三年高考（2017-2019）高考物理真題分項匯編 專題15 選修3-3（含解析）

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1、專題15 選修3-3 1．（2019·新課標全國Ⅰ卷）（5分）某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界。現(xiàn)使活塞緩慢移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時，容器中空氣的溫度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空氣的密度。 【答案】低于 大于 【解析】由題意可知，容器與活塞絕熱性能良好，容器內(nèi)氣體與外界不發(fā)生熱交換，故，但活塞移動的過程中，容器內(nèi)氣體壓強減小，則容器內(nèi)氣體正在膨脹，體積增大，氣體對外界做功，

2、即，根據(jù)熱力學第一定律可知：，故容器內(nèi)氣體內(nèi)能減小，溫度降低，低于外界溫度。最終容器內(nèi)氣體壓強和外界氣體壓強相同，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：，又，m為容器內(nèi)氣體質(zhì)量。聯(lián)立得：，取容器外界質(zhì)量也為m的一部分氣體，由于容器內(nèi)溫度T低于外界溫度，故容器內(nèi)氣體密度大于外界。 2．（2019·新課標全國Ⅰ卷）（10分）熱等靜壓設備廣泛用于材料加工中。該設備工作時，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對放入爐腔中的材料加工處理，改善其性能。一臺熱等靜壓設備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13 m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到

3、爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2 m3，使用前瓶中氣體壓強為1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0×106 Pa；室溫溫度為27 ℃。氬氣可視為理想氣體。 （1）求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強； （2）將壓入氬氣后的爐腔加熱到1 227 ℃，求此時爐腔中氣體的壓強。 【答案】（1）p2=3.2×107 Pa （2）p3=1.6×108 Pa 【解析】（1）設初始時每瓶氣體的體積為V0，壓強為p0；使用后氣瓶中剩余氣體的壓強為p1。假設體積為V0、壓強為p0的氣體壓強變?yōu)閜1時，其體積膨脹為V1。由玻意耳定律 p0V0=p1V1 ① 被壓入

4、進爐腔的氣體在室溫和p1條件下的體積為 ② 設10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強為p2，體積為V2。由玻意耳定律 p2V2=10p1 ③ 聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得 p2=3.2×107 Pa ④ （2）設加熱前爐腔的溫度為T0，加熱后爐腔溫度為T1，氣體壓強為p3，由查理定律 ⑤ 聯(lián)立④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得 p3=1.6×108 Pa ⑥ 3．（2019·新課標全國Ⅱ卷）（5分）如p-V圖所示，1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不同狀態(tài)，對應的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3

5、分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)，則N1______N2，T1______T3，N2______N3。（填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】大于 等于 大于 【解析】1、2等體積，2、3等壓強由pV=nRT得：=，V1=V2，故=，可得：T1=2T2，即T1>T2，由于分子密度相同，溫度高，碰撞次數(shù)多，故N1>N2；由于p1V1= p3V3；故T1=T3；則T3>T2，又p2=p3，2狀態(tài)分析密度大，分析運動緩慢，單個分子平均作用力小，3狀態(tài)分子密度小，分子運動劇烈，單個分子平均作用力大。故3狀態(tài)碰撞容器壁分子較少，即N2>N3。 4．（20

6、19·新課標全國Ⅱ卷）（10分）如圖，一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個汽缸連通而成，容器平放在地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮氣。平衡時，氮氣的壓強和體積分別為p0和V0，氫氣的體積為2V0，空氣的壓強為p?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，活塞沒有到達兩汽缸的連接處，求： （1）抽氣前氫氣的壓強； （2）抽氣后氫氣的壓強和體積。 【答案】（1）p10=（p0+p） （2） 【解析】（1）設抽氣前氫氣的壓強為p10，根據(jù)力的平衡條件得 （p10–p）·2S=（p0–p）·S① 得p1

7、0=（p0+p）② （2）設抽氣后氫氣的壓強和體積分別為p1和V1，氫氣的壓強和體積分別為p2和V2，根據(jù)力的平衡條件有p2·S=p1·2S③ 由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0④ p2V2=p0·V0⑤ 由于兩活塞用剛性桿連接，故 V1–2V0=2（V0–V2）⑥ 聯(lián)立②③④⑤⑥式解得 ⑦ ⑧ 5．（2019·新課標全國Ⅲ卷）（5分）用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是_______________________________________________________________。實驗中為了測量出一滴已知濃

