全國高中物理競賽預賽熱學試題及答案

16221，U閉，右端通大氣，大氣壓為P0。管內(nèi)裝入水銀，兩邊水銀面的高度差為h。左管內(nèi)空氣柱的長度為L。如果讓該管在原來豎直平面內(nèi)自由下落。求兩邊水銀面的高度差。相當于g=0？2一密閉氣缸內(nèi)有空氣，平衡狀態(tài)下缸底還有極少量的水（2-3）。缸內(nèi)氣體溫度為T，氣體體積為V1，壓強P1=2.00atm。現(xiàn)將活塞緩慢下壓，并保持缸內(nèi)溫度不變，當氣體體積減少到V1V時，壓強變?yōu)镻=3.00atm，度T

2 體，其密度為ρA。BρB。現(xiàn)將隔板抽開，上A、B合。若A、B（變的條件下溫度升高1K所吸收的熱量），則兩部分氣體完全 合后的溫度T2與混合前的溫度T1之差 B3-4水水水水 水4-5、第五屆預賽銀近似呈圓餅形狀（側(cè)面向外突出5-5180°計算。已知水銀的密度13.6103kgm3，水銀的表面張力系數(shù)0.49Nmh時，試估算其厚度h？（1h5-6、第五屆預賽一個密閉容器內(nèi)盛有水（未滿14℃時的飽和100℃14℃時，單位時n100/n14等于多少？（取一位7（第六屆預賽a）有一兩端封閉的、橫截面積均勻的U12，6-3UL1=12cmL2=18cmL1=12cmL2=18cm6-8（b）已知冰、水和水蒸氣在一密閉容器內(nèi)（容器內(nèi)沒有任何其他物質(zhì)。如能三態(tài)平衡共存，則系統(tǒng)的溫度和壓強必定分別是t1=0.01℃和P1=4.58mmHg1gQ=0.255kJ，試估算系統(tǒng)再達到平衡后冰、水和水蒸氣的質(zhì)量。已知在此條件下冰的升華熱L升=2.83J/g，L汽=2.49kJ/gAABDC8-11（b）78cm2cm，L0=38cm（8-6。已知大氣壓強相當于ho=76 8-t1=－3℃t2=47℃t3=27℃已知一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能的變化量與其溫度的變化量成正比（壓強、體積的變化無關(guān)ⅠⅠⅡⅢ9-Vm內(nèi)有一質(zhì)量為2m 質(zhì)量為mSB。兩園筒由一細而短的管塞A的上方盛有１mol的理想氣體，活塞A、B之間盛 T0，A、BVm。該理想氣體每摩爾的內(nèi)能UU=cTcT度。設(shè)活塞、汽缸壁、管道都是不導熱的，活塞Bp0LAA量為Q0, 在達到平衡時，ATfBW10-14（第十一屆預賽）U平面內(nèi)，處在壓強為P0的大氣中，兩個豎直支管的高度均為h，水平管的長度為2h，r,r<<hρ11-4如將U使水平管內(nèi)水銀長度穩(wěn)定為（u16（第十三屆預賽）S=100cm2的圓筒。左筒內(nèi)M右=64g體積V右=22.4L，溫度T右=273K，左筒筒壁絕熱，右筒內(nèi)的氣體吸收了多少熱量17（第十四屆預賽）如圖5所示,一薄壁鋼筒豎直放在水平桌面上,桶內(nèi)有一與底面平行并可上下移動的活塞K,它將筒割成A,B兩部分,兩部分的總V=8.31103.,,.筒的頂部輕輕放上一質(zhì)量與活塞K相等的鉛盒,蓋與筒的上端邊緣接觸良好(無).t=27C,AnA=3.00摩爾的理想,BnB=0,400,B中氣體中體積占總?cè)莘e的1/10.現(xiàn)對桶內(nèi)氣體緩慢加熱,把一定的熱量傳給氣體,當達到平衡時,B中氣體體積變?yōu)檎伎側(cè)莘e的1/9.問桶內(nèi)氣體溫度t’是多少?已知桶外大氣壓強為p0=1.04×10帕,普適氣體常數(shù)R=8.31焦/摩爾.開。18、（第十五屆預賽）1molp-V6O′點所對應的狀態(tài)時,其溫度為T0=300K.T1,和最低溫度T2各是多少.19（第十六屆預賽）16-3H，上端封閉，左邊容器上端是一個可以在容閥門關(guān)閉，左邊容器中裝有熱力學溫度為T0H3RTR2p0。由理想氣體狀態(tài)方程有p0AH

氣體的溫度為T，則有p0(Hx)Ap(Hx)A3R(TT

由（1）、（2）、（3）x25T7

520（第十七屆預賽）AA的容積大得很多的絕B相連。開始時閥門關(guān)閉，兩容器中盛有同種理想氣體，溫度均為30℃，BA2A中氣體的溫度為多少？假設(shè)在打開到關(guān)閉閥門的過程中處在AB中的氣體之間無熱交換．已知每摩爾該氣體的內(nèi)能為U5RTRT2A的體積為V，閥門打開前，其中氣體的質(zhì)量Mp，溫度為T。由pVM得M

TM，則有M2AMMMpV21

RT T B中時所占的體積為VVM2

W2由（3）、（4）、（5）WpV2TT

AUM2.5R(TT

W由（2）、（6）、（7）和（8）

T

12

TT

T353.5把一個實心的大鋁球加熱到某溫度t（冰層足夠厚h812345678熱鋁球的溫度h3均為0℃．已知此情況下，冰的熔解熱3.34105J/kg．試采用以上某些數(shù)據(jù)估算鋁的比熱c18-6-t0h與球的半徑Rtt0陷的深度hR18-6-，則鋁球的溫度從t℃降到0℃的過

