第一章達標檢測卷一、選擇題(本題共11小題，每小題5分，共55分．在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～11題有多項符合題目要求)1．我國已開展空氣中PM2.5濃度的監測工作．PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5μm的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無規則運動，很難自然沉降到地面，吸入后對人體形成危害．礦物燃料燃燒排放的煙塵是形成PM2.5的主要原因．下列關于PM2.5的說法中正確的是()A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數量級相當B．PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動C．PM2.5的運動軌跡是由氣流的運動決定的D．PM2.5必然有內能【答案】D【解析】PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多，A錯誤；PM2.5在空氣中的運動不屬于分子熱運動，B錯誤；PM2.5的運動軌跡是由大量空氣分子對PM2.5無規則碰撞的不平衡和氣流的運動決定的，C錯誤；PM2.5內部的熱運動不可能停止，故PM2.5必然有內能，D正確．2．咸菜燜豬肉是五華人非常喜歡的一道客家菜，但腌制咸菜并不簡單．把蘿卜腌成咸菜通常需要幾天，而把蘿卜炒熟，使之具有相同的咸味，只需幾分鐘．造成這種差別的主要原因是()A．鹽的分子很小，容易進入蘿卜中 B．鹽分子間有相互作用的斥力C．蘿卜分子間有空隙，易擴散 D．炒菜時溫度高，分子熱運動激烈【答案】D【解析】蘿卜腌成咸菜或炒成熟菜，具有了咸味，是由于鹽分子擴散引起的，炒菜時溫度高，分子熱運動激烈，擴散得快，故只有D正確．3．(2024年秦皇島期中)氧氣分子在溫度為0℃和100℃下的速率分布如圖所示，eq\f(ΔN,N)是分子數所占的比例，由圖中信息可得到的正確結論是()A．不同溫度下，最大比例的速率區間相同B．氧氣分子速率都呈“兩頭多，中間少”的分布C．100℃的氧氣中，速率大的分子比例較多D．有分子速率為零，說明溫度為絕對零度【答案】C【解析】由圖可知，不同溫度下，最大比例的速率區間不同，A錯誤；氧氣分子速率都呈“兩頭少，中間多”的分布，B錯誤；100℃的氧氣中，速率大的分子比例較多，C正確；絕對零度不可能達到，D錯誤．4．雨滴下落，溫度逐漸升高，在這個過程中，下列說法中正確的是()A．雨滴內分子的勢能都在減小，動能在增大 B．雨滴內每個分子的動能都在不斷增大C．雨滴內水分子的平均速率不斷增大 D．雨滴內水分子的勢能在不斷增大【答案】C【解析】雨滴下落，雨滴內分子間的距離不變，則分子勢能不變，雨滴的速度增大，動能在增大，故A錯誤；溫度是分子熱運動平均動能的標志，溫度升高時雨滴內水分子的平均動能增大，但分子的運動是無規則的，不是每個分子的動能都在增大，故B錯誤；溫度升高時雨滴內水分子的平均動能增大，故C正確；雨滴內水分子的勢能不變，故D錯誤．5．將液體分子看作是球體，且分子間的距離可忽略不計，則已知某種液體的摩爾質量M，該液體的密度ρ以及阿伏加德羅常數NA，可得該液體分子的半徑為()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】根據將液體分子看作是球體，且分子間的距離可忽略不計的模型可知，阿伏加德羅常數NA個液體分子體積之和等于摩爾體積，求出分子體積，再由球的體積公式求出分子的半徑．液體的摩爾體積為V＝eq\f(M,ρ)，由題，液體分子看作是球體，且分子間的距離可忽略不計，則液體分子的體積為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正確．6．(2024年煙臺期中)下列說法中正確的是()A．1克100℃的水的內能等于1克100℃的水蒸氣的內能B．水蒸氣凝結成小水珠過程中，水分子間的引力增大，斥力減小C．分子間的距離r存在某一值r0，當r>r0時，分子間引力小于斥力，當r<r0時，分子間斥力小于引力D．在一定溫度下，大量氣體分子的速率分布均呈現“中間多、兩頭少”的規律【答案】D【解析】1克100℃的水需要吸收熱量才能變為1克100℃的水蒸氣，故1克100℃的水的內能小于1克100℃的水蒸氣的內能，A錯誤；水分子在氣態下引力、斥力忽略不計，凝結成液態，分子間距減小，引力和斥力同時增大，B錯誤；分子間的距離r存在某一值r0，當r>r0時，分子間引力大于斥力，當r<r0時，分子間斥力大于引力，C錯誤；任一溫度下，氣體分子的速率分布均呈現“中間多、兩頭少”的規律，D正確．7．分子勢能的大小是由分子間的相對位置決定的．分子勢能Ep與分子間距離r的關系如圖所示，r0為分子間的平衡位置．下列說法正確的是()A．當r＝r0分子勢能最小B．當分子間的距離從r1增大到r0的過程中，分子間作用力做負功C．r＝r1，分子間作用力最大D．當分子間的距離從0.6r0增大到10r0的過程中，分子勢能一直增大【答案】A【解析】由圖可知，當r＝r0分子勢能最小，A正確；當分子間的距離從r1增大到r0的過程中，分子勢能減小，分子間作用力做正功，B錯誤；Ep-r圖像斜率的絕對值表示分子間作用力大小，由圖可知，當r＝r1時，Ep-r圖像斜率的絕對值不是最大值，故r＝r1，分子間作用力不是最大，C錯誤；由圖可知，當分子間的距離從0.6r0增大到10r0的過程中，分子勢能先減小后增大，D錯誤．8．下列有關分子動理論和物質結構的認識，其中正確的是()A．分子間距離減小時分子勢能一定減小B．溫度越高，物體中分子無規則運動越劇烈C．溫度越高，物體內熱運動速率大的分子數占總分子數比例越大D．分子間同時存在引力和斥力，隨分子距離的增大，分子間的引力和斥力都會減小【答案】BCD【解析】當分子力表現為斥力時，分子力隨分子間距離的減小而增大，間距減小斥力做負功分子勢能增大，分子間距的增大時反之，A錯誤；物體的溫度越高，分子熱運動的平均動能增大，物體中分子無規則運動越劇烈，B正確；根據麥克斯韋統計規律可知，溫度越高，物體內熱運動速率大的分子數占總分子數比例越大，故C正確；分子間距離增大時，斥力和引力都減小，分子間距離減小時，斥力和引力都增大，但斥力增大得快，D正確．9．下列四幅圖分別對應四種說法，其中正確的是() 甲 乙 丙 丁A．圖甲中分子并不是球形，但可以當作球形處理，這是一種估算方法B．圖乙中微粒的運動就是物質分子的無規則熱運動，即布朗運動C．圖丙中當兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們間相互作用的引力和斥力大小相等D．圖丁中0℃和100℃氧氣分子速率都呈現“中間多、兩頭少”的分布特點【答案】ACD【解析】圖甲是油膜法估測分子的大小，圖中分子并不是球形，但可以當作球形處理，這是一種估算方法，A正確；圖乙中顯示的是布朗運動，是懸浮微粒的無規則運動，不是物質分子的無規則熱運動，故B錯誤；圖丙中，當兩個相鄰的分子間距離為r0時，分子力為零，此時它們間相互作用的引力和斥力大小相等，故C正確；圖丁是分子在不同溫度下的速率分布規律的圖解，0℃和100℃氧氣分子速率都呈現“中間多、兩頭少”的分布特點，故D正確．10．(2024年邢臺期中)某大學課題組制備出了一種超輕氣凝膠，該氣凝膠刷新了目前世界上最輕材料的紀錄，其彈性和吸油能力很強，這種被稱為“全碳氣凝膠”的固態材料密度比空氣密度小．設氣凝膠的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質量為M(單位為kg/mol)，阿伏加德羅常數為NA，下列說法正確的是()A．a千克氣凝膠所含的分子數為aNA B．每個氣凝膠分子的直徑為eq\r(3,\f(NAρ,M))C．氣凝膠的摩爾體積為eq\f(M,ρ) D．每一個氣凝膠分子的體積為eq\f(M,NAρ)【答案】CD【解析】a千克氣凝膠的摩爾數為n＝eq\f(a,M)，a千克氣凝膠所含的分子數為N＝nNA＝eq\f(a,m)NA，A錯誤；氣凝膠的摩爾體積為Vmol＝eq\f(M,ρ)，1mol氣凝膠中含有NA個分子，故每個氣凝膠分子的體積為V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,NAρ)，設每個氣凝膠分子的直徑為d，則V0＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(3)，聯立解得d＝eq\r(3,\f(6M,πNAρ))，B錯誤，C、D正確．11．自熱米飯因其便利性，深受廣大戶外運動愛好者喜歡．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．有關自熱米飯盒爆炸的說法，錯誤的是()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【答案】ABD【解析】自熱米飯盒爆炸前，盒內氣體溫度升高，由分子動理論知，體積不變，氣體分子間分子力(引力)可忽略不計，分子間相互作用力不變，A錯誤；根據熱力學第一定律，爆裂前氣體溫度升高，內能應增大，突然爆裂的瞬間氣體對外界做功，其內能應減少，溫度也會有所下降，B錯誤，C正確；自熱米飯盒爆炸前，盒內氣體溫度升高，分子平均動能增加，但并不是每一個氣體分子速率都增大，D錯誤．二、非選擇題(本題共5小題，共45分)12．(5分)(2023年文山州期末)某同學做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖所示．(1)圖中記錄的是________．A．某個分子無規則運動的情況B．某個微粒做無規則運動的軌跡C．某個微粒做無規則運動的速度—時間圖線D．按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線(2)該同學為證實“溫度越高布朗運動越激烈”，他在一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發現水中的胡椒粉在翻滾，他認為這一現象就有力地說明了“溫度越高布朗運動越激烈”，你的看法是_____________________.(評價該同學這種證明方法的對錯及原因分析)【答案】(1)D(2)見解析【解析】(1)布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規則運動，而非分子的運動，A錯誤；既然運動是無規則的，故微粒沒有固定的運動軌跡，B錯誤；對于某個微粒而言在不同時刻的速度大小和方向均是不確定的，無法確定其在某一個時刻的速度，也就無法描繪其速度—時間圖線，該圖只是按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線，C錯誤，D正確．(2)這種做法不能證實“溫度越高布朗運動越激烈”，因為胡椒粉是由于熱水的對流而運動的，而對流是靠宏觀流動實現的熱傳遞過程，在對流過程中伴有大量分子的定向運動，胡椒粉的翻滾是有一定規律的，它不是布朗運動．13．(10分)在用油膜法估測分子的大小的實驗中，具體操作如下：①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶內，然后向瓶中加入酒精，直到液面達到250mL的刻度為止，搖動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，直到量筒內液面達到1mL為止，恰好共滴了100滴；③在邊長約40cm的淺盤內注入約2cm深的水，將細石膏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溶液，酒精揮發后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，膜上沒有石膏粉，可以清楚地看出油膜輪廓；④待油膜形狀穩定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上繪出油膜的形狀；⑤將畫有油膜形狀的玻璃板放在邊長為1cm的方格紙上，算出完整的方格有67個，大于半格的有14個，小于半格的有19個．(1)這種估測方法是將每個分子視為________，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為______________，這層油膜的厚度可視為油酸分子的________．(2)利用上述具體操作中的有關數據可知一滴油酸酒精溶液含純油酸__________m3，油膜面積為__________m2，求得的油酸分子直徑為______________m．(結果全部保留2位有效數字)【答案】(1)球形單分子油膜直徑(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純油酸的體積為V＝eq\f(1,100)×eq\f(0.1,250)mL＝4.0×10-6mL＝4.0×10-12m3，形成油膜的面積S＝1×(67＋14)cm2＝8.1×10-3m2，油酸分子的直徑d＝eq\f(V,S)≈4.9×10-10m.14．(10分)很多轎車中有安全氣囊以保障駕乘人員的安全．轎車在發生一定強度的碰撞時，利用疊氮化鈉(NaN3)爆炸產生氣體(假設都是N2)充入氣囊．若氮氣充入后安全氣囊的容積V＝56L，囊中氮氣密度ρ＝2.5kg/m3，已知氮氣摩爾質量M＝0.028kg/mol，取阿伏加德羅常數NA＝6×1023mol-1.試估算：(1)囊中氮氣分子的總個數N；(2)囊中氮氣分子間的平均距離．(結果保留1位有效數字)解：(1)設N2的物質的量為n，則n＝eq\f(ρV,M)，氮氣的分子總數N＝eq\f(ρV,M)NA，代入數據得N＝3×1024個．(2)每個分子所占的空間為V0＝eq\f(V,N)，設分子間平均距離為a，則有V0＝a3，即a＝eq\r(3,V0)＝eq\r(3,\f(V,N))，代入數據得a≈3×10-9m．15．(10分)位于我國吉林松花江畔的石化廠曾經發生爆炸事故，大量含苯的有毒物質流入松花江，造成空前的環境災難．這些有毒物質最終進入鄂霍次克海．其中苯不溶于水，比水的密度小，會在海面上漂浮形成單分子“苯膜”，污染大面積的海域．(已知苯的摩爾質量M＝78kg/mol，密度ρ＝0.88×103kg/m3，取阿伏加德羅常數NA＝6.02×1023mol-1).試計算1噸苯大約會污染面積為多少平方公里的海洋？(保留1位有效數字)解：苯的摩爾體積V＝eq\f(M,ρ)，每個苯分子的體積V′＝eq\f(V,NA)，設苯分子直徑為D，則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，污染面積S＝eq\f(m,ρD)＝eq\f(1×103,0.88×103×1.4×10-10)m2＝8×109m2＝8×103km2.16．(10分)一個高約為2.8m，面積約為10m的兩人辦公室，若只有一人吸了一根煙．求：(結果保留兩位有效數字．人正常呼吸一次吸入氣體300cm3，一根煙大約吸10次，標準狀況下空氣的摩爾體積Vmol＝22.4L/mol)(1)估算被污染的空氣分子間的平均距離；(2)另一個不吸煙者一次呼吸大約吸入多少個被污染過的空氣分子．解：(1)吸煙者抽一根煙吸入氣體的總體積為10×300cm3，含有空氣分子數n＝eq\f(10×300×10-6,22.4×10-3)×6.02×1023個≈8.1×1022個，辦公室單位體積空間內含被污染的空氣分子數為eq\f(8.1×1022,10×2.8)個/m3≈2.9×1021個/m3，每個被污染的分子所占體積為V＝eq\f(1,2.9×1021)m3，所以平均距離L＝eq\r(3,V)＝7.0×10-8m.(2)被動吸煙者一次吸入被污染的空氣分子數為N＝2.9×1021×300×10-6個＝8.7×1017個．第二章達標檢測卷一、選擇題(本題共11小題，每小題5分，共55分．在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～11題有多項符合題目要求)1．下列關于固體的說法中，正確的是()A．晶體熔化時，溫度不變，但內能變化B．單晶體一定是單質，有確定的幾何形狀，有確定的熔點C．多晶體沒有確定的幾何形狀，也沒有確定的熔點D．晶體都是各向異性的，而非晶體都是各向同性的【答案】A【解析】晶體具有一定的熔點，在熔化時溫度保持不變，但要不斷地吸收熱量，改變分子間的距離，所以內能也要發生變化，故A正確；單晶體具有確定的幾何形狀，有確定的熔點，單晶體可以是單質，也可以是化合物，比如食鹽、雪花等，B錯誤；多晶體沒有確定的幾何形狀，但有確定的熔點，C錯誤；多晶體也是各向同性的，單晶體具有各向異性，D錯誤．2．下列現象中，不能說明液體存在表面張力的是()A．吹出的肥皂泡成球形B．硬幣能漂浮于水面上C．滴入水中的紅墨水很快散開D．在完全失重的環境下，熔化的金屬能收縮成標準的球形【答案】C【解析】吹出的肥皂泡成球形是由于表面張力的作用，故A不符合題意；硬幣能漂浮于水面上，是由于表面張力的作用，故B不符合題意；滴入水中的紅墨水很快散開，是自由擴散的結果，與表面張力無關，故C符合題意；在完全失重的環境下，熔化的金屬能收縮成標準的球形，是由于表面張力的作用，故D不符合題意．3．如圖，密封的桶裝薯片從上海帶到拉薩后密封膜蓋子凸起．若兩地溫度相同，則桶內的氣體壓強p和分子平均動能Ek的變化情況是()A．p增大、Ek增大 B．p增大、Ek不變C．p減小、Ek增大 D．p減小、Ek不變【答案】D【解析】兩地溫度相同，則分子平均動能不變；由玻意耳定律可知桶內氣體的體積增大、壓強減小，D正確．4．(2024年滄州月考)肺活量是衡量人體呼吸功能的一個重要指標，是指人能夠呼出的氣體在標準大氣壓p0下的最大體積．一同學設計了如圖所示的裝置測量自己的肺活量，豎直放置的汽缸中有一與汽缸壁接觸良好的活塞，活塞上方放有重物，活塞由于卡槽作用在汽缸中靜止不動，插銷K處于打開狀態，汽缸中活塞下方空間的體積為V0，該同學用盡全力向吹嘴吹氣后，關閉插銷K，最終活塞下方空間的體積變為eq\f(3,2)V0，已知外界大氣壓強為p0，活塞的面積為S，活塞及上方重物的總重力G＝eq\f(1,2)p0S，汽缸的導熱性能良好，不計一切摩擦，則該同學的肺活量為()A．eq\f(3,4)V0 B．V0C．eq\f(5,4)V0 D．eq\f(3,2)V0【答案】C【解析】設該同學呼出的氣體在標準大氣壓p0下的體積為V，把該同學呼出的氣體和活塞下方汽缸中原有的氣體作為研究對象，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，故選C．5．下列說法正確的是()A．雨水沒有透過傘布是因為液體表面存在張力B．1g、100℃的水與1g、100℃的水蒸氣相比較，分子熱運動的平均動能與分子的總動能不相同C．玻璃上附著水發生浸潤現象的原因是附著層里的分子比水內部平均距離大，所以分子間表現為引力D．晶體一定具有規則形狀，且有各向異性的特征【答案】A【解析】雨水在布料上形成一層薄膜，由于液體表面存在張力，雨水在表面張力作用下沒有透過傘布，故A正確；分子熱運動的平均動能與溫度有關，溫度越高，絕大部分的分子熱運動越劇烈，分子熱運動的平均動能越大，100℃的水與100℃的水蒸氣溫度相同，故分子熱運動的平均動能相同，又因為均為1g，分子總數相同，故總動能也相同，故B錯誤；浸潤現象產生的原因是附著層內分子間距比液體內部分子間距小，分子間作用力表現為引力的緣故，故C錯誤；晶體有單晶體和多晶體，單晶體一定具有規則形狀，且有各向異性的特征，而多晶體沒有規則形狀，各向同性，故D錯誤．6．一定質量的理想氣體發生一系列的變化，下列不可能實現的是()A．氣體的壓強和體積均增加，氣體的溫度降低B．氣體的壓強增加、溫度升高，氣體的體積減小C．氣體的壓強、體積均增加，同時溫度升高D．氣體的壓強、體積均減小，同時溫度降低【答案】A【解析】根據理想氣體狀態方程eq\f(pV,T)＝C可知，若氣體的壓強增加、體積增加，則氣體的溫度升高，A錯誤，符合題意，C正確，不符合題意；若氣體的壓強增加、體積減小，則氣體的溫度可能升高，可能降低，也可能不變，B正確，不符合題意．若氣體的壓強、體積均減小，則氣體的溫度一定降低，D正確，不符合題意．7．一定質量的某種氣體自狀態A經狀態C變化到狀態B，這一過程在V-T圖上如圖所示，則()A．在過程AC中，氣體的壓強不斷變小B．在過程CB中，氣體的壓強不斷變小C．在狀態A時，氣體的壓強最大D．在狀態B時，氣體的壓強最大【答案】D【解析】氣體的AC變化過程是等溫變化，由pV＝C可知，體積減小，壓強增大，故A錯誤．在CB變化過程中，氣體的體積不發生變化，即為等容變化，由eq\f(p,T)＝C可知，溫度升高，壓強增大，故B錯誤．綜上所述，在ACB過程中氣體的壓強始終增大，所以氣體在狀態B時的壓強最大，故C錯誤，D正確．8．甲、乙、丙、丁四位同學組成合作學習小組，對晶體和液晶的特點展開了討論．他們的說法正確的是()A．甲說，晶體有單晶體和多晶體，單晶體有天然規則的幾何形狀B．乙說，多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有固定的熔點C．丙說，液晶就是液態的晶體，其光學性質與多晶體相似，具有各向異性D．丁說，液晶在分子結構上是一種介于固體和液體之間的中間態，它具有液體的流動性，又像某些晶體那樣具有光學各向異性【答案】AD【解析】單晶體具有確定的幾何形狀，無論是多晶體還是單晶體都有固定的熔點，故A正確，B錯誤；液晶像液體一樣具有流動性，但不能說它是液態的晶體，它的光學性質具有各向異性，故C錯誤，D正確．9．住在海邊的小明，跟幾個朋友自駕去某高原沙漠地區游玩，下列相關說法正確的是()A．出發前給汽車輪胎充氣，氣壓不宜過高，因為汽車高速行駛時胎壓會增大B．小明在下雨時發現，雨水流過車窗時留有痕跡，說明水對玻璃是浸潤的C．到了高原地區，小明發現，盡管氣溫變化不大，但車上帶的礦泉水瓶變得更鼓脹了，這是瓶內空氣壓強變大的緣故D．小明發現在晴天大風刮起時，沙漠會黃沙漫天，海上不會水霧漫天，這是因為水具有表面張力的緣故【答案】AB【解析】出發前給汽車輪胎充氣，氣壓不宜過高，因為汽車高速行駛時若遇到凹陷的道路，汽車對地面的壓力增大，導致胎壓會增大，A正確；小明在下雨時發現，雨水流過車窗時留有痕跡，說明水對玻璃是浸潤的，B正確；到了高原地區，小明發現，盡管氣溫變化不大，但車上帶的礦泉水瓶變得更鼓脹了，這是由于高原的大氣壓強減小的緣故，C錯誤；小明發現在晴天大風刮起時，沙漠會黃沙漫天，海上不會水霧漫天，這是因為風使蒸發的水蒸氣迅速擴散，不易形成小水滴的緣故，D錯誤．10．如圖所示為豎直放置的上細下粗的密閉細管，水銀柱將氣體分隔為A、B兩部分，初始溫度相同．使A、B升高相同溫度達到穩定后，體積變化量分別為ΔVA、ΔVB，壓強變化量分別為ΔpA、ΔpB，對液面壓力的變化量分別為ΔFA、ΔFB，則()A．水銀柱向上移動了一段距離 B．ΔVA<ΔVBC．ΔpA>ΔpB D．ΔFA＝ΔFB【答案】AC【解析】假定水銀柱不動，升高相同的溫度，對氣體A：eq\f(pA,TA)＝eq\f(pA′,TA′)，初始狀態時pA＝pB＋ph，則A、B升高相同溫度后，pA′＝eq\f(TA′,TA)pA＝eq\f(TA′,TA)(pB＋ph)，同理知pB′＝eq\f(TA′,TA)pB，又因為pA>pB，故pA′－pA>pB′－pB，所以水銀柱向上移動，水銀柱上下液面壓強差更大，所以ΔpA>ΔpB，A、C正確；因為水銀不可壓縮，故ΔVA＝ΔVB，B錯誤；因為ΔFA＝ΔpA·SA，ΔFB＝ΔpB·SB，D錯誤．11．如圖所示，表示一定質量的理想氣體沿箭頭所示的方向發生狀態變化的過程，則該氣體壓強變化情況是()A．從狀態c到狀態d，壓強減小 B．從狀態d到狀態e，壓強增大C．從狀態e到狀態a，壓強增大 D．從狀態a到狀態b，壓強增大【答案】AD【解析】在V-T圖像中等壓線是過坐標原點的直線．由理想氣體的狀態方程知eq\f(V,T)＝eq\f(C,p)，可見當壓強增大時，等壓線的斜率k＝eq\f(V,T)＝eq\f(C,p)變小，由圖可確定pa<pe<pd<pc<pb，故選AD．二、非選擇題(本題共5小題，共45分)12．(6分)如p-V圖所示，1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不同狀態，對應的溫度分別是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分別表示這三個狀態下氣體分子在單位時間內撞擊容器壁上單位面積的次數，則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】根據理想氣體狀態方程，可判斷出狀態1和狀態3溫度相等，即T1等于T3.氣體從狀態1到狀態2，體積不變壓強減小，溫度降低，根據溫度是分子平均動能的標志可知狀態1分子平均速率大于狀態2分子平均速率，則N1大于N2.氣體從狀態2到狀態3，體積增大壓強不變，溫度升高，則N2大于N3.13．(10分)如圖為“研究一定質量氣體在壓強不變的條件下，體積變化與溫度變化的關系”的實驗裝置示意圖．粗細均勻的彎曲玻璃管A臂插入燒瓶，B臂與玻璃管C下部用橡膠管連接，C管開口向上，一定質量的氣體被水銀封閉于燒瓶內．開始時，B、C內的水銀面等高．(1)若氣體溫度升高，為使瓶內氣體的壓強不變，應將C管________(填“向上”或“向下”)移動，直至______________.(2)實驗中多次改變氣體溫度，用ΔT表示氣體升高的攝氏溫度，用Δh表示B管內水銀面高度的改變量．根據測量數據作出的圖線是()【答案】(1)向下B、C兩管內水銀面等高(2)A【解析】(1)瓶內氣體壓強等于外界大氣壓，當溫度升高時，瓶內氣體壓強增大，B管中液面下降，要想使瓶內氣體壓強保持不變，必須使B、C管中水銀面再次等高，故應將C管向下移動．(2)設B管的橫截面積為S，根據蓋-呂薩克定律，eq\f(V,T)＝eq\f(ΔV,ΔT)＝eq\f(ΔhS,ΔT)＝常量，即Δh∝ΔT，所以應選A．14．(10分)空氣栓塞指的是在輸液或輸血過程中，空氣進入機體內靜脈，直至心臟，引起血液循環障礙的現象．當人體心臟中的氣體體積超過75mL時，就會造成嚴重的空氣栓塞，需進行緊急搶救．某次給病人輸液時由于監護失誤導致部分空氣進入到心臟部位，形成的空氣泡隨著心臟搏動體積不斷變化，體積最大時達到80mL.該病人心臟處的血壓為60mmHg～120mmHg，空氣泡在心臟所受壓強等于大氣壓強和血壓之和，已知大氣壓強p0＝760mmHg，病人的體溫穩定保持不變．(1)求進入到心臟部位的空氣泡的體積最大值與最小值之比；(2)因這次進入心臟氣體較多，該病人需送高壓氧艙進行加壓急救．該病人送入高壓氧艙后變得比較虛弱，其體內心臟處血壓變為40mmHg～80mmHg，為了安全，需把心臟處的空氣泡控制在40mL以下，求該高壓氧艙的壓強至少為多少？解：(1)進入到心臟部位的空氣泡的壓強最小值為p1＝p0＋60mmHg＝820mmHg，壓強最大值為p2＝p0＋120mmHg＝880mmHg，空氣做等溫變化，設進入到心臟部位的空氣泡的體積最大值與最小值分別為V1和V2，根據玻意耳定律可知p1V1＝p2V2，解得進入到心臟部位的空氣泡的體積最大值與最小值之比eq\f(V1,V2)＝eq\f(44,41).(2)送入高壓氧艙后，空氣泡發生等溫變化，空氣泡體積最大時達到80mL，即V1＝80mL，為了安全需要把心臟處的空氣泡控制在40mL，即V3＝40mL，根據玻意耳定律可知p1V1＝p3V3，代入數據得p3＝1640mmHg，此時這部分空氣對應的壓強p3＝p＋40mmHg，解得高壓氧艙的壓強至少為p＝1600mmHg.15．(10分)(2024年黔南州模擬)根據氣象報道，我國北方有些地區春秋季晝夜溫差可以達到30℃以上．北方某城市某日白天最高氣溫高達37℃，夜晚最低氣溫低至7℃.該城市某無人居住的房間內溫度與外界環境溫度相同，房間內的空氣視為理想氣體，且白天最高氣溫時空氣的密度為ρ1＝1.13kg/m3.熱力學溫度T與攝氏溫度t的關系為T＝t＋273K，晝夜大氣壓強保持不變．求：(1)若房間密閉，房間內晝夜空氣壓強的最大比值；(2)若房間與大氣連通，房間內晝夜空氣密度的最大值．(結果保留兩位小數)解：(1)溫度最高時Tmax＝310K，此時氣體壓強取最大值pmax；溫度最低時Tmin＝280K，此時氣體壓強取最小值pmin，根據查理定律得eq\f(pmax,Tmax)＝eq\f(pmin,Tmin)，整理得房間內晝夜空氣壓強的最大比值為eq\f(pmax,pmin)＝eq\f(Tmax,Tmin)＝eq\f(31,28).(2)以溫度最高時房間內的空氣為研究對象，設其體積為V1，其在溫度最低時對應的體積為V2，根據蓋-呂薩克定律得eq\f(V1,Tmax)＝eq\f(V2,Tmin)，整理得eq\f(V2,V1)＝eq\f(Tmin,Tmax)＝eq\f(28,31).設晝夜空氣的最小密度和最大密度分別為ρ1、ρ2，有ρ1V1＝ρ2V2，整理得房間內晝夜空氣密度的最大值為ρ2＝eq\f(31,28)×1.13kg/m3＝1.25kg/m3.16．(9分)如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態A開始，經歷兩個狀態變化過程，先后到達狀態B和C.已知狀態A的溫度TA為300K，求狀態C的溫度．解：氣體從狀態A到狀態B壓強不變，由蓋-呂薩克定律，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.氣體從狀態B到狀態C體積不變，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．第三章達標檢測卷一、選擇題(本題共11小題，每小題5分，共55分．在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～11題有多項符合題目要求)1．關于內能、溫度和熱量，下列說法正確的是()A．物體的溫度升高時，一定吸收熱量B．物體沿斜面下滑時，內能將增大C．物體沿斜面勻速下滑時，內能可能增大D．內能總是從高溫物體傳遞給低溫物體，當內能相等時傳熱停止【答案】C【解析】物體的溫度升高時，可能是外界對物體做了功，不一定是吸收熱量，A錯誤；物體沿光滑斜面下滑時，沒有摩擦力做功，則物體的內能不會增大，B錯誤；物體沿斜面勻速下滑時，有摩擦力做功轉化為物體的內能，則物體的內能可能增大，C正確；熱量總是從高溫物體傳遞給低溫物體，當溫度相等時傳熱停止，D錯誤．2．如圖所示，汽缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個固定的導熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態．現通過電熱絲對氣體A加熱一段時間，后來活塞達到新的平衡，不計氣體分子勢能，不計活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強保持不變，則下列判斷正確的是()A．氣體A吸熱，但對外做功，內能不變B．氣體B吸熱，對外做功，內能不變C．氣體A和氣體B內每個分子的動能都增大D．氣體B分子單位時間內對器壁單位面積碰撞次數減少【答案】D【解析】氣體A吸熱Q>0，體積不變，W＝0，根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，可知ΔU>0，氣體溫度升高，故A錯誤．對B上方活塞進行受力分析，根據平衡條件可知，B氣體的壓強不變；由于隔板導熱性良好，B氣體會吸收A氣體的熱量后溫度上升，內能增大；再由理想氣體狀態方程eq\f(pV,T)＝C，在壓強不變，溫度升高的情況下，體積增大，則氣體對外做功，故B錯誤．氣體A和氣體B溫度都上升了，分子的平均動能都增大；分子平均動能是大量分子的一種統計規律，分子的平均動能都增大，并非每一個分子的動能都會增大，故C錯誤．根據氣體壓強的微觀意義，氣體壓強和分子單位時間內對器壁單位面積碰撞次數、分子平均動能有關；在壓強不變的情況下，氣體B的分子平均動能增大，氣體B分子單位時間內對器壁單位面積碰撞次數減少，故D正確．3．(2024年天津月考)進藏自駕游能夠讓你體驗到西藏的自然美景和豐富的文化底蘊．在駕車從低海拔向高海拔行駛過程中，密封包裝的食品包裝袋會發生膨脹現象，如圖所示．若此過程中溫度不變，把袋內空氣視為理想氣體，下列說法正確的是()A．袋內空氣一定對外界做功B．袋內空氣分子的平均動能一定增大C．袋內空氣壓強一定增大D．袋內空氣一定對外界放熱【答案】A【解析】食品包裝袋會發生膨脹，氣體體積變大，則袋內空氣對外界做功，A正確；氣體膨脹過程中溫度不變，所以袋內空氣分子的平均動能不變，B錯誤；根據eq\f(pV,T)＝C，溫度不變，體積變大，所以壓強減小，C錯誤；根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，溫度不變，則ΔU＝0，體積變大，則W<0，所以Q>0，袋內空氣一定從外界吸熱，D錯誤．4．(2024年佛山聯考)如圖所示是一種兒童玩具“吡叭筒”，由竹筒和木棍組成，在竹筒的前后兩端分別裝上“叭子”(樹果子或打濕的小紙團).叭子密封竹筒里面的空氣，迅速推動木棍，前端的叭子便會從筒口射出．則迅速推動木棍過程中(叭子尚未射出)，竹筒中被密封的氣體()A．壓強增大 B．溫度不變C．內能不變 D．每個分子的動能都變大【答案】A【解析】迅速推動木棍過程中，竹筒中被密封的氣體體積減小，則壓強變大，外界對氣體做正功，W>0，由于“迅速”過程氣體與外界無熱交換，則Q＝0，根據熱力學第一定律可知，氣體內能增加，ΔU>0，溫度升高，分子平均動能增加，但不是每個分子的動能都增加．故選A．5．(2024年商丘模擬)一定質量的理想氣體由狀態a變化到狀態b的過程中，體積V隨熱力學溫度T變化的圖像如圖所示．已知氣體在狀態b的壓強為1.36×105Pa，從狀態a變化到狀態b氣體吸收的熱量為4×104J，則該過程中氣體的內能增加了()A．2.04×104J B．1.96×104JC．1.64×104J D．1.28×104J【答案】B【解析】設氣體在300K時的壓強為p，從300K到400K為等容變化，則有eq\f(p,300K)＝eq\f(1.36×105Pa,400K)，解得p＝1.02×105Pa，由圖像可知，氣體從200K到300K為等壓膨脹，氣體對外做功為W＝－p·ΔV＝－2.04×104J，從300K到400K氣體做功為零，根據熱力學第一定律可知，氣體內能變化為ΔU＝Q＋W＝4×104J－2.04×104J＝1.96×104J，故選B．6．(2023年中山聯考)一定質量的理想氣體狀態變化如p-V圖所示，圖中p1＝3p2，V2＝4V1，狀態1、2對應的溫度分別為T1、T2.由狀態1變化到狀態2的過程中，下列說法正確的是()A．氣體內能不變B．氣體對外做功并放熱C．氣體分子熱運動平均動能增大D．單位時間內器壁單位面積上受氣體分子撞擊的次數增加【答案】C【解析】根據理想氣體狀態方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(3p2V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)＝eq\f(4p2V1,T2)，可得T1<T2.因此從狀態1到狀態2，氣體分子熱運動平均動能增大，氣體內能增加，氣體體積增大，氣體對外做功，因此氣體通過吸熱，增加了內能，A、B錯誤，C正確；分子平均動能增大，因此分子撞擊器壁的力增大，而狀態1變化到狀態2的過程中氣體壓強減小了，因此器壁上單位面積上受氣體分子撞擊的次數減少，D錯誤．7．如圖所示，某同學將空的薄金屬筒開口向下壓入水中．設水溫均勻且恒定，筒內空氣無泄漏，不計氣體分子間的相互作用，則被淹沒的金屬筒在緩緩下降過程中，筒內空氣體積減小，空氣一定()A．從外界吸熱 B．內能增大C．向外界放熱 D．內能減小【答案】C【解析】由于不計氣體分子之間的相互作用，且整個過程緩慢進行，所以可看成溫度不變，即氣體內能不變，B、D錯誤．熱力學第一定律公式ΔU＝W＋Q，因為在這個過程中氣體體積減小，外界對氣體做了功，式中W取正號，ΔU＝0，所以Q為負，即氣體向外放熱，A錯誤，C正確．8．(2024年惠州模擬)壓縮空氣儲能系統(CAES)能將空氣壓縮產生的熱能儲存起來，發電時讓壓縮的空氣推動發電機工作，這種方式能提升壓縮空氣儲能系統的效率，若該系統始終與外界絕熱，空氣可視為理想氣體．對于上述過程的理解正確的是()A．壓縮空氣過程中，組成空氣的氣體分子平均動能不變B．壓縮空氣過程中，空氣溫度升高，內能增加C．該方式能夠將壓縮空氣儲能的效率提升到100%D．壓縮的空氣在推動發電機工作的過程中，空氣對外做功，壓強減小【答案】BD【解析】壓縮空氣過程中，外界對氣體做正功，系統與外界絕熱，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知氣體內能增大，溫度升高，組成空氣的氣體分子平均動能增大，A錯誤，B正確；由熱力學第二定律可知，該方式能夠將壓縮空氣儲能的效率不能提升到100%，C錯誤；壓縮的空氣在推動發電機工作的過程中，氣體膨脹，體積變大，空氣對外做功，由eq\f(pV,T)＝C可知壓強減小，D正確．9．(2023年開封聯考)用氣壓式開瓶器開紅酒瓶，如圖所示，通過針頭向瓶內打幾次氣，然后便能輕松拔出瓶塞，下列分析正確的是()A．打氣后瓶塞未拔出前，氣體壓強減小B．打氣后瓶塞未拔出前，氣體分子的數密度增大C．快速拔出瓶塞的過程中，瓶內氣體內能增大D．快速拔出瓶塞的過程中，瓶內氣體內能減小【答案】BD【解析】打氣后瓶塞未拔出前，氣體壓強增大，A錯誤；打氣后瓶塞未拔出前，單位體積內的分子數增加，即氣體分子的數密度增大，B正確；快速拔出瓶塞的過程中，氣體體積變大，對外做功，由于是快速拔出瓶塞，可認為該過程沒有發生熱傳遞，根據熱力學第一定律可知，氣體內能減少，C錯誤，D正確．10．如圖，一定質量的理想氣體從狀態a出發，經過等容過程ab到達狀態b，再經過等溫過程bc到達狀態c，最后經等壓過程ca回到初態a.下列說法正確的是()A．在過程ab中氣體的內能增加B．在過程ca中外界對氣體做功C．在過程ab中氣體對外界做功D．在過程bc中氣體從外界吸收熱量【答案】ABD【解析】過程ab，溫度T增加，內能增加，A正確；過程ca，體積V減小，外界對氣體做功，B正確；過程ab，體積V不變，氣體不做功，C錯誤；過程bc，溫度T不變，ΔU＝0，體積V增加，對外做功，W<0，由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，得Q>0，D正確．11．如圖，從湖底形成的一個氣泡，在緩慢上升到湖面的過程中沒有破裂．若接近水面，湖內水的溫度越高，大氣壓強沒有變化，將氣泡內氣體看做理想氣體．則上升過程中，以下說法正確的是()A．外界對氣泡內氣體做功B．氣泡內氣體從外界吸收熱量C．氣泡內氣體的壓強可能不變D．氣泡內分子單位時間內對氣泡壁單位面積的撞擊力變小【答案】BD【解析】氣泡上升過程中，溫度升高，與水面的距離減小，壓強減小，則根據eq\f(pV,T)＝C，可知體積變大，氣體對外做功，A錯誤；氣體溫度升高，內能變大，氣體對外做功，根據ΔU＝W＋Q，可知氣泡內氣體從外界吸收熱量，B正確；因大氣壓強不變，則隨水深度的減小，氣泡的壓強減小，根據氣體壓強的微觀意義可知，氣泡內分子單位時間內對氣泡壁單位面積的撞擊力變小，C錯誤，D正確．故選B、D．二、非選擇題(本題共5小題，共45分)12．(6分)一定質量的理想氣體經歷了如圖所示的狀態變化．已知從A到B的過程中，氣體的內能減少了300J，氣體在狀態C時的溫度TC＝300K，則從A到B氣體放出的熱量是______J；氣體在狀態A時的溫度為______K.【答案】12001200【解析】從A到B，外界對氣體做功，有W＝pΔV＝15×104×(8－2)×10-3J＝900J，根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，得Q＝ΔU－W＝－1200J，即從A到B氣體放出的熱量是1200J，根據理想氣體狀態方程有eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pCVC,TC)，代入數據解得TA＝1200K．13．(8分)(2023年廣東模擬)空氣彈簧其貌不揚，看起來就像個黑色救生圈，但它在列車行駛中的減震作用不可小覷．空氣彈簧主要由活塞、汽缸及內封一定質量的氣體構成．當乘客登上列車時，汽缸內氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換．若汽缸內氣體視為理想氣體，則在氣體被壓縮的過程中，氣體的平均分子動能________(填“增大”“減小”或“不變”)，氣體的壓強______(填“增大”“減小”或“不變”).【答案】增大增大【解析】當乘客登上列車時，汽缸內氣體的體積迅速減小，外界對氣體做功；由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，W>0，Q＝0，則氣體的內能ΔU>0，即氣體內能增大，溫度升高，氣體的平均分子動能增大；由eq\f(pV,T)＝C可知，體積減小，溫度升高，則氣體的壓強增大．14．(12分)如圖所示，一輕活塞將體積為V，溫度為2T0的理想氣體，密封在內壁光滑的圓柱形導熱汽缸內．已知大氣壓強為p0，大氣溫度為T0，氣體內能U與溫度T的關系為U＝aT(a為正的常數).在汽缸內氣體溫度緩慢降為T0的過程中，求：(1)氣體內能的減少量ΔU；(2)氣體放出的熱量Q.解：(1)由題意可知氣體內能U與溫度的關系為U＝aT，所以開始時氣體的內能U1＝a×2T0，末狀態U2＝aT0，內能的減少量ΔU＝U1－U2＝aT0.(2)設溫度降低后的體積為V′，由蓋-呂薩克定律eq\f(V,2T0)＝eq\f(V′,T0)，外界對氣體做功W＝p0(V－V′)，根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，解得氣體放出的熱量Q＝eq\f(1,2)p0V＋aT0.15．(10分)爆米花酥脆可口、老少皆宜，是許多人喜愛的休閑零食．如圖為高壓爆米花的裝置原理圖，玉米在鐵質的密閉容器內被加熱，封閉氣體被加熱成高溫高壓氣體，當打開容器蓋后，“砰”的一聲氣體迅速膨脹，壓強急劇減小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花．設當地溫度t1＝27℃，大氣壓為p0，已知密閉容器打開前的氣體壓強達到4p0.試分析：(1)將容器內的氣體看作理想氣體，求容器內氣體的溫度．(2)假定在一次打開的過程中，容器內氣體膨脹對外界做功15kJ，并向外釋放了20kJ的熱量，容器內原有氣體的內能如何變化？變化了多少？解：(1)根據查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，p1＝p0，T1＝300K，p2＝4p0.解得T2＝1200K，則t2＝927℃.(2)由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，得ΔU＝－20kJ－15kJ＝－35kJ，故內能減少35kJ.16．(9分)水能不產生污染物，是一種清潔能源．位于美國和加拿大交界處的尼亞加拉瀑布流量可達每秒6000m3，而且一年四季流量穩定，瀑布落差50m．若利用這一資源發電，設其效率為50%，估算發電機的輸出功率．(g取10m/s2，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3)解：水力發電的基本原理是水的機械能轉化為電能，每秒鐘流下的水的質量為m＝ρV＝1×103×6000kg＝6×106kg，每秒鐘水減少的機械能為E＝mgh＝6×106×10×50J＝3×109J，設發電機的輸出功率為P，則由能量守恒定律可得Eηt＝Pt，解得P＝3×109×50%W＝1.5×109W．第四、五章達標檢測卷一、選擇題(本題共11小題，每小題5分，共55分．在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～11題有多項符合題目要求)1．關于對熱輻射的認識，下列說法中正確的是()A．熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸收電磁波B．溫度越高，物體輻射的電磁波越強C．輻射強度按波長的分布情況只與物體的溫度有關，與材料種類及表面狀況無關D．常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色【答案】B【解析】一切物體都不停地向外輻射電磁波，且溫度越高，輻射的電磁波越強，A錯誤，B正確；選項C是黑體輻射的特征，C錯誤；常溫下看到的物體的顏色是反射光的顏色，D錯誤．2．實物粒子的波動性不容易被觀察到，可以利用金屬晶格(大小約10-10m)作為障礙物觀察電子的衍射圖樣從而研究其波動性，方法是讓電子通過電場加速，然后讓電子束照射到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣．已知電子的質量為m、電荷量為e，初速度為零，加速電壓為U，普朗克常量為h.下列說法正確的是()A．該實驗中加速電壓U形成的電場一定是勻強電場B．實驗中電子束的德布羅意波長λ＝eq\f(h,\r(2emU))C．加速電壓U越大，電子束的衍射現象越明顯D．若用速度相同的質子代替電子，衍射現象將更加明顯【答案】B【解析】根據eU＝eq\f(1,2)mv2，λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,mv)，得λ＝eq\f(h,\r(2emU))，可知加速電場不一定是勻強電場，A錯誤，B正確；加速電壓U越大，電子束的波長越小，衍射現象越不明顯，C錯誤；若用速度相同的質子代替電子，波長減小，衍射現象更不明顯，D錯誤．3．如圖所示為盧瑟福α粒子散射實驗裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個角度的散射情況．下列說法正確的是()A．在圖中的A、B兩位置分別進行觀察，相同時間內觀察到屏上的閃光次數一樣多B．在圖中的B位置進行觀察，屏上觀察不到任何閃光C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實驗結果基本相似D．α粒子發生散射的主要原因是α粒子撞擊到金原子后產生的反彈【答案】C【解析】放在A位置時，相同時間內觀察到屏上的閃光次數應最多，說明大多數射線基本不偏折，可知金箔原子內部很空曠，故A錯誤；放在B位置時，相同時間內觀察到屏上的閃光次數較少，說明較少射線發生偏折，可知原子內部帶正電的體積小，故B錯誤；選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實驗結果基本相似，故C正確；α粒子發生散射的主要原因是α粒子受到金原子庫侖力作用，且金原子質量較大，從而出現的反彈，故D錯誤．4．(2023年深圳調研)有些金屬原子受激后，從某激發態躍遷回基態時，會發出特定顏色的光．圖甲所示為鈉原子和鋰原子分別從激發態躍遷回基態的能級差值，鈉原子發出頻率為5.09×1014Hz的黃光，可見光譜如圖乙所示．鋰原子從激發態躍遷回基態發光顏色為()A．紅色 B．橙色C．綠色 D．青色【答案】A【解析】由玻爾理論結合普朗克的量子假說，即E＝hν，根據圖甲可得ENa＝hνNa，ELi＝hνLi，代入數據可得νLi≈4.48×1014Hz，對照圖乙可知，鋰原子從激發態躍遷回基態發光顏色為紅光，A正確．5．(2024年北京模擬)深紫外線和極紫外線是生產芯片時常用在硅晶片上雕刻的光，深紫外線的波長為193nm，極紫外線的波長為13.5nm.下列說法正確的是()A．極紫外線的頻率小于深紫外線的頻率B．極紫外線比深紫外線更容易發生衍射C．極紫外線的光子能量大于深紫外線的光子能量D．在真空中極紫外線的傳播速度小于深紫外線的傳播速度【答案】C【解析】根據題意可知，極紫外線波長小于深紫外線，根據f＝eq\f(c,λ)，極紫外線的頻率大于深紫外線的頻率，A錯誤；深紫外線的波長較長，深紫外線更容易發生衍射，B錯誤；根據E＝hν，極紫外線的光子能量大于深紫外線的光子能量，C正確；在真空中極紫外線的傳播速度等于深紫外線的傳播速度，D錯誤．6．如圖所示是氫原子的能級圖，大量處于n＝4激發態的氫原子向低能級躍遷時，一共可以輻射出6種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級向n＝2能級躍遷時釋放的光子，則()A．6種光子中有3種屬于巴耳末系B．6種光子中波長最長的是n＝4激發態躍遷到基態時產生的C．要使n＝4能級的氫原子電離至少需要0.85eV的能量D．若從n＝2能級躍遷到基態釋放的光子能使某金屬板發生光電效應，則從n＝3能級躍遷到n＝2能級釋放的光子也一定能使該金屬板發生光電效應【答案】C【解析】公式中巴耳末系是指氫原子由高能級向n＝2能級躍遷時釋放的光子，6種光子中從n＝4→2與n＝3→2的屬于巴耳末系，即2種，故A錯誤；從n＝4激發態躍遷到n＝3激發態時產生光子的能量最小，根據E＝heq\f(c,λ)知，波長最長，故B錯誤；處于n＝4能級的氫原子具有的能量為－0.85eV，故要使其發生電離能量變為0，至少需要0.85eV的能量，故C正確；從n＝2能級躍遷到基態釋放的光子能量為13.6eV－3.4eV＝10.2eV，若該光子能使某金屬板發生光電效應，則從n＝3能級躍遷到n＝2能級釋放的光子能量3.4eV－1.51eV＝1.89eV＜10.2eV，不一定能使該板發生光電效應，D錯誤．7．(2024年溫州檢測)如圖為某款條形碼掃描筆的工作原理圖，發光二極管發出的光頻率為ν0.將掃描筆筆口打開，在條形碼上勻速移動，遇到黑色線條光幾乎全部被吸收；遇到白色線條光被大量反射到光電管中的金屬表面(截止頻率0.8ν0)，產生光電流，如果光電流大于某個值，會使信號處理系統導通，將條形碼變成一個個脈沖電信號．下列說法正確的是()A．掃描筆在條形碼上移動的速度會影響相鄰脈沖電信號的時間間隔B．頻率為ν0的光照到光電管的金屬表面立即產生光電子C．若發光二極管發出頻率為1.2ν0的光，則一定無法識別條形碼D．若發光二極管發出頻率為0.5ν0的光，掃描筆緩慢移動，也能正常識別條形碼【答案】B【解析】脈沖電信號的時間間隔與掃描筆在條形碼上移動的速度無關，A錯誤；頻率為ν0的光照到光電管發生光電效應是瞬間的，即立刻產生光電子，B正確；若發光二極管發出頻率為1.2ν0的光，可以產生光電流，可以正常識別條形碼，C錯誤；若發光二極管發出頻率為0.5ν0的光，無法產生光電流，即無法正常識別條形碼，D錯誤．8．(2024年晉中檢測)中微子ν對人類了解微觀物質的基本結構和宏觀宇宙的起源與演化具有重要意義．中子在衰變成質子和電子(β衰變)時，發生能量虧損，其原因是一種電中性的小質量粒子將能量帶走了，因該粒子是中性的微小粒子，故稱作中微子ν.已知某次核反應方程式為eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋X＋ν，則下列說法正確的是()A．X來自于碳原子核B．該核反應方程屬于衰變C．該核反應中電荷數守恒，質量數不守恒D．該核反應方程中X是中子【答案】AB【解析】核反應中質量數與電荷數均守恒，C錯誤；由方程式可得該過程是β衰變，β衰變產生的電子是β衰變過程中中子轉化為一個質子同時放出一個電子形成的，故X應該為電子，這個電子來自于原子核內的中子，D錯誤，A、B正確．9．(2023年貴州檢測)甘肅省武威市全球首臺釷基熔鹽核反應堆進行試運行放電，也標志著我國成為世界上第一個對第四代核電技術進行商業化試驗運營的國家．反應堆工作原理如圖所示，釷232(eq\o\al(232,90)Th)吸收一個中子后會變成釷233，釷233不穩定，會變成易裂變核素鈾233(eq\o\al(233,92)U).下列說法正確的是()A．釷233變成鈾233的核反應方程式是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．中間產生的新核鏷eq\o\al(233,91)Pa從高能級向低能級躍遷時，會伴隨γ輻射C．核素鈾eq\o\al(233,92)U的結合能小于釷eq\o\al(232,90)ThD．核反應堆是通過核裂變把核能直接轉化為電能發電【答案】AB【解析】根據核反應的電荷數和質量數守恒可知，釷233變成鈾233的核反應方程式是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正確；中間產生的新核鏷233(eq\o\al(233,91)Pa)從高能級向低能級躍遷時，放出能量，會伴隨γ輻射，B正確；整個過程中釋放能量，則生成的新核鈾233(eq\o\al(233,92)U)更加穩定，則新核鈾233(eq\o\al(233,92)U)的結合能大于釷232(eq\o\al(232,90)Th)，C錯誤；在核電站的核反應堆內部，核燃料具有的核能通過核裂變反應轉化為內能，然后通過發電機轉化為電能，D錯誤．10．根據玻爾理論，氫原子輻射出一個光子后，下列說法正確的是()A．電子旋轉半徑減小 B．氫原子能量增大C．氫原子電勢能增大 D．核外電子速率增大【答案】AD【解析】氫原子輻射出一個光子后，從高能級向低能級躍遷，氫原子的能量減小，軌道半徑減小，根據keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，得軌道半徑減小，電子速率增大，動能增大，由于氫原子半徑減小的過程中電場力做正功，則氫原子電勢能減小，故A、D正確，B、C錯誤．11．(2023年日照期末)利用光電管研究光電效應實驗，如圖所示．用可見光照射陰極，電流表中有電流通過，則()A．流過電流表G的電流方向是由b流向aB．改用紫外線照射，電流表中一定有電流通過C．改用紫外線照射，電流表中的電流增大D．改用紫外線照射，所產生的光電子的最大初動能變大【答案】BD【解析】用可見光照射陰極，陰極有電子逸出到達陽極形成電流，電流方向與電子定向移動的方向相反，則流過電流表G的電流方向是由a流向b，A錯誤；紫外線頻率高于可見光，根據光電效應可知，紫外線頻率一定大于陰極的截止頻率，陰極一定有電子逸出到達陽極，則改用紫外線照射，電流表中一定有電流通過，但光照強度未知，電流強度不一定大于可見光照射，B正確，C錯誤；根據光電效應方程Ek＝hν－W0，紫外線頻率高于可見光，則改用紫外線照射，所產生的光電子的最大初動能變大，D正確．二、非選擇題(本題共5小題，共45分)12．(6分)如圖所示，一靜電計與鋅板相連，在A處用一弧光燈照射鋅板，關燈后，指針保持一定偏角．(1)現用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計指針偏角將________(填“增大”“減小”或“不變”).(2)使靜電計指針回到零，用黃光照射鋅板，靜電計指針發生偏轉，那么，若改用強度更大的黃光照射鋅板，可觀察到靜電計指針偏轉角將________(填“增大”“減小”或“不變”).【答案】(1)減小(2)增大【解析】(1)鋅板在紫外線照射下，發生光電效應，有光電子飛出，鋅板帶正電，將一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，鋅板所帶正電量減小，則靜電計指針偏角將減小．(2)改用強度更大黃光照射鋅板，從鋅板上發出的光電子數增多，鋅板所帶正電量增大，則靜電計指針偏角將增大．13．(10分)用圖甲所示的裝置研究光電效應現象，當用光子能量為5eV的光照射光電管時，測得電流計上的示數隨電壓變化的圖像如圖乙所示．(1)當變阻器的滑片P向________(填“左”或“右”)滑動時，通過電流表的電流將會減小．(2)光電子的最大初動能為________J，金屬的逸出功為__________J.(3)如果不改變入射光的頻率，而減小入射光的強度，則光電子的最大初動能________(填“增加”“減小”或“不變”).【答案】(1)右(2)3.2×10-194.8×10-19(3)不變【解析】(1)由題圖可知光電管兩端所加的電壓為反向電壓，當變阻器的滑動端P向右移動時，反向電壓增大，則通過電流表的電流減小．(2)由圖乙可知，當該裝置所加的電壓為反向電壓，當電壓是－2V時，電流表示數為0，遏止電壓為－2V，則光電子的最大初動能為Ekm＝eUc＝2eV＝3.2×10-19J，根據光電效應方程Ekm＝hν－W0，又ε＝hν，則W0＝3eV＝4.8×10-19J.(3)根據光電效應方程Ekm＝hν－W0，可知入射光的頻率不變，則光電子的最大初動能不變．14．(10分)納米技術現在已經廣泛應用到社會生產、生活的各個方面．將激光束的寬度聚光到納米級范圍內，可以精確地修復人體損壞的器官．糖尿病引起視網膜病變是導致成年人失明的一個重要原因，利用聚光到納米級的激光束進行治療，90%的患者都可以避免失明的嚴重后果．一臺功率為10W氬激光器，假定所發出的可見光的波長都是560nm，用它“點焊”視網膜，每次“點焊”視網膜的時間是2×10-4s．(1)求每次“點焊”需要的能量；(2)激光器消耗的電能的5%轉化為所發出的可見光的能量，光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，計算激光器每秒內發出的光子數．解：(1)根據E＝Pt，所以E＝Pt＝10×2×10-4J＝2×10-3J.(2)一個波長為λ的光子能量為E0＝eq\f(hc,λ)，設激光器每秒內發出的光子數為n，則n＝eq\f(kPt0,E0)，式中k＝5%，t0＝1s，聯立上式解得n＝eq\f(kPλt0,hc)＝1.4×1018個．15．(10分)(2023年如皋期末)如圖所示，電路中開關閉合時，電壓表的示數為U，大量處于n＝3能級的一價氦離子向基態躍遷，輻射出的光子照射到光電管陰極K.已知一價氦離子的能級公式En＝－eq\f(E1,n2)(E1>0，量子數n＝1，2，3，…)，E1是基態氦離子的能量值，K的逸出功為W0，真空中的光速為c，元電荷為e.求：(1)照射到陰極K上光子動量的最大值p；(2)到達陽極A的光電子的最大動能Ekm.解：(1)從n＝3能級向基態躍遷時輻射光子的動量最大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)從n＝3能級向基態躍遷時輻射光照射K產生的光電子的初動能最大，光電效應方程Ek＝E－W0，動能定理eU＝Ekm－Ek，解得Ekm＝eq\f(8E1,9)－W0＋eU.16．(9分)一個鈹核(eq\o\al(9,4)Be)和一個α粒子反應后生成一個碳核，放出一個中子并釋放出5.6MeV的能量．(計算結果均保留2位有效數字)(1)寫出這個核反應過程；(2)如果鈹核和α粒子共130g，且剛好反應完，求共放出多少能量？(3)這130g物質反應過程中，其質量虧損是多少？解：(1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→126C＋eq\o\al(1,0)n.(2)鈹核和氦核的摩爾質量之和μ＝MBe＋Mα＝(9＋4)g/mol＝13g/mol，鈹核和氦核各含的摩爾數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)質量虧損Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(5.4×1012,(3.0×108)2)kg＝6.0×10-5kg.期末達標檢測卷一、選擇題(本題共11小題，每小題5分，共55分．在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～11題有多項符合題目要求)1．某同學在水杯中倒入一杯開水后，將杯蓋蓋上后杯內空氣(視為一定質量的理想氣體)的溫度約為97℃，一段時間后，該同學想喝水時，發現杯蓋很難被打開，若此時杯中空氣的溫度與外部環境溫度均為17℃，則下列說法正確的是()A．杯蓋很難被打開的原因是降溫后杯內空氣的壓強大于外界大氣壓強B．17℃時杯內空氣的體積比97℃時的大C．17℃時杯內空氣的密度比97℃時的大D．17℃時杯內空氣對杯壁單位時間內，單位面積上的碰撞次數比97℃時的少【答案】D【解析】杯內空氣溫度降低，由eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，可知杯內壓強減小，杯內空氣的壓強小于外界大氣壓強，A錯誤；17℃時與97℃時相比，杯內空氣的體積不變，質量不變，所以密度不變，B、C錯誤；17℃時與97℃時相比，杯內空氣壓強減小，對杯壁單位時間內，單位面積上的碰撞次數減少，D正確．2．如圖所示，長為L＝99cm一端封閉的玻璃管，開口端豎直向上，內有一段長為h＝11cm的水銀柱與管口平齊．已知大氣壓強為p0＝75cmHg，在溫度不變的條件下，最多還能向開口端內注入的水銀柱的高度為()A．1cm B．2cmC．3cm D．4cm【答案】B【解析】設玻璃管的橫截面積為S，初態時，管內氣體的體積為V1＝(L－h)S，壓強為p1＝p0＋ρgh＝86cmHg，當水銀面與管口再次相平時，設水銀柱高為H，則管內氣體的體積為V2＝(L－H)S，壓強為p2＝p0＋ρgH，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，代入數據解得H＝13cm，所以新注入水銀柱的高度為Δh＝H－h＝2cm，故選B．3．某地某天的氣溫變化趨勢如圖甲所示，細顆粒物(PM2.5等)的污染程度為中度，出現了大范圍的霧霾．在11：00和14：00的空氣分子速率分布曲線如圖乙所示，橫坐標v表示分子速率，縱坐標表示單位速率間隔的分子數占總分子數的百分比．下列說法正確的是()A．細顆粒物在大氣中移動是由于細顆粒物分子的熱運動B．圖乙中實線表示11：00時的空氣分子速率分布曲線C．細顆粒物的無規則運動11：00時比14：00時更劇烈D．單位時間內空氣分子對細顆粒物的平均撞擊次數14：00時比12：00時多【答案】D【解析】細顆粒物在大氣中移動是由于空氣分子的熱運動與氣流的作用，A錯誤；由圖乙可知實線對應的速率大的分子占的比例越大，對應的氣體分子溫度較高，所以圖乙中實線表示14：00時的空氣分子速率分布曲線，B錯誤；溫度越高，細顆粒物的無規則運動越劇烈，所以細顆粒物的無規則運動14：00時比11：00時更劇烈，C錯誤；14：00時的氣溫高于12：00時的氣溫，空氣分子的平均動能較大，單位時間內空氣分子對細顆粒物的平均撞擊次數較多，D正確．4．月球的表面長期受到宇宙射線的照射，使得“月壤”中的eq\o\al(3,2)He含量十分豐富．科學家認為eq\o\al(3,2)He是發生核聚變的極好原料，將來eq\o\al(3,2)He也許是人類重要的能源，所以探測月球意義十分重大．關于eq\o\al(3,2)He，下列說法正確的是()A．eq\o\al(3,2)He原子核內的核子靠萬有引力緊密結合在一起B．eq\o\al(3,2)He聚變反應后變成eq\o\al(4,2)He，原子核內核子間的比結合能沒有發生變化C．eq\o\al(3,2)He發生核聚變，放出能量，不一定會發生質量虧損D．eq\o\al(3,2)He聚變反應的方程可能為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】原子核內的核子靠核力結合在一起，核力只存在于相鄰的核子之間，A錯誤；比結合能是核的結合能與核子數之比，所以聚變后的比結合能一定發生變化，B錯誤；eq\o\al(3,2)He發生聚變，放出能量，根據質能方程ΔE＝Δmc2，一定會發生質量虧損，C錯誤；eq\o\al(3,2)He聚變反應的方程式可能為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正確．5．科學家發現銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26，鋁26的半衰期為72萬年，其衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋Y，下列說法正確的是()A．Y是氦核 B．Y是質子C．再經過72萬年，現有的鋁26衰變一半 D．再經過144萬年，現有的鋁26全部衰變【答案】C【解析】根據核反應的質量數和電荷數守恒可知，該核反應是e