第二章气体、固体和液体 期末训练题（一）-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** 聚焦气体、固体和液体性质，以概念辨析、现象解释、实验探究及综合计算为核心，覆盖晶体特性、表面张力、气体实验定律等高频考点，注重物理观念与科学思维的综合应用。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|3题|晶体与非晶体判断、光学性质分析|从物质微观结构到宏观性质的推导| |现象解释|4题|表面张力、浸润与毛细现象|液体分子作用规律的实际应用| |气体状态分析|3题|压强体积温度关系判断|理想气体状态方程的定性分析| |实验探究|2题|等温变化规律探究|实验原理与误差分析的科学探究| |综合计算|4题|气体定律应用于实际情境|物理模型建构与科学推理的综合运用|

高中物理高二期末复习检测 选择性必修三 第二章 气体、固体和液体（一） 1． 选择题 1．（2026南京二模）南京一高校实验室首次发现激光沿黑磷晶体不同方向入射时，产生的三次谐波强度呈现如图所示双叶分布。据此可判断黑磷（ ） A．具有光学性质各向同性 B．有规则的几何外形 C．没有确定的熔点 D．是多晶体 2 .（2026河南名校联考）如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气，空气柱长度H1>H2，水银柱长度h1>h2，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是(　　) A.A管中向上移动，B管中向下移动 B.A管中向下移动，B管中向上移动 C.均向下移动，A管中移动较多 D.均向上移动，A管中移动较多 3 (2026·黑龙江哈尔滨模拟)喷雾型防水剂的原理是防水剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果，水滴与玻璃接触时呈椭球形，无法停留在玻璃上，从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.雨水分子在永不停息地无规则运动 B.照片中的玻璃和水滴之间发生了浸润现象 C.水滴呈椭球形是液体表面张力和重力共同作用的结果 D.照片中水滴与玻璃表面接触的附着层中水分子间距比水滴内部的水分子间距小 4 .(2025·江苏南通模拟)将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A.容器中的液体可能是水银 B.若在问天太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高 C.若用不同液体进行实验，两毛细管中液面的高度差相同 D.图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部分子密度 5. 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触石蜡层背面上一点，石蜡熔化的范围分别如图1、2、3所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图4所示。下列判断正确的是（　　） A.甲、乙为非晶体，丙是晶体 B.甲、丙为晶体，乙是非晶体 C.甲、丙为非晶体，乙是晶体 D.甲可能为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体 6．（2024江苏南京师范大学附中质检）在密闭的容器内，放置一定量的液体，如图a所示，若将此容器置于在轨道上正常运行的人造地球卫星上，则容器内液体的分布情况应是（　　） A．仍然如图a所示 B．只能如图b所示 C．可能如图d或e所示 D．可能如图b或c所示 4. （2024江苏泰州3月调研）关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　） A. 图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B. 图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故 C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D. 图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来 5. （2024江苏南京大厂高中质检）网上热卖的一科普小制作——斯特林发动机如下图甲所示，它是通过汽缸内的气体经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力的，因此又被称为热气机。如图乙所示，在斯特林循环的图像中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图丙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 状态B→状态C的过程中，单位体积中的气体分子数目增大 B. 状态B气体分子的平均动能大于状态D气体分子的平均动能 C. 状态A对应的是图丙中的图线① D. 状态C中每个气体分子的动能都比状态A中的大 6. 一定质量的理想气体压强为p、温度为T时的体积为V，单位体积内的气体分子数为n，则（　　） A. 只要压强p保持不变，单位体积内的气体分子数n就不变 B. 如果增大，那么n一定减小 C. 压强p不变时，体积的变化量与热力学温度的变化量成正比 D. 如果n保持不变，那么温度T一定保持不变 7．（2026年5月河北承德联考）如图甲所示，水黾是春夏季常见的小昆虫，它们可以停留在水面上；图乙为气体分子速率分布随温度变化的图像；固体薄片上涂蜡，用热针接触薄片背面，蜡熔化的范围如图丙空白所示；图丁是在显微镜下追踪一粒小炭粒的运动，每隔30s记录炭粒的位置并连线得到的图线。下列说法正确的是（ ） A．图甲中，小昆虫可以停留在水面上，是因为水面存在表面张力 B．图乙中，分子的速率呈“中间多、两头少”的分布，图像中小于 C．图丙中，蜡熔化的范围呈椭圆形，说明固体薄片是多晶体 D．图丁中，图线表明炭粒分子的运动是无规则的 8. 如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S。已知外界大气压强为p0。现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，则此时缸内封闭气体的压强为(　　) A.p0＋ B.p0＋ C.p0＋ D.p0＋ 9. (2026·广东揭阳高三校联考)肺活量是指在标准大气压p0下，人尽力呼气时呼出气体的体积，是衡量心肺功能的重要指标。如图3所示为某同学自行设计的肺活量测量装置，体积为V0的空腔通过细管与吹气口和外部玻璃管密封连接，玻璃管内装有密度为ρ的液体用来封闭气体。测量肺活量时，被测者尽力吸足空气，通过吹气口将肺部的空气尽力吹入空腔中，若此时玻璃管两侧的液面高度差设为h，大气压强为p0保持不变，重力加速度为g，忽略气体温度的变化，则人的肺活量为(　　) 图3 A.V0 B.V0 C.V0 D.V0 10 一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由压强—体积(p－V)图上的两条曲线Ⅰ和Ⅱ表示，如图4所示，曲线均为反比例函数曲线的一部分。a、b为曲线Ⅰ上的两点，气体在状态a和b的压强分别为pa、pb，温度分别为Ta、Tb。c、d为曲线Ⅱ上的两点，气体在状态c和d的压强分别为pc、pd，温度分别为Tc、Td。下列关系式正确的是(　　) 图4 A.＝ B.＝ C.＝ D.＝ 2． 实验题 11 某实验小组用如图甲所示实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。 (1)关于该实验，下列说法正确的是　　　　。  A.实验时应快速推拉柱塞以避免气体与外界发生热交换 B.无需测出封闭气体的质量 C.推拉柱塞时，应用手握住整个注射器以使装置更稳定 (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，他们进行了两次实验，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大小关系为T1　　　　T2(选填“<”“＝”或“>”)。  (3)为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出　　　　(选填“p－V”或“p－”)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 .用图甲所示实验装置探究气体等温变化的规律。 (1)关于该实验，下列说法正确的是　　　　。  A.为保证封闭气体的质量不变，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B.改变气体体积时应快速推拉柱塞 C.为方便推拉柱塞，应用手握住注射器再推拉柱塞 D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位 (2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标、以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的　　　　(选填“①”或“②”)。  (3)某同学将注射器柱塞移动到体积适中的位置时，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0，然后记录多组数据，作p－图像。在软管内气体的体积ΔV不可忽略时，p－图像如图丙所示。