- 固体、液体和气体
- 共308题
本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答，若多做，则按A、B两小题评分．
材料A．[选修3−3]（回答17-19题）
材料B．[选修3-4]（回答20-22）
材料C．[选修3-5]（回答23-25题）
17.在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸汽的变化情况为 ．A.压强变小B.压强不变C.一直是饱和汽D.变为未饱和汽
18.如题12A−1图所示，在斯特林循环的p–V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．B→C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12A−2图所示，则状态A对应的是 （选填“①”或“②”）．
19.如题12A-1图所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J．在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J．求气体完成一次循环对外界所做的功．
20.一艘太空飞船静止时的长度为30m，它以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是 ．
A飞船上的观测者测得该飞船
B地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m
C飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c
D地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c
21.杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭
22.在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ=5.89×10-7m，双缝间的距离d=1mm，双缝到屏的距离
23.贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是 ．
A.
B.
C.
D.
24.已知光速为c，普朗克常数为h，则频率为ν的光子的动量为 ．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为 ．
25.几种金属的溢出功W0见下表：
用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长范围为4.0×10-7~7.6×10-7m，普朗克常数h=6.63×10-34J·s．
正确答案
AC
解析
水上方蒸汽的气压叫饱和气压，只与温度有关，只要下面还有水，那就是处于饱和状态，饱和气压随着温度的降低而减小，AC正确，BD错误；
考查方向
解题思路
水上方蒸汽的气压叫饱和气压，只与温度有关，只要下面还有水，那就是处于饱和状态，根据饱和汽压的特点进行分析．温度降低时，液体分子的平均动能减小，单位时间里从液面飞出的分子数减少，所以达到动态平衡后该饱和汽的质量减小，密度减小，压强也减小．
易错点
饱和汽压随温度的升高而增大，饱和气压与蒸汽所占的体积无关，与该蒸汽中有无其他气体也无关，不能用气体实验定律分析，这是饱和气体，不是理想气体，对于未饱和汽，气体实验定律近似适用．
正确答案
不变 ①
解析
由题图知B→C的过程中气体的体积不变，所以密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变；因当温度升高，分子热运动加剧，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽，变平坦，由题中图12A-1知状态A的温度低，所以对应的是
考查方向
解题思路
气体的内能只与温度有关，根据热力学第一定律有△U=W+Q判断气体吸热还是发热；根据图象利用理想气体状态方程对每一个过程进行分析即可．
温度是分子热运动平均动能的标志；气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；即大多数的分子的速率是比较接近的，但不是说速率大的和速率小的就没有了，也是同时存在的，但是分子的个数要少很多；
易错点
从图象判断气体变化过程，利用理想气体状态方程，然后结合热力学第一定律进行分析判断
正确答案
8J
解析
完成一次循环气体内能不变ΔU=0，吸收的热量Q=(20+12–4–20)J=8 J
由热力学第一定律ΔU=Q+W得，W=-8 J
气体对外做功为8 J．
考查方向
解题思路
根据热力学第一定律即可求出气体对外做功是多少．
易错点
理想气体的内能不但是跟外界做功有关，还与吸收热量有关
正确答案
解析
A、飞船上的观测者测得该飞船的长度是静止时的长度，为30m，故A错误；B、地球上的观测者测得该飞船的长度是以0.6c的速度沿长度方向飞行时长度，为：
考查方向
解题思路
狭义相对论的基本假设之一是光速不变原理；
长度的相对性：
易错点
记住狭义相对论的光速不变原理，知道运动中的尺缩效应；
正确答案
频率C
解析
产生稳定干涉图样的必要条件是两束光的频率相同．A、B两点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇的点，是振动加强点，出现明条纹，C点波峰与波谷相遇，振动减弱，出现暗条纹．
考查方向
解题思路
光波能发生稳定干涉的必要条件是频率相等．波峰与波谷相遇的点振动减弱，出暗条纹．
易错点
振动加强与振动减弱的理解
正确答案
1.178×10–2 m
解析
相邻亮条纹的中心间距
由题意知，亮条纹的数目n=
解得
考查方向
解题思路
掌握双缝干涉条纹的规律和干涉条纹间距公式△ x=
易错点
波的干涉条纹的公式
正确答案
A
解析
A、A选项的反应释放出电子，属于β衰变，故A正确；B、B选项属于重核裂变，故B错误；
C、B选项属于轻核聚变，故C错误；D、D选项是发现中子的反应，不是放射性衰变，故D错误．
考查方向
解题思路
知道衰变的生成物还有几个典型的核反应方程
易错点
放射性衰变是指不稳定原子核自发地放射出射线而转变为另一种原子核的过程，放出的射线包括α、β和γ射线，β衰变生成的是电子，α衰变生成的是α粒子，裂变是重核裂变成轻核，聚变是轻核生成重核
正确答案
解析
根据光子的动量公式
考查方向
解题思路
根据德布罗意波长公式
根据动量是矢量，结合动量的变化公式△p=﹣p﹣p，即可求解．
易错点
掌握速度、波长及频率的关系式，理解动量、动量的变化均是矢量．
正确答案
纳、钾、铷
解析
可见光的最大光子能量E=
可见光子能量大于钠、钾、铷的逸出功，可以使钠、钾、铷发生光电效应．
考查方向
解题思路
根据E=
易错点
【易错点】知道发生光电效应的条件，知道光子能量与波长的关系，波长越短，光子能量越大．
5．带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c，b、c状态温度相同，如图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则（ ）
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
28．如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的3倍，阀门S将A和B两部分隔开，A内为真空，B和C内部充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60 mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。
（1）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）；
（2）将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm,求加热后右侧水槽的水温。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
31. [物理—选修3-3]如图，一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的绝热气缸内，活塞质量为30kg、横截面积S=100cm2，活塞与气缸间连着自然长度L=50cm、劲度系数k=500N/m的轻弹簧，活塞可沿气缸壁无摩擦自由移动。初始时刻，气缸内气体温度t=27℃，活塞距气缸底部40cm。现对气缸内气体缓慢加热，使活塞上升30cm。已知外界大气压P0=1.0×105Pa，g=10m/s2。求：气缸内气体达到的温度。
正确答案
初始27℃时，弹簧被压缩，x1=0.1m，
mg-kx1=(P1-P0)S (1)
P1Sh1=nRT1 (2)
活塞上升30cm后，弹簧被拉伸，x2=0.2m,
mg+kx2=(P2-P0)S (3)
P2Sh2=nRT2 (4)
联立以上四式代入数据解得 T2=5145k
解析
初始27℃时，弹簧被压缩，x1=0.1m，
mg-kx1=(P1-P0)S (1)
P1Sh1=nRT1 (2)
活塞上升30cm后，弹簧被拉伸，x2=0.2m,
mg+kx2=(P2-P0)S (3)
P2Sh2=nRT2 (4)
联立以上四式求解
T1=273+27=300K，h1=0.4m，h2=0.7m，S=0.01m2
代入方程可解出P1=1.25×105Pa，P2=1.4×105Pa
T2=5145K
考查方向
考察静力学，弹力，还考察气体物态方程，以及热力学温度与摄氏温度转换
解题思路
分别列出两种平衡状态时的静力学方程和物态方程，然后联立四个方程组求解
易错点
热力学温度与摄氏温度的转换，弹力的表达式，求解过程建议首先使用比值法消元
知识点
选考题一 【物理—选修3—3】(15分）
32.下列说法中正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分。)
33.如图a所示,左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L=20cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长。已知大气压强为p0 = 75cmHg 。
i.若将装置缓慢翻转180°,使U形细玻璃管竖直倒置(水银未溢出),如图b所示。当管 中水银静止时,求左管中空气柱的长度；
ii.若将图a中的阀门S打开,缓慢流出部分水银,然后关闭阀门S,右管水银面下降了H =35cm，求左管水银面下降的高度。
正确答案
解析
A、布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞，是由于气体的流动，这不是布朗运动，故A正确；
B、麦克斯韦提出了气体分子速率分布的规律，即“中间多，两头少，故B正确；
C、分子力的变化比较特殊，随着分子间距离的增大，分子间作用力不一定减小，当分子表现为引力时，分子做负功，分子势能增大，故C错误；
D、一定量理想气体发生绝热膨胀时，不吸收热量，同时对外做功，其内能减小，故D错误；
E、根据热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故E正确；
考查方向
热力学第一定律；分子的热运动；布朗运动；有序、无序和熵
解题思路
布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，它反映的是液体分子的无规则运动．分子间有间隙，存在着相互作用的引力和斥力，当分子间距离增大时，表现为引力，当分子间距离减小时，表现为斥力，而分子间的作用力随分子间的距离增大,先减小后增大，再减小；当分子间距等于平衡位置距离时，引力等于斥力，即分子力等于零．分子间距离增大，分子力不一定减小，分子势能也不一定减小；一定量理想气体发生绝热膨胀时，不吸收热量，同时对外做功，再结合热力学第一定律分析内能的变化.
易错点
正确理解布朗运动的概念，布朗运动是固体颗粒的运动，不是液体分子的运动.
教师点评
本题考查了热力学第一定律；分子的热运动；布朗运动；有序、无序和熵等知识点，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与物体的内能、热量等知识点交汇命题.
正确答案
i.左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm
ii.左管水银面下降的高度为10cm
解析
i.设左管中空气柱的长度增加h，由玻意耳定律：
p0L=（p0-2h）（L+h），代入数据解得：h=0或h=17.5cm
所以，左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm
ii.设左管水银面下降的高度为x，左、右管水银面的高度差为y，由几何关系：x+y=H
由玻意耳定律：p0L=（p0-y）（L+x）
联立两式解得：x2+60x-700=0
解方程得：x=10cm x=-70cm（舍去） ，故左管水银面下降的高度为10cm.
考查方向
气体实验定律
解题思路
i.根据玻意耳定律列式解答.
ii.气体发生等温变化，由玻意耳定律求出气体的压强，然后再求出水银面下降的高度.
易错点
关键确定出气体的状态参量，应用玻意耳定律解答.
教师点评
本题考查了气体实验定律，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与理想气体的状态方程等知识点交汇命题.
32. [物理—选修3-3]如图所示是小明自制的简易温度计。在空玻璃瓶内插入一根两端开口、内横截面积为0.4cm2的玻璃管，玻璃瓶与玻璃管接口处用蜡密封，整个装置水平放置。玻璃管内有一段长度可忽略不计的水银柱，当大气压为1.0×105Pa、气温为7℃时，水银柱刚好位于瓶口位置，此时封闭气体体积为480cm3，瓶口外玻璃管有效长度为48cm。求
①此温度计能测量的最高气温；
②当气温从7℃缓慢上升到最高气温过程中，密封气体吸收的热量为3J，则在这一过程中密封气体的内能变化了多少。
正确答案
① T2=291.2K=18.2℃
② △E=1.08J
解析
解：①当水银柱到达管口时，达到能测量的最高气温T2，则
初状态：T1=(273+7)K=280K V1=480cm3 1分
末状态：V2=(480+48×0.4)cm3=499.2 cm3 1分
由盖吕萨克定律 
代入数据得T2=291.2K=18.2℃ 1分
②水银移动到最右端过程中，外界对气体做功
W=-P0SL=-1.92J 2分
由热力学第一定律得气体内能变化为
△E=Q+W=3J+(-1.92J)=1.08J 2分
考查方向
理想气体的状态方程
解题思路
①气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律直接求解
②根据热力学第一定律列式求解
易错点
本题考查了求温度、内能的变化量，分析清楚气体状态变化过程，应用盖吕萨克定律、热力学第一定律即可解题．
知识点
选考题
[物理-选修3-3] (15分)
31.(6分)下列说法正确的是______(填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分。每错选1个扣3分，最低得0分)。
32. (9分)如图所示是小明自制的简易温度计。在空玻璃瓶内插入一根两端开口.内横截面积为0.4cm2的玻璃管，玻璃瓶与玻璃管接口处用蜡密封，整个装置水平放置。玻璃管内有一段长度可忽略不计的水银柱，当大气压为1.0×105Pa.气温为7℃时，水银柱刚好位于瓶口位置，此时封闭气体体积为480cm3，瓶口外玻璃管有效长度为48cm。求
①此温度计能测量的最高气温；
②当气温从7℃缓慢上升到最高气温过程中，密封气体吸收的热量为3J，则在这一过程中密封气体的内能变化了多少。
正确答案
解析
