２００８年高考熱學(xué)試題析與解

摘要：本文對2008年全國高考物理試題的熱學(xué)部分作了解答和分析。

關(guān)鍵詞：溫度：熱量；布朗運(yùn)動；內(nèi)能；機(jī)械能；熱力學(xué)第一定律；熱力學(xué)第二定律

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-61

48(2008)11(S)-0047-2

今年高考熱學(xué)試題同往年試題一樣相對簡單，涉及的14個(gè)知識點(diǎn)全為Ⅰ級要求，現(xiàn)將2008年高考部分試題的熱學(xué)部分作一解析。

1．(全國Ⅰ卷)已知：地球半徑為6．4×106m，空氣的摩爾質(zhì)量29×10-3kg／mol，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為1．0×105Pa，利用以上數(shù)據(jù)可估算出地球表面大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀下的體積為

A．4×1016m3。

B．4×1018m3。

C．4×1020m3。

D．4×1022m3。

析與解 中學(xué)物理認(rèn)為大氣壓是由大氣自身重量引起的，它等于地面單位面積所受到空氣的壓力。整個(gè)大氣重量為：G=P04πR2，4πR2為

地球的表面積，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得G=5．21×1019(N)。大氣質(zhì)量M=5．21×1018(kg)，由標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的摩爾質(zhì)量求出空氣密度ρ=1．29kg／m3。那么大氣的體積V=4×1018m3。所以正確答案應(yīng)為B。

2．(全國Ⅱ卷)對一定質(zhì)量氣體下列說法正確的是：

A．氣體體積為所有氣體的分子體積之和。

B．氣體分子的熱運(yùn)動越劇烈，氣體溫度越高。

C.氣體對器壁的壓強(qiáng)是大量分子對器壁碰撞的結(jié)果。

D．當(dāng)氣體彭脹時(shí)，氣體分子之間勢能減小，因而氣體內(nèi)能減小。

析與解 由氣體分子動理論知道：氣體的體積是氣體分子所能到達(dá)的空間，通常為容器的容積，而不是組成氣體所有分子體積之和，故答案A是錯(cuò)的。氣體溫度微觀本質(zhì)是氣體內(nèi)部分子熱運(yùn)動強(qiáng)弱程度的反映，它是大量分子熱運(yùn)動的集體表現(xiàn)，溫度越高，熱運(yùn)動越劇烈，故答案B是正確的。氣體壓強(qiáng)是大量分子對容器壁劇烈碰撞結(jié)果，故答案C是正確的。氣體內(nèi)能是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動的動能，分子間相互作用勢能及分子內(nèi)部原子振動的勢能之和，由氣體的溫度和體積決定，當(dāng)氣體膨脹時(shí)雖然勢能減小，但溫度如何變化并不知道，所以其內(nèi)能不一定減小，故答案D也是錯(cuò)的。

3．(四川卷)下列說法正確的是：

A．物體吸收熱量，溫度一定升高。

B．熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞。

C.遵守?zé)崃W(xué)第一定律的過程一定能實(shí)現(xiàn)。

D．做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式。

析與解 熱量是引起物體溫度變化的原因，但不是唯一原因，故答案A是錯(cuò)的。熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，自然界的一切熱現(xiàn)象都不能違背熱力學(xué)第一定律，但是遵從熱力學(xué)第一定律的過程不一定都能發(fā)生，能否發(fā)生還得看是不是遵從熱力學(xué)第二定律，故答案C是錯(cuò)的。例如：低溫?zé)嵩床荒茏詣酉蚋邷責(zé)嵩磦鳠幔簿褪菬崃坑傻蜏匚矬w向高溫物體傳遞是有條件的(依靠外界做功)，所以說熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞也是不對的，故答案B也是錯(cuò)的。從以上分析看出只有答案D是對的。

4．(天津卷)下列說法正確的是：

A.布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體顆粒分子無規(guī)則運(yùn)動的反映。

B．沒有摩擦的理想熱機(jī)可以把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

C．知道某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度可求出阿伏加德羅常數(shù)。

D．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動平均動能可能不同。

析與解 布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體顆粒受到液體分子各方向不平衡撞擊而引起的，是液體分子無規(guī)則運(yùn)動的反映，而不是固體顆粒分子無規(guī)則運(yùn)動的反映，故答案A是錯(cuò)的。熱力學(xué)第二定律的一種典型的表述是：任何熱機(jī)不可能把吸收的熱量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，即熱機(jī)效率不能達(dá)到100％，故答案B是錯(cuò)的。只知道某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度不能求出阿伏加德羅常數(shù)，故C也是錯(cuò)的。由內(nèi)能的本質(zhì)可以看出只有答案D是對的。

5．(重慶卷)地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的熱交換可忽略不計(jì)，已知大氣壓隨高度增加而降低，則該氣體團(tuán)在上升過程中(不計(jì)分子間的勢能)：

A.體積減小，溫度降低。

B．體積減小，溫度不變。

C．體積增大，溫度降低。

D．體積增大，溫度不變。

析與解 本題兩個(gè)假設(shè)，其一，忽略氣團(tuán)與外界熱交換，即Q=0；其二，不考慮分子間的勢能，氣團(tuán)內(nèi)能只由溫度決定。

在氣團(tuán)上升過程中，壓強(qiáng)減小，體積增大，氣體對外界做功(A＜0)，由ΔU=A+Q，得ΔU＜0，內(nèi)能減小，溫度必然降低，故答案C是正確的。

6．(江蘇省)空氣壓縮機(jī)在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中氣體做功為2．0×105J，同時(shí)氣體內(nèi)能增加1．5×105J，問：此過程中，氣體_____(吸收或放出)熱量____J。

析與解 由熱力學(xué)第一定律

ΔU=A+Q，

A=2．0×105J，

ΔU=1．5×105J，

得出Q=-0．5×105J，

負(fù)號表示釋放熱量。

(欄目編輯陳 潔)