(全国通用)2014届高三物理复习能力提升 (题组扣点 课堂探究 高考模拟 练出高分)第8章 第3课时 气体的性质

第3课时 气体的性质
考纲解读1.掌握气体三定律的内容、表达式及图象.2.掌握理想气体的概念，理解气体热现象的微观意义．
1．[气体分子运动特点的理解](2011·上海·8)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图1所示，图中f (v )表示v 处单位速率区间内的分子数百分率，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为T Ⅰ，T Ⅱ，T Ⅲ，则
( )
图1
A ．T Ⅰ>T Ⅱ>T Ⅲ
B ．T Ⅲ>T Ⅱ>T Ⅰ
C ．T Ⅱ>T Ⅰ，T Ⅱ>T Ⅲ
D ．T Ⅰ＝T Ⅱ＝T Ⅲ
答案 B
解析 根据温度越高，气体速率大的分子增多，进而可知Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度关系是
T Ⅲ>T Ⅱ>T Ⅰ，B 项对．
2．[理想气体状态方程的应用]一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2，下列关系正确的是
( )
A ．p 1＝p 2，V 1＝2V 2，T 1＝1
2T 2
B ．p 1＝p 2，V 1＝1
2V 2，T 1＝2T 2
C ．p 1＝2p 2，V 1＝2V 2，T 1＝2T 2
D ．p 1＝2p 2，V 1＝V 2，T 1＝2T 2 答案 D
3．下列说法正确的是
( )
A ．气体对器壁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
B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量
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．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大
答案 A
解析气体对器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞形成的，是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，也可以理解为大量气体分子单位时间内作用在器壁单位面积上的冲量，所以选项A对，B错误．气体分子热运动的平均动能减小，说明气体的温度降低，但由于不知气体的体积变化情况，所以也就无法判断气体的压强是增大还是减小，故选项C错误．气体的压强不但与单位体积内的分子数有关，还与气体分子热运动的平均速率有关，即与气体的温度有关，故选项D错误．
4．[气体实验定律的理解和应用]一定质量理想气体的状态经历了如图2
所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd
垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在 ( )
A．ab过程中不断减小图2
B．bc过程中保持不变
C．cd过程中不断增加
D．da过程中保持不变
答案 B
解析首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A错误；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接aO交cd于e，则ae是等容线，即V a＝V e，因为V d<V e，所以V d<V a，所以da过程中体积变化，D错误．
考点梳理
一、气体分子运动论
1．气体分子间距较大，分子力可以忽略，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满它能到达的整个空间．
2．分子做无规则的运动，速率有大有小，且时而变化，大量分子的速率按“中间多，两头少”
的规律分布．
3．温度升高时，速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，分子的平均速率将增大，但速率分布规律不变．
二、气体实验定律
1．理想气体
(1)宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．
(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间． 2．理想气体的状态方程
一定质量的理想气体状态方程：
p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pV T
＝C . 气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例．
5．[对活塞进行受力分析求压强]如图3所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直 放置，截面积为5×10－3
m 2
，一定质量的气体被质量为2.0 kg 的光滑 活塞封闭在汽缸内，其压强为________ Pa(大气压强取1.01×105
