，Ⅱ室内空气的摩尔数为32ν．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，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ⅠⅢ室密闭气体吸收的总热量．解析：（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 1′，气柱的长度为l ′．末态：Ⅰ室内气体压强为p 2；Ⅲ室内气体压强为p 2′．由初态到末态：活塞左移距离为d ．对初态应用气体状态方程，对Ⅰ室气体有：p 1lS ＝νRT 1 ①对Ⅱ室内气体有：p 0(l 2×S ＋l 2×2S )＝32ν0RT 1②对Ⅲ室内气体有：p1′l′(2S)＝(2ν)RT1③由力学平衡条件有：p1′(2S)＝p1S＋p0(2S－S) ④由题给条件和①②③④式得：l′＝ν2ν1+ν0l＝2νν+ν0l⑤（2）对末态应用气体状态方程，对Ⅰ室内气体有：p2(l－d)S＝νRT2＝νR·2T1⑥对Ⅲ室内气体有：p2′(l′＋d)(2S)＝(2ν)RT2′⑦由力学平衡条件有：p2′(2S)＝p2S＋p0(2S－S) ⑧联立②⑤⑥⑦⑧和题给条件得：T2′＝2νl+(ν+ν0)d(l－d)(ν+ν0)⎝⎛⎭⎫1＋ν02νl－dl T1⑨（3）大气对密闭气体系统做的功为W＝p0(2S－S)(－d)＝－p0Sd＝－dlν0RT1⑩已利用②式．系统密闭气体内能增加量为：ΔU＝νC(T2－T1)＋(2ν)C(T2′－T1)＝νC(2T2′－T1) ⑪由⑨⑩式得：ΔU＝2νl+(ν+ν0)d(l－d)(ν+ν0)⎝⎛⎭⎫2ν＋l－dlν0CT1－νCT1⑫系统吸收的热量为：Q＝ΔU－W＝2νl+(ν+ν0)d(l－d)(ν+ν0)⎝⎛⎭⎫2ν＋l－dlν0CT1－νCT1＋dlν0RT1⑬参考评分：第（1）问9分，①②③④式各2分，⑤式1分．第（2）问4分，⑥⑦⑧⑨式各1分．第（3）问7分，⑩⑪式各2分，⑫式1分，⑬式2分．14．（33届预赛16）充有水的连通软管常常用来检验建筑物的水平度．但软管中气泡会使得该软管两边管口水面不在同一水平面上．为了说明这一现象的物理原理，考虑如图所示的连通水管（由三段内径相同的U形管密接而成），其中封有一段空气（可视为理想气体），与空气接触的四段水管均在竖直方向；且两个有水的U形管两边水面分别等高．此时被封闭的空气柱的长度为L a ．已知大气压强P 0、水的密度ρ、重力加速度大小为g ，L 0≡P 0/(ρg)．现由左管口添加体积为ΔV ＝xS 的水，S 为水管的横截面积，在稳定后：（1）求两个有水的U 形管两边水面的高度的变化和左管添水后封闭的空气柱的长度；（2）当x <<L 0、L a<<L 0时，求两个有水的U 形管两边水面的高度的变化（用x 表出）以及空气柱的长度．已知1+z ≈1+12z ，当z <<1． 解析：解法（一）（1）设在左管添加水之前左右两个U 形管两边水面的高度分贝为h 1和h 2，添加水之后左右两个U 形管两边水面的高度分别为h 1L 和h 1R 、h 2L 和h 2R ．如图所示，设被封闭的空气的压强为p ，空气柱的长度为L b ．水在常温常压下可视为不可被压缩的流体，故：2h 1＋x ＝h 1L ＋h 1R ①2h 2＝h 2L ＋h 2R ②由力学平衡条件有：p 0＋ρgh 1L ＝p ＋ρgh 1R ③p 0＋ρgh 2R ＝p ＋ρgh 2L④由于连通管中间高度不变，有：h 1＋h 2＋L a ＝h 1R ＋h 2L ＋L b ⑤由玻意耳定律得：p 0L a ＝pL b ⑥联立①②③④⑤⑥式得p 满足的方程：L 0p 0p 2＋⎝⎛⎭⎫L a －L 0－x 2p －p 0L a ＝0 解得：p ＝p 02L 0⎣⎡⎦⎤L 0－L a ＋x 2＋⎝⎛⎭⎫L a －L 0－x 22+4L a L 0 ⑦ 将⑦式带入⑥式得：L b ＝12⎣⎡⎦⎤L a －L 0－x 2＋⎝⎛⎭⎫L a －L 0－x 22+4L a L 0 ⑧ 由①②③④⑦式得：Δh 1L ≡h 1L －h 1＝x －Δh 1R＝x －L 02＋14[L 0－L a ＋x 2＋⎝⎛⎭⎫L a －L 0－x 22+4L a L 0] ⑨ ＝5x －2L a －2L 08＋14⎝⎛⎭⎫L a －L 0－x 22+4L a L 0 Δh 1R ≡h 1R －h 1＝L 0+x 2－p 2ρg＝L 0+x 2－14⎣⎡⎦⎤L 0－L a ＋x 2＋⎝⎛⎭⎫L a －L 0－x 22+4L a L 0 ⑩＝3x +2L a +2L 08－14⎝⎛⎭⎫L a －L 0－x 22+4L a L 0 Δh 2L ≡h 2L －h 2＝L 02－p 2ρg ＝L 02－14⎣⎡⎦⎤L 0－L a ＋x 2＋⎝⎛⎭⎫L a －L 0－x 22+4L a L 0 ⑪ ＝2L a +2L 0－x 8－14⎝⎛⎭⎫L a －L 0－x 22+4L a L 0 Δh 2R ≡h 2R －h 2＝－Δh 2L＝x －2L a －2L 08＋14⎝⎛⎭⎫L a －L 0－x 22+4L a L 0 ⑫ （2）在x <<L 0和L a <<L 0的情形下，由⑧式得：L b ≈L a ⑬⑦式成为：p ≈p 0(1＋x 2L 0) ⑭ 由⑨⑩⑪⑫⑬⑭式得：Δh 1L ≈34x ⑮ Δh 1R ≈－Δh 2L ＝Δh 2R ≈14x ⑯ 参考评分：第（1）问14分，①②③④⑤⑥⑦⑧式各1分，⑨⑩式各2分，⑪⑫式各1分；第（2）问6分，⑬⑭式各1分，⑮⑯式各2分．解法（二）（1）设U 形管1左侧末态水面比初态上升x 2＋y ，右侧末态水面比初态上升x 2－y ，U 形管2左侧末态水面比初态下降y ，右侧末态水面比初态上升y ．由玻意耳定律得： L a L 0＝L b (L 0＋2y ) ①由几何关系有：L a －x 2＋2y ＝L b ②将②式带入①式得：L a L 0＝(L a －x 2＋2y ) (L 0＋2y ) ③解得： y ＝x 8－L 04－L a 4＋14⎝⎛⎭⎫L 0＋L a －x 22＋2xL 0 ④ 此即U 形管2左侧末态比初态水面下降值，也是右侧末态比初态水面上升值（负根y＝x 8－L 04－L a 4－14⎝⎛⎭⎫L 0＋L a －x 22＋2xL 0不符合题意，已舍去）．U 形管1左侧末态比初态水面上升：x 2＋y ＝5x －2L a －2L 08＋14⎝⎛⎭⎫L a ＋L 0－x 22＋2xL 0 ⑤ 右侧末态比初态水面上升：x 2－y ＝3x ＋2L a ＋2L 08－14⎝⎛⎭⎫L a ＋L 0－x 2 2＋2xL 0 ⑥ 将④式带入②式得：L b ＝L a －x 2＋2y ＝2L a －2L 0－x 4＋12⎝⎛⎭⎫L a ＋L 0－x 22＋2xL 0 ⑦ （2）在x <<L 0和L a <<L 0的情形下，④⑤⑥⑦式中的根号部分⎝⎛⎭⎫L a ＋L 0－x 22＋2xL 0＝L a 2＋L 02＋x 24＋2L 0L a －xL 0－xL a ＋2xL 0 ＝L 01+L a 2L 02＋x 24L 02＋2L a L 0－xL a 2L 02＋x L 0≈L 0⎣⎡⎦⎤1＋12（L a 2L 02＋x 24L 02＋2L a L 0－xL a L 02＋x L 0 ＝L 0＋12⎣⎡⎦⎤L a 2L 0＋x 24L 0＋2L a －xL a L 0＋x ⑧ ≈L 0＋12(2L a ＋x ) ＝L a ＋L 0＋x 2⑧式在推导过程中用到了1+z ≈1+12z ，当z <<1． 