2011-2020年高考物理试卷分类汇编之113b.选修模块3-3（中）（含答案及解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
第113b节 选修模块3—3（中）
1. 2016年新课标I卷33. [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
气体内能的改变ΔU=Q+W，故对气体做功可改变气体内能，B选项正确；气体吸热为Q，但不确定外界做功W的情况，故不能确定气体温度变化，A选项错误；理想气体等压膨胀过程中对外做功，W<0，由理想气体状态方程，P不变，V增大，气体温度升高，内能增大。由ΔU=Q+W，气体等压膨胀过程中对外做功，W<0，所以一定吸热，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；
（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，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：（i）由公式得，
水下10m处气泡的压强差是28Pa。
（ii）忽略水温随水深的变化，所以在水深10m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
③
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②③④⑤代入①得，


2.2016年新课标Ⅱ卷33．[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
【解析】由理想气体状态方程知，a与c的体积相等，选项A正确；理想气体的内能由温度决定，而Tc（2）（10分）一氧气瓶的容积为0.08 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0.36 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。
（2）设氧气开始时的压强为p1,体积为V1，压强变为p2（两个大气压）时，体积为V2，根据玻意耳定律得
p1V1=p2V2 ①
重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为
V3=V2-V1 ②
设用去的氧气在p0（1个大气压）压强下的体积为V0，则有
p2V3=p0V0 ③
设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为?V，则氧气可用的天数为
N=V0/?V ④
联立①②③④式，并代入数据得
N=4（天） ⑤
3.2016年新课标Ⅲ卷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
【解析】：质量和温度都相同的气体，虽然分子的平均动能相同，但是可能是不同的气体，则其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子动能不一定相同，A错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动动能大，内能不一定大，B错误；根据可知，如果等温压缩，则内能不变，等压膨胀，温度增大，内能一定增大，C、E正确；理想气体的分子势能为零，所以理想气体的内能等于分子动能，而分子动能和温度有关，D正确。
（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=75.0 cmHg。环境温度不变。
【答案】h=9.42 cm
【解析】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h=9.42 cm
4.2016年江苏卷12.A. [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，锅内水蒸气的变化情况为________。
A．压强变小
B．压强不变
C．一直是饱和汽
D．变为未饱和汽
(2)如图甲所示，在斯特林循环的p V图像中，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像如图乙所示，则状态A对应的是________(选填“①”或“②”)；
(3)如图甲所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4 J和20 J。在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20 J和12 J；求气体完成一次循环对外界所做的功。
【答案】 (1)AC　 (2)不变 　①　 (3)8 J
【解析】 (2) 由图知B→C的过程中气体的体积不变，所以密度不变，即单位体积中的空气分子数目不变；因当温度升高，分子热运动加剧，速度较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽，变平坦，由12A-1图知状态A的温度低，所以对应的是①。
(3)完成一次循环气体内能不变，则ΔU=0，吸收的热量Q=(20+12-4-20) J=8 J，由热力学第一定律ΔU=Q+W得，W=-8 J，气体对外做功8 J。
5.2016年海南卷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
解析】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，故选项AB正确；气体在过程2中，根据理想气体状态方程，刚开始时，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CD错误；无论是经过1过程还是2过程，初末状态相同，故内能改变量相同，故选项E正确。
（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=40 cm，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
6. 2015年理综新课标I卷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，可以把固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体有各向异性，选项B正确；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碳，选项C正确；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正确；熔化过程中，晶体要吸收热量，温度保持不变，但是内能增大，选项E错。故选BCD。
（2）（10分）如图，一固定的竖直气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=2.50kg，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g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=330K （ⅱ）
解：（ⅰ）设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2。由题给条件得
①
②
在活塞缓慢下移的过程中，用表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得
③
故缸内气体的压强不变。由盖-吕萨克定律有
④
联立并①②④式并代入数据得
T2=330K ⑤
（ⅱ）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

联立并③⑤⑥式并代入题给数据得p'=1.01×105Pa ⑦
7.2015年理综新课标Ⅱ卷33．【物理——选修3-3】（15分）
⑴（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个得2分，选对2个得4分，选对3个的5分。每选错1个扣3分，最低得分为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
解析：根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象不是化学反应，故B错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，选项C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，选项E错误。故选ACD。
