第1节 气体的等温变化
[对点训练]
考点1 气体的三个状态参量及压强的计算
1.(多选)一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有( )
A.分子的平均速率 B．单位体积内的分子数
C.气体的压强 D．分子总数
E.气体的体积
答案 BCE
解析 等温变化过程中，温度不变，则分子的平均动能不变，所以分子的平均速率不变，p、V发生相应的变化，单位体积内的分子数也随之发生相应变化，但分子总数不变，故B、C、E正确。
2．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M。通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封有一定质量的气体。缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0。则封闭气体的压强为( )
A.p＝p0＋ B．p＝p0＋
C.p＝p0－ D．p＝
答案 C
解析 对汽缸缸套进行受力分析，如图所示。由平衡条件可得：p0S＝Mg＋pS，所以p＝p0－，故C项正确。
3.用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；
③用V?图象处理实验数据，得出如图乙所示的图线。
(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是______________________________；
(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是__________________和__________________；
(3)如果实验操作规范、正确，但如图乙所示的V?图线不过原点，则V0代表__________________________________________。
答案 (1)在注射器活塞上涂润滑油
(2)移动活塞要缓慢 不能用手握住注射器封闭气体部分
(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积
解析 (1)通过涂润滑油可使注射器不漏气，从而保持其质量不变。
(2)缓慢移动活塞是为了有足够的时间使封闭气体与外界进行热交换，不用手握住注射器也是为了不使手上的热量传递给封闭气体，从而保持气体温度不变。
(3)注射器与压强传感器连接部位有气体，从而使图线不过原点。
考点2 玻意耳定律
4.一定质量的气体在温度保持不变时，压强增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来的 ( )
A.4倍 B．2倍 C. D.
答案 D
解析 根据玻意耳定律p1V1＝p2V2得＝＝，即气体的体积变为原来的。
5.如图所示，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
C.体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小
答案 B
解析 水位升高，压强变大，由玻意耳定律pV＝C可知封闭气体体积减小，选项B正确。
6．如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h。若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则( )
A.h、l均变大 B．h、l均变小
C.h变大l变小 D．h变小l变大
答案 A
解析 开始时，玻璃管中的封闭气体的压强p1＝p0－ρgh，上提玻璃管，假设h不变，则l变长，由玻意耳定律得，p1l·S＝p2(l＋Δl)·S，所以气体内部压强小了，大气压 p0必然推着液柱上升，假设不成立，h必然变大一些。最后稳定时，封闭气体的压强p2＝p0－ρg(h＋Δh)减小，再根据玻意耳定律，p1l1·S＝p2l2·S，l2>l1，l变大，故A正确。
7．如图所示，封闭端有一段长40 cm的空气柱，左右两边水银柱的高度差是19 cm，大气压强为76 cmHg，要使两边管中的水银面一样高，需要再注入______cm长的水银柱。
答案 39
解析 封闭气体做等温变化，由于初态p1＝p0－ph＝(76－19) cmHg＝57 cmHg，l1＝40 cm，
末态p2＝p0＝76 cmHg，
由玻意耳定律得：p1l1S＝p2l2S，解得l2＝30 cm，
需再注入的水银柱长：l＝h＋2(l1－l2)＝39 cm。
考点3 p?V图象与p?图象的应用
8．(多选)如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是( )
A.一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比
B.一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的
C.由图可知T1＞T2
D.由图可知T1＜T2
答案 ABD
解析 根据等温图线的物理意义可知A、B选项都正确，气体的温度越高时，等温图线的位置就越远离原点，所以C错误，D正确。
9.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p?V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( )
A．一直保持不变 B．一直增大
C.先减小后增大 D．先增大后减小
答案 D
解析 由图象可知，pAVA＝pBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上。可在p?V图上作出几条等温线，如图所示。由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小。
[综合训练]
10.