将⑧式带入④⑤⑥⑦式中分别得到：y ≈x 8－L 04－L a 4＋14⎝⎛⎭⎫L 0＋L a ＋x 2＝x 4⑨ x 2＋y ≈x 2＋x 4＝3x 4⑩ x 2－y ≈x 2－x 4＝x 4⑪ L b ≈L a 2－L 02－x 4＋12⎝⎛⎭⎫L 0＋L a ＋x 2＝L a ⑫参考评分：第（1）问14分，①式4分，②③式各1分，④式3分，⑤式2分，⑥式1分．第（2）问6分，⑨⑩式各2分，⑪⑫式各1分．15．(32届预赛15)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，它们的底部由一细管连通（细管容积可忽略）．两气缸内各有一个活塞，质量分别为m A ＝2m 和m B ＝m ，活塞与气缸之间无摩擦，两活塞的下方为理想气体，上方为真空．当两活塞下方气体处于平衡状态时，两活塞底面相对于气缸底的高度均为h /2．现保持恒温槽温度不变，在两活塞上面同时各缓慢加上同样大小的压力，让压力从零缓慢增加，直至其大小等于2m g （g 为重力加速度）为止，并一直保持两活塞上的压力不变；系统再次达到平衡后，缓慢升高恒温槽的温度，对气体加热，直至气缸B 中活塞底面恰好回到高度为h /2处．求：（1）两个活塞的横截面积之比S A ∶S B ．（2）气缸内气体的最后的温度．（3）在加热气体的过程中，气体对活塞所做的总功．解析：（1）平衡时气缸A 、B 内气体的压强相等，故：m A g S A ＝m B g S B① 由①式和题给条件得： S A ∶S B ＝2∶1 ②（2）两活塞上各放一质量为2m 的质点前，气体的压强p 1和体积V 1分别为：p 1＝2mg S A ＝mg S B③ V 1＝32S B h ④ 两活塞上各放一质量为2m 的质点后，B 中活塞所受到的气体压力小于它和质点所受重力之和，B 中活塞将一直下降至气缸底部为之，B 中气体全部进入气缸A ．假设此时气缸A 中活塞并未上升到气缸顶部，气体的压强p 2＝4mg S A ＝2mg S B⑤ 设平衡时气体体积为V 2，由于初态末态都是平衡态，由理想气体状态方程有：p 1V 1T 0＝p 2V 2T 0⑥ 由③④⑤⑥式得： V 2＝34S 0h ＝38S A h ⑦ 这时气体的体积小于气缸A 的体积，与活塞未上升到气缸顶部的假设一致．缓慢加热时，气体先等压膨胀，B 中活塞不动，A 中活塞上升；A 中活塞上升至顶部后，气体等容升压；压强升至3mg S B时，B 中活塞开始上升，气体等压膨胀．设当温度升至T 时，该活塞恰好位于h 2处．此时气体的体积变为V 3＝52S B h ⑧ 气体压强 p 3＝3mg S B⑨ 设此时气缸内气体的温度为T ，由状态方程有：p 2V 2T 0＝p 3V 3T⑩ 由⑤⑦⑧⑨⑩式得： T ＝5T 0 ⑪（3）升高恒温槽的温度后，加热过程中，A 活塞上升量为h －38h ＝58h ⑫ 气体对活塞所做的总功为W ＝4mg ·58h ＋3mg ·h 2＝4mgh ⑬ 参考评分：第（1）问3分，①式2分，②式1分；第（2）问13分，③④⑤⑥式各2分，⑦⑧⑨⑩⑪式各1分；第（3）问4分，⑫⑬式各2分．16．（31届预赛14）1mol 的理想气体经历一循环过程1-2-3-1，如p -T 图示所示，过程1-2是等压过程，过程3-1是通过p -T 图原点的直线上的一段，描述过程2-3的方程为c 1p 2+c 2p =T ，式中c 1和c 2都是待定的常量，p 和T 分别是气体的压强和绝对温度．已知，气体在状态1的压强、绝对温度分别为P 1和T 1，气体在状态2的绝对温度以及在状态3的压强和绝对温度分别为T 2以及p 3和T 3．气体常量R 也是已知的．(1)求常量c 1和c 2的值；(2)将过程1-2 -3 -1在p -v 图示上表示出来；(3)求该气体在一次循环过程中对外做的总功．解析：（1）设气体在状态i （i ＝1、2、3）下的压强、体积和温度分别为p i 、V i 和T i ，由题设条件有：c 1p 22＋c 2p 2＝T 2 ①c 1p 32＋c 2p 3＝T 3 ②由此解得：c 1＝T 2p 3－T 3p 2p 22p 3－p 32p 2＝T 2p 3－T 3p 1p 12p 3－p 32p 1③ c 2＝T 2p 32－T 3p 22p 2p 32－p 22p 3＝T 2p 32－T 3p 12p 1p 32－p 12p 3④ （2）利用气体状态方程pV ＝RT 以及V 1＝R T 1p 1、V 2＝R T 2p 2、V 3＝R T 3p 3⑤ 可将过程2—3的方程写为p V 2－V 3p 2－p 3＝V ＋V 2p 3－V 3p 2p 2－p 3⑥ 可见，在p －V 图上过程2－3是以（p 2，V 2）和（p 3，V 3）为状态端点的直线，过程3－1是通过原点直线上的一段，因而描述其过程的方程为：p T ＝c 3 ⑦ 式中c 3是一常量，利用气体状态方程pV ＝RT ，可将过程3－1的方程改写为：V ＝R c 3＝V 3＝V 1 ⑧ 这是以（p 3，V 1）和（p 1，V 1）为状态端点的等容降压过程．综上所述，过程1－2－3－1在p －V 图上是一直角三角形，如图所示．（3）气体在一次循环过程中对外做的总功为：W ＝－12(p 3－p 1)(V 2－V 1) ⑨ 利用气体状态方程pV ＝RT 和⑤式，上式即：W ＝－12R (T 2－T 1)⎝⎛⎭⎫p 3p 1－1 ⑩ 参考评分：第（1）问8分，①②③④式各2分；第（2）问10分，⑤⑥式各2分，过程1－2－3－1在p －V 上的图示正确得6分；第（3）问2分，⑩式2分．17．(30届预赛14)如图所示，1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12，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32RT ，R 为普适气体常量，T 为热力学温度．解析：令ΔU 表示系统内能的增量，Q 和W 分别表示系统吸收的热量和外界对系统所做的功，由热力学第一定律有：ΔU ＝Q ＋W ①令T 1和T 2分别表示状态A 和状态B 的温度，有：ΔU ＝32R (T 2－T 1) ②令p 1、p 2和V 1、V 2分别表示状态A 、B 的压强和体积，由②式和状态方程可得： ΔU＝32(p 2V 2－p 1V 1) ③由状态图可知，做功等于图线下所围面积，即：W ＝－12(p 1＋p 2)(V 2－V 1) ④要系统吸热，即Q ＞0，由以上格式可得：32(p 2V 2－p 1V 1)＋12(p 1＋p 2)(V 2－V 1)＞0⑤按题意，p 2p 1＝12，带入上式，可得：V 2V 1＞32 ⑥参考评分：①②③式各3分，④式4分，⑤式3分，⑥式2分．18．(29届预赛14)由双原子分子构成的气体，当温度升高时，一部分双原子分子会分解成两个单原子分子，温度越高，被分解的双原子分子的比例越大，于是整个气体可视为由单原子分子构成的气体与由双原子分子构成的气体的混合气体．这种混合气体的每一种成分气体都可视作理想气体．