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第38讲　气体的性质
【学习目标】
1.掌握气体压强的微观解释和计算方法。
2.掌握气体实验定律的内容、适用条件，并会应用解决问题。
3.会分析气体状态变化的图像问题。
考点一　气体压强的微观解释和计算
考向一　气体压强的微观解释
(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。
(2)决定因素(一定质量的某种理想气体)
①宏观上：决定于气体的温度和体积。②微观上：决定于气体分子的平均动能和气体分子的数密度。
[例1]　(多选)关于对气体压强的理解，下列说法中正确的有(　BCD　)
A.大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强
B.密闭容器内气体压强是由气体分子不断撞击器壁而产生的
C.气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均速率
D.单位面积器壁受到空气分子碰撞的平均压力在数值上等于气体对器壁的压强大小
【解析】 大气压强是由地球表面空气重力产生的，而被密封在某种容器中的气体，其压强是大量的无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的，它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的，A错误；密闭容器内的气体压强是由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，B正确；气体压强取决于分子的数密度与分子的平均速率，即为单位体积内分子数和分子的平均速率，C正确；根据公式p=可知，单位面积器壁受到气体分子碰撞的平均压力在数值上就等于气体压强的大小，D正确。
考向二　气体压强的计算
(1)活塞模型
如图所示为最常见的封闭气体的两种方式。
甲　 乙
求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。
图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0。由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg=pS，则气体的压强为p=p0＋。
图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg=p0S，
则气体压强为p=p0－=p0－ρ液gh。
(2)U形管模型
如图所示，U形管竖直放置。
同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来。则有pB＋ρgh2=pA，而pA=p0＋ρgh1，所以气体B的压强为pB=p0＋ρg(h1－h2)。
[例2]　如图所示，图中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压强为p0，重力加速度为g，则封闭气体A的压强为　p0＋　，气体B的压强为　p0－　。
　　
甲 乙
【解析】 图甲中选活塞为研究对象，有pAS=p0S＋mg，得pA=p0＋，图乙中选汽缸为研究对象，有p0S=pBS＋Mg，得pB=p0－。
[例3]　若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，则下列说法中，正确的是(　D　)
甲　 乙　 丙　 丁
A.图甲中密闭气体的压强大小是p0＋ρgh
B.图乙中密闭气体的压强大小是p0＋ρgh
C.图丙中密闭气体的压强大小是p0－ρgh
D.图丁中密闭气体的压强大小是p0＋ρgh1
【解析】 设玻璃管的横截面积为S，图甲中以玻璃管内高出外部液面的液柱为研究对象，由平衡条件得pS＋ρShg=p0S，解得p=p0－ρgh，A错误；图乙中以左管高出右管的液柱为研究对象，由平衡条件得pS＋ρhSg=p0S，解得p=p0－ρgh，B错误；图丙中以玻璃管内的液柱为研究对象，由平衡条件得pS＋ρShgsin 60°=p0S，解得p=p0－ρghsin 60°，C错误；图丁中根据等压面法，封闭气体压强p=p0＋ρgh1，D正确。
考点二　气体实验定律　理想气体状态方程
1.气体实验定律
项目 玻意耳定律 查理定律 盖－吕萨克定律
内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成　反比　 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成　正比　 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成　正比　
表达式 p1V1=　p2V2　
微观 解释 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能　不变　，体积减小时，分子的密集程度　增大　，气体的压强　增大　 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度　不变　，温度升高时，分子的平均动能　增大　，气体的压强　增大　 一定质量的某种理想气体，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
图像
2.理想气体状态方程
(1)理想气体
①宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下都遵从　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，所以，认为理想气体只有分子动能，无分子势能。
(2)理想气体状态方程：或=C。(质量一定的理想气体)
1.压强极大的实际气体不遵从气体实验定律。(　√　)
2.一定质量的理想气体，当温度升高时，压强一定增大。(　 　)
3.一定质量的理想气体，温度升高，气体的内能一定增大。(　√　)
[例4]　(多选)导热性能良好、内壁光滑的汽缸内用活塞封住一定质量的理想气体，活塞厚度不计。现用弹簧连接活塞，将整个汽缸悬挂起来，如图所示，静止时，弹簧长度为L，活塞距离地面高度为h，汽缸底部距离地面高度为H，活塞内气体压强为p，体积为V。下列说法中，正确的有(　BD　)
A.当外界温度不变，大气压强增大时，L减小，H增大，p增大，V减小
B.当外界温度不变，大气压强减小时，L不变，H减小，p减小，V增大
C.当大气压强减小，外界温度升高时，h减小，H增大，p减小，V增大
D.当大气压强不变，外界温度升高时，h不变，H减小，p不变，V增大
【解析】 设汽缸和活塞的质量分别为M和m，对汽缸，由平衡条件得pS＋Mg=p0S，则缸内气体的压强p=p0－，当外界温度不变，大气压强增大时，p增大，根据pV=C可知，V减小，弹簧弹力等于活塞和汽缸所受的重力之和，因活塞与汽缸所受的重力不变，故弹簧弹力不变，则L不变，因此汽缸会上移，H增大；同理，当外界温度不变，大气压强减小时，p减小，V增大，L不变，H减小，A错误，B正确；当大气压强减小时，p减小，当外界温度升高时，根据=C可知，V增大，由于弹簧弹力不变，故L不变，活塞位置不变，则h不变，H减小，C错误；当大气压强不变时，p不变，当外界温度升高时，根据=C可知，V增大，由于弹簧弹力不变，故L不变，活塞位置不变，则h不变，H减小，D正确。
(1)弄清一个物理过程分为哪几个阶段。
(2)找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的。
(3)明确哪个阶段应遵循什么气体实验定律。
[例5]　一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V，气球内空气可视为理想气体。
(1)若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0，求此时气体的体积V0(用p0、p和V表示)；
(2)小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m=8.66×10－3 kg(此时须考虑空气浮力对该示数的影响)。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足：(p－p0)(V－)=C，其中p0=1.0×105 Pa为大气压强，=0.5×10－3 m3为气球无张力时的最大容积，常量C=18 J。已知该气球自身质量为m0=8.40×10－3 kg，外界空气密度为ρ0=1.3 kg/m3，求气球内气体体积V的大小。
【答案】 (1)　(2)5×10－3 m3
【解析】 (1)理想气体做等温变化，根据玻意耳定律有pV=p0V0，解得V0=。
(2)设气球内气体质量为m气，则m气=ρ0V0，
对气球及气球内部气体组成的系统进行受力分析如图所示，
根据气球的受力平衡，有mg＋ρ0gV=m气g＋m0g，
结合题中p和V满足的关系为
(p－p0)(V－)=C，
解得V=5×10－3 m3。
考点三　气体状态变化的图像问题
1.一定质量的气体不同图像的比较
过程 类别 图像特点 图像示例
等温 过程 p－V pV=CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远
p－ p=CT，斜率k=CT，即斜率越大，温度越高
等容 过程 p－T p=T，斜率k=，即斜率越大，体积越小
等压 过程 V－T V=T，斜率k=，即斜率越大，压强越小
2.处理气体状态变化的图像问题的技巧
(1)首先应明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态，它对应着三个状态量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。看此过程属于等温、等容还是等压变化，然后用相应规律求解。
(2)在V－T图像(或p－T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。
[例6]　一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中，正确的是(　C　)
A.a→b过程中，气体温度降低，体积增大
B.b→c过程中，气体温度不变，体积减小
C.c→a过程中，气体压强增大，体积不变
D.在c状态时，气体的体积最小
【解析】 方法一：根据气体实验定律分析。a→b过程中，气体压强保持不变，根据盖－吕萨克定律=C可知，由于温度降低，故体积应减小，A错误；b→c过程中，气体的温度保持不变，根据玻意耳定律pV=C可知，由于压强减小，故体积应增大，B错误；c→a过程中，由题图可知，p与T成正比，则气体发生等容变化，体积不变，且温度升高，压强增大，综上所述可知在b状态时，气体的体积最小，C正确，D错误。
方法二：根据图像斜率的意义分析。由理想气体状态方程=C得p=T，斜率k=，即某状态(点)与原点连线斜率越大，体积V越小，故从图可以看出Va=Vc＞Vb，温度的高低和压强的大小比较可由图像直观反映出来。
[拓展]　根据例6中气体状态变化的p－T图像，定性作出三个过程的V－T图像和p－V图像。
【答案】 如图所示：(共29张PPT)
【学习目标】1.掌握气体压强的微观解释和计算方法。
2.掌握气体实验定律的内容、适用条件，并会应用解决问题。
3.会分析气体状态变化的图像问题。
考点一　气体压强的微观解释和计算
考点二　气体实验定律　理想气体状态方程
考点三　气体状态变化的图像问题
内
容
索
引
课时作业
第38讲　气体的性质
(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。
(2)决定因素(一定质量的某种理想气体)
①宏观上：决定于气体的温度和体积。②微观上：决定于气体分子的平均动能和气体分子的数密度。