(多选)如图所示，在一端封闭的玻璃管中，用一段水银将管内气体与外界隔绝，管口向下放置，若将管倾斜，则呈现的物理现象是( )
A.封闭端内气体的压强增大
B.封闭端内气体的压强减小
C.封闭端内气体的压强不变
D.封闭端内气体的体积减小
答案 AD
解析 被封闭气体的压强p＝p0－ρ水银gh，其中h为水银柱的竖直高度，故当管倾斜时h将减小，压强p增大，又由于气体做等温变化，由玻意耳定律知，压强增大，体积减小。选项A、D正确。
11．气压式保温瓶内密封空气的体积为V，瓶内水面与出水口的高度差为h，如图所示。设水的密度为ρ，大气压强为p0，欲使水从出水口流出，瓶内空气压缩量ΔV至少应为________。
答案
解析 开始时瓶内气压为p0，水恰好流出时，气压为p0＋ρgh，根据玻意耳定律，p0V＝(p0＋ρgh)(V－ΔV)，解得ΔV＝。
12.如图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0，压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩。若气泡内气体温度保持不变，当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力。
答案 p0S
解析 设压力为F，压缩后气体压强为p。
由p0V0＝pV和F＝pS得F＝p0S。
13.自行车轮胎的容积是3 L，所装气体的压强为4×105 Pa。如果温度保持不变，把自行车轮胎的气阀打开以后，气体慢慢跑到大气中，请问轮胎里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.0×105 Pa。
答案 25%
解析 以容器原装气体为研究对象。
初始状态：p1＝4×105 Pa，V1＝3 L，
末状态：p2＝1.0×105 Pa，体积为V2，
由于温度不变，根据玻意耳定律p1V1＝p2V2，
V2＝＝ L＝12 L，
所以×100%＝25%，
即剩下的气体为原来的25%。
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第2节 气体的等容变化和等压变化
[对点训练]
考点1 查理定律的应用
1.一个密封的钢管内装有空气，在温度为20 ℃时，压强为1 atm，若温度上升到80 ℃，管内空气的压强约为( )
A.4 atm B. atm
C.1.2 atm D. atm
答案 C
解析 由＝得：p2＝p1＝p1，p2＝1.2 atm。
2．(多选)一定质量的气体作等容变化时，其p?t 图象如图所示，若保持气体质量不变，而改变容器的容积，再让气体作等容变化，则其等容线与原来相比，下列可能正确的是( )
A.等容线与p轴之间夹角变小
B.等容线与p轴之间夹角变大
C.等容线与t轴交点的位置不变
D.等容线与t轴交点的位置一定改变
答案 ABC
解析 对于一定质量气体等容变化的p?t图线，总是要经过点(－273 ℃，0)，因此，C选项正确，D错误；由于题目没有给定体积变化的情况，所以A、B选项都有可能。
3.
气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1＝14 cm。后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2＝44 cm。(已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76 cmHg)
(1)求恒温槽的温度；
(2)此过程A内气体内能________(填“增大”或“减小”)。
答案 (1)364 K(或91 ℃) (2)增大
解析 (1)设恒温槽的温度为T2，由题意知T1＝273 K，
A内气体发生等容变化，根据查理定律得
＝①
p1＝p0＋ph1＝p0＋p0②
p2＝p0＋ph2＝p0＋p0③
联立①②③式，代入数据得T2＝364 K(或91 ℃)。
(2)温度升高，A内气体内能增大。
考点2 盖—吕萨克定律的应用
4.(多选)在下图中，p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，能正确描述一定质量的理想气体等压变化规律的是 ( )
答案 AC
解析 一定质量的理想气体在等压变化中，压强不变，体积V与绝对温度T成正比。其中B图明显看出气体压强减小，观察可知D图中气体压强增大，故只有A、C符合要求。
5.(多选)一定质量的气体在等压变化中体积增大了，若气体原来温度是27 ℃，则温度的变化是( )
A.升高到450 K B．升高了150 ℃
C.升高到40.5 ℃ D．升高到450 ℃
答案 AB
解析 等压变化中，有＝，即＝，解得x＝450 K，故温度会升高到450 K，即升高了150 ℃。
6．如图，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30 ℃时，空气柱长度为30 cm，当水温是90 ℃时，空气柱的长度是36 cm，则该同学测得的绝对零度相当于多少摄氏度( )
A.－273 ℃ B．－270 ℃
C.－268 ℃ D．－271 ℃
答案 B
解析 由等压变化知＝所以有＝，绝对零度空气柱长为0，故＝，得T1＝300 K，所以绝对零度应是(30－300) ℃＝－270 ℃，B正确。
7.一个开着窗户的房间，温度为7 ℃时室内空气质量为m kg，当温度升高到27 ℃时，室内空气的质量为多少kg？
答案 m kg
解析 应用盖—吕萨克定律，以跑到室外的气体与室内的气体整体为研究对象，设原来体积为V1，温度升高后体积为V2，已知T1＝280 K，T2＝300 K，根据盖—吕萨克定律：＝得V2＝V1＝V1＝V1。
因温度升高后留在室内的气体体积仍为V1，占总体积的比例为＝＝。所以m2＝m kg。
[综合训练]
8.
(多选)如图所示是一定质量的理想气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中，哪些是正确的( )
A.a→d的过程气体体积增加
B.b→d的过程气体体积不变
C.c→d的过程气体体积增加
D.a→d的过程气体体积减小
答案 AB
解析 在p?T图上的等容线的延长线是过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小。由此可见，a状态对应体积最小，c状态对应体积最大。所以选项A、B是正确的。
9.
(多选)一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的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过程中不断增加 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 AB
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正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；如图所示，连接aO交cd于e，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为Vd＜Ve，所以Vd＜Va，所以da过程中体积增加，D错误。
10.一个质量可不计的活塞将一定量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形汽缸内，活塞上堆放着铁砂，如图所示，最初活塞搁置在汽缸内壁的固定卡环上，气柱的高度为H0，压强等于大气压强p0。现对气体缓慢加热，当气体温度升高了ΔT＝60 K时，活塞(及铁砂)开始离开卡环而上升，继续加热直到气柱高度为H1＝1.5H0。此后，在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂，直到铁砂全部取走时，气柱高度变为H2＝1.8H0，求此时气体的温度。(不计活塞与汽缸之间的摩擦)
答案 540 K
解析 本题包括等容、等压和等温的三个特殊变化过程，当温度升高ΔT＝60 K时，活塞开始离开卡环，在此之前的过程属于等容变化过程；继续对气体缓慢加热，气体压强不变，当气柱高度从H0变化到H1＝1.5H0时，属于等压变化过程；此后在温度不变的条件下逐渐取走铁砂，气柱高度从H1升高到H2＝1.8H0，此过程属于等温变化过程。分别对三个过程列式即可求解。气体温度升高60 K的过程中，活塞没有上升，此过程是等容变化过程，由查理定律得＝①
气柱高度从H0变化到H1＝1.5H0过程中，压强不变，为等压变化过程，由盖—吕萨克定律得
＝②
气柱高度从H1变化到H2的过程中，温度不变，为等温变化过程，由波意耳定律得1.5p1H0＝1.8p0H0③
由①②③联立可得T2＝540 K。
11.一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h，外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了。若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。
答案
解析 设汽缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为Δp，由玻意耳定律得
phS＝(p＋Δp)S①
解得Δp＝p②
外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h′。根据盖—吕萨克定律，得
＝③
解得h′＝h④
据题意可得Δp＝⑤
气体最后的体积为V＝Sh′⑥
联立②④⑤⑥式得V＝。
12.
如图所示，在一端开口的钢制圆筒的开口端上面放一活塞，活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计，现将其开口端向下，竖直缓慢地放入7 ℃的水中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，这时筒内气柱长为14 cm，当水温升高到27 ℃时，筒底露出水面的高度为多少？(筒的厚度不计)
答案 1 cm
解析 圆筒的重力等于气体对圆筒的压力，故当水温升高时，筒内的气体发生的是等压变化，设筒底露出水面的高度为h。
当t1＝7 ℃即T1＝280 K时，V1＝14 cm·S
当t2＝27 ℃即T2＝300 K时，V2＝(14 cm＋h)·S
由盖—吕萨克定律得＝
解得h＝1 cm。
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第3节 理想气体的状态方程
[对点训练]
考点1 对理想气体的理解
1.(多选)下列关于理想气体的说法正确的有( )
A.温度极低的气体也是理想气体
B.压强极大的气体也遵守气体实验定律
C.理想气体是实际气体的理想化模型
D.理想气体实际并不存在
E.一定质量的理想气体，当温度发生变化，体积和压强一定随着变化
答案 CD
解析 气体实验定律是在压强不太大、温度不太低的情况下得出的，温度极低、压强极大时在微观上分子间距离变小，趋向液体，C、D正确，A、B错误；一定质量的理想气体，当温度发生变化时，体积和压强中的一个或两个随着变化，E错误。
考点2 理想气体状态方程的应用
2.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是( )
A.p1＝p2，V1＝2V2，T1＝T2
B.p1＝p2，V1＝V2，T1＝2T2
C.p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2
D.p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T2
答案 D
解析 由理想气体状态方程＝可判断，只有D项正确。
3.(多选)对于一定质量的理想气体，下列状态变化中不可能的是( )
A.使气体体积增加而同时温度降低
B.使气体温度升高，体积不变、压强减小
C.使气体温度不变，而压强、体积同时增大
D.使气体温度降低，压强减小、体积减小
答案 BC
解析 由理想气体状态方程＝C(常量)可知：B、C项中不可能发生。
4.
