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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 、K 的绝热细管连通， 相邻两球球心的高度差 ．初始时， 阀门是关闭的， 1 2 h 1.00 m 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 1 2 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， 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 3 1 He 4.003 10 kg mol 3 1 Kr 83.8 10 kg mol 3 1 Xe 131.3 10 kg mol 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． 3 －1 已知铝合金的比热容 c ＝0.880 ×10 J ·(k g ·oC) ， 水的比热容 c ＝ 3 －1 4.20 ×10 J ·(kg ·oC) ，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 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） 。平衡时气体 的总压强是 3.0 atm ，经做等温膨胀后使其体积加倍，在膨胀结束时，其中的水刚好全部消失，此时的总压强为 2.0 atm 。若让其继续作等温膨胀，使体积再次加倍。试计算此时： 1. 汽缸中气体的温度； 2. 汽缸中水蒸气的摩尔数； 3. 汽缸中气体的总压强。 假定空气和水蒸气均可以当作理想气体处理。 5．（17F1）在一大水银槽中竖直插有一根玻璃管，管上端封闭，下端开口．已知槽中水银液面以上的那部分玻璃管 的长度ｌ＝ 76 ｃｍ，管内封闭有ｎ＝ 1．