作业(十一) 实验-2024年高二物理暑假作业（人教版）

署假作业 人的一生就是进行尝试,尝试得越多,生活就越美好。 [每日格言] m和回 #(-一) 月口 星期 实验 天气 1考点突破 5.数据处理 (1)计算溶液中油酸的体积:V一 实验一:用油膜法测油酸分子的大小 1.实验目的 (2)计算油膜的面积S:以边长为1cm的 (1)估测油酸分子的大小。 正方形为单位,计算轮廊内正方形的个数, (2)学会间接测量微观量的原理和方法。 大于半个的算一个,不足半个的舍去 2.实验原理 利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单 统一)。 V 分子油膜,用d一 6.注意事项 中V为一滴油酸酒精溶液中所含油酸的 (1)实验前将所有器材用具擦洗干净。 体积,S为油膜面积,这个厚度就近似等于 (2)裘身粉用量不要太大,油酸酒精溶液的 油酸分子的直径。 浓度以小于0.1%为宜。 霜上 油酸 (3)浅盘要水平放置,其中的水面离盘口的 距离应较小,以便准确地画出油膜的形状 油酸分子 实验二:探究气体等温变化的规律 _oOoood 1.实验目的 研究一定质量的气体在温度保持不变时, 三二二小 它的压强与体积的关系。 3.实验器材 2.实验器材 清水、浅盘、胶头滴管(或注射器)、坐标纸。 铁架台、注射器、橡胶套、压力表(压强 玻璃板、爽身粉(或石膏粉)、油酸酒精溶 表)等。 液、量筒、彩笔等。 4.实验步骤 (1)在浅盘中盛入适量的水(约2cm深). 静置一段时间使水处于稳定状态。 62 (2)用注射器(或胶头滴管)取事先配好的 体积浓度为人的油酸酒精溶液,逐滴滴入 量简中,记下滴入1mL溶液的滴数N。 (3)将适量爽身粉均匀地撒在水面上。 3.实验原理(如图所示) (4)用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一 (1)实验研究对象:注射器内的一定质量的 气体。 滴油酸酒精溶液滴在水面上。 (5)待油酸膜的面积稳定后,把玻璃板放在 (2)实验方法:控制气体温度和质量不变 浅盘上,用彩笔描绘出油膜的形状。 研究气体压强与体积的关系。 40 [每日格言]对于最有能力的领航人,风浪总是格外的汹涌。 高二物理 (3)待测量 3.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的简 气体压强:可以通过压力表读出。 要步骤如下: 气体体积:通过注射器刻度读出。 A.将画有油酸膜轮廊的玻璃板放在坐标 缓慢改变气体体积,测出对应的气体压强,从 纸上,数出轮廊内的方格数(不足半个 而探究一定质量的气体压强和体积的关系。 的舍去,多于半个的算一个),再根据方 4.实验步骤 格的边长求出油酸膜的面积5 (1)安装实验器材。 B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油 (2)将注射器活塞推到刻度2处。 酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅 (3)记下此时的压强值和对应的体积值(刻 盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃 度值),填入表格。 板上 (4)缓慢推拉活塞,重复上一步骤,记下对 C.用浅盘装入约2cm深的水 应的压强和体积。 5.实验结论 一定质量的某种气体,在温度不变的条件 子直径的大小 下,压强与体积的倒数成正比,即压强与体 E.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶 积成反比。 液中纯油酸的体积V 2综合训练 (1)上述步骤中有步骤遗漏或不完整的,请 指出: 1.(多选)在“用油膜法估测油酸分子的大小” ① 的实验中,下列说法正确的是 7 __ A.该实验是通过建立理想模型的方法进 行测量的 B.油酸溶液浓度越低越好,使之铺满整个 (2)上述实验步骤的合理顺序是 水糟 4.(1)在“用油膜法估测油 C.使用爽身粉是为了清晰地显示油膜的 酸分子的大小”的实验中. 边界 用移液管量取0.25mL D.计算油膜面积时舍去所有不足一格的 油酸,倒入标注250mL 方格,会使计算结果偏大 2.在“用油膜法估测分子的大小”实验中,用 的容量瓶中,再加入酒精后得到250mL 的溶液;然后用滴管吸取这种溶液,向小量 amL的纯油酸配制成6mL的油酸酒精 溶液,再用滴管取1mL油酸酒精溶液,让 简中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量 其自然滴出,共”滴。现在让其中一滴落 简中1mL的刻度;再用滴管取配好的油 到盛水的浅盘内,待油膜充分展开后,测得 酸溶液,向撒有爽身粉的盛水浅盘中滴下 油膜的面积为Scm{},则: 2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜;待油膜 (1)估算油酸分子的直径大小是 cm。 稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板 (2)用油膜法测出油酸分子的直径后,要测 下观察油膜,如图所示。坐标格正方形的 定阿伏加德罗常数,还需要知道油滴的 大小为2cm×2cm,由图可以估寡出油膜 的面积是 。(选填选项前的字母) m{(保留两位 A.摩尔质量 B.摩尔体积 有效数字),由此估算出油膜分子的直径是 C.质量 D.体积 m(保留一位有效数字)。 41 署假作业 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 [每日格言] (2)某同学在“用油膜法估测油酸分子的大 ②移动活塞至某一位置,记录此时注射器 小”的实验中,计算出的分子直径明显偏 内封闭气体的体积V,和由计算机显示的 大,可能是由于 气体压强值/; (多选,选填选项 前的字母)。 ③重复步骤②,多次测量并记录; ④根据记录的数据,作出相应图像,分析得 A.油酸分子未完全散开 出结论。 B. 油酸中含有大量酒精 C.计算油膜面积时,舍去了所有不足半格 压强 注射器 的方格 {传感器 数据采集器 计算机 D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL 的溶液滴数多计了10滴 (1)关于本实验的基本要求,下列说法中正确 5.用DIS研究一定质量气体在温度不变时, 的是 (多选,选填选项前的字母)。 压强与体积关系的实验装置如图所示,实 A.移动活塞时应缓慢一些 验步骤如下: B.封闭气体的注射器应密封良好 V 压强 C.必须测出注射器内封闭气体的质量 传感器 - D.气体的压强和体积必须用国际单位 计算机 数据采集器 (2)为了能最直观地判断气体压强)与气 体体积V的函数关系,应作出 ①把注射器活塞移至注射器中间位置,将 注射器与压强传感器、数据采集器、计算机 行分析,如果在误差允许范围内该图线是 逐一连接。 一条 ②移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时 就说明一定质量的气体在温度不变时,其 压强与体积成反比 记录对应的由计算机显示的气体压强 值p。 7.在发现查理定律时,尚未 建立热力学温标,因此在 ③用V-图像处理实验数据,得出如图所 查理定律的原始表述中 / 采用的是摄氏温标。如 示的图线。 图所示为两同学研究相同质量的同种气体做 (1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中 等容变化的规律时得到的,一z图像 采取的主要措施是 (1)图线与横轴交点的横坐标表示 (2)为了保持封闭气体的温度不变,实验中 (2)图中1、2两图线斜率不同的原因是 采取的主要措施是 和 (3)气体的等容变化过程中,压强变化量为 △,温度变化量为△t,则下列△一△图像 6.如图所示,用气体压强传感器探究气体等 正确的是 (选填选项前的字母)。 温变化的规律,操作步骤如下; A A A ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气 体,将注射器、压强传感器、数据采集器和 B 计算机逐一连接起来 D 2 42署假作业别拿自已的人生和他人做比较，你根本不清楚他们的人生是怎么一回事。 [每日格言] 3.BD一切自发过程都有方向性，如热传导，热量总是由 (2)B→C是等压变化，且体积增大，所以气体对外做功 高温物体自发地传向低温物体：又如扩散，气体总是自 Wx=pB△Vx=1×10X(3-1)J=2×105J 发地由密度大的地方向密度小的地方扩散。在外界帮 (3)C·A是等温变化，由于理想气体的内能只与温度 助下气体可以由密度小的地方向密度大的地方扩散， 有关，可知其内能不变，即△U=0 热量可以从低温物体传向高温物体，电冰箱就是借助 由热力学第一定律△U=Q十W,可知外界对气体做的功 外界做功把热量从低温物体（冷冻食品）传向高温物体 全部以热量形式放出，故放热Q=Wc=3.6×10J。 (周围的大气)，故本题答案为B、D 答案(1)300K(2)2×105J 4.BD根据传热的规律可知，热量可以自发地从高温物 (3)放热3.6×105J 体传到低温物体，但不能自发地（不需要外界帮助）从 9.解析(1)设活塞的质量为m、当汽缸开口向下时，缸 低温物体传到高温物体，但是如果借助外界的帮助，热 量可以从低温物体传到高温物体，故A错误，B正确； 内气体的压强=一得，汽红从水平转到缸口向 机械能可以全部转化为内能（如一个运动物体克服摩 擦力做功且最终停止运动时，机械能全部转化为内 下，气体发生等温变化，则LS=力×LS 能)，在一定条件下，变化的内能也可以全部转化为机 械能，如理想气体在等温膨胀过程中，将吸收来的热量 联立解得活塞的质量m=PS 全部用来做功，故C错误，D正确。 4g [综合训练] (2)设汽缸开口向上且活塞与卡环刚好要接触时，缸内 1.D根据热力学第二定律可知，不能把散失的能量全部 收集起来重新加以利用，A错误：冰熔化成水，水结成 气体的温度为T起内气徐的压强=十警=普 冰，没有违背热力学第二定律，故B错误：冰箱制冷过 气体发生等容变化，则有=织 程压编机做功引起了其他变化，故C错误：根据热力学 T。T 第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温 解得T=号T 物体，而不引起其他变化，但通过一些手段是可以实现 的，故D正确。 设汽缸刚转到开口向上时，活塞离卡环的距离为山，则 2.B电能可以全部转化为内能，故A错误；热力学第二 定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方 PoLS=p2(L-d)S 向性，故B正确：能量虽然守恒，但能源会逐步减少，故 C错误：静摩擦力做功，没有机裁能转化为内能，故D 解得d=总 错误。 在给气体加热的过程中，气体对外微功，W取负值 3.C将小石子缓慢地加在活塞上，由平衡条件可知气体 W=-p2Sd=- 对活塞的压力变大，则气体压强变大，故A错误：汽缸 3 PoSL 导热性能良好，过程缓慢，缸内气体温度不变，故B错 根据热力学第一定律△LU=Q十W可知，气体吸收的热 误：温度不变时，理想气体内能不变，体积减小，外界对 气体做功，由热力学第一定律可知，外界对气体做的功 量Q=W-W=号o5L+△W. 与气体放出的热量相等，故C正确，D错误。 4.C从开始打气到打气结来的过程中外界对车胎内气 答案(1)b,S 4g 2)号T。号sL+U 体做功，故A错误：打气结束到拔出气门芯前由于热传 10.解析(1)缓慢升温至活塞刚要腻离汽缸过程为等压 递车胎内气体温度下降，故B错误：拔掉气门芯后车胎 内气体冲出对外界做功，气体内能急剧减少，故C正 变化，故由盖-吕萨克定律可得，坠= 确：放气后静置一段时间由于热传递车胎内气体温度 解得此时缸内气体的温度T-2T0。 上升，故D错误。 (2)对汽缸列平衡方程，有G十pS=S 5.B能量耗散的过程中能量向低品质的内能转变，但是 该过程气体对汽缸做功W=Fx=pS(1一0.5l) 总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消 失，所以能量耗散与能量守恒不矛盾，故A错误；根据 解得W=G+PSL 热力学第二定律可知热量不可能从低温物体传给高温 (3)由热力学第一定律△U=Q+W‘,W'=一W, 物体而不引起其他变化，故B正确：一定质量的理想气 气体吸收的热量为Q,故其内能的增量 体放出热量，若同时外界对气体做功，则气体的内能不 一定减小，温度不一定降低，分子的平均动能不一定减 △U=Q-(G+pS)l 2 少，故C错误：涉及热现象的宏观自然过程具有方向 (G+PoS)! 性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发地进 答案(1)2T。(2) (3)Q-G+pS)1 2 2 行，故D错误 作业（十一）实验 6.BD当分子间作用力表现为引力时，分子间距离增大， [综合训练] 分子间作用力做负功，分子势能增加，选项A错误：一 1.ACD利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子 个热力学系统，如果从外界吸热的同时系统对外做功， 油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积的油酸酒精 则内能可能减少，选项B正确：根据理想气体秋态方程 溶液在水面上形成的油膜面积，用d=。计算出油膜 =C可知，气体温度升高，体积不一定增大，选项C 的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体 错误：根据热力学第二定律可知，热机的效率总是小于 积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直 100%,选项D正确。 径，即该实验是通过建立理想模型的方法进行测量的， 7.AC根据热力学第二定律可知热量不能自发地从低 选项A正确：实验中不可让油酸铺满整个水槽，选项B 温物体传到高温物体，故A正确：物体分子平均动能的 错误：使用爽身粉是为了清晰地显示油膜的边界，选项 标志是温度，与宏观逸度无关，故B错误：绝热容器Q C正确：计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格， 一0，气体体积增大，气体对外做功，W0,根据热力学 使S偏小，则算出来的直径d偏大，选项D正确。 第一定律△U=Q十W,△U0,内能减少，故C正确：两 个物体质量相同，升高相同温度，吸收的热量不一定相 2.解析 1)据题得：油酸酒精溶液的浓度为号，一滴油 同，且分子势能变化不确定，内能增加不一定相同，故 D错误。 酸酒精溶液的体积为】ml,一滴油酸酒精溶液中纯油 8.解析(1)A→B是等容变化，根据查理定律得P TA 酸的休积为V=心-品m,则油酸分子的直径为 nb 解释Ta-T4-18×900K=0K。 TB d-品m 60 [每日格言]不要谨慎地稽查人生，现在就呈现出你最大的发挥。 高二物理 (2)设一个油酸分子的体积为V1,则V=3,由 作业（十二）光电效应 波粒二象性 [考点突破]一跟踪训练 八A=可知，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道 1.ABD由光电效应实验规律知，对于某种金属，其逸出 功是一个定值，当照射光的频率一定时，光子的能量是 油滴的摩尔体积，B项正确。 一定的，产生的光电子的最大初动能也是一定的，若提 高照射光的频率，则产生的光电子最大初动能也将增 答案1)8 (2)B 大，要想使某种金属发生光电效应，必须使照射光的颜 3.解析(1)①C步骤中，要在水面上均匀撒上爽身粉或 率大于其戴止频率0，因刚好发生光电效应时，光电子 细石膏粉。②实验时还需要：F,用注射器或滴管将事 W 的初动能为零，有6=W,所以6一方，又0一，若 先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量简，记下 量筒内增加一定体积时液滴的数目。(2)实验步骤的 照射光频率>0，即入)=：时能发生光电效应，同 合理顺序是CFBAED. 一频率的光照射到不同金病上时，因各种全属的逸出 答案(1)见解析(2)CFBAED 功不相同，产生的光电子的最大初动能也不相同，逸出 4.解析(1)油膜面积的估算可以先数出油膜所覆盖的 功越小，电子摆脱金属的来婷也越容易，电子脱离金属 整个方格数，不足半个格的舍去，多于半个格的算1个 表面时的初动能越大，若照射光的频率不变，对于特定 格，再计算总面积，将油膜看成单分子层，先计算2滴 的金属，增加光强，不会增加光电子的最大初动能，因 溶液中所含油酸的体积，即为油膜的体积，再除以油膜 频率不变时，入射光的光子能量不变，但由于光强的增 面积即得分子直径。由题图示油膜可知，油膜的面积 加，入射光的光子数目增加，因而产生的光电子数目也 S-60×2×2cm2-240cm2-2.4×10-2m2: 随之增加，故选ABD。 两滴油酸溶液含纯油酸的体积 2.A 根据Ekm一hy一Wo,可知入射光的频率不同时，电 V=2× × ml.=2×10-5mL=2×10-1m3, 子的最大初动能不同，又U。=Ekm,得U。=h e V2×10-u 可见入射光的频率不同时，遏止电压U。不同，A项 油酸分子的直径d S2.4X10-2m≈8X10-10m. 正确：由U。=么，心知U。-因像的斜率k=么，与 (2)由公式=背可知d偏大，则可能是由于油酸你积 入射光的频率y无关，B项错误：题图甲所示电路中，必 须把电源正负极反接，才能用来验证光电流与电压的 V偏大或油膜面积S偏小造成的，选项A,C正确。 关系，即当电压增大到一定数值时，电流表的示数变为 答案(1)2.4×10-日8×10-10(2)AC 零，C项错误：根据Ekm三hy一W。可知，光电子的最大 5.解析(1)为了保证气体的质量不变，要用润滑油涂活 初动能与入射光的光照强度无关，D项错误。 寒保证封闭效果。 3.BC由爱因斯坦光电效应方程=Em十Wa,由动能 (2)气体的体积变化，外界对气体做正功或负功，要让 定理可得Em=eU,故当a>%时，U.>U,Eu之E: 气体与外界进行足够的热量交换，一要时间长，也就是 故A错误，B正确：若U<U,则一定有Eka<Eb,故 C正确：由光电效应方程可得：金属的逸出功W。=hym 抽动活塞缓慢，二要活塞导热性能好，再者不能用手損 一Ea=hh一E动，故D错误。 住封闭气体部分的注射器。 4.ACD根据光电效应方程可得Ekm=hy一h0,当电压 答案(1)用润滑油涂活塞(2)缓慢地抽动活塞不 表示数为时，电流表示数恰好为零，根据动能定理可 能用手握住注射器封闭气体部分 得U-Ekm,若入射光频率变为原来的2倍，则有Ek 6.解析(1)由于该实验是“用气体压强传感器探究气体 =2hw一h。设逼止电压变为U',则有eU=Ekm'·联 等温变化的规律”，条件是对于一定质量的气体而言 的，故实脸中不能出现漏气的现象，移动活塞时，外界 立解得U'=2U十，故A正确：若入射光频率变为原 对气体做功或者气体对外做功，如果太快的话，气体的 : 来的3倍，则有Ekm =3hv-ho=2hy十eU,故B错误： 温度就可能会发生变化，故A、B正确：等温变化的规律 保持滑动变阻器滑片位置不变，若入射光频率变为原 为1V1=pV2,所以不必测出气体的质量，只要看它 来的3倍，则电子到达A极的最大动能为Ek=Em” 是否满足这样的变化规律即可，故C错误：只要压强p eU=2hv十eU一eU=2hv,故C正确：入射光频率为v,若 两边的单位统一，体积V两边的单位毓一，就可以得出 改变电路，加大小为U的正向电压，电子到达A极的 等温变化的规律，故D错误。(2)如果作D-V图像，固 最大动能为Ek'=Ekm十eU=2eU,故D正确。 为它们的乘积是不变的，故这个图像应该是一条曲线， [综合训练] 不能直观地判断压强p与体积V的数量关系，直线更 l.ABC依据光电效应方程Ek=hv一W可知，当Ek=0 时，=地，即图像中横坐标的截距在数值上等于金属的 能形象直观地体现二者的关系，故应作出力一立的图 极限频率，图线的斜率k=1am0=E,可见图线的针 y一 像，在误差允许的范围内，力立图线是一条过原点的 率在数值上等于普朗克常量。据题图可知，假设图线 的延长线与E轴的交点为C,其截距为W,有tan0 倾斜直线。 ,而tan0=h,所以W=ho,即图像中纵坐标轴截距 答案(1)AB(2)pV 过原点的倾斜直线 在数值上等于金属的逸出功，故选ABC。 V 2.BC 7解析(1)根据理想气体状态方程，十273K=C得p 3.C 一切光都具有波粒二象性，光的有些行为（如干涉 号+273K0,可知当p=0时4=-273℃，即绝对零度. 衍射)表现出波动性，有些行为（如光电效应）表现出粒 子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子。 虽然 光子与电子都是微观粒子，都县有波粒二象性，但电子 (2)根据理想气体状态方程 +273K=C得p=(1+ 是实物粒子，有静止质量，光子不是实物的粒子，没有 273K),可知斜率越大，体积越小，所以斜率不同表示 静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场 形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的 气体体积不同。(3)根据查理定律得号-盖=C,又 种粒子。光的波粒二象性的理论和实脸表明，大量光 子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子 △T=△，得△p=号△=CV△，即△p与△成正比，故 性。光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光 的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用 A、B、D错误，C正确 就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显 答案(1)绝对零度(2)气体体积不同(3)C 著，故C正确，A、B、D错误。 61