【物理】2020届二轮复习理想气体专题练（信阳高中） 12页

理想气体专题练 ‎1．如图所示，上端封闭的玻璃管，开口向下，竖直插在水银槽内，管内长度为h的水银柱将一段空气柱封闭，现保持槽内水银面上玻璃管的长度l不变，将管向右倾斜30°，若水银槽内水银面的高度保持不变，待再次达到稳定时，则下列说法中不正确的是 ( )‎ A．管内水银柱产生的压强变大 B．管内水银柱的长度变大 C．管内空气柱的密度变大 D．管内空气柱的压强变大 ‎2．如图所示，长L＝34 cm的粗细均匀的长直玻璃管竖直放置，上端开口，用长h=15 cm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l=10 cm。已知外界大气压p0=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 ‎ A．9 cm B．10 cm C．14 cm D．15 cm ‎3．如图，一端开口、另一端封闭的玻璃管竖直放置，管内用水银柱封闭了一定量的气体。玻璃管按图示方式缓慢旋转直至水平状态，该气体的 A．压强增大，体积减小 B．压强减小，体积减小 C．压强增大，体积增大 D．压强减小，体积增大 ‎4．已知两端开口的“”型管，且水平部分足够长，一开始如图所示，若将玻璃管稍微上提一点，或稍微下降一点时，被封闭的空气柱的长度分别会如何变化( )‎ A．变大；变小 B．变大；不变 C．不变；不变 D．不变；变大 ‎5．根据分子动理论，可知下列说法中正确的是(　　)‎ A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 B．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针的重力小，又受到液体的浮力的缘故 C．密封在体积不变的容器中的气体，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 D．分子力随分子间的距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表现为引力 ‎6．如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2和h3，则B端气体的压强为(已知大气压强为p0)(　　)‎ A．p0－ρg(h1＋h2－h3)‎ B．p0－ρg(h1＋h3)‎ C．p0－ρg(h1－h2＋h3)‎ D．p0－ρg(h1＋h2)‎ ‎7．如图所示，一根上细下粗、粗端与细端都均淘的玻璃管上端开口、下端(粗端)封闭，上端足够长，下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体.现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升，则 被封闭气体的体积与热力学温度的关系最接近下图中的 A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎8．下列说法正确的是 A．气体的温度升高，每个气体分子的运动速率都会增大 B．从微观角度讲，气体压强只与气体分子的密集程度有关 C．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 D．若一定质量的气体膨胀对外做功50 J，则内能一定减少50 J ‎9．一定质量的理想气体从状态A可以经历过程1、过程2到达状态也可以经历过程3到达状态C，还可以经历过程4到达状态D，其P-V图像如图所示，且B、C、D在一条平行于纵轴的直线上。已知在这四个过程中的某一过程中，气体始终与外界无热量交换；在过程3中，A到C的曲线是双曲线的一部分。对于这四个过程，下列说法正确的是 。‎ A．在过程1中，外界先对气体做正功，然后气体再对外做功 B．在过程2中，气体温度先逐渐降低然后逐渐升高 C．在过程3中，气体温度始终不变 D．在过程4中，气体始终与外界无热量交换 E. 在A、B、C、D四个状态中，B状态气体温度最高 ‎10．下列说法正确的是________。‎ A．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力 B．热量不能从温度低的物体传递到温度高的物体 C．对于同一理想气体，温度越高，分子平均动能越大 D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 ‎11．下列说法中正确的是________‎ A．温度越高，分子的无规则热运动越剧烈 B．物体的温度越高，所有分子的动能都一定越大 C．分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小 D．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度一定升高 E.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加 ‎12．如图，一定质量的理想气体，从状态a开始，经历过程①②③到达状态d，对此气体，下列说法正确的是___________。‎ A．过程①中气体从外界吸收热量 B．过程②中气体对外界做功 C．过程③中气体温度升高 D．气体在状态c的内能最大 E. 气体在状态a的内能小于在状态d的内能 ‎13．如图所示，一圆柱形气瓶水平放置，瓶内用活塞分为A、B两部分，分别装有理想气体，活塞与瓶内壁气密性好，并可在瓶内自由移动，不计摩擦。开始时，A、B两部分气体的体积之比为，压强均为，大气温度为T，K为阀门。‎ ‎①当温度升高时，活塞将如何移动？‎ ‎②若因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞将缓慢移动，整个过程中气体温度不变，瓶口处气体体积可以忽略。当活塞向右缓慢移动至B中体积减为原来一半时，A中气体的压强多少？若此过程A中气体对外做功为W，则A中气体内能变化多少？‎ ‎14．如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：‎ ‎（1）抽气前氢气的压强；‎ ‎（2）抽气后氢气的压强和体积。‎ ‎15．一端开口的长直圆筒，在开口端放置一个传热性能良好的活塞，活塞与筒壁无摩擦且不漏气.现将圆筒开口端竖直向下缓慢地放入27 ℃的水中.当筒底与水平面平齐时，恰好平衡，这时筒内空气柱长52 cm，如图所示.当水温缓慢升至87 ℃时，试求稳定后筒底露出水面多少？(不计筒壁及活塞的厚度，不计活塞的质量，圆筒的质量为M，水的密度为ρ水，大气压强为p0)‎ ‎16．如图所示，封闭有一定质量的理想气体的汽缸总高度L=40cm，内有一厚度不计的活塞当汽缸静止在水平地面上时缸内气体柱的高度L1=20cm；当汽缸通过活塞悬挂在天花板上时，缸内气体柱的高度L2=30cm。已知活塞质量m=10kg，横截面积S=50cm2，大气压强p0=1×105Pa，气体温度T=300K，取g=10m/s2，活塞与汽缸壁间摩擦不计。‎ ‎①求汽缸悬挂在天花板上时缸内气体的压强；‎ ‎②若汽缸通过活塞悬挂在天花板上时，缓慢升高缸内气体的温度求活塞与汽缸将分离时缸内气体的温度。‎ 参考答案 ‎1．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 管内水银柱产生的压强为p水银=ρghcosθ，则将管向右倾斜，可知管内水银柱产生的压强变小；管内气体的压强p=p0-p水银可知管内空气柱的压强变大；根据pV=C可知管内气体的体积减小，管内气体的密度变大，水银柱的长度变大，故选项A错误，BCD正确；此题选择不正确的选项，故选A.‎ ‎2．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设水银柱的最大长度为x，此时气体的压强p2=(p0+x)cmHg；气体的体积为V2=（L-x）S；开始时：p1= p0+h=90cmHg；气体的体积：V1=lS；由玻意耳定律可知：p1V1= p2V2，解得x=25cm；则加入水银的最大长度为：25-15=10cm；‎ A. 9 cm，与结论不相符，选项A错误；‎ B. 10 cm，与结论相符，选项B正确；‎ C. 14 cm，与结论不相符，选项C错误；‎ D. 15 cm，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎3．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 初始状态，设液柱长为h，气体压强为，旋转至水平时，压强变大，而温度不变，根据等温方程可知，体积变小，A正确BCD错误。‎ ‎4．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 在向上提或向下降玻璃管时，管内气体温度不变，设大气压为P0，封闭气体压强P=P0+h，当玻璃管稍向上提一点时，封闭气体压强不变，由玻意耳定律可知，气体体积不变，空气柱长度不变；玻璃管稍向下降一点时，管内气体被压缩，空气柱上方液体有一部分进入水平管，h变小，封闭气体压强P=P0+h 变小，由玻意耳定律可知，气体体积变大，空气柱长度变大，故ABC错误，D正确。‎ ‎5．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动，选项A错误；把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为水的表面张力的作用，选项B错误；密封在体积不变的容器中的气体，单位体积内分子数目不变，若温度升高，分子平均动能变大，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，选项C正确；分子力随分子间的距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但引力比斥力减小的慢，故分子力表现为引力，选项D错误。‎ ‎6．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设中间部分气体压强为p，以C处液面为研究对象可得：，再以D处液面为研究对象可得：，联立可得：，B正确 ‎7．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据得：，则图线的斜率为，在水银柱升入细管前，封闭气体先做等压变化，斜率不变，图线为直线；水银柱部分进入细管后，气体压强增大，斜率减小；当水银柱全部进入细管后，气体的压强又不变，V-T图线又为直线，只是斜率比原来的小，故A正确，BCD错误。‎ ‎8．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 气体的温度是分子平均动能的标志，所以气体的温度升高，从统计规律看分子的平均运动速率增大，但是仍会有分子的速率减小。故A错误。‎ B. 从微观角度讲，气体压强只气体分子的密集程度和气体的温度有关。故B错误。‎ C.在时，分子力表现为引力，分子的间距增大时分子力做负功，故越大，分子势能越大。故B正确。‎ D. 一定质量的气体膨胀对外做功50 J，同时气体还可能吸收热量，所以内能减少量不一定是。故D错误。‎ ‎9．CDE ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 在过程1中，气体的体积一直变大，可知气体对外做功，选项A错误；在过程3中，A到C的曲线是双曲线的一部分，可知从A到C为等温线，即PV乘积不变；则在过程2的从A到B的过程，PV乘积逐渐变大，温度逐渐升高，选项B错误，C正确；过程4中，PV乘积逐渐减小，可知温度逐渐降低，内能减小，气体体积变大，对外做功，可知气体始终与外界无热量交换的过程是4过程，选项D正确；由以上分析可知，在A、B、C、D四个状态中，B状态气体温度最高，选项E正确.‎ ‎10．CD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．气体的扩散现象表明气体分子永不停息的做无规则运动，则A错误.‎ B．热量总是自发的从高温物体传到低温物体，也可以在引起其他变化的情况下从低温物体传递给高温物体，故B错误.‎ C．对于同一理想气体，分子的平均动能只与温度有关，故温度越高，分子平均动能越大.C正确.‎ D．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大；分子距离减小时，分子力做负功，则分子势能随分子间距离减小而增大，故D正确.‎ ‎11．ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 温度是分子平均动能的标志，则温度越高，分子的无规则热运动越剧烈，选项A正确；‎ B. 物体的温度越高，分子平均动能变大，但并非所有分子的动能都一定越大，选项B错误；‎ C. 分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，选项C正确；‎ D. 根据可知，一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度一定升高，选项D正确；‎ E. 如果物体从外界吸收了热量，但是物体同时对外做功，则物体的内能不一定增加，选项E错误.‎ ‎12．ADE ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 过程①③是等压变化，结合体积变化情况和理想气体状态进行分析，可知过程①中气体对外做功，温度升高，内能增加，一定从外界吸收热量，过程③中体积减小，温度降低。②中是等容变化，对外不做功。利用理想气体状态和过程对各点内能进行判断。‎ ‎【详解】‎ A．过程①中气体对外做功，温度升高，内能增加，一定从外界吸收热量，A正确；‎ B．过程②中气体体积不变，气体不做功，B错误；‎ C．过程③中气体压强不变，体积减小，温度降低，C错误；‎ D．对理想气体，状态c压强最大，体积最大，故温度最高，内能最大，D正确；‎ E．气体在状态a的温度低于在状态d的问题，在状态a的内能小于状态d的内能，E正确。‎ ‎13．①活塞将静止不动；②0.8P，0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎①假设温度升高过程中活塞不动，则气体体积保持不变，气体发生等容变化，由查理定律得：‎ ‎ ，解得： ‎ 气体压强的变化量： ‎ 由于 都相同，两边气体压强的变化量：相同，活塞将静止不动；‎ ‎②设开始，A的体积为2V，则B的体积为V，由题意可知，气体A后来的体积为，A气体发生等温变化，由玻意耳定律得： ‎ 解得：，由于气体A的温度不变，气体内能不变， 。‎ ‎14．（1）（p0+p）；（2）；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 解：（1）设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得 ‎（p10–p）·2S=（p0–p）·S①‎ 得p10=（p0+p）②‎ ‎（2）设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氢气的压强和体积分别为p2和V2，根据力的平衡条件有p2·S=p1·2S③‎ 由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0④‎ p2V2=p0·V0⑤‎ 由于两活塞用刚性杆连接，故 V1–2V0=2（V0–V2）⑥‎ 联立②③④⑤⑥式解得 ‎⑦‎ ‎⑧‎ ‎15．10.4 cm ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设气体压强为p，活塞横截面积为S 所以p＝p0＋ρ水gh①‎ 以圆筒作为研究对象，有pS－p0S＝Mg②‎ 联立①②两式，得ρ水ghS＝Mg 所以h＝ ‎ 可见，当温度发生变化时，液面高度保持不变，气体发生等压变化 以气体作为研究对象，设稳定后筒底露出水面的高度为x 有 ‎ 代入数据，有 ‎ 解得x＝10.4 cm.‎ ‎16．① ②‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 气缸在水平地面上和气缸悬挂时缸内气体做等温变化，根据玻意耳定律求解汽缸悬挂在天花板上时缸内气体的压强；气体升温过程气体做等压变化，根据盖吕萨克定律求解；‎ ‎【详解】‎ ‎①气缸放在水平地面上时有：mg+p0S=p1S 气缸在水平地面上和气缸悬挂时缸内气体做等温变化，有： ‎ 解得p2=0.8×105pa ‎②升温过程气体做等压变化，则： ‎ 解得T′=400K