单元检测卷(二) 气体 、固体和液体-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

单元检测卷(二)　气体 、固体和液体 (时间：90分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1.(2025·广东广州市高二统考)关于液体和固体的一些现象，下列说法正确的是(　　) A.图(1)中水黾停在水面上是因为浮力作用 B.图(2)中石英晶体像玻璃一样，没有确定的熔点 C.图(3)中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴，说明水银不浸润玻璃 D.图(4)中组成晶体的微粒对称排列，形成很规则的几何空间点阵，因此表现为各向同性 答案：C 解析：题图(1)中水黾停在水面上是因为水的表面张力作用，A错误；题图(2)中石英晶体有确定的熔点，而玻璃是非晶体，没有确定的熔化温度，B错误；题图(3)中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银不浸润玻璃，C正确；题图(4)中组成晶体的微粒对称排列，形成很规则的几何空间点阵，因此表现为各向异性，D错误。故选C。 2.下列关于固体的说法正确的是(　　) A.天然石英是晶体，熔化以后再凝固形成的石英玻璃也是晶体 B.黄金可以做成各种不同造型的首饰，是多晶体 C.一定质量的晶体在熔化过程中，其温度不变，内能保持不变 D.晶体和非晶体的本质区别在于是否有固定的熔点 答案：B 解析：天然石英是晶体，熔化以后再凝固形成的石英玻璃是非晶体，故A错误；黄金以及其他常见的金属都是多晶体，故B正确；一定质量的晶体在熔化过程中，其温度不变，但分子势能增加，内能增加，故C错误；晶体和非晶体的本质区别是微观结构不同，D错误。故选B。 3.某同学在水杯中倒入一半开水后，将杯盖盖上，杯内空气(视为一定质量的理想气体)的温度约为97 ℃，一段时间后，该同学想喝水时，发现杯盖很难被打开，若此时杯中空气的温度与外部环境温度均为17 ℃，则下列说法正确的是(　　) A.17 ℃时杯内空气对杯壁单位时间、单位面积上的碰撞次数比97 ℃时的多 B.17 ℃时杯内空气的体积比97 ℃时的大 C.17 ℃时杯内空气的密度比97 ℃时的大 D.杯盖很难被打开的原因是降温后杯内空气的压强小于外界大气压 答案：D 解析：17 ℃时与97 ℃时相比，杯内空气的体积不变，质量不变，所以密度不变，故B、C错误；杯内空气温度降低，由＝可知杯内空气压强减小，杯内空气的压强小于外界大气压，故D正确；17 ℃时与97 ℃时相比，杯内空气压强减小，对杯壁单位时间、单位面积上的碰撞次数减少，故A错误。故选D。 4.如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管(容积不能忽略)的A管插入烧瓶，B管与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面(橡胶管内充满水银)等高，外界大气压恒定，下列说法正确的是(　　) A.保持B、C两管不动，若烧瓶内气体温度降低，则瓶内气体密度减小 B.保持B、C两管不动，若烧瓶内气体温度降低，则C管中水银柱将升高 C.若烧瓶内气体温度升高，为使烧瓶内气体的压强不变，应将C管向上移动 D.若烧瓶内气体温度升高，为使烧瓶内气体的压强不变，应将C管向下移动 答案：D 解析：保持B、C两管不移动，假设气体发生等容变化，气体温度降低，压强变小，B管中水银柱将上升，C管中水银柱将下降，气体体积减小，则烧瓶内气体密度增大，故A、B错误；若烧瓶内气体温度升高，为使烧瓶内气体的压强不变，由等压变化可知，应该使气体的体积增大，应将C管向下移动，故C错误，D正确。 5.(2025·吉林白山高二期末)如图所示，一开口向下的固定容器内，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下方挂上一较轻物体，活塞与容器壁无摩擦且导热良好。