2009年高考熱學試題析與解

摘要:本文對2009年全國高考物理部分試題的熱學部分作了分析和解答。

關鍵詞:壓強;溫度;內能;布朗運動;熱力學第一定律;熱力學第二定律;熱力學第三定律

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2010)3(S)-0045-3

2009年高考熱學試題同往年一樣相對簡單，涉及十余個知識點全為基本要求，下面對2009年高考部分試題的熱學部分作一解析。

1.(全國卷1)如圖1，水平放置的密封汽缸內被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在汽缸內無摩擦滑動，右側氣體內有一電熱絲。氣缸壁和隔板均絕熱。初始時隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等。現給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時間后切斷電源。當缸內氣體再次達到平衡時，與初始狀態相比

A.右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變

B.左右兩邊氣體溫度都升高

C.左邊氣體壓強增大

D.右邊氣體內能的增加量等于電熱絲放出的熱量

析與解 右邊氣體吸收電熱絲釋放的熱量使溫度升高，壓強增大，推動隔板向左移動，對左邊氣體做功。按照熱力學第一定律ΔU=A+Q，由于氣缸壁和隔板均絕熱，對于左邊氣體有: Q=0、A>0，則ΔU>0，即左邊氣體內能增加，溫度升高，壓強增大。所以答案A是錯的，B、C是對的。右邊氣體推動隔板向左移動時對外界做功，A<0，由熱力學第一定律得到右邊氣體內能的增加量等于電熱絲放出的熱量減去對外做的功，即右邊氣體吸收的熱量扣除對外做的功剩下的才轉換為氣體的內能。所以答案D是錯的。

2.(全國卷2)下列說法正確的是

A.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力

B.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均沖量

C.氣體分子熱運動的平均動能減小，氣體的壓強一定減小

D.單位體積的氣體分子數增加，氣體的壓強一定增大

析與解 氣體對容器壁壓強的微觀本質就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上平均作用力，壓強的大小與氣體的溫度成正比、與氣體分子數密度(單位體積分子數)成正比;而氣體的溫度高低由氣體分子熱運動的平均動能大小決定。所以當氣體分子熱運動的平均動能減小時，氣體溫度一定要降低，但壓強不一定減小，壓強是否減小還得看氣體分子數密度的變化情況;同理，當單位體積的氣體分子數增加時，氣體的壓強也不一定增大，壓強是否增大還得看氣體的溫度變化情況。所以答案B、C、D是錯的，只有A是對的。

3.(重慶卷)密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內空氣(不計分子勢能)

A.內能增大，放出熱量

B.內能減小，吸收熱量

C.內能增大，對外界做功

D.內能減小，外界對其做功

析與解 不計分子勢能的空氣為理想氣體，其內能只由溫度決定。當塑料瓶溫度降低時，內能減小，壓強降低，低于外界大氣壓，結果塑料瓶被外界大氣壓扁，里面氣體體積被壓縮，外界對氣體做正功、A>0。按照熱力學第一定律:ΔU=A+Q，由A>0、ΔU<0，得出Q<0，即塑料瓶中氣體向外界釋放熱量。從以上分析可看出只有答案D是對的。

4.(山東卷).一定質量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0×10⁴J，氣體內能減少1.3×10⁵J，則此過程______。(填選項前的編號)

A.氣體從外界吸收熱量2.0×10⁵J

B. 氣體向外界放出熱量2.0×10⁵J

C.氣體從外界吸收熱量2.0×10⁴J

D.氣體向外界放出熱量6.0×10⁴J

析與解 由熱力學第一定律:ΔU=A+Q，外界對系統做的功A=7.0×10⁴J ，氣體的內能減少1.3×10⁵J，ΔU=-1.3×10⁵J，則Q=-2.0×10⁵J，負號表示系統向外界釋放的熱量，所以答案B是對的。

5.(寧夏卷)帶有活塞的汽缸內封閉一定量的理想氣體。氣體開始處于狀態a，然后經過過程ab到達狀態b或經過過程ac到狀態c，b、c狀態溫度相同，如VT圖所示。設氣體在狀態b和狀態c的壓強分別為Pb和Pc ，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則______(填入選項前的字母，有填錯的不得分)

A.P^b>Pc，Qabac

B. P^b>Pc，Qabac

C.P^bc，Qab>Qac

D.P^bc，Qabac

析與解 b、c狀態溫度相同，系統由a態到b態和由a態到c態氣體的內能增量相同，從VT圖可看出狀態b的體積大于狀態c的體積，過程a到b氣體體積膨脹，對外做功，A<0，而過程a到c氣體體積不變，不做功，A=0;由熱力學第一定律ΔU=A+Q得出:過程ab吸收熱量Qab大于過程ac吸收的熱量Qac。再由b、c狀態溫度相同，b狀態的體積大于c狀態的體積，得出 b狀態的壓強Pb小于c狀態的壓強Pc。

6.(四川卷)關于熱力學定律，下列說法正確的是

A.在一定條件下物體的溫度可以降到0K

B.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功

C.吸收了熱量的物體，其內能一定增加

D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高

析與解 熱力學第三定律告訴我們:物體的溫度不可能降到0K;熱力學第二定律告訴我們:物體不可能從單一熱源吸收的熱量全部用于做功，而不引起其他變化，如果有其它變化物體可把從單一熱源吸收的熱量全部用于做功;熱力學第一定律(ΔU=A+Q)告訴我們:吸收了熱量的物體，其內能是否增加取決于是否對外做功及做功的大小，當吸收的熱量大于對外做的功，內能增加，反之內能減少;同理，壓縮氣體時外界對氣體做功，氣體內能是否增加取決于是否對外釋放熱量及釋放熱量的多少，如果外界對氣體做功大于釋放熱量，內能增加、溫度升高，反之內能減少、溫度降低。從以上分析可看出只有答案B是對的。

7.(北京卷)做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖3。圖中記錄的是

A.分子無規則運動的情況

B.某個微粒做布朗運動的軌跡

C.某個微粒做布朗運動的速度時間圖線

D.按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線

析與解 布朗運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，是液體分子無規則運動的間接反映;布朗運動實驗是在顯微鏡下按相等時間間隔(如每隔20s)依次記錄的某個運動微粒位置，再用直線連接而成如圖所示折線。因而它不是記錄的分子無規則運動的真實情況，也不是某個微粒做布朗運動的軌跡，更不是微粒做布朗運動的速度時間圖線。從以上分析可看出只有答案D是對的。

8.(浙江卷)一位質量為60kg的同學為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質量的空氣(可視為理想氣體)，然后將這4只氣球以相同的方式放在水平放置的木板上，在氣球的上方放置一輕質塑料板。關于氣球內氣體的壓強，下列說法正確的是

A.大于大氣壓強

B.是由于氣體重力而產生的

C.是由于氣體分子之間的斥力而產生的

D.是由于大量氣體分子的碰撞而產生的

析與解 空氣視為理想氣體，理想氣體是稀薄氣體，分子之間沒有相互作用力，當然斥力為零;理想氣體的壓強就是大量氣體分子之間、分子與器壁之間的碰撞而產生的，只有大氣的壓強才可視為由于大氣氣體自身重力產生的;在氣球的上方放置的是一輕質塑料板，氣球內氣體的壓強應等于大氣壓強。從以上分析可看出只有答案D是對的。

結束語:每年高考都圍繞熱量、溫度、壓強、內能等基本概念及熱力學第一、二、三定律理解和應用進行考查。

(欄目編輯陳 潔)