第二章 气体、固体和液体 单元练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第二章 气体、固体和液体 单元练习 一、单选题 1．一个气泡从水面下30m深处缓缓上升到水面，假定水的温度均匀，水面上方的压强为1atm，水面下方深度每增加10m，压强增加1atm，则气泡到达水面时的体积为原来的（   ） A．3倍 B．5倍 C．2倍 D．4倍 2．关于热力学温度，下列说法中正确的是（　　） A．-33℃与240.15K表示不同的温度 B．摄氏温度与热力学温度都不可能取负值 C．温度变化1℃，也就是温度变化1K D．温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了（273.15＋t）K 3．下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是（　　） A．开空调1min内教室内的气体处于平衡态 B．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态 C．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，冰水混合物处于平衡态 D．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 4．江西景德镇陶瓷享誉世界。如图，向陶瓷茶杯倒入半杯热水，盖上杯盖过一段时间后，发现杯盖拿起来比较费力。下列说法正确的是（　　） A．杯盖拿起来比较费力的主要原因是杯盖与杯子间的密封性较好，杯盖与杯子间的分子的引力作用 B．杯盖拿起来比较费力的主要原因是杯盖与杯子间的密封性较好，杯子内气体的温度下降、压强减小 C．杯子内的气体温度降低，气体每个分子的动能都减小 D．向杯子中倒入热水后，杯子四周变热的速度一样快，说明陶瓷是各向异性材料 5．一定质量的气体，保持体积不变，温度升高时，关于下面的说法正确的是（ ） A．密度和压强都增大 B．密度增大，压强不变 C．密度不变，压强增大 D．密度和压强都不变 6．下列说法中正确的是（　　） A．压缩气体需要做功，说明气体分子间存在斥力 B．某物体内能增大时，其温度一定升高 C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 D． 和 时氧气分子的速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点 7．如图所示弯管，左侧两处液面上方分别封闭一段气体，右侧开口处与大气相通。两处液面高度差分别为。现用一轻质活塞封住开口处一段气体。活塞不计重量且可在弯管内无摩擦滑动，大气压强为，装置气密性良好，右侧开口端与活塞足够远。下列各类描述中正确的是（　　） A．一定有 B．若仅加热右侧轻活塞处封闭的空气，d处液面上升 C．若缓慢向上推动活塞，左侧a处封闭的气体体积变小 D．若缓慢向上推动活塞，两处液面移动的距离相等 8．如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于，每次打入的气体的压强为、体积为篮球容积的0.05倍。假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A．打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力减小 B．打气后，球内每个气体分子对球内壁的作用力增大 C．打气10次后，球内气体的压强为 D．打气10次后，球内气体的压强为 9．液体是三大物质形态之一，没有确定形状，往往受容器影响，下列有关说法正确的是（　　） A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是浮力作用的结果 B．液体表面张力产生在液体的表面层，方向与液面垂直，使液面收缩 C．水与任何固体都是浸润的，只有液体浸润细管壁才能产生毛细现象 D．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性 10．下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（  ） A．图甲说明晶体都有确定熔点，且熔化过程分子平均动能变大 B．图乙水黾可以在水面自由活动，说明它所受的浮力大于重力 C．图丙液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 D．图丁中的酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润 二、多选题 11．下列说法正确的是（    ） A．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同 B．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能 C．同一物体中，每个分子的动能总是相同的 D．温度高的物体分子平均速率大于温度低的同种物质组成的物体分子平均速率 12．以下说法正确的是（　　） A．某物质的密度为ρ，其分子的体积为，分子的质量为m，则 B．在油膜法粗测分子直径的实验中，把油分子看成球形，是物理学中的一个理想化模型，因为分子并不真的是球形 C．在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出，这是由于大头针填充了水分子间的空隙 D．物质是由大量分子组成的，在这里的分子是组成物质的分子、原子、离子的统称 E．玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖锐处就变圆滑，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故 13．下列相关说法正确的是（　　） A．制作LED灯的核心材料是半导体材料 B．制作手机中央处理器的材料是半导体材料 C．石墨烯是一种纳米材料，它的物质组成只有碳这一种元素 D．同种物质，当它以纳米材料的形态出现时，其物理性质可能会有很大的不同 14．我国航天员漫步太空已变成现实．已知飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理图如图所示，相通的舱A．