高考物理最新力学知识点之理想气体知识点

高考物理最新力学知识点之理想气体知识点

一、选择题

1．关于封闭容器内的气体压强，下列说法正确的是

A ．封闭容器内的气体压强是由于容器内气体受到重力作用而产生

B ．等温变化过程中，若气体的体积减小，则分子的密集程度增大，则压强变大

C ．等容变化过程中，若气体分子平均动能增大，则气体压强变小

D ．当压强不变而体积和温度变化时，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数可能不变

2．（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

3．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 >

4．某自行车轮胎的容积为V ，里面已有压强为p 0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p 0的空气的体积为( )

A ．

V B ．V C ．(＋1)V D ．(

－1)V 5．如图所示，一定质量的氢气(可看作理想气体)由状态A 经状态B 变化到状态C ，设由A 到B 、由B 到C 的过程外界对气体做的功分别为W 1、W 2，气体从外界吸收的热量分别为Q 1、Q 2，则

A ．10W >，20W >

B ．10Q >，20Q >

C ．1212W W Q Q +=+

D ．1212W W Q Q +>+

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．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

9．一定质量的理想气体经历了如图所示的一系列过程，ab 、bc 、cd 和da 这四个过程在p ﹣T 图上都是直线段，其中ab 的延长线通过坐标原点O ，bc 垂直于ab 而cd 平行于ab ，由图可以判断下列说法错误的是（ ）

A ．ab 过程中气体体积不断减小

B ．bc 过程中气体体积不断减小

C ．cd 过程中气体体积不断增大

D ．da 过程中气体体积不断增大

10．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

11．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 ．2A

B T T = B ．A B T T =

C ．12A B T T =

D ．14

A B T T = 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=-12

g ，舱内气体温度比起飞前温度降低10% 13．如图所示为一定质量的理想气体压强随热力学温度变化的图象，气体经历了ab 、bc 、cd 、da 四个过程。其中bc 的延长线经过原点，ab 与竖直轴平行，cd 与水平轴平行，ad 与bc 平行。则气体在

A ．ab 过程中对外界做功

B ．bc 过程中从外界吸收热量

C ．cd 过程中内能保持不变

D．da过程中体积保持不变

14．一定质量的理想气体，0℃时压强为 p0，经一等容变化过程，温度为 t℃时，气体压强为p。则它每升高 1℃，压强的增量△p的值为（）

A．p

t

B．0

p p

t

-

C．

273

p

D．0

273

p

t+

15．处于竖直面内两端开口粗细均匀的U形管内用两段水银柱封闭一定质量的空气．稳定后空气柱的长为l，各液面P、Q、M、N位置如图．当气体温度升高时，下列说法中正确的是（）

A．空气柱的长度l减小

B．空气柱的长度l不变

C．液面MN间高度差减小

D．液面MN间高度差不变

16．如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管竖直固定，两段水银柱将空气柱B封闭在玻璃管左侧的竖直部分，A侧水银有一部分在水平管中。若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，稳定后

A．右侧水银面高度差h1增大

B．空气柱B的长度不变

C．空气柱B的压强增大

D．左侧水银面高度差h2减小

17．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

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

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

21．一定质量的理想气体，其状态变化的P-T图像如图所示。气体在由状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是

A．分子热运动的平均速率增大

B．分子热运动的平均速率减小

C．单位体积内分子数增多

D．单位面积、单位时间内撞击器壁的分子数增多

22．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（）

A．PM10表示直径小于或等于1.0×10-6 m的悬浮颗粒物

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

23．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

24．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

25．如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管 A 和 B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气，空气柱长度 H1>H2，水银柱长度 h1>h2，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是：（）

A．均向下移动，A 管移动较多 B．均向上移动，A 管移动较多

C．A 管向上移动，B 管向下移动 D．无法判断

【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】

A、封闭容器内的气体压强是由于大量的气体分子对器壁频繁的碰撞产生的，选项A错误；

B、等温变化过程中，若气体的体积减小，则分子的密集程度增大，则单位时间碰到器壁的单位面积上的分子数增加，则气体的压强变大，选项B正确；

C、等容变化过程中，若气体分子平均动能增大，则温度升高，根据pV/T=C可知，气体压强变大，选项C错误；

D、一定质量的气体当压强不变而体积和温度变化时，温度变化，则物体分子运动的激烈程度发生变化，引起分子对器壁的平均撞击力发生变化；气体的压强不变，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数一定改变．故D错误．

2．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．

3．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。

4．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

5．B

解析：B

【解析】

A．气体由A经状态B变化到状态C过程中，图象上的点与原点连线的斜率p/T减小，由气态方程pV/T=C知，气体的体积不断增大，气体对外界做功，所以W1＜0，W2＜0，所以A错误；

B．在AB过程中，气体的温度不断升高，同时对外做功，要吸热，所以Q1＞0，在BC过程中，气体的温度不变，内能不变，但同时对外做功，要吸热，所以Q2＞0，所以B正确；

CD．在全程中，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律△U=Q+W得知，气体吸收的热量大于气体对外做功，即有

|W1|+|W2|＜|Q1|+|Q2|．

所以CD错误．

故选B．

点睛：本题要知道AO、BO、CO连线可表示等容变化，根据斜率分析对应的体积大小，并掌握热力学第一定律，能用来分析能量的变化．较好的考查了应用图象解决物理问题的能力．

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．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。

9．A

解析：A

【解析】

【详解】

A、由理想气体状态方程PV

C

T

=整理得：

C

P T

V

=，在P﹣T图象中a到b过程斜率不

变，P

T

不变，则得气体的体积不变，故A错误；

BC、由理想气体状态方程整理得：

C

P T

V

=，可以判断图象上的各点与坐标原点连线的斜

率即为C

V

，所以bc过程中气体体积不断减小，cd过程中气体体积不断增大，故B，C正

确；

D、da过程中，od线的斜率大于oa线的斜率，C

V

减小，则气体的体积变大，故D正确；

本题选择错误选项，故选：A

【点睛】

根据理想气体状态方程整理出压强﹣温度的表达式，依据表达式和数学知识判断体积的变化情况．

10．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．

解析：B

【解析】

【详解】

由图分析可知原来A 、 B 两气体的压强相等，即B A P P =，要使水银保持不动，A 、B 两部分做要发生等容变化，则对任一气体有：

P C T

= 由数学知识可得：

P T T

P ?=? 则

P P T T

?=

? 由上知 B A P P =

且初态温度相等，则要使△P 相等，必须满足

A B T T ?=?

