高考物理新力学知识点之理想气体知识点总复习附答案(1)

高考物理新力学知识点之理想气体知识点总复习附答案(1)
一、选择题
1．下列说法正确的是（）
A．气体的温度升高，分子动能都增大
B．功可以全部转化为热，但吸收的热量一定不能全部转化为功
C．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．凡是符合能量守恒定律的宏观过程一定自发地发生而不引起其他变化
2．如图所示，一导热性能良好的气缸吊在弹簧下，缸内被活塞封住一定质量的气体（不计活塞与缸壁摩擦），当温度升高到某一数值时，变化了的量有：（）
A．活塞高度h B．气体压强p C．缸体高度H D．弹簧长度L
3．在射向高空的火箭仪器舱内，起飞前用水银气压计测舱内气体的压强P0=76cmHg，气体温度T0=300K，仪器舱是密封的。

取竖直向上为正方向，当火箭以加速度a竖直方向运动时，仪器舱内水银气压计指示的压强为P=0.6P0，则( )
A．a=g，舱内气体温度比起飞前温度增加20%
B．a=g，舱内气体温度是起飞前温度的0.6倍
C．a=1
2
g，舱内气体温度比起飞前温度增加10%
D．a=-1
2
g，舱内气体温度比起飞前温度降低10%
4．一定质量的理想气体从状态a变化到状态b的P-V图像如图所示，在这一过程中，下列表述正确的是
A．气体在a状态的内能比b状态的内能大
B．气体向外释放热量
C．外界对气体做正功
D．气体分子撞击器壁的平均作用力增大
5．一定质量的理想气体，经图所示方向发生状态变化，在此过程中，下列叙述正确的是
（）
A．1→2气体体积增大B．3→1气体体积增大
C．2→3气体体积不变D．3→1→2气体体积不断减小
6．如图所示，两个容器A、B，用截面均匀的水平细玻璃管相连，A、B所装气体的温度分别为17℃和27℃，水银柱在管中央平衡，如果两边气体温度都升高10℃，则水银柱将()
A．向右移动B．向左移动
C．不动D．条件不足，不能确定
7．关于一定量的气体，下列说法正确的是( )．
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B．只要条件满足，气体的温度就可以无限降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
8．如图是氧气分子在不同温度(T1和T2)下的速率分布，由图可确定
A．温度T1高于温度T2
B．两条曲线与横轴所围成的面积不相等
C．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
D．同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
9．医院里的某一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．病人每次吸氧需要消耗1个大气压的氧气9 L，当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若病人吸氧过程中氧气的温度保持不变，则这瓶氧气重新充气前可供病人吸氧的次数为
A．160次B．180次
C．200次D．250次
10．若通过控制外界条件，使图甲装置中气体的状态发生变化．变化过程中气体的压强p 随热力学温度T 的变化如图乙所示，图中AB 线段平行于T 轴，BC 线段延长线通过坐标原点，CA 线段平行于p 轴．由图线可知
A ．A →
B 过程中外界对气体做功
B ．B →
C 过程中气体对外界做功
C ．C →A 过程中气体内能增大
D ．A →B 过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功
11．处于竖直面内两端开口粗细均匀的U 形管内用两段水银柱封闭一定质量的空气．稳定后空气柱的长为l ，各液面P 、Q 、M 、N 位置如图．当气体温度升高时，下列说法中正确的是（ ）
A ．空气柱的长度l 减小
B ．空气柱的长度l 不变
C ．液面MN 间高度差减小
D ．液面MN 间高度差不变
12．物理学中有些结论不一定要通过计算才能验证，有时只需通过一定的分析就能判断结论是否正确。

根据流体力学知识，喷气式飞机喷出气体的速度v （单位m/s ）与飞机发动机燃烧室内气体的压强p （单位N/m 2）、气体密度ρ（单位kg/m 3
）及外界大气压强0p （单位N/m 2）有关。

