物理竞赛--热学复习
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 =200m2．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。
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《热力学》复习 课件
例、哪个过程的Q、E、A均为负值。
（A）等容降压 （C）绝热膨胀
（B）等温膨胀 （D）等压压缩
（ D）
A 0 必为压缩过程 等压压缩过程 T减小, E 0
Q A E 0
所以（ D）符合要求
Q0
判断下列说法是否正确
1、热量能从高温物体传到低温物体，但不能从 低温物体传向高温物体.
错
已知：双原子分子经历等温过程ab，绝热过程ca，
等容过程bc如图,且Vb=3 Va
Pa
求 ：循环效率
b
解 由a到b等温过程
Qab Aab
M M mol
RTb
ln
Vb Va
c
吸热，对外做功
由b到c等容过程
Va
Vb V
M5
Qbc Ebc Mmol
2 R(Tc Tb )
M5
放热，内能减少
1 Q2 1 M mol 2 R(Tb Tc )
Q1
M M mol
RTb
ln Vb Va
M5
1 Q2
Q1
5
1 M mol 2 R(Tb Tc ) P
M M mol
RTb
ln
Vb Va
a
1
2 (Tb Tc ) Tb ln 3
1
2
5 ln
3
1
Tc Tb
Va
Ta Tb
1
5 2 ln
3
1
Tc Ta
b
c
Vb V
由ac是绝热过程
Tc Ta
5、求速率在0vo/2之间的粒子数。 6、求速率在vo/2 vo之间粒子的平均速率。
f (v)
av vo
物理奥赛热学知识点加强
物理奥赛-热学部分(知识点加强)一、气体动理论1．热运动的描述1.1.状态参量为了描述物体的状态,我们常常采用一些物理量来描述物体的有关状态,例如体积、温度、压强、浓度等。
这些描述状态的变量叫做状态参量。
对于一定的气体（质量为m，摩尔质量为M），它的状态一般可用下列三个两来表征：（1）气体所占的体积V，（2）压强p，（3）温度T或t，这三个表示气体状态的量叫气体的状态参量。
1.1.1 体积压强温度和热力学第零定律（1）体积气体的体积是气体分子所能达到的空间，并非气体分子本身体积的总和；（2）压强气体有压强，它表现为气体作用在容器壁单位面积上的指向器壁的垂直作用力；（3）温度温度的概念比较复杂，它建立在热平衡基础上的。
根据热力学第零定律，对A、B、C三个物体，如果A与B彼此间处于热平衡，B与C彼此间也处于热平衡，则A与C 也一定处于热平衡。
基于这个是事实，A、B、C就具有一个共同的宏观性质，我们将这个性质称为温度。
温度的本质与物质分子运动密切有关，温度的不同反应物质内部分子运动剧烈程度的不同。
在宏观上，简单说来，我们用温度表示物体的冷热程度，并规定较热的物体有较高的温度。
温度数值上的标定方法称为温标，常用的有两种：一是热力学温标T，单位为K；另外是摄氏温标t，单位是℃。
热力学温度T和摄氏温度t的关系是：t/℃=T/K-273.15 2.平衡态准静态过程一气体系统若不受外界影响（无物质和能量交换）或只受恒定的外力场作用的条件下，气体系统的宏观特性（如温度、压强等）长时间不随时间改变的状态称为平衡态。
处于平衡态中的气体，其分子仍不停作热运动，但其总体平均效果不随时间改变，是一种动态平衡。
若经历非平衡过程后可以过渡到一个新的平衡态，此过程称为弛豫，所需时间称为弛豫时间。
若过程进行得充分缓慢，使过程中的某一状态到相邻状态的时间比弛豫时间大得多，则每一中间态都可近似地看作平衡态。
这样的过程称为准静态过程。
3.理想气体状态方程表示平衡态的三个参量P、V、T之间存在着一定的关系。
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58.5×10－3kg/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气体分子的三种速率。
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-热学部分
水的体积为
V水
0.18 103
0.18103 (m3 )
将水蒸气视作理想气体, 由 pV νRT
1.013105V气 108.31373.15 V气 0.306m3
水变为水蒸气, 对外作功为
A
V气 pdV
V水
p(V气 V水 ) 1.013 10 5 （0.306 - 0.18 10 3） 0.31 10 5 (J )
= (i/2)R(T２－T１) A=ΔE=5×(3/2)×8．31×(300-290）=623 J 吸热 Q=0
例题
