高二物理竞赛(5)物态变化、热传递和热膨胀

高二物理竞赛（5）物态变化、热传递和热膨胀

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一、物理小组的同学在寒冷的冬天做了一个这样的实验：他们把一个实心的大铝球加热到某温度t，然后把它放在结冰的湖面上（冰层足够厚），铝球便逐渐陷入冰内。当铝球不再下陷时，测出球的最低点陷入冰中的深度h。将铝球加热到不同的温度，重复上述实验8次，最

知此情况下，冰的熔解热λ=3.34×105J/kg。

（1）试采用以上某些数据估算铝的比热c；

（2）对未被你采用的实验数据，试说明不采用的原因，并作出解释。

二、在野外施工中，需要使质量m=4.20kg的铝合金构件升温。除了保温瓶中尚存有温度t=90.0℃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t0=10℃升温到66.0℃以上（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·℃)-1，水的比热容c0=4.20×103J·(kg·℃)-1，不计向周围环境散失的热量。

三、地球上的能量从源头上说来自太阳辐射到达地面的太阳辐射（假定不计大气对太阳辐射的吸收）一部分被地球表面反射到太空，其余部分被地球吸收。被吸收的部分最终转换成为地球热辐射（红外波段的电磁波）。热辐射在向外传播过程中，其中一部分会被温室气体反射回地面，地球以此方式保持了总能量平衡。作为一个简单的理想模型，假定地球表面的温度处处相同，且太阳和地球的辐射都遵从斯忒蕃一玻尔兹曼定律：单位面积的辐射功率J 与表面的热力学温度T的四次方成正比，即J=σT4，其中σ是一个常量。已知太阳表面温度T s=5.78×103K，太阳半径R s=6.69×105km，地球到太阳的平均距离d=1.50×108km。假设温室气体在大气层中集中形成一个均匀的薄层，并设它对热辐射能量的反射率为ρ=0.38。（1）如果地球表面对太阳辐射的平均反射率α=0.30，试问考虑了温室气体对热辐射的反射作用后，地球表面的温度是多少？

（2）如果地球表面一部分被冰雪覆盖，覆盖部分对太阳辐射的反射率为α1=0.85，其余部分的反射率为α2=0.25，问冰雪覆盖面积占总面积多少时地球表面温度为273K。

四、温度开关用厚度均为0.20mm的钢片和青铜片作感温元件；在温度为20℃时，将它们紧贴，两端焊接在一起，成为等长的平直双金属片。若钢和青铜的线膨胀系数分别为1.0×10-5/度和2.0×10-5/度，当温度升高到120℃时，双金属片将自动弯成圆弧形，如图所示。试求双金属片弯曲的曲率半径。（忽略加热时金属片厚度的变化）

五、致冷机是通过外界对机器做功，把从低温处吸取的热量连同外界对机器做功所得到的能量一起送到高温处的机器；它能使低温处的温度降低，高温处的温度升高。已知当致冷机工作在绝对温度为T 1的高温处和绝对温度为T 2的低温处之间时，若致冷机从低温处吸取的热量为Q ，外界对致冷机做的功为W ，则有

Q W ≤T 2

T 1－T 2

， 式中“=”对应于理论上的理想情况。某致冷机在冬天作为热泵使用（即取暖空调机），在室外温度为-5.00℃的情况下，使某房间内的温度保持在20.00℃。由于室内温度高于室外，故将有热量从室内传递到室外。本题只考虑传导方式的传热，它服从以下的规律：设一块导热层，其厚度为l ，面积为S ，两侧温度差的大小为T ，则单位时间内通过导热层由高温处传导到低温处的热量为

H =k ΔT l

S ，

其中k 称为热导率，取决于导热层材料的性质。

（1）假设该房间向外散热是由面向室外的面积S=5.00m 2、厚度l =2.00mm 的玻璃板引起的。已知该玻璃的热导率k =0.75W/(m·K)，电费为每度0.50元。试求在理想情况下该热泵工作12h 需要多少电费？

（2）若将上述玻璃板换为“双层玻璃板”，两层玻璃的厚度均为2.00mm ，玻璃板之间夹有厚度l 0=0.50mm 的空气层，假设空气的热导率k 0=0.025W/(m·K)，电费仍为每度0.50元。若该热泵仍然工作12h ，问这时的电费比上一问单层玻璃情形节省多少？

六、热机和热泵利用物质热力学循环实现相反功能：前者从高温处吸热，将部分热量转化为功对外输出，其余向低温处放出；后者依靠外界输入功，从低温处吸热，连同外界做功转化成的热量一起排向高温处，按热力学第二定律，无论热机还是热泵，若工作物质循环过程中只与温度为T 1，T 2的两个热源接触，则吸收的热量Q 1，Q 2满足不等式

12

12

0Q Q T T +≤，其中热量可正可负，分别表示从热源吸热与向热源放热。

原供暖设备原本以温度T 0的锅炉释放的热量向房间直接供暖，使室内温度保持恒温T 1，高于户外温度T 2。为提高能源利用率，拟在利用原有能源的基础上采用上述机器改进供暖方案，与直接供暖相比，能耗下降的理论极限可达到多少？

七、南极冰架崩裂形成一座巨型冰山，随洋流漂近一个城市。有人设计了一个利用这座冰山来发电的方案，具体过程为：（a）先将环境中一定量的空气装入体积可变的容器，在保持压强不变的条件下通过与冰山接触容器内空气温度降至冰山温度；（b）使容器脱离冰山，保持其体积不变，让容器中的冰空气从环境中吸收热量，使其温度升至环境温度；（c）在保持容器体积不变的情况下让空气从容器中喷出，带动发电装置发电。如此重复，直至整座冰山融化。已知环境温度T a=293K，冰山的温度为冰的熔点T1=273K，可利用的冰山的质量m=1.0×1011kg，为了估算可能获得的电能，设计者做出的假设和利用的数据如下：

1．空气可视为理想气体。

2．冰的熔解热L=3.34×105J/kg；冰融化成温度为T1的水之后即不再利用。

3．压强为p、体积为V的空气内能U=2.5pV。

4．容器与环境之间的热传导良好，可以保证喷气过程中容器中空气温度不变。

5．喷气过程可分解为一连串小过程，每次喷出的气体的体积都是u，且u远小于容器的体积。在每个小过程中，喷管中的气体在内外压强差的作用下加速，从而获得一定动能ΔE，从喷嘴喷出。不考虑喷出气体在加速过程中体积的改变，并认为在喷气过程中容器内的气体压强仍是均匀的，外压强的大气压。

6．假设可能获得的电能是ΔE总和的45％。

7．当|x|<<1时，ln(1+x)≈x。

试根据设计者的假设，计算利用这座冰山可以获得的电能。

八、一厚度为t的薄金属盘悬吊在温度为300.0K的空气中，其上表面受太阳直射，温度为360.0K，下表面的温度为340.0K。空气的温度保持不变，单位时间内金属盘每个表面散失到空气中的能量与此表面和空气的温度差以及此表面的面积成正比，忽略金属盘侧面的能量损失。若金属盘的厚度变为原来的2倍，求金属盘上、下表面的温度。

