2010-2018高考全国卷1试题分类汇编12选修33解析版

2010-2018高考全国卷1试题分类汇编12选修33解析版

‎2011年 ‎33．[3-3]（15分）‎ ‎⑴（6分）对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是_______。‎ A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变 B．若气体的内能不变，其状态也一定不变 C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大 D．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关 E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大 ‎⑵（9分）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=76cmHg。如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。‎ ‎33、（1）ADE；（2）12cm　　9.2cm ‎【解析】（1）理想气体的内能只由温度决定，由理想气体状态方程可知，若气体的压强和体积都不变，温度T也不变，所以内能也一定不变，A、E选项正确。若气体的内能不变，则温度T不变，但气体的压强和体积可以改变，B项错误。若气体的温度升高，体积增大，其压强可以不变， C项错误。由热力学第一定律知，D选项正确。‎ ‎（2）设玻璃管开口向上时，空气柱压强为 　 ① 式中，分别表示水银的密度和重力加速度。‎ 玻璃管开口响下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则， 　② 　式中，管内空气柱的压强。‎ 由玻意耳定律得 ③ 式中,h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积。‎ 由①②③式和题给条件得h=12cm　　④‎ 从开始转动一周后，设空气柱的压强为，则 ⑤ ‎ 由玻意耳定律得 　⑥ 　　式中，是此时空气柱的长度。‎ 由①②③⑤⑥9.2cm ⑦‎ ‎2012年 ‎33.[物理——选修3-3]（15分）‎ ‎（1）（6分）关于热力学定律，下列说法正确的是________（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。‎ A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D.不可能使热量从低温物体传向高温物体 E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 答案：ACE ‎（2）（9分）如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0°C的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。‎ ‎（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）；‎ ‎（ii）将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。‎ 解：（i）在打开阀门S前，两水槽水温均为T0=273K。设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有p1=pC+Δp①‎ 式中Δp=60mmHg。打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB。‎ 依题意，有pA=pC ②‎ 玻璃泡A和B中气体的体积为 V2=VA+VB ③‎ 根据玻意耳定律得 p1 VB =pBV2 ④‎ 联立①②③④式，并代入题给数据得 ⑤‎ ‎（ii）当右侧水槽的水温加热至T′时，U形管左右水银柱高度差为Δp。玻璃泡C中气体的压强为pc′=pa+Δp⑥‎ 玻璃泡C的气体体积不变，根据查理定理得 ⑦‎ 联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得 T′=364 K ⑧‎ ‎2013年 ‎33．[物理——选修3-3]（15分）‎ ‎⑴（6分）两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是 （填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．分子力先增大，后一直减小 B．分子力先做正功，后做负功 C．分子动能先增大，后减小 D．分子势能先增大，后减小 E．分子势能和动能之和不变 ‎【答案】BCE ‎【解析】由分子力随分子间距离变化关系分析知，分子力先增大，然后减小，再增大，A选项错误；分子从相距很远处开始运动，则r>r0时合力为引力，力和位移的夹角小于900，分子力做正功，分子动能大。r>r0时合力为斥力，力和位移的夹角大于900，分子力做负功，分子动能减小，BC选项正确；由分子力做功与分子势能变化关系知，分子势能先减小，后增大，D选项错误；分子仅在分子力作用下运动，只有分子力做功，分子势能和动能之间相互转化，分子势能和动能之和不变；E选项正确；‎ p0/3‎ p0‎ K ‎ ⑵（9分）如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K。两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞（质量不同，厚度可忽略）。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为理想气体），压强分别为po和po/3；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦。求：‎ ‎(i)恒温热源的温度T；‎ ‎(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx。‎ ‎【答案】(i) T=7T0/5 (ii)Vx= V0/2‎ p0/3‎ p0‎ K 恒 温 热 源 ‎【解析】（i）与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖吕萨克定律得 ① ‎ 得 ②‎ ‎（ii）由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞质量比右活塞的大。打开K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件。‎ 气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方气体压强为P，由玻意耳定律得 ③　‎ pVx K 恒 温 热 源 ‎ ④‎ 联立③④式得 ‎ 其解为 ⑤　 ‎ 另一解,不合题意,舍去。‎ ‎2014年 ‎33.