精品解析：山东省临沂市临沭第一中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题

临沭一中2024-2025学年高二下学期6月份教学质量检测 物理 考试范围：选择性必修第三册1-4章：考试时间：90分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（每题3分共24分） 1. 气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（ ） A. 气体体积变大，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变多 B. B中气体可以自发地全部退回A中 C. 气体温度不变，体积增大，压强减小 D. 气体体积膨胀，对外做功，内能减小 2. 关于下列三幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，布朗运动越明显 B. 图乙中峰值大的曲线对应的气体温度较高 C. 图丙中实验现象可以说明蜂蜡是晶体 D. 图丙中实验现象说明薄板材料各向同性，一定是非晶体 3. 某种气体在两种温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标u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. 图中两条曲线与横坐标轴所围面积相等 B. 温度升高，曲线纵坐标峰值变大 C. 图中虚线对应分子平均动能大于实线对应分子平均动能 D. 分子速率分布呈现“两头多，中间少趋势”；温度升高，每个气体分子速率都增加 4. 某同学制作了一个简易的大气压强测量计。如图所示，用胶塞封闭体积为的广口瓶。U形玻璃管倒插入广口瓶，用胶管与直玻璃管连接，内部充有一定水。测量时首先打开胶塞再重新封闭，调整胶管使U形管水面与直玻璃管水面相平，并记录U形管左侧水面位置k。现用容积为的注射器注入与大气压强相等的气体，上下调整直玻璃管，使U形管左侧水面仍在k位置，测出直玻璃管液面p到k位置的高度差为，已知水的密度为，重力加速度为g，不计U形管的体积，则大气压强为（ ） A. B. C. D. 5. 下列说法正确是（　　） A. 图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长 B. 在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a一定是非晶体，b一定是晶体 C. 图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较低的方向移动 D. 图丁光电效应实验中滑动变阻器的触头向右移动，电流表的示数一定增大 6. 固体是物质的一种聚集状态，与液体和气体相比固体有比较固定的体积和形状，质地比较坚硬。关于固体，下列说法正确的是（　　） A. 食盐、玻璃和水晶都是晶体，非晶体和单晶体都没有确定的几何形状 B. 固体可以分为单晶体和多晶体，多晶体没有确定的几何形状 C. 布朗运动是固体分子无规则热运动的反映 D. 晶体具有各向异性，组成晶体的物质微粒在空间整齐排列成“空间点阵” 7. 如图所示，一端封闭粗细均匀的玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，一小段水银柱将管内封闭气体分割成两部分，上端气柱长为，下端气柱长为，且。管内水银柱与水银槽面的高度差为，管内气体温度保持不变，开口端始终在水银面下方，则下列说法正确的是（　　） A. 若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则变小 B. 若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则的增长量等于的增长量 C. 若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则的增长量小于的增长量 D. 若轻敲管壁使下端气体透过中间水银柱与上端气体混合，再次稳定后气柱总长度大于 8. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，把1滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出如图所示的油膜形状。已知该溶液浓度为，n滴溶液的体积为V，油膜面积为S，则（　　） A. 油酸分子直径为 B. 实验中，应先滴溶液后撒爽身粉 C. n滴该溶液所含纯油酸分子数为 D. 计算油膜面积时，将不足一格都当作一格计入面积，将导致所测分子直径偏大 二、多选题（每题4分，选不全2分，共36分） 9. 已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为ρ（kg/m3），阿伏加德罗常数为NA（mol－1）。下列判断正确的是（　　） A. 1 kg铜所含的原子数为 B. 1 m3铜所含的原子数为 C. 1个铜原子的质量为 （kg） D. 1个铜原子的体积为（m3） 10. 