1、第第 133a 节节 选修模块选修模块 33（上）（上） 【2019年物理全国卷 3】用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油 酸酒精溶液，稀释的目的是_。实验中为了测量出 一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以 _。为得到油酸分子的直径，还需 测量的物理量是_。 【答案】 (1). 使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 (2). 把油酸酒精溶液一滴一滴 地滴入小量筒中，测出 1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积 (3). 油膜稳定后得 表面积 S。 【解析】 【详解】油膜法测量分子大小需要形成单分子油膜，故而需要减少油酸浓度；一滴油酸的体
2、积非 常微小不易准确测量，故而使用累积法，测出 N滴油酸溶液的体积 V，用 V与 N的比值计算一滴油酸 的体积；由于形成单分子油膜，油膜的厚度 h 可以认为是分子直径，故而还需要测量出油膜的面积 S， 以计算厚度. V h S 【2019年物理全国卷 3】如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为 2.0cm 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 2.0cm。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 76cmHg，环境温度为 296K。 （1）求细管的长度； （2）若在倒置前，缓慢加热管内
3、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。 【答案】 （1）41cm；（2）312K 【解析】 【分析】 以“液柱”为模型，通过对气体压强分析，利用玻意耳定律和盖-吕萨克定律求得细管长度和温度， 找准初末状态、分析封闭气体经历的变化时关键。易错点：误把气体长度当成细管长度。 【详解】 （1）设细管的长度为 l，横截面的面积为 S，水银柱高度为 h；初始时，设水银柱上表面 到管口的距离为 h，被密封气体的体积为 V，压强为 p；细管倒置时，气体体积为 V1，压强为 p1。由玻 意耳定律有 pV=p1V1 由力的平衡条件有 p=p0gh 式中，p、g分别为水银的密
4、度和重力加速度的大小，p0为大气压强。由题意有 V=S（Lh1h） V1=S（Lh） 由式和题给条件得 L=41cm （2）设气体被加热前后的温度分别为 T0和 T，由盖吕萨克定律有 1 0 VV TT 由式和题给数据得 T=312K 【2019年物理全国卷 1】33物理选修 3-3（15 分） （1）（5 分）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气 体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压 强与外界相同。此时，容器中空气的温度_（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空 气的密度_（填“大于”“小于”或“
5、等于”）外界空气的密度。 【答案】 (1). 低于 (2). 大于 【解析】 【详解】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故 ，但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大， 0Q 气体对外界做功，即，根据热力学第一定律可知：，故容器内气体内0W 0UQW 能减小，温度降低，低于外界温度。 最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程： PVnRT 又，m 为容器内气体质量 m V 联立得： Pm nRT 取容器外界质量也为 m 的一部分气体，由于容器内温度 T低于外界温度，故容器内气体 密度大于外界。 故本题答案为：低于；
6、大于。 【2019年物理全国卷1】（2）（10分）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在 室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放 入炉腔中的材料加工处理，改部其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积 为013 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为 3.210-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0106 Pa；室温温度为27 。氩气可视为理想气体。 （i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强； （i i）将压入氩气后的炉腔加热
7、到1 227 ，求此时炉腔中气体的压强。 【答案】 （1） （2） 7 3.2 10 Pa 8 1.6 10 Pa 【解析】 【详解】 （1）设初始时每瓶气体的体积为，压强为；使用后气瓶中剩余气体的压强 0 V 0 p 为，假设体积为，压强为的气体压强变为时，其体积膨胀为，由玻意耳定律 1 p 0 V 0 p 1 p 1 V 得： 001 1 p VpV 被压入进炉腔的气体在室温和条件下的体积为： 1 p 10 VVV 设 10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为，体积为，由玻意耳定律得： 2 p 2 V 221 10p V pV 联立方程并代入数据得： 7 2 3.2 10 Pap （2）设加