8、度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以________________________________________________________________________________。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是___________________________________。 【答案】使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積 油膜穩(wěn)定后得表面積S。 【解析】油膜法測量分子大小需要形成單分子油膜，故而需要減少油酸濃度；一滴油酸的體積非常微小不易準確測量，故

9、而使用累積法，測出N滴油酸溶液的體積V，用V與N的比值計算一滴油酸的體積；由于形成單分子油膜，油膜的厚度h可以認為是分子直徑，故而還需要測量出油膜的面積S，以計算厚度。 6．（2019·新課標全國Ⅲ卷）（10分）如圖，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為2.0 cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0 cm。若將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為76 cmHg，環(huán)境溫度為296 K。 （1）求細管的長度； （2）若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與

10、管口平齊為止，求此時密封氣體的溫度。 【答案】（1）L=41 cm （2）T=312 K 【解析】（1）設細管的長度為L，橫截面的面積為S，水銀柱高度為h；初始時，設水銀柱上表面到管口的距離為h1，被密封氣體的體積為V，壓強為p；細管倒置時，氣體體積為V1，壓強為p1。由玻意耳定律有 pV=p1V1 ① 由力的平衡條件有 p=p0+ρgh ② p1=p0–ρgh ③ 式中，ρ、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，p0為大氣壓強。由題意有 V=S（L–h1–h） ④ V1=S（L–h） ⑤ 由①②③④⑤式和題給條件得

11、 L=41 cm ⑥ （2）設氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T，由蓋–呂薩克定律有 ⑦ 由④⑤⑥⑦式和題給數(shù)據(jù)得 T=312 K ⑧ 7．（2019·北京卷）下列說法正確的是 A．溫度標志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度 B．內(nèi)能是物體中所有分子熱運動所具有的動能的總和 C．氣體壓強僅與氣體分子的平均動能有關 D．氣體膨脹對外做功且溫度降低，分子的平均動能可能不變 【答案】A 【解析】根據(jù)溫度是分子平均動能的標志確定氣體分子熱運動的程度和分子平均動能變化，內(nèi)能是分子平均動能和分子勢總和，由氣體壓強宏觀表現(xiàn)確定壓強。A．溫度是分子平均動能

12、標志，所以溫度標志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度，故A正確；B．內(nèi)能是物體中所有分子熱運動所具有的動能和分子勢能之和，故B錯誤；C．由壓強公式可知，氣體壓強除與分子平均動能（溫度）有關，還與體積有關，故C錯誤；D．溫度是分子平均動能的標志，所以溫度降低，分子平均動能一定變小，故D錯誤。 8．（2019·江蘇卷）在沒有外界影響的情況下，密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長時間后，該氣體 A．分子的無規(guī)則運動停息下來 B．每個分子的速度大小均相等 C．分子的平均動能保持不變 D．分子的密集程度保持不變 【答案】CD 【解析】分子的無規(guī)則運動則為分子的熱運動，由分子動理論可知，分子熱運動不

13、可能停止，故A錯誤；密閉容器內(nèi)的理想氣體，溫度不變，所以分子平均動能不變，但并不是每個分子的動能都相等，故B錯誤，C正確；由于沒有外界影響且容器密閉，所以分子的密集程度不變，故D正確。 9．（2019·江蘇卷）由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的．在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為 （選填“引力”或“斥力”）．分子勢能Ep和分子間距離r的關系圖象如題13A-1圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子Ep的是圖中 （選填“A”“B”或“C”）的位置． 【答案】引力 C 【解析】由于在小水滴表面層中，水分子間的距離大于，所以水分子之間的相互作用總

14、體上表現(xiàn)為引力，由于當分子間距離為時，分子間作用力為0，分子勢能最小即圖中的B點，由于表面層中分子間距大于 ，所以能總體反映小水滴表面層中水分子勢能的是C位置。 10．（2019·江蘇卷）如題13A-2圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過程，B→C的絕熱過程（氣體與外界無熱量交換），其中B→C過程中內(nèi)能減少900 J．求A→B→C過程中氣體對外界做的總功． 【答案】W=1 500 J 【解析】由題意可知，過程為等壓膨脹，所以氣體對外做功為：，過程：由熱力學第一定律得：，則氣體對外界做的總功為：，代入數(shù)據(jù)解得：。 11．（2018·北京卷）關于分子動理論，下列說法正確的是

