第2章 气体、固体和液体 章末综合检测（教用word）-【优学精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

章末综合检测（二）　气体、固体和液体 （满分：100分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个备选项中，只有一项是符合题目要求的） 1.关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是（　　） A.热力学温度的单位“K”是国际单位制中的导出单位 B.某物体的摄氏温度为10 ℃，即其热力学温度为10 K C.0 ℃可用热力学温度表示为273 K D.热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较 解析：C　热力学温度的单位“K”是国际单位制中七个基本单位之一，故A错误；某物体的摄氏温度为10 ℃，即其热力学温度为283.15 K，故B错误；热力学温标与摄氏温标两者大小关系为T＝t＋273.15 K，因此0 ℃可用热力学温度表示为273 K，故C正确；热力学温度和摄氏温度的温标不同，但是两者大小关系为T＝t＋273.15 K，可以进行转换，所以两者表示的温度可以在换算单位之后进行比较，故D错误。 2.对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　） A.气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞而产生的 B.温度升高时每个气体分子的速率都将增大 C.当分子间平均距离变大时，压强必定变小 D.等温膨胀时气体体积变大，压强增大 解析：A　气体的压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，故A正确；温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，但并不是每个分子的速率都增大，故B错误；根据压强的微观解释可知，压强取决于体积和温度，所以分子间距变大，即体积增大，气体压强不一定减小，还与温度有关，故C错误；等温膨胀，体积增大，压强减小，故D错误。 3.同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况，则（　　） A.固体A和毛细管B可能是同种材料 B.固体A和毛细管B一定是同种材料 C.液体对毛细管B浸润 D.固体A的分子对液体附着层分子的引力比毛细管B的分子对液体附着层分子的引力大 解析：C　当把毛细管B插入液体时，液体在毛细管B中上升且液面呈现凹形，说明液体对毛细管B浸润，液体不能附着在固体A的表面，说明液体对固体A不浸润，所以固体A与毛细管B一定不是同种材料，故A、B错误，C正确；根据浸润与不浸润的特点，浸润时，附着层内的分子引力小于固体对分子的引力，而不浸润时，附着层内的分子引力大于固体对分子的引力，所以固体A的分子对液体附着层内的分子引力比毛细管B的分子对液体附着层内的分子引力小，故D错误。 4.（2025·绍兴一中校联考模拟）下列关于固体、液体、气体的说法中正确的是（　　） A.夏季天旱时，给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管，防止水分蒸发 B.晶体沿不同方向的导热、导电与光学性质一定不同 C.由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以存在浸润现象 D.炒菜时我们看到的烟气，是因为油烟颗粒的热运动 解析：A　土壤中存在一系列毛细管，水分通过毛细管能够上升到地面蒸发，夏季天旱时，给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管，防止水分蒸发，A正确；晶体分为单晶体与多晶体，多晶体在导热、导电与光学性质上表现出各向同性，B错误；液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间的作用力表现为引力，与固体间表现为不浸润，C错误；油烟颗粒是宏观粒子，油烟颗粒的运动不是热运动，而是机械运动，D错误。 5.如图所示为一个固定的三通管，AB管竖直，CD管水平，水银在管子的A端封闭了一定质量的理想气体，三通管导热良好。打开阀门，则A端气体（　　） A.体积、压强均增大 B.体积减小，压强增大 C.体积、压强均减小 D.体积增大，压强减小 解析：B　打开阀门后，A端气体进行等温变化，设A端到CD管竖直方向水银柱长为h1，CD管到B端水银柱长为h2，封闭气体压强为p1，打开阀门前，有p1＋ρg（h1＋h2）＝p0，打开阀门后，假设封闭气体体积变大，则压强p1变小，h1变小，则p1＋ρgh1＜p0，假设不成立，则气体体积变小，封闭气体经历了等温压缩，体积减小，压强增大，故B正确。 6.（2023·辽宁高考5题）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　） 解析：B　根据理想气体状态方程＝C，可得p＝T。由题图可知，从a到b，气体压强不变，温度升高，则气体体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，由p＝T可知，气体在c态的体积大于气体在b态体积，因此B正确，A、C、D错误。 7.如图所示，导热性能良好的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 ℃，活塞位于汽缸正中间，整个装置都静止。已知外界大气压恒定，重力加速度取g＝10 m/s2。则当活塞恰好能静止在汽缸缸口AB处时（　　） A.弹簧长度变短 B.缸内气体温度为620 K C.缸内气体温度为600 K D.缸内气体温度为74 ℃ 解析：C　对活塞与汽缸整体分析有kΔx＝（M＋m）g，所以弹簧的弹力保持不变，则弹簧长度不变，所以A错误；对汽缸受力分析，由平衡条件有p0S＋Mg＝pS，则有p＝p0＋，所以缸内气体压强不变，则为等压变化，根据盖－吕萨克定律可得＝，代入数据可得＝ ，解得T2＝600 K，则t＝（600－273）℃＝327 ℃，所以C正确，B、D错误。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个备选项中，至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8.如图所示的是一定质量的某种理想气体的等压线，比较等压线上的a、b两个状态，下列说法正确的是（　　） A.在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多 B.在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多 C.a状态对应的分子平均动能小 D.单位体积的分子数a状态较多 解析：BCD　由题图可知一定质量的气体a、b两个状态的压强相等，而a状态温度低，分子平均动能小，平均每个分子对器壁的撞击力小，而压强不变，则相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态一定较多，故A错误，B、C正确；一定质量的气体，分子总数不变，Vb＞Va，单位体积的分子数a状态较多，故D正确。 9.如图所示，两端封闭、粗细均匀的U形管中装有水银，分别封闭住A、B两部分气体，当它们温度相同且A、B端竖直向上放置，静止时左右液面高度差为h。以下说法中正确的是（　　） A.若U形管保持竖直做自由落体运动，两部分气体的压强差变大 B.若U形管保持竖直向上做匀加速直线运动，水银柱高度差h变小 C.若使A、B两部分气体降低相同的温度，两部分气体的压强差变大 D.若使A、B两部分气体升高相同的温度，水银柱高度差h变大 解析：BD　若U形管保持竖直做自由落体运动，系统处于完全失重状态，高出h的水银柱不再对B部分气体产生压强，右边的气体会将水银柱压入左侧一部分，右边气体压强减小，左边气体压强增大，两部分气体的压强差变小，故A错误；若U形管保持竖直向上做匀加速直线运动，系统处于超重状态，高出h的水银柱对B部分气体产生的压强增大，左边的气体会将水银柱压入右侧一部分，水银柱高度差h变小，故B正确；根据题意，设初状态A部分气体压强为pA，B部分气体压强为pB，则有pA＋ρgh＝pB，则有pA＜pB，气体体积不变时由＝可知，有｜Δp｜＝p0·，可知，变化相同的温度，原压强越大，变化越大，降低相同的温度，B部分气体压强降低的多，两部分气体的压强差变小，升高相同的温度，B部分气体压强升高的多，两部分气体的压强差变大，右边的气体会将水银柱向左压，水银柱高度差h变大，故C错误，D正确。 10.如图所示的装置，汽缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下汽缸内用一根硬杆相连，两活塞可在汽缸内一起上下移动。缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气。初始时，活塞处于静止状态，小活塞上的杯子里放有大量钢球。在下列哪些情况下，两活塞将相对汽缸向下移动（　　） A.给汽缸内气体缓慢加热 B.大气压变小 C.减少几个钢球 D.让整个装置做自由落体运动 解析：AB　开始时两活塞处于静止状态，设上、下活塞的面积为S1、S2，气体压强为p，整体由平衡条件可得mg＋p0S1＋pS2＝p0S2＋pS1，解得缸内气体压强为p＝p0－，给汽缸内气体缓慢加热，假设活塞不移动，气体发生等容变化，则温度升高，缸内气体压强增大，由于pS2＞pS1，故活塞相对汽缸向下移动，A正确；大气压强变小时，气体压强减小，由玻意耳定律可知气体体积要增大，故活塞要向下移动，B正确；减少几个钢球，整体重力减小，气体压强增大，由玻意耳定律可知气体体积要减小，故活塞要向上移动，C错误；让整个装置做自由落体运动，缸内气体压强等于大气压强，原来压强小于大气压强，故体积要减小，活塞要向上移动，D错误。 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.（8分）在“探究气体等温变化的规律”实验中，封闭的空气如图甲、乙所示，U形管粗细均匀，右端开口，已知外界大气压强为76 cm高水银柱产生的压强，图中给出了封闭空气的两个不同的状态。 （1）实验时图甲封闭空气的压强为76 cmHg；图乙封闭空气的压强为80 cmHg。 （2）实验时某同学认为U形管的横截面积S不用测量，这一观点正确（选填“正确”或“错误”）。 （3）数据测量完后，在用图像法处理数据时，某同学以压强p为纵坐标，以体积V（或空气柱长度）为横坐标来作图，他这样做不能（选填“能”或“不能”）方便地看出p与V间的关系。 解析：（1）实验时题图甲封闭空气的压强为76 cmHg；题图乙封闭空气的压强为（76＋4）cmHg＝80 cmHg。 （2）要验证玻意耳定律，则需验证p1L1S＝p2L2S，两边可消掉S，则U形管的横截面积S不用测量，这一观点正确。 （3）以p为纵坐标，以V为横坐标，作出p-V图像是一条曲线，但曲线未必表示反比关系，所以应再作出p-图像，看是否为过原点的倾斜直线，才能最终确定p与V是否成反比，故他这样做不能方便地看出p与V之间的关系。 12.（10分）如图是“用DIS系统研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。主要步骤如下： ①将压强传感器调零； ②在活塞上均匀涂抹润滑油，把活塞移至注射器满刻度处； ③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机； ④推动活塞，记录多组注射器内气体的体积V，以及相应的压强传感器示数p。 （1）实验操作中，活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是防止漏气。 （2）为了保持封闭气体的温度恒定，下列措施可行的是C。 A.注射器必须固定在竖直平面内 B.用手握注射器推拉活塞 C.缓慢推动活塞 （3）一小组实验时缓慢推动活塞，记录4组注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。该小组绘出的V-关系图像应是D。 解析：（1）本实验保持温度不变，研究压强与体积关系。根据题意可知，还需要保证封闭气体质量不变，为了防止漏气，故需要在活塞上均匀涂抹润滑油。 （2）注射器不一定要安装在竖直平面内，实验过程中手不能与注射器接触，推动活塞应缓慢进行，保持注射器内与外界温度相同，故C正确，A、B错误。 （3）测量时，注射器与压强传感器连接部分气体的体积V0未计入，纵轴的截距为－V0；软管脱落后，气体向外漏出，p的测量值偏小，相应的横坐标偏大，但左侧的延长线与纵轴的交点仍为（0，－V0），故前后两条线相交在此处，故D正确，A、B、C错误。 13.（10分）呼吸道传染病患者在就医、转院等运送途中乘坐普通救护车时，病毒容易外泄传播，因此需要通过负压救护车运送。负压救护车采用负压排风技术，并将排出的空气利用专门的装置进行消毒处理。负压舱内压强为1.0×105 Pa，负压舱容积约为10 m3，要使舱内压强减为9×104 Pa，则排出的气体质量为原来的几分之几？ 答案： 解析：负压舱内压强为p0＝1.0×105 Pa 体积为V0＝10 m3 设减压后原来气体体积将变为V，压强为 p＝9×104 Pa 由玻意耳定律得p0V0＝pV 解得V＝ m3 排出的气体质量与原来气体质量之比 ＝＝。 14.（12分）（2025·温州下学期期末）如图所示，一个绝热活塞将绝热容器分为左右两部分，用控制阀K固定活塞，开始时左右两部分气体的体积分别为2V0和3V0，温度都是T0，压强都是p，给电热丝通电，使左侧气体温度升高到2T0。 （1）求左侧气体的压强； （2）保持左侧气体温度不变，打开控制阀K，活塞无摩擦向右移动，稳定后左右两侧气体体积相等，求右侧气体的温度。 答案：（1）2p　（2）T0 解析：（1）设升温后左侧气体压强为p1，根据查理定律可得＝ 解得p1＝2p。 （2）设稳定后两部分气体的压强均为p2，对左侧气体由波意耳定律有p1·2V0＝p2·2.5V0 解得p2＝p1＝p 设平衡后右侧气体温度为T，对右侧气体，由理想气体的状态方程有＝ 联立解得T＝T0。 15.（14分）如图所示为内径均匀的U形管，其内部盛有水银，右端封闭的空气柱长为12 cm，左端被一重力不计的轻质活塞封闭一段长为10 cm的空气柱，当环境温度t1＝27 ℃时，两侧水银面的高度差为2 cm。当环境温度变为t2时，两侧水银面的高度相等。已知大气压强p0＝75 cmHg，求： （1）温度t2的数值； （2）左端活塞移动的距离。 答案：（1）－5 ℃　（2）2.1 cm 解析：（1）设U形管的横截面积为S 对右端封闭空气柱有 p1＝77 cmHg，V1＝12S，T1＝300 K， p2＝75 cmHg，V2＝11S 由理想气体状态方程有＝ 解得T2≈268 K 即t2＝T2－273 K＝－5 ℃。 （2）对左端封闭空气柱有V1'＝10S，T1'＝300 K，T2'＝268 K，V2'＝L2'S 由盖－吕萨克定律有＝ 解得L2'≈8.9 cm 故左端活塞移动的距离 s＝（10＋1－8.9）cm＝2.1 cm。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $