(完整版)选修3-3(非选择题)-三年高考(2015-2017)物理试题分项版解析+Word版含解析.pdf

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1、1 三年（2015-2017）高考物理试题分项版解析 1【2017江苏卷】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【考点定位】布朗运动【名师点睛】本题主要考查布朗运动，布朗运动与悬浮在液体中

2、颗粒的大小及液体的温度有关 2【2015江苏12A（2）】在装有食品的包装袋中充入氮气，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。玻意耳定律可知：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

3、所受气体分子撞击的作用力增大。【考点】热力学第一定律、气体的内能【方法技巧】本题主要是对定律的理解，利用热力学第一定律分析内能的变化，利用玻意耳定律分析气体的压强变化。3【2016江苏卷】如题 12A1 图所示，在斯特林循环的 pV 图象中，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BC2 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象如题 12A2 图所示，则状态 A 对应的是（选填“”或“”）【答案】不变 【考点定位】理想气体【方法技巧】对一定

4、质量的理想气体等容过程，气体的密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变；理解气体分子热运动速率的统计分布图象。4【2016上海卷】（8 分）某同学制作了一个结构如图（a）所示的温度计。一端封闭的轻质细管可绕封闭端 O 自由转动，管长 0.5 m。将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为 270 K 时，用一段水银将长度为 0.3 m 的气柱封闭在管内。实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度 l 和力传感器读数 F 之间的关系如图（b）所示（实验中大气压强不变）。（1）管内水银柱长度为 m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的

5、最高温度为 K。（2）若气柱初始长度大于 0.3 m，该温度计能测量的最高温度将（选填：“增大”，“不变”或“减小”）。（3）若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将（选填：“偏高”，“不变”或“偏低”）。【答案】（1）0.1；360 （2）减小（3）偏低 3 （3）实验过程中大气压强增加，公式000p VpVTT，得到000T pVTp V，温度会增加，但如果仍然用00VVTT计算的话，会出现测量值偏低。【考点定位】力矩、气体状态方程【方法技巧】根据力矩的平衡计算水银长度，根据公式00VVTT计算气体温度，根据公式00VVTT判断测量值温度的变化。5【2015江苏12A（3）】给某

6、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1L。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0.45L。请通过计算判断该包装袋是否漏气。【答案】漏气【解析】若不漏气，设加压后的体积为 V1，由等温过程得：1100VPVP，代入数据得 V1=0.5L 因为 0.45L0.5L，故包装袋漏气【考点】考查理想气体状态方程【方法技巧】本题主要是公式，理想气体的状态方程kTPV，由此分析气体的压强。6【2016江苏卷】如图所示，在 AB 和 DA 的过程中，气体放出的热量分别为 4J 和 20J在BC 和 CD 的过程中，气体吸收的热量分别为 20J 和 12J求气体完

7、成一次循环对外界所做的功 4 【答案】8J 【考点定位】热力学定律【方法技巧】重点考查热力学第一定律，本题的关键在于气体完成一次循环气体内能不变，从而结合热力学定律求解问题。6【2017江苏卷】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，已知阿伏加德罗常数为6.01023 mol1请估算该蛋白的密度（计算结果保留一位有效数字）【答案】331 10 kg/m 【解析】摩尔体积3A43Vr N 由密度MV，解得3A34Mr N 代入数据得331 10 kg/m 【考点定位】阿伏加德罗常数【名师点睛】本题

8、主要考查阿伏加德罗常数，摩尔质量、摩尔体积等物理量间的关系，记得公式，用心计算，小心有效数字的要求即可 7【2017新课标卷】（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。5 （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）

9、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（i i i）1.6 p0（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（22VV）时，活塞下气体压强为 p2，由玻意耳定律得022(3)p Vp V 由式得 2023VppV 由式知，打开 K3后活塞上升直到 B 的顶部为止；此时 p2为2032pp （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3212ppTT 将有关数据代入式得 p3=1.6p0【考点定位】玻

10、意耳定律、查理定律【名师点睛】本题重点考查理想气体的状态方程，在分析的时候注意，气缸导热，即第一个过程为等温变化，审题的时候注意关键字眼。6 8【2017新课标卷】（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 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）00bgVTT（ii）00agVTT（iii）00000baVTVTmTT (

11、)气球内热空气所受的重力：()aGT Vg 联立解得：00aTGVgT()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=fGm0g 联立可得：00000baVTVTmmTT【考点定位】盖-吕萨克定律；物体的平衡【名师点睛】此题是热学问题和力学问题的结合题；关键是知道阿基米德定律，知道温度不同时气体密度不同；能分析气球的受力情况列出平衡方程。7 9【2017新课标卷】（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

