資源簡(jiǎn)介

模塊綜合試卷
一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1.在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步。下列表述符合物理學(xué)史實(shí)的是 (　　)
A.湯姆孫為了解釋黑體輻射現(xiàn)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(yīng)的規(guī)律，提出了光子說
C.貝可勒爾通過對(duì)天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)原子核是由質(zhì)子和中子組成的
D.玻爾大膽提出假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性
答案　B
解析　普朗克第一次提出了能量量子化理論，A錯(cuò)誤；愛因斯坦通過光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說，B正確；貝可勒爾沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子，C錯(cuò)誤；德布羅意大膽提出假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，D錯(cuò)誤。
2.下列說法正確的是 (　　)
A.云母片沿各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能是不相同的，叫作各向同性
B.毛細(xì)現(xiàn)象是液體的浸潤(或不浸潤)與表面張力共同作用的結(jié)果
C.兩端開口的細(xì)玻璃管豎直插入水中，管內(nèi)水面與管外水面一定是相平的
D.彩色液晶顯示器能夠顯示彩色，是因?yàn)橐壕У墓鈱W(xué)性質(zhì)具有各向同性的特點(diǎn)
答案　B
解析　云母片沿各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能是不相同的，叫作各向異性，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；毛細(xì)現(xiàn)象是液體的浸潤(或不浸潤)與表面張力共同作用的結(jié)果，選項(xiàng)B正確；兩端開口的細(xì)玻璃管豎直插入水中，由于毛細(xì)現(xiàn)象，且水浸潤玻璃，則管內(nèi)水面比管外水面高，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；彩色液晶顯示器能夠顯示彩色，是因?yàn)橐壕У墓鈱W(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
3.關(guān)于原子結(jié)構(gòu)、原子核的組成與性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是 (　　)
A.光電效應(yīng)現(xiàn)象說明了光具有粒子性，康普頓效應(yīng)說明了光具有波動(dòng)性
B.結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定
C.氫原子吸收或輻射光子的頻率條件是hν=En-Em(mD.β衰變中釋放的電子是原子的核外電子電離產(chǎn)生的
答案　C
解析　光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性，康普頓效應(yīng)也說明了光具有粒子性，故A錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，故B錯(cuò)誤；氫原子吸收或輻射光子的頻率條件是hν=En-Em(m4.(2023·深圳市高二期中)關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說法正確的是(　　)
A.圖甲中，狀態(tài)① 的溫度比狀態(tài)②的溫度低
B.圖甲中，兩條曲線如果完整，下方的面積不相等
C.由圖乙可知，當(dāng)分子間的距離從r2逐漸減小為r1時(shí)，分子力做正功
D.由圖乙可知，當(dāng)分子間的距離從r2逐漸減小為r0時(shí)，分子勢(shì)能不斷減小
答案　D
解析　由題圖甲知，①中速度大的分子占據(jù)比例較大，說明①對(duì)應(yīng)的平均動(dòng)能較大，故①對(duì)應(yīng)的溫度較高，故A錯(cuò)誤；由題圖甲可知，在兩種不同情況下曲線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，即相等，故B錯(cuò)誤；由題圖乙可知，當(dāng)分子間的距離從r2逐漸減小為r1時(shí)，分子力先為引力后為斥力，分子力先做正功再做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；當(dāng)分子間的距離從r2逐漸減小為r0時(shí)，分子力為引力，分子力做正功，分子勢(shì)能不斷減小，故D正確。
5.(2024·廣東省模擬)我國造船廠正式發(fā)布全球首型、世界最大核動(dòng)力集裝箱船型設(shè)計(jì)，它采用了第四代釷基堆型熔鹽反應(yīng)堆，具有更高的安全性、更少的核廢料、更長的使用壽命和更廣泛的能源應(yīng)用前景。在該反應(yīng)堆中，釷Th)核經(jīng)過一系列的衰變最終變成了鉛Pb)核，下列說法正確的是 (　　)
A.釷核包含有90個(gè)質(zhì)子和140個(gè)中子
B.釷核的比結(jié)合能大于鉛核的比結(jié)合能
C.釷核衰變?yōu)殂U核經(jīng)歷了6次α衰變和4次β衰變
D.釷核衰變?yōu)殂U核需要吸收能量
答案　C
解析　釷核包含有90個(gè)質(zhì)子，而其質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，則可知其中子數(shù)為232-90=142(個(gè))，故A錯(cuò)誤；鉛核比釷核穩(wěn)定，因此釷核的比結(jié)合能小于鉛核的比結(jié)合能，故B錯(cuò)誤；釷核變?yōu)殂U核，核子總數(shù)減少了24，說明發(fā)生了6次α衰變，同時(shí)將導(dǎo)致質(zhì)子數(shù)減少12，實(shí)際質(zhì)子數(shù)減少了8，說明還發(fā)生了4次β衰變，故C正確；釷核為天然放射性元素，其能自發(fā)進(jìn)行衰變，而自發(fā)進(jìn)行的衰變反應(yīng)都是釋放核能的反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。
6.太陽發(fā)射出的高能帶電粒子擊穿大氣層，并與大氣中的分子和原子相碰撞，使被撞擊的分子和原子處于激發(fā)狀態(tài)，恢復(fù)常態(tài)時(shí)，其激發(fā)的能量就以光能的形式發(fā)射出來，從而形成了絢麗多彩的極光。受大地磁爆影響，2023年12月1日北京上空罕見地出現(xiàn)了極光，已知此次出現(xiàn)的深紅色極光波長約為630 nm，真空中的光速為3×108 m/s，則 (　　)
A.極光是由分子和原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的
B.大氣層中的分子和原子可以吸收任意大小的能量發(fā)生躍遷
C.深紅色極光的頻率約為4.8×1011 Hz
D.對(duì)極光進(jìn)行光譜分析可以推測(cè)太陽的物質(zhì)組成
答案　A
解析　根據(jù)題意可知，極光是由分子和原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，故A正確；由玻爾原子理論可知，大氣層中的分子和原子只能吸收特定大小的能量發(fā)生躍遷，而不是任意大小的能量，故B錯(cuò)誤；根據(jù)題意，由公式c=λν可得，深紅色極光的頻率約為ν== Hz≈4.8×1014 Hz，故C錯(cuò)誤；對(duì)極光進(jìn)行光譜分析可以推測(cè)地球大氣的物質(zhì)組成，無法推測(cè)太陽的物質(zhì)組成，故D錯(cuò)誤。
7.(2023·廣州市高二期中)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)a→b、b→c、c→a三個(gè)過程后回到狀態(tài)a，其p-T圖像如圖所示，則該氣體 (　　)
A.在狀態(tài)a的內(nèi)能小于在狀態(tài)b的內(nèi)能
B.在狀態(tài)a分子的密集程度大于在狀態(tài)b的密集程度
C.在a→b→c過程中，外界對(duì)氣體做功為0
D.由狀態(tài)a經(jīng)歷三個(gè)過程后再回到狀態(tài)a的過程中，氣體從外界吸熱
答案　D
解析　狀態(tài)a與狀態(tài)b的溫度相同，理想氣體忽略分子勢(shì)能，則內(nèi)能相同，故A錯(cuò)誤；狀態(tài)a到狀態(tài)b溫度不變，壓強(qiáng)增大，則體積減小，所以在狀態(tài)a分子的密集程度小于在狀態(tài)b的密集程度，故B錯(cuò)誤；
