专题07 热学与近代物理（湖南专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理下学期期末真题分类汇编

专题07 热学与近代物理（解析版） 【考点分析】 【知识点梳理】 热学；分子动理论；分子的热运动；分子间的相互作用力；物体的内能；温度和温标；气体；气体的状态参量；气体的等温变化；气体的等容变化；气体的等压变化；理想气体状态方程；固体；晶体与非晶体；各向异性；液体；液体的表面张力；液体的微观结构；浸润与不浸润；毛细现象；液晶；热力学定律；热力学第一定律；热力学第二定律；热力学第三定律；能源与可持续发展 近代物理；能量量子化；光电效应；极限频率；逸出功；最大初动能；康普顿效应；物质的波粒二象性；物质波；原子结构；阴极射线及电子的发现；密里根油滴实验；枣糕模型；α粒子散射实验；原子的核式结构；吸收光谱与发光光谱；氢原子光谱；波尔原子理论及其局限性；原子核的组成；质子；中子；天然反射现象；原子核的衰变；半衰期；原子核的人工转变；反射性的应用与防护；核力的性质；结合能；比结合能；质能方程；核裂变；核聚变；基本粒子 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 热力学定律 热力学第一定律 三种特殊情况 ①等温变化：，即 ②绝热膨胀或压缩：，即 ③等容变化：，即 注意各量“+”,“-”号的含义 热平衡方程 理想气体状态方程 理想气体状态方程 适用于一定质量的理想气体 物理概念、规律 公式 备注 波粒二象性和原子物理 光子的能量 h为普朗克常量,其值为6.63x10-34J·s 光电效应方程 E为光电子的最大初动能， W为逸出功 能级跃迁 爱因斯坦质能方程 △m为质量亏损 元素衰变后的质量 τ为半衰期,t为衰变时间 热学 1．（23-24高二下·湖南长沙·期末）下列关于分子动理论的说法正确的是（　　） A．物体温度升高，物体内每一个分子的运动速率都变大 B．布朗运动就是分子的无规则运动 C．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙 D．只有气体和液体有扩散现象，固体没有 2．（23-24高二下·湖南长沙·期末）甲图为不同温度下的黑体辐射强度随波长的变化规律；乙图为原子核的比结合能与质量数关系曲线；丙图为分子间作用力随分子间距的变化规律；丁图为放射性元素剩余质量m与原质量的比值随时间t的变化规律，下列说法正确的是（    ） A．甲图中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B．根据图乙可知，核的比结合能比核的比结合能小，故核更稳定 C．图丙中分子间距从C到A的过程中分子引力和分子斥力均减小，但分子势能一直增大 D．丁图中，的半衰期是5730年，则100个经过5730年还剩50个 3．（23-24高二下·湖南长沙·期末）下列关于固体和液体性质的说法正确的是（　　） A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点 B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力 C．非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性 D．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分 4．（23-24高二下·湖南郴州·期末）（多选）下列现象及关于热力学第一、第二定律的叙述正确的是（　　） A．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中，气体一定从外界吸收热量 B．热力学第一定律和热力学第二定律是从不同角度阐述了能量守恒定律 C．的冰融化为的水，此过程系统吸收热量，内能增加 D．第二类永动机违背了热力学第一定律 5．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）自热锅因其便于加热和方便携带，越来越受到户外驴友的欢迎。自热锅内有一个发热包，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℃，能在15分钟内迅速加热食品。自热锅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，对于这种现象下列说法正确的是（　　） A．自热锅爆炸前，锅内气体温度升高 B．自热锅爆炸前，锅内气体内能增加 C．自热锅爆炸时，锅内气体温度升高 D．自热锅爆炸时，锅内气体内能增加 6．（23-24高二下·湖南衡阳·期末）图甲的竹筒给是当年孩子们利用气压原理自制的一种玩具，采用朴树籽或压紧的湿纸团作为“子弹”塞在竹管内的前端，后端的推杆裹上湿布，起到良好的密封作用，当推杆被强行压入时，管腔内的空气被压缩，气压上升，当气压上升到临界值时，竹管前端的“子弹”就会在高气压的作用下飞射出去，该玩具原理简化模型如图乙，已知初状态管内气体压强与大气压强相同，都为，气体长度，管内横截面积，且粗细均匀，“子弹”与管内壁间的最大摩擦力为，竹筒枪水平放置，竹筒内气体看做理想气体且不考虑气体温度的变化。 （1）为使“子弹”飞射出去，竹筒内气体压强的临界值为多大？ （2）从初状态到气压达到临界值，推杆需要向前推动多长的距离？ 7．（23-24高二下·湖南娄底·期末）“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上（如图所示）。设加热后小罐内的空气温度为80℃，当时的室温为20℃，大气压为标准大气压，不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响。小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计，当罐内空气变为室温时，小罐内气体对皮肤的作用力最接近的是（　　） A．2N B．20N C． D． 8．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程1到达状态b，经历过程2到达状态c，经历过程3到达状态d，经历过程4回到状态a。