新課改高中物理選修第3冊 第03講 《氣體壓強的微觀意義》 提升版 試卷

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?氣體壓強的微觀意義
一、氣體壓強的微觀意義
1．決定氣體壓強的因素
氣體壓強由氣體分子的數(shù)密度（即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目）和平均動能共同決定。
2．氣體壓強的兩種解釋
⑴ 微觀解釋
如果氣體分子的數(shù)密度大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多；如果氣體的溫度高，氣體分子的平均動能就大，每個氣體分子與器壁的碰撞（可視為彈性碰撞）沖力就大，從另一方面講，氣體分子的平均速率大，在單位時間里撞擊器壁的次數(shù)就多，累計沖力就大。
⑵ 宏觀解釋
氣體的體積增大，分子的數(shù)密度變小。在此情況下，如溫度不變，氣體壓強減?。蝗鐪囟冉档?，氣體壓強進一步減小；如溫度升高，則氣體壓強可能不變，可能變化，由氣體的體積變化和溫度變化兩個因素哪一個起主導(dǎo)地位來定。
典例精講
【例2.1】（2019?西安模擬）下列五幅圖分別對應(yīng)五種說法，其中正確的是（　?。?br /> A．小草上的露珠呈球形是由于液體表面張力的作用
B．分子間的距離為r0時，分子勢能處于最小值
C．微粒運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，即布朗運動
D．食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個方向都是一樣的
E．猛推活塞，密閉的氣體溫度升高，壓強變大，外界對氣體做正功
【分析】露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用；布朗運動是固體小顆粒的運動，間接反映分子無規(guī)則運動；當(dāng)分子間的距離大于r0，分子力表現(xiàn)為引力，當(dāng)分子間的距離小于r0，分子力表現(xiàn)為斥力；晶體表現(xiàn)為各向異性；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知氣體絕熱壓縮要升溫．
【解答】解：A、小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用，故A正確；
B、當(dāng)兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們間相互作用的引力和斥力大小相等，分子力的合力為零，而分子力做功等于分子勢能的減小量，故分子間的距離為r0時，分子勢能處于最小值，故B正確；
C、微粒的運動不是分子的運動，布朗運動是固體小顆粒的運動，間接反映分子無規(guī)則運動，故C錯誤；
D、晶體各個方向上的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，即各個方向不同，故食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個方向不都是一樣，故D錯誤；
E、猛推活塞，密閉的氣體被絕熱壓縮，故內(nèi)能增加，溫度升高，注意是外界對封閉氣體做功，故E正確；
故選：ABE。
【例2.2】（2019春?海淀區(qū)校級期中）物理學(xué)中有些運動可以在三維空間進行，容器邊長為L；而在某些情況下，有些運動被限制在平面（二維空間）進行，有些運動被限制在直線（一維空間）進行。大量的粒子在二維空間和一維空間的運動，與大量的粒子在三維空間中的運動在力學(xué)性質(zhì)上有很多相似性，但也有不同。物理學(xué)有時將高維度問題采用相應(yīng)規(guī)劃或方法轉(zhuǎn)化為低緯度問題處理。有時也將低緯度問題的處理方法和結(jié)論推廣到高維度。我們在曲線運動、力、動量等的學(xué)習(xí)中常見的利用注意分解解決平面力學(xué)問題的思維，本質(zhì)上就是將二維問題變?yōu)橐痪S問題處理的解題思路。
若大量的粒子被限制在一個正方形容器內(nèi)，容器邊長為L，每個粒子的質(zhì)量為m，單位面積內(nèi)的粒子的數(shù)量n0為恒量，為簡化問題，我們簡化粒子大小可以忽略，粒子之間出碰撞外沒有作用力，氣速率均為v，且與器壁各邊碰撞的機會均等，與容器邊緣碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與容器邊垂直，且速率不變。
a．請寫出這種情況下粒子對正方形容器邊單位長度上的力f0（不必推到）；
B．這種情況下證還會有T∝Ea的關(guān)系嗎？給出關(guān)系需要說明理由。
【分析】一個粒子與器壁碰撞一次由動量定理：I＝mv﹣（﹣mv）＝2mv，在△t時間內(nèi)打到器壁單位面積的粒子數(shù)：N＝nv△t，由動量定理：f△t＝NI，可以求得解得f＝2nmv2；
考慮單位長度，△t時間內(nèi)達到容器壁的粒子數(shù)1×v△tn0，其中粒子有均等的概率與容器各個面相碰，即可能到達目標(biāo)區(qū)域的粒子數(shù)為14v△tn0，由動量定理可得力f0的表達式。
【解答】解：一個粒子與器壁碰撞一次由動量定理：I＝mv﹣（﹣mv）＝2mv
在△t時間內(nèi)打到器壁單位面積的粒子數(shù)：N＝nv△t
由動量定理：f△t＝NI
解得f＝2nmv2，①
因單位面積上受到的分子作用力即為氣體的壓強，則由①可知P＝2n0mv2，
