第二章 气体、固体和液体 章末练习卷一 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

气体、固体和液体章末练习卷 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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。 1．一定质量的气体，如果保持气体的体积不变，则（　　） A．气体的温度降低，压强一定变小 B．气体的温度升高，压强可能变小 C．气体的温度降低，压强一定变大 D．气体的温度变化时，压强可能不变 【答案】A 【详解】根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时，压强与热力学温度成正比，即 可知温度降低时，压强应减小；温度升高时，压强应增大。 故选A。 2．关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中水黾停在水面而不下沉，是浮力作用的结果 B．乙图中液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 C．丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 D．丁图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象 【答案】C 【详解】A．水黾停在水面而不下沉，是因为水的表面张力，与浮力无关，故A错误； B．液晶显示器是利用液晶光学性质各向异性的特点制成的，故B错误； C．Q处的肥皂膜被刺破后，周围的肥皂膜由于表面张力而收缩，使Q处扩成一个圆孔，故C正确； D．毛细管中液面高于管外液面的是浸润情况下的毛细现象，液面低于管外液面的是不浸润情况下的毛细现象，故D错误。 故选C。 3．一定质量理想气体的V-T图像如图所示，该过程对应的p-V图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由图可得，A→B温度不变，体积减小，为等温变化。根据玻意耳定律，温度不变时，有 即与成反比，因此在图中，A→B对应双曲线，且曲线变化趋势从大、小的A，向小、大的B移动。由图可得，B→C的延长线过坐标原点，说明为常数，代入理想气体状态方程得 说明压强不变，因此B→C是等压变化。压强不变，体积随温度增大而增大，对应在图中是水平向右的直线。综上可知选项C的图像符合描述。 故选C。 4．如图，两端封闭的玻璃管与水平面成角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分。则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向A端移动的是（　　） A．使玻璃管水平向右匀速运动 B．使玻璃管沿方向加速上升 C．升高环境温度 D．保持A端在上将玻璃管变为竖直放置 【答案】C 【详解】A．初始平衡时，对水银柱受力分析得压强关系（为水银柱长度，为倾角） 水银向A端移动即整体向A（上端）移动，对应B气体体积增大。玻璃管匀速运动，加速度为0，水银受力平衡与原平衡一致，水银柱相对玻璃管不移动，故A错误； B．沿加速上升，加速度指向A端，由牛顿第二定律，新平衡满足 B气体压强增大，等温下B体积减小，水银柱向B端移动，故B错误； C．升高环境温度，假设两段气体体积不变，由查理定律 因为初始，所以，压强差大于平衡需要的重力分力，合力指向A端，推动水银柱向A端移动，故C正确； D．保持A端在上变为竖直放置，从小于1变为1，压强差增大，新平衡要求比原来更大，等温下B体积减小，水银柱向B端移动，故D错误。 故选C。 5．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． 【答案】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。 6．在大型庆祝活动中释放的气球通常是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为30L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气，充气过程温度不变，要求充气后气球体积为6L、压强为1.0×105Pa。将氦气视为理想气体，不计充气过程的漏气和气球内原有气体。用一个氦气罐可以充出多少个符合要求的气球（　　） A．500 B．495 C．490 D．485 【答案】B 【详解】充气过程温度不变，理想气体满足玻意耳定律（等温过程中一定质量理想气体的压强与体积乘积为定值）。设氦气罐初始状态：压强，容积；充气后罐内剩余气体压强等于气球压强，体积仍为，单个气球体积，可充气球个数为。 根据玻意耳定律列方程 代入数值 解得 故选B。 7．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． 【答案】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。 8．医用消毒盒消毒时，先将盒关闭，再将气体抽至压强，然后关闭抽气阀并通电加热，盒内气体温度从升至，从而实现高温消毒。已知抽气前盒内气体压强为，消毒盒容积保持不变且不漏气，抽气过程中认为气体温度不变。下列判断正确的是（　　） A．抽气结束时，抽出的气体与盒内剩余气体的质量之比为 B．抽气结束时，抽出的气体与盒内剩余气体的质量之比为 C．高温消毒时盒内气体的压强为 D．高温消毒时盒内气体的压强为 【答案】AC 【详解】AB．设盒内体积为，抽出的气体在压强为时体积为，根据玻意耳定律，有 因为在相同压强和温度下，气体的质量与体积成正比，所以抽出的气体与盒内剩余气体的质量之比，故A正确，B错误； CD．