在a→b過程中，體積減小，外界對(duì)氣體做功為Wab=(Va-Vb)，在b→c過程中，壓強(qiáng)不變，溫度升高，則體積增大，外界對(duì)氣體做功為Wbc=-pb(Vc-Vb)，在c→a過程，體積不變，外界對(duì)氣體做功為零，則有Va=Vc，由于0，即氣體從外界吸熱，故D正確。
二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8.(2021·天津卷)列車運(yùn)行的平穩(wěn)性與車廂的振動(dòng)密切相關(guān)，車廂底部安裝的空氣彈簧可以有效減振，空氣彈簧主要由活塞、氣缸及內(nèi)封的一定質(zhì)量的氣體構(gòu)成。上下乘客及劇烈顛簸均能引起車廂振動(dòng)，上下乘客時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換；劇烈顛簸時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換。若氣缸內(nèi)氣體視為理想氣體，在氣體壓縮的過程中 (　　)
A.上下乘客時(shí)，氣體的內(nèi)能不變
B.上下乘客時(shí)，氣體從外界吸熱
C.劇烈顛簸時(shí)，外界對(duì)氣體做功
D.劇烈顛簸時(shí)，氣體的溫度不變
答案　AC
9.a、b兩種可見光在同一光電效應(yīng)裝置中測(cè)得的光電流和電壓的關(guān)系如圖甲所示。圖乙為氫原子能級(jí)圖，已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間，下列說法正確的是 (　　)
A.a光的波長比b光的大
B.a光的光子動(dòng)量比b光的光子動(dòng)量大
C.若a光是從n=4躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光，則b光可能是從n=3躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光
D.用大量的E=12.5 eV的電子去轟擊基態(tài)的氫原子，最多只能得到一種可見光
答案　AD
解析　在題圖甲中，與b光相比a的遏止電壓更低，根據(jù)hν-W0=eUc可知a光的光子頻率更低，又由于c=λν可知a光的波長比b光的大，故A正確；p=，由于a光的波長比b光的大，因此a光的光子動(dòng)量比b光的光子動(dòng)量小，故B錯(cuò)誤；從n=4躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光子的能量E42=［-0.85-(-3.40)］eV=2.55 eV，從n=3躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光子的能量E32=［-1.51-(-3.40)］eV=1.89 eV，由于a光的光子頻率低，能量小，而E42>E32，因此若a光是從n=4躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光，則b光不可能是從n=3躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光，C錯(cuò)誤；用E=12.5 eV的電子去轟擊基態(tài)的氫原子，由于ΔE41=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV>E，則電子可獲得的能量最多可以躍遷到n=3的能級(jí)，向低軌道躍遷時(shí)，最多產(chǎn)生3種不同頻率的光，3種光子的能量分別為
ΔE1=E3-E2=-1.51 eV-(-3.40 eV)=1.89 eV，
ΔE2=E2-E1=-3.40 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV，
ΔE3=E3-E1=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV，
其中ΔE1對(duì)應(yīng)的是可見光，故D正確。
10.如圖所示，粗細(xì)相同、導(dǎo)熱良好的薄壁U形管左管開口豎直向上，管中裝有水銀，左管內(nèi)水銀面比右管內(nèi)水銀面高Δh=4 cm，左管內(nèi)水銀面到管口的距離h1=44 cm，右管內(nèi)封閉的空氣柱長度h2=22 cm。現(xiàn)用橫活塞把開口端封住，并緩慢推動(dòng)活塞，使左、右管內(nèi)水銀面平齊。已知大氣壓強(qiáng)恒為p0=76 cmHg，活塞可沿左管壁無摩擦地滑動(dòng)，推動(dòng)過程中氣體溫度始終不變，下列說法正確的是 (　　)
A.左管內(nèi)水銀面向下移動(dòng)的距離為2 cm
B.活塞向下移動(dòng)的距離為6 cm
C.穩(wěn)定后右管中氣體的壓強(qiáng)為88 cmHg
D.穩(wěn)定后固定活塞，若環(huán)境溫度緩慢降低，則左管內(nèi)水銀面逐漸高于右管內(nèi)水銀面
答案　AC
解析　根據(jù)題意可知，兩管粗細(xì)相同，初狀態(tài)時(shí)左管內(nèi)水銀面比右管內(nèi)水銀面高Δh=4 cm，末狀態(tài)時(shí)左、右管內(nèi)水銀面齊平，則左管內(nèi)水銀面向下移動(dòng)的距離和右管內(nèi)水銀面向上移動(dòng)的距離相等，均為2 cm，故A正確；根據(jù)題意可知，兩管粗細(xì)相同，設(shè)管的橫截面積為S，右管中氣體初狀態(tài)的壓強(qiáng)為p1=p0+ρgΔh=80 cmHg，體積為V1=h2S，設(shè)末狀態(tài)氣體壓強(qiáng)為p1'，體積為V1'=(h2-)S，由玻意耳定律有p1V1=p1'V1'，解得p1'=88 cmHg，由于末狀態(tài)左、右管內(nèi)水銀面齊平，則末狀態(tài)左管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2'=p1'=88 cmHg，設(shè)活塞向下移動(dòng)的距離為Δh'，則體積為V2'=(h1+-Δh')S，由玻意耳定律有p0h1S=p2'(h1+-Δh')S，解得Δh'=8 cm，故B錯(cuò)誤，C正確；假設(shè)環(huán)境溫度降低后，水銀面不變化，則兩部分氣體均做等容變化，Δp=p，由于穩(wěn)定后左、右管內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等，溫度相同，則溫度降低，兩管內(nèi)壓強(qiáng)減少量相等，則左、右管內(nèi)氣體壓強(qiáng)仍相等，水銀面不變，故D錯(cuò)誤。
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11.(8分)在用油膜法估測(cè)油酸分子的大小的實(shí)驗(yàn)中，小娜和小問同學(xué)組成的小組具體操作如下：
①取純油酸0.1 mL注入500 mL的容量瓶內(nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達(dá)到500 mL的刻度為止，搖動(dòng)容量瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達(dá)到1.0 mL為止，共滴了25滴；
③在邊長約30 cm的淺盤內(nèi)注入約2 cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴油酸酒精溶液，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，可以清楚地看出油膜輪廓；
④待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油膜的輪廓；
⑤將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，可以數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個(gè)數(shù)，小方格的邊長為L=1 cm。
(1)(2分)根據(jù)該小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可估算出油酸分子的直徑約為　　　　 m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。
(2)(4分)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，小娜同學(xué)滴下油酸酒精溶液后，痱子粉迅速散開形成如圖所示的“鋸齒”邊沿圖案，導(dǎo)致油膜沒有充分展開。
①出現(xiàn)該圖樣的可能原因是　　　　(選填選項(xiàng)前的字母)。
A.淺盤中裝的水量太多
B.痱子粉撒得太多，且厚度不均勻
C.淺盤太小導(dǎo)致油酸無法形成單分子層油膜
②若用此油膜作為依據(jù)進(jìn)行估測(cè)，則最終的測(cè)量結(jié)果將　　　　(選填“偏大”“偏小”或“無影響”)，經(jīng)過評(píng)估，該小組決定重做實(shí)驗(yàn)。
(3)(2分)實(shí)驗(yàn)中總會(huì)有各種意外，小問同學(xué)就在實(shí)驗(yàn)時(shí)細(xì)心地發(fā)現(xiàn)三位同學(xué)各有一個(gè)操作失誤，其中導(dǎo)致最后所測(cè)分子直徑偏大的是　　　　(選填選項(xiàng)前的字母)。