试分析判断下列关于喷出气体的速度的倒数v
1的表达式正确的是 A ．)
(210p p v +=ρ B ．)(210p p v
-=ρ C ．ρ
2)(210p p v -=
D ．)(210p p v
-=ρ 13．如图所示，一根竖直的弾簧支持着一倒立气缸内的活塞，使气缸处于静止状态。

设活塞与气缸壁间无摩擦，可在气缸内自由移动，气缸壁导热性良好，使气缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列说法正确的是
A ．若外界大气压强增大，则弹簧的压缩量将增大
B ．若外界大气压强増大，则气缸的上底面距地面的高度将增大
C ．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
D ．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大
14．如图所示，一开口向右的气缸固定在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，气缸中间位置有一挡板，外界大气压为p 0。

初始时，活塞紧压挡板处；现缓慢升高缸内气体温度，则图中能正确反应缸内气体压强变化情况的p ﹣T 图象是（）
A ．
B ．
C ．
D ．
15．左端封闭右端开口粗细均匀的倒置 U 形玻璃管，用水银封住两部分气体，静止时如图所示，若让管保持竖直状态做自由落体运动，则（ ）
A．气体柱Ⅰ长度减小
B．气体柱Ⅱ长度将增大
C．左管中水银柱A将上移
D．右管中水银面将下降
16．如图所示是氧气在0 ℃和100 ℃两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系，下列说法错误的是( )
A．虚线曲线对应的温度为0 ℃
B．100 ℃的氧气速率大的分子比例较多
C．0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点
D．在0 ℃和100 ℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积相等
17．一定质量的理想气体，其状态变化的P-T图像如图所示。

气体在由状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是
A．分子热运动的平均速率增大
B．分子热运动的平均速率减小
C．单位体积内分子数增多
D．单位面积、单位时间内撞击器壁的分子数增多
18．如图所示，一定质量的理想气体沿图线从状态a，经状态b变化到状态c，在整个过程中，其体积
A ．逐渐增大
B ．逐渐减小
C ．先减小后增大
D ．先增大后减小
19．如图，长为h 的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分割成两部分，A 处管内外水银面相平．将玻璃管缓慢向上提升H 高度（管下端未离开水银面），上下两部分气体的压强发生变化分别为1p ∆和2p ∆，体积变化分别为1V ∆和2V ∆．已知水银密度为ρ，玻璃管截面积为S ，则
A ．2p ∆一定等于1p ∆
B ．2V ∆一定等于1V ∆
C ．2p ∆与1p ∆之差为gh ρ
D ．2V ∆与1V ∆之和为HS
20．氧气分子在0 ℃和100 ℃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 ．图中虚线对应于氧气分子平均动能较大的情形
B ．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
C ．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
D ．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大
21．潜水员使用的氧气钢瓶内部装有氧气和氮气，当瓶内气体即将用完时，内部剩余气体可视为理想气体。

冬季将该氧气瓶从室内移至室外，一段时间后（ ）
A ．氧气分子的平均速率等于氮气分子的平均速率
B ．氧气分子的平均速率大于氮气分子的平均速率
C．单位时间内气体分子撞击内壁的次数相比在室内时不变
D．单位时间内气体分子撞击内壁的次数相比在室内时减少
22．将一定质量的氧气从0℃缓慢升高到100℃，下列说法中正确的是
A．氧气分子的平均动能一定变大
B．每个氧气分子的运动速率一定变大
C．氧气分子的密集程度一定变大
D．气体的压强一定变大
23．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图所示．下列判断正确的是()
A．过程ab中气体一定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最大
24．下列说法正确的是
A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
25．一定质量的理想气体经历了A→B→C的三个变化过程，其压强随热力学温度变化的p-T图象如图所示，A、B、C三个状态时气体的体积分别为V A、V B、V C，则通过图象可以判断它们的大小关系是（）
A．V A＝V B＞V C
B．V A＝V B＜V C
C．V A＜V B＜V C
D．V A＞V B＞V C
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一、选择题
1．C
解析：C
【解析】
【详解】
A .气体的温度升高，分子的平均动能增大，并不是每个分子的动能都增大，故A 错误.
B .当存在其他影响时，吸收的热量可以全部转化为功，故B 错误.
C .液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故C 正确.
D .一切宏观自然过程除了要符合能量守恒定律，还得符合热力学第二定律，故D 错误.
2．C
解析：C
【解析】A 、选择活塞与气缸为整体对其受力分析，受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力，在升温过程中，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度不变，活塞的位置不变，故A 错误；
B 、气缸内的气体做等压变化，根据理想气体状态方程可以判断，温度升高时，体积增大气缸下落，所以缸体的高度变化，故
C 正确，B 错误；
D 、选择活塞与气缸为整体对其受力分析，受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力，在升温过程中，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度不变，故D 错误。

点睛：气缸内的气体做等压变化，根据理想气体状态方程可以判断，温度升高时，体积增大气缸下落，结合牛顿第二定律判断气缸的受力情况。

3．A
解析：A
【解析】设起飞前气压计的水银柱高度为h 0，若火箭加速度向上时，则000.60.6ghs gh s h sa ρρρ-=，若a=g 则解得：h=1.2h 0，即此时舱内压强P=1.2P 0；舱内气体进行等容变化，则由理想气体状态可得： 00P P T T =，即001.2300P P T
= ，解得T=360K ，即舱内气体温度比起飞前温度增加20%，选项A 正确，B 错误；
若火箭加速度向下时，则000.6-0.6gh s ghs h sa ρρρ=，若a=
12
g ，则解得：h=0.3h 0，即此时舱内压强P=0.3P 0；舱内气体进行等容变化，则由理想气体状态可得： 00P P T T =，即000.3300P P T
= ，解得T=90K ，即舱内气体温度比起飞前温度降低了70%，选项CD 错误；故选A.
4．D
解析：D
【解析】
试题分析：由P-V 图象可知，由a 到b 气体的压强和体积均增大，有理想气体状态方程： PV C T
＝可知，气体温度升高，平均动能增大，所以内能增大，故选项A 错误；由P-V 图象可知，由a 到b 气体的压强和体积均增大，气体对外做功，0W ＜；根据理想气体状态方程： PV C T
＝可知，气体温度升高，理想气体内能由温度决定，故内能增加，即0U ∆＞，根据热力学第一定律：U W Q ∆=+可知，0Q ＞，气体从外界吸收热量，故选项B 、C 错误；由P-V 图象可知，由a 到b 气体的压强和体积均增大，单位体积内分子数减少，又压强增大，故气体分子撞击器壁的作用力增大，故选项D 正确；
5．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．1→2是等温变化
p 1V 1=p 2V 2
压强变大，所以体积变小，故A 错；
B ．3→1是等压变化
3131V V T T =
温度变小，所以体积变小，故B 正确；
C ．2→3压强变小温度变高，根据
332223
p V p V T T = 体积应变大，故C 错；
D ．综上，3→1→2气体体积一直减小，故D 错误。

故选D 。

6．A
解析：A
【解析】
假定两个容器的体积不变，即12V V ，不变，A 、B 中所装气体温度分别为290K 和300K ，当温度升高T ∆时，容器A 的压强由1p 增至1'p ，111'p p p ∆=-，容器B 的压强由2p 增至2p '，222p p p ∆='-，由查理定律得：11290P P T ∆=∆，22300
P P T ∆=∆， 因为21p p =，所以12p p ∆∆＞，即水银柱应向右移动，故选项A 正确．
点睛：本题涉及两部分气体状态变化问题，除了隔离研究两部分之外，关键是把握它们之
间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系．
7．A
解析：A
【解析】气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，A 正确；绝对零度是不可能达到的，B 错误；在完全失重的情况下，分子运动不停息，气体对容器壁的压强不为零，C 错误；气体从外界吸收热量同时对外界做功，其内能不一定增大，D 错误．
8．D
解析：D
【解析】
【详解】
A ．温度越高中等速率分子占据的比例越大；由速率分布图可知，温度T 1低于温度T 2．故A 错误；
B ．由题图可知，在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，即两条曲线与横轴所围成的面积相等，故B 错误；
C ．随着温度的升高，分子的平均动能增大，但并不是每一个氧气分子的速率都增大，故C 错误；
D ．由速率分布图可知，同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律，故D 正确；
9．A
解析：A
【解析】
【详解】
设这瓶氧气重新充气前可供病人吸氧的次数为n ，则由等温变化方程可知：
002011p V p V np V =+，即2080=28019n ⨯⨯+⨯⨯，解得n =160次；
A. 160次，与结论相符，选项A 正确；
B. 180次，与结论不相符，选项B 错误；
C. 200次，与结论不相符，选项C 错误；
D. 250次，与结论不相符，选项D 错误；
10．D
解析：D
【解析】
【详解】
A. A→B 过程中，压强不变，温度升高，则体积变大，气体对外界做功，选项A 错误；
B. B→C 过程中气体做等容变化，则气体不对外界做功，外界也不对气体做功，选项B 错误；
C. C→A 过程中温度不变，则气体内能不变，选项C 错误；
D. A→B 过程中气体压强不变，温度升高，体积变大，内能变大，气体对外做功，根据
∆E =W+Q 可知，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，选项D 正确．
11．D
解析：D
【解析】
【详解】
AB.封闭气体做等压变化，根据盖吕萨克定律可知当气体温度升度高时，封闭气体的体积增大，空气柱的长度增大；故A 项，B 项错误.
CD.封闭气体做等压变化，故液面MN 间高度差不变；故C 项错误，D 项正确.
12．A
解析：A
【解析】
试题分析：物理表达式两侧单位要相同，AB 选项右侧单位为
1/m s
＝，C 选项右侧单位不是1/m s ，D 选项右侧单位也不是1/m s
，故CD 均错误；结合实际情况，内外压强差越大，喷气速度越大，显然A 符合，B 不符合，故A 正确，B 错误；故选A 。

考点：单位制
名师点睛：此题考查了物理量单位之间的换算；在平时的物理解题中，可以通过量纲、实际情况、化解过程对表达式进行检验。

13．D
解析：D
【解析】
【详解】
A.以活塞和气缸整体为研究对象可知，重力等于弹簧弹力，跟外界大气压强无关，即弹簧的压缩量不变，A 项错误.
B.以气缸为研究对象，若外界大气压强增大，则气缸的上底面距地面的高度将减小，B 项错误.
C.若气温升高，因为弹力不变，活塞距地面的高度不变，C 项错误.
D.若气温升高，气体体积增大，故气缸上升，所以上底面距地面的高度将增大，D 项正确.
14．C
解析：C
【解析】
【详解】
BD ．在p —T 图象中，开始一段时间内，随着温度的升高，气体发生的等容变化，即p T
恒量，图象为一条过坐标原点的直线，BD 错误； AC ．当压强增加到内外压强相等时，温度再升高，活塞将向右移动，气体发生等压变化，图象是一条水平时温度轴的直线，因此A 错误，C 正确。

15．A
解析：A
【解析】
【详解】
设大气压强为0p ，由图示可知，封闭气体压强：
0p P h =-Ⅰ
0p p h P =+=ⅡⅠ
当U 型管做自由落体运动时，水银处于完全失重状态，对封闭气体不产生压强，封闭气体压强都等于大气压0p 。

AD.气柱I 的压强变大，温度不变，由玻意耳定律可知，气体体积变小，气柱长度变小，右管中的水银面上升，故A 正确，D 错误；
BC.Ⅱ部分气体压强不变，温度不变，由理想气体状态方程可知，气体体积不变，气柱长度不变，左管中水银柱A 不动，故B 错误，C 错误。

16．A
解析：A
【解析】
【分析】
温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同
【详解】
A ．同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，所以对应的图象的峰值温度越高，峰值对应的速度越大，故实线为0C ︒时情形，故A 错误；
B ．具有最大比例的速率区间是指曲线峰值附近对应的速率，显然，100
C ︒时对应的峰值速率大，故B 正确；
C ．同一温度下，气体分子速率分布总呈“中间多，两头少”的分布特点，即速率处于中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比较小，故C 正确；
D ．由题图可知，在0C ︒和100C ︒两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故D 正确。