Pa ，
g 取10 m/s 2)．
图3
答案 1.05×105
解析 对活塞进行受力分析如图 设缸内气体压强为p 1， 由平衡条件可知
p 1S ＝p 0S ＋mg
所以p 1＝p 0＋mg
S
＝1.05×105
Pa
6．[选取液片法求压强]如图4，一端封闭的玻璃管内用长为L厘米的水银柱封闭了一部分气体，已知大气压强为p0厘米汞柱，则封闭气体的压强为________厘米
汞柱．
答案(p0＋L)
解析选取水银柱最下端的液片为研究对象，液片上面的压强为p1＝(p0＋L) 图4 厘米汞柱，下面的压强为气体的压强p.液片两面的压强应相等，则有p＝p1＝(p0＋L)厘米汞柱．
方法提炼
1．求用固体(如活塞)或液体(如液柱)封闭在静止的容器内的气体压强，应对固体或液体进行受力分析，然后根据平衡条件求解．
2．当封闭气体所在的系统处于力学非平衡的状态时，欲求封闭气体的压强，首先选择恰当的对象(如与气体关联的液柱、活塞等)，并对其进行正确的受力分析(特别注意内、外气体的压力)，然后根据牛顿第二定律列方程求解．
3．对于平衡状态下的水银柱，选取任意一个液片，其两侧面的压强应相等．
考点一气体压强的产生与计算
1．产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．
2．决定因素
(1)宏观上：决定于气体的温度和体积．
(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度．
3．平衡状态下气体压强的求法
(1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，
建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强．
(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活
塞)的受力平衡方程，求得气体的压强．
(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．
4．加速运动系统中封闭气体压强的求法
选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解．
例1 如图5所示，一汽缸竖直倒放，汽缸内有一质量不可忽略的活塞， 将一定质量的理想气体封在汽缸内，活塞与汽缸壁无摩擦，气体处于 平衡状态，现保持温度不变把汽缸稍微倾斜一点，在达到平衡后，与 原来相比，则
( ) A ．气体的压强变大
图5
B ．气体的压强变小
C ．气体的体积变小
D ．气体的体积变大
解析 汽缸竖直时，取活塞为研究对象，设大气压强为p 0，有p 1S ＋mg ＝p 0S
p 1＝p 0－mg
S
汽缸与竖直方向夹角为θ时，沿汽缸壁方向分析活塞受力，则p 2S ＋mg cos θ＝p 0S 则p 2＝p 0－
mg cos θ
S
. 可见p 2>p 1，A 正确，B 错误；又因气体温度不变，故气体体积一定变小，C 正确，D 错误． 答案 AC
突破训练1 如图6所示，光滑水平面上放有一质量为M 的汽缸，汽缸 内放有一质量为m 的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S .现 用水平恒力F 向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此 时缸内封闭气体的压强p .(已知外界大气压为p 0)
图6
答案 p 0＋
mF
S M
＋m
解析 选取汽缸和活塞整体为研究对象， 相对静止时有：F ＝(M ＋m )a
再选活塞为研究对象，根据牛顿第二定律有：pS －p 0S ＝ma 解得：p ＝p 0＋
mF
S M ＋m
.
考点二 气体实验定律与理想气体状态方程
例2 如图7所示，汽缸放置在水平平台上，活塞质量10 kg ，横截面积
50 cm 2
，厚度1 cm ，汽缸全长21 cm ，汽缸质量20 kg ，大气压强为 1×105 Pa ，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10 cm ，若将汽缸
倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通． 图7
g 取10 m/s 2，求：
(1)汽缸倒置时，活塞封闭的气柱多长； (2)当温度多高时，活塞刚好接触平台．
解析 (1)设汽缸倒置前、后被封闭气体的压强分别为p 1和p 2，气柱长度分别为L 1和L 2.
p 1＝p 0＋mg S ＝1.2×105Pa ，p 2＝p 0－mg
S
＝0.8×105Pa
倒置过程为等温变化，由玻意耳定律可得
p 1L 1S ＝p 2L 2S ，所以L 2＝p 1
p 2
L 1＝15 cm
(2)设倒置后升温前、后封闭气柱温度分别为T 2和T 3，升温后气柱长度为L 3，则
T 2＝T 1＝(273＋7) K ＝280 K ，L 2＝15 cm ，L 3＝20 cm
升温过程为等压变化，由盖—吕萨克定律可得
L 2S T 2＝L 3S
T 3
所以 T 3＝L 3
L 2
T 2＝373 K.
