第二章 气体、液体和固体 单元综合测试-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第二章 气体、液体和固体 单元综合测试 2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、选择题（本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中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，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1．关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　） A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 C．图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故 D．图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来 2．常用的两种表示温度的方法就是摄氏温标和热力学温标，关于温度和温标，下列说法正确的是（　　） A．摄氏温度升高1℃小于热力学温度升高1K B．某物体热力学温度是20K，摄氏温度就是293.15℃ C．热力学温标亦称“绝对温标”，是由玻意耳首先引入的 D．摄氏温度有负值，热力学温度不可能取负值 3．下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（　　） A．甲图松香是晶体 B．乙图泊松亮斑的存在表明，光具有粒子性 C．丙图救护车从身边疾驶而过时，鸣笛的音调会由低变高 D．丁图蒸发皿中，较小的水银滴在表面张力的作用下接近球形 4．以下对固体、液体的描述，正确的是（　　） A．所有晶体都有确定的熔点以及各向异性的特点 B．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 C．液体表面层分子密度比较密集，分子力表现为斥力 D．毛细现象只在液体浸润固体时发生 5．一定质量的某种理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断不正确的是（　　） A．A→B温度升高，压强不变 B．B→C体积不变，压强变大 C．C→D体积变小，压强变大 D．D状态的压强比A状态的压强小 6．一定质量的理想气体状态变化的图像如图所示，由图像可知（　　） A．在a→b的过程中，气体的内能减小 B．气体在a、b、c三个状态的密度 C．在b→c的过程中，气体分子的平均动能增大 D．在c→a的过程中，气体的体积逐渐增大 7．如图所示，一竖直放置的型玻璃管，各段粗细均匀，上端均开口。内部左右两侧有水银，水银柱竖直高度均为，底部水平管内封闭一段长的气柱，气柱紧贴左侧竖直管。已知管导热良好，周围环境温度不变，大气压强为。现在右侧管中再缓慢加入长的水银柱，稳定后，下列判断正确的是（　　） A．两侧水银面最上端仍然齐平 B．气柱的长度变小，压强不变 C．两侧水银面最上端高度差为 D．左侧再加入长的水银柱，则气柱能够全部回到U形管底部 8．如图所示，我国天宫空间站航天员在进行“液桥”实验时，观察到水滴在微重力环境下形成稳定液柱的现象。关于液体表面张力的相关描述，下列说法正确的是（　　） A．表面张力使液体表面具有收缩到最小表面积的趋势 B．表面张力方向总是垂直于液面指向液体内部 C．在完全失重状态下，表面张力成为维持液桥形状的主要因素 D．在地面上做该实验失败的原因是液体表面张力消失了 9．下列说法正确的是（　　） A．金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，因此是非晶体 B．晶体中的原子都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性 C．太空授课时，空间站里的水滴是一个完美的球形，这是表面张力作用的结果 D．“压青苗”是用磙子压紧土壤，这是为了破坏土壤里的毛细管，保存地下水分 10．如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，气体从状态状态状态状态完成一次循环，其状态变化过程的图像如图乙所示。已知该气体在状态A时的温度为，下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B时的温度为 B．气体在状态时的温度为 C．气体从状态过程中，外界对气体做的功为 D．气体从状态的过程中，气体对外做的功为 二、非选择题（本题共5小题，共57分） 11．（6分）某实验小组利用如图甲所示的装置做“探究气体等温变化的规律”实验，主要实验步骤如下： ①将压力表的指针校准到1.0×105Pa； ②在柱塞上均匀涂抹润滑油，然后将柱塞移至注射器适当刻度处； ③将橡胶套套在注射器下端的开口处，它和柱塞一起把一段空气柱封闭； ④迅速推动柱塞，记录多组注射器内气体的体积Ⅴ及相应的压力表示数p。 (1)请指出以上哪个步骤中存在不妥之处：______（填写对应的步骤序号）； 实验序号 1 2 3 4 封闭空气柱长度L/cm 3.50 2.50 2.80 3.00 封闭空气柱压强p/（×105Pa） 1.01 1.70 1.26 1.17 (2)按正确步骤进行了实验，记录的部分实验数据如表所示，其中有一次记录的实验数据错误，错误的是______（填写对应的实验序号）； (3)重新按正确步骤进行实验，根据实验所采集数据绘制了图像，如图乙所示，出现这种情况的可能原因是______。 A．实验过程中有漏气现象 B．环境温度升高 12．（8分）某同学为了测量固体药物的体积，设计了如图甲所示的测量装置（装置密封性良好）。 要测量步骤如下： ①把待测药物放进注射器内； ②把注射器活塞推至适当位置，然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机连接； ③移动活塞，记录注射器的刻度值V，以及气体压强值p； ④重复上述步骤③，多次测量； ⑤根据记录的数据，作出图像，并利用图像计算药物体积。 (1)在操作步骤③中， （选填“缓慢”“快速”或“以任意速度”）移动活塞。 (2)在操作步骤⑤中，为了得到直线图像，纵坐标是V，则横坐标应该选用 （选填“p”“”或“”）。 (3)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的直线图像如图乙所示，其延长线分别交横、纵坐标于a、b，则待测药物的体积为 （用题目中已知量表示）。 (4)由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，由此造成的测量值比真实值 （选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 13．（13分）如图所示，一端封闭的粗细均匀的玻璃管，开口向上竖起放置，管中用一段长度为4cm的水银柱封闭了一段长度为50cm的空气柱。已知环境的温度是27℃，大气压强为76cmHg，求： （1）空气柱的压强多大： （2）现将玻璃管缓慢地均匀加热至87℃，此时空气柱的长度是多少？ （玻璃管足够长）    14．（13分）如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1=30cm的空气柱，中间有一段长为l2=40cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=60cm。已知大气压强为p0=75.0cmHg。 （1）如果在玻璃管底部缓慢加热，使下部的空气柱温度由27摄氏度变为127摄氏度，上部空气柱的长度变为多长？ （2）如果在第（1）问的基础上将玻璃管缓慢顺时针旋转90°，玻璃管中的水银不流出，温度不变，下部空气柱的长度变为多长？（结果保留三位有效数字） 15．（17分）如图所示，绝热圆筒汽缸内用绝热的轻质薄活塞封闭了一定质量的理想气体，汽缸顶部固定有环状挡板，挡板的下面有相同的压力传感器A、B，汽缸内底部有可控加热装置C（体积不计）。不计摩擦。已知汽缸的底面积，汽缸底部到缸口位置的总高，大气压强，初时刻汽缸内热力学温度，活塞到汽缸底部的距离。现通过加热装置缓慢对缸内气体加热，控制在每一分钟升高1℃。求： （1）压力传感器开始有示数时，汽缸内的热力学温度； （2）从压力传感器开始有示数时开始计时，写出传感器示数F（即活塞与两传感器相互作用的合力）与时间t（s）之间的关系式。 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 第二章 气体、液体和固体 单元综合测试 2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D B B B C AC BC AD 1．【答案】B【解析】A．水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，故A错误； B．当一根内径很细的管垂直插人液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，故B错误； C．水银的表面张力比较大，同时水银和空气之间的相互作用力也比较小，这就导致了水银在接触到其他物体时，会尽可能地减少表面积，从而形成球状，故C正确； D．拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象减小水分蒸发，故D错误。故选B。 2．【答案】D【解析】A．摄氏温度升高1℃等于热力学温度升高1K，故A错误； B．某物体摄氏温度为20℃，即热力学温度为 故B错误； C．热力学温标亦称“绝对温标”，是由开尔文首先引入的，开尔文所利用的实验事实是气体发生等容变化时，压强与摄氏温度成线性关系，再进行合理外推得到的，故C错误； D．摄氏温度有负值，热力学温度最小是零，不可能为负值，故D正确。故选D。 3．D【详解】A．甲图松香是非晶体，故A错误； B．乙图泊松亮斑的存在表明，光具有波动性，故B错误； C．丙图救护车从身边疾驶而过时，根据多普勒效应可知，鸣笛的音调会由高变低，故C错误； D．丁图蒸发皿中，较小的水银滴在表面张力的作用下接近球形，故D正确。故选D。 4．B【详解】A．单晶体物理性质是各向异性，而多晶体物理性质是各向同性，故A错误； B．天然水晶是晶体，经熔化凝固过程的水晶即变为非晶体，所以同种物质可能以晶体和非晶体两种不同形态出现。受温度、压力等影响，有的物质还可能形成不同的晶体，故B正确； C．液体的表面张力时由于分子间的作用力表现为引力的缘故，故C错误； D．浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象，故D错误。 故选B。 5．B【详解】A．从A→B过程中，根据 可知为等压变化，故A正确； B．从B→C过程中，根据 可知，气体体积不变时，温度降低，压强减小，故B错误； C．C→D为等温变化，根据玻意耳定律知体积与压强成反比，体积变小，压强变大，故C正确； D．根据 推导得 知对应的图中，斜率越大，压强越小，由图知连接DO的直线的斜率比AO连线的斜率大，斜率越大，压强越小，故D点的压强比A点的压强小，故D正确。 本题选不正确的，故选B。 6．B【详解】A．在a→b的过程中，气体的温度升高，则气体的内能增大，A错误； B．将a、b、c三点与坐标轴的原点O相连，则可知、、三条直线的斜率等于，由理想气体的状态方程可知，斜率越大，则体积越小，可得气体在a、b、c三个状态的体积大小关系为 气体的质量一定，则有三个状态的密度大小关系为，B正确； C．在b→c的过程中，气体的温度降低，气体分子的平均动能减小，C错误； D．在c→a的过程中，由于，则气体的体积逐渐减小，D错误。故选B。 7．C【详解】ABC．依题意可知，向右侧管中缓慢加入10cm长的水银柱，稳定后，由于左侧管中水银柱长度不变，则封闭气体的压强不变，又温度不变，所以封闭气柱长度不变；若右侧管中水银刚好进入左侧管中，由于空气柱长度为4cm，则可知此时，右侧管中水银柱高度为16cm，则封闭气体压强为 显然，右侧管中有水银进入左侧管中，最终封闭气体压强为，所以右侧管中水银有3cm进入左侧管中，此时左侧水银柱加空气柱总长度为 右侧侧水银柱总长度为 所以，稳定后两侧水银面最上端高度差为 故AB错误，C正确； D．若左侧再加入3cm长的水银柱，稳定后，由于封闭气体温度不变，根据玻意耳定律有 则 气柱长度将变短，所以可知气柱将不能到达左侧竖直管最低端，不能全部回到U形管底部，故D错误。故选C。 8．AC【详解】A．表面张力是液体分子间的引力，因此可以使液体表面有收缩到最小表面积的趋势，比如露珠呈球形（球形表面积最小），故A正确； B．表面张力方向是与液面相切，并非垂直于液面指向液体内部，故B错误； C．完全失重时，重力影响极小，表面张力成为维持液桥形状的主要因素，故C正确； D．地面上做实验失败是因为重力影响，表面张力不会消失，故D错误。 故选AC。 9．BC【详解】A．金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，金属是多晶体，故A错误； B．在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，故B正确； C．在太空实验室里，水滴的形状是一个完美的球形，这是表面张力作用使其表面具有收缩趋势而引起的结果，故C正确； D．土壤里有很多毛细管，如果要保存地下水分，就要把地面土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，故D错误。故选BC。 10．【答案】AD【解析】A．对于理想气体：过程，由查理定律有得，故A正确； B．过程，由盖—吕萨克定律有得，故B错误； C．由于状态A与状态C温度相同，气体内能相等，而过程是等容变化，气体对外不做功，故C错误； D．过程中气体体积膨胀对外做功，即从状态A到状态C气体对外做功 ，故D正确。故选AD。 11．(1)④ (2)2 (3)A 【详解】（1）实验目的是探究气体等温变化的规律，为了确保温度一定，实验中应缓慢推动柱塞，记录多组注射器内气体的体积Ⅴ及相应的压力表示数p。即步骤中存在不妥之处是④。 （2）根据玻意耳定律可知 结合表格中的数据可知，1、3、4数据中压强与体积的乘积均约为3.5，而2数据中压强与体积乘积约4.25，可知错误的是2。 （3）根据克拉伯龙方程有 变形得 可知，图像中某点与原点连线的斜率表示nRT，根据图乙可知，图像弯曲部分与原点连线的斜率逐渐减小，表明温度可能减小，或者气体质量减小，即实验过程中有漏气现象。 故选A。 12．【答案】(1)缓慢；(2) ；(3)b ；(4)偏小 【解析】（1）在操作步骤③中，为了保证气体温度不变，应缓慢移动活塞。 （2）设固体药物的体积为，以气体为对象，根据玻意耳定律可得 整理可得 为了得到直线图像，纵坐标是V，则横坐标应该选用。 （3）根据 结合图乙图像可知，待测药物的体积为 （4）由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，设该容积为，以气体为对象，根据玻意耳定律可得 整理可得 结合图乙可知，可知造成的测量值比真实值偏小。 13．（1）80cmHg（2）60cm 【详解】（1）设空气柱压强为，水银柱自身高度表示液体压强，因此根据液体压强平衡可得 解得 （2）若玻璃管缓慢地均匀加热，则气体变化为等压变化，设玻璃管的横截面积为S，变化后的高度为H，则可得 联立解得 14． （1）50cm；（2）61.3cm 【详解】（1）设水银柱的底面积为S，由等压变化可得 其中 ， 解得 则上部空气柱的长度变为 （2）如果在第（1）问的基础上将玻璃管缓慢顺时针旋转90°，玻璃管中的水银不流出，温度不变，根据玻意耳定律可得 其中 解得 15．（1）；（2） 【详解】（1）汽缸内气体气压先保持大气压做等压变化，根据盖－吕萨克定律 即 解得到汽缸内的温度是 （2）传感器的示数为 汽缸内气体做等容变化，根据查理定律有 解得 联立解得 解得传感器示数F与时间t之间的关系式为 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 $