第二章 气体、固体和液体 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．关于以下各图中所示的热学相关知识，描述正确的是（　　） A．图甲中，布朗微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 B．图乙中，在由变到的过程中分子力做正功 C．图丙中，曲线1（虚线）对应的分子平均动能比曲线2（实线）对应的分子平均动能大 D．图丁中，一定质量的理想气体完成一个循环中其温度始终不变 2．一定质量的理想气体发生图中到的状态变化，下列对该变化描述正确的是（　　） A．气体的压强增大 B．气体的压强减小 C．在单位时间内，气体分子对器壁单位面积的撞击次数减少 D．在单位时间内，气体分子对器壁单位面积的撞击次数不变 3．如图所示，一导热汽缸竖直放置于恒温的环境中，汽缸内有一水平活塞，将一定质量的理想气体密闭在汽缸内。活塞与汽缸壁间无摩擦，活塞上放置一个开口向上的玻璃瓶，整个装置处于平衡状态。若向瓶中缓慢加水，则该过程中（　　） A．外界对缸内气体做功，所以气体内能增加 B．缸内气体对外界做功，同时吸热，所以气体内能不变 C．气体分子数密度增大，而气体分子的平均动能不变，所以汽缸内壁单位面积上受到气体分子的撞击力变大 D．由于气体分子的总数目不变，气体分子的平均动能也不变，故汽缸内壁单位面积上受到气体分子的撞击力大小不变 4．将空试管开口朝下竖直全部插入水中，在某一深度处放手，试管恰好处于悬浮状态，下列判断正确的是（　　） A．若将试管稍下移后放手，试管会上浮 B．若将试管稍下移后放手，试管会下沉 C．若将试管稍上移后放手，试管会静止 D．若将试管稍上移后放手，试管会下沉 5．某学习小组采用如下方法测大气压。如图所示，一端开口的导热细玻璃管内用一段长为的水银柱封闭一段理想气体，初始时玻璃管水平测出气柱长为，当缓慢将细玻璃管顺时针转至竖直，气柱长变为。若环境温度始终不变，且、、单位均用，则当地大气压为（　　） A. B． C． D． 6．家用自行车轮胎需要每隔一段时间打气，以保持合适的轮胎气压便于骑行，又延长轮胎的使用寿命。用打气筒对车胎打气，打气过程中车胎体积为1.8升保持不变，打气前胎内气压为，温度为室温，每次打入的气体体积为0.1升、温度为、压强为，打气18次后胎内气体温度升高到。打气筒和轮胎内的气体均视为理想气体，则下列判断正确的是（　　） A．打气过程，外界气温无变化，故打气过程无热传递 B．打气后，胎内气体单位体积内的分子数一定增大 C．打气后，胎内气体温度升高，每个气体分子的运动速率都增大 D．用打气筒打气18次后，胎内压强为 7．如图所示，高度为h、内部横截面积为S的绝热汽缸竖直放置，厚度均不计的绝热活塞A和导热活塞B封闭两部分理想气体。初始时活塞A与汽缸底面之间的距离为，两活塞之间的距离为，两部分气体和外界温度均为T0，大气压强为。现通过电热丝对区域甲内的气体缓慢加热，当活塞B到达汽缸口时停止加热并立即锁定活塞B，然后打开阀门K，气体缓慢漏出，经过足够长的时间，区域乙内剩余气体的质量是原来质量的。已知活塞A的质量不计，活塞B的质量为（g为当地重力加速度），两活塞与汽缸之间接触良好且无摩擦，不计电热丝的体积，外界温度保持不变。最终稳定后（　　） A．活塞A到汽缸底部的距离为 B．活塞A到汽缸底部的距离为 C．区域甲内气体的温度为 D．区域甲内气体的温度为 8．利用所学知识判断下列图片及相应描述正确的是（　　） A．甲图中用粗棉线可实现自动浇水，利用了毛细现象 B．乙图中将一滴墨水滴入清水中，用显微镜可观察到墨水分子的运动 C．丙图中用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形，则该固体一定为非晶体 D．丁图为固体熔化过程中温度随加热时间的变化，1一定为非晶体，2一定为晶体 9．如图甲为一气缸，其升降部分由M、N两筒组成，两筒间密闭了一定质量的理想气体。图乙为气体分子速率分布曲线，初始时刻气缸内气体所对应的曲线为b。若用力使M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（　　） A．气体对外界做功，内能减少 B．密闭气体压强增大，分子平均动能增大 C．容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加 D．密闭气体的分子速率分布曲线可能会由曲线变成曲线 10．如图所示，桶装水的容积为，为取水方便，在上面安装一个取水器。某次取水前桶内气体压强为，剩余水的体积为，水面距出水口的高度为。取水器每按压一次，向桶内打入压强为、体积为的空气。已知水桶的横截面积为，水的密度为，大气压强为，重力加速度为，取水过程中气体温度保持不变，则（　　） A．若要压出4L水，至少需按压14次 B．若要压出水，至少需按压17次 C．压出4L水时水桶中气体质量与初始质量之比为131：80 D．压出4L水时水桶中气体质量与初始质量之比为135：78 二、实验题 11．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 = 。 12．某实验小组用如图所示的实验装置探究“玻意耳定律”。 (1)实验操作的过程中，需要保持不变的是气体的_______。 A．压强 B．体积 C．温度 D．质量 (2)下列改变空气柱体积的操作正确的是_________。 A．把柱塞快速地向下压 B．把柱塞缓慢地向上拉 C．在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞 D．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞 (3)如下图所示，缓慢拉升柱塞，使其从状态A到达状态B（体积为V1）。若此时突然拉动柱塞，使其快速到达体积V2，则此时V2对应图中的状态 （填“C”、“D”、“E”、“F”）（图中A、B、E为同一等温线上的点） (4)在实验要求符合、规范操作的情况下，多次精确测量，绘制的图像可能是 ，理由是 。 三、解答题 13．如图所示，导热良好、粗细均匀的足够长玻璃管开口向上竖直放置，管内用一段高度h=4cm的水银柱，封闭了长度L1=24cm的空气柱，已知大气压强p0=76cmHg，初始时环境温度T1=300K。 (1)缓慢加热玻璃管，使温度升至T2=390K，求此时空气柱的长度L2； (2)保持温度T2不变，将玻璃管顺时针缓慢转动60°，稳定时求空气柱的长度L3。 14．如图所示，高为的绝热汽缸竖直放置，汽缸内中央处和顶端处各有卡槽A和B，绝热活塞置于两卡槽之间并密封一定量气体，缸内封闭气体有调控加热电阻丝（图中未画出），活塞质量、横截面积为，初始时缸内气体温度，此时卡槽B受到活塞压力大小为，设大气压强为，现缓慢将缸内温度加热到，不计活塞厚度及与汽缸间摩擦，活塞不漏气，重力加速度g取，求： (1)活塞刚要离开B时缸内气体的热力学温度； (2)缸内气体温度为时缸内气体压强（保留两位有效数字）。 15．无人机携带一阀门打开、导热良好、容积一定的容器，上升到一定高度，悬停至容器内外温度相同时，通过远程控制使阀门关闭，然后让无人机返回地面，最终稳定时容器内压强。已知高度每上升气压降低值为标准大气压的（标准大气压取），温度降低。地面附近的温度，大气压强，摄氏温度与热力学温度的关系为。 (1)求无人机悬停时的高度。 (2)求无人机悬停时容器内剩余气体质量与起飞前容器内气体质量的比值。 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 B C C B C B A AD BC BC 1．B 【详解】A．．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故A错误； B．图乙中，在r由变到的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故B正确； C．图丙中，曲线2对应的分子速率大的分子数占总分子数的百分比大一些，可知 则曲线1对应的分子平均动能比曲线2对应的分子平均动能小，故C错误； D．图丁中，完成A→B→C→A一个循环，温度先升高，后降低，再升高，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】AB．理想气体状态方程为 热力学温度T与摄氏温度t的关系为 从图像可知，B到A的过程中，图线是过的直线，说明这是等压变化，即气体的压强不变，故AB错误； CD．由于气体的压强不变，故气体分子对器壁单位面积的作用力不变，从B到A气体温度升高，所以气体分子热运动的平均速率变大，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小，故C正确、D错误。 故选C。 3．C 【详解】AB．导热汽缸竖直放置于恒温的环境中，温度不变，则内能不变，若向瓶中缓慢加水，气体体积减小，外界对缸内气体做功，故AB错误； CD．气体体积减小，总分子数不变，则气体分子数密度增大，气体温度不变，分子的平均动能不变；根据可知，气体压强增大，根据气体压强的微观解释可知，汽缸内壁单位面积上受到气体分子的撞击力变大，故C正确，D错误； 故选C。 4．B 【详解】AB．下移则水压增大，试管内气体压强增大，根据可知，试管内气体收缩，浮力小于重力，试管会下沉，故A错误，B正确； CD．上移则水压减小，试管内气体压强减小，根据可知，试管内气体膨胀，浮力大于重力，试管会上浮，故CD错误。 故选B。 5．C 【详解】设大气压为，初始时玻璃管水平， 玻璃管顺时针转至竖直时， 由 代入可解得当地大气压为，故选C。 【点睛】 6．B 【详解】A．打气过程中，外界气温无变化，但打气时活塞压缩气体做功，气体内能增加，温度升高。根据热力学第一定律，系统可能通过热传递与外界交换热量，故A错误。 B．单位体积内的分子数取决于气体总分子数和体积。轮胎体积不变，打气18次后气体总分子数增加，故分子数密度一定增大，故B正确。 C．温度升高，气体分子平均运动速率增大，但分子运动速率分布遵循统计规律，并非每个分子的速率都增大。故C错误。 D．根据理想气体状态方程 其中， 解得打气筒打气18次后，胎内压强为，故D错误。 故选B。 7．A 【详解】AB．因为活塞A不计质量，所以甲乙两部分气体压强相等。打开阀门之前 打开阀门之后有 对于乙部分气体，由玻意耳定律得 则乙部分气体在压强是时的体积为 所以甲部分气体在压强是时的体积为，故活塞A到汽缸底部的距离为，故A正确，B错误； CD．则对于甲部分气体由理想气体状态方程得 解得，故CD错误。 故选A。 8．AD 【详解】A．因为粗棉线内部有许多细小的通道，水会在这些通道中因毛细现象而上升，从而实现自动浇水，A正确； B．用显微镜观察到的是墨水在清水中的扩散现象，即墨水颗粒的运动，而不是墨水分子的运动，分子是肉眼和普通显微镜都无法直接观察到的，B错误； C．用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形，说明该固体具有各向同性，但多晶体也具有各向同性，不一定是非晶体，C错误； D．1没有固定的熔点，一定为非晶体；2有固定的熔点，一定为晶体，D正确， 故选AD。 9．BC 【详解】ABC．根据题意可知，M迅速向下滑动，理想气体的体积减小，气体分子的密集程度变大，外界对气体做功。且筒内气体不与外界发生热交换，根据热力学第一定律 可知理想气体内能增大，温度升高，分子的平均动能增大，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加，根据理想气体状态方程 可知密闭气体压强增大，故A错误，BC正确； D．由于气体温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，则密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成曲线，故D错误。 故选BC。 10．BC 【详解】AB．若压出水后，则桶内液面下降高度 则此时桶内液面与出水口高度差为 则有 解得 由于外界温度保持不变，根据玻意耳定律有 其中，，， 解得 可知，要压出水，至少需要按压17次，故A错误，B正确； CD．同温同压下，气体质量之比等于体积之比。设压出4L水时水桶中气体压强为时，其对应的体积为 故有 解得 压出4L水时水桶中气体质量与初始质量之比为，故C正确，D错误； 故选BC。 11．(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 12．(1)C (2)BD (3)F (4) C 见解析 【详解】（1）实验操作的过程中，需要保持不变的是气体的温度。 故选C。 （2）AB．把柱塞缓慢地向上拉，使气体与外界有充分的时间进行热交换，保证气体的温度不变，故A错误，B正确。 CD．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞，使气体与外界有充分的时间进行热交换，保证气体的温度不变，故C错误，D正确。 故选BD。 （3）若此时突然拉动柱塞，使其快速到达体积V2，气体体积增大，气体对外做功； 气体体积快速增大，气体来不及与外界进行热交换，既不吸收热量也不放出热量； 根据热力学第一定律，气体的内能减小，气体的温度降低； 在p−V图像中，等温线离坐标原点越近温度越低，所以此时V2对应图中的状态F； （4）[1]在实验要求符合、规范操作的情况下，多次精确测量，绘制的图像可能是C； [2]设注射器内气体体积为V，压强为p，橡胶套内气体体积为V0，根据玻意耳定律得 解得 图像的斜率为，随着增大，斜率k减小，图线向下弯曲。 故选C。 13．(1)31.2cm (2)32cm 【详解】（1）温度从T1升高到的过程，封闭气体做等压变化，设玻璃管的横截面积为S，根据盖吕萨克定律得 代入数据解得L2=31.2cm （2）保持温度不变，将玻璃管顺时针旋转60°，管内气体的压强为 初始状态，管内气体的压强为             根据理想气体状态方程得                      代入数据解得L3=32cm 14．(1) (2) 【详解】（1）活塞离开B之前的过程，缸内气体做等容变化，根据查理定律有 其中满足 满足 又 联立解得活塞刚要离开B时缸内气体的热力学温度 （2）加热过程中，活塞由B缓慢向上移动，设活塞恰好到达A时气体的温度为，根据理想气体状态方程有 解得 则缸内温度达到时，缸内气体的体积为，设此时缸内气体压强为，根据理想气体状态方程有 解得 15．(1)2500m (2) 【详解】（1）由题意知，设无人机悬停时高度为，此时压强为，温度为 以降落过程中容器内气体为研究对象，根据查理定律 解得 （2）把代入压强与温度的表达式 可得、 设容器的容积为，容器内气体到悬停位置时体积变为，根据理想气体状态方程得 可得 所以悬停时容器内剩余气体质量与起飞前容器内气体质量的比值 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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