九、在水平放置的洁净的玻璃板上一些水银，由于重力与表面张力的影响，水银近似呈圆饼形状（侧面向外突出），过圆饼轴线的竖直截面如图所示。为了计算方便，水银和玻璃的接触角可按180°计算。已知水银的密度ρ=13.6×103kg/m 3，水银的表面张力系数σ=0.49N/m 。当圆饼的半径很大时，试估算其厚度h 的数值大约是多少？（取1位有效数字即可）

十、在一个横截面积为S 的密闭容器中，有一个质量为M 的活塞把容器隔成Ⅰ、Ⅱ两室，Ⅰ室中为饱和水蒸气，Ⅱ室中有质量为m 的氮气。活塞可在容器中无摩擦地滑动。原来，容器被水平地放置在桌面上。活塞处于平衡时，活塞两边气体的温度均为T 0=373K ，压强同为p 0，如图1所示。今将整个容器缓慢地转到图2所示的直立位置，两室内的温度仍是T 0，并有少量水蒸气液化成水。已知水的汽化热为L ，水蒸气和氮气的摩尔质量分别为μ1和μ2。求在整个过程中，Ⅰ室内的系统与外界交换的热量。

氮气水蒸气

图复15 - 4 - 1图复15 - 4 -2

Ⅰ

ⅡⅡ

Ⅰ

h 图1 图2

十一、有人曾用如图所示的装置测量液体的体膨胀系数。A、B为粗细均匀的U形细玻璃管，竖直放置，两臂分别插在恒温容器C（较热的）和D（较冷的）内。U形管内盛有适量的待测液体。通过测量C、D内的温度和U形管两臂内液面的高度，就可计算出待测液体的体膨胀系数。试导出计算公式。不计玻璃管的热膨胀。

十二、正确使用高压锅（见图1）的办法是：将已加上密封锅盖的高压锅加热，当锅内水沸腾时，加上一定重量的高压阀，此时可以认为锅内空气已全部排除，只有水的饱和蒸汽。继续加热，水温将继续升高，到高压阀被蒸汽顶起时，锅内温度即达到预期温度。

某一高压锅的预期温度为120℃，如果某人在使用此锅时，未按上述程序，而在水温被加热至90℃时就加上高压阀（可以认为此时锅内水汽为饱和汽），问当继续加热到高压阀开始被顶起而冒汽时，锅内温度为多少？

已知：大气压强P0=1.013×105帕；90℃时水的饱和汽压P W(90)=7.010×105帕；120℃时水的饱和汽压P W(120)=1.985×105帕；在90℃到120℃之间水的饱和汽压P W和温度t（℃）的函数关系P W(t)如图2所示。

高压阀

图复14 - 2 - 1图复14 - 2 - 2℃

A B

C D

图1 图2

十三、如图所示，将端点相互连接的三根细线掷在水面上，其中第1、2条线各长1.5cm，第3条线长1cm。

（1）若在图中A点滴下某种杂质，使表面张力系数减小到原来的2

5

，求每根线的张力；

（2）然后又把该杂质滴在B点，求每根线的张力变为多少。（已知水的表面张力系数σ=0.07N/m）

十四、如图所示，使用一直径为d=0.1m，焦距f=0.5m的凸透镜B在一粗糙的黑色薄圆盘A上形成一个太阳C的聚焦像，像的大小与薄圆盘正好一样大。假设太阳的黑体温度是T=6000K，太阳中心与地球中心距离为a=1.5×1011m，太阳半径为R S=1.4×109m，试问圆盘可能达到的最高温度是多少？

十五、当压强不变、温度变化量Δt不太大时，液体或固

体在某一温度下的体膨胀系数α可以表示为

V

V t α

?

=

?

，

其中V为该温度时的体积，ΔV为体积的变化量。一般

来说，在常温下液体和固体的体膨胀系数分别为10-6/K

和10-5/K量级。

图中所示的装置可以用来测量控温箱中圆筒形玻璃

容器内液体的体膨胀系数，实验步骤如下：

①拿掉浮标，将液体的温度调控为接近室温的某一

温度t0，测量液柱的高度h；

②放入浮标，保持压强不变，将液体的温度升高一

个不太大的量Δt，用精密的位置传感器确定指针高度的

变化量Δh；

③利用步骤①和②中测得的数据计算液体在t0时的体膨胀系数为α。

回答下列问题：

（1）不考虑温度变化导致的液体密度变化，写出用测量量表示的α的表达式；

（2）①在温度升高过程中，液体密度变化会对用上面的表达式计算出的结果有什么影响？为什么？

②在所用浮标为直立圆柱体时，某同学对如何减小这一影响提出了以下几条建议，其中有效的是_____________。（填入正确选项前的字母）

A．选用轻质材料制成的浮标B．选用底面积较大的浮标

C．选用高度较小的浮标D．尽量加大液柱的高度h

E．尽量选用底面积大的玻璃容器

历届全国初中物理竞赛热与能

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题13--热和能 一、选择题 典例3（2011上海第25界初中物理竞赛）当物体中存在温度 差时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传递。对于一 长度为L 、横截面积为S 的均匀金属棒，当两端的温度差稳 定为△T 时，△t 时间内从高温端向低温端传递的热量△Q 满足关系式： t L T kS Q ??=?.；其中k 为棒的导热系数。如图所示，长度分别为L 1、L 2，导热系数分别为k 1、k 2，的两个横截面积相等的细棒在D 处紧密对接，两金属棒各自另一端分别与温度为400开、300开的恒定热源良好接触。若L 1∶L 2=1∶2，k 1∶k 2=3∶2，则在稳定状态下，D 处的温度为 （ ） A ．375开 B ．360开 C ．350开 D ．325开 解析：设在稳定状态下，D 处的温度为T ，则对于长度为L 1的细棒，()11 400-k S T Q t L ?=?，对于长度为L 2的细棒，()22 300k S T Q t L -?=?，联立解得T=375K ，选项A 正确。 .答案：A

【点评】此题考查热传递及其相关知识。 典例4．（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，经过分钟后，碗中水温从T 1=85℃上升到T 2=90℃，之后将加热器关掉分钟，发现水温下降℃。试估算碗中所装水的质量。 解答：加热器在2分钟内所供应的总热量，等于水温升高所吸收的热量，加上散失到周围环境的热量，即Pt=cm (T 2-T 1)+Q 若水温变化不大，则散失到周围环境的热量与时间成正比。因此加热器关掉1分钟，从热水散失的热量等于Q/2，此热量等于热水温度下降℃所放出的热量，即Q/2=cm△T 从以上两式可以解得Pt=cm (T 2-T 1+2△T) m= ()212Pt c T T T -+?=()35001204.210 5.0+2 1.0????kg=。 【点评】此题考查热量、能量守恒定律及其相关知识。 【竞赛实战训练】 1．(2009全国初中应用物理知识竞赛题)炎热无风的夏天，小宇走在被晒得发烫的柏油路上，看见前面的路面已被一辆洒水车洒水淋湿了。他认为走在淋湿了的路面上一定比走在干燥的路面上感到凉爽，于是赶快走过去，结果在洒过水的路面上，他却感到更加闷热了。你认为产生这种感觉的主要原因是( ) A ．洒水车中的水经过曝晒后，内能增大，温度很高