⑵（10分）如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，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，当两侧水银面的高度差h1=10.0cm时将开关K关闭。已知大气压强p0=75cmHg。
(ⅰ)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；
(ⅱ)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度。
解析： (ⅰ)以cmHg为压强单位，设A侧空气长度l=10.0cm时压强为p；当两侧水银面的高度差为h1=10.0cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1，由玻意耳定律得pl=p1l1 ①
由力学平衡条件得 p=p0+h ②
打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止。由力学平衡条件得 p1=p0- h ③
联立①②③式，并代入题给数据得 l1=12.0cm ④
(ⅱ)当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2，
由玻意耳定律得 pl=p2l2 ⑤
由力学平衡条件得 p2=p0 ⑥
联立②⑤⑥式，并代入题给数据得 l2=10.4cm ⑦
设注入的水银在管内的长度Δh，依题意得
Δh=2(l1-l2)+h1 ⑧
联立④⑦⑧式，并代入题给数据得Δh =13.2cm ⑨
8.2015年理综福建卷29.【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)下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是 。(填选项前的字母)
A．分子间距离减小时分子势能一定减小
B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈
C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关
D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
答案： B
(2)如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则______。
A． Tb>Tc，Qab>Qac B． Tb>Tc，QabC． Tb=Tc，Qab>Qac D． Tb=Tc，Qab答案： C
解析：由根据理想气体状态方程，可见pV乘积相同则温度相同，由图知b、c两点的pV乘积相同，故温度相同Tb=Tc；
由状态a经过ab过程到达状态b，气体膨胀对外做功，Wab< 0，由热力学第一定律，ΔEab=Wab+Qab，
由状态a经过ac过程到达状态c， 等容变化不做功， Wac=0，由热力学第一定律，ΔEac=Wac+Qac，
b、c两点的温度相同则内能相同，故ΔEab=ΔEac，所以Qab>Qac
故选项C正确。
9.2015年理综重庆卷10． [选修3-3]
（1）（6分）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么
A．外界对胎内气体做功，气体内能减小 B．外界对胎内气体做功，气体内能增大
C．胎内气体对外界做功，内能减小 D．胎内气体对外界做功，内能增大
答案：D
解析：对车胎内的理想气体分析知，体积增大则气体对外做功；理想气体的内能只有动能，而动能的标志是温度，故中午温度升高，内能增大，故选D。
(2)(6分)北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结。若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1，压强为P1，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T2. 整个过程中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强为P0. 求冻结后肥皂膜内外气体的压强差。
答案：
解析：对气泡分析，发生等容变化，有 可得
故肥皂膜内外气体的压强差为
10.2015年江苏卷12. A. [选修 3-3](12 分)
(1)对下列几种固体物质的认识，正确的有_______.
(A)食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体
(B)烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
(C)天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
(D)石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
【答案】AD
解析：晶体有熔点，晶体在熔化和凝固过程中，温度不变，食盐熔化过程中，温度保持不变，可见A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形是由于液体的表面张力的作用，又因为受到重力作用，所以呈椭圆形，所以B错误；组成晶体的物质微粒在空间的排列呈现规则性，所以C错；沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。所以D正确。
(2)在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用。 某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，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”).
答案：增大 不变
解析：因为测试时，对包装袋缓慢地施加压力，外界对气体所做的功等于气体对外放出的热量，由热力学第一定律可知：气体的温度不变，即内能不变。由玻马定律知：气体体积变小，所以压强变大，由于气体的压强是由于气体分子对器壁的频繁碰撞而产生的，所以包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力增大。
(3)给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为 1 个标准大气压、体积为 1 L.将其缓慢压缩到压强为 2 个标准大气压时，气体的体积变为 0. 45 L. 请通过计算判断该包装袋是否漏气.
答案： (1)AD (2)增大 不变
解：若不漏气，设加压后的体积为 V1，由等温过程得 p0V0 = p1V1
代入数据得 V1 = 0. 5 L
因为 0. 45 L < 0. 5 L，故包装袋漏气。
11.2015年理综山东卷37．【物理-物理3-3】
（1）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是______。（双选，填正确答案标号）
a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用
b.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动
c.使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速
d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的
答案：bc
解析：根据分子运动论的知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒做无规则运动形成的布朗运动；由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选bc。
（2）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象；如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强p0。当封闭气体温度上升至303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部压强立即减为p0，温度仍为303K。再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：
（ⅰ）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强；
（ⅱ）当温度恢复到300K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力.
