2009年全国高考物理题。

结果是等价的，都可以改变内能。

(2)内能和热的区别:内能是状态量，热是过程量。只有发生热传递，内能发生变化，才能吸收或释放热量。

3.内能变化——热力学第一定律

状态变化的过程通常与做功和传热同时发生，系统内能的增加等于外界做功和传热系统从外界吸收的热量之和。

4.能量转化和守恒定律:能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体(热传递)，或者从一种形式转移到另一种形式(做功)。热力学第一定律。注:第一种永动机是做不出来的。

5.热力学第二定律:自然界中涉及热现象的过程是定向的，不可逆的。在热传递中，热量自发地从高温物体传递到低温物体。做功可以完全产生热量，也就是机械能可以完全转化为内能。把热量从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化是不可能的。不可能从单一热源吸收热量，然后全部用来做功而不引起其他变化。(理想气体等温膨胀，体积变大)没有热效率100%的热机(热机的工作物质是汽油从高温热源获得热量，只有一部分可以用来做功，另一部分热量排到大气中，也就是热机必须放热。)

6.第二类永动机(从单一热源连续吸热)。不可能让它变成机械能，这违反了热力学第二定律。

7.热力学第三定律:绝对零度(0 k)无法达到。

(3)、气体压力、体积和温度的关系。

1.气体状态参数:

(1)体积V(气体几何参数)

一定质量的气体所占据的容器的体积。(不是气体分子体积的总和)

(2)温度T(t)(气体热参数)

摄氏温标和热力学温标关系:T = 273+T绝对零度无法实现。

(3)压力P(空气动力学参数)

气体分子频繁与壁面碰撞，单位时间单位面积作用在壁面上的压力。

①温度不变时，气体体积小(分子数密度大，单位体积的分子数多)，压强强。

②在体积一定的情况下，温度越高，分子碰撞力越大，压力越强。

2.气体、压力和温度之间的关系:

(2)热力学第一定律的应用:

四、2009年高考试题分析

1，气体

(09全国卷一)14。以下说法是正确的。

a气体对壁面的压力是单位面积上大量气体分子作用在壁面上的平均力。

b气体对壁面的压力是单位时间内大量气体分子作用在壁面上的平均冲量。

C.气体分子热运动的平均动能降低，气体的压强必然降低。

d气体的压力会随着单位面积内气体分子数量的增加而增加。

答:答

解析:本题考查气体的知识。根据压力的定义，A是正确的，B是错误的。气体分子热运动的平均动能减小，意味着温度降低，但并不意味着压强一定也降低，C是错的。单位体积的气体分子增加，但气体的压强可能降低，温度降低时D是错的。

2.气体

(2009年全国卷二)16。如图所示，水平放置的密封筒内的气体被一个垂直的隔板分成左右两部分，隔板可以在筒内无摩擦滑动，右侧的气体中有电热丝。气缸壁和隔板是隔热的。开始时，隔板是静止的，左右两侧的气体温度是相等的。现在给电热丝提供弱电流，一段时间后切断电源。当气缸中的气体再次达到平衡时，与初始状态相比，

A.右侧的气体温度上升，而左侧的气体温度保持不变。

B.左侧和右侧的气体温度上升。

C.左侧气体压力增加。

D.右边气体内能的增加等于电热丝释放的热量。

答案:公元前

解析:本题考查的是气。当电热丝通电时，右侧气体的温度升高，气体膨胀，推动隔板向左对左侧气体做功。根据热力学第一定律，内能增加，气体温度上升。根据气体定律，左边气体的压力增加。BC是正确的，右边气体内能的增加值是电热丝放出的热量减去对左边气体所做的功。d是错的。

3.布朗运动

(北京卷2009) 13。做布朗运动实验，得到如图所示的观察记录。图中记录的是

A.分子的不规则运动

B.做布朗运动的粒子的轨迹

C.粒子布朗运动的速度-时间图

d .以相等的时间间隔依次记录某一运动粒子位置的连线。

答案:d

解析:布朗运动是固体小颗粒悬浮在液体中的随机运动，不是分子的运动，故A项错误；由于质点没有固定的运动轨迹，B项错误，质点在不同时刻的速度和方向是不确定的，因此无法确定其在某一时刻的速度，因此无法描述其速度-时间图，故C项错误；因此，只有D项是正确的。