高中物理竞赛辅导(2)

高中物理竞赛辅导（2） 静力学力和运动 共点力的平衡 n个力同时作用在物体上，若各力的作用线相交于一点，则称为 共点力，如图1所示。 作用在刚体上的力可沿作用线前、后滑移而不改变其力 学效应。当刚体受共点力作用时，可把这些力沿各自的作用 线滑移，使都交于一点，于是刚体在共点力作用下处于平衡 状态的条件是：合力为零。 （1） 用分量式表示： （2） [例1]半径为R的刚性球固定在水 平桌面上，有一质量为M的圆环状均匀 弹性细绳圈，原长为，绳 圈的弹性系数为k。将圈从球的正上方 轻放到球上，并用手扶着绳圈使其保持 水平，最后停留在平衡位置。考虑重力， 不计摩擦。①设平衡时绳圈长 ，求k值。②若 ，求绳圈的平衡位置。

分析：设平衡时绳圈位于球面上相应于θ角的纬线上。在绳圈上任取一小元段， 长为，质量为，今将这元段作为隔离体，侧视图和俯视图分别由图示（a）和（b）表示。 元段受到三个力作用：重力方向竖直向下；球面的支力N方向沿半径R 指向球外；两端张力，张力的合力为 位于绳圈平面内，指向绳圈中心。这三个力都在经 线所在平面内，如图示（c）所示。将它们沿经线的切向和法向分 解，则切向力决定绳圈沿球面的运动。 解：（1）由力图（c）知：合张力沿经线切向分力为： 重力沿径线切向分力为： （2-2） 当绳圈在球面上平衡时，即切向合力为零。 （2-3） 由以上三式得 （2-4） 式中

由题设：。把这些数据代入（2-4）式得。于是。 （2）若时，C=2，而。此时（2-4）式变成 tgθ=2sinθ-1, 即 sinθ+cosθ=sin2θ, 平方后得。 在的范围内，上式无解，即此时在球面上不存在平衡位置。这时由于k值太小，绳圈在重力作用下，套过球体落在桌面上。 [例2]四个相同的球静止在光滑的球形碗内，它们的中心同在一水平面内，今以另一相同的球放以四球之上。若碗的半径大于球的半径k倍时，则四球将互相分离。试求k值。 分析：设每个球的质量为m，半径为r ，下面四个球的相互作用力为N，如图示（a）所示。 又设球形碗的半径为R，O' 为球形碗的球心，过下面四球的 球心联成的正方形的一条对角线 AB作铅直剖面。如图3（b）所示。 当系统平衡时，每个球所受的合 力为零。由于所有的接触都是光 滑的，所以作用在每一个球上的 力必通过该球球心。 上面的一个球在平衡时，其 重力与下面四个球对它的支力相平衡。由于分布是对称的，它们之间的相互作用力N， 大小相等以表示，方向均与铅垂线成角。

(完整版)上海高二物理竞赛试卷及参考答案

上海市第十五届高二物理竞赛(川沙中学杯) 复赛试题 说明： 1、本卷共四大题，24小题．满分150分．答卷时间为120分钟． 2、答案及解答过程均写在答题纸上。其中第一、二大题只要写出答案，不写解答过程；第 三、四大题要求写出完整的解答过程． 3，本卷中重力加速度用g表示，需要求教数值时取10m／s2。 一，选择题(以下每题中有一个或一个以上选项符合题意，每小题5分，共40分) l、发现静止点电荷间相互作用规律的科学家是 (A)安培；(B)法拉第； (C)麦克斯韦；(D)库仑。 2、如图所示，有一条形磁铁在自由下落的过程中遇到一导体圆环，磁 铁沿着圆环的轴线运，则磁铁的加速度 (A)在环的上方时大于g；(B)在环的上方时小于g； (C)在环的下方时大于g；(D)在环的下方时小于g． 3、如图所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中，由静止开始自边缘上的一点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力N。则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为 （A）1 (3) 2 R N mg -（B） 1 (3) 2 R mg N - （C）1 () 2 R N mg -（D） 1 (2) 2 R N mg - 4、如图所示，在水平面上匀加速前进的车厢内，有一与车厢相对静止的观测者测得与水平 面成θ角的光滑斜面上的物块相对于斜面向下的加速度a′=1 3 g sinθ，由此可以推断车厢在水 平面上的加速度为 (A)a0=2 3 g tgθ；(B) a0= 2 3 g ctgθ

(C) a0=2 3 g sinθ：(D) a0= 2 3 g cosθ 5、如图所示，质量为m的物块放在光滑的水平面上，物块两侧联接劲度系数为k的相同弹簧。左侧弹簧左端固定。力F作用在右侧弹簧右端P，开始时弹簧均为自由长度。第一次缓慢地将P点向右拉l距离，所做功为A s．第二次迅速地将P点向右拉l距离，所做功为A f，则有(A)A f=4A s；(B) A f=2A s； (C)4A f=A s；(D)2 A f=A s。 6、如图所示，弹簧下面挂着质量分别为m 1＝0.5kg和m2＝0.3kg的两个物体， 开始时它们都处于静止状态。突然把m1和m2的连线剪断后，m2的最大速率是 (设弹簧的劲度系数k=10N／m) (A)0.77m／s；(B)0.98m／s； (C)1.34m／s：(D)1.94m／s。 7、如图所示，有一导热板把绝热气缸分成A和B两部分，分别充满两种不同气体。在平衡态下，A和B两种气体的温度相同。当活塞缓慢运动压缩绝热气缸内的气体A时 (A)A的内能增加了； (B)B的温度升高了； (C)A和B的总内能增加了； (D)A的分子运动比B的分子运动更剧烈。 8、如图所示，两导体板平行放置可构成一平板电容器C，将其接到电源上充电，直到两导体板的电压与电源的电动势E相等。当电容器被充满电荷时两导体板分别带电Q、-Q，电容 器存储的电能为1 2 QC，同时电路中电流为零，在整个充电过程中 (A)在电阻上产生的热量与电源电动势E无关； (B)在电阻上产生的热量与R成正比； (C)在电阻上产生的热量与R成反比； (D)在电阻上产生的热量与R无关。 二、填空题(每小题5分，共50分)

历届全国初中物理竞赛(物态变化)