即温度升高到100℃时，活塞刚好接触平台． 答案 (1)15 cm (2)100℃
分析有关气体实验定律和理想气体状态方程问题的物理过程一般要
抓住三个要点：(1)阶段性，即弄清一个物理过程分为哪几个阶段；(2)联系 性，即找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的；(3)规律性，即明确各阶段 遵循的实验定律．
突破训练2 如图8所示，粗细均匀的U 形管竖直放置，左端封闭， 右端开口，左端用水银封闭着长L ＝10 cm 的理想气体，当温度 为27°C 时，两管水银面的高度差Δh ＝2 cm ，设外界大气压为 1.0×105
Pa(即75 cmHg)，为了使左、右两管中的水银面相平， (1)若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少？
(2)若温度保持27°C 不变，需从右管的开口端再缓慢注入多少 图8 高度的水银柱？
答案 (1)66°C (2)2.54 cm
解析 (1)由题意知，p 1＝73 cmHg ，V 1＝10 cm·S ，T 1＝300 K ；p 2＝75 cmHg ，V 2＝11 cm·S ；根据理想气体状态方程：
p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2得，T 2＝p 2V 2T 1
p 1V 1
，代入数据得T 2＝339 K ，t 2＝66°C (2)p 3＝75 cmHg ，T 3＝T 1＝300 K ，V 3＝L 3·S ；根据玻意耳定律：p 1V 1＝p 3V 3 代入数据得L 3＝9.73 cm ，即右管水银柱上升了0.27 cm ， 所需注入的水银柱长为H ＝(2＋2×0.27) cm＝2.54 cm. 考点三 理想气体实验定律的微观解释
1．等温变化
一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定．在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大．
2．等容变化
一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变．在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大．
3．等压变化
一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大．只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变．
例3 下列关于分子运动和热现象的说法正确的是________．
A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B．一定量100°C的水变成100°C的水蒸气，其分子之间的势能增加
C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
E．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
F．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增大
解析气体分子间的作用力近似为零，所以没有容器的约束，气体分子由于自身的热运动会扩散到很大空间，A错；一定量100°C的水变成100°C的水蒸气，需吸收一定热量，其内能增加；而分子个数、温度均未变，表明其分子势能增加，B对；气体的压强与气体分子密度和分子的平均速率有关，整体的体积增大，气体分子密度减小，要保证其压强不变，气体分子的平均速率要增大，即要吸收热量，升高温度，C对；对于一定量的气体，温度升高，分子的平均速率变大，但若气体体积增加得更多，气体的压强可能会降低，D 错；根据内能的定义可知，E对；气体温度升高，分子的平均速率肯定会增大，但并不是所有分子的速率都增大，F错．
答案BCE
突破训练3 有关气体的压强，下列说法正确的是( ) A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大
B．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大
C．气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大
D．气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小
答案 D
解析气体的压强与两个因素有关：一是气体分子的平均动能，二是气体分子的密集程度，或者说，一是温度，二是体积．密集程度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就
是说，平均动能增大的同时，气体的体积可能也增大，使得分子密集程度减小，所以压强可能增大，也可能减小．同理，当分子的密集程度增大时，分子平均动能也可能减小，压强的变化不能确定．综上所述正确答案为D.
38．用图象法分析气体的状态变化
状态A 时的压强是1.5×105
Pa.
图9
(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A 的温度值． (2)请在图乙坐标系中，作出由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程． 答案 见解析
解析 (1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是一个等压变化，即p A ＝p B
根据盖—吕萨克定律可得V A T A ＝V B
T B
所以T A ＝V A V B T B ＝0.4
0.6
×300 K＝200 K.
(2)由题图甲可知，由B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B ＝p C T C ，所以p C ＝T C T B p B ＝400300p B ＝4
3
p B
＝43
×1.5×105Pa ＝2.0×105
Pa 则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示．
突破训练4 一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图10所示，p －T 和V －T 图各记录了其部分变化过程，试求：
图10
(1)温度600 K 时气体的压强；
(2)在p －T 图象上将温度从400 K 升高到600 K 的变化过程补充完整． 答案 (1)1.25×105
Pa (2)如图所示
解析 (1)由题图知，
p 1＝1.0×105 Pa ，V 1＝2.5 m 3，T 1＝400 K p 2＝？，V 2＝3 m 3，T 2＝600 K
由理想气体状态方程得
p 1V 1T 1＝p 2V 2
T 2
p 2＝p 1V 1T 2T 1V 2
＝1.25×105
Pa
(2)在原p －T 图象上补充两段直线
高考题组
1．(2012·重庆理综·16)图11为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃 管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有 一定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是( ) A ．温度降低，压强增大 B ．温度升高，压强不变 C ．温度升高，压强减小
图11
D ．温度不变，压强减小 答案 A
解析 对被封闭的一定量的气体进行研究，当水柱上升时，封闭气体的体积V 减小，结合理想气体状态方程pV T
＝C 得，当外界大气压强p 0不变时，封闭气体的压强p 减小，则温度
T 一定降低，B 选项错误．当外界大气压强p 0减小时，封闭气体的压强p 减小，则温度T
一定降低，C 、D 选项均错误．当外界大气压强p 0增大时，封闭气体的压强p 存在可能增大、可能不变、可能减小三种情况．当封闭气体的压强p 增大时，温度T 可能升高、不变或降低，封闭气体的压强p 不变时，温度T 一定降低，封闭气体的压强p 减小时，温度T 一定降低．故只有选项A 可能．
2．(2012·江苏·12A(2))封闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时 压强增大．从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运 动的________增大了．该气体在温度T 1、T 2时的分子速 率分布图象如图12所示，则T 1________(选填“大于” 或“小于”)T 2.
