2015年高考物理真题分类汇编12：选修3-3+热学

选修3－3本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共110分．第Ⅰ卷(选择题，共50分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在第1、2、3、5、6、9、10小题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第4、7、8小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1. [2014·上海市十校高三联考]下列说法中正确的是( )A. 温度低的物体内能小B. 外界对物体做功时，物体的内能一定增加C. 温度低的物体分子运动的平均动能小D. 做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大解析：物体的内能跟物体所含的分子数、物体的温度和体积等因素有关，所以温度低的物体内能不一定小，选项A错误；做功和热传递均能改变物体的内能，当外界对物体做功，而物体放热时，物体的内能可能减小，选项B错误；物体的温度低表示物体分子运动的平均动能小，选项C正确；物体做机械运动时的动能与物体分子做热运动时的动能不同，显然，选项D错误．答案：C2. 在冬季，装有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来，产生这种现象的主要原因是( )A. 软木塞受潮膨胀B. 瓶口因温度降低而收缩变小C. 白天气温升高，大气压强变大D. 瓶内气体因温度降低而压强减小解析：冬季气温较低，瓶中的气体V不变，因T减小而使p减小，这样瓶外的大气压力将瓶塞向下推使瓶塞塞紧，所以拔起来就感到很吃力，故D正确．答案：D3. 如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子速度最大处是( )A. a点B. b点C. c点D. d点解析：由分子力与分子之间距离的图象可以看出，乙分子从无穷远处到c 点过程中，分子力做正功，分子动能增大，从c 到d 过程中，分子力做负功，动能减小，所以经过位置c 时速度最大．答案：C4. [2013·广州模拟]一定质量的理想气体由状态A 变化到状态B ，气体的压强随热力学温度的变化如图所示，则此过程( )A. 气体的密度增大B. 外界对气体做功C. 气体从外界吸收了热量D. 气体分子的平均动能增大解析： 由图象可得：从状态A 到状态B ，该理想气体做等温变化，而压强变大，由理想气体状态方程pV T ＝C ，气体的体积V 减小，由密度公式ρ＝m V，故气体的密度增大，选项A 正确；温度是分子平均动能的标志，温度不变，气体分子的平均动能不变，选项D 错误；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度不变，内能不变，而体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，该气体要放热，故选项B 正确，选项C 错误．答案：AB5. 关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是( )A. 第二类永动机违反能量守恒定律B. 如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C. 外界对物体做功，则物体的内能一定增加D. 做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的解析： 第二类永动机违反热力学第二定律，并不是违反能量守恒定律，故A 错．据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 知，内能的变化由做功W 和热传递Q 两个方面共同决定，只知道做功情况或只知道传热情况无法确定内能的变化情况，故B 、C 项错误．做功和热传递都可改变物体内能，但做功是不同形式能的转化，而热传递是同种形式能间的转移，这两种方式是有区别的，故D 正确．答案：D6. [2014·浙江杭州]如图所示为中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器——哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶．在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞．在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，在对气球缓慢吹气的过程中，瓶内气体体积减小了ΔV时，压强增大了20%.若使瓶内气体体积减小2ΔV，则其压强增大( )A. 20%B. 30%C. 40%D. 50%解析：瓶内气体做等温变化，设初始状态，气体压强为p，体积为V，当瓶内气体体积减小2ΔV时，气体压强大小为xp，根据气体定律可得，pV＝1.2p(V－ΔV)＝xp(V－2ΔV)，解得，x＝1.5，所以，其压强增大50%，D项正确．答案：D7. 一定质量的气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四个过程在p－T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由图可以判断( )A. ab过程中气体体积不断减小B. bc过程中气体体积不断减小C. cd过程中气体体积不断增大D. da过程中气体体积不断增大解析：分析图象时要注意，在p－T图象中，若图线为过原点的直线，则该过程是等容变化，并且图线斜率越大，气体体积越小．四条直线段只有ab段是等容过程，即ab过程中气体体积不变，选项A是错误的，其他三个过程并不是等容变化过程．Ob、Oc、Od都是一定质量理想气体的等容线，依据p－T图中等容线的特点，比较这几条图线的斜率即可得出V a＝V b>V d>V c，故选项B、C、D正确．答案：BCD8. [2014·江苏淮安高三期末调研]下列说法中正确的是( )A. 晶体一定具有规则的几何外形B. 叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C. 当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同D. 当氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同解析：晶体有单晶体和多晶体之分，整个物体就是一个晶体的叫作单晶体，单晶体一定具有规则的几何外形，如雪花、食盐小颗粒、单晶硅等；如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体就叫作多晶体，多晶体没有确定的几何外形，如大块的食盐、黏在一起的蔗糖、各种金属材料等．选项A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，具体来说，叶面上的小露珠与气体接触的表面层中的分子分布比内部稀疏，分子间距大于分子力平衡时的距离r0，所以分子间的相互作用表现为引力，从而使小露珠表面各部分之间存在相互吸引的力，即表面张力，小露珠表面层在液体表面张力的作用下呈球形，选项B正确；由液晶的性质可知，当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同，选项C正确；当氢气和氧气的温度相同时，它们分子运动的平均动能相同，但分子的平均速率不同，选项D错误．答案：BC9. 如图所示为一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是 ( )A. 在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多B. 在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多C. 在相同时间内撞在单位面积上的分子数两状态一样多D. 单位体积的分子数两状态一样多解析：由题图可知一定质量的气体a、b两个状态压强相等，而a状态温度低，分子的平均动能小，平均每个分子对器壁的撞击力小，而压强不变，则相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态一定较多，故A、C错，B对；一定质量的气体，分子总数不变，V b＞V a，单位体积的分子数a状态较多，故D错．答案：B10. [2013·成都二诊]A、B为两个相同的固定在地面上的气缸，内部有质量相等的同种气体，且温度相同，C、D为两重物，质量m C>m D，按如图所示方式连接并保持平衡．现使A、B 的温度都升高10℃，不计活塞及滑轮系统的质量和摩擦，则系统重新平衡后( )A. C 下降的高度比D 下降的高度大B. C 下降的高度比D 下降的高度小C. C 、D 下降的高度一样大D. A 、B 气缸内气体的最终压强与初始压强不相同解析：系统平衡时，密闭气体的压强保持不变，且p A ＝p 0－m C g S ，p B ＝p 0－m D g S，其中p 0为大气压强，S 为活塞的横截面积，因为m C >m D ，所以p A <p B ；根据理想气体状态方程pV T ＝C (常量)可知，当p 不变时，ΔV ＝ΔTC p，又因为p A <p B ，所以ΔV A >ΔV B ，即A 气缸内气体体积的增加量大于B 气缸内气体体积的增加量，C 下降的高度比D 下降的高度大，选项A 正确．