мадемуазель, -и и нескл., ж.
МАДЕМУАЗЕЛЬ, мадемуазели, мн. мадемуазели, мадемуазелям \\ ма[дм]уазель; мадем[уа]зель, в беглой речи возможно мадем[а]зель; мадемуа[зэ]ль; в форме мадемуазелью – мадемуазе[л’й]ю и допуст. мадемуазе[л’л’]ю и мадемуазе[л’]ю.
Ответы справочной службы
Вы правы, при передаче устной речи вежливое вы, обращённое к одному человеку, принято писать со строчной буквы. Эта практика отражена, например, в многочисленных изданиях русской классической литературы.
Мадемуазель – форма вежливого упоминания или обращения к незамужней женщине (во Франции и в дореволюционной России). К вдове так обращаться по меньшей мере странно.
См. в толково-словообразовательном словаре в окне «Искать на Грамоте» (мадемуазель).
Справочники
§ 119. Следующие разряды существительных пишутся слитно. Существительные, слитное написание которых определяется общими правилами: слова с приставками и начальными частями типа лже-, полу-, само- (см. § 117, п. 1), сложные слова с первой частью, совпадающей с формой числительного (см. § 117, п. 2), сложные слова с начальными частями типа авто-, авиа- (см. § 117, п. 3), сложные слова с первой частью, оканчивающейся на -я (см. § 117, п. 4), напр.
...Нарицательные имена...
....: товарищ полковник, гражданин судья, господин министр, господин Иванов, мистер Смит, фрау Марта, мадемуазель Жюли....
Существительные имеют постоянный морфологический признак рода и относятся к мужскому, женскому или среднему роду. Основное выражение морфологического рода внесловное — окончания согласуемых с существительным прилагательных, причастий в позиции определения и слов с непостоянным признаком рода в позиции сказуемого, в первую очередь глагола в прошедшем времени или условном наклонении, а также краткого прилагательного или причастия. К мужскому, женскому и среднему роду относятся слова со ...
...Род как морфологический признак существительного...
...Если существительное обозначает лицо, то его род зависит от пола этого лица: слова месье, кутюрье мужского рода, так как обозначают мужчин; слова мадам, мадемуазель женского рода, поскольку обозначают женщин, а слова визави, инкогнито общего рода, так как могут обозначать и мужчин, и женщин....