4.内部能量

(2009年上海物理)2。气体的内能是所有气体分子的动能和势能之和，其大小与气体的状态有关。分子热运动的平均动能和分子间势能取决于气体。

A.温度和体积b .体积和压力

C.温度和压力d .压力和温度

答:答

解析:由于温度是分子平均动能的符号，气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能由分子间引力和分子间距离决定，宏观上取决于气体的体积。所以答案a是正确的。

5.气体状态方程

(2009年上海物理)9。如图所示，气体被水银柱分成A、B两部分，初始温度相同。当A和B在同一温度下升高并稳定后，体积变化是多少？VA 、?VB，压力变化是？pA？PB，液面压力的变化是？法？那就FB

A.水银柱向上移动了B. VA <？动词

C.？pA >？pBD。？FA=？运货单(freight bill)

答案:AC

解析:首先假设液柱静止，气体A和B两部分体积变化相等。根据查理定律，气体A:；对于气体B:，且满足初始状态，可以看出A和B在同一温度上升，，，因此液柱会向上移动，A正确，C正确；既然气体的总体积不变，那么？VA=？VB，所以b和d是错的。

6.热学基础知识

(2009年广东物理)13。(10分)

(1)古代很难生火，一般是雷击或磷自燃引起的。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”就是通过

转化为内部能量。

(2)有同学做了一个小实验:先将空烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出，并迅速在瓶颈处放上一个气球，然后放入盛有热水的烧杯中，气球逐渐膨胀，如图。这是因为烧瓶中的气体吸收了水的温度和体积。

答案:(1)做功，机械能；(2)热量，上升，增加

解析:做功可以增加一个物体的内能；当烧瓶用气球密封时，一定质量的气体被密封在瓶中。把瓶子放在热水中，瓶子里的气体会吸收水的热量，增加气体的内能，温度就会升高。根据调气方程，气体的体积会增大。

8.压强、理想气体物态方程、热力学第一定律的旁观者意义。

(2009年山东卷)36。(8分)【物理-物理3-3】

具有一定质量的理想气体从A态经过B态变化到C态，其中A-B过程是等压变化，B-C过程是等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K，TB=400K。

(1)求状态B中气体的体积..

(2)解释了连铸过程中压力变化的微观原因。

(3)无B的工艺气体吸收的热量为Q，有B的气体释放的热量为Q2。比较Q1和Q2的尺寸来解释原因。

解析:设B状态气体的体积为VB，由盖-吕萨克定律得到，代入数据。

(2)微观原因:气体体积不变，分子密度不变，温度降低，气体分子平均动能降低时，气体压力降低。

(3)大于；因为TA=TB，A B增加的内能与B C减少的内能相同，而A B过程气体做正功，B C过程气体不做功，大于根据热力学第一定律。

9、热综合物理3-3”模块

(2009年浙江可选模块)14。“物理3-3”模块(10分)一个质量为60 kg的学生，为了表演“轻功”，用打气筒给四个一模一样的气球充上相同质量的空气(可以视为理想气体)，然后用同样的方法把它们放在一个水平放置的木板上，放在气球的上方。

(1)(此小题分值为***3，给出的四个选项中，可能只有一个选项是正确的，也可能有多个选项，都是对的，3分，1分，错了0分)。

关于气球中气体的压力，下列说法是正确的

A.大于大气压力

B.它由气体重力产生。

C.它是由气体分子间的排斥引起的。

d是大量气体分子碰撞产生的。

(2)(本小题分值为***3，给出的四个选项中，可能只有一个选项是正确的，也可能有多个选项，都是正确的，3分，1分对但不完整，0分错)。

当学生慢慢地站在轻质塑料板的中间时，球内气体的温度可以认为是恒定的。下列说法是正确的

A.球中气体的体积变大了。

B.球中气体的体积变小了。

C.球内的气体会变大。

D.球内气体的能量保持不变。

(3)(这个小问题***4分)