答案：A第Ⅱ卷 (非选择题，共60分)二、实验题(8分)11. (8分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中：(1)某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴溶液，待其散开稳定④在蒸发皿上覆盖玻璃板，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜面积请指出错误或有遗漏的步骤，并改正其错误：错误的步骤：_____________________________________________有遗漏的步骤：___________________________________________(2)实验中，用a mL 纯油酸配制成b mL 的油酸酒精溶液，现已测得一滴溶液c mL ，将一滴溶液滴入水中，油膜充分展开后面积为S cm 2，估算油酸分子的直径大小为________cm.(3)用油膜法测出油酸分子直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的________．A. 摩尔质量B. 摩尔体积C. 质量D. 体积 解析：(1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时，相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差；③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得d ＝V S ＝a b c S ＝ac bS. (3)由油酸分子的直径易得油酸分子的体积为43π(d 2)3＝16πd 3.欲求阿伏加德罗常数，由题中选项知，B 正确．答案：(1)②在量筒中滴入N 滴溶液，测出它的体积 ③在水面上先撒上痱子粉 (2)ac bS(3)B三、计算题(本题共5小题，共52分)12. (8分)[2014·洛阳五校联考]如图所示p －V 图中，一定质量的理想气体由状态A 经过ACB 过程至状态B ，气体对外做功280 J ，放出热量410 J ；气体又从状态B 经BDA 过程回到状态A ，这一过程中外界对气体做功200 J.(1)ACB 过程中气体的内能如何变化？变化了多少？(2)BDA 过程中气体吸收还是放出多少热量？解析：(1)ACB 过程中W 1＝－280 J ，Q 1＝－410 J由热力学第一定律 U B －U A ＝W 1＋Q 1＝－690 J气体内能的减少量为690 J(2)因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数，BDA 过程中气体内能变化量U A －U B ＝690 J由题知W 2＝200 J由热力学第一定律U A －U B ＝W 2＋Q 2解得Q 2＝490 J即吸收热量490 J气体一定从外界吸收热量．答案：(1)减少了690 J (2)吸收490 J13. (8分)[2014·河北唐山]如图所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S .活塞通过轻绳连接了一个质量为m 的小物体，轻绳跨在定滑轮上．开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p 0(mg <p 0S )．汽缸内气体的温度为T 0，轻绳处在自然伸直状态．不计摩擦，缓慢降低汽缸内温度，最终使得气体体积减半，求：(1)气体体积减半时的温度T 1；(2)建立p －V 坐标系并在该坐标系中画出气体变化的整个过程．解析：(1)设初始气体体积为V ，在气体体积减半时，缸内气体压强为p 0－mg S. 根据气体定律可得，p 0V T 0＝p 0－mg S V 2T 1. 解得，T 1＝p 0－mg S 2p 0T 0. (2)刚开始缓慢降温时，缸内气体的体积不变，压强减小，气体做等容变化；当缸内气体压强降为p 0－mg S时，气体的压强不变，体积减小，气体做等压变化．如图所示．答案：(1)T 1＝p 0－mg S 2p 0T 0 (2)见解析图 14. (10分)如图(a)所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S ＝2×10－3 m 2、质量为m ＝4 kg 厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24 cm ，在活塞的右侧12 cm 处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300 K ，大气压强p 0＝1.0×105 Pa.现将气缸竖直放置，如图(b)所示，取g ＝10 m/s 2.求：(1)活塞与气缸底部之间的距离；(2)加热到675 K 时封闭气体的压强．解析：(1)当气缸水平放置时，有p 1＝1.0×105Pa ，V 1＝24S当气缸竖直放置时，有p 2＝p 0＋mg S ＝(1.0×105＋402×10－3)Pa ＝1.2×105 Pa V 2＝L 2S由等温变化可得p 1V 1＝p 2V 2解得L 2＝p 1V 1p 2S ＝1.0×105×24S 1.2×105Scm ＝20 cm (2)设活塞到卡环时温度为T 3，此时V 3＝36S由等压变化可得V 2T 2＝V 3T 3解得T 3＝V 3V 2T 2＝36S 20S×300 K＝540 K 由540 K 到675 K 等容变化有p 3T 3＝p 4T 4解得p 4＝T 4T 3p 3＝675540×1.2×105 Pa ＝1.5×105 Pa 答案：(1)20 cm (2)1.5×105Pa15. (1)(5分)下列说法中正确的是________．A. 布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动B. 叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C. 不具有规则几何形状的物体一定不是晶体D. 氢气和氮气的温度相同时，它们的分子平均速率不相同E. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大(2)(8分)如图所示为一简易火灾报警装置．其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声.27℃时，空气柱长度L 1为20 cm ，水银上表面与导线下端的距离L 2为10 cm ，管内水银柱的高度h 为8 cm ，大气压强为75 cm 水银柱高．求：①当温度达到多少时，报警器会报警？②如果要使该装置在87℃时报警，求再往玻璃管内注入的水银的高度．解析：(1)布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，A 项错误；由于液体表面张力的作用使叶面上的小露珠呈球形，B 项正确；多晶体不具有规则几何形状，C 项错误；氢气和氮气的温度相同时，它们分子的平均动能相同，由于它们的分子质量不同，所以它们分子的平均速率不相同，D 项正确；当分子力表现为斥力时，分子之间的距离小于r 0，当分子间的距离减小时，分子力和分子势能都增大，E 项正确．(2)①对水银封闭的气体，初状态：V 1＝L 1S ，T 1＝273＋27 K ＝300 K.末状态：V 2＝(L 1＋L 2)S ，T 2＝273＋t 2根据气体定律得：V 1T 1＝V 2T 2解得，t 2＝177℃.②设应该再往玻璃管内注入水银的高度为x ，对水银封闭的气体，初状态：p 1＝p 0＋h ，V 1＝L 1S ，T 1＝300 K.末状态：p 3＝p 0＋h ＋x ，V 3＝(L 1＋L 2－x )S ，T 3＝360 K根据气体定律得，p 1V 1T 1＝p 3V 3T 3解得，x ＝8.14 cm.答案：(1)BDE (2)①177℃ ②8.14 cm16. (1)(5分)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是________．A. 外界对气体做功，气体内能可能增加B. 在压强不变的条件下，体积增大，则气体分子的平均动能可能减少C. 压强减小，体积减小，分子的平均动能不一定减小D. 对一定质量的气体加热，其内能不一定增加E. 一定质量的气体，体积不变时，温度越低，气体的压强就越小(2)(8分)[2013·山西太原期末]如图是某研究性学习小组设计的一种测温装置，玻璃泡A 内封有一定质量的气体，与A 相连的细管B 插在水银槽中，管内和槽内水银面的高度差x 即可反映出泡内气体的温度，即环境温度，并可由管上的刻度直接读出．(B 管的体积与A 泡的体积相比可忽略)①在标准大气压下(p 0＝76 cmHg)，对B 管进行温度刻线．已知温度t 1＝27℃，管内与槽中水银面的高度差x 1＝16 cm ，此高度即为27℃的刻度线．求当t ＝0℃时，刻度线与槽中水银面的高度差x 0.②若大气压变为p 1＝75 cmHg ，利用该装置测量温度时所得读数仍为27℃，则此时实际温度是多少？解析：(1)外界对气体做功，若气体吸收热量，则气体内能增加，A 项正确；对于一定量的理想气体，在压强不变时，若气体的体积增大，则气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，B 项错误；根据理想气体状态方程pV T ＝C 可知，若气体压强减小，体积减小，则气体温度降低，气体分子的平均动能一定减少，C 项错误；气体吸收热量有可能同时对外做功，其内能不一定增加，D 项正确；一定质量的气体，体积不变时，温度越低，单位体积气体分子的个数不变但分子的平均动能减少，故气体的压强减小，E 项正确．(2)①由于B 管的体积与A 的体积相比可忽略，所以气体做等容变化，p 1＝p 0－p x ＝60 cmHg ，T 1＝300 K由查理定律，p /p 1＝T /T 1解得p ＝54.6 cmHg.当t ＝0℃时，刻度线与槽中水银面的高度差x 0＝76 cm －54.6 cm ＝21.4 cm.②此时A 内气体压强p ′＝(75－16) cmHg ＝59 cmHg ，由查理定律，p ′/p 1＝T ′/T 1，解得T ′＝295 K即实际温度是22℃.答案：(1)ADE (2)①21.4 cm ②22℃。