15、A．氣體擴散的快慢與溫度無關 B．布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 C．分子間同時存在著引力和斥力 D．分子間的引力總是隨分子間距增大而增大 【答案】C 【解析】擴散的快慢與溫度有關，溫度越高，擴散越快，故A錯誤；布朗運動為懸浮在液體中固體小顆粒的運動，不是液體分子的熱運動，固體小顆粒運動的無規(guī)則性，是液體分子運動的無規(guī)則性的間接反映，故B錯誤；分子間斥力與引力是同時存在，而分子力是斥力與引力的合力，分子間的引力和斥力都是隨分子間距增大而減?。划敺肿娱g距小于平衡位置時，表現(xiàn)為斥力，即引力小于斥力，而分子間距大于平衡位置時，分子表現(xiàn)為引力，即斥力小于引力，但總是同時存在的，故C正確，D錯

16、誤。 【點睛】本題考查了布朗運動、擴散以及分子間的作用力的問題；注意布朗運動和擴散都說明了分子在做永不停息的無規(guī)則運動，都與溫度有關；分子間的斥力和引力總是同時存在的。 12．（2018·江蘇卷）如圖所示，一支溫度計的玻璃泡外包著紗布，紗布的下端浸在水中。紗布中的水在蒸發(fā)時帶走熱量，使溫度計示數(shù)低于周圍空氣溫度。當空氣溫度不變，若一段時間后發(fā)現(xiàn)該溫度計示數(shù)減小，則_____。 A．空氣的相對濕度減小 B．空氣中水蒸汽的壓強增大 C．空氣中水的飽和氣壓減小 D．空氣中水的飽和氣壓增大 【答案】A 【解析】溫度計示數(shù)減小說明蒸發(fā)加快，空氣中水蒸汽的壓強減小，選項B錯誤；因空氣的

17、飽和氣壓只與溫度有關，空氣溫度不變，所以飽和氣壓不變，選項C、D錯誤；根據(jù)相對濕度的定義，空氣的相對濕度減小，選項A正確。 【點睛】本題考查濕度溫度計的原理、分子速率分布的特點和熱力學第一定律，解題的關鍵是要理解熱力學的基本概念、弄清熱力學第一定律各物理量的含義，注意氣體等壓變化過程中（C→A）應用計算外界對氣體做的功。 13．（2018·江蘇卷）一定量的氧氣貯存在密封容器中，在T1和T2溫度下其分子速率分布的情況見右表．則T1___（選填“大于”“小于”或“等于”）T2。若約10%的氧氣從容器中泄漏，泄漏前后容器內(nèi)溫度均為T1，則在泄漏后的容器中，速率處于400~500 m/s區(qū)間的氧氣

18、分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比___（選填“大于”“小于”或“等于”）18.6%。 【答案】大于 等于 【解析】分子速率分布與溫度有關，溫度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子數(shù)所占比例增加，速率小的分子數(shù)所占比例減小，所以T1大于T2；泄漏前后容器內(nèi)溫度不變，則在泄漏后的容器中，速率處于400~500 m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比不變，仍為18.6%。 14．（2018·全國II卷）對于實際的氣體，下列說法正確的是______。（填正確答案標號，選對1個給2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分0分） A．氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能 B．氣

19、體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢能 C．氣體的內(nèi)能包括氣體整體運動的動能 D．氣體體積變化時，其內(nèi)能可能不變 E．氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運動的動能 【答案】BDE 【解析】氣體的內(nèi)能等于所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和，故AC錯，BE對；根據(jù)熱力學第一定律知道 ，改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，所以體積發(fā)生變化時，內(nèi)能可能不變，故D正確。 15．（2018·全國III卷）如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過程如p–V圖中從a到b的直線所示。在此過程中______。（填正確答案標號，選對1個給2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分0分）

20、 A．氣體溫度一直降低 B．氣體內(nèi)能一直增加 C．氣體一直對外做功 D．氣體一直從外界吸熱 E．氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功 【答案】BCD 【解析】一定質(zhì)量的理想氣體從a到b的過程，由理想氣體狀態(tài)方程paVa/Ta=pbVb/Tb可知，Tb>Ta，即氣體的溫度一直升高，選項A錯誤；根據(jù)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關，可知氣體的內(nèi)能一直增加，選項B正確；由于從a到b的過程中氣體的體積增大，所以氣體一直對外做功，選項C正確；根據(jù)熱力學第一定律，從a到b的過程中，氣體一直從外界吸熱，選項D正確；氣體吸收的熱量一部分增加內(nèi)能，一部分對外做功，選項E錯誤。 16．（2018·新課標I