答案：（ⅰ）1.01p0；（ⅱ）0.02p0S
解析：（ⅰ）气体等容变化，开始时，压强p0，温度T0=300K；当温度上升到303K且尚未放气时，压强为p1，温度T1=303K,根据解得：；
（ⅱ）当内部气体温度恢复到300K时，由解得：
当杯盖恰好被整体顶起时有，
若将杯盖提起时所需的最小力满足：，
解得：Fmin≈0.02p0S
12.2015年海南卷15．模块3-3试题（12分）
（1）（4分）已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，地面大气压强为P0，重力加速度大小为g。由此可估算得，地球大气层空气分子总数为 ，空气分子之间的平均距离为 。
答案：，
解析：设大气层中气体的质量为m，由大气压强产生，，即：
分子数，假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则小立方体边长即为空气分子平均间距，设为a，大气层中气体总体积为V，，而，所以
（2）（8分）如图，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B ；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0。现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。
答案：
解析：A与B之间、B与容器底面之间的气体压强分别为、，
在漏气前，对A分析有，对B有
B最终与容器底面接触后，AB间的压强为P，气体体积为V'，则有
因为温度始终不变，对于混合气体有，
漏气前A距离底面的高度为，
漏气后A距离底面的高度为
联立可得 。
13. 2014年理综新课标卷Ⅰ33．[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________．
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
【答案】ADE
【解析】因为，从图中可以看出，a→b过程 不变，则体积V不变，因此a→b过程外力做功W＝0，气体温度升高，则ΔU >0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q＞0，即气体吸收热量，A正确；b→c过程气体温度不变，ΔU＝0，但气体压强减小，由知V增大，气体对外做功，W<0，由ΔU＝Q＋W可知Q >0，即气体吸收热量，B错误；c→a过程气体压强不变，温度降低，则ΔU < 0，由知V减小，外界对气做功，W >0，由ΔU＝W＋Q可知W< Q，C错误；状态a温度最低，而温度是分子平均动能的标志，D正确；b→c过程体积增大了，容器内分子数密度减小，温度不变，分子平均速率不变，因此容器壁单位面积单位时间受到分子撞击的次数减少了，E正确．
（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T0.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。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】设气缸的横载面积为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′.根据盖一吕萨克定律，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
14. 2014年理综新课标卷Ⅱ33.【物理选修3-3】（15分）
（1）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.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B.空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
【答案】BCE
【解析】悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，A错误；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，B正确；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，C正确；高原地区水的沸点较低，是由于高原地区气压低，故水的沸点也较低，D错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是由于湿泡外纱布中水蒸发吸收热量，使湿泡的温度降低的缘故，E正确。
（2）如图，两气缸AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸的正中央。
（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部时，求氮气的温度；
（ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的1/16时，求氧气的压强。
【答案】320K ;
【解析】（ⅰ）活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程，设气缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为V0/4，由题给数据和盖吕萨克定律有
①
②
③
由①②③式和题给数据得 T1=320K ④
（ⅱ）活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时活塞a上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V 1'，压强为P1'；末态体积为V2'，压强为P2'，由题给数据和玻意耳定律有
⑤
⑥
由⑤⑥式得 ⑦
15. 2014年理综重庆卷10．[选修3-3]
（1）（6分）重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）
A．压强增大，内能减小
B．吸收热量，内能增大
C．压强减小，分子平均动能增大
D．对外做功，分子平均动能减小
【答案】B
【解析】对理想气体由PV＝nRT可知体积和质量不变，温度升高时，压强增大，选项C错误；理想气体的内能只有分子动能，而温度是分子平均动能的标志，故温产升高，分子平均动能增大，内能增大，选项 A 、D错误，体积不变，故W=0，由热力学第一定律△U=Q＋W知，吸热内能增大，选选项B正确。
（2）（6分）题10图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0，压强为P0的气体。当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩。若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变。当体积压缩到V时气泡与物品接触面的边界为S。求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力。
【答案】
【解析】设压力为F，压缩后气体压强为P
由等温过程：P0V0=PV F=PS
解得：
16.2014年物理江苏卷12A． [ 选修 3 -3 ] (12 分)
一种海浪发电机的气室如图所示. 工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭. 气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电. 气室中的空气可视为理想气体.