2015年高考物理真题分类汇编——选修3-3 热学(2015新课标I-33（1）).【物理—选修3-3】（15分）（5分）下列说法正确的是 （填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分 ）A ．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B ．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质C ．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D ．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E ．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变【答案】（1）BCD （选对1 个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1 个扣3分，最低得分为0分）【考点】固体的微观结构、晶体和非晶体【解析】解析：晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A 错。

根据是否有固定的熔点，可以把固体分为晶体和非晶体两类，晶体有各向异性，选项B 对。

同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体如金刚石和石墨。

选项C 对。

晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D 对。

熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E 错。

(2015新课标I-33（2）)【物理—选修3-3】（10分）如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为m 1=2.50kg ，横截面积为s1=80.0cm 2，小活塞的质量为m 2=1.50kg ，横截面积为s 2=40.0cm 2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l =40.0cm ，气缸外大气压强为p=1.00×105Pa ，温度为T=303K 。

初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T 1=495K ，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g 取10m/s 2，求（i ）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度（ii ）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强【答案】（i ）330K (ii) 1.01105 Pa【考点】气体实验定律；理想气体；共点力的平衡【解析】(i) 设初始时气体体积为V 1 ,在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V 2 ,温度为T 2 ,由题给条件得：V 1 = s 2( - ) + s 1() ·······○1 V2 = s 2 ·······○2 在活塞缓慢下移的过程中，用P 1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得：s 1(P 1 – P) = m 1g + m 2g + s 2(P 1 – P)······○3 故缸内的气体的压强不变 ，由盖·吕萨克定律有：= ······○4 联立○1○2○4式并代入题给数据得：T 2 = 330K ······○5 (ii)在大活塞与大圆筒底面刚接触时，被封闭气体的压强为P 1 ,在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变，没达到热平衡时被封闭气体的压强为P / ,由查理定律有： = ······○6 （2分）联立○3○5○6式并代入题给数据得： P/ = 1.01105 Pa ······○7（2分）【2015新课标II-33】33. [物理选修3-3]（15分）（1）（5分）关于扩散现象，下列说法正确的是（填正确答案标号，选对1个给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0分）A.温度越高，扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的【答案】ACD考点：分子动理论【2015新课标II-33】（2）（10分）如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B 侧上侧与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l=10.0cm，B侧水银面比A侧的高h=3.0cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1=10.0cm 时，将开关K关闭，已知大气压强P0=75.0cmHg。

专题12 选修3-3（选择题）1．【2017·北京卷】以下关于热运动的说法正确的是A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大【答案】C【考点定位】分子动理论【名师点睛】温度是分子平均动能的标志，但单个分子做无规则运动，单个分子在高温时速率可能较小。

2．【2017·新课标Ⅰ卷】（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0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大【答案】ABC【解析】温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同，温度越高，速率大的分子占比例越高，故虚线为0℃，实线是100℃对应的曲线，曲线下的面积都等于1，故相等，所以ABC正确。

【考点定位】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曲线【名师点睛】本题主要抓住温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同的特点。

3．【2016·江苏卷】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【考点定位】饱和汽【方法技巧】高压锅的密封的，在冷却的过程中，锅内水蒸汽与锅内的液体处于动态平衡。

选修3-3热学部分高考试题选编第一题：⑴（2017全国I 卷，5分）氧气分子在C 00和C 1000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_______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景C.图中实线对应于氧气分子在C 1000时的情景D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与C 00相比，C 1000时氧气分子速率出现在s /m 400~0区间内的分子数占总分子数的百分比较大 ⑴（2019全国III 卷，10分）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一高度为cm 0.2的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为cm 0.2。

若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。

已知大气压强为cmHg 76，环境温度为K 296。

⑴求细管的长度；⑵若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。

参考答案与解析1.解析：根据气体分子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曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，选项A 正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情景，选项B 正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在C 1000时的情景，选项C 正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧气分子数目，选项D 错误；由分子速率分布图可知，与C 00相比，C 1000时氧气分子速率出现在s /m 400~0区间的分子数占总分子数的百分比较小，选项E 错误。

答案：ABC2.解析：⑴设玻璃管倒置前后密封气体的压强分别为1p 、'1p ，对水银柱受力分析，由共点力平衡条件可得：h p p +=01，h p p -=0'1。

2015年普通高等学校招生全国统一考试(新课标Ⅰ)14.(2015全国新课标理综Ⅰ)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行.一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的( D )A.轨道半径减小,角速度增大B.轨道半径减小,角速度减小C.轨道半径增大,角速度增大D.轨道半径增大,角速度减小解析:因洛伦兹力不做功,故带电粒子从较强磁场区域进入到较弱的磁场区域后,其速度大小不变,由r=知,轨道半径增大;由角速度ω=知,角速度减小,选项D正确.15.(2015全国新课标理综Ⅰ)如图,直线a,b和c,d是处于匀强电场中的两组平行线,M,N,P,Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM,φN,φP,φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等.则( B )A.直线a位于某一等势面内,φM>φQB.直线c位于某一等势面内,φM>φNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功解析:由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等可知,φM>φN=φP,故过N,P点的直线d位于某一等势面上,则与直线d平行的直线c也位于某一等势面上,选项A错误,B正确;φM=φQ,则电子由M点运动到Q点,电场力不做功,选项C错误;由于φP<φM=φQ,电子由P点运动到Q点,电势能减小,电场力做正功,选项D错误.16.(2015全国新课标理综Ⅰ)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示.设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( A )A.U=66 V,k=B.U=22 V,k=C.U=66 V,k=D.U=22 V,k=解析:设原线圈中电流为I,由=知副线圈中的电流I2=3I,由题意知副线圈中电阻两端的电压U=3IR,则原线圈回路中R两端的电压U'=IR=,原线圈两端的电压U1=3U,由闭合电路中电压关系可知U1+U'=220 V,即3U+=220 V,解得U=66 V,原线圈回路中电阻消耗的功率P1=I2R,副线圈回路中电阻消耗的功率P2=(3I)2R,k===,选项A正确.17.(2015全国新课标理综Ⅰ)如图,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平.一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道.质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小.用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功.则( C )A.W=mgR,质点恰好可以到达Q点B.W>mgR,质点不能到达Q点C.W=mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离D.W<mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离解析:质点由静止开始下落到最低点N的过程中由动能定理:mg·2R-W=mv2质点在最低点:F N-mg=由牛顿第三定律得:F N=4mg联立得W=mgR,质点由N点到Q点的过程中在等高位置处的速率总小于由P点到N点下滑时的速率,故由N点到Q点过程克服摩擦力做功W'<W,故质点到达Q点后,会继续上升一段距离,选项C正确.18.(2015全国新课标理综Ⅰ)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示.水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h,发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h.不计空气的作用,重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v 的最大取值范围是( D )A.<v<L1B.<v<C.<v<D.<v<解析:乒乓球做平抛运动,落到右侧台面上时经历的时间t1满足3h=g.当v取最大值时其水平位移最大,落点应在右侧台面的台角处,有v max t1=,解得v max=;当v取最小值时其水平位移最小,发射方向沿正前方且恰好擦网而过,此时有3h-h=g,=v min t2,解得v min=.故选项D正确.19.(2015全国新课标理综Ⅰ)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示.实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后.下列说法正确的是( AB )A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动解析:当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势和感应电流,选项A正确;圆盘内的涡电流产生的磁场对磁针施加磁场力作用,导致磁针转动,选项B正确;由于圆盘中心正上方悬挂小磁针,在圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变,选项C错误;圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场沿圆盘轴线方向,此磁场不会导致磁针转动,选项D错误.20.(2015全国新课标理综Ⅰ)如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v t图线如图(b)所示.若重力加速度及图中的v0,v1,t1均为已知量,则可求出( ACD )图(a) 图(b)A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度解析:设物块的质量为m、斜面的倾角为θ,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,物块沿斜面上滑和下滑时的加速度大小分别为a1和a2,根据牛顿第二定律有mgsin θ+μmgcos θ=ma1,mgsin θ-μmgcos θ=ma2.再结合v t图线斜率的物理意义有a1=,a2=.由上述四式可见,无法求出m,可以求出θ、μ,故选项B错误,A,C均正确;0~t1时间内的v t图线与横轴包围的面积大小等于物块沿斜面上滑的最大距离,θ已求出,故可以求出物块上滑的最大高度,故选项D正确.21.(2015全国新课标理综Ⅰ)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后,先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行;然后经过一系列过程,在离月面4 m高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止);最后关闭发动机,探测器自由下落.已知探测器的质量约为1.3×103 kg,地球质量约为月球的81倍,地球半径约为月球的3.7倍,地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2.则此探测器( BD )A.在着陆前的瞬间,速度大小约为8.9 m/sB.悬停时受到的反冲作用力约为2×103 NC.从离开近月圆轨道到着陆这段时间内,机械能守恒D.在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度解析:月球表面重力加速度大小g月=G,g地=G,得g月=g地≈1.66 m/s2,则探测器在月球表面着陆前的速度大小v t==3.6 m/s,选项A错误;悬停时受到的反冲作用力F=mg月≈2×103 N,选项B正确;从离开近月圆轨道到着陆过程中,有发动机工作阶段,探测器的机械能不守恒,选项C错误;在近月圆轨道上运行的线速度v月=<,故选项D正确.第Ⅱ卷22.(2015全国新课标理综Ⅰ)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20 m).完成下列填空:(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所示,托盘秤的示数为1.00 kg;(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图(b)所示,该示数为kg;(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧.此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置(4)根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为N;小车通过最低点时的速度大小为m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2,计算结果保留2位有效数字)解析:(2)托盘秤的最小刻度为0.1 kg,读数要估读到0.01 kg,示数为1.40 kg.(4)小车经过凹形桥最低点时对桥的压力F N=g-M桥g=(1.81-1.00)×9.80 N≈7.9 N,小车通过最低点时受到的支持力F N'=F N=7.9 N,小车质量m车=1.40 kg-1.00 kg=0.40 kg,由F N'-m车g=m车,解得v≈1.4 m/s.答案:(2)1.40 (4)7.9 1.423.(2015全国新课标理综Ⅰ)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路.(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω,满偏电流为1 mA;R1和R2为阻值固定的电阻.若使用a和b两个接线柱,电表量程为3 mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10 mA.由题给条件和数据,可以求出R1= Ω,R2= Ω.(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表○A 对改装电表的3 mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0 mA.电池的电动势为1.5 V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300 Ω和1 000 Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750 Ω和3 000 Ω.则R0应选用阻值为Ω的电阻,R应选用最大阻值为Ω的滑动变阻器.(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻.图(b)中的R'为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路.则图中的d点应和接线柱(填“b”或“c”)相连.判断依据是: .解析:(1)由并联电路各支路两端电压相等有:使用a和b两个接线柱时1 mA×100 Ω=(3-1)mA×(R1+R2);使用a和c两个接线柱时1 mA×(100 Ω+R2)=(10-1)mA×R1,联立可得R1=15 Ω,R2=35 Ω.(2)由题意知校准时电路中电流的范围为0.5 mA≤I≤3.0 mA,则由闭合电路欧姆定律知电路中总电阻R总=,满足500 Ω≤R总≤3 000 Ω,而两电表的总电阻R A=150 Ω+=183 Ω,故R0+R应满足317 Ω≤R0+R≤2 817 Ω,可知R0只能选用300 Ω的,R只能选用3 000 Ω的.(3)在图(b)电路中,当d接c时,若R1损坏,则毫安表仍接入电路而有示数,若R2损坏,则毫安表不接入电路而无示数,故可由毫安表有无示数来判断损坏的电阻;当d接b时,无论R1还是R2损坏,对毫安表示数的影响相同,从而不能进行判定.答案:(1)15 35 (2)300 3 000(3)c 闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R224.(2015全国新课标理综Ⅰ)如图,一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1 T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘.金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连,电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量.解析:依题意,开关闭合后,电流方向为从b到a,由左手定则可知,金属棒所受的安培力方向为竖直向下.开关断开时,两弹簧各自相对于其原长的伸长量为Δl1=0.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kΔl1=mg①式中,m为金属棒的质量,k是弹簧的劲度系数,g是重力加速度的大小.开关闭合后,金属棒所受安培力的大小为F=ILB②式中,I是回路电流,L是金属棒的长度.两弹簧各自再伸长了Δl2=0.3 cm,由胡克定律和力的平衡条件得2k(Δl1+Δl2)=mg+F③由欧姆定律有E=IR④式中,E是电池的电动势,R是电路总电阻.联立①②③④式,并代入题给数据得m=0.01 kg.答案:见解析25.(2015全国新课标理综Ⅰ)一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5 m,如图(a)所示.t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后1 s时间内小物块的v t图线如图(b)所示.木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10 m/s2.求:图(a) 图(b)(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2;(2)木板的最小长度;(3)木板右端离墙壁的最终距离.解析:(1)规定向右为正方向.木板与墙壁相碰前,小物块和木板一起向右做匀变速运动,设加速度为a1,小物块和木板的质量分别为m和M,由牛顿第二定律有-μ1(m+M)g=(m+M)a1①由图(b)可知,木板与墙壁碰前瞬间的速度v1=4 m/s,由运动学公式得v1=v0+a1t1②s0=v0t1+a1③式中,t1=1 s,s0=4.5 m是木板与墙壁碰前瞬间的位移,v0是小物块和木板开始运动时的速度.