为了估算气球内气体的压力，学生在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板的表面和气球的一面粘贴一张间距为2.0厘米的方形纸。表演结束后，气球与网格纸接触部分留下的“印记”如图。如果表演时的大气压力为1.013 105Pa，g=10 m/s2，则气球中气体的压力为

私人助理.(取4位有效数字)

气球还会在下面没有贴格子纸的木板上留下“痕迹”。这个“标记”区域和网格纸上留下的“标记”区域有什么关系？

答案:(1)ad；(2)BD；(3)1.053 * 105 pa的面积相同。

10，热力学定律

四川卷(09) 16。关于热力学定律，下列说法是正确的。

A.在一定条件下，物体的温度可以降低到0 K。

一个物体从一个热源吸收的所有热量都可以用来做功。

C.吸热物体的内能必然增加。

D.压缩气体总是能提高气体的温度。

答案:b

11，热力学第一定律

渝卷(2009) 14。一个装有空气的薄塑料瓶由于冷却而变平。在这个过程中，瓶子里的空气(不包括分子势能)。

A.内能增加，释放热量b .内能减少，吸收热量。

C.内能增加，对外界做功d .内能减少，外界对其做功。

答案:d

12，热合成

选修模块3-3(2009年江苏卷物理)12(选择题)a .(选修模块3-3) (12分)

(1)如果一个气泡在从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，那么下列关于气泡在此过程中气体的说法是正确的。(填写选项前的字母)

(a)气体分子之间的力增加；(b)气体分子的平均速度增加。

(c)气体分子的平均动能降低；(d)气体成分系统的熵增加。

(2)如果将气泡中的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中对外界做了0.6J的功，那么气泡在这个过程中的热量(填为“吸收”或“释放”)为j，气泡到达湖面后对外界做了0.1J的功，在温度上升过程中吸收了0.3J的热量。在这个过程中，J可以在气泡中的气体中增加。

(3)已知气泡中气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。Avo伽德罗常数，取气体分子的平均直径为，如果气泡中的气体可以完全变成液体，请估算液体体积与原始气体体积的比值。(结果保留一位有效数字)。

答案:a .(1)D；(2)吸收；0.6;0.2;(3)设气体体积为，液体体积为，

气体分子的数量，(或)

然后(或)

解决方案(好的)

解析:(1)只有掌握分子动力学理论和热力学定律，才能准确处理这个问题。在气泡上升过程中，气泡内的压力降低，温度保持不变。根据玻意耳定律，上升过程中体积增大，微观上表现为分子间距增大，分子间引力减小，温度不变，所以气体分子的平均动能和平均速度不变。这个过程是自发的，所以熵增加。d项正确。

(2)从热力学第一定律出发，论述理想气体中的能量只与温度有关的特性。在理想气体的等温过程中，内能是恒定的。根据热力学第一定律，一个物体做0.6J的功，必须同时从外界吸收0.6J的热量，才能保证内能不变。在升温过程中，内能增加了0.2J。

(3)对于微量的运算，注意从单位制上检查运算结论，最终结果只能保证数量级正确。设气体体积为，液体体积为，气体分子数，(或)

然后(或)

解决方案(好的)

13，模块3-3热合成

(2009年海南物理)17。模块3-3试题(12分)

(一)(4分)下列说法正确的(填写正确选项前的字母，每错一项扣2分，最低分为0分)。

(a)气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和；

(b)当气体的温度改变时，其分子平均动能和分子间势能也改变；

(c)功可以完全转化为热，但热不能完全转化为功；

(d)热量可以自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体；

(e)当一定量气体的体积不变时，分子每秒的平均碰撞次数随温度的降低而减少；

(f)对于一定量的气体，当压力一定时，随着温度的降低，单位面积上分子每秒钟平均碰撞壁面的次数增加。

㈡(8分)