則2n0mv2＝n0kT
即T=2kmv2=4kEa=aEa，其中a=4k
考慮單位長度，△t時間內(nèi)達到容器壁的粒子數(shù)1×v△tn0，
其中粒子有均等的概率與容器各個面相碰，即可能到達目標(biāo)區(qū)域的粒子數(shù)為14v△tn0，
由動量定理可得：f0=△p△t=14n0v△t(2mv)△t=12n0mv2
此時因f0是單位長度的受力，則f0的大小不再是壓強，則不會有T∝Ea關(guān)系。

3．氣體壓強定量計算的基本原則
我們可以利用氣體分子動理論的觀點來計算壓強的問題，在計算的過程中注意以下兩個原則：
⑵ 氣體分子都以相同的平均速率撞擊器壁
⑵ 氣體分子沿各個方向運動的機會是均等的（即全部分子中有的分子向著上、下、前、后、左、右這六個方向運動）。
4.理想氣體的狀態(tài)方程
典例精講
【例4.1】（2019?青羊區(qū)校級模擬）如圖所示，亞鈴狀玻璃容器由兩段粗管和一段細管連接而成。容器豎直放置。容器粗管的截面積為S1＝2cm2，細管的截而積S2＝lcm2，開始時粗細管內(nèi)水銀長度分別為h1＝h2＝2rm。整個細管長為h＝4cm。封閉氣體長度為L＝6cm。大氣壓強為p0＝76cmHg，氣體初始溫度為27℃．求：
①若要使水銀剛好離開下面的粗管，封閉氣體的溫度應(yīng)為多少K
②若在容器中再倒入同體積的水銀，且使容器中封閉氣體長度L仍為6cm不變，封閉氣體的溫度應(yīng)為多少K

【分析】①水銀剛好離開下面細管時，由幾何關(guān)系求出水銀進入上面的粗管中的高度，列出初末狀態(tài)的參量，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程即可求解氣體末態(tài)的溫度；
②再倒入同體積的水銀，粗管中氣體的體積不變，根據(jù)等容變化的實驗定律即可求解。
【解答】解：①氣體初狀態(tài)參量：P1＝P0+Ph1+Ph2＝80cmHg，V1＝LS1，T1＝273+27＝300K，
水銀全面離開下面的粗管時，設(shè)水銀進入上面的粗管中的高度為h3，
則：h1S1+h2S2＝hS2+h3S1，解得：h3＝1cmm，
此時管中氣體的壓強：P2＝P0+Ph+Ph3＝81cmHg，
管中氣體體積為：V2＝（L+h1）S1，
由理想氣體狀態(tài)方程得：P1V1T1=P2V2T2，
代入數(shù)據(jù)解得：T2＝405K；
②再倒入同體積的水銀，氣體的長度仍為6cm不變，則此過程為等容變化，
管里氣體的壓強：P3＝P0+2P（h1+h2）＝84cmHg，
由查理定律得：P1T1=P3T3，
代入數(shù)據(jù)解得：T3＝315K；
答：①若要使水銀剛好離開下面的粗管，封閉氣體的溫度應(yīng)上升到405K；
②若在容器中再倒人同體積的水銀，且使容器中氣體體積不變，封閉氣體的溫度應(yīng)為315K。
【例4.2】（2019?高安市校級模擬）如圖所示，兩個水平相對放置的固定氣缸通過一根帶閥門K的容積不計的細管連通，兩輕質(zhì)活塞用剛性輕桿固連，可在氣缸內(nèi)無摩擦地移動，兩活塞面積分別為SA＝0.8m2和SB＝0.2m2．開始時閥門K關(guān)閉，A中充有一定質(zhì)量的理想氣體，B內(nèi)為真空，氣缸中的活塞與缸底的距離a＝b＝30cm，活塞靜止，設(shè)溫度不變，氣缸內(nèi)壁光滑，外界大氣壓強p0＝1.0×105Pa保持不變，求：
①閥門K關(guān)閉時，A中氣體的壓強；
②閥門K打開后，活塞A向何處移動，移動多遠？

【分析】①以兩個活塞和桿整體為研究對象，根據(jù)平衡條件求解A中氣體的壓強；
②打開閥門K后，仍以兩個活塞為研究對象，由平衡條件分析氣體的壓強，由氣態(tài)方程求出A部分氣體的長度，從而判斷出閥門K打開后活塞A向何處移動。
【解答】解：①以兩個活塞和桿整體為研究對象，設(shè)初始時刻壓強為p，則pSA＝p0（SA﹣SB）
解得 p=34p0
A中氣體的壓強 p＝7.5×104Pa。
②打開閥門K后，仍以兩個活塞為研究對象，設(shè)壓強為pAB，則 pAB（SA﹣SB）＝p0（SA﹣SB），解得 p0＝pAB
設(shè)重新平衡后，活塞A、B到缸底距離分別為lA、lB，則
由氣態(tài)方程可得 pSAa＝pAB（SAlA+SBlB）
且lA+lN＝a+b，解得 lA＝10cm
即活塞A向左移動，移動了20cm。
答：
①閥門K關(guān)閉時，A中氣體的壓強為7.5×104Pa；
②閥門K打開后，活塞A向左移動，移動了20cm。
【例4.3】（2019?定遠縣校級三模）如圖所示，封閉有一定質(zhì)量理想氣體的汽缸開口向下豎直固定放置，活塞的截面積為S，質(zhì)量為m0，活塞通過輕繩連接了一個質(zhì)量為m的重物。若開始時汽缸內(nèi)理想氣體的溫度為T0，輕繩剛好伸直且對活塞無拉力作用，外界大氣壓強為p0，一切摩擦均不計且m0g＜p0S。
①求重物剛離地時汽缸內(nèi)氣體的壓強；
②若緩慢降低汽缸內(nèi)氣體的溫度，最終使得汽缸內(nèi)氣體的體積減半，則最終氣體的溫度為多少？

【分析】①根據(jù)題意求出封閉氣體的壓強；
②根據(jù)題意求出氣體的狀態(tài)參量，然后應(yīng)用蓋呂薩克定律求出氣體的溫度。
【解答】解：①當(dāng)輕繩剛好伸直且無拉力時，設(shè)此時汽缸內(nèi)氣體的壓強為p1，
由力的平衡條件可得：m0g+p1S＝p0S，
所以有：p1＝p0?m0gS；
當(dāng)重物剛好離開地面時，設(shè)此時汽缸內(nèi)氣體的壓強為p2，則有：
