全优课堂·物理·选择性必修第三册(人教版) 试题及答案 第1-5章 达标检测卷

第一章达标检测卷一、选择题(本题共11小题，每小题5分，共55分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求)1．我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害．矿物燃料燃烧排放的烟尘是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法中正确的是()A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动C．PM2.5的运动轨迹是由气流的运动决定的D．PM2.5必然有内能【答案】D【解析】PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，A错误；PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，B错误；PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，C错误；PM2.5内部的热运动不可能停止，故PM2.5必然有内能，D正确．2．咸菜焖猪肉是五华人非常喜欢的一道客家菜，但腌制咸菜并不简单．把萝卜腌成咸菜通常需要几天，而把萝卜炒熟，使之具有相同的咸味，只需几分钟．造成这种差别的主要原因是()A．盐的分子很小，容易进入萝卜中 B．盐分子间有相互作用的斥力C．萝卜分子间有空隙，易扩散 D．炒菜时温度高，分子热运动激烈【答案】D【解析】萝卜腌成咸菜或炒成熟菜，具有了咸味，是由于盐分子扩散引起的，炒菜时温度高，分子热运动激烈，扩散得快，故只有D正确．3．(2024年秦皇岛期中)氧气分子在温度为0℃和100℃下的速率分布如图所示，eq\f(ΔN,N)是分子数所占的比例，由图中信息可得到的正确结论是()A．不同温度下，最大比例的速率区间相同B．氧气分子速率都呈“两头多，中间少”的分布C．100℃的氧气中，速率大的分子比例较多D．有分子速率为零，说明温度为绝对零度【答案】C【解析】由图可知，不同温度下，最大比例的速率区间不同，A错误；氧气分子速率都呈“两头少，中间多”的分布，B错误；100℃的氧气中，速率大的分子比例较多，C正确；绝对零度不可能达到，D错误．4．雨滴下落，温度逐渐升高，在这个过程中，下列说法中正确的是()A．雨滴内分子的势能都在减小，动能在增大 B．雨滴内每个分子的动能都在不断增大C．雨滴内水分子的平均速率不断增大 D．雨滴内水分子的势能在不断增大【答案】C【解析】雨滴下落，雨滴内分子间的距离不变，则分子势能不变，雨滴的速度增大，动能在增大，故A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高时雨滴内水分子的平均动能增大，但分子的运动是无规则的，不是每个分子的动能都在增大，故B错误；温度升高时雨滴内水分子的平均动能增大，故C正确；雨滴内水分子的势能不变，故D错误．5．将液体分子看作是球体，且分子间的距离可忽略不计，则已知某种液体的摩尔质量M，该液体的密度ρ以及阿伏加德罗常数NA，可得该液体分子的半径为()A．eq\r(3,\f(3M,4πρNA)) B．eq\r(3,\f(3MNA,4πρ))C．eq\r(3,\f(6M,πρNA)) D．eq\r(3,\f(6MNA,πρ))【答案】A【解析】根据将液体分子看作是球体，且分子间的距离可忽略不计的模型可知，阿伏加德罗常数NA个液体分子体积之和等于摩尔体积，求出分子体积，再由球的体积公式求出分子的半径．液体的摩尔体积为V＝eq\f(M,ρ)，由题，液体分子看作是球体，且分子间的距离可忽略不计，则液体分子的体积为V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M,ρNA)，由V0＝eq\f(4,3)πr3得r＝eq\r(3,\f(3M,4πρNA))，A正确．6．(2024年烟台期中)下列说法中正确的是()A．1克100℃的水的内能等于1克100℃的水蒸气的内能B．水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的引力增大，斥力减小C．分子间的距离r存在某一值r0，当r>r0时，分子间引力小于斥力，当r<r0时，分子间斥力小于引力D．在一定温度下，大量气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律【答案】D【解析】1克100℃的水需要吸收热量才能变为1克100℃的水蒸气，故1克100℃的水的内能小于1克100℃的水蒸气的内能，A错误；水分子在气态下引力、斥力忽略不计，凝结成液态，分子间距减小，引力和斥力同时增大，B错误；分子间的距离r存在某一值r0，当r>r0时，分子间引力大于斥力，当r<r0时，分子间斥力大于引力，C错误；任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律，D正确．7．分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的．分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示，r0为分子间的平衡位置．下列说法正确的是()A．当r＝r0分子势能最小B．当分子间的距离从r1增大到r0的过程中，分子间作用力做负功C．r＝r1，分子间作用力最大D．当分子间的距离从0.6r0增大到10r0的过程中，分子势能一直增大【答案】A【解析】由图可知，当r＝r0分子势能最小，A正确；当分子间的距离从r1增大到r0的过程中，分子势能减小，分子间作用力做正功，B错误；Ep-r图像斜率的绝对值表示分子间作用力大小，由图可知，当r＝r1时，Ep-r图像斜率的绝对值不是最大值，故r＝r1，分子间作用力不是最大，C错误；由图可知，当分子间的距离从0.6r0增大到10r0的过程中，分子势能先减小后增大，D错误．8．下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是()A．分子间距离减小时分子势能一定减小B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C．温度越高，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例越大D．分子间同时存在引力和斥力，随分子距离的增大，分子间的引力和斥力都会减小【答案】BCD【解析】当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小斥力做负功分子势能增大，分子间距的增大时反之，A错误；物体的温度越高，分子热运动的平均动能增大，物体中分子无规则运动越剧烈，B正确；根据麦克斯韦统计规律可知，温度越高，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例越大，故C正确；分子间距离增大时，斥力和引力都减小，分子间距离减小时，斥力和引力都增大，但斥力增大得快，D正确．9．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是() 甲 乙 丙 丁A．图甲中分子并不是球形，但可以当作球形处理，这是一种估算方法B．图乙中微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动C．图丙中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等D．图丁中0℃和100℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点【答案】ACD【解析】图甲是油膜法估测分子的大小，图中分子并不是球形，但可以当作球形处理，这是一种估算方法，A正确；图乙中显示的是布朗运动，是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，故B错误；图丙中，当两个相邻的分子间距离为r0时，分子力为零，此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等，故C正确；图丁是分子在不同温度下的速率分布规律的图解，0℃和100℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，故D正确．10．