B间装有阀门K，指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换．打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡．若将此气体近似看成为理想气体，则下列说法正确的是（     ） A．气体体积膨胀，对外做功，内能减小 B．气体体积变大，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变少 C．气体并没有对外做功，气体内能不变 D．B中气体不可能自发地全部退回到A中 E．气体温度变小，体积增大，压强减小 15．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（视为理想气体），设温度不变，洗衣缸内水位升高，则下列各个描述细管中被封闭的空气状态变化的图像中与上述过程相符合的是（　　） A． B． C． D． 三、填空题 16．如图所示，汽缸固定在平板车上，质量为m的活塞将气体封闭 在汽缸内，已知外界大气压强为P0，活塞横截面积为S，不计活塞与汽缸壁的摩擦，当小车和汽缸以相同的加速度a沿水平方向运动时，则汽缸内气体的压强为 17．如图所示，一端开口、粗细均匀的U形玻璃管竖直放置．管内用水银封闭了一定质量的气体，平衡时，左右两边水银面高度差为h，已知水银的密度为；环境大气压强为P0．则封闭气体的压强为 ．若整个装置做自由落体运动，则C处液面将 （选填“上升”“下降”或“不动”）． 四、解答题 18．已知竖直玻璃管总长为h，第一次向管内缓慢地添加一定质量的水银，水银添加完时，气柱长度变为，第二次再取与第一次相同质量的水银缓慢地添加在管内，整个过程水银未溢出玻璃管，外界大气压强保持不变。 （1）求第二次水银添加完时气柱的长度； （2）若第二次水银添加完后，把玻璃管在竖直面内以底部为轴缓慢的沿顺时针方向旋转60º，求此时气柱长度。（水银未溢出玻璃管） 19．孔明灯在中国有非常悠久的历史，热气球的原理与其相同。热气球由球囊、吊篮和加热装置3部分构成。如图，某型号热气球的球囊、吊篮和加热装置总质量m=160 kg，球囊容积V0=2000 m3。大气密度为1.2 kg/m3，环境温度恒为16 ℃。在吊篮中装载M=460 kg的物品，点燃喷灯，热气球从地面升空。升空后通过控制喷灯的喷油量操纵气球的升降。热气球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，即f=kv，其中k=500 kg/s，重力加速度g=10 m/s2，不计大气压强随高度的变化，忽略球囊的厚度、搭载物品的体积及喷油导致的装置总质量变化。当热气球在空中以1.6 m/s的速度匀速上升时，求： （1）球囊内气体的质量； （2）球囊内气体的温度。 20．如图所示，固定的导热汽缸内有一质量为m的“T”形绝热活塞（体积可忽略），距汽缸底部处连接一“U”形管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为，活塞距离汽缸底部为，两边汞柱存在高度差．已知汞的密度为，大气压强为，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分长为，重力加速度为g．试问： （1）初始时，汞柱两液面的高度差为多大？ （2）在活塞上缓慢加重物，汞柱两液面的高度差最大为多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第二章 气体、固体和液体 单元练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B B C D C C D D 题号 11 12 13 14 15 答案 AD BDE ABCD BCD BD 1．D 【详解】设气泡在水面下30m处的压强为，体积为，到达水面时的压强为，体积为，由题意可知， 整个过程为等温变化，根据玻意耳定律可得 代入数据解得 即气泡到达水面时的体积为原来的4倍。 故选D。 2．C 【详解】A．根据公式T=t+273.15K 可知-33℃对应的热力学温度为-33+273.15K=240.15K 即-33℃与240.15K表示相同的温度，故A错误； B．摄氏温度可以取负值，如-10℃，而热力学温度最低为0K，不可能取负值，故B错误； C．根据公式T=t+273.15K 可知，热力学温度与摄氏温度的变化量满足 因此温度变化1℃，也就是温度变化1K，故C正确； D．初始状态热力学温度为T1=t+273.15K 末状态热力学温度为T2=2t+273.15K 温度变化量为 即温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了tK，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】A．开空调1min内教室内的气体温度、体积均要变化，故不是平衡态，故A错误； B．两物体温度不同，接触后高温物体会向低温物体传热，是非平衡态，故B正确； C．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，周围环境会向冰水混合物传热，故不是平衡态，故C错误； D．压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为内能，故不是平衡态，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】AB．杯盖拿起来比较费力的原因是杯子内部的气体温度降低，导致气体的压强减小，杯子外部压强大于杯子内部的压强，所以将杯盖拿起来比较费力，故A错误，B正确； C．杯子内的气体温度降低，气体分子的平均动能减小，并不是每个分子的动能都减小，故C错误； D．向杯子中倒入热水后，杯子四周变热的速度一样快，说明该陶瓷在传热性能上是各向同性材料，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】一定质量的气体，保持体积不变，密度不变；根据查理定律可得，一定质量的气体，保持体积不变，温度升高时，压强增大．故C项正确，ABD错误． 故选C。 6．D 【详解】A．气体分子距离很大，分子之间的斥力几乎可以忽略不计，压缩气体需要做功，是因为气体存在压强，A错误； B．