其体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，且cd与V轴平行，ab的延长线过原点，ad与T轴平行。关于这四个过程，下列说法正确的是（  ） A．在过程1中，理想气体的压强不变 B．在过程2中，理想气体内能不变 C．在过程3中，气体对外做功，气体分子平均动能不变 D．气体在a、b、c、四个状态时，在状态d时的压强最大 9．（23-24高二下·湖南·期末）（多选）一定质量的理想气体由a状态开始，经历过程，其图像如图所示，ab的延长线过坐标原点O，bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，过程中气体向外界放出的热量为Q。下列说法正确的是（　　） A．过程中外界对气体做功为 B．过程中气体内能变化量的绝对值小于Q C．过程中气体从外界吸收的热量为 D．气体从c状态到a状态是恒温过程 10．（23-24高二下·湖南长沙·期末）如图所示，两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒A和B套在一起，两者横截面积相等，光滑接触且不漏气。将A系于天花板上，用手托住B，使筒底部到顶部的高度为20cm，此时它们密封的气体压强与外界大气压相同，均为。然后缓慢松开手，让B下沉，当筒底部到顶部高度变为22cm时，B停止下沉并处于静止状态，下沉过程中气体温度保持不变。求： （1）此时金属筒内气体的压强； （2）若当时的温度为308K，欲使下沉后的套筒恢复到下沉前的位置，应将温度变为多少？ 11．（23-24高二下·湖南长沙·期末）如图甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量、横截面积，原来活塞处于A位置。现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置B，在此过程中，缸内气体的图像如图乙所示，已知大气压强，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g取。 （1）求缸内气体的压强； （2）若缸内气体原来的内能，且气体内能与热力学温度成正比，求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量。 12．（23-24高二下·湖南郴州·期末）如图所示，一定质量的理想气体经历了的状态变化过程，在此过程中气体的内能增加了，由的过程外界对气体做了的功。已知状态A时气体的压强为。求： （1）状态B时气体的压强； （2）从状态A到状态C的过程中，气体与外界热交换的热量。 13．（23-24高二下·湖南邵阳·期末）某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在外的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为（常温下的大气压强值），当内外压强差达到时表盘玻璃将爆裂。当时登山运动员携带的温度计的读数是，表内气体体积的变化可忽略不计。 （1）求爆裂前瞬间表盘内的气体压强； （2）通过计算判断手表的表盘是向外爆裂还是向内爆裂； （3）求当时外界的大气压强。 近代物理 14．（23-24高二下·湖南长沙·期末）以下现象能说明光具有粒子性的是（    ） A．用紫外线照射锌板时有电子射出 B．贴有增透膜的相机镜头呈现淡紫色 C．光的偏振 D．泊松亮斑 15．（23-24高二下·湖南长沙·期末）日本从2023年8月24日开始将福岛核电站核污水排入海洋，核污水中有一种难以被清除的放射性同位素氚，若进入人体可能会引起基因突变。氚也称超重氢，是氢的同位素之一，有放射性，会发生衰变，其半衰期为年。下列有关氚的说法正确的是（     ） A．氚和氢是两种不同的元素 B．100个氚经过年剩下50个 C．用中子轰击锂能产生氚，其核反应方程式为： D．射线是高速运动的氦原子核，其穿透能力很强 16．（23-24高二下·湖南长沙·期末）甲图为不同温度下的黑体辐射强度随波长的变化规律；乙图为原子核的比结合能与质量数关系曲线；丙图为分子间作用力随分子间距的变化规律；丁图为放射性元素剩余质量m与原质量的比值随时间t的变化规律，下列说法正确的是（    ） A．甲图中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B．根据图乙可知，核的比结合能比核的比结合能小，故核更稳定 C．图丙中分子间距从C到A的过程中分子引力和分子斥力均减小，但分子势能一直增大 D．丁图中，的半衰期是5730年，则100个经过5730年还剩50个 17．（23-24高二下·湖南郴州·期末）下列说法正确的是（　　） A．居里夫人最早发现了天然放射现象 B．查德威克通过核反应第一次实现了原子核的人工转变 C．放射性元素铀的半衰期为138天，的铀经过276天，还剩有的铀未衰变 D．在裂变反应中，钡核的平均结合能比铀核的平均结合能小 18．（23-24高二下·湖南邵阳·期末）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（  ） A．图甲：黑体辐射强度与波长的关系图像中， B．图乙：大量处于第5能级的氢原子，最多可以辐射9种频率的光子 C．图丙：汤姆孙通过分析粒子散射实验结果，提出了原子结构为“枣糕模型” D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性 19．（23-24高二下·湖南·期末）“氚”是一种放射性核素，该核素可在生物体内富集，导致内照射﹐从而损害生物体的健康。已知氚的衰变方程为，半衰期约为12年，下列说法正确的是（　　） A．氚核发生的是衰变 B．衰变产物X是电子 C．和是一对同位素 D．生物体内的氚核经过12年后会完全消失 20．（23-24高二下·湖南娄底·期末）下面四个核反应方程是我们高中阶段学习过的核反应类型典型代表，其中属于人工核转变的是（　　） A． B． C． D． 21．（23-24高二下·湖南长沙·期末）图示为氢原子能级图。一群氢原子处于的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以辐射出6种不同频率的光，其中有几种频率的光可以使逸出功为6.20eV的金属板发生光电效应（　　） A．4 B．3 C．2 D．1 22．