2019-2020学年高中物理人教版选修3-3同步作业与测评：高考真题集训 Word版含解析.pdf

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1、高考真题集训高考真题集训 1 (2018全国卷)(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、到达状态 e。 对此气体， 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。 每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分)。 A过程中气体的压强逐渐减小 B过程中气体对外界做正功 C过程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

2、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 p0。 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 V 8 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 V 6 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。 答案答案 (1)BDE (2)15p 0S 26g 解析解析 (1)由理想气体状态方程可知， 体积不变温度升高即 TbTa， paVa Ta pbVb Tb 则 pbpa， 即过程中气体的压强逐渐增大， A 错误 ； 由于过程中气体体积增大， 所以过程中气体对外

3、做正功，B 正确 ； 过程中气体体积不变，对外做功为零， 温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程中气体放出热量，C 错误； 由于状态 c、d 的温度相等，根据理想气体的内能只与温度有关，可知状态 c、d 的内能相等，D 正确；由理想气体状态方程C 可得 pC ，即 TV 图中的 pV T T V 点与原点O的连线的斜率正比于该点的压强，故状态d的压强比状态b的压强小，E 正确。 (2)设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为 V1，压强为 p1；下方气体的 体积为 V2，压强为 p2。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 p0p1V1 V 2 p0p2V2

4、 V 2 由已知条件得 V1 V V 2 V 6 V 8 13 24 V2 V 2 V 6 V 3 设活塞上方液体的质量为 m，由力的平衡条件得 p2Sp1Smg 联立以上各式得 m。 15p0S 26g 2(2018全国卷)(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。 每选错 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

5、气体分子热运动的动能 (2)(10 分)如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡 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， 不计它们之间 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 丝缓慢加热汽缸中的气体， 直至活塞刚好到达 b 处。求此时汽缸内气体的温度以 及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为 g。 答案答案 (1)BDE (2)T0 (p0Smg)h (1 h H)(1 mg p0S

6、) 解析解析 (1)气体的内能等于所有分子热运动的动能和分子之间势能的总和， 故 A、C 错误，B、E 正确；根据热力学第一定律 UWQ 知道，改变内能的 方式有做功和热传递，所以体积发生变化对外做功 W 时，如果吸热 QW，则 内能不变，故 D 正确。 (2)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 p0 T0 p1 T1 根据力的平衡条件有 p1Sp0Smg 联立式可得 T1T0 (1 mg p0S) 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

7、 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 V1 T1 V2 T2 式中 V1SH V2S(Hh) 联立式解得 T2T0 (1 h H)(1 mg p0S) 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 W(p0S mg)h。 3 (2018全国卷)(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 pV 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

8、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 形细玻璃管内有一段 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 l118 0 cm 和 l2 120 cm，左边气体的压强为 120 cmHg。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。 答案答案 (1)BCD (2)225 cm 75 cm 解析解析 (1)一定

9、质量的理想气体从 a 到 b 的过程， 由理想气体状态方程 paVa Ta 可知，TbTa，即气体的温度一直升高，A 错误；根据理想气体的内能只与 pbVb Tb 温度有关，可知气体的内能一直增加，B 正确；由于从 a 到 b 的过程中气体的体 积增大，所以气体一直对外做功，C 正确；根据热力学第一定律，从 a 到 b 的过 程中，气体一直从外界吸热，D 正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分 对外做功，E 错误。 (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。

10、由力的平衡条件有 p1p2g(l1l2) 式中 为水银密度，g 为重力加速度大小。 由玻意耳定律有 p1l1pl1 p2l2pl2 l1l1l2l2 由式和题给条件得 l1225 cm；l275 cm。 4 (2018江苏高考)(12分)(1)(3分)如图所示， 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空气中水的饱和汽压减小 D空气中水的饱和汽压增大 (2)(4 分)一定量的氧气贮存在密封容器中，在 T1和

11、T2温度下其分子速率分 布的情况见下表。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 400500 m/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”)186%。 (3)(5分)如图所示，一定质量的理想气体在状态A 时压强为 2 0105 Pa， 经历 ABCA 的过程， 整 个过程中对外界放出 61 4 J 热量。求该气体在 AB 过程中对外界所做的功。 答案答案 (1)A (2)大于 等于 (3)1386 J 解析解析 (1)温度计示数减小说明蒸发加快， 空气中水

12、蒸汽的压强减小， B 错误 ； 因空气的饱和汽压只与温度有关，空气温度不变，所以饱和汽压不变，C、D 错 误；根据相对湿度的定义，空气的相对湿度减小，A 正确。 (2)分子速率分布与温度有关，温度升高，分子的平均速率增大，速率大的 分子数所占比例增加，速率小的分子数所占比例减小，所以 T1大于 T2；泄漏前 后容器内温度不变，则在泄漏后的容器中，速率处于 400500 m/s 区间的氧气 分子数占总分子数的百分比不变，仍为 186%。 (3)整个过程中，外界对气体做功 WWABWCA， 且 WCApA(VCVA)， 由热力学第一定律 UQW，以及 U0， 得 WAB(QWCA)， 代入数据得

13、WAB1386 J，即气体对外界做的功为 1386 J。 5(2018北京高考)(6 分)关于分子动理论，下列说法正确的是( ) A气体扩散的快慢与温度无关 B布朗运动是液体分子的无规则运动 C分子间同时存在着引力和斥力 D分子间的引力总是随分子间距增大而增大 答案答案 C 解析解析 扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故 A 错误；布朗运 动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动 的无规则性，是液体分子运动的无规则性的间接反映，故 B 错误；分子间斥力 与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是随 分子间距增大而减小；当分子间距小

14、于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥 力，而分子间距大于平衡位置时，表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存 在的，故 C 正确，D 错误。 6(2017全国卷)(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

15、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 0400 m/s 区间内的分 子数占总分子数的百分比较大 (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。 ()打开 K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强； ()接着打开 K3

16、，求稳定时活塞的位置； ()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。 答案答案 (1)ABC (2)() 2p0 ()上升直到 B 的顶部 ()16p0 V 2 解析解析 (1)曲线下面积表示总的氧气分子数，二者相等，A 正确 ； 温度是分子 平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在 0 时 的情形，分子平均动能较小，B 正确 ； 实线为氧气分子在 100 时的情形，C 正 确；曲线给出的是分子数占总分子数的百分比，D 错误；速率出现在 0400 m/s 区间内，100 时氧气分子数占总分子数的百分比较小，E 错误。 (2)()设打开 K2后

17、，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 p0Vp1V1 (3p0)Vp1(2VV1) 联立式得 V1 V 2 p12p0 ()打开 K3后，由式知，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(V22V)时，活塞下气体压强为 p2。由玻意耳定律得(3p0)V p2V2 由式得 p2p0 3V V2 由式知，打开 K3后活塞上升直到 B 的顶部为止；此时 p2为 p2 p0。 3 2 ()设加热后活塞下方气体的压强为 p3，气体温度从 T1300 K 升高到 T2 320 K 的等容过程中，由查理定律得

18、 将有关数据代入式得 p316p0 7(2017全国卷)(15 分) (1)(5 分)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_(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

19、)(10 分)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、温度为 T0时的密度为 0，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。 ()求该热气球所受浮力的大小； ()求该热气球内空气所受的重力； ()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。 答案答案 (1)ABD (2)()Vg0 ()Vg0 ()V0T0m0 T0 Tb T0 Ta ( 1 Tb 1 Ta) 解析解析 (1)气体向真空膨胀时不受阻碍，气体不对外做功，由于汽缸是绝热 的， 没有热交换， 所以气体扩散后内能不变， 选项 A

20、正确。 气体被压缩的过程中， 外界对气体做功， 且没有热交换， 根据热力学第一定律， 气体的内能增大， 选项 B、 D 正确。气体在真空中自发扩散的过程中气体不对外做功，选项 C 错误。气体 在压缩过程中，内能增大，由于一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，温 度越高，内能越大，气体分子的平均动能越大，选项 E 错误。 (2)()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 0 m V0 在温度为 T 时的体积为 VT，密度为 (T) m VT 由盖吕萨克定律得 V0 T0 VT T 联立式得 (T)0 T0 T 气球所受的浮力为 F(Tb)gV 联立式得 F

21、Vg0 T0 Tb ()气球内热空气所受的重力为 G(Ta)Vg 联立式得 GVg0 T0 Ta ()设该气球还能托起的最大质量为 m， 由力的平衡条件得 mgFGm0g 联立式得 mV0T0m0 ( 1 Tb 1 Ta) 8(2017全国卷)(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

22、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 (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

23、和 K2的内径均为 d，M 的容积为 V0，水银的密度为 ， 重力加速度大小为 g。求： ()待测气体的压强； ()该仪器能够测量的最大压强。 答案答案 (1)ABD (2)() () gh2d2 4V0d2lh gl2d2 4V0 解析解析 (1)ab 过程是等容变化，ab 过程压强增大，温度升高，气体内能增大， 选项 A 正确；而由于体积不变，气体对外界不做功，选项 C 错误。ca 过程是等 压变化，体积减小，外界对气体做功，选项 B 正确 ； 体积减小过程中，温度降低， 内能减小，气体要放出热量，选项 E 错误。bc 过程是等温变化，内能不变，体 积增大，气体对外界做功，则需要吸收热量，

24、选项 D 正确。 (2)()水银面上升至 M 的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，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 VV0 d2l 1 4 V1 d2h 1 4 由力学平衡条件得 p1pgh 整个过程为等温过程，由玻意耳定律得 pVp1V1 联立式得 p gh2d2 4V0d2lh ()由题意知 hl 联立式有 p gl2d2 4V0 该仪器能够测量的最大压强为pmax gl2d2 4V0 9(2016海南高考)(15 分)(1)(5 分

25、)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 pV 图象如图 1 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_。(填正确选项前的字母，选对 1 个得 2 分， 选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每错选 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分) A气体经历过程 1，其温度降低 B气体经历过程 1，其内能减小 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 的内能改变量与经历过程 2 的相同 (2)(10 分)如图 2

26、所示， 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 75102 kg/m3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p0 45103 Pa。 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 h40 cm， 求此时左、右两气室的体积之比。取重力加速度大 小 g10 m/s2，U 形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。 答案答案 (1)ABE (2)11 解析解析 (1)气体经历过程 1， 压强减小， 体积变大， 膨胀对外做功， 内能减小， 故温度降低，选项 A、B 正确。气体在过程

27、 2 中，根据理想气体状态方程C， pV T 则开始时，气体体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热；然后压强不变， 体积变大，膨胀对外做功，则温度升高，吸热，故选项 C、D 错误；无论是经过 过程 1 还是过程 2，初、末状态相同，故内能改变量相同，选项 E 正确。 (2)设初始状态时汽缸左气室的体积为 V01，右气室的体积为 V02；当活塞至 汽缸中某位置时，左、右气室的压强分别为 p1、p2，体积分别为 V1、V2，由玻意 耳定律得 p0V01p1V1 p0V02p2V2 依题意有 V01V02V1V2 由力的平衡条件有 p2p1gh 联立式，并代入题给数据得 2V 3V01V19V 0 2 12 01 由此解得 V1 V01(另一解不合题意，舍去) 3 2 由式和题给条件得 V1V211。