(2024年邢台期中)某大学课题组制备出了一种超轻气凝胶，该气凝胶刷新了目前世界上最轻材料的纪录，其弹性和吸油能力很强，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度比空气密度小．设气凝胶的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为kg/mol)，阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是()A．a千克气凝胶所含的分子数为aNA B．每个气凝胶分子的直径为eq\r(3,\f(NAρ,M))C．气凝胶的摩尔体积为eq\f(M,ρ) D．每一个气凝胶分子的体积为eq\f(M,NAρ)【答案】CD【解析】a千克气凝胶的摩尔数为n＝eq\f(a,M)，a千克气凝胶所含的分子数为N＝nNA＝eq\f(a,m)NA，A错误；气凝胶的摩尔体积为Vmol＝eq\f(M,ρ)，1mol气凝胶中含有NA个分子，故每个气凝胶分子的体积为V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,NAρ)，设每个气凝胶分子的直径为d，则V0＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(3)，联立解得d＝eq\r(3,\f(6M,πNAρ))，B错误，C、D正确．11．自热米饭因其便利性，深受广大户外运动爱好者喜欢．自热米饭盒内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，盖上盒盖便能在10～15分钟内迅速加热食品．自热米饭盒的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸．有关自热米饭盒爆炸的说法，错误的是()A．自热米饭盒爆炸，是盒内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果B．在自热米饭盒爆炸的瞬间，盒内气体内能增加C．在自热米饭盒爆炸的瞬间，盒内气体温度降低D．自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，标志着每一个气体分子速率都增大了【答案】ABD【解析】自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，由分子动理论知，体积不变，气体分子间分子力(引力)可忽略不计，分子间相互作用力不变，A错误；根据热力学第一定律，爆裂前气体温度升高，内能应增大，突然爆裂的瞬间气体对外界做功，其内能应减少，温度也会有所下降，B错误，C正确；自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，分子平均动能增加，但并不是每一个气体分子速率都增大，D错误．二、非选择题(本题共5小题，共45分)12．(5分)(2023年文山州期末)某同学做布朗运动实验，得到某个观测记录如图所示．(1)图中记录的是________．A．某个分子无规则运动的情况B．某个微粒做无规则运动的轨迹C．某个微粒做无规则运动的速度—时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线(2)该同学为证实“温度越高布朗运动越激烈”，他在一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，他认为这一现象就有力地说明了“温度越高布朗运动越激烈”，你的看法是_____________________.(评价该同学这种证明方法的对错及原因分析)【答案】(1)D(2)见解析【解析】(1)布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，A错误；既然运动是无规则的，故微粒没有固定的运动轨迹，B错误；对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，无法确定其在某一个时刻的速度，也就无法描绘其速度—时间图线，该图只是按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线，C错误，D正确．(2)这种做法不能证实“温度越高布朗运动越激烈”，因为胡椒粉是由于热水的对流而运动的，而对流是靠宏观流动实现的热传递过程，在对流过程中伴有大量分子的定向运动，胡椒粉的翻滚是有一定规律的，它不是布朗运动．13．(10分)在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动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，直到量筒内液面达到1mL为止，恰好共滴了100滴；③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．(1)这种估测方法是将每个分子视为________，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为______________，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸__________m3，油膜面积为__________m2，求得的油酸分子直径为______________m．(结果全部保留2位有效数字)【答案】(1)球形单分子油膜直径(2)4.0×10-128.1×10-34.9×10-10【解析】(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝eq\f(1,100)×eq\f(0.1,250)mL＝4.0×10-6mL＝4.0×10-12m3，形成油膜的面积S＝1×(67＋14)cm2＝8.1×10-3m2，油酸分子的直径d＝eq\f(V,S)≈4.9×10-10m.14．(10分)很多轿车中有安全气囊以保障驾乘人员的安全．轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V＝56L，囊中氮气密度ρ＝2.5kg/m3，已知氮气摩尔质量M＝0.028kg/mol，取阿伏加德罗常数NA＝6×1023mol-1.试估算：(1)囊中氮气分子的总个数N；(2)囊中氮气分子间的平均距离．(结果保留1位有效数字)解：(1)设N2的物质的量为n，则n＝eq\f(ρV,M)，氮气的分子总数N＝eq\f(ρV,M)NA，代入数据得N＝3×1024个．(2)每个分子所占的空间为V0＝eq\f(V,N)，设分子间平均距离为a，则有V0＝a3，即a＝eq\r(3,V0)＝eq\r(3,\f(V,N))，代入数据得a≈3×10-9m．15．(10分)位于我国吉林松花江畔的石化厂曾经发生爆炸事故，大量含苯的有毒物质流入松花江，造成空前的环境灾难．这些有毒物质最终进入鄂霍次克海．其中苯不溶于水，比水的密度小，会在海面上漂浮形成单分子“苯膜”，污染大面积的海域．(已知苯的摩尔质量M＝78kg/mol，密度ρ＝0.88×103kg/m3，取阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol-1).试计算1吨苯大约会污染面积为多少平方公里的海洋？(保留1位有效数字)解：苯的摩尔体积V＝eq\f(M,ρ)，每个苯分子的体积V′＝eq\f(V,NA)，设苯分子直径为D，则eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))eq\s\up12(3)＝V′，D＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))＝eq\r(3,\f(6×78,3.14×0.88×103×6.02×1023))m≈1.4×10-10m，污染面积S＝eq\f(m,ρD)＝eq\f(1×103,0.88×103×1.4×10-10)m2＝8×109m2＝8×103km2.16．(10分)一个高约为2.8m，面积约为10m的两人办公室，若只有一人吸了一根烟．求：(结果保留两位有效数字．人正常呼吸一次吸入气体300cm3，一根烟大约吸10次，标准状况下空气的摩尔体积Vmol＝22.4L/mol)(1)估算被污染的空气分子间的平均距离；(2)另一个不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子．解：(1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积为10×300cm3，含有空气分子数n＝eq\f(10×300×10-6,22.4×10-3)×6.02×1023个≈8.1×1022个，办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为eq\f(8.1×1022,10×2.8)个/m3≈2.9×1021个/m3，每个被污染的分子所占体积为V＝eq\f(1,2.9×1021)m3，所以平均距离L＝eq\r(3,V)＝7.0×10-8m.(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为N＝2.9×1021×300×10-6个＝8.7×1017个．第二章达标检测卷一、选择题(本题共11小题，每小题5分，共55分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求)1．下列关于固体的说法中，正确的是()A．晶体熔化时，温度不变，但内能变化B．单晶体一定是单质，有确定的几何形状，有确定的熔点C．多晶体没有确定的几何形状，也没有确定的熔点D．晶体都是各向异性的，而非晶体都是各向同性的【答案】A【解析】晶体具有一定的熔点，在熔化时温度保持不变，但要不断地吸收热量，改变分子间的距离，所以内能也要发生变化，故A正确；单晶体具有确定的几何形状，有确定的熔点，单晶体可以是单质，也可以是化合物，比如食盐、雪花等，B错误；多晶体没有确定的几何形状，但有确定的熔点，C错误；多晶体也是各向同性的，单晶体具有各向异性，D错误．2．下列现象中，不能说明液体存在表面张力的是()A．吹出的肥皂泡成球形B．硬币能漂浮于水面上C．滴入水中的红墨水很快散开D．在完全失重的环境下，熔化的金属能收缩成标准的球形【答案】C【解析】吹出的肥皂泡成球形是由于表面张力的作用，故A不符合题意；硬币能漂浮于水面上，是由于表面张力的作用，故B不符合题意；滴入水中的红墨水很快散开，是自由扩散的结果，与表面张力无关，故C符合题意；在完全失重的环境下，熔化的金属能收缩成标准的球形，是由于表面张力的作用，故D不符合题意．3．如图，密封的桶装薯片从上海带到拉萨后密封膜盖子凸起．若两地温度相同，则桶内的气体压强p和分子平均动能Ek的变化情况是()A．p增大、Ek增大 B．p增大、Ek不变C．p减小、Ek增大 D．p减小、Ek不变【答案】D【解析】两地温度相同，则分子平均动能不变；由玻意耳定律可知桶内气体的体积增大、压强减小，D正确．4．(2024年沧州月考)肺活量是衡量人体呼吸功能的一个重要指标，是指人能够呼出的气体在标准大气压p0下的最大体积．一同学设计了如图所示的装置测量自己的肺活量，竖直放置的汽缸中有一与汽缸壁接触良好的活塞，活塞上方放有重物，活塞由于卡槽作用在汽缸中静止不动，插销K处于打开状态，汽缸中活塞下方空间的体积为V0，该同学用尽全力向吹嘴吹气后，关闭插销K，最终活塞下方空间的体积变为eq\f(3,2)V0，已知外界大气压强为p0，活塞的面积为S，活塞及上方重物的总重力G＝eq\f(1,2)p0S，汽缸的导热性能良好，不计一切摩擦，则该同学的肺活量为()A．eq\f(3,4)V0 B．V0C．eq\f(5,4)V0 D．eq\f(3,2)V0【答案】C【解析】设该同学呼出的气体在标准大气压p0下的体积为V，把该同学呼出的气体和活塞下方汽缸中原有的气体作为研究对象，有p0V0＋p0V＝p·eq\f(3,2)V0，其中p＝p0＋eq\f(G,S)＝eq\f(3,2)p0，解得V＝eq\f(5,4)V0，故选C．5．下列说法正确的是()A．雨水没有透过伞布是因为液体表面存在张力B．1g、100℃的水与1g、100℃的水蒸气相比较，分子热运动的平均动能与分子的总动能不相同C．玻璃上附着水发生浸润现象的原因是附着层里的分子比水内部平均距离大，所以分子间表现为引力D．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征【答案】A【解析】雨水在布料上形成一层薄膜，由于液体表面存在张力，雨水在表面张力作用下没有透过伞布，故A正确；分子热运动的平均动能与温度有关，温度越高，绝大部分的分子热运动越剧烈，分子热运动的平均动能越大，100℃的水与100℃的水蒸气温度相同，故分子热运动的平均动能相同，又因为均为1g，分子总数相同，故总动能也相同，故B错误；浸润现象产生的原因是附着层内分子间距比液体内部分子间距小，分子间作用力表现为引力的缘故，故C错误；晶体有单晶体和多晶体，单晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征，而多晶体没有规则形状，各向同性，故D错误．6．一定质量的理想气体发生一系列的变化，下列不可能实现的是()A．气体的压强和体积均增加，气体的温度降低B．气体的压强增加、温度升高，气体的体积减小C．气体的压强、体积均增加，同时温度升高D．气体的压强、体积均减小，同时温度降低【答案】A【解析】根据理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝C可知，若气体的压强增加、体积增加，则气体的温度升高，A错误，符合题意，C正确，不符合题意；若气体的压强增加、体积减小，则气体的温度可能升高，可能降低，也可能不变，B正确，不符合题意．若气体的压强、体积均减小，则气体的温度一定降低，D正确，不符合题意．7．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V-T图上如图所示，则()A．在过程AC中，气体的压强不断变小B．在过程CB中，气体的压强不断变小C．在状态A时，气体的压强最大D．在状态B时，气体的压强最大【答案】D【解析】气体的AC变化过程是等温变化，由pV＝C可知，体积减小，压强增大，故A错误．在CB变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由eq\f(p,T)＝C可知，温度升高，压强增大，故B错误．综上所述，在ACB过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故C错误，D正确．8．甲、乙、丙、丁四位同学组成合作学习小组，对晶体和液晶的特点展开了讨论．他们的说法正确的是()A．甲说，晶体有单晶体和多晶体，单晶体有天然规则的几何形状B．乙说，多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有固定的熔点C．丙说，液晶就是液态的晶体，其光学性质与多晶体相似，具有各向异性D．丁说，液晶在分子结构上是一种介于固体和液体之间的中间态，它具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性【答案】AD【解析】单晶体具有确定的几何形状，无论是多晶体还是单晶体都有固定的熔点，故A正确，B错误；液晶像液体一样具有流动性，但不能说它是液态的晶体，它的光学性质具有各向异性，故C错误，D正确．9．住在海边的小明，跟几个朋友自驾去某高原沙漠地区游玩，下列相关说法正确的是()A．出发前给汽车轮胎充气，气压不宜过高，因为汽车高速行驶时胎压会增大B．小明在下雨时发现，雨水流过车窗时留有痕迹，说明水对玻璃是浸润的C．到了高原地区，小明发现，尽管气温变化不大，但车上带的矿泉水瓶变得更鼓胀了，这是瓶内空气压强变大的缘故D．小明发现在晴天大风刮起时，沙漠会黄沙漫天，海上不会水雾漫天，这是因为水具有表面张力的缘故【答案】AB【解析】出发前给汽车轮胎充气，气压不宜过高，因为汽车高速行驶时若遇到凹陷的道路，汽车对地面的压力增大，导致胎压会增大，A正确；小明在下雨时发现，雨水流过车窗时留有痕迹，说明水对玻璃是浸润的，B正确；到了高原地区，小明发现，尽管气温变化不大，但车上带的矿泉水瓶变得更鼓胀了，这是由于高原的大气压强减小的缘故，C错误；小明发现在晴天大风刮起时，沙漠会黄沙漫天，海上不会水雾漫天，这是因为风使蒸发的水蒸气迅速扩散，不易形成小水滴的缘故，D错误．10．如图所示为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔为A、B两部分，初始温度相同．使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量分别为ΔVA、ΔVB，压强变化量分别为ΔpA、ΔpB，对液面压力的变化量分别为ΔFA、ΔFB，则()A．水银柱向上移动了一段距离 B．ΔVA<ΔVBC．ΔpA>ΔpB D．