A.甲同學(xué)在配制油酸酒精溶液時(shí)，不小心把酒精倒多了一點(diǎn)
B.乙同學(xué)在計(jì)算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯(cuò)了一個(gè)注射器取一滴溶液滴在水面上，這個(gè)拿錯(cuò)的注射器的針管比原來的粗
C.丙同學(xué)計(jì)算油膜面積時(shí)，把所有半格左右的油膜都算成了一格
答案　(1)7×10-10　(2)①B　②偏大　(3)A
解析　(1)依題意，一滴溶液中純油酸的體積為V=× mL=8×10-6 mL，單分子層油膜的面積為S=116×1×10-4 m2=1.16×10-2 m2，
油酸分子直徑約為d=≈7×10-10 m
(2)①出現(xiàn)該圖樣的可能原因是痱子粉撒得太多，且厚度不均勻，故選B。
②依題意，油膜沒有充分展開，對(duì)應(yīng)的油膜面積偏小，根據(jù)d=，可知最終的測(cè)量結(jié)果將偏大。
(3)甲同學(xué)不小心把酒精倒多了一點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致油酸濃度比計(jì)算值小了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積比實(shí)際值大，由d=，可得最后所測(cè)的分子直徑偏大，故A正確；乙同學(xué)拿錯(cuò)的注射器的針管比原來的粗，一滴油酸酒精溶液的實(shí)際體積變大，一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積變大，對(duì)應(yīng)的油膜面積S變大，但體積V還是按原來細(xì)的算，由d=，可得最后所測(cè)的分子直徑偏小，故B錯(cuò)誤；丙同學(xué)把所有半格左右的油膜都算成了一格，計(jì)算出的油膜的面積S偏大，由d=，可得最后所測(cè)的分子直徑偏小，故C錯(cuò)誤。
12.(10分)(2023·東莞市高二期末)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律。已知壓力表通過細(xì)管與注射器內(nèi)的空氣柱相連，細(xì)管隱藏在柱塞內(nèi)部(未在圖中標(biāo)明)。從壓力表上讀取空氣柱的壓強(qiáng)，從注射器旁的刻度尺上讀取空氣柱的長度。
(1)(3分)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為判斷氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，　　　(填“需要”或“不需要”)測(cè)出空氣柱的橫截面積；
(2)(3分)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是　　　　；
A.為避免漏氣，可在柱塞上涂抹適量潤滑油
B.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)快速推拉柱塞，以免氣體進(jìn)入或漏出注射器
C.為方便推拉柱塞，應(yīng)用手握緊注射器再推拉柱塞
D.柱塞移至某位置時(shí)，應(yīng)快速記錄此時(shí)注射器內(nèi)氣柱的長度和壓力表的壓強(qiáng)值
(3)(4分)測(cè)得注射器內(nèi)封閉氣體的幾組壓強(qiáng)p和體積V的值后，以p為縱軸、為橫軸，作出圖像如圖乙所示。圖像向下彎曲的可能原因有　　　　。
A.實(shí)驗(yàn)過程中有進(jìn)氣現(xiàn)象
B.實(shí)驗(yàn)過程中有漏氣現(xiàn)象
C.實(shí)驗(yàn)過程中氣體溫度降低
D.實(shí)驗(yàn)過程中氣體溫度升高
答案　(1)不需要　(2)A　(3)BC
解析　(1)橫截面積相同，每一次體積的改變，只需要比較空氣柱長度的變化即可，故不需要測(cè)量空氣柱的橫截面積。
(2)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是在柱塞上涂上潤滑油防止漏氣，故A正確；若急速推拉柱塞，則有可能造成溫度變化，所以應(yīng)緩慢推拉柱塞，故B錯(cuò)誤；手握緊柱塞會(huì)導(dǎo)致溫度的變化，故C錯(cuò)誤；柱塞移至某位置時(shí)，應(yīng)等狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄此時(shí)注射器內(nèi)氣柱的長度和壓力表的壓強(qiáng)值，故D錯(cuò)誤。
(3)氣體溫度不變，由玻意耳定律得pV=c，整理得p=c，c由氣體的質(zhì)量和溫度決定，圖像向下彎曲，即斜率k=c減小，可能是氣體溫度降低或漏氣造成的，故選B、C。
13.(10分)(2024·廣東省模擬)現(xiàn)有一輛氣罐車能承受的最大壓強(qiáng)是33p0，某次在溫度為7 ℃時(shí)氣罐車內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)為21p0，已知?dú)夤捃嚨目傮w積為V，p0為大氣壓強(qiáng)，且T=273+t，求：
(1)(5分)該輛氣罐車能夠承受的最大溫度；
(2)(5分)用該氣罐車給體積為0.01V的氣瓶充氣，充好氣后氣瓶的壓強(qiáng)為10p0，充氣過程溫度不變，能充多少瓶氣。
答案　(1)167 ℃　(2)110
解析　(1)由查理定律得：=
其中p1=21p0，T1=273+t1=280 K，p2=33p0，聯(lián)立解得T2=440 K
根據(jù)T2=273+t2可得該輛氣罐車能夠承受的最大溫度為：t2=167 ℃
(2)設(shè)充氣過程溫度不變，能充n瓶氣，由玻意耳定律可知p1V=p3V+np3V'
其中p3=10p0，V'=0.01V
聯(lián)立解得：n=110
14.(12分)某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為：
①CN；
②NC+X
(1)(2分)寫出原子核X的元素符號(hào)、質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)；
(2)(4分)已知原子核H的質(zhì)量分別為mH =1.007 8 u，mC = 12.000 0 u，mN=13.005 7 u。1 u相當(dāng)于931 MeV的能量。求每發(fā)生一次上述聚變反應(yīng)①所釋放的核能(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；
(3)(6分)用上述輻射中產(chǎn)生的波長為λ = 4 × 10-7 m的單色光去照射逸出功為W0=3.0×10-19 J的金屬材料銫時(shí)，通過計(jì)算判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)？若能，求出產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，光在真空中的速度c=3×108 m/s，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
答案　(1He　(2)1.96 MeV　(3)能發(fā)生光電效應(yīng)　1.97×10-19 J
解析　(1)根據(jù)核反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒可得出X元素的電荷數(shù)為2，
根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒可得出X元素的質(zhì)量數(shù)為4，則X為He。
(2)由題知，質(zhì)量虧損為
Δm = mH+mC-mN=0.002 1 u，
ΔE=Δm×931 MeV≈1.96 MeV
(3)根據(jù)波長和能量的關(guān)系有E=h
解得E≈4.97×10-19 J，E>W0，
所以能發(fā)生光電效應(yīng)。
光電子的最大初動(dòng)能Ek=hν-W0=h-W0
解得Ek=1.97×10-19 J。
15.(14分)某孵化設(shè)備制造廠出廠了一些小雞孵化器，當(dāng)孵化器內(nèi)部的溫度和相對(duì)濕度適合時(shí)才能孵化出小雞。一次在檢測(cè)孵化器內(nèi)部性能時(shí)，工作人員往孵化器中加入一定質(zhì)量的某種氣體后密封，然后進(jìn)行一系列操作使氣體依次經(jīng)歷A→B→C→A的三個(gè)階段。該過程的p-T圖像可簡(jiǎn)化成如圖，已知pA=0.8×105 Pa，TA=300 K，VC=0.12 m3，TC=360 K。孵化器中的氣體可視為理想氣體。求：
(1)(4分)pB的大小；
(2)(10分)若B→C過程中氣體對(duì)外界做功2 000 J，則氣體從A→B→C→A的整個(gè)過程中是吸熱還是放熱？吸收或者放出的熱量是多少？
答案　(1)9.6×104 Pa　(2)吸熱　400 J
解析　(1)由題意可知A→B的過程為等容變化，由查理定律得=
又TB=TC，解得pB=9.6×104 Pa。
(2)C→A的過程為等壓變化，由蓋—呂薩克定律得=