在体积V ＝0.045m 3的坚固的容器中，盛有一定质量的碘蒸气，现于不同温度下测得容器中蒸气的压强如下：试求温度分别为1073K 和1473K 时该碘蒸气中单原子分子碘蒸气的质量与碘的总质量之比值．已知碘蒸气的总质量与一个摩尔的双原子碘分子的质量相同，普适气体常量R ＝8.31J·mol －1·K －1解析：以m 表示碘蒸气的总之，m 1表示蒸气的温度为T 时单原子分子的碘蒸气的质量，μ1、μ2分别表示单原子分子碘蒸气和双原子分子碘蒸气的摩尔质量，p 1、p 2分别表示容器中单原子分子碘蒸气和双原子分子碘蒸气的分压强，则由理想气体的状态方程有：p 1V ＝m 1μ1RT ① p 2V＝m －m 1μ2RT②其中，R 为理想气体常量． 根据道尔顿分压定律，容器中碘蒸气的总压强p 满足：p ＝p 1＋p 2 ③设α＝m 1m 为单原子分子碘蒸气的质量与碘蒸气的总质量的比值，注意到μ1＝12μ2 ④ 由以上各式解得：α＝μ2V mR ·p T－1 ⑤ 带入有关数据可得，当温度为1073K 时，α＝0.06 ⑥ 当温度为1473K 时，α＝0051 ⑦ 参考评分：①②③⑤式各4分，⑥⑦式各2分．19．（26届预赛15）图中M 1和M 2是绝热气缸中的两个活塞，用轻质刚性细杆连结，活塞与气缸壁的接触是光滑的、不漏气的，M 1是导热的，M 2是绝热的，且M 2的横截面积是M 1的2倍．M 1把一定质量的气体封闭在气缸为L 1部分，M 1和M 2把一定质量的气体封闭在气缸的L 2部分，M 2的右侧为大气，大气的压强p 0是恒定的．K 是加热L 2中气体用的电热丝．初始时，两个活塞和气体都处在平衡状态，分别以V 10和V 20表示L 1和L 2中气体的体积．现通过K 对气体缓慢加热一段时间后停止加热，让气体重新达到平衡太，这时，活塞未被气缸壁挡住．加热后与加热前比，L 1和L 2中气体的压强是增大了、减小还是未变？要求进行定量论证．解析：解法（一）用n 1和n 2分别表示L 1和L 2中气体的摩尔数，p 1、p 2和V 1、V 2分别表示L 1和L 2中气体处在平衡状态时的压强和体积，T 表示气体的温度（因为M 1是导热的，两部分气体的温度相等），由理想气体状态方程有：p 1V 1＝n 1RT ①p 2V 2＝n 2RT ②式中R 为普适气体常量．若以两个活塞和轻杆构成的系统为研究对象，处在平衡状态时有：p 1S 1－p 2S 1＋p 2S 2－p 0S 2＝0 ③已知S 2＝2S 1 ④有③④式得：p 1＋p 2＝2p 0 ⑤由①②⑤三式得：p 1＝2n 1n 2p 0V 2V 1＋n 1n 2V 2 ⑥若⑥式中的V 1、V 2是加热后L 1和L 2中气体的体积，则p 1就是加热后L 1中气体的压强．加热前L 1中气体的压强则为p 10＝2n 1n 2p 0V 20V 10＋n 1n 2V 2 ⑦ 设加热后L 1中气体体积的增加量为ΔV 1，L 2中气体体积的增加量为ΔV 2，因连接两活塞的杆是刚性的，活塞M 2的横截面积是M 1的2倍，故有：ΔV 1＝ΔV 2＝ΔV ⑧加热后L 1和L 2中气体的体积都是增大的，即ΔV ＞0．（若ΔV ＜0，即加热后活塞是向左移动的，则大气将对封闭在气缸中的气体做功，电热丝又对气体加热，根据热力学第一定律，气体的内能增加，温度将上升，而体积是减小的，故L 1和L 2中气体的压强p 1和p 2都将增大，这违反力学平衡条件⑤式）于是有V 1＝V 10＋ΔV ⑨V 2＝V 20＋ΔV ⑩由⑥⑦⑨⑩四式得：p 1－p 10＝2n 1n 2p 0(V 10－V 20)ΔV ⎣⎡⎦⎤V 10＋ΔV ＋n 1n 2(V 20＋ΔV )⎝⎛⎭⎫V 10＋n 1n 2V 20 ⑪由⑪式可知：若加热前V 10＝V 20，则p 1＝p 10，即加热后p 1不变，由⑤式知p 2亦不变；若加热前V 10＜V 20，则p 1＜p 10，即加热后p 1必减小，由⑤式知p 2必增大；若加热前V 10＞V 20，则p 1＞p 10，即加热后p 1必增大，由⑤式知p 2必减小．参考评分：得到⑤式3分，得到⑧式3分，得到⑪式8分，最后结论6分． 解法（二）设加热前L 1和L 2中气体的压强和体积分别为p 10、p 20和V 10、V 20，以p 1、p 2和V 1、V 2分别表示加热后L 1和L 2中气体的压强和体积，由于M 1是导热的，加热前L 1和L 2中气体的温度是相等的，设为T 0，加热后L 1和L 2中气体的温度也相等，设为T ．因为加热前、后两个活塞和轻杆构成的系统都处在力学平衡状态，注意到S 2＝2S 1，力学平衡条件分别为：p 10＋p 20＝2p 0 ①p 1＋p 2＝2p 0 ②由①②两式得：p 1－p 10＝－(p 2－p 20) ③根据理想气体状态方程，对L 1中的气体有：p 1V 1p 10V 10＝T T 0④ 对L 2中气体有：p 2V 2p 20V 20＝T T 0⑤ 由④⑤两式得：p 1V 1p 10V 10＝p 2V 2p 20V 20⑥ ⑥式可改写成：⎝⎛⎭⎫1＋p 1－p 10p 10⎝⎛⎭⎫1＋V 1－V 10V 10＝⎝⎛⎭⎫1＋p 2－p 20p 20⎝⎛⎭⎫1＋V 2－V 20V 20 ⑦ 因连接两活塞的杆是刚性的，活塞M 2的横截面积是M 1的2倍，故有：V 1－V 10＝V 2－V 20 ⑧把③⑧式带入⑦式得：⎝⎛⎭⎫1＋p 1－p 10p 10⎝⎛⎭⎫1＋V 1－V 10V 10＝⎝⎛⎭⎫1－p 1－p 10p 20⎝⎛⎭⎫1＋V 1－V 10V 20 ⑨ 若V 10＝V 20，则由⑨式得p 1＝p 10，若加热前L 1中气体的体积等于L 2中气体的体积，则加热后L 1中气体的压强不变，由②式可知加热后L 2中气体的压强亦不变；若V 10＜V 20，则由⑨式得p 1＜p 10，若加热前L 1中气体的体积小于L 2中气体的体积，则加热后L 1中气体的压强必减小，由②式可知加热后L 2中气体的压强必增大；若V 10＞V 20，则由⑨式得p 1＞p 10，若加热前L 1中气体的体积大于L 2中气体的体积，则加热后L 1中气体的压强必增大，由②式可知加热后L 2中气体的压强必减小；参考评分：得到①式和②式或得到③式得3分，得到⑧式得3分，得到⑨式得8分，最后结论得6分．。
上海物理竞赛 热学