8、热前炉腔的温度为，加热后炉腔的温度为，气体压强为，由查理定律 0 T 1 T 3 p 得： 32 10 pp TT 联立方程并代入数据得： 8 3 1.6 10 Pap 【2019 年物理全国卷 2】如 p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的 三个不同状态，对应的温度分别是 T1、T2、T3。用 N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分 子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则 N1_N2，T1_T3，T3， N2_N3。 （填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】 (1). 大于 (2). 等于 (3). 大于 【解析】 【详解】 （1）1、2等体积，2、3 等压强
9、 由 pV=nRT得：=，V1=V2，故=，可得：T1=2T2，即 T1T2，由于分子密 1 1 1 pV T 22 2 p V T 1 1 p T 2 2 p T 度相同，温度高，碰撞次数多，故 N1N2； 由于 p1V1= p3V3；故 T1=T3； 则 T3T2，又 p2=p3，2 状态分析密度大，分析运动缓慢，单个分子平均作用力小，3 状态 分子密度小，分子运动剧烈，单个分子平均作用力大。故 3状态碰撞容器壁分子较少，即 N2N3； 【2019年物理全国卷 2】如图，一容器由横截面积分别为 2S 和 S的两个汽缸连通而成， 容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活
10、塞分隔成三部分，分 别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为 p0和 V0，氢气的体积为 2V0， 空气的压强为 p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变， 活塞没有到达两汽缸的连接处，求： （1）抽气前氢气的压强； （2）抽气后氢气的压强和体积。 【答案】 （1）（p0+p） ；（2）； 1 2 0 11 24 pp 00 0 4 2 ppV pp （） 【解析】 【详解】解：（1）设抽气前氢气的压强为 p10，根据力的平衡条件得 （p10p）2S=（p0p）S 得 p10=（p0+p） 1 2 （2）设抽气后氢气的压强和体积分别为 p1和 V1，氢
11、气的压强和体积分别为 p2和 V2，根 据力的平衡条件有 p2S=p12S 由玻意耳定律得 p1V1=p102V0 p2V2=p0V0 由于两活塞用刚性杆连接，故 V12V0=2（V0V2） 联立式解得 10 11 24 ppp 00 1 0 4 = 2 ppV V pp （ 1.2018年江苏卷年江苏卷12A选修3-3(12分) （1）如题图所示，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 。 A空气的相对湿度减小 B空气中水蒸汽的压强增大 C空气中水的饱和气压减小
12、D空气中水的饱和气压增大 解析：温度计示数减小说明蒸发加快，空气中水蒸汽的压强减小，选项 B错误；因空气的饱和气 压只与温度有关，空气温度不变，所以饱和气压不变，选项 C、D 错误；根据相对湿度的定义，空气 的相对湿度减小，选项 A 正确。 （2）一定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见右表。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”）18.6%。 答案：大于 等于 解析：分子速率
13、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 18.6% （3）如题图所示，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：138.6 J 解析：整个过程中，外界对气体做功 W=WAB+WCA， 且 WCA=pA（VCVA） 由热力学第一定律 U=Q+W，得 WAB= （Q+WC
14、A） 代入数据得 WAB=138.6 J，即气体对外界做的功为 138.6 J 速率区间 各速率区间的分子数 占总分子数的百分比/% （ms-1） 温度T1 温度T2 100以下 0.7 1.4 100200 5.4 8.1 200300 11.9 17.0 300400 17.4 21.4 400500 18.6 20.4 500600 16.7 15.1 600700 12.9 9.2 700800 7.9 4.5 800900 4.6 2.0 900以上 3.9 0.9 0 T/K V/10-3m3 A BC 150 1 2 300 纱布 温度计 水 2.2018年海南卷年海南卷 15选
15、修 33（12 分） （1） （4分）如图，一定量的理想气体，由状态 a等压变化到状态 b，再从 b 等容变化到状态 c。 a、c两状态温度相等。下列说法正确的是 BD 。 （填入正确答案标号。选对 1个得 2分，选对 2个得 4分；有选错的得 0分） A从状态 b到状态 c的过程中气体吸热 B气体在状态 a的内能等于在状态 c的内能 C气体在状态 b 的温度小于在状态 a的温度 D从状态 a到状态 b 的过程中气体对外做正功 解析：从状态 b到状态 c的过程中，体积不变，压强减小，不对外做功，由气态方程的温度降 低，内能减少，由热力学第一定律知气体对外放热，选项 A 错误；理想气体的内能只与
16、温度有关，a、 c两状态温度相等，所以内能相等，选项 B正确；由气态方程 C T pV ，气体的温度正比于 PV的乘积 值，可见气体在状态 b的温度大于在状态 a的温度，选项 C错误；从状态 a到状态 b 的过程中，体积增 大，气体对外做正功，选项 D 正确。故选 BD。 （2） （8分）一储存氮气的容器被一绝热轻活塞分隔成两个气室 A 和 B，活塞可无摩擦地滑动。开 始时用销钉固定活塞，A 中气体体积为 43 2.5 10 m ，温度为27 C，压强为 4 6.0 10 Pa；B中气体体积 为 43 4.0 10 m ，温度为17 C，压强为 4 2.0 10 Pa。现将 A 中气体的温度降
17、至17 C，然后拔掉销 钉，并保持 A、B中气体温度不变，求稳定后 A 和 B中气体的压强。 解：气室 A 内气体降温过程中，气体体积不变。设 A 中气体原来的压强为 p1，温度为 T1；冷却后 的压强为 1 p ，此时 A中气体的温度已与 B中的相同，记为 T。由查理定律有 11 1 pp TT 拔掉销钉后，设 B中气体原来的压强为 2 p，稳定时 A 和 B中气体的压强为 p，A 中气体体积由原 来的 V1变为 1 V ，B中气体体积由原来的 V2变为 2 V。由玻意耳定律得 1 11 pVpV 222 p VpV 由题意知 1212 VVVV 联立式和题给数据得 4 3.2 10 Pap
18、 3.2018年全国卷年全国卷 I、 33物理选修 3-3（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 BDE （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） 。 V T O a c b e d p VO a c b 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 解析：在过程中，体积不变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，温度升高，压强增 大，内能增加，故 A
19、 错误； 在过程中，气体的体积增大，气体对外界做正功，故 B正确； 在过程中，体积不变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，温度下降，内能减少，气体 向外界放热，C错误；在过程 cd中，温度不变，内能不变，故 D 正确。 由 C T pV 得 kVV C P T ,可知 T-V 图线的斜率与压强相关，斜率大则压强大，状态 b 的斜率大于 状态 d的斜率，所以状态 d的压强比状态 b 的压强小，选项 E正确。故选 BDE。 （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，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门 K。开始
20、时，K 关闭，汽 缸内上下两部分气体的压强均为 0 p。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 8 V 时，将 K 关闭，活塞平 衡时 其下方气体的体积减小了 6 V 。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。 解：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 01 1 2 V ppV 022 2 V pp V 由已知条件得 1 13 26824 VVV VV 2 263 VVV V 设活塞上方液
21、体的质量为 m，由力的平衡条件得 21 p Sp Smg 联立以上各式得 0 15 26 p S m g 4.2018年全国卷年全国卷 II、33物理选修 3-3（15 分） K p O b a V （1） （5分）对于实际的气体，下列说法正确的是 BDE 。 （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气体的内能包括气体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气体的体积变化时，其内能可能不变 E气体的内能包括气体分子热运动的动能 （2） （10
22、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。 解答：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 1 p ，根
23、据查理定律有 01 01 pp TT 根据力的平衡条件有 10 p Sp Smg 联立式可得 10 0 1 mg TT p S 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 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 12 12 VV TT 式中 1 VSH 2 ()VS Hh 联立式解得 20 0 11 hmg TT Hp S 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 0 Wp Smg h 5.2018年全国卷年全国卷 III、33物理选修 3-3（15 分） （1） （5分）如图，一定量的
24、理想气体从状态 a变化到状态b，其 过程如 p-V图中从 a到 b 的直线所示。在此过程中 BCD 。 （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气体温度一直降低 b a H h l2 l1 l2 l2 l1 l1 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 解析：由 C T pV 得，温度 T正比于 PV 的乘积值，从 a到 b 的过程中 PV 的乘积值增大，温度升 高，内能增大，选项 A 错误 B正确；从 a到 b 的过程中，体积增大，气体对
25、外做功，C正确；由热力 学第一定律得气体一直从外界吸热，D 正确；气体吸收的热一部分用于对外做功，另一部分增加气体 的内能，E错误；故选 BCD。 （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 1 18.0cml 和 2 12.0cml ，左边气体的压强为12.0cmHg。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：22.5cm 7.5cm 解析：设 U 形管两端竖直朝上时，
26、左、右两边气体的压强分别为 1 p和 2 p。U 形管水平放置时，两 边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气柱长度分别变为 1 l 和 2 l 。由力的平衡条件有 1212 ()ppg ll 式中为水银密度，g为重力加速度大小。 由玻意耳定律有 1 11 p l pl 2 22 p l pl 两边气柱长度的变化量大小相等 1122 llll 由式和题给条件得 1 22.5cml 2 7.5cml 6.2017年新课标年新课标 I 卷卷 33物理选修 33（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
