三年高考(2017-2019)物理真題分項(xiàng)版解析——專題15選修3-3(解析版)

1、專題15選修3-31. 2021新課標(biāo)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(shí)容器中空氣的溫度與外界相同,壓強(qiáng)大于外界.現(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng),直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同.此時(shí),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夭于小于"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AQ=0,但活塞移動(dòng)的過程中,容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小,那么容器內(nèi)氣體正在膨脹,體積增大,氣體對(duì)外界做功,即W<0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知：AU=AQ+W<0,故容

2、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(qiáng)和外界氣體壓強(qiáng)相同,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT,又P=m,m為容VPm器內(nèi)氣體質(zhì)量.聯(lián)立得：P=,取容器外界質(zhì)量也為m的一局部氣體,由于容器內(nèi)溫度T低于外nRT界溫度,故容器內(nèi)氣體密度大于外界.2. 2021新課標(biāo)全國I卷10分熱等靜壓設(shè)備廣泛用于材料加工中.該設(shè)備工作時(shí),先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)預(yù)抽真空的爐腔中,然后爐腔升溫,利用高溫高氣壓環(huán)境對(duì)放入爐腔中的材料加工處理,改善其性能.一臺(tái)熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13m3,爐腔抽真空后,在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶僦氣壓入到爐腔中.每瓶僦

3、氣的容積為3.2M0-2m3,使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5M07Pa,使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為2.0106Pa；室溫溫度為27C.僦氣可視為理想氣體.1求壓入僦氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；2將壓入僦氣后的爐腔加熱到1227C,求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng).【答案】1p2=3.2M07Pa2p3=1.6108Pa【解析】1設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為V.,壓強(qiáng)為p0；使用后氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為Pi.假設(shè)體積為V.、壓強(qiáng)為P0的氣體壓強(qiáng)變?yōu)镻1時(shí),其體積膨脹為V1.由玻意耳定律p0V0=p1V1被壓入進(jìn)爐腔的氣體在室溫和P1條件下的體積為V'*"設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為P

4、2,體積為V2.由玻意耳定律p2V2=10p1V1聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得P2=3.2M07Pa2設(shè)加熱前爐腔的溫度為T.,加熱后爐腔溫度為TI,氣體壓強(qiáng)為P3,由查理定律P3P2公TT/聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得P3=1.6M08Pa3. 2021新課標(biāo)全國n卷5分如P-V圖所示,1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài),對(duì)應(yīng)的溫度分別是Ti、T2、T3.用Ni、N2、N3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù),那么NiN2,TiT3,N2N3.填大于小于"或等于"P2Pl,1IIIPy一療II1IOVx-2'匕v【答案】大于

5、等于大于【解析】1、2等體積,2、3等壓強(qiáng)由PV=nRT得：衛(wèi)必二衛(wèi)2V1=V2,故衛(wèi)1=也,可得：T1=2T2,T1T2T1T2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；那么T3>T2,又P2=P3,2狀態(tài)分析密度大,分析運(yùn)動(dòng)緩慢,單個(gè)分子平均作用力小,3狀態(tài)分子密度小,分子運(yùn)動(dòng)劇烈,單個(gè)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. 2021新課標(biāo)全國n卷10分如圖,一容器由橫截面積分別為2s和S的兩個(gè)汽缸連通而成,容器平放在地面上,汽缸內(nèi)壁光滑.整個(gè)容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三

6、局部,分別充有氫氣、空氣和氮?dú)?平衡時(shí),氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為P0和V0,氫氣的體積為2V0,空氣的壓強(qiáng)為P.現(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出,抽氣過程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?活塞沒有到達(dá)兩汽缸的連接處,求：1抽氣前氫氣的壓強(qiáng)；2抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積.14(p0p)V0【答案】(1)Pio=-(Po+p)(2)Vi=-一-22pop【解析】1設(shè)抽氣前氫氣的壓強(qiáng)為pio,根據(jù)力的平衡條件得(pio-p)2S=(pop)SD/日1得po=2(po+p)2設(shè)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積分別為p1和V1,氫氣的壓強(qiáng)和體積分別為p2和V2,根據(jù)力的平衡條件有p2S=p12s由玻意耳定律得pV1=p1o2Vo

