高考物理力学知识点之理想气体图文解析(4)

一、选择题

1．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

2．如图所示，1、2是一定质量的某气体在温度分别是t1，t2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p1、V1和p2、V2，则由图像可知（ ）

A．t1t2 C．t1t2

B．t1t2 D．p1V1p2V2

3．如图是一定质量的气体由A状态到B状态变化过程的p-V图线，从图线上可以判断，气体的变化过程中，其温度（ ）

A．一直降低 C．先降低后升高 A．从外界吸收了热量

B．一直升高 D．先升高后降低

4．一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体 ( )

B．对外界做了功 C．密度增大

D．分子的平均动能增大

5．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

6．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 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．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

9．一定质量的理想气体，经图所示方向发生状态变化，在此过程中，下列叙述正确的是（ ）

A．1→2气体体积增大 C．2→3气体体积不变

B．3→1气体体积增大 D．3→1→2气体体积不断减小

10．如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱（高为h1）封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是（ ）

A．h2变长 C．h1上升

B．h2变短 D．h1下降

11．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 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．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

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

B．2.0 atm

C．1.5 atm

D．1.0 atm

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

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．下列说法正确的是（ ） A．气体的温度升高，分子动能都增大

B．功可以全部转化为热，但吸收的热量一定不能全部转化为功 C．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

D．凡是符合能量守恒定律的宏观过程一定自发地发生而不引起其他变化

16．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．

17．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

18．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

19．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p1和p2，体积变化分别为V1和V2．已知水银密度为，玻璃管截面积为S，则

A．p2一定等于p1

B．V2一定等于V1

C．p2与p1之差为gh D．V2与V1之和为HS

20．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（ ）

10-6 m的悬浮颗粒物 A．PM10表示直径小于或等于1.0×

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

21．氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是( )

A．图中虚线对应于氧气分子平均动能较大的情形 B．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形 C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

D．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大

22．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

23．潜水员使用的氧气钢瓶内部装有氧气和氮气，当瓶内气体即将用完时，内部剩余气体可视为理想气体。冬季将该氧气瓶从室内移至室外，一段时间后（ ） A．氧气分子的平均速率等于氮气分子的平均速率 B．氧气分子的平均速率大于氮气分子的平均速率 C．单位时间内气体分子撞击内壁的次数相比在室内时不变 D．单位时间内气体分子撞击内壁的次数相比在室内时减少

24．一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图象如图所示．下列判断正确的是( )

A．过程ab中气体一定吸热 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．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最大

25．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 C．200次

B．180次 D．250次

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题 1．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.

2．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，p1p2，由理想气体状态方程：

pVC T可知T1T2则：

t1t2

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T1T2，则p1V1p2V2，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。

3．D

解析：D 【解析】 【详解】

pVC可知，气体的温度与pV乘积成正比，由图像可知，直线T上各点的横纵坐标之和一定（均为4），由数学知识可知，当横纵坐标相等时，pV乘积

根据理想气体状态方程

最大,可知从A到B过程中，pV乘积先增大后减小，即该气体的温度先升高后降低；故ABC错误，D正确． 故选D.

4．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．

5．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．

6．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=P0+h=P0+h右，要使两侧水银面高度差h增大，封闭气体的压强P=P0+h变大；A、从左侧管口滴入水银，h右不变，封闭气体压强P=P0+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=P0+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=P0+h右变大，由P=P0+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=P0+h=P0+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．

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】

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．

9．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

A．1→2是等温变化

p1V1=p2V2

压强变大，所以体积变小，故A错； B．3→1是等压变化

V3V1T3T1

温度变小，所以体积变小，故B正确； C．2→3压强变小温度变高，根据

p2V2p3V3 T2T3体积应变大，故C错；

D．综上，3→1→2气体体积一直减小，故D错误。 故选D。

10．D

解析：D 【解析】

试题分析：当外界压强变大时，根据理想啊气体状态方程可知：下部气体的压强会变大，所以体积会变小．所以h1下降 考点：力的平衡 理想气体状态方程

点评：难度一般，可以根据经验直接得出答案

11．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，压强都是和； 初状态：末状态：代入数据解得

根据玻意耳定律得：

，

，故初始体积为两部分的

，故A正确，BCD错误。

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．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.

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：初状态末状态

气室1、2的体积分别为

，

，

、

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。

故ABC错误，D正确

15．C

解析：C 【解析】 【详解】

A.气体的温度升高，分子的平均动能增大，并不是每个分子的动能都增大，故A错误. B.当存在其他影响时，吸收的热量可以全部转化为功，故B错误.

C.液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显

示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故C正确.

D.一切宏观自然过程除了要符合能量守恒定律，还得符合热力学第二定律，故D错误.

16．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．

17．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成正比，所以B选项正确；由热力学第一定律WQU可知，对一定质量的气体加热，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．

考点：物体的内能 玻意耳定律 热力学第一定律WQU分子间的距离和分子力的关系

18．A

解析：A 【解析】

根据理想气体状态方程：

PVPV1122,由a到b再到c，压强减小，温度升高，所以体积一T1T2定增加，且一直增加，A对．

19．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

，末状态上面气体的压强

理可求出化

，故A正确，C错误；由玻意耳定律得，同理可求出

，初状态上面气体的压强

，所以

，同

，所以气体的变

，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．

20．C

解析：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．

21．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

AB．由图可以知道,具有最大比例的速率区间，100C 时对应的速率大，说明实线为100C的分布图像，对应的平均动能较大，故A错误；B正确；

C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例,但无法确定分子具体数目，故C错误；

D．与0℃ 时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故D错误； 故选B．

点睛：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,要注意明确图象的意义是解题的关键.

22．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

p1 768YPa－750YPa=18YPa

S（S为玻璃管的横截面积），当气压计读数为740mm水银柱时，气这时气体的V1 80体体积

V2 8010S90S

由玻意耳定律可求出这时气体的压强

p2此时实际的大气压

V180p118YPa=16YPa V290p 740 + 16YPa = 756YPa

即相当于756 mm水银柱产生的压强。 故选B。

23．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

AB．温度相同，氧气、氮气的平均分子动能相等，氧气分子质量比氮气分子质量大，故氧气分子的平均速率小于氮气分子的平均速率，故AB错误； CD．根据理想气体方程

pVC T可知温度降低，气体压强减小，单位时间内气体分子撞击内壁的次数相比在室内时减少，故C错误，D正确。 故选D。

24．A

解析：A 【解析】

A、由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律UQW可知，气体吸收热量，故A正确；

B、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；

C、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

UQW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；

D、由图象可知，a状态温度最低，分子平均动能最小，故D错误； 故选A．

【点睛】由图示图象判断气体的状态变化过程，应用气态方程判断气体体积如何变化，然后应用热力学第一定律答题．

25．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：

p0V0p2V0np1V1，即2080=280n19，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；