2024年高考物理真題模擬題匯編15選修3-3含解析

PAGEPAGE15專題15選修3-31．（2024山東卷）肯定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)a起先，經(jīng)a→b、b→c、c→a三個過程后回到初始狀態(tài)a，其p-V圖像如圖所示。已知三個狀態(tài)的坐標分別為a（V0，2p0）、b（2V0，p0）、c（3V0，2p0）以下推斷正確的是A．氣體在a→b過程中對外界做的功小于在b→c過程中對外界做的功B．氣體在a→b過程中從外界汲取的熱量大于在b→c過程中從外界汲取的熱量C．在c→a過程中，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量D．氣體在c→a過程中內(nèi)能的削減量大于b→c過程中內(nèi)能的增加量【答案】C【解析】A．依據(jù)氣體做功的表達式可知圖線和體積橫軸圍成的面積即為做功大小，所以氣體在過程中對外界做的功等于過程中對外界做的功，A錯誤；B．氣體從，滿意玻意爾定律，所以所以，依據(jù)熱力學第肯定律可知，氣體從，溫度上升，所以，依據(jù)熱力學第肯定律可知，結(jié)合A選項可知，所以，過程氣體汲取的熱量大于過程汲取的熱量，B錯誤；C．氣體從，溫度降低，所以，氣體體積減小，外界對氣體做功，所以，依據(jù)熱力學第肯定律可知，放出熱量，C正確；D．志向氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，依據(jù)可知從，所以氣體從過程中內(nèi)能的削減量等于過程中內(nèi)能的增加量，D錯誤。故選C。2．（2024年天津卷）水槍是孩子們寵愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意如圖。從儲水罐充氣口充入氣體，達到肯定壓強后，關(guān)閉充氣口?？蹌影鈾C將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體A．壓強變大 B．對外界做功C．對外界放熱 D．分子平均動能變大【答案】B【解析】A．隨著水向外噴出，氣體的體積增大，由于溫度不變，依據(jù)恒量可知氣體壓強減小，A錯誤；BC．由于氣體體積膨脹，對外界做功，依據(jù)熱力學第肯定律氣體溫度不變，內(nèi)能不變，肯定從外界汲取熱量，B正確，C錯誤；D．溫度是分子平均動能的標記，由于溫度不變，分子的平均動能不變，D錯誤。故選B。3．（2024江蘇卷）玻璃的出現(xiàn)和運用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體。下列關(guān)于玻璃的說法正確的有A．沒有固定的熔點B．自然具有規(guī)則的幾何形態(tài)C．沿不同方向的導熱性能相同D．分子在空間上周期性排列【答案】AC【解析】依據(jù)非晶體的特點可知非晶體是指組成物質(zhì)的分子（或原子、離子）不呈空間有規(guī)則周期性排列的固體。它沒有肯定規(guī)則的外形。它的物理性質(zhì)在各個方向上是相同的，叫“各向同性”。它沒有固定的熔點。故選AC。4．（2024新課標Ⅱ卷）下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違反熱力學第肯定律的有_______，不違反熱力學第肯定律、但違反熱力學其次定律的有_______。A．汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱B．冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C．某新型熱機工作時將從高溫熱源汲取的熱量全部轉(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影響D．冰箱的制冷機工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)【答案】BC【解析】A．燃燒汽油產(chǎn)生的內(nèi)能一方面對機械能轉(zhuǎn)化，同時熱傳遞向空氣轉(zhuǎn)移。既不違反熱力學第肯定律，也不違反熱力學其次定律；B．冷水倒入保溫杯后，沒有對外做功，同時也沒有熱傳遞，內(nèi)能不行能削減，故違反熱力學第肯定律；C．某新型熱機工作時將從高溫熱源汲取的熱量全部轉(zhuǎn)化為功，必定產(chǎn)生其他影響故違反熱力學其次定律；D．