7、p2V2=poVo由于兩活塞用剛性桿連接,故V1NVo=2(VoY)聯(lián)立式解得V14(popVoT2pop5. 2.19新課標(biāo)全國出卷5分用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中為了測(cè)量出一滴濃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(cè)量的物理量是O【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(cè)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)定后得外表積So【解析】油膜法測(cè)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(zhǔn)確測(cè)量,故

8、而使用累積法,測(cè)出N滴油酸溶液的體積V,用V與N的比值計(jì)算一滴油酸的體積;S,以計(jì)算厚由于形成單分子油膜,油膜的厚度h可以認(rèn)為是分子直徑,故而還需要測(cè)量出油膜的面積V度h=oS6. 2021新課標(biāo)全國出卷10分如圖,一粗細(xì)均勻的細(xì)管開口向上豎直放置,管內(nèi)有一段高度為2.0cm的水銀柱,水銀柱下密封了一定量的理想氣體,水銀柱上外表到管口的距離為2.0cm.假設(shè)將細(xì)管倒置,水銀柱下外表恰好位于管口處,且無水銀滴落,管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同.大氣壓強(qiáng)為76cmHg,環(huán)境溫度為296Ko2.Qcm2.0cm1求細(xì)管的長度；2假設(shè)在倒置前,緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體,直到水銀柱的上外表恰好與管口平齊為止

9、,求此時(shí)密封氣體的溫度.【答案】1L=41cm2T=312K【解析】1設(shè)細(xì)管的長度為L,橫截面的面積為S,水銀柱高度為h;初始時(shí),設(shè)水銀柱上外表到管口的距離為,被密封氣體的體積為V,壓強(qiáng)為p；細(xì)管倒置時(shí),氣體體積為V1,壓強(qiáng)為P1.由玻意耳定律有pV=p1V1由力的平衡條件有P=P0+phP1=P0-pgh式中,p、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小,po為大氣壓強(qiáng).由題意有V=S«力15Vi=SL十i由式和題給條件得L=41cm2設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T,由蓋-呂薩克定律有VV1L由式和題給數(shù)據(jù)得T=312K7. 2021北京卷以下說法正確的選項(xiàng)是A.溫度標(biāo)志著物體內(nèi)

10、大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和C.氣體壓強(qiáng)僅與氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)D.氣體膨脹對(duì)外做功且溫度降低,分子的平均動(dòng)能可能不變【答案】A【解析】根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志確定氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的程度和分子平均動(dòng)能變化,內(nèi)能是分子平均動(dòng)能和分子勢(shì)總和,由氣體壓強(qiáng)宏觀表現(xiàn)確定壓強(qiáng).A.溫度是分子平均動(dòng)能標(biāo)志,所以溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度,故A正確；B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能和分子勢(shì)能之和,故B錯(cuò)誤；C.由壓強(qiáng)公式PV=nRT可知,氣體壓強(qiáng)除與分子平均動(dòng)能溫度有關(guān),還與體積有關(guān),故C錯(cuò)誤；D.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,所以溫度降低,

11、分子平均動(dòng)能一定變小,故D錯(cuò)誤./8. 2021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(shí)間后,該氣體/A.分子的無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)停息下來B,每個(gè)分子的速度大小均相等C.分子的平均動(dòng)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)那么運(yùn)動(dòng)那么為分子的熱運(yùn)動(dòng),由分子動(dòng)理論可知,分子熱運(yùn)動(dòng)不可能停止,錯(cuò)誤；密閉容器內(nèi)的理想氣體,溫度不變,所以分子平均動(dòng)能不變,但并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都相等,故B錯(cuò)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.H9. 2021江蘇卷由于水的外表張力,荷葉上的小水滴總是球形的.在小水滴外表層中,水分子之間的

12、才F互作用總體上表現(xiàn)為選填用力或用力.分子勢(shì)能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖象如題13A-1圖所示,能總體上反映小水滴外表層中水分子Ep的是圖中選填A(yù)"B.或C的位置.題13A-1圖【答案】引力C【解析】由于在小水滴外表層中,水分子間的距離大于ro,所以水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為引力,由于當(dāng)分子間距離為0時(shí),分子間作用力為0,分子勢(shì)能最小即圖中的B點(diǎn),由于外表層中分子間距大于0,所以能總體反映小水滴外表層中水分子勢(shì)能的是C位置.102021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900J.求A-

