第二章 气体、固体和液体 单元检测-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 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）。 1．一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 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 3．关于温度与温标，下列说法正确的是（　　） A．温度与温标是一回事，所以热力学温标也称为热力学温度 B．摄氏温度与热力学温度都可以取负值 C．摄氏温度升高3℃，在热力学温标中温度升高276.15K D．热力学温度升高3K，摄氏温度升高3℃ 4．用打气筒给自行车胎打气，设每打一次可打入压强为1atm的空气0.1L，自行车内胎的容积为2.0L，假设胎内原来空气的压强为1atm，且打气过程温度不变，那么打了40次后胎内空气压强为（　　） A．5atm B．4atm C．3atm D．2atm 5．一定质量的理想气体由状态经状态变为状态，其过程如图中直线段所示。已知气体在三个状态的内能分别为、、，则（　　） A． B． C． D． 6．某同学利用喷水茶宠的原理，用容积为的封闭水瓶自制了一个喷水瓶，其装置简化为如下图所示：瓶身靠近底部开一个小孔，小孔与外界大气相通。先用热水淋在喷水瓶上，使喷水瓶内气体温度升高到，再将其迅速放入装有冷水的盆中，使喷水瓶内气体温度降低到，此时喷水瓶从盆中吸入的水，且水面超过小孔，瓶内压强为。然后取出喷水瓶，立刻再将热水淋在喷水瓶上就会出现神奇的喷水现象。已知喷水瓶初始内部压强与外界大气压均为1 atm，瓶内气体可视为理想气体，则约为（　　） A．0.201 atm B．0.997 atm C．0.725 atm D．1.025 atm 7．如图所示，在一端封闭的玻璃管中，用两段长度相等的水银将管内气体A、B与外界隔绝，，管口向下放置。若保持温度不变，将管倾斜，待稳定后，气体A、B的体积变化量和的关系为（　　） A． B． C． D．无法判断 8．以下关于液体的说法正确的是（　　） A．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看作是粘滞性极大的液体 B．液体的物理性质一般表现为各向同性 C．液体的密度总是小于固体的密度 D．所有的金属在常温下都是固体 9．对一定质量的理想气体，压强与体积倒数的关系图像如图所示，则气体从状态M到状态N，下列说法正确的是（　　） A．气体分子数密度增大 B．气体分子对容器壁单位面积上的作用力减小 C．气体做等温变化 D．气体分子的平均动能减小 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．（6分）用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。 (1)关于该实验的操作，下列说法正确的有_____。 A．柱塞上应该涂油 B．用手握住注射器推拉柱塞 C．应缓慢推拉柱塞 D．该实验需要测量空气柱的横截面积 (2)某小组利用测量得到的数据绘制的p-V图像如图乙所示，该组同学猜测空气柱的压强跟体积成反比。如果想进一步通过图像来检验这个猜想是否合理，应当利用实验数据作出____________图像，对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条____________就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 12．（8分）某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶塞和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度L可以从刻度尺上读取，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表上读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。 (1)在相同温度下，A、B两个小组分别进行了实验，并在同一坐标纸上作出了如图乙所示的图像，两组同学实验所用注射器内的气体质量分别为和，由图像可知______（选填“＞”“＝”或“＜”）。 (2)如图丙，该小组换用传感器继续探究气体等温变化的规律。实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示。实验过程中该同学用手紧紧握住了注射器针筒，则实验得到的图像可能是______。 A．B． C． D． (3)①该小组的同学调整坐标参数后，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的体积，则横坐标表示的物理量是封闭气体的______。 A、热力学温度T B、摄氏温度t C、压强p D、压强的倒数 ②细心的同学发现该图线没有过坐标原点，反映了实验中有一定的误差。若该实验的误差仅由注射器与传感器之间细管中的气体体积导致，由图线可得大小为______mL（结果保留1位有效数字）。 三、解答题 13．（10分）有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平，现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，此时筒中气体长度减为原来的。若测得A点压强为，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏。 (1)求液体中B点的压强； (2)从微观上解释气体压强变化的原因。 14．（14分）桶装纯净水及压水器如图甲所示，当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细水管流出。图乙是简化的原理图，容积为20L的桶内有10L的水，出水管竖直部分内外液面相平，出水口与桶内水面的高度差，压水器气囊的容积，水桶的横截面积为。空气可视为理想气体，忽略水桶颈部的体积变化。忽略出水管内水的体积，水的密度，外界大气压强，取。 (1)至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从出水管流出？（不考虑温度的变化） (2)若环境温度不变，按压出了2.5L水，求压入的外界空气的体积。 15．（16分）如图所示，上端开口、足够高的粗细均匀的汽缸竖直固定于温控室上方，汽缸侧壁绝热，底部由导热性能良好的特殊材料制成，靠近汽缸底部的侧壁上安装有排气阀K，汽缸外大气压强为。缸内用横截面积为的轻质绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与缸壁间的滑动摩擦力大小恒为且等于最大静摩擦力。初始时汽缸内气体的温度为，气柱的高度为，活塞与缸壁间恰好无相对运动趋势。温控室内用调温装置对封闭气体缓慢加热，当温度达到时，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至时停止加热；活塞不再上升。保持温度不变，打开排气阀K缓慢放气，当汽缸不能向外排气时，关闭排气阀K。求： (1)时，气柱的高度； (2)最后汽缸内剩余气体的质量与原有气体的质量的比值。 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 《 第一章 气体、固体和 单元检测》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D C A B C AB AD BC 1．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。 2．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。 3．D 【详解】A．温度是物体冷热程度的量度，而温标是温度的标定方法（如摄氏温标、热力学温标），二者本质不同，故A错误； B．热力学温度以绝对零度为起点，不可能取负值；摄氏温度可以取负值，故B错误； C．摄氏温度与热力学温度在数值上有 可知温度变化量在数值上满足 可知摄氏温度升高3℃，热力学温度同样升高3K，故C错误； D．由C选项分析可知，热力学温度升高3K时，摄氏温度也升高3℃，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】根据玻意耳定律，总气体量的值为原气体与打入气体的pV值之和，即 解得 故选C。 5．A 【详解】对a状态、b状态、c状态，由理想气体状态方程有 整理可得 一定质量的理想气体内能只和温度有关，温度越高内能越大，因此。 故选A。 6．B 【详解】研究对象为瓶内一定质量的理想气体： 初始状态（升温后，小孔通大气）：压强，体积，热力学温度 吸入水后气体体积 热力学温度 根据理想气体状态方程有 解得 故选B。 7．C 【详解】设大气压为，竖直放置时一段水银柱产生的压强为。初态时，气体B的压强 气体A的压强 将管倾斜后，水银柱产生的压强减小，设减小量为，则气体压强均增大。气体B的压强增加量 气体A的压强增加量 根据玻意耳定律，体积变化量的大小 则， 由题可知，代入得， 因为，所以，进而，即，也就是。 故选C。 8．AB 【详解】A．非晶体的微观结构与液体相似，分子排列无序，可视为粘滞性极大的液体，故A正确； B．液体分子排列无序且可自由移动，其物理性质（如密度、压强）在不同方向通常相同，表现为各向同性，故B正确； C．液体的密度不一定小于固体的密度，例如汞的密度大于铁，故C错误； D．并非所有金属在常温下均为固体，例如汞（金属）在常温下为液体，故D错误。 故选AB。 9．AD 【详解】A．从状态M到状态N，体积的倒数增大，说明气体体积减小，则气体分子数密度增大，故A正确； B．压强增大，则气体分子对容器壁单位面积上的作用力也增大，故B错误； CD．在图像上某点做与坐标原点的连线，从状态M到状态N，此连线的斜率越来越小，即 越来越小，由气体实验定律可知，温度与斜率成正比，则温度越来越低，气体分子的平均动能减小，而由于图像的延长线不过坐标原点，不是等温线，不做等温变化，故C错误，D正确。 故选AD。 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)AC (2) 过原点的直线 【详解】（1）A．柱塞上涂油可以增强密封性防止漏气，同时减小摩擦，故A正确； B．用手握住注射器推拉柱塞，手的温度会传递给气体，导致气体温度变化，无法保证等温变化，故B错误； C．应缓慢推拉柱塞，使气体有足够的时间与外界进行热交换，从而保证气体温度与环境温度一致，故C正确； D．注射器是圆柱体，横截面积不变，气体体积（为空气柱长度），在探究与的关系时，可以用空气柱长度代表体积，不需要测量空气柱的横截面积，故D错误。 故选AC。 （2）[1][2]该组同学猜测空气柱的压强跟体积成反比。如果想进一步通过图像来检验这个猜想是否合理，应当利用实验数据做出图像，若该图像是一条过原点的直线，则结论成立。 12．(1)＞ (2)B (3) D 1 【详解】（1）由题设条件及乙图知，体积和温度相同时，据气体压强的微观意义可知A组中气体分子数密度较大，故有。 （2）根据理想气体状态方程有 解得，由于实验过程中该同学用手紧紧握住针筒，导致密封气体温度升高，图像的斜率会逐渐变大，故B正确。 （3）[1]根据玻意耳定律有，则图像是一条直线。 [2]图线不过原点，其纵截距反映的是注射器与传感器之间细管中的气体体积，由图可读出 13．(1) (2)见解析 【详解】（1）由题意知气体做等温变化，则有 代入数据解得 （2）在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变；但气体体积减小，则单位体积内的气体分子数增多，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大。 14．(1)3次 (2)3.25L 【详解】（1）水恰好流出时容器内气压 根据玻意耳定律可得 解得 故至少需要3次才能有水从出水管流出； （2）按压出了2.5L水，液面下降高度为 压强为 根据玻意耳定律可得 解得 15．(1) (2)5:6 【详解】（1）初始时，封闭气体的温度，封闭气体的体积为，由于活塞与缸壁间恰好无相对运动趋势，则封闭气体的压强 当时，设封闭气体的体积为，封闭气体的压强为 活塞平衡，由平衡条件得 解得 由理想气体状态方程 解得 （2）当汽缸不能向外排气时，汽缸内气体的压强与汽缸外大气的压强相等，即 设原有气体等温膨胀后的体积为，由玻意耳定律得 解得 剩余的气体的质量与汽缸内原有气体的质量的比为 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 $