一位同学发现活塞在某段时间内随环境温度的变化缓慢向下移动一小段距离后停止，下列说法正确的是(　　) A.此过程中气体分子的平均动能减小 B.气体的压强与气体的热力学温度成正比 C.气体的热力学温度变化量大于它的摄氏温度变化量 D.气体体积变化量与气体摄氏温度变化量成正比 答案：D 解析：由于活塞整个过程中受力没有发生改变，则此过程中气体的压强不变，气体体积变化量与气体摄氏温度变化量成正比，故B错误，D正确；活塞缓慢向下移动，气体体积增大，则气体温度升高，气体分子的平均动能增加，故A错误；气体的热力学温度变化量等于它的摄氏温度变化量，故C错误。 6.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系可能正确的是(　　) A.p1＝p2、V1＝2V2、T1＝ B.p1＝p2、V1＝、T1＝ C.p1＝2p2、V1＝2V2、T1＝2T2 D.p1＝2p2、V1＝2V2、T1＝ 答案：B 解析：一定质量的理想气体满足理想气体状态方程，即＝，代入四个选项中的数据，可知只有B正确。 7.为了行驶安全，汽车轮胎在冬季和夏季的胎压应有差异。按照行业标准，冬夏两季的胎压分别为2.4 atm和2.2 atm。某地冬季路面的平均温度为7 ℃，夏季路面的平均温度为57 ℃。为了使胎压与标准一致，夏季来临时要给车胎放气。假设车胎密闭性良好，放气过程缓慢，且忽略放气前后车胎容积的变化。T＝t＋273 K。则放出的气体与胎内剩余气体质量之比为(　　) A. B. C. D. 答案：A 解析：根据理想气体状态方程，有＝，其中p1＝2.4 atm，T1＝280 K，p2＝2.2 atm，T2＝330 K，得V2＝V1，则放出的气体与胎内剩余气体质量之比为＝。故选A。 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8.如图是一定质量的理想气体的V－T图像，按图示箭头从状态A变化到状态B，再变化到状态C，在此过程中下列说法正确的是(　　) A.气体分子的平均动能先增大后减小 B.气体的压强先保持不变后增大 C.气体的压强先减小后增大 D.气体的内能一定在不断增大 答案：BD 解析：根据理想气体状态方程＝C(C为常量)，可得V＝T，可知从状态A变化到状态B，再变化到状态C，气体压强先不变后增大，故B正确，C错误；由题图可知从状态A变化到状态B，再变化到状态C，温度一直增大，所以气体分子的平均动能一直增大，内能一直增大，故A错误，D正确。故选BD。 9.(2025·安徽蚌埠市高二月考)如图所示，两端开口的U形管粗细均匀，左右两管竖直，底部的直管水平，水银柱的长度如图中标注所示，水平管内两段空气柱a、b的长度分别为10 cm、5 cm。现保持气体温度不变，在左管内缓慢注入一定量的水银，使得稳定后右管的水银面比原来高h＝10 cm，已知大气压p0＝76 cmHg。下列说法正确的是(　　) A.末状态b空气柱的长度为3 cm B.末状态a空气柱的长度为9 cm C.a空气柱能进入竖直管 D.向左管注入的水银柱长度为21.5 cm 答案：BD 解析：在左管内缓慢注入一定量的水银，使得稳定后右管的水银面比原来高h＝10 cm，由于h＝10 cm＜12 cm，可知a、b空气柱都仍在水平管内，故C错误；初状态a、b两部分空气柱的压强为p1＝(76＋14) cmHg＝90 cmHg，末状态a、b两部分空气柱的压强为p2＝(76＋14＋10) cmHg＝100 cmHg，设初状态和末状态a、b两部分空气柱的长度分别为La1、Lb1和La2、Lb2，对a、b两部分空气柱分别根据玻意耳定律得p1La1S＝p2La2S，p1Lb1S＝p2Lb2S，代入数据解得La2＝9 cm，Lb2＝4.5 cm，设左管注入的水银柱长度为L，则L＝2h＋[(La1＋Lb1)－(La2＋Lb2)]＝21.5 cm，故A错误，B、D正确。故选BD。 10.(2025·河北承德市高二统考)质量为M、半径为R的圆柱形汽缸(上端有卡扣)用活塞封闭一定质量的理想气体，如图甲所示，活塞用细线连接并悬挂在足够高的天花板上。初始时封闭气体的热力学温度为T0，活塞与容器上、下端的距离分别为h和2h，现让封闭气体的温度缓慢升高，气体从初始状态A经状态B到达状态C，其p-V图像如图乙所示，已知外界大气压恒为p0，点O、A、C共线，活塞气密性良好，重力加速度大小为g。则理想气体在状态(　　) A.B的热力学温度为2T0 B.B的压强为p0－ C.C的压强为－ D.C的热力学温度为 答案：BD 解析：气体从状态A到B为等压变化，有＝，解得TB＝T0，A错误；汽缸悬挂后处于平衡状态，有Mg＋pBπR2＝p0πR2，解得pB＝p0－，B正确；根据O、A、C共线，结合数学知识有＝，其中pA＝pB，VC＝3hπR2，VA＝2hπR2，解得pC＝－，C错误；气体从状态B到C为等容变化，有＝，解得TC＝TB＝，D正确。故选BD。 三、非选择题(本题共6小题，共54分) 11.(6分)(2025·陕西宝鸡高二期末)在实验室用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。 (1)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时不小心发生漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的　　　(选填“①”或“②”)。 (2)为更准确地测出气体的压强，小华用压强传感器和注射器相连，得到某次实验的p-V图像如图丙所示，究其原因是温度　　　　。 A.一直下降 B.先上升后下降 C.先下降后上升 D.一直上升 (3)某同学将注射器柱塞移动到体积适中的位置时，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0，然后记录5组数据，作p-图像如图丁所示。在软管内气体体积ΔV不可忽略时，p-图像为双曲线，试用玻意耳定律分析，该双曲线的渐近线(图中的虚线)方程是p＝　　　　　　　　　(用V0、p0、ΔV表示)。 答案：(1)②　(2)B　(3)p0 解析：(1)根据＝C，可知若漏气会导致p、V之积减小，即p-图像的斜率减小，作出的图线应为题图乙中的②。 (2)根据＝C，由题图丙可知p、V之积先变大后变小，因此温度先上升后下降。故选B。 (3)根据玻意耳定律有p(V＋ΔV)＝p0(V0＋ΔV)，整理得p＝p0；当→∞时，V→0，此时的压强为渐近线方程p＝p0。 12.(8分)(2025·辽宁辽阳高二期末)某同学用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等温变化时所遵循的规律。实验装置如图甲所示，用柱塞和注射器外筒封闭一定量的气体，其压强可由左侧的压强传感器测得。 (1)有关该实验的说法，正确的是　　　　。 A.实验时注射器必须水平放置 B.注射器内部的横截面积的具体数据必须测出 C.注射器旁的刻度尺的刻度只要均匀即可，无须标注单位 (2)进行实验操作时，推拉柱塞不能过快，其原因是　　　　。 A.防止封闭气体的温度发生改变 B.防止封闭气体的质量发生改变 (3)该同学首先在实验室Ⅰ进行了实验，下表为记录的实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，记录错误的是　　　(填错误数据对应的实验序号)。 实验序号 1 2 3 4 5 封闭气柱的 长度L/cm 12.00 11.00 10.00 9.00 8.00 封闭气柱的压强 p/(×105 Pa) 1.00 1.09 1.20 1.26 1.50 (4)该同学利用同一装置对同一封闭气体在另一温度稍低的实验室Ⅱ进行了实验，根据实验室Ⅰ、Ⅱ记录的数据用正确的方法作出的p-图像如图乙所示，根据实验室Ⅱ记录的数据作出的图像应为　　　(填“①”或“②”)。 答案：(1)C　(2)A　(3)4　(4)② 解析：(1)实验时用压强传感器测量压强，则注射器没必要必须水平放置，A错误；注射器内部的横截面积的具体数据不需要必须测出，只需要用气柱的长度代替体积即可，B错误；注射器旁的刻度尺的刻度只要均匀即可，无须标注单位，C正确。 (2)若推拉柱塞过快，则气体的温度会发生变化。故选A。 (3)由题表中数据可知pL乘积约为12×105 Pa簚cm，而第4组数据乘积为11.34×105 Pa簚cm，偏离较大。 (4)根据＝C，可得p＝·，温度越低，则p-图像的斜率越小，可知根据实验室Ⅱ记录的数据作出的图像应为②。 13.(10分)某同学设计了一个“隔空取钱”的小游戏。把若干现金放在桌面上，盖上盆子，不用手接触盆子就能把现金取走。该同学做了下面操作：把两张餐巾纸平铺在盆底上，倒上适量水，把一只抽气拔罐扣在湿透的餐巾纸上，用抽气筒抽掉拔罐中的一部分气体，手抓拔罐缓慢地提起盆子，取走现金。示意图如图所示，假设拔罐口横截面积为S1，盆底的横截面积为S2，盆子和湿透的餐巾纸总质量为m，当盆子悬在空中时对盆子施加竖直向下、大小为F的力，盆子(包括餐巾纸)与拔罐刚好分离。拔罐中气体视为理想气体，忽略抽气过程气体温度的变化及盆子的形变，大气压为p0，重力加速度为g，求： (1)盆子提起后，拔罐中气体的压强； (2)拔罐内剩余气体的质量与抽气前拔罐内气体的质量之比。 答案：(1)p0－　(2) 解析：(1)设盆子提起后，拔罐中气体的压强为p1，则有p1S1＋mg＋F＝p0S1 解得p1＝p0－。 (2)设拔罐中气体的体积为V，抽出的气体在压强为p1时的体积为ΔV，由玻意耳定律有 p0V＝p1(V＋ΔV) 拔罐内剩余气体的质量与抽气前拔罐内气体的质量之比＝＝＝。 14.(14分)(2021·湖南高考)小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量m1＝600 g、横截面积S＝20 cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量m2＝1 200 g的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为600.0 g时，测得环境温度T1＝300 K。设外界大气压p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。 (1)当电子天平示数为400.0 g时，环境温度T2为多少？ (2)该装置可测量的最高环境温度Tmax为多少？ 答案：(1)297 K　(2)309 K 解析：(1)当电子天平示数为600.0 g时，细绳对铁块的拉力为FT＝(m2－m示)g＝m1g 则铁块和活塞对细绳的拉力相等，汽缸内气体压强等于大气压，有p1＝p0 当电子天平示数为400.0 g时，设此时汽缸内气体压强为p2，对活塞受力分析有 m1g＋p0S＝p2S＋FT' 对铁块受力分析有m2g＝FT'＋m示'g 由题意可知，汽缸内气体体积不变，由查理定律得＝ 联立解得T2＝297 K。 (2)环境温度越高，汽缸内气体压强越大，活塞对细绳的拉力越小，则电子天平示数越大，由于细绳对铁块的拉力最小为0，即电子天平的示数恰好为1 200 g时，此时对应的环境温度为装置可以测量的最高环境温度，设此时汽缸内气体压强为p3，对活塞受力分析有(p3－p0)S＝m1g 又汽缸内气体体积不变，由查理定律得＝ 联立解得Tmax＝309 K。 15.(16分)(2023·湖北高考)如图所示，竖直放置在水平桌面上的左、右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降H，左侧活塞上升H。已知大气压为p0，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求： (1)最终汽缸内气体的压强； (2)弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。 答案：(1)p0　(2)　 解析：(1)对汽缸内所封的气体，初态压强p1＝p0，体积V1＝SH＋2SH＝3SH 末态压强为p2，体积 V2＝S·H＋H·2S＝SH 根据玻意耳定律可得p1V1＝p2V2 解得p2＝p0。 (2)末态，对左侧活塞受力分析可知 p0S＋k·H＝p2S 解得k＝ 末态，对右侧活塞和添加的沙子整体受力分析可知mg＋p0·2S＝p2·2S 解得m＝。 学生用书⬇第63页 学科网（北京）股份有限公司 $