之阳早格格创做8．品量相等的甲、乙二金属块，其材量分歧.将它们搁进沸火中，一段时间后温度均达到100℃，而后将它们按分歧的办法加进一杯热火中，使热火降温.第一种办法：先从沸火中与出甲，将其加进热火，当达到热仄稳后将甲从杯中与出，测得火温降下20℃；而后将乙从沸火中与出加进那杯火中，再次达到热仄稳，测得火温又降下了20℃.第二种办法：先从沸火中与出乙加进热火，当达到热仄稳后将乙从杯中与出；而后将甲从沸火中与出，加进那杯火中，再次达到热仄稳.则正在第二种办法下，那杯热火温度的变更是（）A．降下缺累40℃B．降下超出40℃C．恰佳降下了40℃D．条件缺累，无法推断5．食用冻豆腐时，创造豆腐内存留许多小孔，正在小孔产死的历程中，爆收的主要物态变化是 ( )A．凝固战熔化. B．液化战降华. C．凝华战熔化. D．凝固战汽化.7．如图24-3所示，从温度与室温（20℃安排）相共的酒粗里与出温度计.温度计的示数会( )A．减小.B．删大.C．先减小后删大.D．先删大后减小.14.星期天，小林共教正在女母的协帮下，从早上6:00启初每隔半小时分别对于他家附近的气温战一个深火池里的火温举止丈量，并根据记录的数据画成温度一时刻图线，如图24-9所示.则不妨推断 ( )A．甲是“气温”图线，乙是“火温”图线，果为火的比热容比气氛的大.B．甲是“气温”图线，乙是“火温”图线，果为火的比热容比气氛的小.C．甲是“火温”图线，乙是“气温”图线，果为火的比热容比气氛的大.D．甲是“火温”图线，乙是“气温”图线，果为火的比热容比气氛的小.21.将品量为m、温度为O℃的雪（可瞅成是冰火混同物）加进拆有热火的容器中，热火的品量为M，仄稳后火温下落了t；背容器中再加进品量为2m上述共样本量的雪，仄稳后容器中的火温恰佳又下落了t.则m:M为 ( )A. 1:2B.1:3C.1:4D.1:5.5.现有一扇形的均量金属物体，该资料具备热胀热缩的本量，如图所示.室温状态下AB 、CD 边所成的圆心角为α.若使物体温度匀称降下，则α角的变更情况是：( )(A)变大(B)稳定(C)变小(D)无法决定4．如果不思量集热的做用，给一定品量的火加热，火的温度与时间的关系如图中真线a 所示，其余条件稳定，仅将火的品量减少，则火的温度与时间的关系图像粗确的是（ ） （A ）a（B ）b （C ）c （D ）d12．一稀关容器中，衰有下温的油，搁正在温度坚持稳定的环境中缓缓热却.小明每隔30分钟记录一次容器内的油温，共记录七次，简曲数据如下表：根据表中数据可知正在热却时间为60 min 时，内中温度之好为__________C ，油温T 与热却时间t 的关系式为__________. 温度 b c a d 时间12、A、B二物体均为10℃，甲、乙二杯火品量相等，温度均为50℃，现将A搁进甲杯、B搁进乙杯，热仄稳后，甲杯火温落矮了4℃，乙杯火温落矮了8℃，则A、B二种物量的比热容之比为：（）A、2：3B、3：5C、4：9D、1：213、为钻研做用保温瓶保温效验的果素，某共教正在保温瓶中灌进热火，先丈量初初火温，通过一段时间后再丈量终态火温.改变真验条件，先后共搞了6次真验，真验数据记录如下：序号瓶内火量（毫降）初初火温（℃）时间（小时）终态火温（℃）1 1000 91 4 782 1000 98 8 743 1500 914 804 1500 98 10 755 2000 91 4 826 2000 98 12 77下列钻研规划中切合统造变量要领的是（）A、若钻研瓶内火量与保温效验的关系，可用序号2、4、6数据.B、若钻研初初火温与保温效验的关系，可用序号1、2、3数据.C、若钻研保温时间与保温效验的关系，可用序号4、5、6数据.D、若钻研瓶内火量与保温效验的关系，可用序号1、3、5数据.26、大雪宽沉做用了民航、铁路战下速公路等接通，为了尽量扫除积雪，时常使用的办法是洒“融雪盐”，那是果为洒进冰雪中的“融雪盐”（）A、与少量火爆收化教反应，爆收的热量熔化周围的冰雪.B、爆收“保温层”，使冰雪吸支脚够“天热”而熔化.C、溶进雪火中产死盐火，盐火熔面较矮，进而加快冰雪的熔化.D、减少冰雪对于光芒的吸支，进而加快冰雪的熔化.28、灾害性天气一再出现的一个要害基础是死态环境的宽沉益害.如皆市工业化的飞快死少引导大气中CO2含量删加，引导寰球气温删下，即温室效力.CO2对于大天附近气温爆收做用，主假如果为CO2（）A、吸支太阳光中的白中线.B、吸支太阳光的热大于背天球中辐射的热.C、吸支大天背中辐射的白中线.D、吸支大天背中辐射的白中线，共时背大天辐射白中线. 2．正在炒花死、葵花子或者栗子时，锅中总要进搁些沙子.那样搞主假如为了 ( )(A)使炒锅的温度降下(B)让沙子吸支一些火分，使炒货更坚(C)使炒货匀称受热且不间接与锅底交战(D)让沙子吸支一部分热.预防果温度过下而使炒货变焦3．有一种道法喊搞“火缸‘脱裙子’天便要下雨”.火缸“脱裙子”是指，正在衰火的火缸中表面，齐着火里天圆位子往下，出现了一层匀称分集的小火珠.关于出现小火珠的本果，下列道法中粗确的是 ()(A)是火的挥收局里(B)是火蒸气的液化局里(C)是火分子的扩集局里(D)是缸有缝隙，火渗了出去16、如图所示，甲、乙二球真足相共，分别浸出正在火战火银的共一深度内，甲、乙二球是用共一种特殊资料创造的：当温度轻微降下时，球的体积会变大.如果启初火战火银的温度相共，且二液体温度共时缓缓天降下共一值，则 ( )(A)甲球吸支的热量较多(B)乙球吸支的热量较多(C)二球吸支的热量相等(D)无法决定18、将50克、0℃的雪(可瞅成是冰火混同物)加进到拆有450克、40℃火的绝热容器中，创造火温下落5℃.那么正在刚刚才已经落温的容器中再加进100克上述共样的雪，容器中的火温将又要下落 ( )(A)6℃℃ (C)9℃ (D)10℃6、如图3所示，甲容器内拆有火，乙试管内也拆有火，并通过甲容器稀启盖上的孔拔出甲容器的火中，且乙试管与稀启盖稀切交战.现给甲容器加热，则通过一段时间后图3（）A、甲容器内的火先沸腾B、乙试管内的火先沸腾C、甲容器、乙试管内的火共时沸腾D、甲容器内的火沸腾，乙试管内的火不会沸腾7、正在利用混同法丈量铜块的比热考查中，下列情况能引导铜的比热容丈量值偏偏大的是（）⑴铜块从沸火中拿出去搁进小筒时不留神戴进了热火⑵用天仄丈量铜块的品量时读数偏偏大⑶用量筒丈量火的体积后，倒进小筒时不倒搞洁⑷温度计正在丈量火的初温时，读数比真正在值大A ⑴⑶B ⑴⑵C ⑶⑷D ⑵⑶2．共一个物体的温度不妨利用摄氏温标或者热力教温标表示为20℃，用热力教温标表圾为293K.那么，当自去火的温度降下1℃时，用热力教温标表示那一温度的降下，下列道法中粗确的是：（）A 温度降下大于1KB 温度降下等于1KC 温度降下小于1KD 无法决定降下的值与1K大小的关系.25、北圆的冬天天气比较热热，房间内普遍皆要拆置温气片供温.正在房间温气片温度坚持稳定的情况下，房间内的仄稳温度将随中界温度的变更而变更.钻研标明，房间内温气片战房内的温好与房间内中的温好之比坚持稳定.当中界温度为—23℃时，房间内的温度少时间坚持13℃稳定；当中界温度为—18℃时，房间内温度万古间坚持16℃稳定，则房间内温气片的温度应为______℃.当房间内温度万古间坚持25C稳定时，中界温度为______℃.2．0℃的冰块局部熔化为0℃的火．体积将有所减小．比较那块冰战熔化成的火所具备的内能．下列道法中粗确的是： ( )(A)它们具备相等的内能.(B)O℃的冰具备较大的内能.(C)O℃的火具备较大的内能.(D)无法决定12．如图6所示，将品量为3千克的1200℃的铁块先后浸进二个衰有5千克火的启心容器中，容器中的火初初火温为25℃．不计容器壁吸支的热量.当第一个容器中的火温宁静后再将铁块浸进第二个容器中.则第一个容器中火的终尾温度为；铁块的终尾温度为.已知铁的比热容为O．5×lO3焦／(千克．℃)．火的比热容为4．2×103焦／(千克·℃)，大气压强恒为l尺度大气压.3 某稀关隔热容器通过中间的阀门被分为A、B二个部分，现将该容器火仄搁置，并正在A、B中分别拆谦热火战热火，如图所示，当挨启中间的阀门后，要使A、B二容器中的火温相等，最快的办法是（）（A）横曲搁置，且A正在上圆，（B）横曲搁置，且B正在上圆，（C）如图坚持本有的火仄状态，（D）上述三种情况下，所需时间相共.1．正在油锅倒进一份醋战二份油，举止加热，纷歧会女，锅里的油战醋便会上下翻滚，此时．