高考物理力学知识点之理想气体分类汇编附答案(5)

高考物理力学知识点之理想气体分类汇编附答案(5)
一、选择题
1．医院里的某一氧气瓶的容积为0.08 m 3，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 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．物理学中有些结论不一定要通过计算才能验证，有时只需通过一定的分析就能判断结论是否正确。

根据流体力学知识，喷气式飞机喷出气体的速度v （单位m/s ）与飞机发动机燃烧室内气体的压强p （单位N/m 2）、气体密度ρ（单位kg/m 3
）及外界大气压强0p （单位N/m 2）有关。

试分析判断下列关于喷出气体的速度的倒数v
1的表达式正确的是 A ．)
(210p p v +=ρ B ．)(210p p v
-=ρ C ．ρ
2)(210p p v -= D ．)(210p p v
-=ρ 4．一定质量的理想气体，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
5．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P 0=76cmHg ，气体温度T 0=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=0.6P 0，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=12
g ，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% 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．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 >
8．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
9．一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
10．一定质量的理想气体，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
11．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
12．如图所示，一端开口，一端封闭的玻璃管，封闭端有一定质量的气体，开口端置于水银槽中，用弹簧测力计拉着玻璃试管而平衡，此时管内外水银面高度差为h1，弹簧测力计示数为F1．若在水银槽中缓慢地倒入部分水银，使槽内水银面升高一些，稳定后管内外水银面高度差为h2，弹簧测力计示数为F２，则（填选项前的字母）
A．h1= h2，F1= F２B．h1 > h2，F1 > F２
C．h1> h2，F1<F２D．h1< h2，F1> F２
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．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．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是（）
A．第二类永动机违背能量守恒定律
B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加
C．保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式没有区别
16．如图所示，一根竖直的弾簧支持着一倒立气缸内的活塞，使气缸处于静止状态。

设活塞与气缸壁间无摩擦，可在气缸内自由移动，气缸壁导热性良好，使气缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列说法正确的是
A．若外界大气压强增大，则弹簧的压缩量将增大
B．若外界大气压强増大，则气缸的上底面距地面的高度将增大
C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
D．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大
17．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．
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．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．如图是一定质量理想气体的
1
p
V
图象，线段AB连线过坐标原点，线段BC垂直于
横轴．当气体状态沿图线由A 经B 到C 变化时气体的温度应( )
A ．不断增大，且T C 小于T A
B ．不断增大，且T
C 大于T A
C ．先保持不变再减小，即T C 小于T A
D ．先保持不变再增大，即T C 大于T A
21．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 22．如图所示，一定质量的理想气体沿图线从状态a ，经状态b 变化到状态c ，在整个过程
中，其体积
A ．逐渐增大
B ．逐渐减小
C ．先减小后增大
D ．先增大后减小
23．如图，由于下落的许多小钢珠不断地撞击托盘，托盘就受到一个持续的压力，这个现象可以类比说明（ ）
A ．气体温度的实质
B ．气体体积的可变性
C ．气体压强产生的原因
D ．气体密度的可变性
24．如图，玻璃管下端开口插入水银槽中，上端封有一定质量的气体，当玻璃管绕顶端转过一个角度时，水银面的高度h 和空气柱的长度l 的变化情况是（ ）
A ．h 增大，l 增大
B ．h 增大，l 减小
C ．h 减小，l 增大
D ．h 减小，l 减小
25．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
【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】
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；
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．A
解析：A
【解析】
试题分析：物理表达式两侧单位要相同，AB
选项右侧单位为
1/m s
＝，C 选项右侧单位不是1/m s ，D 选项右侧单位也不是1/m s
，故CD 均错误；结合实际情况，内外压强差越大，喷气速度越大，显然A 符合，B 不符合，故A 正确，B 错误；故选A 。

