高考物理新力学知识点之理想气体单元汇编及答案

高考物理新力学知识点之理想气体单元汇编及答案
一、选择题
1．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
2．一定质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．气体在状态c体积最小
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．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
3．一定质量的理想气体，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
4．（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
5．对于一定质量的理想气体，下列四个论述中正确的是（ ）
A ．当分子热运动变剧烈时，压强必变大
B ．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变
C ．当分子间的平均距离变大时，压强必变小
D ．当分子间的平均距离变大时，压强必变大
6．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
7．一定质量的理想气体，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
8．如图所示，两端开口的U 型管中装有水银，在右管中用水银封闭着一段空气，要使两侧水银面高度差h 曾大，应该( )
A ．从左管滴入水银
B ．让气体升温
C ．从右管滴入水银
D ．增大大气压强
9．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
m 0，每个气体分子的体积V 0，则m 0＝A M N ，V 0＝0m
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
10．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
11．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
12．一定质量的理想气体，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
13．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14．气体压强从微观角度看是大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的一个持续的压力效果。

一同学用下图实验装置模拟这一情景。

桌面上放一台秤，用杯子向台秤上倾倒大豆，观察台秤的示数。

关于实验现象及推论，下列说法正确的是（）
A ．只增大倾倒大豆的杯子高度，台秤示数会减小
B ．只增加相同时间内倾倒大豆的数量，台秤示数会减小
C ．气体分子与容器壁的碰撞越剧烈、越频繁，则气体压强就越大
D ．一定质量的气体，其温度越高、体积越大，则气体压强就越大
15．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 >=
16．一个横截面积为S=10Cm 2的圆筒形容器竖直放置，金属圆块的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角是300，圆筒的质量为M=10Kg ，不计圆块与容器壁之
间的摩擦，若大气压强为P 0=1.01×
105Pa ，则被圆块封闭在容器中的气体的压强P 为（ ）
A ．1.01×
105Pa B ．1.02×
105Pa C ．2.01×
105Pa D ．3.01×
105Pa 17．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
18．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
+ 19．如图所示，A 、B 是两个定积相同的密闭容器，由细玻璃管连通，管内有一段汞柱。

当A 容器气体温度为0C ︒，B 容器内气体温度为10C ︒，汞柱在管中央静止。

若分别给A 、B 容器加热，使它们的温度都升高10°C ，管内汞柱将（ ）
A ．向右移动
B ．向左移动
C ．保持不动
D ．无法确定
20．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
21．水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。

当实际大气压相当于768mm 高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有750mm ，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm 。

当这个气压计的读数为740mm 水银柱时，实际的大气压相当于（设温度保持不变）（ ）
A ．755mm 高的水银柱产生的压强
B ．756mm 高的水银柱产生的压强
C ．757mm 高的水银柱产生的压强
D．758mm高的水银柱产生的压强
22．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
23．一定质量的理想气体经历了A→B→C的三个变化过程，其压强随摄氏温度变化的p﹣t 图如图所示，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
24．一横截面积为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
25．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
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一、选择题
1．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。

2．D
解析：D
【解析】
试题分析：气体从a到b发生等容变化，V a=V b，b到c发生等温变化，压强减小，体积增大，故气体在状态C体积最大，故A错误；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；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，故C错误由图象可知，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，b、c状态气体的分子数密度不同，b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，故D正确；故选D。

考点：P-T图线；热力学第一定律；盖吕萨克定律
【名师点睛】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。

3．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。

4．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．
5．B
解析：B
【解析】试题分析：当分子热运动变剧烈时，可知温度升高，分子平均动能增大，气体的压强在微观上与分子的平均动能和分子的密集程度有关．要看压强的变化还要看气体的密集程度的变化，所以压强可能增大、可能减小、可能不变．故A 错误，B 正确；当分子间的平均距离变大时，可知分子的密集程度变小，要看气体的变化还要看分子的平均动能（或温度），所以压强可能增大、可能减小、可能不变．故CD 错误．故选B 。

