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选修3-3热学部分高考试题选编

第一题：

⑴（2017全国I卷，5分）氧气分子在和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_______

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景

C.图中实线对应于氧气分子在时的情景

D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

E.与相比，时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较大

⑵（2019全国III卷，10分）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一高度为的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为，环境温度为。

⑴求细管的长度；

⑵若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。

参考答案与解析

1.解析：根据气体分子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曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，选项A正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情景，选项B正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在时的情景，选项C正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧气分子数目，选项D错误；由分子速率分布图可知，与相比，时氧气分子速率出现在区间的分子数占总分子数的百分比较小，选项E错误。

答案：ABC

2.解析：⑴设玻璃管倒置前后密封气体的压强分别为、，对水银柱受力分析，由共点力平衡条件可得：，。设细管长度为，横截面积为，水银柱高为，倒置前水银柱上表面到管口的距离为，则由玻意耳定律可得：，代入数据可解得：。

⑵设气体被加热前后的温度分别为和，由盖?吕萨克定律可得：，代入数据解得。

第二题：

⑴（2019全国I卷，5分）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度______（填“高于”、“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度_______（填“大于”、“小于”或“等于”）外界空气的密度。

⑵（2018全国III卷，10分）在两端封闭、粗细均匀的U形玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为和，左边气体的压强为。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。

参考答案与解析

1.解析：由于初始时封闭在容器中的空气的压强大于外界压强，容器和活塞绝热性能良好，容器中空气与外界没有热量交换，容器中的空气推动活塞对外做功，由热力学第一定律可知，空气内能减小。根据理想气体内能只与温度有关可知，活塞缓慢移动后容器中空气的温度降低，即容器中的空气温度低于外界温度。因压强与气体温度和分子的密集程度有关，当容器中的空气压强与外界压强相同时，容器中空气温度小于外界空气温度，故容器中空气的密度大于外界空气密度。

答案：低于（2分）大于（3分）

2.解析：设U形管两端竖直朝上时，左右两边气体的压强分别为、。则由连通器原理及共点力的平衡条件可得：。

设平放后原左右两边空气柱的长度分别变为、，则有

U形管水平放置时两边气体的压强相等，设为，由玻意耳定律可得：，

以上各式联立并代入数据求解可得：

第三题：

⑴（2019全国III卷，5分）用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_________________。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_________________。为了得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是________________。

⑵（2018全国II卷，10分）如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口和，、间距为，距缸底的高度为，活塞只能在、间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为，面积为，厚度可忽略。活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为，温度均为。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达处，求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为。

参考答案与解析

1.解析：由于分子直径非常小，极少量油酸分子所形成的单分子层油膜面积也会很大，因此实验