2019年高考物理模拟试题汇编-选修3-3部分

2019年高考物理模拟试题汇编-选修3-3部分
【考情综述】
选修3-3模块由分子动理论、气体、物态和物态变化、热力学定律四个部分组成，这部
分内容是高考的选考内容，在高考中考查的较为简单，很大程度上考查基本概念的理解与识
记。

分子动理论包含考点：分子动理论的基本内观点和实验依据、阿伏伽德罗常数、气体分
子运动速率的统计分布、温度是分子平均动能的标志、内能、布朗运动和扩散运动、分子直
径、质量、数目等微观量的估算、分子力和分子势能、用油膜法估算分子大小（实验）；气
体包含考点：气体分子动理论和气体压强、气体实验定律和理想气体状态方程；物态和物态变化包含考点：固体的微观结构、晶体和非晶体、液晶的微观结构、液体的表面张力现象、
饱和汽、饱和汽压和相对湿度；热力学定律包含考点：热力学第一定律、热力学第二定律及
微观意义、量守恒定律和两类永动机。

其中温度是分子平均动能的标志、内能、布朗运动和
扩散运动、晶体和非晶体、、液体的表面张力现象等是考查的重点。

高考热点为：（1）气体实验定律和理想气体状态方程；（2）热力学第一定律等。

选修3-3在高考中一般占总分值的10%左右，题型、题量为：选择题1题，填空题1题，小型简单计算题1题，试题难度简单，几乎没有与其他知识点结合考查的试题。

近年来
高考试卷对本模块的考查呈现的趋势为：
（1）气体分子运动速率的统计分布、布朗运动和扩散运动、分子力和分子势能、晶体
和非晶体等知识组合成一道选择题，考查重点概念、重点知识的识记与理解。

（2）气体实验定律和理想气体状态方程、用油膜法估算分子大小（实验）等重要内容
往往以填空题的形式，尤其要注意气体实验定律和理想气体状态方程所对应的图象问题的分
析。

（3）热力学第一定律、气体实验定律和理想气体状态方程等重要内容往往以简单的计
算题出现，充分考查相关公式的理解与应用，且计算量不大。

【试题精粹】
1．（2018届江苏宝应中学月考）（1）下列说法中正确的是。

A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显
C．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有
斥力，所以液体表面具有收缩的趋势
D．液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性
（2）一定质量的理想气体按图示过程变化，其中bc与V轴平行，cd与T轴平行，则b→c过程中气体的内能________(填“增加”“减小”或“不变”)，气体的压强________(填“增加”“减小”或“不变”)。

(3) 如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活塞与气缸壁间摩擦忽
略不计，开始时活塞距气缸底高度h1 = 0.50 m。

给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底
h2 = 0.80 m处，同时缸内气体吸收Q = 450 J的热量。

已知活塞横截面积S = 5.0×10-3 m2，大气压强p0 = 1.0×105 Pa。

求：
①缸内气体对活塞所做的功W；
②此过程中缸内气体增加的内能ΔU。

2．（2018届江苏扬州中学检测考试）（1）下列说法中不．正确的是。

A．第一类永动机无法制成是因为它违背了能量守恒定律
B．教室内看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这是布朗运动
C．地面附近有一正在上升的空气团（视为理想气体），它与外界的热交换忽略不计。

已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中气团体积增大，温度降低D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，但最终不能达到绝对零度
（2）若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等容变化
的是(填“a→b”、“b→c”或“c→d”）
，该过程中气体的内能(填“增加”、“减。

少”或“不变”）
（3）如果气缸中被密封的是0.1 g的氢气（H2），且在状态a的体积为V a = 3×10-4 m3，求此状态时气缸内氢气分子间的平均距离（保留一位有效数字，已知阿伏加德罗常数N A = 6.0×1023 mol-1，氢原子的摩尔质量为 1 g/mol）。