13、B-C過程中氣體對(duì)外界做的總功.【答案】W=1500J【解析】由題意可知,AtB過程為等壓膨脹,所以氣體對(duì)外做功為：W,=-PVB-VA,BtC過程：由熱力學(xué)第一定律得：W2=AU,那么氣體對(duì)外界做的總功為：W=-Wi+W2,代入數(shù)據(jù)解得：W=1500J.112021北京卷關(guān)于分子動(dòng)理論,以下說法正確的選項(xiàng)是A.氣體擴(kuò)散的快慢與溫度無關(guān)B.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)C.分子間同時(shí)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(kuò)散的快慢與溫度有關(guān),溫度越高,擴(kuò)散越快,故A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)為懸浮在液體中固體小顆粒的運(yùn)動(dòng),不是液體分子的熱運(yùn)動(dòng),固體小顆粒運(yùn)動(dòng)的無規(guī)那么

14、性,是液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)那么性的間接反映,故B錯(cuò)誤；分子間斥力與引力是同時(shí)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??；當(dāng)分子間距小于平衡位置時(shí),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(shí),分子表現(xiàn)為引力,即斥力小于引力,但總是同時(shí)存在的,故C正確,D錯(cuò)誤.【點(diǎn)睛】此題考查了布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散以及分子間的作用力的問題；注意布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散都說明了分子在做永不停息的無規(guī)那么運(yùn)動(dòng),都與溫度有關(guān)；分子間的斥力和引力總是同時(shí)存在的.12. 2021江蘇卷如下圖,一支溫度計(jì)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(shí)帶走熱量,使溫度計(jì)示數(shù)低于周圍空氣溫度

15、.當(dāng)空氣溫度不變,假設(shè)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)該溫度計(jì)示數(shù)減小,那么.注度計(jì)7A.空氣的相對(duì)濕度減小B.空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)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(jì)示數(shù)減小說明蒸發(fā)加快,空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因空氣的飽和氣壓只與溫度有關(guān),空氣溫度不變,所以飽和氣壓不變,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；根據(jù)相對(duì)濕度的定義,空氣的相對(duì)濕度減小,選項(xiàng)A正確.【點(diǎn)睛】此題考查濕度溫度計(jì)的原理、分子速率分布的特點(diǎn)和熱力學(xué)第一定律,解題的關(guān)鍵是要理解熱力學(xué)的根本概念、弄清熱力學(xué)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(yīng)用W=P,4V計(jì)算外界對(duì)氣體做的功.13. 202

16、1江蘇卷一定量的氧氣貯存在密封容器中,在Ti和T2溫度下其分子速率分布的情況見右表.那么Ti選填大于“小于"或等于“T2.假設(shè)約10%的氧氣沉著器中泄漏,泄漏前后容器內(nèi)溫度均為T1,那么在泄漏后的容器中,速率處于400500m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比選填大于小于或等于“18.6%o14.15.【答案】大于等于【解析】分子速率分布與溫度有關(guān),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Ti大于T2；泄漏前后容器內(nèi)溫度不變,那么在泄漏后的容器中,速率處于400500m/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%.2

17、021全國II卷對(duì)于實(shí)際的氣體,以下說法正確的選項(xiàng)是.填正確答案標(biāo)號(hào),選對(duì)1個(gè)給2分,選又2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分,每選錯(cuò)1個(gè)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(shì)能B.氣體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢(shì)能C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能D.氣體體積變化時(shí),其內(nèi)能可能不變E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能【答案】BDE【解析】氣體的內(nèi)能等于所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子之間勢(shì)能的總和,故AC錯(cuò),BE對(duì)；根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=W+Q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(shí),內(nèi)能可能不變,故D正確.2021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,