考点一　气体压强的微观解释和计算
考向一　气体压强的微观解释
(多选)关于对气体压强的理解，下列说法中正确的有(　 　)
A.大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强
B.密闭容器内气体压强是由气体分子不断撞击器壁而产生的
C.气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均速率
D.单位面积器壁受到空气分子碰撞的平均压力在数值上等于气体对器壁的压强大小
例 1
【解析】 大气压强是由地球表面空气重力产生的，而被密封在某种容器中的气体，其压强是大量的无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的，它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的，A错误；密闭容器内的气体压强是由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，B正确；气体压强取决于分子的数密度与分子的平均速率，即为单位体积内分子数和分子的平均速率，C正确；根据公式p=可知，单位面积器壁受到气体分子碰撞的平均压力在数值上就等于气体压强的大小，D正确。
BCD
(1)活塞模型
如图所示为最常见的封闭气体的两种方式。

求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。
图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0。由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg=pS，则气体的压强为p=p0＋。
图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg=p0S，
则气体压强为p=p0－=p0－ρ液gh。
考向二　气体压强的计算
甲　 乙
(2)U形管模型
如图所示，U形管竖直放置。

同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来。则有pB＋ρgh2=pA，而pA=p0＋ρgh1，所以气体B的压强为pB=p0＋ρg(h1－h2)。
如图所示，图中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压强为p0，重力加速度为g，则封闭气体A的压强为____________，气体B的压强为___________。
例 2
【解析】 图甲中选活塞为研究对象，有pAS=p0S＋mg，得pA=p0＋，图乙中选汽缸为研究对象，有p0S=pBS＋Mg，得pB=p0－。
甲　　 乙
p0＋
p0－
若已知大气压强为p0，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，则下列说法中，正确的是(　 　)
A.图甲中密闭气体的压强大小是p0＋ρgh
B.图乙中密闭气体的压强大小是p0＋ρgh
C.图丙中密闭气体的压强大小是p0－ρgh
D.图丁中密闭气体的压强大小是p0＋ρgh1
例 3
【解析】 设玻璃管的横截面积为S，图甲中以玻璃管内高出外部液面的液柱为研究对象，由平衡条件得pS＋ρShg=p0S，解得p=p0－ρgh，A错误；图乙中以左管高出右管的液柱为研究对象，由平衡条件得pS＋ρhSg=p0S，解得p=p0－ρgh，B错误；图丙中以玻璃管内的液柱为研究对象，由平衡条件得pS＋ρShgsin 60°=p0S，解得p=p0－ρghsin 60°，C错误；图丁中根据等压面法，封闭气体压强p=p0＋ρgh1，D正确。
D
甲　 乙　 丙　 丁
1.气体实验定律
考点二　气体实验定律　理想气体状态方程
项目 玻意耳定律 查理定律 盖－吕萨克定律
内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成_______ 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成__________ 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成___________
表达式 p1V1=__________
反比
正比
正比
p2V2
项目 玻意耳定律 查理定律 盖－吕萨克定律
微观 解释 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能_______，体积减小时，分子的密集程度________，气体的压强_________ 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度________，温度升高时，分子的平均动能________，气体的压强________ 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能________，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度________，才能保持压强不变
图像
不变
增大
增大
不变
增大
增大
增大
减小
2.理想气体状态方程
(1)理想气体
①宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下都遵从______________定律的气体，实际气体在________不太大、________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，所以，认为理想气体只有分子动能，无分子势能。
(2)理想气体状态方程：或=C。(质量一定的理想气体)
气体实验
1.压强极大的实际气体不遵从气体实验定律。(　 　)
2.一定质量的理想气体，当温度升高时，压强一定增大。(　 　)
