高考物理新力学知识点之理想气体经典测试题及答案解析(4)

高考物理新力学知识点之理想气体经典测试题及答案解析(4)
一、选择题
1．如图是一定质量理想气体的1p 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
2．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 >
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
B ．一直升高
C ．先降低后升高
D ．先升高后降低 4．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
5．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m0，每个气体分子的体积V0，则m0＝
A
M
N，
V0＝0
m
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
6．一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
7．如图所示,容器左边的体积是右边的4倍,两边充有同种气体,温度分别为20℃和10℃,此时连接两容器的细玻璃管的水银柱保持静止,如果容器两边的气体温度各升高10℃,忽略水银柱及容器的膨胀,则水银柱将（）
A．向右移动B．向左移动C．静止不动D．条件不足,无法判断8．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
9．如图所示，a、b、c三点表示一定质量理想气体的三个状态，则气体在a、b、c三个状态的热力学温度之比是（）
A．1：1：1
B．1：2：1
C．3：4：3
D．1：2：3
10．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
11．一定质量的理想气体，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+
12．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
13．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
14．如图所示，一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置.金属圆板A 的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为.M 不计圆板与容器内壁之间的摩擦.若大气压强为0p ，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p 等于( )
A ．0cos P Mg S θ+
B ．0cos cos P Mg S θθ+
C ．20cos Mg P S θ+
D ．0Mg P S
+ 15．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
16．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
17．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
18．一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
19．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
20．一定质量的气体，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
21．如图，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外水银面高度差为1h，右侧管有一段水银柱，两端液面高度差为2h，中间封有一段空气。

()
A．若大气压升高，1h减小，2h增大
B．若把弯管向上移动少许，重新平衡后，管内气体体积不变
C．若把弯管向下移动少许，重新平衡后，管内气体压强不变
D．弯管无论向上还是向下移动，重新平衡后，1h始终等于2h
22．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B．h2变短
C．h1上升D．h1下降
23．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B．180次
C．200次D．250次
24．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
25．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
【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】
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．
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，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。

3．D
解析：D
【解析】
【详解】 根据理想气体状态方程pV C T
=可知，气体的温度与pV 乘积成正比，由图像可知，直线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】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．
5．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0100%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．
6．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．
7．B
解析：B
【解析】
【详解】
设两个容器的体积不变，即1V ，2V 不变，所装气体温度分别为293,283K K
当温度升高T ∆时，左边的压强由1P 增至'1P ，'111P P P ∆=-
右边的压强由2P 增至'2P ，'222P P P ∆=-
由查理定律得：
11293P P T K
∆=∆ 22283P P T K
∆=∆ 因为21P P = ，所以12P
P ∆<∆，故水银柱应向左移运动，故B 正确。

8．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。

9．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】 根据理想气体状态方程pV C T
=，可得pV T pV C =∝，由图示图象可知：a 、b 、c 三个状态的温度之比为::::31:22:133:4:3a b c a a b b c c T T T p V p V p V ==⨯⨯⨯=，C 正确．
10．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。

11．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 。

12．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．
13．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 ．
14．D
解析：D
【解析】
以活塞为研究对象，分析受力如图所示：
重力Mg 、外界大气压力P 0S ，气缸壁的压力N 和气缸内气体的压力F ，
其中F=cos PS θ
…① 根据平衡条件，竖直方向上：
P 0S+Mg=Fcosθ…②
联立①②得：P=P 0+
Mg S
故选D
点睛：以活塞为研究对象，分析受力，气缸内气体的压力方向与活塞截面垂直，活塞的合力为零，由平衡条件求解气体的压强P ． 15．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
16．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．
17．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。

18．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
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．
19．A
解析：A
【解析】
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．
20．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 ． 21．D
解析：D
【解析】
【分析】
管中封闭气体的压强0102P P gh P gh ρρ=+=+，可得12.h h =根据气态方程分析大气压时，气体的体积如何变化，即知道1h 和2h 如何变化。

若把弯管向上移动少许或下移少许，封闭气体的压强将要变化，根据玻意耳定律分析体积如何变化
【详解】
平衡后管中封闭气体的压强0102P P gh P gh ρρ=+=+，则得12.h h =若大气压升高时，封闭气体的压强增大，由玻意耳定律PV c =得知，封闭气体的体积减小，水银柱将发生移动，使1h 和2h 同时减小，二者始终相等。

故A 错误，D 正确。

若把弯管向上移动少许，假设左侧管内水银面不动，则封闭气体的体积将增大，压强减小，而外界大气压不变，左侧管内水银面高度差不变，所以左侧管内水银面将上升，管内气体压强减小，由pV c =知，最终管内气体体积增大。

故B 错误。

若把弯管向下移动少许，封闭气体的体积减小，压强增大，故C 错误。

【点睛】
本题关键要根据压强判断出12.h h =再结合气态方程进行动态分析。

22．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h 1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
23．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；
24．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．
25．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。