3．（2018届江苏徐州一中检测考试）（1）一定质量的理想气体发生等容变化，下列图
象正确的是。

（2）如图所示，某同学在环境温度稳定的实验室里做热学小实验，用手指堵住注射器
前端小孔，这时注射器内就封闭了一定质量的空气（可看成理想气体）．若该同学往里缓慢
地推活塞（如图甲），气体的压强（选填“增大”或“减小”）．若该同学缓慢推进活
塞过程中做功为W1；然后将活塞缓慢稍稍拉出一些（如图乙），此过程中做功为W2，则全过程中注射器内空气的内能增加量U。

（3）用油膜法可粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ= 0.8×103 kg/m3的某种油，用滴
管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积V = 0.5×10-3 cm3，形成的油膜的面积S = 0.7 m2，油的摩尔质量M l = 0.09 kg/mol。

若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，
那么：①油分子的直径为多大？
②由以上数据可测出的阿伏加德罗常数大约为多少？（保留一位有效数字）
4．（2018届江苏南通市调研考试）如图所示， 1 mol的理想气体由状态A经状态B、状态C、状态D再回到状态A。

BC、DA线段与横轴平行，BA、CD的延长线过原点。

(1) 气体从B变化到C的过程中，下列说法中正确的是（）．
A．分子势能增大
B．分子平均动能不变
C．气体的压强增大
D．分子的密集程度增大
(2) 气体在A→B→C→D→A整个过程中，内能的变化量为；其中A到B的过程中气体对外做功W1，C到D的过程中外界对气体做功W2，则整个过程中气体向外界放出
的热量为。

(3) 气体在状态B的体积V B = 40 L，在状态A的体积V A = 20 L，状态A的温度t A = 0 ℃。

求：①气体在状态B的温度；
②状态B时气体分子间的平均距离。

(阿伏伽德罗常数N A = 6.0×1023 mol-1，计算结果保留
一位有效数字)
5．（2018届江苏南京市调研考试）⑴如图所示是一定质量理想气体的V-T图线(V为气体体积，T为气体绝对温度)，当气体状态沿图线由A到B的过程，下列说法正确的是。

A．气体对外界做功B．外界对气体做功
C．内能减少D．内能增加
（2）如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力
F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x 轴上的四个特定位置，现把乙分子沿x轴负方向从a处移动到d处，则在位置分子间作用力最小，在位置分子势能最小(选填a、b、c或d)。

（3）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3的油酸酒精溶液有100滴，现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面
上，最后形成的油酸膜形状和尺寸如图所示，坐标中正方形小方格的边长为1cm，则由此估算出油酸分子的直径为多少米？(结果保留一位有效数字)
6．（原创）（1）一定质量的理想气体由状态A经图中所示过程缓慢变化到状态B，在此过程中( )
A．外界对气体做功B．放出热量
C．气体内能增加D．气体内能减少
(2)如图所示，封有理想气体的导热气缸，开口向下被竖直悬挂，不计活塞的质量和摩
擦，整个系统处于静止状态，现在活塞下面挂一质量为m的钩码，经过足够长的时间后，活塞下降h高度。

已知活塞面积为S，大气压为P0，重力加速度为g。

①挂上钩码稳定后，被封闭气体的压强；
②设周围环境温度不变，从挂上钩码到整个系统稳定，这个过程，
封闭气体吸收(放出)多少热量。

7．（原创）（1）下列说法中正确的有。

A ．气体的温度越高，分子的平均动能越大
B ．即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速度是非常小的
C ．对物体做功不可能使物体的温度升高
D ．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关（2）如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，
在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，
下列各个描述理
想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是图，该过程为
过程（选填
“吸热”、“放热”或“绝热”）
（3）如图所示，地面上放置有一内壁光滑的圆柱形导热气缸，气缸的横截面积
32
2.510m s 。