（1） 下列对理想气体的理解，正确的有　　　　 .
A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B． 只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C． 一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D． 在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律
【答案】AD
【解析】理想气体是指气体本身的体积和分子间作用力都忽略不计的气体，是一种理想模型，选项A正确；B项错误；理想气体的内能只有气体的温度决定，选项C错误；理想气体在任何情况下都严格遵守三大定律，选项D正确。
（2）压缩过程中，两个阀门均关闭。若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了3.4×104 J，则该气体的分子平均动能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)，活塞对该气体所做的功 (选填“大于”、“小于”或“等于”) 3. 4×104 J。
【答案】增大 等于
【解析】根据热力学第一定律可知改变气体的内能的方式是做功和热传递，与外界绝热的情况下，对气体做功，气体的内能增加，又因为气体的内能由温度决定，所以温度升高，气体分子热运动加剧，分子平均动能增大；由△U=W+Q可知，在与外界绝热的情况下，气体内能的增量等于活塞对气体所做的功；
（3） 上述过程中， 气体刚被压缩时的温度为 27 ℃， 体积为 0.224 m3， 压强为 1 个标准大气压。 已知1 mol气体在1个标准大气压、0℃时的体积为 22. 4 L， 阿伏加德罗常数NA= 6. 02 ×1023mol-1. 计算此时气室中气体的分子数. ( 计算结果保留一位有效数字)
【答案】 5×1024（或6×1024）
【解析】设气体在标准状态时的体积为V1，等压过程：
气体物质的量：， 且分子数为：N=nNA
解得
代入数据得：N=5.0×1024（或6×1024）
17.2014年理综山东卷37.（12分）【物理－物理3－3】
（1）如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时，缸内气体______________。（双选，填正确答案标号）
a、内能增加 b、对外做功
c、压强增大 d、分子间的引力和斥力都增大
（2）一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量M=3×103kg、体积V0=0.5m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h1=40m，筒内气体体积V1=1m3。在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为时，拉力减为零，此时气体体积为，随后浮筒和重物自动上浮。求和。
已知大气压强p0=1×105Pa，水的密度1×103kg/m3，重力加速度的大小g=10m/s2。不计水温度变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。
【答案】a b
【解析】（2）当F＝0时，由平衡条件得
①
代入数据得
②
设筒内气体初态、末态的压强分别为P1、P2，由题意得
③
④
在此过程中筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得
⑤
联立②③④⑤式，代入数据得
⑥
18. 2014年物理海南卷15．模块3-3试题（12分）
（1）（4分）下列说法正确的是
A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性
D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
（2）（8分）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为p10，如图（a）所示，若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为3:1，如图（b）所示。设外界温度不变，已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量。
【答案】（1） C E (4分。选对1个给2分，选对2个给4分;有选错的不给这4分)
（2）
【解析】（2）设活塞的质量为m，气缸倒置前下部气体的压强为，倒置后上下气体的压强分别为、，由力的平衡条件有
倒置过程中，两部分气体均经历等温过程，设气体的总体积为V0，由玻意耳定律得

解得
19.2014年理综福建卷29．[物理-选修3-3]
（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。图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④
答案：D
解析：根据气体分子运动的统计规律：中间多，两头少，即大多数分子的速率是比较接近的，但不是说速率大的和速率小的就没有了，也是同时存在的，但是分子的个数要少很多，所以形成的图像应该是中间多，两头少的情况。故曲线4正确反映，D正确，ABC错误。，
（2）如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＜TC B． TA＞TB，TB=TC
C． TA＞TB，TB＜TC D． TA=TB，TB＞TC
答案： C
解析：A与B状态的体积相同，则有： ，解得，所以TA＞TB，
B与C状态的压强相同，则有： ，解得，所以TA_21?????????è?????(www.21cnjy.com)_