一位扮演者将脚搁进锅内，却不受到益伤，那是果为( )A．扮演者少久练功，不妨忍受沸油的下温B．醋能正在脚的表面爆收呵护层，预防扮演者被烫伤C．由于对于流，醋能很快将沸油的温度落矮D．虽然锅里的油战醋上下翻滚，但是沸腾的不过醋而不是油12．下列百般局里中，能证明液体的表面积越大，挥收便越快的是( )．A．把木料搁正在烘房里要比搁正在露天里搞得快B．阴天把洗佳的衣服凉出去要比正在阳天的时间搞得快 c．共样多的酒粗战火，正在相共条件下酒粗搞得快D．洗脸后将毛巾挂正在毛巾架上要比把毛巾团搁正在脸盆内要搞得快13．无论是衰夏仍旧宽冬，正在使用热温空调的房间的窗户玻璃上，普遍会出现凝结火珠的局里．则下列道法中粗确的是( )．A．无论是冬天仍旧夏天，小火珠经常凝结正在窗户玻璃的内表面B．无论是冬天仍旧夏天，小火珠经常凝结正在窗户玻璃的中表面c．夏天小火珠凝结正在窗户玻璃的内表面，冬天小火珠凝结正在窗户玻璃的中表面D．夏天小火珠凝结正在窗户玻璃的中表面，冬天小火珠凝结正在窗户玻璃的内表面21．用混同法测定物量的比热的真验中，由于不可预防会有热量的益坏(包罗小铝筒容量的吸热)，那么( )A．测出搁热物量的比热大搞其真正在值，测出吸热物量的比热小于其真正在值B．测出搁热物量的比热大于其真正在值，测出吸热物量的比热大于其真正在值C．测出搁热物量的比热小于其真正在值，测出吸热物量的比热小于其真正在值D．测出搁热物量的比热小于其真正在值，测出吸热物量的比热大于其真正在值43．将品量为m0的一小杯热火倒人衰有品量为m的热火的保温容器中，使得热火温度降下了3℃，而后又背保温容器中倒人一小杯共品量共温度的热火，火温又降下了2.8℃．不计热量的益坏，则可推断( )A．热火战热火的温度好为87℃，m0：m=l：28B．热火战热火的温度好为69℃，m0：m=l：32C．热火战热火的温度好为54T：，m0：m=l：24D．热火战热火的温度好为48℃，m0：m=l：2015．暂时许多家庭的厨房里皆拆置了热风搞脚机，以代替本先的厨房揩脚巾．搞脚机让热风吹到脚上，能很快使火分挥收掉，其主要本果是（）Ａ．加快了火里附近气氛的震动并普及了火的温度Ｂ．普及了火的温度并删大了火的表面积Ｃ．加快了火里附近气氛的震动并删大了火的表面积Ｄ．加快了火里附近气氛的震动，普及了火的温度并删大了火的表面积16．二支真足相共的温度计初温度相共．现用那二只温度计分别去测甲、乙二种液体的温度，测得截止相共（示数下于温度计初温度）．已知甲、乙二种液体品量相等，而且皆比较小，乙液体本去的温度下于甲液体本去的温度．如果不思量温度计、待测液体跟中界的热传播，则可推断（）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．无法推断31．如图13所示，烧杯中有火，火中倒扣着一玻璃瓶，瓶内火里比烧杯内火里矮，当烧杯中的火被加热到一定温度时（）Ａ．烧杯战瓶内的火大概皆市沸腾Ｂ．烧杯中的火大概会沸腾，瓶内的火一定不会沸腾Ｃ．烧杯中的火一定不会沸腾，瓶内的火大概会沸腾Ｄ．烧杯战瓶内的火一定皆不会沸腾。
上海物理竞赛_热学
上海初中物理竞赛试题详解详析（热学）师院附中人『例』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【解析】：解法一第一种方式：甲投入冷水后放热Q放＝C甲m（100℃－20℃－t0）水吸收的热量为Q吸＝C水m水20℃∵不考虑热传递过程热量的损失，Q放＝Q吸∴C甲m（100℃－20℃－t0）＝C水m水20℃则C甲m/ C水m水＝20℃/（100℃－20℃－t0）………………①乙投入冷水后放热Q’放＝C乙m（100℃－20℃－20℃－t0）同理：C乙m/ C水m水＝20℃/（100℃－40℃－t0）………………②第二种方式：设乙投入冷水热平衡后，水温为t1，则有：C乙m（100℃－t1）＝C水m水（t1－t0）∴C乙m/ C水m水＝（t1－t0）/（100℃－t1）设C乙m/ C水m水＝a，由②得：a＝20/（60－t0）则有：100a-at1＝t1－t0t1＝(100a＋t0)/(a＋1) 代入a＝20/（60－t0）化简得：t1＝(2000＋60t0－t02)/(80－t0)设甲投入冷水热平衡后的水温为t2，则有：C甲m（100℃－t2）＝C水m水（t2－t1）∴C甲m/ C水m水＝（t2－t1）/（100℃－t2）设C甲m/ C水m水＝b，由①得：b＝20/（80－t0）则有：100b-bt2＝t2－t1t2＝(100b＋t1)/(b＋1) 代入b＝20/（80－t0）化简得：t2＝(4000＋60t0－t02)/(100－t0)第二种方式水上升的温度为：t2－t0＝(4000＋60t0－t02)/(100－t0) －t0＝(4000＋60t0－t02－100 t0＋t02)/(100－t0)＝(4000－40 t0)/(100－t0)＝40℃解法二：设冷水的初温为t0。
上海市2022届高三物理二轮等级考复习指导：热学
2022年上海物理等级考热学复习指导分子动理论1、物体是由大量分子构成的。
（1）分子的大小：除一些有机物的大分子外，一般分子直径的数量级都是10-10m （分子通常看成为小球，原子核大小的数量级为10-15m ）。
油膜法测分子直径d ＝V/s （V:单分子油膜的体积，S:油膜表面积）（2）阿伏加德罗常数：N = 6.02×1023mol -1.它的含义是1mol 的任何纯物质所含的粒子数是恒定的，都是6.02×1023mol -1个。
它是连接宏观与微观的一个重要桥梁。
分子质量：Amol Amol N V N M m ρ==，固体和液体的分子体积：ρA mol A mol N M N V v == 。
（3）分子间有空隙。
具体事例：扩散现象；气体能够被压缩；水和酒精混合后总体积减小。
2、分子在永不停息地做无规则运动——热运动 （1）例证：布朗运动、扩散。
（2）布朗运动：悬浮在液体中的小颗粒做无规则运动（显微镜下看不到分子，只能看到许多分子的集合起来的整体—小颗粒）。
说明分子在永不停息地做无规则运动（即热运动，1827年法国植物学家布朗发现，扩散现象也能说明分子的无规则运动）。
布朗运动的剧烈程度、扩散现象的快慢都说明了分子的无规则运动（热运动）跟温度有关，温度越高，分子的无规则运动就越剧烈。
3、分子间有相互作用力：（1）分子间同时存在引力和斥力，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。
（2）分子力与分子间距离的关系：引力和斥力都随着分子距离的增大而减小，但间距对斥力的影响最大（如果增加相同的距离，则斥力减少的更多）。
分子之间表现出来的作用力与分子间距的关系类同于弹簧的弹力。
（3）分子力的特点：分子力是短程力（其本质是电磁力），当分子间距d >10d 0时，引力和斥力都几乎减到零（d 0为分子的直径）。
4、分子速率分布规律： 分子做无规则的热运动，对某一个分子来说，它具有多大的速率完全是偶然的，跟温度无一定关系，但对大量分子，分子速率遵循一定的统计规律：气体的大多数分子，其速率都在某个数值附近，离开这个数值越远，分子数越少，呈现“中间多，两头少”的现象。
高二物理竞赛课件：热学(13张PPT)
始平衡态
一系列平 衡态
末平衡态