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题3－-物态变化 一．选择题 １. （２０13全国初中应用物理知识竞赛)在严寒的冬季，小明到 滑雪场滑雪,恰逢有一块空地正在进行人工造雪。他发现造雪机在工作 过程中，不断地将水吸入,并持续地从造雪机的前方喷出“白雾”，而 在“白雾”下方,已经沉积了厚厚的一层“白雪”,如图１所示。对于 造雪机在造雪过程中,水这种物质发生的最主要的物态变化,下列说法 图1 中正确的是（） A.凝华Ｂ.凝固Ｃ.升华Ｄ.液化 答案:B 解析:造雪机在造雪过程中,水这种物质发生的最主要的物态变化是凝固,选项B正确。 2.(２0１2全国初中应用物理知识竞赛预赛)随着人民生活水平的提高，饭桌上的菜肴日益丰富，吃饭时发现多油的菜汤与少油的菜汤相比不易冷却。这主要是因为【】A、油的导热能力比较差Ｂ、油层阻碍了热的辐射 C、油层和汤里的水易发生热交换 D、油层覆盖在汤面，阻碍了水的蒸发 答案:D 解析：多油的菜汤不易冷却的原因是油层覆盖在汤面,阻碍了水的蒸发，选项D正确。 ３.（2012全国初中应用物理知识竞赛）我国不少地区把阴霾天气现象并入雾，一起作为灾害性天气,统称为“雾霾天气”。关于雾和霾的认识，下列说法中正确的是（) A．霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的 B．雾和霾是两种不同的天气现象 C.雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的 D．雾和霾是同一个概念的两种不同说法 解析:雾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的,霾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的,雾和霾是两种不同的天气现象，选项B正确。 答案:.Ｂ 4（20１１全国初中应用物理知识竞赛河南预赛)如图所示的4种物态变化中，属于放热过程的是，

高二物理竞赛试题 及答案()

2016高平一中高二物理竞赛专题讲座 命题人:李文锋 一、选择题（每题4分，共28分） 1．若质点做直线运动的速度v 随时间t 变化的图线如图1所示，则该质点的位移s （从t ＝0开始）随时间t 变化的图线可能是图2中的哪一个？（ ） 2．烧杯内盛有0?C 的水，一块0?C 的冰浮在水面上，水面正好在杯口处。最后冰全部熔解成0?C 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 3.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 4.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲 5.如图Ⅰ-4所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab= Ubc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A.三个等势面中，a 的电势最高 B.带电质点通过 P 点时电势能较大 C.带电质点通过 P 点时的动能较大 D.带电质点通过 P 点时的加速度较大 6．如图所示，电容量分别为C 和2C 的两个电容器a 和b 串联接在电动势为E 的电池两端充电，达到稳定后，如果用多用电表的直流电压挡V 接到电容器a 的两端（如图），则电压表的指针稳定后的读数是（ ） E/3 （B ）2E/3 （C ）E （D ）0 7. 如图所示电路中，电源的内电阻为r ，R2、R3、R4均为定值电 阻，电表均为理想电表。闭合电键S ，当滑动变阻器R1的滑动触头P 向右滑动时，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为 I 、U ，下列说法正确的是（ ） A ．电压表示数变大 B ．电流表示数变大 C ．DU DI ＞r D ．DU DI ＜r 二、填空题（每题5分，共20分） 8.在国际单位制中，库仑定律写成 22 1r q q k F =，式中静电力常量 922 8.9810N m C k -=???，电荷量 q1和q2的单位都是库仑，距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿.若把库仑定律写成更简洁的形式 22 1r q q F = ，式中距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿，由此式可定义一种电荷量 q

热膨胀系数实验报告

热膨胀系数实验报告 篇一：热膨胀系数测定实验报告数据处理 由，得α（50-200C）o 其中n1=，L=72mm；解得：α（50-200C） /C oo相变起始温度T0=283C， o相变终止温度T1=295C。 篇二：物理金属线膨胀系数测量实验报告 实验（七）项目名称：金属线膨胀系数测量实验 一、实验目的 1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。 2、学会使用千分表。 二、实验原理 材料的线膨胀是材料受热膨胀时，在一维方向的伸长。线胀系数是选用材料的一项重要指标。特别是研制新材料，

少不了要对材料线胀系数做测定。 固体受热后其长度的增加称为线膨胀。经验表明，在一定的温度范围内，原长为L的物体，受热后其伸长量?L与其温度的增加量?t近似成正比，与原长L 亦成正比，即： ?L???L??t （1）式中的比例系数?称为固体的线膨胀系数（简称线胀系数）。大量实验表明，不同材料的线胀系数不同，塑料的线胀系数最大，金属次之，殷钢、熔融石英的线胀系数很小。殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。 实验还发现，同一材料在不同温度区域，其线胀系数不一定相同。某些合金，在金相组织发生变化的温度附近，同时会出现线胀量的突变。另外还发现线膨胀系数与材料纯度有关，某些材料掺杂后，线膨胀系数变化很大。因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。但是，在温度变化不大的范围内，线胀系数仍可认为是一常量。

为测量线胀系数，我们将材料做成条状或杆状。由（1）式可知，测量出时杆长L、受热后温度从t1升高到t2时的伸长量?L和受热前后的温度升高量?t，则该材料在温度区域的线胀系数为：?? ?L（2） 其物理意义是固体材料在温度区域内，温度每升高一度时材料的相对伸长量，其单位为。 测量线胀系数的主要问题是如何测伸长量?L。我们先粗估算一下?L的大小，若 L?250mm,温度变化t2?t1?100C，金属的?数量级为?10?5?1，则估算出 ? 1 ?L???L??t?。对于这么微小的伸长量，用普通量具如钢尺或游标卡尺是测不准的。可采用千分表（分度值为）、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等方法。本实验用千分表（分度值为）

第二届上海市高三物理竞赛试卷及解答只是分享

上海市第二届高三物理竞赛 说明： 1．本卷分I 、II 两卷，共六大题，满分150分，答题时间为120分钟。 2．答案及解答过程均写在答题纸上。其中第一、二、三、四、五大题只要写出答案，不写解答过程；第六大题尽可能写出完整的解答过程。 3．本卷未加说明时g 取10 m/s 2。 4．本卷可能用到的部分数据： 静电常量 k ＝9?109 Nm 2/C 2 电子电量 e ＝1.6?10－19 C 金原子核的电量Q Ag ＝79e 水的比热容c ＝4.2?103 J/kg ?C I 卷 一．（40分）单项选择题。本大题共8小题，每小题5分。每小题给出的答案中，只有一个是正确的。 1．从空间某点经大小不同的速率沿同一水平方向射出若干小球，则它们的动能增大到射出时的2倍时的位置处于 （ ） （A ）同一直线上 （B ）同一圆上 （C ）同一椭圆上 （D ）同一抛物线上 2．质量为m 的物体以恒定加速度0.3g （g 为重力加速度）竖直向下做匀加速直线运动，下降了距离h ，则 （ ） （A ）物体的重力势能减少了0.3mgh （B ）物体的动能增加了0.3mgh （C ）物体的机械能不变 （D ）重力做功0.3mgh 3．如图所示，固定的光滑半球球心的正上方有一个定滑轮，细线的一端拴一小球，置于半球面上的A 点，另一端绕过定滑轮并施加一拉力，今缓慢地将小球从A 点拉到最高点B ，在此过程中，小球对半球面的压力N 和细线拉力T 的变化情况是 （ ） （A ）N 变大，T 变小， （B ）N 变小，T 变小， （C ）N 不变，T 变小， （D ）N 变小，T 不变。 4．如图所示，一小物块以1 m/s 的初速度沿曲面由A 处下滑，到达较低的B 处时速度恰好也是1 m/s ，如果此物块以2 m/s 的初速度沿曲面由A 处下滑，到达B 处时的速度恰为v B ，则 （ ） （A ）v B ＜2 m/s （B ）v B ≤2 m/s （C ）v B ＝2 m/s （D ）v B ≥2 m/s 5．卢瑟福在α粒子散射实验中发现，有些α粒子能到达与金原子核相距2?10－14 m 的地方，在这个距离处α粒子受到金原子核的斥力大小约相当