3.一定质量的理想气体，温度升高，气体的内能一定增大。(　 　)
压强
温度
√

√
(多选)导热性能良好、内壁光滑的汽缸内用活塞封住一定质量的理想气体，活塞厚度不计。现用弹簧连接活塞，将整个汽缸悬挂起来，如图所示，静止时，弹簧长度为L，活塞距离地面高度为h，汽缸底部距离地面高度为H，活塞内气体压强为p，体积为V。下列说法中，正确的有(　 　)
A.当外界温度不变，大气压强增大时，L减小，H增大，p增大，V减小
B.当外界温度不变，大气压强减小时，L不变，H减小，p减小，V增大
C.当大气压强减小，外界温度升高时，h减小，H增大，p减小，V增大
D.当大气压强不变，外界温度升高时，h不变，H减小，p不变，V增大
例 4
BD
【解析】 设汽缸和活塞的质量分别为M和m，对汽缸，由平衡条件得pS＋Mg=p0S，则缸内气体的压强p=p0－，当外界温度不变，大气压强增大时，p增大，根据pV=C可知，V减小，弹簧弹力等于活塞和汽缸所受的重力之和，因活塞与汽缸所受的重力不变，故弹簧弹力不变，则L不变，因此汽缸会上移，H增大；同理，当外界温度不变，大气压强减小时，p减小，V增大，L不变，H减小，A错误，B正确；当大气压强减小时，p减小，当外界温度升高时，根据=C可知，V增大，由于弹簧弹力不变，故L不变，活塞位置不变，则h不变，H减小，C错误；当大气压强不变时，p不变，当外界温度升高时，根据=C可知，V增大，由于弹簧弹力不变，故L不变，活塞位置不变，则h不变，H减小，D正确。
(1)弄清一个物理过程分为哪几个阶段。
(2)找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的。
(3)明确哪个阶段应遵循什么气体实验定律。
技能点拨
一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V，气球内空气可视为理想气体。
(1)若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0，求此时气体的体积V0(用p0、p和V表示)；
【解析】 理想气体做等温变化，根据玻意耳定律有pV=p0V0，解得V0=。
【答案】 　
例 5
(2)小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m=8.66×10－3 kg(此时须考虑空气浮力对该示数的影响)。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足：(p－p0)(V－)=C，其中p0=1.0×105 Pa为大气压强，=0.5×10－3 m3为气球无张力时的最大容积，常量C=18 J。已知该气球自身质量为m0=8.40×10－3 kg，外界空气密度为ρ0=1.3 kg/m3，求气球内气体体积V的大小。
【解析】 设气球内气体质量为m气，则m气=ρ0V0，
对气球及气球内部气体组成的系统进行受力分析如图所示，
根据气球的受力平衡，有mg＋ρ0gV=m气g＋m0g，
结合题中p和V满足的关系为
(p－p0)(V－)=C，
解得V=5×10－3 m3。
【答案】 5×10－3 m3
1.一定质量的气体不同图像的比较
考点三　气体状态变化的图像问题
过程 类别 图像特点 图像示例
等温 过程 p－V pV=CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远

p－ p=CT，斜率k=CT，即斜率越大，温度越高

过程 类别 图像特点 图像示例
等容过程 p－T p=T，斜率k=，即斜率越大，体积越小

等压过程 V－T V=T，斜率k=，即斜率越大，压强越小

2.处理气体状态变化的图像问题的技巧
(1)首先应明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态，它对应着三个状态量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。看此过程属于等温、等容还是等压变化，然后用相应规律求解。
(2)在V－T图像(或p－T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。
一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中，正确的是(　 　)
A.a→b过程中，气体温度降低，体积增大
B.b→c过程中，气体温度不变，体积减小
C.c→a过程中，气体压强增大，体积不变
D.在c状态时，气体的体积最小
例 6
【解析】 方法一：根据气体实验定律分析。a→b过程中，气体压强保持不变，根据盖－吕萨克定律=C可知，由于温度降低，故体积应减小，A错误；b→c过程中，气体的温度保持不变，根据玻意耳定律pV=C可知，由于压强减小，故体积应增大，B错误；c→a过程中，由题图可知，p与T成正比，则气体发生等容变化，体积不变，且温度升高，压强增大，综上所述可知在b状态时，气体的体积最小，C正确，D错误。
方法二：根据图像斜率的意义分析。由理想气体状态方程=C得p=T，斜率k=，即某状态(点)与原点连线斜率越大，体积V越小，故从图可以看出Va=Vc＞Vb，温度的高低和压强的大小比较可由图像直观反映出来。
C
根据例6中气体状态变化的p－T图像，定性作出三个过程的V－T图像和p－V图像。
【答案】 如图所示：
拓展
课时作业
答案速对
第十五单元 第38讲　气体的性质 题号 1 2 3 4 5 6
答案 A B D ACD AB (1)100 N　(2)327 K
1.下列关于固体、液体、气体的说法，正确的是(　 　)
A.夏季天旱时，给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管，防止水分蒸发
B.晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同
C.由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以存在浸润现象
