高考真题分类汇编及详细解析选修年.docx

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高考真题分类汇编及详细解析选修年

2018高考物理选修3-3

真题汇总及详细解析

2018年全国I卷

33．[物理——选修3-3]（15分）

（1）（5分）如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。

对此气体，下列说法正确的是（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．过程①中气体的压强逐渐减小

B．过程②中气体对外界做正功

C．过程④中气体从外界吸收了热量

D．状态c、d的内能相等

E．状态d的压强比状态b的压强小

（2）（10分）如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K。

开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为

。

现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为

时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了

。

不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。

求流入汽缸内液体的质量。

33．[物理——选修3-3]

（1）BDE

（2）

设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为

，压强为

；下方气体的体积为

，压强为

。

在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得

①

②

由已知条件得

③

④

设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得

⑤

联立以上各式得

⑥

2018年全国卷Ⅱ

33．[物理——选修3-3]（15分）

（1）（5分）对于实际的气体，下列说法正确的是______。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

没选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．气体的内能包括气体分子的重力势能

B．气体的内能包括分子之间相互作用的势能

C．气体的内能包括气体整体运动的动能

D．气体体积变化时，其内能可能不变

E．气体的内能包括气体分子热运动的动能

（2）（10分）如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。

已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。

开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。

现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。

求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。

重力加速度大小为g。

33．

（1）开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。

设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有

①

根据力的平衡条件有

②

联立①②式可得

③

此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。

根据盖—吕萨克定律有

④

式中

V1=SH⑤

V2=S（H+h）⑥

联立③④⑤⑥式解得

⑦

从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为

⑧

2018年全国卷Ⅲ

33．[物理——选修3-3]（15分）

（1）（5分）如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示。

在此过程中______。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．气体温度一直降低

B．气体内能一直增加

C．气体一直对外做功

D．气体一直从外界吸热

E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功

（2）（10分）在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。

当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=cm和l2=cm，左边气体的压强为。

现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。

求U形管平放时两边空气柱的长度。

在整个过程中，气体温度不变。

33．

（1）BCD

（2）设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。

U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。

由力的平衡条件有

①

式中

为水银密度，g为重力加速度大小。

由玻意耳定律有

p1l1=pl1′②

p2l2=pl2′③

l1′–l1=l2–l2′④

由①②③④式和题给条件得

l1′=cm⑤

l2′=cm⑥

2018年江苏卷

12．【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答．若多做,则按A、　　B两小题评分．学科#网

A．[选修3-3]（12分）

（1）如题12A-1图所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中．纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度．当空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则．

（A）空气的相对湿度减小

（B）空气中水蒸汽的压强增大

（C）空气中水的饱和气压减小

（D）空气中水的饱和气压增大

（2）一定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见右表．则T1（选填“大于”“小于”或“等于”）T2．若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400~500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比（选填“大于”“小于”或“等于”）%．

（3）如题12A-2图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为×105Pa，经历A

B

C

A的过程，整个过程中对外界放出J热量．求该气体在A

B过程中对外界所做的功．

12A．

（1）A

（2）大于等于

（3）整个过程中，外界对气体做功W=WAB+WCA，且WCA=pA（VC–VA）

由热力学第一定律ΔU=Q+W，得WAB=–（Q+WCA）

代入数据得WAB=–J，即气体对外界做的功为J

2017高考物理选修3-3

真题汇总及详细解析

2017年全国卷1

33．［物理——选修3–3］（15分）

（1）（5分）氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。

下列说法正确的是________。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．图中两条曲线下面积相等

B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形

C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形

D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大

【答案】ABC

（2）（10分）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。

初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。

已知室温为27℃，汽缸导热。

（i）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；

（ii）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；

（iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃，求此时活塞下方气体的压强。

【答案】（i）v/22p0（ii）顶部（iii）p0

【解析】（i）设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1。

依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。

由玻意耳定律得

①

②

联立①②式得

③

④

（ii）打开K3后，由④式知，活塞必定上升。

设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2（）时，活塞下气体压强为p2由玻意耳定律得

⑤

由⑤式得

⑥

由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为

2017年全国卷2

33．

（1）如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是________．

图1

A．气体自发扩散前后内能相同

B．气体在被压缩的过程中内能增大

C．在自发扩散过程中，气体对外界做功

D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功

E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变

（2）一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g.