物体的内能增大，可能是分子势能增大导致的，分子的平均动能不一定增大，温度不一定升高，B错误； C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，由于云母片导热的各向异性，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，C错误； D．同一温度下，气体分子速率分布总呈“中间多，两头少”的分布特点，即速率处中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比较小，D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．对中间封闭的气体，则 则h1不一定等于h2，选项A错误； B．当有活塞时，仅加热右侧轻活塞处封闭的空气，由于活塞可无摩擦移动，则活塞下移，轻活塞处封闭气体压强不变，b处液面也不变，故B错误； CD．缓慢上推活塞，活塞处封闭气体温度不变，根据玻意耳定律可知，活塞处封闭气体体积减小压强增大，同理a和bc处封闭气体压强增大体积减小，a处液面上升，b处液面下降，c处液面下降，且c处液面下降的距离大于b处液面下降的距离，则h1增大，h2减小，故D错误，C正确。 故选C。 8．C 【详解】B．打气后，由于气体的温度不变，分子平均动能不变，球内气体分子对球壁的平均作用力不变，但是球内每个气体分子对球内壁的作用力不一定增大，故B错误； A．打气后，球内气体的压强变大，即球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大，故A错误； CD．打气10次后，由玻意耳定律知 解得，即球内气体的压强为，故C正确，D错误。 故选C 。 9．D 【详解】A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体表面张力作用的结果，故A错误； B．表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面平行，使液面收缩，故B错误； C．水并不是与任何固体都是浸润的，液体浸润细管壁或者不浸润细管壁都能产生毛细现象，故C错误； D．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性，故D正确。 故选D。 10．D 【详解】A．晶体都有确定熔点，晶体熔化时吸收热量但温度不变，所以熔化过程分子平均动能不变，故A错误； B．水黾可以在水面自由活动，是因为水的表面张力，故B错误； C．液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故C错误； D．从图中可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润（不浸润液滴会因为表面张力呈球形），故D正确。 故选D。 11．AD 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度相同，则物体分子的平均动能相同。选项A正确； B．分子动能是指分子做无规则运动所具有的能，选项B错误； C．同一物体中，每个分子的速率不一定相同，其动能也不一定相同，选项C错误； D．若组成物体的物质相同，每个分子质量都相同，温度高的物体分子平均动能较大，则分子平均速率大，选项D正确。 故选AD。 12．BDE 【详解】A．物质密度是宏观的质量与体积的比值，而分子体积、分子质量是微观量，A选项错误； B．实际上，分子有着复杂的结构和形状，并不是理想的球形，B选项正确； C．在装满水的玻璃杯内，可以轻轻投放一定数量的大头针，而水不会流出是由于表面张力的作用，C选项错误； D．物理学中的分子是指分子、原子、离子等的统称，D选项正确； E．玻璃管裂口放在火焰上烧熔后，成了液态，由于表面张力使得它的尖端变圆，E项正确。 故选BDE。 13．ABCD 【详解】A．由物理常识可知，制作LED灯的核心材料是半导体，A正确； B．制作手机中央处理器的材料是半导体材料，B正确； C．石墨烯是一种纳米材料，它的物质组成只有碳这一种元素，C正确； D．同种物质，当它以纳米材料的形态出现时，其物理性质可能会有很大的不同，D正确。 故选ABCD。 14．BCD 【详解】AEC．气体自由膨胀，没有对外做功，故内能不变，温度也不变，故AE错误C正确； D．一切宏观热现象均具有方向性，故B中气体不可能自发地全部退回到A中，故D正确； B．根据可知当T不变，V增大时，P减小，故气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变少，B正确。 故选BCD。 15．BD 【详解】温度不变，细管中的气体做等温变化，由玻意耳定律 可得 故BD符合题意，AC不符合题意。 故选BD。 16． 【详解】设气体的压强为，以活塞为研究对象，对活塞受力分析，根据牛顿第二定律可得：，解得． 17． 上升 【详解】[1]以BC段水银柱为对象，受三个力处于平衡状态，根据平衡条件有： 解得封闭气体的压强为 [2] 若整个装置做自由落体运动时，BC段水银柱将失重，封闭气体的压强减小，体积变大，所以C处液面将上升． 18．（1）；（2） 【详解】（1）设开始时封闭气体压强为，每次添加的水银产生的压强为，玻璃管的横截面积为S，由玻意耳定律得 设第二次水银添加完时空气柱长度为，由玻意耳定律得 解得 （2）把玻璃管在竖直平面内缓慢的沿顺时针方向旋转60o，由玻意耳定律得 解得 19．（1）1700 kg；（2）135 ℃ 【详解】（1）热气球匀速上升时，设球囊内气体质量为m2，根据平衡条件得 F浮-mg-m2g-Mg-f=0 其中 F浮=ρgV0 f=kv 解得 m2=1700 kg （2）升温前球囊内气体的质量 m1=ρV0 初始气体温度 T1=t1＋273 K=289 K 升温后，根据盖—吕萨克定律有 且升温前后的体积满足 解得 T2=408 K 即 t2=T2-273 K=135 ℃ 20．（1）  （2） 【详解】（1）被封闭气体压强为： 初始时，液面高度差为： （2）活塞上缓慢加重物，当活塞接触到汽缸底部时，容积则不再变化，该过程为等温变化，根据玻意耳定律有： ，，，代入解得： 设此时液面的高度差为，则有： 解得： 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $