1.质量一定的某种气体，在体积保持不变的情况下，将气体的温度由-13℃升高到17℃，则保持不变的是(　　 )

A.压强　　　　　　　　 　　　　　 B.分子的平均速率

C.分子的平均动能　　　　 　　　　　　 D.气体密度

4.理想气体内能及变化

理想气体，是我们在研究气体性质时所建立的理想模型，它指的是不考虑气体分子间相互作用力，这是由于气体分子间距离较远，已超过10r₀，故可忽略气体分子间作用力，这样理想气体的内能就取决于分子的总数目和分子的平均动能，而分子的数目又由气体的摩尔量决定，分子的平均动能的标志是气体的温度，所以理想气体的内能就可用摩尔量和温度这两个宏观物理量来衡量了，而对于一定质量的理想气体而言，它的内能只由温度来衡量.

也就是说，对一定质量的理想气体，它的内能是否发生变化，只需看它的温度是否变化了就可以了，温度升高，内能增大；温度降低，内能减小.

理想气体做功与否，只需观察它的体积，若体积增大，则气体对外界做功；体积减小，则外界对气体做功.

根据能的转化和守恒定律，一定质量的理想气体的内能的改变量等于气体吸收的热量与外界对气体做功之和，即△E=Q+W.

[重点难点解析]

重点　 气体压强的产生和气体实验定律的微观解释.

难点　 用统计的方法分析气体分子运动的特点.

例1　 一定质量的理想气体，当体积保持不变时，其压强随温度升高而增大，用分子动理论来解释，当气体的温度升高时，其分子的热运动加剧，因此：①　　　　　　　　　 ；②　　　　　　　　　　 　　　从而导致压强增大.

解析　 气体的压强是由大量的气体分子频繁碰撞器壁产生的，压强的大小决定于单位体积内的分子数和分子的平均动能，一定质量的理想气体，体积不变时，单位体积内分子数不变；温度升高时，分子运动加剧，与器壁碰撞速率增大，冲力增大，同时碰撞机会增多，故压强变大.

答案 　①分子每次碰撞器壁时给器壁的冲力增大　 ②分子在单位时间对单位面积器壁碰撞次数增多.

说明　 本题主要考查气体压强的微观解释.分析时要结合分子动理论，压强产生原因综合分析.正确理解决定压强的两个因素是关键.

例2.一个密闭的绝热容器内，有一个绝热的活塞将它隔成AB两部分空间，在A、B两部分空间内封有相同质量的空气，开始时活塞被销钉固定.A部分气体的体积大于B部分气体的体积，温度相同，如下图所示.若拔出销钉后，达到平衡时，A、B两部分气体的体积V_A与V_B的大小，有(　　 )

A.V_A＞V_B　　　 　　　　　 B.V_A=V_B

C.V_A＜V_B　　　　　　　　 D.条件不足，不能确定

解析　 对气体压强大小决定因素的理解和物理过程物理情境的分析是正确解决本题的关键.

初态两气体质量相同，V_A＞V_B，因此气体分子数密度不同，ρ_A＜ρ_B，又因为温度相同，根据气体压强的决定因素可知P_A＜P_B.当活塞销钉拿掉，因为ρ_A＜ρ_B，所以活塞向A气方向移动，活塞对A气做功，B气对活塞做功，导致A气体密度增加.温度升高，而B气体密度减小，温度降低，直至P_A′=P_B′，此时T_A′＞T_B′.又因为最终两边气体压强相等活塞才能静止，而两边气体质量相等，A气温度高于B气，两边压强要想相等，只有A气体密度小于B气体密度，故最终一定是V_A′＞V_B′，A选项正确.

答案　 A正确

说明　 本题若对气体压强大小决定因素不理解，又不清楚销钉拔掉后物理情境的变化，极易错选B或C.

[难题巧解点拨]

例1　 对于一定质量的理想气体，下列四个论述中正确的是(　　 )

A.当分子热运动变剧烈时，压强必变大

B.当分子热运动变剧烈时，压强可以不变

C.当分子间的平均距离变大时，压强必变小

D.当分子间的平均距离变大时，压强必变大

解析　 对于理想气体：①分子热运动的剧烈程度由温度高低决定；②分子间的平均距离由气体体积决定；③对于一定量的理想气体，=恒量.