联立①②③式并结合题给条件得μ1=0.1④在木板与墙壁碰撞后,木板以-v1的初速度向左做匀变速运动,小物块以v1的初速度向右做匀变速运动.设小物块的加速度为a2,由牛顿第二定律有-μ2mg=ma2⑤由图(b)可得a2=⑥式中,t2=2 s,v2=0,联立⑤⑥式并结合题给条件得μ2=0.4;⑦(2)设碰撞后木板的加速度为a3,经过时间Δt,木板和小物块刚好具有共同速度v3.由牛顿第二定律及运动学公式得μ2mg+μ1(M+m)g=Ma3⑧v3=-v1+a3Δt⑨v3=v1+a2Δt⑩碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板的位移为s 1=Δt小物块的位移为s 2=Δt小物块相对木板的位移为Δs=s 2-s1联立⑥⑧⑨⑩式,并代入数据得Δs=6.0 m因为运动过程中小物块没有脱离木板,所以木板的最小长度应为6.0 m;(3)在小物块和木板具有共同速度后,两者向左做匀变速运动直至停止,设加速度为a4,此过程中小物块和木板运动的位移为s3.由牛顿第二定律及运动学公式得μ1(m+M)g=(m+M)a40-=2a4s3碰后木板运动的位移为s=s1+s3联立⑥⑧⑨⑩式,并代入数据得s=-6.5 m木板右端离墙壁的最终距离为6.5 m.答案:(1)0.1 0.4 (2)6.0 m (3)6.5 m33.[物理——选修33](2015全国新课标理综Ⅰ)(1)下列说法正确的是(填正确答案标号)A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变(2)如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1=2.50 kg,横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg,横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为p=1.00×105 Pa,温度为T=303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距,两活塞间封闭气体的温度为T1=495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2.求:①在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度;②缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.解析:(1)晶体被敲碎后,其空间点阵结构未变,仍是晶体,A错误;单晶体光学性质各向异性,B正确;同种元素由于空间的排列结构而形成不同物质的晶体,C正确;如果外界条件改变了分子或原子的空间排列结构,晶体和非晶体之间可以互相转化,D正确;在晶体熔化过程中,温度保持不变,只是分子平均动能保持不变,分子势能会发生改变,内能也会改变,E错误.(2)①设初始时气体体积为V1,在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的体积为V2,温度为T2.由题给条件得V1=S2l-+S1①V2=S2l②在活塞缓慢下移的过程中,用p1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p)③故缸内气体的压强不变.由盖—吕萨克定律有=④联立①②④式并代入题给数据得T2=330 K;⑤②在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为p',由查理定律,有=⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得p'=1.01×105 Pa.答案:(1)BCD (2)①330 K ②1.01×105 Pa34.[物理——选修34](2015全国新课标理综Ⅰ)(1)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1Δx2(填“>”“=”或“<”).若实验中红光的波长为630 nm,双缝与屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为mm.(2)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v=25 cm/s.两列波在t=0时的波形曲线如图所示.求:①t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标;②从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm的质点的时间.解析:(1)根据公式Δx=λ,红光波长大于绿光波长,因此Δx1>Δx2.根据题意,条纹间距Δx= mm=2.1 mm,所以d==3.00×10-4 m=0.300 mm.(2)①t=0时,在x=50 cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为16 cm.两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16 cm.从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为λ1=50 cm,λ2=60 cm①甲、乙两列波波峰的x坐标分别为x1=50+k1λ1,k1=0,±1,±2,…②x2=50+k2λ2,k2=0,±1,±2,…③由①②③式得,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标为x=(50+300n)cm,n=0,±1,±2,…④②只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16 cm.t=0时,两波波谷间的x坐标之差为Δx'=50+(2m2+1)-50+(2m1+1)⑤式中,m1和m2均为整数.将①式代入⑤式得Δx'=10(6m2-5m1)+5由于m1,m2均为整数,相向传播的波谷间的距离最小为Δx0'=5 cm从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm的质点的时间为t=代入数据得t=0.1 s.答案:(1)> 0.300(2)①x=(50+300n)cm n=0,±1,±2,…②0.1 s35.[物理——选修3-5](2015全国新课标理综Ⅰ)(1)在某次光电效应实验中,得到的遏止电压U c与入射光的频率ν的关系如图所示.若该直线的斜率和截距分别为k和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为,所用材料的逸出功可表示为.(2)如图,在足够长的光滑水平面上,物体A,B,C位于同一直线上,A位于B,C之间.A的质量为m,B,C的质量都为M,三者均处于静止状态.现使A 以某一速度向右运动,求m和M之间应满足什么条件,才能使A只与B,C各发生一次碰撞.设物体间的碰撞都是弹性的.解析:(1)根据爱因斯坦光电效应方程E km=hν-W0,又因为E km=eU c,得到U c=ν-,所以=k,h=ek;-=b,W0=-eb.(2)A向右运动与C发生第一次碰撞,碰撞过程中,系统的动量守恒、机械能守恒.设速度方向向右为正,开始时A的速度为v0,第一次碰撞后C的速度为v C1,A的速度为v A1.由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv0=mv A1+Mv C1①m=m+M②联立①②式得v A1=v0③v C1=v0④如果m>M,第一次碰撞后,A与C速度同向,且A的速度小于C的速度,不可能与B发生碰撞;如果m=M,第一次碰撞后,A停止,C以A碰前的速度向右运动,A不可能与B发生碰撞;所以只需考虑m<M的情况.第一次碰撞后,A反向运动与B发生碰撞.设与B发生碰撞后,A的速度为v A2,B的速度为v B1,同样有v A2=v A1=2v0⑤根据题意,要求A只与B,C各发生一次碰撞,应有v A2≤v C1⑥联立④⑤⑥式得m2+4mM-M2≥0解得m≥(-2)M另一解m≤-(+2)M舍去.所以,m和M应满足的条件为(-2)M≤m<M.答案:(1)ek -eb (2)(-2)M≤m<M2015年普通高等学校招生全国统一考试(新课标Ⅱ)14.(2015全国新课标理综Ⅱ)如图,两平行的带电金属板水平放置.若在两板中间a点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态.现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°,再由a点从静止释放一同样的微粒,该微粒将( D )A.保持静止状态B.向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动解析:最初带电微粒处于静止状态,受力如图(甲),Eq=mg;当两板绕过a点的轴逆时针转过45°时,带电微粒的受力如图(乙),其合力指向左下方,故微粒从静止开始向左下方做匀加速运动,选项D正确.15.(2015全国新课标理综Ⅱ)如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上.当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a,b,c三点的电势分别为U a,U b,U c.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( C )A.U a>U c,金属框中无电流B.U b>U c,金属框中电流方向沿a b c aC.U bc=-Bl2ω,金属框中无电流D.U ac=Bl2ω,金属框中电流方向沿a-c-b-a解析:闭合金属框在匀强磁场中以角速度ω逆时针转动时,穿过金属框的磁通量始终为零,金属框中无电流.由右手定则可知U b=U a<U c,选项A,B,D 错误;b,c两点的电势差U bc=-Blv中=-Bl2ω,选项C正确.16.(2015全国新课标理综Ⅱ)由于卫星的发射场不在赤道上,同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道.当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时,发动机点火,给卫星一附加速度,使卫星沿同步轨道运行.已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103 m/s,某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×103 m/s,此时卫星的高度与同步轨道的高度相同,转移轨道和同步轨道的夹角为30°,如图所示.发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为( B )A.西偏北方向,1.9×103 m/sB.东偏南方向,1.9×103 m/sC.西偏北方向,2.7×103 m/sD.东偏南方向,2.7×103 m/s解析:同步卫星的速度v方向为正东方向,设卫星在转移轨道上的速度为v1,附加速度为v2,由速度的合成可知v2的方向为东偏南方向,其大小为v2=≈1.9×103 m/s,故选项B正确.17.(2015全国新课标理综Ⅱ)一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是( A )解析:由题意知汽车发动机的功率为P1,P2时,汽车匀速运动的速度为v1,v2满足P1=fv1,P2=fv2,即v1=P1/f,v2=P2/f.若t=0时刻v0<v1,则0~t1时间内汽车先加速,有-f=ma1,可见a1随着v的增大而减小,选项B、D错误;若v0=v1,汽车在0~t1时间内匀速运动,因选项中不涉及v0>v1的情况,故不作分析.在t1时刻,发动机的功率突然由P1增大到P2,而瞬时速度未来得及变化,则由P=Fv知牵引力突然增大,则汽车立即开始做加速运动,有-f=ma2,同样,a2随v的增大而减小,直到a2=0时开始匀速运动,故选项A正确,C错误.18.(2015全国新课标理综Ⅱ)指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针,下列说法正确的是( BC )A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转解析:任何磁体均具有两个磁极,故选项A错误;指南针之所以能指向南北,是因为指南针的两个磁极受到磁场力的作用,这说明地球具有磁场,即选项B正确;放在指南针附近的铁块被磁化后,反过来会影响指南针的指向,即选项C正确;通电直导线产生的磁场对其正下方的指南针有磁场力的作用,会使指南针发生偏转,故选项D错误.19.(2015全国新课标理综Ⅱ)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍,两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动.与Ⅰ中运动的电子相比,Ⅱ中的电子( AC )A.运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍B.加速度的大小是Ⅰ中的k倍C.做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D.做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等解析:由题意可知,v1=v2,B1=kB2.电子运动的轨迹半径R=∝,故R2=kR1,选项A正确;加速度大小a=∝B,故a2=,选项B错误;周期T=∝,故T2=kT1,选项C正确;角速度ω==∝B,故ω2=,选项D错误.20.(2015全国新课标理综Ⅱ)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( BC )A.8B.10C.15D.18解析:如图所示,假设挂钩P,Q东边有x节车厢,西边有y节车厢,每节车厢质量为m.当向东行驶时,以y节车厢为研究对象,则有F=mya;当向西行驶时,以x节车厢为研究对象,则有F=mxa,联立两式有y=x.可见,列车总节数N=x+y=x,设x=3n(n=1,2,3…),则N=5n,故可知选项B,C正确.21.(2015全国新课标理综Ⅱ)如图,滑块a,b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上.a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动.不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g.则( BD )A.a落地前,轻杆对b一直做正功B.a落地时速度大小为C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g。

