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文檔簡介
1、“熱力學(xué)定律”高考題賞析“熱力學(xué)定律”是整個選修3-3模塊的重點(diǎn),也是高考考查的熱點(diǎn).縱觀最近幾年全國各地的高 TOC o 1-5 h z 考物理試題,筆者發(fā)現(xiàn)每年高考對這部分內(nèi)容的考查集中在以下幾個方面.考查熱力學(xué)定律的相關(guān)知識例1 (09年四川卷)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是()A.在一定條件下物體白溫度可以降到0 KB.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(nèi)能一定增加D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高解析:根據(jù)熱力學(xué)第三定律的絕對零度不可能達(dá)到可知A錯;物體從外夠外界吸收熱量、對外做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知內(nèi)能可能增加、減小和不變,C錯;壓縮氣體,外界對氣體
2、作正功,可能向外解放熱,內(nèi)能可能減少、溫度降低, D錯;物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功而 引起其他變化是可能的,B對。答案:B.考查熱力學(xué)第一定律例2 (09年重慶卷)密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁,此過程中瓶內(nèi)空氣(不計分子勢 能)()A.內(nèi)能增大,放出熱量B內(nèi)能減小,吸收熱量C.內(nèi)能增大,對外界做功D 內(nèi)能減小,外界對其做功答案:D解析:不計分子勢能,空氣內(nèi)能由溫度決定、隨溫度降低而減小,AC均錯;薄塑料瓶因降溫而變扁、空氣體積減小,外界壓縮空氣做功,D對;空氣內(nèi)能減少、外界對空氣做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知空氣向外界放熱、B錯。點(diǎn)評:分析系統(tǒng)的內(nèi)能變化情況時一定要弄清外力做功和
3、熱傳遞的情況,同時要注意發(fā)掘題中 的隱含條件.如:(1)理解好絕熱的含義,即與外界氣體無熱量交換,通過做功來改變氣體的內(nèi)能;(2)知道理想氣體不計分子勢能,其內(nèi)能只與溫度有關(guān)對A U=C+W要注意:當(dāng)外界又物體做功時 W取正,物體克服外力做功時 W取負(fù);當(dāng)物體從外界 吸熱時Q取正,物體向外界放熱時 Q取負(fù);A U為正表示物體內(nèi)能增加, AU為負(fù)表示物體內(nèi)能減小.考查熱力學(xué)第一定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用圖I。例3 (09年廣東卷)某同學(xué)做了一個小實(shí)驗(yàn):先把空的燒瓶放到冰箱冷凍,一小時后取出燒瓶,并迅速把一個氣球緊密的套在瓶頸上,然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里,氣球逐漸膨脹起來,如圖 10。這是
4、因?yàn)闊坷锏臍怏w吸 收了水的 ,溫度 ,體積 。解析:做功可以增加物體的內(nèi)能;當(dāng)用氣球封住燒瓶,在瓶內(nèi)就封閉了一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)將瓶子放到熱水中,瓶內(nèi)氣體將吸收水的熱量,增加氣體的內(nèi)能,溫度升高,由PV理想氣體狀態(tài)方程 二j1=C可知,氣體體積增大。答案:熱量;升高;增大點(diǎn)評:本題通過日常生活中的情景考查了氣體實(shí)驗(yàn)定律及熱力學(xué)第一定律。處理該問題的關(guān)鍵是將生活實(shí)際中的情境轉(zhuǎn)化為熟知的物理模型,然后選取規(guī)律求解。當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時例4 (09年全國卷)如圖1所示,水平放置的密 封氣缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分,隔板 可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動,右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲。氣缸 壁和隔板均絕熱
5、。初始時隔板靜止,左右兩邊氣體溫度 相等?,F(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流,通電一段時間后切斷電源。始狀態(tài)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(qiáng)增大D .右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量解析:氣缸壁和隔板均絕熱,初狀態(tài)時兩部分氣體的壓強(qiáng)相等,濃度相等;電熱絲通電一段時間后,電熱絲發(fā)出的熱量被右側(cè)氣體吸收,導(dǎo)致其溫度升高,根據(jù)氣體狀態(tài)方程, 其壓強(qiáng)增大,氣體膨脹將隔板向左推,對左邊的氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,左邊的氣體內(nèi)能增加,溫度也升高,壓強(qiáng) 也跟著增大.故A項錯誤,BC項正確;右邊氣體內(nèi)能的增加值為電熱絲發(fā)出的熱量減去對左邊的氣 體所做的
6、功,故D項錯誤。點(diǎn)評:氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律是分析氣體的兩大規(guī)律體系,在新高考模式題量減少的形勢下,兩大規(guī)律相結(jié)合出題是必然的,如例3、例4和08年山東卷、寧夏卷等.考查熱力學(xué)定律、分子動理論的結(jié)合例4 (09年江蘇卷)(12分)(1)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變,則在此 過程中關(guān)于氣泡中的氣體,下列說法正確的是。(填寫選項前的字母)A.氣體分子間的作用力增大B.氣體分子的平均速率增大C.氣體分子的平均動能減小D.氣體組成的系統(tǒng)的嫡增加(2)若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體,氣泡從湖底上升到湖面的過程中,對外界做了0.6J的功,則此過程中的氣泡 (填“吸收”或“放出”)的熱量
7、是 Jo氣泡到達(dá)湖面后,溫度上升的過程中,又對外界做了0.1J的功,同時吸收了 0.3J的熱量,則此過程中,氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了 J.解析:(1)掌握分子動理論和熱力學(xué)定律才能準(zhǔn)確處理本題。氣泡的上升過程氣泡內(nèi)的壓強(qiáng)減 小,溫度不變,由玻意爾定律知,上升過程中體積增大,微觀上體現(xiàn)為分子間距增大,分子間引力 減小,溫度不變所以氣體分子的平均動能、平均速率不變,此過程為自發(fā)過程,故嫡增大。D項正確。(2)本題從熱力學(xué)第一定律入手,抓住理想氣內(nèi)能只與溫度有關(guān)的特點(diǎn)進(jìn)行處理。理想氣體等溫過程中內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律U =Q W ,物體對外做功0.6J,則一定同時從外界吸收熱量0.6J,才能保證內(nèi)能不變。而溫度上升的過程,內(nèi)能增加了0.2J。答案:(1) D (2)吸收;0.6; 0.2.能量的轉(zhuǎn)化和守恒例5 (09年廣東卷)(1)遠(yuǎn)古時代,取火是一件困難的事,火一般產(chǎn)生 于雷擊或磷的自燃。隨著人類文明的進(jìn)步,出現(xiàn)了 鉆木取火”等方法。 鉆木取火”是通過 方式改變物體的內(nèi)能,把 轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。解析:做功和熱傳
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