制冷機消耗電能工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)，發(fā)生了內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，同時對外界產(chǎn)生了影響。既不違反熱力學第肯定律，也不違反熱力學其次定律。5．（2024江蘇卷）一瓶酒精用了一些后，把瓶蓋擰緊，不久瓶內(nèi)液面上方形成了酒精的飽和汽，此時_____（選填“有”或“沒有”）酒精分子從液面飛出。當溫度上升時，瓶中酒精飽和汽的密度_____（選填“增大”“減小”或“不變”）?！敬鸢浮坑性龃蟆窘馕觥啃纬娠柡蜌夂?，酒精還是會蒸發(fā)，只是液體里跑到氣體中的分子和氣體中的分子跑到液體里的速度一樣快，整體來看是不變的。即此時仍舊會有酒精分子從液面飛出；溫度上升使氣體分子的動能增大，離開液體表面的氣體分子更多，飽和汽密度增大。6．（2024新課標Ⅰ卷）分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r=r1時，F(xiàn)=0。分子間勢能由r確定，規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子間的勢能為零。若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠處向O點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢能_____（填“減小“不變”或“增大”）；在間距由r2減小到r1的過程中，勢能_____（填“減小”“不變”或“增大”）；在間距等于r1處，勢能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零?！敬鸢浮繙p小減小小于【解析】從距點很遠處向點運動，兩分子間距減小到的過程中，分子間體現(xiàn)引力，引力做正功，分子勢能減?。辉诘倪^程中，分子間仍舊體現(xiàn)引力，引力做正功，分子勢能減小；在間距等于之前，分子勢能始終減小，取無窮遠處分子間勢能為零，則在處分子勢能小于零。7．（2024新課標Ⅰ卷）甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體（可視為志向氣體）。甲罐的容積為V，罐中氣體的壓強為p；乙罐的容積為2V，罐中氣體的壓強為?，F(xiàn)通過連接兩罐的細管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相同且在調(diào)配過程中保持不變，調(diào)配后兩罐中氣體的壓強相等。求調(diào)配后：（i）兩罐中氣體的壓強；（ii）甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比?！敬鸢浮浚╥）（ii）【解析】（i）氣體發(fā)生等溫改變，對甲乙中的氣體，可認為甲中原氣體有體積V變成3V，乙中原氣體體積有2V變成3V，則依據(jù)玻意爾定律分別有，則則甲乙中氣體最終壓強（ii）若調(diào)配后將甲氣體再等溫壓縮到氣體原來的壓強為p，則計算可得由密度定律可得，質(zhì)量之比等于8．（2024新課標Ⅱ卷）潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個底部開口、上部封閉的容器，外形與鐘相像。潛水鐘在水下時其內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿意潛水員水下避險的須要。為計算便利，將潛水鐘簡化為截面積為S、高度為h、開口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為H的水下，如圖所示。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g，大氣壓強為p0，Hh，忽視溫度的改變和水密度隨深度的改變。（1）求進入圓筒內(nèi)水的高度l；（2）保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強為p0時的體積?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）設(shè)潛水鐘在水面上方時和放入水下后筒內(nèi)氣體的體積分別為V0和V1，放入水下后筒內(nèi)氣體的壓強為p1，由玻意耳定律和題給條件有p1V1=p0V0①V0=hS②V1=（h–l）S③p1=p0+ρg（H–l）④聯(lián)立以上各式并考慮到Hh，h>l，解得⑤（2）設(shè)水全部排出后筒內(nèi)氣體的壓強為p2；此時筒內(nèi)氣體的體積為V0，這些氣體在其壓強為p0時的體積為V3，由玻意耳定律有p2V0=p0V3⑥其中p2=p0+ρgH⑦設(shè)需壓入筒內(nèi)的氣體體積為V，依題意V=V3–V0⑧聯(lián)立②⑥⑦⑧式得⑨9．（2024新課標Ⅲ卷）如圖，兩側(cè)粗細勻稱、橫截面積相等、高度均為H=18cm的U型管，左管上端封閉，右管上端開口。右管中有高h0=4cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的距離l=12cm。管底水平段的體積可忽視。環(huán)境溫度為T1=283K。大氣壓強p0=76cmHg。（i）現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀（與原水銀柱之間無氣隙），恰好使水銀柱下端到達右管底部。此時水銀柱的高度為多少？（ii）再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時密封氣體的溫度為多少？【答案】（i）12.9cm；（ii）363K【解析】（i）設(shè)密封氣體初始體積為V1，壓強為p1，左、右管的截面積均為S，密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過程體積變?yōu)閂2，壓強變?yōu)閜2。由玻意耳定律有設(shè)注入水銀后水銀柱高度為h，水銀的密度為ρ，按題設(shè)條件有，，聯(lián)立以上式子并代入題中數(shù)據(jù)得h=12.9cm（ii）密封氣體再經(jīng)等壓膨脹過程體積變?yōu)閂3，溫度變?yōu)門2，由蓋一呂薩克定律有按題設(shè)條件有代入題中數(shù)據(jù)得T2=363K10．（2024江蘇卷）肯定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B改變到狀態(tài)C，其圖象如圖所示，求該過程中氣體汲取的熱量Q?！敬鸢浮俊窘馕觥恳罁?jù)圖像可知狀態(tài)A和狀態(tài)C溫度相同，內(nèi)能相同；故從A經(jīng)B到C過程中氣體汲取的熱量等于氣體對外所做的功。依據(jù)圖像可知狀態(tài)A到狀態(tài)B為等壓過程，氣體對外做功為狀態(tài)B到狀態(tài)C為等容改變，氣體不做功；故A經(jīng)B到C過程中氣體汲取的熱量為11．（2024四川省雅安市高三下學期三診）下列說法正確的是A．志向氣體吸熱后溫度肯定上升B．可視為志向氣體的相同質(zhì)量和溫度的氫氣與氧氣相比，平均動能肯定相等，內(nèi)能肯定不相等C．某志向氣體的摩爾體積為，阿伏加德羅常數(shù)為，則該志向氣體單個的分子體積為D．甲、乙兩個分子僅在分子力的作用下由無窮遠處漸漸靠近直到不能再靠近的過程中，分子引力與分子斥力都增大，分子勢能先減小后增大E.擴散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子在永不停息地運動【答案】BDE【解析】A.志向氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。依據(jù)熱力學第肯定律U=W+Q得，物體的內(nèi)能與做功和熱傳遞有關(guān)，所以肯定質(zhì)量的志向氣體吸熱后溫度不肯定上升，故A錯誤；B.溫度是分子的平均動能的標記，所以相同溫度的氫氣與氧氣相比，平均動能肯定相等；但氫氣分子與氧氣分子相比，氫氣分子的質(zhì)量小，所以相同質(zhì)量的氫氣的分子數(shù)比氧氣的分子多，內(nèi)能肯定比氧氣大，故B正確；C.某志向氣體的摩爾體積為V0，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，可以求出該志向氣體每一個分子所占有的空間為；由于氣體分子之間的距離遠大于分子的大小，該志向氣體單個的分子體積遠小于，故C錯誤；D.分子之間距離減小時，分子引力與分子斥力都增大；甲、乙兩個分子在只受分子力的作用下由無窮遠處漸漸靠近直到不能再靠近的過程中，起先時分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，距離減小的過程中分子力做正功，分子勢能減?。环肿又g的距離小于平衡位置的距離時，分子力表現(xiàn)為斥力，距離再減小的過程中分子力做負功，分子勢能增大，故D正確；E.