第二章 气体、固体和液体 单元检测-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 本单元卷聚焦高中物理“气体、固体和液体”核心内容，通过选择、实验、解答题梯度设计，融合晶体结构、气体实验定律等知识点，强化物理观念与科学思维，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/46分|晶体各向异性（题1）、毛细现象（题2）、气体实验定律（题4-7）|结合天宫空间站（题3）、乌鲁木齐昼夜温差（题6）等真实情境，设置单选与多选梯度| |实验题|2题/10分|气体等温变化规律（题11-12）|注重实验操作分析（如漏气对图像影响），强化科学探究能力| |解答题|3题/44分|汽缸活塞模型（题13）、安全阀原理（题14）、变质量气体（题15）|综合应用玻意耳定律与理想气体状态方程，突出模型建构与科学推理，贴合高考命题趋势|

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．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内部原子（或分子）按一定的规则排列 B．多晶体内部的原子（或分子）排列是杂乱无章的，所以它没有熔点 C．同种元素的原子（或分子）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，是由于它的原子没有按空间点阵分布 2．已知水浸润玻璃，却不浸润塑料。现将内径相同、两端开口的细玻璃管和塑料管均竖直插入水中，液面稳定后，观察到两管内的液面情况可能正确的是（　　） A．B．C．D． 3.下列关于气体、液体和固体性质的说法,正确的是(　　) A.因为空气分子在永不停息地做无规则运动,故教室不需要经常开窗通风 B.在天宫空间站内,虽然处于失重环境,航天员仍能够用毛笔写字 C.浸润液体在毛细管中会上升,通常情况下,毛细管(足够长)越细,液体最大上升高度越低 D.大块塑料粉碎成形状相同的颗粒,每个颗粒即为一个单晶体 4．如图甲所示，一汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不可忽略的活塞。将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁无摩擦，活塞处于平衡状态。现保持温度不变，把汽缸向右倾斜90°（如图乙所示），达到平衡后，与原来相比（　　） A．气体的压强变大 B．气体的压强变小 C．气体的体积变大 D．气体的体积不变 5．如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的空气（可看作理想气体）。若玻璃管中水柱上升，则玻璃泡内气体的变化可能是（　　） A．温度降低，压强减小 B．温度升高，压强不变 C．温度升高，压强增大 D．温度不变，压强增大 6．乌鲁木齐市4月昼夜温差较大。清晨环境温度为7℃，王老师用活塞将一定质量的空气（可视为理想气体）封闭在水平固定的导热汽缸内，汽缸内气柱长度为；下午环境温度升高至21℃，王老师测得汽缸内气柱长度为，并将活塞固定；傍晚环境温度下降至14℃，汽缸内空气压强变为。已知外界大气压强始终为，活塞与汽缸间无摩擦且不漏气，下列关系式正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   7．如图所示，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．有关下列四幅图的说法正确的是（　　） A．甲图是发生在液体中的扩散现象，扩散现象不能发生在固体中 B．乙图中想要保存地下的水分，就要用磙子压紧土壤 C．丙图中的雷达定位用的是微波，因为波长短的电磁波，衍射现象不明显，传播的方向性好 D．丁图中的光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 9．某实验小组用如图所示的装置来探究气体的等温变化规律，带有刻度的注射器内封闭了一定质量的理想气体，推动活塞来改变管内气体的体积V，用压强传感器测出管内、外气体的压强差，多次改变V，测出多组与V的对应值，并做出的关系图像，下列说法正确的是（   ） A．每次气体的状态调整后，不能立即记录数据 B．实验要保持环境温度和大气压强不变，可用手握住注射器快速推拉活塞来做实验 C．若实验过程中环境的温度突然升高，则图像的斜率会增大 D．若关系图像的纵截距为b，则大气的压强为 10．如图所示，在两端开口的U形管中，下部有一段水银柱a，右侧直管内封闭气体上有一段水银柱b、若向左侧直管中沿管壁缓慢注入高为x的水银，则平衡后（　　） A．右侧直管内封闭气体的压强减小 B．右侧直管内封闭气体的体积不变 C．水银柱a两侧水银面的高度差增加 D．水银柱b升高 第II卷（非选择题） 本题共5小题，共54分。 二、实验题 11．（4分）某学习小组用图甲所示的装置做“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和______。 (2)实验中不断改变密封气体的压强，根据测得的密封气体的体积与压强的数据，做出图像如图乙所示。当气体压强增大到一定值后，发现依据实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离，则描绘的图线可能如图乙的______（填“A”或“B”）所示。 12．（6分）某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。 (1)下列实验操作中正确的是____________。 A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油 B．推拉活塞时，用手握住注射器气体部分 C．实验时缓慢移动活塞 D．实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器 (2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，作出图像。某同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，那么该同学可能得到的图像是图乙中的____________。 (3)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是____________（选填选项前下的字母）。 A．B．C．D． 三、解答题 13．（12分）如图甲所示，导热性能良好的汽缸静置于水平面上，汽缸内用一质量为、横截面积为S、厚度不计的光滑活塞密封一部分理想气体，稳定时，活塞位于汽缸中央位置。已知重力加速度为，大气压强，环境温度恒定不变。 (1)稳定时，求汽缸中气体压强。 (2)若将汽缸开口沿斜面向下静置于斜面上，如图乙所示，稳定后，活塞恰好位于汽缸开口处，求斜面倾角的正弦值。 14．（14分）弹簧式安全阀是一种自动泄压保护装置。某款安全阀接入容器后的结构简化图如图乙所示，导热性能良好的容器体积为，右下方为进气口，上端出气口与安全阀连接，安全阀内轻弹簧一端固定在阀管顶端，另一端连接轻质活塞，活塞横截面积为S，可无漏气、无摩擦地在阀管内移动；阀管上的泄压口始终与外界连通，与容器出气口距离为L。现测试其泄压参数，开始时封闭容器进气口，此时容器内气体压强为，温度为，活塞恰好在出气口处且弹簧处于原长，已知大气压强为，弹簧劲度系数为，始终处于弹性限度内。 (1)若使容器的温度缓慢升高，当恰好开始泄压时，容器内气体的压强和温度； (2)若往容器缓慢充入温度为，压强为的同种气体，求充入气体体积为多少时恰好开始泄压。 15．（18分）如图，一竖直放置的导热汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，，面积分别为2S、S，，轻杆长为。初始时系统处于平衡状态，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，环境温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度取） (1)求活塞间气体的压强； (2)若向活塞Ⅰ上方缓慢倒沙，求活塞Ⅰ刚运动到汽缸连接处时，倒入沙子的总质量； (3)若从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，当轻杆上的弹力大小增大到初始值的2倍时会断裂，为保证轻杆不断，求活塞间气体的最低温度。 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B B A A A D CD AC BD 1．A 【详解】A．晶体的各向异性本质是内部原子（或分子）按空间点阵规则排列，导致不同方向上的微粒排布密度、结合力等存在差异，最终表现为物理性质各向异性，故A正确； B．多晶体由大量取向杂乱的单晶体晶粒组成，单个晶粒内部的原子排列是规则的，且多晶体属于晶体，具有固定熔点，故B错误； C．同种元素的原子按不同结构排列时（如金刚石和石墨均由碳原子构成），空间结构差异会导致硬度、导电性等物理性质差异显著，故C错误； D．石墨属于晶体，其原子按层状空间点阵排列，硬度远低于金刚石是由于层与层之间的作用力很弱，易发生相对滑动，并非没有按空间点阵分布，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】水浸润玻璃管，所以管内液面比外面液面高，且液面下凹；水不浸润塑料管，所以管内液面比外面液面低，由于液体的表面张力，管内液面上凸。 故选B。 3．B 4．A 【详解】AB．对图甲中活塞进行分析，根据平衡条件有 解得 对图乙中活塞进行分析有 可知 即与原来相比，气体的压强变大，故A正确，B错误； CD．气体温度不变，根据玻意耳定律有 由于压强增大，则气体体积变小，故CD错误。 故选A。 5．A 【详解】设玻璃泡内压强和大气压强分别为、，水柱与液面高度差为，则有 化简得 玻璃管中水柱上升，则玻璃泡内气体的体积减小，玻璃泡内压强减小。 根据，可知温度降低。 故选A。 6．A 【详解】设活塞横截面为S,由等压变化有 解得 由等容变化 解得 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．CD 【详解】A．扩散现象是分子永不停息无规则运动的结果，扩散现象可以发生在气体、液体、固体中（例如长期叠放在一起的铅块和金块会互相渗透），故A错误； B．该内容考察毛细现象：土壤缝隙相当于毛细管，压紧土壤会让土壤缝隙变细，毛细作用更强，地下水分更易沿细毛细管上升到地表蒸发，反而流失水分；要保存地下水分，需要锄松表层土壤，破坏表层毛细管减少水分蒸发，故B错误； C．雷达定位使用微波，微波波长很短，衍射不明显，传播的方向性好、能量集中，适合远距离定位测距，故C正确； D．光敏电阻是常见的光电传感器，阻值会随光照强度改变，能够将光照强弱这个光学量，转换为电阻这个电学量，故D正确。 故选CD。 9．AC 【详解】A．每次气体的状态调整后，都要隔一段时间再记录数据，其目的是为了气体的温度与环境温度达到相同值，从而保证做等温变化，A正确； B．实验的过程要保持环境的温度和大气的压强不变才能探究气体的等温变化规律，若用手握住注射器的空气柱部分，然后快速的推拉活塞来改变气体的体积，气体的温度很难做等温变化，B错误； C．设大气压强为p0，由等温变化的规律可得 结合 可得 其中C、p0是常数，做出的关系图像是一条倾斜直线，气体做等温变化，若实验过程中环境的温度突然升高，C增大，关系图像的斜率增大，C正确； D．关系图像的纵截距为 则有，D错误。 故选AC。 10．BD 【详解】AB．左侧直管中注入水银前后，水银柱受力平衡，则有 重力和大气压力不变，所以右侧直管内封闭气体的压强不变，缓慢注入水银的过程，气体温度不变，由理想气体状态方程可知右侧直管内封闭气体的体积不变，故A错误，B正确； C．设水银柱两侧水银面的高度差为，以水银柱左侧蓝色部分为研究对象，如下图所示 设蓝色水银柱质量为，由受力平衡可得 可得 可知蓝色部分水银柱与水银柱的高度相等，即 左管注入水银后，水银柱的高度不变，所以不变，故C错误； D．水银柱两侧水银面的高度差不变，假设原来的水银柱不动，则左侧注入水银柱的高度为，右侧水银面上升，右侧直管中封闭空气体积不变，则水银柱上升，如下图所示 根据题意可知左侧直管中注入水银等于水银柱左右两端红色部分，即 可得 所以水银柱升高，故D正确。 故选BD。 11．(1)质量 (2)B 【详解】（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和质量。 （2）根据，可得，结合图像可知，若漏气，则减小，即图像的斜率减小，则图像为B。 12．(1)AC (2)a (3)BC 【详解】（1）A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油，以增加活塞的气密性，A正确； B．推拉活塞时，不能用手握住注射器气体部分，以防止气体温度升高，B错误； CD．实验时缓慢移动活塞，防止气体温度变化，C正确，D错误。 故选AC。 （2）同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，则气体的温度会升高，根据，则图像的斜率将变大，那么该同学可能得到的图像是图乙中的a。 （3）AB．由于实验操作和数据处理均正确，同体积情况下，则温度高对应压强大，pV乘积较大的是对应的T1图线，距离原点较远，故B正确，A错误； CD．根据，温度越高，对应的C值越大，则斜率越大，因T1较大，故C正确，D错误。 故选BC。 13．(1) (2) 【详解】（1）对图甲中的活塞进行分析，根据平衡条件有 解得 （2）对图乙中的活塞进行分析，根据平衡条件有 设汽缸的长为，根据玻意耳定律有 联立解得 14．(1)，； (2) 【详解】（1）活塞受力平衡有   解得   升温后体积   由理想气体状态方程有   解得   （2）充气过程为等温变化   解得 【点睛】 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）分析活塞和轻杆的受力，根据平衡条件有 得 （2）依题意初态有，末态有，缓慢倒沙的过程中封闭气体温度不变，由玻意耳定律有 得 设倒入沙子的总质量为，分析活塞、轻杆和沙子的受力，有 得 （3）从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，活塞下降，封闭气体做等压变化，轻杆上的弹力大小不变，直到活塞Ⅰ运动到汽缸连接处，之后温度继续降低，封闭气体体积不变，压强减小，轻杆上的弹力增大，设弹力恰增大到初始值的2倍时气体的压强为 初态，分析活塞Ⅰ的受力，此时杆对活塞Ⅰ的力为向下的拉力，有 得 末态，分析活塞Ⅱ的受力，此时杆对活塞Ⅱ的力为向下的支持力，有 得 对全程，由气态方程有 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 $