图12
答案 平均动能 小于
解析 温度升高时，气体分子平均速率变大，平均动能增大，即分子速率较大的分子占总分子数的比例较大，所以T 1<T 2.
3．(2012·福建理综·28(2))空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm 的空气6.0 L ，现再充入1.0 atm 的空气9.0 L ．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 ．2.5 atm B ．2.0 atm C ．1.5 atm
D ．1.0 atm
答案 A
解析 初状态：p 1＝1.0 atm ，V 1＝(6.0＋9.0) L ＝15.0 L 末状态：p 2，V 2＝6.0 L 根据玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2得p 2＝p 1V 1
V 2
，代入数据得p 2＝2.5 atm ，故A 项正确，B 、C 、D 项均错．
4．(2012·新课标全国·33(2))如图13，由U 形管和细管连接的玻璃泡
A 、
B 和
C 浸泡在温度均为0°C 的水槽中，B 的容积是A 的3倍．
阀门S 将A 和B 两部分隔开．A 内为真空，B 和C 内都充有气体．
U 形管内左边水银柱比右边的低60 mm.打开阀门S ，整个系统稳 图13
定后，U 形管内左右水银柱高度相等．假设U 形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积．
(1)求玻璃泡C 中气体的压强(以mmHg 为单位)；
(2)将右侧水槽的水从0°C 加热到一定温度时，U 形管内左右水银柱高度差又为60 mm ，求加热后右侧水槽的水温． 答案 (1)180 mmHg (2)364 K
解析 (1)在打开阀门S 前，两水槽水温均为T 0＝273 K ．设玻璃泡B 中气体的压强为p 1，体积为V B ，玻璃泡C 中气体的压强为p C ，依题意有
p 1＝p C ＋Δp ①
式中Δp ＝60 mmHg.打开阀门S 后，两水槽水温仍为T 0，设玻璃泡B 中气体的压强为p B .依题意有，
p B ＝p C
②
玻璃泡A 和B 中气体的体积为
V 2＝V A ＋V B
③
根据玻意耳定律得
p 1V B ＝p B V 2
④
联立①②③④式，并代入题给数据得
p C ＝V B
V A
Δp ＝180 mmHg
⑤
(2)当右侧水槽的水温加热到T ′时，U 形管左右水银柱高度差为Δp ，玻璃泡C 中气体的压强为
p C ′＝p B ＋Δp ⑥
玻璃泡C 中的气体体积不变，根据查理定律得
p C T 0＝p C ′T ′
⑦
联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得
T′＝364 K
模拟题组
5．为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服．航天服有一套生命系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样．假如在地面上航天服内气压为1.0×105Pa，气体体积为2 L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4 L，使航天服达到最大体积．若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统．
(1)求此时航天服内的气体压强；
(2)若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到9.0×104 Pa，则需
补充1.0×105 Pa的等温气体多少升？
答案(1)5.0×104 Pa (2)1.6 L
解析(1)航天服内气体经历等温过程，
p1＝1.0×105 Pa，V1＝2 L，V2＝4 L
由玻意耳定律p1V1＝p2V2
得p2＝5.0×104 Pa
(2)设需要补充的气体体积为V，将补充的气体与原航天服内气体视为一个整体，充气后的
气压p3＝9.0×104 Pa
由玻意耳定律p1(V1＋V)＝p3V2得V＝1.6 L
6．一气象探测气球，在充有压强1.00 atm(76.0 cmHg)、温度为27.0℃的氦气时，体积为
3.50 m3.在上升至海拔5.50 km高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大