氢原子跃迁与巴耳末系的对比图像如图所示，已知光速为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A. 巴耳末系就是氢原子从能级跃迁到基态时辐射出的光谱 B. 气体的发光原理是气体放电管中原子受到高速电子的撞击跃迁到激发态，再向低能级跃迁，放出光子 C. 氢原子从能级跃迁到能级时辐射出的光是可见光，但不属于巴耳末系 D. 若处于某个激发态的几个氢原子，只发出三种波长的光，当，则有 11. 如图甲所示为演示光电效应的实验装置，如图乙所示为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图丙所示为氢原子的能级图，表格给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。则（ ） 几种金属的逸出功和极限频率 金属 W/eV /（×1014Hz） 钠 2.29 5.33 钾 2.25 544 铷 2.13 5.15 A. 图甲所示的光电效应实验装置所加的是反向电压，能测得， B. a光和b光是同种颜色的光，且a光的光强更强 C. 若用能使金属铷发生光电效应的光直接照射处于n=3激发态的氢原子，可以直接使该氢原子电离 D. 若b光的光子能量为0.66eV，照射某一个处于n=3激发态的氢原子，最多可以产生6种不同频率的光 12. 关于以下四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图甲是研究布朗运动的实验记录，图中的折线是花粉颗粒的运动轨迹，说明花粉的运动是规则的 B. 图乙是水银在玻璃管中呈现出液面上凸的现象，说明水银不能浸润玻璃 C. 图丙是光在方解石中的双折射现象，说明方解石是晶体 D. 图丁是永动机的示意图，此类永动机不可制成的原因是违背了热力学第二定律 13. 如图所示为神舟17号与空间站对接后的结构简图，核心舱和气闸舱内气体的压强均为，宇航员需要出舱检修设备，先由核心舱进入气闸舱后，关闭内闸门A，通过抽气机抽取气闸舱内的气体，每次抽气都将抽出的气体排放在核心舱中。当气闸舱内的压强降到一定值后，打开外闸门B，宇航员出舱，同时将剩余气体排到外太空的真空环境中。若气闸舱的容积为V，核心舱的容积为8V，真空抽气机每次抽气的体积为，不考虑抽气过程中温度的变化，忽略宇航员自身的体积，下列说法正确的是（ ） A. n次抽气后，气闸舱内的气体压强为 B. n次抽气并排放到核心舱后，核心舱内气体的压强为 C. 打开外闸门B，气体膨胀对外界做功 D. 第一次抽气排放到核心舱后，核心舱内气体压强的增加量为 14. 如图所示，地面上一弹簧竖直支撑着一带活塞的导热汽缸，活塞与汽缸间封闭着一定质量的理想气体，汽缸内部横截面的面积为S，平衡时活塞到汽缸顶部的距离为h。已知大气压强恒为p0，初始时气体的温度为T0，汽缸的质量为M，且p0S=49Mg，重力加速度为g，活塞可无摩擦地自由滑动且不漏气。先缓慢升高环境温度到1.1T0，然后在汽缸顶部轻放一个质量为m的物块，稳定时活塞到汽缸顶部的距离仍为h。弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 升温过程，活塞对气体做的功为5Mgh B. 气体变化过程中活塞到汽缸顶部的最大距离为1.1h C. 物块与汽缸的质量关系为m=5M D. 从放上物块到气体稳定的过程，气体吸收热量 15. 一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C、C→A三个过程后回到初始状态A，其图像如图所示。已知O、A、C三点在一条直线上，。下列说法正确的是（　　） A. 状态B时气体的温度为500K B. 在A→B的过程中，气体对外做功大于它从外界吸收的热量 C. 在B→C的过程中，气体对外做功 D. 在A→B→C→A一个循环过程中，气体向外界释放的热量为 16. 下列说法正确的是（　　） A. 质量和温度都相同的气体，内能不一定相同 B. 温度低的物体分子运动的平均速率小 C. 气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变 D. 一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小 E. 一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加 17. 家庭中使用的一种强力挂钩，其工作原理如图所示。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图甲），吸盘中的空气被挤出一部分后，吸盘内封闭气体的体积为，压强为，然后再把锁扣扳下（如图乙），使腔内气体体积变为，让吸盘紧紧吸在墙上，已知吸盘与墙面的有效正对面积为S，强力挂钩的总质量为m，与墙面间的最大静摩擦力是正压力的k倍，外界大气压强为，重力加速度为g，忽略操作时的温度变化，把封闭气体看成理想气体（只有吸盘内的气体是封闭的）。此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 吸盘内的气体的压强增大 B. 