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备战2021高考物理（全国通用）-选修3-3-考点必练-气体（一）
共：15题
共：30分钟
一、单选题
1.如图所示为一定质量的氦气（可视为理想气体）状态变化的
图像。已知该氦气所含的氦分子总数为N，氦气的摩尔质量为M，在状态A时的压强为
。已知阿伏加德罗常数为
，下列说法正确的是（??
）
?氦气分子的质量为
????????????????????????????????????????
?B状态时氦气的压强为
C.?B→C过程中氦气向外界放热???????????????????????????????
D.?C状态时氦气分子间的平均距离
2.如图所示，将一只倒置的试管竖直地插入装水容器内，试管内原有的空气被压缩，此时，试管内外水面的高度差为h，可使h变大的是（??
）
A.?将试管向上提一些????B.?向容器内倒入少许水?????C.?环境温度降低????????????D.?大气压强增大
3.一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0
，
2p0）、
b（2V0
，
p0）、c（3V0
，
2p0）
以下判断正确的是（??
）
A.?气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功
B.?气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量
C.?在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D.?气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量
4.关于理想气体，下列说法正确的是（???
）
A.?气体的内能包括气体分子的重力势能??????????????????
B.?气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C.?气体的内能包括气体整体运动的动能??????????????????
D.?气体的内能包括气体分子热运动的动能
5.如图所示，导热的气缸固定在平地面上，一个可自由移动的活塞把气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑．现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，保持气缸内气体温度不变，则对于封闭气体（??
）
A.?外界对气体做功??????????????????????????????????????????????????B.?气体分子平均动能不变
C.?气体压强保持不变??????????????????????????????????????????????D.?单位体积内气体分子个数增加
6.如图所示，有一固定的圆筒形绝热容器，用绝热活塞密封一定质量的气体，当活塞处位置a时，筒内气体压强等于外界大气压，当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中，下列说法正确的是（??
）
A.?气体分子间作用力增大??B.?气体压强增大??C.?气体分子的平均动能减小?D.?气体内能增加
7.如图,容器被绝热活塞分成两部分，分别装有理想气体A、B，开始时，A的温度为TA
，
B的温度为TB
，
且TA>TB；气体A、B均处于平衡状态，活塞静止。加热容器，使两边气体缓慢升高相同的温度，若不计活塞的摩擦，则活塞将(????
)
A.?向右移动????????B.?向左移动????????????????????C.?保持不动????????????????????D.?因体积未知而无法确定
8.足够长的U形玻璃管开口朝下竖直放置，管中有两段水银，右边封闭了一段长度LA的气体，左边的活塞也封闭了一段长度LB的气体，现将活塞缓慢地向上移动，左边的竖直管中始终有水银，两气柱长度变化是（??
）
A.?LA不变，LB增大??????B.?LA不变，LB减小?????????????C.?LA减小，LB增大?????????????D.?LA增大，LB减小
9.如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平于横轴,dc平行于纵轴,ab的延长线过原点，以下说法不正确的是（
??）
?从状态d到c,气体体积增大，气体对外做功??????????
?从状态c到b，气体体积减小，外界对气体做功
C.?从状态a到d,内能增加，气体从外界吸热?????????????
D.?从状态b到a，内能增加，气体对外界放热
二、多选题
10.关于气体，下列说法正确的是（??
）
A.?气体对器壁的压强大小等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B.?气体总是很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
C.?气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小
D.?容器内一定质量的理想气体体积不变，温度升高，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加
E.?对于一定量的气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加
11.如图所示，表示一定质量的气体的状态A→B→C→A的图象，其中AB的延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行。则下列说法正确的是（??
）
A.?A→B过程气体压强增加??????????????????????????????????????
B.?B→C过程气体压强减小
C.?C→A过程气体单位体积内的分子数减少??????????????D.?A→B过程气体分子平均动能增大
12.如图所示，一竖直放置的气缸由两个截面积不同的圆柱构成，各有一个活塞且用细杆相连，上、下分别封有两部分气体A和B，两活塞之间是真空，原来活塞恰好静止，两部分气体的温度相同，现在将两部分气体同时缓慢升高相同温度，则（??
）
?两活塞将静止不动??????????????????????????????????????????????
?两活塞将一起向上移动
C.?A气体的压强改变量比B气体的压强改变量大???????
D.?无法比较两部分气体的压强改变量的大小
13.如图所示，在一定质量的理想气体的压强随体积变化的
图象中，气体先后经历了
四个过程，其中
垂直于
轴，
与
轴平行，
是两条等温线。下列判断正确的是（????
）
A.?气体在状态
时的温度低于在状态
时的温度
B.?从
的过程，气体放出的热量小于外界对气体做的功
C.?从
的过程，气体密度不断减小，温度先升高后不变
D.?从
的过程，设气体对外做功的绝对值为
，外界对气体做功为
，气体放热的绝对值为
，吸热为
，则
14.如图所示，一定质量的理想气体，由状态A开始，经过状态变化过程，先后到达状态B和状态C，已知状态A的温度TA
=300
K，则下列说法中正确的是（??
）
?状态B的温度为400K???????????????????????????????????????????????????????
?由A→B过程，气体一定放热
C.?由B→C过程，气体放出的热量小于气体内能的减少量?????
D.?由A→C过程，气体放出了400J的热量
15.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条p—
图线．由图可知(?
?)
A.?一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比
B.?一定质量的气体在发生等温变化时，其p—
图线的延长线是经过坐标原点的
C.?T1>T2
D.?T1答案
一、单选题
1.【答案】
C
【解答】A．氦气分子的质量
A不符合题意；
B．由图示图象可知，A到B过程气体体积不变，由查理定律得
即
解得
B不符合题意；
C．由图示图象可知，B→C过程中氦气温度不变而体积减小，气体内能不变，外界对气体做功，即△U=0，W＞0
由热力学第一定律△U=W+Q可知
氦气向外界放出热量，C符合题意；
D．由图示图象可知，在状态C氦气的体积为V0
，
气体分子间距离远大于分子直径，可以把一个分子占据的空间看做正方体，设分子间的平均距离为d，则
解得
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用氦气的摩尔质量除以阿伏伽德罗常数可以求出分子质量的大小；利用AB过程等容变化可以求出B状态下氦气的压强大小；利用热力学第一定律可以判别氦气对外放热；利用分子体积大小可以求出分子间平均距离的大小。
2.【答案】
B
【解答】AB．当试管处于静止时，假设试管内与气体接触处有一小液片，此液片受力平衡，则根据平衡条件可得气体的压强
将试管向上提一些，管内的气体压强减小，外界大气压不变，则试管内外液面的高度差会减小，向容器内倒入少许水，管内的气体压强增大，外界大气压不变，则试管内外液面的高度差增大，A不符合题意，B符合题意；
C．环境温度降低，由等压变化可知，气体体积减小，则试管内外液面的高度差减小，C不符合题意；
D．大气压强增大，由等温变化可知，气体体积减小，则试管内外液面的高度差减小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当试管处于静止，利用液面平衡条件可以判别试管内液面的高度变化；当向容器加水过程；管内气体压强变大会导致液面高度差变大；环境温度降低和大气压变大会导致液面高度差变小。
3.【答案】
C
【解答】A．根据气体做功的表达式
可知
图线和体积横轴围成的面积即为做功大小，所以气体在
过程中对外界做的功等于
过程中对外界做的功，A不符合题意；
B．气体从
，满足玻意尔定律
，所以
所以
，根据热力学第一定律
可知
气体从
，温度升高，所以
，根据热力学第一定律可知
结合A选项可知
所以
过程气体吸收的热量大于
过程吸收的热量，B不符合题意；
C．气体从
，温度降低，所以
，气体体积减小，外界对气体做功，所以
，根据热力学第一定律可知
，放出热量，C符合题意；
D．理想气体的内能只与温度有关，根据
可知从
所以气体从
过程中内能的减少量等于
过程中内能的增加量，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对于P-V图像，从图中得到气体处在某种状态的压强和体积，根据理想气体物态方程求解气体的温度即可。
4.【答案】
D
【解答】A．对于理想气体，分子的重力势能可以完全忽略不计，A不符合题意；
B．对于理想气体，可以认为分子之间的距离非常大，所以分子之间的势能可以完全忽略不计，B不符合题意；
C．气体的内能与气体整体宏观运动的动能无关，C不符合题意；
D．由于理想气体分子之间的势能可以完全忽略不计，所以理想气体的内能只与气体的温度有关，而温度是分子平均动能的标志，所以理想气体的内能只包含气体分子热运动的动能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】理想气体不计分子势能，其内能的大小等于分子间动能的大小。
5.【答案】
B
【解答】A．水平外力作用在活塞上，向右移动，气体的体积增大．此过程中，气体对外界做功，A不符合题意；
B．温度是气体平均动能的标志，温度升高，气体平均动能增大，反之则降低．由题中“保持气缸内气体温度不变”可知，气体分子平均动能不变，B符合题意；
C．由理想气体状态方程
可知，当V增大，T不变时，P减小，C不符合题意；
D．因为体积增大，所以单位体积内气体分子个数减少，D不符合题意．
故答案为：B
【分析】利用气体体积变大可以判别气体对外界做功；温度决定平均动能的大小；利用理想气体的状态方程可以判别压强不断变小；由于体积变大所以单位体积分子数减少。
6.【答案】
C
【解答】D．当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中，体积增大，气体对外界做功，而容器是绝热的，根据热力学第一定律可知，气体的内能减小，温度降低．D不符合题意；
A．气体分子间的距离较大，体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间力减小，A不符合题意；
B．根据理相气体状态方程
可知温度降低，体积增大，则压强必定减小，B不符合题意；
C．温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子的平均动能减小．C符合题意；
故答案为：C。
【分析】分子的平均动能只与温度有关系，温度高，分子的平均动能越大，分子运动的越剧烈，对于一定质量的气体来说，气体温度越高，速度大的分子所占的比例越高。
7.【答案】
B
【解答】假设活塞不移动，气体发生等容变化，根据查理定律有
得
根据题意知，升高相同的温度△T相同，原来平衡，pA=pB
、TA>TB得△pA＜△pB
△F=△p?S
所以△FB＞△FA
，
所以活塞将向左移动；
故答案为：B
【分析】假设气体做等容变化，结合气体初状态和末状态的压强和温度，利用查理定律列方程求解末状态的压强即可。
8.【答案】
A
【解答】对于右边封闭的气体
而言属于等压变化，在缓慢移动过程中，温度几乎不变，由理想气体状态方程
可知，体积不变，所以
不变，由于右侧压强不变，在压迫
过程中，造成左右压强差增加，所以B部分压强变小，由理想气体状态方程
可知，在温度不变时，压强变小，所以体积变大，A符合题意．
故答案为：A
【分析】当气体产生的对外压强与外界对内的压强相同时，就会达到平衡状态，利用理想气体物态方程分析求解即可。
9.【答案】
D
【解答】A项：从状态d到c，气体温度不变，压强减小，由公式
可知，体积增大，气体对外做功，A正确，不符合题意；
B项：由图示图象可知，
a到b过程p与T成正比，是等容变化，则
，从c到
是等压变化，由等压变化可知，体积减小，即
，则
，从c到b过程体系积减小，外界对气体做功，B正确，不符合题意；
C项：从状态a到d，压强不变，温度升高，内能增大，由公式
可知，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，C正确，不符合题意；
D项：从状态b到a为等容变化，温度升高，内能增大，由公式
可知，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，D错误，符合题意。
故答案为：D
【分析】对于P-T图像，从图中得到气体处在某种状态的压强和温度，根据理想气体物态方程求解体积的变化即可。
二、多选题
10.【答案】
A,D,E
【解答】A．气体对器壁的压强大小等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，A符合题意；
B．气体总是很容易充满整个容器，这是由于分子在永不停息的做无规则运动造成的，与分子间的斥力无关，B不符合题意；
C．气体分子热运动的平均动能减小，则温度降低，但气体的压强不一定减小，C不符合题意；
D．容器内一定质量的理想气体体积不变，分子数密度不变，温度升高，分子平均速率变大，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加，D符合题意；
E．对于一定量的气体，当其温度降低时，分子平均速率减小，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加，E符合题意。
故答案为：ADE。
【分析】气体很容易充满整个容器是由于分子的无规则运动；气体的分子的平均动能变小时其气体的压强大小还受到气体体积大小的影响。
11.【答案】
B,D
【解答】A．过各点的等压线如图，
从状态A到状态B，同一条斜线上，压强相等，A不符合题意；
B．从状态B到状态C，斜率变大，则压强变小，B符合题意；
C．从状态C到状态A，温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数增大，C不符合题意；
C．从状态A到状态B，温度升高，则分子平均动能增大，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】对于V-T图像，从图中得到气体处在某种状态的体积和温度，根据理想气体物态方程求解压强的变化即可。
12.【答案】
B,C
【解答】AB．假设活塞不动，则两部分气体都发生等容变化，对于任一气体，由查理定律可得
解得
由题意可知，初始时温度相同，升高的温度
相同，而B气体的初始压强较大，则
，
所以缓慢升高相同的温度时，活塞向上移动，A不符合题意，B符合题意；
CD．当活塞向上移动时，A气体的体积减小，而B气体的体积增大，温度升高又相同，由
可得，A气体的压强改变量比B气体的压强改变量大，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】假设气体发生等容变化，利用温度变化可以比较压强的大小进而判别活塞移动的方向；利用理想气体的状态方程可以比较压强的变化量。
13.【答案】
A,D
【解答】A．由图可知，由a到b等容增压，由理想气体状态方程知温度升高，所以b的温度高于a的温度；而b→c过程与d→a过程都是等温过程，温度都不变，所以状态a时的温度低于在状态c时的温度，A符合题意；
B．结合A的分析可知，c→d的过程中温度降低，可知气体的内能减小；c→d的过程中气体的体积减小，所以外界对气体做功。结合热力学第一定律可知，从c→d的过程，气体放出的热量大于外界对气体做的功，B不符合题意；
C．从a→b的过程气体的体积不变，气体分子密度不变；从b→c的过程气体的体积增大，气体分子密度减小；从a→b→c过程中，温度先升高后不变，C不符合题意；
D．a与d的温度相等，则a与d的内能相等，则△E=0；由热力学第一定律可知-W1+W2-Q1+Q2=0
即W1-W2=Q2-Q1
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】对于P-V图像，从图中得到气体处在某种状态的压强和体积，根据理想气体物态方程求解气体的温度即可。
14.【答案】
A,D
【解答】A．根据
可得
解得TB=400K
A符合题意；
B．由A→B过程，气体温度升高，内能变大，体积减小，外界对气体做功，则气体不一定放热，B不符合题意；
C．由于AC两态气体温度相同，内能相同，则由B→C过程，气体温度降低，内能减小；体积减小，外界对气体做功，气体放出的热量大于气体内能的减少量，C不符合题意；
D．由A→C过程，因为AC两态的温度相等，则内能相等，外界对气体做功
则气体放出了400J的热量，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】对于P-V图像，从图中得到气体处在某种状态的压强和体积，根据理想气体物态方程求解气体的温度即可。
15.【答案】
B,D
【解答】这是一定质量的气体在发生等温变化时的p－
图线，由图线知p∝
，所以p与V应成反比，A不符合题意；由图可以看出，p－
图线的延长线是过坐标原点的，B符合题意；根据理想气体状态方程
，可得PV=CT，PV之积越大表示温度越高，故T1＜T2
，
C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】对于P-V图像，从图中得到气体处在某种状态的压强和体积，根据理想气体物态方程求解气体的温度即可。

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