解得VA=0.1 m3
C→A的過程，外界對(duì)氣體做功為
WCA=pC(VC-VA)=1 600 J
A→B的過程，外界對(duì)氣體不做功，WAB=0
氣體從A→B→C→A的整個(gè)過程W=WAB+WBC+WCA=-2 000 J+1 600 J=-400 J
由熱力學(xué)第一定律得ΔU=W+Q
又溫度不變，ΔU=0
解得Q=400 J
所以，氣體從A→B→C→A的整個(gè)過程吸熱，吸收的熱量為400 J。
答案精析
1.B　［普朗克第一次提出了能量量子化理論，A錯(cuò)誤；愛因斯坦通過光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說，B正確；貝可勒爾沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子，C錯(cuò)誤；德布羅意大膽提出假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，D錯(cuò)誤。］
2.B　［云母片沿各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能是不相同的，叫作各向異性，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；毛細(xì)現(xiàn)象是液體的浸潤(或不浸潤)與表面張力共同作用的結(jié)果，選項(xiàng)B正確；兩端開口的細(xì)玻璃管豎直插入水中，由于毛細(xì)現(xiàn)象，且水浸潤玻璃，則管內(nèi)水面比管外水面高，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；彩色液晶顯示器能夠顯示彩色，是因?yàn)橐壕У墓鈱W(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］
3.C　［光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性，康普頓效應(yīng)也說明了光具有粒子性，故A錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，故B錯(cuò)誤；氫原子吸收或輻射光子的頻率條件是hν=En-Em(m4.D　［由題圖甲知，①中速度大的分子占據(jù)比例較大，說明①對(duì)應(yīng)的平均動(dòng)能較大，故①對(duì)應(yīng)的溫度較高，故A錯(cuò)誤；由題圖甲可知，在兩種不同情況下曲線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，即相等，故B錯(cuò)誤；由題圖乙可知，當(dāng)分子間的距離從r2逐漸減小為r1時(shí)，分子力先為引力后為斥力，分子力先做正功再做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；當(dāng)分子間的距離從r2逐漸減小為r0時(shí)，分子力為引力，分子力做正功，分子勢(shì)能不斷減小，故D正確。］
5.C　［釷核包含有90個(gè)質(zhì)子，而其質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，則可知其中子數(shù)為232-90=142(個(gè))，故A錯(cuò)誤；鉛核比釷核穩(wěn)定，因此釷核的比結(jié)合能小于鉛核的比結(jié)合能，故B錯(cuò)誤；釷核變?yōu)殂U核，核子總數(shù)減少了24，說明發(fā)生了6次α衰變，同時(shí)將導(dǎo)致質(zhì)子數(shù)減少12，實(shí)際質(zhì)子數(shù)減少了8，說明還發(fā)生了4次β衰變，故C正確；釷核為天然放射性元素，其能自發(fā)進(jìn)行衰變，而自發(fā)進(jìn)行的衰變反應(yīng)都是釋放核能的反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。］
6.A　［根據(jù)題意可知，極光是由分子和原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，故A正確；由玻爾原子理論可知，大氣層中的分子和原子只能吸收特定大小的能量發(fā)生躍遷，而不是任意大小的能量，故B錯(cuò)誤；根據(jù)題意，由公式c=λν可得，深紅色極光的頻率約為ν== Hz≈4.8×1014 Hz，故C錯(cuò)誤；對(duì)極光進(jìn)行光譜分析可以推測(cè)地球大氣的物質(zhì)組成，無法推測(cè)太陽的物質(zhì)組成，故D錯(cuò)誤。］
7.D　［狀態(tài)a與狀態(tài)b的溫度相同，理想氣體忽略分子勢(shì)能，則內(nèi)能相同，故A錯(cuò)誤；狀態(tài)a到狀態(tài)b溫度不變，壓強(qiáng)增大，則體積減小，所以在狀態(tài)a分子的密集程度小于在狀態(tài)b的密集程度，故B錯(cuò)誤；
在a→b過程中，體積減小，外界對(duì)氣體做功為Wab=(Va-Vb)，在b→c過程中，壓強(qiáng)不變，溫度升高，則體積增大，外界對(duì)氣體做功為Wbc=-pb(Vc-Vb)，在c→a過程，體積不變，外界對(duì)氣體做功為零，則有Va=Vc，由于0，即氣體從外界吸熱，故D正確。］
8.AC
9.AD　［在題圖甲中，與b光相比a的遏止電壓更低，根據(jù)hν-W0=eUc可知a光的光子頻率更低，又由于c=λν可知a光的波長比b光的大，故A正確；p=，由于a光的波長比b光的大，因此a光的光子動(dòng)量比b光的光子動(dòng)量小，故B錯(cuò)誤；從n=4躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光子的能量E42=［-0.85-(-3.40)］eV=2.55 eV，從n=3躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光子的能量E32=［-1.51-(-3.40)］eV=1.89 eV，由于a光的光子頻率低，能量小，而E42>E32，因此若a光是從n=4躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光，則b光不可能是從n=3躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光，C錯(cuò)誤；用E=12.5 eV的電子去轟擊基態(tài)的氫原子，由于ΔE41=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV>E，則電子可獲得的能量最多可以躍遷到n=3的能級(jí)，向低軌道躍遷時(shí)，最多產(chǎn)生3種不同頻率的光，3種光子的能量分別為ΔE1=E3-E2=-1.51 eV-(-3.40 eV)=1.89 eV，ΔE2=E2-E1=-3.40 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV，ΔE3=E3-E1=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV，其中ΔE1對(duì)應(yīng)的是可見光，故D正確。］
10.AC　［根據(jù)題意可知，兩管粗細(xì)相同，初狀態(tài)時(shí)左管內(nèi)水銀面比右管內(nèi)水銀面高Δh=4 cm，末狀態(tài)時(shí)左、右管內(nèi)水銀面齊平，則左管內(nèi)水銀面向下移動(dòng)的距離和右管內(nèi)水銀面向上移動(dòng)的距離相等，均為2 cm，故A正確；根據(jù)題意可知，兩管粗細(xì)相同，設(shè)管的橫截面積為S，右管中氣體初狀態(tài)的壓強(qiáng)為p1=p0+ρgΔh=80 cmHg，體積為V1=h2S，設(shè)末狀態(tài)氣體壓強(qiáng)為p1'，體積為V1'=(h2-)S，由玻意耳定律有p1V1=p1'V1'，解得p1'=88 cmHg，由于末狀態(tài)左、右管內(nèi)水銀面齊平，則末狀態(tài)左管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2'=p1'=88 cmHg，設(shè)活塞向下移動(dòng)的距離為Δh'，則體積為V2'=(h1+-Δh')S，由玻意耳定律有p0h1S=p2'(h1+-Δh')S，解得Δh'=8 cm，故B錯(cuò)誤，C正確；假設(shè)環(huán)境溫度降低后，水銀面不變化，則兩部分氣體均做等容變化，Δp=p，由于穩(wěn)定后左、右管內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等，溫度相同，則溫度降低，兩管內(nèi)壓強(qiáng)減少量相等，則左、右管內(nèi)氣體壓強(qiáng)仍相等，水銀面不變，故D錯(cuò)誤。］
11.(1)7×10-10　(2)①B　②偏大　(3)A
解析　(1)依題意，一滴溶液中純油酸的體積為V=× mL=8×10-6 mL，單分子層油膜的面積為S=116×1×10-4 m2=1.16×10-2 m2，
油酸分子直徑約為d=≈7×10-10 m
(2)①出現(xiàn)該圖樣的可能原因是痱子粉撒得太多，且厚度不均勻，故選B。
