三年高考2015_2017高中物理試題分項版解析專題13選修3_3非選擇題

1、專題13 選修3-3（非選擇題）1【2017江蘇卷】題12A2（甲）和（乙）圖中是某同學從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30 s，兩方格紙每格表示的長度相同比較兩張圖片可知：若水溫相同，_（選填“甲”或“乙”）中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，_（選填“甲”或“乙”）中水分子的熱運動較劇烈【答案】甲乙【解析】溫度相同，顆粒越大，布朗運動越不明顯，所以若水溫相同，甲中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，溫度越高，布朗運動越明顯，故乙中水分子的熱運動較劇烈【考點定位】布朗運動【名師點睛】本題主要考查布朗運動，布朗運動與懸浮在液體中顆粒的大小及液體的溫度有關2

2、【2015江蘇12A（2）】在裝有食品的包裝袋中充入氮氣，然后密封進行加壓測試，測試時，對包裝袋緩慢地施加壓力，將袋內的氮氣視為理想氣體，則加壓測試過程中，包裝袋內壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力_（選填“增大”、“減小”或“不變”），包裝袋內氮氣的內能_（選填“增大”、“減小”或“不變”）【答案】增大不變【解析】因為測試時，對包裝袋緩慢地施加壓力，外界對氣體所做的功等于氣體對外放出的熱量，由熱力學第一定律可知：氣體的溫度不變，即內能不變。玻意耳定律可知：氣體體積變小，所以壓強變大，由于氣體的壓強是由于氣體分子對器壁的頻繁碰撞而產(chǎn)生的，所以包裝袋內壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力增大。

3、【考點】熱力學第一定律、氣體的內能【方法技巧】本題主要是對定律的理解，利用熱力學第一定律分析內能的變化，利用玻意耳定律分析氣體的壓強變化。3【2016江蘇卷】如題12A1圖所示，在斯特林循環(huán)的pV圖象中，一定質量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成BC的過程中，單位體積中的氣體分子數(shù)目（選填“增大”、“減小”或“不變”）狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運動速率的統(tǒng)計分布圖象如題12A2圖所示，則狀態(tài)A對應的是（選填“”或“”）【答案】不變【考點定位】理想氣體【方法技巧】對一定質量的理想氣體等容過程，氣體的密度不變，即單位體積中的氣體分子數(shù)目不變；

4、理解氣體分子熱運動速率的統(tǒng)計分布圖象。4【2016上海卷】（8分）某同學制作了一個結構如圖（a）所示的溫度計。一端封閉的輕質細管可繞封閉端O自由轉動，管長0.5 m。將一量程足夠大的力傳感器調零，細管的開口端通過細線掛于力傳感器掛鉤上，使細管保持水平、細線沿豎直方向。在氣體溫度為270 K時，用一段水銀將長度為0.3 m的氣柱封閉在管內。實驗時改變氣體溫度，測得封閉氣柱長度l和力傳感器讀數(shù)F之間的關系如圖（b）所示（實驗中大氣壓強不變）。（1）管內水銀柱長度為m，為保證水銀不溢出，該溫度計能測得的最高溫度為K。（2）若氣柱初始長度大于0.3 m，該溫度計能測量的最高溫度將（選填：“增大”，“不

5、變”或“減小”）。（3）若實驗中大氣壓強略有升高，則用該溫度計測出的溫度將（選填：“偏高”，“不變”或“偏低”）?！敬鸢浮浚?）0.1；360 （2）減?。?）偏低（3）實驗過程中大氣壓強增加，公式，得到，溫度會增加，但如果仍然用計算的話，會出現(xiàn)測量值偏低。【考點定位】力矩、氣體狀態(tài)方程【方法技巧】根據(jù)力矩的平衡計算水銀長度，根據(jù)公式計算氣體溫度，根據(jù)公式判斷測量值溫度的變化。5【2015江蘇12A（3）】給某包裝袋充入氮氣后密封，在室溫下，袋中氣體壓強為1個標準大氣壓、體積為1L。將其緩慢壓縮到壓強為2個標準大氣壓時，氣體的體積變?yōu)?.45L。請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣?！敬鸢浮柯狻窘?/p>

