高考物理力学知识点之理想气体难题汇编

高考物理力学知识点之理想气体难题汇编(3)一、选择题.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6变化的关系图象大致为B.PB.P.(3-3)一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，ab.be.cd和曲这四段过程在p・T图上都是直线段，成和de的延长线通过坐标原点0,A垂直于数，ad平行于纵轴，由图可以判断()A.勖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8c过程中气体体枳不断减小，外界对气体做正功，气体内能不变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&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.如图所示，一个内壁光滑、绝热的气缸固定在地面上，绝热的活塞下方封闭着空气，若用竖直向上的力尸将活塞缓慢向上拉一些距离.则缸内封闭着的气体A.分子平均动能不变B.单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少C.每个分子对缸壁的冲力都会减小D.若活塞重力不计，拉力尸对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量.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5.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。若己知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（）恒温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6.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7.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Api和体积减少分别为△匕和则（）A.A/；i<A/72 B.C.AV1<AV2 D.AVi>AV2.一定质量的理想气体经历了如图所示的一系列过程，ab、be、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0,be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.B.C.D.TA.B.C.D.Tab过程中气体体积不断减小be过程中气体体枳不断减小cd过程中气体体积不断增大da过程中气体体积不断增大.如图，两端开II的弯管，左管插入水银槽中，管内外水银面高度差为4,右侧管有一段水银柱，两端液面高度差为4，中间封有一段空气。（ ）A.若大气压升高，九减小，八增大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，4始终等于生10.如图所示，将盛有温度为丁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、8两部分气体隔开，现使A、B同时升高温度，若A升高到7+△?；,8升高到7十△，，己知%=2%,要使水银保持不动，则（）A.△心=2qB.△〃=△/C.aTa= D.^Ta=.如图所示，两端开门的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱（高为儿）封闭一定质量的气体，这时管下端开II处内、外水银面高度差为足，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.生变长 B.生变短C.6上升 D.6下降.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7■的变化关系图象，下列说法正确的是（）PC..<（T- J;4玲B压强不变，体积减小B玲C温度不变，体积增大Cf八温度降低，体枳不变CfA压强减小，体积减小13.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，尸减小C.V不变，尸不变 D.V增大，F不变.将一定质量的氧气从0℃缓慢升高到100C,下列说法中正确的是A.氧气分子的平均动能一定变大B.每个氧气分子的运动速率一定变大C.氧气分子的密集程度一定变大D.气体的压强一定变大.空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L,现再充入1.0atm的空气9.0L.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.2.5atin B.2.0atm C.1.5atm D.1.0atm.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.当压强不变而体枳和温度变化时，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数可能不变17.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18.如图所示，一根竖直的弹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，气缸里导热性良好，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.若外界大气压强玷大，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19.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.如图甲所示，P-T图上的表示一定质量理想气体的状态变化过程，这一过程在尸-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.OV

A.OVc.c..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.一定质量的气体，体枳不变时，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.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,卜表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为d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P。，则被圆板封闭在容器中的气体的压强〃等于（ ）B.鲁白胃B.鲁白胃D."攀.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&乙和勿々，体积变化分别为△匕和△匕.已知水银密度为夕，玻璃管截面积为S,则Ap?一定等于Ap?一定等于3'△匕一定等于C.与之差为007 D.△匕与△匕之和为HS.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.如图所示，长L=34cm的粗细均匀的长直玻璃管竖直放置，上端开口，用长〃=15cm的水银将一定质量的气体封闭在管的下端，稳定后气体长度610cm。己知外界大气压po=75cmHg,现保持温度不变的情况下从管的上端开口处缓慢加入水银，则加入水银的最大长度为9cm10cm14cm15cm【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题.D解析：D【解析】【详解】AB.设玻璃管内的水银柱的长度为人当玻璃管竖直开II向上时，其产生的压强为尸h，此时被封闭气体的压强为尸=尸。十几，当玻璃管顺时针方向转动角度8时，水银柱产生的压强为尸hcos。，被封闭气体的压强为：P=Po+PhCOsO,管内空气压强p随夹角8变化的关系图象应是余弦图象的形状，选项AB错误。CD.由P=Po+尸hcos。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。D解析：D【解析】PVab过程是等容变化，内能减小，be过程中，根据一=。可以知道，体积减小，温度降T低，则内能减小，〃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，要抓住在尸-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.B解析：B【解析】试题分析：向上拉活塞时，气体体积变大，气体对外做功，W<0,由于气缸与活塞是绝热的，在此过程中气体既不吸热，也不放热，则Q=0,由热力学第一定律可知，AUnW+QV0,气体内能减小，温度降低，分子平均动能变小，但并不是每一个分子动能都减小，每个分子对缸壁的冲力都会减小，故AC错误；气体物质的量不变，气体体积变大，分子数密度变小，单位时间内缸里单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少，B正确；若活塞重力不计，则活塞质量不计，向上拉活塞时，活塞动能与重力势能均为零，拉力F与大气压力对活塞做的总功等于缸内气体的内能改变量，D错误.考点：本题考查热力学第一定律.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。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。A解析：A【解析】试题分析：己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4］二限从，卜.部分气体压强的变化量至2=限W，所以*L=*2,A、B错误；由玻意耳定律得pM=pM'、pM=pM，可得公匕二芸」,△匕= ,解得:△呸-- -- A+姐 Pa+丹故选D.A解析：A【解析】【详解】PV CA、由理想气体状态方程一=。整理得：P=—T,在P-T图象中a到b过程斜率不T VP变，一不变，则得气体的体积不变，故A错误；TCBC、由理想气体状态方程整理得：尸="丁，可以判断图象上的各点与坐标原点连线的斜c率即为M，所以be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；cD、da过程中，od线的斜率大于oa线的斜率，7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.D解析：D【解析】【分析】管中封闭气体的压强P=P0+pghl=PQ+pgh2，可得h】=4.根据气态方程分析大气压时，气体的体积如何变化，即知道儿和4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尸="+0g九=4+204,则得4二九.若大气压升高时，封闭气体的压强增大，由玻意耳定律尸V=c得知，封闭气体的体积减小，水银柱将发生移动，使儿和田同时减小，二者始终相等。故A错误，。正确。若把弯管向上移动少许，假设左侧管内水银面不动，则封闭气体的体枳将增大，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=c知，最终管内气体体积增大。故8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。故选：D。【点睛】本题关键要根据压强判断出九=八.再结合气态方程进行动态分析。B解析：B【解析】【详解】由图分析可知原来A、8两气体的压强相等，即?=巴，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：C=cT由数学知识可得：PXP

T~AT则P=TAT由上知Pb=Pa且初态温度相等，则要使相等，必须满足△北=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.气体的体枳不变，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..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：卜部气体的压强会变大，所以体枳会变小.所以勿下降考点：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C解析：CPV【解析】试题分析：根据公式——=c分析解题.TPVA^B压强不变，属于等压不变，根据——=C可得温度升高时，体积增大，8fC温度不Tpv变，根据公式2-=。可知压强增大，体枳减小，C玲4过程直线通过原点，为等容变化，Tpv根据可得温度降低，压强减小，故C正确.T.D解析：D【解析】【详解】设活塞与气缸的质量分别为小和加，活塞的横截面积为S,大气压为匕，封闭气体的压强为尸.以气缸为研究对象，根据平衡条件得：P°S=PS+Mg,得：夕=与一?，可知，封闭气体的压强户保持不变，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，体枳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+〃?）g,则得尸保持不变.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。A解析：A【解析】【详解】AB、温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，但不是所有分子运动速率都变大,故A正确，B错误；CD、气体的压强与分子的密集程度以及分子的平均撞击力有关；一定质量的气体的温度升高，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大；若气体的体枳增大，单位体积内的分子数减小(即气体的密集程度减小)，气体的压强不一定增大，故CD错误。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LOatm,故初始体积为两部分的和；初状态：pi=10atm,P=Vi+V2=(6.0+9.0)L=15.0L末状态：P2=?r=l^i=6.0L根据玻意耳定律得："M=P2V'代入数据解得P2=2.5atm,故A正确，BCD错误。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枳上的分子数增加，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pWT=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.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.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，着外界大气压强增大，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，气体体枳增大，故气缸上升，所以上底面距地面的高度将增大，D项正确..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.A解析：A【解析】【分析】【详解】气体。到为等容变化，〃到c为等温变化，则P-V图象中，。到〃对应V不变，PW图象中的双曲线为等温线，故6-c为双曲线，故选A.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，当体枳不变时，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=AU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