高考物理新力学知识点之理想气体分类汇编含答案解析(5)

高考物理新力学知识点之理想气体分类汇编含答案解析(5)
一、选择题
1．如图所示，两个直立气缸由管道相通。

具有一定质量的活塞a、b用钢性杆固连，可在气缸内无摩擦地移动。

缸内及管中封有一定质量的气体。

整个系统处于平衡状态。

大气压强不变。

现令缸内气体的温度缓慢升高一点，则系统再次达到平衡状态时（）
A．活塞向下移动了一点，缸内气体压强不变
B．活塞向下移动了一点，缸内气体压强增大
C．活塞向上移动了一点，缸内气体压强减小
D．活塞的位置没有改变，缸内气体压强增大
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
3．一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
4．如图所示，a、b、c三点表示一定质量理想气体的三个状态，则气体在a、b、c三个状态的热力学温度之比是（）
A．1：1：1
B．1：2：1
C．3：4：3
D．1：2：3
5．一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体 ( ) A．从外界吸收了热量
B．对外界做了功
C．密度增大
D．分子的平均动能增大
6．一定质量的理想气体，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
7．如图所示，粗细均匀的玻璃管竖直放置且开口向上，管内由两段长度相同的水银柱封闭了两部分体积相同的空气柱．向管内缓慢加入少许水银后，上下两部分气体的压强变化分别为Δp1和Δp2，体积减少分别为ΔV1和ΔV2．则（）
A．Δp1<Δp2B．Δp1>Δp2
C．ΔV1<ΔV2D．ΔV1>ΔV2
8．下列说法正确的是（）
A．一定质量的气体，当温度升高时，压强一定增大
B．一定质量的气体，当体积减小压强一定增大
C．一定质量的气体，当温度不变时,体积减小，压强一定增大
D．一定质量的气体，当体积不变时,温度升高，压强一定减小
9．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 10．如图所示,容器左边的体积是右边的4倍,两边充有同种气体,温度分别为20℃和10℃,此时连接两容器的细玻璃管的水银柱保持静止,如果容器两边的气体温度各升高10℃,忽略水银柱及容器的膨胀,则水银柱将（ ）
A ．向右移动
B ．向左移动
C ．静止不动
D ．条件不足,无法判断
11．一横截面积为S 的气缸水平放置，固定不动，气缸壁是导热的。

两个活塞A 和B 将气缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室体积之比为5：4，如图所示，在室温不变的条件下，缓慢推动活塞A ，使之向右移动一段距离d ，不计活塞与气缸壁之间的摩擦，则活塞B 向右移动的距离为（ ）
A ．d
B ．d
C ．d
D ．d
12．两端封闭的内径均匀的直玻璃管,水平放置,如图所示,V 左 =V 右,温度均为20℃,现将右端空气柱降为0℃,左端空气柱降为10℃,则管中水银柱将
A．不动B．向左移动
C．向右移动D．无法确定是否移动
13．如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管竖直固定，两段水银柱将空气柱B封闭在玻璃管左侧的竖直部分，A侧水银有一部分在水平管中。

若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，稳定后
A．右侧水银面高度差h1增大
B．空气柱B的长度不变
C．空气柱B的压强增大
D．左侧水银面高度差h2减小
14．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
15．如图所示，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．下列说法正确的是
A．甲为0 ℃时情形，速率大的分子比例比100 ℃时少
B．乙为0 ℃时情形，速率大的分子比例比100 ℃时少
C．甲为100 ℃时情形，速率小的分子比例比0 ℃时多
D．乙为100 ℃时情形，速率小的分子比例比0 ℃时多
16．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
17．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%
18．一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由0 ℃升高到10 ℃时，其压强的增加量为Δp1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，其压强的增加量为Δp2，则Δp1与Δp2之比是() A．1:1B．1:110C．10:110D．110:10
19．如图，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外水银面高度差为1h，右侧管有一段水银柱，两端液面高度差为2h，中间封有一段空气。

()
A．若大气压升高，1h减小，2h增大
B．若把弯管向上移动少许，重新平衡后，管内气体体积不变
C．若把弯管向下移动少许，重新平衡后，管内气体压强不变
D．弯管无论向上还是向下移动，重新平衡后，1h始终等于2h
20．如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱（高为h1）封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2，若保持环境温度不
变，当外界压强增大时，下列分析正确的是（）
A．h2变长B．h2变短
C．h1上升D．h1下降
21．如图，开口向下的玻璃管竖直插在水印漕中，管内封闭了一定质量的气体，管内液面高与水印漕中液面。

保持气体温度不变，缓慢的将玻璃管向下压。

能描述该过程中管内气体变化的图像是（箭头表示状态变化的方向）（）
A．B．
C．D．
22．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
23．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
-图上的abc表示一定质量理想气体的状态变化过程，这一过程在24．如图所示，p T
-图上的图线应是图中的()
p V
A．B．
C．D．
25．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p0。

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．
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．A
解析：A
【解析】
试题分析：根据,温度升高，压强增大，整体受力分析
温度升高时，活塞会下移，当再次平衡时，受力会再次平衡，内部压强不变，A对。

考点：气体状态方程
点评：本题考察了克拉珀龙方程，即理想气体的状态方程的理解和应用。

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．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；
4．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】 根据理想气体状态方程pV C T
=，可得pV T pV C =∝，由图示图象可知：a 、b 、c 三个状态的温度之比为::::31:22:133:4:3a b c a a b b c c T T T p V p V p V ==⨯⨯⨯=，C 正确．
5．C
解析：C
【解析】
气体的温度不变，内能不变，使其压强增大，玻意耳定律PV=C 可知，其体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律知气体向外放热．故AB 错误．由A 知气体的体积减小，分子密度增大．故C 正确．温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子的平均动能不变，D 错误；故选C ．
点睛：根据温度是分子平均动能的标志、一定质量的理想气体内能只与温度有关进行判断．对于气体状态变化过程，要掌握气态方程，分析参量的变化．
6．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 。

7．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】 加入少许水银后，上部分气体压强变化量为
，下部分气体压强的变化量，所以
，A 、B 错误；由玻意耳定律得,
，可得:,,解得：,
故选D ． 8．C
解析：C
【解析】 【详解】
根据理想气体的状态方程，一定质量的理想气体，当温度不断升高，若增大体积，
其压强不一定增大，故A 错误；根据理想气体的状态方程，一定质量的理想气体，
当体积减小，若温度减小，压强可能减小，故B 错误；根据理想气体的状态方程
，一定质量的理想气体，当温度不变时时体积减小，压强一定增大，故C 正确；根据理想气体的状态方程，一定质量的理想气体，当体积不变时时温度升高，压强一定减小，故D 错误；故选C 。

9．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
332//1//kg m kg m Pa N m 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。

10．B
解析：B
【解析】
【详解】
设两个容器的体积不变，即1V ，2V 不变，所装气体温度分别为293,283K K
当温度升高T ∆时，左边的压强由1P 增至'1P ，'111P P P ∆=-
右边的压强由2P 增至'2P ，'222P P P ∆=-
由查理定律得： 11293P P T K ∆=∆ 22283P P T K
∆=∆ 因为21P P = ，所以12P
P ∆<∆，故水银柱应向左移运动，故B 正确。

11．D 解析：D
【解析】
【分析】
温度保持不变，封闭在气缸中的气体发生等温变化，根据玻意耳定律，分别对气室1和气室2列方程，由这两方程可解得活塞B 向右移动的距离。

【详解】
以活塞为研究对象：初状态
气室1、2的体积分别为 ，、 末状态 气室1、2的体积分别为 ，
在活塞A 向右移动d 的过程中活塞B 向右移动的距离为x ，因温度不变，分别对气室1和气室2的气体运用玻意耳定律，得：
代入数据可解得：
故ABC 错误，D 正确
故选：D 。

【点睛】
本题关键要确定气体发生何种状态变化，再选择合适的实验定律列式求解。

正确确定初末各个状态参量，找出两部分气体的体积关系。

12．C
解析：C
【详解】 假设水银柱不动，则气体体积不变，由查理定律得： p p T T '='，则T T p p p p T '-='-=
，开始时两部分气体压强p 与初温T 都相等，左边气体降低的压强：201010p p p T T -==左 ；右边气体降低的压强：20020p p p T T
-==右，右边气体降低的压强大于左边气体降低的压强，则左边气体压强大于右边气体压强，水银柱将向右移动；
A. 不动，与结论不相符，选项A 错误；
B. 向左移动，与结论不相符，选项B 错误；
C. 向右移动，与结论相符，选项C 正确；
D. 无法确定是否移动，与结论不相符，选项D 错误；
13．D
解析：D
【解析】
【详解】
ACD.向右管注入少量水银，左侧的压强就增大，左侧的水银就会向左移动，从而左侧的水银A
向上运动，这时左侧水银的高度差h 2就会减小，气体的压强减小，而空气柱B 的压强为
，得：
，所以右管与B 的水银面的高度差h 1也减
小，
故AC 错误，D 正确；
B.温度保持不变，气体的压强减小，根据玻意耳定律，气体的体积就会增大，长度变大， 故B 错误。

14．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.
15．A
解析：A
【解析】
由题意可知考查分子速率分布图线，根据分子热运动的特点分析可得。

【详解】
A B ．一定质量的气体分子，温度升高，大部分分子速率增大，反映在图象上峰值右移，分子平均速率越大，分子速率大的占有比例越大。

由此可知甲为0 ℃时情形，速率大的分子比例比100 ℃时少，故A 正确，B 错误；
C D ．如前分析可知甲为0℃时情形，速率小的分子比例比100℃时多，故CD 均错误。

【点睛】
温度升高，大部分分子速率增大，图象的峰值右移，个别分子速率可能增大，也可能减小。

16．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．
17．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.
18．A
解析：A
【解析】
【详解】
一定质量的理想气体，在体积不变的情况下发生等容变化，根据查理定律得：=C ， 由数学知识可得：
=C ，
则△p =C △T
由T =t +273K ，得：△T =△t
所以△p =C △t
据题条件知：从0℃升到10℃温度的变化量等于从100℃升到110℃温度的变化量，所以可得：△P 1=△P 2．故A 正确，BCD 错误
故选：A ． 19．D
解析：D
【解析】
【分析】
管中封闭气体的压强0102P P gh P gh ρρ=+=+，可得12.h h =根据气态方程分析大气压时，气体的体积如何变化，即知道1h 和2h 如何变化。

若把弯管向上移动少许或下移少许，封闭气体的压强将要变化，根据玻意耳定律分析体积如何变化
【详解】
平衡后管中封闭气体的压强0102P P gh P gh ρρ=+=+，则得12.h h =若大气压升高时，封闭气体的压强增大，由玻意耳定律PV c =得知，封闭气体的体积减小，水银柱将发生移动，使1h 和2h 同时减小，二者始终相等。

故A 错误，D 正确。

若把弯管向上移动少许，假设左侧管内水银面不动，则封闭气体的体积将增大，压强减小，而外界大气压不变，左侧管内水银面高度差不变，所以左侧管内水银面将上升，管内气体压强减小，由pV c =知，最终管内气体体积增大。

故B 错误。

若把弯管向下移动少许，封闭气体的体积减小，压强增大，故C 错误。

故选：D 。

【点睛】
本题关键要根据压强判断出12.h h =再结合气态方程进行动态分析。

20．D
解析：D
【解析】
试题分析：当外界压强变大时，根据理想啊气体状态方程可知：下部气体的压强会变大，所以体积会变小．所以h 1下降
考点：力的平衡 理想气体状态方程
点评：难度一般，可以根据经验直接得出答案
21．A
解析：A
【解析】
=，对于一定量的理想气态在温度不变时有pV ABCD．根据理想气体状态方程：pV nRT
为常数，由数学知识知p-V图线为双曲线，缓慢的将玻璃管向下压，则封闭气体体积减小，故对应图象为A；故A项正确，B、C、D项错误.
22．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，100C︒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。

23．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。

24．C
解析：C
【解析】
-图象可知，气体由a到b过程，气体压强p增大、温度升高，压强p与温度由图示p T
T成正比，由理想气体状态方程可知，气体体积不变；b到c过程气体温度不变而压强减小，由玻意耳定律可知气体体积增大；由此可知，由a到b过程气体体积V不变而压强p
-图象符合气增大，由b到c过程压强p减小、体积V增大，由此可知，选项C所示p V
体状态变化过程，故选项C正确，A、B、D错误．
25．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
=恒量，图象为一条过坐标原点的直线，BD错误；
T
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。