（ⅰ）求该热气球所受浮力的大小；

（ⅱ）求该热气球内空气所受的重力；

（ⅲ）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量．

33．[答案]

（1）ABD

（2）（ⅰ）Vgρ0

　（ⅱ）Vgρ0

（ⅲ）Vρ0T0

－m0

[解析]

（1）气体向真空自发扩散，对外界不做功，且没有热传递，气体的内能不会改变，A正确，C错误；气体在被压缩的过程中，活塞对气体做功，因汽缸绝热，故气体内能增大，B正确；气体在被压缩的过程中，外界对气体做功，D正确；气体在被压缩的过程中内能增加，而理想气体无分子势能，故气体分子的平均动能增加，选项E错误．

（2）（ⅰ）设1个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0，密度为

ρ0＝

　①

在温度为T时的体积为VT，密度为

ρ（T）＝

　②

由盖—吕萨克定律得

＝

　③

联立①②③式得

ρ（T）＝ρ0

　④

气球所受到的浮力为

f＝ρ（Tb）gV　⑤

联立④⑤式得

f＝Vgρ0

　⑥

（ⅱ）气球内热空气所受的重力为

G＝ρ（Ta）Vg　⑦

联立④⑦式得

G＝Vgρ0

　⑧

（ⅲ）设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得

mg＝f－G－m0g　⑨

联立⑥⑧⑨式得

m＝Vρ0T0

－m0　⑩

2017年全国卷3

33．［物理——选修3–3］（15分）

（1）（5分）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。

下列说法正确的是_______（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．在过程ab中气体的内能增加

B．在过程ca中外界对气体做功

C．在过程ab中气体对外界做功

D．在过程bc中气体从外界吸收热量

E．在过程ca中气体从外界吸收热量

【答案】ABD

考点：

理想气体的等容变化、等压变化和等温变化、热力学第一定律

（2）（10分）一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。

K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。

开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图（b）所示。

设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。

已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。

求：

（i）待测气体的压强；

（ii）该仪器能够测量的最大压强。

【答案】（i）（ii）

【解析】

试题分析：

（i）水银面上升至M的下端使玻璃泡中的气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V，压强等于待测气体的压强p。

提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高时，K1中的水银面比顶端低h；设此时封闭气体的压强为p1，体积为V1，则

①

②

由力学平衡条件得③

整个过程为等温过程，由玻意耳定律得④

联立①②③④式得⑤

（ii）由题意知⑥

联立⑤⑥式有⑦

该仪器能够测量的最大压强为⑧

2017年江苏卷

12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答．若多做，则按A、B两小题评分．

A．[选修3–3]（12分）

（1）一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V–T图象如图12A–1图所示。

下列说法正确的有_________。

（A）A→B的过程中，气体对外界做功

（B）A→B的过程中，气体放出热量

（C）B→C的过程中，气体压强不变

（D）A→B→C的过程中，气体内能增加

【答案】BC

（2）题12A–2（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同。

比较两张图片可知：

若水温相同，_________（选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，___________（选填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈。

【答案】甲乙

【解析】温度相同，颗粒越大，布朗运动越不明显，所以若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，温度越高，布朗运动越明显，故乙中水分子的热运动较剧烈。

（3）科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。

资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66kg/mol，其分子可视为半径为3×10–9m的球，已知阿伏伽德罗常数为×1023mol–1。

请估算该蛋白的密度。

（计算结果保留一位有效数字）

【答案】

2017年海南卷

15．请考生从第15~16题中任选一题作答。

如果多做，则按所做的第一题计分。

[选修3–3]（12分）

（1）（4分）关于布朗运动，下列说法正确的是_______。

（填入正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分；有选错的得0分）A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动B．液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈C．在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动D．液体中悬浮微粒的布朗运动使液体分子永不停息地做无规则运动E．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的

（2）（8分）一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭，D端与大气相通。

用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧，并将两端向下竖直放置，如图所示。

此时AB侧的气体柱长度l1=25cm。

管中AB、CD两侧的水银面高度差h1=5cm。

现将U形管缓慢旋转180°，使A、D两端在上，在转动过程中没有水银漏出。

已知大气压强p0=76cmHg。

求旋转后，AB、CD两侧的水银面高度差。

【答案】

（1）ABE

（2）

【解析】

（1）布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，小颗粒的布朗运动是由于周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起的，所以小颗粒的无规则运动反映了周围液体分子的无规则运动，温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动也越明显；颗粒越小，受到的冲力越不平衡，布朗运动越明显，选项ABE正确，CD错误；故本题选：

ABE

（2）以U形管的AB一侧封闭的气体为研究对象，初态：

，设U形管的横截面积为Scm2，则：

，现将U形管缓慢旋转180°，使A、D两端在上，在转动过程中没有水银漏出，由于U形管缓慢旋转，此过程可以看成等温变化，当使A、D两端在上，设AB中水银下降了xcm，CD管中水银面升高了xcm，此时对AB管中封闭的气体有：

末态：

，

，，根据玻意耳定律得：

，代入数据解得：

，另一解不符合题意舍掉；则AB、CD两侧的水银面高度差为

；

2016高考物理选修3-3

真题汇总及详细解析

[2016全国I]

[物理——选修3-3]（15分）

（1）（5分）关于热力学定律，下列说法正确的是__________。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．气体吸热后温度一定升高

B．对气体做功可以改变其内能

C．理想气体等压膨胀过程一定放热

D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体

E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡

【答案】BDE

【解析】气体内能的改变，故对气体做功可改变气体内能，B选项正确；气体吸热为，但不确定外界做功的情况，故不能确定气体温度变化，A选项错误；理想气体等压膨胀，，由理想气体状态方程，不变，增大，气体温度升高，内能增大。