27、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 0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大 单位速率间隔分子数 占总分子数的百分比 0200400600800 v/(ms-1) 【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
28、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 线下面积都等于 1，故面积相等，所以 ABC 正确。 （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。 （i）打开 K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强； （ii）接着打开 K3
29、，求稳定时活塞的位置； （iii）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】（i）V/2 2p0 （ii）顶部 （iii）1.6 p0 【解析】 （i）设打开 K2后，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 01 1 p VpV )2(3 110 VVpVp 联立式得 1 2 V V 10 2pp （ii）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 220 3VpVp 由式得 0 2 2 3 p
30、V V p 由式知，打开 K3后活塞上升直到 B的顶部为止；此时为 02 2 3 pp （iii）设加热后活塞下方气体的压强为 p3，气体温度从 T1=300K 升高到 T2=320K 的等容过程中， 由查理定律得 32 12 pp TT 将有关数据代入式得 p3=1.6p0 7.2017年新课标年新课标卷卷 33物理选修 33（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
31、 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）。 AB K2 K1K3 活塞 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 【答案】ABD 【解析】气体向真空中自发扩散，不对外界做功，且又因为气缸绝热，可知气体自发扩散前后内 能相同，选项 A 正确，C错误；气体在被压缩过程，体积减小，活塞对气体做功，又因为气缸绝热， 则气体内能增大，选项 B、D 正确；气体在被压缩的过程中，因气体内能增加，则温度升高
32、，气体分 子的平均动能增加，E错误。故选 ABD. （2）（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。 （i）求该热气球所受浮力的大小； （ii）求该热气球内空气所受的重力； （iii）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】 （i） （ii） （iii） 00 b gVT T 00 a gVT T 0000 0 ba VTVT m TT 【解析】 （i）设 1 个大气压下质量为 m 的空气在温度 T0
33、时的体积为 V0，密度为 0 0 m V 温度为 T 时的体积为 VT，密度为： ( ) T m T V 由盖吕萨克定律可得： 0 0 T VV TT 联立解得： 0 0 ( ) T T T 气球所受的浮力为： () b fT gV 联立解得： 00 b gVT f T ()气球内热空气所受的重力 () a GT Vg 联立解得 0 0 a T GVg T ()设该气球还能托起的最大质量为 m，由力的平衡条件可知：mg=f-G-m0g 理想 气体 真空 隔板 活塞 联立可得： 0000 0 ba VTVT mm TT 8.2017年新课标年新课标卷卷 33物理选修 33（15 分） （1）（5
34、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 答：ABD 解析：在过程 ab中，体积不变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，压强增大，温度升 高，内能增加，故 A 正确、
35、C错误；在过程 ca中，气体的体积缩小，外界对气体做功，故 B正确；在 过程 bc中，温度不变，内能不变，体积增加，气体对外界做功。由热力学第一定律可知，气体要从外 界吸收热量，故 D 正确。在过程 ca中，压强不变，体积变小，温度降低，故内能变小，而外界对气体 做功，气体要向外界放出热量，故 E错误。 （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
36、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： （i）待测气体的压强； （ii）该仪器能够测量的最大压强。 答：（i）；（ii） )(4 2 0 22 hldV hgd px 0 22 4V lgd pm 解析： （i）设待测气体的压强 px，以 K1中的气体为研究对象 则初状态：压强为 p1=px ，体积 4 2 01 ld VV V p O a b c 与待测气体连通 K2K1 M 橡皮软管 R A
37、l B 橡皮软管 图 （a） 图 （b） K2 K1 h B M R 与待测气体连通 M 末状态：压强为 体积 ghpp x 2 4 2 2 hd V 由玻意耳定律 p1V1=p2V2. 得： )(4 2 0 22 hldV hgd px （ii）当 K2压强最大时，K1刚进入水银时，K2中的液面与 K1顶端等高，两液面差为 l， 设待测气体的最大压强为 pm，以 K1中的气体为研究对象， 则初状态：压强为 p1=pm，体积 4 2 01 hd VV 末状态：压强为 体积 glpp m 3 4 2 3 ld V 由玻意耳定律 p1V1=p3V3. 得 0 22 4V lgd pm 9.2017