p2S+（m+m0）g＝p0S，
所以有：p2＝p0?(m+m0)gS；
②設(shè)重物剛好離開地面時汽缸內(nèi)氣體的溫度為T1，此過程氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可得：
p1T0=p2T1，
解得：T1＝（1?mgp0S?m0g）T0，
設(shè)氣體體積減半時汽缸內(nèi)氣體的溫度為T2，此過程氣體發(fā)生等壓變化，由蓋﹣呂薩克定律可得：
VT1=V2T2，
解得：T2=12T1=12（1?mgp0S?m0g）T0。
答：①重物剛離地時汽缸內(nèi)氣體的壓強為p0?(m+m0)gS；
②最終氣體的溫度為12（1?mgp0S?m0g）T0。
【例4.4】（2019春?日照期末）如圖，上端開口的豎直汽缸由大、小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒高均為L．兩圓筒中各有一個厚度不計的活塞，小活塞的橫截面積為S、質(zhì)量為m，大活塞的橫截面積為2S、質(zhì)量為2m。兩活塞用長為L的剛性桿連接，兩活塞間充有氧氣，大活塞下方充有氮氣。小活塞的導(dǎo)熱性能良好，汽缸及大活塞絕熱。開始時，氮氣和外界環(huán)境的溫度均為T0，大活塞處于大圓筒的中間位置，且剛性桿上恰無彈力。重力加速度用g表示，外界的大氣壓強恒為4mgS，氧氣和氮氣均可看做理想氣體，則
（1）開始時氮氣的壓強是多少？
（2）若通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當(dāng)大活塞上升14L時，氮氣的溫度是多少？
（3）當(dāng)?shù)獨獾臏囟壬仙?T0時，壓強多大？

【分析】（1）先求出氧氣的壓強，再根據(jù)平衡條件求解氮氣的壓強；
（2）對于氧氣，溫度不變，根據(jù)玻意耳定律求解末狀態(tài)的壓強；對于氮氣，求出初末狀態(tài)的三個狀態(tài)參量，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求解；
（3）判斷3T0時活塞所處的位置，再根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求解。
【解答】解：（1）氧氣的壓強為：p1=4mgS+mgS=5mgS
氮氣的壓強為：p1′＝p1+2mg2S=6mgS；
（2）對于氧氣，溫度不變，初狀態(tài)：p1=5mgS，V1=12L?2S+12L?S=32LS
末狀態(tài)設(shè)壓強為p2，體積為V2=14L?2S+34L?S=54LS
根據(jù)波意耳定律知：p1V1＝p2V2
代入數(shù)據(jù)解得：p2=6mgS
對于氮氣分析初狀態(tài)：p1′＝p1+2mg2S=6mgS，T1′＝T0，V1=12L?2S=LS
加熱后，p2′＝p2+2mg2S=7mgS，設(shè)溫度為：T2′，V2′=(14+12)L?2S=32LS
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程知：p1'V1'T1'=p'2V2'T2'
代入數(shù)據(jù)解得：T2′=74T0；
（3）設(shè)大活塞剛達到圓筒頂部時氮氣的溫度為T′0；
對于氧氣，溫度不變，初狀態(tài)：p1=5mgS，V1=12L?2S+12L?S=32LS
末狀態(tài)設(shè)壓強為p3，體積為：V3＝LS
根據(jù)波意耳定律知：p1V1＝p3V3
代入數(shù)據(jù)解得：p3=15mg2S
對于氮氣分析初狀態(tài)p1′＝p1+2mg2S=6mgS，T1′＝T0，V1=12L?2S=LS
加熱后，p3′＝p3+2mg2S=17ng2S，V3′＝2LS
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程知p1'V1'T1'=p'3V3'T0'
代入數(shù)據(jù)解得T0′=176T0＜3T0，
說明在3T0時，大活塞已經(jīng)在頂部；
對大活塞，當(dāng)?shù)獨獾臏囟壬仙?T0時，壓強為p末，
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程知p1'V1'T1'=p末V'33T0
解得：p末=9mgS。
答：（1）開始時氮氣的壓強是6mgS；
（2）若通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當(dāng)大活塞上升14L時，氮氣的溫度是74T0；
（3）當(dāng)?shù)獨獾臏囟壬仙?T0時，壓強為9mgS。
隨堂練習(xí)
一．選擇題（共6小題）
1．（2015?泉州一模）某一定質(zhì)量理想氣體發(fā)生等壓膨脹、等溫壓縮一等容降溫三個狀態(tài)變化后回到初始狀態(tài)，整個過程的P﹣V圖象如圖所示，則下列也能反映該過程的圖象是（　?。?br />
A． B．
C． D．
2．（2015?福建模擬）若魚兒戲水時吐出的小氣泡從潮中逐漸上升到湖面的過程中，小氣泡的體積由V1＝1cm3變成V2＝1.2cm3，小氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，且其中的氣體質(zhì)量不變，大氣壓強p0＝1.0×105　Pa，湖水的溫度保持不變。則小氣泡剛形成（體積為1cm3）時其內(nèi)氣體的壓強為（　　）
A．0.8×105　Pa B．1.0×105　Pa C．1.2×105　Pa D．2.2×105　Pa
3．（2015?沙坪壩區(qū)校級模擬）一定質(zhì)量的理想氣體，沿箭頭方向由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，氣體放出熱量的變化過程是（　　）
A． B．
C． D．
4．（2014?福建模擬）如圖所示，有一固定的圓筒形絕熱容器，用絕熱活塞密封一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)活塞處位置a時，筒內(nèi)氣體壓強等于外界大氣壓，當(dāng)活塞在外力作用下由位置a移動到位置b的過程中，下列說法正確的是（　?。?br />
A．氣體分子間作用力增大
B．氣體壓強增大
C．氣體分子的平均動能減小
D．氣體內(nèi)能增加
5．（2014?新羅區(qū)校級模擬）一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷了如圖所示1﹣2﹣3狀態(tài)變化的過程，則三個狀態(tài)的熱力學(xué)溫度之比是（　?。?br />
A．1：3：5 B．5：6：3 C．3：2：l D．3：6：5
6．（2013春?歷下區(qū)校級期中）對于氣體壓強的產(chǎn)生，下列說法正確的是（　?。?br /> A．氣體壓強是氣體分子之間互相頻繁的碰撞而產(chǎn)生的
B．氣體壓強是少數(shù)氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的
C．氣體對器壁的壓強是由于氣體的重力產(chǎn)生的
D．氣體壓強是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的
二．多選題（共3小題）
7．（2019?濮陽模擬）封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D，其體積V與熱力學(xué)溫度T關(guān)系如圖所示，O、A、D三點在同一直線上．則 （　?。?br />
A．由狀態(tài)A變到狀態(tài)B過程中，氣體吸收熱量
B．由狀態(tài)B變到狀態(tài)C過程中，氣體從外界吸收熱量，內(nèi)能增加
C．C狀態(tài)氣體的壓強小于D狀態(tài)氣體的壓強
D．D狀態(tài)時單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)比A狀態(tài)少
E．D狀態(tài)與A狀態(tài)，相等時間內(nèi)氣體分子對器壁單位面積的沖量相等
8．（2018?新鄉(xiāng)一模）下列說法正確的是（　?。?br /> A．?dāng)U散運動是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果
B．熱平衡的兩個物體（系統(tǒng)）接觸它們的狀態(tài)不會發(fā)生變化
C．物體的內(nèi)能與物體的溫度和體積有關(guān)
D．氣體的壓強與分子的體積大小有關(guān)
E．物質(zhì)的汽化熱大小與溫度有關(guān)，一般情況下溫度越高汽化熱越小
9．（2018?青州市三模）下列說法正確的是 （　　）
A．若已知氣體在某一狀態(tài)下的密度和單個氣體分子的體積，即可求出單個分子質(zhì)量
B．同一種液體的沸點與壓強有關(guān)，壓強越大，沸點越高
C．在盛有水，水蒸氣、空氣的密閉容器內(nèi)，水蒸氣的飽和氣壓就是水蒸氣達到飽和時容器內(nèi)混合氣體的壓強
D．浸潤液體在細管中會上升，不浸潤液體在細管中會下降，這樣的現(xiàn)象都稱為毛細現(xiàn)象
E．理想氣體在等壓膨脹過程中，氣體分子在相等時間內(nèi)對容器內(nèi)壁相同面積上的撞擊次數(shù)會減少
三．計算題（共1小題）
10．（2019?漢臺區(qū)一模）如圖所示，豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi)有一不計質(zhì)量的活塞，可在氣缸內(nèi)作無摩擦滑動，活塞下方封閉一定質(zhì)量的氣體，封閉氣體體積為V．已知活塞截面積為S，大氣壓強為p0，若保持氣體溫度不變，在活塞上放一重物后，氣缸內(nèi)封閉氣體的體積減小了一半（整個過程不漏氣）．試求：
①所加重物的重力G
②整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q（一定量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定）．

四．解答題（共2小題）
11．（2019?衡水二模）如圖所示，除右側(cè)壁導(dǎo)熱良好外，其余部分均絕熱的氣缸水平放置，MN為氣缸右側(cè)壁，氣缸的總長度為L＝80cm，一厚度不計的絕熱活塞將一定質(zhì)量的氮氣和氧氣分別封閉在左右兩側(cè)（活塞不漏氣），在氣缸內(nèi)距左側(cè)壁d＝30cm處設(shè)有卡環(huán)AB，使活塞只能向右滑動，開始時活塞在AB右側(cè)緊挨AB，缸內(nèi)左側(cè)氮氣的壓P1＝0.8×105Pa，右側(cè)氧氣的壓強P2＝1.0×105Pa，兩邊氣體和環(huán)境的溫度均為t1＝27℃，現(xiàn)通過左側(cè)氣缸內(nèi)的電熱絲緩慢加熱，使氮氣溫度緩慢升高，設(shè)外界環(huán)境溫度不變，求：
（1）活塞恰好要離開卡環(huán)時氮氣的溫度；
（2）繼續(xù)緩慢加熱氣缸內(nèi)左側(cè)氮氣，使氮氣溫度升高至227℃，求活塞移動的距離。

