对一道热学题的质疑

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《中学物理教学参考》2007，1-2合刊“高中物理最新的试题精选”热学部分P83第20题：

如上图所示，带有活塞的气缸中封闭有一定质量的气体（不考虑分子势能）。将一个半导体热敏电阻置于气缸中，热敏电阻与气缸外的电流表、电源相连接，气缸与活塞均具有良好的绝热性能。活塞可以自由滑动，上面有几声质量不等的小物块，还有准备好的可以往活塞上添加的小物块。下列说法正确的是：

A若发现电流表示数变小，气缸内的温度一定升高了，要想保持气体的体积不变，则需要往活塞上添加小物块；

B若发现电流表示数变小，气体的内能一定减小了，要想保持气体的体积不变，则需要减小活塞上小物块的数量；C若发现电流表示数变小，当保持活塞上的物块数量不变时，则气体的体积一定增大，活塞将会向上移动；

D若发现电流表示数变小，气缸内的温度一定降低了，若活塞上物块的数量保持不变，活塞将会向下移动。

原解 BD。

命题人的思路

若发现电流表示数变小，则热敏电阻变大，由热敏电阻特性知温度降低，所以气体内能减小，所以A错；要使体积不变，则需减小封闭气体压强（P=P0+mgs其中m为活塞及物块的质量），即减少物块数量m，B对；若m不变，则体积一定减小，活塞下移，C错，D对。

我校实验班60名学生做此题时，有58名同学选择BD，和命题人思路一致。

质疑

1.由电流表示数变小得到封闭气体温度降低的结论没有问题，也就是温度降低是电流表示数变小的原因。问题是：封闭气体的温度为什么降低呢？封闭气体内能为什么减小呢？气缸、活塞绝热，没有热传递，由热力学第一定律ΔU=Q+W，只能是体积膨胀对外做功，体积变大（不可能不变），即只能是减小了小物块的数量，这是物理现象发生的最初的原因。如果活塞上小物块的数量不变，那么封闭气体的压强、温度、体积都不会发生变化。故，原题选项设置的因果关系有误。

2.封闭气体的温度变化是不是由于热敏电阻R的热效应而引起的呢？本题是一个由热敏电阻变化而判定气体温度变化的仪器，即电阻“热敏”温度的变化，这从电流表示数可推知；再则，电阻所在电路恒定，没有可控电阻，此非命题人初衷。

建议

1.选项中只设计对温度、内能的判断，而删去对体积及小物块数量的分析，这样就能确保试题的严谨。

2.或者在题干中，删去“气缸与活塞均具有良好的绝热性能”。这样气缸内气体温度变化的根本原因是由外界温度变化引起的，这也符合物理规律。

3.所以命题时务必以物理事实为依据，命题是为了考查学生对知识的掌握，不是为了做题而命题，应走离试题而走进物理。