擴散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子在永不停息地運動，故E正確。故選BDE.12．（2024遼寧省大連市高三雙基礎(chǔ)檢測）下列說法正確的是A．全部晶體都有固定熔點B．分子之間的距離增加時，分子勢能始終減小C．被凍結(jié)在冰塊中的小碳粒不能做布朗運動，是因為冰中的水分子不運動D．由于液體表面層的分子間距離大于體內(nèi)部分子間的距離，所以液體表面具有收縮的趨勢E.夏季天旱時，給莊稼松土是為了破壞土壤中的毛細管，防止水分蒸發(fā)【答案】ADE【解析】A．晶體都有固定熔點，非晶體沒有固定熔點；故A正確.B．兩分子之間的距離大于r0，分子力為引力，故當分子之間的距離增加時，分子力做負功，分子勢能增加；故B錯誤.C．分子的運動是永不停息的無規(guī)則熱運動；故C錯誤.D．由于蒸發(fā)等緣由，液體表面分子數(shù)較為稀疏，故液體表面的分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，這樣才能在分子間表現(xiàn)為引力；故D正確.E．夏季天旱時，給莊稼松土是利用毛細現(xiàn)象，為了破壞土壤中的毛細管，可防止水分蒸發(fā)，故E正確.13．（2024黑龍江省大慶市高三三模）下列說法中正確的有A．布朗運動是液體分子的運動，說明液體分子永不停息地做無規(guī)則熱運動B．水黽可以停在水面上是因為液體具有表面張力C．氣體的溫度上升，并不是每個氣體分子的動能都增大D．單位時間內(nèi)氣體分子對容器壁單位面積上碰撞次數(shù)削減，氣體的壓強有可能增加E.在油膜法估測分子大小試驗中，用一滴油酸酒精溶液的體積除以單分子油膜面積，可得油酸分子的直徑【答案】BCD【解析】布朗運動指懸浮在液體中的顆粒所做的無規(guī)則運動的運動，反映的是液體分子的無規(guī)則運動，故A錯誤。因為液體表面張力的存在，水黽才能自由自在地在水面上行走自如，故B正確。溫度是分子的平均動能的標記，氣體溫度上升，并不是物體全部分子的動能都增大，故C正確。單位時間內(nèi)氣體分子對容器壁單位面積上碰撞次數(shù)削減，但假如速度增大，撞擊力增大，氣體的壓強可能增大，故D正確。在油膜法估測分子大小試驗中，用一滴油酸的體積除以單分子油膜面積，可得油酸分子的直徑，故E錯誤。14．（2024安徽省宣城市高三其次次模擬）下列說法正確的是A．液體的飽和汽壓隨溫度的上升而增大B．溫度相同的氮氣和氧氣的分子平均動能相同C．做加速運動的物體，由于速度越來越大，因此物體分子的平均動能也越來越大D．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是油脂使水的表面張力增大的原因E．氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和溫度都有關(guān)【答案】ABE【解析】A、溫度越高，蒸發(fā)越快，故液體的飽和汽壓隨溫度的上升而增大，故選項A正確；B、溫度是分子熱運動平均動能的標記，故溫度相同的氫氣和氧氣的分子平均動能也相同，故選項B正確；C、做加速運動的物體，由于速度越來越大，物體分子的平均動能不肯定增大，因為分子的平均動能是由溫度確定，和物體的宏觀運動無關(guān)，故選項C錯誤；D、水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，是由于水浸潤玻璃，但不浸潤涂油的玻璃，故選項D錯誤；E、氣體壓強取決于分子的數(shù)密度和分子熱運動的平均動能的大小，故氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和溫度都有關(guān)，故選項E正確；故選選項ABE。15．（2024廣東省珠海市高三學業(yè)質(zhì)量監(jiān)測）下列說法中正確的是A．肯定質(zhì)量的志向氣體體積增大時，其內(nèi)能肯定削減B．氣體的溫度降低，某個氣體分子熱運動的動能可能增加C．氣體對器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的D．當水面上方的水蒸氣達到飽和狀態(tài)時，水中不會有水分子飛出水面E.在“用油膜法估測分子的大小”的試驗中，將油酸酒精溶液的體積干脆作為油酸的體積進行計算，會使分子直徑計算結(jié)果偏大【答案】BCE【解析】A.肯定質(zhì)量的志向氣體體積增大時，即氣體對外做功，同時也吸熱，其內(nèi)能可能不變，也可能增大，也可能減小，故A錯誤；B.氣體的溫度降低，平均動能減小，但某個氣體分子熱運動的動能可能增加，故B正確；C.從微觀角度講，氣體對器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁的不斷碰撞而產(chǎn)生的，故C正確；D.當水面上方的水蒸氣達到飽和狀態(tài)時，水中水分子飛出水面與進入水面是平衡的，故D錯誤；E.計算時把油酸酒精溶液當成了純油酸，體積偏大，則d偏大，故E正確；故選BCE.16．（2024福建省福州市中學畢業(yè)班其次次質(zhì)量檢查）關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是A．依據(jù)熱力學第肯定律可知，肯定質(zhì)量的志向氣體等壓膨脹對外做功，內(nèi)能肯定削減B．第一類永動機制不成，是因為它違反了熱力學第肯定律C．熱力學其次定律是從另一個側(cè)面闡述能量守恒定律D．從微觀意義上講，熱力學其次定律是一個統(tǒng)計規(guī)律E.熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的量度，一個孤立的系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展【答案】BDE【解析】肯定質(zhì)量的志向氣體等壓膨脹，溫度上升，內(nèi)能增加，選項A錯誤；第一類永動機制不成，是因為它違反了熱力學第肯定律，選項B正確；熱力學其次定律是反映宏觀自然過程的方向性的定律，并不是從另一個側(cè)面闡述能量守恒定律，選項C錯誤；從微觀意義上講，熱力學其次定律是一個統(tǒng)計規(guī)律，選項D正確；熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的量度，從微觀角度看，一個孤立的系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展，選項E正確。17．（2024北京市西城區(qū)高三下學期統(tǒng)一測試）關(guān)于熱學中的一些基本概念，下列說法正確的是A．物體是由大量分子組成的，分子是不行再分的最小單元B．分子間的斥力和引力總是同時存在的，且隨著分子之間的距離增大而增大C．分子做永不停息的無規(guī)則熱運動，布朗運動就是分子的熱運動D．宏觀物體的溫度是物體內(nèi)大量分子的平均動能的標記【答案】D【解析】A、物質(zhì)是由分子組成的，分子是原子組成的，原子是不行再分的最小單元；故A錯誤.B、依據(jù)分子動理論可知分子間同時存在分子引力和分子斥力，引力和斥力都隨分子間距離的減小而增大，隨分子間距的增大而減??；故B錯誤.C、布朗運動是固體微粒的運動，不是分子的運動，但間接反映了液體分子的熱運動；故C錯誤.D、大量分子的熱運動的快慢用統(tǒng)計規(guī)律可得，則溫度就是分子平均動能的標記；故D正確.故選D.18．（2024河北省張家口市高三上學期10月階段檢測）如圖所示，體積為V的汽缸由導熱性良好的材料制成，面積為S的活塞將汽缸的空氣分成體積相等的上下兩部分，汽缸上部通過單向閥門K（氣體只能進汽缸，不能出汽缸）與一打氣簡相連.起先時汽缸內(nèi)上部分空氣的壓強為，現(xiàn)用打氣筒向容器內(nèi)打氣.已知打氣簡每次能打入壓強為、體積為的空氣，當打氣n次后，穩(wěn)定時汽缸上下部分的空氣體積之比為9:1，活塞重力，空氣視為志向氣體，外界溫度恒定，不計活塞與汽缸間的摩擦.求:（1）當打氣n次活塞穩(wěn)定后，下部分空氣的壓強；（2）打氣簡向容器內(nèi)打氣次數(shù)n.【答案】（1）（2）n=49次【解析】①對氣缸下部分氣體，設(shè)初狀態(tài)壓強為，末狀態(tài)壓強為，由玻意耳定律得可知初狀態(tài)時對活塞聯(lián)立解得：②把上部分氣體和打進的n次氣體作為整體此時上部分氣缸中的壓強為末態(tài)狀時對活塞：由玻意耳定律聯(lián)立解得，n=49次.19．（2025屆陜西省西安中學高三第三次模擬）如圖所示，透熱的氣缸內(nèi)封有肯定質(zhì)量的志向氣體，缸體質(zhì)量M=200kg，活塞質(zhì)量m=10kg，活塞面積S=100cm2活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣。此時，缸內(nèi)氣體的溫度為27，活塞正位于氣缸正中，整個裝置都靜止。已知大氣壓恒為p0=1.0×10