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        2008年熱學(xué)高考試題鑒賞

        2008-12-31 00:00:00
        物理教學(xué)探討 2008年22期

        近幾年熱學(xué)部分的試題較為基礎(chǔ),重在考查基本概念和理論,一般是單獨(dú)命題,主要以選擇題的形式出現(xiàn),估計(jì)今后幾年還會(huì)保持這一現(xiàn)狀。2008年熱學(xué)高考試題可分為如下幾種類型:

        題型1 分子動(dòng)理論及其應(yīng)用

        例1 (2008年天津理綜)下列說法正確的是

        A.布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)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(dòng)的平均動(dòng)能可能相同

        解析 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體小顆粒的運(yùn)動(dòng),他反映的是液體無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),所以A錯(cuò)誤;沒有摩擦的理想熱機(jī)不經(jīng)過做功是不可能把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的,B錯(cuò)誤;摩爾質(zhì)量必須和分子的質(zhì)量結(jié)合才能求出阿伏加德羅常數(shù),C錯(cuò);溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,只要溫度相同分子的平均動(dòng)能就相同,物體的內(nèi)能是勢(shì)能和動(dòng)能的總和,所以D正確。

        點(diǎn)評(píng) 分子動(dòng)理論是整個(gè)熱學(xué)的基礎(chǔ),這部分內(nèi)容在歷年的高考題中均有所體現(xiàn),幾乎都是以選擇題的形式出現(xiàn),主要涉及分子微觀量的估算、分子熱運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)的理解、分子力與分子間距的關(guān)系以及分子力做功情況的討論等。由于近年考試大綱對(duì)這部分的要求幾乎沒有變化,可以預(yù)計(jì)2009年高考對(duì)該部分考查的形式和難度不會(huì)有大的變化。

        題型2 估算類問題

        例2 (2008年北京理綜)假如全世界60億人同時(shí)數(shù)1g水的分子個(gè)數(shù),每人每小時(shí)可以數(shù)5000個(gè),不間斷地?cái)?shù),則完成任務(wù)所需時(shí)間最接近(阿伏加德羅常數(shù)NA取6×1023mol-1)

        A.10年B.1千年

        C.10萬(wàn)年D.1千萬(wàn)年

        解析 1g分子數(shù)N=118×6×1023≈3.3×1022,60億人同時(shí)數(shù)歷時(shí):t=3.3×102260×108×5000≈109小時(shí)=109365×24年≈1.1×105年,C項(xiàng)正確。

        點(diǎn)評(píng) 處理估算類問題要注意:(1)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁,它們利用整體與個(gè)體的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算,本題給出了它的最常見的計(jì)算方法;(2)由于分子間存在的間隙的差別,氣體分子平均占有體積比分子的實(shí)際體積V0大得多,而固、液分子兩者的近似相等。

        題型3 內(nèi)能的變化、熱力學(xué)第一定律

        例3 (2008年重慶理綜)地面附近有一正在上升的空氣團(tuán),它與外界的熱交換忽略不計(jì).已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低,則該氣團(tuán)在此上升過程中(不計(jì)氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢(shì)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

        解析 本題考查氣體的有關(guān)知識(shí),本題為中等難度題目。隨著空氣團(tuán)的上升,大氣壓強(qiáng)也隨著減小,那么空氣團(tuán)的體積會(huì)增大,空氣團(tuán)對(duì)外做功,其內(nèi)能會(huì)減小,因?yàn)椴挥?jì)分子勢(shì)能,所以內(nèi)能由其溫度決定,則其溫度會(huì)降低。所以空氣團(tuán)的體積增大、溫度降低、壓強(qiáng)減小。

        點(diǎn)評(píng) 應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的步驟:(1)確定研究對(duì)象:就是要明確內(nèi)能變化的是哪一個(gè)物體或哪一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)。(2)定性分析研究對(duì)象的內(nèi)能變化是由外界哪些物體或系統(tǒng)通過哪些過程引起的。(3)根據(jù)符號(hào)法則,確定△U、Q、W的正負(fù)號(hào),代入公式△U=Q+W進(jìn)行判斷或計(jì)算。

        題型4 氣體壓強(qiáng)、體積、溫度之間的關(guān)系

        例4 (2008年全國(guó)理綜卷2)對(duì)一定量的氣體, 下列說法正確的是

        A. 氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

        B. 氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈, 氣體溫度就越高

        C. 氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的

        D. 當(dāng)氣體膨脹時(shí), 氣體分子之間的勢(shì)能減小, 因而氣體的內(nèi)能減少

        解析 氣體分子距離遠(yuǎn)大于分子大小,所以氣體的體積遠(yuǎn)大于所有氣體分子體積之和,A項(xiàng)錯(cuò);溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,是表示分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的物理量,B項(xiàng)正確;氣體壓強(qiáng)的微觀解釋是大量氣體分子頻繁撞擊產(chǎn)生的,C項(xiàng)正確;氣體膨脹,說明氣體對(duì)外做功,但不能確定吸、放熱情況,故不能確定內(nèi)能變化情況,D項(xiàng)錯(cuò)。

        點(diǎn)評(píng) 由于大量分子不斷頻繁地碰撞器壁而使器壁受到一個(gè)持續(xù)的壓力,單位面積器壁上受到的壓力就是壓強(qiáng)。由于氣體分子碰撞器壁時(shí)對(duì)器壁的作用力與分子的速度及分子的密集程度有關(guān), 而溫度的高低標(biāo)志著分子運(yùn)動(dòng)的激烈程度,一定質(zhì)量的氣體體積的大小決定了氣體分子數(shù)密度,所以一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)與氣體的溫度和體積有關(guān)。

        總之,多年來(lái)熱學(xué)部分命題熱點(diǎn)主要集中在分子動(dòng)理論的基礎(chǔ)知識(shí)、內(nèi)能及改變;氣體部分考查重點(diǎn)是氣體狀態(tài)及變化、氣體壓強(qiáng)的計(jì)算及微觀解釋。這部分考題難度不大,但往往一個(gè)考題涉及到多個(gè)知識(shí)點(diǎn),只有將本部分知識(shí)融會(huì)貫通才能順利解答有關(guān)題目。

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