21、卷）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程①、②、③、④到達狀態(tài)e，對此氣體，下列說法正確的是_____。（填正確答案標號，選對1個給2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分0分） A．過程①中氣體的壓強逐漸減小 B．過程②中氣體對外界做正功 C．過程④中氣體從外界吸收了熱量 D．狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等 E．狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小 【答案】BDE 【解析】本題考查對一定質(zhì)量的理想氣體的V–T圖線的理解、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學第一定律、理想氣體內(nèi)能及其相關的知識點。 由理想氣體狀態(tài)方程paVa/Ta=pbVb/Tb可知，pb>pa，即過程

22、中氣體的壓強逐漸增大，選項A錯誤；由于過程中氣體體積增大，所以過程中氣體對外做功，選項B正確；過程中氣體體積不變，對外做功為零，溫度降低，內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學第一定律，過程中氣體放出熱量，選項C錯誤；由于狀態(tài)c、d的溫度相等，根據(jù)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關，可知狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等，選項D正確；由理想氣體狀態(tài)方程pdVd/Td=pbVb/Tb可知，狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小，選項E正確。 17．（2018·江蘇卷）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時壓強為2.0×105 Pa，經(jīng)歷ABCA的過程，整個過程中對外界放出61.4 J熱量。求該氣體在AB過程中對外界所做的功。 【答案】氣

23、體對外界做的功為138.6 J 【解析】整個過程中，外界對氣體做功W=WAB+WCA，且WCA=pA（VC–VA） 由熱力學第一定律ΔU=Q+W，得WAB=–（Q+WCA） 代入數(shù)據(jù)得WAB=–138.6 J，即氣體對外界做的功為138.6 J 18．（2018·全國II卷）如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài)，上、下方氣體壓強均為p0，溫度均為T0?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的

24、氣體，直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。 【答案】 【解析】由于活塞處于平衡狀態(tài)所以可以利用活塞處于平衡狀態(tài)，求封閉氣體的壓強，然后找到不同狀態(tài)下氣體參量，計算溫度或者體積。 開始時活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運動。設此時汽缸中氣體的溫度為T1，壓強為p1，根據(jù)查理定律有 ① 根據(jù)力的平衡條件有 ② 聯(lián)立①②式可得 ③ 此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達b處，設此時汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋—呂薩克定律有 ④

25、 式中 V1=SH⑤ V2=S（H+h）⑥ 聯(lián)立③④⑤⑥式解得 ⑦ 從開始加熱到活塞到達b處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為 ⑧ 19．（2018·全國III卷）在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內(nèi)有一股水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm，左邊氣體的壓強為12.0 cmHg?，F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中，氣體溫度不變。 【答案】7.5 cm 【解析】設U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊氣體的

26、壓強分別為p1和p2。U形管水平放置時，兩邊氣體壓強相等，設為p，此時原左、右兩邊氣體長度分別變?yōu)閘1′和l2′。由力的平衡條件有 ① 式中為水銀密度，g為重力加速度大小。 由玻意耳定律有 p1l1=pl1′② p2l2=pl2′③ l1′–l1=l2–l2′④ 由①②③④式和題給條件得 l1′=22.5 cm⑤ l2′=7.5 cm⑥ 20．（2018·新課標I卷）如圖，容積為V的汽缸由導熱材料制成，面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過細管與裝有某種液體的容器相連，細管上有一閥門K。開始時，K關閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強均為p0，現(xiàn)將K打開，

27、容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當流入的液體體積為時，將K關閉，活塞平衡時其下方氣體的體積減小了，不計活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。 【答案】 【解析】設活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為，壓強為；下方氣體的體積為，壓強為。在活塞下移的過程中，活塞上、下方氣體的溫度均保持不變，由玻意耳定律得 ① ② 由已知條件得 ③ ④ 設活塞上方液體的質(zhì)量為m，由力的平衡條件得 ⑤ 聯(lián)立以上各式得 ⑥ 21．（2018·北京卷）以下關于熱運動的說法正確的是 A．水流速度越大，水分子的熱運動越劇烈 B．水凝結成冰后，水分子的熱運動

28、停止 C．水的溫度越高，水分子的熱運動越劇烈 D．水的溫度升高，每一個水分子的運動速率都會增大 【答案】C 【解析】水流速度是機械運動速度，不能反映熱運動情況，A錯誤；分子在永不停息地做無規(guī)則運動，B錯誤；水的溫度升高，水分子的平均速率增大，并非每一個水分子的運動速率都增大，D錯誤；選項C說法正確。 【名師點睛】溫度是分子平均動能的標志，但單個分子做無規(guī)則運動，單個分子在高溫時速率可能較小。 22．（2017·新課標Ⅰ卷）氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是________。（填正確答案

29、標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．圖中兩條曲線下面積相等 B．圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形 C．圖中實線對應于氧氣分子在100 ℃時的情形 D．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 E．與0 ℃時相比，100 ℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0~400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大 【答案】ABC 【解析】溫度是分子平均動能的標志，溫度升高分子的平均動能增加，不同溫度下相同速率的分子所占比例不同，溫度越高，速率大的分子占比例越高，故虛線為0 ℃，實線是100 ℃對應的曲線，曲線下的面積都等于1，故

30、相等，所以ABC正確。 【名師點睛】本題主要抓住溫度是分子平均動能的標志，溫度升高分子的平均動能增加，不同溫度下相同速率的分子所占比例不同的特點。 23．（2017·新課標Ⅱ卷）如圖，用隔板將一絕熱氣缸分成兩部分，隔板左側充有理想氣體，隔板右側與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個氣缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是________。 A．氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同 B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大 C．在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功 D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功 E．氣體在被壓縮的過

31、程中，氣體分子的平均動能不變 【答案】ABD 【解析】氣體向真空擴散過程中不對外做功，且又因為氣缸絕熱，可知氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同，選項A正確，C錯誤；氣體在被壓縮的過程中活塞對氣體做功，因氣缸絕熱，則氣體內(nèi)能增大，選項BD正確；氣體在被壓縮的過程中，因氣體內(nèi)能增加，則溫度升高，氣體分子的平均動能增加，選項E錯誤；故選ABD。 【名師點睛】此題考查學生對熱力學第一定律的理解和運用能力；要知道氣體在向真空膨脹時不對外做功；絕熱狀態(tài)時Q=0；理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關。 24．（2017·江蘇卷）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V–T圖象如圖12A–1圖所示．下列說法

32、正確的有_________． （A）A→B的過程中，氣體對外界做功 （B）A→B的過程中，氣體放出熱量 （C）B→C的過程中，氣體壓強不變 （D）A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加 【答案】BC 【解析】由圖知A→B的過程中，溫度不變，體積減小，故外界對氣體做功，所以A錯誤；根據(jù)熱力學定律知，A→B的過程中，氣體放出熱量，B正確；B→C的過程為等壓變化，氣體壓強不變，C正確；A→B→C的過程中，溫度降低，氣體內(nèi)能減小，故D錯誤． 【名師點睛】兩個過程：A到B等溫變化，B到C等壓變化． 25．（2017·新課標Ⅲ卷）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達狀態(tài)

33、b，再經(jīng)過等溫過程bc到達狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到狀態(tài)a。下列說法正確的是_______（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．在過程ab中氣體的內(nèi)能增加 B．在過程ca中外界對氣體做功 C．在過程ab中氣體對外界做功 D．在過程bc中氣體從外界吸收熱量 E．在過程ca中氣體從外界吸收熱量 【答案】ABD 【解析】在過程ab中，體積不變，外界不對氣體做功，氣體也不對外界做功，壓強增大，溫度升高，內(nèi)能增加，A正確，C錯誤；在過程ca中，氣體體積縮小，外界對氣體做功，壓強不變，溫度降低，故內(nèi)能減小，由熱力學

34、第一定律可得氣體向外界放出熱量，B正確，E錯誤；在過程bc中，溫度不變，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對外界做功，由熱力學第一定律可知，氣體要從外界吸收熱量，D正確。 【名師點睛】本題考查了理想氣體的三種特殊狀態(tài)變化，等容變化、等壓變化和等溫變化，考查了其中氣體與外界的能量交換情況及熱力學第一定律，解題時要分析清楚圖象，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程與熱力學第一定律解題。 26．（2017·江蘇卷）題12A–2（甲）和（乙）圖中是某同學從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30 s，兩方格紙每格表示的長度相同．比較兩張圖片可知：若水溫相同，_________（選填“甲

