第二章 气体、固体和液体 单元检测（一)-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、固体和液体 单元检测（一) 第I卷（选择题） 一、选择题（共46分，本题共10小题，1-7题每小题4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，8-10题每小题6分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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．如图所示，方解石形成的双折射现象实验的照片，下列关于方解石的说法正确的是（　　） A．是非晶体 B．具有固定的熔点 C．所有的物理性质都是各向异性 D．是由许多单晶体杂乱无章排列组成的 2．如图所示为我国航天员王亚平在空间站中演示“水球气泡实验”时的情景，她往水球中注入一个气泡，气泡静止在水球中，水球悬在空中，关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．由于完全失重，气泡中气体压强为零 B．太空中，水分子停止热运动 C．水球是表面张力作用形成的 D．水泡受到水的浮力作用 3．有甲、乙两个物体，已知甲的温度比乙的温度高，则可以肯定（　　） A．甲物体的内能比乙物体的内能大 B．甲物体含的热量比乙物体含的热量多 C．甲物体分子的平均动能比乙物体分子的平均动能大 D．当甲、乙两物体的机械能增加时，它们的内能也跟着增加 4．如图所示，竖直放置的粗细均匀玻璃管中用水银封闭一定质量的理想气体，水银柱长度为，被封闭气柱长度为。环境温度保持不变，大气压强恒为。将玻璃管绕底端缓慢转过180°，使玻璃管开口向下，此过程中无水银溢出，此时被封闭气柱长度为（　　） A． B． C． D． 5．一个简易温度计的结构如图所示，长直玻璃管竖直固定，上端与玻璃球形容器相连，下端通过软管与柱形开口容器相连，用水银将一定质量的空气封闭在球形容器内。大气压强保持不变，上下移动柱形容器使左右水银面平齐时，长直玻璃管中水银面对应刻度可以表示外界温度。则玻璃管M、N区间内的刻度可能正确的是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，底面为圆形的塑料瓶内装有一定量的水和气体A，在瓶内放入开口向下的玻璃瓶，玻璃瓶内封闭有一定质量的气体B，拧紧瓶盖，用力F挤压塑料瓶，使玻璃瓶恰好悬浮在水中，假设环境温度不变，塑料瓶导热性能良好，气体A、B均视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．气体A与气体B的压强相同 B．增大挤压力F，玻璃瓶将下沉 C．减小挤压力F，气体B的体积将减小 D．气体A的压强大于气体B的压强 7．如图所示，内壁光滑的汽缸固定于水平面，汽缸内用活塞封闭一定量的理想气体，活塞与一端固定的水平轻弹簧连接，气体温度为T1时弹簧处于原长。现使气体温度由T1缓慢升高到T2，用Ep表示弹簧弹性势能，U、p、V分别表示缸内气体的内能、压强和体积，下列图像可能正确的是（　　）A．   B．   C．   D．     8．黑龙江的冬季，在特定温度下冰晶会形成规则的六边形结构，这种自然形成的完美六方晶体不仅是大气的艺术品，更为新型人工晶体制备提供了启示，比如在半导体晶圆生长工艺中，借鉴冰晶的稳态控制方法可将缺陷密度降低40%以上。下列说法正确的是（　　） A．冰晶的规则排列表明分子间作用力具有方向性 B．冰晶融化时，分子热运动的平均动能保持不变 C．温度升高时，冰晶内分子热运动平均速率增大 D．冰晶熔化过程中，内能增加但温度不变 9．超市中有一种“强力吸盘挂钩”，其工作原理如下：如甲图所示，使用时按住锁扣把吸盘紧压在墙上，吸盘内封闭的理想气体的体积为，压强为。然后再把锁扣扳下，吸盘向外拉出，使吸盘内封闭气体的体积变为，如乙图所示，安装过程中封闭气体的质量和温度保持不变。已知吸盘与墙面的有效面积为，强力挂钩的总质量为，与墙面间的最大静摩擦力是压力的倍，外界大气压强为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．安装过程中，吸盘内气体的平均动能增大 B．安装完毕后，吸盘内气体的压强变为 C．安装完毕后，挂钩对墙面的压力为 D．安装完毕后，挂质量为的物体，挂钩会脱落 10．如图所示为竖直放置的上粗下细密闭细管，水银柱将气体分隔为A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量的绝对值为ΔVA、ΔVB，压强变化量为ΔpA、ΔpB，则下列说法正确的是（重力加速度为g） （　） A．初始状态满足pB=pA+ρgh，ρ为水银的密度，h为水银柱长度 B．ΔVA>ΔVB C．ΔpA<ΔpB D．液柱将向上移动 第II卷（非选择题） 本题共5小题，共54分。 二、实验题 11．（6分）利用如图甲装置做“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0Pa； 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。 (1)请指出以上哪些步骤中存在不妥之处：___________（填写序号）； (2)甲同学按正确步骤进行了实验，下表为记录的部分实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，错误的是___________（填对应的实验序号）； 实验序号 1 2 3 4 封闭空气柱长度L/cm 3.50 3.00 2.80 2.50 封闭空气柱压强p/（×105Pa） 1.01 1.17 1.26 1.70 (3)该同学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___________（写出一种原因即可）。 12．（8分）晓宇在验证玻意耳定律时，利用如图所示的装置进行了验证。晓宇将注射器的下端用胶塞塞住，沿竖直方向固定在铁架台上，柱塞上端与压力表相接，现用柱塞将一定质量的气体封闭在注射器中，已知注射器密封性以及导热性能良好。现用外力缓慢地向下压柱塞，同时记录封闭气体的压强以及封闭气体的体积，通过所学知识回答下列问题： (1)下列对该实验的理解正确的是________（填字母）。 A．柱塞与注射器筒壁间的摩擦力大小会影响到实验结果的准确性 B．处理实验数据时，、必须用国际单位制 C．实验时，不能用手握注射器 (2)实验时，如果快速地向下压柱塞，则气体的温度应________（填“升高”、“不变”或“降低”）；如果密封性不好，操作时有气体泄漏，则的乘积________（填“增大”、“不变”或“减小”）； (3)晓宇在实验时，在操作正常的情况下，由于天气的影响，使得环境的温度骤然下降，则下列图像正确的是________（填字母A．B．C．D． 三、解答题 13．（10分）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将水装入容积为的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强取，重力加速度g取，水的密度取。求水底的压强p和水的深度h。 14．（14分）如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、m，面积分别为、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。（重力加速度常量g） （1）求弹簧的劲度系数； （2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。 15．（16分）如图所示，一水平放置的汽缸由横截面积不同的两圆筒连接而成，活塞A、B用原长为、劲度系数的轻弹簧连接，活塞整体可以在筒内无摩擦地沿水平方向滑动。A、B之间封闭着一定质量的理想气体，设活塞A、B横截面积的关系为，汽缸外大气的压强为，温度为。初始时活塞B与大圆筒底部（大、小圆筒连接处）相距，汽缸内气体温度为。求： （1）缸内气体的温度缓慢降低至时，活塞移动的位移； （2）缸内封闭气体与缸外大气最终达到热平衡时，弹簧的长度。 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 B C C B A B D BCD CD AD 1．B 【详解】AB．光在晶体中的双折射现象就是光学各向异性的表现，所以图中方解石的双折射现象说明方解石是晶体，具有固定的熔点，A错误，B正确； CD．单晶体具有规则的几何形状、各向异性和一定的熔点等性质；而多晶体是由许多小的晶体杂乱无章地排列在一起组成的，使得多晶体不再具有规则的几何外形，而且也看不出各向异性的特点，故CD错误。 故选B。 2．C 【详解】A．气体压强是分子不停的运动与器壁撞击的结果，与重力无关，气泡中气体压强不为零，故A错误； B．气泡内分子一直在做无规则的热运动，故B错误； C．水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，产生表面张力，故C正确； D．由于在失重状态下，气泡不会受到浮力，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】AC．温度是分子平均动能的标志，温度高的物体，分子平均动能一定大；而内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，故温度高的物体内能不一定大，故甲物体分子的平均动能比乙物体分子的平均动能大，但内能不一定大，故A错误，C正确； B．热量是热传递过程中内能转移的多少，与物体温度的高低无必然关系，不能说物体含有多少热量，故B错误； D．内能大小与机械能大小无关，物体的机械能增加时，内能不一定增加，故D错误。 故选C。 4．B 【详解】初始时，被封闭气体的压强为 ， 玻璃管开口向下时，被封闭气体的压强为 由玻意耳定律得，l1 = 7cm 解得 故选B。 5．