第二章 气体、固体和液体 章末测试题-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册练习手册（人教版）

高中物理选择性必修第三册（人教版） 的面积是41cm2,由公式d上S得d=6.1x100m。 12.(1)④①②⑤③(2)5x1010(3)AC 【解析】(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验 步骤：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体 积（题中的④）→准备浅水盘（①）→形成油膜（②） →描绘油膜边缘，测量油膜面积（⑤）→计算分子直径 (③)。 (2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 30m×0×10m=5×10m. 油酸分子直径d3013一m≈5x100m (3)油酸未完全散开，测得的油膜面积偏小，由= 号可知1的计算结果明显偏大，放A正确，酒精易溶 于水，不影响测量结果，故B错误；计算油膜面积时舍 去了所有不足一格的方格，算出的油膜面积偏小，由= 号可知d的计算结果明显偏大，放C正确：求每滴体 积时，1L溶液的滴数误多计了10滴，求出的纯油酸 的体积偏小，由d=长可知d的计算结果明显偏小，故 D错误。 13.4×107个【解析】1m3可燃冰可释放164m3的 天然气，标准状况下1mol气体的体积为2.24×102m, 甲烷物质的员为221。a,则1m可袋冰 164 所含甲烷分子数为N=N=22410×6.02x10°个≈4以 107个。 14.(1)1.1×1025kg(2)5.0x1024个 【解析】(1)一个铜原子的质量 m兴-名微 -kg=1.1×1025kg。 (2)铜导体的物质的量 n=pV=8.9x10x3.0x105 mol=4.17 mol, M 6.4×102 铜导体中含有的自由电子数N=2nN=5.0×104个。 15.(1)PvN (2)mdpVN M 6M 【解析】(1)体积为V的CO2气体质量m=pV,则 分子数M7M-Dy。 M 70 (2)CO2浓缩成近似固体的硬胶体，分子个数不变， 则该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积约为V'=N· id-TdpVNs 6 6M "第二章章末测试 1.D【解析】温标是定量描述温度的方法，而温度 表示的是物体的冷热程度，所以温度与温标不是一回 事，A错误；热力学温度不可以取负值，B错误；根据 T=+273.15可知，摄氏温度升高3℃，则热力学温标升 高3K,C错误；热力学温标的分度值与摄氏温标的分 度值是相等的，即热力学温度每一度的大小与摄氏温度 每一度的大小相等，D正确。 2.A【解析】由查理定律，体积不变，压强增大时， 气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，A正确： 由玻意耳定律，温度不变，压强减小时，气体体积增 大，气体的密集程度减小，B错：由盖-吕萨克定律， 压强不变，温度降低时，体积减小，气体的密集程度增 大，C错；温度升高，压强、体积中至少有一个发生改 变，D错。 3.D【解析】表面看，1区、2区液面不在同一水平 面，但1、2区通过管C相通，P=印pc,而pP=Po+Pg1, h=1.5m,而p2=p1=pq+pgh,则h=1.5m,D正确。 4.D【解析】以玻璃管内封闭气体为研究对象，初 状态：p气=po-pgh1。吸走槽中的部分水银时，假设气体 体积不变，h变大，p气变小，由玻意耳定律，封闭气体 的体积就得变大，压强变小。稳定后：p气'=p0Pgh2, p'<p气，h>h。把玻璃管作为研究对象，得F+pS=mg+ PS,p气变小，F变大，D正确。 5.A【解析】由题图可知，→b过程，气体压强减 小而体积增大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强 与体积成反比，气体发生的是等温变化，故A正确；由 理想气体状态方程兴=C可知p=(T亡，由图示可知， 连接Ob的直线的斜率小于Oc直线的斜率，所以b状态 的温度小于c状态的温度，b→℃过程温度升高，同时压 强增大，且体积也增大，故B错误；c→d过程，气体压 强n不变面体积V变小，由理想气体状态方程兴=C 可知气体温度降低，故C错误；d→a过程，气体体积V 不变，压强p变小，由理想气体状态方程DV=C可知， 气体温度降低，故D错误。 6.B【解析】由图像可知曲线M表示晶体，bc段表 示晶体熔化过程，处于固液共存状态，B正确；N表示 非晶体，没有固定熔点，A错误；由于非晶体没有一定 熔点，逐步熔化，因此C、D错误。 7.A【解析】毛细现象中，浸润液体在细管中上升 不浸润液体在细管中下降，而且管越细，现象越明显， A正确，B、C、D错误。 8.BD【解析】以汽缸和活塞组成的系统为研究对 象，系统处于平衡状态，因此弹簧弹力等于系统重力。 重力不变，因此弹簧弹力不变，故D正确；以汽缸为研 究对象，设大气压强为po,有pS=mg+pS。