专题12 选修3-3（非选择题）1．【2017·江苏卷】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30 s，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．2．【2015·江苏·12A（2）】在装有食品的包装袋中充入氮气，然后密封进行加压测试，测试时，对包装袋缓慢地施加压力，将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_________（选填“增大”、“减小”或“不变”），包装袋内氮气的内能_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）3．【2016·江苏卷】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”）．4．【2016·上海卷】（8分）某同学制作了一个结构如图（a）所示的温度计。

一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动，管长0.5 m。

将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向。

在气体温度为270 K时，用一段水银将长度为0.3 m的气柱封闭在管内。

实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图（b）所示（实验中大气压强不变）。

（1）管内水银柱长度为m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为K。

（2）若气柱初始长度大于0.3 m，该温度计能测量的最高温度将（选填：“增大”，“不变”或“减小”）。

倒数第2天 选修3－3(热学部分)知识回扣导图考前必做题1．(2014·高考冲刺试卷二)(1)(4分)下列说法正确的是________．(双选，填正确答案标号)A ．自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性B ．若气体的温度逐渐升高，其压强可以保持不变C ．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同D ．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积(2)(8分)某厂生产的压力罐容积为100 L,27 ℃时内部密封了1 atm 的空气．现用水泵给压力罐注入27 ℃的水，使注水后罐内的气体压强变为3 atm.①设注水过程中罐内密闭空气的质量和温度都不变，求注入水的体积；②实际上，注水过程中罐内空气的温度略有升高，说明温度略有升高的原因． 解析 (1)由热力学第二定律可知自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，A 项正确；气体温度升高的同时，若其体积也逐渐变大，由理想气体状态方程pV T ＝常量可知，其压强可以不变，B 项正确；温度是分子平均动能的标志，所以温度相同的氢气和氧气的分子平均动能相同，氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率，选项C 错误；气体分子间的空隙非常大，只能计算出分子间的距离，选项D 错误．(2)①对于压力罐内被封闭的气体，p 1＝1 atm ，V 1＝100 L ，p 2＝3 atm温度保持不变，由玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2(2分)可得：V 2＝33.3 L(2分)所以注入水的体积为66.7 L(2分)②由于注水过程中水不断地压缩压力罐内部的气体，对气体做功，从而使罐内气体内能增加，温度升高(2分)答案 (1)AB (2)① 66.7 L ②见解析2．(1)(4分)下列叙述中正确的是________．(双选，填正确答案标号)A ．物体的温度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的热运动动能都会增大B ．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大C ．布朗运动就是液体分子的热运动D ．晶体吸收热量，分子平均动能不一定增加图1(2)(8分)如图1所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸开口向下竖直放置．横截面积为S ＝2×10－3 m 2、质量与厚度均不计的活塞，与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24 cm ，活塞距气缸口12 cm.气体的温度为300 K ，大气压强p 0＝1.0×105 Pa.现将质量为4 kg 的物块挂在活塞上．取g ＝10 m/s 2.①求活塞与气缸底部之间的最长距离．②缓慢加热使活塞继续下移，为防止活塞脱离气缸，加热时温度不能超过多少？此过程中封闭气体对外做的功最多是多少？解析 (1)物体的温度升高，多数分子热运动加剧，也会有少数分子热运动减慢，所以不是所有分子的热运动动能都增大，A 错；当分子间作用力表现为斥力时，分子间距减小，分子力做负功，分子势能增大，B 正确；布朗运动不是液体分子的运动，是固体颗粒由于受到液体分子的撞击而做的运动，C 错；晶体吸收热量，如果温度升高，分子的平均动能增加，如果温度不变，如熔化过程，分子的平均动能不变，D 正确．(2)①挂上重物后，活塞下移，稳定后活塞与气缸底部之间的距离最长，该过程中气体的温度不变，根据玻意耳定律：p 0Sh 0＝(p 0－mg S )Sh 1(2分)代入数据解得h 1＝30 cm(1分)②加热过程中气缸内压强不变，当活塞移到气缸口时，温度达到最高，根据盖·吕萨克定律：Sh 1T 1＝Sh 2T 2，(1分) 而h 2＝36 cm ，T 1＝300 K解得T 2＝360 K(1分)气体对外做功W ＝(p 0－mg S )(h 2－h 1)S (2分)代入数据得W ＝9.6 J ．(1分)答案 (1)BD (2)①30 cm ②360 K 9.6 J3．(1)(4分)已知分子处于平衡状态时两个分子之间的距离为r 0，若两分子间的距离较大时(分子间没有分子力)，分子势能为零，则下面相关的说法中，正确的是________．(双选，填正确答案标号)A ．两分子间的距离小于r 0时，分子之间只有斥力的作用B ．两分子间的距离由r 0逐渐变小时，分子的势能逐渐变大C ．两分子间的距离小于r 0时，分子力对外表现为引力D ．两分子间的距离为r 0时，分子势能最小图2(2)(8分)如图2所示，内径均匀的U 形玻璃管竖直放置，截面积为5 cm 2，右侧管上端封闭，左侧管上端开口，内有用细线拴住的活塞．两管中分别封入L ＝11 cm 的空气柱A 和B ，活塞上、下气体压强相等均为76 cm 水银柱产生的压强，这时两管内的水银面的高度差h ＝6 cm ，现将活塞用细线缓慢地向上拉，使两管内水银面相平．整个过程中空气柱A 、B 的温度恒定不变．问(76 cm 水银柱的压强相当于1.01×105 Pa)①活塞向上移动的距离是多少？②需用多大拉力才能使活塞静止在这个位置上？解析(2)①取B 部分气体为研究对象初态：p B 1＝70 cmHgV B 1＝11S cm 3末态：p B 2＝p A 2V B 2＝(11＋3)S cm 3根据玻意耳定律p B 1V B 1＝p B 2V B 2(1分)解得：p B 2＝p A 2＝p B 1V B 1V B 2＝70×11S 14S ＝55(cmHg)(1分) 取A 部分气体为研究对象初态：p A 1＝70(cmHg)V A 1＝11S (cm 3)末态：p A 2＝p B 2＝55(cmHg)V A 2＝L ′S (cm 3)根据玻意耳定律p A 1V A 1＝p A 2V A 2(1分)V A 2＝p A 1V A 1p A 2＝76×11S 55(1分)L′＝15.2 cm(1分)对于活塞移动的距离：h′＝L′＋3－L＝15.2 cm＋3 cm－11 cm＝7.2 cm.(1分) ②由于活塞处于平衡状态，可知F＋p A2S＝p0S(1分)即F＝p0S－p A2S解得：F＝14 N．(1分)答案(1)BD(2)①7.2 cm②14 N。