气压38.0 cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变．此后停止加热，保持高度不变．已知在这一海拔高度气温为－33.0℃.求：
(1)氦气在停止加热前的体积；
(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积．
答案(1)7.0 m3(2)5.6 m3
解析(1)氦气停止加热前为等温变化，则有
p1V1＝p2V2
解得V2＝7.0 m3
(2)氦气停止加热较长时间后为等压变化，则有
V2 T2＝
V3
T3
，解得V3＝5.6 m3
(限时：45分钟)
►题组1 对气体实验定律微观解释的考查
1．封闭在汽缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度降低时，以下说法正确的是( ) A．气体的密度减小
B．气体分子的平均动能增大
C．气体的压强增大
D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数减少
答案 D
2．下列说法正确的是( ) A．一定质量的气体，当温度升高时，压强一定增大
B．一定质量的气体，当体积增大时，压强一定减小
C．一定质量的气体，当体积增大，温度升高时，压强一定增大
D．一定质量的气体，当体积减小，温度升高时，压强一定增大
答案 D
解析一定质量的气体，其分子总数一定，当温度升高时，气体分子的平均动能增大，有引起压强增大的可能，但不知道分子的密度如何变化，故不能断定压强一定增大，A项错误；当体积增大时，气体分子的密度减小，有使压强减小的可能，但不知气体分子的平均动能如何变化，同样不能断定气体压强一定减小，B项错误；体积增大有使压强减小的趋势，温度升高有使压强增大的趋势，这两种使压强向相反方向变化的趋势不知谁占主导地位，不能断定压强如何变化，故C项错误；体积减小有使压强增大的趋势，温度升高也有使压强增大的趋势，这两种趋势都使压强增大，故压强一定增大，D项正确．3．(2010·福建理综·28)1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比．下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是( )
答案 D
解析分子的速率分布遵循“中间多、两头少”的统计规律，即分子平均速率附近的分子
最多，与平均速率差距越大的分子越少，速率为零的分子几乎不存在，所以选项C 错误，D 正确．
►题组3 对气体状态变化有关图象的考查
4．(2011·上海·4)如图1，一定量的理想气体从状态a 沿直线变化到状态b ，在此过程中，其压强
( )
图1
A ．逐渐增大
B ．逐渐减小
C ．始终不变
D ．先增大后减小
答案 A
解析 气体从a 到b 的变化过程中，体积V 减小，温度T 升高，由理想气体状态方程pV T
＝
C 可知，气体压强逐渐增大，本题只有选项A 正确．
5．在下图中，不能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化，又回到原来状态的图是
( )
答案 D
解析 根据p －V 、p －T 、V －T 图象的意义可以判断，其中选项D 显示的理想气体经历了等温变化→等压变化→等容变化，与题意不符．
6．一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这一过程可以用图2 上的直线ABC 来表示，在A 、B 、C 三个状态上，气体的温度
T A 、T B 、T C 相比较，大小关系为
( )
A ．T
B ＝T A ＝T
C B ．T A >T B >T C C ．T B >T A ＝T C
图2
D ．T B <T A ＝T C 答案 C
解析 由题图中各状态的压强和体积的值可知：p A V A ＝p C V C <p B V B ，因为pV T
＝恒量，可知T A ＝
T C <T B .另外从题图中也可知A 、C 处在同一等温线上，而B 处在离原点更远的一条等温线上，
所以T B >T A ＝T C .
7．(2012·江苏单科·12A(3))如图3所示，一定质量的理想气体 从状态A 经等压过程到状态B .此过程中，气体压强p ＝1.0 ×105
Pa ，吸收的热量Q ＝7.0×102
J ，求此过程中气体内 能的增量． 答案 5.0×102
J
图3
解析 等压变化过程有V A T A ＝V B
T B
，对外做的功W ＝p (V B －V A ) 根据热力学第一定律ΔU ＝Q －W ， 代入数据解得ΔU ＝5.0×102
J.