吸盘内的气体要从外界吸收热量 C. 吸盘内的气体分子的平均动能不变 D. 安装结束后，此挂钩所挂物体的最大质量为 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共8分） 18. 某同学利用如图所示装置做探究一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积关系的实验。 步骤如下： ①将一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连。 ②将压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。 ③打开阀门，用手握住烧瓶，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门。 ④根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p。 ⑤多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 （1）该同学错误的操作步骤为_________。 （2）正确进行实验后，该同学根据实验数据画出图像如图所示，其中的纵坐标为_________（选填“V”或“”），烧瓶的容积为_________。（用图中字母表示） （3）另一同学重复实验，计算了多组p与乘积，发现随压强p增大而变小，导致这个现象原因可能为_________。（写出一个原因即可） 四、解答题 19. 一定质量的理想气体由状态M→N变化的p—V图像为如图所示的直线。已知气体在此过程中的最高热力学温度Tmax=320K，气体内能的变化满足，常量=1000J/K，求： （1）此过程中气体对外界做的功W； （2）气体在状态M时的热力学温度TM及此过程中气体从外界吸收的热量Q。 20. 如图为某兴趣小组制作的供水装置，圆柱形气缸内部长度40cm，轻活塞将其分为左右两部分，左部为储水室，储水室上部一根细管连接进水口和出水口；右部为气室，气室尾部有一气阀。初始时出水口打开，储水室内无水，气阀关闭，轻活塞位于气缸中央。现通过气阀给气室充气至压强为0.17MPa，然后关闭气阀和出水口。打开进水口开关，开始注水，活塞缓慢向右移动，当气室压强为0.34MPa时停止注水。已知活塞横截面积为，外界大气压强为。气体看作理想气体，整个过程温度不变，由于水的重力产生的压强可忽略，活塞厚度、摩擦不计，求： （1）从气阀充入的气体和原有气体质量之比； （2）注水结束后，打开出水口，当气室压强下降到0.25MPa时，排出水的体积。 21. 如图，上端开口的竖直汽缸由小、大两个同轴圆筒组成，两圆筒高均为。两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m；大活塞的横截面积为2S、质量为2m。两活塞用长为L的刚性杆连接，两活塞间充有氧气，大活塞下方充有氮气。小活塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热，开始时，氮气和外界环境的温度均为，大活塞处于大圆筒的中间位置，且刚性杆上恰无弹力。重力加速度用g表示，外界的大气压强恒为，氧气和氮气均可看做理想气体。 （1）开始时氮气的压强是多少？ （2）通过电阻丝缓慢加热氮气，当大活塞刚上升时，氮气的温度是多少？ （3）当大活塞刚上升时，设平均每个氮气分子对容器壁撞击力为，继续加热氮气，当氮气的温度上升到时，设平均每个氮气分子对容器壁撞击为，试分析比大还是小？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 临沭一中2024-2025学年高二下学期6月份教学质量检测 物理 考试范围：选择性必修第三册1-4章：考试时间：90分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（每题3分共24分） 1. 气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（ ） A. 气体体积变大，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变多 B. B中气体可以自发地全部退回A中 C. 气体温度不变，体积增大，压强减小 D. 气体体积膨胀，对外做功，内能减小 【答案】C 【解析】 【详解】CD．由于气闸舱B内为真空，可知打开阀门K，A中的气体可以自由进入B中，气体不做功，且与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能不变，气体温度不变，根据 由于气体体积增大，则气体压强减小，故C正确，D错误； A．气体体积变大，气体温度不变，气体分子的平均动能不变，气体压强减小，根据压强微观意义可知，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，故A错误； B．根据热力学第二定律可知，B中气体不可以自发地全部退回A中，故B错误。 故选C。 2. 关于下列三幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，布朗运动越明显 B. 图乙中峰值大的曲线对应的气体温度较高 C. 图丙中实验现象可以说明蜂蜡是晶体 D. 图丙中实验现象说明薄板材料各向同性，一定是非晶体 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，则微粒越趋于不平衡，布朗运动越明显，故A正确； B．图乙中峰值大的曲线“腰细”，中等分子占据的比例较小，则对应的气体温度较低，故B错误； CD．图丙中，实验现象表明薄板材料导热性上具有各向同性，则说明薄板材料可能是多晶体，也有可能是非晶体，故CD错误。 故选A。 3. 某种气体在两种温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标u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. 图中两条曲线与横坐标轴所围面积相等 B. 温度升高，曲线纵坐标峰值变大 C. 图中虚线对应分子平均动能大于实线对应分子平均动能 D. 分子速率分布呈现“两头多，中间少的趋势”；温度升高，每个气体分子速率都增加 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题图可知，两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A正确； B．从图中可以看出，温度升高，速率大的分子所占比例变大，曲线峰值向右移动，峰值变小，故B错误； C．温度增大时，分子平均速率增大，即分子速率较大的分子占比增大，由图知气体在虚线状态时分子平均速率较小，实线对应的气体分子平均速率较大，则图中实线对应分子平均动能大于虚线对应分子平均动能，故C错误； D．分子速率分布呈现“两头多，中间少的趋势”；温度升高，分子平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大，故D错误。 故选A。 4. 某同学制作了一个简易的大气压强测量计。如图所示，用胶塞封闭体积为的广口瓶。U形玻璃管倒插入广口瓶，用胶管与直玻璃管连接，内部充有一定水。测量时首先打开胶塞再重新封闭，调整胶管使U形管水面与直玻璃管水面相平，并记录U形管左侧水面位置k。现用容积为的注射器注入与大气压强相等的气体，上下调整直玻璃管，使U形管左侧水面仍在k位置，测出直玻璃管液面p到k位置的高度差为，已知水的密度为，重力加速度为g，不计U形管的体积，则大气压强为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据玻意耳定律可得 解得 = 故选B。 5. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长 B. 在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a一定是非晶体，b一定是晶体 C. 图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较低的方向移动 D. 图丁光电效应实验中滑动变阻器的触头向右移动，电流表的示数一定增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后，入射光的动量减小，根据 可知，碰后散射光的波长变长，故A正确； B．在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a表现出各向同性，a可能是多晶体，也可能是非晶体，b表现出各向异性，b一定是单晶体，故B错误； C．根据黑体辐射的规律，图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较高的方向移动，故C错误； D．图丁中光电效应实验中电源所加电压为加速电压，逸出的光电子加速到达A极，当滑动变阻器的触头向右移动时，加速电压增大，若电流没有达到饱和电流，电流表的示数先增大，达到饱和电流后，电流表的示数不变，故D错误。 故选A。 6. 固体是物质的一种聚集状态，与液体和气体相比固体有比较固定的体积和形状，质地比较坚硬。关于固体，下列说法正确的是（　　） A. 食盐、玻璃和水晶都是晶体，非晶体和单晶体都没有确定的几何形状 B. 固体可以分为单晶体和多晶体，多晶体没有确定的几何形状 C. 布朗运动是固体分子无规则热运动的反映 D. 晶体具有各向异性，组成晶体的物质微粒在空间整齐排列成“空间点阵” 【答案】B 【解析】 【详解】A.食盐和水晶都是晶体，玻璃是非晶体，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，A错误； B.固体可以分为单晶体和多晶体，多晶体没有确定的几何形状，B正确； C.布朗运动是悬浮在液体中的颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，C错误； D.单晶体具有各向异性，多晶体具有各项同性，组成晶体的物质微粒在空间整齐排列成“空间点阵”，D错误。 故选B。 7. 如图所示，一端封闭粗细均匀的玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，一小段水银柱将管内封闭气体分割成两部分，上端气柱长为，下端气柱长为，且。管内水银柱与水银槽面的高度差为，管内气体温度保持不变，开口端始终在水银面下方，则下列说法正确的是（　　） A. 若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则变小 B. 若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则的增长量等于的增长量 C. 若将玻璃管竖直向上缓慢提起，则的增长量小于的增长量 D. 若轻敲管壁使下端气体透过中间水银柱与上端气体混合，再次稳定后气柱总长度大于 【答案】D 【解析】 【详解】A．将玻璃管竖直向上缓慢提升时，假设l2的下端面水银没有上升，保持原高度，令大气压强为，则有 可知，若l2的下端面水银面保持原高度，则l2内气体的压强不变，由于温度恒定，则l2内气体体积不变，则只有l1中的体积增大，根据玻意耳定律可知，l1内气体的压强变小，由于l1内的气体压强始终等于 l2气体压强减去中间那段水银柱高度所产生的压强，所以假设不成立，中间那段水银柱将上升，l2中气体的体积也增大，根据玻意耳定律可知，压强也减小，则管内外水银柱高度差h变大，故A错误； BC．结合上述可知，管内上下两部分气体的压强均减小，体积均增大，由于 则有 可知，上下两部分气体的压强减小的绝对值相等，由于 即l1气体原来压强比l2小，根据玻意耳定律可知，对两部分气体有 ， 解得 ， 由于 ，， 则有 即l1长度增长量大于l2的增长量，故BC错误； D．若轻敲管壁使下端气体透过中间水银柱与上端气体混合，根据玻意耳定律有 假设再次稳定后气柱总长度，即有 结合上述解得 忽略水槽内液面的变化，令混合后管内外水银高度差为，则有 可知 可知，假设不成立，混合后管内外水银高度差小于混合前管内两段水银的高度之和，则有 故D正确。 故选D。 8. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，把1滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出如图所示的油膜形状。已知该溶液浓度为，n滴溶液的体积为V，油膜面积为S，则（　　） A. 油酸分子直径为 B. 实验中，应先滴溶液后撒爽身粉 C. n滴该溶液所含纯油酸分子数为 D. 计算油膜面积时，将不足一格都当作一格计入面积，将导致所测分子直径偏大 【答案】C 【解析】 【详解】A．一滴溶液中油酸的体积为 ① 油酸分子直径为 ② 故A错误； B．在水面上先撒上爽身粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，故B错误； C．一个油酸分子体积 ③ n滴该溶液所含纯油酸分子数为 ④ 联立①②③④得 故C正确； D．计算油膜面积时，将不足一格都当作一格计入面积，将导致面积偏大，所测分子直径偏小，故D错误。 故选C。 二、多选题（每题4分，选不全2分，共36分） 9. 已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为ρ（kg/m3），阿伏加德罗常数为NA（mol－1）。下列判断正确的是（　　） A. 1 kg铜所含的原子数为 B. 1 m3铜所含的原子数为 C. 1个铜原子的质量为 （kg） D. 1个铜原子的体积为（m3） 【答案】AD 【解析】 【详解】A．1kg铜所含的原子数N＝NA＝，A正确； B．与A同理，1 m3铜所含的原子数N＝NA＝，B错误； C．1个铜原子的质量m0＝（kg），C错误； D．1个铜原子的体积V0＝＝（m3），D正确。 故选AD。 10. 氢原子跃迁与巴耳末系的对比图像如图所示，已知光速为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A. 巴耳末系就是氢原子从能级跃迁到基态时辐射出的光谱 B. 气体的发光原理是气体放电管中原子受到高速电子的撞击跃迁到激发态，再向低能级跃迁，放出光子 C. 氢原子从能级跃迁到能级时辐射出的光是可见光，但不属于巴耳末系 D. 若处于某个激发态的几个氢原子，只发出三种波长的光，当，则有 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．由图可知，巴耳末系就是氢原子从能级跃迁到能级时辐射出的光谱，故AC错误； B．通常情况下，原子处于基态，非常稳定，气体放电管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能向上跃迁到激发态，处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，最终回到基态，故B正确； D．根据题意，由能级跃迁时，能级差与光子的能量关系有 若处于某个激发态的几个氢原子，只发出三种波长的光，且 则有 ，， 可得 解得 故D正确。 故选BD。 11. 如图甲所示为演示光电效应的实验装置，如图乙所示为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图丙所示为氢原子的能级图，表格给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。则（ ） 几种金属的逸出功和极限频率 金属 W/eV /（×1014Hz） 钠 2.29 5.33 钾 2.25 5.44 铷 2.13 5.15 A. 图甲所示的光电效应实验装置所加的是反向电压，能测得， B. a光和b光是同种颜色的光，且a光的光强更强 C. 若用能使金属铷发生光电效应的光直接照射处于n=3激发态的氢原子，可以直接使该氢原子电离 D. 若b光的光子能量为0.66eV，照射某一个处于n=3激发态的氢原子，最多可以产生6种不同频率的光 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲所示的光电管两端所加的是正向电压，所以无法求出反向遏止电压，故A错误； B．由图乙可知，a、b两种光的反向遏止电压相同，所以是同种色光，a的饱和光电流更大，所以a光的光强更强，故B正确； C．能使金属铷发生光电效应的光子能量大于等于2.13eV，处于n=3激发态的氢原子的电离能等于1.51eV，由于2.13eV>1.51eV，所以能使金属铷发生光电效应的光直接照射处于n=3激发态的氢原子，可以直接使该氢原子电离，故C正确； D．若b光的光子能量为0.66eV，照射某一个处于n=3激发态的氢原子，氢原子从3跃迁到4，再从4回到基态，最多可以产生3种不同频率的光，故D错误。 故选BC。 12. 关于以下四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图甲是研究布朗运动的实验记录，图中的折线是花粉颗粒的运动轨迹，说明花粉的运动是规则的 B. 图乙是水银在玻璃管中呈现出液面上凸的现象，说明水银不能浸润玻璃 C. 图丙是光在方解石中的双折射现象，说明方解石是晶体 D. 图丁是永动机的示意图，此类永动机不可制成的原因是违背了热力学第二定律 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲为花粉颗粒每隔一段时间的位置的连线，不是运动轨迹，同时花粉的布朗运动是无规则的，故A错误； B．对于玻璃，水银时不浸润液体，在水银表面张力作用下呈现上凸，故B正确； C．双折射现象时光学各向异性的表现，所以方解石是各向异性的晶体，故C正确； D．此类永动机不可制成原因是违背了热力学第一定律，故D错误。 故选BC。 13. 如图所示为神舟17号与空间站对接后结构简图，核心舱和气闸舱内气体的压强均为，宇航员需要出舱检修设备，先由核心舱进入气闸舱后，关闭内闸门A，通过抽气机抽取气闸舱内的气体，每次抽气都将抽出的气体排放在核心舱中。当气闸舱内的压强降到一定值后，打开外闸门B，宇航员出舱，同时将剩余气体排到外太空的真空环境中。若气闸舱的容积为V，核心舱的容积为8V，真空抽气机每次抽气的体积为，不考虑抽气过程中温度的变化，忽略宇航员自身的体积，下列说法正确的是（ ） A. n次抽气后，气闸舱内的气体压强为 B. n次抽气并排放到核心舱后，核心舱内气体的压强为 C. 打开外闸门B，气体膨胀对外界做功 D. 第一次抽气排放到核心舱后，核心舱内气体压强的增加量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对气闸舱内的气体，第一次抽气有 解得 第二次抽气有 解得 可得n次抽气后，气闸舱内气体的压强为 A项正确； B．若每次排放前，抽气机抽取的气体的压强均为，可得n次抽气后 可得核心舱内气体压强为 但实际上每次排放前，抽气机抽取的气体的压强都小于，可知n次排放后，核心舱内气体的压强小于，B项错误； C．气体向真空膨胀不对外界做功，C项错误； D．第一次抽气排放后 解得核心舱内气体压强的增加量为 D项正确。 故选AD。 14. 如图所示，地面上一弹簧竖直支撑着一带活塞的导热汽缸，活塞与汽缸间封闭着一定质量的理想气体，汽缸内部横截面的面积为S，平衡时活塞到汽缸顶部的距离为h。已知大气压强恒为p0，初始时气体的温度为T0，汽缸的质量为M，且p0S=49Mg，重力加速度为g，活塞可无摩擦地自由滑动且不漏气。先缓慢升高环境温度到1.1T0，然后在汽缸顶部轻放一个质量为m的物块，稳定时活塞到汽缸顶部的距离仍为h。弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 升温过程，活塞对气体做的功为5Mgh B. 气体变化过程中活塞到汽缸顶部的最大距离为1.1h C. 物块与汽缸的质量关系为m=5M D. 从放上物块到气体稳定的过程，气体吸收热量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．缓慢升温过程，对气缸与活塞整体进行分析，整体受到重力与弹簧的弹力作用，令弹簧形变量为，气缸与活塞总质量为，根据平衡条件有 可知， 缓慢升温过程，弹簧的形变量不变，即活塞位置不变，可知，活塞对气体不做功，故A错误； B．缓慢升温过程，对气缸进行分析有 解得 可知，缓慢升温过程中，气体压强不变，根据盖吕萨克定律有 解得 故B正确； C．稳定时活塞到汽缸顶部的距离仍为h，此时对气缸与物块整体分析有 根据查理定律有 又由于 p0S=49Mg 解得 故C正确； D．从放上物块到气体稳定的过程，气体温度不变，内能不变，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体将向外界释放热量，故D错误。 故选BC。 15. 一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C、C→A三个过程后回到初始状态A，其图像如图所示。已知O、A、C三点在一条直线上，。下列说法正确的是（　　） A. 状态B时气体的温度为500K B. 在A→B的过程中，气体对外做功大于它从外界吸收的热量 C. 在B→C的过程中，气体对外做功 D. 在A→B→C→A一个循环过程中，气体向外界释放的热量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由盖-吕萨克定律得，A→B过程 解得状态B时气体的温度 故A正确； B．由于在A→B的过程中温度升高，气体的内能增加，即；又体积增大，气体对外界做功，即。结合热力学第一定律可得 故B错误； C．由图可得状态C时的体积，在B→C的过程中，气体对外做功大小为B→C的过程中图像所围成的面积，所以 故C错误； D．A→B的过程中气体对外做功大小 C→A过程外界对气体做功大小 由热力学第一定律可得，在A→B→C→A一个循环过程中，外界对气体做功大小 在一个循环过程中，气体内能改变量为零，所以气体放出的热量与外界对气体做功的大小相等，为。故D正确。 故选AD。 16. 下列说法正确的是（　　） A. 质量和温度都相同的气体，内能不一定相同 B. 温度低的物体分子运动的平均速率小 C. 气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变 D. 一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小 E. 一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加 【答案】ADE 【解析】 【详解】A．内能的大小与物质的量、温度、体积和物态均有关，可知，质量和温度都相同的气体，内能不一定相同，故A正确； B．温度低的物体分子运动的平均动能小，由于分子种类有可能不相同，则平均速率不一定小，故B错误； C．气体温度变化时，体积可能不变，即分子间距离可能不变，分子势能也可能不变，故C错误； D．一定量的气体，在体积不变时，分子分布的密集程度不变，根据查理定律可知，温度降低时，压强减小，分子运动的平均速率减小，则分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小，故D正确； E．压强不变，温度降低时，分子运动的平均速率减小，则分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加，故E正确。 故选ADE。 17. 家庭中使用的一种强力挂钩，其工作原理如图所示。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图甲），吸盘中的空气被挤出一部分后，吸盘内封闭气体的体积为，压强为，然后再把锁扣扳下（如图乙），使腔内气体体积变为，让吸盘紧紧吸在墙上，已知吸盘与墙面的有效正对面积为S，强力挂钩的总质量为m，与墙面间的最大静摩擦力是正压力的k倍，外界大气压强为，重力加速度为g，忽略操作时的温度变化，把封闭气体看成理想气体（只有吸盘内的气体是封闭的）。此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 吸盘内的气体的压强增大 B. 吸盘内的气体要从外界吸收热量 C. 吸盘内的气体分子的平均动能不变 D. 安装结束后，此挂钩所挂物体的最大质量为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．理想气体温度不变，体积增大，根据玻意耳定律可知，吸盘内的气体的压强减小，故A错误； B．理想气体温度一定，则内能不变，气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，吸盘内的气体要从外界吸收热量，故B正确； C．理想气体温度不变，则吸盘内的气体分子的平均动能不变，故C正确； D．根据玻意耳定律有 令此挂钩所挂物体的最大质量为M，对物体与挂钩整体分析有 ， 解得 故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共8分） 18. 某同学利用如图所示装置做探究一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积关系的实验。 步骤如下： ①将一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连。 ②将压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。 ③打开阀门，用手握住烧瓶，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门。 ④根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p。 ⑤多次实验，记录多组数据，分析得出结论 （1）该同学错误的操作步骤为_________。 （2）正确进行实验后，该同学根据实验数据画出的图像如图所示，其中的纵坐标为_________（选填“V”或“”），烧瓶的容积为_________。（用图中字母表示） （3）另一同学重复实验，计算了多组p与乘积，发现随压强p增大而变小，导致这个现象的原因可能为_________。（写出一个原因即可） 【答案】（1）③ （2） ①. ②. （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 探究理想气体温度不变时压强与体积关系，实验过程，用手握住烧瓶（步骤③）会导致容器的容积发生变化，会影响实验，所以是错误的操作。 【小问2详解】 设烧瓶容积为，由波意耳定律有 得 所以图线的纵坐标是，图线的纵截距为容器的体积，有 【小问3详解】 这个乘积与物质的量有关，与气体温度有关，实验中发现乘积变小，有可能是实验过程中温度降低导致的。 四、解答题 19. 一定质量的理想气体由状态M→N变化的p—V图像为如图所示的直线。已知气体在此过程中的最高热力学温度Tmax=320K，气体内能的变化满足，常量=1000J/K，求： （1）此过程中气体对外界做的功W； （2）气体在状态M时的热力学温度TM及此过程中气体从外界吸收的热量Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）气体p—V图线与横轴所围的面积就是气体对外界做的功，有 解得 （2）设气体在状态N时热力学温度为TN，某状态时的气体对应的压强、体积、热力学温度分别为p、V、T，则有 当V=2m3时，T取最大值，代入上式解得 所以气体从M→N的过程，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，即 20. 如图为某兴趣小组制作的供水装置，圆柱形气缸内部长度40cm，轻活塞将其分为左右两部分，左部为储水室，储水室上部一根细管连接进水口和出水口；右部为气室，气室尾部有一气阀。初始时出水口打开，储水室内无水，气阀关闭，轻活塞位于气缸中央。现通过气阀给气室充气至压强为0.17MPa，然后关闭气阀和出水口。打开进水口开关，开始注水，活塞缓慢向右移动，当气室压强为0.34MPa时停止注水。已知活塞横截面积为，外界大气压强为。气体看作理想气体，整个过程温度不变，由于水的重力产生的压强可忽略，活塞厚度、摩擦不计，求： （1）从气阀充入的气体和原有气体质量之比； （2）注水结束后，打开出水口，当气室压强下降到0.25MPa时，排出水的体积。 【答案】（1）12:5；（2）3600cm3 【解析】 【详解】（1）设供水装置的体积为V，从气阀中充入的压强为p0的气体体积为V1，当气室充气至压强为p1=0.17MPa，活塞要从中间移动到左端，由玻意耳定律 解得 V0=1.2V 从气阀充入的气体和原有气体质量之比为 （2）当注水结束时，气室压强为p2=0.34MPa时，气体的体积为，有 解得 说明活塞又回到正中央，打开出水口，气室压强下降到p3=0.25MPa时，根据玻意耳定律 解得 则排出水的体积为 21. 如图，上端开口的竖直汽缸由小、大两个同轴圆筒组成，两圆筒高均为。两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m；大活塞的横截面积为2S、质量为2m。两活塞用长为L的刚性杆连接，两活塞间充有氧气，大活塞下方充有氮气。小活塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热，开始时，氮气和外界环境的温度均为，大活塞处于大圆筒的中间位置，且刚性杆上恰无弹力。重力加速度用g表示，外界的大气压强恒为，氧气和氮气均可看做理想气体。 （1）开始时氮气的压强是多少？ （2）通过电阻丝缓慢加热氮气，当大活塞刚上升时，氮气的温度是多少？ （3）当大活塞刚上升时，设平均每个氮气分子对容器壁撞击力为，继续加热氮气，当氮气的温度上升到时，设平均每个氮气分子对容器壁撞击为，试分析比大还是小？ 【答案】（1）；（2）；（3）大 【解析】 【详解】（1）氧气的压强为 氮气的压强为 （2）对于氧气，温度不变，初状态 ， 末状态设压强为p2，体积为 根据玻意耳定律知 代入数据解得 此时杆出现弹力，处于拉伸状态，对上面的小活塞受力分析得 解得杆的弹力为 对于氮气分析初状态 ，， 加热后， 设温度为：T2′，体积为 根据理想气体状态方程知 代入数据解得 （3）当大活塞刚上升后，继续增加温度，氮气的体积不变，氮气做等容变化，根据 可得 可知温度为时的压强为温度为的3倍，但由于氮气气体分子的温度升高，平均速率变大，所以单位时间内撞击容器壁的次数变多，所以每一次的撞击力小于3倍，即大于。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$