新教材高中物理选修第三册分层提升讲义03 C气体压强的微观意义 提升版（含解析）

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气体压强的微观意义
一、气体压强的微观意义
1．决定气体压强的因素
气体压强由气体分子的数密度（即单位体积内气体分子的数目）和平均动能共同决定。
2．气体压强的两种解释
⑴ 微观解释
如果气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多；如果气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞（可视为弹性碰撞）冲力就大，从另一方面讲，气体分子的平均速率大，在单位时间里撞击器壁的次数就多，累计冲力就大。
⑵ 宏观解释
气体的体积增大，分子的数密度变小。在此情况下，如温度不变，气体压强减小；如温度降低，气体压强进一步减小；如温度升高，则气体压强可能不变，可能变化，由气体的体积变化和温度变化两个因素哪一个起主导地位来定。
典例精讲
【例2.1】（西安模拟）下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是（　　）
A．小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
B．分子间的距离为r0时，分子势能处于最小值
C．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
D．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
E．猛推活塞，密闭的气体温度升高，压强变大，外界对气体做正功
【分析】露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用；布朗运动是固体小颗粒的运动，间接反映分子无规则运动；当分子间的距离大于r0，分子力表现为引力，当分子间的距离小于r0，分子力表现为斥力；晶体表现为各向异性；根据热力学第一定律可知气体绝热压缩要升温．
【解答】解：A、小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，故A正确；
B、当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，分子力的合力为零，而分子力做功等于分子势能的减小量，故分子间的距离为r0时，分子势能处于最小值，故B正确；
C、微粒的运动不是分子的运动，布朗运动是固体小颗粒的运动，间接反映分子无规则运动，故C错误；
D、晶体各个方向上的物理性质表现为各向异性，即各个方向不同，故食盐晶体的物理性质沿各个方向不都是一样，故D错误；
E、猛推活塞，密闭的气体被绝热压缩，故内能增加，温度升高，注意是外界对封闭气体做功，故E正确；
故选：ABE。
【例2.2】（海淀区校级期中）物理学中有些运动可以在三维空间进行，容器边长为L；而在某些情况下，有些运动被限制在平面（二维空间）进行，有些运动被限制在直线（一维空间）进行。大量的粒子在二维空间和一维空间的运动，与大量的粒子在三维空间中的运动在力学性质上有很多相似性，但也有不同。物理学有时将高维度问题采用相应规划或方法转化为低纬度问题处理。有时也将低纬度问题的处理方法和结论推广到高维度。我们在曲线运动、力、动量等的学习中常见的利用注意分解解决平面力学问题的思维，本质上就是将二维问题变为一维问题处理的解题思路。
若大量的粒子被限制在一个正方形容器内，容器边长为L，每个粒子的质量为m，单位面积内的粒子的数量n0为恒量，为简化问题，我们简化粒子大小可以忽略，粒子之间出碰撞外没有作用力，气速率均为v，且与器壁各边碰撞的机会均等，与容器边缘碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与容器边垂直，且速率不变。
a．请写出这种情况下粒子对正方形容器边单位长度上的力f0（不必推到）；
B．这种情况下证还会有的关系吗？给出关系需要说明理由。
【分析】一个粒子与器壁碰撞一次由动量定理：I＝mv﹣（﹣mv）＝2mv，在△t时间内打到器壁单位面积的粒子数：N＝nv△t，由动量定理：f△t＝NI，可以求得解得f＝2nmv2；
考虑单位长度，△t时间内达到容器壁的粒子数1×v△tn0，其中粒子有均等的概率与容器各个面相碰，即可能到达目标区域的粒子数为v△tn0，由动量定理可得力f0的表达式。
【解答】解：一个粒子与器壁碰撞一次由动量定理：I＝mv﹣（﹣mv）＝2mv
在△t时间内打到器壁单位面积的粒子数：N＝nv△t
由动量定理：f△t＝NI
解得f＝2nmv2，①
因单位面积上受到的分子作用力即为气体的压强，则由①可知P＝2n0mv2，
则2n0mv2＝n0kT
即Ta，其中a
考虑单位长度，△t时间内达到容器壁的粒子数1×v△tn0，
其中粒子有均等的概率与容器各个面相碰，即可能到达目标区域的粒子数为v△tn0，
由动量定理可得：f0
此时因f0是单位长度的受力，则f0的大小不再是压强，则不会有T∝关系。