试用玻意耳定律分析，该曲线的渐近线(图丙中的虚线)方程是p＝　　　　(用V0、p0、ΔV表示)。  (4)实验中若使用压强传感器采集数据，则柱塞与注射器壁间的摩擦对实验结果　　　　(选填“有”或“无”)影响。  3． 计算题 13．（10分）（2026年4月湖北黄冈、鄂州等地市调研） 神舟十八号载人飞船带回太空样品55种，某兴趣小组设计以下方案对某样品进行分析，实验装置如图所示。气缸水平放置时，活塞与气缸底部的距离为（如图甲）；气缸活塞朝上竖直放置时，活塞向气缸底部移动了（如图乙）。已知大气压强为，活塞质量为、横截面积为，重力加速度为且满足，活塞与气缸之间无摩擦且不漏气，不考虑气体温度的变化。 （1）图乙中气体的压强； （2）求该样品的体积。 14．（2026甘肃岷县三模）（15分）受啤酒在较高压强下能够溶解大量二氧化碳得到启发，科学家设想了减低温室效应的“中国办法”：用压缩机将二氧化碳送入深海底，由于海底压强很大，海水能够溶解大量的二氧化碳使其永久储存起来，这样就为温室气体找到了一个永远的“家”。现将过程简化如下：在海平面上，开口向上、导热良好的汽缸内封存有一定量的气体，用压缩机对活塞施加竖直向下的压力F，此时缸内气体体积为、温度为。保持F不变，将该容器缓慢送入温度为T、距海平面深为h的海底。已知大气压强为,活塞横截面为S，海水的密度为，重力加速度为g。计活塞质量，缸内的始终可视为理想气体，求： (1)在海底时的体积； (2)若打开阀门K，使容器内的一半质量的二氧化碳缓慢排出，当容器的体积变为打开阀门前的时关闭阀门，则此时压缩机给活塞的压力是多大？ 15 .(2025·山西吕梁开学考)真空旅行壶是户外旅游出行必备的物品，如图所示为某品牌的真空旅行壶，容量为2.0 L，开始时旅行壶未装入水，壶盖也未盖，静置一段时间后，壶内空气的温度与外界温度相同，现将壶内迅速装入0.8 L的开水，立刻盖上壶盖，封闭起来，静置一小段时间后，水面上方的空气温度达到77 ℃，外界大气压恒为p0，室外温度保持27 ℃不变，设装水、盖壶盖过程中和迅速打开壶盖过程壶内空气的温度不变，壶内空气可看作理想气体，不考虑水蒸发引起的空气体积的变化。求: (1)静置一小段时间后，水面上方的空气温度达到77 ℃时壶内空气的压强p1; (2)如果此时迅速打开壶盖，则此时壶内剩余空气的质量与原来装入水后壶内气体质量的比值k。 16 （2025·河北衡水市模拟）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”形连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强p0。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为SL0，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求： （1）此时上、下部分气体的压强； （2）“H”形连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理高二期末复习检测 选择性必修三 第二章 气体、固体和液体（一） 1． 选择题 1．（2026南京二模）南京一高校实验室首次发现激光沿黑磷晶体不同方向入射时，产生的三次谐波强度呈现如图所示双叶分布。据此可判断黑磷（ ） A．具有光学性质各向同性 B．有规则的几何外形 C．没有确定的熔点 D．是多晶体 【答案】B 【解析】激光沿黑磷晶体不同方向入射时，产生的三次谐波强度不同，可知黑磷具有光学性质各向异性，是晶体，有规则的几何外形，有确定的熔点，B正确AC错误。多晶体是由大量取向杂乱的单晶体组成，宏观上表现为各向同性，D错误。 2 .（2026河南名校联考）如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气，空气柱长度H1>H2，水银柱长度h1>h2，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是(　　) A.A管中向上移动，B管中向下移动 B.A管中向下移动，B管中向上移动 C.均向下移动，A管中移动较多 D.均向上移动，A管中移动较多 答案　C 解析　管内封闭气柱的压强恒等于外界大气压与水银柱因自身重力而产生的压强之和，因外界大气压不变，则管内气体做等压变化，根据盖－吕萨克定律知，整理可得ΔV＝V，因A、B管中的封闭气体初温相同，温度变化ΔT也相同，且ΔT<0，则有ΔV<0，即A、B管中的封闭气体体积均减小，又因为H1>H2，即初始时A管中气体体积较大，所以ΔVA>ΔVB，即A管中气体长度减少得多一些，故两管中气柱上方水银柱均向下移动，A管中水银柱移动较多，故C正确。 3 (2026·黑龙江哈尔滨模拟)喷雾型防水剂的原理是防水剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果，水滴与玻璃接触时呈椭球形，无法停留在玻璃上，从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.雨水分子在永不停息地无规则运动 B.照片中的玻璃和水滴之间发生了浸润现象 C.水滴呈椭球形是液体表面张力和重力共同作用的结果 D.照片中水滴与玻璃表面接触的附着层中水分子间距比水滴内部的水分子间距小 答案　AC 解析　所有分子都在永不停息地做无规则运动，故A正确;浸润即液体在与固体表面接触时能够附着在固体表面的现象，而照片中的玻璃和水之间是不浸润的，故B错误;由于液体表面张力的作用使水滴呈球形，但在重力的作用下水滴呈椭球形，故C正确;水滴表面分子比水滴的内部稀疏，水滴与玻璃表面接触的附着层中水分子间距比水滴内部的水分子间距大，表面层分子间表现为引力，使表面层分子有收缩的趋势，从而形成球形，故D错误。 4 .(2025·江苏南通模拟)将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A.容器中的液体可能是水银 B.若在问天太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高 C.若用不同液体进行实验，两毛细管中液面的高度差相同 D.图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部分子密度 答案　D 解析　水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中呈现凸形液面，容器中的液体不可能是水银，故A错误;在太空舱中由于处在失重环境下，毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，毛细管越细，攀升速度越快，粗细不同的毛细管中液面都与毛细管顶端齐平，故B错误;在毛细现象中，毛细管中液面的高低与液体的种类和毛细管的材质有关，若用不同液体进行实验，两毛细管中液面的高度差不一定相同，故C错误;题图中毛细管内液面呈现浸润现象，说明固体分子对液体分子的引力大于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会大于液体内部分子密度，故D正确。 5. 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触石蜡层背面上一点，石蜡熔化的范围分别如图1、2、3所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图4所示。下列判断正确的是（　　） A.甲、乙为非晶体，丙是晶体 B.甲、丙为晶体，乙是非晶体 C.甲、丙为非晶体，乙是晶体 D.甲可能为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体 答案 BD 解析：　由题图1、2、3可知，在导热性能上甲、乙具有各向同性，丙具有各向异性；由题图4可知，甲、丙有固定的熔点，乙无固定的熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体，其中甲可能为多晶体，丙为单晶体，故B、D正确，A、C错误。 6．（2024江苏南京师范大学附中质检）在密闭的容器内，放置一定量的液体，如图a所示，若将此容器置于在轨道上正常运行的人造地球卫星上，则容器内液体的分布情况应是（　　） A．仍然如图a所示 B．只能如图b所示 C．可能如图d或e所示 D．可能如图b或c所示 【参考答案】D 【名师解析】若为不浸润液体，则容器内液体的分布情况应是图b，若为浸润液体，则容器内液体的分布情况应是图c，所以容器内液体的分布情况可能如图b或c所示，D正确。 4. （2024江苏泰州3月调研）关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　） A. 图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B. 图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故 C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D. 图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来 【答案】B 【解析】图甲中水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，A错误；图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为水银的表面张力比较大，同时水银分子和空气分子之间的相互作用力也比较小，这就导致了水银在接触到其他物体时，会尽可能地减少表面积，从而形成球状，B正确；当一根内径很细的管垂直插人液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水不浸润塑料笔芯，C错误；拖拉机锄松土壤，是为了破坏土壤中的毛细管，减小水分蒸发，D错误。 5. （2024江苏南京大厂高中质检）网上热卖的一科普小制作——斯特林发动机如下图甲所示，它是通过汽缸内的气体经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力的，因此又被称为热气机。如图乙所示，在斯特林循环的图像中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图丙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 状态B→状态C的过程中，单位体积中的气体分子数目增大 B. 状态B气体分子的平均动能大于状态D气体分子的平均动能 C. 状态A对应的是图丙中的图线① D. 状态C中每个气体分子的动能都比状态A中的大 【答案】C 【解析】由题图知状态B→状态C的过程中气体的体积不变，所以密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变，故A错误； 由状态B→状态C的过程为等容变化，状态C的气体压强大于状态B的气体压强，根据 可得 又 则有 可知状态B气体分子的平均动能小于状态D气体分子的平均动能，故B错误； 因当温度升高、分子热运动加剧时，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽、变平坦，由题图知状态A的温度低，所以对应的是图线①，故C正确； 温度是分子平均动能的标志，不代表每个分子的动能，故D错误。 6. 一定质量的理想气体压强为p、温度为T时的体积为V，单位体积内的气体分子数为n，则（　　） A. 只要压强p保持不变，单位体积内的气体分子数n就不变 B. 如果增大，那么n一定减小 C. 压强p不变时，体积的变化量与热力学温度的变化量成正比 D. 如果n保持不变，那么温度T一定保持不变 【答案】C 【解析】 根据理想气体状态方程 可知，压强p保持不变是，温度升高，则气体体积变大，单位体积内的气体分子数n减小，温度降低，则气体体积变小，单位体积内的气体分子数n变大，A错误； 根据理想气体状态方程 可知，如果增大，则气体体积减小，则n增大，B错误； 根据理想气体状态方程 可知，压强p不变时，体积的变化量与热力学温度的变化量成正比，C正确； 如果n保持不变，则气体体积不变，根据理想气体状态方程 可知，乘积不变，温度T可能变化，D错误。 7．（2026年5月河北承德联考）如图甲所示，水黾是春夏季常见的小昆虫，它们可以停留在水面上；图乙为气体分子速率分布随温度变化的图像；固体薄片上涂蜡，用热针接触薄片背面，蜡熔化的范围如图丙空白所示；图丁是在显微镜下追踪一粒小炭粒的运动，每隔30s记录炭粒的位置并连线得到的图线。下列说法正确的是（ ） A．图甲中，小昆虫可以停留在水面上，是因为水面存在表面张力 B．图乙中，分子的速率呈“中间多、两头少”的分布，图像中小于 C．图丙中，蜡熔化的范围呈椭圆形，说明固体薄片是多晶体 D．图丁中，图线表明炭粒分子的运动是无规则的 答案 AB 【解析】图甲中，水黾可以停留在水面上，是因为水面存在表面张力，A正确；图乙中，分子的速率呈“中间多、两头少”的分布，图像中小于，B正确；根据蜡熔化的范围可知固体薄片具有各向异性，是单晶体，C错误；图丁中，图线表明炭粒的运动是无规则的，D错误。 8. 如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S。已知外界大气压强为p0。现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，则此时缸内封闭气体的压强为(　　) A.p0＋ B.p0＋ C.p0＋ D.p0＋ 答案　D 解析　以汽缸和活塞整体为研究对象，根据牛顿第二定律得F＝(M＋m)a；以活塞为研究对象，根据牛顿第二定律得 pS－p0S＝ma，联立解得p＝p0＋，选项D正确。 9. (2026·广东揭阳高三校联考)肺活量是指在标准大气压p0下，人尽力呼气时呼出气体的体积，是衡量心肺功能的重要指标。如图3所示为某同学自行设计的肺活量测量装置，体积为V0的空腔通过细管与吹气口和外部玻璃管密封连接，玻璃管内装有密度为ρ的液体用来封闭气体。测量肺活量时，被测者尽力吸足空气，通过吹气口将肺部的空气尽力吹入空腔中，若此时玻璃管两侧的液面高度差设为h，大气压强为p0保持不变，重力加速度为g，忽略气体温度的变化，则人的肺活量为(　　) 图3 A.V0 B.V0 C.V0 D.V0 答案　C 解析　设人的肺活量为V，将空腔中的气体和人肺部的气体一起研究，初状态p1＝p0，V1＝V0＋V；末状态V2＝V0，根据压强关系有p2＝p0＋ρgh；根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2，联立解得V＝V0，故C正确。 10 一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由压强—体积(p－V)图上的两条曲线Ⅰ和Ⅱ表示，如图4所示，曲线均为反比例函数曲线的一部分。a、b为曲线Ⅰ上的两点，气体在状态a和b的压强分别为pa、pb，温度分别为Ta、Tb。c、d为曲线Ⅱ上的两点，气体在状态c和d的压强分别为pc、pd，温度分别为Tc、Td。下列关系式正确的是(　　) 图4 A.＝ B.＝ C.＝ D.＝ 答案　B 解析　曲线Ⅰ为等温变化， a、b两点的温度相同，A错误；根据理想气体的气态方程，a到c为等压变化，即有＝＝，B正确；由图像可知pa＝pc，又＝＝，故＝，C错误；由图像可知pa＝pc，又＝，＝3，故＝2，D错误。 2． 实验题 11 某实验小组用如图甲所示实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。 (1)关于该实验，下列说法正确的是　　　　。  A.实验时应快速推拉柱塞以避免气体与外界发生热交换 B.无需测出封闭气体的质量 C.推拉柱塞时，应用手握住整个注射器以使装置更稳定 (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，他们进行了两次实验，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大小关系为T1　　　　T2(选填“<”“＝”或“>”)。  (3)为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出　　　　(选填“p－V”或“p－”)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。  答案　(1)B　(2)>　(3)p－　过原点的倾斜直线 解析　(1)实验时应缓慢推拉柱塞使气体与外界发生热交换保持气体温度不变，A错误;本实验，只需测出气体压强和对应体积，不需要测出封闭气体的质量，B正确;推拉柱塞时，不能用手握住整个注射器，避免气体与外界发生热交换，C错误。 (2)在p－V图像中，根据＝C，可得pV＝CT，可知离坐标原点越远的等温线温度越高，则有T1>T2。 (3)根据＝C，可得p＝CT·，为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出p－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过原点的倾斜直线，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 .用图甲所示实验装置探究气体等温变化的规律。 (1)关于该实验，下列说法正确的是　　　　。  A.为保证封闭气体的质量不变，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B.改变气体体积时应快速推拉柱塞 C.为方便推拉柱塞，应用手握住注射器再推拉柱塞 D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位 (2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标、以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的　　　　(选填“①”或“②”)。  (3)某同学将注射器柱塞移动到体积适中的位置时，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0，然后记录多组数据，作p－图像。在软管内气体的体积ΔV不可忽略时，p－图像如图丙所示。试用玻意耳定律分析，该曲线的渐近线(图丙中的虚线)方程是p＝　　　　(用V0、p0、ΔV表示)。  (4)实验中若使用压强传感器采集数据，则柱塞与注射器壁间的摩擦对实验结果　　　　(选填“有”或“无”)影响。  答案　(1)AD　(2)②　(3)p0　(4)无 解析　(1)在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，可以防止漏气，故A正确;若快速推拉柱塞容易使得气体温度发生变化，故B错误;实验中若用手握注射器，容易引起气体温度变化，故C错误;空气柱的横截面积S不变，注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位，故D正确。 (2)根据理想气体状态方程＝C可知p＝CT，则p－ 图线应是一条过原点的倾斜直线，如果压缩气体时漏气，则图像的斜率减小，即应为题图乙中的②。 (3)在软管内的气体体积ΔV不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为V0＋ΔV，压强为p0，末状态的体积为V＋ΔV，压强为p，由玻意耳定律有p0(V0＋ΔV)＝p(V＋ΔV)，解得p＝p0，当式中的V趋于零时，有p＝p0，即该曲线的渐近线(题图丙中的虚线)方程是p＝p0。 (4)实验中若使用压强传感器采集数据，柱塞与注射器壁间的摩擦对实验结果无任何影响。 3． 计算题 13．（10分）（2026年4月湖北黄冈、鄂州等地市调研） 神舟十八号载人飞船带回太空样品55种，某兴趣小组设计以下方案对某样品进行分析，实验装置如图所示。气缸水平放置时，活塞与气缸底部的距离为（如图甲）；气缸活塞朝上竖直放置时，活塞向气缸底部移动了（如图乙）。已知大气压强为，活塞质量为、横截面积为，重力加速度为且满足，活塞与气缸之间无摩擦且不漏气，不考虑气体温度的变化。 （1）图乙中气体的压强； （2）求该样品的体积。 解析：（1）设样品体积为V 以图乙活塞为对象 ………2分 解得 ………2分 （2）由图甲、乙等温变化知 ………4分 解得该样品的体积为： ………2分 14．（2026甘肃岷县三模）（15分）受啤酒在较高压强下能够溶解大量二氧化碳得到启发，科学家设想了减低温室效应的“中国办法”：用压缩机将二氧化碳送入深海底，由于海底压强很大，海水能够溶解大量的二氧化碳使其永久储存起来，这样就为温室气体找到了一个永远的“家”.现将过程简化如下：在海平面上，开口向上、导热良好的汽缸内封存有一定量的气体，用压缩机对活塞施加竖直向下的压力F，此时缸内气体体积为、温度为保持F不变，将该容器缓慢送入温度为T、距海平面深为h的海底。已知大气压强为,活塞横截面为S，海水的密度为，重力加速度为g。计活塞质量，缸内的始终可视为理想气体，求： (1)在海底时的体积； (2)若打开阀门K，使容器内的一半质量的二氧化碳缓慢排出，当容器的体积变为打开阀门前的时关闭阀门，则此时压缩机给活塞的压力是多大？ 答案：（1）（2） 解析：(1)平面上的的压强： 距海平面h高处的压强 由理想气体状态方程得 （2）以一般质量的气体为研究对象，溶解后容器内的压强 由玻意耳定律得 由题意得 联立解得 15 .(2025·山西吕梁开学考)真空旅行壶是户外旅游出行必备的物品，如图所示为某品牌的真空旅行壶，容量为2.0 L，开始时旅行壶未装入水，壶盖也未盖，静置一段时间后，壶内空气的温度与外界温度相同，现将壶内迅速装入0.8 L的开水，立刻盖上壶盖，封闭起来，静置一小段时间后，水面上方的空气温度达到77 ℃，外界大气压恒为p0，室外温度保持27 ℃不变，设装水、盖壶盖过程中和迅速打开壶盖过程壶内空气的温度不变，壶内空气可看作理想气体，不考虑水蒸发引起的空气体积的变化。求: (1)静置一小段时间后，水面上方的空气温度达到77 ℃时壶内空气的压强p1; (2)如果此时迅速打开壶盖，则此时壶内剩余空气的质量与原来装入水后壶内气体质量的比值k。 答案　(1)p0　(2) 解析　(1)装水盖壶盖后静置一小段时间过程中空气的体积不变，温度T1＝(273＋27) K＝300 K，T2＝(273＋77) K＝350 K 根据查理定律有，解得p1＝p0。 (2)壶容量为2.0 L，装入0.8 L的开水后，壶内空气的体积为V1＝2.0 L－0.8 L＝1.2 L 迅速打开壶盖过程壶内空气的温度不变，压强变为大气压p0，根据玻意耳定律有p1V1＝p0V2 解得V2＝1.4 L 设此时气体的密度为ρ，现在壶内气体的质量为 m1＝ρV1，气体的总质量为m＝ρV2 此时壶内剩余空气的质量与原来装入水后壶内气体质量的比值k＝。 16 （2025·河北衡水市模拟）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”形连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强p0。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为SL0，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求： （1）此时上、下部分气体的压强； （2）“H”形连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。 答案：（1）2p0　p0　（2） 解析：（1）旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意耳定律可知 p0·SL0＝p1·SL0 解得旋转后上部分气体压强为p1＝2p0 旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为SL0＋SL0＝SL0，则p0·SL0＝p2·SL0 解得旋转后下部分气体压强为p2＝p0。 （2）对“H”形连杆活塞整体受力分析，活塞的重力mg竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知p1S＝mg＋p2S 解得活塞的质量为m＝。 学科网（北京）股份有限公司 $