（23-24高二下·湖南长沙·期末）2021年3月23日，考古工作者对三星堆遗址新发现的6个“祭祀坑”的73份碳屑样本使用年代检测方法进行分析，初步判定其中4号坑最有可能属于商代晚期。发生的是β衰变，半衰期年。则下列说法正确的是（　　） A．发生β衰变产生的新核是 B．释放的β射线，就是核外电子 C．10个原子核经过5730年一定有5个发生了衰变 D．随着全球变暖，生物体中的衰变会加快 23．（23-24高二下·湖南衡阳·期末）物理学的发展离不开物理学家的研究发现，在物理学的发展中出现了多位里程碑式的科学家，下列关于物理学史描述符合事实的是（    ） A．爱因斯坦提出光子的概念，成功解释光电效应现象 B．牛顿总结得到了万有引力定律，并通过扭秤实验测出了引力常量 C．伽利略被称为“运动学之父”，他认为重的物体比轻的物体下落得快 D．卢瑟福通过粒子散射实验研究，提出了原子具有“枣糕模型” 24．（23-24高二下·湖南湘西·期末）科学家用粒子等轰击原子核，实现原子核的转变并研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。关于核反应方程，下列说法正确的是（　　） A．X是电子 B．X是质子 C．X是正电子 D．X粒子由查德威克发现 25．（23-24高二下·湖南·期末）科技的发展，核能的利用越来越应泛。1964年10月16日我国的第一颗原子弹在新疆罗布泊试验成功下列方程式中属于原子弹爆炸的核反应方程式（　　） A． B． C． D． 26．（23-24高二下·湖南长沙·期末）如图所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出不同频率的光，其中只有3种不同频率的光a、b、c照射到图甲电路阴极K的金属上能够发生光电效应，测得光电流随电压变化的图像如图乙所示，调节过程中三种光均能达到对应的饱和光电流，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（    ） A．阴极金属的逸出功可能为 B．图乙中的b光光子能量为12.09eV C．图乙中的a光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的 D．单色光c与单色光a的光子能量之差为 27．（23-24高二下·湖南郴州·期末）氢原子能级如图甲所示。一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，只能得到3条电流随电压变化的图线，如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．阴极K材料的逸出功为 B．图丙中M点的数值为 C．a光的频率小于c光的频率 D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数一定持续增大 28．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（　　） A．从能级跃迁到能级时，电子的动能会变大，原子的电势能会减小 B．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会吸收光子 C．一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线 D．用能量为13.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，可能使氢原子发生能级跃迁 29．（23-24高二下·湖南·期末）（多选）1905年，爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》，对于光电效应给出了另外一种解释。如下分别是用于研究光电效应的实验装置图和氢原子的能级结构图。实验发现跃迁到时发出的某种光照射左图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数大于等于1.0V时，电流表读数为零，下列说法正确的是（　　） A．一群氢原子处于的激发态，向低能级跃迁时最多可辐射出10种频率的光子 B．氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光子比从能级向能级跃迁时辐射出的光子的波长短 C．该光电管的阴极材料的逸出功 D．滑动变阻器触点c向a侧慢慢移动时，电流表读数会增大 实验 30．（23-24高二下·湖南长沙·期末）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则可求得： (1)油酸薄膜的面积S= ； (2)每滴溶液中含有纯油酸的体积为 ；油酸分子的直径是 ；（用、、、n、S表示） (3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是由于________。 A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 15 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 热学与近代物理（解析版） 【考点分析】 【知识点梳理】 热学；分子动理论；分子的热运动；分子间的相互作用力；物体的内能；温度和温标；气体；气体的状态参量；气体的等温变化；气体的等容变化；气体的等压变化；理想气体状态方程；固体；晶体与非晶体；各向异性；液体；液体的表面张力；液体的微观结构；浸润与不浸润；毛细现象；液晶；热力学定律；热力学第一定律；热力学第二定律；热力学第三定律；能源与可持续发展 近代物理；能量量子化；光电效应；极限频率；逸出功；最大初动能；康普顿效应；物质的波粒二象性；物质波；原子结构；阴极射线及电子的发现；密里根油滴实验；枣糕模型；α粒子散射实验；原子的核式结构；吸收光谱与发光光谱；氢原子光谱；波尔原子理论及其局限性；原子核的组成；质子；中子；天然反射现象；原子核的衰变；半衰期；原子核的人工转变；反射性的应用与防护；核力的性质；结合能；比结合能；质能方程；核裂变；核聚变；基本粒子 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 热力学定律 热力学第一定律 三种特殊情况 ①等温变化：，即 ②绝热膨胀或压缩：，即 ③等容变化：，即 注意各量“+”,“-”号的含义 热平衡方程 理想气体状态方程 理想气体状态方程 适用于一定质量的理想气体 物理概念、规律 公式 备注 波粒二象性和原子物理 光子的能量 h为普朗克常量,其值为6.63x10-34J·s 光电效应方程 E为光电子的最大初动能， W为逸出功 能级跃迁 爱因斯坦质能方程 △m为质量亏损 元素衰变后的质量 τ为半衰期,t为衰变时间 热学 1．