考点：气体压强的微观解释
【名师点睛】解决本题的关键是理解气体的压强在微观上与分子的平均动能和分子的密集程度有关，一个因素变化，不能说明压强一定变大或变小。

6．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．
7．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．
8．C
解析：C
【解析】以右侧管中封闭气体做为研究对象，封闭气体的压强P =P 0+h =P 0+h 右，要使两侧水银面高度差h 增大，封闭气体的压强P =P 0+h 变大；A 、从左侧管口滴入水银，h 右不变，封闭气体压强P =P 0+h 右不变，两侧水银面高度差h 不变，故A 错误；B 、使气体升温，h 右
不变，封闭气体压强P =P 0+h 右不变，两侧水银面高度差h 不变，故B 错误；C 、从右侧管口滴入水银，h 右变大，封闭气体压强P =P 0+h 右变大，由P =P 0+h 可知，两侧水银高度差h 增大，故C 正确；D 、增大大气压强，封闭气体的压强P =P 0+h =P 0+h 右，h =h 右，不变，故D 错误；故选C 。

【点睛】封闭气体的压强等于大气压与左侧水银柱h 产生的压强之和，使两侧水银面高度差变大，则封闭气体压强变大，分析各选项能否使封闭气体压强变大是正确解题的关键．
9．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．
10．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 。

11．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。

12．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．
13．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。

14．C
解析：C
【解析】
【分析】
A ．倾倒大豆的杯子高度增大，类似于器壁发生碰撞的气体分子的平均速率增大，压强增大，压力增大，因此台秤示数增大，故A 错误；
B ．倾倒大豆时大豆对台秤有力的作用，这个力是大豆对台秤的压力，相同时间内倾倒的大豆越多，类似于器壁发生碰撞的气体分子的数目越多，压强越大，压力越大，因此台秤的示数越大，故B 错误；
C ．气体分子与容器壁的碰撞越剧烈、越频繁，即在单位时间内作用在器壁单位面积上的平均作用力增大，则气体压强增大，故C 正确；
D ．一定质量的气体，其温度越高、体积越大，气体压强不一定越大，故D 错误。

故选C 。

15．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．
16．C
解析：C
【解析】
【详解】
以活塞为研究对象，分析受力：重力Mg 、外界大气压力P o S ，气缸壁的压力N 和气缸内气体的压力F ，其中cos S F P θ
=⋅
根据平衡条件得： 0cos P S Mg F θ+=
代入数据解得：
52.0110Pa P ⨯=
故C 正确，ABD 错误
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 ．
18．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 ． 19．A
解析：A
【解析】
【详解】
假设体积不变，对A 进行状态分析有
''A A A A p p T T = 得
''27310283 1.037273273A A A A A A A p p T p p p T +===≈ 对B 进行状态分析有
''B B B B p p T T = 得
''27320293 1.035273+10283
B B B B B B B p p T p p p T +===≈ 由于A B p p =，则
''A B p p > 所以管内汞柱将向右移动
故选A 。

20．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． 21．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
取水银柱上方封闭的空气作为研究对象，1mm 水银柱产生的压强为133Pa ，令133Pa
= Y Pa ，当实际大气压相当于768mm 水银柱产生的压强时，气体的压强为
1 768YPa 750YPa=18YPa p =－
这时气体的1 80
V S =（S 为玻璃管的横截面积），当气压计读数为740mm 水银柱时，气体体积
()2 801090S V S =+=
由玻意耳定律可求出这时气体的压强 121
2801890
YPa=16YPa V p p V =
=⨯ 此时实际的大气压 () 740 + 16YPa = 756YPa p =
即相当于756 mm 水银柱产生的压强。

故选B 。

22．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；
C ．由压强公式PV nRT =可知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与体积有关，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．
23．D
解析：D
【解析】
过理想气体A 和B 点，分别做它们的等容变化的P-t 图，如图所示．根据PV/T=C ，可得(273)C P t V
=+，
可以看出，B 态的斜率大于A 态的斜率，所以V A ＞V B ；B 到C 的过程，温度相等，压强
增加P C＞P B，由PV/T=C，得V B＞V C；所以：V A＞V B＞V C．故答案D正确．故选D．24．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。

25．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．。