6、析】若不漏氣，設加壓后的體積為V1，由等溫過程得：，代入數(shù)據(jù)得V1=0.5L因為0.45L0.5L，故包裝袋漏氣【考點】考查理想氣體狀態(tài)方程【方法技巧】本題主要是公式，理想氣體的狀態(tài)方程，由此分析氣體的壓強。6【2016江蘇卷】如圖所示，在AB和DA的過程中，氣體放出的熱量分別為4J和20J在BC和CD的過程中，氣體吸收的熱量分別為20J和12J求氣體完成一次循環(huán)對外界所做的功【答案】8J【考點定位】熱力學定律【方法技巧】重點考查熱力學第一定律，本題的關鍵在于氣體完成一次循環(huán)氣體內能不變，從而結合熱力學定律求解問題。6【2017江蘇卷】科學家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子資料顯示，

7、某種蛋白的摩爾質量為66 kg/mol，其分子可視為半徑為3109 m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6.01023 mol1請估算該蛋白的密度（計算結果保留一位有效數(shù)字）【答案】【解析】摩爾體積由密度，解得代入數(shù)據(jù)得【考點定位】阿伏加德羅常數(shù)【名師點睛】本題主要考查阿伏加德羅常數(shù)，摩爾質量、摩爾體積等物理量間的關系，記得公式，用心計算，小心有效數(shù)字的要求即可7【2017新課標卷】（10分）如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細管（容積可忽略）連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞（質量、體積均可忽略）。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關閉K2

8、、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關閉K1。已知室溫為27 ，汽缸導熱。（i）打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；（ii）接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；（iii）再緩慢加熱汽缸內氣體使其溫度升高20 ，求此時活塞下方氣體的壓強?！敬鸢浮浚╥）V/2 2p0 （ii ）頂部（i i i） 1.6 p0（ii）打開K3后，由式知，活塞必定上升。設在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2（）時，活塞下氣體壓強為p2，由玻意耳定律得由式得由式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時p2為（iii）設加熱后活塞下方氣體的壓強為p3，氣體溫度從T1=300K

9、升高到T2=320K的等容過程中，由查理定律得將有關數(shù)據(jù)代入式得p3=1.6p0【考點定位】玻意耳定律、查理定律【名師點睛】本題重點考查理想氣體的狀態(tài)方程，在分析的時候注意，氣缸導熱，即第一個過程為等溫變化，審題的時候注意關鍵字眼。8【2017新課標卷】（10分）一熱氣球體積為V，內部充有溫度為Ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個大氣壓、溫度T0時的密度為0，該氣球內、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g。（i）求該熱氣球所受浮力的大小；（ii）求該熱氣球內空氣所受的重力；（iii）設充氣前熱氣球的質量為m0，求充氣后它還能托起的最大質量?！敬鸢浮浚╥）（ii）（i

10、ii）()氣球內熱空氣所受的重力：聯(lián)立解得：()設該氣球還能托起的最大質量為m，由力的平衡條件可知：mg=fGm0g聯(lián)立可得：【考點定位】蓋-呂薩克定律；物體的平衡【名師點睛】此題是熱學問題和力學問題的結合題；關鍵是知道阿基米德定律，知道溫度不同時氣體密度不同；能分析氣球的受力情況列出平衡方程。9【2017新課標卷】（10分）一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細管K1和K2。K1長為l，頂端封閉，K2上端與待測氣體連通；M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。開始測量時，M與K2相通；逐漸提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高，此時水銀已進入K1，

11、且K1中水銀面比頂端低h，如圖（b）所示。設測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強均保持不變。已知K1和K2的內徑均為d，M的容積為V0，水銀的密度為，重力加速度大小為g。求：（i）待測氣體的壓強；（ii）該儀器能夠測量的最大壓強。【答案】（i）（ii）由力學平衡條件得整個過程為等溫過程，由玻意耳定律得聯(lián)立式得（ii）由題意知聯(lián)立式有該儀器能夠測量的最大壓強為【考點定位】玻意耳定律【名師點睛】此題主要考查玻意耳定律的應用，解題關鍵是確定以哪一部分氣體為研究對象，并能找到氣體在不同狀態(tài)下的狀態(tài)參量，然后列方程求解。10（8分）【2016海南卷】如圖，密閉汽缸兩側與一U形管的兩端相連，汽缸壁導

12、熱；U形管內盛有密度為=7.5102 kg/m3的液體。一活塞將汽缸分成左、右兩個氣室，開始時，左氣室的體積是右氣室的體積的一半，氣體的壓強均為p0=4.5103 Pa。外界溫度保持不變。緩慢向右拉活塞使U形管兩側液面的高度差h=40 cm，求此時左、右兩氣室的體積之比。取重力加速度大小g=10 m/s2，U形管中氣體的體積和活塞拉桿的體積忽略不計。【答案】1:1由力的平衡條件有p2p1=gh聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得由此解得（另一解不合題意，舍去）由式和題給條件得V1:V2=1:1【考點定位】理想氣體的狀態(tài)方程、封閉氣體壓強【名師點睛】本題考查了求氣體體積，應用玻意耳定律即可正確解題，求出氣體

13、的壓強是正確解題的關鍵。11【2016上海卷】（10分）如圖，兩端封閉的直玻璃管豎直放置，一段水銀將管內氣體分隔為上下兩部分A和B，上下兩部分氣體初始溫度相等，且體積VAVB。（1）若A、B兩部分氣體同時升高相同的溫度，水銀柱將如何移動？某同學解答如下：設兩部分氣體壓強不變，由，所以水銀柱將向下移動。上述解答是否正確？若正確，請寫出完整的解答；若不正確，請說明理由并給出正確的解答。（2）在上下兩部分氣體升高相同溫度的過程中，水銀柱位置發(fā)生變化，最后穩(wěn)定在新的平衡位置，A、B兩部分氣體始末狀態(tài)壓強的變化量分別為pA和pB，分析并比較二者的大小關系?！敬鸢浮浚?）不正確水銀柱向上移動（2）（2）升

14、溫前有pB=pA+ph（ph為汞柱壓強）升溫后同樣有pB =pA+ph兩式相減可得【考點定位】查理定律、封閉氣體壓強【方法技巧】通過查理定律計算分析水銀柱的移動方向；建立升溫前后A、B氣體壓強關系，兩式相減就可以計算出兩部分氣體的壓強變化關系。12【2016全國新課標卷】（10分）在水下氣泡內空氣的壓強大于氣泡表面外側水的壓強，兩壓強差p與氣泡半徑r之間的關系為p=,其中=0.070 N/m。現(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升。已知大氣壓強p0=1.0105 Pa，水的密度=1.0103 kg/m3，重力加速度大小g=10 m/s2。（i）求在水下10 m處氣泡內外的壓強差

15、；（ii）忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值?！敬鸢浮浚╥）28 Pa （ii）1.3【解析】（i）當氣泡在水下h=10 m處時，設其半徑為r1，氣泡內外壓強差為p1，則p1= 代入題給數(shù)據(jù)得p1=28 Pa 由式知，pip0，i=1，2，故可略去式中的pi項。代入題給數(shù)據(jù)得【考點定位】理想氣體狀態(tài)方程【名師點睛】本題是對理想氣體狀態(tài)方程的應用的考查；解題關鍵是找到所研究的氣體的兩個狀態(tài)，并且能找到各個狀態(tài)的狀態(tài)參量：壓強、體積。13【2016全國新課標卷】（10分）一氧氣瓶的容積為0.08 m3，開始時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓。某實驗室

16、每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36 m3。當氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時，需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天?！窘馕觥吭O氧氣開始時的壓強為p1，體積為V1，壓強變?yōu)閜2（2個大氣壓）時，體積為V2。根據(jù)玻意耳定律得p1V1=p2V2重新充氣前，用去的氧氣在p2壓強下的體積為V3=V2V1設用去的氧氣在p0（1個大氣壓）壓強下的體積為V0，則有p2V3=p0V0設實驗室每天用去的氧氣在p0下的體積為V，則氧氣可用的天數(shù)為N=V0/V聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得N=4（天）【考點定位】氣體實驗定律【名師點睛】此題主要考查玻意耳定律的應用；解題關鍵是確定以哪一部分

17、氣體為研究對象，并能找到氣體在不同狀態(tài)下的狀態(tài)參量，然后列方程求解。14【2016全國新課標卷】一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時，管內汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內兩邊汞柱高度相等時為止。求此時右側管內氣體的壓強和活塞向下移動的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強p0=75.0 cmHg。環(huán)境溫度不變?！敬鸢浮俊究键c定位】考查了理想氣體狀態(tài)方程的應用【方法技巧】由題意知兩部分封閉氣體的溫度與環(huán)境溫度保持相等，氣體都做等溫變化。先研究的左端氣體，根據(jù)玻意耳定律求出活塞下移后的壓強水

18、銀面相平時，兩部分氣體的壓強相等，再研究右端的氣體，求出活塞下移后的長度和氣體壓強，根據(jù)幾何關系求解活塞向下移動的距離。15【2015山東37（2）】扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象；如圖，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時內部封閉氣體的溫度為300K，壓強為大氣壓強P0。當封閉氣體溫度上升至303K時，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內部壓強立即減為P0，溫度仍為303K。再經(jīng)過一段時間，內部氣體溫度恢復到300K。整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體。求：（）當溫度上升到303K且尚未放氣時，封閉氣體的壓強；（）當溫度恢復到300K時，豎直向上提起杯蓋所需的

