2017高考物理选修3-3真题汇总及详细解析.doc

2017高考物理选修3-3真题汇总及详细解析
全国卷1 33．［物理——选修3–3］（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

（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，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 （i i ） 顶部 （i i i） 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
①
②
联立①②式得
③
④
（ii）打开K3后，由④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（）时，活塞下气体压强为p2由玻意耳定律得
⑤
由⑤式得
⑥
由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为

全国卷2 33． (1)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________．

图1
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)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T0时的密度为ρ0，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．
33．[答案] (1)ABD
(2)(ⅰ)Vgρ0　(ⅱ)Vgρ0
(ⅲ)Vρ0T0－m0
[解析] (1)气体向真空自发扩散，对外界不做功，且没有热传递，气体的内能不会改变，A正确，C错误；气体在被压缩的过程中，活塞对气体做功，因汽缸绝热，故气体内能增大，B正确；气体在被压缩的过程中，外界对气体做功，D正确；气体在被压缩的过程中内能增加，而理想气体无分子势能，故气体分子的平均动能增加，选项E错误．
(2)(ⅰ)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
ρ0＝　①
在温度为T时的体积为VT，密度为
ρ(T)＝　②
由盖—吕萨克定律得
＝　③
联立①②③式得
ρ(T)＝ρ0　④
气球所受到的浮力为
f＝ρ(Tb)gV　⑤
联立④⑤式得
f＝Vgρ0　⑥
(ⅱ)气球内热空气所受的重力为
G＝ρ(Ta)Vg　⑦
联立④⑦式得
G＝Vgρ0　⑧
(ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得
mg＝f－G－m0g　⑨
联立⑥⑧⑨式得
m＝Vρ0T0－m0　⑩
全国卷3 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
【答案】ABD
考点：理想气体的等容变化、等压变化和等温变化、热力学第一定律
（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和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，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。
【答案】（i）（ii）
【解析】
试题分析：（i）水银面上升至M的下端使玻璃泡中的气体恰好被封住，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中的水银面比顶端低h；设此时封闭气体的压强为p1，体积为V1，则
①
②
由力学平衡条件得③
整个过程为等温过程，由玻意耳定律得④
联立①②③④式得⑤
（ii）由题意知⑥
联立⑤⑥式有⑦
该仪器能够测量的最大压强为⑧

江苏卷 12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答．若多做，则按A、B两小题评分．
A．[选修3–3]（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V–T图象如图12A–1图所示。下列说法正确的有_________。
（A）A→B的过程中，气体对外界做功
（B）A→B的过程中，气体放出热量
（C）B→C的过程中，气体压强不变
（D）A→B→C的过程中，气体内能增加

【答案】BC
（2）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。

【答案】甲 乙
【解析】温度相同，颗粒越大，布朗运动越不明显，所以若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，温度越高，布朗运动越明显，故乙中水分子的热运动较剧烈。
（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3×10–9 m的球，已知阿伏伽德罗常数为6.0×1023 mol–1。请估算该蛋白的密度。（计算结果保留一位有效数字）
【答案】

海南卷 15．请考生从第15~16题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。
[选修3–3]（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。

【答案】（1）ABE（2）
【解析】（1）布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，小颗粒的布朗运动是由于周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起的，所以小颗粒的无规则运动反映了周围液体分子的无规则运动，温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动也越明显；颗粒越小，受到的冲力越不平衡，布朗运动越明显，选项ABE正确，CD错误；故本题选：ABE（2）以U形管的AB一侧封闭的气体为研究对象，初态：，设U形管的横截面积为Scm2，则：，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，由于U形管缓慢旋转，此过程可以看成等温变化，当使A、D两端在上，设AB中水银下降了xcm，CD管中水银面升高了xcm，此时对AB管中封闭的气体有：
末态：，，，根据玻意耳定律得：，代入数据解得：，另一解不符合题意舍掉；则AB、CD两侧的水银面高度差为；