（23-24高二下·湖南长沙·期末）下列关于分子动理论的说法正确的是（　　） A．物体温度升高，物体内每一个分子的运动速率都变大 B．布朗运动就是分子的无规则运动 C．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙 D．只有气体和液体有扩散现象，固体没有 【答案】C 【详解】A．物体温度越高，物体分子平均动能增大，但不是每一个分子的运动速率都变大，故A错误； B．布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动，故B错误； C．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有间隙，故C正确； D．扩散现象是分子运动形成的，固体、液体、气体分子都在永不停息地做无规则运动，所以固体、液体、气体都有扩散现象，故D错误。 故选C。 2．（23-24高二下·湖南长沙·期末）甲图为不同温度下的黑体辐射强度随波长的变化规律；乙图为原子核的比结合能与质量数关系曲线；丙图为分子间作用力随分子间距的变化规律；丁图为放射性元素剩余质量m与原质量的比值随时间t的变化规律，下列说法正确的是（    ） A．甲图中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B．根据图乙可知，核的比结合能比核的比结合能小，故核更稳定 C．图丙中分子间距从C到A的过程中分子引力和分子斥力均减小，但分子势能一直增大 D．丁图中，的半衰期是5730年，则100个经过5730年还剩50个 【答案】C 【详解】A．甲图中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选项A错误； B．根据图乙可知，核的比结合能比核的比结合能小，故核更稳定，选项B错误； C．图丙中分子间距从C到A的过程中分子引力和分子斥力均减小，分子力表现为引力，则分子力做负功，分子势能一直增大，选项C正确； D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核不适用，选项D错误。 故选C。 3．（23-24高二下·湖南长沙·期末）下列关于固体和液体性质的说法正确的是（　　） A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点 B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力 C．非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性 D．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分 【答案】D 【详解】A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点。故A错误； B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为引力。故B错误； C．非晶体的物理性质具有各向同性，晶体中的单晶体的物理性质是各向异性，而晶体中的多晶体的物理性质是各向同性。C错误。 D．农民把地面的土壤锄松，就是为了破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分。故D正确。 故选D。 4．（23-24高二下·湖南郴州·期末）（多选）下列现象及关于热力学第一、第二定律的叙述正确的是（　　） A．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中，气体一定从外界吸收热量 B．热力学第一定律和热力学第二定律是从不同角度阐述了能量守恒定律 C．的冰融化为的水，此过程系统吸收热量，内能增加 D．第二类永动机违背了热力学第一定律 【答案】AC 【详解】A．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中，由于温度不变，则内能不变，气体膨胀，对外做功，根据热力学第一定律，气体一定从外界吸收热量。A正确； B．热力学第一定律阐述了能量守恒定律，而热力学第二定律阐述能量流动的方向性定律，两者不同，B错误； C．的冰融化为的水，此过程系统吸收热量，根据热力学第一定律，可知内能增加，C正确； D．第二类永动机违背了热力学第二定律，D错误。 故选AC。 5．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）自热锅因其便于加热和方便携带，越来越受到户外驴友的欢迎。自热锅内有一个发热包，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℃，能在15分钟内迅速加热食品。自热锅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，对于这种现象下列说法正确的是（　　） A．自热锅爆炸前，锅内气体温度升高 B．自热锅爆炸前，锅内气体内能增加 C．自热锅爆炸时，锅内气体温度升高 D．自热锅爆炸时，锅内气体内能增加 【答案】AB 【详解】AB．自热锅爆炸前，发热包遇水发生化学反应而产生大量热能，锅内气体温度升高，内能增大，故AB正确； CD．自热锅爆炸时，锅内气体对外界做功，而没有来得及热传递，由热力学第一定律可知，锅内气体内能减少，温度下降，故CD错误。 故选AB。 6．（23-24高二下·湖南衡阳·期末）图甲的竹筒给是当年孩子们利用气压原理自制的一种玩具，采用朴树籽或压紧的湿纸团作为“子弹”塞在竹管内的前端，后端的推杆裹上湿布，起到良好的密封作用，当推杆被强行压入时，管腔内的空气被压缩，气压上升，当气压上升到临界值时，竹管前端的“子弹”就会在高气压的作用下飞射出去，该玩具原理简化模型如图乙，已知初状态管内气体压强与大气压强相同，都为，气体长度，管内横截面积，且粗细均匀，“子弹”与管内壁间的最大摩擦力为，竹筒枪水平放置，竹筒内气体看做理想气体且不考虑气体温度的变化。 （1）为使“子弹”飞射出去，竹筒内气体压强的临界值为多大？ （2）从初状态到气压达到临界值，推杆需要向前推动多长的距离？ 【答案】（1）；（2）12cm 【详解】（1）当“子弹”与管内壁间达到最大摩擦力时，竹筒内气体压强达临界值，由平衡条件得 得 （2）根据气体等温变化规律 代入数据解得 推杆推动的距离 7．（23-24高二下·湖南娄底·期末）“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上（如图所示）。设加热后小罐内的空气温度为80℃，当时的室温为20℃，大气压为标准大气压，不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响。小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计，当罐内空气变为室温时，小罐内气体对皮肤的作用力最接近的是（　　） A．2N B．20N C． D． 【答案】C 【详解】加热后罐内空气的温度 压强 降温后罐内空气的温度 由查理定律，有 代入数据，解得 估计小罐开口部位的半径为 开口部位的面积为 则小罐内空气对皮肤的作用力为 小罐内气体对皮肤的作用力最接近的是。 故选C。 8．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程1到达状态b，经历过程2到达状态c，经历过程3到达状态d，经历过程4回到状态a。其体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，且cd与V轴平行，ab的延长线过原点，ad与T轴平行。关于这四个过程，下列说法正确的是（  ） A．在过程1中，理想气体的压强不变 B．在过程2中，理想气体内能不变 C．在过程3中，气体对外做功，气体分子平均动能不变 D．气体在a、b、c、四个状态时，在状态d时的压强最大 【答案】AC 【详解】A．根据， 可知，由于过程1中的延长线经过坐标原点O，则过程1是等压变化，故A正确； B．由图可知，在过程2中温度升高，气体内能增大，故B错误； C．在过程3中，体积增大，气体对外做功，温度不变，气体分子平均动能不变，故C正确； D．根据 可知 坐标原点O与abcd上各点连线的斜率与压强成反比，如图 由图可知，O与c的连线的斜率最小，压强最大，即c状态压强最大，故D错误。 故选AC。 9．（23-24高二下·湖南·期末）（多选）一定质量的理想气体由a状态开始，经历过程，其图像如图所示，ab的延长线过坐标原点O，bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，过程中气体向外界放出的热量为Q。下列说法正确的是（　　） A．过程中外界对气体做功为 B．过程中气体内能变化量的绝对值小于Q C．过程中气体从外界吸收的热量为 D．气体从c状态到a状态是恒温过程 【答案】AB 【详解】A．过程，体积减小，外界对气体做功，外界对气体做功的大小为 A正确； B．过程    ，根据 ，气体的压强和体积都减小，温度降低，所以气体内能减少，根据热力学第一定律得 解得 B正确； C．过程中，气体的体积不变，所以气体不对外做功，外界也不对气体做功；根据，气体的压强增大，温度升高，气体的内能增大，气体吸收热量Qbc，根据热力学第一定律得 解得 C错误； D．根据，所以气体从c状态到a状态，温度先升高后降低，D错误。 故选AB。 10．（23-24高二下·湖南长沙·期末）如图所示，两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒A和B套在一起，两者横截面积相等，光滑接触且不漏气。将A系于天花板上，用手托住B，使筒底部到顶部的高度为20cm，此时它们密封的气体压强与外界大气压相同，均为。然后缓慢松开手，让B下沉，当筒底部到顶部高度变为22cm时，B停止下沉并处于静止状态，下沉过程中气体温度保持不变。求： （1）此时金属筒内气体的压强； （2）若当时的温度为308K，欲使下沉后的套筒恢复到下沉前的位置，应将温度变为多少？ 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设两者横截面积为S，根据玻意耳定律得 解得 （2）根据盖-吕萨克定律得 解得 11．（23-24高二下·湖南长沙·期末）如图甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量、横截面积，原来活塞处于A位置。现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置B，在此过程中，缸内气体的图像如图乙所示，已知大气压强，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g取。 （1）求缸内气体的压强； （2）若缸内气体原来的内能，且气体内能与热力学温度成正比，求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量。 【答案】（1）；（2）58J 【详解】（1）缸内气体的压强 （2）由于气体内能与热力学温度成正比，则 解得 内能变化量 气体从位置A膨胀到位置B，外界对气体做负功 由热力学第一定律，解得缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量 12．（23-24高二下·湖南郴州·期末）如图所示，一定质量的理想气体经历了的状态变化过程，在此过程中气体的内能增加了，由的过程外界对气体做了的功。已知状态A时气体的压强为。求： （1）状态B时气体的压强； （2）从状态A到状态C的过程中，气体与外界热交换的热量。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）从状态A到状态B为等容变化过程，根据查理定律有 根据题意知 代入数据得 （2）根据热力学第一定律有 从状态A到状态B为等容变化 又 联立解得 故气体从外界吸收热量。 13．