高考物理新力学知识点之理想气体全集汇编含答案解析(2)

高考物理新力学知识点之理想气体全集汇编含答案解析(2)
一、选择题
1．如图所示，一弹簧秤上端固定，下端拉住活塞提起气缸，活塞与气缸间无摩擦，气缸内装一定质量的理想气体，系统处于静止状态，现使缸内气体的温度升高，则在此过程中，气体体积V与弹簧秤拉力F的变化情况是（）
A．V增大，F增大B．V增大，F减小
C．V不变，F不变D．V增大，F不变
2．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=1
2
g，舱内气体温度比起飞前温度增加10%
D．a=-1
2
g，舱内气体温度比起飞前温度降低10%
3．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
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．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=500cm3，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
6．一定质量的理想气体从状态a变化到状态b的P-V图像如图所示，在这一过程中，下列表述正确的是
A．气体在a状态的内能比b状态的内能大
B．气体向外释放热量
C．外界对气体做正功
D．气体分子撞击器壁的平均作用力增大
7．某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p0的空气的体积为( )
A． V B．V
C．(＋1)V D．(－1)V
8．一定质量的气体，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
图象如图所示，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
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．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
11．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
12．如图所示，一导热性能良好的气缸吊在弹簧下，缸内被活塞封住一定质量的气体（不计活塞与缸壁摩擦），当温度升高到某一数值时，变化了的量有：（）
A．活塞高度h B．气体压强p C．缸体高度H D．弹簧长度L
13．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
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
15．两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．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．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 atm
18．一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
19．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．
20．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 ．
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．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
24．一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 25．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
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一、选择题
1．D
解析：D
【解析】
【详解】
设活塞与气缸的质量分别为m 和M ，活塞的横截面积为S ，大气压为o P ，封闭气体的压强为P ．
以气缸为研究对象，根据平衡条件得：0P S PS Mg =+，得：0Mg P P S
=-，可知，封闭气体的压强P 保持不变，使气缸内气体的温度升高时，气体发生等压变化，由盖•吕萨克定律分析得知气缸内气体的温度升高，体积V 增大．对活塞与气缸为研究对象，由平衡条件得，弹簧秤拉力F =（M +m ）g ，则得F 保持不变．
A. V 增大，F 增大，与上述结论不符，故A 错误
B. V 增大，F 减小，与上述结论不符，故B 错误
C. V 不变，F 不变，与上述结论不符，故C 错误
D. V 增大，F 不变，与上述结论相符，故D 正确。

2．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.
3．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． 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．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
6．D
解析：D
【解析】
试题分析：由P-V 图象可知，由a 到b 气体的压强和体积均增大，有理想气体状态方程： PV C T
＝可知，气体温度升高，平均动能增大，所以内能增大，故选项A 错误；由P-V 图象可知，由a 到b 气体的压强和体积均增大，气体对外做功，0W ＜；根据理想气体状态方程： PV C T
＝可知，气体温度升高，理想气体内能由温度决定，故内能增加，即0U ∆＞，根据热力学第一定律：U W Q ∆=+可知，0Q ＞，气体从外界吸收热量，故选项B 、C 错误；由P-V 图象可知，由a 到b 气体的压强和体积均增大，单位体积内分子数减少，又压强增大，故气体分子撞击器壁的作用力增大，故选项D 正确；
7．D
解析：D
【解析】气体做等温变化，设充入的气体，，所以
，C 正确．
视频
8．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：△P 1=△P 2．故A 正确，BCD 错误
故选：A ． 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】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．
11．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
12．C
解析：C
【解析】A、选择活塞与气缸为整体对其受力分析，受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力，在升温过程中，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度不变，活塞的位置不变，故A错误；
B、气缸内的气体做等压变化，根据理想气体状态方程可以判断，温度升高时，体积增大气缸下落，所以缸体的高度变化，故C正确，B错误；
D、选择活塞与气缸为整体对其受力分析，受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力，在升温过程中，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度不变，故D错误。

点睛：气缸内的气体做等压变化，根据理想气体状态方程可以判断，温度升高时，体积增大气缸下落，结合牛顿第二定律判断气缸的受力情况。

13．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．
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．C
解析：C 【解析】 【详解】
假设水银柱不动，则气体体积不变，由查理定律得： p p T T '
=
'
，则T T
p p p p T
'-='-=
，开始时两部分气体压强p 与初温T 都相等，左边气体降低的压强：201010p p p T T -=
=左 ；右边气体降低的压强：20020p
p p T T
-==右，右边气
体降低的压强大于左边气体降低的压强，则左边气体压强大于右边气体压强，水银柱将向右移动；
A. 不动，与结论不相符，选项A 错误；
B. 向左移动，与结论不相符，选项B 错误；
C. 向右移动，与结论相符，选项C 正确；
D. 无法确定是否移动，与结论不相符，选项D 错误；
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 =P 0+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 =P 0+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 =P 0+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】
将充气之前的两部分气体合起来作为初状态，压强都是，故初始体积为两部分的
和； 初状态：
，
末状态： 根据玻意耳定律得：
代入数据解得
，故A 正确，BCD 错误。

18．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.
19．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.
20．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
气体a 到b 为等容变化，b 到c 为等温变化，则P -V 图象中，a 到b 对应V 不变，P -V 图象中的双曲线为等温线，故b -c 为双曲线，故选A ．
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：1122
12
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．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．
24．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 ．
25．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0
100%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．。