【点睛】
本题考查了分子运动速率的统计分布规律，课本中有原图和说明，需要着重记忆；温度是分子平均动能的标志，要体会平均两字的含义。

17．A
解析：A
【解析】
【分析】
本题考查分子动理论。

【详解】
AB ．温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，分子热运动平均动能增加，分子热运动的平均速率增大，A 正确，B 错误；
C ．由理想气体状态方程，
PV nRT = nRT V P = 温度升高，压强变小，体积变大，单位体积内分子数减少，C 错误； D ．温度升高，分子热运动的平均速率增大，压强却减小了，故单位面积，单位时间内撞击壁的分子数减少，D 错误；
故选A 。

18．A
解析：A
【解析】 根据理想气体状态方程：112212
PV PV T T =,由a 到b 再到c ，压强减小，温度升高，所以体积一定增加，且一直增加，A 对．
19．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
当玻璃管缓慢向上提升H 高度时，气体的体积变大，压强变小，有部分水银进入玻璃管，也就是管中的水银面会比管外的水银面高，设高度差为
，初状态上面气体的压强，末状态上面气体的压强
，所以，同理可求出
，故A 正确，C 错误；由玻意耳定律得，所以气体的变化
，同理可求出，故B 错误；因为有水银进入玻璃
管内，所以与之和小于HS ，故D 错误． 20．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．由图可以知道,具有最大比例的速率区间，100C ︒ 时对应的速率大，说明实线为100C ︒的分布图像，对应的平均动能较大，故A 错误；B 正确；
C ．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例,但无法确定分子具体数目，故C 错误；
D．与0℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故D错误；
故选B．
点睛：温度是分子平均动能的标志,温度升高分子的平均动能增加,不同温度下相同速率的分子所占比例不同,要注意明确图象的意义是解题的关键.
21．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．温度相同，氧气、氮气的平均分子动能相等，氧气分子质量比氮气分子质量大，故氧气分子的平均速率小于氮气分子的平均速率，故AB错误；
CD．根据理想气体方程
pV
=
C
T
可知温度降低，气体压强减小，单位时间内气体分子撞击内壁的次数相比在室内时减少，故C错误，D正确。

故选D。

22．A
解析：A
【解析】
【详解】
AB、温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，但不是所有分子运动速率都变大，故A正确，B错误；
CD、气体的压强与分子的密集程度以及分子的平均撞击力有关；一定质量的气体的温度升高，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大；若气体的体积增大，单位体积内的分子数减小（即气体的密集程度减小），气体的压强不一定增大，故CD错误。

23．A
解析：A
【解析】
A、由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体
∆=+
积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律U Q W 可知，气体吸收热量，故A正确；
B、由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定
∆=+可知，气体吸热，故律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律U Q W
B错误；
C、由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，
外界对气体做功，W>0，气体温度降低，内能减少，△U<0，由热力学第一定律
∆=+可知，气体要放出热量，过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，U Q W
故C错误；
D、由图象可知，a状态温度最低，分子平均动能最小，故D错误；
故选A．
【点睛】由图示图象判断气体的状态变化过程，应用气态方程判断气体体积如何变化，然后应用热力学第一定律答题．
24．A
解析：A
【解析】
【详解】
根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化，内能是分子平均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强
A．温度是分子平均动能的标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确；
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故B错误；
=可知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与体积有C．由压强公式PV nRT
关，故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故D错误．25．A
解析：A
【解析】
【详解】
根据理想气体状态方程，可得：，则在P-T图象上过原点的倾斜直线为等容线.由图可知，AB在同一条等容线上，故V A＝V B；
B到C的过程，温度相等，压强增加P C＞P B，由，得V B＞V C；所以:V A＝V B＞V C.
A.V A＝V B＞V C与分析结果相符，故A项正确.
B.V A＝V B＜V C与分析结果不相符，故B项错误.
C.V A＜V B＜V C与分析结果不相符，故C项错误.
D.V A＞V B＞V C与分析结果不相符，故D项错误.。