（23-24高二下·湖南邵阳·期末）某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在外的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为（常温下的大气压强值），当内外压强差达到时表盘玻璃将爆裂。当时登山运动员携带的温度计的读数是，表内气体体积的变化可忽略不计。 （1）求爆裂前瞬间表盘内的气体压强； （2）通过计算判断手表的表盘是向外爆裂还是向内爆裂； （3）求当时外界的大气压强。 【答案】（1）；（2）向外爆裂；（3） 【详解】（1）以表内气体为研究对象，初状态的压强为，温度为 设末状态的压强为，温度为 根据查理定律，有 解得 （2）如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的，则外界的大气压强至少为 大于山脚下的大气压强（即常温下大气压强），这显然是不可能的，所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的。 （3）当时外界的大气压强为 近代物理 14．（23-24高二下·湖南长沙·期末）以下现象能说明光具有粒子性的是（    ） A．用紫外线照射锌板时有电子射出 B．贴有增透膜的相机镜头呈现淡紫色 C．光的偏振 D．泊松亮斑 【答案】A 【详解】A．用紫外线照射锌板时有光电子逸出，这是光电效应现象，说明光具有粒子性，故A正确； B．贴有增透膜的相机镜头呈现淡紫色，是薄膜干涉现象，说明光具有波动性，故B错误； C．光的偏振现象是波特有的现象，与光的粒子性无关，故C错误； D．泊松亮斑是光绕过障碍物发生衍射的现象，说明光具有波动性，故D错误。 故选A。 15．（23-24高二下·湖南长沙·期末）日本从2023年8月24日开始将福岛核电站核污水排入海洋，核污水中有一种难以被清除的放射性同位素氚，若进入人体可能会引起基因突变。氚也称超重氢，是氢的同位素之一，有放射性，会发生衰变，其半衰期为年。下列有关氚的说法正确的是（     ） A．氚和氢是两种不同的元素 B．100个氚经过年剩下50个 C．用中子轰击锂能产生氚，其核反应方程式为： D．射线是高速运动的氦原子核，其穿透能力很强 【答案】C 【详解】A．氚是氢的同位素，是同种元素，故A错误； B．半衰期是大量放射性原子衰变的统计规律，对个别少数的放射性氚原子核没有意义，故B错误； C．根据质量数和电荷数守恒，用中子轰击锂能产生氚，其核反应方程式为,故C正确； D．射线是高速运动的电子流，穿透能力比射线弱，故D错误。 故选C。 16．（23-24高二下·湖南长沙·期末）甲图为不同温度下的黑体辐射强度随波长的变化规律；乙图为原子核的比结合能与质量数关系曲线；丙图为分子间作用力随分子间距的变化规律；丁图为放射性元素剩余质量m与原质量的比值随时间t的变化规律，下列说法正确的是（    ） A．甲图中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B．根据图乙可知，核的比结合能比核的比结合能小，故核更稳定 C．图丙中分子间距从C到A的过程中分子引力和分子斥力均减小，但分子势能一直增大 D．丁图中，的半衰期是5730年，则100个经过5730年还剩50个 【答案】C 【详解】A．甲图中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选项A错误； B．根据图乙可知，核的比结合能比核的比结合能小，故核更稳定，选项B错误； C．图丙中分子间距从C到A的过程中分子引力和分子斥力均减小，分子力表现为引力，则分子力做负功，分子势能一直增大，选项C正确； D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核不适用，选项D错误。 故选C。 17．（23-24高二下·湖南郴州·期末）下列说法正确的是（　　） A．居里夫人最早发现了天然放射现象 B．查德威克通过核反应第一次实现了原子核的人工转变 C．放射性元素铀的半衰期为138天，的铀经过276天，还剩有的铀未衰变 D．在裂变反应中，钡核的平均结合能比铀核的平均结合能小 【答案】C 【详解】A．贝克勒尔最早发现天然放射现象，故A错误； B．卢瑟福通过核反应第一次实现了原子核的人工转变，故B错误； C．的铀经过276天，铀未衰变的质量为，故选C； D．钡核比铀核稳定，钡核的平均结合能比铀核的平均结合能大，故D错误。 故选C。 18．（23-24高二下·湖南邵阳·期末）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（  ） A．图甲：黑体辐射强度与波长的关系图像中， B．图乙：大量处于第5能级的氢原子，最多可以辐射9种频率的光子 C．图丙：汤姆孙通过分析粒子散射实验结果，提出了原子结构为“枣糕模型” D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性 【答案】A 【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，温度越高，黑体辐射强度的极大值对应的光波波长越短，所以，故A正确； B．大量处于第5能级的氢原子，最多可以辐射，种频率的光子，故B错误； C．卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故C错误； D．根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性，故D错误。 故选A。 19．（23-24高二下·湖南·期末）“氚”是一种放射性核素，该核素可在生物体内富集，导致内照射﹐从而损害生物体的健康。已知氚的衰变方程为，半衰期约为12年，下列说法正确的是（　　） A．氚核发生的是衰变 B．衰变产物X是电子 C．和是一对同位素 D．生物体内的氚核经过12年后会完全消失 【答案】B 【详解】AB．根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应方程为，则X为电子，则氚核发生的是衰变，故A错误，B正确； C．和的质子数不同，故二者不是同位素，故C错误； D．12年后即经过一个半衰期，一半氚核发生衰变，生物体内的氚核经过12年后会未完全消失，故D错误。 故选B。 20．