专题12 选修3-3（选择题）1．【2017·北京卷】以下关于热运动的说法正确的是A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大【答案】C【考点定位】分子动理论【名师点睛】温度是分子平均动能的标志，但单个分子做无规则运动，单个分子在高温时速率可能较小。

2．【2017·新课标Ⅰ卷】（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0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大【答案】ABC【解析】温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同，温度越高，速率大的分子占比例越高，故虚线为0℃，实线是100℃对应的曲线，曲线下的面积都等于1，故相等，所以ABC正确。

【考点定位】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曲线【名师点睛】本题主要抓住温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同的特点。

3．【2016·江苏卷】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【考点定位】饱和汽【方法技巧】高压锅的密封的，在冷却的过程中，锅内水蒸汽与锅内的液体处于动态平衡。

12.选修3-3热学1.（2014北京）13.下列说法中正确的是A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低，其内能一定增大D.物体温度不变，其内能一定不变13.【答案】B【考点】热力学第一定律【解析】温度是分子平均动能的标志，温度降低分子热运动的平均动能减小，反之增大，A项错误；B项正确；物体的内能包括所有分子的动能和势能之和，温度降低，分子动能减小但是分子势能不能确定，所以内能不能确定，CD项错误。

2.（2014年大纲卷）16．对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( )A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小16．【答案】BD【考点】分子动理论、影响压强的原因【解析】一定质量的稀薄气体可以看做理想气体，分子运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子运动的越剧烈；压强变大可能是的原因是体积变小或温度升高，所以压强变大，分子热运动不一定剧烈，AC项错误，B项正确；压强变小时，也可能体积不变，可能变大，也可能变小；温度可能降低，可能不变，可能升高，所以分子间距离不能确定，D项正确。

3.（2014福建卷）29.[物理-选修3-3]（本题共有两小题，每小题6分，共12分。

每小题只有一个选项符合题意）（1）如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比。

途中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是。

（填选项前的字母）A．曲线① B.曲线② C.曲线③ D.曲线④4. （2014福建卷）（2）图为一定质量理想气体的压强p 与体积V关系图像，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是。

（填选项前的字母）A.TA＜TB，TB＜TCB. TA＞TB，TB=TCC. TA＞TB，TB＜TCD. TA=TB，TB＞TC29【答案】（1）D（2）C【考点】气体分子的麦克斯韦速率分布规律、理想气体状态方程【解析】（1）气体分子速率分布是有规律的，其分布特征是“中间多两头少，即随着速率增加分子数目逐渐增大，再增加又逐渐减少，故应选曲线④，D项错误。