A 【详解】因为大气压强保持不变，所以球形容器内气体做等压变化，则其体积V与热力学温度T成正比，由此可知，温度越高，体积越大，则玻璃管M、N区间内的刻度越靠下，对应温度越高，又因为摄氏温度与热力学温度差值不变，则M、N区间内的刻度分布均匀。 故选A。 6．B 【详解】AD．气体A和气体B的压强关系是，气体A的压强小于气体B的压强，A、D错误； B．增大挤压力F，气体A的体积减小，压强增大，气体B的压强增大，由玻意耳定律可知，气体B的体积减小，玻璃瓶受到的浮力减小，玻璃瓶将下沉，B正确； C．减小挤压力F，气体A的压强减小，气体B的压强减小，由玻意耳定律可知，气体B的体积将增大，C错误。 故选B。 7．D 【详解】A．气体温度升高，汽缸内气体压强增大，气体膨胀，弹簧的弹性势能等于气体膨胀过程活塞对弹簧所做的功 由于弹簧弹力逐渐变大，所以图像是曲线，斜率逐渐变大，故A错误； B．理想气体的内能与温度有关，一定量的理想气体的内能与热力学温度成正比，与体积无关；由理想气体状态方程，可知由于气体升温过程中气体压强变化，所以气体体积与温度不成正比，因此汽缸内气体内能不与气体体积成正比，故B错误； C．由题意可知气体升温过程中气体体积变大，由理想气体状态方程，图像的斜率逐渐变小，故C错误； D．由题意可知气体升温过程中气体压强变大，由理想气体状态方程， 图像的斜率逐渐变小，故D正确。 故选D。 8．BCD 【详解】A．冰晶规则排列是晶体结构的特性，与分子间作用力的方向性无关，A错误； B．冰晶融化时温度不变，温度是平均动能的标志，所以分子平均动能不变，B正确； C．温度升高时，分子热运动平均速率增加，C正确； D．冰晶熔化时吸热用于破坏分子间作用力，内能增加但温度保持不变，D正确。 故选BCD。 9．CD 【详解】A．吸盘内的气体温度不变，则吸盘内气体的平均动能不变，A错误； B．吸盘内封闭的气体发生等温变化，由玻意耳定律可知 解得 B错误； C．安装完毕后，挂钩对墙面的压力为 C正确； D．由物体的平衡条件可知 解得最大质量 所以挂质量为的物体，挂钩会脱落，D正确。 故选CD。 10．AD 【详解】A．初始状态满足 ρ为水银的密度，h为水银柱长度，A正确； B．由于气体的总体积不变，因此，B错误； CD．首先假设液柱不动，则A，B两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气体A 对气体B 由于所以 则液柱将向上移动，则液体压强减小，液体稳定后有 则 即 故C错误，D正确。 故选AD。 11．(1)① (2)4 (3)实验过程中有漏气现象或者环境温度降低 【详解】（1）第①步应将压力表的指针校准到1.0×105Pa； （2）若实验数据无误，则每组数据的pL乘积应该近似相等，由表中数据可知，前3组数据pL乘积约为3.5×105 cm Pa，但第4组数据4.3×105 cm Pa，可知第4组数据有误； （3）根据（C与气体的质量有关） 可知因图像末端斜率减小，可知其原因可能是气体质量减小，由漏气现象，或者环境温度降低。 12．(1)C (2) 升高 减小 (3)C 【详解】（1）A．柱塞与注射器筒壁间的摩擦力大小并不影响压强以及体积的测量，对实验结果无影响，A错误； B．气体的压强和体积没必要必须用国际单位，只要单位相同即可，B错误； C．实验时，不能用手握住注射器简上的空气柱部分，以防止气体温度发生变化，C正确； 故选C。 （2）[1][2]实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高；根据理想气体状态方程 可得 其中与质量有关，故漏气会使减小。 （3）根据可知，某小组在一次实验过程中，环境温度突然降低，则图像的斜率将减小。 故选C。 13．，10m 【详解】对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知 即 解得 根据 解得 h=10m 14．（1）；（2）， 【详解】（1）设封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有 解得 对活塞Ⅰ由平衡条件有 解得弹簧的劲度系数为 （2）缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，气体的压强不变依然为 即封闭气体发生等压过程，初末状态的体积分别为 ， 由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有 有等压方程可知 解得 15．（1）；（2） 【详解】（1）缸内气体的温度缓慢降低时，其压强不变，弹簧不发生形变，活塞A、B一起向右移动，对理想气体有 ， ， 由盖-吕萨克定律可得 解得 由于，说明活塞A未碰到大圆筒底部，故活塞A、B向右移动的位移为1.2L。 （2）大活塞刚刚碰到大圆筒底部时有 由盖-吕萨克定律可得 解得 当缸内封闭气体与缸外大气达到热平衡时有 所以气体体积应继续减小，弹簧被压缩。 对活塞B受力分析，有 所以有初状态 ， ， 末状态 ，， 根据 可得 ，（舍去） 所以弹簧长度为 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 $