12、，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，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）22204()gd hVdlh（ii）2 204gd lV 由力学平衡条件得1ppgh 整个过程为等温过程，由玻意耳定律得1 1pVpV 联立式得22204()gd hpVdlh（ii）由题意知hl 8 联立式有2 204gd lpV 该仪器能

13、够测量的最大压强为2 2max04gd lpV【考点定位】玻意耳定律【名师点睛】此题主要考查玻意耳定律的应用，解题关键是确定以哪一部分气体为研究对象，并能找到气体在不同状态下的状态参量，然后列方程求解。10（8 分）【2016海南卷】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=7.5102 kg/m3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 p0=4.5103 Pa。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 g=10 m/

14、s2，U 形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。【答案】1:1 由力的平衡条件有 p2p1=gh 联立式，并代入题给数据得221011012390VV VV 由此解得10132VV（另一解不合题意，舍去）由式和题给条件得 V1:V2=1:1【考点定位】理想气体的状态方程、封闭气体压强【名师点睛】本题考查了求气体体积，应用玻意耳定律即可正确解题，求出气体的压强是正确解题的关键。11【2016上海卷】（10 分）如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为上下两部分 A 和 B，上下两部分气体初始温度相等，且体积 VAVB。9 （1）若 A、B 两部分气体同时升高相同的温度，水银

15、柱将如何移动？某同学解答如下：设两部分气体压强不变，由1212VVTT，TVVT，所以水银柱将向下移动。上述解答是否正确？若正确，请写出完整的解答；若不正确，请说明理由并给出正确的解答。（2）在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定在新的平衡位置，A、B 两部分气体始末状态压强的变化量分别为 pA和 pB，分析并比较二者的大小关系。【答案】（1）不正确水银柱向上移动（2）=ABpp（2）升温前有 pB=pA+ph（ph为汞柱压强）升温后同样有 pB=pA+ph 两式相减可得=ABpp【考点定位】查理定律、封闭气体压强【方法技巧】通过查理定律计算分析水银柱的移动方向；建

16、立升温前后 A、B 气体压强关系，两式相减就可以计算出两部分气体的压强变化关系。12【2016全国新课标卷】（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 p=2r,其中=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=1.0105 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 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10 的近似值。【答案】（i）28 Pa （i

17、i）1.3【解析】（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，则 p1=12r 代入题给数据得p1=28 Pa 由式知，pip0，i=1，2，故可略去式中的pi项。代入题给数据得32121.3rr【考点定位】理想气体状态方程【名师点睛】本题是对理想气体状态方程的应用的考查；解题关键是找到所研究的气体的两个状态，并且能找到各个状态的状态参量：压强、体积。13【2016全国新课标卷】（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

18、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。【解析】设氧气开始时的压强为 p1，体积为 V1，压强变为 p2（2 个大气压）时，体积为 V2。根据玻意耳定律得 p1V1=p2V2 重新充气前，用去的氧气在 p2压强下的体积为 V3=V2V1 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 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 联立式，并代入数据得 N=4（天）【考点定位】气体实验定律【名师点睛】此题主要考查玻意耳定律的应用；解题关键是确定以哪一部分气体为研究对象，11 并能找到气体在不同

19、状态下的状态参量，然后列方程求解。14【2016全国新课标卷】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】9.42 cmh 【考点定位】考查了理想气体状态方程的应用【方法技巧】由题意知两部分封闭气体的温度与环境温度保持相等，气体都做等温变化。先研究的左端气体，根据玻意耳定律求出活塞下移后的压强水银面相平时

20、，两部分气体的压强相等，再研究右端的气体，求出活塞下移后的长度和气体压强，根据几何关系求解活塞向下移动的距离。15【2015山东37（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：12 （）当温度上升到 303K 且尚未放气时，封闭气体的压强；（）当温度恢复到 300K 时，

21、竖直向上提起杯盖所需的最小力。【答案】（）1.01P0；（）0.02P0S【解析】（）气体进行等容变化，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0101PPTT可得：1100003031.01300TPPPPT 【考点定位】理想气体的状态方程；等容变化.【规律总结】找到各个状态的状态参量，通过等容变化列得方程；注意各个状态变化的特点，并能对杯盖受力分析.16【2015重庆10（2）】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1T，压强为1P，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为2T.整

