第二章 气体 固体和液体 单元检测卷 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 人教版选择性必修三第二章“气体固体液体”单元检测卷，通过科技情境（如“奋斗者”号潜水器、地铁空气弹簧）和生活实例（马德堡半球实验、空气温度计），融合物理观念与科学思维，适配单元复习巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|浸润现象、p-V图像分析、晶体结构|第2题结合地铁减震考气体状态变化，体现科学推理| |多选题|3/12|U形管气体压强、气缸活塞模型|第9题双气缸关联问题，考查模型建构能力| |实验题|1/12|气体等容变化规律|通过自制教具探究，培养科学探究素养| |解答题|4/48|气体实验定律、热力学第一定律|第14题U形管水银柱综合题，融合玻意耳与盖-吕萨克定律，凸显综合应用|

第二章气体固体液体单元检测卷（人教版选择性必修三） 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）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．（本题4分）哈尔滨市地铁列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减震。空气弹簧可简化成由活塞、气缸和缸内封闭的一定质量的气体构成，乘客上下车及剧烈颠簸均能引起车厢振动，从而引起缸内气体的状态变化。列车沿某路段行驶时，缸内气体（视为理想气体）从A状态经B状态变化到C状态，p-V图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．从A到B的过程中，缸内气体的内能减小 B．从B到C的过程中，缸内气体对外界做功 C．分子平均动能A状态大于C状态 D．单位体积分子数A状态大于B状态 3．（本题4分）在一次科技活动上，胡老师表演了一个“马德堡半球实验”。他先取出两个完全相同的导热良好、在碗底都焊接了铁钩的不锈钢碗，将两个碗扣上后，用手动微型抽气机抽取碗内空气。已知碗口的直径为20，两个碗扣上后容积，抽气机每按压一次抽出体积为的气体。实验过程中碗不变形，也不漏气，空气视作理想气体且温度不变，大气压强。抽气10次后，用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉，试图把两个碗拉开，如图所示，设每人平均用力为200N，请你估算一下，要想拉开，两侧至少各需要的人数为（　　）（取） A．16 B．14 C．12 D．10 4．（本题4分）我国“奋斗者”号潜水器开展深海科考，在海深h1处采集样品，并将样品密封在导热良好的金属采样管中，密封后管内留有一段空气柱，其压强、温度均与采样处相等。在采样管缓慢上升过程中，管内空气体积不变，且可视为理想气体。已知海面大气压强为p0，海底水温为T1，海面水温为T2，海水温度随深度增大而降低。下列说法正确的是（　　） A．采样管在海底时，管内空气的压强等于p0 B．采样管到达海面时，管内空气的压强为 C．在采样管上升过程中，管内空气内能保持不变 D．在采样管上升过程中，管内空气从外界吸收的热量等于其内能增加量 5．（本题4分）倾角为的电梯斜向上做匀加速运动，水平台阶上有一质量不可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体，将该导热汽缸以不同方式放置在电梯上（电梯加速度恒定，外界空气的温度、压强不变），装置与电梯始终相对静止，如图所示。图乙汽缸与外界有空隙连通，且封闭气体始终不漏气，不计活塞与汽缸之间的摩擦。则四种放置方式下，封闭气体的体积关系为（　　） A．甲<丁<丙<乙 B．甲<丙<丁<乙 C．甲丁丙乙 D．甲乙丙丁 6．（本题4分）某同学设计的“空气温度计”如图。将一根细玻璃管插入导热性良好的容器，连接处密封，在管内注入一小段油柱，将容器内空气与外界隔绝。在待测环境中，油柱会随温度变化而移动。若大气压强不变，则（　　） A．温度升高时，瓶内空气分子平均动能不变 B．温度升高时，油柱向上移动 C．温度降低时，瓶内空气密度减小 D．温度降低时，瓶内空气对外做功 7．（本题4分）下列关于固体的叙述，正确的是（　　） A．晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列 B．多晶体内部的分子排列是不规则的 C．同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质 D．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 二、多选题（共12分） 8．（本题4分）如图所示，两端封闭的U形管中装有水银，分别封闭住A、B两部分气体，当它们温度相同且A、B端竖直向上放置，静止时左右液面高度差为h，以下说法中正确的是（　　） A．使A、B两部分气体降低相同的温度，则水银柱高度差h变大 B．两部分气体升高到相同的温度后，两部分气体的压强差比升温前大 C．当U形管由图示位置开始下落时，两侧水银柱高度差h变大 D．若U形管加速下落过程中液柱稳定，则两部分气体的压强差为零 9．（本题4分）如图所示，内壁光滑的甲、乙两个气缸的横截面积分别为2S、S，分别竖直固定在天花板和水平面上，气缸的中心在同一竖直线上，两活塞与竖直刚性细杆组成的整体的总质量为，分别把两团理想气体封闭在气缸内，稳定时甲内气体的压强等于大气压p0，两团气体高度均为d。气缸导热性良好，环境温度恒为T，重力加速度为g，现对气缸甲内的气体缓慢加热，再次稳定后活塞移动的距离为0.5d。下列说法正确的是（　　） A．加热前大气对活塞的作用力大小为3p0S B．加热前气缸乙内气体的压强为2p0 C．加热后气缸甲内气体的压强为4p0 D．加热后气缸甲内气体的温度为3T 10．（本题4分）有甲、乙、丙、丁四位同学在做“研究气体实验定律实验”，分别得到如下四幅图像（如图所示）。则下列有关他们的说法，正确的是（　　） A．若甲研究的是查理定律，则他作的图像可能是图（a） B．若乙研究的是玻意耳定律，则他作的图像是图（b） C．若丙研究的是查理定律，则他作的图像可能是图（c） D．若丁研究的是盖—吕萨克定律，则他作的图像是图（d） 三、实验题（共12分） 11．（本题12分）某同学用老师提供的自制教具（图甲）探究气体等容变化的规律，操作步骤如下： ①调整双接头注射器的活塞至合适位置后固定； ②注射器的两个接头分别接差压气压计（可测出被封气体的压强与大气压的差值）与数字温度计（可测出被封气体的温度）； ③加水至针筒浸没水中，待温度稳定后记录被封气体摄氏温度和差压气压计示数； ④向塑料盒中加入适量开水，待温度稳定后再次记录被封气体温度和差压气压计示数； ⑤重复步骤④，尽量获取涵盖更广泛温度区间的数据； ⑥用手机phyphox软件测出实验时大气压，并计算出被封气体压强，利用实验数据作出图像。 (1)某次实验时，注射器刻度如图乙所示，则读数为___________。某次温度计示数为，则对应的热力学温度为___________（结果保留三位有效数字）； (2)某次实验时，某实验小组同学用数据处理软件拟合成的图像如图丙所示。在实验误差允许范围内，所得图像是一条直线，说明一定质量的理想气体，在体积不变时___________； A．压强与摄氏温度成正比关系 B．压强与摄氏温度成反比关系 C．压强与摄氏温度成线性关系 (3)若某组同学在实验中未测大气压，直接将差压计示数当作封闭气体压强，拟合出的图像可能是（　　） A． B． C． D． (4)小马同学正确操作后得出的图像如下图中实线所示，小马未拆掉实验器材，同组小李同学压缩了被封气体体积后，重复实验。小李同学正确操作后得出的图像如虚线所示，下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 四、解答题（共48分） 12．（本题10分）某款温度报警器的结构简图如图所示。竖直放置的导热汽缸顶端有一气孔和大气相通且内表面安装了一个报警器（大小不计），底端左侧装有充气阀门。某次测试时关闭充气阀门，汽缸下部分通过轻质活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，当测试环境的热力学温度时，活塞与汽缸底端的距离，当测试环境的热力学温度缓慢升到时，活塞刚好触及报警器，触发报警。不计活塞和汽缸间的摩擦，测试环境气压始终不变。 (1)求汽缸顶端到底端的距离； (2)通过充气阀门向汽缸下部分充入同种气体，使得触发报警的热力学温度变为，求充入气体质量与汽缸下部分原有气体质量的比值。 13．（本题12分）如图，汽缸左右两侧气体由绝热活塞隔开，活塞与汽缸光滑接触．初始时两侧气体均处于平衡态，体积之比V1:V2=1:2，温度之比T1:T2=2:5．先保持右侧气体温度不变，升高左侧气体温度，使两侧气体体积相同；然后使活塞导热，两侧气体最后达到平衡．求： (1)两侧气体体积相同时，左侧气体的温度与初始温度之比； (2)最后两侧气体的体积之比． 14．（本题12分）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为的U形管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高的水银柱，水银柱上表面离管口的距离。管底水平段的体积可忽略。环境温度为，大气压强。 (1)现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？ (2)在（1）的操作完成后再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？ 15．（本题14分）如图所示，在两个相距很近的水平桌面上倒立一个绝热汽缸甲，现用一质量为M=1.36kg、横截面积为S=10cm2的绝热活塞乙（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，活塞可在汽缸内无摩擦地上、下滑动且封闭气体的汽缸不会漏气，活塞下部空间与外界连通，大气压强为p0，汽缸上端底部连接一U形细管丙（管与汽缸连接部分气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T0=300K，活塞距离汽缸上端底部为h0=0.3m，细管丙两侧水银柱存在高度差，水银密度为ρ=13.6g/cm3，重力加速度为g。 （1）求U形细管丙内两侧水银柱的高度差Δh0； （2）通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降Δh0（活塞未接触桌面），求此时的温度。 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 《第二章气体固体液体单元检测卷（人教版选择性必修三）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B D A B A BCD BD ABD 1．D 【详解】当把试管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．C 【详解】A．由图可知，气体从A状态变化到B状态的过程中，pV乘积先增大后减小，根据理想气体状态方程可知，气体的温度先增大后减小，则气体的内能先增大后减小，故A错误； B．从B到C的过程中，气体的体积不变，缸内气体不会对外界做功，故B错误； C．由于气体在A状态与B状态时pV乘积相等，则温度相等，从B到C的过程中，气体的体积不变，压强减小，则气体温度降低，所以A状态气体温度高于C状态温度，则分子平均动能A状态大于C状态，故C正确； D．A状态与B状态相比，压强小、体积大，则单位体积分子数小，即单位体积分子数A状态小于B状态，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】气体为理想气体且温度不变，所以变化过程为等温变化，根据玻意耳定律，第一次抽气有 第二次抽气有 以此类推，抽10次后 解得 要拉开，需要施加的拉力，且 解得 n取整数，则两边至少各需要14个学生才能拉开。 故选B。 4．D 【详解】A．采样管在海底时，管内空气压强等于该深度处的海水压强，即，故A错误； B．采样管上升过程中体积不变，气体做等容变化，根据查理定律可得 所以，故B错误； C．由于海水温度随深度增大而降低，则 所以在上升过程中，气体温度升高，内能增加，故C错误； D．根据热力学第一定律 在采样管上升过程中，气体体积不变，外界对气体不做功，即 所以 即管内空气从外界吸收的热量等于其内能增加量，故D正确。 故选D。 5．A 【详解】设图甲中封闭气体压强为，对活塞由牛顿第二定律得 解得 同理，对图乙有 解得 对图丙有 解得 同理对图丁有 解得 所以 由于封闭气体温度不变，根据玻意耳定律有 所以封闭气体体积关系为，故A正确，BCD错误。 故选A。 6．B 【详解】A．温度升高，瓶内空气分子无规则运动加剧，分子平均动能增大，故A错误； B．温度升高，瓶内空气的体积增大，油柱上升，故B正确； C．温度降低，瓶内空气的体积减小，质量不变，因此瓶内空气的密度增大，故C错误； D．温度降低，瓶内空气的体积减小，外界对瓶内空气做功，故D错误。 故选B。 7．A 【详解】A．晶体的各向异性是由于其内部微粒按空间点阵排列，导致不同方向上的物理性质不同，故A正确； B．晶体的微观结构特点可知，晶体内部的分子排列是有规则地、周期性地在空间排列，故B错误； C．同种元素的原子按不同结构排列时（如石墨和金刚石），物理性质差异显著，故C错误； D．石墨是晶体，其微粒按层状空间点阵排列，硬度低是由于层间作用力弱，而非未按点阵分布，故D错误。 故选A。 8．BCD 【详解】AB．A管气压为，B管气压为 此时 升高或降低相同的温度，根据 知在体积不变时有 所以升高同样温度，初状态压强大的气体（B气体）压强增加量大，水银柱向左移动，所以h变大，两部分气体的压强差比升温前大；反之降低相同的温度，B气体压强减小量大，水银柱右移，高度差h变小，A错误，B正确； C．当U形管由图示位置开始下落时，系统处于完全失重状态，高出h的水银柱不再对B产生压强，右边的气体会将水银柱向左压，所以h变大，C正确； D．若U形管加速下落过程中液柱稳定时，通过对水银柱受力分析（加速度等于重力加速度g）可知A、B两部分气体压强相等，则两部分气体的压强差为零，D正确。 故选BCD。 9．BD 【详解】A．大气对活塞的作用力大小为，A错误； B．设乙内的气体压强为p，对两活塞与刚性杆组成的整体有，解得， B正确； CD．加热时活塞向下移动，对甲内气体有 对乙内气体有 对活塞有 解得，C错误，D正确。 故选BD。 10．ABD 【详解】AC.查理定律研究的是等容变化，压强与热力学温度成正比，且图像的反向延长线过坐标原点，故A正确，C错误； B．玻意耳定律研究的是等温变化，压强与体积成反比，故B正确； D．盖—吕萨克定律，研究的是等压变化，体积与热力学温度成正比，故D正确。 故选ABD。 11．(1) 35 293 (2)C (3)D (4)B 【详解】（1）[1][2]注射器刻度读数为，某次温度计示数为，则对应的热力学温度为 （2）图丙所示的图像是一条不通过原点的倾斜直线，说明一定质量的理想气体，在体积不变时压强与摄氏温度成线性关系。 故选C。 （3）设注射器内气体的压强为，则 又与成正比，则其关系可写成（为大于零的比例系数） 由于将当作了，则 故图像为与横轴交于正半轴的直线，故选D。 （4）根据，得 因减小，则增大，故图像仍为通过原点的直线，但斜率变大。 故选B。 12．(1) (2) 【详解】（1）设活塞的横截面积为，测试环境的热力学温度缓慢升高至过程中，气体发生等压变化，满足 解得。 （2）对充气完成后的气体，测试环境的热力学温度缓慢升高至过程中，气体发生等压变化，有 因此，充入气体的质量与汽缸下部分原有气体质量的比值 联立解得 13．（1）2；（2） 【详解】（1）设初始时压强为p 左侧气体满足： 右侧气体满足： 解得: （2）活塞导热达到平衡 左侧气体满足： 右侧气体满足： 平衡时 解得: 14．(1) (2) 【详解】（1）设左、右管的截面积为S，密封气体初始体积为 压强为 经等温压缩过程，密闭气体体积变为 压强变为，由玻意耳定律有 解得 此时水银柱的高度为 （2）第二个过程中，密封气体初始体积为 温度为 密封气体再经等压膨胀过程，体积变为 温度变为，由盖吕萨克定律有 代入数据解得 15．（1）0.1m；（2）400K 【详解】（1）设封闭气体的压强为p，以活塞为研究对象，根据平衡条件可得 用水银柱表达气体的压强，则 解得 （2）加热过程中气体等压变化，由盖吕萨克定律有 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 $