由，气体过程中一定吸热，C选项错误；由热力学第二定律，D选项正确；根据平衡性质，E选项正确；

【考点】理想气体状态方程，热力学第一定律，热力学第二定律，热平衡的理解。

【难点】等压膨胀气体温度升高，内能增大；气体又对外做功，所以气体一定吸热。

（2）（10分）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差与气泡半径之间的关系为，其中。

现让水下处一半径为的气泡缓慢上升。

已知大气压强，水的密度，重力加速度大小。

（i）求在水下处气泡内外的压强差；

（ii）忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。

【答案】水下处气泡的压强差是，气泡在接近水面时的半径与原来半径之比为。

【解析】（

）由公式得，

水下处气泡的压强差是。

（ii）忽略水温随水深的变化，所以在水深处和在接近水面时气泡内温度相同。

由理想气体状态方程，得

①

其中，②

由于气泡内外的压强差远小于水压，气泡内压强可近似等于对应位置处的水压，所以有

④

⑤

将

带入

得，

【考点】理想气体状态方程

【难点】当气体内部压强远大于气泡内外压强差时，计算气体内部压强时可忽略掉压强差，即气体压强等于对应位置的水压。

[2016全国II].

[物理—选修3-3]（15分）

（1）（5分）一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p–T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。

下列判断正确的是________。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．气体在a、c两状态的体积相等

B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功

D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功

E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功

【答案】ABE

考点：

理想气体、热力学第一定律

（2）（10分）一氧气瓶的容积为m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。

某实验室每天消耗1个大气压的氧气m3。

当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。

若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。

【答案】N=4天

考点：

气体的状态变化

[2016全国III-33]

【物理选修3-3】

（1）关于气体的内能，下列说法正确的是________。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同

B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大

C．气体被压缩时，内能可能不变

D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关

E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加

【答案】CDE

考点：

考查了分子热运动

（2）一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。

初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。

用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。

求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。

已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0=cmHg。

环境温度不变。

【答案】

【解析】

试题分析：

设初始时，右管中空气柱的压强为，长度为；左管中空气柱的压强为，长度为。

活塞被推下h后，右管中空气柱的压强为，长度为；左管中空气柱的压强为，长度为。

以cmHg为压强单位，由题给条件得

根据玻意耳定律

联立解得

根据题意可得，

根据玻意耳定律可得，解得

考点：

考查了理想气体状态方程的应用

[2016江苏12A]

[选修3−3]（12分）

（1）在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸汽的变化情况为▲.

（A）压强变小（B）压强不变（C）一直是饱和汽（D）变为未饱和汽

【答案】AC

【解析】

试题分析：

在冷却的过程中，温度降低，锅内水蒸汽与锅内的液体处于动态平衡所以锅内水蒸汽一直是饱和汽，故C正确；D错误；在冷却的过程中，温度降低，饱和汽的压强减小，所以A正确；B错误。

。

（2）如题12A−1图所示，在斯特林循环的p−V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目▲（选填“增大”、“减小”或“不变”），状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如题12A−2图所示，则状态A对应的是▲（选填“①”或“②”）.学科.网

【答案】不变①

（3）如题12A-1图所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和30J.在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J.求气体完成一次循环对外界所做的功.

【答案】8J

【解析】

试题分析：

完成一次循环气体内能不变ΔU=0，吸收的热量Q=（20+12–4–20）J=8J

由热力学第一定律ΔU=Q+W得，W=–8J

气体对外做功为8J。

[2016海南15]

[选修3-3]（12分）

（1）（4分）一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p-V图像如图所示。

在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。

对于这两个过程，下列说法正确的是____。

A．气体经历过程1，其温度降低

B．气体经历过程1，其内能减少

C．气体在过程2中一直对外放热

D．气体在过程2中一直对外做功

E.气体经历过程1的内能该变量与经历过程2的相同

【答案】ABE

（2）（8分）如图，密闭汽缸两侧与一“U”形管的两端相连，汽缸壁导热；“U”形管内盛有密度为的液体。

一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为。

外界温度保持不变。

缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40cm，求此时左、右两气室的体积之比。

取重力加速度大小，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。

【答案】

【解析】设初始状态时汽缸左气室的体积为，右气室的体积为；当活塞至汽缸中某位置时，左、右气室的压强分别为、，体积分别为、，由玻意耳定律得：

①

②

依题意有：

③

由力的平衡条件有：

④

联立①②③④式，并代入题给数据得：

⑤

由此解得：

（另一解不合题意，舍去）⑥

由③⑥式和题给条件得：

⑦。

[2016上海12].如图，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，初始时两管水银面等高，B管上方与大气相通。

若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H，A管内的水银面高度相应变化h，则

（A）h=H（B）h<

（C）h=（D）

【答案】B

【解析】据题意，原来A