資源簡介

模塊綜合試卷
(滿分：100分)
一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1.(2024·天津市第二南開學校期中)在物理學的發展過程中，許多物理學家的科學發現推動了人類歷史的進步。下列表述符合物理學史實的是 (　　)
A.湯姆孫為了解釋黑體輻射現象，第一次提出了能量量子化理論
B.愛因斯坦為了解釋光電效應的規律，提出了光子說
C.貝可勒爾通過對天然放射性的研究，發現原子核是由質子和中子組成的
D.玻爾大膽提出假設，認為實物粒子也具有波動性
2.自熱米飯盒內有一個發熱包，遇水發生化學反應而產生大量熱能，不需要明火，溫度可超過100 ℃，蓋上盒蓋便能在10~15分鐘內迅速加熱食品。自熱米飯盒的蓋子上有一個透氣孔，如果透氣孔堵塞，容易造成小型爆炸。下列有關自熱米飯盒爆炸的說法，正確的是 (　　)
A.自熱米飯盒爆炸，是盒內氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的結果
B.在自熱米飯盒爆炸的瞬間，盒內氣體內能增加
C.在自熱米飯盒爆炸的瞬間，盒內氣體溫度降低
D.自熱米飯盒爆炸前，盒內氣體溫度升高，標志著每一個氣體分子速率都增大了
3.(2023·高碑店市崇德實驗中學高二月考)“嫦娥五號”中有一塊“核電池”，在月夜期間提供電能的同時還能提供一定能量用于艙內溫度控制。“核電池”利用了的衰變，衰變方程為Y，下列說法正確的是 (　　)
A.比的中子數少4個
B.在月球上和在地球上半衰期相同
C.一個核衰變為釋放的核能為(mPu-mX)c2(c為真空中的光速)
D.發生的是α衰變，α射線具有極強的穿透能力，可用于金屬探傷
4.著名的“卡諾循環”是由卡諾于1824年提出的，它可用于分析熱機的工作過程。如圖所示，一定質量的理想氣體經過“卡諾循環”，從狀態A經過程AB、BC、CD、DA后又回到狀態A，其中，過程AB和CD為等溫過程，過程BC和DA為絕熱過程，下列說法正確的是 (　　)
A.AB過程中，氣體從外界吸熱并全部用來對外做功
B.BC過程中，因氣體既不吸熱也不放熱，故氣體的內能不變
C.CD過程中，因外界對氣體做功，故氣體的內能增大
D.DA過程中，氣體分子的平均動能減小
二、多項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得4分，有選錯的得0分。
5.(2023·福建廈門集美中學高二期中)分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關系圖線如圖所示(取無窮遠處分子勢能Ep=0)。若甲分子固定于坐標原點O，乙分子從某處(分子間的距離大于r0小于10r0)由靜止釋放，在分子力的作用下沿r正半軸靠近甲的過程中 (　　)
A.乙分子所受甲分子的引力逐漸增大
B.乙分子在靠近甲分子的過程中受到分子力先減小后增大
C.當乙分子距甲分子為r=r0時，乙分子的速度最大
D.當乙分子距甲分子為r=r0時，系統的分子勢能最小
6.封閉在氣缸內一定質量的理想氣體由狀態A變到狀態D，其體積V與熱力學溫度T的關系變化圖像如圖所示，其中O、A、D三點在同一直線上。在狀態變化的過程中，下列說法正確的是 (　　)
A.從A變化到B的過程中氣體的壓強增大
B.從B變化到C的過程中氣體體積增大，單位時間內與器壁單位面積碰撞的分子數減少
C.從A經B到C的兩個過程，氣體分子的平均動能都會增大
D.從A經B到C的過程中氣體的密度不斷減小
7.(2023·重慶市南開中學高二期中)如圖所示，氫原子在不同能級間發生a、b、c三種躍遷時，釋放光子的波長分別是λa、λb、λc，則下列說法正確的是 (　　)
A.從n=3能級躍遷到n=2能級時，電子的勢能減少，氫原子的能量減少
B.從n=2能級躍遷到n=1能級時，釋放光子的波長可表示為λc=
C.用11 eV的電子碰撞處于基態的氫原子時，氫原子一定不會發生躍遷
D.一群處于n=3能級的氫原子發生能級躍遷時，可輻射出3種能使逸出功為2.49 eV的金屬鈉發生光電效應的光子
8.(2023·銀川市北方民族大學附屬中學高二月考)用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應現象，實驗裝置示意圖如圖甲所示，實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示，圖線與橫軸交點的橫坐標為5.15×1014 Hz。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。則下列說法中正確的是 (　　)
A.欲測遏止電壓，應選擇電源右端為負極
B.如果實驗中入射光的頻率ν=7.00×1014 Hz，則產生的光電子的最大初動能約為1.2×10-19 J
C.減小照射光的強度，產生的光電子的最大初動能減小
D.當電源左端為正極時，滑動變阻器的滑片向右滑動，電流表的示數可能先增大，后不變
三、非選擇題：本題共7小題，共60分。
9.(4分)(2023·寧德市高二期末)國家重大科技基礎設施“中國散裂中子源”是研究中子特性、探測物質微觀結構和運動的科研裝置。應用該裝置進行的某次核反應，其核反應方程式為：HHe+　　　　。已知的質量為2.013 6 u，的質量為3.018 0 u，的質量為4.002 6 u，設空白線處的粒子為X，則X的質量為1.008 7 u，該反應釋放能量為　　　　MeV。(質量虧損釋放1 u的能量約931.5 MeV；結果保留三位有效數字)
