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（1）（8分）有一个小灯泡上标有“4．8V 2W”的字样，现在描绘小灯泡的伏安特性曲线。有下列器材可供选用：
A．电压表v（0～3V，内阻3kΩ） B．电流表A（0～0．6A，内阻约1Ω）
C．定值电阻R1=3kΩ D．定值电阻R：=15kΩ
E．滑动变阻器RW1（10Ω，2A） F．滑动变阻器Rw2（1000Ω，0．5A）
G．学生电源（直流6V，内阻不计） H．开关、导线若干
请根据要求完成以下问题：
①提供的电压表不能满足实验要求，可以 联一个定值电阻使电压表V的量程扩大为6v，定值电阻应选用 （用序号字母填写）；
②为尽量减小实验误差，并要求电压、电流从零开始多取几组数据，所以实验中滑动变阻器应选用 （用序号字母填写）；
③请在方框内画出满足实验要求的电路图；
④利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是 。
（2）（10分）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的实践和探究：
①用游标卡尺测量摆球直径的示数部分如上左图所示，则摆球直径为 cm。
把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆长L。
②用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n=60时秒表的示数如上右图所示，则该单摆的周期为T= s（结果保留三位有效数字）。
③测量出多组周期r、摆长L数值后，画出T0—L图象如图，则此图线的斜率的物理意义是（ ）
A．g
B．
C．
D．
④测量结果与真实的重力加速度值比较，发现测量结果偏大，分析原因可能有（ ）
A．振幅偏小
B．在未悬挂单摆之前先测定摆长
C．将摆线长当成了摆长
D．将摆线长与球的直径之和当成了摆长
⑤设计其它的测量重力加速度的方案。现提供如下的器材：
A．弹簧测力计
B．打点计时器、复写纸和纸带
C．低压交流电源（频率为50Hz）和导线
D．铁架台
E．重物
F．天平
G．刻度尺
请你选择适合的实验器材，写出需要测量的物理量，并用测量的物理量写出重力加速度的表达式。（只要求写出一种方案）
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（1）有一个小灯泡上标有“4．8V 2W”的字样，现在描绘小灯泡的伏安特性曲线。有下列器材可供选用：
A．电压表v（0～3V，内阻3kΩ） B．电流表A（0～0．6A，内阻约1Ω）
C．定值电阻R1=3kΩ D．定值电阻R：=15kΩ
E．滑动变阻器RW1（10Ω，2A） F．滑动变阻器Rw2（1000Ω，0．5A）
G．学生电源（直流6V，内阻不计） H．开关、导线若干
请根据要求完成以下问题：
①提供的电压表不能满足实验要求，可以 联一个定值电阻使电压表V的量程扩大为6v，定值电阻应选用 （用序号字母填写）；
②为尽量减小实验误差，并要求电压、电流从零开始多取几组数据，所以实验中滑动变阻器应选用 （用序号字母填写）；
③请在方框内画出满足实验要求的电路图；
④利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是 。
（2）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的实践和探究：
①用游标卡尺测量摆球直径的示数部分如上左图所示，则摆球直径为 cm。
把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆长L。
②用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n=60时秒表的示数如上右图所示，则该单摆的周期为T= s（结果保留三位有效数字）。
③测量出多组周期r、摆长L数值后，画出T0—L图象如图，则此图线的斜率的物理意义是（ ）
A．g
B．
C．
D．
④测量结果与真实的重力加速度值比较，发现测量结果偏大，分析原因可能有（ ）
A．振幅偏小
B．在未悬挂单摆之前先测定摆长
C．将摆线长当成了摆长
D．将摆线长与球的直径之和当成了摆长
⑤设计其它的测量重力加速度的方案。现提供如下的器材：
A．弹簧测力计
B．打点计时器、复写纸和纸带
C．低压交流电源（频率为50Hz）和导线
D．铁架台
E．重物
F．天平
G．刻度尺
请你选择适合的实验器材，写出需要测量的物理量，并用测量的物理量写出重力加速度的表达式。（只要求写出一种方案）
查看习题详情和答案>>第七部分 热学
热学知识在奥赛中的要求不以深度见长，但知识点却非常地多（考纲中罗列的知识点几乎和整个力学——前五部分——的知识点数目相等）。而且，由于高考要求对热学的要求逐年降低（本届尤其低得“离谱”，连理想气体状态方程都没有了），这就客观上给奥赛培训增加了负担。因此，本部分只能采新授课的培训模式，将知识点和例题讲解及时地结合，争取让学员学一点，就领会一点、巩固一点，然后再层叠式地往前推进。
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
，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（NaCl）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/m3，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
倍，所以求a成为本题的焦点。
由于一摩尔的氯化钠含有NA个氯化钠分子，事实上也含有2NA个钠离子（或氯离子），所以每个钠离子占据空间为 v = 
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a3 ，
即 a3 = 
= 
，最后，邻近钠离子之间的距离l = 
a
【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个离子 = 
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0.1
），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所示）；b、剧烈程度和温度相关。
气体分子的三种速率。最可几速率vP ：f(v) = 
（其中ΔN表示v到v +Δv内分子数，N表示分子总数）极大时的速率，vP =
=
；平均速率
：所有分子速率的算术平均值，
=
=
；方均根速率
：与分子平均动能密切相关的一个速率，
=
=
〔其中R为普适气体恒量，R = 8.31J/(mol.K)。k为玻耳兹曼常量，k = 
= 1.38×10－23J/K 〕
【例题2】证明理想气体的压强P = 
n
，其中n为分子数密度，
为气体分子平均动能。
【证明】气体的压强即单位面积容器壁所承受的分子的撞击力，这里可以设理想气体被封闭在一个边长为a的立方体容器中，如图6-3所示。
考查yoz平面的一个容器壁，P = 
①
设想在Δt时间内，有Nx个分子（设质量为m）沿x方向以恒定的速率vx碰撞该容器壁，且碰后原速率弹回，则根据动量定理，容器壁承受的压力
F =
=
②
在气体的实际状况中，如何寻求Nx和vx呢？
考查某一个分子的运动，设它的速度为v ，它沿x、y、z三个方向分解后，满足
v2 = 
+ 
+ 
分子运动虽然是杂乱无章的，但仍具有“偶然无序和统计有序”的规律，即
= 
+ 
+ 
= 3
③
这就解决了vx的问题。另外，从速度的分解不难理解，每一个分子都有机会均等的碰撞3个容器壁的可能。设Δt = 
，则
Nx = 
·3N总 = 
na3 ④
注意，这里的
是指有6个容器壁需要碰撞，而它们被碰的几率是均等的。
结合①②③④式不难证明题设结论。
〖思考〗此题有没有更简便的处理方法？
〖答案〗有。“命令”所有分子以相同的速率v沿+x、?x、+y、?y、+z、?z这6个方向运动（这样造成的宏观效果和“杂乱无章”地运动时是一样的），则 Nx =
N总 = 
na3 ；而且vx = v
所以，P = 
= 
=
=
nm
= 
n
3、分子间存在相互作用力（注意分子斥力和气体分子碰撞作用力的区别），而且引力和斥力同时存在，宏观上感受到的是其合效果。
分子力是保守力，分子间距改变时，分子力做的功可以用分子势能的变化表示，分子势能EP随分子间距的变化关系如图6-4所示。
分子势能和动能的总和称为物体的内能。
二、热现象和基本热力学定律
1、平衡态、状态参量
a、凡是与温度有关的现象均称为热现象，热学是研究热现象的科学。热学研究的对象都是有大量分子组成的宏观物体，通称为热力学系统（简称系统）。当系统的宏观性质不再随时间变化时，这样的状态称为平衡态。
b、系统处于平衡态时，所有宏观量都具有确定的值，这些确定的值称为状态参量（描述气体的状态参量就是P、V和T）。
c、热力学第零定律（温度存在定律）：若两个热力学系统中的任何一个系统都和第三个热力学系统处于热平衡状态，那么，这两个热力学系统也必定处于热平衡。这个定律反映出：处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数，这个状态函数被定义为温度。
2、温度
a、温度即物体的冷热程度，温度的数值表示法称为温标。典型的温标有摄氏温标t、华氏温标F（F = 
t + 32）和热力学温标T（T = t + 273.15）。
b、（理想）气体温度的微观解释：
= 
kT （i为分子的自由度 = 平动自由度t + 转动自由度r + 振动自由度s 。对单原子分子i = 3 ，“刚性”〈忽略振动，s = 0，但r = 2〉双原子分子i = 5 。对于三个或三个以上的多原子分子，i = 6 。能量按自由度是均分的），所以说温度是物质分子平均动能的标志。
c、热力学第三定律：热力学零度不可能达到。（结合分子动理论的观点2和温度的微观解释很好理解。）
3、热力学过程
a、热传递。热传递有三种方式：传导（对长L、横截面积S的柱体，Q = K
SΔ
