第二章 气体、固体和液体 单元检测（六）-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（六） 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．小明将一滴液体滴在固体A表面，现象如图甲所示；把该液体装入试管B，液面如图乙所示，则（　　） A．该液体对固体A浸润 B．该液体对试管B不浸润 C．固体A和试管B可能是同种材料 D．固体A和试管B一定不是同种材料 2．某固体材料表现出显著的导电性，但沿不同方向电阻率差异较大。该材料可能是（　　） A．石墨 B．金属 C．玻璃 D．塑料 3．有一段12cm长汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体。若管口向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上（如图所示），在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为）为（　　） A．70cmHg B．76cmHg C．78cmHg D．80cmHg 4．用打气筒将压强为的空气打进自行车轮胎内，如果打气筒容积，轮胎容积始终为，轮胎内原来的压强。现要使轮胎内的压强变为，若用这个打气筒给自行车轮胎打气，则要打气次数为（设打气过程中空气的温度不变）（　　） A．15 B．18 C．20 D．24 5．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 6．一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，过程是等温过程，过程中气体与外界无热量交换，过程是等温过程，过程中气体与外界无热量交换。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体吸收热量，内能不变 B．过程，气体对外做功，温度不变 C．过程，气体放出的热量大于外界对气体做的功 D．过程，气体从外界吸收的热量小于过程放出的热量 7．如图两端开口的足够长玻璃管竖直插在水银槽中，管中有一段水银柱将一部分气体封闭，封闭气体看成理想气体，初始时系统静止。保持玻璃管不动，现从上管口缓慢向管中倒入水银，使水银柱长度增加，在倒入水银的过程中气体温度不变，下列说法正确的是（　　） A．管中气体分子数密度不变 B．管中气体内能增大 C．稳定后，水银槽中的水银在管内、外液面高度差增加量小于l D．管中气体放出热量 8．下列说法正确的是（　　） A．毛细现象包括浸润液体在细管中上升和不浸润液体在细管中下降两种现象 B．擦黑板时看到的粉尘四处飘落是布朗运动的表现 C．石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布 D．给车胎打气时压缩气体比较费力，并不是由于气体分子间存在斥力的缘故 9．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 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 第II卷（非选择题） 本题共5小题，共54分。 二、实验题 11．（8分）实验小组用图甲所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)关于该实验的操作，下列说法正确的是______。 A．实验需测量柱塞的横截面积 B．实验时应快速推拉柱塞并迅速读数 C．实验过程中不要用手握住注射器下端 D．柱塞上涂抹润滑油是为了减小柱塞受到的摩擦力 (2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，实验小组得到的p−V图像如图乙所示，由图可知，两次实验气体的温度值大小关系为T2______T1。 (3)某时刻封闭气体的压强与外界大气压相等（对应图丙中的A状态），现缓慢拉动柱塞，使封闭气体的体积逐渐增大，在正确操作后作出图像，图线并不是直线，经分析认为这是由实验装置气密性不够所导致的，则描绘得到的图线可能如图丙中的______所示。 (4)实验小组用如图丁所示的实验装置测定一颗形状不规则的冰糖的体积，实验得到如图戊所示的图像，图线与坐标轴交点的坐标分别为a和b，已知传感器和注射器连接处的软管容积为V0，则这颗冰糖的体积为______。 12．（4分）(1)某同学用图1所示装置探究气体等温变化的规律，该同学在不同环境温度下对同一封闭气体进行了两组实验，得到的图像如图2所示。由图可知两组实验气体的温度大小关系为T₁__________T₂（选填“<”“=”或“>”）。 (2)另一位同学用传感器进行该实验，实验装置如图所示。注射器内密封一段气体（气密性良好），通过塑料管与气体压强传感器连接。然后缓慢移动柱塞确保温度不变，记录注射器的刻度值得到空气柱的体积V，由计算机得到对应的气体压强值p。重复该过程，获得多组数据并进行数据处理。该方案系统误差的主要来源为_____。 三、解答题 13．（12分）暖水壶最早出现在我国北宋后期，比英国科学家杜瓦发明的杜瓦瓶早了近700年。如图所示为市面上流行的一款暖水壶，它的主要原理是内胆为双玻璃结构，中间抽成真空，从而减少热传导和对流达到保温效果。暖水壶的保温程度通常用“24小时温差”衡量（即装95℃以上热水，24小时后水温与初始温度的差值），温差≥40℃为差等，温差25~40℃为中等，温差≤25℃为优等。某同学将家中容积为2L的暖水壶装上1.5L、97℃的热水，盖紧壶塞，静置一小段时间水温与壶内气体温度均为97℃时，传感器显示壶中气体压强为1.2个大气压，24小时后传感器显示壶中气体压强为1.1个大气压，不考虑少量气体溶于水导致气体的体积变化，。试通过计算分析该暖水壶保温程度属于哪一个等级？ 14．（14分）某规格医用氧气罐容积为内部可视为理想气体，标准压强为。当氧气瓶中的压强降低到时，需要重新充气。 (1)为使罐内压强恢复到标准压强，充入压强为的氧气，需要充入的氧气体积为多少？（充气过程为等温过程） (2)为方便使用，将充满气的氧气罐分装到容积为的小钢瓶（瓶内视为真空）中，使每个小钢瓶中氧气的压强为，能分装的瓶数为多少？（设分装过程中无漏气，且温度不变） (3)若分装用的每个小钢瓶中原有氧气压强为，能分装的瓶数为多少？（设分装过程中无漏气，且温度不变） (4)某充满气的氧气罐，在27℃的室内测得其压强是。将其搬到的仓库时，瓶内氧气的压强变为。请通过计算判断钢瓶是否漏气。 15．（16分）某种肺活量测试的规则为：一次尽力吸气并快速尽力呼出后，呼出气体的温度视为人体内的热力学温度，气体在一个大气压强下的体积作为肺活量测试的结果。物理兴趣小组的同学用如图所示的装置进行测试，两导热良好的气缸、之间由细管相连，气缸的底面积为S，高度为，内部充满密度为的液体，气缸的底面积为2S，高为2H。气缸顶部的小孔和与气缸连接的软管均与大气连通。测试时，甲同学通过软管向气缸中吹气，然后立即关闭气缸顶部的阀门，经过一段时间稳定后，气缸中的液体恰好全部流入气缸。已知，，环境温度，，，，取重力加速度，细管的体积、软管的体积以及呼出气体中水蒸气的影响均忽略不计，呼出的气体可视为理想气体。 (1)求甲同学的肺活量； (2)由于气缸高度的限制，乙同学测试前先将气缸上方的小孔封闭，重复甲同学操作，稳定后气缸中的液体也恰好全部流入气缸中，则乙同学肺活量是甲同学肺活量的多少倍？ 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 B B B A D AD ACD BC 1．D 【详解】当把毛细管B插入液体时，液面呈现凹形，说明液体对B浸润，液体不能附着在A的表面，所以对A不浸润，所以A与B一定不是同种材料。 故选D。 2．A 【详解】A．石墨为层状结构，层内导电性强，层间导电性弱，电阻率呈现显著各向异性，故A符合题意； B．金属导电性良好，但晶体结构各向同性，电阻率差异小，故B不符合题意； C．玻璃常温下为绝缘体，导电性差，故C不符合题意； D．塑料为绝缘体，几乎不导电，故D不符合题意。 故选A。 3．B 【详解】将玻璃管和水银柱作为整体，根据牛顿第二定律可得整体的加速度为 设被封闭气体的压强为，以汞柱为对象，根据牛顿第二定律可得 联立解得 故选B。 4．B 【详解】根据题意，由玻意耳定律有 代入数据解得 故选B。 5．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。 6．A 【详解】A．a→b过程，温度不变，内能不变，体积增大，气体对外界做功，故吸收热量，故A正确； B．b→c过程，气体对外做功，且，则内能减小，温度降低，故B错误； C．c→d过程，温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功等于气体放出的热量，d→a过程绝热，外界对气体做功，内能增大，故c→d→a过程，气体放出的热量小于外界对气体做的功，故C错误； D．由前分析知，a→b过程，气体从外界吸收的热量等于该过程气体对外界做的功，c→d过程放出的热量等于该过程外界对气体做的功，由图像知，a→b过程气体对外界做的功大于c→d过程外界对气体做的功，则a→b过程，气体从外界吸收的热量大于c→d过程放出的热量，故D错误。 故选A。 7．D 【详解】A．设管中气体初始状态时压强为，末态压强为，对水银柱受力分析，由平衡条件 由于从上管口缓慢向管中倒入水银，水银质量增大，所以管中气体压强增大，根据玻意耳定律 可知管中气体体积减小，管中气体被压缩，体积减小，则管中气体分子数密度增大，故A错误； B．由于在倒入水银的过程中气体温度不变，则管中气体内能不变，故B错误； C．设大气压强为，管上部水银柱的长度为h，管内外水银面的高度差为,对封闭气体进行受力分析，其压强P由上方的大气和水银柱产生，即 同时，封闭气体的压强也平衡了下方的大气压和管内外水银面的高度差产生的压强，即 由以上两式可得，即上部水银柱的长度等于管内外水银面的高度差，故C错误； D．根据热力学第一定律 其中， 则，则故管中气体放出热量，故D正确。 故选D。 8．AD 【详解】A．毛细现象是指浸润液体在细管中上升、不浸润液体在细管中下降的现象，其本质是液体表面张力与管壁附着力共同作用的结果，故A正确。 B．布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微小颗粒（如花粉颗粒）的无规则运动，其运动原因是液体或气体分子的无规则碰撞。擦黑板时的粉尘是宏观固体颗粒，其运动是由于外力(如气流、重力)作用，并非布朗运动，故B错误。 C．石墨和金刚石均为碳的晶体，其内部微粒均按空间点阵结构分布。二者硬度差异的原因是微粒的排列方式不同：金刚石中碳原子形成网状结构，作用力强；石墨中碳原子形成层状结构，层间作用力弱，故C错误。 D．气体分子间距离较大（通常远大于分子直径的10倍），分子间作用力可以忽略不计。给车胎打气时压缩气体费力，是因为气体被压缩后压强增大，与外界形成压力差，并非分子间斥力作用，故D正确。 故选AD。 9．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。 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)C (2)> (3)④ (4)b+V0 【详解】（1）A．实验不必测量柱塞的横截面积，以气柱的长度值代替气体的体积值即可，故A错误； B．实验时应缓慢推拉柱塞等稳定后再读数，避免气体温度发生变化，故B错误； C．推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，避免改变气体的温度，故C正确； D．在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性，不是为了减小柱塞受到的摩擦力，故D错误。 故选C。 （2）因T2对应的图像的pV值较大，可知温度较高，故两次实验气体的温度大小关系为T2>T1。 （3）根据 可知 封闭气体的体积逐渐增大，则逐渐减小；若实验装置气密性不够，则封闭气体的质量增加，即C增大，故图像点与原点连线的斜率增大，则图像为④。 （4）以注射器内气体与传感器和注射器连接处的软管内气体为研究对象，气体总体积 根据玻意耳定律有 则有 联立可得 当时，则有 则冰糖的体积 12．(1)< (2)空气柱体积未包含塑料管内的气体体积 【详解】（1）根据理想气体状态方程 ，本题中是同一封闭气体，气体物质的量不变，因此 与热力学温度成正比。在图中取相同的体积，由图2可知 ，因此 ，可得 。 （2）本实验中，封闭气体由两部分组成：注射器内的气体、连接注射器和压强传感器的塑料管内的气体。实验中只将注射器刻度读出的体积作为封闭气体的体积，未计入塑料管内的气体体积，因此带来系统误差。 13．见解析 【详解】题意可知气体做等容变化，设大气压强为，气体初态压强、温度分别为 气体末态压强、温度分别为，根据查理定律有 联立解得 即 可知该过程“24小时温差”为 故该暖水壶保温程度属于中等。 14．(1) (2)40 (3)50 (4)漏气 【详解】（1）由题：标准压强，充气前氧气瓶内压强，充入的氧气压强，设需充入的气体体积为，把将氧气瓶里体积的气体和即将充入的气体作为一个整体。由于整个过程中气体的温度保持不变，根据玻意耳定律有 解得 （2）设最多能分装n个小钢瓶，并选取氧气瓶中的氧气和n个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，因为分装过程中温度不变，遵守玻意耳定律，分装前氧气瓶， 小钢瓶， 分装后氧气瓶， 小钢瓶， 根据玻意耳定律得 解得 （3）设最多能分装N个小钢瓶，并选取氧气瓶中的氧气和N个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，因为分装过程中温度不变，遵守玻意耳定律，分装前氧气瓶， 小钢瓶， 分装后氧气瓶， 小钢瓶， 根据玻意耳定律得 解得 （4）若不漏气，则气体做等容变化，有 代入，，解得 由于瓶内氧气的压强变为小于，所以钢瓶在搬运过程中漏气。 15．(1) (2)1.97 【详解】（1）稳定时，气缸中中气体压强 气体状态满足 解得 代入数据可知 （2）设乙同学的肺活量为，B中气体发生等温变化 解得 中气体有 解得 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 $