A、B选项中，“分子热运动变剧烈”说明气体温度升高，但气体体积变化情况未知，所以压强变化情况不确定，A错误B正确.C、D选项中，“分子间的平均距离变大”说明气体体积变大，但气体温度变化情况未知，故不能确定其压强变化情况，C、D均错误.

答案　 选B.

点评　 本题考查分子运动理论和理想气体状态的简单综合.注意从分子运动理论深刻理解理想气体的三个状态参量，从状态方程判定三个参量之间的变化关系.

例2　 如下图所示，直立容器内容部有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程气体吸热Q，气体内能增量为△E，则(　　 )

A.△E=Q　　 　　 B.△E＜Q　　 　　　　 C.△E＞Q　　 　　 D.无法比较

解析　 A、B气体开始的合重心在中线下，由于气体分子永不信息地运动，抽去隔板后，A、B两部分气体均在整个容器中均匀分布，因此合重心在中线处，造成重力势能增大，由能量守恒定律得：吸收热量一部分增加气体的内能，一部分增加重力势能，所以B正确.

答案　 选B.

点评　 此题要综合应用气体分子运动论和能量守恒定律的知识求解.

[典型热点考题]

例　 让一定质量的理想气体发生等温膨胀，在该过程中(　　 )

A.气体分子平均动能不变　 　　　B.气体压强减小

C.气体分子的势能减小　　　　　 D.气体密度不变

解析　 温度是物体分子平均动能的标志，温度不变，气体分子平均动能不变，所以A正确，由密度定义及题意得到D错误；理想气体没有分子势能，故C错；由玻意耳定律知气体等温膨胀时其压强减小.

答案　 选AB.

[同步达纲练习]

3.对气体实验定律的微观解释

(1)玻意耳定律的微观解释

①一定质量的气体，温度保持不变，从微观上看表示气体分子的总数和分子平均动能保持不变，因此气体压强只跟单位体积内的分子数有关.

②气体发生等温变化时，体积增大到原来的几倍，单位体积内的分子数就减少到原来的几分之一，压强就会减小到原来的几分之一；体积减小到原来的几分之一，单位体积内的分子数就会增加到原来的几倍，压强就会增大到原来的几倍，即气体的压强和体积的乘积保持不变.

(2)查理定律的微观解释

①一定质量的理想气体，体积保持不变时，从微观上看表示单位体积内的分子数保持不变，因此气体的压强只跟气体分子的平均动能有关.

②气体发生等容变化时，温度升高，气体分子的平均动能增大，气体压强会跟着增大；温度降低，气体分子的平均动能减小，气体压强会跟着减小.

(3)盖·吕萨克定律的微观解释

①一定质量的理想气体，压强不变时，从微观上看是单位体积内分子数的变化引起的压强变化与由分子的平均动能变化引起的压强变化相互抵消.

②气体发生等压变化时，气体体积增大，单位体积内的分子数减小，会使气体的压强减小，气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，才能使气体的压强增大来抵消由气体体积增大而造成的气体压强的减小；相反，气体体积减小，单位体积内的分子数增多，会使气体的压强增大，只有气体的温度降低，气体分子的平均动能减小，才能使气体的压强减小来抵消由气体体积减小而造成的气体压强的增大.

2.气体压强的产生

(1)气体压强的定义

气体作用在器壁单位面积上的压力就是气体的压强，即P=F/S.

(2)气体压强的形成原因

气体作用在器壁上的压力是由碰撞产生的，一个气体分子和器壁的碰撞时间是极其短暂的.它施于器壁的作用力是不连续的，但大量分子频繁地碰撞器壁，从宏观上看，可以认为气体对器壁的作用力是持续的、均匀的.

(3)气体压强的决定因素

①分子的平均动能与密集程度

从微观角度来看，气体分子的质量越大，速度越大，即分子的平均动能越大，每个气体分子撞一次器壁对器壁的作用力越大，而单位时间内气体分子撞击器壁的次数越多，对器壁的总压力也越大，而撞击次数又取决于单位体积内分子数(分子的密集程度)和平均动能(分子在容器中往返运动着，其平均动能越大，分子平均速率也越大，连续两次碰撞某器壁的时间间隔越短，即单位时间内撞击次数越多)，所以从微观角度看，气体的压强决定于气体的平均动能和密集程度.