[物理—选修3-3](15分)‎ ‎ (1) (6分)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、 bc、 ca回到原状 态，其p-T图像如图所示。下列判断正确的是 . (填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)‎ A.过程ab中气体一定吸热 B.过程bc中气体既不吸热也不放热 C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热 D. a、 b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小 E. b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同 ‎33 （1）【答案】：ADE【解析】 从a 到b的过程，根据图线过原点可得 ‎，所以为等容变化过程，气体没有对外做功，外界也没有对气体做功，所以温度升高，只能是吸热的结果， A正确；从b到c的过程温度不变，可是压强变小，说明体积膨胀，对外做功，理应内能减少温度降低，而温度不变说明从外界吸热，B错误；从 c 到a的过程，压强不变，根据温度降低说明内能减少，根据改变内能的两种方式及做功和热传递的结果是内能减少，所以外界对气体做的功小于气体放出的热量， C错误。分子的平均动能与温度有关，状态 a 的温度最低，所以分子平均动能最小，D正确； b和c两个状态，温度相同，即分子运动的平均速率相等，单个分子对容器壁的平均撞击力相等，根据b压强大，可判断状态 b 单位时间内容器壁受到分子撞击的改数多，E正确。‎ ‎（2014年全国卷1）‎ ‎ (2) (9分)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为P，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为To。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4.若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】设气缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为Δp，由玻意耳定律得 ‎ phS =(p +Δp)(h -h)S ①‎ 解得 Δp =p ②‎ 外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h′。根据盖—吕萨克定律，得 ‎ = ③‎ 解得 h′=h ④‎ 据题意可得 Δp = ⑤‎ 气体最后的体积为V =Sh′ ⑥‎ 联立②④⑤⑥式得 ‎ V = ⑦‎ ‎2015年 ‎33.【物理—选修3-3】（15分）‎ ‎（1）（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：BCD 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炭。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。‎ ‎（2）（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m1=2.50kg，横截面积为s1=80.0cm2，小活塞的质量为m2=1.50kg，横截面积为s2=40.0cm2；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L/2，两活塞间封闭气体的温度为T1=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，重力加速度取10m/s2，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）T2=2T1/3=330K （ii）p2=1.01×105Pa 解析：（i）大小活塞缓慢下降过程，活塞外表受力情况不变，气缸内压强不变，气缸内气体为等压变化，即v1/T1=v2/T2‎ 初始v1=L(s1+s2)/2‎ 末状态v2=Ls2‎ 带入可得T2=2T1/3=330K ‎（ii）对大小活塞受力分析则有m1g+m2g+ps1+p1s2=ps2+p1s1‎ 可得p1=1.1×105Pa 缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，气体体积不变，为等容变化p1/T1=p2/T2‎ 可得p2=1.01×105Pa ‎2016年 ‎（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】（1）BDE 考点：热力学定律；理想气体的性质 ‎（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Δp与气泡半径r之间的关系为Δp=,其中σ=0.070 N/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升，已知大气压强p0=1.0×105 Pa，水的密度ρ=1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g=10 m/s2。‎ ‎（i）求在水下10 m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】（i）∆p1=28 Pa ；（ii）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（2）（10分）‎ ‎（i）当气泡在水下h=10 m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为∆p1‎ ‎∆p1= ①‎ 代入题给数据得 ‎∆p1=28 Pa ②‎ ‎（ii）设气泡在水下10m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1,；气泡到达水面附近时，气泡内空气压强为p2，内外压强差为∆p2，其体积为V2，半径为r2。‎ 气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律 p1V1=p2V2 ③‎ p1=p0+ρgh+∆p1④‎ p2=p0+∆p2 ⑤‎ 气泡体积V1和V2分别为 V1= ⑥ ‎ V1= ⑦‎ 联立③④⑤⑥⑦式得 ‎ ⑧‎ 由②式知，∆pi<pa，即过程中气体的压强逐渐增大，选项A错误；由于过程中气体体积增大，所以过程中气体对外做功，选项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，选项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，选项D正确；由理想气体状态方程pdVd/Td=pbVb/Tb可知，状态d的压强比状态b的压强小，选项E正确。学科%网 ‎（2018·全国卷I） 33（2）. 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。‎ ‎【答案】‎ ‎ ⑥‎