3．气体压强定量计算的基本原则
我们可以利用气体分子动理论的观点来计算压强的问题，在计算的过程中注意以下两个原则：
⑵ 气体分子都以相同的平均速率撞击器壁
⑵ 气体分子沿各个方向运动的机会是均等的（即全部分子中有的分子向着上、下、前、后、左、右这六个方向运动）。
4.理想气体的状态方程
典例精讲
【例4.1】（青羊区校级模拟）如图所示，亚铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成。容器竖直放置。容器粗管的截面积为S1＝2cm2，细管的截而积S2＝lcm2，开始时粗细管内水银长度分别为h1＝h2＝2rm。整个细管长为h＝4cm。封闭气体长度为L＝6cm。大气压强为p0＝76cmHg，气体初始温度为27℃．求：
①若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少K
②若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中封闭气体长度L仍为6cm不变，封闭气体的温度应为多少K

【分析】①水银刚好离开下面细管时，由几何关系求出水银进入上面的粗管中的高度，列出初末状态的参量，根据理想气体状态方程即可求解气体末态的温度；
②再倒入同体积的水银，粗管中气体的体积不变，根据等容变化的实验定律即可求解。
【解答】解：①气体初状态参量：P1＝P0+Ph1+Ph2＝80cmHg，V1＝LS1，T1＝273+27＝300K，
水银全面离开下面的粗管时，设水银进入上面的粗管中的高度为h3，
则：h1S1+h2S2＝hS2+h3S1，解得：h3＝1cmm，
此时管中气体的压强：P2＝P0+Ph+Ph3＝81cmHg，
管中气体体积为：V2＝（L+h1）S1，
由理想气体状态方程得：，
代入数据解得：T2＝405K；
②再倒入同体积的水银，气体的长度仍为6cm不变，则此过程为等容变化，
管里气体的压强：P3＝P0+2P（h1+h2）＝84cmHg，
由查理定律得：，
代入数据解得：T3＝315K；
答：①若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应上升到405K；
②若在容器中再倒人同体积的水银，且使容器中气体体积不变，封闭气体的温度应为315K。
【例4.2】（高安市校级模拟）如图所示，两个水平相对放置的固定气缸通过一根带阀门K的容积不计的细管连通，两轻质活塞用刚性轻杆固连，可在气缸内无摩擦地移动，两活塞面积分别为SA＝0.8m2和SB＝0.2m2．开始时阀门K关闭，A中充有一定质量的理想气体，B内为真空，气缸中的活塞与缸底的距离a＝b＝30cm，活塞静止，设温度不变，气缸内壁光滑，外界大气压强p0＝1.0×105Pa保持不变，求：
①阀门K关闭时，A中气体的压强；
②阀门K打开后，活塞A向何处移动，移动多远？

【分析】①以两个活塞和杆整体为研究对象，根据平衡条件求解A中气体的压强；
②打开阀门K后，仍以两个活塞为研究对象，由平衡条件分析气体的压强，由气态方程求出A部分气体的长度，从而判断出阀门K打开后活塞A向何处移动。
【解答】解：①以两个活塞和杆整体为研究对象，设初始时刻压强为p，则pSA＝p0（SA﹣SB）
解得
A中气体的压强 p＝7.5×104Pa。
②打开阀门K后，仍以两个活塞为研究对象，设压强为pAB，则 pAB（SA﹣SB）＝p0（SA﹣SB），解得 p0＝pAB
设重新平衡后，活塞A、B到缸底距离分别为lA、lB，则
由气态方程可得 pSAa＝pAB（SAlA+SBlB）
且lA+lN＝a+b，解得 lA＝10cm
即活塞A向左移动，移动了20cm。
答：
①阀门K关闭时，A中气体的压强为7.5×104Pa；
②阀门K打开后，活塞A向左移动，移动了20cm。
【例4.3】（定远县校级三模）如图所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸开口向下竖直固定放置，活塞的截面积为S，质量为m0，活塞通过轻绳连接了一个质量为m的重物。若开始时汽缸内理想气体的温度为T0，轻绳刚好伸直且对活塞无拉力作用，外界大气压强为p0，一切摩擦均不计且m0g＜p0S。
①求重物刚离地时汽缸内气体的压强；
②若缓慢降低汽缸内气体的温度，最终使得汽缸内气体的体积减半，则最终气体的温度为多少？