（23-24高二下·湖南娄底·期末）下面四个核反应方程是我们高中阶段学习过的核反应类型典型代表，其中属于人工核转变的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．属于衰变，故A错误； B． 属于核裂变，故B错误； C．属于人工核转变，故C正确； D．属于核聚变，故D错误。 故选C。 21．（23-24高二下·湖南长沙·期末）图示为氢原子能级图。一群氢原子处于的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以辐射出6种不同频率的光，其中有几种频率的光可以使逸出功为6.20eV的金属板发生光电效应（　　） A．4 B．3 C．2 D．1 【答案】B 【详解】一群氢原子处于的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以释放6种不同能量的光子： 从跃迁到，辐射的光子能量为， 从跃迁到，辐射的光子能量为2.55eV， 由跃迁到，辐射的光子能量为， 从跃迁到，辐射的光子能量为， 从跃迁到，辐射的光子能量为， 由跃迁到，辐射的光子能量为， 可见有3种光子能量大于金属板的逸出功6.20eV，所以有3种频率的光能使金属板发生光电效应，故选B。 22．（23-24高二下·湖南长沙·期末）2021年3月23日，考古工作者对三星堆遗址新发现的6个“祭祀坑”的73份碳屑样本使用年代检测方法进行分析，初步判定其中4号坑最有可能属于商代晚期。发生的是β衰变，半衰期年。则下列说法正确的是（　　） A．发生β衰变产生的新核是 B．释放的β射线，就是核外电子 C．10个原子核经过5730年一定有5个发生了衰变 D．随着全球变暖，生物体中的衰变会加快 【答案】A 【详解】A．由题意可知，发生衰变的反应方程式为，产生的新核是，故A正确； B．射线是中子转变为质子和电子而产生的，故B错误； C．半衰期是统计规律，只对大量的放射性原子核才成立，少量原子核的衰变具有随机性，故C错误； D．放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外界条件无关，所以全球变暖，生物体中的衰变的半衰期不会变化，故D错误。 故选A。 23．（23-24高二下·湖南衡阳·期末）物理学的发展离不开物理学家的研究发现，在物理学的发展中出现了多位里程碑式的科学家，下列关于物理学史描述符合事实的是（    ） A．爱因斯坦提出光子的概念，成功解释光电效应现象 B．牛顿总结得到了万有引力定律，并通过扭秤实验测出了引力常量 C．伽利略被称为“运动学之父”，他认为重的物体比轻的物体下落得快 D．卢瑟福通过粒子散射实验研究，提出了原子具有“枣糕模型” 【答案】A 【详解】A．爱因斯坦首先提出了光子说的观点，成功解释了光电效应现象的规律，故A正确； B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量，故B错误； C．伽利略被称为“运动学之父”，他认为重的物体与轻的物体下落得一样快，故C错误； D．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的“核式结构”模型，故D错误。 故选 A。 24．（23-24高二下·湖南湘西·期末）科学家用粒子等轰击原子核，实现原子核的转变并研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。关于核反应方程，下列说法正确的是（　　） A．X是电子 B．X是质子 C．X是正电子 D．X粒子由查德威克发现 【答案】D 【详解】根据质量数与电荷数守恒可知，该核反应方程为，可知，X是中子，中子由查德威克发现。 故选D。 25．（23-24高二下·湖南·期末）科技的发展，核能的利用越来越应泛。1964年10月16日我国的第一颗原子弹在新疆罗布泊试验成功下列方程式中属于原子弹爆炸的核反应方程式（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】原子弹的爆炸为重核裂变，A为原子弹爆炸的核反应方程式， B为衰变，C为轻核聚变， D为发现中子的人工核转变方程。 故选A。 26．（23-24高二下·湖南长沙·期末）如图所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出不同频率的光，其中只有3种不同频率的光a、b、c照射到图甲电路阴极K的金属上能够发生光电效应，测得光电流随电压变化的图像如图乙所示，调节过程中三种光均能达到对应的饱和光电流，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（    ） A．阴极金属的逸出功可能为 B．图乙中的b光光子能量为12.09eV C．图乙中的a光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的 D．单色光c与单色光a的光子能量之差为 【答案】B 【详解】A．一群处于n=4能级的氢原子在向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，按频率从高到低（辐射能量从大到小）分别是n=4→n=1，n=3→n=1，n=2→n=1，n=4→n=2，n=3→n=2，n=4→n=3，依题意，照射图甲所示的光电管阴极K，能使金属发生光电效应的是其中频率高的三种，分别是n=4→n=1；n=3→n=1；n=2→n=1，由第2能级向基态跃迁辐射的光子能量为Ec=E2-E1=-3.4eV+13.6eV=10.2eV，辐射能量第4大的光子能量为E42=E4-E2=-0.85eV+3.4eV=2.55eV，由于只测得3条电流随电压变化的图像，故阴极金属的逸出功介于2.55eV～10.2eV之间，不可能是1.50eV，故A错误； B．由乙图可知，b光是频率排第二高的光，则是第3能级向基态跃迁发出的，其能量值为Eb=E3-E1=-1.51eV-（-13.6eV）=12.09eV，故B正确； C．a光的频率最高，a光是由第4能级向基态跃迁发出的，故C错误； D．根据光电效应方程，根据动能定理，则，所以单色光c与单色光a的光子能量之差为，故D错误。 故选B。 27．（23-24高二下·湖南郴州·期末）氢原子能级如图甲所示。一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，只能得到3条电流随电压变化的图线，如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．阴极K材料的逸出功为 B．图丙中M点的数值为 C．a光的频率小于c光的频率 D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数一定持续增大 【答案】B 【详解】AB．一群氢原子从n=4跃迁回基态过程中，一共能辐射出6种频率的光，其中频率最高的三条为能级差最大的三条，分别为，，，由遏止电压与最大初动能关系可得 由丙图可知，a光的遏止电压最大，b光的遏止电压略小，故a光是从n=4跃迁到n=1发出的光，b光是从n=3跃迁到n=1发出的光，a光对应的遏止电压为，a光子的能量为，阴极K材料的逸出功为，b光子的能量为，可得，即b光对应的遏止电压为，可知图中M点的数值为，故A错误，B正确； C．由丙图可知，a光的遏止电压大于c光的遏止电压，可知a光的光子能量大于c光的光子能量，则a光的频率大于c光的频率，故C错误； D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，光电管两端电压增大，会有更多的光电子到达阳极，电流表的示数逐渐增大，当达到饱和光电流后，电流表示数不再增大，故D错误。 故选B。 28．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（　　） A．从能级跃迁到能级时，电子的动能会变大，原子的电势能会减小 B．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会吸收光子 C．一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线 D．用能量为13.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，可能使氢原子发生能级跃迁 【答案】AD 【详解】A．原子从能级跃迁到能级时，其电子轨道半径减小，根据，解得，可知，电子的速度变大，其动能，变大，原子核对电子的引力做正功，电势能减小。故A正确； B．氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子。故B错误； C．一个处于能级的氢原子向基态跃迁时，最多发出3条光谱线，分别是4→3、3→2、2→1。故C错误； D．用电子轰击处于基态的氢原子，氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁。故D正确。 故选AD。 29．（23-24高二下·湖南·期末）（多选）1905年，爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》，对于光电效应给出了另外一种解释。如下分别是用于研究光电效应的实验装置图和氢原子的能级结构图。实验发现跃迁到时发出的某种光照射左图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数大于等于1.0V时，电流表读数为零，下列说法正确的是（　　） A．一群氢原子处于的激发态，向低能级跃迁时最多可辐射出10种频率的光子 B．氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光子比从能级向能级跃迁时辐射出的光子的波长短 C．该光电管的阴极材料的逸出功 D．滑动变阻器触点c向a侧慢慢移动时，电流表读数会增大 【答案】AC 【详解】A．一群氢原子从的激发态向下跃迁时，一共可以发射出，种不同频率的光子，故A正确； B．氢原子从跃迁到时放出光子能量为，当跃迁到放出的光子能量为，根据，可知光子能量小，频率小，但波长反而长，所以氢原子从n=5能级向n=2能级跃迁时辐射出的光子比从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光子的波长长，故B错误； C．从跃迁到时放出光子能量为。电压大于等于时，溢出来最大动能的光电子被截止，说明光电子最大初动能为，根据光电效应方程，可知该材料的速出功，故C正确； D．滑动变阻器触点c慢向a端移动，增加反向截止电压，电流表读数会流小，甚至有可能出现电流读数为零，故D错误。 故选AC。 实验 30．（23-24高二下·湖南长沙·期末）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则可求得： (1)油酸薄膜的面积S= ； (2)每滴溶液中含有纯油酸的体积为 ；油酸分子的直径是 ；（用、、、n、S表示） (3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是由于________。 A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 【答案】(1) (2) (3)BC 【详解】（1）轮廓包围方格约为71个，一个方格的面积为，故油酸薄膜的面积为 （2）[1]每滴溶液中含有纯油酸的体积为 [2]油酸分子的直径是 （3）A．如果油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油酸的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油酸面积S偏大，由可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值偏小，故A错误； B．如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，由可知，计算结果将偏大，故B正确； C．如果水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油酸面积比充分展开的油酸面积小，由可知，计算结果将偏大，故C正确； D．用注射器和量筒测V0体积溶液滴数时多记录了几滴，则每一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积的测量值偏小，由可知，计算结果将偏小，故D错误。 故选BC。 2 / 22 学科网（北京）股份有限公司 $$