4R3

QR2(hR)14R3

假設(shè)不計鋁球使冰熔化過向外界散失的熱量，則

h4Rct1

即h與t成線形關(guān)系．此式只對tt0時成立。將表中數(shù)據(jù)畫在h t圖中，得第1，2，…，8次實驗對應的點A、B、…、H。數(shù)據(jù)點B、C、D、E、F五點可擬上任取兩點的數(shù)據(jù)，代人（4）式，再解聯(lián)立方程，即可求出比熱c的值．例如，在直線上取相距較遠的橫坐標為8和100的兩點X1和X2它們的坐標由圖預解18- X2將此數(shù)據(jù)及的值代入（4）Rc8.6102J/kg

18-6-較遠，未被采用．這三個實驗數(shù)據(jù)在h t圖上的點即A、G、H．A點為什么偏離直線較遠？因為當hR（4）式得對應的溫度t065（2（3）式不成立，因而（4）GH點不采用的原因給1A和GH偏離直線的原因解釋正確，各得322、（第預賽）如圖預19-4所示，三個絕熱的、容積相同的球狀容器ABCK1K2（XeHe4.0031Kr83.8103kgXe131.311K，所吸收的熱量均為3R2R為普適氣體常量．根據(jù)題設(shè)的條件，可知：開始時AmHe4.003103kg，B氣的質(zhì)量mKr83.8103kg，C中氙氣的質(zhì)量mXe131.3103kg。三種氣體均勻混合后，AHe1mol降入B1mol降入CHe 1mg(h)1mg(2h)m 3 3 BKr1mol升入A1mol降入CKr 1mgh1mg(h) 3 3CXe1mol升入A1mol升入BXe 1mgh1mg2hm 3 3 EPEHeEKrEXe(mXemHe 體內(nèi)能的增量。根據(jù)題給的已知條件，注意到本題中所的理想氣體共有3摩⑤

332TT2(mXemHe⑥R8.31JK－1mol－1T3.310－2⑦即混合后氣體溫度降低3.310－20（RRp1.013105Nm－20溫度T273.13K1molV2.2410－2m3 Rp0V02084提出一個操作方案，能利用這些熱水使構(gòu)件從溫度t0=10℃升溫到66.0℃0（含66.0℃，并通過計算驗證你的方案．已知鋁合金的比熱容c＝0.880×l03J·(Kg·℃)-1c=4.20×103J·(Kg·℃)-1，不計向周圍環(huán)境散0操作方案：將保溫瓶中t90.0℃的熱水分若干次倒出來。第一次先倒出t010.0t1，將這部分溫度為t1的水倒掉。再從保溫瓶倒出一部分熱水，再次與溫度為的構(gòu)件充分接觸，并達到熱平衡，此時構(gòu)件溫度已升高到t2，再將這些溫度為t2驗證計算例如將1.200kg熱水分5次倒出來每次倒出m0＝0.240kg，

Qcm(tt

1由Q1Q1

0.240kg

依次計算出t1～t512345可見t5＝66.0℃12341.200kg40.300kg，依次算出t12345201010①通過計算求出的構(gòu)件的最終溫度不低于66.0℃。②使用的熱水總量不超過倒，每次倒出0.300kg，盡管驗算過的計算正確，但因構(gòu)件最終溫度低66.0℃，S的小液柱（質(zhì)量不計1mol（可視為理想氣體）1K5R2（R為普適氣體常量，桿將受到力的作用力的方向與細桿的運動方向相反，使細桿，隨著速度的減小感應電流和力也減小最后桿將停止運動感應電流在運動過，電阻絲上產(chǎn)生的焦，全部被容器中的氣體吸收．，QQ1

容器中的氣體吸收此熱量后，設(shè)其溫度升高TΔU52

在溫度升高T柱的位移為Δl

AΔV

pVRTp0p0ΔV

QA

Δl 7p0

25（2）（3（4（6）（7）425、（第二十三屆）L(以厘米為單位)的粗細均勻的、可彎曲的細H的壓強相等，已知管長L＞H.L中的氣體泄出.當細管彎成Lll強為p0。初始時，氣體的體積為V0、壓強為p0。11Kc，求以下兩種過電熱絲傳給氣體的熱量Q1與Q2之S得氣體的壓強為p1。（第二十五屆預賽答案第二十六屆預賽現(xiàn)用手指封住管的上端，把一定量的空氣密封在玻璃管中，以V0表示其體積；然后把玻璃管沿豎直方向提出水面，設(shè)此時封在玻璃管中的氣體體積為V1；最900，讓玻璃管處于水平位置，設(shè)此時封在玻璃管中的氣體體積為V2。則有 B. C. D.答案第二十六屆預賽體封閉在氣缸的L，M2p0定的。KL2比，L1L2K第二a2、下面列出的一些說法中正確的是 20oC1，在此過，它所吸收的熱量等于其內(nèi)能的增量。有人用水銀和制成兩種溫度計，他都把水的冰點定為0度，水的沸點定溫度計去測量同一環(huán)境的溫度（0100度）時，兩者測得的溫度數(shù)則從每個過氣體與外界交換的總熱量看在有的過氣體可能是吸收了熱答案第二口朝下豎直插人水池中，然后放手，平衡時，筒內(nèi)空氣的體積為0.40m3.的壓