②依題意，油膜沒有充分展開，對(duì)應(yīng)的油膜面積偏小，根據(jù)d=，可知最終的測(cè)量結(jié)果將偏大。
(3)甲同學(xué)不小心把酒精倒多了一點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致油酸濃度比計(jì)算值小了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積比實(shí)際值大，由d=，可得最后所測(cè)的分子直徑偏大，故A正確；乙同學(xué)拿錯(cuò)的注射器的針管比原來的粗，一滴油酸酒精溶液的實(shí)際體積變大，一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積變大，對(duì)應(yīng)的油膜面積S變大，但體積V還是按原來細(xì)的算，由d=，可得最后所測(cè)的分子直徑偏小，故B錯(cuò)誤；丙同學(xué)把所有半格左右的油膜都算成了一格，計(jì)算出的油膜的面積S偏大，由d=，可得最后所測(cè)的分子直徑偏小，故C錯(cuò)誤。
12.(1)不需要　(2)A　(3)BC
解析　(1)橫截面積相同，每一次體積的改變，只需要比較空氣柱長度的變化即可，故不需要測(cè)量空氣柱的橫截面積。
(2)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是在柱塞上涂上潤滑油防止漏氣，故A正確；若急速推拉柱塞，則有可能造成溫度變化，所以應(yīng)緩慢推拉柱塞，故B錯(cuò)誤；手握緊柱塞會(huì)導(dǎo)致溫度的變化，故C錯(cuò)誤；柱塞移至某位置時(shí)，應(yīng)等狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄此時(shí)注射器內(nèi)氣柱的長度和壓力表的壓強(qiáng)值，故D錯(cuò)誤。
(3)氣體溫度不變，由玻意耳定律得pV=c，整理得p=c，c由氣體的質(zhì)量和溫度決定，圖像向下彎曲，即斜率k=c減小，可能是氣體溫度降低或漏氣造成的，故選B、C。
13.(1)167 ℃　(2)110
解析　(1)由查理定律得：=
其中p1=21p0，T1=273+t1=280 K，p2=33p0，聯(lián)立解得T2=440 K
根據(jù)T2=273+t2可得該輛氣罐車能夠承受的最大溫度為：t2=167 ℃
(2)設(shè)充氣過程溫度不變，能充n瓶氣，由玻意耳定律可知p1V=p3V+np3V'
其中p3=10p0，V'=0.01V
聯(lián)立解得：n=110
14.(1He　(2)1.96 MeV　(3)能發(fā)生光電效應(yīng)　1.97×10-19 J
解析　(1)根據(jù)核反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒可得出X元素的電荷數(shù)為2，
根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒可得出X元素的質(zhì)量數(shù)為4，則X為He。
(2)由題知，質(zhì)量虧損為
Dm = mH+mC-mN=0.002 1 u，
DE=Dm×931 MeV≈1.96 MeV
(3)根據(jù)波長和能量的關(guān)系有E=h
解得E≈4.97×10-19 J，E>W0，
所以能發(fā)生光電效應(yīng)。
光電子的最大初動(dòng)能Ek=hν-W0=h-W0
解得Ek=1.97×10-19 J。
15.(1)9.6×104 Pa　(2)吸熱　400 J
解析　(1)由題意可知A→B的過程為等容變化，由查理定律得=
又TB=TC，解得pB=9.6×104 Pa。
(2)C→A的過程為等壓變化，
由蓋—呂薩克定律得=
解得VA=0.1 m3
C→A的過程，外界對(duì)氣體做功為
WCA=pC(VC-VA)=1 600 J
A→B的過程，外界對(duì)氣體不做功，WAB=0
氣體從A→B→C→A的整個(gè)過程W=WAB+WBC+WCA=-2 000 J+1 600 J=-400 J
由熱力學(xué)第一定律得ΔU=W+Q
又溫度不變，ΔU=0
解得Q=400 J
所以，氣體從A→B→C→A的整個(gè)過程吸熱，吸收的熱量為400 J。(共50張PPT)
模塊綜合試卷
一、單項(xiàng)選擇題
1.在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步。下列表述符合物理學(xué)史實(shí)的是
A.湯姆孫為了解釋黑體輻射現(xiàn)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(yīng)的規(guī)律，提出了光子說
C.貝可勒爾通過對(duì)天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)原子核是由質(zhì)子和中子組成的
D.玻爾大膽提出假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性
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普朗克第一次提出了能量量子化理論，A錯(cuò)誤；
愛因斯坦通過光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說，B正確；
貝可勒爾沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子，C錯(cuò)誤；
德布羅意大膽提出假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，D錯(cuò)誤。
2.下列說法正確的是
A.云母片沿各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能是不相同的，叫作各向同性
B.毛細(xì)現(xiàn)象是液體的浸潤(或不浸潤)與表面張力共同作用的結(jié)果
C.兩端開口的細(xì)玻璃管豎直插入水中，管內(nèi)水面與管外水面一定是相平的
D.彩色液晶顯示器能夠顯示彩色，是因?yàn)橐壕У墓鈱W(xué)性質(zhì)具有各向同性
的特點(diǎn)
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云母片沿各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能是不相同的，叫作各向異性，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
毛細(xì)現(xiàn)象是液體的浸潤(或不浸潤)與表面張力共同作用的結(jié)果，選項(xiàng)B正確；
兩端開口的細(xì)玻璃管豎直插入水中，由于毛細(xì)現(xiàn)象，且水浸潤玻璃，則管內(nèi)水面比管外水面高，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
彩色液晶顯示器能夠顯示彩色，是因?yàn)橐壕У墓鈱W(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
3.關(guān)于原子結(jié)構(gòu)、原子核的組成與性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是
A.光電效應(yīng)現(xiàn)象說明了光具有粒子性，康普頓效應(yīng)說明了光具有波動(dòng)性
B.結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定
C.氫原子吸收或輻射光子的頻率條件是hν=En-Em(mD.β衰變中釋放的電子是原子的核外電子電離產(chǎn)生的
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光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性，康普頓效應(yīng)也說明了光具有粒子性，故A錯(cuò)誤；
比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，故B錯(cuò)誤；
氫原子吸收或輻射光子的頻率條件是hν=En-Em(mβ衰變中釋放的電子是原子的核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和一個(gè)電子，故D錯(cuò)誤。
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4.(2023·深圳市高二期中)關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說法正確的是
A.圖甲中，狀態(tài)① 的溫度比狀態(tài)②的
溫度低
B.圖甲中，兩條曲線如果完整，下方
的面積不相等
C.由圖乙可知，當(dāng)分子間的距離從r2
逐漸減小為r1時(shí)，分子力做正功
D.由圖乙可知，當(dāng)分子間的距離從r2逐漸減小為r0時(shí)，分子勢(shì)能不斷減小
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由題圖甲知，①中速度大的分子占據(jù)比例較大，說明①對(duì)應(yīng)的平均動(dòng)能較大，故①對(duì)應(yīng)的溫度較高，故A錯(cuò)誤；
由題圖甲可知，在兩種不同情況下
曲線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，即相等，故B錯(cuò)誤；
由題圖乙可知，當(dāng)分子間的距離從r2逐漸減小為r1時(shí)，分子力先為引力后為斥力，分子力先做正功再做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；
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當(dāng)分子間的距離從r2逐漸減小為r0時(shí)，分子力為引力，分子力做正功，分子勢(shì)能不斷減小，故D正確。
5.(2024·廣東省模擬)我國造船廠正式發(fā)布全球首型、世界最大核動(dòng)力集裝箱船型設(shè)計(jì)，它采用了第四代釷基堆型熔鹽反應(yīng)堆，具有更高的安全性、更少的核廢料、更長的使用壽命和更廣泛的能源應(yīng)用前景。在該反應(yīng)堆中，釷Th)核經(jīng)過一系列的衰變最終變成了鉛Pb)核，下列說法正確的是
A.釷核包含有90個(gè)質(zhì)子和140個(gè)中子
B.釷核的比結(jié)合能大于鉛核的比結(jié)合能
C.釷核衰變?yōu)殂U核經(jīng)歷了6次α衰變和4次β衰變
D.釷核衰變?yōu)殂U核需要吸收能量
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釷核包含有90個(gè)質(zhì)子，而其質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，則可知其中子數(shù)為232-90=142(個(gè))，故A錯(cuò)誤；
鉛核比釷核穩(wěn)定，因此釷核的比結(jié)合能小于鉛核的比結(jié)合能，故B錯(cuò)誤；
釷核變?yōu)殂U核，核子總數(shù)減少了24，說明發(fā)生了6次α衰變，同時(shí)將導(dǎo)致質(zhì)子數(shù)減少12，實(shí)際質(zhì)子數(shù)減少了8，說明還發(fā)生了4次β衰變，故C正確；
釷核為天然放射性元素，其能自發(fā)進(jìn)行衰變，而自發(fā)進(jìn)行的衰變反應(yīng)都是釋放核能的反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。
6.太陽發(fā)射出的高能帶電粒子擊穿大氣層，并與大氣中的分子和原子相碰撞，使被撞擊的分子和原子處于激發(fā)狀態(tài)，恢復(fù)常態(tài)時(shí)，其激發(fā)的能量就以光能的形式發(fā)射出來，從而形成了絢麗多彩的極光。受大地磁爆影響，2023年12月1日北京上空罕見地出現(xiàn)了極光，已知此次出現(xiàn)的深紅色極光波長約為630 nm，真空中的光速為3×108 m/s，則
A.極光是由分子和原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的
B.大氣層中的分子和原子可以吸收任意大小的能量發(fā)生躍遷
C.深紅色極光的頻率約為4.8×1011 Hz
D.對(duì)極光進(jìn)行光譜分析可以推測(cè)太陽的物質(zhì)組成
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根據(jù)題意可知，極光是由分子和原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，故A正確；
由玻爾原子理論可知，大氣層中的分子和原子只能吸收特定大小的能量發(fā)生躍遷，而不是任意大小的能量，故B錯(cuò)誤；
根據(jù)題意，由公式c=λν可得，深紅色極光的頻率約為ν= Hz≈4.8×1014 Hz，故C錯(cuò)誤；
對(duì)極光進(jìn)行光譜分析可以推測(cè)地球大氣的物質(zhì)組成，無法推測(cè)太陽的物質(zhì)組成，故D錯(cuò)誤。
7.(2023·廣州市高二期中)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)a→b、b→c、c→a三個(gè)過程后回到狀態(tài)a，其p-T圖像如圖所示，則該氣體
A.在狀態(tài)a的內(nèi)能小于在狀態(tài)b的內(nèi)能
B.在狀態(tài)a分子的密集程度大于在狀態(tài)b的密集程度
C.在a→b→c過程中，外界對(duì)氣體做功為0
D.由狀態(tài)a經(jīng)歷三個(gè)過程后再回到狀態(tài)a的過程中，
氣體從外界吸熱
√
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狀態(tài)a與狀態(tài)b的溫度相同，理想氣體忽略分子勢(shì)能，則內(nèi)能相同，故A錯(cuò)誤；
狀態(tài)a到狀態(tài)b溫度不變，壓強(qiáng)增大，則體積減小，所以在狀態(tài)a分子的密集程度小于在狀態(tài)b的密集程度，故B錯(cuò)誤；
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在a→b過程中，體積減小，外界對(duì)氣體做功為Wab=(Va-Vb)，在b→c過程中，壓強(qiáng)不變，溫度升高，則體積增大，外界對(duì)氣體做功為Wbc=-pb(Vc-Vb)，在c→a過程，體積不變，外界對(duì)氣體做功為零，則有Va=Vc，由于由狀態(tài)a經(jīng)歷三個(gè)過程后再回到狀態(tài)a的過程中，ΔU=0，由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知Q>0，即氣體從外界吸熱，故D正確。
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二、多項(xiàng)選擇題
8.(2021·天津卷)列車運(yùn)行的平穩(wěn)性與車廂的振動(dòng)密切相關(guān)，車廂底部安裝的空氣彈簧可以有效減振，空氣彈簧主要由活塞、氣缸及內(nèi)封的一定質(zhì)量的氣體構(gòu)成。上下乘客及劇烈顛簸均能引起車廂振動(dòng)，上下乘客時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換；劇烈顛簸時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換。若氣缸內(nèi)氣體視為理想氣體，在氣體壓縮的過程中
A.上下乘客時(shí)，氣體的內(nèi)能不變 B.上下乘客時(shí)，氣體從外界吸熱
C.劇烈顛簸時(shí)，外界對(duì)氣體做功 D.劇烈顛簸時(shí)，氣體的溫度不變
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9.a、b兩種可見光在同一光電效應(yīng)裝置中測(cè)得的光電流和電壓的關(guān)系如圖甲所示。圖乙為氫原子能級(jí)圖，已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間，下列說法正確的是
A.a光的波長比b光的大
B.a光的光子動(dòng)量比b光的光子動(dòng)量大
C.若a光是從n=4躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)
出的光，則b光可能是從n=3躍遷
到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光
D.用大量的E=12.5 eV的電子去轟擊基態(tài)的氫原子，最多只能得到一種可見光
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在題圖甲中，與b光相比a的遏止電壓更低，根據(jù)hν-W0=eUc可知a光的光子頻率更低，又由于c=λν可知a光的波長比b光的大，故A正確；
p=，由于a光的波長比b光的大，因此a光的光子動(dòng)量比b光的光子動(dòng)量小，故B錯(cuò)誤；
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從n=4躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光子的能量E42=［-0.85-(-3.40)］eV=2.55 eV，從n=3躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光子的能量E32=［-1.51-(-3.40)］eV=1.89 eV，由于a光的光子頻率低，能量小，而E42>E32，因此若a光是從n=4躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光，則b光不可能是從n=3躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光，C錯(cuò)誤；
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用E=12.5 eV的電子去轟擊基態(tài)的氫原子，由于ΔE41=-0.85 eV-(-13.6 eV)
=12.75 eV>E，則電子可獲得的能量最多可以躍遷到n=3的能級(jí)，向低軌道躍遷時(shí)，最多產(chǎn)生3種不同頻率的光，3種光子的能量分別為
ΔE1=E3-E2=-1.51 eV-(-3.40 eV)
=1.89 eV，
ΔE2=E2-E1=-3.40 eV-(-13.6 eV)
=10.2 eV，
ΔE3=E3-E1=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV，
其中ΔE1對(duì)應(yīng)的是可見光，故D正確。
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10.如圖所示，粗細(xì)相同、導(dǎo)熱良好的薄壁U形管左管開口豎直向上，管中裝有水銀，左管內(nèi)水銀面比右管內(nèi)水銀面高Δh=4 cm，左管內(nèi)水銀面到管口的距離h1=44 cm，右管內(nèi)封閉的空氣柱長度h2=22 cm。現(xiàn)用橫活塞把開口端封住，并緩慢推動(dòng)活塞，使左、右管內(nèi)水銀面平齊。已知大氣壓強(qiáng)恒為p0=76 cmHg，活塞可沿左管壁無摩擦地滑動(dòng)，推動(dòng)過程中氣體溫度始終不變，
下列說法正確的是
A.左管內(nèi)水銀面向下移動(dòng)的距離為2 cm
B.活塞向下移動(dòng)的距離為6 cm
C.穩(wěn)定后右管中氣體的壓強(qiáng)為88 cmHg
D.穩(wěn)定后固定活塞，若環(huán)境溫度緩慢降低，則左管內(nèi)水銀面逐漸高于右管內(nèi)水銀面
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根據(jù)題意可知，兩管粗細(xì)相同，初狀態(tài)時(shí)左管內(nèi)水銀面比右管內(nèi)水銀面高Δh=4 cm，末狀態(tài)時(shí)左、右管內(nèi)水銀面齊平，則左管內(nèi)水銀面向下移動(dòng)的距離和右管內(nèi)水銀面向上移動(dòng)的距離相等，均為2 cm，故A正確；
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根據(jù)題意可知，兩管粗細(xì)相同，設(shè)管的橫截面積為S，右管中氣體初狀態(tài)的壓強(qiáng)為p1=p0+ρgΔh=80 cmHg，體積為V1=h2S，設(shè)末狀態(tài)氣體壓強(qiáng)為p1'，體積為V1'=(h2-)S，由玻意耳定律有p1V1=p1'V1'，解得p1'=88 cmHg，
由于末狀態(tài)左、右管內(nèi)水銀面齊平，則末狀態(tài)左管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2'=p1'=88 cmHg，設(shè)活塞向下移動(dòng)的距離為Δh'，則體積為V2'=(h1+-Δh')S，由玻意耳定律有p0h1S=
p2'(h1+-Δh')S，解得Δh'=8 cm，故B錯(cuò)誤，C正確；
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假設(shè)環(huán)境溫度降低后，水銀面不變化，則兩部分氣體均做等容變化，Δp=p，由于穩(wěn)定后左、右管內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等，溫度相同，則溫度降低，兩管內(nèi)壓強(qiáng)減少量相等，則左、右管內(nèi)氣體壓強(qiáng)仍相等，水銀面不變，故D錯(cuò)誤。
三、非選擇題
11.在用油膜法估測(cè)油酸分子的大小的實(shí)驗(yàn)中，小娜和小問同學(xué)組成的小組具體操作如下：
①取純油酸0.1 mL注入500 mL的容量瓶內(nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達(dá)到500 mL的刻度為止，搖動(dòng)容量瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達(dá)到1.0 mL為止，共滴了25滴；
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③在邊長約30 cm的淺盤內(nèi)注入約2 cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴油酸酒精溶液，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，可以清楚地看出油膜輪廓；
④待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油膜的輪廓；
⑤將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖
所示，可以數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個(gè)數(shù)，小方
格的邊長為L=1 cm。
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(1)根據(jù)該小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可估算出油酸分子的直徑約為　　　　　 m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。
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7×10-10
依題意，一滴溶液中純油酸的體積為V= mL
=8×10-6 mL，單分子層油膜的面積為S=116×1×
10-4 m2=1.16×10-2 m2，
油酸分子直徑約為d=≈7×10-10 m
(2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，小娜同學(xué)滴下油酸酒精溶液后，痱子粉迅速散開形成如圖所示的“鋸齒”邊沿圖案，導(dǎo)致油膜沒有充分展開。
①出現(xiàn)該圖樣的可能原因是　　(選填選項(xiàng)前的字母)。
A.淺盤中裝的水量太多
B.痱子粉撒得太多，且厚度不均勻
C.淺盤太小導(dǎo)致油酸無法形成單分子層油膜
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B
出現(xiàn)該圖樣的可能原因是痱子粉撒得太多，且厚度不均勻，故選B。
②若用此油膜作為依據(jù)進(jìn)行估測(cè)，則最終的測(cè)量結(jié)果將　　　(選填“偏大”“偏小”或“無影響”)，經(jīng)過評(píng)估，該小組決定重做實(shí)驗(yàn)。
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偏大
依題意，油膜沒有充分展開，對(duì)應(yīng)的油膜面積偏小，根據(jù)d=，可知最終的測(cè)量結(jié)果將偏大。
(3)實(shí)驗(yàn)中總會(huì)有各種意外，小問同學(xué)就在實(shí)驗(yàn)時(shí)細(xì)心地發(fā)現(xiàn)三位同學(xué)各有一個(gè)操作失誤，其中導(dǎo)致最后所測(cè)分子直徑偏大的是　　(選填選項(xiàng)前的字母)。
A.甲同學(xué)在配制油酸酒精溶液時(shí)，不小心把酒精倒多了一點(diǎn)
B.乙同學(xué)在計(jì)算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯(cuò)
了一個(gè)注射器取一滴溶液滴在水面上，這個(gè)拿錯(cuò)的注射器的針管比原
來的粗
C.丙同學(xué)計(jì)算油膜面積時(shí)，把所有半格左右的油膜都算成了一格
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甲同學(xué)不小心把酒精倒多了一點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致油酸濃度比計(jì)算值小了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積比實(shí)際值大，由d=，可得最后所測(cè)的分子直徑偏大，故A正確；
乙同學(xué)拿錯(cuò)的注射器的針管比原來的粗，一滴油酸酒精溶液的實(shí)際體積變大，一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積變大，對(duì)應(yīng)的油膜面積S變大，但體積V還是按原來細(xì)的算，由d=，可得最后所測(cè)的分子直徑偏小，故B錯(cuò)誤；
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丙同學(xué)把所有半格左右的油膜都算成了一格，計(jì)算出的油膜的面積S偏大，由d=，可得最后所測(cè)的分子直徑偏小，故C錯(cuò)誤。