气缸内部有一质量和厚度均可忽略的活塞，活塞上固定一个力传感器，
传感器通过一根竖直细杆与天花板固定好。

气缸内密封有温度0
1
27C t 的理想气体，此时
力传感器的读数恰好为
0。

若外界大气压强
5
0 1.210Pa P 保持不变，当力传感器的读数
300N F 时，求密封气体温度
2t 。

2019年高考最新模拟试题汇编（选修
3-3）
参考答案
1.答案：（1）BD （2）不变增加
（3）①150 J ②300 J
解析：（1）气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数的商是每个分子所占的体积，而气体分子
间距远大于每个分子所占的体积，选项A 错误；悬浮在液体中的固体微粒越小，在液体分
子撞击下的运动越明显，选项
B 正确；分子之间既有引力又有斥力，液面分子间距离较大，
使得引力大于斥力，总体表现为引力，所以液体表面有收缩趋势，选项C 错误；液晶既具
有液体的流动性，又具有光学各向异性，选项
D 正确。

（2）b →c 过程中气体温度不变，对气体而言分子势能忽略不计，而分子动能取决于温度，温度不变则内能不变，但是气体体积减小，根据
11221
2
p V p V T T ，温度不变，体积变小，
因此压强变大。

（3）①活塞缓慢上升，视为等压过程，则气体对活塞做功2150J W F h
p S h
；
②根据热力学定律
300J U W Q 。

2.答案：（1）B （2）a →b 增加
（3）3×10-9
m
解析：（1）由于第一类永动机是指不消耗能量，而能获取能量的永动机，
可见它是违背
能量守恒定律的，选项
A 正确；粉尘颗粒的杂乱无章的运动，是由于空气的流动所带动的，
不是布朗运动，布朗运动是指分子撞击微小颗粒而使颗粒运动的，选项B 错误；地面附近
有一正在上升的空气团（视为理想气体）
，它与外界的热交换忽略不计，则在上升时，外界
压强变小，故空气团会膨胀，则它对外做功，由于不计与外界的热交换，根据热力学第一定律，则其内能会降低，故温度降低，选项C 正确；绝对零度是热力学的最低温度，该温度实际永远无法达到，只能无限接近，选项
D 正确。

（2）等容变化是体积相等，若体积相等，则由理想气体方程pV
C T
可知C
p
T V
，即p 与T 是成正比的，故该过程是图象中的a →b ；该过程中压强增大，温度升高，故气体
的内能增加；
（3）设氢气分子间的平均距离为
d ，由于气体分子占据的空间可以看成是球形，气体
分子间的平均距离等于球体的直径，故求出气体分子的体积即可求出分子间的平均距离；
0.1g 氢气的分子数为A m n
N M
，故气体的体积3
43
A
V n
d ，则3
43
A
A
m V N d M
，
代入数据解得9
310m d。

3.答案：（1）C （2）增大0 （3）① 7.1×10-10
m ② 6×10
23
个/mol
解析：（1）由题意知，理想气体发生等容变化即为体积不变，选项
A 、
B 错误；再根据
pV T
保持不变，故压强与温度成正比，选项C 正确，选项D 错误；
（2）该同学往里缓慢地推活塞，温度不变，体积变小，压强变大；该同学缓慢推进活塞过程中做功为
W 1和将活塞缓慢稍稍拉出一些做功为
W 2相等，一个正功，一个负功，则
全过程中注射器内空气的内能增加量为
0。

（3）①由题意知，油膜的厚度即为油分子的直径，根据V = Sd ，可得：
10
7.110
m V d
S
；
②把每个分子看作球形，则每个分子的体积为：
3
'
3
116
6
V V
d
S
，
因此一滴油中含有的分子数为：
3'
2
6V S N
V
V
，
由题意可知一滴油的质量为：
M
V ，一个油分子的质量为：
3
3
6M V m
N
S
，
所以有：3
23
113
6610/mol A
M M S
N m
V
个。

4.答案：（1）C （2）0 W 2-W 1 （3）①T B = 546 K
②d = 4×10-9
m
解析：（1）气体从B 变化到C 的过程中，是等容变化，分子势能及分子的密集程度不变，选项A 、D 错误；从B 变化到C 的过程中，温度升高，分子平均动能增加，选项B 错误；根据p C
T
知，温度升高，压强增大，选项
C 正确。

（2）气体在A →B →C →D →A 整个过程中，内能的变化量为
0；根据
pV C T
得C V
T p
可
知，A 到B 的过程和C 到D 的过程均是等压变化过程，所不同的是A 到B 的过程，体积增大，温
度升高，说明气体对外做功，内能增加，该过程要从外界吸收热量；
C 到
D 的过程，体积减
小，温度降低，说明外界对气体做功，内能减少，该过程要向外界放热，所以整个过程中气体向外界放出的热量为
W 2-W 1 。

（3）①A 到B 的过程是等压变化过程，所以有：
A B A
B V V T T ，代入数据得：T B = 546 K ；
②设气体分子间的平均距离为
d ，则有：3
B A
V d
N ，代入数据得： d = 4×10-9
m 。

5.答案：（1）AD （2）c c （3）3×10-9
m
解析：(1) 根据
pV C T
得C V
T p
可知，A 到B 的过程是等压变化过程，且体积增大，
温度升高，这说明该过程气体对外界做功，内能增加，选项
A 、D 正确，选项
B 、
C 错误；
（2）根据题意可知，沿x 轴方向，O 点到a 、b 、c 、d 各点的间距，即为甲、乙两分子
间的距离，显然由图可知
Oc 间距离即为两分子间的平衡距离，因此，乙分子在
c 位置时，
两分子间的作用力和分子势能最小。

（3）根据题意可知，一滴该油酸酒精溶液中所含油酸的体积为：3
11cm 300100
V
,
根据题图可知,油酸面积为:2
2
1113cm
113cm S
，所以油酸分子的直径为：
9
310m V d
S。

6.答案：（1）ABD （2）①0
mg
p
p S
②吸收热量Q ＝W ＝P 0Sh －mgh 解析：（1）由
pV C T
知，P 、V 减小，说明T 减小，内能减小，选项
D 正确；V 减小，
外界对气体做功，选项A 正确；由ΔU ＝Q ＋W 知，Q ＜0放出热量，选项
B 正确。

（2）①设被封闭气体的压强为
P ，选活塞为研究对象，则由二力平衡得：
PS ＋mg ＝P 0S ，解得：0
mg p p S
②设被封闭气体对外做功为
W ，选活塞和钩码整体为研究对象，由动能定理得：
W ＋mgh －P 0Sh ＝0 ，解得：W ＝P 0Sh －mgh ，
由于气体温度不变，则内能不变，由热力力学第一定律得封闭气体吸收的热量为：Q ＝W ＝P 0Sh －mgh 。

7．答案：(1)AB
(2) D
吸热
(3)0
2
2273327C
t T 解析：(1) 温度是分子平均动能的宏观体现，温度越高，分子的平均动能越大，与分子的质量无关，选项
A 正确；分子的平均动能是一个统计规律，并不是所有的分子的速度，
所以温度高的物体也有大量的分子速度比较小，而温度低的物体也有大量的分子速度比较
答，选项B 正确；改变内能的两种方式是做功和热传递，选项C 错误；气体的内能除分子
势能、分子平均动能有关外，还与气体的质量有关，对于气体分子间作用力可以忽略时，气体的内能只由温度和质量决定，分子越多，总的能量越大，选项
D 错误。

(2) 气体做等温变化，随着压强减小，气体体积增大。

选项A 、B 中温度都是变化的；
等温情况下，PV ＝C ，P －1/V 图象是一条过原点的直线，所以选项D 正确。

该过程中，体
积增大，气体对外界做功，
W ＜0，等温变化
0U ，所以Q ＞0，气体要吸收热量。

（3）温度1
1273
300K T t ，密封气体压强
5
1
1.210Pa
P P 5
20 2.410F P P Pa
S
，
密封气体发生等容变化，由查理定律得：
112
2
T P T P ，
代入数据得：2
600K
T ，
所以有：
22273327C t T 。