考点：单位制
名师点睛：此题考查了物理量单位之间的换算；在平时的物理解题中，可以通过量纲、实际情况、化解过程对表达式进行检验。

4．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。

5．A
解析：A
【解析】设起飞前气压计的水银柱高度为h 0，若火箭加速度向上时，则000.60.6ghs gh s h sa ρρρ-=，若a=g 则解得：h=1.2h 0，即此时舱内压强P=1.2P 0；舱内气体进行等容变化，则由理想气体状态可得： 00P P T T =，即001.2300P P T
= ，解得T=360K ，
即舱内气体温度比起飞前温度增加20%，选项A 正确，B 错误；
若火箭加速度向下时，则000.6-0.6gh s ghs h sa ρρρ=，若a=
12
g ，则解得：h=0.3h 0，即此时舱内压强P=0.3P 0；舱内气体进行等容变化，则由理想气体状态可得： 00P P T T =，即000.3300P P T
= ，解得T=90K ，即舱内气体温度比起飞前温度降低了70%，选项CD 错误；故选A.
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】
【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。

8．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．
9．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 ． 10．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．
11．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．
12．B
解析：B
【解析】
试题分析：若环境温度升高，则内部气体的温度也随之升高，假设体积不变，则压强将变大，故液面一定会下降；以保持新的平衡；故h1一定会减小；故h2＜h1；因为题目中提出不计玻璃管的重力和浮力，因此，向上的拉力F与水银柱的重力相平衡，而水银柱的高度h变小，所以水银柱的重力变小，拉力F的大小会变小．故选B．
考点：物体的平衡
【名师点睛】在本题的分析中，一定要抓住关键，就是大气压的大小与管内水银柱压强和封闭空气的压强相等．明确管内上方有空气而不是真空，是本题最易出错之处．而水银柱高度的大小又决定了水银柱的重力，也就决定了力F的大小．搞清这几个量之间的关系，才能最终做出正确的推理．
13．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。

14．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
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．C
解析：C
【解析】
【详解】
A.第二类永动机不违反能量守恒定律，违反了热力学第二定律；故A错误.
B.改变内能的方式有做功和热传递，物体从外界吸收了热量，物体的内能不一定增加；故B错误.
C.保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，压强增大，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多；故C正确.
D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能时转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的；故D错误.
16．D
解析：D
【解析】
【详解】
A.以活塞和气缸整体为研究对象可知，重力等于弹簧弹力，跟外界大气压强无关，即弹簧的压缩量不变，A项错误.
B.以气缸为研究对象，若外界大气压强增大，则气缸的上底面距地面的高度将减小，B项错误.
C.若气温升高，因为弹力不变，活塞距地面的高度不变，C项错误.
D.若气温升高，气体体积增大，故气缸上升，所以上底面距地面的高度将增大，D项正确. 17．A
解析：A
【解析】
【详解】
ABCD．根据理想气体状态方程：pV nRT
，对于一定量的理想气态在温度不变时有pV 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.
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．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，100
C ︒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。

20．C
解析：C
【解析】
由图示图象可知，从A 到B 过程p 与V 成反比，气体温度不变，A B T T =，从B 到C 过程，气体体积不变而压强减小，由查理定律可知，气体温度降低，A B C T T T =>，C 正确．
21．A
解析：A
【解析】
【分析】
【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 1.037273273
A 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 。

22．A
解析：A
【解析】 根据理想气体状态方程：112212
PV PV T T =,由a 到b 再到c ，压强减小，温度升高，所以体积一定增加，且一直增加，A 对．
23．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
大量气体分子无规则的热运动会不断的碰撞接触面而产生一个持续的压力，单位面积的压力就是压强，故下落的许多小钢珠不断地撞击托盘，托盘就受到一个持续的压力的现象与气体压强产生的原因相类似，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

24．A
解析：A
【解析】
【分析】
先判断玻璃管绕顶端转过一个角度后管内气体压强的变化，再根据玻意耳定律分析气体体积的变化，即可分析管内液面如何变化．
【详解】
当玻璃管绕顶端转过一个角度时，假设管内水银不动，则管内水银的竖直高度增大，根据0h p p p =-知，管内气体的压强减小，根据玻意耳定律pV c =知气体的体积将增大，则l 增大；最终稳定时气体的压强减小，所以根据0h p p p =-知，管内液面升高，所以h 增大，A 正确．
【点睛】
在玻璃管绕顶端转过一个角度的过程中，要抓住封闭气体的温度不变，发生了等温变化，判断气体的压强如何变化，再分析体积如何变化，这是常用的思路．
25．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．。