消毒时，设盒内气体压强达到，则有 可得，故C正确，D错误。 故选AC。 9．关于固体与液体的性质，下列说法正确的是（　　） A．本题图符合浸润液体的毛细现象规律。 B．液体表面张力的方向与液面垂直，指向液体内部 C．水对玻璃是不浸润液体，器壁处液面更低。 D．单晶体有固定熔点且各向异性，多晶体有固定熔点但各向同性 【答案】AD 【详解】A．浸润液体的毛细现象表现为液体在细管中上升（图中细管内的液面高于容器液面），符合毛细现象规律，故A正确； B．液体表面张力产生于液体表面层，其方向总是与液面相切，并垂直于液面上的分界线，而不是与液面垂直指向液体内部。故B错误； C．水对玻璃是浸润液体，浸润液体在器壁处液面会向上弯曲，且液面会升高，而不是更低。故C错误； D．晶体分为单晶体和多晶体。单晶体具有规则的几何形状，有固定的熔点，物理性质表现为各向异性；多晶体由许多细小的晶粒杂乱排列而成，没有规则的几何形状，有固定的熔点，物理性质表现为各向同性。故D正确。 故选AD。 10．某实验小组设计一个测定水深的深度计。如图所示，导热性能良好的圆柱形气缸I、II内径分别为r和2r，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，气缸I左端开口。外界大气压强为，最初气缸Ⅰ内通过A封有压强为的气体，气缸II内通过B封有压强为3的气体，一根很细的管子连通两气缸，开始时A、B均位于气缸最左端，该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知相当于10m高的水产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A．当活塞A向右移动时，水的深度h=10m B．当活塞A向右移动时，水的深度h=20m C．此深度计能测的最大深度h=22.5m D．若要测量的最大水深h=40m，当不改变最初气缸Ⅰ内通过A封闭的气体的压强，则最初气缸II内通过B封闭的气体的压强应改为4.75 【答案】ACD 【详解】AB．当活塞A向右移动时，假设活塞B不动，对汽缸I中的气体，根据玻意耳定律有 解得 可知假设成立，则水产生的压强为 由于相当于10m高的水产生的压强，可知水的深度为10m，故A正确，B错误； C．根据图示分析可知，当活塞A恰好到达汽缸I区右侧，但与右侧没有挤压时，能够测量的水最深，此时活塞B左右两侧的气体压强相等，对活塞B左侧气体有 对活塞B右侧气体有 解得， 则水产生的压强为 由于相当于10m高的水产生的压强，可知此深度计能测的最大深度为，故C正确； D．若要测量的最大水深h=40m，该深度对应压强为，此时活塞A恰好到达汽缸I区右侧，气体压强为 对深度计左侧气体有 对深度计右侧气体有 解得，故D正确。 故选ACD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（6分）某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。 (1)下列实验操作中正确的是____________。 A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油 B．推拉活塞时，用手握住注射器气体部分 C．实验时缓慢移动活塞 D．实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器 (2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，作出图像。某同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，那么该同学可能得到的图像是图乙中的____________。 (3)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是____________（选填选项前下的字母）。 A． B． C． D． 【答案】(1)AC (2)a (3)BC 【详解】（1）A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油，以增加活塞的气密性，A正确； B．推拉活塞时，不能用手握住注射器气体部分，以防止气体温度升高，B错误； CD．实验时缓慢移动活塞，防止气体温度变化，C正确，D错误。 故选AC。 （2）同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，则气体的温度会升高，根据，则图像的斜率将变大，那么该同学可能得到的图像是图乙中的a。 （3）AB．由于实验操作和数据处理均正确，同体积情况下，则温度高对应压强大，pV乘积较大的是对应的T1图线，距离原点较远，故B正确，A错误； CD．根据，温度越高，对应的C值越大，则斜率越大，因T1较大，故C正确，D错误。 故选BC。 12．（8分）用如图所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。 （1）．本实验中，压强传感器______。 A．需要调零 B．不需要调零 （2）．能反映缓慢压缩气体过程中的图是______。 A． B． C． D． （3）．甲乙两位同学通过实验在图像中分别得到两条双曲线，如图所示。两人实验均操作无误，产生该情况的原因可能是______。 A．甲同学推注射器比乙快 B．乙同学推注射器比甲快 C．甲同学注射器内的封闭气体质量比乙大 D．乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大 【答案】（1）．B （2）．C （3）．BD 【解析】（1）．在探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系实验中，压强传感器测量的是一定体积时对应的压强值，不需要调零。 （2）．根据玻意耳定律，有 可得 则图像的斜率为，即图像为C。 故选C。 （3）．p-V图像为双曲线，说明满足玻意耳定律 pV=C。两条不同的双曲线，代表常数 C不同。根据理想气体状态方程 pV=nRT，在操作无误的前提下，C 不同的可能原因。 AB．实验时温度不同，由图可知乙的温度高，乙同学推注射器比甲快，导致温度升高，故A错误，B正确； CD．气体的物质的量不同（n 不同，即封闭气体的质量不同），即乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大，故D正确，C错误。 故选BD。 13．（10分）如图所示，质量为m的活塞将一定量的理想气体封闭在足够长的气缸内，气缸质量也为m，活塞的上方连接一劲度系数为k的轻弹簧，活塞横截面积为S，活塞与气缸之间无摩擦且密闭良好。初始时，气体温度为T0，气柱长度为l，气缸对桌面的压力恰好为0。现通过电热丝对气体加热，使活塞缓慢向上移动。已知重力加速度为g，大气压强为，弹簧始终在弹性限度内， 忽略电热丝的体积和质量，求： (1)初始时气缸内气体压强为多大； (2)弹簧恢复原长时，气体的温度为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对初始状态的气缸受力分析：初始气缸对桌面压力为0，故桌面支持力。气缸受向下的重力、内部气体向下的压力，向上的大气压力，由平衡条件： 已知大气压强 代入得： 解得： （2）初始弹簧伸长量：对活塞+气缸整体受力分析，初始弹簧弹力平衡总重力，即 得初始伸长量 弹簧恢复原长时活塞向上移动距离 末态气体压强：弹簧恢复原长时弹力为0，对活塞受力分析，平衡条件为： 代入，解得 末态气体体积：气缸始终静止在桌面，位置不变，气柱长度变为，体积，初始体积 由理想气体状态方程求解温度：代入： 约去公共项整理得： 14．（12分）如图所示为一个上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管，管内用水银柱封闭一定质量的理想气体。上管足够长，图中大小横截面积分别为S1=2cm2、S2=1cm2，粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm，封闭气柱长度为L=22cm。大气压强为=76cmHg，气体初始温度为57。求： (1)若缓慢升高气体温度至多少时可将所有水银全部压入细管内； (2)若温度升高至615K时，液柱下端离开玻璃管底部的距离。 【答案】(1)369 K (2)56cm 【详解】（1）由于水银总体积保持不变，设水银全部进入细管水银长度为x，则 解得 初态气体压强，末态气体压强 从状态1到状态2，根据理想气体状态方程 解得 （2）若温度升高至615K时，水银柱将全部进入上方玻璃管，并且距离粗细接口处一定高度，则从状态2到状态3经历等压过程 设水银下表面离开粗细接口处的高度为，则 解得 所以水银下表面离开玻璃管底部的距离 15．（18分）某篮球内部的体积恒为 8.0×10-3m3，在27°C的室内给其打气，稳定后，表压显示为7PSI，表压为球内气压与球外气压的差值，大气压强为 1.0×105Pa，。 (1)求篮球在室内时，球内的气压； (2)将篮球拿到7°C的室外，稳定后，求球内的气压； (3)发现篮球气压降低，于是在室外将体积为的空气打入篮球，使其内部气压恢复到7PSI，求。（以上三问均保留3位有效数字） 【答案】(1)1.49×105 Pa (2)1.39×105 Pa (3)7.95×10-4 m3 【详解】（1）篮球在室内时，球内的气压 （2）室内温度 室外温度 将篮球拿到7°C的室外，稳定后，由查理定律可得 解得 （3）在室外将体积为的空气打入篮球，使其内部气压恢复到7PSI，由玻意耳定律得 解得 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 气体、固体和液体章末练习卷 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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。 1．一定质量的气体，如果保持气体的体积不变，则（　　） A．气体的温度降低，压强一定变小 B．气体的温度升高，压强可能变小 C．气体的温度降低，压强一定变大 D．气体的温度变化时，压强可能不变 2．关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中水黾停在水面而不下沉，是浮力作用的结果 B．乙图中液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 C．丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 D．丁图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象 3．一定质量理想气体的V-T图像如图所示，该过程对应的p-V图像可能是（　　） A． B． C． D． 4．如图，两端封闭的玻璃管与水平面成角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分。则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向A端移动的是（　　） A．使玻璃管水平向右匀速运动 B．使玻璃管沿方向加速上升 C．升高环境温度 D．保持A端在上将玻璃管变为竖直放置 5．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． 6．在大型庆祝活动中释放的气球通常是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为30L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气，充气过程温度不变，要求充气后气球体积为6L、压强为1.0×105Pa。