第二章 气体、固体和液体 单元检测（五）-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（五） 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．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上，受到的浮力与重力平衡 B．乙图中液晶显示器利用了液晶光学性质具有各向同性的特点 C．丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后扩成一个圆孔，是棉线张力作用的结果 D．丁图中不同液体在毛细管中的液面高于或低于管外液面都是毛细现象 2．一块金属整体表现为各向同性是因为（　　） A．金属是单晶体 B．金属是多晶体 C．金属晶粒的排列是有序的 D．金属是非晶体 3．关于分子动能和分子势能的表述，下面描述正确的是（    ） A．温度是分子热运动动能的标志 B．分子势能随着分子间距增大而增大 C．温度越高，分子热运动越剧烈，所以每个分子的动能都越大 D．物体中所有分子动能和分子势能的总和叫做物体内能 4．如图甲所示，一汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不可忽略的活塞。将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁无摩擦，活塞处于平衡状态。现保持温度不变，把汽缸向右倾斜90°（如图乙所示），达到平衡后，与原来相比（　　） A．气体的压强变大 B．气体的压强变小 C．气体的体积变大 D．气体的体积不变 5．如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的空气（可看作理想气体）。若玻璃管中水柱上升，则玻璃泡内气体的变化可能是（　　） A．温度降低，压强减小 B．温度升高，压强不变 C．温度升高，压强增大 D．温度不变，压强增大 6．如图所示，两位小朋友的绘画作品，画出了小鱼儿在水中吐泡泡的神韵。若将水中鱼儿所吐气泡内的气体视为理想气体，忽略温度变化，下列说法正确的是（　　） A．图中所画的气泡，甲合理，乙不合理 B．气泡上升过程中，泡内气体的压强减小 C．气泡上升过程中，泡内气体的内能增加 D．气泡上升过程中，泡内气体向外界放出热量 7．用电阻丝加热某种物质，得到如图所示的熔化图像。电阻丝的发热功率为P，放出的热量有60%被该物质吸收，该物质的质量为m，则这种物质比热容的大小为（假设这种物质固态和液体的比热容相同）（　　） A．大于 B．等于 C．小于 D．等于 8．关于四幅图片中的信息，下列说法正确的是（　　） A．甲图中薄板一定是非晶体 B．乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且 C．丙图说明了微粒分子做无规则运动 D．丁图中分子间距为时，分子力为零 9．如图所示为一定质量的理想气体由变化过程的图像。其中部分的延长线过坐标原点，部分与横轴平行，已知理想气体的内能与热力学温度成正比，下列说法正确的是（　　） A．气体在状态下分子的平均动能大于状态下分子的平均动能 B．气体在状态下的压强大于状态下的压强 C．气体在过程放出的热量大于在和过程吸收的总热量 D．气体在过程放出的热量小于在和过程吸收的总热量 10．中国是瓷器的故乡，号称“瓷器之国”。左图是烧制瓷器的窑炉，右图为其简化原理图，上方有一单向排气阀，当窑内气压升高到4p0(p0为大气压强)时，排气阀才会开启向外排气，压强低于4p0时，排气阀自动关闭且不漏气。某次瓷器烧制过程，初始时窑内温度，窑内气体压强为p0。已知烧制过程中窑内气体温度均匀且缓慢升高。不考虑瓷坯体积的变化，气体可视为理想气体，绝对零度取。为烧制该瓷器窑内温度需增加到，则下列相关说法正确的是（　　） A．排气阀开始排气时，窑内气体的温度为 B．排气阀开始排气时，窑内气体的温度为 C．窑内温度为时，排出气体质量与窑内原有气体质量的比值为 D．窑内温度为时，排出气体质量与窑内原有气体质量的比值为 第II卷（非选择题） 本题共5小题，共54分。 二、实验题 11．（6分）实验小组利用如图甲所示的装置做“探究等温情况下一定量的气体压强与体积的关系”的实验。实验时用橡胶塞和柱塞封闭一段空气柱，向上拉动柱塞，获得多组空气柱的体积与压强的数据。据此回答下列问题： (1)关于本实验，下列说法正确的是__________。 A．读数时应该用手握住空气柱外的玻璃管，保持装置稳定 B．可以在柱塞上涂抹润滑油提高装置的气密性 C．应快速拉动柱塞然后读数，避免气体与外界发生热交换 (2)实验小组作出图像，若图像是一条过原点的直线，说明在温度不变的情况下，一定量的气体压强与体积成__________（选填“正比”或“反比”）。 (3)图乙是该实验小组在不同环境温度下，对同一段空气柱做实验得出的两条等温线和，对应的温度分别为、，则__________（选填“”“”或“”）。 12．（10分）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、丙所示。则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)某同学在推动活塞、压缩气体的过程中测出了几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图，则图线弯曲的原因可能是________ A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中气体温度降低 C．实验过程中气体温度升高 D．装置连接处的软管容积不可忽略 (5)该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米，先用天平测出其质量，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出图像可能是图中的_________。（选填“A”“B”或“C”） 三、解答题 13．（10分）某汽车的空气悬架可简化为竖直放置的气缸，气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞上方连接车身，如图所示。已知活塞的横截面积为，不计活塞重力和厚度及与气缸间的阻力。初始状态下，车身及负载对活塞产生的总压力为，外部大气压强，气缸内气体的温度，此时活塞距离缸底的高度。 (1)求初始状态下气缸内气体的压强。 (2)若环境温度缓慢升高，气缸内气体的温度从升至，求稳定后活塞距离缸底的高度。 14．（12分）如图所示为某同学设计的超重报警装置示意图，高为、横截面积为、导热性能良好的薄壁容器竖直放置在水平面上，容器内有一厚度不计、质量为的活塞，稳定时活塞到气缸底部的距离为。有一预警传感器设置在离容器底部处，当重物放置在活塞上，活塞下降到预警传感器位置会引发报警。已知环境的热力学温度为，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。 (1)为了不引发报警，求该状态下活塞上所放重物的最大质量； (2)若将此装置放在的环境温度下，大气压强不变，在此状态下，为了不引发报警，求活塞上能放重物的最大质量。 15．（16分）某兴趣小组做空气喷泉实验。在一体积为V的厚玻璃瓶里装满开水，随后把开水倒掉，用带有细管的橡胶塞把瓶口封住，此时温度传感器显示瓶内气体的温度为。立即把玻璃瓶倒置且将细管浸入到水槽中，固定玻璃瓶，稍后可以看到瓶内喷泉现象。已知初始时水槽液面上方细管长度为h，水的密度，大气压强为，重力加速度为g，忽略细管容积、橡胶塞和传感器体积。 (1)当细管上端恰好有水溢出时，求瓶内气体的温度大小； (2)当细管中的水恰好不再喷出时，水槽液面下降了0.2h。瓶内气体温度为，瓶内水面低于细管上端口。求进入瓶内水的体积大小。 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 B D A A B C BD BC AC 1．D 【详解】A．甲图中水黾停在水面上，受到的表面张力与重力平衡，故A错误； B．乙图中液晶显示器利用了液晶光学性质具有各向异性的特点，故B错误； C．丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后扩成一个圆孔，是液面的表面张力作用的结果，故C错误； D．丁图中不同液体在毛细管中由于浸润或不浸润导致的液面高于或低于管外液面都是毛细现象，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．单晶体具有规则的晶体结构，在不同方向上物理性质不同，表现为各向异性，故A错误。 B．多晶体由大量随机取向的小晶粒组成，晶粒的各向异性相互抵消，整体表现为各向同性，故B正确。 C．晶粒排列有序时（如单晶体），材料表现为各向异性；多晶体中晶粒排列无序，导致各向同性，故C错误。 D．非晶体（如金属玻璃）各向同性，但常见金属多为多晶体，非晶体金属较少见，且题干讨论整体表现为各向同性的主要原因在于多晶结构，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】A．温度是分子热运动平均动能的标志，并非分子热运动动能的标志，故A错误； B．当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力，分子间距增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，故B错误； C．温度越高，分子热运动越剧烈，是分子的平均动能越大，并不是每个分子的动能都越大，个别分子的动能可能减小，故C错误； D．根据内能的定义，物体中所有分子动能和分子势能的总和叫做物体内能，故D正确。 故选D。 4．A 【详解】AB．对图甲中活塞进行分析，根据平衡条件有 解得 对图乙中活塞进行分析有 可知 即与原来相比，气体的压强变大，故A正确，B错误； CD．气体温度不变，根据玻意耳定律有 由于压强增大，则气体体积变小，故CD错误。 故选A。 5．A 【详解】设玻璃泡内压强和大气压强分别为、，水柱与液面高度差为，则有 化简得 玻璃管中水柱上升，则玻璃泡内气体的体积减小，玻璃泡内压强减小。 根据，可知温度降低。 故选A。 6．B 【详解】AB．气泡上升过程中，气泡内气体压强为 因h减小，故气泡内气体压强减小，由等温变化知，气泡体积变大，故A错误，B正确； CD．气泡上升过程中，认为水的温度不变，气泡体积变大，泡内气体对外做功，故，由热力学第一定律有 故泡内气体的内能不变，同时从外界吸收热量，故CD错误。 故选B。 7．C 【详解】根据功率公式可知，电阻丝从时刻加热到时刻的过程中，电阻丝放出的热量为 在这一段时间内，该物质温度由上升到，由于假设这种物质固态和液态的比热容相同，根据吸放热公式可知，该物质用来完成升温所吸收的热量为 观察图像可知，该物质（可判断为晶体）在熔化过程中虽然吸热，但温度不变，即它在熔化过程中还吸收了一部分热量，设为，所以该物质在这段时间内吸收的总热量为 由题意可知，电阻丝放出的热量有60%被该物质吸收，即有 将前面的公式均代入此式，可得该物质比热容为 故选C。 8．BD 【详解】A．甲图说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，A错误； B．温度越高，分子的平均速率越大，由乙图可知，温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可得，B正确； C．丙图反映了固体微粒的无规则运动，间接说明了液体分子在做无规则的热运动，不能反映微粒分子的无规则运动，C错误； D．丁图中分子间距为时分子势能最小，可知该位置为平衡位置，分子力为零，D正确。 故选BD。 9．BC 【详解】A．气体从状态A到状态 C，温度升高，而温度是分子的平均动能大小的标志，故气体在状态A下分子的平均动能小于状态C下分子的平均动能，故A错误; B．由 解得 图中A和O连线的斜率比B和O连线的斜率小，因此气体在状态A下的压强大于状态B下的压强，故B正确； CD．因从这一个循环，气体的内能没变，由图作出对应图，可知，气体在CA过程中外界对气体做的功大于在AB和BC过程气体对外界做的功，气体在CA过程放出的热量大于在AB和BC过程吸收的总热量，故C正确，D错误。 故选BC。 10．AC 【详解】AB．排气阀开始排气时，窑内气体压强达到，此过程中排气阀关闭，气体体积不变，为等容变化。初始状态， 排气阀开启时 设温度为，由查理定律 得 换算为摄氏温度，A正确，B错误； CD．设窑的容积为，窑内温度升高到 若气体压强为，根据盖-吕萨克定律 即 解得 排出气体的体积 则排出气体质量与原有气体质量的比值为，C正确，D错误； 故选AC。 11．(1)B (2)反比 (3) 【详解】（1）A．用手握住玻璃管会改变封闭气体温度，破坏等温条件，故A错误； B．柱塞涂抹润滑油可以提高气密性，防止漏气，保证封闭气体质量不变，故B正确； C．快速拉动柱塞会使气体温度发生变化，需等待气体与外界完成热交换、温度恢复后再读数，故C错误。 故选B。 （2）​图像为过原点的直线，说明与成正比，因此温度不变时，一定质量气体的压强与体积成反比。 （3）根据理想气体状态方程 变形得 可知图像的斜率 斜率与温度成正比。由图乙可知，a的斜率更大，因此。 12．(1)A (2)胶管内存在气体 (3)B (4)C (5)A 【详解】（1）A．在柱塞与注射器壁间涂润滑油，既可以增强装置的气密性，又能减小柱塞与管壁之间的摩擦，方便实验操作，故A正确； B．手握住注射器，会使气体的温度升高，不符合实验要求，故B错误； C．实验时应缓慢推拉柱塞和读取数据，故C错误； D．压强传感器只能采集气体的压强，故D错误。 故选A。 （2）根据 解得 可知，图线不通过坐标原点的原因是胶管内存在气体。 （3）根据 解得 根据数学知识，可知为图像B。 故选B。 （4）A．根据 可得 图像斜率变大，可能是气体质量变大，导致物质的量n变大，故A错误； BC．根据 可得 图像斜率变大，可能是气体温度升高了，故B错误，C正确； D．装置连接处的软管容积不可忽略，有 解得 实际图像为 故D错误。 故选C。 （5）设大米的体积为，注射器内气体的体积为 其中是注射器刻度体积，根据玻意耳定律有 可得 故图像是一条截距为，斜率为的直线，当时 故A图像符合。 13．(1) (2)10.5cm 【详解】（1）活塞处于平衡状态，由平衡条件可得 解得 （2）缸内气体的压强始终保持不变，气体做等压变化，根据盖吕萨克定律有 联立解得活塞距缸底高度为 14．(1) (2) 【详解】（1）封闭的理想气体初态体积为， 对活塞有 薄壁容器导热性能良好，则放上重物后，气体的温度和环境温度始终相同，即气体发生等温变化，设所放重物的最大质量为，活塞下降到预警传感器位置会引发报警时，气体体积为 由 联立可得 （2）初态的环境温度即为理想气体的温度为，末态的温度为 设所放重物的最大质量为，有 由理想气体状态方程有 可得 15．(1) (2) 【详解】（1）当细管中刚好有水溢出来时，瓶内气体的压强为： 等体积变化，根据查理定律得：，解得： （2）当细管中的水恰好不再喷出时，瓶内气体的压强为： 根据理想气体状态方程得：， 故进入瓶内水的体积为： 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 $