②气体的温度与体积

从宏观角度看，一定质量的气体的压强跟气体的体积和温度有关.对于一定质量的气体，体积的大小决定分子的密集程度，而温度的高低是分子平均动能的标志.

(4)几个问题的说明

①在一个不太高的容器中，我们可以认为各点气体的压强相等的.

②气体的压强经常通过液体的压强来反映.

③容器内气体压强的大小与气体的重力无关，这一点与液体的压强不同(液体的压强是由液体的重力造成的).这是因为一般容器内气体质量很小，且容器高度有限，所以不同高度处气体分子的密集程度几乎没有差异.所以气体的压强处处相等，即压强与重力无关.

④对于地球大气层这样的研究对象，由于不同高度处气体分子的密集程度不同，温度也有明显差异，所以不同高度差处气体的压强是不同的.这种情况下气体的压强与重力有关.

1.气体分子运动的特点

(1)气体分子之间的距离很大，距离大约是分子直径的10倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间自由移动.

气体能充满它们所能达到的空间，没有一定的体积和形状.

(2)每个气体分子都在做永不停息的运动，大量气体分子频繁地发生碰撞使每个气体分子都在做杂乱无章的运动.

(3)大量气体分子的杂乱无章的热运动，在宏观上表现出一定的规律性.

①气体分子沿各个方向运动的数目是相等的.

②对于任一温度下的任何气体来说，多数气体分子的速率都在某一数值范围之内，比这一数值范围速率大的分子数和比这一数值范围速率小的分子数依次递减.速率很大和速率很小的分子数都很少.在确定温度下的某种气体的速率分布情况是确定的.

在温度升高时，多数气体分子所在的速率范围升高，而且在这一速度范围的分子数增多.

5、运动的合成和分解

l　　　　 关于运动的合成，下列说法正确的是 A　 两个直线运动的合运动一定是直线运动 B　 两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动 C　 两个匀变速直线运动的合运动一定是直线运动 D　 两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动

l　　　　 在抗洪抢险中战士驾驶摩托艇救人。假设江岸是平直的，洪水水流速度为v₁，摩托艇在静水中的航速为v₂。战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d。如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为 A　 　　B　 0　　 C　 　　　D　

4、运动的合成和分解

l　　　　 如图所示，用绳跨过定滑轮把湖中的小船拉向岸边，则小船的实际运动是由哪两个分运动合成的？ A　 水平向岸靠近，同时竖直向上升高 B　 沿绳向上使OA距离减小，同时竖直向下 C　 沿绳向上使OA距离减小，同时绕O点转动 D　 水平向岸靠近，同时沿绳向上使OA距离减小

l　　　　 一人骑自行车向东行驶时，看到雨滴是竖直匀速落下的，雨滴实际的下落情况应是 A　 向前倾斜　　 B　 向后倾斜　　 C　 竖直下落　　 D　 无法确定

3、合运动和分运动

2、做曲线运动的条件 (1)合外力的方向跟速度方向不在同一直线上 (2)加速度与速度方向不在同一直线上 (3)物体的运动状态是由其受力条件及初始运动状态共同决定

l　　　 一个物体在几个共点力作用下做匀速直线运动，现撤去其中的一个力，则物体 A　 可能做匀速直线运动　　 B　 可能做匀变速曲线运动 C　 不可能做匀加速直线运动　 D　 不可能做匀加速直线运动

l　　　 如图所示，一质点沿曲线从M点运动到N点，当它通过曲线上的P点时，其速度v和加速度a的方向关系可能成立的是

l　　　　 一个质点在恒力作用下，由O点运动到A点的轨迹如图所示，在A点时速度方向如图中所示，则恒力F可能沿什么方向？ A　 +x　　 B　 -x　　 C　 +y　　 D　 -y

1、曲线运动的速度方向： (1)该点的曲线的切线方向 (2)是一种变速运动

l　　　　 某质点沿如图所示的曲线abcde运动，则a、b、c、d、e各点的速度方向中，速度方向大致相同的两点是 A　 a与c　　 B　 b与d　　 C　 c与e　　 D　 a与e

l　　　　 下列对曲线运动的判断，正确的是 A　 变速运动一定是曲线运动　　 B　 曲线运动一定是变速运动 C　 速率不变的曲线运动是匀速运动　 D　 曲线运动是速度不变的运动