18、其過程如pV圖中從a至Ub的直線所示.在此過程中.填正確答案標(biāo)號(hào),選對(duì)1個(gè)給2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分,每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分0分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(duì)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(duì)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(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),可知?dú)怏w的內(nèi)能一直增加,選項(xiàng)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(duì)外做功,選項(xiàng)C正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律,從a到b的過程中

19、,氣體一直從外界吸熱,選項(xiàng)D正確；氣體吸收的熱量一局部增加內(nèi)能,一局部對(duì)外做功,選項(xiàng)E錯(cuò)誤.16.2021新課標(biāo)I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、到達(dá)狀態(tài)e,對(duì)此氣體,以下說法正確的選項(xiàng)是.填正確答案標(biāo)號(hào),選對(duì)1個(gè)給2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分,每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分0分A.過程中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小B.過程中氣體對(duì)外界做正功C.過程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(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小【答案】BDE【解析】此題考查對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體的VT圖線的理解、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律、理想氣體內(nèi)能及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn).由理想氣體狀態(tài)方程PaVa

20、/Ta=pbVb/Tb可知,pb>pa,即過程曲中氣體的壓強(qiáng)逐漸增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于過程3中氣體體積增大,所以過程中氣體對(duì)外做功,選項(xiàng)B正確；過程4中氣體體積不變,對(duì)外做功為零,溫度降低,內(nèi)能減小,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,過程&中氣體放出熱量,選項(xiàng)C錯(cuò)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(guān),可知狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等,選項(xiàng)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(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小,選項(xiàng)E正確.17.2021江蘇卷如下圖,一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為2.0105Pa,經(jīng)歷ATbtctA的過程,整個(gè)過程中對(duì)外界放出61.4J熱量

21、.求該氣體在ATB過程中對(duì)外界所做的功.4+M界率時(shí)分比E-F'071金他2»S4119300-400117.42i4儂-wo翔4500-60016Tis18OO-7W13ft8r*58OO-9W2090OUt.3手T【答案】氣體對(duì)外界做的功為138.6J【解析】整個(gè)過程中,外界對(duì)氣體做功W=Wab+Wca,且Wca=paVc'a由熱力學(xué)第一定律AU=Q+W,彳導(dǎo)Wab=-Q+Wca代入數(shù)據(jù)得Wab=-138.6J,即氣體對(duì)外界做的功為138.6J18.(2021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

22、只能在a、b間移動(dòng),其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體.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(jì)他們之間的摩擦.開始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),上、下方氣體壓強(qiáng)均為Po,溫度均為T.現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體,直至活塞剛好到達(dá)b處.求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對(duì)外所做的功.重力加速度大小為go【答案】W=poSmgh【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(qiáng),然后找到不同狀態(tài)下氣體參量,計(jì)算溫度或者體積.開始時(shí)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(yùn)動(dòng).設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為Ti,壓強(qiáng)為pi,根據(jù)查理定律有P0P

23、1小ToTi根據(jù)力的平衡條件有P1S=P0S+mg聯(lián)立式可得T=1+西0<P0SJ此后,汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程,直至活塞剛好到達(dá)b處,設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為丁2；活塞位于a處和b處時(shí)氣體的體積分別為V1和V2.根據(jù)蓋一呂薩克定律有V1V2小T1T2式中V1=SHV2=S(H+h)聯(lián)立式解得丁hhmg'T2=|1+I1ToIH人PoSj從開始加熱到活塞到達(dá)b處的過程中,汽缸中的氣體對(duì)外做的功為W=(PoS+mgh19.(2021全國III卷)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)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(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=

24、18.0cm和12=12.0cm,左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0cmHg.現(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(shí)兩邊空氣柱的長度.在整個(gè)過程中,氣體溫度不變.【答案】7.5cm【解析】設(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為P1和P2.U形管水平放置時(shí),兩邊氣體壓強(qiáng)相等,設(shè)為p,此時(shí)原左、右兩邊氣體長度分別變?yōu)?i和l2.由力的平衡條件有Pi=P2+Pg(l1T2)式中P為水銀密度,g為重力加速度大小.由玻意耳定律有Pi1i=P1iP2l2=pl21iilr=l2T2'由式和題給條件得11'=22.5bm12'=7.色m

