高考物理新力学知识点之理想气体图文解析(5)

高考物理新力学知识点之理想气体图文解析(5)

一、选择题

1．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

2．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

3．一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

4．图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气。现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（）

A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律

B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律

D．ABC三种说法都不对

5．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 >

6．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

7．一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

8．一定质量的理想气体，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

B ．3→1气体体积增大

C ．2→3气体体积不变

D ．3→1→2气体体积不断减小

9．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Δp 1和Δp 2，体积减少分别为ΔV 1和ΔV 2．则 （ ）

A ．Δp 1<Δp 2

B ．Δp 1>Δp 2

C ．ΔV 1<ΔV 2

D ．ΔV 1>ΔV 2

10．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 = 11．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 H 1>H 2，水银柱长度 h 1>h 2，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

12．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 ．

13．下列有关热学的叙述中，正确的是（ ）

A．同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均速率相同

B．在绝热条件下压缩理想气体，则其内能不一定增加

C．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动

D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力

14．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

15．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

16．下列说法正确的是_________．

A．布朗运动是液体分子的无规则运动

B．只有外界对物体做功才能增加物体的内能

C．功转变为热的实际宏观过程是可逆过程

D．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加

17．一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

18．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

19．一定质量的气体，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

20．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

21．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．

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．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

-图上的abc表示一定质量理想气体的状态变化过程，这一过程在24．如图所示，p T

-图上的图线应是图中的()

p V

A．B．

C．D．

25．如图所示，一开口向右的气缸固定在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，气缸中间位置有一挡板，外界大气压为p0。初始时，活塞紧压挡板处；现缓慢升高缸内气体温度，则图中能正确反应缸内气体压强变化情况的p﹣T图象是（）

A．B．

C．

D．

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．C

解析：C

【解析】

【详解】

A、分子力做正功，分子势能减小，A错误

B、气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，B错误

C、分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小，随分子间的距离的减小而增大，C正确

D、绝对零度是不可能达到的最低温度，自然界的温度只能无限逼近。D错误

2．D

解析：D

【解析】当气体温度升高，由PV C T

=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．

3．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；

4．C

解析：C

【解析】试题分析：气体等温膨胀，内能不变，从外界吸收的热量全部对外做功，但这个过程引起了其他变化，如有外力控制着活塞缓慢的移动，而非自动进行的，有“第三方”的参与，不违背热力学第二定律，故选C 。

考点：热力学第二定律。

5．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。

6．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．

7．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 ．

8．D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

A ．1→2是等温变化

p 1V 1=p 2V 2

压强变大，所以体积变小，故A 错；

B ．3→1是等压变化 3131V V T T =

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 332223

p V p V T T = 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 。

9．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 ． 10．B

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．

11．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。

12．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。

13．D

解析：D

【解析】

【详解】

A. 同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均动能相同，由于分子质量不同，则分子平均速率不同，选项A 错误；

B. 在绝热条件下压缩理想气体，外界对气体做功，根据?U =W +Q 可知其内能一定增加，选项B 错误；

C. 布朗运动是指悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动，不是花粉分子的热运动，选项C 错误；

D. 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力，选项D 正确.

14．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.

15．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．

16．D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

A ．布朗运动时固体微粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，选项A 错误．

B ．由热力学第一定律可知改变内能有做功和热传递两种方式，选项B 错误．

C ．由热力学第二定律知一切热现象都是不可逆的，功转变成热能自发发生，但热转化为功要引起其它的变化，选项C 错误．

D ．由理想气体状态方程n P RT V

=可知，压强P 不变时，温度T 降低，则体积减小，即n V

增加，选项D 正确． 故选D ．

17．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

?=+可知，气体吸热，故律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律U Q W

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

?=+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，U Q W

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．

18．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。

19．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：△P1=△P2．故A正确，BCD错误

故选：A．

20．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T 2＞T 1．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。

21．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.

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．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．C

解析：C

【解析】

【详解】

由图示p T -图象可知，气体由a 到b 过程，气体压强p 增大、温度升高，压强p 与温度T 成正比，由理想气体状态方程可知，气体体积不变；b 到c 过程气体温度不变而压强减

小，由玻意耳定律可知气体体积增大；由此可知，由a到b过程气体体积V不变而压强p

-图象符合气增大，由b到c过程压强p减小、体积V增大，由此可知，选项C所示p V

体状态变化过程，故选项C正确，A、B、D错误．

25．C

解析：C

【解析】

【详解】

BD．在p—T图象中，开始一段时间内，随着温度的升高，气体发生的等容变化，即

p

=恒量，图象为一条过坐标原点的直线，BD错误；

T

AC．当压强增加到内外压强相等时，温度再升高，活塞将向右移动，气体发生等压变化，图象是一条水平时温度轴的直线，因此A错误，C正确。