►题组2 对理想气体实验定律及状态方程的考查 8．关于理想气体，下列说法正确的是
( )
A ．理想气体能严格遵守气体实验定律
B ．实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下，可看成理想气体
C ．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体
D ．所有的实际气体任何情况下，都可以看成理想气体 答案 AC
解析 理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体，A 选项正确．理想气体是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的抽象，故C 正确． 9．如图4所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中
会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力， 从而控制进水量．设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中 被封闭的空气
( )
A ．体积不变，压强变小
B ．体积变小，压强变大
图4
C ．体积不变，压强变大
D ．体积变小，压强变小
答案 B
解析 细管中封闭的气体，可以看成是一定质量的理想气体，洗衣缸内水位升高，气体压强增大，因温度不变，故做等温变化，由玻意耳定律pV ＝C 得，气体体积减小，B 选项正确．
10．用如图5所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律．A 、B
管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的 理想气体，开始时A 、B 两管中水银面一样高，那么为了保持 瓶中气体体积不变
( ) A ．将烧瓶浸入热水中时，应将A 管向上移动
图5
B ．将烧瓶浸入热水中时，应将A 管向下移动
C ．将烧瓶浸入冰水中时，应将A 管向上移动
D ．将烧瓶浸入冰水中时，应将A 管向下移动 答案 AD
解析 由pV T
＝C (常量)可知，在体积不变的情况下，温度升高，气体压强增大，右管A 水银面要比左管B 水银面高，故选项A 正确；同理可知选项D 正确．
11．一定质量的理想气体，在某一状态下的压强、体积和温度分别为p 0、V 0、T 0，在另一状态
下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1，则下列关系错误的是
( )
A ．若p 0＝p 1，V 0＝2V 1，则T 0＝1
2T 1
B ．若p 0＝p 1，V 0＝1
2V 1，则T 0＝2T 1
C ．若p 0＝2p 1，V 0＝2V 1，则T 0＝2T 1
D ．若p 0＝2p 1，V 0＝V 1，则T 0＝2T 1 答案 ABC 解析 根据
p 0V 0T
0＝p 1V 1
T 1
可以判断出选项A 、B 、C 错误，D 正确． 12．如图6所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U 形
玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面 高h ，能使h 变大的原因是
( )
A ．环境温度升高
B ．大气压强升高
图6
C ．沿管壁向右管内加水银
D ．U 形玻璃管自由下落
答案 ACD
解析 对于左端封闭气体，温度升高，由理想气体状态方程可知：气体发生膨胀，h 增大，故A 对．大气压升高，气体压强将增大，体积减小，h 减小，故B 错．向右管加水银，气体压强增大，内、外压强差增大，h 将增大，所以C 对．当管自由下落时，水银不再产生压强，气压压强减小，h 变大，故D 正确．
13．如图7所示，一定质量的气体放在体积为V 0的导热容器中，一体积不计的光滑活塞C 将
容器分成A 、B 两室，B 室的体积是A 室的两倍，A 室连接一“U”形细管，细管两边水银柱高度差为76 cm.B 室连接有一阀门K ，可与大气相通(外界大气压等于76 cmHg ，细管内气体体积忽略不计)．现将阀门K 打开，
图7
(1)求最终A 室内气体的体积；
(2)A 室内气体压强如何变化？从微观上解释压强变化的原因； (3)A 室内气体吸热还是放热，解释其原因．
答案 (1)2V 0
3 (2)减小，原因见解析 (3)吸热，原因见解析
解析 (1)A 室气体等温变化．
p A 0＝2×76 cmHg，V A 0＝V 0
3
，p A ＝76 cmHg ，最终体积设为V A ，
由玻意耳定律得p A 0V A 0＝p A V A 解得V A ＝2V 0
3
(2)减小．A 室内气体等温变化，气体分子平均动能不变，气体膨胀，体积增大，分子密集程度减小，气体压强减小．
(3)吸热．容器导热，A 室内气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律知，体积增大，气体对外做功，则A 室内气体吸收热量．
14．如图8为均匀薄壁U 形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，
管的截面积为S ，内装有密度为ρ的液体．右管内有一质量为m 的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间 无摩擦且不漏气．温度为T 0时，左、右管内液面等高，两管 内空气柱长度均为L ，压强均为大气压强p 0，重力加速度为g .
现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左 图8。