在一个大气压下, 180克水在沸点汽化为100 0C的水蒸汽。问它的内能改变了多少？（水 的沸点汽化热为2．25x106焦耳/千克）
解:汽化吸热为 Q 0.18 2.25 10 6 4.05 10 5 (J )
(2)等压过程 Ｑ=Cp（T２-T１）=[(i+2)/2]R(T２－T１) 吸热 Ｑ=5×(5/2)×8．31×(300-290)=1038．5 J ΔE= CV(T２－T１) 内能增加 ΔE=5×(3/2)×8．31×(300-290)=623 J 对外作功 A=Q-ΔE=1038．5-623=415．5 J (3)绝热过程 由热力学第一定律得A=ΔE 做功与内能的变化均为 A=ΔE= CV(T２－T１)
由热力学第一定律, 内能改变为 ΔE Q A 3.74 105 J
四． 循环、卡诺循环
1)特点: E 0
2)效率: W Q1 Q2
Q1
Q1
3)制冷系数: e Q2 Q2 W Q1 Q2
4)卡诺循环:
热机效率: W 1 T2
Q1
T1
吸了多少热量？
p0
S
l2
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=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8 1×8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气体分子的三种速率。
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。
高中物理奥林匹克竞赛——-热学复习参考
《热学》复习参考基本概念部分导论1．热学是研究什么的？（宏观：热现象；微观：热运动）物质的热现象（热运动）的规律、微观本质及其应用。
2．什么是热运动？它的特点是什么？（特点：粒子的大量性和运动的无规性）热运动——宏观物体内部大量微观粒子的一种永不停息的无规则运动。
特点：（1）单个粒子的运动具有极大的偶然性；（2）大量微观粒子组成的系统在整体上却遵循确定的规律。
3．热学研究的对象是什么？（对象：大量微观粒子组成的宏观系统）4．热学有哪些研究方法？（宏观：热力学；微观：统计物理）它们各自的特点是什么？热力学:结论具有高度的可靠性和普遍性。
但对热现象的本质无法了解，对一些热现象无法作出解释。
统计物理学的特点：能揭露热现象的本质。
但它对物质的微观结构所作的简化假设，使结论具有近似性，须用热力学来验证。
5．热学是怎么分类的？（从方法分：热力学、统计物理学；从对象的状态分：平衡态、非平衡态、相变）第一章1．平衡态1．1 什么是力学中的平衡？平衡态——所受合外力为0.1．2 什么是热学中的平衡态？平衡态——在不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不随时间变化的状态。
1．3 平衡态是否只适用于孤立系？（一个处于平衡态的系统的子系统）孤立系——与外界没有任何相互作用的系统。
不是1．4 平衡态是否适用于有外场的系统？适用1．5 在研究大气时，重力场算不算“外界影响”？不算1．6 平衡态是否只适用于均匀系？（两相平衡共存；或外力场中）不是1．7 系统处于平衡态时，其宏观性质是否一定各处相同？（有外场时）是1．8什么是热平衡和热动平衡？热动平衡的条件是什么？热平衡——在传热的条件下达到的平衡。
热动平衡（1）这是一种动态平衡。
系统的宏观性质虽不随时间变化，但组成系统的微观粒子仍在不停地运动。
只不过微观粒子运动的平均效果不随时间变化。
（2）“系统的宏观性质不随时间变化”是相对的，绝对不变是不存在的。
故平衡态是理想状态。
1．9 从微观量子统计的角度，所谓平衡指的是什么？（细致平衡、H定理、最概然分布、玻尔兹曼关系）最概然值（最可几值）小球数最多的槽（或曲线的极大值处），表示小球落入该槽（或该处附近）的可能性最大，故该处的坐标x称为坐标的最概然值（最可几值）。
高中物理竞赛--热力学专题
dW = −pdV → W = − � pdV
V1
这就是外界对流体在无限小的准静态膨胀或压缩中所做的功 非准静态过程（包括不可逆过程）：外界对物体所作的功仍然等于作用力与位移的乘积，但是由于在过程进行
中，物体的各部分都在变化，作用在物体上的力不再需要力平衡条件，一般情况下功的表达式会非常复杂。 特殊情形下的功：
C V +R
的关系为pV CV = 恒量。 解答：关键点—注意与节流过程的区别 分析打开K1的热力学过程：开始时，气室a中有ν摩尔气体，打开K1，外界气体有一部分空气ν′摩尔等压p0进
入气室，热力学过程：绝热、非准静态、不可逆，注意：与常规的节流过程有区别 初态：
外界气体：�ν′ , p0, V�, T0�，其能量 Ui1 = ν′ CV T0，且p0V� = ν′ RT0
体达到热平衡时，测得气体的压强为p1 2) 仍从初始状态出发，让活塞处在自由状态，在电热丝中通以弱电流，也持续一段时间，然后停止通电，最
后测得气体的体积为V2
解答：关键点—热力学状态的描述 初始热力学状态(ν, p0, V0, T0)的内能
Ui = CxνT0，且 p0V0 = νRT0
→
Ui
=
Cx R
p0V0
末态热力学状态： 等容过程末态(ν, p1, V0, T1)的内能
Uf = CxνT1，且 p1V0 = νRT1
→
Uf
=
Cx R
p1V0
热力学第一定律给出电热丝传给气体的热量
Q1
=
Uf
−
Ui
=
Cx R
(p1
−
p0)V0
等压过程末态(ν, p0, V2, T2)的内能
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。
(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。
高中物理竞赛辅导 热学导学
热学一、竞赛要求：1、温度与气体分子运动论2、气体的性质3、热力学第一定律4、热、功和物态变化二、重点知识气体的性质三、难点突破：1、玻意耳定律一定质量的气体，当温度保持不变时，它的压强和体积的乘积是一个常数C PV =，式中常数C 由气体的种类、质量和温度决定。
抽气与打气问题的讨论。
简单抽气机的构造由图1-2-1示意，它由一个活塞和两个阀门组成。
当活塞向上提升时，a 阀门打开，贮气筒与抽气机相通，气体膨胀减压，此时b 阀门被关闭。
当活塞向下压缩时，b 阀门打开，a 阀门关闭，抽气机内的气体被压出抽气机，完成一次抽气。
贮气筒被抽气的过程，贮气筒内气体质量不断在减小，气体压强也不断减小。
设第一次抽气后贮气筒内气压1p ，第n 次抽气后贮气筒内气压n p ，则有：)(1V V p pV ∆+= )(21V V p V p ∆+= )(1V V p p nn ∆+=- 整理得 p V V V p n n )(∆+=简单压气机与抽气机的结构相似，但作用相反。
图1-2-2示意，当活 塞上提时，a 阀门打开，b 阀门关闭，外界图 1-2-1图1-2-2空气进入压气机中，活塞下压时，压气机内空气被压入贮气筒，而此时阀门a 是关闭的，这就完成了一次压气过程。
每次压气机压入贮气筒的气体是V p ∆⋅0，故0p V V n p p n ∆⋅+= 2、盖—吕萨克定律一定质量的气体，当压强保持不变时，温度每升高1℃，其体积的增加量等于0℃时体积的2731。
若用0V 表示0℃时气体的体积，V 表示t ℃的体积，则)2731(0l V V +=。
若采用热力学温标，则273+t 为摄氏温度t ℃。
所对应的热力学温度T ，273为0℃所对应的热力学温度0T 。
于是，盖—吕萨克定律可写成00T T V V =。
若温度为T 时，体积为1V ；温度为2T 时，体积为2V ，则有2211T V T V =或C T V =。
故盖—吕萨克定律也可表达为：一定质量的气体，当压强保持不变时，它的体积与热力学温标成正比。
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。
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统计假设(平衡态下）
对分子集体的统计假设
1、分子分布的空间均匀性：容器中任一处单位体积内的 分子数不比其它处占优势——分子数密度n处处相等；
n dN N dV V
2、分子运动的各向同性：分子沿任一方向的运动 不比沿其他方向的运动占有优势
v
2 x
v
2 y
O
1000
v (m/s)
V V P( H2 )
P ( He )
(He) 1000 2m.s1 ( H2 )
例、一定量的某种理想气体，先经过等体过程使其热 力学温度升高为原来的4倍；再经过等温过程使其体积 膨胀为原来的2倍，则分子的平均碰撞频率变为原来的 ___1____倍．
解： Z 2 d 2n 8RT n T
1 (t 2
r
2s)kT
1 2
M
R(t
r
2s)T
速率分布函数： f (v) d N N dv
f (v)dv 1
0
3/2
dN N
f
(v)dv
4
m
2 kT
v 2 emv2 / 2kT dv
f (v) T
最概然速率：v p
平均速率
2kT 2RT
m
v 8RT
f(v)dv=dN/N
vrms
v
v2
h RT ln P0
g P
8.31 300 29 103 9.8
ln
1 0.8
2.0 103 m
6
例题
速率分布函数的物理意义是什么? 试说明下列各量的意义:
f
(v)
dN Ndv
1 f (v)dv dN ---分子速率在 v v dv 间隔内
N 的分子数占总分子数的百分比
2Nf (v)dv dN ---分子速率在v v dv
p nkT N kT V
N 2 T1 N1 T2
N T 27 15 4% N1 T2 27 273
例、当双原子气体的分子结构为非刚性时，1mol气体 分子的内能为：( A ) (A)7RT/2 (B)6RT/2 (C)5RT/2 (D)3RT/2
例、一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T，气 体分子的质量为m．根据理想气体的分子模型和统计假 设，分子速度在x方向的分量平方的平均值 ［ A］
可以忽略不计)，在达到新的平衡位置后，若比较两 边温度的高低，则结果是：［ B ］
(A)H2气比O2气温高．
H2
O2
(B) O2气比H2气温度高．
(C) 两边温度相等且等于原来的温度．
(D) 两边温度相等但比原来的温度降低了．
P
解：P nkT ，H2气和O2气质量相等、温度相同、体积相等。
no nH Po PH
v
2 z
1v 3
2
v x v y v z 0
理想气体状态方程 pV M RT
p nkT
压强公式 P 1 nmv2 2 nw
3
3
温度公式 w 3 kT 2
分子平均平动动能
能均分定理：在温度为T的平衡态下，物质分子的每一个自 由度都具有相同的平均动能，其大小都等于kT/2
气体分子自由度 i t(平 动) r(转 动) s(振 动)
,
N1
T1
4T ,V1
2V
n1
V1
n 2
Z1 Z
例、黄绿光的波长是500 nm．理想气体在标准状态下， 以黄绿光的波长为边长的立方体内分子数N= 3.36×106 （玻尔兹曼常量k＝1.38×10 23J/k） 解：理想气体在标准状态下，分子数密度为:
分子平均动能： i kT 分子平均能量： kT t r 2s
2
刚性理想气体的内能
EM
i
RT
i
2
RT
S 0
2 2
单原子分子气体 E 3 RT
2
双原子分子
E t r RT
2
5 RT
2
多原子分子
E t r RT 6 RT
2
2
*非刚性理想气体分子系统其内能: ?
U
N A
3
4
v2
v1 v2
v1
f v dv Nv1v2
N
Nf vdv Nv1
间隔内的分子数
---分子速率在v1 v2间隔内的
分子数占总分子数的百分比
v2 -分子速率在v1 v2间隔内的分子数
5
v2 vf v dv v2 v dN
v1
N v1
--无物理意义
6
v2 Nvf v dv
v1
v2 v1
v
dN
-速率在v1
v2
内的分子速率之和
7
例、一束粒子垂直射向一平板上，设分子的定向速度为 v，单位体积内分子数为n，分子质量为m。（1）求分子 与平板碰撞产生的压强。（2）若平板以匀速度u与分子 相向运动，求压强。
解：（1）
1秒内碰撞的粒子数
N nvA
A
一个粒子所受冲量 v
2mv
1秒内粒子对器壁总冲量—作用力：
F 2mnv2 A
压强：
P F 2mnv2
A
A
（2）
v
F 2mn(v u)2 A
压强： P F 2mn(v u)2 A
例、若室内生起炉子后温度从15C升到27 C，而室内的 气压不变，则此时室内的分子数减少了
(A)0.5%.
(B)4%
(C)9%
(D)21%
(A) v
2 x
kT / m
(B)
v
2 x
3kT m
(C)
v
2 x
1 3
3kT m
(D)
v
2 x
3kT / m
解：
v
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 x
1 v2 3
1 3
3KT m
KT m
例、一个绝热容器，用质量可忽略的绝热板分成体 积相等的两部分．两边分别装入质量相等、温度相
同的H2气和O2气．开始时绝热板P固定．然后释放之， 板P将发生移动(绝热板与容器壁之间不漏气且摩擦
1
2d 2n
p
p e mgh/kT 0
h kT ln p0 RT ln p0
mg p g p
例题:飞机起飞前机舱中的压强指示为1.0atm,温度 为27°C；起飞后压强指示为0.8atm,温度仍为 27°C，试计算飞机距地面的高度。
解：T 300K , P0 1atm,
P 0.8atm, z ?
3RT
0
vp
重力场中粒子按高度的分布
n n0emgh/ kT n0e p / kT
h=0处分子数密度
等温气压公式
p
nkT
n0k Temgh/ kT
p e p / kT 0
平均碰撞频率
z 2 d 2nv
h=0处压强
分子有效直径 分子平均速率
平均自由程：分子连续两次碰撞间运动的平均路程
v z
，
H2气推动绝热板P对O2气做功。 O2气升温，H2气降温
例、图示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度
下的分子速率的分布情况．由图可知，氦气分子的
最概然速率为： 1000 m/s
，氢气分子
的最概然速率为：1000 2m.s1
解：
Vp
2RT
f(v)
，
．
H2
He
VP(H2 ) VP(He) 1000m.s1