专题07 原子结构、原子核和波粒二象性和热学（辽宁专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题07 原子结构、原子核和波粒二象性 和热学 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 原子结构、原子核和波粒二象性 2021、2022、2023、2024、2025 原子结构、原子核、波粒二象性及热学的考查呈现科技情境融合与跨模块综合的特点，核心命题趋势聚焦于量子技术应用、核能转化规律及统计思想渗透。选择题侧重能级跃迁与光电效应的定量分析、核反应方程的质量数守恒，常以量子通信（如 “量子点发光器件”）、核能电池（如 “碳 14 核电池原型机”）等前沿场景切入，要求考生从复杂信息中提炼 “能量差 - 光子频率” 或 “质量亏损 - 核能释放” 关系。命题凸显科学思维与实践创新，备考需精准掌握矢量运算、临界条件分析等核心方法，通过 “α 粒子散射模型”“核反应能量亏损” 等典型例题训练多体系统的量子 - 经典综合能力，同时关注实验设计的开放性（如改进油滴实验测量电子电荷量）。 考点2 热学 2021、2022、2023、2024、2025 考点01 原子结构、原子核和波粒二象性 1．（2025·辽宁·高考）某理论研究认为，原子核可能发生双衰变，衰变方程为。处于第二激发态的原子核先后辐射能量分别为和的、两光子后回到基态。下列说法正确的是（   ） A． B． C．的频率比的大 D．的波长比的大 【答案】ABC 【详解】AB．由核反应方程质量数和电荷数守恒可得 解得，AB正确； CD．由题可得光子的能量大于光子的能量，光子的能量公式，波长 可得的频率大于的频率，的波长小于的波长，C正确，D错误； 故选ABC。 2．（2024·辽宁·高考）X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器，用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则（　　） A．该金属逸出功增大 B．X光的光子能量不变 C．逸出的光电子最大初动能增大 D．单位时间逸出的光电子数增多 【答案】BD 【详解】A．金属的逸出功是金属的自身固有属性，仅与金属自身有关，增加此X光的强度，该金属逸出功不变，故A错误； B．根据光子能量公式可知增加此X光的强度，X光的光子能量不变，故B正确； C．根据爱因斯坦光电方程 可知逸出的光电子最大初动能不变，故C错误； D．增加此X光的强度，单位时间照射到金属表面的光子变多，则单位时间逸出的光电子数增多，故D正确。 故选BD。 3．（2023·辽宁·高考）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则（　　）    A．①和③的能量相等 B．②的频率大于④的频率 C．用②照射该金属一定能发生光电效应 D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek 【答案】A 【详解】A．由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确； B．因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据可知②的频率小于④的频率，选项B错误； C．因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误； D．因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据 则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。 故选A。 4．（2022·辽宁·高考）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为，已知、、的质量分别为，真空中的光速为c，该反应中释放的核能为E。下列说法正确的是（   ） A．X为氘核 B．X为氚核 C． D． 【答案】D 【详解】AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为1，为氕核，AB错误； CD．根据质能方程可知，由于质量亏损核反应放出的核能为 C错误、D正确。 故选D。 5．（2021·辽宁·高考）赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（　　） A．玻尔 B．康普顿 C．爱因斯坦 D．德布罗意 【答案】C 【详解】A．玻尔引入量子化的观念解释了氢原子光谱，与题意不符，A错误； B．康普顿提出康普顿效应，发现了光子不仅具有能量，还具有动量，证明了光具有粒子性，与题意不符，B错误； C．爱因斯坦提出光子说，从理论上解释了光电效应的实验现象，符合题意，C正确； D．德布罗意提出一切物质都具有波粒二象性，与题意不符，D错误。 故选C。 考点02 热学 6．（2025·辽宁·高考）某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体（   ） A．内能变小 B．压强变大 C．分子的数密度变大 D．每个分子动能都变大 【答案】B 【详解】A．将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，温度升高，而理想气体内能只与温度相关，则内能变大，故A错误； B．将糖果瓶带入温暖的车厢过程，气体做等容变化，根据，因为温度升高，则压强变大，故B正确； C．气体分子数量不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，故C错误； D．温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故D错误。 故选 B。 7．（2024·辽宁·高考）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2 = 5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。 （1）求变压器的输出功率P； （2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q = CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为 设变压器副线圈的输出电压为U2，根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有 联立解得 理想变压器的输出功率等于R的热功率，即 （2）设加热前容器内气体的压强为p0，则加热后气体的压强为2p0，温度为T2，容器内的气体做等容变化，则有 由知气体吸收的热量 根据热力学第一定律，气体的体积不变，所以W = 0，容器是绝热容器，则 电热丝产生的热量全部被气体吸收 联立整理得 解得 8．（2023·辽宁·高考）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】B 【详解】根据 可得 从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c态的体积大于b态体积。 故选B。 9．（2022·辽宁·高考）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（   ） A．对外界做正功 B．压强保持不变 C．向外界放热 D．内能减少 【答案】A 【详解】A．理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，理想气体对外界做正功，A正确； B．由题图可知V = V0 + kT根据理想气体的状态方程有 联立有 可看出T增大，p增大，B错误； D．理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大，D错误； C．理想气体从状态a变化到状态b，由选项AD可知，理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体向外界吸收热量，C错误。 故选A。 10．（2021·辽宁·高考）如图（a）所示，“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球，作为一种长期留空平台，具有广泛用途。图（b）为某一“系留气球”的简化模型图；主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔，主气囊内封闭有一定质量的氦气（可视为理想气体），副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。当气球在地面达到平衡时，活塞与左挡板刚好接触，弹簧处于原长状态。在气球升空过程中，大气压强逐渐减小，弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时，活塞与右挡板刚好接触，氦气体积变为地面时的1.5倍，此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的。已知地面大气压强p0=1.0×105Pa、温度T0=300K，弹簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计。 （1）设气球升空过程中氦气温度不变，求目标高度处的大气压强p； （2）气球在目标高度处驻留期间，设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时，弹簧压缩量为左、右挡板间距离的。求气球驻留处的大气温度T。 【答案】(1) 5.0×104Pa；(2) 266K 【详解】（1）气囊中的温度不变，则发生的是等温变化，设气囊内的气体在目标位置的压强为，由玻意耳定律 解得 由目标处的内外压强差可得 解得 （2）有胡克定律可知弹簧的压缩量变为原来的，则活塞受到弹簧的压力也变为原来的，即设此时气囊内气体的压强为，对活塞压强平衡可得 由理想气体状态方程可得 其中 解得 1．（2025·辽宁朝阳北票尹湛纳希高中·适应性考试四）下列现象中，可用爱因斯坦光子理论解释的是（　　） A．放射性元素放出β射线 B．锌板在紫外线照射下逸出电子 C．卢瑟福提出原子核式结构模型 D．氢原子光谱呈现不连续的分立谱线 【答案】B 【详解】A．β射线是原子核衰变时产生的电子流，与光子理论无关，故A错误； B．锌板在紫外线照射下逸出电子是光电效应现象，爱因斯坦光子理论（光子能量）成功解释了此现象，故B正确； C．卢瑟福核式结构模型基于α粒子散射实验，与光子理论无关，故C错误； D．氢原子光谱的分立性由玻尔原子模型（能级跃迁）解释，并非由光子理论说明，故D错误。 故选B。 2．（2025·辽宁·模拟押题三）1971年中科院上海原子核所以钋210为燃料制造出了我国的第一个同位素电池。已知钋210的衰变方程为 钋210的半衰期为138天，下列说法正确的是（　　） A．钋210的衰变为α衰变 B．一个钋210 核的质量为210g C．比结合能小 D．10g的钋210经过276天会全部发生衰变 【答案】A 【详解】A．根据核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒可知，钋210衰变方程中为，故钋210的衰变为衰变，故A正确； B．钋210核的质量数为210，质量不是210g，故B错误； C．核的核子数越多，结合能越大，故比结合能大，故C错误； D．276天为钋210的两个半衰期，则有 即10g的钋210经过276天会剩余2.5g未发生衰变，故D错误。 故选A。 3．（2025·辽宁辽南协作体·三模）“烛龙一号”碳14核电池，体积小，理论上可持续放电五千年以上，可用于心脏起搏器，其工作原理为。下列相关说法正确的是（　　） A．碳14半衰期很短 B．e是来自原子核外的电子 C．碳14发生的是α衰变 D．比更稳定 【答案】D 【详解】A．半衰期是描述大量原子核衰变快慢的物理量，由题可知碳14半衰期大约为五千年以上，故A错误； B．e是原子核内中子向质子转化的过程中形成的，不是来自原子核外的电子，故B错误； C．生成电子，故碳14发生的是衰变，故C错误； D．碳14发生的是衰变，衰变反应释放能量，反应后的原子核更稳定，故比更稳定，故D正确。 故选D。 4．（24-25高三下·辽宁沈阳省实验中学·四模）同位素相对含量的测量在考古学中有重要应用，发生衰变生成。对古木样品，测得与个数之比为。采用同样办法，测得活木头中与个数之比为，由于活木头与外部环境不断进行碳交换，该比例长期保持稳定。已知的半衰期约为年，的比结合能记为的比结合能记为。可能用到的数据：。下列说法错误的是（　　） A．发生衰变的衰变方程为 B．发生衰变的过程释放的核能 C．该古木被砍伐的时间距今约年 D．衰变产生的电子是一种轻子，属于基本粒子 【答案】B 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，发生衰变的核反应方程为，故A正确，不符合题意； B．该过程中释放的核能应为产物的总结合能与电子对应的能量之和减去原总结合能的差,所以，故B错误，符合题意； C．古木中与个数之比为 假设活体中初始比例为 根据剩余个数与半衰期关系公式， 可得 等号两边取对数，可得 将T=5730年代入，可得，故C正确，不符合题意； D．衰变的电子属于轻子,是基本粒子,故D正确，不符合题意。 故选B。 5．（2025·辽宁·三模）氢原子从不同的高能级向某一低能级跃迁，所辐射的电磁波可以形成一个线系，图中标注了分别向n=1、2、3能级跃迁产生的三个线系中部分电磁波的波长。已知金属钠发生光电效应的极限波长为500nm，有关图中电磁波下列判断正确的是（　　） A．赖曼线系中的电磁波频率都比帕邢线系中的小 B．赖曼线系中的电磁波都可以使金属钠发生光电效应 C．帕邢线系中的电磁波都可以使金属钠发生光电效应 D．巴耳末线系中只有一种电磁波可以使金属钠发生光电效应 【答案】B 【详解】A．由题图可知赖曼线系中的电磁波波长都比帕邢线系中的小，根据可知，赖曼线系中的电磁波频率都比帕邢线系中的大，故A错误； B．已知金属钠发生光电效应的极限波长为500nm，由题图可知赖曼线系中的电磁波波长都小于极限波长500nm，即赖曼线系中的电磁波频率都大于极限频率，所以赖曼线系中的电磁波都可以使金属钠发生光电效应，故B正确； C．由题图可知帕邢线系中的电磁波波长都大于极限波长500nm，即帕邢线系中的电磁波频率都小于极限频率，所以帕邢线系中的电磁波都不可以使金属钠发生光电效应，故C错误； D．由题图可知巴耳末线系中有三种电磁波波长小于极限波长500nm，即巴耳末线系中有三种电磁波频率大于极限频率，则巴耳末线系中有三种电磁波可以使金属钠发生光电效应，故D错误。 故选B。 6．（2025·辽宁名校联盟·二模）准分子激光手术是用准分子激光通过对角膜瓣下基质层进行屈光性切削，从而降低瞳孔区的角膜曲率，达到矫正近视目的的眼科手术。在某次手术中所用激光的波长为，每个激光脉冲的能量为E，普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c，则每个激光脉冲中的光子数为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据光子能量表达式可知，该激光的光子能量为 每个激光脉冲的能量为E，则每个脉冲中的光子数目为 故选A。 7．（2025·辽宁沈阳·三测）巴耳末系在可见光区的四条谱线及相应的氢原子能级图分别如图和图所示。谱线、、和按波长依次排列，其中是红光谱线，则下列说法正确的是（　　） A．原子内部电子的运动是原子发光的原因 B．对应的光子能量比对应的光子能量大 C．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 D．处于能级的氢原子能吸收2eV的光子，跃迁到能级 【答案】A 【详解】A．原子发光是由于电子在不同能级间跃迁时释放或吸收光子，所以电子运动是原子发光的直接原因，A正确； B．由题意可知对应的光子的频率比对应的光子频率小，根据爱因斯坦提出的光子能量，可知对应的光子能量比对应的光子能量小，B错误； C．由题意可知，四条谱线所对应的光子的频率从小到大依次排列为、、、，所以四条谱线所对应的光子的能量从小到大依次排列为、、、，因此对应着最大的能量，是氢原子从能级向能级跃迁时产生的，C错误； D．处于能级的氢原子跃迁到能级需要吸收的能量为，D错误。 故选A。 8．（24-25高三下·辽宁重点中学协作校·期中）如图为原子核的比结合能曲线，横坐标为质量数，纵坐标为比结合能，由图可知（　　） A．质量数的原子核比结合能最大，因此该核发生核反应时会释放大量能量 B．铀核的比结合能小于中等质量原子核，故铀核裂变生成两个中等核的过程会释放核能 C．两个氢核聚变为氦核的过程需要吸收能量 D．比更稳定 【答案】B 【详解】A．质量数的原子核比结合能最大，意味着这些原子核的核子结合得最为紧密，要将其分开需要更多的能量，因此这些原子核最稳定，发生核反应时会吸收大量能量，故A不符合题意； B．铀核裂变生成中等核，比结合能增大，释放能量，故B符合题意； C．两个氢核聚变为氦核的过程是一个轻核聚变的过程，在这个过程中，由于比结合能的增加，会有质量亏损，因此这个过程需要释放能量，而不是吸收能量，故C不符合题意； D．比结合能越大，原子核越稳定，故D不符合题意。 故选B。 9．（2025·辽宁沈阳二中·五模）如图为一定质量的理想气体的p-V图像，气体分别经历A→B→D和A→C→D两个变化过程。A→B→D过程，气体对外做功大小为W1，从外界吸收的热量为Q1；A→C→D过程，气体对外做功大小为W2，从外界吸收的热量为Q2。关于理想气体的上述两过程中说法正确的是（　　） A．A→B→D过程中，气体温度一直不变 B．W1>W2 C．Q1<Q2 D． 【答案】B 【详解】A．p−V图中等温变化为双曲线的一支，而A→B→D为直线，一定不是等温变化，故A错误； B．p−V图像中，图线所包围的面积为气体对外所做的功，所以W1>W2 故B正确； CD．根据理想气体方程可知，两过程的初、末状态温度相同，则两过程的内能变化量，根据热力学第一定律 因为两过程气体膨胀对外做功，且均吸热，则 结合 所以吸收的热量 故CD错误。 故选B。 10．（2025·辽宁名校联盟·二模）如图所示，带有阀门的导热容器内封闭着温度为、压强等于一个标准大气压的空气（可视为理想气体）。已知周围环境的最高气温为、最低气温为，大气压强始终等于一个标准大气压，热力学温度与摄氏温度的关系为。下列说法正确的是（　　） A．保持阀门关闭，容器内的气体压强在温度最高与最低时的比值为 B．保持阀门关闭，容器内的气体在温度最高与最低时单位时间内与单位面积器壁的碰撞次数相同 C．若打开阀门，则在温度最高与最低时容器内的气体状态稳定后气体密度的比值为 D．若打开阀门，则容器内的气体在温度最高与最低时单位时间内与单位面积器壁的碰撞次数相同 【答案】C 【详解】A．容器内的气体体积不变，根据查理定律 容器内的气体压强在温度最高与最低时的比值为，故A错误； B．气体单位时间内与单位面积器壁的碰撞次数与分子数密度和分子平均速率有关，气体体积不变数密度不变，但温度不同分子的平均动能不同，故平均速率不同，故容器内的气体在温度最高与最低时单位时间内与单位面积器壁的碰撞次数不相同，故B错误； C．若打开阀门，容器内的气体温度变化但压强不变，根据盖吕萨克定律 又由 可得，故C正确； 则在温度最高与最低时容器内的气体状态稳定后气体密度的比值为 D．若打开阀门，容器内气体压强不变，根据压强的微观意义，温度降低气体分子平均速率减小，撞击器壁的平均作用力减小，故单位时间内与单位面积器壁的碰撞次数增加，故D错误。 故选C。 11．（2025·东北三省四城市&辽宁沈阳·二测）如图，某密闭容器中一定质量的理想气体从状态依次经过状态、、后再回到状态。其中，和为等温过程，和为绝热过程，这就是著名的“卡诺循环”。下列说法正确的是（　　） A．过程中，外界对气体做功 B．过程中，气体温度升高 C．过程中，气体内能不变 D．过程中，气体分子平均动能减小 【答案】C 【详解】A．过程中，体积增大，可知气体对外界做功，故A错误； B．过程中，体积增大，可知气体对外界做功为负，又为绝热过程则，由公式，可得为负，所以气体温度降低，故B错误； C．为等温过程，理想气体内能只与温度有关，所以气体内能不变，故C正确； D．为绝热过程则，又体积减小表示外界对气体做功，则为正，由公式，可得为正，所以气体温度升高，气体分子平均动能增大，故D错误。 故选C。 12．（2025·辽宁名校联盟·二模）用光照射金属钠时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率变化的图像如图（a）所示，氢原子的能级图如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A．金属钠的极限频率为 B．金属钠的逸出功约为2.29eV C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 D．若用氢原子从能级跃迁到能级时辐射的光照射金属钠，将有光电子逸出 【答案】ABD 【详解】ABC．根据爱因斯坦光电效应方程可得 由图（a）横轴截距可知金属钠的极限频率为；由纵轴截距可知金属钠的逸出功约为；逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，但不是正比关系，故AB正确，C错误； D．若用氢原子从能级跃迁到能级时辐射的光照射金属钠，辐射出的光子能量为 可知有光电子逸出，故D正确。 故选ABD。 13．（2025·辽宁名校联盟·三模）关于如图所示的示意图或实验装置，下列说法正确的是（　　） A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从面射出 B．图乙是单色激光的双缝干涉原理图，若屏上点到狭缝的距离差是半波长的奇数倍，则点出现亮条纹 C．图丙是在垂直纸面向里的匀强磁场中三种射线的轨迹，三种射线相比较，其中向左偏的射线电离本领最大 D．图丁是利用多普勒测速仪测量水在海底的流速，其利用的物理规律与医学上广泛应用的“彩超”利用的物理规律相同 【答案】CD 【详解】A．图甲中，光束在面的折射角等于在面的入射角，只要入射角，面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，所以始终有光线从面射出，A错误； B．图乙中，照射两条狭缝时，若光从狭缝到屏上点的波程差为半波长的奇数倍，则点处一定是暗条纹，B错误； C．根据左手定则，向左偏转的为粒子组成的射线，射线电离本领最大，C正确； D．多普勒测速仪与“彩超”均用了多普勒效应，D正确。 故选CD。 14．（2025·辽宁丹东·一测）下列说法中正确的是（　　） A．一个氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光 B．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子 C．的半衰期是24天，48个核经过72天后一定剩下6个核 D．各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应 【答案】ABD 【详解】A．一个氢原子处于n=4能级的激发态，跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光，故 A正确； B．用能量大于氘核结合能的光子照射静止氘核，才可能使氘核分解为一个质子和一个中子，因为分解后的质子和中子具有一定的动能，故B正确； C．半衰期是统计规律，不适用少量原子核，故C错误； D．原子都是由原子核和电子组成的，但不同原子的原子结构不同，各种原子的原子光谱都有各自的特征谱线，原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应，故D正确。 故选ABD。 15．（2025·辽宁辽南协作体·三模）爆震发动机作为一种极具潜力的新型动力装置，其工作原理涉及到复杂的热力学过程。在某先进的爆震发动机实验平台中，对一定质量的理想气体进行模拟爆震燃烧实验。摩尔数为n的理想气体初始状态压强为，体积为，对应下图中的a点。现在这部分气体经过等压膨胀，体积变为，对应下图中的b点，气体在状态b经等温膨胀至状态c，压强变为。又经等压压缩至状态d，最后等温压缩回到状态a。已知理想气体的体积V、压强P和温度T满足方程；内能U满足关系。其中R为常数，n为物质的量，根据以上信息可以判断（　　） A．气体在状态点b时的内能为 B．气体在状态点a时温度为 C．由c到d的过程外界对气体做功为 D．由c到d的过程气体从外界吸热 【答案】BC 【详解】B．气体在状态点a时有 解得气体在状态点a时温度为 故B正确； A．气体a从到b，发生等压变化，则有 解得气体在状态点b时温度为 则气体在状态点b时的内能为 故A错误； CD．气体在状态b经等温膨胀至状态c，则有， 可得气体在状态点c时的体积为 气体从状态c等压压缩至状态d，最后等温压缩回到状态a，可知状态d的温度为 根据 解得气体在状态点d时的体积为 从状态c等压压缩至状态d，外界对气体做功为 气体的内能变化量为 根据热力学第一定律可得 可得 可知由c到d的过程气体从外界放热，故C正确，D错误。 故选BC。 16．（2025·辽宁重点中学协作校·二模）冬天烧碳取暖容易引发一氧化碳中毒事故，高压氧舱是治疗一氧化碳中毒的有效措施。某物理兴趣小组通过放在水平地面上的汽缸来研究高压氧舱内的环境，如图所示，导热汽缸内的活塞离汽缸底部的高度为h，活塞的横截面积为S，环境温度保持不变。汽缸内气体的压强为，该小组分别通过向汽缸内充气和向下压活塞的方式使汽缸内气体的压强增大到．已知大气压强为，汽缸内气体可视为理想气体，活塞与汽缸密封良好，不计活塞与汽缸间的摩擦，重力加速度为g．下列说法中正确的是（　　） A．活塞的质量为 B．若活塞不动，仅将外部环境中体积为0.5Sh、压强为的气体缓慢充入汽缸，可使汽缸内气体的压强增至 C．仅将活塞缓慢下移，可以将汽缸内气体的压强增至 D．仅将活塞缓慢下移的过程中，气体向外界放出的热量大于 【答案】ACD 【详解】A．根据平衡条件 可知，活塞的质量 A正确； B．由于气体温度保持不变，可知 可得气体的压强为 B错误； C．仅将活塞缓慢下移，气体发生等温变化，因此 解得汽缸内气体的压强 C正确； D．活塞向下移动的过程中，假设气体压强不变，则外界气体做功 而向下移动的过程中，气体压强增大，外界对气体做功大于，气体温度保持不变，根据热力学第一定律，可知放出的热量大于，D正确。 故选ACD。 17．（2025·辽宁沈阳二中·五模）氦氖激光器是实验室中的常用仪器，它可以发出波长为六百多纳米的红色激光。 (1)与普通光源相比，下列有关激光特点的叙述正确的是（　　） A．激光在真空中传播速度更快 B．激光的平行度更好 C．激光的相干性更好 (2)小明利用氦氖激光器测量玻璃砖的折射率。如图所示，他先在白纸上画出玻璃砖上下两个平行面的边界，让激光平行于纸面以定角度射入玻璃砖，在入射光线和出射光线上分别标记两个点确定光路。撤去激光器和玻璃砖后，即可在纸上画出光路图，测量所需数据计算出玻璃砖的折射率。对于该实验，以下说法中正确的是（　　） A．入射角不宜过大，如果过大，激光在射出玻璃砖时可能会因角度过大而发生全反射 B．入射角不宜过小，如果过小，可能会导致实验误差偏大 C．如果采用绿光激光器以图示角度入射，则出射光线会在红光出射光线右侧 D．小明同学为了避免笔尖划到玻璃砖的光学面，画上边界线时，将上边界线向上平移了一小段距离，但上下边界线仍然平行，其它操作无误，得到的折射率要比真实值偏小 (3)利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用上述红色激光做为光源照射阴极K，电流表中有电流通过，则（　　） A．改用紫外光照射K，电流表中一定有电流通过 B．只增加该激光的照射强度，电流表中通过的电流随之增大B C．若将滑动变阻器的滑片移到A端，电流表中一定无电流通过 D．若将滑动变阻器的滑片向B端移动，电流表示数减小 【答案】(1)BC (2)BD (3)AB 【详解】（1）A．普通光源和激光在真空中的传播速度一样，故A错误； BC．激光的特性平行度好、频率单一相干性好，故BC正确。 故选BC。 （2）A．入射角不宜过大，由光的可逆性可知激光在射出玻璃砖时可不会因角度过大而发生全反射，故A错误； B．入射角不宜过小，否则可能会导致实验误差偏大，故B正确； C．绿光的折射率比红光大，绿光进入玻璃发生折射比红光偏折大，如果采用绿光激光器以图示角度入射，则出射光线会在红光出射光线左侧，故C错误； D．小明同学为了避免笔尖划到玻璃砖的光学面，将上边界画的比实际位置更往上面一些，其它操作无误，将上边界画的比实际位置更往上面一些，其它操作无误，如图所示 可知则光线在玻璃中的折射角偏大，得到的折射率要比真实值偏小，故D正确。 故选BD。 （3）A．因紫外光的频率比激光的频率高，所以改用紫外光照射K，能发生光电效应，电流表中一定有电流通过，故A正确； B．增加该激光的照射强度，单位时间内光电效应产生的光电子数多，电流表中通过的电流随之增大，故B正确； C．若将滑动变阻器的滑片移到A端，光电管两端电压为零，电流表中仍然有电流通过，故C错误； D．如果光电流已经达到饱和光电流，则增大电压，光电流将保持不变。所以若将滑动变阻器的滑片向B端移动，电流表示数可能不变，故D错误。 故选AB。 18．（2025·辽宁沈阳辽宁省实验中学·五模）已知中子（）的质量是，质子（）的质量是 ，氘核（）的质量是，求： (1)质子和中子结合成氘核过程中释放的能量。 (2)氘核的比结合能。 【答案】(1)2.19MeV (2)1.10MeV 【详解】（1）氘核是由1个质子、1个中子构成，其核子与原子核的质量差为 氘核的结合能为 代入数据解得 （2）氘核的比结合能为 19．（2025·辽宁·模拟押题三）如图所示，足够高的U形玻璃管竖直固定，左右两侧均开口，管内径横截面积为S。管内通过一个活塞和一段水银柱封闭了一定量的理想气体。初始时，左侧管内的水银柱高度为h1，右则水银柱的高度为，空气柱的长度为L，环境大气压强p0，不计活塞和U形管之间的摩擦，水银的密度为ρ，重力加速度为g。 (1)求活塞的质量； (2)若用力将活塞向上缓慢提升，直到U形管内两侧的水银柱液面相平，求活塞被提升的高度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据两侧水银柱高度差可知，封闭气体的压强为 对活塞受力分析可知 解得 （2）U形管内两侧水银液面等高时，左侧液面上升的高度为 封闭气体的压强变为p0，等温变化有 活塞相对左侧液面上升的高度为 活塞上升的高度 解得 20．（24-25高三下·辽宁重点中学协作校·期中）在深海探测任务中，某探测器通过调节气囊内的气体体积来控制其上浮与下潜。探测器在距离海平面处海底工作时，气囊内封闭一定质量的理想气体，气囊内气体体积，温度。探测器上浮过程中，气体先保持温度不变膨胀，到距离海平面时体积变为，随后由于海水温度升高，气体等压膨胀，到水面时温度。已知水面大气压强，海水密度，重力加速度大小，求： (1)探测器上浮到距离海平面时气囊内气体的体积； (2)探测器上浮到水面时气囊内气体的体积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）探测器在海底时有 探测器距离海平面时有 气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 解得 （2）探测器从距离海平面处到上浮到水面过程，气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律有 解得 21．（2025·辽宁沈阳辽宁省实验中学·二模）监测环境温度变化的简化装置图如图所示。导热性能良好、深度为2H的汽缸竖直放置，用横截面积为S的活塞密封一定质量的理想气体，汽缸侧面连接U形细管，细管的右端口与大气连通，里面装有水银，活塞静止时与汽缸底部间的距离为H，细管左、右两侧水银柱的高度差为h，环境的热力学温度为。已知大气压强为，重力加速度为g，水银的密度为ρ，密封气体的内能（K为常数且已知，T为气体的热力学温度），细管内气体的体积、活塞的厚度及活塞与汽缸间的摩擦可忽略不计。 (1)求活塞的质量； (2)随着环境温度的升高，活塞缓慢上移，当活塞恰好上升到汽缸顶部时，监测装置报警，求此时环境的热力学温度以及此过程中气体从外界吸收的热量。 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）设细管的横截面积为，对细管中的水银受力分析有 对活塞受力分析有 解得活塞的质量 （2）设活塞上升到汽缸顶部时，环境的温度为，环境温度升高的过程中，汽缸内气体的压强不变，有 解得 由热力学第一定律有 根据题意可知内能变化量为 气体对外做功为 联立解得 22．（24-25高三下·辽宁沈阳省实验中学·四模）如图所示，一竖直放置的汽缸上端开口，内部底面积为S，外界大气压强为。汽缸壁内有卡口和b，a、b间距为，a距缸底的高度为。为了使卡口不损坏，活塞对其的弹力不能超过。活塞只能在间上下移动，其下方密封有一定质量的理想气体，内能为已知常量，为气体的热力学温度。已知活塞质量为为重力加速度，活塞厚度可忽略。活塞和汽缸壁均绝热，不计一切摩擦。开始时活塞处于静止状态，汽缸内气体压强为，温度为。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至b卡口即将损坏。 (1)求此时汽缸内气体的压强和温度； (2)求此过程中气体从电热丝吸收的热量。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）b卡口即将损坏，对活塞，由平衡条件得 解得 对汽缸内气体，由理想气体状态方程得 解得 （2）活塞缓慢上升过程，对活塞，由平衡条件得 解得 活塞上升过程外界对气体做功 气体内能的变化量 由热力学第一定律 解得 23．（2025·辽宁·三模）一水杯的杯口横截面积为20cm²，杯盖重力为0.4N，在温度为27℃的室内将杯盖盖上，杯盖和杯口间由于有少量水，使杯内封闭了一定质量的气体。已知大气压强为1.0×10⁵Pa，室外温度12℃。求： (1)如果将杯拿到室外竖直放置一段时间达到热平衡后，杯内气体压强为多少？至少需要多大的力可以将杯盖向上取走？ (2)在室外将杯盖打开，稳定后杯内气体与原来在室内时杯内气体质量的比是多少？ 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）根据查理定律，等容条件下，一定质量的气体满足 初始时， 末状态 代入公式，解得 对杯盖进行受力分析 解得 （2）根据玻意耳定律，一定质量的气体，等温条件下满足 未打开盖子时，体积记为 ，压强为 打开盖子时，体积记为 ，压强为代入公式解得 所以稳定后杯内气体的质量与原来杯内气体的质量之比 24．（2025·辽宁沈阳·三测）图甲为某汽车后备箱气压杆的示意图，气压杆内部的高压气体被活塞封闭在汽缸中。图乙是简化模型，后备箱盖打开静止在某位置时，活塞到汽缸底部的距离为，活塞的横截面积为，箱盖作用于连杆上的沿杆方向的竖直向下的力为。已知大气压强为，重力加速度为，不计活塞与容器壁的摩擦以及连杆和活塞的重力，忽略气体温度变化。 (1)关闭后备箱盖，活塞到汽缸底部的距离为，求此时气体的压强； (2)汽车由于突发碰撞，活塞处瞬间漏出部分气体且箱盖由关闭状态被弹开，活塞重新回到距离汽缸底部L处。若漏出的气体质量占气体总质量的，求箱盖作用于连杆上的沿杆竖直方向的力的大小及方向？ 【答案】(1) (2)，方向竖直向下 【详解】（1）箱盖打开时，，对活塞受力分析，由平衡方程 解得 关闭后箱盖，，设此时压强为，由玻意耳定律得 解得 （2）设漏出气体体积为 则有 解得 由玻意耳定律得： 解得 对活塞受力分析，由平衡方程： 解得 方向竖直向下 25．（2025·辽宁部分重点中学协作体·模拟）空气悬挂广泛应用于各行各业，例如汽车悬挂系统、建筑物地基、机械设备的支撑结构等，它通过密封气体的力学特性来实现减震作用。现将其主要工作部分简化为如图所示的装置：导热良好的汽缸高为，横截面积为，汽缸口有限制活塞上升的卡环。现在环境温度为，大气压强为，汽缸内封闭的气体压强为，活塞质量和厚度不计，汽缸不漏气。要保证设备正常工作，活塞到缸底的距离不能小于。求： (1)汽缸上方的机械对活塞向下的压力不能超过多大？ (2)若环境温度降为，大气压强不变，活塞所受压力保持（1）中的大小不变，为保证设备仍能正常工作，需要通过气泵为汽缸注入一定质量的气体。求注入气体的质量至少是原气体质量的多少倍？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）活塞下压过程温度不变，则 解得 由平衡条件可得 解得 （2）取注入气体后缸内的全部气体为研究对象，如果这些气体由-23℃等压变化至； 其中 得 注入气体的质量至少是原气体质量的倍。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 原子结构、原子核和波粒二象性 和热学 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 原子结构、原子核和波粒二象性 2021、2022、2023、2024、2025 原子结构、原子核、波粒二象性及热学的考查呈现科技情境融合与跨模块综合的特点，核心命题趋势聚焦于量子技术应用、核能转化规律及统计思想渗透。选择题侧重能级跃迁与光电效应的定量分析、核反应方程的质量数守恒，常以量子通信（如 “量子点发光器件”）、核能电池（如 “碳 14 核电池原型机”）等前沿场景切入，要求考生从复杂信息中提炼 “能量差 - 光子频率” 或 “质量亏损 - 核能释放” 关系。命题凸显科学思维与实践创新，备考需精准掌握矢量运算、临界条件分析等核心方法，通过 “α 粒子散射模型”“核反应能量亏损” 等典型例题训练多体系统的量子 - 经典综合能力，同时关注实验设计的开放性（如改进油滴实验测量电子电荷量）。 考点2 热学 2021、2022、2023、2024、2025 考点01 原子结构、原子核和波粒二象性 1．（2025·辽宁·高考）某理论研究认为，原子核可能发生双衰变，衰变方程为。处于第二激发态的原子核先后辐射能量分别为和的、两光子后回到基态。下列说法正确的是（   ） A． B． C．的频率比的大 D．的波长比的大 2．（2024·辽宁·高考）X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器，用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则（　　） A．该金属逸出功增大 B．X光的光子能量不变 C．逸出的光电子最大初动能增大 D．单位时间逸出的光电子数增多 3．（2023·辽宁·高考）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则（　　）    A．①和③的能量相等 B．②的频率大于④的频率 C．用②照射该金属一定能发生光电效应 D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek 4．（2022·辽宁·高考）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为，已知、、的质量分别为，真空中的光速为c，该反应中释放的核能为E。下列说法正确的是（   ） A．X为氘核 B．X为氚核 C． D． 5．（2021·辽宁·高考）赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（　　） A．玻尔 B．康普顿 C．爱因斯坦 D．德布罗意 考点02 热学 6．（2025·辽宁·高考）某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体（   ） A．内能变小 B．压强变大 C．分子的数密度变大 D．每个分子动能都变大 7．（2024·辽宁·高考）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2 = 5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。 （1）求变压器的输出功率P； （2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q = CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。 8．（2023·辽宁·高考）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　）    A．   B．   C．   D．   9．（2022·辽宁·高考）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（   ） A．对外界做正功 B．压强保持不变 C．向外界放热 D．内能减少 10．（2021·辽宁·高考）如图（a）所示，“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球，作为一种长期留空平台，具有广泛用途。图（b）为某一“系留气球”的简化模型图；主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔，主气囊内封闭有一定质量的氦气（可视为理想气体），副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。当气球在地面达到平衡时，活塞与左挡板刚好接触，弹簧处于原长状态。在气球升空过程中，大气压强逐渐减小，弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时，活塞与右挡板刚好接触，氦气体积变为地面时的1.5倍，此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的。已知地面大气压强p0=1.0×105Pa、温度T0=300K，弹簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计。 （1）设气球升空过程中氦气温度不变，求目标高度处的大气压强p； （2）气球在目标高度处驻留期间，设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时，弹簧压缩量为左、右挡板间距离的。求气球驻留处的大气温度T。 1．（2025·辽宁朝阳北票尹湛纳希高中·适应性考试四）下列现象中，可用爱因斯坦光子理论解释的是（　　） A．放射性元素放出β射线 B．锌板在紫外线照射下逸出电子 C．卢瑟福提出原子核式结构模型 D．氢原子光谱呈现不连续的分立谱线 2．（2025·辽宁·模拟押题三）1971年中科院上海原子核所以钋210为燃料制造出了我国的第一个同位素电池。已知钋210的衰变方程为 钋210的半衰期为138天，下列说法正确的是（　　） A．钋210的衰变为α衰变 B．一个钋210 核的质量为210g C．