10.(6分)(2023·濱州市高二月考)一定質量的理想氣體從狀態A變化到狀態B，再變化到狀態C，其狀態變化過程的p-V圖像如圖。已知該氣體在狀態A時的溫度為27 ℃。則
(1)在狀態B時的溫度是　　　　℃。
(2)從狀態B到狀態C過程中對外做功　　　　J。
(3)從狀態A到狀態C的過程中吸收　　　　J的熱量。
11.(5分)在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL油酸酒精溶液中有純油酸0.5 mL，用滴管向量筒內滴50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1 mL。若把一滴這樣的溶液滴入盛有水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面散開，穩定后形成單分子油膜的形狀如圖所示。(以下計算結果均保留2位有效數字)
(1)(1分)若每一小方格的邊長為10 mm，則油酸薄膜的面積約為 　　　　m2；
(2)(1分)一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為　　　　 m3；
(3)(1分)根據上述數據，估算出油酸分子的直徑約為　　　　 m；
(4)(2分)為了盡可能準確地估測出油酸分子的大小，下列措施可行的是　　　　。
A.油酸濃度適當大一些
B.油酸濃度適當小一些
C.油酸擴散后立即繪出輪廓圖
D.油酸擴散并待其形狀穩定后再繪出輪廓圖
12.(7分)(2023·廈門市高二期末)“用DIS研究在溫度不變時，一定質量氣體壓強與體積關系”的實驗裝置如圖所示。
(1)(1分)保持溫度不變，封閉氣體的壓強p用壓強傳感器測量，體積V由注射器刻度讀出。實驗前　　　(選填“需要”或“不需要”)對傳感器進行調零。
(2)(2分)某次實驗中，數據表格內第2次~第8次壓強沒有點擊記錄，但其他操作規范。根據表格中第1次和第9次數據，推測出第7次的壓強p7，其最接近的值是　　　　。
次數 1 2 3 4 5 6 7 8 9
壓強 p/kPa 100.1 p7 179.9
體積 V/m3 18 17 16 15 14 13 12 11 10
A.128.5 kPa B.138.4 kPa
C.149.9 kPa D.163.7 kPa
(3)(4分)若考慮到連接注射器與傳感器的軟管內氣體體積V0不可忽略，則封閉氣體的真實體積為　　　。從理論上講p- 圖像可能接近下列哪個圖 　　　　
13.(12分)(2023·日照市嵐山區一中高二月考)如圖，體積為V、內壁光滑的圓柱形導熱氣缸頂部有一質量和厚度均可忽略的活塞；氣缸內密封有溫度為2.4T0、壓強為1.2p0的理想氣體，p0和T0分別為大氣的壓強和溫度，已知：氣體內能U與熱力學溫度T的關系為U=αT，α為正的常量；容器內氣體的所有變化過程都是緩慢的，求：
(1)(4分)氣缸內氣體與大氣達到平衡時的體積V1；
(2)(8分)在活塞下降過程中，氣缸內氣體放出的熱量Q。
14.(12分)自2020年1月1日起，我國出廠小汽車強制安裝TPMS(胎壓監測系統)。汽車的胎壓常用巴(bar)作為單位，1巴(bar)=1 atm=1×105 Pa。某小汽車靜止時，TPMS顯示某一輪胎內的氣體溫度為-23 ℃，壓強為2.5 bar，行駛過程中TPMS顯示該輪胎內的氣體溫度為37 ℃，假定該輪胎的容積為30 L，且保持不變。阿伏伽德羅常數為NA=6.0×1023 mol-1，標準狀態(1 atm，0 ℃)下1 mol任何氣體的體積均為22.4 L，T=273+t(K)。求：
(1)(3分)該輪胎內氣體的分子數(結果保留兩位有效數字)；
(2)(4分)若輪胎氣壓超過3 bar時，則TPMS報警，通過計算說明小汽車行駛過程中TPMS是否報警；
(3)(5分)若報警，為了消除警報，需要放出部分氣體，則放出氣體的質量與原輪胎內氣體質量之比至少為多少；若不報警，則再充入氣體的質量與原輪胎氣體質量之比為多少時，TPMS就會報警(忽略充氣、放氣過程中的氣體溫度的變化)。
15.(14分)如圖，容積均為V的氣缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3，B中有一可自由滑動的活塞，面積為S，活塞的體積可忽略。初始時三個閥門均打開，活塞在B的底部；關閉K2、K3，通過K1給氣缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的4.5倍后關閉K1。已知室溫為27 ℃，A、B氣缸均導熱，重力加速度為g，T=273+t(K)。
(1)(6分)打開K2，穩定時活塞正好處于B氣缸的中間位置，求活塞的質量；
(2)(8分)接著打開K3，待活塞的位置穩定后，再緩慢降低氣缸內氣體的溫度，使其溫度分別降低20 ℃和50 ℃，分別求出穩定時兩狀態下活塞下方氣體的壓強。
答案精析
1.B　[普朗克為了解釋黑體輻射現象，第一次提出了能量量子化理論，A錯誤；愛因斯坦通過光電效應現象，提出了光子說，B正確；貝可勒爾通過對天然放射性的研究，發現原子核有復雜的結構，但沒有發現質子和中子，C錯誤；德布羅意大膽提出假設，認為實物粒子也具有波動性，D錯誤。]
2.C　[自熱米飯盒爆炸前，盒內氣體體積不變，分子間距離不變，分子間的作用力不變，故A錯誤；根據熱力學第一定律知，爆炸瞬間氣體對外界做功，其內能減少，溫度降低，故B錯誤，C正確；自熱米飯盒爆炸前，盒內氣體溫度升高，分子平均動能增大，但并不是每一個氣體分子速率都增大，故D錯誤。]
3.B　[根據質量數守恒與電荷數守恒可知238=234+n，94=m+2，解得m=92，n=4，的衰變方程為He，發生的是α衰變，比的中子數少2個，故A錯誤；半衰期與環境條件無關，不會受到陽光、溫度、電磁場等環境因素的影響，所以在月球上和在地球上半衰期相同，故B正確；此核反應過程中的質量虧損為Δm=mPu-mX-mY，釋放的核能為E=(mPu-mX-mY)c2，故C錯誤；α射線的穿透能力較差，不能用于金屬探傷，故D錯誤。]
4.A　[AB過程為等溫過程，內能不變，體積增大，氣體對外做功，故氣體從外界吸熱，氣體從外界吸熱并全部用來對外做功，故A正確；BC過程為絕熱過程，故氣體既不吸熱也不放熱，但氣體的體積增大，故氣體對外做功，則內能減小，故B錯誤；CD過程為等溫變化，內能不變，體積減小，外界對氣體做功，故氣體向外界放熱，故C錯誤；DA過程為絕熱過程，故氣體既不吸熱也不放熱，但氣體的體積減小，故外界對氣體做功，內能增大，則溫度升高，故氣體分子的平均動能增大，故D錯誤。]
5.ACD　[在靠近甲的過程中，根據分子間距減小，則乙分子所受甲分子的引力一直增大，故A正確；由題圖可知，甲分子與乙分子之間的相互作用力隨r的減小，先增大后減小，再增大，故B錯誤；當乙分子距甲分子為r=r0時，分子引力與分子斥力相等，繼續靠近，則斥力做負功，則當乙分子距甲分子為r=r0時，乙分子的速度最大，故C正確；當乙分子從開始到距甲分子為r=r0時，分子引力一直做正功，則乙分子的勢能一直減小，此時分子勢能最小，故D正確。]
6.AB　[從A變化到B的過程中，氣體的體積不變，溫度升高，根據查理定律可得=，氣體的壓強增大，故A正確；從B變化到C的過程中，氣體的溫度不變，體積增大，氣體密度減小，單位時間內與器壁單位面積碰撞的分子數減少，故B正確；從B變化到C的過程中，氣體的溫度不變，氣體分子的平均動能不變，故C錯誤；從A到B的過程中，氣體的體積不變，氣體的密度不變，故D錯誤。]
7.AB　[從n=3能級躍遷到n=2能級時，釋放能量，氫原子的能量減少，電子的勢能減少，動能增加，故A正確；由躍遷假設，可得h=E3-E2，h=E3-E1，h=E2-E1，解得λc=，故B正確；電子碰撞處于基態的氫原子時，電子會將一部分能量轉移給氫原子，如果這部分能量正好等于兩能級之間的能量差，則氫原子可以發生躍遷，故C錯誤；一群處于n=3能級的氫原子發生能級躍遷時，可以輻射出三種光子，其能量分別為ΔE1=E3-E2=1.89 eV，
ΔE2=E3-E1=12.09 eV，ΔE3=E2-E1=10.2 eV
根據光電效應方程可知，當入射光的光子能量大于金屬鈉的逸出功，才可以發生光電效應。所以這三種光子中只有兩種可以讓金屬鈉發生光電效應，故D錯誤。]
8.BD　[遏止電壓產生的電場對光電子起阻礙作用，則電源右端為正極，故A錯誤；根據圖像可知，銣的極限頻率νc=5.15×1014 Hz，根據hνc=W，得該金屬的逸出功大小W=3.41×10-19 J
根據光電效應方程Ekm=hν-W，當入射光的頻率為ν=7.00×1014 Hz時，則產生的光電子的最大初動能為Ekm≈1.2×10-19 J，故B正確；光電子的最大初動能與入射光的頻率和金屬的逸出功有關，與入射光的強度無關，故C錯誤； 當電源左端為正極時，將滑動變阻器的滑片向右滑動的過程中，電壓增大，光電流增大，當電流達到飽和電流時，不再增大，即電流表示數的變化可能是先增大，后不變，故D正確。]
9.n　18.9
解析　根據質量數和電荷數守恒可知，該核反應方程為
HHHen
該反應釋放能量為
ΔE=(2.013 6 u+3.018 0 u-4.002 6 u-1.008 7 u)×931.5 MeV≈18.9 MeV。
10.(1)-3　(2)81　(3)81
解析　(1)對于理想氣體，由圖像可知A→B為等容變化，由查理定律得=，則有=，解得tB=-3 ℃；
(2)由圖像可知B→C為等壓變化，則從狀態B到狀態C過程中對外做功，則W'=pΔV=2.7×105×0.3×10-3 J=81 J；
(3)由理想氣體狀態方程可知=，解得tC=27 ℃=tA，從A到C內能變化為0，即ΔU=0，氣體從狀態A到狀態C體積增大，對外做功，即W<0，W=-81 J，由熱力學第一定律ΔU=Q+W得Q=ΔU-W=0-(-81) J=81 J。
11.(1)8.0×10-3　(2)1.0×10-11　(3)1.3×10-9　(4)BD
解析　(1)每個小方格的面積為S1=1×10-4 m2，超過半格的按一格計算，小于半格的舍去，
由題圖可估算油酸薄膜的面積約為
S=80S1=80×10-4 m2=8.0×10-3 m2。
(2)一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積
V=××10-6 m3=1.0×10-11 m3。
(3)把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，則油酸分子的直徑約為d== m≈1.3×10-9 m。
(4)為能形成單分子油膜，油酸濃度應適當小一些；繪制輪廓圖應在油酸擴散并待其形狀穩定后進行，B、D正確，A、C錯誤。
12.(1)不需要　(2)C　(3)V+V0　D
解析　(1)實驗前不需要對傳感器進行調零，因為傳感器不調零，p- 圖線仍然是一條直線；
(2)根據表格，壓強和體積的乘積保持不變，第7次的壓強p7為
p7= kPa=150.15 kPa，與C選項最為接近，故選C；
(3)若考慮到連接注射器與傳感器的軟管內氣體體積V0不可忽略，則封閉氣體的真實體積為V+V0；
設被封閉氣體的初狀態體積為V初+V0，
末狀態的體積為V+V0，壓強為p，
根據玻意耳定律得p0=p
解得p=p0
當V趨向于零時
p=p0，D正確，A、B、C錯誤。
13.(1)V　(2)P0V+αT0
解析　(1)由理想氣體狀態方程得=，
解得V1=V
(2)在活塞下降過程中，活塞對氣體做的功為
W=p0(V-V1)，活塞剛要下降時，由理想氣體狀態方程得
=
解得T1=2T0，活塞下降過程中，氣體內能的變化量為
ΔU=α(T0-T1)，由熱力學第一定律ΔU=W+Q，
解得Q=-，
故氣體放出熱量為p0V+αT0。
14.(1)2.2×1024　(2)報警，計算過程見解析　(3)
解析　(1)設輪胎內氣體在標準狀態的體積為V0，根據理想氣體狀態方程有=，代入數據解得V0=81.9 L
則輪胎內氣體的分子數N=NA=NA≈2.2×1024
(2)汽車行駛過程中，輪胎內氣體做等容變化，根據查理定律有=，代入數據解得p2=3.1 bar>3.0 bar，所以行駛過程中會報警。
(3)由(2)分析可知，行駛過程中報警，則需放氣，設放出氣體體積為ΔV，根據玻意耳定律有p2V2=p3(V2+ΔV)
解得ΔV=V2，則==。
15.(1)　(2)見解析
解析　(1)打開K2，A、B兩氣缸內氣體均做等溫變化，根據玻意耳定律對A內氣體有p1V1=p2V2
p2===3p0
對B內氣體有p3V3=p4V4
p4===2p0
對活塞受力分析可得mg=p2S-p4S
可得m=
(2)打開K3，活塞上方氣體壓強變為p0，則活塞上移，移到氣缸B頂部時下方氣體壓強變為p5
下方氣體發生等溫變化，
根據玻意耳定律得p1V=p5·2V
解得p5=p0>p0
則說明溫度不變時活塞在氣缸上部，若降低溫度，活塞下方氣體壓強減小，當減到2p0時活塞與氣缸頂部恰好接觸無彈力，溫度為T1，活塞下方氣體發生等容變化，
由查理定律得=
T1= K
若再降低溫度，活塞下降，當剛好到達氣缸底部時溫度為T2，
根據理想氣體狀態方程得=
T2= K
當溫度降低20 ℃時，T3=280 K>T1
則活塞還在B氣缸上方，下方氣體發生等容變化=
解得p=2.1p0
當溫度降低50 ℃時，T4=250 K>T2
則活塞在氣缸中間某一位置，
設此時氣體壓強為p'，則p'S=p0S+mg
解得活塞下方氣體壓強p'=2p0。(共48張PPT)
模塊綜合試卷
一、單項選擇題
1.(2024·天津市第二南開學校期中)在物理學的發展過程中，許多物理學家的科學發現推動了人類歷史的進步。下列表述符合物理學史實的是
A.湯姆孫為了解釋黑體輻射現象，第一次提出了能量量子化理論
B.愛因斯坦為了解釋光電效應的規律，提出了光子說
C.貝可勒爾通過對天然放射性的研究，發現原子核是由質子和中子組成的
D.玻爾大膽提出假設，認為實物粒子也具有波動性
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普朗克為了解釋黑體輻射現象，第一次提出了能量量子化理論，A錯誤；
愛因斯坦通過光電效應現象，提出了光子說，B正確；
貝可勒爾通過對天然放射性的研究，發現原子核有復雜的結構，但沒有發現質子和中子，C錯誤；
德布羅意大膽提出假設，認為實物粒子也具有波動性，D錯誤。
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2.自熱米飯盒內有一個發熱包，遇水發生化學反應而產生大量熱能，不需要明火，溫度可超過100 ℃，蓋上盒蓋便能在10~15分鐘內迅速加熱食品。自熱米飯盒的蓋子上有一個透氣孔，如果透氣孔堵塞，容易造成小型爆炸。下列有關自熱米飯盒爆炸的說法，正確的是
A.自熱米飯盒爆炸，是盒內氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的
　結果
B.在自熱米飯盒爆炸的瞬間，盒內氣體內能增加
C.在自熱米飯盒爆炸的瞬間，盒內氣體溫度降低
D.自熱米飯盒爆炸前，盒內氣體溫度升高，標志著每一個氣體分子速率
　都增大了
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自熱米飯盒爆炸前，盒內氣體體積不變，分子間距離不變，分子間的作用力不變，故A錯誤；
根據熱力學第一定律知，爆炸瞬間氣體對外界做功，其內能減少，溫度降低，故B錯誤，C正確；
自熱米飯盒爆炸前，盒內氣體溫度升高，分子平均動能增大，但并不是每一個氣體分子速率都增大，故D錯誤。
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3.(2023·高碑店市崇德實驗中學高二月考)“嫦娥五號”中有一塊“核電池”，在月夜期間提供電能的同時還能提供一定能量用于艙內溫度控制。“核電池”利用了的衰變，衰變方程為Y，下列說法正確的是
A.比Pu的中子數少4個
B.在月球上和在地球上半衰期相同
C.一個核衰變為釋放的核能為(mPu-mX)c2(c為真空中的光速)
D.發生的是α衰變，α射線具有極強的穿透能力，可用于金屬探傷
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根據質量數守恒與電荷數守恒可知238=234+n，94=m+2，解得m=92，n=4，的衰變方程為He，發生的是α衰變，比的中子數少2個，故A錯誤；
半衰期與環境條件無關，不會受到陽光、溫度、電磁場等環境因素的影響，所以在月球上和在地球上半衰期相同，故B正確；
此核反應過程中的質量虧損為Δm=mPu-mX-mY，釋放的核能為E=(mPu-mX-mY)c2，故C錯誤；
α射線的穿透能力較差，不能用于金屬探傷，故D錯誤。
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4.著名的“卡諾循環”是由卡諾于1824年提出的，它可用于分析熱機的工作過程。如圖所示，一定質量的理想氣體經過“卡諾循環”，從狀態A經過程AB、BC、CD、DA后又回到狀態A，其中，過程AB和CD為等溫過程，過程BC和DA為絕熱過程，下列說法正確的是
A.AB過程中，氣體從外界吸熱并全部用來對外做功
B.BC過程中，因氣體既不吸熱也不放熱，故氣體的內能
　不變
C.CD過程中，因外界對氣體做功，故氣體的內能增大
D.DA過程中，氣體分子的平均動能減小
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√
AB過程為等溫過程，內能不變，體積增大，氣體對外
做功，故氣體從外界吸熱，氣體從外界吸熱并全部用
來對外做功，故A正確；
BC過程為絕熱過程，故氣體既不吸熱也不放熱，但氣
體的體積增大，故氣體對外做功，則內能減小，故B錯誤；
CD過程為等溫變化，內能不變，體積減小，外界對氣體做功，故氣體向外界放熱，故C錯誤；
DA過程為絕熱過程，故氣體既不吸熱也不放熱，但氣體的體積減小，故外界對氣體做功，內能增大，則溫度升高，故氣體分子的平均動能增大，故D錯誤。
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15
二、多項選擇題
5.(2023·福建廈門集美中學高二期中)分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關系圖線如圖所示(取無窮遠處分子勢能Ep=0)。若甲分子固定于坐標原點O，乙分子從某處(分子間的距離大于r0小于10r0)由靜止釋放，在分子力的作用下沿r正半軸靠近甲的過程中
A.乙分子所受甲分子的引力逐漸增大
B.乙分子在靠近甲分子的過程中受到分子力先減小后增大
C.當乙分子距甲分子為r=r0時，乙分子的速度最大
D.當乙分子距甲分子為r=r0時，系統的分子勢能最小
1
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√
√
√
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13
在靠近甲的過程中，根據分子間距減小，則乙分子
所受甲分子的引力一直增大，故A正確；
由題圖可知，甲分子與乙分子之間的相互作用力隨
r的減小，先增大后減小，再增大，故B錯誤；
當乙分子距甲分子為r=r0時，分子引力與分子斥力相等，繼續靠近，則斥力做負功，則當乙分子距甲分子為r=r0時，乙分子的速度最大，故C正確；
當乙分子從開始到距甲分子為r=r0時，分子引力一直做正功，則乙分子的勢能一直減小，此時分子勢能最小，故D正確。
14
15
6.封閉在氣缸內一定質量的理想氣體由狀態A變到狀態D，其體積V與熱力學溫度T的關系變化圖像如圖所示，其中O、A、D三點在同一直線上。在狀態變化的過程中，下列說法正確的是
A.從A變化到B的過程中氣體的壓強增大
B.從B變化到C的過程中氣體體積增大，單位時間內與器
　壁單位面積碰撞的分子數減少
C.從A經B到C的兩個過程，氣體分子的平均動能都會增大
D.從A經B到C的過程中氣體的密度不斷減小
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√
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√
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12
從A變化到B的過程中，氣體的體積不變，溫度升高，根據查理定律
可得=，氣體的壓強增大，故A正確；
從B變化到C的過程中，氣體的溫度不變，體積增大，氣體密度減小，單位時間內與器壁單位面積碰撞的分子數減少，故B正確；
從B變化到C的過程中，氣體的溫度不變，氣體分子的平均動能不變，故C錯誤；
從A到B的過程中，氣體的體積不變，氣體的密度不變，故D錯誤。
13
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15
7.(2023·重慶市南開中學高二期中)如圖所示，氫原子在不同能級間發生a、b、c三種躍遷時，釋放光子的波長分別是λa、λb、λc，則下列說法正確的是
A.從n=3能級躍遷到n=2能級時，電子的勢能減少，氫原子的能量減少
B.從n=2能級躍遷到n=1能級時，釋放光子的波長
　可表示為λc=
C.用11 eV的電子碰撞處于基態的氫原子時，氫原子一定不會發生躍遷
D.一群處于n=3能級的氫原子發生能級躍遷時，可輻射出3種能使逸出功
　為2.49 eV的金屬鈉發生光電效應的光子
√
√
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從n=3能級躍遷到n=2能級時，釋放能量，氫原
子的能量減少，電子的勢能減少，動能增加，
故A正確；
由躍遷假設，可得h=E3-E2，h=E3-E1，h=E2-E1，解得λc=，
故B正確；
電子碰撞處于基態的氫原子時，電子會將一部分能量轉移給氫原子，如果這部分能量正好等于兩能級之間的能量差，則氫原子可以發生躍遷，故C錯誤；
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一群處于n=3能級的氫原子發生能級躍遷時，
可以輻射出三種光子，其能量分別為
ΔE1=E3-E2=1.89 eV，ΔE2=E3-E1=12.09 eV，
ΔE3=E2-E1=10.2 eV
根據光電效應方程可知，當入射光的光子能量大于金屬鈉的逸出功，才可以發生光電效應。所以這三種光子中只有兩種可以讓金屬鈉發生光電效應，故D錯誤。
8.(2023·銀川市北方民族大學附屬中學高二月考)用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應現象，實驗裝置示意圖如圖甲所示，實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示，圖線與橫軸交點的橫坐標為5.15×1014 Hz。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。則下列說法中正確的是
A.欲測遏止電壓，應選擇電源右端為負極
B.如果實驗中入射光的頻率ν=7.00×1014 Hz，則
　產生的光電子的最大初動能約為1.2×10-19 J
C.減小照射光的強度，產生的光電子的最大初
　動能減小
D.當電源左端為正極時，滑動變阻器的滑片向右滑動，電流表的示數可能先
　增大，后不變
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√
√
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遏止電壓產生的電場對光電子起阻礙作
用，則電源右端為正極，故A錯誤；
根據圖像可知，銣的極限頻率νc=5.15×
1014 Hz，根據hνc=W，得該金屬的逸出
功大小W=3.41×10-19 J
根據光電效應方程Ekm=hν-W，當入射光的頻率為ν=7.00×1014 Hz時，則產生的光電子的最大初動能為Ekm≈1.2×10-19 J，故B正確；
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光電子的最大初動能與入射光的頻率和
金屬的逸出功有關，與入射光的強度無
關，故C錯誤；
當電源左端為正極時，將滑動變阻器的
滑片向右滑動的過程中，電壓增大，光電流增大，當電流達到飽和電流時，不再增大，即電流表示數的變化可能是先增大，后不變，故D正確。
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15
三、非選擇題
9.(2023·寧德市高二期末)國家重大科技基礎設施“中國散裂中子源”是研究中子特性、探測物質微觀結構和運動的科研裝置。應用該裝置進行的某次核反應，其核反應方程式為：HHe+　　。已知的質量為2.013 6 u，的質量為3.018 0 u，的質量為4.002 6 u，設空白線處的粒子為X，則X的質量為1.008 7 u，該反應釋放能量為　　　MeV。(質量虧損釋放1 u的能量約931.5 MeV；結果保留三位有效數字)
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18.9
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根據質量數和電荷數守恒可知，該核反應方程為HHen
該反應釋放能量為
ΔE=(2.013 6 u+3.018 0 u-4.002 6 u-1.008 7 u)×931.5 MeV≈18.9 MeV。
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15
10.(2023·濱州市高二月考)一定質量的理想氣體從狀
態A變化到狀態B，再變化到狀態C，其狀態變化過
程的p-V圖像如圖。已知該氣體在狀態A時的溫度為
27 ℃。則
(1)在狀態B時的溫度是　　　　℃。
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-3
對于理想氣體，由圖像可知A→B為等容變化，由查理定律得=，則有=，解得tB=-3 ℃；
(2)從狀態B到狀態C過程中對外做功　　　　J。
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81
由圖像可知B→C為等壓變化，則從狀態B到狀態C過程中對外做功，則W'=pΔV=2.7×105×0.3×10-3 J=81 J；
(3)從狀態A到狀態C的過程中吸收　　　　J的熱量。
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81
由理想氣體狀態方程可知=，解得tC=27 ℃=tA，從A到C內能
變化為0，即ΔU=0，氣體從狀態A到狀態C體積增大，對外做功，即W<
0，W=-81 J，由熱力學第一定律ΔU=Q+W得Q=ΔU-W=0-(-81) J=81 J。
11.在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL油酸酒精溶液中有純油酸0.5 mL，用滴管向量筒內滴50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1 mL。若把一滴這樣的溶液滴入盛有水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面散開，穩定
后形成單分子油膜的形狀如圖所示。(以下計算結果均
保留2位有效數字)
(1)若每一小方格的邊長為10 mm，則油酸薄膜的面積
約為 　　　　　m2；
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8.0×10-3
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每個小方格的面積為S1=1×10-4 m2，超過半格的
按一格計算，小于半格的舍去，
由題圖可估算油酸薄膜的面積約為
S=80S1=80×10-4 m2=8.0×10-3 m2。
15
(2)一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為　　　　　 m3；
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1.0×10-11
一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積
V=××10-6 m3=1.0×10-11 m3。
(3)根據上述數據，估算出油酸分子的直徑約為　　　　　 m；
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1.3×10-9
把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，則油酸分子的直徑
約為d== m≈1.3×10-9 m。
(4)為了盡可能準確地估測出油酸分子的大小，下列措施可行的是　　。
A.油酸濃度適當大一些
B.油酸濃度適當小一些
C.油酸擴散后立即繪出輪廓圖
D.油酸擴散并待其形狀穩定后再繪出輪廓圖
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BD
為能形成單分子油膜，油酸濃度應適當小一些；繪制輪廓圖應在油酸擴散并待其形狀穩定后進行，B、D正確，A、C錯誤。
12.(2023·廈門市高二期末)“用DIS研究在溫度不變時，
一定質量氣體壓強與體積關系”的實驗裝置如圖所示。
(1)保持溫度不變，封閉氣體的壓強p用壓強傳感器測量，
體積V由注射器刻度讀出。實驗前　　　　(選填“需要”
或“不需要”)對傳感器進行調零。
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不需要
實驗前不需要對傳感器進行調零，因為傳感器不調零，p- 圖線仍然
是一條直線；
(2)某次實驗中，數據表格內第2次~第8次壓強沒有點擊記錄，但其他操作規范。根據表格中第1次和第9次數據，推測出第7次的壓強p7，其最接近的值是　　　　。
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C
次數 1 2 3 4 5 6 7 8 9
壓強 p/kPa 100.1 p7 179.9
體積 V/m3 18 17 16 15 14 13 12 11 10
A.128.5 kPa B.138.4 kPa C.149.9 kPa D.163.7 kPa
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根據表格，壓強和體積的乘積保持不變，第7次的壓強p7為
p7= kPa=150.15 kPa，與C選項最為接近，故選C；
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(3)若考慮到連接注射器與傳感器的軟管內氣體體積V0不可忽略，則封閉氣體的真實體積為　　　。從理論上講p- 圖像可能接近下列哪個圖 　　
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V+V0
D
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若考慮到連接注射器與傳感器的軟管內氣體體積V0不可忽略，則封閉氣體的真實體積為V+V0；
設被封閉氣體的初狀態體積為V初+V0，末狀態的體積為V+V0，壓強為p，
根據玻意耳定律得p0=p
解得p=p0
當V趨向于零時p=p0，
D正確，A、B、C錯誤。
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13.(2023·日照市嵐山區一中高二月考)如圖，體積為V、內壁光滑的圓柱形導熱氣缸頂部有一質量和厚度均可忽略的活塞；氣缸內密封有溫度為2.4T0、壓強為1.2p0的理想氣體，p0和T0分別為大氣的壓強和溫
度，已知：氣體內能U與熱力學溫度T的關系為U=αT，α為正的
常量；容器內氣體的所有變化過程都是緩慢的，求：
(1)氣缸內氣體與大氣達到平衡時的體積V1；
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答案　V
由理想氣體狀態方程得=，解得V1=V
(2)在活塞下降過程中，氣缸內氣體放出的熱量Q。
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答案　P0V+αT0
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在活塞下降過程中，活塞對氣體做的功為W=p0(V-V1)，活
塞剛要下降時，由理想氣體狀態方程得=
解得T1=2T0，活塞下降過程中，氣體內能的變化量為ΔU=
α(T0-T1)，
由熱力學第一定律ΔU=W+Q，解得Q=-，故氣體放出
熱量為p0V+αT0。
15
14.自2020年1月1日起，我國出廠小汽車強制安裝TPMS(胎壓監測系統)。汽車的胎壓常用巴(bar)作為單位，1巴(bar)=1 atm=1×105 Pa。某小汽車靜止時，TPMS顯示某一輪胎內的氣體溫度為-23 ℃，壓強為2.5 bar，行駛過程中TPMS顯示該輪胎內的氣體溫度為37 ℃，假定該輪胎的容積為30 L，且保持不變。阿伏伽德羅常數為NA=6.0×1023 mol-1，標準狀態(1 atm，0 ℃)下1 mol任何氣體的體積均為22.4 L，T=273+t(K)。求：
(1)該輪胎內氣體的分子數(結果保留兩位有效數字)；
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答案　2.2×1024
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設輪胎內氣體在標準狀態的體積為V0，根據理想氣體狀態方程有
=，代入數據解得V0=81.9 L，則輪胎內氣體的分子數N=NA=
NA≈2.2×1024
15
(2)若輪胎氣壓超過3 bar時，則TPMS報警，通過計算說明小汽車行駛過程中TPMS是否報警；
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答案　報警，計算過程見解析
汽車行駛過程中，輪胎內氣體做等容變化，根據查理定律有=，
代入數據解得p2=3.1 bar>3.0 bar，所以行駛過程中會報警。
(3)若報警，為了消除警報，需要放出部分氣體，則放出氣體的質量與原輪胎內氣體質量之比至少為多少；若不報警，則再充入氣體的質量與原輪胎氣體質量之比為多少時，TPMS就會報警(忽略充氣、放氣過程中的氣體溫度的變化)。
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答案　
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由(2)分析可知，行駛過程中報警，則需放氣，設放出氣體體積為ΔV，根據玻意耳定律有
p2V2=p3(V2+ΔV)
解得ΔV=V2，則==。
15
15.如圖，容積均為V的氣缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3，B中有一可自由滑動的活塞，面積為S，活塞的體積可忽略。初始時三個閥門均打開，活塞在B的底部；關閉K2、K3，通過K1給氣缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的4.5倍后關閉K1。已知室溫為27 ℃，A、B氣缸均
導熱，重力加速度為g，T=273+t(K)。
(1)打開K2，穩定時活塞正好處于B氣缸的中間位置，求
活塞的質量；
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答案　
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打開K2，A、B兩氣缸內氣體均做等溫變化，根據玻意耳定律
對A內氣體有p1V1=p2V2
p2===3p0
對B內氣體有p3V3=p4V4
p4===2p0
對活塞受力分析可得mg=p2S-p4S
可得m=
14
15
(2)接著打開K3，待活塞的位置穩定后，再緩慢降低氣缸內氣體的溫度，使其溫度分別降低20 ℃和50 ℃，分別求出穩定時兩狀態下活塞下方氣體的壓強。
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答案　見解析
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打開K3，活塞上方氣體壓強變為p0，則活塞上移，移到氣缸B頂部時下方氣體壓強變為p5
下方氣體發生等溫變化，
根據玻意耳定律得p1V=p5·2V
解得p5=p0>p0
則說明溫度不變時活塞在氣缸上部，若降低溫度，活塞下方氣體壓強減小，當減到2p0時活塞與氣缸頂部恰好接觸無彈力，溫度為T1，
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活塞下方氣體發生等容變化，
由查理定律得=，T1= K
若再降低溫度，活塞下降，當剛好到達氣缸底部時
溫度為T2，
根據理想氣體狀態方程得=
T2= K
當溫度降低20 ℃時，T3=280 K>T1，則活塞還在B氣缸上方，下方氣
體發生等容變化=
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解得p=2.1p0
當溫度降低50 ℃時，T4=250 K>T2
則活塞在氣缸中間某一位置，
設此時氣體壓強為p'，則p'S=p0S+mg
解得活塞下方氣體壓強p'=2p0。
14
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