第二章 气体、固体和液体 章末检测 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

选择性必修第三册《气体，固体和液体》章末检测 满分100分 考试时间：75分钟 一、单项选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列关于热力学温度与摄氏温度的说法正确的是（　　） A．热力学温度与摄氏温度对应的温标都是科学的温标 B．摄氏温度由t升高到，对应的热力学温度升高 C．热力学温度与摄氏温度无法比较 D．热力学温度每一开的大小与摄氏温度每一度的大小是相等的 2．CBA规定7号篮球的标准为：在气温时，球内气体的压强为（为标准大气压）。现测得学校体育器材室内一相同型号篮球内的气压仅为，在室温的情况下，每次只能将压强为，体积等于篮球容积的的气体充入球内，不计篮球在充气过程容积及气体温度的变化，为达到比赛标准，至少应充气的次数为（　　） A．16 B．18 C．20 D．22 3．如图所示，两端开口的导热气缸放置在水平地面上，两个厚度不计的活塞用一根长为的细轻杆连接，两活塞之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞可在气缸内无摩擦滑动，两活塞静止时气缸内两部分气柱长度均为。已知大活塞的质量为、横截面积为，小活塞的质量为、横截面积为S，外界大气压强为，环境温度保持不变，现把气缸固定在以加速度向左加速行驶的小车上，稳定后活塞移动的距离为（　　） A． B． C． D． 4．汽车的整个空气悬挂系统可简化为一个如图所示的模型，导热性能良好的汽缸内封闭有一定质量的空气，面积为S的活塞可无摩擦地在其内滑动。汽缸底部安装有充气阀和排气阀（体积不计），活塞和汽缸分别通过竖直连杆与车身及水平车轴连接。已知活塞和车身的总质量为M，大气压强为，重力加速度为g，环境温度为保持不变，当汽车静止在地面时，活塞与汽缸底部的距离为h。若在车内装入一定质量的货物后，发现活塞与汽缸底部的距离降为。为让活塞与汽缸底部的距离恢复为h，需用压缩机将大气通过充气阀缓慢充入汽缸，则充入气体在、状态下的体积为（　　） A． B． C． D． 5．将压瘪的乒乓球（未漏气）浸泡在热水中，一段时间后乒乓球便恢复原状，乒乓球内部气体（视为理想气体）经历了由的变化过程，气体体积与热力学温度的关系图像如下图所示，设、、三种状态下的压强分别为、、，则（　　） A． B． C． D． 6．密闭容器内一定质量的理想气体经历如图所示的ab、bc、cd、da四个状态变化过程。已知bc延长线过坐标原点，ab竖直，cd水平，da和bc平行。下列说法正确的是（　　） A．ab过程中气体从外界吸收热量 B．bc过程中单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增加 C．cd过程中气体分子数密度不断增大 D．da过程中气体压强不断减小 7．下列说法正确的是（　　） A．诗人王安石笔下“遥知不是雪，为有暗香来”，“暗香”说明花粉在做布朗运动 B．的冰熔化成的水温度不变，每个水分子的动能都保持不变，一定质量的水结成冰后体积膨胀，分子间距离变大，分子势能随之增大 C．用打气筒快速给自行车轮胎打气，越往后越费劲，说明分子间斥力越来越大 D．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了椭圆形的熔化区域，说明云母片的导热性存在各向异性 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，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，倾角为37°的斜面固定在水平面上，上端封闭、下端开口的细玻璃管与斜面间的动摩擦因数为0.5。静置于斜面上的玻璃管内有长度为10cm的水银柱，封闭的空气柱长度也为10cm。释放玻璃管，达到稳定后水银柱与玻璃管相对静止。过程中玻璃管的温度保持不变，外界大气压为76cmHg，重力加速度，，，则（　　） A．玻璃管静止时，管内气体的压强为70cmHg B．玻璃管稳定下滑时，其加速度为 C．玻璃管稳定下滑时，管内气体的压强为90cmHg D．玻璃管稳定下滑时，管内空气柱长度约为9.72cm 9．在电梯的轿厢中，有一质量，内部横截面积的汽缸，现用一个质量的活塞封闭了一定质量的理想气体。初始时，汽缸静置在轿厢底部，气柱高度，如图甲所示。若用绳子连接活塞将汽缸悬挂在轿厢的顶部，轿厢以加速度匀加速上升达到稳定时气柱高度，如图乙所示。已知大气压强，轿厢内温度不变，汽缸导热性能良好且不计活塞与汽缸壁间的摩擦，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A．图甲静止状态下，汽缸内气体的压强 B．图乙轿厢加速运动时，汽缸内气体的压强 C．图乙轿厢加速运动时，加速度的大小为 D．图乙轿厢加速运动时，加速度的大小为 10．如图所示，长度相同的汽缸A、B水平固定，通过轻质活塞及轻质细杆各封闭一定质量的理想气体。已知汽缸A的横截面积是汽缸B的横截面积的2倍，忽略活塞与汽缸之间的摩擦，整个装置密闭性良好不漏气。起初两活塞静止在各自汽缸距缸口位置，A、B汽缸内温度均为T，B汽缸内气体与大气压强相同，现缓慢改变汽缸A或B的温度，直至一活塞恰好移动至汽缸口处，下列说法正确的是（　　） A．起初汽缸A内气体的压强大于大气压强 B．起初汽缸A内气体的压强等于大气压强 C．若保持汽缸A内气体温度不变，让B汽缸内气体升温至即可 D．若保持汽缸B内气体温度不变，让A汽缸内气体降温至即可 三、非选择题∶共5小题，共54分。 11．用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 (1)关于该实验下列说法正确的是（　　） A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B．为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 (2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示。造成这一结果的原因是____________________； (3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是（　　） A． B． C． D． (4)B组同学测得多组压强p和体积V的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图中______（选填“①”或“②”）。 12．如图是某物理兴趣小组进行“探究某物质熔化时温度变化特点”的实验。 (1)该物质是______（选填“晶体”或“非晶体”）； (2)由乙图知晶体熔化时的特点为：继续加热温度______，该物质的熔点为______℃； (3)在第6min时该物质处于______态（选填“固”、“液”或“固液共存”）； (4)实验完毕后，小组同学将试管中的物质换成了水，然后继续使用相同器材加热，想要探究水的沸腾现象。在探究过程中，发现当烧杯中的水开始沸腾之后，试管中的水______（选填“能”或“不能”）沸腾，这是因为______。 13．如图，一上端有卡销、容积为的内壁光滑的汽缸竖直放置在水平地面上，一定质量的理想气体被一厚度不计的活塞密封在汽缸内。初始时封闭气体压强为（为大气压强），温度为，体积为。现对气体缓慢加热，使活塞刚好上升到卡销处时停止加热，然后立即在活塞上加细砂并保持缸内气体温度不变，让活塞缓慢下降，已知所加细砂的总质量是活塞质量的2倍。求： (1)活塞刚上升到卡销处时，缸内气体的温度； (2)最终稳定时缸内封闭气体的体积。 14．单级水火箭可以简化为如图所示的下方开口的容器。容器中气体体积，压强，下方水的深度。单向气阀（不计重力）是一个只能朝一个方向通入气体的装置，它外部为橡胶材质，将其紧紧塞在容器口位置可将水堵住还能向容器内进行充气。单向气阀与容器口摩擦力的最大值。现用打气筒通过单向气阀向容器内一次次的充入压强，体积的气体。当容器内的气体压强到达一定值时单向气阀和容器中的水被一起喷出，水火箭可以获得一定的速度发射。已知重力加速度，容器口的横截面积，水的密度。假设容器中的气体为理想气体，充气和喷水时忽略温度的变化。 (1)求水火箭刚好喷水时容器内气体压强p； (2)求水火箭刚好喷水时的充气次数。 15．如图，上端封闭的竖直长玻璃管中封有长度为的水银柱。开口向下时，其上端封闭空气柱长度为，已知大气压强，玻璃管导热良好，且室温不变，求： (1)若将玻璃管翻转至开口向上放置，则此时封闭空气柱长度为多少？ (2)若将开口向下的玻璃管竖直插入足够深的水银槽，稳定后，发现上方封闭气体长度变为，则玻璃管下端管内外水银液面高度差H为多少？ 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A A B D B D AD ABD BC 1．D 【详解】A．热力学温度对应开尔文温标，是基于绝对零度的科学温标；摄氏温度对应摄氏温标，是实用温标，常用于科学测量，但并非基于热力学定律的绝对温标，故A错误； B．摄氏温度从升高到，热力学温度从变为 ， 升高量， 而非，故B错误； C．热力学温度与摄氏温度可通过关系式相互转换，因此可以比较，故C错误； D．热力学温度的单位开尔文（K）与摄氏温度的单位摄氏度（°C）在温度间隔上相同，即 ，故每一开的大小与每一度的大小相等，故D正确。 故选D。 2．A 【详解】选取篮球内原有气体和n次充入的气体整体为研究对象，温度不变，由等温方程可知 其中 解得 故选A。 3．A 【详解】气缸放置在水平地面上时，设气缸内气体的压强为，则对大小活塞（包括杆）整体分析，根据平衡条件有 解得 气缸随小车一起向左匀加速运动时，设缸内气体的压强为，则根据牛顿第二定律有 解得 由于缸内气体温度不变，则由玻意耳定律有 联立解得此时缸内气体的体积为 气体体积减小，活塞向右移动，设活塞移动的距离为，则有 解得 故选A。 4．B 【详解】设装载前汽缸里封闭空气的压强为，装载后汽缸里气体的压强为，由玻意耳定律有 设充入气体在压强为、温度为的状态下体积为V，由玻意耳定律有 解得 故选B。 5．D 【详解】对状态、，由图可知，， 由理想气体状态方程有 代入解得 所以 由图可知，从状态到状态是等容变化，根据查理定律 有 可知温度升高压强增大，由图可知 因此 综上可得压强关系为 故选D。 6．B 【分析】根据理想气体状态方程 可得 因此V-T图中过原点的直线为等压线，某点与原点连线的斜率 斜率越大，压强越小，且理想气体内能仅与温度有关 【详解】A．ab是竖直线，温度不变，体积减小。理想气体内能不变 体积减小说明外界对气体做功，由热力学第一定律 得： 气体对外放热，故A错误。 B．bc延长线过原点，是等压过程，压强不变。从b到c温度降低，气体分子平均动能减小；压强不变，因此单位时间内单位面积器壁碰撞的分子数必须增加，才能维持压强不变，故B正确。 C．cd是水平线，体积不变，气体总分子数不变，因此气体分子数密度（单位体积分子数）不变，故C错误。 D．da平行于bc，其方程满足（为bc的斜率，） 整理得 由 从d到a温度增大，减小，减小，因此压强增大，即da过程气体压强不断增大，故D错误。 故选B。 7．D 【详解】A．“暗香”是梅花香气分子的扩散现象，故A错误； B．温度不变时，分子平均动能不变，但每个分子的动能因热运动而随机变化，并非都保持不变；水结冰时体积膨胀，分子间距离增大，但由于形成了更稳定的晶体结构并释放热量，系统的‌分子势能是减小的‌，故B错误； C．打气筒打气费劲是因轮胎内气体压强增大，需克服更大压力做功，气体分子间距大，斥力作用可忽略，并非分子间斥力增大，故C错误； D．蜂蜡熔化区域呈椭圆形，表明热量沿不同方向传导速率不同，说明云母片（晶体）的导热性存在各向异性，故D正确。 故选D。 8．AD 【详解】A．对静止的水银柱分析受力，设玻璃管内气体的压强为，水银柱的质量、横截面为、，根据平衡条件有 又 联立解得 又 联立解得，故A正确； BCD．设玻璃管的质量为，对玻璃管和水银柱整体，设整体的加速度为，由牛顿第二定律有 对水银柱有 联立解得， 对管内的气体，由玻意耳定律有 联立解得，故BC错误，D正确。 故选AD。 9．ABD 【详解】A．初始状态，活塞处于平衡状态时，则有 代入数据解得，故A正确； B．轿厢加速运动时，由玻意耳定律可得 代入数据解得，故B正确； CD．对汽缸受力分析，由牛顿第二定律可得 代入数据解得，故C错误，D正确。 故选ABD。 10．BC 【详解】AB．对两活塞的整体分析可知 解得，A错误，B正确； C．若保持汽缸A内气体温度不变，让B汽缸内气体升温时，活塞左移到汽缸口处时，则对A气体 对B气体 其中，解得，C正确； D．若保持汽缸B内气体温度不变，让A汽缸内气体降温时，活塞左移到汽缸口处时，对B气体 对A气体 其中，解得，D错误。 故选BC。 11．(1)A (2)胶管内存在气体 (3)B (4)② 【详解】（1）A．在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，可以保证封闭气体的气密性，A正确； B．用手握住注射器，会使气体温度升高，不符合实验要求，B错误； C．应缓慢推拉柱塞和读取数据，C错误； D．只有压强可以通过数据采集器采集，D错误。 故选A。 （2）根据 得 造成图线不过原点的原因是由于胶管内存在气体。 （3）被封闭气体的初始体积为V0+ΔV，压强为p0，末状态的体积为V+ΔV，根据玻意耳定律得 当趋于零时，解得 则压强趋近于某一值。 故选B。 （4）由于存在漏气，则pV减小，故图线应为②。 12．(1)晶体 (2) 不变 60 (3)固液共存 (4) 不能 图中试管中的水达到沸点，虽然继续加热，因试管内外温度相同，试管里的水不能继续吸热 【详解】（1）该物质在2~6.5min时间内，温度保持不变，有固定的熔点，该物质是晶体。 （2）[1]由乙图知晶体熔化时的特点为：继续加热温度不变； [2]该物质在2~6.5min时间内，温度保持不变，该物质的熔点为60℃； （3）由图乙可知，在第6min时，温度不变，此物质在熔化过程中，该物质处于固液共存状态； （4）[1][2]试管中的水不能沸腾。这是因为，沸腾的条件是：达到沸点，不断吸热。图中试管中的水达到沸点，虽然继续加热，因试管内外温度相同，试管里的水不能继续吸热，所以试管中的水不会沸腾。 13．(1) (2) 【详解】（1）气体的初始体积为    初始温度为 末态体积为 气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律         代入解得 （2）气体发生等温变化，由玻意耳定律    其中                 设活塞质量为m，所加细砂质量为M，初始时，根据活塞平衡条件有             在活塞上加细砂并保持缸内气体温度不变，让活塞缓慢下降，根据活塞平衡条件有                     其中     解得，或 14．(1) (2)48 【详解】（1）对单向气阀受力分析 解得 代入数据得 （2）气体做等温变化，有 解得充气次数N=48 15．(1) (2) 【详解】（1）开口向下时，上端封闭气体压强为，则有 解得             开口向上时，封闭气体压强为，则有 解得             设玻璃管横截面积S，由玻意耳定律得                 联立解得                 （2）插入水银槽后，设封闭气体压强为，由玻意耳定律得                 解得                 设管中下端气体压强为，则有                 而又有                 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 $