12.(2023·東莞市高二期末)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律。已知壓力表通過細(xì)管與注射器內(nèi)的空氣柱相連，細(xì)管隱藏在柱塞內(nèi)部(未在圖中標(biāo)明)。從壓力表
上讀取空氣柱的壓強(qiáng)，從注射器旁的刻
度尺上讀取空氣柱的長度。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為判斷氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)
系，　　　　(填“需要”或“不需要”)
測(cè)出空氣柱的橫截面積；
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不需要
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橫截面積相同，每一次體積的改變，只需要比較空氣柱長度的變化即可，故不需要測(cè)量空氣柱的橫截面積。
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(2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是　　；
A.為避免漏氣，可在柱塞上涂抹適量潤滑油
B.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)快速推拉柱塞，以免氣體進(jìn)入或
漏出注射器
C.為方便推拉柱塞，應(yīng)用手握緊注射器再推
拉柱塞
D.柱塞移至某位置時(shí)，應(yīng)快速記錄此時(shí)注射器內(nèi)氣柱的長度和壓力表的
壓強(qiáng)值
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A
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為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是在柱塞上涂上潤滑油防止漏氣，故A正確；
若急速推拉柱塞，則有可能造成溫度變化，所以應(yīng)緩慢推拉柱塞，故B錯(cuò)誤；
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手握緊柱塞會(huì)導(dǎo)致溫度的變化，故C錯(cuò)誤；
柱塞移至某位置時(shí)，應(yīng)等狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄此時(shí)注射器內(nèi)氣柱的長度和壓力表的壓強(qiáng)值，故D錯(cuò)誤。
(3)測(cè)得注射器內(nèi)封閉氣體的幾組壓強(qiáng)p和體積V的值后，以p為縱軸、為橫軸，作出圖像如圖乙所示。圖像向下
彎曲的可能原因有　　　。
A.實(shí)驗(yàn)過程中有進(jìn)氣現(xiàn)象
B.實(shí)驗(yàn)過程中有漏氣現(xiàn)象
C.實(shí)驗(yàn)過程中氣體溫度降低
D.實(shí)驗(yàn)過程中氣體溫度升高
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BC
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氣體溫度不變，由玻意耳定律得pV=c，整理得p=c，c由氣體的質(zhì)量和溫度決定，圖像向下彎曲，即斜率k=c減小，可能是氣體溫度降低或漏氣造成的，故選B、C。
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13.(2024·廣東省模擬)現(xiàn)有一輛氣罐車能承受的最大壓強(qiáng)是33p0，某次在溫度為7 ℃時(shí)氣罐車內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)為21p0，已知?dú)夤捃嚨目傮w積為V，p0為大氣壓強(qiáng)，且T=273+t，求：
(1)該輛氣罐車能夠承受的最大溫度；
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答案　167 ℃
由查理定律得：
其中p1=21p0，T1=273+t1=280 K，p2=33p0，聯(lián)立解得T2=440 K
根據(jù)T2=273+t2可得該輛氣罐車能夠承受的最大溫度為：t2=167 ℃
(2)用該氣罐車給體積為0.01V的氣瓶充氣，充好氣后氣瓶的壓強(qiáng)為10p0，充氣過程溫度不變，能充多少瓶氣。
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答案　110
設(shè)充氣過程溫度不變，能充n瓶氣，由玻意耳定律可知p1V=p3V+np3V'
其中p3=10p0，V'=0.01V
聯(lián)立解得：n=110
14.某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為：
①N；
②C+X
(1)寫出原子核X的元素符號(hào)、質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)；
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答案　
根據(jù)核反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒可得出X元素的電荷數(shù)為2，
根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒可得出X元素的質(zhì)量數(shù)為4，則X為He。
(2)已知原子核的質(zhì)量分別為mH =1.007 8 u，mC = 12.000 0 u，mN=13.005 7 u。1 u相當(dāng)于931 MeV的能量。求每發(fā)生一次上述聚變反應(yīng)①所釋放的核能(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；
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由題知，質(zhì)量虧損為
Δm = mH+mC-mN=0.002 1 u，
ΔE=Δm×931 MeV≈1.96 MeV
(3)用上述輻射中產(chǎn)生的波長為λ = 4 × 10-7 m的單色光去照射逸出功為W0=3.0×10-19 J的金屬材料銫時(shí)，通過計(jì)算判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)？若能，求出產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，光在真空中的速度c=3×108 m/s，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
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根據(jù)波長和能量的關(guān)系有E=h
解得E≈4.97×10-19 J，E>W0，
所以能發(fā)生光電效應(yīng)。
光電子的最大初動(dòng)能Ek=hν-W0=h-W0
解得Ek=1.97×10-19 J。
15.某孵化設(shè)備制造廠出廠了一些小雞孵化器，當(dāng)孵化器內(nèi)部的溫度和相對(duì)濕度適合時(shí)才能孵化出小雞。一次在檢測(cè)孵化器內(nèi)部性能時(shí)，工作人員往孵化器中加入一定質(zhì)量的某種氣體后密封，然后進(jìn)行一系列操作使氣體依次經(jīng)歷A→B→C→A的三個(gè)階段。該過程的p-T圖像可簡(jiǎn)化成如圖，已知pA=0.8×105 Pa，TA=300 K，VC=0.12 m3，TC=360 K。孵化器中的氣體可視為理想氣體。求：
(1)pB的大小；
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由題意可知A→B的過程為等容變化，
由查理定律得
又TB=TC，解得pB=9.6×104 Pa。
(2)若B→C過程中氣體對(duì)外界做功2 000 J，則氣體從A→B→C→A的整個(gè)過程中是吸熱還是放熱？吸收或者放出的熱量是多少？
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C→A的過程為等壓變化，由蓋—呂薩克定律得
解得VA=0.1 m3
C→A的過程，外界對(duì)氣體做功為
WCA=pC(VC-VA)=1 600 J
A→B的過程，外界對(duì)氣體不做功，WAB=0
氣體從A→B→C→A的整個(gè)過程W=WAB+WBC+WCA=-2 000 J+1 600 J=-400 J
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由熱力學(xué)第一定律得ΔU=W+Q
又溫度不變，ΔU=0
解得Q=400 J
所以，氣體從A→B→C→A的整個(gè)過程吸熱，吸收的熱量為400 J。

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