高考物理新力学知识点之理想气体基础测试题及答案(3)

高考物理新力学知识点之理想气体基础测试题及答案(3)
一、选择题
1．空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm 的空气6.0 L ，现再充入1.0 atm 的空气9.0 L ．设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为
A ．2.5 atm
B ．2.0 atm
C ．1.5 atm
D ．1.0 atm
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．用打气筒将压强为1atm 的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积△V=500cm 3，轮胎容积V=3L ，原来压强p=1.5atm ．现要使轮胎内压强变为p′=4atm ，问用这个打气筒要打气几次（设打气过程中空气的温度不变）（ ）
A ．5次
B ．10次
C ．15次
D ．20次
4．关于下列现象的说法正确的是（ ）
A ．甲图说明分子间存在间隙
B ．乙图在用油膜法测分子大小时，多撒痱子粉比少撒好
C ．丙图说明，气体压强的大小既与分子平均动能有关，也与分子的密集程度有关
D ．丁图水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的浮力作用
5．如图所示，1、2是一定质量的某气体在温度分别是1t ，2t 时状态变化的等温线，A 、B 为线上的两点，表示它们的状态参量分别为1p 、1V 和2p 、2V ，则由图像可知（ ）
A ．12t t >
B ．12t t =
C ．12t t <
D ．1122p V p V >
6．一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B 再变化到状态C ，其p V -图象如图所示，已知该气体在状态A 时的温度为27℃，则（ ）
A ．该气体在状态
B 时的温度300K
B ．该气体在状态
C 时的温度600K
C ．该气体在状态A 和状态C 内能相等
D ．该气体从状态A 经B 再到C 的全过程中从外界吸热
7．下列说法中正确的是（ ）
A ．已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，一定可以求出该物质分子的质量
B ．布朗运动就是液体分子的运动，它说明分子做永不停息的无规则运动
C ．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小，分子势能一定增大
D ．用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力
8．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知( )
A ．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
B ．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C ．①状态的温度比②状态的温度高
D ．同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
9．一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 图像如图所示．下列判断错误的是（ ）
A．过程ab中气体体积一定增大
B．过程bc中内能不变
C．a、 b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
D．b和c两个状态的温度相同
10．如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管 A 和 B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气，空气柱长度 H1>H2，水银柱长度 h1>h2，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是：（）
A．均向下移动，A 管移动较多 B．均向上移动，A 管移动较多
C．A 管向上移动，B 管向下移动 D．无法判断
11．下列说法正确的是（）
A．液体分子的无规则运动称为布朗运动
B．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
C．物体温度升高，其中每个分子热运动的动能均增大
D．气体压强产生的原因是大量气体分子对器壁的持续频繁的撞击
12．如图所示，长L＝34 cm的粗细均匀的长直玻璃管竖直放置，上端开口，用长h=15 cm 的水银将一定质量的气体封闭在管的下端，稳定后气体长度l=10 cm。

已知外界大气压
p0=75cmHg，现保持温度不变的情况下从管的上端开口处缓慢加入水银，则加入水银的最大长度为
A．9 cm
B．10 cm
C．14 cm
D．15 cm
13．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
14．如图所示的p-V图像， 1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3，用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，下列说法中正确的是()
A．气体从1状态变化到2状态要放热，N1 > N2，T1>T2
B．气体从2状态变化到3状态对外做功，吸热，N2= N3，T3>T2
C．气体从3状态变化到1状态内能不变，放热，N1<N3，T1=T3
D．以上说法都不对
15．关于封闭容器内的气体压强，下列说法正确的是
A．封闭容器内的气体压强是由于容器内气体受到重力作用而产生
B．等温变化过程中，若气体的体积减小，则分子的密集程度增大，则压强变大
C．等容变化过程中，若气体分子平均动能增大，则气体压强变小
D．当压强不变而体积和温度变化时，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数可能不变16．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
17．一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
18．密封在容积不变的容器中的气体，当温度降低时（ ）
A ．压强减小，密度减小；
B ．压强减小，密度增大；
C ．压强不变，密度减小；
D ．压强减小，密度不变；
19．下列说法正确的是_________．
A ．布朗运动是液体分子的无规则运动
B ．只有外界对物体做功才能增加物体的内能
C ．功转变为热的实际宏观过程是可逆过程
D ．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
20．如图所示，一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置.金属圆板A 的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为.M 不计圆板与容器内壁之间的摩擦.若大气压强为0p ，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p 等于( )
A ．0cos P Mg S θ+
B ．0cos cos P Mg S θθ+
C ．20cos Mg P S θ+
D ．0Mg P S
+ 21．以下说法中正确的是
A ．分子力做正功，分子势能一定增大
B ．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
C ．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
D ．绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度
22．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
23．一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为( )
A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
C．气体分子的总数增加
D．单位体积内的分子数目不变
24．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．
-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25．如图所示，p T
-图上的图线应是图中的()
p V
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】
【详解】
将充气之前的两部分气体合起来作为初状态，压强都是，故初始体积为两部分的和；
初状态：，
末状态：
根据玻意耳定律得：
代入数据解得，故A正确，BCD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．C
解析：C
【解析】
试题分析：打气N 次后，空气压强达到4标准大气压，打入的气体在标准大气压下的体积为△VN ．根据玻意耳定律
pV+p 0△VN=4p 0V
解得N=15次
故选C
4．C
解析：C
【解析】
试题分析：两铅块相互挤压后粘在一起，是因为分子间相互吸引而造成的；故A 错误；在用油膜法测分子大小时，应少撒痱子粉以便于实验；故B 错误；C 图可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关；故C 正确；水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用；故D 错误；故选C ．
考点：分子动理论；表面张力
5．C
解析：C
【解析】
【详解】
ABC ．由图示图象可知，气体在体积V 相同时，12p p <，由理想气体状态方程：
pV C T
= 可知12T T <则：
12t t <
故AB 错误，C 正确；
D ．由理想气体状态方程：
pV C T
= 可知：
PV CT =
由于C 相同而12T T <，则1122p V p V <，故D 错误；
故选C 。

【点睛】
本题考查了判断气体温度高低、气体压强与体积乘积大小之比，分析清楚图示图象、应用
理想气体状态方程即可正确解题。

6．C
解析：C
【解析】
【详解】
A ．A
B →是等容变化，由查理定律得A B A B
P P T T =，解得600B T K =，故A 错误； B ．B C →过程中，根据理想气体状体方程可得C C B B B C
P V P V T T =，解得300C T K =，故B 错误；
C ．对于一定质量的理想气体，内能只与温度有关，所以该气体在状态A 和状态C 内能相等，故C 正确；
D ．A B C →→的过程中，气体体积减小，外界对气体做功，由于气体在状态A 和状态C 内能，根据热力学第一定律可知U Q W ∆=+，所以该气体从状态A 经B 再到C 的全过程放热，故D 错误；
故选C ．
7．A
解析：A
【解析】试题分析：已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，则该物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，故A 正确；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故B 错误；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小；若分子力的合力做正功，分子势能减小；若分子力的合力做负功，分子势能一定增大；故C 错误；用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明气压很大，气体压强是气体分子对容器壁的碰撞造成的，与分子力无关，故D 错误；
考点：阿伏加德罗常数；布朗运动；分子间的相互作用力
8．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A 、随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大，从而使分子平均动能增大；故A 错误．
B 、温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不一定每一个氧气分子的速率都增大；故B 错误．
C 、由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高；故C 错误．
D 、同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，即氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律；故D 正确．故选D ．
【点睛】
本题考查了分子运动速率的统计分布规律，记住图象的特点，会分析温度与图象的关系，
知道温度越高，分子的平均速率增大．
9．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
根据PV/T=C 可知C P T V
=可知，过程ab 中气体体积不变，选项A 错误；过程bc 中气体的温度不变，内能不变，选项BD 正确；a 、 b 和c 三个状态中，状态a 温度最低，则分子的平均动能最小，选项C 正确；此题选择错误的选项，故选A.
【点睛】
本题考查气体的状态方程中对应的图象，分析清楚图示图象、知道理想气体内能由气体的温度决定即可解题，解题时要抓住在P-T 图象中等容线为过原点的直线.
10．A
解析：A
【解析】对于管内封闭气体的压强可得： 101p p h =+，对气体2也可以有： 202p p h =+，因为12h h ＞，故12P P ＞，封闭气柱降低相同的温度，两部分气体发生等压
变化，根据理想气体状态方程得： '11'11V V V T T T
∆==∆，解得： 11V V T T ∆=∆，同理： 222
V V T T ∆=∆,又因为： 12H H ＞，即12V V ＞， 12T T =，所以： 2V V ∆∆＞，故气柱上方水银柱均向下移动，A 管移动较多，故A 正确，BCD 错误。

点睛：先求开始时，各个封闭气体的压强，确定气体做等压变化，温度减小，气体发生等压变化，根据理想气体状态方程分析管内封闭气体体积的变化，即可作出判断。

11．D
解析：D
【解析】
试题分析：液体分子的无规则运动不能称为布朗运动，因为布朗运动不是液体分子运动的直接反映，而是液体分子对花粉颗粒的无规则碰撞所反映出来的现象，故选项A 错误；物体从外界吸收热量，如果它再对外做功，则其内能不一定增加，选项B 错误；物体温度升高，分子的平均动能增大，而不是其中每个分子热运动的动能均增大，选项C 错误；气体压强产生的原因是大量气体分子对器壁的持续频繁的撞击，选项D 正确．
考点：分子动理论，内能，温度及压强的微观含义．
12．B
解析：B
【解析】
【详解】
设水银柱的最大长度为x ，此时气体的压强p 2=(p 0+x )cmHg ；气体的体积为V 2=（L -x ）S ；
开始时：p1= p0+h=90cmHg；气体的体积：V1=lS；由玻意耳定律可知：p1V1= p2V2，解得x=25cm；则加入水银的最大长度为：25-15=10cm；
A. 9 cm，与结论不相符，选项A错误；
B. 10 cm，与结论相符，选项B正确；
C. 14 cm，与结论不相符，选项C错误；
D. 15 cm，与结论不相符，选项D错误；
13．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．14．A
解析：A
【解析】
【详解】
A. 气体从1状态变化到2状态，体积不变，压强减小，则温度降低，即T1>T2；温度降低，内能减小，体积不变，气体不对外做功，外界也不对气体做功，所以气体要放热；体积不变，气体的数密度不变，而温度减小，则气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数减小，即N1 > N2，故选项A正确；
B. 气体从2状态变化到3状态，体积变大，压强不变，则温度升高，即T3>T2；体积变大，则气体对外做功，温度升高，则气体内能增加，所以气体吸热。

状态2到状态3，温度升高，分子运动更加剧烈，单个分子对器壁的平均作用力变大，压强不变，所以在状态2单位时间内撞击器壁单位面积的分子数大于状态3单位时间内撞击器壁单位面积的分子数，即N2>N3，选项B错误；
C. 由图像可知气体在状态3和状态1的pV乘积相同，则温度相同，即T1=T3，所以气体从3状态变化到1状态内能不变，体积减小，则外界对气体做功，所以气体放热；因从3状态变化到1状态体积减小，气体的数密度变大，又温度不变，所以气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数增加，即N1>N3，选项C错误；
D. 由以上分析可知，选项D错误。

15．B
解析：B
【解析】
【详解】
A、封闭容器内的气体压强是由于大量的气体分子对器壁频繁的碰撞产生的，选项A错误；
B、等温变化过程中，若气体的体积减小，则分子的密集程度增大，则单位时间碰到器壁的单位面积上的分子数增加，则气体的压强变大，选项B正确；
C、等容变化过程中，若气体分子平均动能增大，则温度升高，根据pV/T=C可知，气体压强变大，选项C错误；
D、一定质量的气体当压强不变而体积和温度变化时，温度变化，则物体分子运动的激烈程度发生变化，引起分子对器壁的平均撞击力发生变化；气体的压强不变，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数一定改变．故D错误．
16．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.
17．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.
18．D
解析：D
【解析】
【详解】
密封在容积不变的容器中的气体，体积不变，则密度不变。

气体温度降低时，发生等容变
化，由查理定律P
T
得知，压强减小。

A.选项与分析不一致，故A错误；
B.选项与分析不一致，故B错误；
C.选项与分析不一致，故C 错误；
D.选项与分析一致，故D 正确；
19．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．布朗运动时固体微粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，选项A 错误．
B ．由热力学第一定律可知改变内能有做功和热传递两种方式，选项B 错误．
C ．由热力学第二定律知一切热现象都是不可逆的，功转变成热能自发发生，但热转化为功要引起其它的变化，选项C 错误．
D ．由理想气体状态方程n P RT V
=可知，压强P 不变时，温度T 降低，则体积减小，即n V
增加，选项D 正确． 故选D ．
20．D
解析：D
【解析】
以活塞为研究对象，分析受力如图所示：
重力Mg 、外界大气压力P 0S ，气缸壁的压力N 和气缸内气体的压力F ，
其中F=cos PS θ
…① 根据平衡条件，竖直方向上：
P 0S+Mg=Fcosθ…②
联立①②得：P=P 0+
Mg S
故选D
点睛：以活塞为研究对象，分析受力，气缸内气体的压力方向与活塞截面垂直，活塞的合力为零，由平衡条件求解气体的压强P ． 21．C
解析：C
【解析】
【详解】
A、分子力做正功，分子势能减小，A错误
B、气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，B错误
C、分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小，随分子间的距离的减小而增大，C正确
D、绝对零度是不可能达到的最低温度，自然界的温度只能无限逼近。

D错误
22．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．
23．B
解析：B
【解析】气体体积减小，分子数密度增加，故气体分子碰撞器壁更频繁，B正确．24．A
解析：A
【解析】
【详解】
=，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.
25．C
解析：C
【解析】
【详解】
-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．。