周测评(十八) 气体的等压变化和等容变化 固体液体-【衡水真题密卷】2025-2026全学年高二物理学科素养周测评（人教版）

2025一2026学年度高二学科素养周测评（十八） 物理·气体的等压变化和等容变化 固体液体 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题8分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。 题号 1 2 3 答案 1.在“天宫课堂”上，王亚平用水在两板之间“搭建了一座桥”，形成了如 图所示的“液桥”，关于“液桥”下列说法中正确的是 () A.“液桥”表面层的水分子之间作用力表现为引力，使得“液桥”表面有 收缩的趋势 B.“液桥”表面层的水分子间距小于“液桥”内部的水分子间距 C.“液桥”的形成与水的表面张力有关，表面张力的方向总是垂直于“液桥”表面 D.王亚平之所以能搭建“液桥”，是因为水在太空中不受地球引力 2.石墨是碳原子按图甲排列形成的，其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构， 单碳层石墨烯是单层的石墨，1毫米厚的石墨大概包含大约三百万层石墨烯。石墨烯是 目前已知最薄的材料，并且拥有极高的强度和极好的导热性。则 () A.石墨中的碳原子静止不动 B.碳原子的直径大约为3×10-9m C.石墨烯的物理性质沿各个方向一定不同 D.石墨烯的熔解过程中，碳原子的平均动能不变 3.下列四幅图中有关固体和液体性质的描述，正确的是 薄板上的蜂蜡融化成圆形区域 表面张力对管中液体形 液品显示器 水黾静止在水面 成向上的拉力 丙 甲 乙 高二学科素养周测评（十八）物理第1页（共4页） 真题 生活从来都是公平的，你未来的模样，藏在你现在的劳力里 A.图甲中实验现象说明薄板材料是晶体 班级 B.图乙中液体和管壁表现为不浸润 C.图丙中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 D.图丁中水黾静止在水面，说明其受到的表面张力等于重力 姓名 4.将一洁净的细玻璃管插入某种液体中，如图所示，给出了管内液面情况，下列说法正确 的是 A.此液体与玻璃管属于浸润现象 得分 B.液体与固体间是否浸润取决于固体表面性质，与液体无关 C.管外液面应比管内液面要高一些 D.管外液面与玻璃管壁接触部分应该向上弯曲，如 二、多项选择题：本题共2小题，每小题8分，共16分。每小题有多项符合题目要求，全部 选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。 题号 5 6 答案 5.如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，沿图示路径先后到达状态B和C后回 到状态A,其中BC的延长线通过坐标原点，AB和CA分别与V轴和T轴平行。下列 说法正确的是 () A.从状态A到状态B,气体压强增大 B.从状态B到状态C,气体压强增大 C.从状态A到状态B,气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数减少 D.从状态C到状态A,气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增多 6.如图所示，一汽缸竖直放在水平地面上，缸体的质量M=8kg,活塞的M 质量m=4kg,活塞的横截面积S=2×10-3m,活塞上面的汽缸内封 闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强。= 1.0×105Pa。活塞下面与劲度系数k=20N/cm的轻弹簧相连，当汽 缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，此时汽缸内气柱长度L= 20cm,g取10m/s2,活塞不漏气，且与汽缸壁无摩擦。现给封闭气体加热，则下列说法 正确的是 () A.当汽缸内气柱长度L2=22cm时，汽缸内气体温度为550K B.当汽缸内气柱长度L2=22cm时，汽缸内气体压强为2.0×105Pa C.汽缸内气体温度上升到660K以上，气体将做等压膨胀 D.汽缸内气体温度上升到910K以上，气体将做等压膨胀 卷 高二学科素养周测评（十八）物理第2页（共4页） 1 三、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)如图为一简易火灾报警装置，其原理是竖直放置的试管中装有水银，当温度升高 时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。27℃时，被封闭的理想气体气柱 长L1=20cm,水银上表面与导线下端的距离L2=5cm(T=t+273K)。 (1)若大气压为76cmHg,水银柱长L3为26cm,则被封闭气体的压强为多少？ (2)当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？ 8.(20分)如图所示，开口向上、竖直放置在水平地面的圆柱形导热汽缸（汽缸与地面接触 处有缝隙)，用质量m=1kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞通过轻绳与固定在 吊顶上的力传感器P相连接，活塞可以在汽缸内无摩擦移动。初始时，活塞与缸底的距 离h。=45cm,缸内气体温度T1=300K,轻绳恰好处于伸直状态，且力传感器的示数为 零。已知汽缸的质量M=9kg,活塞横截面积S=100cm2,大气压强p。=0.99×105Pa (大气压不随温度而变化)，g取10m/s2。现使缸内气体温度缓慢下降，求： (1)当汽缸恰好对地面无压力时，汽缸内气体的温度T2; (2)当汽缸内气体温度降至T3=240K时，汽缸底部到水平地面的高度h及此时力传感 器的示数。 77777777777777 1 高二学科素养周测评（十八）物理第3页（共4页） 真题密卷 9.(20分)某科研探究小组为高温操作室设计了一个自动温度报警装置，其原理如图所示。 由导热性良好的材料制成的固定汽缸开口向上，用质量m=1kg、横截面积S=1cm、 厚度不计的活塞封闭一定质量的理想气体；劲度系数=100N/m、原长l。=15cm的 轻质弹簧上端与警报器相连。当高温操作室内的热力学温度T。=300K时，活塞与汽 缸底部的距离H=20cm,与弹簧自由端的距离L=10cm。已知高温操作室内的空气 压强p。=1.0×105Pa,活塞与汽缸壁之间摩擦可忽略，汽缸的气密性良好，g取10m/s2, 压力传感器，刚出现压力时显示蓝色，压力大小为2N、6N、10N分别显示黄色、橙色和 红色，其他压力值时仅显示数字。 (1)求使力传感器从显示蓝色到显示红色的热力学温度的范围。 (2)若由于某种原因，汽缸内一部分气体漏出，使得本能使力警报器传感器显示红色的 温度仅显示橙色，求漏出气体质量与原有气体质量之比。 警报器 高二学科素养周测评（十八）物理第4页（共4页）真题密卷 学科素养周测评 1 (2)由题图乙可知，力与成正比，当V=2× 9.u2g 1 (2) 1 10-5m3=20mL时，7-20 【解析】(1)题图甲中，根据活塞受力平衡得 ×103L1=50× 103m3,从题图乙中对应压强p=100×103Pa= ）=mg (3分) 1×105Pa. 题图乙中，设汽缸内气体压强为p1,根据活塞受 (3)设前端堆积的润滑油的体积为V。,气体实际 力平衡得 体积为V,则V=V。十V,根据玻意耳定律知 7L0_L0 p1S+mg=pS+12-2】 (3分) Y来=C,可得V=V。十力，在V图像中，多 汽缸缓慢倒置过程中，根据玻意耳定律有 截距b就是V。图线弯曲原因可能是气体温度 7Lo 升高，不满足等温条件；或者气体发生泄漏，导 p0·s3=p·S12 (3分) 致气体质量发生变化。 6PoS 联立得m= (3分) 8.(1)1.0225×105Pa(2)2.225L 7g 【解析】(1)初始时，桶内气体的压强与外界相等 (2)打开阀门后，汽缸内气体的压强为卫。，假设 pi=po (2分) 活塞未触及缸口，根据活塞受力平衡可知，弹簧 缓慢流出了V1=2.0L水后，桶里的液面下降 的伸长量等于题图甲中弹簧的压缩量，活塞到 高度 缸底的距离为 Lo h=3=2.5cm (4分) /L。_Lo)= 2-3=3<L0 (4分) 此时管口与桶中液面高度差 假设成立，打开阀门前气体的质量即题图甲中 H=h+h1=0.225m (4分) 汽缸内气体的质量，而题图甲中汽缸内气体与 此时，桶内气体的压强 打开阀门后汽缸内气体的密度相等，所以打开 p2=po+pgH=1.0225×105Pa (4分) 阀门前、后缸内气体质量之比等于体积之比，即 (2)以最终在桶中的气体为研究对象，由玻意耳 定律得 mI 3 (4分) m2 po(V。+△V)=p2(V。+V1) 2L。 2 (4分) 3 解得△V=2.225L. (2分) 2025一2026学年度高二学科素养周测评（十八） 物理·气体的等压变化和等容变化固体液体 一、单项选择题 而是在其平衡位置振动，A错误；由于1毫米厚 1.A【解析】“液桥”表面层的水分子之间作用力 的石墨大概包含大约三百万层石墨烯，则碳原 表现为引力，使得“液桥”表面有收缩的趋势，A 子的直径1义03×0”m,B错误：石 正确：液体表面张力形成的原因是液体表面层 分子间的距离大于液体内部分子距离，分子力 墨烯是一种单晶体，具有各向异性，但不能够认 表现为引力，B错误；液桥的形成是水的表面张 为其所有物理性质均具有各向异性，即不能够 力作用的结果，由液体表面张力产生的原因可 认为石墨烯的物理性质沿各个方向一定不同， 知，液体表面张力使液面具有收缩到液体表面 C错误；石墨烯是单晶体物质，在熔解过程中温 积最小的趋势，因此液体表面张力的方向总是 度不变，故碳原子的平均动能不变，D正确。 沿液面切线方向，C错误；“液桥”的形成与张力 3.C【解析】题图甲中实验现象为各向同性， 有关，水在太空中受地球引力，D错误。 说明薄板材料不是单晶体，可能是多晶体也 2.D【解析】石墨中的碳原子并不是静止不动， 可能是非晶体，A错误；题图乙中液体和管壁 1 34 ·物理· 参考答案及解析 表现为浸润，B错误；题图丙中液晶显示器是 正确。 利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成 三、非选择题 的，C正确；题图丁中水黾静止在水面，说明 7.(1)102cmHg(2)102℃ 其受到水面的支持力等于重力，表面张力是 【解析】(1)若大气压为76cmHg,水银柱长L3 水平的，D错误。 26cm,则被封闭气体压强 4,C【解析】如题图中所示，液体不浸润细玻璃 p=p。十p'=102cmHg (4分) 管，在细玻璃管中下降，并形成向上凸的形状， (2)温度升高，被封闭的气体发生等压变化，根 管外液面比管内液面高，A错误，C正确，管外 据盖-吕萨克定律有 液面与玻璃管壁接触部分应该向下弯曲，液体 SL S(L1+L2) (4分) 与固体间是否浸润与液体和固体表面性质均有 Tu T2 关系，B、D错误。 20 20+5 二、多项选择题 273+27273+t 解得t'=102℃。 (4分) 5.CD【解析】根据V=CT可知，从状态A到 8.(1)270K(2)5cm100N 状态B,气体温度不变，体积增大，压强减小，A 【解析】(1)汽缸内气体在初始状态时，气体的 错误，根据y=C可知，从状态B到状态C,体 温度T1=300K (2分) T 气体的压强p1=+g=1.0X105Pa(2分) 积减小，温度降低，但 不变，压强不变，B错 汽缸恰好对地面无压力时，气体的压强 误；从状态A到状态B,温度不变，则气体分子 Mg 卫2=p0 =0.9×105Pa (2分) 的平均速率不变，体积增大，气体分子数密度减 小，气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞 汽缸内气体从初始状态到汽缸恰好对地面无压 的次数减少，C正确；从状态C到状态A,温度 力时的过程属等容变化，则=卫： (2分) 升高，则气体分子的平均速率增大，体积不变， 气体分子数密度不变，气体分子单位时间内与 解得T2=270K (2分) 器壁单位面积碰撞的次数增多，D正确。 (2)从汽缸恰好对地面无压力到汽缸内气体温 6.AD【解析】初始时，汽缸内气体的压强p1= 度降至T3=240K,汽缸内气体做等压变化，设 温度降至T3=240K时活塞与缸底的距离为 p。-0=0.8X10Pa,对整体分析，当汽缸刚 1,则%，S%, (2分) 要离开地面时，有(M十m)g=F弹=x,解得 T2T3 x=6cm,所以当汽缸内气柱长度为22cm时， 解得h1=40cm (2分) 汽缸未离开地面，由胡克定律可得，此时弹力 此时汽缸底部到水平地面的高度 F=kx1,解得F=40N,由分析，此时汽缸内气 h=ho-h=5 cm (2分) 体的压强卫2=p0,由理想气体状态方程可得 对活塞由力的平衡条件有 T+P2S=mg+poS (2分) =”,解得T2=550K,A正确，B错 T 解得T=100N。 (2分) 误；当汽缸刚离开地面时，由分析可知此时汽缸 9.(1)450K~900K Mg=1.4X10Pa,气柱 50 内气体压强3=。十 【解析】(1)力传感器刚显示蓝色时，可以看成 长度L3=(20十6)cm=26cm,由理想气体状态 等压变化，根据盖-吕萨克定律可得 方权可得兴-，解得工=90K当汽起 HS (H+L)S (2分) T。 T 离开地面后，缸内气体的压强不变，C错误，D 解得T1=450K (1分) 35 1 真题密卷 学科素养周测评 对活塞受力分析则有p1S一pS=mg (1分) (2)力传感器显示红色时，对活塞则有 解得p1=2X10Pa (1分) p3S-poS=mg十kx1 (1分) 力传感器显示红色时，对活塞而言则有 由胡克定律可得kx1=6N (1分) p2S-poS=mg十kxo (1分) 力传感器显示红色变为橙色，可以看成等温变 根据胡克定律则有kx。=10N (1分) 化，根据玻意耳定律可得 解得xo=10cm,p2=3X105Pa (2分) p:(H+L+x1)S=p2LS (1分) 根据理想气体状态方程，则有 联立解得x1=6cm,L2=31.2cm (2分) p(H+L)S P2(H+L+x)S 漏出气体质量与原有气体质量之比 (2分) Tr T2 p(H+L+x0-L2)S_11 p(H+L十xo)s (2分) 解得T2=900K (1分) 50 即热力学温度的范围是450~900K (1分) 2025一2026学年度高二学科素养周测评（十九） 物理·热力学定律 一、单项选择题 想气体状态方程 T =C,从b到c为等压变化， 1.D【解析】温度是大量分子无规则热运动的集 体表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度 体积减小，所以温度降低，又因为外界对气体做 是没有意义的，所以玉米粒水蒸气温度升高时， 功，根据热力学第一定律△U=W+十Q可知，此 个别分子的动能可能减小，也可能不变，A错 过程放出热量，B正确；c→a过程体积不变，没 误；大米虽然没有玉米那样的表皮密封，油炸形 有做功，根据理想气体状态方程可知，压强增 成的水蒸气不能被大米的外皮密封在内部，不 大，温度升高，结合热力学第一定律可知，从外 可以用油炸的方式做爆米花，B错误：炸裂的过 界吸收热量，C错误；根据气体压强的微观解 程，气体对玉米表皮做功，能量从内能转变成了 释，气体压强由分子平均撞击力大小与单位时 动能，遵循能量守恒定律，该过程不违背热力学 间内与器壁单位面积碰撞次数决定，状态温度 第二定律，C错误；玉米粒温度升高，但表皮没 低于b状态，热运动减弱，分子平均撞击力减 有炸裂，此过程中，体积不变，则分子分布的密 小，而压强又相同，所以c状态下气体分子单位 集程度不变，温度升高，分子运动的平均速率增 时间与器壁单位面积碰撞次数大于b状态，D 大，可知单位时间内水蒸气分子对玉米表皮单 错误。 位面积的撞击次数增多，D正确。 二、多项选择题 2.C【解析】气体向真空自发扩散，对外界不做 5.BC【解析】做功可以改变物体内能，且存在能 功，且没有热传递，气体的内能不变，A错误，C 量的转化，热传递可以改变物体内能，且不存在 正确；气体在被压缩的过程中，气体体积减小， 能量的转化，只是内能的转移，A错误，B正确； 外界对气体做正功，因汽缸绝热，根据热力学第 外界对物体做功的同时，物体和外界发生热传 一定律△U=W十Q,可知气体内能增大，B、D 递，物体的内能可能不变，C正确；做功和热传 错误。 递产生的效果相同，但功和热量是不同的概念， 3.D【解析】维尔金斯“永动机”不消耗能量，又 D错误。 能不断对外做功，这是第一类永动机，其违背了 6.AC【解析】状态A到状态B,温度升高，气体 能量转化和守恒定律，不可能实现，D正确。 4.B【解析】因为a→b变化图线为双曲线的一 内能增大，A正确；状态B到状态C,气体体积 支，为等温线，所以是等温变化，A错误；根据理 减小，外界对气体做功，B错误；状态C到状态 D,由热力学第一定律，气体体积不变，外界不对 36