第二章 气体、固体和液体 单元测试卷 -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（2019）选择性必修第三册第二章《气体、固体和液体》单元测试卷，90分钟100分，以晶体特性、气体实验定律等为核心，融合实验探究与航天服气密性等真实情境，适配单元复习，全面考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/48|晶体与非晶体、分子动理论、气体速率分布|结合石墨烯新材料（题2）、立体电影偏振（题3），基础辨析与图像分析结合| |实验题|2/16|气体等温变化规律、油膜法测分子大小|含实验误差分析（题14）、创新测量固体体积（题13），突出科学探究能力| |计算题|3/36|玻意耳定律、理想气体状态方程|水火箭充气（题15）、航天服气密性检测（题17），情境真实，综合考查科学推理与社会责任|

第二章《气体、固体和液体》单元测试卷（原卷版） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第三册第2章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．下列说法正确的是（　　） A．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征 B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 C．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体 2．石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料，一层层叠起来就是石墨，1毫米厚的石墨约有300万层石墨烯。下列关于石墨烯的说法正确的是（　　） A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B．石墨烯中的碳原子始终静止不动 C．石墨烯熔化过程中碳原子的平均动能增大 D．某些物理性质上石墨烯具有各向异性 3．下列四幅图对应的说法中正确的是（　　） A．甲图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为时，它们之间相互作用的引力和斥力均为零 B．图乙可知温度升高时，所有气体分子的平均速率一定都增大 C．丙图中一只水黾能停在水面上，主要是靠水对水黾的浮力作用 D．图丁是佩戴特殊眼镜观看立体电影，利用了光的偏振现象 4．如图所示为“探究一定质量气体等温变化的规律”的实验装置。下列关于该实验与“用油膜法估测油酸分子大小”实验的操作、原理与误差分析，说法正确的是（　　） A．探究气体等温变化实验中，快速推拉柱塞可缩短实验时长，且不会破坏气体的等温条件 B．油膜法实验中，将油酸分子视为紧密排列的立方体模型，运用了等效替代的思想方法 C．探究气体等温变化时用手握住注射器，与油膜法中久置油酸酒精溶液，都会使测量结果偏大 D．探究气体等温变化需保证装置气密性良好，油膜法需待油膜充分展开稳定后描轮廓，均为减小实验误差 5．某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，图中表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为、、，所对应的气体分子平均动能分别为、、，则（    ） A． B．， C． D． 6．如图所示，保温瓶的容积为V，瓶内有体积为的热水，用软木塞将瓶口封闭，初始时瓶内温度为。现将软木塞打开，当瓶内气体温度缓慢降为时，从保温瓶逸出气体质量与未打开软木塞时瓶内气体质量之比为，保温瓶内气体可看成理想气体，不考虑保温瓶内水的蒸发，外界大气压强保持不变。则初始状态下瓶内气体的压强与外界大气压强之比为（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，一端封闭的竖直玻璃管开口向上，管内有一段高的水银柱将长为l的空气柱密封在管中，水银上表面与管口齐平。现用注射器缓慢向管口继续滴入水银，直至水银与管口再次齐平。已知大气压强，玻璃管导热良好，环境温度不变，整个过程未有水银溢出，则初始时空气柱的长度l可能为（　　） A．85 cm B．80 cm C．75 cm D．70 cm 8．如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于，每次打入的气体的压强为、体积为篮球容积的0.05倍。假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A．打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力减小 B．打气后，球内每个气体分子对球内壁的作用力增大 C．打气10次后，球内气体的压强为 D．打气10次后，球内气体的压强为 9．（多选）热学主要包含热力学和统计物理。热力学是其宏观理论，是实验规律。统计物理学是其微观描述方法，它通过物理简化模型，运用统计方法找出微观量与宏观量之间的关系。以下有关热学内容的叙述，正确的是（　　） A．知道阿伏加德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，就可以估算出该气体相邻分子间的平均距离 B．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 C．物体内部所有分子的分子动能的总和叫做物体的内能 D．热力学温度与摄氏温度的每一度表示的冷热差别是不相同的 10．（多选）关于下列实验或现象的说法，正确的是（　　）              A．图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击的次数越少，布朗运动越不明显 B．图乙说明气体分子速率分布随温度变化，且 C．图丙用热针接触固体薄片背面，蜡熔化的范围呈椭圆形，说明固体薄片是单晶体 D．图丁中的现象说明水黾受到了浮力作用，且浮力与重力平衡 11．（多选）某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。经过多次实验，作出图像如图乙所示，则（　　） A．若增大气体体积时拉活塞速度过快，对应的图线是b B．若推拉活塞时手握住注射器，对应的图线是a C．若实验中有漏气，对应的图线是b D．若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体，对应的图线是c 12．（多选）如图所示，高度为3h、内部横截面积为S的绝热汽缸竖直放置，厚度均不计的绝热活塞a和导热活塞b封闭两部分理想气体甲、乙。初始时活塞a与汽缸底面之间的距离为h，两活塞之间的距离也为h，两部分气体和外界温度均为T0，大气压强为p0。现通过电热丝对气体甲缓慢加热，当活塞b到达汽缸口且卡扣对活塞b的总作用力为0.6p0S时停止加热并立即锁定活塞b，然后打开阀门P，区域乙的气体缓慢漏出，经过足够长的时间后，气体乙剩余的质量是原来质量的。已知活塞a的质量不计，活塞b的质量为（g为当地重力加速度），两活塞与汽缸之间接触良好且无摩擦，不计电热丝的体积，外界温度保持不变。则（　　） A．活塞b刚到汽缸口时，气体甲的温度为1.5T0 B．停止加热时，气体甲的温度为3.5T0 C．打开阀门且稳定后，活塞a到汽缸底部的距离为2h D．打开阀门且稳定后，气体甲的温度为2T0 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 13．为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，某同学用气压计连通一个带有密封门的导热汽缸做成如图所示的装置，汽缸中PQ、MN两处设有固定卡环，厚度可忽略、密封良好的活塞可在其间无摩擦的滑动且不漏气。已知卡环MN下方汽缸的容积为V0，外界温度恒定，大气压强为p0，忽略气压计管道的容积。 (1)首先测量整个汽缸的体积，打开密封门，将活塞放至卡环MN处，然后关闭密封门，将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，此时气压计的示数，该过程中，内部气压减小的原因是___________（填“分子的平均动能减小”“分子的数密度减小”或“平均每个分子对器壁的作用力减小”）。 (2)由上述操作可得活塞在PQ处时汽缸的容积V1=___________。 (3)打开密封门，将待测固体A放入汽缸中，将活塞放至卡环MN处，然后关闭密封门，将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，此时气压计的示数，待测物体A的体积V=___________。 14．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．计算题（本题共3小题，共36分） 15．制作水火箭是青少年科技活动的常见项目之一。某研究小组为了探究水火箭在充气与喷水过程中气体的热学规律，把水火箭的塑料容器竖直固定，其中A、C分别是塑料容器的充气口、喷水口，B是气压计，如图（a）所示。在室温环境下，容器内装入一定质量的水，此时容器内的气体体积为，压强为，现缓慢充气后压强变为，不计容器的容积变化。 (1)设充气过程中气体温度不变，求充入的气体在该室温环境下压强为时的体积。 (2)打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内气体从状态M变化到状态N，其压强p与体积V的变化关系如图（b）中实线所示，已知气体在状态N时的体积为，压强为。求气体在状态M与状态N时的热力学温度之比。 16．如图所示，一导热性能良好的汽缸竖直固定，光滑活塞将缸内的理想气体分成体积之比为1∶3的A、B两部分，B部分气体的压强为p，活塞重力产生的压强为0.1p，环境温度保持不变。因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞缓慢向上移动，当B中气体体积减小到原来的时，求： (1)漏气前A中气体的压强p1； (2)漏气后A中气体的压强p2； (3)B中漏出的气体和剩下气体质量的比值。 17．2026年1月19日，神舟二十号飞船从中国空间站带回了一套“战功赫赫”的“飞天战袍”一一退役的舱外航天服。为检验此航天服的“气密性”，给真空状态的航天服充入体积为、压强为的氧气，使航天服内部压强，然后把航天服放入检测室，将检测室抽成真空密封。经过10小时通过压强传感器测出检测室内的压强。已知航天服的容积，检测室放入航天服后检测室剩余空腔的体积，整个过程温度不变。求： (1)给真空状态的航天服充入氧气的体积； (2)经10小时后，航天服内气体的压强； (3)经10小时后，若漏出气体的质量小于原有质量的1%，航天服的“气密性”合格，通过计算判断该航天服“气密性”是否合格。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章《气体、固体和液体》单元测试卷（解析版） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第三册第2章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．下列说法正确的是（　　） A．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征 B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 C．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体 【答案】A 【详解】A．液晶属于特殊的中间态物质，既具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故A正确； B．单晶体和多晶体都属于晶体，晶体均有固定的熔点，因此多晶体也有固定熔点，故B错误； C．液体表面张力的方向始终与液面相切，并非与液面垂直指向液体内部，故C错误； D．金属属于多晶体，多晶体整体表现为各向同性，但其有固定的熔点，属于晶体，故D错误。 故选A。 2．石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料，一层层叠起来就是石墨，1毫米厚的石墨约有300万层石墨烯。下列关于石墨烯的说法正确的是（　　） A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B．石墨烯中的碳原子始终静止不动 C．石墨烯熔化过程中碳原子的平均动能增大 D．某些物理性质上石墨烯具有各向异性 【答案】D 【详解】A．石墨和石墨烯都是晶体，A错误；     B．石墨烯中的碳原子一直做无规则运动，B错误； C．石墨烯熔化过程中温度不变，碳原子的平均动能不变，C错误；     D．石墨烯是单晶体，某些物理性质上石墨烯具有各向异性，D正确。 故选D。 3．下列四幅图对应的说法中正确的是（　　） A．甲图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为时，它们之间相互作用的引力和斥力均为零 B．图乙可知温度升高时，所有气体分子的平均速率一定都增大 C．丙图中一只水黾能停在水面上，主要是靠水对水黾的浮力作用 D．图丁是佩戴特殊眼镜观看立体电影，利用了光的偏振现象 【答案】D 【详解】A．甲图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为时，它们之间相互作用的引力和斥力大小相等，方向相反，合力表现为零，故A错误； B．图乙可知温度升高时，大量气体分子的平均速率一定增大，不是所有气体分子，故B错误； C．图丙中一只水黾能停在水面上，主要是因为水的表面张力，故C错误； D．图丁是佩戴特殊眼镜观看立体电影，利用了光的偏振现象，故D正确。 故选D。 4．如图所示为“探究一定质量气体等温变化的规律”的实验装置。下列关于该实验与“用油膜法估测油酸分子大小”实验的操作、原理与误差分析，说法正确的是（　　） A．探究气体等温变化实验中，快速推拉柱塞可缩短实验时长，且不会破坏气体的等温条件 B．油膜法实验中，将油酸分子视为紧密排列的立方体模型，运用了等效替代的思想方法 C．探究气体等温变化时用手握住注射器，与油膜法中久置油酸酒精溶液，都会使测量结果偏大 D．探究气体等温变化需保证装置气密性良好，油膜法需待油膜充分展开稳定后描轮廓，均为减小实验误差 【答案】D 【详解】A．气体等温变化实验中，快速推拉柱塞，气体体积变化过快，气体与外界热交换不充分，会导致气体温度发生变化，从而破坏气体的等温条件，故A错误； B．油膜法实验中，将油酸分子视为紧密排列的球形模型（单分子油膜厚度即为分子直径），运用了理想模型的思想方法，而非等效替代法，故B错误； C．探究气体等温变化时用手握住注射器，气体温度升高，根据 可知乘积变大；油膜法中久置油酸酒精溶液，酒精挥发导致溶液浓度变大，滴入水中的纯油酸体积实际值偏大，形成的油膜面积偏大，而计算时仍按原浓度计算纯油酸体积（偏小），根据 可知测量结果偏小，故C错误； D．探究气体等温变化需保证装置气密性良好，以防止气体质量变化影响实验结果；油膜法需待油膜充分展开稳定后描轮廓，以准确测量油膜面积，两者均为减小实验误差，故D正确。 故选D。 5．某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，图中表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为、、，所对应的气体分子平均动能分别为、、，则（    ） A． B．， C． D． 【答案】C 【详解】AB．根据麦克斯韦分布律可知，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，故Ⅰ的温度最低，Ⅲ的温度最高，即 故AB错误； CD．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，则 故C正确，D错误。 故选C。 6．如图所示，保温瓶的容积为V，瓶内有体积为的热水，用软木塞将瓶口封闭，初始时瓶内温度为。现将软木塞打开，当瓶内气体温度缓慢降为时，从保温瓶逸出气体质量与未打开软木塞时瓶内气体质量之比为，保温瓶内气体可看成理想气体，不考虑保温瓶内水的蒸发，外界大气压强保持不变。则初始状态下瓶内气体的压强与外界大气压强之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】令逸出气体与未打开软木塞时瓶内气体的密度分别为和 由题意有 总质量不变 解得 由理想气体状态方程得 由题意， 联立推导得 故选A。 7．如图所示，一端封闭的竖直玻璃管开口向上，管内有一段高的水银柱将长为l的空气柱密封在管中，水银上表面与管口齐平。现用注射器缓慢向管口继续滴入水银，直至水银与管口再次齐平。已知大气压强，玻璃管导热良好，环境温度不变，整个过程未有水银溢出，则初始时空气柱的长度l可能为（　　） A．85 cm B．80 cm C．75 cm D．70 cm 【答案】A 【详解】设玻璃管横截面积为，初始状态封闭气体压强 体积 加入水银长度为，末状态注入水银后水银总高为，空气柱长度压缩为 因此封闭气体压强 体积 温度不变，由玻意耳定律有 得 故选A。 8．如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于，每次打入的气体的压强为、体积为篮球容积的0.05倍。假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A．打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力减小 B．打气后，球内每个气体分子对球内壁的作用力增大 C．打气10次后，球内气体的压强为 D．打气10次后，球内气体的压强为 【答案】C 【详解】B．打气后，由于气体的温度不变，分子平均动能不变，球内气体分子对球壁的平均作用力不变，但是球内每个气体分子对球内壁的作用力不一定增大，故B错误； A．打气后，球内气体的压强变大，即球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大，故A错误； CD．打气10次后，由玻意耳定律知 解得，即球内气体的压强为，故C正确，D错误。 故选C 。 9．（多选）热学主要包含热力学和统计物理。热力学是其宏观理论，是实验规律。统计物理学是其微观描述方法，它通过物理简化模型，运用统计方法找出微观量与宏观量之间的关系。以下有关热学内容的叙述，正确的是（　　） A．知道阿伏加德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，就可以估算出该气体相邻分子间的平均距离 B．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 C．物体内部所有分子的分子动能的总和叫做物体的内能 D．热力学温度与摄氏温度的每一度表示的冷热差别是不相同的 【答案】AB 【详解】A．气体摩尔体积（为摩尔质量，为密度） 单个分子平均占据的体积 将每个分子占据的空间等效为立方体，边长就是相邻分子的平均距离，可以估算，故A正确； B．水分子间距接近平衡距离，压缩时分子间距小于，分子斥力随距离减小急剧增大，对外宏观表现为难以压缩，是分子斥力的宏观体现，故B正确； C．物体内能是所有分子的分子动能与分子势能的总和，仅分子动能总和不构成内能，故C错误； D．根据热力学温度与摄氏温度的关系可知，，即二者每一度的冷热差别完全相同，故D错误。 故选AB。 10．（多选）关于下列实验或现象的说法，正确的是（　　）              A．图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击的次数越少，布朗运动越不明显 B．图乙说明气体分子速率分布随温度变化，且 C．图丙用热针接触固体薄片背面，蜡熔化的范围呈椭圆形，说明固体薄片是单晶体 D．图丁中的现象说明水黾受到了浮力作用，且浮力与重力平衡 【答案】BC 【详解】A．图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击的次数越少，受到液体分子撞击越不平衡，布朗运动越明显，故A错误； B．图乙看出温度越高，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，可知，故B正确； C．图丙用热针接触固体薄片背面，蜡熔化的范围呈椭圆形，可知固体薄片具有各向异性，说明固体薄片是单晶体，故C正确； D．水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用，故D错误。 故选BC。 11．（多选）某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。经过多次实验，作出图像如图乙所示，则（　　） A．若增大气体体积时拉活塞速度过快，对应的图线是b B．若推拉活塞时手握住注射器，对应的图线是a C．若实验中有漏气，对应的图线是b D．若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体，对应的图线是c 【答案】AC 【详解】A．根据理想气体状态方程 可得 若增大气体体积时拉活塞速度过快，由于气体对外做功，气体温度将降低，图线的斜率将增大，则对应的图线是b，故A正确； B．若推拉活塞时手握住注射器含有气体的部分，则气体温度升高，图线的斜率将变小，则对应的图线是c，故B错误； C．若实验中有漏气，根据 可知图线的斜率将增大，则对应的图线是b，故C正确； D．若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体，设注射器和传感器连接细管中的气体体积为，则有 解得 则对应的图线是a，故D错误。 故AC。 12．（多选）如图所示，高度为3h、内部横截面积为S的绝热汽缸竖直放置，厚度均不计的绝热活塞a和导热活塞b封闭两部分理想气体甲、乙。初始时活塞a与汽缸底面之间的距离为h，两活塞之间的距离也为h，两部分气体和外界温度均为T0，大气压强为p0。现通过电热丝对气体甲缓慢加热，当活塞b到达汽缸口且卡扣对活塞b的总作用力为0.6p0S时停止加热并立即锁定活塞b，然后打开阀门P，区域乙的气体缓慢漏出，经过足够长的时间后，气体乙剩余的质量是原来质量的。已知活塞a的质量不计，活塞b的质量为（g为当地重力加速度），两活塞与汽缸之间接触良好且无摩擦，不计电热丝的体积，外界温度保持不变。则（　　） A．活塞b刚到汽缸口时，气体甲的温度为1.5T0 B．停止加热时，气体甲的温度为3.5T0 C．打开阀门且稳定后，活塞a到汽缸底部的距离为2h D．打开阀门且稳定后，气体甲的温度为2T0 【答案】BD 【详解】A．对活塞b受力分析，初始时b处于平衡状态，有 解得 活塞a质量不计，故 初始时甲、乙的体积分别为， b导热，乙的温度保持，活塞b刚到汽缸口时，b的平衡条件未发生变化，压强保持，则乙的体积保持，气体甲等压膨胀，气体甲的体积 对甲，由盖‑吕萨克定律，得 解得，故A错误； B．停止加热时，b受力平衡，有 解得 b导热，乙温度保持，做等温变化，对乙由玻意耳定律，得 代入得 解得 则两活塞之间的距离为。汽缸总高，则甲的体积 且 对甲，由理想气体状态方程，得 代入得 解得​，故B正确； C．打开阀门后，乙与大气相通，最终 温度仍为​，剩余的乙的质量为初始时的，故乙的物质的量 由理想气体状态方程 代入得 解得 则两活塞之间的距离为。因此活塞a到汽缸底部的距离为，故C错误； D．甲的物质的量不变，且， 由理想气体状态方程，得 代入得 解得，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 13．为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，某同学用气压计连通一个带有密封门的导热汽缸做成如图所示的装置，汽缸中PQ、MN两处设有固定卡环，厚度可忽略、密封良好的活塞可在其间无摩擦的滑动且不漏气。已知卡环MN下方汽缸的容积为V0，外界温度恒定，大气压强为p0，忽略气压计管道的容积。 (1)首先测量整个汽缸的体积，打开密封门，将活塞放至卡环MN处，然后关闭密封门，将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，此时气压计的示数，该过程中，内部气压减小的原因是___________（填“分子的平均动能减小”“分子的数密度减小”或“平均每个分子对器壁的作用力减小”）。 (2)由上述操作可得活塞在PQ处时汽缸的容积V1=___________。 (3)打开密封门，将待测固体A放入汽缸中，将活塞放至卡环MN处，然后关闭密封门，将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，此时气压计的示数，待测物体A的体积V=___________。 【答案】(1)分子的数密度减小 (2) (3) 【详解】（1）将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，气体的体积增大，分子数密度减小，压强减小。 （2）由玻意耳定律有 活塞在PQ 处时汽缸的容积为 （3）放入待测固体A后封闭，再将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，封闭气体依然发生等温膨胀，由玻意耳定律有 解得 14．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”） 【答案】(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。 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．制作水火箭是青少年科技活动的常见项目之一。某研究小组为了探究水火箭在充气与喷水过程中气体的热学规律，把水火箭的塑料容器竖直固定，其中A、C分别是塑料容器的充气口、喷水口，B是气压计，如图（a）所示。在室温环境下，容器内装入一定质量的水，此时容器内的气体体积为，压强为，现缓慢充气后压强变为，不计容器的容积变化。 (1)设充气过程中气体温度不变，求充入的气体在该室温环境下压强为时的体积。 (2)打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内气体从状态M变化到状态N，其压强p与体积V的变化关系如图（b）中实线所示，已知气体在状态N时的体积为，压强为。求气体在状态M与状态N时的热力学温度之比。 【详解】（1）设充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为V，充气过程中气体温度不变，则有 解得 （2）容器内气体从状态M变化到状态N，由理想气体的状态方程可得 可得 16．如图所示，一导热性能良好的汽缸竖直固定，光滑活塞将缸内的理想气体分成体积之比为1∶3的A、B两部分，B部分气体的压强为p，活塞重力产生的压强为0.1p，环境温度保持不变。因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞缓慢向上移动，当B中气体体积减小到原来的时，求： (1)漏气前A中气体的压强p1； (2)漏气后A中气体的压强p2； (3)B中漏出的气体和剩下气体质量的比值。 【详解】（1）B漏气前，对活塞分析 其中 解得漏气前A中气体的压强 （2）B中气体体积减为原来的时，A中气体体积变为原来的2倍，环境温度保持不变，对A气体，由玻意耳定律有 解得漏气后A中气体的压强 （3）漏气后，对活塞分析 解得 对B中气体，由玻意耳定律有 解得 B中漏出的气体和剩下气体质量的比值 17．2026年1月19日，神舟二十号飞船从中国空间站带回了一套“战功赫赫”的“飞天战袍”一一退役的舱外航天服。为检验此航天服的“气密性”，给真空状态的航天服充入体积为、压强为的氧气，使航天服内部压强，然后把航天服放入检测室，将检测室抽成真空密封。经过10小时通过压强传感器测出检测室内的压强。已知航天服的容积，检测室放入航天服后检测室剩余空腔的体积，整个过程温度不变。求： (1)给真空状态的航天服充入氧气的体积； (2)经10小时后，航天服内气体的压强； (3)经10小时后，若漏出气体的质量小于原有质量的1%，航天服的“气密性”合格，通过计算判断该航天服“气密性”是否合格。 【详解】（1）已知氧气的压强，航天服内部压强，航天服的容积，充气过程温度不变，对充入的氧气由玻意耳定律，得 解得 （2）已知检测室内的压强，检测室剩余空腔的体积，漏气后，气体分为航天服内、检测室内两部分，总气体温度不变，由玻意耳定律，得 解得 （3）同温下，理想气体的质量比等于物质的量比，结合理想气体状态方程 得漏出气体占比 解得 因此该航天服气密性合格。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $