高考物理烟台力学知识点之理想气体知识点总复习有答案

高考物理烟台力学知识点之理想气体知识点总复习有答案
一、选择题
1．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
2．（3-3）一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四段过程在p ­T图上都是直线段，ab和dc的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，ad平行于纵轴，由图可以判断( )
A．ab过程中气体体积不断减小,外界对气体做正功，气体内能减小
B．bc过程中气体体积不断减小，外界对气体做正功，气体内能不变
C．cd过程中气体体积不断增大，气体对外界做正功，气体内能增加
D．da过程中气体体积不断增大，气体对外界做正功，气体内能不变
3．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
图象如图所示，4．一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
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
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．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是()
A．在过程ab中气体的外界对气体做功
B．在过程ab中气体对外界做功
C．在过程ca中气体从外界吸收热量
D．在过程bc中气体从外界吸收热量
7．下列关于热学问题的说法正确的是()
A．一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，熵值较大代表着较为有序
B．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
C．.某气体的摩尔质量为M、密度为ρ，用N A表示阿伏加德罗常数，每个气体分子的质量
m0，每个气体分子的体积V0，则m0＝
A
M N，V0＝0
m
D．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
8．一定质量的理想气体，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
9．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
10．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
11．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
12．一定质量的理想气体，当温度保持不变时，压缩体积，气体的压强会变大，这是因为气体分子的（）
A．平均动能增大
B．平均动能减小
C．密集程度增加
D．密集程度减小
13．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
14．一横截面积为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
15．关于下列实验及现象的说法正确的是
A．图甲说明蜂蜡是晶体
B．图乙说明气体速率分布随温度变化，且T1>T2
C．图丙说明气体压强的大小只与分子的密集程度有关
D．图丁中水黾能停在水面上是因为水的表面张力作用的缘故
16．如图所示，在一端开口且足够长的玻璃管内，有一小段水银柱封住了一段空气柱。

玻璃管绕通过其封闭端的水平轴，从竖直位置开始，顺时针方向缓慢转动，在转动一周的过程中(水银不溢出)，管内空气压强p随夹角θ变化的关系图象大致为
A．B．
C．D．
17．如图所示为一定质量的理想气体压强随热力学温度变化的图象，气体经历了ab、bc、cd、da四个过程。

其中bc的延长线经过原点，ab与竖直轴平行，cd与水平轴平行，ad与bc平行。

则气体在
A．ab过程中对外界做功
B．bc过程中从外界吸收热量
C．cd过程中内能保持不变
D．da过程中体积保持不变
18．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19．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
20．一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
21．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
22．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
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
24．一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
25．如图所示，将盛有温度为T 的同种气体的两容器用水平细管相连，管中有一小段水银将A 、B 两部分气体隔开，现使A 、B 同时升高温度，若A 升高到A T T +，B 升高到B T T +，已知2A B V V =，要使水银保持不动，则( )
A ．2A
B T T = B ．A B T T =
C ．12A B T T =
D ．14A B T T =
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一、选择题
1．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．
2．D
解析：D
【解析】
ab 过程是等容变化，内能减小，bc 过程中，根据PV C T
=可以知道，体积减小，温度降低，则内能减小，cd 过程中是等容变化，内能增加，da 过程中是等温变化，压强减小，则体积增大，气体气体对外界做正功，气体内能不变，故选项D 正确．
点睛：本题考查气体的状态方程中对应的图象，要抓住在P T -图象中等压线为过原点的直线，解决此类题目得会从图象中获取有用信息，判断出气体状态情况．
3．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
4．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 ．
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】
在过程ab 中气体体积不变，根据W=p △V 可知，气体对外界做功为零，外界也不对气体做
功，故AB 错误；在过程ca 中压强不变，体积减小，温度降低，所以外界对气体做功，内能减小，根据热力学第一定律△U=W+Q 可知，气体放出热量，故C 错误；在过程bc 中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律△U=W+Q 可知，气体从外界吸收热量，故D 正确；故选D ．
点睛：本题主要是考查了理想气体的状态方程和热力学第一定律的知识，要能够根据热力学第一定律判断气体内能的变化与哪些因素有关（功和热量）；热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义；△U 为正表示内能变大，Q 为正表示物体吸热；W 为正表示外界对物体做功．
7．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A 、根据熵增加原理，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，熵值较大代表着较为无序；A 错误．
B 、当人们感到潮湿时，空气的相对湿度0100%s P B P =
⨯一定较大；B 错误．C 、每个气体分子的质量0A
M m N =，每个气体分子的平均空间体积0A M V N ρ=，它不是气体分子的体积；C 错误．D 、密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，由
nRT P V =知压强变大，而根据压强的微观表示N F P S
⋅=可知，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，D 正确．故选D ．
【点睛】 考查热力学第二定律、相对湿度、气体压强和阿伏伽德罗常数知识比较全面深入，要求学生全面掌握3-3的重点知识．
8．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 。

9．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 ． 10．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．
11．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．
12．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
CD ．当温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大．体积减小，所以气体密度增大，即气体分子的密集程度增加，故C 正确D 错误；
AB ．温度保持不变时，所以分子平均动能不变，故AB 错误。

故选Ｃ。

13．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。

14．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。

15．D
解析：D
【解析】
【详解】
图甲说明组成薄板的物质各向同性，可能是多晶体，或者非晶体，选项A 错误；图乙看出温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可知T 2＞T 1．故B 错误；如图丙可以说明，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错误；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 正确。

16．D
解析：D
【解析】
【详解】
AB.设玻璃管内的水银柱的长度为h，当玻璃管竖直开口向上时，其产生的压强为P h，此时被封闭气体的压强为P=P0+P h，当玻璃管顺时针方向转动角度θ时，水银柱产生的压强为P h cosθ，被封闭气体的压强为：P=P0+P h cosθ，管内空气压强p随夹角θ变化的关系图象应是余弦图象的形状，选项AB错误。

CD.由P=P0+P h cosθ可知，当角度为90°和270°是，管内气体的压强与大气压相等，当角度为180°时，压强最小，但不会小于零，选项C错误，D正确。

17．A
解析：A
【解析】
【详解】
A.ab过程气体发生等温过程，压强降低，根据PV/ T=C，知体积增大，气体对外界做功，故A正确；
B.bc过程，连线过坐标原点，则bc过程中体积不变，W=0，温度降低，内能减小，根据∆U=W+Q可知，气体放热，故B错误；
C. cd过程中气体压强不变，温度降低，则内能减小，选项C错误；
D. da过程，d与原点连线的斜率大于a与原点连线的斜率，据
C
p T
V
知，d状态气体的
体积小于a状态气体的体积，即da过程中体积增大，故D错误。

18．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．
19．D
解析：D
【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．
20．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.
21．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。

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．
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．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，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律U Q W
∆=+可知，气体吸热，故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
U Q W ∆=+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，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．
25．B
解析：B
【解析】
【详解】
由图分析可知原来A 、 B 两气体的压强相等，即B A P P =，要使水银保持不动，A 、B 两部分做要发生等容变化，则对任一气体有：
P C T
= 由数学知识可得：
P T T
P ∆=∆ 则
P P T T
∆=
∆ 由上知 B A P P =
且初态温度相等，则要使△P 相等，必须满足
A B T T ∆=∆
故B 正确，ACD 错误；
故选B ．
【点睛】
要使水银保持不动，AB 两部分气体压强的增加量应相等．气体的体积不变，根据理想气体的状态方程，找出AB 两部分气体的压强的变化情况，再进行分析．。