《全国中学生物理竞赛大纲》2020版

《全国中学生物理竞赛大纲2020版》 (2020年4月修订，2020年开始实行) 2011年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订，修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过，并决定从2020年开始实行。修订后的“内容提要”中，凡用※号标出的内容，仅限于复赛和决赛。 力学 1.运动学 参考系 坐标系直角坐标系 ※平面极坐标※自然坐标系 矢量和标量 质点运动的位移和路程速度加速度 匀速及匀变速直线运动及其图像 运动的合成与分解抛体运动圆周运动 圆周运动中的切向加速度和法向加速度 曲率半径角速度和※角加速度 相对运动伽里略速度变换 2．动力学 重力弹性力摩擦力惯性参考系 牛顿第一、二、三运动定律胡克定律万有引力定律均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出) ※非惯性参考系※平动加速参考系中的惯性力 ※匀速转动参考系惯性离心力、视重 ☆科里奥利力 3．物体的平衡 共点力作用下物体的平衡 力矩刚体的平衡条件 ☆虚功原理 4．动量 冲量动量质点与质点组的动量定理动量守恒定律※质心 ※质心运动定理 ※质心参考系 反冲运动 ※变质量体系的运动 5．机械能 功和功率

动能和动能定理※质心动能定理 重力势能引力势能 质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)弹簧的弹性势能功能原理机械能守恒定律 碰撞 弹性碰撞与非弹性碰撞恢复系数 6．※角动量 冲量矩角动量 质点和质点组的角动量定理和转动定理 角动量守恒定律 7．有心运动 在万有引力和库仑力作用下物体的运动 开普勒定律 行星和人造天体的圆轨道和椭圆轨道运动 8．※刚体 刚体的平动刚体的定轴转动 绕轴的转动惯量 平行轴定理正交轴定理 刚体定轴转动的角动量定理刚体的平面平行运动9．流体力学 静止流体中的压强 浮力 ☆连续性方程☆伯努利方程 10．振动 简谐振动振幅频率和周期相位 振动的图像 参考圆简谐振动的速度 （线性）恢复力由动力学方程确定简谐振动的频率简谐振动的能量同方向同频率简谐振动的合成 阻尼振动受迫振动和共振(定性了解) 11．波动 横波和纵波 波长频率和波速的关系 波的图像 ※平面简谐波的表示式 波的干涉※驻波波的衍射(定性) 声波 声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声

高二物理竞赛试题

高二物理竞赛试题 考试时间：2014年5月30日 20：30----22：00 一、选择题（本题10小题。每小题6分） 1.我国于2010年10月1日成功发射了月球探测卫星“嫦娥2号”（CE-2），（CE-2），椭圆轨道近月点Q 完成近月拍摄任务后，到达椭圆轨道的远月点P 变轨成圆轨道。如图，忽略地球对（CE-2）的影响则：（ ） A ．在由椭圆轨道变成圆轨道的过程中机械能不变 B ．在椭圆轨道上由Q 点运动到P 点，机械能减少 2.在光滑的水平面内有一沿x 轴的静电场，其电势?随x 坐标值的变化图线如图所示，一质量为m 带电荷量为q 的带正民的小球（可视为质点）从O 点以初速度0v 沿轴正向移动。下列说法中准确的是：（ ） A ．若小能运动到1x 处，则该过程中小球所受到的电场力逐渐增大 B ．若带电小球从1x 处运动到3x 的过程中，电势能先减少后增大 C ．若该小球能运动到4x 处，则初速0v 至少为m /20?? D ．若0v 为m /20??，带电粒子在运动过程中的最大速度为m /60?? 3.如图所示，质量为M 的斜面体静止在粗糙的水平面上，斜面体的两个斜面均是光滑的，顶角为直角，两个斜面的倾角分别为α、β，且α>β.两个质量均为m 的物体P 、Q 分别在沿斜面向上的力F 1、F 2的作用下处于静止状态．则以下说法中准确的是( ) A ．水平地面对斜面体的静摩擦力方向水平向左 B ．水平地面对斜面体有摩擦力 C ．地面对斜面体的支持力等于(M ＋2m )g D ．地面对斜面体的支持力等于(M ＋m )g 4.如图所示，质量均为m 的两个木块P 、Q 叠放在水平地面上，P 、Q 接 触面的倾角为θ，现在Q 上加一水平推力F ，使P 、Q 保持相对静止一起向左做匀加速直线运动，则( ) A ．物体Q 对地面的压力一定为2mg B ．若P 、Q 之间光滑，则加速度a ＝g tan θ C ．若Q 与地面间的动摩擦因数为μ，则μ＝F 2mg D ．若运动中逐渐减小F ，则地面与Q 间的摩擦力也逐渐减小 5.如图甲所示，倾角为θ的充足长的传送带以恒定的速率v 0沿逆时针 方向运行．t ＝0时，将质量m ＝1 kg 的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的v －t 图象如图乙所示．设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g ＝10 m/s 2.则( ) A ．传送带的速率v 0＝10 m/s B ．传送带的倾角θ＝30° C ．物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5 D ．0～2.0 s 摩擦力对物体做功W f ＝－24 J 6.如图所示，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC 是 以O 为圆心的一段圆弧，位于竖直平面内．现有一小球从一水平桌面的边缘P 点向右水平飞出，该小球恰好能从A 点沿圆弧的切线方向进入轨道．OA 与竖直方向的夹角为θ1，PA 与竖直方向的夹角为θ2.下列说法准确的是( ) A. tan θ1tan θ2＝2 B ．cot θ1tan θ2＝2 C ．cot θ1cot θ2＝2 D ．tan θ1cot θ2＝2 7.一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F 的作用下开始向上运动，如图甲所示．在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E 与位移x 的关系图象如图乙所示，其中曲线上点A 处的切线的斜率最大．则( ) A ．在x 1处物体所受拉力最大 B ．在x 2处物体的速度最大 C ．在x 1～x 3过程中，物体的动能先增大后减小 D ．在0～x 2过程中，物体的加速度先增大后减小 8.在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存有着两个磁感应强度大小均为B 的匀强磁场，区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L ，一个质量为m 、电阻为R 、边长也为L 的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t 1时刻ab 边刚越过GH 进入磁场Ⅰ区，此时线框恰好以速度v 1做匀速直线运动；t 2时刻ab 边下滑到JP 与MN 的中间位置，此时线框又恰好以速度v 2做匀速直线运动．重力加速度为g ，下列说法中准确的是( ) A ．线框两次匀速直线运动的速度之比v 1∶v 2＝2∶1 B ．从t 1到t 2过程中，线框中通过的电流方向先是a →d →c →b ，然后是a →b →c →d C ．从t 1到t 2过程中，线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量 D ．从t 1到t 2过程中，有3mgL sin θ2＋m v 2 1－v 22 2 的机械能转化为电能 9.如图所示，理想变压器初级线圈接一正弦式交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变．则下列说法中准确的是( ) A ．只将S 1从2拨向1时，电流表示数变小 B ．只将S 2从4拨向3时，电流表示数变小 C ．只将S 3从闭合变为断开，电阻R 2两端电压增大 D ．只将变阻器R 3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小 10.下列说法准确的是（ ） A ．普朗克以前大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子 B ．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一 C ．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大 D ．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，所以，光子散射后波长变短 二、填空与实验题（本题2小题） 11.图中K 是密封在真空玻璃管内的金属电极，它受光照射后能释放出电子；W 是能够透光的窗口，光线通过它可照射到电极K 上；C 是密封在真空玻璃管内圆筒形的收集电极，它能收集K 所发出的光电子．R 是接在电池组E （电压充足高）两端的滑动变阻器，电极K 通过导线与串联电池组的中心端O 连接；G 是用于测量光电流的电流计．已知当某一特定频率的单色光通过窗口照射电极K 时，能产生光电子．当滑动变阻器的滑动接头处在某一点P 时，能够测到光电流，当滑动头向右移动时，G 的示数增大，使滑动头继续缓慢向右持续移动时，电流计G 的示数变化情况是： ．当滑动变阻器的滑动接头从P 点缓慢向左持续移动时，电流计G 的示数变化情况是： ．

