高考物理最新力学知识点之理想气体分类汇编含答案(1)

高考物理最新力学知识点之理想气体分类汇编含答案(1)
一、选择题
1．如图所示为一定质量理想气体的p —t 图，a 、b 、c 分别是三个状态点，设a 、b 、c 状态的气体密度为,,a b c ρρρ，内能为,,a b c E E E ，则下列关系中正确的是（ ）
A ．a b c ρρρ>>;a b c E E E >>
B ．a b c ρρρ<=；a b c E E E =>
C ．a b c ρρρ>=；a b c E E E >=
D ．a b c ρρρ=>；a b c
E E E >=
2．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
3．如图所示，U 形试管竖直放置，左端封闭，右端开口，装入一小段水银柱封闭一定质量的理想气体，试管壁导热良好，外界大气压恒定．若环境温度缓慢升高（水银不溢出），则（ ）
A ．气体的压强不变，内能增加
B ．气体的压强变大，内能减少
C ．气体放出热量，内能增加
D ．气体吸收热量，内能减少
4．图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气。

现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。

若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（ ）
A ．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律
B ．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律
C ．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律
D ．ABC 三种说法都不对
5．一定质量的气体，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
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．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
8．一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
9．下列说法正确的是________．
A．晶体体积增大，其分子势能一定增大
B．大头针能浮在水面上，是由于水的表面存在张力
C．人感觉到空气湿度大，是因为空气中水蒸气的饱和汽压大
D．气体分子热运动越剧烈，气体压强越大
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．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
12．如图所示为一定质量的某种理想气体压强P与热力学温度T的变化关系图象，下列说法正确的是( )
A．A→B压强不变，体积减小
B．B→C温度不变，体积增大
C．C→A温度降低，体积不变
D．C→A压强减小，体积减小
13．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
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．下列有关热学的叙述中，正确的是（）
A．同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均速率相同
B．在绝热条件下压缩理想气体，则其内能不一定增加
C．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动
D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力
16．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
17．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
18．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
19．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
20．在下列叙述中，正确的是
A．物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能
B．—定质量的气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大
C．对一定质量的气体加热，其内能一定增加
D．随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小
21．一定质量的理想气体，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
22．雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果．雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）．某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．据此材料，以下叙述正确的是（）
A．PM10表示直径小于或等于1.0×10-6 m的悬浮颗粒物
B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力
C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大
23．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
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．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
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一、选择题
1．D
解析：D
【解析】
【详解】
a 、
b 是一条过点（-273，0）的倾斜直线上的两点．所以a 、b 体积相等．根据密度M V
ρ= ，所以ρa =ρb ；理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大．根据p -t 图象得a 的温度大于b 的温度，所以E a ＞E b ．b 、c 温度相同，b 的压强大于c 的压强，根据气体方程得b 的体积小于c 的体积，根据密度M V
ρ=
，所以ρb ＞ρc ，b 、c 温度相同，所以E b =E c ．
A. a b c ρρρ>>;a b c E E E >>，与上述结论不符，故A 错误；
B. a b c ρρρ<=；a b c E E E =>，与上述结论不符，故B 错误；
C. a b c ρρρ>=；a b c E E E >=，与上述结论不符，故C 错误；
D. a b c ρρρ=>；a b c E E E >=，与上述结论相符，故D 正确． 2．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
3．A
解析：A
【解析】
封闭压强0p gh p ρ=+，由于水银不溢出，即水银的高度不变，而外界大气压恒定，所以
封闭气体的压强不变，由于理想气体的分子势能为零，即分子内能等于分子平均动能，温度升高，分子平均动能增大，故内能增大，A正确．
4．C
解析：C
【解析】试题分析：气体等温膨胀，内能不变，从外界吸收的热量全部对外做功，但这个过程引起了其他变化，如有外力控制着活塞缓慢的移动，而非自动进行的，有“第三方”的参与，不违背热力学第二定律，故选C。

考点：热力学第二定律。

5．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：△P1=△P2．故A正确，BCD错误
故选：A．
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、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．
8．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.
9．B
解析：B
【解析】
【分析】
液体表面层中分子间距大于液体内部分子间距，分子间的作用力表现为引力，则液体表面存在张力；人感觉到空气湿度大，是由于空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距增大；气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁的不断碰撞而产生的，取决于分子数密度和分子热运动的平均动能.
【详解】
A、当两分子间的距离增大时，若分子力是斥力，则分子力做正功，所以分子势能减小；若分子是引力，则分子力做负功，所以分子势能增大；故A错误.
B、大头针能浮在水面上，是由于水的表面层的分子距离较大，分子间为引力即存在张力；故B正确.
C、空气的相对湿度指水在空气中的蒸汽压与同温度同压强下水的饱和蒸汽压的比值，人感觉到空气湿度大，是由于空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距增大；故C错误.
D、气体分子热运动越剧烈表示温度较高，但压强
n
p RT
V
=由温度和体积共同决定，单纯
气体分子热运动越剧烈，则不能确定气体的压强如何变化；故D 错误.
故选B.
【点睛】
本题考查了压强、液体表面张力、分子力、分子势能等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点，知道分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大．
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．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。

12．C
解析：C
【解析】试题分析：根据公式PV C T
=分析解题． A →B 压强不变，属于等压不变，根据
PV C T =可得温度升高时，体积增大，B →C 温度不变，根据公式
PV C T =可知压强增大，体积减小，C →A 过程直线通过原点，为等容变化，根据PV C T =可得温度降低，压强减小，故C 正确．
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T2＞T1．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。

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】
A. 同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均动能相同，由于分子质量不同，则分子平均速率不同，选项A错误；
B. 在绝热条件下压缩理想气体，外界对气体做功，根据∆U=W+Q可知其内能一定增加，选项B错误；
C. 布朗运动是指悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动，不是花粉分子的热运动，选项C 错误；
D. 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力，选项D正确.
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T 1>T 2；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N 1 > N 2，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T 3>T 2；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N 2>N 3，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T 1=T 3，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N 1>N 3，选项C 错误；
D. 由以上分析可知，选项D 错误。

17．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；
18．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.
19．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。

20．B
解析：B
【解析】
试题分析：由分子动理论的知识知，物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能，所以A选项错误；对一定质量的气体，当体积不变时，气体的压强和热力学温度
+=∆可知，对一定质量的气体加
成正比，所以B选项正确；由热力学第一定律W Q U
热，气体的热量增加，但是不知道气体的做功情况，所以气体的内能的变化不能判断，所以C选项错，随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力可能是先增大，后减小，也可能减小，原因是题中没有清楚的说明分子间的距离从什么位置开始增大，所以D选项错误．
+=∆分子间的距离和分子力的关系考点：物体的内能玻意耳定律热力学第一定律W Q U
21．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。

22．C
【解析】
试题分析：PM10表示直径小于或等于1．0×10-5m的悬浮颗粒物，选项A错误；颗粒物悬浮时，受到的空气分子作用力的合力与其重力相等，选项B错误；PM10和大悬浮颗粒物都在天空中做无规则运动，即它们在做布朗运动，选项C正确；由题意可知，PM2． 5浓度随高度的增加逐渐减小，选项D错误．
考点：雾霾天气．
23．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。

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．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。