一个气象气球，充入压力为1.00atm(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气后，体积为3.50m3，在上升到海拔6.50km高度的过程中，气球内的氦气逐渐下降到这个高度的36.0cmGg大气压，气球内的温度因为开始了一个持续的加热过程而保持恒定。之后停止加热，保持高度不变。已知该高度的温度为-48.0℃。问:

(1)停止加热前氦的体积；

(2)长时间停止加热后氦气的体积。

答案:(1)ADEF (4分，选对一题给1分，每错一题扣2分，最低分为0分)。

(二)(1)在气球上升到海拔6.50公里的过程中，气球中的氦气经历一个等温过程。

根据波义耳-埃德姆·马略特定律，有

其中是等温过程结束时氦的体积。通过公式(1)

②

(2)长时间停止加热后，氦气的温度逐渐从与外界气体相同的温度下降，即。这是一流的工艺。根据盖伊-吕萨克定律，有

③

在这个等压过程结束时，氦的体积是多少。由公式③导出。

④

评分参考:此题8分。(1)至(4)各扣2分。

14，气体状态方程

(2009年上海物理)21。(12分钟)如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内的气柱长度为39cm，中管水银面与喷嘴A之间的气柱长度为40cm。首先关闭端口B，然后将左侧试管垂直插入水银槽，并设置整个过程的温度恒定。稳定后，右管中的水银柱比中管高2厘米，发现:

(1)稳定后右管气体压力P；

(2)左管A端插入水银槽的深度h。(大气压力P0 =厘米汞柱)

解析:(1)水银槽插入后右管中的气体:P010s = p (l0-？h/2)S，

所以p = 78 cmhg

(2)插汞罐后左管压力:p' = p+？g？H = 80 cmhg，左管内外高度差H1 = P'-P0？G = 4cm，气体P0L = P' L '，L' = 38cm在中间和左侧管中，

左管插入水银槽的深度h = l+？h/2-l '+h 1 = 7厘米.

15，选修3-3热合成

(2009年宁夏卷)34。【物理-选修3-3】(15分)

(1)(5分)一定量的理想气体被封闭在带活塞的气缸中。气体首先处于A态，然后通过ab过程到达B态或通过ac过程到达C态，B态和C态的温度相同，如V-T图所示。设气体在状态B和状态C的压强分别为Pb和PC，过程ab和ac吸收的热量分别为Qab和Qac，则(在选项前填入字母，有错误者不得分)

A.Pb & gtPc，Qab & gtQac

B.Pb & gtPc，Qab & ltQac

C.Pb & ltPc，Qab & gtQac

D.Pb & ltPc，Qab & ltQac

答案:c

分析:省略

(2)(10分)图中的系统由两个侧壁保温、底部和截面呈S形的容器组成。左容器足够高，上端开口，右容器上端用导热材料封闭。两个容器的下端由一根体积很小的细管连通。

在容器中，氮气密封在两个绝热活塞A和B的下方，氢气密封在B的上方..大气压p0，温度T0=273K，活塞由于自身重量对下面气体产生的附加压力都是0.1 p0。系统平衡时，各气柱的高度如图所示。现在系统底部浸在恒温热水箱里，A再次平衡时上升到一定高度。用外力慢慢把A推回第一个天平的位置，固定。第三次平衡后，氢柱高度为0.8h。氮气和氢气都可以视为理想气体。要求

(I)第二次平衡时的氮气体积；

(二)水温。

分析:

(I)考虑氢的等温过程。该过程的初始压力为，体积为hS，最终体积为0.8hS。

设最终压强为p，由波义耳定律得到。

①

活塞A从最高点被推回到其第一平衡位置的过程是一个等温过程。进程初始压力为1.1，体积为V；最终压强是，体积是，那么

②

③

从波义耳定律

④

(i i)活塞A从初始位置上升到最高点的过程是一个等压过程。该过程的初始体积和温度分别为和，最终体积为。设最终温度为t，这是由盖·吕萨克定律得到的。

⑤