22、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0P.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差.【答案】2101TPPPT 13 【考点定位】理想气体状态方程。【名师点睛】理想气体的状态方程PVnRT应用在等温变化（1 122PVPV）、等压变化（1212VVTT）、等容变化（1212PPTT）。17【2015上海29】简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度，多次改变温度，重复上述操作。（1）（单选题）此温度计的特点是 A刻度均匀，刻

23、度值上小下大 B刻度均匀，刻度值上大下小 C刻度不均匀，刻度值上小下大 D刻度不均匀，刻度值上大下小（2）（多选题）影响这个温度计灵敏度的因素有 A液体密度 B玻璃泡大小 C左管内径粗细 D右管内径粗细（3）若管中液体是水银，当大气压变为 75cmHg 时，用该温度计测得的温度值_（选填“偏大”或“偏小”）。为测得准确的温度，在测量时需_。【答案】（1）A （2）BC （3）偏大；调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高 1cm，然后读数 14 【考点定位】气体的状态方程【名师点睛】解答本题要求掌握近似处理方法。细玻璃管内气体的体积变化可以忽略不计。18【2015全国新课标33（2）】如图，

24、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12.50mkg，横截面积为2180.0scm，小活塞的质量为21.50mkg，横截面积为2240.0scm；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为40.0lcm，气缸外大气压强为51.00 10pPa，温度为303TK。初始时大活塞与大圆筒底部相距2l，两活塞间封闭气体的温度为1495Tk，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210/m s，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

25、。【答案】（i）2123303TTk（ii）521.01 10ppa【解析】（1）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1212vvTT 初始112(ss)2Lv 末状态22vsL 代入可得2123303TTk 15 【考点定位】理想气体状态方程【名师点睛】上下的活塞面积不相等，是此题目解题过程的关键。19【2015海南15（1）】.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AN，地面大气压强为OP，重力加速度大小为 g。由此可以估算得，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】204A

26、R P NMg，30AMghaP N【解析】设大气层中气体的质量为 m，由大气压强产生，0mgp S，即：0p Smg 分子数2004AAAp SNR P NmNnMMgMg，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，3Van，而24VR h，所以30AMghaP N。【考点定位】气体压强，阿伏伽德罗常数【方法技巧】对于气体分子间平均距离的估算，常常建立这样的模型；假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，所有小立方体之和等于气体的体积。20【2015海南15（2）】如图所示，一底面积为 S、内壁光滑的圆柱

27、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OP。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。16 【答案】0mgVlp SmgS 式中，1V是原来 A 与 B 之间的气体在漏气发生后所占的体积。设活塞 A 移动的距离为 l（取升高时为正），按几何关系有2VVSl 联立可得0mgVlp SmgS【考点定位】理想气体状态方程，玻意耳定律【方法技巧】本题考查理想气体

28、状态方程，要注意明确两部分气体虽然状态不相同，但由于质量相同，可以视为同一部分气体进行分析；可以借助克拉珀龙方程进行理解。21【2015全国新课标33（2）】如图，一粗细均匀的 U 形管竖直放置，A 侧上端封闭，B侧上侧与大气相通，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，当两侧的高度差为 h1=10.0cm时，将开关 K 关闭，已知大气压强 p0=75.0cmHg。（）求放出部分水银后 A 侧空气柱的长度；（）此后再向 B 侧注入水银，使 A、B 两侧的水银达到同一高度，求注入水

29、银在管内的长度。17 【答案】（1）12.0cm；（2）13.2cm（2）当 A、B 两侧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 由力学平衡条件可知；p2=p0 代入数据得 l2=10.4cm 设注入的水银柱在管内的长度 h,依题意各 h=2（l1-l2）+h1=13.2cm【考点定位】玻意耳定律【方法技巧】本题主要是考查玻意耳定律，难点是压强的计算 22【2015上海30】如图，气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开，活塞与气缸光滑接触。初始时两侧气体均处于平衡态，体积之比12:1:2V V，温度之比12:2:5T T。先保持右侧气体温度不变，升高左侧气体温度，使两侧气体体积相同；然后使活塞导热，两侧气体最后达到平衡，求：（1）两侧气体体积相同时，左侧气体的温度与初始温度之比；18 （2）最后两侧气体的体积之比。【答案】（1）2；（2）45 （2）活塞导热达到平衡 左侧气体满足：1111TVpkTVp 右侧气体满足：222TVpTVp 平衡时21TT 解得451221kTTVV【考点定位】气体状态方程【名师点睛】本题考查是气体状态方程，涉及的是两部分气体，要分析清楚每一部分气体“初状态”和“末状态”。不要混淆。