热膨胀实验

实验一热膨胀实验 一．实验目的 1.了解材料线膨胀系数测定的意义、方法。 2.了解WTD2智能型热膨胀仪的原理、结构和操作步骤。 3.学会初步掌握测试数据和曲线的分析方法。 二．实验原理 现代化大型工程，如高层建筑、铁路、桥梁、航空航天器件等，都是由多种复杂的材料构成，要经过酷暑寒冬甚至太空中的急剧温度变化，因此必须确切地掌握有关材料的热膨胀系数以及其随温度变化的规律。 利用热膨胀方法对材料进行测定和研究称为“膨胀分析”。它不仅用于膨胀系数的测定，也是研究动态相变过程的有效手段，例如钢中过冷奥氏体的等温转变过程（TTT曲线）和连续冷却转变过程（CCT曲线）的测定，最常用的方法就是膨胀分析。在金属材料研究中，材料的结构转变、再结晶、时效固溶和沉淀析出，往往都伴随着体积的变化，因此可以用膨胀分析法来研究。又如粉末冶金中材料烧结致密度的评定，非晶体材料的软化温度的测定等，也可以用这一方法。 1.线膨胀系数 线膨胀系数是指与单位温度变化对应的试样单位长度的线膨胀量,当温度从T1变到T2时,试样的长度相应地从L1变到L2, 则材料在该温度区间的平均线膨胀系数α为: L2－L1 ΔL α＝—————＝———— L1(T2－T1) L1 ΔT 线膨胀系数α单位为: mm·mm-1·℃-1 2. 体膨胀系数 体膨胀系数是指与单位温度变化对应的试样单位体积的体积膨胀量，当温度从T1变到T2时,试样的体积相应地从V1变到V2，则材料在该温度区间的平均体膨胀系数β为： V2－V1 ΔV β＝——————＝———— V1 (T2－T1) V1ΔT 由于体膨胀系数测定较为复杂,所以对于热膨胀各向同性的材料，平均

历届全国初中物理竞赛(物态变化)

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题3--物态变化 一．选择题 1. （2013全国初中应用物理知识竞赛）在严寒的冬季，小明到滑 雪场滑雪，恰逢有一块空地正在进行人工造雪。他发现造雪机在工作 过程中，不断地将水吸入，并持续地从造雪机的前方喷出“白雾”， 而在“白雾”下方，已经沉积了厚厚的一层“白雪”，如图1所示。 对于造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化，下 图1 列说法中正确的是( ) A.凝华 B.凝固 C.升华 D.液化 答案：B 解析：造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化是凝固，选项B正确。2．(2012全国初中应用物理知识竞赛预赛)随着人民生活水平的提高，饭桌上的菜肴日益丰富，吃饭时发现多油的菜汤与少油的菜汤相比不易冷却。这主要是因为【】 A、油的导热能力比较差 B、油层阻碍了热的辐射 C、油层和汤里的水易发生热交换 D、油层覆盖在汤面，阻碍了水的蒸发 答案：D 解析：多油的菜汤不易冷却的原因是油层覆盖在汤面，阻碍了水的蒸发，选项D正确。 3．(2012全国初中应用物理知识竞赛)我国不少地区把阴霾天气现象并入雾，一起作为灾害性天气，统称为“雾霾天气”。关于雾和霾的认识，下列说法中正确的是（） A．霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的 B．雾和霾是两种不同的天气现象 C．雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的 D．雾和霾是同一个概念的两种不同说法 解析：雾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的，霾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的，雾和霾是两种不同的天气现象，选项B正确。 答案：．B 4（2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）如图所示的4种物态变化中，属于放热过程的是，( )

高中物理竞赛流程详细解析

高中物理竞赛流程详细解析 高中物理竞赛国内竞赛主要分为：物理竞赛预赛、物理竞赛复赛、物理竞赛决赛三个流程，国际性赛事分为国际物理奥林匹克竞赛和亚洲物理奥林匹克竞赛。 一、全国中学生物理竞赛预赛（CPhO） 1、高中物理竞赛入门级赛事，每年9月上旬举办（也就是秋学期开学），由全国竞赛委员会统一命题，各省市、学校自行组织，所有中学生均可报名； 2、考试形式：笔试，共3小时，5道选择题、每题6分，5道填空题、每题10分，6道大题、每题20分，共计200分； 3、考试主要考力学、热学、电磁学、光学、近代物理等相关内容（回台回复“物竞考纲”查看明细）； 4、比赛分别设置了一等奖、二等奖和三等奖，因为预赛主要是各省市为了选拔复赛选手而筹备的，所以一般一等奖可以参加复赛。 5、一般来说，考完试后2~3天即可在考点查询成绩。 二、全国中学生物理竞赛复赛（CPhO） 1、高中阶段最重要的赛事，其成绩对于自主招生及参加清北学科营等有直接影响，每年9月下旬举办（也就是预赛结束后）。 2、复赛分为笔试+实验： 笔试，共3小时，8道大题，每题40分，共计320分； 实验，共90分钟，2道实验，每道40分，共计80分； 总分400分。 3、笔试由全国竞赛委员会统一命题，各省市自行组织、规定考点，大多数省份只有预赛一等奖的同学可以参加； 实验由各省市自行命题，根据笔试成绩组织前几十名左右考生参加（也就是说实验不是所有人都考，只有角逐一等奖的同学才参加），最终根据实验和笔试的总成绩评定出一等奖、二等奖、三等。 4、各省市的实验时间稍有不同，具体可参考当地往年的考试时间。 5、考试内容在预赛的基础上稍有增加，具体考纲后台回复“物竞考纲”查看。 6、比赛设置了一等奖、二等奖、三等奖，也就是我们常说的省一、省二、省三，其中各省省一前几名入选该省省队，可参加决赛。 7、成绩有什么用？ 省一等奖可基本满足除清华、北大、复旦以外其他985/211高校的自主招生条件； 省二等奖可满足部分985/211高校的自主招生条件； 省三等奖可满足大部分211学校的自主招生条件。 8、各省省队成员可参加清北金秋营、冬令营，并根据成绩获得降分优惠。

上海市第8届高一物理竞赛-物理批注版

第八届上海市高一物理竞赛试题 一、单选题（每小题4分，共40分） 1．如图所示，A 、B 为半径相同的两个半圆环，以大小相同、方向相反的速度运动，A 环向右，B 环向左，则从两半圆环开始相交到最后分离的过程中，两环交点P 的速度方向和大小变化为（ ） （A ）向上变小 （B ）向下变大 （C ）先向上再向下，先变小再变大 （D ）先向下再向上，先变大再变小 2．从某高处自由下落到地面的物体，在中间一秒内通过的路程为30m ，则该物体下落时的高度为（ ） （A ）60m （B ）100m （C ）140m （D ）180m 3．如图所示，物块A 放在倾斜的木板上木板的倾角α为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的滑动摩擦系数为（ ） （A ）12 （B ） 22 （C ） 32 （D ） 52 4．在绕地球的圆形轨道上飞行的航天飞机上，将质量为m 的物体挂在一个弹簧秤上，若轨道处的重力加速度为g ?，则下面说法中正确的是（ ） （A ）物体所受的合外力为mg ?，弹簧秤的读数为零 （B ）物体所受的合外力为零，弹簧秤的读数为mg ? （C ）物体所受的合外力为零，弹簧秤的读数为零 （D ）物体所受的合外力为mg ?，弹簧秤的读数为mg ? 5．如图所示，一单摆挂在木板上的小钉上，木板质量远大于单摆质量，木板平面在竖直平面内，并可以沿两竖直轨道无摩擦地自由下落，现使单摆摆动起来，当单摆离开平衡位置但未达到最高点时，木板开始自由下落，则摆球相对于木板的运动状态是（ ） （A ）静止 （B ）仍做简谐运动 （C ）做匀速率圆周运动 （D ）做非匀速率圆周运动 6．水平放置的轻弹簧，劲度系数为k ，其一端固定，另一端系一质量为m 的滑块A ，A 旁有一质量相同的滑块B ，如图所示，两滑块与桌面间皆无摩擦，若外力作用在B 上使A 、B 一起推进， 弹簧由原长缩短了d ，然后撤消外力，则B 离开A 时（ ） （A ）速度为d k 2m （B ）速度为d k m v v A P B A B

物理物态变化

2010年学年度第二学期<上>物态变化测试 八年级 姓名：_______________班级：_______________考号：_______________ 简答题 1、如图所示，甲、乙两个房间里相同的电炉上，相同的两壶水都已烧开。 (1)请根据图示信息判断哪个房间的温度较高?简述你判断的依据。 (2)在最靠近壶嘴的地方，反而看不见“白气”，这是为什么? 2、（09年湖北省宜昌）我们经常听天气预报说，“……向北移动的暖湿气流和来自××地区的冷空气前锋相遇，将在我国××至××之间形成一条东西方向的降雨带……”。请你运用所学物理知识回答下列问题： （1）暖湿气流携带较多的水分，为什么不一定降雨，而与冷空气相遇才会降雨？ （2）干旱时，要实施人工降雨必须具备什么样的天气条件？实施人工降雨时常向高空抛洒干冰，请问干冰的作用是什么？ 3、日常生活中我们经常会看到烧开水时从壶嘴冒出的“白气”，刚从冰箱中取出的雪糕周围也有“白气”，如图所示。 ⑴请说明这两种“白气”的形成属于物态变化 ⑵请仿照示例说明这两种“白气”的成因。 示例：冬天房间玻璃窗上的冰花是由室内玻璃窗附近空气中的水蒸气遇冷凝华形成的 题号 简答题 总分 得分 评卷人 得分

4、小明在厨房里帮妈妈煮粥。妈妈说：待锅里的水烧开后，改用小火，盖上锅盖，让锅内的水微微沸腾，就能将粥煮好。小明发现，在此过程包含很多热学知识，请你就此场景说出两个与热学知识有关的物理现象： 示例：粥（液体）沸腾时有水汽化成水蒸气，这是汽化现象。 （1）_____________________________________________。 （2）_____________________________________________。 5、在我国，每年的7月和8月属高温天气，又正值农村蔬菜栽种季节，当菜苗栽上后，很容易因蒸发过快而失水干枯，不易成活。农民常用一些树叶、树枝遮盖在新栽菜苗上并洒上水，使菜苗不致干枯。请运用你学过的物理知识说明这种做法的道理(写出两条即可)。 (1) (2) 6、压缩式电冰箱是利用制冷剂在制冷系统中的周期性物态变化来循环制冷的，一种电冰箱的一般构造如图。上层为速冻室（冷源），下层为冷藏室，它分为上、中、下三格。现在有一批鲜鱼、肉、蔬菜、水果，把这批食物放在冷藏室的格子中储藏，怎样做最科学？为什么这样放置保鲜效果最佳？ 7、如图11是大自然中水循环现象的示意图。江、河、湖、海以及大地表层中的水不断蒸发变成水蒸气。当含有很多水蒸气的空气升入高空时，水蒸气的温度降低凝成小水滴或凝成小冰晶，这就是云。在一定条件下，云中的小水滴和小冰晶越来越大，就会下落。在下落过程中，小冰晶又变成小水滴，与原来的水滴一起落到地面，这就形成了雨。

高二物理竞赛(9)参考答案

高二物理竞赛（9）参考答案 一、1. 用作图法求得物AP，的像'' A P及所用各条光线的光路如图预解16-5所示。 说明：平凸薄透镜平面上镀银后构成一个由会聚透镜L和与它密接的平面镜M的组合LM，如图预解16-5所示．图中O为L的光心，' AOF为主轴，F和'F为L的两个焦点，AP 为物，作图时利用了下列三条特征光线： （1）由P射向O的入射光线，它通过O后方向不变，沿原方向射向平面镜M，然后被M反射，反射光线与主轴的夹角等于入射角，均为α。反射线射入透镜时通过光心O，故由透镜射出时方向与上述反射线相同，即图中的' OP． （2）由P发出已通过L左方焦点F的入射光线PFR，它经过L折射后的出射线与主轴平行，垂直射向平面镜M，然后被M反射，反射光线平行于L的主轴，并向左射入L，经L折射后的出射线通过焦点F，即为图中的RFP． （3）由P发出的平行于主轴的入射光线PQ，它经过L折射后的出射线将射向L的焦点'F，即沿图中的' QF方向射向平面镜，然后被M反射，反射线指向与'F对称的F点，即沿QF方向。此反射线经L折射后的出射线可用下法画出：通过O作平行于QF的辅助线'S OS，'S OS通过光心，其方向保持不变，与焦面相交于T点，由于入射平行光线经透镜后相交于焦面上的同一点，故QF经L折射后的出射线也通过T点，图中的QT即为QF经L 折射后的出射光线。 上列三条出射光线的交点'P即为LM组合所成的P点的像，对应的'A即A的像点．由图可判明，像'' A P是倒立实像，只要采取此三条光线中任意两条即可得'' A P，即为正确的解答。 2. 按陆续成像计算物AP经LM组合所成像的伙置、大小。 物AP经透镜L成的像为第一像，取12 u f =，由成像公式可得像距 1 2 v f =，即像在平向镜后距离2f处，像的大小' H与原物相同，' H H =。 第一像作为物经反射镜M成的像为第二像。第一像在反射镜M后2f处，对M来说是虚物，成实像于M前2f处。像的大小H''也与原物相同，H H H ''' ==。 第二像作为物，而经透镜L而成的像为第三像，这时因为光线由L右方入射，且物（第二像）位于L左方，故为虚物，取物32 u f =-，由透镜公式 33 111 u v f +=可得像距 3 3 2 3 fu v f u f ==> -

上海市第九届高二物理竞赛复赛试卷

九届高二物理竞赛复赛试题 一、选择题（每小题5分，共40分） 1 如图所示，刚性细直棒长为2L ，质量不计，其一端O 用光滑铰链与固定转轴连接，在细棒的中点固定一个质量为4m 的小球A ， 在棒的另一端固定一个质量为m 的小球B ，将棒置于水平位置由静止 开始释放，棒与球组成的系统将在竖直平面内作无摩擦的转动，则该 系统在由水平位置转至竖直位置的过程中 （ ） （A ）系统机械能守恒， （B ）棒对A 、B 两球都不做功， （C ）A 球通过棒对B 球做正功， （D ）B 球通过棒对A 球做正功。 2 截面积为A 的U 形管中，盛有一种密度为ρ的液体，由于底部中间 的阀门关闭着，使一边管中的液面高度为h 1，另一边管中的液面高度为h 2，如图所示，再次地阀门打开，使左右两边相通，当两边液面达到相同 高度时，重力做的功为 （ ） （A ）14 ρgA （h 1－h 2）2， （B ）12 ρgA （h 1－h 2）2， （C ）３4 ρgA （h 1－h 2）2， （D ）ρgA （h 1－h 2）2。 3 如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶里，在某一深度处静止时，管内封有一定的空气，若向广口瓶中再慢慢地倒入一些水， 试管仍保持竖直，则试管将 （ ） （A ）加速上浮， （B ）加速下沉， （C ）保持静止， （D ）相对原静止位置上下振动。 4 如图所示，一圆形金属环平放在水平桌面上，有一带负电荷的颗粒以恒定的水平速度v 贴近环的上表面沿直线AB 方向飞过金属圆环，在该电颗粒飞过环的过程中，环中 （ ） （A ）始终没有感应电流， （B ）始终有方向不变的感应电流， （C ）感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向， （D ）感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向。 5 将容积分别为500 cm 3，200 cm 3的两个玻璃容器A 、B 用容积可以忽略的细下班管连接起来，在20?C 时引入1 atm 的空气后封闭，然后将容器A 置于100?C 的环境中，容器B 的温度仍保持为20?C ，平衡后容器内的压强为 （ ） （A ）1.16 atm ， （B ）1.18 atm ， （C ）1.20 atm ， （D ）1.22 atm 。 6 如图所示，光滑水平金属导轨相互平行，且足够长，可通过电键与电容器C 连接，整个装置置于竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab 电阻为R ，开始时静止，除ab 外，其余电阻均可忽略，首先将K 板向1，使电容器充电，然后将K 板向2，其后ab 杆的运动情况是（ab 杆在整个运动中与水平导轨始终保持良好接触） （ ） （A ）向右作加速度减小的变速运动，直至最后作匀速运动， h1 2 1 K 2 a C ? ? ? ?B ? ? ? ? b

高中物理竞赛讲义-物态变化

物态变化 一、麦克斯韦速率分布律 大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。定量公式不作要求。 例1、根据右上图解释为什么地球的大气层中氢气的含量远小于氧气？ 二、汽化 汽化：物质从液态变成气态的过程，包括蒸发和沸腾两种方式 1、蒸发 蒸发：发生在液体表面，即液体分子由液体表面跑出去的过程。 由于分子在做无规则热运动，液体表面有一些速度较大的液体分子有可能脱离束缚进入空气。与此同时，一些在空气中的液体分子也可能重新进入液体。 影响蒸发快慢的因素 (1)温度：温度越高蒸发越快 (2)表面积：表面积越大蒸发越快 (3)通风：空气流动性越好蒸发越快 (4)液面处的气压：气压越高蒸发越慢 任何温度下，液体都会进行蒸发。 蒸发的效果：可以使液体降温。 思考：你能从微观的角度解释上述现象吗？ 2、沸腾 在一定大气压下，加热液体到某一温度时，在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象，相应的温度叫沸点。 沸点和气压有关 三、饱和汽与饱和汽压 在敞开容器中的液体，过一段时间总会蒸发完，而密闭容器内的液体则不会。例如瓶装饮料。 当脱离液体的分子数和返回液体的分子数一样多时，达到动态平衡。此时的蒸汽叫做饱和汽。此时，从宏观上看，蒸发停止了。 没有达到饱和的蒸汽叫做未饱和汽。 在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压。

注意： 1、饱和汽压指的是该种气体的分压，不是实际的总气压！ 向一个真空容器中注入液体（没有装满），则稳定后，气体的压强即为该液体的饱和汽压。 通常情况下，直接测混有空气的饱和汽的压强大于饱和汽压。 2、某种液体的饱和汽压只与温度有关，与气体的体积大小、是否混有其它气体无关。 饱和汽压与温度的关系： 思考1：为什么温度越高，饱和汽压也越高？ 思考2：右图是饱和汽压和温度的关系图，同时也是沸点和气压的关系图。为什么沸腾的条件是饱和汽压和外部压强相等？ 例2、如图，带有活塞的容器中，装有一些水 (1)保持活塞不动，当温度升高，水的体积和容器内蒸汽压分别如何变化？ (2)保持温度不变，向上提活塞，水的体积和容器内蒸汽压分别如何变化？ 四、空气的湿度 1、绝对湿度p s ： 空气里所含水汽的压强 2、相对湿度B ： 在某一温度下，水蒸汽的压强与同温度下饱和汽压的比，称为空气的相对湿度。 100%s p B p =? 3、露点：通常可以采用降温的方法使未饱和的气体变为饱和，临界温度称为露点。 例3、一汽缸的初始体积为0V ，其中盛有2mol 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3.0atm ，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2.0atm 。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。)