35、”或“乙”）中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，___________（選填“甲”或“乙”）中水分子的熱運動較劇烈． 【答案】甲 乙 【解析】溫度相同，顆粒越大，布朗運動越不明顯，所以若水溫相同，甲中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，溫度越高，布朗運動越明顯，故乙中水分子的熱運動較劇烈． 【名師點睛】本題主要考查布朗運動，布朗運動與懸浮在液體中顆粒的大小及液體的溫度有關． 27．（2017·江蘇卷）科學家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子．資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol，其分子可視為半徑為3×10–9 m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 mol–1

36、．請估算該蛋白的密度。（計算結果保留一位有效數(shù)字） 【答案】 【解析】摩爾體積 由密度，解得 代入數(shù)據(jù)得 【名師點睛】本題主要考查阿伏加德羅常數(shù)，摩爾質(zhì)量、摩爾體積等物理量間的關系，記得公式，用心計算，小心有效數(shù)字的要求即可． 28．（2017·新課標Ⅰ卷）如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細管（容積可忽略）連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞（質(zhì)量、體積均可忽略）。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關閉K1。已知室溫為27 ℃，汽缸導熱。

37、（i）打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強； （ii）接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置； （iii）再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ℃，求此時活塞下方氣體的壓強。 【答案】（i）V/2 2p0 （i i ） 頂部 （i i i） 1.6 p0 【解析】（i）設打開K2后，穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1，體積為V1。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得 ① ② 聯(lián)立①②式得 ③ ④ （ii）打開K3后，由④式知，活塞必定上升。設在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2（）時，活塞下氣體壓強為p2，由玻意耳定律得⑤ 由

38、⑤式得 ⑥ 由⑥式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時p2為 （iii）設加熱后活塞下方氣體的壓強為p3，氣體溫度從T1=300 K升高到T2=320 K的等容過程中，由查理定律得⑦ 將有關數(shù)據(jù)代入⑦式得 p3=1.6p0⑧ 【名師點睛】本題重點考查理想氣體的狀態(tài)方程，在分析的時候注意，氣缸導熱，即第一個過程為等溫變化，審題的時候注意關鍵字眼。 29．（2017·新課標Ⅱ卷）一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個大氣壓、溫度T0時的密度為ρ0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g。 （i）求該熱氣球所受

39、浮力的大小； （ii）求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力； （iii）設充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。 【答案】（i） （ii） （iii） 【解析】（i）設1個大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度T0時的體積為V0，密度為 ① 溫度為T時的體積為VT，密度為：② 由蓋-呂薩克定律可得：③ 聯(lián)立①②③解得：④ 氣球所受的浮力為：⑤ 聯(lián)立④⑤解得：⑥ (ⅱ)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力：⑦ 聯(lián)立④⑦解得：⑧ (ⅲ)設該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m，由力的平衡條件可知：mg=f–G–m0g⑨ 聯(lián)立⑥⑧⑨可得： 【名師點睛】此題是熱學問題和力學問題的結合題；關鍵

40、是知道阿基米德定律，知道溫度不同時氣體密度不同；能分析氣球的受力情況列出平衡方程。 30．（2017·新課標Ⅲ卷）一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細管K1和K2。K1長為l，頂端封閉，K2上端與待測氣體連通；M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。開始測量時，M與K2相通；逐漸提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高，此時水銀已進入K1，且K1中水銀面比頂端低h，如圖（b）所示。設測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強均保持不變。已知K1和K2的內(nèi)徑均為d，M的容積為V0，水銀的密度為ρ，重力加速度大小為g。求： （i）待測氣體的壓強；

41、 （ii）該儀器能夠測量的最大壓強。 【答案】（i） （ii） 【解析】（i）水銀面上升至M的下端使玻璃泡中的氣體恰好被封住，設此時被封閉的氣體的體積為V，壓強等于待測氣體的壓強p。提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高時，K1中的水銀面比頂端低h；設此時封閉氣體的壓強為p1，體積為V1，則 ① ② 由力學平衡條件得③ 整個過程為等溫過程，由玻意耳定律得④ 聯(lián)立①②③④式得⑤ （ii）由題意知⑥ 聯(lián)立⑤⑥式有⑦ 該儀器能夠測量的最大壓強為⑧ 【名師點睛】此題主要考查玻意耳定律的應用，解題關鍵是確定以哪一部分氣體為研究對象，并能找到氣體在不同狀態(tài)下的狀態(tài)參量，然后列方程求解。 20