高考物理力学知识点之理想气体难题汇编附解析(4)

高考物理力学知识点之理想气体难题汇编附解析(4)一、选择题1．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 cmB．10 cmC．14 cmD．15 cm2．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3．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是 ( )A．当气体温度升高，气体的压强一定增大B．当气体温度升高，气体的内能可能增大也可能减小C．当外界对气体做功，气体的内能一定增大D．当气体在绝热条件下膨胀，气体的温度一定降低4．下列说法正确的是A．外界对气体做功，气体的内能一定增大B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大C．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大D．温度一定，分子密集程度越大，气体的压强越大图象如图所示，5．一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300KB．该气体在状态C时的温度600KC．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．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>Δp2C．ΔV1<ΔV2D．ΔV1>ΔV29．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10．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2h11．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．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=12g，舱内气体温度比起飞前温度增加10%D．a=-12g，舱内气体温度比起飞前温度降低10%13．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15．两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16．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 atm17．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；18．左端封闭右端开口粗细均匀的倒置U 形玻璃管，用水银封住两部分气体，静止时如图所示，若让管保持竖直状态做自由落体运动，则（）A．气体柱Ⅰ长度减小B．气体柱Ⅱ长度将增大C．左管中水银柱A将上移D．右管中水银面将下降19．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20．如图，两端开口的U形管中装有水银，在右管中用水银封闭着一段空气，要使图中两侧水银面高度差h增大，应( )A．从左侧管口滴入水银B．从右侧管口滴入水银C．让气体升温D．让气体降温21．如图甲所示，P-T图上的a→b→c表示一定质量理想气体的状态变化过程，这一过程在P-V图上的图线应是选项中的（P、V和T分别表示气体的压强、体积和热力学温度）（）A．B．C．D．22．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23．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24．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 ．2AB T T = B ．A B T T =C ．12A B T T =D ．14A B T T =【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．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：p 1= p 0+h =90cmHg ；气体的体积：V 1=lS ；由玻意耳定律可知：p 1V 1= p 2V 2，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；2．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。

3．D解析：D【解析】当气体温度升高，由PVCT=知，压强不一定增大，还与体积有关，A错误．对于一定质量的理想气体，温度升高，气体的内能一定增大，B错误；外界对气体做功，根据热力学第一定律U W Q∆=+分析可知，内能不一定增大，C错误；当气体在绝热条件下膨胀，气体对外做功，根据热力学第一定律U W Q∆=+分析可知，内能一定减小，温度一定降低，故D正确．4．D解析：D【解析】A、外界对气体做功，W＞0，由于不知道气体是吸热还是放热，根据△U=W+Q 无法确定气体的内能增加还是减小，故A错误。

B、气体从外界吸收热量，Q＞0，由于不知道外界对气体做功还是气体对外界做功，根据△U=W+Q无法确定气体的内能增加还是减小，故B错误。

C、温度是分子平均动能变化的标志，所以气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越小，故C错误。

D、温度一定，分子平均动能不变，分子密集程度越大，单位面积撞击分子数增多，气体的压强越大，故D正确；故选D。

【点睛】在运用来分析问题时，首先必须理解表达式的物理意义，掌握它的符号法则：①W＞0，表示外界对系统做功；W＜0，表示系统对外界做功；②Q＞0，表示系统吸热；Q＜0，表示系统放热；③△U＞0，表示系统内能增加；△U＜0，表示内能减少．我们判断内能变化时，做功和热传递都要考虑．5．C解析：C【解析】【详解】A ．AB →是等容变化，由查理定律得A B A BP 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 ．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．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】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 ． 9．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 ∆=∆，22300P 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．10．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。