故B 正确，ACD 错误；

故选B ．

【点睛】

要使水银保持不动，AB 两部分气体压强的增加量应相等．气体的体积不变，根据理想气体的状态方程，找出AB 两部分气体的压强的变化情况，再进行分析．

12．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.

13．A

【解析】

【详解】

A .ab 过程气体发生等温过程，压强降低，根据PV / T =C ，知体积增大，气体对外界做功，故A 正确；

B.bc 过程，连线过坐标原点，则bc 过程中体积不变，W =0，温度降低，内能减小，根据?U =W+Q 可知，气体放热，故B 错误；

C. cd 过程中气体压强不变，温度降低，则内能减小，选项C 错误；

D. da 过程，d 与原点连线的斜率大于a 与原点连线的斜率，据C p T V

=

知，d 状态气体的体积小于a 状态气体的体积，即da 过程中体积增大，故D 错误。 14．B

解析：B

【解析】

【详解】

气体状态参量为：10p p =，T 1=273K ，2p p =，T 2=（273+t ）K ，气体发生等容变化，由查理定律得：

1212

p p T T = 即：

0273273p p t

=+ 气体温度每升高1℃，由查理定律得：

11p p T t

?=? 即：

02731

p p ?= 联立解得气体温度每升高1℃压强的增量为：

0p p p t

-?=

故选B 。 15．D

解析：D

【解析】

【详解】

AB.封闭气体做等压变化，根据盖吕萨克定律可知当气体温度升度高时，封闭气体的体积增大，空气柱的长度增大；故A 项，B 项错误.

CD.封闭气体做等压变化，故液面MN 间高度差不变；故C 项错误，D 项正确.

16．D

解析：D

【解析】

【详解】

ACD.向右管注入少量水银，左侧的压强就增大，左侧的水银就会向左移动，从而左侧的水银A

向上运动，这时左侧水银的高度差h 2就会减小，气体的压强减小，而空气柱B 的压强为 ，得：

，所以右管与B 的水银面的高度差h 1也减

小，

故AC 错误，D 正确；

B.温度保持不变，气体的压强减小，根据玻意耳定律，气体的体积就会增大，长度变大， 故B 错误。 17．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.

18．A

解析：A

【解析】

【详解】

设大气压强为0p ，由图示可知，封闭气体压强：

0p P h =-Ⅰ

0p p h P =+=ⅡⅠ

当U 型管做自由落体运动时，水银处于完全失重状态，对封闭气体不产生压强，封闭气体压强都等于大气压0p 。

AD.气柱I 的压强变大，温度不变，由玻意耳定律可知，气体体积变小，气柱长度变小，右管中的水银面上升，故A 正确，D 错误；

BC.Ⅱ部分气体压强不变，温度不变，由理想气体状态方程可知，气体体积不变，气柱长度不变，左管中水银柱A 不动，故B 错误，C 错误。

19．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．

20．B

解析：B

【解析】

【详解】

设右侧封闭气体上方水银柱高度为h 右，以右侧管中封闭气体为研究对象，封闭气体的压强：

00P P h P h =+=+右

要使图中两侧水银面高度差h 增大，封闭气体的压强要增大．

A ．从左侧管口滴入水银，h 右不变，封闭气体压强不变，两侧水银面高度差h 不变．故A 项错误．

B ．从右侧管口滴入水银，h 右变大，封闭气体压强变大，两侧水银面高度差h 变大．故B 项正确．

CD ．改变气体温度，h 右不变，封闭气体压强不变，两侧水银面高度差h 不变．故CD 项错误．

21．A

解析：A

【解析】

【分析】

本题考查分子动理论。

【详解】

AB ．温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，分子热运动平均动能增加，分子热运动的平均速率增大，A 正确，B 错误；

C ．由理想气体状态方程，

PV nRT =

nRT V P

= 温度升高，压强变小，体积变大，单位体积内分子数减少，C 错误；

D ．温度升高，分子热运动的平均速率增大，压强却减小了，故单位面积，单位时间内撞击壁的分子数减少，D 错误；

故选A 。

22．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．

23．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，100C ? 时对应的速率大，说明实线为100C ?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.

24．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．

25．A

解析：A

【解析】对于管内封闭气体的压强可得： 101p p h =+，对气体2也可以有： 202p p h =+，因为12h h ＞，故12P P ＞，封闭气柱降低相同的温度，两部分气体发生等压

变化，根据理想气体状态方程得： '11'11V V V T T T

?==?，解得： 11V V T T ?=?，同理：

222

V V T T ?=?,又因为： 12H H ＞，即12V V ＞， 12T T =，所以： 2V V ??＞，故气柱上方水银柱均向下移动，A 管移动较多，故A 正确，BCD 错误。

点睛：先求开始时，各个封闭气体的压强，确定气体做等压变化，温度减小，气体发生等压变化，根据理想气体状态方程分析管内封闭气体体积的变化，即可作出判断。