D.炒菜时我们看到的烟气是油烟颗粒在做热运动
A
2.一定量某种气体的质量为m，该气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m0和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为(　 　)
A.NA= B.NA=
C.NA=　 D.NA=
【解析】 由于气体分子间的距离较大，所以气体分子的体积V0远小于摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，即V0＜，则NA＜，又因V=，所以NA＜，A、D错误；阿伏加德罗常数等于气体的摩尔质量与气体分子的质量之比，即NA=，B正确，C错误。
B
3.如图所示为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下：①把一颗豆粒从距
秤盘20 cm高处松手让它落到秤盘上，观察指针摆动的情况；②再把100颗左右的豆粒
从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况；③使这些豆粒从更高的位
置均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况。下列说法中，正确的是(　 　)
A.步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系
B.步骤②和③模拟的是气体压强与分子密集程度的关系
C.步骤②和③模拟的是大量气体分子速率分布所服从的统计规律
D.步骤①和②反映了气体压强产生的原因
【解析】 步骤①和②中豆粒从相同的高度下落，不同的是豆粒的个数，故它们模拟的是气体压强与分子密集程度的关系，也说明大量的豆粒连续地作用在盘子上能产生持续的作用力，即反映了气体压强产生的原因；而步骤②和③中豆粒个数相同，让它们从不同的高度落下，豆粒撞击的速率不同，所以它们模拟的是气体压强与分子速率的关系，或者说是气体压强与气体分子平均动能的关系。A、B、C错误，D正确。
D
4.(多选)一定质量的理想气体从状态a开始，缓慢经历过程ab、bc、ca回到状态a，其V－T图像如图所示。气体在状态a时压强为p1、体积为V0、热力学温度为T0，在状态b时压强为pb，在状态c时压强为pc、热力学温度为Tc。下列判断中，正确的有( 　 　)
A.气体从状态c到状态a的过程中，密度一直增大
B.pb=2.5p1
C.pc=p1
D.Tc=2.5T0
【解析】 由题图可知，气体由状态c到状态a对应的V－T图线为过原点的直线，所以发生的是等压变化，即pc=p1，由盖－吕萨克定律有，解得Tc=2.5T0，随着温度降低，气体体积变小，气体密度增大，A、C、D正确；气体由状态a到状态b为等温膨胀过程，由玻意耳定律有p1V0=pb·2.5V0，解得pb=0.4p1，B错误。
ACD
5.(多选)一开口向下、导热均匀的直玻璃管通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定的水银槽中，管内、外水银面高度差为h。下列情况中，能使细绳拉力增大的有(　 　)
A.大气压强增加
B.环境温度降低
C.向水银槽内注入水银
D.略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移
【解析】 设玻璃管中封闭气体的压强为p，外界大气压强为p0，玻璃管质量为m，横截面积为S，对玻璃管受力分析，可知细绳的拉力FT=(p0－p)S＋mg=ρghS＋mg，其中h为管中液面与管外液面的高度差，即细绳的拉力等于管的重力和管中高出管外部分水银的重力。大气压强增加时，h增大，所以拉力FT增大，A正确；环境温度降低时，封闭气体压强减小，由p=p0－ρgh可知，h增大，所以拉力FT增大，B正确；向水银槽内注入水银，水银槽和玻璃管中的液面都上升，封闭气体体积减小，压强增大，由p=p0－ρgh可知，h减小，故拉力FT减小，C错误；略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移时，封闭气体体积减小，压强增大，由p=p0－ρgh可知，h减小，所以细绳拉力FT减小，D错误。
AB
6.如图所示，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离=10，活塞的面积为1.0×10－2 m2。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为1.0×105 Pa和300 K。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处(过程中气体温度视为不变)，外力增加到200 N并保持不变。
(1)求外力增加到200 N时，卡销b对活塞支持力的大小；
【解析】 活塞从位置a到b过程中，气体做等温变化，初态
p1=p0=1.0×105 Pa、V1=S·11，
末态压强设为p2，V2=S·10，根据p1V1=p2V2，
解得p2=1.1×105 Pa，
此时对活塞根据平衡条件F＋p0S=p2S＋FN，
解得卡销b对活塞支持力的大小FN=100 N。
【答案】 100 N　
(2)再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。(结果保留整数)
【解析】 将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态p2=1.1×105 Pa，T2=300 K，设末态时压强为p3，
对活塞根据平衡条件有p3S=F＋p0S，
解得p3=1.2×105 Pa，
设此时温度为T3，根据，
解得T3≈327 K。
【答案】 327 K　

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