【分析】①根据题意求出封闭气体的压强；
②根据题意求出气体的状态参量，然后应用盖吕萨克定律求出气体的温度。
【解答】解：①当轻绳刚好伸直且无拉力时，设此时汽缸内气体的压强为p1，
由力的平衡条件可得：m0g+p1S＝p0S，
所以有：p1＝p0；
当重物刚好离开地面时，设此时汽缸内气体的压强为p2，则有：
p2S+（m+m0）g＝p0S，
所以有：p2＝p0；
②设重物刚好离开地面时汽缸内气体的温度为T1，此过程气体发生等容变化，由查理定律可得：
，
解得：T1＝（1）T0，
设气体体积减半时汽缸内气体的温度为T2，此过程气体发生等压变化，由盖﹣吕萨克定律可得：
，
解得：T2T1（1）T0。
答：①重物刚离地时汽缸内气体的压强为p0；
②最终气体的温度为（1）T0。
【例4.4】（日照期末）如图，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒高均为L．两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m，大活塞的横截面积为2S、质量为2m。两活塞用长为L的刚性杆连接，两活塞间充有氧气，大活塞下方充有氮气。小活塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热。开始时，氮气和外界环境的温度均为T0，大活塞处于大圆筒的中间位置，且刚性杆上恰无弹力。重力加速度用g表示，外界的大气压强恒为，氧气和氮气均可看做理想气体，则
（1）开始时氮气的压强是多少？
（2）若通过电阻丝缓慢加热氮气，当大活塞上升L时，氮气的温度是多少？
（3）当氮气的温度上升到3T0时，压强多大？

【分析】（1）先求出氧气的压强，再根据平衡条件求解氮气的压强；
（2）对于氧气，温度不变，根据玻意耳定律求解末状态的压强；对于氮气，求出初末状态的三个状态参量，根据理想气体状态方程求解；
（3）判断3T0时活塞所处的位置，再根据理想气体状态方程求解。
【解答】解：（1）氧气的压强为：p1
氮气的压强为：p1′＝p1；
（2）对于氧气，温度不变，初状态：p1，V1LS
末状态设压强为p2，体积为V2
根据波意耳定律知：p1V1＝p2V2
代入数据解得：p2
对于氮气分析初状态：p1′＝p1，T1′＝T0，V1LS
加热后，p2′＝p2，设温度为：T2′，V2′LS
根据理想气体状态方程知：
代入数据解得：T2′；
（3）设大活塞刚达到圆筒顶部时氮气的温度为T′0；
对于氧气，温度不变，初状态：p1，V1LS
末状态设压强为p3，体积为：V3＝LS
根据波意耳定律知：p1V1＝p3V3
代入数据解得：p3
对于氮气分析初状态p1′＝p1，T1′＝T0，V1LS
加热后，p3′＝p3，V3′＝2LS
根据理想气体状态方程知
代入数据解得T0′T0＜3T0，
说明在3T0时，大活塞已经在顶部；
对大活塞，当氮气的温度上升到3T0时，压强为p末，
根据理想气体状态方程知
解得：p末。
答：（1）开始时氮气的压强是；
（2）若通过电阻丝缓慢加热氮气，当大活塞上升L时，氮气的温度是；
（3）当氮气的温度上升到3T0时，压强为。
随堂练习
一．选择题（共6小题）
1．（泉州一模）某一定质量理想气体发生等压膨胀、等温压缩一等容降温三个状态变化后回到初始状态，整个过程的P﹣V图象如图所示，则下列也能反映该过程的图象是（　　）

A． B．
C． D．
2．（福建模拟）若鱼儿戏水时吐出的小气泡从潮中逐渐上升到湖面的过程中，小气泡的体积由V1＝1cm3变成V2＝1.2cm3，小气泡内的气体视为理想气体，且其中的气体质量不变，大气压强p0＝1.0×105　Pa，湖水的温度保持不变。则小气泡刚形成（体积为1cm3）时其内气体的压强为（　　）
A．0.8×105　Pa B．1.0×105　Pa C．1.2×105　Pa D．2.2×105　Pa
3．（沙坪坝区校级模拟）一定质量的理想气体，沿箭头方向由状态1变化到状态2，气体放出热量的变化过程是（　　）
A． B．
C． D．
4．（福建模拟）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
5．（新罗区校级模拟）一定质量的理想气体，经历了如图所示1﹣2﹣3状态变化的过程，则三个状态的热力学温度之比是（　　）

A．1：3：5 B．5：6：3 C．3：2：l D．3：6：5
6．（历下区校级期中）对于气体压强的产生，下列说法正确的是（　　）
A．气体压强是气体分子之间互相频繁的碰撞而产生的
B．气体压强是少数气体分子频繁碰撞器壁而产生的
C．气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的
D．气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的
二．多选题（共3小题）
7．（濮阳模拟）封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上．则 （　　）

A．由状态A变到状态B过程中，气体吸收热量
B．由状态B变到状态C过程中，气体从外界吸收热量，内能增加
C．C状态气体的压强小于D状态气体的压强
D．D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少
E．D状态与A状态，相等时间内气体分子对器壁单位面积的冲量相等
8．（新乡一模）下列说法正确的是（　　）
A．扩散运动是化学反应的结果
B．热平衡的两个物体（系统）接触它们的状态不会发生变化
C．物体的内能与物体的温度和体积有关
D．气体的压强与分子的体积大小有关
E．物质的汽化热大小与温度有关，一般情况下温度越高汽化热越小
9．（青州市三模）下列说法正确的是 （　　）
A．若已知气体在某一状态下的密度和单个气体分子的体积，即可求出单个分子质量
B．同一种液体的沸点与压强有关，压强越大，沸点越高
C．在盛有水，水蒸气、空气的密闭容器内，水蒸气的饱和气压就是水蒸气达到饱和时容器内混合气体的压强
D．浸润液体在细管中会上升，不浸润液体在细管中会下降，这样的现象都称为毛细现象
E．理想气体在等压膨胀过程中，气体分子在相等时间内对容器内壁相同面积上的撞击次数会减少
三．计算题（共1小题）
10．（汉台区一模）如图所示，竖直放置的圆柱形气缸内有一不计质量的活塞，可在气缸内作无摩擦滑动，活塞下方封闭一定质量的气体，封闭气体体积为V．已知活塞截面积为S，大气压强为p0，若保持气体温度不变，在活塞上放一重物后，气缸内封闭气体的体积减小了一半（整个过程不漏气）．试求：
①所加重物的重力G
②整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定量理想气体的内能仅由温度决定）．

四．解答题（共2小题）
11．（衡水二模）如图所示，除右侧壁导热良好外，其余部分均绝热的气缸水平放置，MN为气缸右侧壁，气缸的总长度为L＝80cm，一厚度不计的绝热活塞将一定质量的氮气和氧气分别封闭在左右两侧（活塞不漏气），在气缸内距左侧壁d＝30cm处设有卡环AB，使活塞只能向右滑动，开始时活塞在AB右侧紧挨AB，缸内左侧氮气的压P1＝0.8×105Pa，右侧氧气的压强P2＝1.0×105Pa，两边气体和环境的温度均为t1＝27℃，现通过左侧气缸内的电热丝缓慢加热，使氮气温度缓慢升高，设外界环境温度不变，求：
（1）活塞恰好要离开卡环时氮气的温度；
（2）继续缓慢加热气缸内左侧氮气，使氮气温度升高至227℃，求活塞移动的距离。

12．（金山区校级期末）有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，推动活塞，使注射器内空气柱体积V从初始的20.0ml变为12.0mL，将5次测量数据依次输入计算机，同时由压强传感器等测得对应的压强值p，计算机屏幕上显示的实验数据如表所示．
序号
V（mL）
p（×105　Pa）
pV（×105　Pa∙mL）
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.1139
20.050
3
16.0
1.2558
20.093
4
14.0
1.4374
20.124
5
12.0
1.6822
20.186
（1）（多选）分析表格中各列数据，发现实验结果与气体定律并不相符，其可能的原因是：实验时　 　
（A）外界温度降低了
（B）外界大气压强变大了
（C）推动注射器活塞的动作过快
（D）注射器内气体的压强不够大
（E）手握住注射器大部分管壁
（F）外界空气漏进了注射器内
（2）如果实验操作正确，但每次测得的PV乘积都比实际略小，这是由于　 　．


随堂练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．（泉州一模）某一定质量理想气体发生等压膨胀、等温压缩一等容降温三个状态变化后回到初始状态，整个过程的P﹣V图象如图所示，则下列也能反映该过程的图象是（　　）

A． B．
C． D．
【分析】气体先后经历等压膨胀、等温压缩、等容降温的过程，根据理想气体状态方程列式分析即可。
【解答】解：A、B、根据理想气体状态方程；
等压膨胀过程，温度增加，P﹣T图象与T轴平行；
等温压缩过程，压强增加，P﹣T图象与P轴平行；
等容降温过程，压强减小，P﹣T图象经过坐标原点；
故A错误，B正确；
C、D、根据理想气体状态方程；
等压膨胀过程，温度增加，V﹣T图象经过坐标原点；
等温压缩过程，压强增加，V﹣T图象与V轴平行；
等容降温过程，压强减小，V﹣T图象与T轴平行；
故C错误，D错误；
故选：B。
2．（福建模拟）若鱼儿戏水时吐出的小气泡从潮中逐渐上升到湖面的过程中，小气泡的体积由V1＝1cm3变成V2＝1.2cm3，小气泡内的气体视为理想气体，且其中的气体质量不变，大气压强p0＝1.0×105　Pa，湖水的温度保持不变。则小气泡刚形成（体积为1cm3）时其内气体的压强为（　　）
A．0.8×105　Pa B．1.0×105　Pa C．1.2×105　Pa D．2.2×105　Pa
【分析】气体温度不变，气体发生等温变化，求出气体状态参量，应用玻意耳定律可以求出气体的压强。
【解答】解：气体的状态参量：V1＝1cm3，V2＝1.2cm3，p2＝1.0×105Pa，
气体发生等温变化，由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2，
代入数据解得：p1＝1.2×105Pa；
故选：C。
3．（沙坪坝区校级模拟）一定质量的理想气体，沿箭头方向由状态1变化到状态2，气体放出热量的变化过程是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】分别由图象的压强体积关系，再根据理想气体状态方程得出温度的关系，或者由体积与温度之间的关系，再根据理想气体的状态方程分析状态之间的压强的关系，根据热力学第一定律分析气体的内能的变化。
【解答】解：A、由图象是双曲线知，状1到状态2是等温变化过程，故状态1与状态2温度相同内能相同，又从状态1至状态2气体的体积增加，故气体对外做功，根据热力学第一定律知，气体从外界吸热，故A错误；
B、由图象有P1＞P2，V1＞V2，根据理想气体状态方程知T1＞T2，所以从状态1至状态2，气体体积减小所以外界对气体做功，又T1＞T2说明气体气体的内能减小，根据热力学第一定律知气体对外放热，故B正确；
C、由图象知，状态1至状态2，气体温度升高内能增加，气体体积增大气体对外做功，根据热力学第一定律知，气体从外界吸收热量，故C错误；
D、由图象知气体的体积保持不变，气体对外界不做功，从状态1至状态2气体的温度长高内能增加，根据热力学第一定律，气体从外界吸收热量，故D错误。
故选：B。
4．（福建模拟）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
【分析】当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中，外界对气体做功，根据热力学第一定律分析内能的变化，即可判断出温度的变化，根据气态方程分析压强的变化．
【解答】解：A、当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中，气体体积变大，分子间的距离增大，分子间的作用力减小，故A错误；
B、当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中，气体对外做功，W＜0，由于是绝热容器、绝热活塞，在此过程中，气体既不吸热，也不放热，Q＝0，由热力学第一定律可知，△U＝W+Q＝W＜0，气体内能减小，气体温度降低，分子平均动能减小，分子撞击器壁时对器壁的作用力减小，气体体积增大，分子数密度减小，单位时间撞击器壁的分子数减小，则气体压强减小，故BD错误，C正确；
故选：C。
5．（新罗区校级模拟）一定质量的理想气体，经历了如图所示1﹣2﹣3状态变化的过程，则三个状态的热力学温度之比是（　　）

A．1：3：5 B．5：6：3 C．3：2：l D．3：6：5
【分析】本题可根据理想气体状态方程C，分析T与pV的关系。
【解答】解：根据理想气体状态方程C，得：T∝pV。
则得：1、2、3三个状态的温度之比为：T1：T2：T3＝p1V1：p2V2：p3V3＝3×1：2×3：1×5＝3：6：5。
故选：D。
6．（历下区校级期中）对于气体压强的产生，下列说法正确的是（　　）
A．气体压强是气体分子之间互相频繁的碰撞而产生的
B．气体压强是少数气体分子频繁碰撞器壁而产生的
C．气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的
D．气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的
【分析】气体压强的产生：大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强．气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定．
【解答】解：单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力；所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力；气体压强是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压强，故A错误，B错误，C错误，D正确；
故选：D。
二．多选题（共3小题）
7．（濮阳模拟）封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上．则 （　　）

A．由状态A变到状态B过程中，气体吸收热量
B．由状态B变到状态C过程中，气体从外界吸收热量，内能增加
C．C状态气体的压强小于D状态气体的压强
D．D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少
E．D状态与A状态，相等时间内气体分子对器壁单位面积的冲量相等
【分析】AB、根据热力学第一定律进行分析；气体从状态C到状态D发生的是等容变化，根据等容变化的实验定律即可判断C、D状态的压强大小；
AD两点在同一等压线上，根据气体压强的微观意义分析DE选项；
【解答】解：A、气体从状态A到状态B体积不变，发生的是等容变化，气体不做功W＝0，温度升高，内能增加△U＞0，根据热力学第一定律△U＝W+Q，知Q＞0，气体吸收热量，故A正确；
B、由状态B变到状态C的过程中，温度不变，内能不变△U＝0，体积变大，气体对外界做功W＜0，根据热力学第一定律知Q＞0，气体从外界吸收热量，故B错误；
C、气体从C到D发生等容变化，根据查理定律知p∝T，，所以，即C状态气体的压强大于D状态气体的压强，故C错误；
D、A点和D点在过原点的连线上，说明气体由A到D压强不变，体积增大，分子的密集程度减小，状态D温度高，分子的平均动能大，状态A和状态D压强相等，所以D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少，故D正确；
E、根据动量定理知，F，压强，所以，因为状态D和状态A压强相等，所以相等时间内气体分子对器壁单位面积的冲量相等，故E正确；
故选：ADE。
8．（新乡一模）下列说法正确的是（　　）
A．扩散运动是化学反应的结果
B．热平衡的两个物体（系统）接触它们的状态不会发生变化
C．物体的内能与物体的温度和体积有关
D．气体的压强与分子的体积大小有关
E．物质的汽化热大小与温度有关，一般情况下温度越高汽化热越小
【分析】明确扩散现象的本质是分子无规则运动；
热平衡的条件是温度相等，所以达到热平衡的物体接触时状态不会改变；
内能大小取决于物体的温度和体积；气体的压强取决于温度和体积；
汽化热与表面积和温度有关，温度越高，汽化热越小。
【解答】解：A、扩散现象是分子的无规则运动的结果，不是化学反应的结果，故A错误；
B、热平衡是两个系统相互影响的最终结果，根据热平衡的定义可知，系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统的温度是相等的，故B正确；
C、物体的内能包括分子动能和分子势能，其大小与物体的温度和体积有关，故C正确；
D、气体的压强取决于温度和体积，但与分子的体枳大小无关，故D错误；
E、液在不同的温度下的汽化热不相等，一般情况下随温度的升高而减小，故E正确；
故选：BCE。
9．（青州市三模）下列说法正确的是 （　　）
A．若已知气体在某一状态下的密度和单个气体分子的体积，即可求出单个分子质量
B．同一种液体的沸点与压强有关，压强越大，沸点越高
C．在盛有水，水蒸气、空气的密闭容器内，水蒸气的饱和气压就是水蒸气达到饱和时容器内混合气体的压强
D．浸润液体在细管中会上升，不浸润液体在细管中会下降，这样的现象都称为毛细现象
E．理想气体在等压膨胀过程中，气体分子在相等时间内对容器内壁相同面积上的撞击次数会减少
【分析】明确气体的性质，知道阿伏加德罗常数的正确应用；明确沸点的决定因素，知道饱和汽压的定义，同时明确毛细现象的定义；知道气体压强的微观意义，会根据宏观物理量的变化分析压强的变化。
【解答】解：A、密度是宏观量，不能用于求单个分子的质量，故A错误；
B、根据沸点和气压的关系可知，同一种液体的沸点与压强有关，压强越大，沸点越高，故B正确；
C、在盛有水，水蒸气、空气的密闭容器内，水蒸气的饱和气压就是水蒸气达到饱和时容器内水蒸气的压强，故C错误；
D、因分子间相互作用力的作用，浸润液体在细管中会上升，不浸润液体在细管中会下降，这样的现象都称为毛细现象，故D正确；
E、理想气体在等压膨胀过程中，分子个密度减小，所以分子气体分子在相等时间内对容器内壁相同面积上的撞击次数会减少，故E正确。
故选：BDE。
三．计算题（共1小题）
10．（汉台区一模）如图所示，竖直放置的圆柱形气缸内有一不计质量的活塞，可在气缸内作无摩擦滑动，活塞下方封闭一定质量的气体，封闭气体体积为V．已知活塞截面积为S，大气压强为p0，若保持气体温度不变，在活塞上放一重物后，气缸内封闭气体的体积减小了一半（整个过程不漏气）．试求：
①所加重物的重力G
②整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定量理想气体的内能仅由温度决定）．

【分析】①气体等温压缩，根据平衡条件求解出初、末状态的气压，然后根据玻意耳定律列式求解；
②先求外界对气体做的功，然后根据热力学第一定律求解放出的热量．
【解答】解：①若保持温度不变，在活塞上放一重物，使气缸内气体的体积减小一半，根据波意耳定律有：
p1V
而 p2＝p0，
得：G＝p0S
②由于气体的温度不变，则内能的变化为：△U＝0
外界对气体做的功为：W＝（p0S+G）h
其中
由热力学第一定律得：
△U＝W+Q
可得Q＝﹣W＝﹣p0V
即气体通过缸壁放热p0V
答：①所加重物的重力G为
②整个过程中通过缸壁传递的热量Q为
四．解答题（共2小题）
11．（衡水二模）如图所示，除右侧壁导热良好外，其余部分均绝热的气缸水平放置，MN为气缸右侧壁，气缸的总长度为L＝80cm，一厚度不计的绝热活塞将一定质量的氮气和氧气分别封闭在左右两侧（活塞不漏气），在气缸内距左侧壁d＝30cm处设有卡环AB，使活塞只能向右滑动，开始时活塞在AB右侧紧挨AB，缸内左侧氮气的压P1＝0.8×105Pa，右侧氧气的压强P2＝1.0×105Pa，两边气体和环境的温度均为t1＝27℃，现通过左侧气缸内的电热丝缓慢加热，使氮气温度缓慢升高，设外界环境温度不变，求：
（1）活塞恰好要离开卡环时氮气的温度；
（2）继续缓慢加热气缸内左侧氮气，使氮气温度升高至227℃，求活塞移动的距离。

【分析】（1）活塞恰好要离开卡环时，两侧气体的压强相等，左侧氮气发生等容变化，根据查理定律即可求出活塞恰好要离开卡环时氮气的温度；
（2）对左侧氮气运用理想气体的状态方程，对右侧运用玻意耳定律，联立即可求出活塞移动的距离。
【解答】解：（1）活塞恰好要离开卡环时，氮气压强等于右侧氧气的压强P2＝1.0×105Pa，选择氮气作为研究对象，
初状态：P1＝0.8×105Pa，T1＝（27+273）K＝300K
末状态：P2＝1.0×105Pa，
氮气发生等容变化，根据查理定律可得：
解得：T2＝375K
（2）继续缓慢加热氮气，使氮气温度上升至T3，设活塞移动距离为x，选择氮气作为研究对象，
初状态：P1＝0.8×105Pa，T1＝300K，V1＝dS，
末状态：P3，T3＝（227+273）K＝500K，V3，
根据理想气体的状态方程可得：
再选择右侧氧气作为研究对象，发生等温变化，
初状态：P4＝1.0×105Pa，T4＝300K，V1＝（L﹣d）S，
末状态：P5＝P3，T5＝300K，V5＝LS﹣V3
根据玻意耳定律可得：P4V4＝P5V5
联立解得活塞移动的距离：x≈5.6cm
答：（1）活塞恰好要离开卡环时氮气的温度为375K；
（2）活塞移动的距离约为5.6cm。
12．（金山区校级期末）有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，推动活塞，使注射器内空气柱体积V从初始的20.0ml变为12.0mL，将5次测量数据依次输入计算机，同时由压强传感器等测得对应的压强值p，计算机屏幕上显示的实验数据如表所示．
序号
V（mL）
p（×105　Pa）
pV（×105　Pa∙mL）
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.1139
20.050
3
16.0
1.2558
20.093
4
14.0
1.4374
20.124
5
12.0
1.6822
20.186
（1）（多选）分析表格中各列数据，发现实验结果与气体定律并不相符，其可能的原因是：实验时　CEF　
（A）外界温度降低了
（B）外界大气压强变大了
（C）推动注射器活塞的动作过快
（D）注射器内气体的压强不够大
（E）手握住注射器大部分管壁
（F）外界空气漏进了注射器内
（2）如果实验操作正确，但每次测得的PV乘积都比实际略小，这是由于　注射器与压强传感器连接部分少量气体体积未计　．

【分析】能通过数据分析发现PV的乘积偏大，运用控制变量法研究两个物理量变化时的关系，根据气体方程结合实验步骤找出造成这一现象的可能原因．
【解答】解：（1）仔细观察不难发现，pV乘积偏大与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是：（C）推动注射器活塞的动作过快，导致气体内能增大，温度升高（E）手握住注射器大部分管壁，导致气体温度升高，（F）外界空气漏进了注射器内．故选：CEF
（2）由理想气体方程：，得：PV乘积变大，T温度升高．
（3）实验操作正确，实验中我们用的气体体积，比真实值少了注射器与压强传感器连接部分少量气体体积，由玻意耳定律：pV＝C，造成用pV小 代替pV大，使得每次测得的PV乘积都比实际略小．
答：（1）CEF
（2）注射器与压强传感器连接部分少量气体体积未计