ΔFA＝ΔFB【答案】AC【解析】假定水银柱不动，升高相同的温度，对气体A：eq\f(pA,TA)＝eq\f(pA′,TA′)，初始状态时pA＝pB＋ph，则A、B升高相同温度后，pA′＝eq\f(TA′,TA)pA＝eq\f(TA′,TA)(pB＋ph)，同理知pB′＝eq\f(TA′,TA)pB，又因为pA>pB，故pA′－pA>pB′－pB，所以水银柱向上移动，水银柱上下液面压强差更大，所以ΔpA>ΔpB，A、C正确；因为水银不可压缩，故ΔVA＝ΔVB，B错误；因为ΔFA＝ΔpA·SA，ΔFB＝ΔpB·SB，D错误．11．如图所示，表示一定质量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强变化情况是()A．从状态c到状态d，压强减小 B．从状态d到状态e，压强增大C．从状态e到状态a，压强增大 D．从状态a到状态b，压强增大【答案】AD【解析】在V-T图像中等压线是过坐标原点的直线．由理想气体的状态方程知eq\f(V,T)＝eq\f(C,p)，可见当压强增大时，等压线的斜率k＝eq\f(V,T)＝eq\f(C,p)变小，由图可确定pa<pe<pd<pc<pb，故选AD．二、非选择题(本题共5小题，共45分)12．(6分)如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1______N2，T1______T3，N2______N3.(均填“大于”“小于”或“等于”)【答案】大于等于大于【解析】根据理想气体状态方程，可判断出状态1和状态3温度相等，即T1等于T3.气体从状态1到状态2，体积不变压强减小，温度降低，根据温度是分子平均动能的标志可知状态1分子平均速率大于状态2分子平均速率，则N1大于N2.气体从状态2到状态3，体积增大压强不变，温度升高，则N2大于N3.13．(10分)如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系”的实验装置示意图．粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内．开始时，B、C内的水银面等高．(1)若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管________(填“向上”或“向下”)移动，直至______________.(2)实验中多次改变气体温度，用ΔT表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量．根据测量数据作出的图线是()【答案】(1)向下B、C两管内水银面等高(2)A【解析】(1)瓶内气体压强等于外界大气压，当温度升高时，瓶内气体压强增大，B管中液面下降，要想使瓶内气体压强保持不变，必须使B、C管中水银面再次等高，故应将C管向下移动．(2)设B管的横截面积为S，根据盖-吕萨克定律，eq\f(V,T)＝eq\f(ΔV,ΔT)＝eq\f(ΔhS,ΔT)＝常量，即Δh∝ΔT，所以应选A．14．(10分)空气栓塞指的是在输液或输血过程中，空气进入机体内静脉，直至心脏，引起血液循环障碍的现象．当人体心脏中的气体体积超过75mL时，就会造成严重的空气栓塞，需进行紧急抢救．某次给病人输液时由于监护失误导致部分空气进入到心脏部位，形成的空气泡随着心脏搏动体积不断变化，体积最大时达到80mL.该病人心脏处的血压为60mmHg～120mmHg，空气泡在心脏所受压强等于大气压强和血压之和，已知大气压强p0＝760mmHg，病人的体温稳定保持不变．(1)求进入到心脏部位的空气泡的体积最大值与最小值之比；(2)因这次进入心脏气体较多，该病人需送高压氧舱进行加压急救．该病人送入高压氧舱后变得比较虚弱，其体内心脏处血压变为40mmHg～80mmHg，为了安全，需把心脏处的空气泡控制在40mL以下，求该高压氧舱的压强至少为多少？解：(1)进入到心脏部位的空气泡的压强最小值为p1＝p0＋60mmHg＝820mmHg，压强最大值为p2＝p0＋120mmHg＝880mmHg，空气做等温变化，设进入到心脏部位的空气泡的体积最大值与最小值分别为V1和V2，根据玻意耳定律可知p1V1＝p2V2，解得进入到心脏部位的空气泡的体积最大值与最小值之比eq\f(V1,V2)＝eq\f(44,41).(2)送入高压氧舱后，空气泡发生等温变化，空气泡体积最大时达到80mL，即V1＝80mL，为了安全需要把心脏处的空气泡控制在40mL，即V3＝40mL，根据玻意耳定律可知p1V1＝p3V3，代入数据得p3＝1640mmHg，此时这部分空气对应的压强p3＝p＋40mmHg，解得高压氧舱的压强至少为p＝1600mmHg.15．(10分)(2024年黔南州模拟)根据气象报道，我国北方有些地区春秋季昼夜温差可以达到30℃以上．北方某城市某日白天最高气温高达37℃，夜晚最低气温低至7℃.该城市某无人居住的房间内温度与外界环境温度相同，房间内的空气视为理想气体，且白天最高气温时空气的密度为ρ1＝1.13kg/m3.热力学温度T与摄氏温度t的关系为T＝t＋273K，昼夜大气压强保持不变．求：(1)若房间密闭，房间内昼夜空气压强的最大比值；(2)若房间与大气连通，房间内昼夜空气密度的最大值．(结果保留两位小数)解：(1)温度最高时Tmax＝310K，此时气体压强取最大值pmax；温度最低时Tmin＝280K，此时气体压强取最小值pmin，根据查理定律得eq\f(pmax,Tmax)＝eq\f(pmin,Tmin)，整理得房间内昼夜空气压强的最大比值为eq\f(pmax,pmin)＝eq\f(Tmax,Tmin)＝eq\f(31,28).(2)以温度最高时房间内的空气为研究对象，设其体积为V1，其在温度最低时对应的体积为V2，根据盖-吕萨克定律得eq\f(V1,Tmax)＝eq\f(V2,Tmin)，整理得eq\f(V2,V1)＝eq\f(Tmin,Tmax)＝eq\f(28,31).设昼夜空气的最小密度和最大密度分别为ρ1、ρ2，有ρ1V1＝ρ2V2，整理得房间内昼夜空气密度的最大值为ρ2＝eq\f(31,28)×1.13kg/m3＝1.25kg/m3.16．(9分)如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C.已知状态A的温度TA为300K，求状态C的温度．解：气体从状态A到状态B压强不变，由盖-吕萨克定律，有eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)，其中eq\f(VB,VA)＝eq\f(3,1)，解得TB＝eq\f(VB,VA)TA＝900K.气体从状态B到状态C体积不变，由查理定律，有eq\f(pB,TB)＝eq\f(pC,TC)，其中eq\f(pC,pB)＝eq\f(3,10)，解得TC＝eq\f(pC,pB)TB＝270K．第三章达标检测卷一、选择题(本题共11小题，每小题5分，共55分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求)1．关于内能、温度和热量，下列说法正确的是()A．物体的温度升高时，一定吸收热量B．物体沿斜面下滑时，内能将增大C．物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大D．内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时传热停止【答案】C【解析】物体的温度升高时，可能是外界对物体做了功，不一定是吸收热量，A错误；物体沿光滑斜面下滑时，没有摩擦力做功，则物体的内能不会增大，B错误；物体沿斜面匀速下滑时，有摩擦力做功转化为物体的内能，则物体的内能可能增大，C正确；热量总是从高温物体传递给低温物体，当温度相等时传热停止，D错误．2．如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是()A．气体A吸热，但对外做功，内能不变B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体A和气体B内每个分子的动能都增大D．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少【答案】D【解析】气体A吸热Q>0，体积不变，W＝0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知ΔU>0，气体温度升高，故A错误．对B上方活塞进行受力分析，根据平衡条件可知，B气体的压强不变；由于隔板导热性良好，B气体会吸收A气体的热量后温度上升，内能增大；再由理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝C，在压强不变，温度升高的情况下，体积增大，则气体对外做功，故B错误．