12．（2014春?金山區(qū)校級期末）有同學(xué)在做“研究溫度不變時氣體的壓強跟體積的關(guān)系”實驗時，推動活塞，使注射器內(nèi)空氣柱體積V從初始的20.0ml變?yōu)?2.0mL，將5次測量數(shù)據(jù)依次輸入計算機，同時由壓強傳感器等測得對應(yīng)的壓強值p，計算機屏幕上顯示的實驗數(shù)據(jù)如表所示．
序號
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）（多選）分析表格中各列數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與氣體定律并不相符，其可能的原因是：實驗時　 　
（A）外界溫度降低了
（B）外界大氣壓強變大了
（C）推動注射器活塞的動作過快
（D）注射器內(nèi)氣體的壓強不夠大
（E）手握住注射器大部分管壁
（F）外界空氣漏進了注射器內(nèi)
（2）如果實驗操作正確，但每次測得的PV乘積都比實際略小，這是由于　 ?。?br />

隨堂練習(xí)
參考答案與試題解析
一．選擇題（共6小題）
1．（2015?泉州一模）某一定質(zhì)量理想氣體發(fā)生等壓膨脹、等溫壓縮一等容降溫三個狀態(tài)變化后回到初始狀態(tài)，整個過程的P﹣V圖象如圖所示，則下列也能反映該過程的圖象是（　?。?br />
A． B．
C． D．
【分析】氣體先后經(jīng)歷等壓膨脹、等溫壓縮、等容降溫的過程，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PVT=C列式分析即可。
【解答】解：A、B、根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PVT=C；
等壓膨脹過程，溫度增加，P﹣T圖象與T軸平行；
等溫壓縮過程，壓強增加，P﹣T圖象與P軸平行；
等容降溫過程，壓強減小，P﹣T圖象經(jīng)過坐標(biāo)原點；
故A錯誤，B正確；
C、D、根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PVT=C；
等壓膨脹過程，溫度增加，V﹣T圖象經(jīng)過坐標(biāo)原點；
等溫壓縮過程，壓強增加，V﹣T圖象與V軸平行；
等容降溫過程，壓強減小，V﹣T圖象與T軸平行；
故C錯誤，D錯誤；
故選：B。
2．（2015?福建模擬）若魚兒戲水時吐出的小氣泡從潮中逐漸上升到湖面的過程中，小氣泡的體積由V1＝1cm3變成V2＝1.2cm3，小氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，且其中的氣體質(zhì)量不變，大氣壓強p0＝1.0×105　Pa，湖水的溫度保持不變。則小氣泡剛形成（體積為1cm3）時其內(nèi)氣體的壓強為（　?。?br /> A．0.8×105　Pa B．1.0×105　Pa C．1.2×105　Pa D．2.2×105　Pa
【分析】氣體溫度不變，氣體發(fā)生等溫變化，求出氣體狀態(tài)參量，應(yīng)用玻意耳定律可以求出氣體的壓強。
【解答】解：氣體的狀態(tài)參量：V1＝1cm3，V2＝1.2cm3，p2＝1.0×105Pa，
氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2，
代入數(shù)據(jù)解得：p1＝1.2×105Pa；
故選：C。
3．（2015?沙坪壩區(qū)校級模擬）一定質(zhì)量的理想氣體，沿箭頭方向由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，氣體放出熱量的變化過程是（　?。?br /> A． B．
C． D．
【分析】分別由圖象的壓強體積關(guān)系，再根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得出溫度的關(guān)系，或者由體積與溫度之間的關(guān)系，再根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程分析狀態(tài)之間的壓強的關(guān)系，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析氣體的內(nèi)能的變化。
【解答】解：A、由圖象是雙曲線知，狀1到狀態(tài)2是等溫變化過程，故狀態(tài)1與狀態(tài)2溫度相同內(nèi)能相同，又從狀態(tài)1至狀態(tài)2氣體的體積增加，故氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，氣體從外界吸熱，故A錯誤；
B、由圖象有P1＞P2，V1＞V2，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程P1V1T1=P2V2T2知T1＞T2，所以從狀態(tài)1至狀態(tài)2，氣體體積減小所以外界對氣體做功，又T1＞T2說明氣體氣體的內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知氣體對外放熱，故B正確；
C、由圖象知，狀態(tài)1至狀態(tài)2，氣體溫度升高內(nèi)能增加，氣體體積增大氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，氣體從外界吸收熱量，故C錯誤；
D、由圖象知氣體的體積保持不變，氣體對外界不做功，從狀態(tài)1至狀態(tài)2氣體的溫度長高內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體從外界吸收熱量，故D錯誤。
故選：B。
4．（2014?福建模擬）如圖所示，有一固定的圓筒形絕熱容器，用絕熱活塞密封一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)活塞處位置a時，筒內(nèi)氣體壓強等于外界大氣壓，當(dāng)活塞在外力作用下由位置a移動到位置b的過程中，下列說法正確的是（　?。?br />
A．氣體分子間作用力增大
B．氣體壓強增大
C．氣體分子的平均動能減小
D．氣體內(nèi)能增加
【分析】當(dāng)活塞在外力作用下由位置a移動到位置b的過程中，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析內(nèi)能的變化，即可判斷出溫度的變化，根據(jù)氣態(tài)方程分析壓強的變化．
【解答】解：A、當(dāng)活塞在外力作用下由位置a移動到位置b的過程中，氣體體積變大，分子間的距離增大，分子間的作用力減小，故A錯誤；
B、當(dāng)活塞在外力作用下由位置a移動到位置b的過程中，氣體對外做功，W＜0，由于是絕熱容器、絕熱活塞，在此過程中，氣體既不吸熱，也不放熱，Q＝0，由熱力學(xué)第一定律可知，△U＝W+Q＝W＜0，氣體內(nèi)能減小，氣體溫度降低，分子平均動能減小，分子撞擊器壁時對器壁的作用力減小，氣體體積增大，分子數(shù)密度減小，單位時間撞擊器壁的分子數(shù)減小，則氣體壓強減小，故BD錯誤，C正確；
故選：C。
5．（2014?新羅區(qū)校級模擬）一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷了如圖所示1﹣2﹣3狀態(tài)變化的過程，則三個狀態(tài)的熱力學(xué)溫度之比是（　?。?br />
A．1：3：5 B．5：6：3 C．3：2：l D．3：6：5
【分析】本題可根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C，分析T與pV的關(guān)系。
【解答】解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C，得：T∝pV。
則得：1、2、3三個狀態(tài)的溫度之比為：T1：T2：T3＝p1V1：p2V2：p3V3＝3×1：2×3：1×5＝3：6：5。
故選：D。
6．（2013春?歷下區(qū)校級期中）對于氣體壓強的產(chǎn)生，下列說法正確的是（　?。?br /> A．氣體壓強是氣體分子之間互相頻繁的碰撞而產(chǎn)生的
B．氣體壓強是少數(shù)氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的
C．氣體對器壁的壓強是由于氣體的重力產(chǎn)生的
D．氣體壓強是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的
【分析】氣體壓強的產(chǎn)生：大量做無規(guī)則熱運動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強．氣體壓強由氣體分子的數(shù)密度和平均動能決定．
【解答】解：單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力；所以從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力；氣體壓強是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓強，故A錯誤，B錯誤，C錯誤，D正確；
故選：D。
二．多選題（共3小題）
7．（2019?濮陽模擬）封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D，其體積V與熱力學(xué)溫度T關(guān)系如圖所示，O、A、D三點在同一直線上．則 （　　）

A．由狀態(tài)A變到狀態(tài)B過程中，氣體吸收熱量
B．由狀態(tài)B變到狀態(tài)C過程中，氣體從外界吸收熱量，內(nèi)能增加
C．C狀態(tài)氣體的壓強小于D狀態(tài)氣體的壓強
D．D狀態(tài)時單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)比A狀態(tài)少
E．D狀態(tài)與A狀態(tài)，相等時間內(nèi)氣體分子對器壁單位面積的沖量相等
【分析】AB、根據(jù)熱力學(xué)第一定律進行分析；氣體從狀態(tài)C到狀態(tài)D發(fā)生的是等容變化，根據(jù)等容變化的實驗定律即可判斷C、D狀態(tài)的壓強大??；
AD兩點在同一等壓線上，根據(jù)氣體壓強的微觀意義分析DE選項；
【解答】解：A、氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B體積不變，發(fā)生的是等容變化，氣體不做功W＝0，溫度升高，內(nèi)能增加△U＞0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U＝W+Q，知Q＞0，氣體吸收熱量，故A正確；