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三、理想气体物态方程
理想气体（ideal gas）：在任何情况下都严格遵守 波意耳定律、盖吕萨克定律以及查理定律的气体。 是实际气体在压强趋于零时的极限。
当质量为m、摩尔质量为Ｍ的理想气体处于平 衡态时，它的状态参量（p、 V、T） 满足方程：
pV m RT M
宏观基本实验规律 逻辑推理 热现象规律 特点：普遍性、可靠性。
▲ 统计力学（statistical mechanics）
对微观结构提 统计方法 出模型、假设
热现象规律
特点：可揭示本质，但受模型局限。
热力学
相辅相成
气体动理论
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三. 几个概念 1. 系统和外界 • 热力学系统 热力学所研究的具体对象，简称系统。
系统 稳定态
（
T2
热恒 库温
）
说明：
(1) 不受外界影响是指系统与外界不通过作功或传热的方 式交换能量，但可以处于均匀的外力场中；
(2)从微观角度，存在热运动，又称为热动平衡状态； (3) 平衡态的气体系统宏观量可用一组确定的值(p,V,T)表示； (4) 平衡态是一种理想状态。
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当气体的外界条件改变时，气体从一个状态不断 地变化到另一状态，如果状态变化过程进展得十分缓 慢，使所经历的一系列中间状态，都无限接近平衡状 态，这个过程就叫做准静态过程（quasi-static process） 或平衡过程（equilibrium process）。
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第五章 气体动理论
§5-1 热运动的描述 理想气体模型和物态方程
§5-2 分子热运动和统计规律 §5-3 理想气体的压强和温度公式 §5-4 能量均分定理 理想气体的内能 §5-5 麦克斯韦速率分布律 §5-6 麦克斯韦–玻耳兹曼能量分布律
大学物理竞赛-热学试题
等T膨胀:
dEk=0； 内压强引起的势能变化：
dEP
PidV
a
Va2
dV
d( a V
)
dE
dEk
dEP
d ( V
)
E V2 d ( a ) a( a a )
V1
V
V1 V2
(3)
Q吸
A
E
RT
ln
V2 V1
b b
例 真实气体在气缸内以温度T1等温膨胀，推动活 塞做功，活塞移动距离为L。若仅考虑分子占有体 积去计算功，比不考虑时为——；若仅考虑分子 间存在作用力去计算功，比不考虑时——；
(a)大; (b)小; (c)都一样;
答案：(a); (b)
解：(P
a V2
)(V
b)
RT
a:反映分子间引力；b:反映气体分子本身体积;
气体对外做功：A V2 PdV
V2 ( RT1
a V1 )dV
V1 V b V 2
RT1
ln
V2 V1
b b
a( 1 V2
1) V1
(1)仅考虑分子体积: a=0， ln V2 b ln V2
V1 b
V1
, 作功增加；
(2)仅考虑分子间引力: b=0， a( 1 1 ) 0
V2 V1
,作功减小；
一、理想气体状态方程 • PV=RT • P n k T
真实气体: 范德瓦尔斯方程
(P
a V2
)(V
b)
RT
• P RT
M
*
二、气体动理论
1. 微观量与宏观量的关系
•
P
2 3
n
t
t
若把某一初态定为参考态，则：S
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ℎ，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PT =ΔPΔT可知，气体的压强的变化为ΔP=PΔTT，当T A=T B，且ΔT A=ΔT B时，由于P B>P A，根据ΔP=PΔTT可知ΔP B>ΔP A，ℎ一定增大，故选项A错误，B正确；C.当T A<T B，且ΔT A<ΔT B时，由于P B>P A，根据ΔP=PΔTT可知不能判断ΔP B和ΔP A变化的大小，所以不能判断ℎ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=PΔTT可知ΔP B>ΔP A，ℎ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。
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(),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。
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 =1×106N/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度系数α=4×10-3K-1，保险丝的熔断温度t2=320℃，其所释放的热量与温度差成正比地增加，请估计电路中保险丝熔断时负载的功率。
2019年上海市浦东新区华师大二附中大同杯初中物理竞赛选拔试卷(解析版)
2019年上海市浦东新区华师大二附中大同杯初中物理竞赛选拔试卷一．选择题（共28小题，满分84分，每小题3分）1．戴眼镜的人从寒冷的室外进入温暖的室内，镜片会蒙上一层小水珠，过一会小水珠不见了，先后发生的物态变化和吸放热情况是（ ）A ．熔化，放热 液化，吸热B ．液化，吸热 汽化，放热C ．液化、放热 汽化、吸热D ．凝华、放热 升华、放热2．同一艘轮船从长江航行驶入东海的过程中，若排开江水和海水的体积分别为V 江、V 海，排开江水和海水的质量分别为m 江、m 海（ρ江＜ρ海），则（ ）A ．V 江＝V 海，m 江＜m 海B ．V 江＞V 海，m 江＜m 海C ．V 江＞V 海，m 江＝m 海D ．V 江＜V 海，m 江＜m 海3．取两个相同的验电器甲和乙，使甲带电，乙不带电。
可以看到甲的金属箔张开，乙的金属箔闭合（如图所示）。
用带绝缘柄的金属棒将甲和乙的两金属球连接起来，则甲、乙金属箔张开角的变化情况是（ ）A ．甲和乙都不变B ．甲变小，乙张开C ．甲变大，乙不变D ．甲闭合，乙张开4．元旦晚会上，小明给同学们展示了一个魔术。
碗起初看起来是空的（如图甲），但慢慢往碗中倒水，你会发现碗中还藏卷一枚硬币（如图乙）。
下列图中能解释这一奥秘的光路图是（ ）A ．B ．C．D．5．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6．下列关于光学实验的说法，错误的是（）A．探究平面镜成像特点时，做多次实验获得多组数据是为了减小误差B．探究光的反射定律时，硬纸板可以显示光的传播路径C．探究光的折射特点时，光从空气斜射入水中，传播方向会发生改变D．探究凸透镜成像规律时，当蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动7．长均为L、质量均为m 的两根均匀直杆A、B，它们的上端用光滑铰链铰接，悬挂于天花板上，在距离两杆下端点均为处，用光滑铰链M、N 与弯杆C铰接，A、B两杆被弯杆C撑开的角度为2θ，弯杆C和铰链的质量均不计，如图所示，则可知弯杆对杆A的作用力方向（）A．垂直与OA杆向左B．在M点处沿弯杆的切线方向向左C．水平向左D．以上三个方向均有可能8．质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B 放在水平地面上。
全国中学生高中物理竞赛第16届—22届预赛热学题集锦(含答案)
全国中学生高中物理竞赛第16届—22届预赛热学题集锦（含答案）一、第16届预赛题. （15分）如图预16-3所示，两个截面相同的圆柱形容器，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。
开始时，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距离为H ，右边容器内为真空。
现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到平衡。
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32RT ，其中R 为摩尔气体常量，T 为气体的热力学温度。
参考解答设容器的截面积为A ，封闭在容器中的气体为ν摩尔，阀门打开前，气体的压强为0p 。
由理想气体状态方程有00p AH RT ν= （1） 打开阀门后，气体通过细管进入右边容器，活塞缓慢向下移动，气体作用于活塞的压强仍为0p 。
活塞对气体的压强也是0p 。
设达到平衡时活塞的高度为x ，气体的温度为T ，则有0()p H x A RT ν+= （2） 根据热力学第一定律，活塞对气体所做的功等于气体内能的增量，即003()()2p H x A R T T ν-=- （3） 由（1）、（2）、（3）式解得25x H =（4） 075T T = （5）二、第17届预赛题.（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。
开始时阀门关闭，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。
现将阀门缓慢打开，直至压强相等时关闭。
问此时容器A 中气体的温度为多少？假设在打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．已知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． 参考解答设气体的摩尔质量为μ，容器A 的体积为V ，阀门打开前，其中气体的质量为M 。
全国初中物理竞赛试题专项(热学综合)精编(2024版)(附答案)
全国初中物理竞赛试题专项（热学综合）精编（2024版）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2000JC．0~1min冰吸收的热量是6×104JD．3~5nin时间内，电加热器的热效率为35%3．下列事实中，能说明物质吸收热量的本领跟物质的种类有关的是（）．A．体积相等的两瓶水，温度都升高了10 ℃，它们吸收的热量相等B．质量不同的两块铁，温度都升高了10 ℃，它们吸收的热量不相等C．体积相等的水和酒精，温度都升高了10 ℃，它们吸收的热量不相等D．质量相等的水和酒精，温度都升高了10 ℃，它们吸收的热量不相等二、多选题4．有一支温度计，刻度均匀但读数不准，将它放在1标准大气压下的冰水混合物中，示数为4℃；将它放在1标准大气压下的沸水中，示数为94℃，下列说法正确的是（ ）A．将其放在1标准大气压下的沸水中，实际温度应为100℃B．将它放在某房间内，其示数为22℃，该房间的实际温度应为20℃C．在40℃附近，该温度计读数最准确D．在温度大于50℃时，该温度计显示的温度比实际温度要大5．小明在探究“水蒸发快慢与水上方空气流速、水与空气的接触面积和水的温度是否有关”实验中。
物理竞赛热学气体动理论 固体 液体 物态变化
积分可以求出速率范围在v1－v2内分子数占总 分子数的比率为
N v2 f v dv v1 N
归一化条件
f ( v ) dv 1
0
平均值
v vf ( v)dv
0
v v f ( v)dv
2 2 0
二、麦克斯韦速率分布 早在1859年，英国物 理学家麦克斯韦利用平衡 态理想气体分子在三个方 向上作独立运动的假设导 出了麦克斯韦速率分布， 其表达式如下：
因而分子的每一个平动自由度的平均动能都为
1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 mv x mv y mv z ( mv ) kT 2 2 2 3 2 2
按照统计力学的基本原理，可将上述结论推广 到分子的转动和振动，因为无论是平动、转动还是 振动，都没有哪一个自由度是特别优越的，或者说 跟任何一个自由度相对应的运动出现的机会都是均 等的。可由此推出一个普遍的定理——能量按自由 度均分定理:在温度为T的平衡态下，气体分子的每 一个自由度都具有相同的平均动能，其大小都等于
W E S S
例：在一大水杯的水中，有一半径为R的大油滴，现 将此大油滴打散成多个半径均为r的小油滴，问此过 程要做多少功？已知油和水的表面张力系数为σ
解：设最后大油滴被打散成N个半径均为r的小油滴
3
4 4 3 3 R N r 3 3
油滴表面积增加
2 2
R N r
df (v) dv
v v p
0
可得
2kT 2 RT RT vp 1.41 m M M
2．平均速率
8kT 8RT v vf ( v)dv m M 0
3．方均根速率
初中物理竞赛及自主招生专题讲义第六讲热学第三节热平衡方程与热平衡问题含解析
第三节 热平衡方程与热平衡问题两个温度不同的物体靠近时，会发生热传递。
高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量，温度升高。
当两者温度相同时，热传递停止，此时物体即处于热平衡状态。
1．热平衡方程设高温物体的比热容为1c ，质量为1m ，初始温度为1t ，低温物体的比热容为2c ，质量为2m ，初始温度为()221t t t <，当两者达到热平衡时，共同温度为0t ，则可知201t t t <<。
若不计能量损失，则高温物体放出的热量Q 放等于低温物体吸收的热量Q 吸，即Q Q =吸放，或()()11102202c m t t c m t t -=-,这即是两个物体热交换时的平衡方程,可解得t 11122212012c m t c m t m m t c c ++=，若已测得0t 的值,则可求得()()11102202c m t t c m t t -=-，因此可以用这种方法测物体的比热容。
例1 （上海第5届初中物理竞赛复赛）温度不同的两个物体相互接触后将会发生热传递现象。
若不计热量的损失,则当两物体达到热平衡状态时，它们的温度相同，且高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量。
现有三种不同的液体A ，B ，C ,它们的初温度分别为15℃，25℃,35℃。
当A 和B 液体混合并到达平衡状态时,其平衡温度为21℃;当B 和C 液体混合并到达平衡状态时,其平衡温度为32℃。
求A 和C 液体混合并到达平衡状态时的平衡温度。
分析与解 设A ,B ,C 三种液体的比热容分别为1c ，2c ，3c ;质量分别为1m ，2m ,3m 。
则A 与B 混合时，有()()112221152521c m c m -=-℃℃℃℃，即112223c m c m =；B 与C 混合时，有()()223332253532c m c mc -=-℃℃℃℃，即332273c m c m =；当A 与C 混合时,设热平衡后的温度为t ，则有()()11331535c m t c m t -=-℃℃,将以上各式代入，可解得30.56t =℃。
物理竞赛辅导——热学初步知识
物理竞赛辅导——热学初步知识知识内容1、 温度及温度计：温度的意义、单位；温度计的构造及测温原理；温度计的使用。
2、 熔化与凝固：熔化现象，凝固现象；熔点，凝固点；熔化吸热，凝固放热；晶体和非晶体的熔化。
3、 汽化：汽化现象；蒸发与沸腾的区别与联系；影响蒸发快慢的因素；蒸发吸热，沸腾吸热；沸点，沸点与压强的关系。
4、 液化：液化现象，液化放热。
5、 升华与凝华：升华现象，凝华现象。
6、 分子动理论：扩散现象；分子运动论的内容。
7、 内能：内能的定义；改变物体内能的方法。
8、 热量与比热容：热量的意义；热什；热量的计算；比热容的概念。
9、 热机：热机的工作原理；热机效率；汽油机与柴油机的构造和工作过程区别。
应用举例例1、 在寒冷的冬天，用手去摸室外的铁棍，感觉非常凉，有时不会发生粘手的现象，好像铁棍表面有一层胶。
而在同样环境下，用手去摸木棍却感觉不太凉，也不会发生粘手的现象，这是为什么？例2、为了比较1、2两种材料的保温性能小红在两个同样的烧瓶中灌满水，加热到相同的温度后分别用厚度相同的1、2两种保温材料包好，定时测量烧瓶中水的温度。
实验过程中室温保持不变。
他想用这种方法比较两种材料的保温性能。
表中给出了在时刻t （单位是分）测得的两个烧瓶中的水温T 1、T 2的几组数据。
根据这些数据在下面的方格纸中作出表示水温与时间关系的图象并回答以下问题：1. 哪种材料的保温性能较好？ 2. 当时的室温大约是多少？例3冬天手冷时，用嘴向手上“哈气”（即缓缓持吹气），手会感到暖和，而若用劲向手上吹气，手不但不会暖和，反会更冷，这是什么原因？例4冬季的一个星期天，小学生明明坐着着爸爸开的小汽车去郊游。
车开出不久，明明发现汽车前车窗的玻璃慢慢变得不够透明了，影响了观察车前方的情况。
明明用手擦了擦，玻璃变得透明了，可过了一会儿，玻璃又模糊了。
这时明明看见爸爸用手扳动了操作盘上的一个开关，没过多久，玻璃就变和透明了，一路上再也没有出现不透明的情况。
上海大同杯竞赛热与能专题
上海大同杯初中应用物理知识竞赛专题复习--热与能【重点知识解读】1分子动理论三个论点：一切物质都是由大量分子组成；一切物质的分子都是在永不停息地做无规则的热运动；分之间同时存在引力和斥力。
2物体内部所有分子运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
一切物体在任何情况下都有内能。
物体的内能与物体的温度和状态有关。
同一个物体状态不变时，温度升高，分子运动加剧，分子动能增加，内能增加；同一物体，发生物态变化时温度不变，分子动能不变，吸收热量内能增加，放出热量内能减小。
3发生热传递的条件是存在温度差。
热量总是自发的从高温物体传递给低温物体。
热传递的过程是内能的转移过程。
4做功和热传递都可以改变物体的内能。
通过做功改变物体内能实质是其它形式的能量与内能的相互转化。
5单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容。
比热容是物质本身的一种属性，反映了物质吸热放热本领的强弱。
比热容与物质的质量、体积、温度无关。
6燃料的热值q是指单位质量的燃料完全燃烧所放出的热量。
质量为m的燃料完全燃烧放出热量Q=qm。
7能量守恒定律：自然界中各种形式的能量在一定条件下相互转化，但总量保持不变。
8热量的计算：Q=cm△t。
式中△t是物体温度的变化量。
Q＝mq或vq；热平衡方程：Q吸=Q放。
实际应用时：cm△t＝∩mq. 【经典竞赛题分析】1．（2011上海第25界初中物理竞赛复赛）将一功率为P=500瓦的加热器置于装有水的碗中，经过2.0分钟后，碗中水温从T1=85℃上升到T2=90℃，之后将加热器关掉1.0分钟，发现水温下降1.0℃。
试估算碗中所装水的质量。
2、（2011上海第25界初中物理竞赛复赛）因为环境污染，北极的冰山上常年沉积着灰尘，使冰山表面吸收了更多太阳光，加速了冰山的熔化。
假设覆盖着灰尘的冰山上表面每单位时间单位面积所2吸收的太阳光为98瓦/米(此数据已将太阳光白天和黑夜的不同日照量平均计算在内)。
(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︒CB.94︒CC.96︒CD.98︒C3.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B.如果在15℃时取甲、乙两材料的长度均是1米，则在降低相同温度后甲的长度大于乙的长度C.如果在15℃时取甲、乙两种材料的长度均是1米，则在升高相同温度后，甲的长度大于乙的长度D.以上三种情况都不对5.使用冷暖空调的密闭轿车玻璃上，无论盛夏还是严冬，都有小水珠凝结。
实际情况是( )A.小水珠总是凝结在窗玻璃的内表面B.小水珠总是凝结在窗玻璃的外表面C.夏天小水珠凝结在窗玻璃内表面，冬天凝结在外表面D.夏天小水珠凝结在窗玻璃外表面，冬天凝结在内表面6.如图所示，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。
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上海物理竞赛热学The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 20208．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 ）d12．一密闭容器中，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 、2：3B 、3：5C 、4：9D 、1：213、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37、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 ⑴⑶B ⑴⑵C ⑶⑷D ⑵⑶2．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1KB 温度升高等于1KC 温度升高小于1KD 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：32B．热水和冷水的温度差为69℃，m：m=l：24C．热水和冷水的温度差为54T：，mD．热水和冷水的温度差为48℃，m：m=l：2015．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。