气体A和气体B温度都上升了，分子的平均动能都增大；分子平均动能是大量分子的一种统计规律，分子的平均动能都增大，并非每一个分子的动能都会增大，故C错误．根据气体压强的微观意义，气体压强和分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数、分子平均动能有关；在压强不变的情况下，气体B的分子平均动能增大，气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少，故D正确．3．(2024年天津月考)进藏自驾游能够让你体验到西藏的自然美景和丰富的文化底蕴．在驾车从低海拔向高海拔行驶过程中，密封包装的食品包装袋会发生膨胀现象，如图所示．若此过程中温度不变，把袋内空气视为理想气体，下列说法正确的是()A．袋内空气一定对外界做功B．袋内空气分子的平均动能一定增大C．袋内空气压强一定增大D．袋内空气一定对外界放热【答案】A【解析】食品包装袋会发生膨胀，气体体积变大，则袋内空气对外界做功，A正确；气体膨胀过程中温度不变，所以袋内空气分子的平均动能不变，B错误；根据eq\f(pV,T)＝C，温度不变，体积变大，所以压强减小，C错误；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，温度不变，则ΔU＝0，体积变大，则W<0，所以Q>0，袋内空气一定从外界吸热，D错误．4．(2024年佛山联考)如图所示是一种儿童玩具“吡叭筒”，由竹筒和木棍组成，在竹筒的前后两端分别装上“叭子”(树果子或打湿的小纸团).叭子密封竹筒里面的空气，迅速推动木棍，前端的叭子便会从筒口射出．则迅速推动木棍过程中(叭子尚未射出)，竹筒中被密封的气体()A．压强增大 B．温度不变C．内能不变 D．每个分子的动能都变大【答案】A【解析】迅速推动木棍过程中，竹筒中被密封的气体体积减小，则压强变大，外界对气体做正功，W>0，由于“迅速”过程气体与外界无热交换，则Q＝0，根据热力学第一定律可知，气体内能增加，ΔU>0，温度升高，分子平均动能增加，但不是每个分子的动能都增加．故选A．5．(2024年商丘模拟)一定质量的理想气体由状态a变化到状态b的过程中，体积V随热力学温度T变化的图像如图所示．已知气体在状态b的压强为1.36×105Pa，从状态a变化到状态b气体吸收的热量为4×104J，则该过程中气体的内能增加了()A．2.04×104J B．1.96×104JC．1.64×104J D．1.28×104J【答案】B【解析】设气体在300K时的压强为p，从300K到400K为等容变化，则有eq\f(p,300K)＝eq\f(1.36×105Pa,400K)，解得p＝1.02×105Pa，由图像可知，气体从200K到300K为等压膨胀，气体对外做功为W＝－p·ΔV＝－2.04×104J，从300K到400K气体做功为零，根据热力学第一定律可知，气体内能变化为ΔU＝Q＋W＝4×104J－2.04×104J＝1.96×104J，故选B．6．(2023年中山联考)一定质量的理想气体状态变化如p-V图所示，图中p1＝3p2，V2＝4V1，状态1、2对应的温度分别为T1、T2.由状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是()A．气体内能不变B．气体对外做功并放热C．气体分子热运动平均动能增大D．单位时间内器壁单位面积上受气体分子撞击的次数增加【答案】C【解析】根据理想气体状态方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(3p2V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)＝eq\f(4p2V1,T2)，可得T1<T2.因此从状态1到状态2，气体分子热运动平均动能增大，气体内能增加，气体体积增大，气体对外做功，因此气体通过吸热，增加了内能，A、B错误，C正确；分子平均动能增大，因此分子撞击器壁的力增大，而状态1变化到状态2的过程中气体压强减小了，因此器壁上单位面积上受气体分子撞击的次数减少，D错误．7．如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定()A．从外界吸热 B．内能增大C．向外界放热 D．内能减小【答案】C【解析】由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，B、D错误．热力学第一定律公式ΔU＝W＋Q，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中W取正号，ΔU＝0，所以Q为负，即气体向外放热，A错误，C正确．8．(2024年惠州模拟)压缩空气储能系统(CAES)能将空气压缩产生的热能储存起来，发电时让压缩的空气推动发电机工作，这种方式能提升压缩空气储能系统的效率，若该系统始终与外界绝热，空气可视为理想气体．对于上述过程的理解正确的是()A．压缩空气过程中，组成空气的气体分子平均动能不变B．压缩空气过程中，空气温度升高，内能增加C．该方式能够将压缩空气储能的效率提升到100%D．压缩的空气在推动发电机工作的过程中，空气对外做功，压强减小【答案】BD【解析】压缩空气过程中，外界对气体做正功，系统与外界绝热，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知气体内能增大，温度升高，组成空气的气体分子平均动能增大，A错误，B正确；由热力学第二定律可知，该方式能够将压缩空气储能的效率不能提升到100%，C错误；压缩的空气在推动发电机工作的过程中，气体膨胀，体积变大，空气对外做功，由eq\f(pV,T)＝C可知压强减小，D正确．9．(2023年开封联考)用气压式开瓶器开红酒瓶，如图所示，通过针头向瓶内打几次气，然后便能轻松拔出瓶塞，下列分析正确的是()A．打气后瓶塞未拔出前，气体压强减小B．打气后瓶塞未拔出前，气体分子的数密度增大C．快速拔出瓶塞的过程中，瓶内气体内能增大D．快速拔出瓶塞的过程中，瓶内气体内能减小【答案】BD【解析】打气后瓶塞未拔出前，气体压强增大，A错误；打气后瓶塞未拔出前，单位体积内的分子数增加，即气体分子的数密度增大，B正确；快速拔出瓶塞的过程中，气体体积变大，对外做功，由于是快速拔出瓶塞，可认为该过程没有发生热传递，根据热力学第一定律可知，气体内能减少，C错误，D正确．10．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是()A．在过程ab中气体的内能增加B．在过程ca中外界对气体做功C．在过程ab中气体对外界做功D．在过程bc中气体从外界吸收热量【答案】ABD【解析】过程ab，温度T增加，内能增加，A正确；过程ca，体积V减小，外界对气体做功，B正确；过程ab，体积V不变，气体不做功，C错误；过程bc，温度T不变，ΔU＝0，体积V增加，对外做功，W<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得Q>0，D正确．11．如图，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂．若接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看做理想气体．则上升过程中，以下说法正确的是()A．外界对气泡内气体做功B．气泡内气体从外界吸收热量C．气泡内气体的压强可能不变D．气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力变小【答案】BD【解析】气泡上升过程中，温度升高，与水面的距离减小，压强减小，则根据eq\f(pV,T)＝C，可知体积变大，气体对外做功，A错误；气体温度升高，内能变大，气体对外做功，根据ΔU＝W＋Q，可知气泡内气体从外界吸收热量，B正确；因大气压强不变，则随水深度的减小，气泡的压强减小，根据气体压强的微观意义可知，气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力变小，C错误，D正确．故选B、D．二、非选择题(本题共5小题，共45分)12．(6分)一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化．已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300J，气体在状态C时的温度TC＝300K，则从A到B气体放出的热量是______J；气体在状态A时的温度为______K.【答案】12001200【解析】从A到B，外界对气体做功，有W＝pΔV＝15×104×(8－2)×10-3J＝900J，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，得Q＝ΔU－W＝－1200J，即从A到B气体放出的热量是1200J，根据理想气体状态方程有eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pCVC,TC)，代入数据解得TA＝1200K．13．(8分)(2023年广东模拟)空气弹簧其貌不扬，看起来就像个黑色救生圈，但它在列车行驶中的减震作用不可小觑．空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封一定质量的气体构成．当乘客登上列车时，汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换．若汽缸内气体视为理想气体，则在气体被压缩的过程中，气体的平均分子动能________(填“增大”“减小”或“不变”)，气体的压强______(填“增大”“减小”或“不变”).【答案】增大增大【解析】当乘客登上列车时，汽缸内气体的体积迅速减小，外界对气体做功；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，W>0，Q＝0，则气体的内能ΔU>0，即气体内能增大，温度升高，气体的平均分子动能增大；由eq\f(pV,T)＝C可知，体积减小，温度升高，则气体的压强增大．14．(12分)如图所示，一轻活塞将体积为V，温度为2T0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内．已知大气压强为p0，大气温度为T0，气体内能U与温度T的关系为U＝aT(a为正的常数).在汽缸内气体温度缓慢降为T0的过程中，求：(1)气体内能的减少量ΔU；(2)气体放出的热量Q.解：(1)由题意可知气体内能U与温度的关系为U＝aT，所以开始时气体的内能U1＝a×2T0，末状态U2＝aT0，内能的减少量ΔU＝U1－U2＝aT0.(2)设温度降低后的体积为V′，由盖-吕萨克定律eq\f(V,2T0)＝eq\f(V′,T0)，外界对气体做功W＝p0(V－V′)，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，解得气体放出的热量Q＝eq\f(1,2)p0V＋aT0.15．(10分)爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食．如图为高压爆米花的装置原理图，玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，“砰”的一声气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花．设当地温度t1＝27℃，大气压为p0，已知密闭容器打开前的气体压强达到4p0.试分析：(1)将容器内的气体看作理想气体，求容器内气体的温度．(2)假定在一次打开的过程中，容器内气体膨胀对外界做功15kJ，并向外释放了20kJ的热量，容器内原有气体的内能如何变化？变化了多少？解：(1)根据查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，p1＝p0，T1＝300K，p2＝4p0.解得T2＝1200K，则t2＝927℃.(2)由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得ΔU＝－20kJ－15kJ＝－35kJ，故内能减少35kJ.16．(9分)水能不产生污染物，是一种清洁能源．位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量可达每秒6000m3，而且一年四季流量稳定，瀑布落差50m．若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率．(g取10m/s2，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3)解：水力发电的基本原理是水的机械能转化为电能，每秒钟流下的水的质量为m＝ρV＝1×103×6000kg＝6×106kg，每秒钟水减少的机械能为E＝mgh＝6×106×10×50J＝3×109J，设发电机的输出功率为P，则由能量守恒定律可得Eηt＝Pt，解得P＝3×109×50%W＝1.5×109W．第四、五章达标检测卷一、选择题(本题共11小题，每小题5分，共55分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求)1．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是()A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波B．温度越高，物体辐射的电磁波越强C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色【答案】B【解析】一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；选项C是黑体辐射的特征，C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误．2．实物粒子的波动性不容易被观察到，可以利用金属晶格(大小约10-10m)作为障碍物观察电子的衍射图样从而研究其波动性，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子的质量为m、电荷量为e，初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h.下列说法正确的是()A．该实验中加速电压U形成的电场一定是匀强电场B．实验中电子束的德布罗意波长λ＝eq\f(h,\r(2emU))C．加速电压U越大，电子束的衍射现象越明显D．若用速度相同的质子代替电子，衍射现象将更加明显【答案】B【解析】根据eU＝eq\f(1,2)mv2，λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,mv)，得λ＝eq\f(h,\r(2emU))，可知加速电场不一定是匀强电场，A错误，B正确；加速电压U越大，电子束的波长越小，衍射现象越不明显，C错误；若用速度相同的质子代替电子，波长减小，衍射现象更不明显，D错误．3．如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹【答案】C【解析】放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D错误．4．(2023年深圳调研)有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光．图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为5.09×1014Hz的黄光，可见光谱如图乙所示．锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为()A．红色 B．橙色C．绿色 D．青色【答案】A【解析】由玻尔理论结合普朗克的量子假说，即E＝hν，根据图甲可得ENa＝hνNa，ELi＝hνLi，代入数据可得νLi≈4.48×1014Hz，对照图乙可知，锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为红光，A正确．5．(2024年北京模拟)深紫外线和极紫外线是生产芯片时常用在硅晶片上雕刻的光，深紫外线的波长为193nm，极紫外线的波长为13.5nm.下列说法正确的是()A．极紫外线的频率小于深紫外线的频率B．极紫外线比深紫外线更容易发生衍射C．极紫外线的光子能量大于深紫外线的光子能量D．在真空中极紫外线的传播速度小于深紫外线的传播速度【答案】C【解析】根据题意可知，极紫外线波长小于深紫外线，根据f＝eq\f(c,λ)，极紫外线的频率大于深紫外线的频率，A错误；深紫外线的波长较长，深紫外线更容易发生衍射，B错误；根据E＝hν，极紫外线的光子能量大于深紫外线的光子能量，C正确；在真空中极紫外线的传播速度等于深紫外线的传播速度，D错误．6．如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则()A．6种光子中有3种属于巴耳末系B．6种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的C．要使n＝4能级的氢原子电离至少需要0.85eV的能量D．若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该金属板发生光电效应【答案】C【解析】公式中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，6种光子中从n＝4→2与n＝3→2的属于巴耳末系，即2种，故A错误；从n＝4激发态跃迁到n＝3激发态时产生光子的能量最小，根据E＝heq\f(c,λ)知，波长最长，故B错误；处于n＝4能级的氢原子具有的能量为－0.85eV，故要使其发生电离能量变为0，至少需要0.85eV的能量，故C正确；从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能量为13.6eV－3.4eV＝10.2eV，若该光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子能量3.4eV－1.51eV＝1.89eV＜10.2eV，不一定能使该板发生光电效应，D错误．7．(2024年温州检测)如图为某款条形码扫描笔的工作原理图，发光二极管发出的光频率为ν0.将扫描笔笔口打开，在条形码上匀速移动，遇到黑色线条光几乎全部被吸收；遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面(截止频率0.8ν0)，产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号．下列说法正确的是()A．扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔B．频率为ν0的光照到光电管的金属表面立即产生光电子C．若发光二极管发出频率为1.2ν0的光，则一定无法识别条形码D．若发光二极管发出频率为0.5ν0的光，扫描笔缓慢移动，也能正常识别条形码【答案】B【解析】脉冲电信号的时间间隔与扫描笔在条形码上移动的速度无关，A错误；频率为ν0的光照到光电管发生光电效应是瞬间的，即立刻产生光电子，B正确；若发光二极管发出频率为1.2ν0的光，可以产生光电流，可以正常识别条形码，C错误；若发光二极管发出频率为0.5ν0的光，无法产生光电流，即无法正常识别条形码，D错误．8．(2024年晋中检测)中微子ν对人类了解微观物质的基本结构和宏观宇宙的起源与演化具有重要意义．中子在衰变成质子和电子(β衰变)时，发生能量亏损，其原因是一种电中性的小质量粒子将能量带走了，因该粒子是中性的微小粒子，故称作中微子ν.已知某次核反应方程式为eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋X＋ν，则下列说法正确的是()A．X来自于碳原子核B．该核反应方程属于衰变C．该核反应中电荷数守恒，质量数不守恒D．该核反应方程中X是中子【答案】AB【解析】核反应中质量数与电荷数均守恒，C错误；由方程式可得该过程是β衰变，β衰变产生的电子是β衰变过程中中子转化为一个质子同时放出一个电子形成的，故X应该为电子，这个电子来自于原子核内的中子，D错误，A、B正确．9．(2023年贵州检测)甘肃省武威市全球首台钍基熔盐核反应堆进行试运行放电，也标志着我国成为世界上第一个对第四代核电技术进行商业化试验运营的国家．反应堆工作原理如图所示，钍232(eq\o\al(232,90)Th)吸收一个中子后会变成钍233，钍233不稳定，会变成易裂变核素铀233(eq\o\al(233,92)U).下列说法正确的是()A．钍233变成铀233的核反应方程式是eq\o\al(233,90)Th→eq\o\al(233,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e，eq\o\al(233,91)Pa→eq\o\al(233,92)U＋eq\o\al(0,－1)eB．中间产生的新核镤eq\o\al(233,91)Pa从高能级向低能级跃迁时，会伴随γ辐射C．核素铀eq\o\al(233,92)U的结合能小于钍eq\o\al(232,90)ThD．核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电【答案】AB【解析】根据核反应的电荷数和质量数守恒可知，钍233变成铀233的核反应方程式是eq\o\al(232,90)Th＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(233,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e，eq\o\al(233,91)Pa→eq\o\al(233,92)U＋eq\o\al(0,－1)e，A正确；中间产生的新核镤233(eq\o\al(233,91)Pa)从高能级向低能级跃迁时，放出能量，会伴随γ辐射，B正确；整个过程中释放能量，则生成的新核铀233(eq\o\al(233,92)U)更加稳定，则新核铀233(eq\o\al(233,92)U)的结合能大于钍232(eq\o\al(232,90)Th)，C错误；在核电站的核反应堆内部，核燃料具有的核能通过核裂变反应转化为内能，然后通过发电机转化为电能，D错误．10．根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，下列说法正确的是()A．电子旋转半径减小 B．氢原子能量增大C．氢原子电势能增大 D．核外电子速率增大【答案】AD【解析】氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子半径减小的过程中电场力做正功，则氢原子电势能减小，故A、D正确，B、C错误．11．(2023年日照期末)利用光电管研究光电效应实验，如图所示．用可见光照射阴极，电流表中有电流通过，则()A．流过电流表G的电流方向是由b流向aB．改用紫外线照射，电流表中一定有电流通过C．改用紫外线照射，电流表中的电流增大D．改用紫外线照射，所产生的光电子的最大初动能变大【答案】BD【解析】用可见光照射阴极，阴极有电子逸出到达阳极形成电流，电流方向与电子定向移动的方向相反，则流过电流表G的电流方向是由a流向b，A错误；紫外线频率高于可见光，根据光电效应可知，紫外线频率一定大于阴极的截止频率，阴极一定有电子逸出到达阳极，则改用紫外线照射，电流表中一定有电流通过，但光照强度未知，电流强度不一定大于可见光照射，B正确，C错误；根据光电效应方程Ek＝hν－W0，紫外线频率高于可见光，则改用紫外线照射，所产生的光电子的最大初动能变大，D正确．二、非选择题(本题共5小题，共45分)12．(6分)如图所示，一静电计与锌板相连，在A处用一弧光灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计指针偏角将________(填“增大”“减小”或“不变”).(2)使静电计指针回到零，用黄光照射锌板，静电计指针发生偏转，那么，若改用强度更大的黄光照射锌板，可观察到静电计指针偏转角将________(填“增大”“减小”或“不变”).【答案】(1)减小(2)增大【解析】(1)锌板在紫外线照射下，发生光电效应，有光电子飞出，锌板带正电，将一带负电的金属小球与锌板接触，锌板所带正电量减小，则静电计指针偏角将减小．(2)改用强度更大黄光照射锌板，从锌板上发出的光电子数增多，锌板所带正电量增大，则静电计指针偏角将增大．13．(10分)用图甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照射光电管时，测得电流计上的示数随电压变化的图像如图乙所示．(1)当变阻器的滑片P向________(填“左”或“右”)滑动时，通过电流表的电流将会减小．(2)光电子的最大初动能为________J，金属的逸出功为__________J.(3)如果不改变入射光的频率，而减小入射光的强度，则光电子的最大初动能________(填“增加”“减小”或“不变”).【答案】(1)右(2)3.2×10-194.8×10-19(3)不变【解析】(1)由题图可知光电管两端所加的电压为反向电压，当变阻器的滑动端P向右移动时，反向电压增大，则通过电流表的电流减小．(2)由图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压是－2V时，电流表示数为0，遏止电压为－2V，则光电子的最大初动能为Ekm＝eUc＝2eV＝3.2×10-19J，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，又ε＝hν，则W0＝3eV＝4.8×10-19J.(3)根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，可知入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变．14．(10分)纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W氩激光器，假定所发出的可见光的波长都是560nm，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”视网膜的时间是2×10-4s．(1)求每次“点焊”需要的能量；(2)激光器消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，计算激光器每秒内发出的光子数．解：(1)根据E＝Pt，所以E＝Pt＝10×2×10-4J＝2×10-3J.(2)一个波长为λ的光子能量为E0＝eq\f(hc,λ)，设激光器每秒内发出的光子数为n，则n＝eq\f(kPt0,E0)，式中k＝5%，t0＝1s，联立上式解得n＝eq\f(kPλt0,hc)＝1.4×1018个．15．(10分)(2023年如皋期末)如图所示，电路中开关闭合时，电压表的示数为U，大量处于n＝3能级的一价氦离子向基态跃迁，辐射出的光子照射到光电管阴极K.已知一价氦离子的能级公式En＝－eq\f(E1,n2)(E1>0，量子数n＝1，2，3，…)，E1是基态氦离子的能量值，K的逸出功为W0，真空中的光速为c，元电荷为e.求：(1)照射到阴极K上光子动量的最大值p；(2)到达阳极A的光电子的最大动能Ekm.解：(1)从n＝3能级向基态跃迁时辐射光子的动量最大p＝eq\f(E,c)，光子能量E＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(E1,32)))－(－E1)，解得p＝eq\f(8E1,9c).(2)从n＝3能级向基态跃迁时辐射光照射K产生的光电子的初动能最大，光电效应方程Ek＝E－W0，动能定理eU＝Ekm－Ek，解得Ekm＝eq\f(8E1,9)－W0＋eU.16．(9分)一个铍核(eq\o\al(9,4)Be)和一个α粒子反应后生成一个碳核，放出一个中子并释放出5.6MeV的能量．(计算结果均保留2位有效数字)(1)写出这个核反应过程；(2)如果铍核和α粒子共130g，且刚好反应完，求共放出多少能量？(3)这130g物质反应过程中，其质量亏损是多少？解：(1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→126C＋eq\o\al(1,0)n.(2)铍核和氦核的摩尔质量之和μ＝MBe＋Mα＝(9＋4)g/mol＝13g/mol，铍核和氦核各含的摩尔数n＝eq\f(m,M)＝eq\f(130,13)mol＝10mol，故放出的能量ΔE＝n·NA·E放＝10×6.02×1023×5.6MeV＝3.371×1025MeV≈5.4×1012J.(3)质量亏损Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(5.4×1012,(3.0×108)2)kg＝6.0×10-5kg.期末达标检测卷一、选择题(本题共11小题，每小题5分，共55分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求)1．某同学在水杯中倒入一杯开水后，将杯盖盖上后杯内空气(视为一定质量的理想气体)的温度约为97℃，一段时间后，该同学想喝水时，发现杯盖很难被打开，若此时杯中空气的温度与外部环境温度均为17℃，则下列说法正确的是()A．杯盖很难被打开的原因是降温后杯内空气的压强大于外界大气压强B．17℃时杯内空气的体积比97℃时的大C．17℃时杯内空气的密度比97℃时的大D．17℃时杯内空气对杯壁单位时间内，单位面积上的碰撞次数比97℃时的少【答案】D【解析】杯内空气温度降低，由eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，可知杯内压强减小，杯内空气的压强小于外界大气压强，A错误；17℃时与97℃时相比，杯内空气的体积不变，质量不变，所以密度不变，B、C错误；17℃时与97℃时相比，杯内空气压强减小，对杯壁单位时间内，单位面积上的碰撞次数减少，D正确．2．如图所示，长为L＝99cm一端封闭的玻璃管，开口端竖直向上，内有一段长为h＝11cm的水银柱与管口平齐．已知大气压强为p0＝75cmHg，在温度不变的条件下，最多还能向开口端内注入的水银柱的高度为()A．1cm B．2cmC．3cm D．4cm【答案】B【解析】设玻璃管的横截面积为S，初态时，管内气体的体积为V1＝(L－h)S，压强为p1＝p0＋ρgh＝86cmHg，当水银面与管口再次相平时，设水银柱高为H，则管内气体的体积为V2＝(L－H)S，压强为p2＝p0＋ρgH，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，代入数据解得H＝13cm，所以新注入水银柱的高度为Δh＝H－h＝2cm，故选B．3．某地某天的气温变化趋势如图甲所示，细颗粒物(PM2.5等)的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾．在11：00和14：00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比．下列说法正确的是()A．细颗粒物在大气中移动是由于细颗粒物分子的热运动B．图乙中实线表示11：00时的空气分子速率分布曲线C．细颗粒物的无规则运动11：00时比14：00时更剧烈D．单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数14：00时比12：00时多【答案】D【解析】细颗粒物在大气中移动是由于空气分子的热运动与气流的作用，A错误；由图乙可知实线对应的速率大的分子占的比例越大，对应的气体分子温度较高，所以图乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线，B错误；温度越高，细颗粒物的无规则运动越剧烈，所以细颗粒物的无规则运动14：00时比11：00时更剧烈，C错误；14：00时的气温高于12：00时的气温，空气分子的平均动能较大，单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数较多，D正确．4．月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的eq\o\al(3,2)He含量十分丰富．科学家认为eq\o\al(3,2)He是发生核聚变的极好原料，将来eq\o\al(3,2)He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大．关于eq\o\al(3,2)He，下列说法正确的是()A．eq\o\al(3,2)He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起B．eq\o\al(3,2)He聚变反应后变成eq\o\al(4,2)He，原子核内核子间的比结合能没有发生变化C．eq\o\al(3,2)He发生核聚变，放出能量，不一定会发生质量亏损D．eq\o\al(3,2)He聚变反应的方程可能为eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He【答案】D【解析】原子核内的核子靠核力结合在一起，核力只存在于相邻的核子之间，A错误；比结合能是核的结合能与核子数之比，所以聚变后的比结合能一定发生变化，B错误；eq\o\al(3,2)He发生聚变，放出能量，根据质能方程ΔE＝Δmc2，一定会发生质量亏损，C错误；eq\o\al(3,2)He聚变反应的方程式可能为eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He，D正确．5．科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋Y，下列说法正确的是()A．Y是氦核 B．Y是质子C．再经过72万年，现有的铝26衰变一半 D．再经过144万年，现有的铝26全部衰变【答案】C【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，该核反应是e