A、分子力做功等于分子势能的减小量；若分子力的合力是斥力，分子间距离增大时，分子势能减小；若分子力的合力是引力，分子间距离增大时，分子势能增大,故A错误；
B、单晶体的物理性质是各向异性,而非晶体的物理性质是各向同性，故B正确;
C、温度是分子的平均动能的标志，物体温度升高，物体内分子运动的平均动能增大，所以平均速率增加，故C正确;
D、并不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生， 一切与热现象有关的宏观自然过程是不可逆的，即宏观自然过程具有方向性,故D错误;
E、布朗运动是在显微镜中看到的固体颗粒的无规则运动，温度越高，悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动越明显,故E正确;
考查方向
热力学第二定律；分子间的相互作用力；晶体和非晶体
解题思路
分子力做功等于分子势能的减小量；多晶体的物理性质是各向同性的；物体温度升高，物体内分子运动的平均动能增加；一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增加的方向进行；布朗运动是在显微镜中看到的固体颗粒的无规则运动.
易错点
理解布朗运动的实质和意义；液体分子不停地做无规则的运动，不断地随机撞击悬浮微粒。当悬浮的微粒足够小的时候，由于受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。在某一瞬间，微粒在另一个方向受到的撞击作用超强的时候，致使微粒又向其它方向运动，这样，就引起了微粒的无规则的运动就是布朗运动.
教师点评
本题考查了热力学定律的理解和应用，要知道墒增加原理，明确布朗运动的实质和意义，在近几年的各省高考题出现的频率较高.
正确答案
①18.2℃ ( 5分)
②1.08J (4分)
解析
①当水银柱到达管口时，达到能测量的最高气温T2，则
初状态：T1=(273+7)K=280K V1=480cm3
末状态：V2=(480+48×0.4)cm3=499.2 cm3
由盖吕萨克定律
代入数据得T2=291.2K=18.2℃
②水银移动到最右端过程中，外界对气体做功
W=-P0SL=-1.92J
由热力学第一定律得气体内能变化为
△E=Q+W=3J+(-1.92J)=1.08J
考查方向
气体实验定律；热力学第一定律
解题思路
①气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律直接求解.
②根据热力学第一定律列式求解.
易错点
关键分析清楚气体状态变化过程，根据气体实验定律列方程.
教师点评
本题考查了气体实验定律,热力学第一定律，在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与共点力的平衡条件交汇命题.
(10分)一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸内，活塞质量为m、横截面积为S，可沿气缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热，初始时封闭气体的温度为T1，活塞距离气缸底部的高度为H，大气压强为Po。现用一电热丝对气体缓慢加热，若此过程中电热丝传递给气体的热量为Q，活塞上升的高度为
求：
21.此时气体的温度；
22.气体内能的增加量。
正确答案
①（5分）
解析
①气体加热缓慢上升的过程中,处于等压过程,设上升
气体发生等压变化,由盖吕萨克定律得:
联立解得:
考查方向
气体实验定律
解题思路
气体做等压变化，确定出气体体积，根据盖吕萨克定律列式求解.
易错点
关键是明确气体的变化过程，确定出气体的状态参量.
教师点评
本题考查了气体实验定律，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与功、共点力的平衡条件等知识点交汇命题.
正确答案
②（5分）
解析
上升过程中,根据热力学第一定律得:
其中,
即气体内能的增加量为：
考查方向
热力学第一定律；功的计算
解题思路
上升过程中，根据热力学第一定律列式，注意符号法则的运用.
易错点
理解热力学第一定律符号法则的使用.
教师点评
本题考查了热力学第一定律，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与功、共点力的平衡条件等知识点交汇命题.
选做题一
25．下列说法正确的是（ ）
26．一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；已知活塞的质量为m，活塞面积为S，达到平衡时，这两部分气体的体积相等，如图（a）所示；为了求出此时上部气体的压强P10，将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为3：1，如图（b）所示．设外界温度不变，重力加速度大小为g，求：图（a）中上部气体的压强P10．
正确答案
解析
A、温度越高，分子的运动越激烈，扩散现象越明显，故A错误；
B、橡胶是非晶体，无固定熔点，故B正确；
C、改变内能的方式有做功和热传递两种,故C正确；
D、布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的热运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故D错误；
E、第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律，故E正确；
考查方向
热力学第二定律；布朗运动；扩散；热力学第一定律; 物体的内能 热量
解题思路
温度越高，分子的运动越激烈，扩散现象越明显；改变内能的方式有做功和热传递；非晶体的特点是无固定熔点，布朗运动是固体小颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，第二类永动机是不能制造出来的，它违反热力学第二定律.
易错点
掌握晶体与非晶体的区别、布朗运动概念及本质.
教师点评
本题考查了热力学第二定律；布朗运动；扩散；热力学第一定律; 物体的内能 热量，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与理想气体状态方程等知识点交汇命题.
正确答案
解析
设气缸倒置前下部气体的压强为p20，倒置后上下气体的压强分别为p2、p1，由力的平衡条件得：
考查方向
气体实验定律
解题思路
气体发生等温变化，求出气体状态参量，然后应用玻意耳定律求出气体压强.
易错点
分析清楚气体状态变化过程，求出气体状态参量，应用玻意耳定律解答.
教师点评
本题考查了气体实验定律，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与共点力的平衡条件等知识点交汇命题.
如图所示，气缸A、B由导热材料制成，截面积相等，长度均为45cm，通过带有阀门的管道连接。初始时阀门关闭，厚度不计的光滑活塞C位于B内左侧，在A内充满压强pA＝2.8×105Pa的理想气体，B内充满压强pB＝1.4×105Pa的理想气体，忽略连接气缸的管道体积，室温保持恒定．现打开阀门，则：
30.平衡后活塞向右移动的距离和B中气体的压强；
31.自打开阀门到平衡，B内气体是吸热还是放热？
正确答案
x＝15cm，p＝2.1×105Pa
解析
解：①气体状态参量：
PA=2.8×105Pa，VA=LS=45S，VA′=（45-x）S，pA′=p
PB=l.4×105Pa，VA=LS=45S，VB′=（45-x）S，pB′=p，
气体发生等温变化，由玻意耳定律得：
A气体：PALS=p（L+x）S，即：2.8×l05×60=p（45+x），
B气体：PBLS=p（L-x）S，即1.4×l05×60=p（45-x），
解得：x=15cm，p=2.1×105Pa；
考查方向
理想气体状态方程
解题思路
两边气体都是等温变化，根据玻意耳定律列式后联立求解；
易错点
本题采用是的隔离法分别对两部分气体用玻意耳定律研究，同时要抓住两部分气体的相关条件，如压强关系、体积关系等．
正确答案
活塞C向右移动，对B中气体做功，而气体做等温变化，内不变，故B气体放热
解析
活塞C向右移动，对B中气体做功，而气体做等温变化，内不变，故B气体放热.
考查方向
理想气体状态方程
解题思路
气体温度不变，内能不变，外界对其体做功，根据热力学第一定律分析．
易错点
本题采用是的隔离法分别对两部分气体用玻意耳定律研究，同时要抓住两部分气体的相关条件，如压强关系、体积关系等．
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