因此当大气 压强增大时，气体压强增大，气体等温变化，由PV= P2V2可知体积减小，故A错误，B正确；一定质量的理 想气体分子平均动能由温度决定，温度不变，被封闭气 体平均动能不变，故C错误。 9.AC【解析】假设水银柱不动，两气体发生等容 变化，根据查理定律，有品会，其中p、表示初 始的压强和温度，初始压强P>PB,则△p>△pB,所以水 银柱向上移动了一小段距离，A正确；稳定重新平衡 后，P=p+Pgh,因为上细下粗，h变大，所以重新平衡 后仍然△pA>△pB,C正确；由于气体的总体积不变，所 以△VA=AVB,B错误；△FA=pxSA>AF=pBSB,D错误。 10.AD【解析】晶体在熔化过程中温度保持不变， 食盐具有这样的特点，则说明食盐是晶体，A正确；蜂 蜡的导热特点是各向同性的，烧热的针尖使蜂蜡熔化后 呈椭圆形，说明云母片的导热特点是各向异性的，故云 母片是晶体且是单晶体，B错误；天然石英表现为各向 异性，该物质微粒在空间的排列是规则的，单晶体在物 理性质上表现出各向异性是由于空间点阵中不同方向上 的微粒数目不同，C错误；石墨与金刚石皆由碳原子组 成，但它们的物质微粒排列结构是不同的，D正确。 11.(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 12.(1)玻意耳(2)1.7×103(3)重复步骤②， 记录多个位置的刻度V和读取相应的气体压强p1 p 所得直线和纵轴的交点 【解析】(1)气体在变化的过程中，气体的温度是 参考答案与解析。 不变的，所以气体做的是等温变化，所以本实验是根据 玻意耳定律来设计的。 (2)设大米的体积为V。,对于封闭的气体有 初状态：p1=1.60×105Pa,V=1.37×105m3-Vo, 末状态：p2=1.78×10Pa,V=1.27×103m3-V, 由玻意耳定律可得， piVi=p2V2, 代入数据解得Vo=3.8x106m3, 所以大米的密度p-=1.7x10kgm。 (3)为了减小实验误差，可以采用图像法处理数据， 根据玻意耳定律可得， pVs=K, 即p(V-Vo)=K, 所以V=VtL 所以可以通过绘制V-1的图像，从所得直线和纵 p 轴的交点可直接读取大米的体积。 13.540K【解析】以封闭气体为研究对象，从状态 1一→状态2为等容过程，由查理定律得”= T,T+60 ①。 从状态2→状态3为等压升温过程，由盖-吕萨克定 律得H。=15。②。 T+60T 由状态3→状态4为等温膨胀过程，由玻意耳定律得 p×1.5H=pox1.8H③。 以上三式联立可解得T2=540K。 4.了【解析】设火罐内气体初始状态参量分别为 P1、T、V,温度降低后状态参量分别为P2、T、V2,罐 的容积为Vo,由题意知p1=po,T1=450K,V1=Vo,T= 30K,V=2①. 由理想气体状态方程得24_：引} ② T T2 代人数据得p2-0.7p③。 对于抽气罐，设初态气体状态参量分别为p3、V, 末态气体状态参量分别为P4、V4,罐的容积为V(,由题 意知ppo、V=V6、pp2④。 由玻意耳定律得poV6=p2V4⑤， 联立②⑤式，代人数据得V:9⑥。 71 高中物理选择性必修第三册（人教版） 设抽出的气体的体积为△V,由题意知△V=V4 9g@, 故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值 为4m-△业⑧， m Va 联立②⑤⑦⑧式，代人数据得△m=L m 3o 15.D号。(2)0152cm【解桥】()开 始时，Pw=2印，Vw号，打开阀门，A室气体发生等温 变化，PAPo,体积为VA,由玻意耳定律PV=pAA, 得-D少号o (2)设打开阀门后将容器内气体从T=300K升到 T,体积由2V。变到V,气体发生等压变化， 由在-昌萨克定律得之，即1号 450K 因T=400K<450K,气体压强为PA=p0, 故水银柱高度差为0； 从T=450K升高到T2=540K过程中，气体发生等 容变化， 由查理定律学发 得p子pu-器-12n T2=540K时，水银面的高度差为(1.2-1)×76cm= 15.2cm >”第三章章末测试 1.C【解析】根据热力学第一定律△U=W+Q得物体 的内能与做功和热传递有关，故一定质量的理想气体吸 热时内能可以不变：物体运动速度与分子热运动的速度 或动能无关；外界对气体做功10J,同时气体放出20J 的热量，则根据热力学第一定律△U=W+Q=10-20J=-10J, 气体的内能减少10J,故C正确；物体内能改变与做功 和热传递有关。 2.B【解析】因为能量守恒，所以不消耗能量而对 外做功的永动机是不存在的；根据热力学第二定律可 知，机械能向内能转化时具有方向性，摩擦生热的过程 72 是不可逆过程；热传递在自发进行时有方向性，总是从 高温物体传递到低温物体；能量的转化过程虽然符合能 量守恒定律，但是在转化过程中存在着“能量耗散”和 “品质降低”，能量向品质低的大气内能转化，不能再重 复利用，因此要节约能源。 3.D【解析】根据能量耗散和能量的转化与守恒定 律，就可以正确解答本题。 4.C【解析】内能和机械能是两种不同形式的能， 两者有本质的区别。内能跟组成物体的微粒一一分子的 运动和分子之间的相互作用有关，而机械能跟物体的宏 观运动及势能有关，故A、B错误；物体可以同时具有 多种形式的能量，故C正确；根据热力学第二定律，机 械能可以自发地转化成内能，内能不能自发地转化成机 械能，故D错误。 5.A【解析】内能指热力学系统内所有做热运动的 粒子动能和势能的总和；热力学第二定律是热力学基本 定律之一，内容为不可能把热从低温物体传到高温物体 而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转 换为有用的功而不产生其他影响。 6.D【解析】溶解过程是自发的过程，是有序向无 序转变的过程；结晶过程不是自发的过程，通常是水的 温度降低或水蒸发等原因引起的，它是无序向有序转变 的过程，故D正确。 7.B【解析】能量耗散的过程是能量向品质低的大 气内能转变的过程，但是总的能量是守恒的，能量不能 凭空产生，也不能凭空消失。能源耗散是指高品质的能 源在利用过程中转化为了低品质的能量过程，故B是能 源耗散。 8.BC【解析】等压压缩的过程中压强不变，体积 减小，由理想气体的状态方程可知气体的温度降低，而 质量不变的气体的内能仅仅与温度有关，则可知理想气 体在等压压缩过程中内能一定减小，故A错误；理想气 体在等温膨胀过程中气体的内能没有变，所以把吸收的 热量全部对外做功，故B正确；液晶具有液体的流动 性，同时具有光学的各向异性，液晶显示屏是应用液晶 光学各向异性特点制成的，故C正确；空调机既能制热 又能制冷，是由于消耗一定的电能，所以它不能说明热 传递不存在方向性，故D错误。 9.BD【解析】气体的内能包括气体所有分子势能 和分子动能之和：其中分子势能是由分子间的相对位置第二章章 (时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。第 1~7小题只有一项符合题目要求，每小 题4分。第8~10小题有多项符合题目 要求，每小题6分，全部选对的得6 分，选对但不全的得3分，有选错的得 0分) 1.关于温度与温标，下列说法正确的是 A.温度与温标是一回事，所以热力学温 标也称为热力学温度 B.摄氏温度与热力学温度都可以取负值 C.摄氏温度升高3℃，在热力学温标中 温度升高276.15K D.热力学温度每一度的大小与摄氏温度 每一度的大小相等 2.一定质量的理想气体，下列说法正确的是 () A.体积不变，压强增大时，气体分子的 平均动能一定增大 B.温度不变，压强减小时，气体的密度 一定增大 C.压强不变，温度降低时，气体的密度 一定减小 D D.温度升高，压强 空 和体积都可能不变 =1.5 m 3.如图为一注水的玻 璃装置，玻璃管D E上端与大气相通， 第3题图 第二章章末测试。 末测试 总分：100分) 利用玻璃管C使A、B两球上部相通， D、C、E三管与两球接口处紧密封接。 当水面高度差如图所示时，E管内水面相 对B中水面的高度差h应等于() A.0 B.0.5m C.1m D.1.5m 4.如图示，一端开口、一端 封闭的玻璃管，封闭端有一 定质量的气体，开口端浸入 固定在地面上的水银槽中， 用弹簧测力计拉着玻璃管， 第4题图 此时管内外水银面高度差为 h,弹簧测力计示数为F。若吸走槽中的 部分水银，待稳定后管内外水银面高度差 为h2,弹簧测力计示数为F2,则（) A.h>h,FF B.h<h,F=F C.ha<h,F>F D.hh,F2>F 5.一定质量的气体经历一系 列状态变化，其n图 线如图所示，变化顺序由 a→b→c→d→a,图中ab 第5题图 线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂 直，d血线段与↓轴垂直。气体在此状态 变化过程中() A.→b,压强减小、温度不变、体积增大 B.b→℃，压强增大、温度降低、体积减小 5 高中物理选择性必修第三册（人教版） C.c→d,压强不变、温度升高、体积减小 D.d→a,压强减小、温度升高、体积不变 6.如图所示，曲线M、N 分别表示晶体和非晶体 在一定压强下的熔化过 程，图中横轴表示时间 第6题图 t,纵轴表示温度T。从图中可以确定的是 () A.晶体和非晶体均存在固定的熔点T。 B.曲线M的bc段表示固液共存状态 C.曲线M的ab段、曲线N的ef段均表 示固态 D.曲线M的cd段、曲线N的fg段均表 示液态 7.水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不 浸润液体，它们在毛细管中将发生上升或 下降的现象，现把粗细不同的三根毛细管 插入水和水银中，液柱如图所示，其中正 确的现象应是( 水 A 8.如图所示，汽缸内封闭一定质 量的理想气体。不计活塞与缸 壁间的摩擦，保持温度不变 当外界大气压增大时，下列说 第8题图 法正确的是() A.密封气体体积增大 B B.密封气体压强增大 C.封闭气体平均动能增大 D.弹簧的长度不变 9.如图所示为竖直放置的上细下第9题图 6 粗密闭细管，水银柱将气体分隔为A、B 两部分，初始温度相同。使A、B升高相 同温度达到稳定后，体积变化量为△VA、 △VB,压强大小的变化量为△pA、△pPB,对 液面压力大小的变化量为△FA、△FB,则 A.水银柱向上移动了一段距离 B.△VA<△VB C.△pA>△pE D.△FA=AFB 10.对下列几种固体物质的认识，正确的是 () A.食盐熔化过程中，温度保持不变，说 明食盐是晶体 B.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 C.天然石英表现为各向异性，是由于该 物质的微粒在空间的排列不规则 D.石墨和金刚石的物理性质不同，是由 于组成它们的物质微粒排列结构不同 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.(8分)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-1图像处理实验数据，得到如 p 图乙所示图线。 压强 注射器 传感器 四m可 数据采集器 计算机 第11题图 (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 验中要注意的是 和 (3)如果实验操作规范正确，但如图所 示的V-1图线不过原点，则V。代 表 12.(10分)为了测量大米的密度，某同学根 据如图所示实验装置，设计实验步骤如下： ①取适量的大米，用天平测出其质量， 然后将大米装入注射器内，并确保注 射器密闭； ②缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞 所在位置的刻度V,通过压强传感 器、数据采集器从计算机上读取此时 气体的压强P1; ③重复步骤②，记录活塞在另一位置的 刻度V2和读取相应的气体压强p2; ④根据记录的数据，算出大米的密度。 序号 口m4传感器 物理量 V1(×10-5m3) 1.37 1.27 数据采集器 p/(×105Pa) 1.60 1.78 第12题图 第二章章未测试。 (1)本实验是根据 定律设 计的。 (2) 如果这些大米的质量为6.46×103kg, 则大米的密度为 kgm3。 (计算结果保留两位有效数字) (3)为了减小实验误差，该同学决定采 用图像法处理数据。为此实验步骤 ③改为 ； 且通过绘制V- 的图像， 从 可直接读 取大米的体积。 13.(12分)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 筒形容器内，活塞上堆放着铁砂，如图 所示。最初活塞搁置在容器内壁的固定 卡环上，气体柱的高度为H,压强等于 大气压强P,现对气体缓慢加热，当气 体温度升高了△T=60K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H=1.5Ho。此后，在维持温度 不变的条件下逐渐取出铁砂，直到铁砂 全部取走时，气柱高度为H2=1.8Ho,求 此时气体的温度。（不计活塞与容器之 间的摩擦) H 气体 P 第13题图 7 高中物理选择性必修第三册（人教版） 14.(12分)拔罐的物理原理是利用玻璃罐 内外的气压差使罐吸附在人体穴位上。 常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火 罐，下端开口；右侧为抽气拔罐，下端 开口，上端留有抽气阀门。使用火罐 时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮 肤上，自然降温后火罐内部气压低于外 部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。 抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通 过抽气降低罐内气体压强。某次使用火 罐时，罐内气体初始压强与外部大气压 相同，温度为450K,最终降到300K, 因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积 的引。若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩 余气体体积变为抽气拔罐容积的20 1 罐 内气压与火罐降温后的内部气压相同。 罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气 过程中气体温度的变化。求应抽出气体 的质量与抽气前罐内气体质量的比值。 一抽气阀门 火罐 抽气拔罐 第14题图 (8 15.(12分)如图所示，一定量气体放在体 积为V。的容器中，室温为T=300K, 有一光滑导热活塞C(不占体积)将容 器分成A、B两室，B室的体积是A室 的两倍，A室容器上连接一U形管(U 形管内气体的体积忽略不计)，两边水 银柱高度差为76cm,右室容器中连接 有阀门K,可与外界大气相通（外界大 气压等于76cmHg)。求： (1)将阀门K打开后，A室的体积变成 多少？ (2)打开阀门K后将容器的气体从300K 分别加热到400K和540K,U形 管内两边水银面的高度差各为多少？ 第15题图