B、由狀態(tài)B變到狀態(tài)C的過程中，溫度不變，內(nèi)能不變△U＝0，體積變大，氣體對外界做功W＜0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知Q＞0，氣體從外界吸收熱量，故B錯誤；
C、氣體從C到D發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律知p∝T，TC＞TD，所以pC＞pD，即C狀態(tài)氣體的壓強大于D狀態(tài)氣體的壓強，故C錯誤；
D、A點和D點在過原點的連線上，說明氣體由A到D壓強不變，體積增大，分子的密集程度減小，狀態(tài)D溫度高，分子的平均動能大，狀態(tài)A和狀態(tài)D壓強相等，所以D狀態(tài)時單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)比A狀態(tài)少，故D正確；
E、根據(jù)動量定理知，F(xiàn)=△I△t，壓強p=FS，所以p=△IS?△t，因為狀態(tài)D和狀態(tài)A壓強相等，所以相等時間內(nèi)氣體分子對器壁單位面積的沖量相等，故E正確；
故選：ADE。
8．（2018?新鄉(xiāng)一模）下列說法正確的是（　?。?br /> A．?dāng)U散運動是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果
B．熱平衡的兩個物體（系統(tǒng)）接觸它們的狀態(tài)不會發(fā)生變化
C．物體的內(nèi)能與物體的溫度和體積有關(guān)
D．氣體的壓強與分子的體積大小有關(guān)
E．物質(zhì)的汽化熱大小與溫度有關(guān)，一般情況下溫度越高汽化熱越小
【分析】明確擴散現(xiàn)象的本質(zhì)是分子無規(guī)則運動；
熱平衡的條件是溫度相等，所以達到熱平衡的物體接觸時狀態(tài)不會改變；
內(nèi)能大小取決于物體的溫度和體積；氣體的壓強取決于溫度和體積；
汽化熱與表面積和溫度有關(guān)，溫度越高，汽化熱越小。
【解答】解：A、擴散現(xiàn)象是分子的無規(guī)則運動的結(jié)果，不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，故A錯誤；
B、熱平衡是兩個系統(tǒng)相互影響的最終結(jié)果，根據(jù)熱平衡的定義可知，系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，這兩個系統(tǒng)的溫度是相等的，故B正確；
C、物體的內(nèi)能包括分子動能和分子勢能，其大小與物體的溫度和體積有關(guān)，故C正確；
D、氣體的壓強取決于溫度和體積，但與分子的體枳大小無關(guān)，故D錯誤；
E、液在不同的溫度下的汽化熱不相等，一般情況下隨溫度的升高而減小，故E正確；
故選：BCE。
9．（2018?青州市三模）下列說法正確的是 （　?。?br /> A．若已知氣體在某一狀態(tài)下的密度和單個氣體分子的體積，即可求出單個分子質(zhì)量
B．同一種液體的沸點與壓強有關(guān)，壓強越大，沸點越高
C．在盛有水，水蒸氣、空氣的密閉容器內(nèi)，水蒸氣的飽和氣壓就是水蒸氣達到飽和時容器內(nèi)混合氣體的壓強
D．浸潤液體在細管中會上升，不浸潤液體在細管中會下降，這樣的現(xiàn)象都稱為毛細現(xiàn)象
E．理想氣體在等壓膨脹過程中，氣體分子在相等時間內(nèi)對容器內(nèi)壁相同面積上的撞擊次數(shù)會減少
【分析】明確氣體的性質(zhì)，知道阿伏加德羅常數(shù)的正確應(yīng)用；明確沸點的決定因素，知道飽和汽壓的定義，同時明確毛細現(xiàn)象的定義；知道氣體壓強的微觀意義，會根據(jù)宏觀物理量的變化分析壓強的變化。
【解答】解：A、密度是宏觀量，不能用于求單個分子的質(zhì)量，故A錯誤；
B、根據(jù)沸點和氣壓的關(guān)系可知，同一種液體的沸點與壓強有關(guān)，壓強越大，沸點越高，故B正確；
C、在盛有水，水蒸氣、空氣的密閉容器內(nèi)，水蒸氣的飽和氣壓就是水蒸氣達到飽和時容器內(nèi)水蒸氣的壓強，故C錯誤；
D、因分子間相互作用力的作用，浸潤液體在細管中會上升，不浸潤液體在細管中會下降，這樣的現(xiàn)象都稱為毛細現(xiàn)象，故D正確；
E、理想氣體在等壓膨脹過程中，分子個密度減小，所以分子氣體分子在相等時間內(nèi)對容器內(nèi)壁相同面積上的撞擊次數(shù)會減少，故E正確。
故選：BDE。
三．計算題（共1小題）
10．（2019?漢臺區(qū)一模）如圖所示，豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi)有一不計質(zhì)量的活塞，可在氣缸內(nèi)作無摩擦滑動，活塞下方封閉一定質(zhì)量的氣體，封閉氣體體積為V．已知活塞截面積為S，大氣壓強為p0，若保持氣體溫度不變，在活塞上放一重物后，氣缸內(nèi)封閉氣體的體積減小了一半（整個過程不漏氣）．試求：
①所加重物的重力G
②整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q（一定量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定）．

【分析】①氣體等溫壓縮，根據(jù)平衡條件求解出初、末狀態(tài)的氣壓，然后根據(jù)玻意耳定律列式求解；
②先求外界對氣體做的功，然后根據(jù)熱力學(xué)第一定律求解放出的熱量．
【解答】解：①若保持溫度不變，在活塞上放一重物，使氣缸內(nèi)氣體的體積減小一半，根據(jù)波意耳定律有：