【高考调研】2015高考历史总复习 热学章节测试 新人教版选修3-3一、选择题(40分)1．(单选)关于分子动理论的理解，下列说法正确的是( )A ．扩散现象说明分子间存在斥力B ．布朗运动就是液体分子的运动C ．当分子间的距离减小时，分子间的相互作用力可能增大D ．用气筒给车胎打气，到后来觉得气体难以压缩，是因为气体分子间有斥力解析 扩散现象是指分子能够充满整个空间的过程，它说明分子永不停息地运动，与分子之间存在斥力无关，故A 项错误；布朗运动是液体中的固体小颗粒的无规则的运动，是液体分子运动的反映，它说明分子永不停息地做无规则运动，故B 项错误；当分子间的距离小于平衡位置时，当两者间距减小时，分子间的相互作用力却增大，故C 项正确；用气筒给车胎打气，到后来觉得气体难以压缩，是因为克服轮胎内气体的压力，并不是分子间的斥力，故D 项错误．答案 C2．(多选)若以μ表示氮气的摩尔质量，V 表示在标准状况下氮气的摩尔体积，ρ是在标准状况下氮气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个氮分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的是( )A ．N A ＝VρmB ．ρ＝μN A ΔC ．m ＝μN AD ．Δ＝VN A 解析 摩尔质量M ＝mN A ＝ρV ，故N A ＝Vρm，故A 项正确；氮气分子间距为分子活动空间，不是分子的大小，N A Δ并不等于摩尔体积V ，故B 、D 项错误；摩尔质量μ＝mN A ，故m ＝μN A ，故C 项正确．答案 AC3．(单选)关于温度与温标，下列说法正确的是( )A ．温度与温标是一回事，所以热力学温标也称为热力学温度B ．摄氏温度与热力学温度都可以取负值C ．温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高276.15 KD ．热力学温度每一度的大小与摄氏温度每一度的大小相等解析 温标是温度数值的表示方法，所以温度与温标是不同的概念，用热力学温标表示的温度称为热力学温度，选项A 错；摄氏温度可以取负值，但是热力学温度不能取负值，因为热力学温度的零点是低温的极限，故选项B 错；温度升高3 ℃也就是温度升高了3 K ，故选项C 错；摄氏温度的每一度与热力学温度的每一度的大小相等，选项D 正确．答案 D4．(单选)一定质量的气体，保持体积不变，当它的温度从100 ℃升高到200 ℃时，它的压强( )A ．改变为原来的12B ．改变为原来的2倍C ．改变为原来的100273D ．改变为原来的473373解析 根据查理定律，知一定质量的气体，保持体积不变，温度升高时气体的压强跟它的热力学温度成正比，即p 1T 1＝p 0T 0，初状态：T 0＝(273＋100) K ＝373 K ，末状态：T 1＝(273＋200) K ＝473 K ；所以，得p 1p 0＝T 1T 0＝473373，即温度从100 ℃升高到200 ℃时，它的压强改变为原来的473373，故正确的选项为D ，A 、B 、C 选项都错误． 答案 D5．(单选)在图中，不能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化，又回到原来状态的图是( )解析 根据p －V 、p －T 、V －T 图象的意义可以判断，其中选项D 显示的是理想气体经历了等温变化→等压变化→等容变化，与题意不符．答案 D6．(多选)某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体( )A ．一定是非晶体B ．可能具有确定的熔点C ．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形D ．一定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质解析判断固体物质是晶体还是非晶体，要看其是否具有确定的熔点；区分单晶体与多晶体，要看其物理性质是各向异性还是各向同性．导热性能各向相同的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，因此，A选项不正确；多晶体具有确定的熔点，因此B选项正确；物体外形是否规则不是判断是不是单晶体的依据，应该说，单晶体具有规则几何外形是“天生”的，而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外形，当然，这只能是“后天”人为加工的，因此，C选项错误；因为单晶体一定具有各向异性的物理性质，所以，D选项正确．答案BD7．(多选)关于空气湿度，下列说法正确的是( )A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸气压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比解析A项，在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水汽蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故A 项错误．B项，在一定气温条件下，大气中相对湿度越小，水汽蒸发也就越快，人就越感到干燥，故当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，但绝对湿度不一定小，故B项正确．C 项，绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水的蒸气压来表示，故C项正确．D项，相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数，相对湿度是指空气中所含水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸气压的比值，而不是水的饱和蒸气压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比，故D项错误．故选BC答案BC8．(多选)根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是( )A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来解析机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A项正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B项错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，机械总要消耗能量，C项正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D项错误．9．(单选)如图所示，一端封闭的玻璃管内用长为L 厘米的水银柱封闭了一部分气体，已知大气压强为p 0厘米汞柱，则封闭气体的压强为( )A ．p 0厘米汞柱B ．L 厘米汞柱C ．(p 0＋L )厘米汞柱D ．(p 0－L )厘米汞柱解析 选取水银柱最下端的液片为研究对象，液片上面的压强为p 1＝(p 0＋L )厘米汞柱，下面的压强为气体的压强p ，液片两面的压强应相等，则有p ＝p 1＝(p 0＋L )厘米汞柱．答案 C10．(单选)(2012·重庆)图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是( )A ．温度降低，压强增大B ．温度升高，压强不变C ．温度升高，压强减小D ．温度不变，压强减小解析 对被封闭的一定量的气体进行研究，当水柱上升时，封闭气体的体积V 减小，结合理想气体状态方程pVT＝C 得，当外界大气压强p 0不变时，封闭气体的压强p 减小，则温度T 一定降低，B 选项错误．当外界大气压强p 0减小时，封闭气体的压强p 减小，则温度T 一定降低，C 、D 选项均错误．当外界大气压强p 0增大时，封闭气体的压强p 存在可能增大、可能不变、可能减小三种情况．当封闭气体的压强p 增大时，温度T 可能升高、不变或降低，封闭气体的压强p 不变时，温度T 一定降低，封闭气体的压强p 减小时，温度T 一定降低．故只有选项A 可能．二、实验题(20分)11．在“用油膜法测分子大小”的实验中，已配制好油酸酒精溶液，其中油酸体积占溶液总体积的百分比为k .在量筒中滴入N 滴油酸酒精溶液．读出总体积为V .现将一滴这样的溶液滴在水面上，其散开的油膜在带有方格的玻璃板上描绘的图形如图所示．已知玻璃板上每小方格的长和宽均为A .由此计算油膜的面积为________，油酸分子的直径为d ＝________.解析 油膜面积约占26小格，每个方格的面积为a 2，则油酸膜的面积约为S ＝26a 2.一滴纯油酸的体积为V 0＝V N k ，则油酸分子的直径为d ＝V 0S ＝kV 26Na 2. 答案 26a 2 kV26Na2 12．有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值．缓慢推动活塞，在使注射器内空气柱逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机．实验完成后，计算机屏幕上显示出如右图所示的p －1/V 图线．(1)仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是 ________________________________________________________________________；(2)根据(1)中的回答，说明减小误差应采取的措施：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析 (1)通过图象分析发现斜率k 在减小，即pV 的乘积在变小，根据理想气体状态方程公式pV T ＝C ，由于pV 减小，故可能是T 减小，也可能是C 减小，即气体质量减小．(2)根据理想气体状态方程公式pVT＝C ，要保持温度T 恒定，还要保持质量恒定，即不能漏气．答案 (1)实验时环境温度降低了[或：实验时注射器内的空气向外发生了泄漏](2)保持实验环境不变[或：给活塞涂润滑油，增加密闭性]三、计算简答题(40分)13．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A ，已知1克拉＝0.2克．用以上所给物理量表达每个钻石分子的直径 (单位为m)． 解析 a 克拉钻石物质的量为n ＝0.2a M ，所含分子数为N ＝nN A ＝0.2aN A M，钻石的摩尔体积为V m ＝M ×10－3ρ(单位为m 3/mol)，每个钻石分子体积为V 0＝V m N A ＝M ×10－3N A ρ，设钻石分子直径为d ，则V 0＝43π(d 2)3，联立解得d ＝36M ×10－3N A ρπm 【答案】 36M ×10－3N A ρπm 14．一定质量的气体从外界吸收了2.6×105 J 的热量，内能增加了4.2×105J ．问：(1)是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？(2)如果气体吸收的热量仍为2.6×105 J 不变，但是内能只增加了1.6×105 J ，计算结果W ＝－1.0×105 J ，是负值，怎样解释这个结果？(3)在热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 中，W 、Q 和ΔU 为正值或负值各代表什么物理意义？ 解析 (1)根据ΔU ＝W ＋Q ，得W ＝ΔU －Q ，将Q ＝2.6×105 J ，ΔU ＝4.2×105 J 代入式中，得W ＝1.6×105 J>0，说明外界对气体做了1.6×105 J 的功．(2)如果吸收的热量Q ＝2.6×105 J ，内能增加了1.6×105 J ，即ΔU ＝1.6×105 J ，则W ＝－1.0×105 J ，说明气体对外界做了1.0×105 J 的功．(3)在公式ΔU ＝W ＋Q 中，ΔU >0，物体内能增加；ΔU <0，物体内能减少．Q >0，物体吸热；Q <0，物体放热．W >0，外界对物体做功；W <0，物体对外界做功．答案 外界对气体做了1.6×105 J 的功；－1.0×105 J ，说明气体对外界做了1.0×105 J 的功；ΔU <0，物体内能减少．Q >0，物体吸热；Q <0，物体放热．W >0，外界对物体做功；W <0，物体对外界做功．15.如图所示，圆柱形气缸倒置在水平粗糙地面上，气缸内被活塞封闭有一定质量的空气，气缸质量为M ＝10 kg ，缸壁厚度不计，活塞质量m ＝5.0 kg ，其圆面积S ＝50 cm 2，与缸壁摩擦不计．在缸内气体温度为27 ℃时，活塞刚好与地面接触并对地面无压力，现设法使缸内气体温度升高，问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时，气缸对地面恰好无压力？(大气压强p 0＝105 Pa ，g 取10 m/s 2)解析 根据已知条件，分别对活塞和气缸作受力分析，列平衡方程，结合查理定律进行计算；当温度T 1＝(273＋27)K ＝300 K 时，活塞对地面无压力，列平衡方程：p 1S ＋mg ＝p 0S ，解得p 1＝p 0－mg S ＝105Pa －5×105×10－3 Pa ＝0.9×105 Pa 若温度升高，气体压强增大，气缸恰对地面无压力时，列平衡方程：p 2S ＝Mg ＋p 0S解得p 2＝p 0＋Mg S ＝105 Pa ＋10×1050×10－4 Pa ＝1.2×105 Pa 根据查理定律：p 1T 1＝p 2T 2，0.9×105300＝1.2×105273＋t，t ＝127 ℃ 答案 127 ℃16.用销钉固定的活塞把水平放置的容器分隔成A 、B 两部分，其体积之比为V A ∶V B ＝2∶1，如图所示．起初A 中有温度为27 ℃、压强为1.8×105Pa 的空气，B 中有温度为127 ℃、压强为2×105 Pa 的空气．现拔出销钉，使活塞可以无摩擦地移动(无漏气)，由于容器壁缓慢导热，最后气体都变到室温27 ℃，活塞也停止移动，求最后A 中气体的压强．解析 分别对A 、B 两部分气体列气态方程，再由A 、B 体积关系及变化前后体积之和不变、压强相等列方程，联立求解．以A 中气体为研究对象：初态下：p A ＝1.8×105 Pa ，V A ，T A ＝300 K末态下：p A ′，V A ′，T A ′＝300 K根据理想气体状态方程，得p A V A ＝p A ′V A ′以B 中气体为研究对象：初态下：p B ＝2×105 Pa ，V B ，T B ＝400 K末态下：p B ′，V B ′，T B ′＝300 K根据理想气体状态方程，得p B V B T B ＝p ′B V ′B T ′B相关条件：V A ∶V B ＝2∶1，V A ′＋V B ′＝V A ＋V B ，p A ′＝p B ′联立，可解得p A ′＝1.7×105Pa答案 1.7×105 Pa。