38、年江苏卷年江苏卷 12.A选修 33（12 分） （1）一定质量的理想气体从状态 A经过状态 B变化到状态 C，其 VT 图象如图 12A1 图所示。 下列说法正确的有_。 （A）AB的过程中，气体对外界做功 （B）AB的过程中，气体放出热量 （C）BC的过程中，气体压强不变 （D）ABC的过程中，气体内能增加 （2）题 12A2（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
39、子的热运动较剧 烈。 （3）科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示，某种蛋白的摩尔质量为 66 kg/mol，其分子可视为半径为 3109 m的球，已知阿伏伽德罗常数为 6.01023 mol1。请估算该蛋白 的密度。 （计算结果保留一位有效数字） 解答：（1）BC （2）甲 乙 （3）摩尔体积 （或 ） A NrV 3 3 4 A NrV 3 )2( 由密度，解得（或） V M A Nr M 3 4 3 A Nr M 3 8 T V O A B C （题 12A-1 图） （甲）（乙） （题 12A-2图） 代入数据得 （或 ） 33kg/m 101 33kg/m 105
40、 . 0 10.2017年海南卷年海南卷 15选修 33（12 分） （1）（4分）关于布朗运动，下列说法正确的是_。（填入正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2个得 3分，选对 3 个得 4 分；有选错的得 0 分） A布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动 B液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈 C在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动 D液体中悬浮微粒的布朗运动使液体分子永不停息地做无规则运动 E液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的 （2）（8分）一粗细均匀的 U 形管 ABCD的 A端封闭，D 端与大气相通。用水银将一定质量的理 想
41、气体封闭在 U 形管的 AB一侧，并将两端向下竖直放置，如图所示。此时 AB 侧的气体柱长度 l1=25 cm。管中 AB、CD 两侧的水银面高度差 h1=5 cm。现将 U 形管缓慢旋转 180，使 A、D 两端在上，在转动过程中没有水银漏出。已知 大气压强 p0=76 cmHg。求旋转后，AB、CD 两侧的水银面高度差。 答：（1）ABE （2）1cm 解析：（1）布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动，A 正确；液体温度越高，液体中悬浮微粒 的布朗运动越剧烈，B正确；液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起 的，E正确；在液体中的悬浮颗粒越小，受到周围液体分子的作用力的
42、不平衡性越明显，布朗运动越明 显，若悬浮颗粒过大，则颗粒受到周围液体分子的作用力相互抵消，布朗运动几乎观察不到，C错 误；液体分子永不停息地做无规则运动使液体中悬浮微粒的做布朗运动，D 颠倒了因果关系，故 D 错 误； （2）倒立后设封闭端水银面下降 xcm,则两侧水银面高度差为（5-2x）cm,对封闭端气体： p1=76+5=81cmHg，l1=25cm， p2=76-(5-2x)=(71+2x)cmHg，l1=(25+x)cm， 由玻意耳定律，解得 x=2cm 1122 lplp2581)25)(271(xx AB、CD 两侧的水银面高度差为 1cm 11. 2016年新课标年新课标 I
43、卷卷 33. 物理物理选修选修 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 A D CB l1 h1 【解析】气体内能的改变 U=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
44、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，W0，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nRTPV U=Q+W，气体等压膨胀过程中对外做功，W0，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 p 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 2 p r 0.070N/m10m0.50cm 大气压强，水的密度，重力加速度大小。 5 0 1.0 10 Pap 33 1.0 10 kg/
45、m 2 10m/sg (i)求在水下处气泡内外的压强差； 10m (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。 10m28Pa 3 2 1 解析：（i）由公式得， r p 2 28PaPa 105 070. 02 3- p 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 nRTPV 1 122 PVPV 其中， 3 11 4 3 Vr 3 22 4 3 Vr 由于气泡内外的
46、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 535 1010 1 10 Pa+1 1010 102 10 Pa=2PPghP 20 PP 将代入得， 33 0102 44 2 33 PrPr 33 12 2rr 32 1 21.3 r r 12.2016年新课标年新课标卷卷 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 a b c d p T 过程 ab、bc、cd、da回到原状态，其 pT 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nRTpV T V nR p 的内能由温度决定，而 TcTc，QabQac B TbTc，QabQac
