全国高中物理竞赛预赛热学试题及答案

16221，U闭，右端通大气，大气压为P0。管内装入水银，两边水银面的高度差为h。左管内空气柱的长度为L。如果让该管在原来竖直平面内自由下落。求两边水银面的高度差。相当于g=0？2一密闭气缸内有空气，平衡状态下缸底还有极少量的水（2-3）。缸内气体温度为T，气体体积为V1，压强P1=2.00atm。现将活塞缓慢下压，并保持缸内温度不变，当气体体积减少到V1V时，压强变为P=3.00atm，度T

2 体，其密度为ρA。BρB。现将隔板抽开，上A、B合。若A、B（变的条件下温度升高1K所吸收的热量），则两部分气体完全 合后的温度T2与混合前的温度T1之差 B3-4水水水水 水4-5、第五届预赛银近似呈圆饼形状（侧面向外突出5-5180°计算。已知水银的密度13.6103kgm3，水银的表面张力系数0.49Nmh时，试估算其厚度h？（1h5-6、第五届预赛一个密闭容器内盛有水（未满14℃时的饱和100℃14℃时，单位时n100/n14等于多少？（取一位7（第六届预赛a）有一两端封闭的、横截面积均匀的U12，6-3UL1=12cmL2=18cmL1=12cmL2=18cm6-8（b）已知冰、水和水蒸气在一密闭容器内（容器内没有任何其他物质。如能三态平衡共存，则系统的温度和压强必定分别是t1=0.01℃和P1=4.58mmHg1gQ=0.255kJ，试估算系统再达到平衡后冰、水和水蒸气的质量。已知在此条件下冰的升华热L升=2.83J/g，L汽=2.49kJ/gAABDC8-11（b）78cm2cm，L0=38cm（8-6。已知大气压强相当于ho=76 8-t1=－3℃t2=47℃t3=27℃已知一定质量的理想气体的内能的变化量与其温度的变化量成正比（压强、体积的变化无关ⅠⅠⅡⅢ9-Vm内有一质量为2m 质量为mSB。两园筒由一细而短的管塞A的上方盛有１mol的理想气体，活塞A、B之间盛 T0，A、BVm。该理想气体每摩尔的内能UU=cTcT度。设活塞、汽缸壁、管道都是不导热的，活塞Bp0LAA量为Q0, 在达到平衡时，ATfBW10-14（第十一届预赛）U平面内，处在压强为P0的大气中，两个竖直支管的高度均为h，水平管的长度为2h，r,r<<hρ11-4如将U使水平管内水银长度稳定为（u16（第十三届预赛）S=100cm2的圆筒。左筒内M右=64g体积V右=22.4L，温度T右=273K，左筒筒壁绝热，右筒内的气体吸收了多少热量17（第十四届预赛）如图5所示,一薄壁钢筒竖直放在水平桌面上,桶内有一与底面平行并可上下移动的活塞K,它将筒割成A,B两部分,两部分的总V=8.31103.,,.筒的顶部轻轻放上一质量与活塞K相等的铅盒,盖与筒的上端边缘接触良好(无).t=27C,AnA=3.00摩尔的理想,BnB=0,400,B中气体中体积占总容积的1/10.现对桶内气体缓慢加热,把一定的热量传给气体,当达到平衡时,B中气体体积变为占总容积的1/9.问桶内气体温度t’是多少?已知桶外大气压强为p0=1.04×10帕,普适气体常数R=8.31焦/摩尔.开。18、（第十五届预赛）1molp-V6O′点所对应的状态时,其温度为T0=300K.T1,和最低温度T2各是多少.19（第十六届预赛）16-3H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容阀门关闭，左边容器中装有热力学温度为T0H3RTR2p0。由理想气体状态方程有p0AH

气体的温度为T，则有p0(Hx)Ap(Hx)A3R(TT

由（1）、（2）、（3）x25T7

520（第十七届预赛）AA的容积大得很多的绝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℃，BA2A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AB中的气体之间无热交换．已知每摩尔该气体的内能为U5RTRT2A的体积为V，阀门打开前，其中气体的质量Mp，温度为T。由pVM得M

TM，则有M2AMMMpV21

RT T B中时所占的体积为VVM2

W2由（3）、（4）、（5）WpV2TT

AUM2.5R(TT

W由（2）、（6）、（7）和（8）

T

12

TT

T353.5把一个实心的大铝球加热到某温度t（冰层足够厚h812345678热铝球的温度h3均为0℃．已知此情况下，冰的熔解热3.34105J/kg．试采用以上某些数据估算铝的比热c18-6-t0h与球的半径Rtt0陷的深度hR18-6-，则铝球的温度从t℃降到0℃的过

4R3

QR2(hR)14R3

假设不计铝球使冰熔化过向外界散失的热量，则

h4Rct1

即h与t成线形关系．此式只对tt0时成立。将表中数据画在h t图中，得第1，2，…，8次实验对应的点A、B、…、H。数据点B、C、D、E、F五点可拟上任取两点的数据，代人（4）式，再解联立方程，即可求出比热c的值．例如，在直线上取相距较远的横坐标为8和100的两点X1和X2它们的坐标由图预解18- X2将此数据及的值代入（4）Rc8.6102J/kg

18-6-较远，未被采用．这三个实验数据在h t图上的点即A、G、H．A点为什么偏离直线较远？因为当hR（4）式得对应的温度t065（2（3）式不成立，因而（4）GH点不采用的原因给1A和GH偏离直线的原因解释正确，各得322、（第预赛）如图预19-4所示，三个绝热的、容积相同的球状容器ABCK1K2（XeHe4.0031Kr83.8103kgXe131.311K，所吸收的热量均为3R2R为普适气体常量．根据题设的条件，可知：开始时AmHe4.003103kg，B气的质量mKr83.8103kg，C中氙气的质量mXe131.3103kg。三种气体均匀混合后，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 体内能的增量。根据题给的已知条件，注意到本题中所的理想气体共有3摩⑤

332TT2(mXemHe⑥R8.31JK－1mol－1T3.310－2⑦即混合后气体温度降低3.310－20（RRp1.013105Nm－20温度T273.13K1molV2.2410－2m3 Rp0V02084提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度t0=10℃升温到66.0℃0（含66.0℃，并通过计算验证你的方案．已知铝合金的比热容c＝0.880×l03J·(Kg·℃)-1c=4.20×103J·(Kg·℃)-1，不计向周围环境散0操作方案：将保温瓶中t90.0℃的热水分若干次倒出来。第一次先倒出t010.0t1，将这部分温度为t1的水倒掉。再从保温瓶倒出一部分热水，再次与温度为的构件充分接触，并达到热平衡，此时构件温度已升高到t2，再将这些温度为t2验证计算例如将1.200kg热水分5次倒出来每次倒出m0＝0.240kg，

Qcm(tt

1由Q1Q1

0.240kg

依次计算出t1～t512345可见t5＝66.0℃12341.200kg40.300kg，依次算出t12345201010①通过计算求出的构件的最终温度不低于66.0℃。②使用的热水总量不超过倒，每次倒出0.300kg，尽管验算过的计算正确，但因构件最终温度低66.0℃，S的小液柱（质量不计1mol（可视为理想气体）1K5R2（R为普适气体常量，杆将受到力的作用力的方向与细杆的运动方向相反，使细杆，随着速度的减小感应电流和力也减小最后杆将停止运动感应电流在运动过，电阻丝上产生的焦，全部被容器中的气体吸收．，QQ1

容器中的气体吸收此热量后，设其温度升高TΔU52

在温度升高T柱的位移为Δl

AΔV

pVRTp0p0ΔV

QA

Δl 7p0

25（2）（3（4（6）（7）425、（第二十三届）L(以厘米为单位)的粗细均匀的、可弯曲的细H的压强相等，已知管长L＞H.L中的气体泄出.当细管弯成Lll强为p0。初始时，气体的体积为V0、压强为p0。11Kc，求以下两种过电热丝传给气体的热量Q1与Q2之S得气体的压强为p1。（第二十五届预赛答案第二十六届预赛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 B. C. D.答案第二十六届预赛体封闭在气缸的L，M2p0定的。KL2比，L1L2K第二a2、下面列出的一些说法中正确的是 20ºC1，在此过，它所吸收的热量等于其内能的增量。有人用水银和制成两种温度计，他都把水的冰点定为0度，水的沸点定温度计去测量同一环境的温度（0100度）时，两者测得的温度数则从每个过气体与外界交换的总热量看在有的过气体可能是吸收了热答案第二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0.40m3.的压