对一定质量的某种气体，在某一状态变化过程中压强p与热力学温度T的关系如图所示，则描述压强p与摄氏温度t的关系图象中正确的是( )
答案 C
解析 设＝C(C>0)，则＝C，p＝C(t＋273)，可知C正确，A、B、D错误。
5.
如图所示为粗细均匀、一端封闭一端开口的U形玻璃管。当t1＝31 ℃，大气压强为p0＝1 atm 时，两管水银面相平，这时左管被封闭气柱长l1＝8 cm。求：当温度t2等于多少时，左管气柱l2为9 cm？(p0＝1 atm＝76 cmHg)
答案 78 ℃
解析 设玻璃管的横截面积为S cm2，
对左管中的气体，
初态：p1＝76 cmHg，V1＝8S cm3，T1＝304 K，
末态：p2＝78 cmHg，V2＝9S cm3，T2＝？
由＝得T2＝＝351 K，
t2＝(351－273) ℃＝78 ℃。
[综合训练]
6.如图所示为0.3 mol的某种气体的压强和温度关系的p?t图线。p0表示1个标准大气压，则在状态B时气体的体积为( )
A．5.6 L B．3.2 L C．1.2 L D．8.4 L
答案 D
解析 此气体在0 ℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×0.3 L＝6.72 L，根据图线所示，从压强为p0的状态到A状态，气体是等容变化，A状态的体积为6.72 L，温度为(127＋273) K＝400 K，从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为(227＋273) K＝500 K，根据盖—吕萨克定律＝，VB＝＝ L＝8.4 L。
7.如图所示，是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的p?T图象，已知气体在状态B时的体积是8 L，求VA和VC、VD，并画出此过程的V?T图。
答案 VA＝4 L，VC＝8 L，VD＝10.7 L V?T图见解析
解析 A→B，等温过程有pAVA＝pBVB，所以
VA＝＝ L＝4 L，
B→C，等容过程，所以VC＝VB＝8 L，
C→D，等压过程有＝，VD＝VC＝×8 L＝10.7 L。
此过程的V?T图如图所示：
8.贮气筒的容积为100 L，贮有温度为27 ℃、压强为30 atm的氢气，使用后温度降为20 ℃，压强降为20 atm，求用掉的氢气占原有气体的百分比？
答案 31.7%
解析 解法一：选取筒内原有的全部氢气为研究对象，且把没用掉的氢气包含在末状态中，则初状态p1＝30 atm，V1＝100 L，T1＝300 K；末状态p2＝20 atm，V2＝？，T2＝293 K，根据＝得
V2＝＝ L＝146.5 L。
用掉的占原有的百分比为
×100%＝×100%＝31.7%。
解法二：取剩下的气体为研究对象
初状态：p1＝30 atm，体积V1＝？，T1＝300 K，
末状态：p2＝20 atm，体积V2＝100 L，T2＝293 K，
由＝得V1＝＝ L＝68.3 L，
用掉的占原有的百分比×100%＝×100%＝31.7%。
9.
一圆柱形汽缸直立在地面上，内有一具有质量而无摩擦的绝热活塞，把汽缸分成容积相同的A、B两部分，如图所示，两部分气体温度相同，都是T0＝27 ℃，A部分气体压强pA0＝1.0×105 Pa，B部分气体压强pB0＝2.0×105 Pa。现对B部分的气体加热，使活塞上升，使A部分气体体积减小为原来的。求此时：
(1)A部分气体的压强pA；
(2)B部分气体的温度TB。
答案 (1)1.5×105 Pa (2)500 K
解析 (1)A部分气体等温变化，
由玻意耳定律：pA0V＝pA·V，所以pA＝pA0，
把pA0＝1.0×105 Pa代入得pA＝1.5×105 Pa。
(2)B部分气体：
初态：pB0＝2.0×105 Pa，VB0＝V，TB0＝T0＝300 K，
末态：pB＝pA＋(pB0－pA0)＝2.5×105 Pa，
VB＝V＋V＝V，
由理想气体状态方程＝，
所以TB＝＝ K＝500 K。
10.一容器容积为8.2 L，内装气体120 g，温度为47 ℃。因容器漏气，经若干时间后压强降为原来的，温度降为27 ℃。问在该过程中一共漏掉多少克气体？
答案 40 g
解析 选容器内装的质量m＝120 g气体为研究对象，设漏气前的压强为p1，已知漏气前的体积V＝8.2 L，温度T1＝320 K；设想一个体积为ΔV的真空袋与容器相通，容器内泄漏的质量为Δm的气体全部进入袋内后，容器和袋内气体的总质量仍为m(如图所示)，这时容器和袋内气体的压强设为p2，体积为V＋ΔV，温度为T2＝300 K。
根据理想气体的状态方程有
＝①
因为容器和袋内气体密度相同，
所以有＝
即＝②
联立①②两式，代入数据解得
Δm＝m＝40 g。
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第4节 气体热现象的微观意义
[对点训练]
考点1 气体分子运动的特点
1.1859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，所以选项D正确。
2.
对一定质量的气体，通过一定的方法得到了某一速率的分子数目N与速率v的两条关系图线，如图所示，下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ对应的温度T1高于曲线Ⅱ对应的温度T2
B.曲线Ⅰ对应的温度T1可能等于曲线Ⅱ对应的温度T2
C.曲线Ⅰ对应的温度T1低于曲线Ⅱ对应的温度T2
D.无法判断两曲线对应的温度关系
答案 C
解析 温度越高，分子的平均速率越大，从题图中可以看出Ⅱ的平均速率大，故Ⅱ的温度高，C项正确。
3.(多选)x、y两容器中装有相同质量的氦气，已知x容器中氦气的温度高于y容器中氦气的温度，但压强却低于y容器中氦气的压强。由此可知( )
A.x中氦气分子的平均动能一定大于y中氦气分子的平均动能
B.x中每个氦气分子的动能一定都大于y中每个氦气分子的动能
C.x中动能大的氦气分子数一定多于y中动能大的氦气分子数
D.x中氦气分子的热运动一定比y中氦气分子的热运动激烈
答案 ACD
解析 分子的平均动能取决于温度，温度越高，分子的平均动能越大，但对于任一个氦气分子来说并不一定成立，故A项正确，B项错误；分子的动能也应遵从统计规律，即“中间多、两头少”，温度较高时，动能大的分子数一定多于温度较低时动能大的分子数，C项正确；温度越高，分子的无规则热运动越激烈，D项正确。
考点2 对气体压强的微观解释
4.密闭容器中气体的压强是( )
A.由于气体的重力产生的
B.由于分子间的相互作用力产生的
C.大量气体分子频繁碰撞器壁产生的
D.在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
答案 C
解析 密闭容器中的气体由于自身重力产生的压强很小，可忽略不计。其压强是由气体分子频繁碰撞器壁产生的，大小由气体的温度和分子数密度决定，A、B错误，C正确；失重时，气体分子仍具有分子动能，对密闭容器的器壁仍然有压强的作用，D错误。
5.(多选)下列说法中正确的是( )
A.一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大
B.一定质量的气体温度不变，压强增大时，其体积必减小
C.气体压强是由气体分子间的斥力产生的
D.一定质量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
答案 ABD
解析 一定质量的气体压强由温度和体积共同决定，体积减小，温度变化不明确，故气体压强变化不明确，选项A正确；温度不变，压强增大，则体积必减小，选项B正确；气体的压强是由气体分子频繁地撞击器壁而产生的，选项C错误；温度降低，分子的平均动能减小，但气体体积变化不明确，所以压强变化不明确，故D正确。
6.
如图所示，一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是( )
A.在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多
B.在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多
C.在相同时间内撞在相同面积上的分子数两状态一样多
D.单位体积的分子数两状态一样多
答案 B
解析 由题图可知一定质量的气体a、b两个状态，压强相等，而a状态温度低，分子的平均动能小，平均每个分子对器壁的撞击力小，而压强不变，则相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态一定较多，故A、C错误，B正确；一定质量的气体，分子总数不变，Vb>Va，单位体积的分子数a状态多，故D错误。
考点3 对气体实验定律的微观解释
7.(多选)汽缸内封闭着一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时( )
A.气体的分子数密度增大
B.气体的压强增大
C.气体分子的平均动能减小
D.每秒钟撞击器壁单位面积上的气体分子数增多
答案 BD
解析 一定质量的理想气体，体积不变，分子数密度一定，当温度升高时分子的平均动能变大，平均速率变大，每秒钟撞击器壁单位面积上的气体分子数增多，冲力增大，因而气体压强一定增大，故A、C错误，B、D正确。
8.(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )
A.温度升高，气体中每个分子的动能都增大
B.在任一温度下，气体分子的速率分布呈现“中间多，两头少”的分布规律
C.从微观角度看，气体的压强取决于气体分子的平均动能和分子的密集程度
D.温度不变时，气体的体积减小，压强一定增大
E.气体的压强由分子数密度、分子平均动能、重力共同来决定
答案 BCD
解析 温度升高时，分子平均动能增大，但每个分子的动能不一定增大，A错误；气体分子的速率分布规律是“中间多，两头少”，B正确；气体的压强由分子数密度和分子平均动能决定，与重力无关，C正确、E错误；温度不变，体积减小时，由玻意耳定律可知，压强一定增大，D正确。
9.(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是( )
A.温度不变时，压强增大n倍，单位体积内的分子数一定也增大n倍
B.体积不变时，压强增大，气体分子热运动的平均速率也一定增大
C.压强不变时，若单位体积内的分子数增多，则气体分子热运动的平均速率一定减小
D.气体体积增大时，气体的内能可能增大
答案 ABCD
解析 对于一定质量的理想气体，其压强与单位体积内的分子数成正比，与气体分子热运动的平均速率(由温度决定)成正相关。因此，根据气体实验定律，可知选项A、B、C正确。另外，一定质量的理想气体的内能由温度决定，气体的体积增大时，由＝恒量，知温度有可能增大，因此D选项也正确。
[综合训练]
10.
用一导热的可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A、B两部分，如图所示。A和B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，均可视为理想气体，则可知两部分气体处于热平衡时( )
A.内能相等
B.分子的平均动能相等
C.分子的平均速率相等
D.分子数相等
答案 B
解析 两种理想气体的温度相同，所以分子的平均动能相同，而气体种类不同，其分子质量不同，所以分子的平均速率不同，故B正确，C错误。两种气体的质量相同，而摩尔质量不同，所以分子数不同，故D错误。两种气体的分子平均动能相同，但分子个数不同，故内能也不相同，故A错误。
11.(多选)如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦。a态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是汽缸从容器中移出后，在室温(27 ℃)中达到的平衡状态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是( )
A.与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B.与a态相比，b态的气体对活塞的冲击力较大
C.a，b两态的气体对活塞的冲击力相等
D.从a态到b态，气体的内能增加，气体密度增加
答案 AC
解析 由分析活塞受力可知两状态的压强相等，由于Tb>Ta，故a状态分子碰撞的力较小，则单位时间内撞击的个数一定多，A正确；由于压强不变，故气体对活塞的力是相同的，B错误，C正确；从a态到b态温度升高，内能增加，体积增大，气体密度减小，D错误。
12.根据天文学家测量月球的半径为1738千米，月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的。月球在阳光照射下的温度可以达到127 ℃，而此时水蒸气分子的平均速率达2000 m/s，试分析月球表面没有水的原因。
答案 见解析
解析 月球表面的第一宇宙速度
v0＝ ≈1685 m/s<2000 m/s。
所以水蒸气分子在月球表面做离心运动，因此月球表面无水。
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