将氦气视为理想气体，不计充气过程的漏气和气球内原有气体。用一个氦气罐可以充出多少个符合要求的气球（　　） A．500 B．495 C．490 D．485 7．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． 8．医用消毒盒消毒时，先将盒关闭，再将气体抽至压强，然后关闭抽气阀并通电加热，盒内气体温度从升至，从而实现高温消毒。已知抽气前盒内气体压强为，消毒盒容积保持不变且不漏气，抽气过程中认为气体温度不变。下列判断正确的是（　　） A．抽气结束时，抽出的气体与盒内剩余气体的质量之比为 B．抽气结束时，抽出的气体与盒内剩余气体的质量之比为 C．高温消毒时盒内气体的压强为 D．高温消毒时盒内气体的压强为 9．关于固体与液体的性质，下列说法正确的是（　　） A．本题图符合浸润液体的毛细现象规律。 B．液体表面张力的方向与液面垂直，指向液体内部 C．水对玻璃是不浸润液体，器壁处液面更低。 D．单晶体有固定熔点且各向异性，多晶体有固定熔点但各向同性 10．某实验小组设计一个测定水深的深度计。如图所示，导热性能良好的圆柱形气缸I、II内径分别为r和2r，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，气缸I左端开口。外界大气压强为，最初气缸Ⅰ内通过A封有压强为的气体，气缸II内通过B封有压强为3的气体，一根很细的管子连通两气缸，开始时A、B均位于气缸最左端，该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知相当于10m高的水产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A．当活塞A向右移动时，水的深度h=10m B．当活塞A向右移动时，水的深度h=20m C．此深度计能测的最大深度h=22.5m D．若要测量的最大水深h=40m，当不改变最初气缸Ⅰ内通过A封闭的气体的压强，则最初气缸II内通过B封闭的气体的压强应改为4.75 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（6分）某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。 (1)下列实验操作中正确的是____________。 A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油 B．推拉活塞时，用手握住注射器气体部分 C．实验时缓慢移动活塞 D．实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器 (2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，作出图像。某同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，那么该同学可能得到的图像是图乙中的____________。 (3)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是____________（选填选项前下的字母）。 A． B． C． D． 12．（8分）用如图所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。 （1）．本实验中，压强传感器______。 A．需要调零 B．不需要调零 （2）．能反映缓慢压缩气体过程中的图是______。 A． B． C． D． （3）．甲乙两位同学通过实验在图像中分别得到两条双曲线，如图所示。两人实验均操作无误，产生该情况的原因可能是______。 A．甲同学推注射器比乙快 B．乙同学推注射器比甲快 C．甲同学注射器内的封闭气体质量比乙大 D．乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大 13．（10分）如图所示，质量为m的活塞将一定量的理想气体封闭在足够长的气缸内，气缸质量也为m，活塞的上方连接一劲度系数为k的轻弹簧，活塞横截面积为S，活塞与气缸之间无摩擦且密闭良好。初始时，气体温度为T0，气柱长度为l，气缸对桌面的压力恰好为0。现通过电热丝对气体加热，使活塞缓慢向上移动。已知重力加速度为g，大气压强为，弹簧始终在弹性限度内， 忽略电热丝的体积和质量，求： (1)初始时气缸内气体压强为多大； (2)弹簧恢复原长时，气体的温度为多少？ 14．（12分）如图所示为一个上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管，管内用水银柱封闭一定质量的理想气体。上管足够长，图中大小横截面积分别为S1=2cm2、S2=1cm2，粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm，封闭气柱长度为L=22cm。大气压强为=76cmHg，气体初始温度为57。求： (1)若缓慢升高气体温度至多少时可将所有水银全部压入细管内； (2)若温度升高至615K时，液柱下端离开玻璃管底部的距离。 15．（18分）某篮球内部的体积恒为 8.0×10-3m3，在27°C的室内给其打气，稳定后，表压显示为7PSI，表压为球内气压与球外气压的差值，大气压强为 1.0×105Pa，。 (1)求篮球在室内时，球内的气压； (2)将篮球拿到7°C的室外，稳定后，求球内的气压； (3)发现篮球气压降低，于是在室外将体积为的空气打入篮球，使其内部气压恢复到7PSI，求。（以上三问均保留3位有效数字） 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $