第一章 分子动理论 第二章 气体、固体和液体 第三章 热力学定律 单元检测试卷-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

2025--2026 学年高二年级物理人教版选择性必修第三册第一章分子动理论、第二章气体、固体和液体、第三章热力学定律单元检测试卷 满分：100 分 考试时间：75 分 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10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．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．给自行车打气越打越困难，主要是因为车胎内气体分子之间的相互排斥作用 B．随着温度的升高，所有气体分子热运动的速率都增大 C．某种物质的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则该物质每个分子的质量为 D．向一锅水中撒点胡椒粉，加热时发现水中胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈 2．如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能Ep为0，这一分子（　　） A．在x0处所受分子力为0 B．从x1处向左移动，分子力一直增大 C．从x1处向右移动，分子力一直增大 D．在x2处由静止释放可运动到x0处 3．一定质量的理想气体从初始状态A，经历，最后回到状态A，其V-T图像如图所示，CD与横轴平行，DA与纵轴平行。下列说法正确的是（    ） A．从状态A到状态B，气体的压强减小 B．从状态B到状态C，气体吸收的热量大于增加的内能 C．从状态C到状态D，气体放出的热量大于减少的内能 D．从状态D到状态A，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 4．将某种液体滴在玻璃板表面，形成扁平球形的液滴，如图所示。现将玻璃板竖直插入该液体中，稳定后玻璃板左右两侧的液面形状可能正确的是（　　） A．B．C． D． 5．如图所示，竖直放置的粗细均匀玻璃管中用水银封闭一定质量的理想气体，水银柱长度为，被封闭气柱长度为。环境温度保持不变，大气压强恒为。将玻璃管绕底端缓慢转过180°，使玻璃管开口向下，此过程中无水银溢出，此时被封闭气柱长度为（　　） A． B． C． D． 6．一定质量的理想气体，压强保持不变。在①、②两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中两条曲线下面积不相等 B．与状态①相比，该气体在状态②时体积较小 C．与状态①相比，该气体在状态②时分子的数密度较大 D．与状态①相比，该气体在状态②时内能较大 7．在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。已知重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的压强始终为 C．外界环境温度为 D．气体的内能改变量为 8．如图所示，一定质量的理想气体从状态开始经、、三个过程回到原状态。已知反向延长线过点，气体在状态、的压强分别为、，分子平均动能与热力学温度成正比。对于该气体，下列说法正确的是（　　） A．与状态相比，气体在状态下体积更大 B．气体在状态下的内能是状态下内能的2倍 C．过程气体放出热量 D．与过程相比，过程中气体做功的绝对值更大 9．水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体，水和水银在毛细管中将产生上升或下降的现象，现把不同粗细的三根毛细管分别插入水和水银中，如图所示，正确的现象应是（　　） A．B．C． D． 10．内径均匀且内径远小于管长的“T”形细玻璃管竖直放置，管内有被水银封闭的理想气体a和b，竖直管上端与大气相通，各部分长度如图所示。已知环境温度为27℃，大气压强，热力学温度T与摄氏温度t的关系为T=t+273K。下列说法正确的是（　　） A．两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升20cm时，气体温度为600K B．两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升20cm时，气体b长度为15cm C．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度约为20cm D．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度约为26.7cm 二、实验题 11．某学习小组用图甲所示的装置做“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和 。 (2)实验中不断改变密封气体的压强，根据测得的密封气体的体积与压强的数据，做出图像如图乙所示。当气体压强增大到一定值后，发现依据实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离，则描绘的图线可能如图乙的 （填“A”或“B”）所示。 12．某研究小组开展了“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 如图所示为乙同学描出的油膜轮廓， (1)已知每个正方形小方格的边长为1cm，则油膜的面积约为 m2；已知每104mL油酸酒精溶液中含有纯油酸2mL，测出50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为 m（计算结果均保留两位有效数字）。 (2)（多选）实验中丙同学对油酸分子直径的计算结果明显偏大，其原因可能有 ________（填写选项前字母）。 A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．油酸中含有大量酒精 C．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数误少记了10滴 E．计算轮廓范围内正方形的个数时舍去了所有不足一格的方格 (3)丁同学利用上述方法测量出了油酸的直径为d，已知油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数可用上述字母表示为NA = 。 三、解答题 13．如图所示，一定质量的理想气体可经过程从A状态变化到C状态。已知、及气体处于A状态时温度为。求： (1)气体处于B状态时的温度； (2)过程外界对气体做的功； (3)过程气体放出的热量。 14．如图所示，汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M=200 kg，活塞质量m=10 kg，活塞面积S=100 cm2。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27 ℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105 Pa，绝对零度为-273 ℃，重力加速度取g=10 m/s2。求： (1)汽缸内气体的压强p1； (2)汽缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在汽缸缸口AB处？此过程中汽缸内的气体是吸热还是放热？ 15．如图所示，在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段理想气体。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为和，左边气体的压强为，初始时环境温度。现将U形管缓慢平放在水平桌面上的恒温热水盘中，热水温度，在整个过程中，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求稳定后U形管两边空气柱的长度和压强。（答案可用分数表示） 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B B A B D D AB AD BD 1．C 【详解】A．给自行车打气越打越困难，主要是因为随着气体充入，车胎内气体压强增大，导致需要更大的力推动活塞。而非分子间相互排斥作用，因气体分子间距离较大，斥力可以忽略，故A错误； B．温度升高时，气体分子的平均动能增大，平均速率增大，但只是运动速率较大的分子增多，并非所有分子的速率都增大，故B错误； C．根据定义，摩尔质量是1摩尔物质的质量，1摩尔包含 个分子，因此每个分子的质量为 ，故C正确； D．加热水时胡椒粉在水中翻滚，是水的对流引起的，并不是布朗运动，布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒因液体分子无规则碰撞而产生的无规则运动，需借助显微镜才能观察到，故D错误。 故选C。 2．B 【详解】A．在x0处所受分子力不为0，在x1处分子势能最小，所受分子力为0，A错误； B．图像斜率绝对值表示分子力，从x1处向左移动图像斜率绝对值增大可知，分子力一直增大，B正确； C．从x1处向右移动，斜率先增大后减小可知分子力先增大后减小，C错误； D．在x2处分子势能小于零，在x0处分子势能为零，由能量守恒定律可知，在x2处由静止释放不能运动到x0处，D错误。 故选Ｂ。 3．B 【详解】A．根据可得可知图像中，图像上的点到原点的连线斜率越小，则压强p越大，从状态A到状态B，OB连线比OA连线斜率小，则可知此过程中压强变大，故A错误； B．同理从状态B到状态C，此过程为压强变小，温度增加，内能增大，体积增加，则气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于增加的内能，故B正确； C．从状态C到状态D，体积不变，则外界对气体不做功，温度减小，则内能减小，由热力学第一定律可知，气体放出的热量等于减少的内能，故C错误； D．从状态D到状态A，为等温变化，则内能不变，即。体积减小，则外界对气体做功，由热力学第一定律可知，外界对气体做的功等于气体向外界放出的热量，故D错误。 故选B。 4．A 【详解】根据题干中液滴的形态可知，此种液体与玻璃是不浸润的。所以玻璃板插入液体时的图像应如图A所示。 故选A。 5．B 【详解】初始时，被封闭气体的压强为 ， 玻璃管开口向下时，被封闭气体的压强为 由玻意耳定律得，l1 = 7cm 解得 故选B。 6．D 【详解】A．由题图可知，在两种不同情况下图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A错误； BCD．一定质量的理想气体，两个状态下气体的压强相同，根据题图可知，②状态下气体速率大的分子占比较多，则②状态下气体温度较高，内能较大，体积较大，分子的数密度较小，故BC错误，D正确。 故选D。 7．D 【详解】B．以活塞为研究对象，其受力平衡，有 解得气体压强为 气体做等压变化，压强始终不变，故B错误； A．气体体积变大，对外界做功，大小为，故A错误； C．密封气体初状态的温度为T0，体积为，末状态的温度等于外界环境的温度，由盖－吕萨克定律有， 解得，故C错误； D．根据热力学第一定律，气体内能改变量为，故D正确。 故选D。 8．AB 【详解】A．对于一定质量的理想气体，为等压过程，根据盖吕萨克定律可知，该过程压强一定则有，当温度减小时，体积减小，即与状态相比，气体在状态下体积更大，故A正确； B．过程，由于反向延长线过O点，即压强与温度成正比，即该过程体积一定，根据查理定律有 解得 根据图像可知，过程温度一定，则有 理想气体内能由温度决定，而温度决定了理想气体分子的平均动能，由于分子平均动能与热力学温度成正比，则气体在状态下的内能是状态下内能的2倍，故B正确； C．过程温度一定，即气体内能不变，根据玻意耳定律，气体压强减小，则气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，过程气体吸收热量，故C错误； D．过程温度一定，根据玻意耳定律有 解得 为等压过程，根据盖吕萨克定律有 根据上述分析可知，则有 即过程与过程气体体积变化量的绝对值相等，但由于过程气体压强始终大于过程，则根据气体做功 可知与过程相比，过程中气体做功的绝对值更小，故D错误。 故选AB。 9．AD 【详解】AB．水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管附着层内液体的分子密度较大，液体分子间距较小（小于r0）分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，即在毛细管内上升，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内上升的高度越大，故A正确，B错误； CD．水银对玻璃是不浸润液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较小，液体分子间距较大（大于r0）此时附着层内的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内下降的高度越大，故C错误，D正确。 故选AD。 10．BD 【详解】AB．两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升20cm时，对气体a有 其中，，，， 对气体b有 其中，，， 且气体的体积满足 联立解得，，，故A错误，B正确； CD．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，对气体a有 其中， 对气体b有 其中， 联立解得， 则加入水银长度为，故C错误，D正确。 故选BD。 11．(1)质量 (2)B 【详解】（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和质量。 （2）根据，可得，结合图像可知，若漏气，则减小，即图像的斜率减小，则图像为B。 12．(1) (2)ADE (3) 【详解】（1）[1]不满半格的舍去，大于半格的算一格，图中共有55个格子，油膜的面积约为 [2]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是 估测出油酸分子的直径是 （2）A．如果水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S偏小，根据可知，分子直径测量值偏大，故A正确； B．油酸中含有大量酒精，不会影响油膜的体积和油膜面积的测量结果，因此不影响测量结果，计算结果不会偏大，故B错误； C．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，计算时仍用初始浓度值，则导致计算出的油酸体积比实际值偏小，根据知，会导致计算结果偏小，故C错误； D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数误少记了10滴，则导致计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积时比实际大，根据可知，分子直径测量值偏大，故D正确； E．计算轮廓范围内正方形的个数时舍去了所有不足一格的方格，则油膜的面积S偏小，根据可知，分子直径测量值偏大，故E正确。 故选ADE。 （3）油酸分子的体积为 油酸的摩尔质量 得阿伏加德罗常数 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）从A状态到B状态，由等容变化 解得气体处于B状态时的温度 （2）过程外界对气体做的功 （3）从A状态变化到C状态由气体方程 得 即从A状态变化到C状态气体内能不变，由热力学第一定律 解得 即过程气体放出的热量 14．(1)3×105Pa (2)327℃，吸热 【详解】（1）以汽缸为研究对象（不包括活塞），由平衡条件得p1S=Mg＋p0S 解得p1=3×105 Pa （2）当活塞恰好静止在汽缸缸口AB处时，缸内气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有 解得T2=2T1=600 K 故 气体温度升高，其内能增加，体积膨胀对外做功，由热力学第一定律可知缸内气体吸热。 15．，， 【详解】根据题意可知，将U形管缓慢平放在水平桌面上的恒温热水盘中，稳定后U形管两边空气柱的压强相等，设为，空气柱长度分别为和，气体温度为，设初始状态左、右两边空气柱的压强分别为和，则有 其中为水银密度，为重力加速度大小，由理想气体状态方程有， 两边空气柱总长度不变，则有 联立解得，， 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 $