46.伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最美的实验。
在加速度实验中，伽利略将光滑直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下；并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究铜球的运动路程与时间的关系。亚里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的，伽利略却证明铜球运动的路程与时间的平方成正比。请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示（其中路程用s、速度用v、加速度用a、时间用t表示）。亚里士多德的预言： ；伽利略的结论： 。
伽利略的两个实验之所以成功，主要原因是在自由落体实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一主要因素。在加速度实验中，伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验研究铜球运动，是为了减小铜球运动过程中的 ，同时抓住 这一主要因素。
47.阅读下列材料：
①早在1785年，卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等已知气体后，发现最后总是留下一个体积不足总体积1/200的小气泡。
②1892年，瑞利在测定氮气密度时，从空气中得到的氮气密度为1.2572g/L，而从氨分解得到的氮气密度为1.2508g/L。两者相差0.0064g/L。
③瑞利和拉姆赛共同研究后认为：以上两个实验中的“小误差”可能有某种必然的联系，并预测大气中含有某种较重的未知气体。经反复实验，他们终于发现了化学性质极不活泼的惰性气体——氩。
请回答下列问题：
空气缓慢通过下图a～d装置时，依次除去的气体是…………………（ ）
A.O2、N2、H2O、CO2 B.CO2、H2O、O2、N2
C.H2O、CO2、N2、O2 D.N2、O2、CO2、H2O
材料①②中的“小误差”对测定空气组成和氮气密度的实验而言是 （填“主要因素”或“次要因素”）。
材料③中科学家抓住了“小误差”而获得重大发现说明 。
48.某学生为了证明植物呼吸时放出二气化碳，设计了如下图的实验装置，其中绿色植物生长旺盛。将装置在黑暗中放置24小时后观察结果。试分析：该装置放在黑暗中的作用是 ；该实验除须在黑暗中完成外，还应注意 。
在实验中，有同学提出，需要同时进行另一组其他条件相同但不放植物的实验。你认为有没有意义？简述原因。
查看习题详情和答案>>（1）（8分）有一个小灯泡上标有“4．8V 2W”的字样，现在描绘小灯泡的伏安特性曲线。有下列器材可供选用：
A．电压表v（0～3V，内阻3kΩ） B．电流表A（0～0．6A，内阻约1Ω）
C．定值电阻R1=3kΩ D．定值电阻R：=15kΩ
E．滑动变阻器RW1（10Ω，2A） F．滑动变阻器Rw2（1000Ω，0．5A）
G．学生电源（直流6V，内阻不计） H．开关、导线若干
请根据要求完成以下问题：
①提供的电压表不能满足实验要求，可以 联一个定值电阻使电压表V的量程扩大为6v，定值电阻应选用 （用序号字母填写）；
②为尽量减小实验误差，并要求电压、电流从零开始多取几组数据，所以实验中滑动变阻器应选用 （用序号字母填写）；
③请在方框内画出满足实验要求的电路图；
④利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是 。
（2）（10分）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的实践和探究：
①用游标卡尺测量摆球直径的示数部分如上左图所示，则摆球直径为 cm。
把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆长L。
②用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n=60时秒表的示数如上右图所示，则该单摆的周期为T= s（结果保留三位有效数字）。
③测量出多组周期r、摆长L数值后，画出T0—L图象如图，则此图线的斜率的物理意义是（ ）
A．g
B．
C．
D．
④测量结果与真实的重力加速度值比较，发现测量结果偏大，分析原因可能有（ ）
A．振幅偏小
B．在未悬挂单摆之前先测定摆长
C．将摆线长当成了摆长
D．将摆线长与球的直径之和当成了摆长
⑤设计其它的测量重力加速度的方案。现提供如下的器材：
A．弹簧测力计
B．打点计时器、复写纸和纸带
C．低压交流电源（频率为50Hz）和导线
D．铁架台
E．重物
F．天平
G．刻度尺
请你选择适合的实验器材，写出需要测量的物理量，并用测量的物理量写出重力加速度的表达式。（只要求写出一种方案）
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