19、最小力?！敬鸢浮浚ǎ?.01P0；（）0.02P0S【解析】（）氣體進行等容變化，開始時，壓強P0，溫度T0=300K；當溫度上升到303K且尚未放氣時，壓強為P1，溫度T1=303K；根據(jù)可得：【考點定位】理想氣體的狀態(tài)方程；等容變化.【規(guī)律總結】找到各個狀態(tài)的狀態(tài)參量，通過等容變化列得方程；注意各個狀態(tài)變化的特點，并能對杯蓋受力分析.16【2015重慶10（2）】北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結.若剛吹出時肥皂泡內氣體溫度為，壓強為，肥皂泡凍結后泡內氣體溫度降為.整個過程中泡內氣體視為理想氣體，不計體積和質量變化，大氣壓強為.求凍結后肥皂膜內外氣體的壓強差.【答案】【考點

20、定位】理想氣體狀態(tài)方程?！久麕燑c睛】理想氣體的狀態(tài)方程應用在等溫變化（）、等壓變化（）、等容變化（）。17【2015上海29】簡易溫度計構造如圖所示。兩內徑均勻的豎直玻璃管下端與軟管連接，在管中灌入液體后，將左管上端通過橡皮塞插入玻璃泡。在標準大氣壓下，調節(jié)右管的高度，使左右兩管的液面相平，在左管液面位置標上相應的溫度刻度，多次改變溫度，重復上述操作。（1）（單選題）此溫度計的特點是A刻度均勻，刻度值上小下大B刻度均勻，刻度值上大下小C刻度不均勻，刻度值上小下大D刻度不均勻，刻度值上大下小（2）（多選題）影響這個溫度計靈敏度的因素有A液體密度 B玻璃泡大小 C左管內徑粗細 D右管內徑粗細（3）

21、若管中液體是水銀，當大氣壓變?yōu)?5cmHg時，用該溫度計測得的溫度值_（選填“偏大”或“偏小”）。為測得準確的溫度，在測量時需_?！敬鸢浮浚?）A （2）BC （3）偏大；調整兩管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，然后讀數(shù)【考點定位】氣體的狀態(tài)方程【名師點睛】解答本題要求掌握近似處理方法。細玻璃管內氣體的體積變化可以忽略不計。18【2015全國新課標33（2）】如圖，一固定的豎直氣缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的質量為，橫截面積為，小活塞的質量為，橫截面積為；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為，氣缸外大氣壓強為，溫度為。初始時大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞

22、間封閉氣體的溫度為，現(xiàn)氣缸內氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，重力加速度取，求（i）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內封閉氣體的溫度；（ii）缸內封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內封閉氣體的壓強?！敬鸢浮浚╥）（ii）【解析】（1）大小活塞緩慢下降過程，活塞外表受力情況不變，氣缸內壓強不變，氣缸內氣體為等壓變化，即初始末狀態(tài)代入可得【考點定位】理想氣體狀態(tài)方程【名師點睛】上下的活塞面積不相等，是此題目解題過程的關鍵。19【2015海南15（1）】.已知地球大氣層的厚度h遠小于地球半徑R，空氣平均摩爾質量為M，阿伏伽德羅常數(shù)為，地面大氣壓強為，重力加速度大小為

23、g。由此可以估算得，地球大氣層空氣分子總數(shù)為，空氣分子之間的平均距離為。【答案】，【解析】設大氣層中氣體的質量為m，由大氣壓強產(chǎn)生，即：分子數(shù)，假設每個分子占據(jù)一個小立方體，各小立方體緊密排列，則小立方體邊長即為空氣分子平均間距，設為a，大氣層中氣體總體積為V，而，所以?！究键c定位】氣體壓強，阿伏伽德羅常數(shù)【方法技巧】對于氣體分子間平均距離的估算，常常建立這樣的模型；假設每個分子占據(jù)一個小立方體，各小立方體緊密排列，所有小立方體之和等于氣體的體積。20【2015海南15（2）】如圖所示，一底面積為S、內壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內有兩個質量均為m的相同活塞A和B；在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時體積均為V。已知容器內氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強為?，F(xiàn)假設活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸。求活塞A移動的距離?！敬鸢浮渴街?，是原來A與B之間的氣體在漏氣發(fā)生后所占的體積。設活塞A移動的距離為l（取升高時為正），按