p2×V2=p1V
而 p2＝p0+GS，p1=p0
得：G＝p0S
②由于氣體的溫度不變，則內(nèi)能的變化為：△U＝0
外界對氣體做的功為：W＝（p0S+G）h
其中?=V2S
由熱力學(xué)第一定律得：
△U＝W+Q
可得Q＝﹣W＝﹣p0V
即氣體通過缸壁放熱p0V
答：①所加重物的重力G為p0S
②整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q為p0S
四．解答題（共2小題）
11．（2019?衡水二模）如圖所示，除右側(cè)壁導(dǎo)熱良好外，其余部分均絕熱的氣缸水平放置，MN為氣缸右側(cè)壁，氣缸的總長度為L＝80cm，一厚度不計的絕熱活塞將一定質(zhì)量的氮氣和氧氣分別封閉在左右兩側(cè)（活塞不漏氣），在氣缸內(nèi)距左側(cè)壁d＝30cm處設(shè)有卡環(huán)AB，使活塞只能向右滑動，開始時活塞在AB右側(cè)緊挨AB，缸內(nèi)左側(cè)氮氣的壓P1＝0.8×105Pa，右側(cè)氧氣的壓強P2＝1.0×105Pa，兩邊氣體和環(huán)境的溫度均為t1＝27℃，現(xiàn)通過左側(cè)氣缸內(nèi)的電熱絲緩慢加熱，使氮氣溫度緩慢升高，設(shè)外界環(huán)境溫度不變，求：
（1）活塞恰好要離開卡環(huán)時氮氣的溫度；
（2）繼續(xù)緩慢加熱氣缸內(nèi)左側(cè)氮氣，使氮氣溫度升高至227℃，求活塞移動的距離。

【分析】（1）活塞恰好要離開卡環(huán)時，兩側(cè)氣體的壓強相等，左側(cè)氮氣發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律即可求出活塞恰好要離開卡環(huán)時氮氣的溫度；
（2）對左側(cè)氮氣運用理想氣體的狀態(tài)方程，對右側(cè)運用玻意耳定律，聯(lián)立即可求出活塞移動的距離。
【解答】解：（1）活塞恰好要離開卡環(huán)時，氮氣壓強等于右側(cè)氧氣的壓強P2＝1.0×105Pa，選擇氮氣作為研究對象，
初狀態(tài)：P1＝0.8×105Pa，T1＝（27+273）K＝300K
末狀態(tài)：P2＝1.0×105Pa，
氮氣發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律可得：P1T1=P2T2
解得：T2＝375K
（2）繼續(xù)緩慢加熱氮氣，使氮氣溫度上升至T3，設(shè)活塞移動距離為x，選擇氮氣作為研究對象，
初狀態(tài)：P1＝0.8×105Pa，T1＝300K，V1＝dS，
末狀態(tài)：P3，T3＝（227+273）K＝500K，V3，
根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可得：P1V1T1=P3V3T3
再選擇右側(cè)氧氣作為研究對象，發(fā)生等溫變化，
初狀態(tài)：P4＝1.0×105Pa，T4＝300K，V1＝（L﹣d）S，
末狀態(tài)：P5＝P3，T5＝300K，V5＝LS﹣V3
根據(jù)玻意耳定律可得：P4V4＝P5V5
聯(lián)立解得活塞移動的距離：x≈5.6cm
答：（1）活塞恰好要離開卡環(huán)時氮氣的溫度為375K；
（2）活塞移動的距離約為5.6cm。
12．（2014春?金山區(qū)校級期末）有同學(xué)在做“研究溫度不變時氣體的壓強跟體積的關(guān)系”實驗時，推動活塞，使注射器內(nèi)空氣柱體積V從初始的20.0ml變?yōu)?2.0mL，將5次測量數(shù)據(jù)依次輸入計算機，同時由壓強傳感器等測得對應(yīng)的壓強值p，計算機屏幕上顯示的實驗數(shù)據(jù)如表所示．
序號
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）（多選）分析表格中各列數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與氣體定律并不相符，其可能的原因是：實驗時　CEF　
（A）外界溫度降低了
（B）外界大氣壓強變大了
（C）推動注射器活塞的動作過快
（D）注射器內(nèi)氣體的壓強不夠大
（E）手握住注射器大部分管壁
（F）外界空氣漏進了注射器內(nèi)
（2）如果實驗操作正確，但每次測得的PV乘積都比實際略小，這是由于　注射器與壓強傳感器連接部分少量氣體體積未計?。?br />
【分析】能通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)PV的乘積偏大，運用控制變量法研究兩個物理量變化時的關(guān)系，根據(jù)氣體方程結(jié)合實驗步驟找出造成這一現(xiàn)象的可能原因．
【解答】解：（1）仔細觀察不難發(fā)現(xiàn)，pV乘積偏大與玻意耳定律不夠吻合，造成這一現(xiàn)象的可能原因是：（C）推動注射器活塞的動作過快，導(dǎo)致氣體內(nèi)能增大，溫度升高（E）手握住注射器大部分管壁，導(dǎo)致氣體溫度升高，（F）外界空氣漏進了注射器內(nèi)．故選：CEF
（2）由理想氣體方程：PVT=C，得：PV乘積變大，T溫度升高．
（3）實驗操作正確，實驗中我們用的氣體體積，比真實值少了注射器與壓強傳感器連接部分少量氣體體積，由玻意耳定律：pV＝C，造成用pV小 代替pV大，使得每次測得的PV乘積都比實際略小．
答：（1）CEF
（2）注射器與壓強傳感器連接部分少量氣體體積未計