25、d20.2021新課標(biāo)I卷如圖,容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成,面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的Ko開始時(shí),K關(guān)閉,上下兩局部,汽缸上部通過細(xì)管與裝有某種液體的容器相連,細(xì)管上有一閥門汽缸內(nèi)上下兩局部氣體的壓強(qiáng)均為Po,現(xiàn)將K翻開,容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸,當(dāng)流入的液體體積為V時(shí),將K關(guān)閉,活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積減小了-,不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積,外界溫度保86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.15poS26g【解析】設(shè)活塞再次平衡后,活塞上方氣體的體積為Vi,壓強(qiáng)為Pi；下方氣體的體積為-2,壓強(qiáng)為P2.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

26、V、,p0二二PV1VPoP2V22由條件得VVV13.,VV26824VVVV2=263設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m,由力的平衡條件得P2s=P1S+mg聯(lián)立以上各式得15PoS®m二26g21. 2021北京卷以下關(guān)于熱運(yùn)動(dòng)的說法正確的選項(xiàng)是A.水流速度越大,水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈B.水凝結(jié)成冰后,水分子的熱運(yùn)動(dòng)停止C.水的溫度越高,水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈D.水的溫度升高,每一個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都會(huì)增大【答案】C【解析】水流速度是機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度,不能反映熱運(yùn)動(dòng)情況,A錯(cuò)誤；分子在永不停息地做無規(guī)那么運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤；水的溫度升高,水分子的平均速率增大,并非每一個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大,D錯(cuò)誤；

27、選項(xiàng)C說法正確.【名師點(diǎn)睛】溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,但單個(gè)分子做無規(guī)那么運(yùn)動(dòng),單個(gè)分子在高溫時(shí)速率可能較小.22. 2021新課標(biāo)I卷氧氣分子在0C和100c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.以下說法正確的選項(xiàng)是.填正確答案標(biāo)號(hào).選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)彳導(dǎo)4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分單位速率間隔的分子數(shù)A.圖中兩條曲線下面積相等B.圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形C.圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100C時(shí)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0c時(shí)相比,100C時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0400

28、m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比擬大【答案】ABC【解析】溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度升高分子的平均動(dòng)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0C,實(shí)線是100C對(duì)應(yīng)的曲線,曲線下的面積都等于1,故相等,所以ABC正確.【名師點(diǎn)睛】此題主要抓住溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度升高分子的平均動(dòng)能增加,不同溫度下相同速率的分子所占比例不同的特點(diǎn).23. (2021新課標(biāo)n卷)如圖,用隔板將一絕熱氣缸分成兩局部,隔板左側(cè)充有理想氣體,隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空.現(xiàn)將隔板抽開,氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)氣缸.待氣體到達(dá)穩(wěn)定后,緩慢推壓活塞,將氣體壓回到

29、原來的體積.假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣.以下說法正確的選項(xiàng)是隔板Tv活塞理想直申i氣體具工髀A.氣體自發(fā)擴(kuò)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(kuò)散過程中,氣體對(duì)外界做功D.氣體在被壓縮的過程中,外界對(duì)氣體做功E.氣體在被壓縮的過程中,氣體分子的平均動(dòng)能不變【答案】ABD【解析】氣體向真空擴(kuò)散過程中不對(duì)外做功,且又由于氣缸絕熱,可知?dú)怏w自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤；氣體在被壓縮的過程中活塞對(duì)氣體做功,因氣缸絕熱,那么氣體內(nèi)能增大,D正確；氣體在被壓縮的過程中,因氣體內(nèi)能增加,那么溫度升高,氣體分子的平均動(dòng)能增加,選項(xiàng)錯(cuò)誤；應(yīng)選ABD.【名師點(diǎn)睛】此題考查學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定

30、律的理解和運(yùn)用水平；要知道氣體在向真空膨脹時(shí)不對(duì)外做功；絕熱狀態(tài)時(shí)Q=0;理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān).24. (2021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干圖象如圖12A示.以下說法正確的有.(A) AB的過程中,氣體對(duì)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(qiáng)不變(D) AB-C的過程中,氣體內(nèi)能增加(題t-1圖)【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(duì)氣體做功,所以A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)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(qiáng)不變,C正確;A-B-C的過程中,溫度降

31、低,氣體內(nèi)能減小,故D錯(cuò)誤.【名師點(diǎn)睛】兩個(gè)過程：A到B等溫變化,B到C等壓變化.25.2021新課標(biāo)出卷如圖,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(dá)狀態(tài)b,再經(jīng)過等溫過程bc到達(dá)狀態(tài)c,最后經(jīng)等壓過程ca回到狀態(tài)a.以下說法正確的選項(xiàng)是填正確答案標(biāo)號(hào).選又1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)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(duì)氣體做功C.在過程ab中氣體對(duì)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(duì)氣體做功,氣體也不對(duì)外界做功,壓強(qiáng)增大

32、,溫度升高,內(nèi)能增加,A正確,C錯(cuò)誤；在過程ca中,氣體體積縮小,外界對(duì)氣體做功,壓強(qiáng)不變,溫度降低,故內(nèi)能減小,由熱力學(xué)第一定律可得氣體向外界放出熱量,B正確,E錯(cuò)誤；在過程bc中,溫度不變,內(nèi)能不變,體積增大,氣體對(duì)外界做功,由熱力學(xué)第一定律可知,氣體要從外界吸收熱量,D正確.【名師點(diǎn)睛】此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(xué)第一定律,解題時(shí)要分析清楚圖象,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)第一定律解題.26.2021江蘇卷題12AW甲和乙圖中是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線的圖片,記錄炭粒位置的時(shí)間間隔均

33、為30s,兩方格紙每格表示的長度相同.比擬兩張圖片可知：假設(shè)水溫相同,選填甲或乙中炭粒的顆粒較大；假設(shè)炭粒大小相同,選填甲"或乙中水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈.【答案】甲乙【解析】溫度相同,顆粒越大,布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯,所以假設(shè)水溫相同,甲中炭粒的顆粒較大；假設(shè)炭粒大小相同,溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯,故乙中水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈.【名師點(diǎn)睛】此題主要考查布朗運(yùn)動(dòng),布朗運(yùn)動(dòng)與懸浮在液體中顆粒的大小及液體的溫度有關(guān).27. 2021江蘇卷科學(xué)家可以運(yùn)用無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)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66kg/mol,其分子可視為半徑為3X10勺m的球,阿伏加德羅常數(shù)為6.0102

34、3mol1.請(qǐng)估算該蛋白的密度.計(jì)算結(jié)果保存一位有效數(shù)字_33【答案】：-=110kg/m43【解析】摩爾體積V=一化Na3由密度3M34<Na3.,3代入數(shù)據(jù)得'=110kg/m【名師點(diǎn)睛】此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(guān)系,記得公式,用心計(jì)算,小心有效數(shù)字的要求即可.28. 2021新課標(biāo)I卷如圖,容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管容積可忽略連通,閥門K2位于細(xì)管的中部,A、B的頂部各有一閥門Ki、K3；B中有一可自由滑動(dòng)的活塞質(zhì)量、體積均可忽略.初始時(shí),三個(gè)閥門均翻開,活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3,通過Ki給汽缸充氣,使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p

35、0的3倍后關(guān)閉K1O室溫為27C,汽缸導(dǎo)熱.(i)翻開K2,求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；(ii)接著翻開K3,求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置；(iii)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20C,求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng).【答案】(i)V/22po(ii)頂部(iii)1.6po【解析】(i)設(shè)翻開七后,穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的壓強(qiáng)為Pi,體積為Vi.依題意,被活塞分開的兩局部氣體都經(jīng)歷等溫過程.由玻意耳定律得p0V=P1V1(3po)V=Pi(2V-Vi)聯(lián)立式得VV1=一2pi=2p0(ii)翻開K3后,由式知,活塞必定上升.設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V2W2V)時(shí),活塞下氣體壓強(qiáng)為p2,由玻意耳定律得(3p°)V=p2V2由式得3Vp2=j-p0V23由式知,翻開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時(shí)p2為p2=p02(iii)設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強(qiáng)為p3,氣體溫度從Ti=300K升高到T2=320K的等容過程中,由查理定律得22=RTiT2將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式得p3=1.6p0【