比结合能小 D．10g的钋210经过276天会全部发生衰变 3．（2025·辽宁辽南协作体·三模）“烛龙一号”碳14核电池，体积小，理论上可持续放电五千年以上，可用于心脏起搏器，其工作原理为。下列相关说法正确的是（　　） A．碳14半衰期很短 B．e是来自原子核外的电子 C．碳14发生的是α衰变 D．比更稳定 4．（24-25高三下·辽宁沈阳省实验中学·四模）同位素相对含量的测量在考古学中有重要应用，发生衰变生成。对古木样品，测得与个数之比为。采用同样办法，测得活木头中与个数之比为，由于活木头与外部环境不断进行碳交换，该比例长期保持稳定。已知的半衰期约为年，的比结合能记为的比结合能记为。可能用到的数据：。下列说法错误的是（　　） A．发生衰变的衰变方程为 B．发生衰变的过程释放的核能 C．该古木被砍伐的时间距今约年 D．衰变产生的电子是一种轻子，属于基本粒子 5．（2025·辽宁·三模）氢原子从不同的高能级向某一低能级跃迁，所辐射的电磁波可以形成一个线系，图中标注了分别向n=1、2、3能级跃迁产生的三个线系中部分电磁波的波长。已知金属钠发生光电效应的极限波长为500nm，有关图中电磁波下列判断正确的是（　　） A．赖曼线系中的电磁波频率都比帕邢线系中的小 B．赖曼线系中的电磁波都可以使金属钠发生光电效应 C．帕邢线系中的电磁波都可以使金属钠发生光电效应 D．巴耳末线系中只有一种电磁波可以使金属钠发生光电效应 6．（2025·辽宁名校联盟·二模）准分子激光手术是用准分子激光通过对角膜瓣下基质层进行屈光性切削，从而降低瞳孔区的角膜曲率，达到矫正近视目的的眼科手术。在某次手术中所用激光的波长为，每个激光脉冲的能量为E，普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c，则每个激光脉冲中的光子数为（　　） A． B． C． D． 7．（2025·辽宁沈阳·三测）巴耳末系在可见光区的四条谱线及相应的氢原子能级图分别如图和图所示。谱线、、和按波长依次排列，其中是红光谱线，则下列说法正确的是（　　） A．原子内部电子的运动是原子发光的原因 B．对应的光子能量比对应的光子能量大 C．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 D．处于能级的氢原子能吸收2eV的光子，跃迁到能级 8．（24-25高三下·辽宁重点中学协作校·期中）如图为原子核的比结合能曲线，横坐标为质量数，纵坐标为比结合能，由图可知（　　） A．质量数的原子核比结合能最大，因此该核发生核反应时会释放大量能量 B．铀核的比结合能小于中等质量原子核，故铀核裂变生成两个中等核的过程会释放核能 C．两个氢核聚变为氦核的过程需要吸收能量 D．比更稳定 9．（2025·辽宁沈阳二中·五模）如图为一定质量的理想气体的p-V图像，气体分别经历A→B→D和A→C→D两个变化过程。A→B→D过程，气体对外做功大小为W1，从外界吸收的热量为Q1；A→C→D过程，气体对外做功大小为W2，从外界吸收的热量为Q2。关于理想气体的上述两过程中说法正确的是（　　） A．A→B→D过程中，气体温度一直不变 B．W1>W2 C．Q1<Q2 D． 10．（2025·辽宁名校联盟·二模）如图所示，带有阀门的导热容器内封闭着温度为、压强等于一个标准大气压的空气（可视为理想气体）。已知周围环境的最高气温为、最低气温为，大气压强始终等于一个标准大气压，热力学温度与摄氏温度的关系为。下列说法正确的是（　　） A．保持阀门关闭，容器内的气体压强在温度最高与最低时的比值为 B．保持阀门关闭，容器内的气体在温度最高与最低时单位时间内与单位面积器壁的碰撞次数相同 C．若打开阀门，则在温度最高与最低时容器内的气体状态稳定后气体密度的比值为 D．若打开阀门，则容器内的气体在温度最高与最低时单位时间内与单位面积器壁的碰撞次数相同 11．（2025·东北三省四城市&辽宁沈阳·二测）如图，某密闭容器中一定质量的理想气体从状态依次经过状态、、后再回到状态。其中，和为等温过程，和为绝热过程，这就是著名的“卡诺循环”。下列说法正确的是（　　） A．过程中，外界对气体做功 B．过程中，气体温度升高 C．过程中，气体内能不变 D．过程中，气体分子平均动能减小 12．（2025·辽宁名校联盟·二模）用光照射金属钠时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率变化的图像如图（a）所示，氢原子的能级图如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A．金属钠的极限频率为 B．金属钠的逸出功约为2.29eV C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 D．若用氢原子从能级跃迁到能级时辐射的光照射金属钠，将有光电子逸出 13．（2025·辽宁名校联盟·三模）关于如图所示的示意图或实验装置，下列说法正确的是（　　） A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从面射出 B．图乙是单色激光的双缝干涉原理图，若屏上点到狭缝的距离差是半波长的奇数倍，则点出现亮条纹 C．图丙是在垂直纸面向里的匀强磁场中三种射线的轨迹，三种射线相比较，其中向左偏的射线电离本领最大 D．图丁是利用多普勒测速仪测量水在海底的流速，其利用的物理规律与医学上广泛应用的“彩超”利用的物理规律相同 14．（2025·辽宁丹东·一测）下列说法中正确的是（　　） A．一个氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光 B．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子 C．的半衰期是24天，48个核经过72天后一定剩下6个核 D．各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应 15．（2025·辽宁辽南协作体·三模）爆震发动机作为一种极具潜力的新型动力装置，其工作原理涉及到复杂的热力学过程。在某先进的爆震发动机实验平台中，对一定质量的理想气体进行模拟爆震燃烧实验。摩尔数为n的理想气体初始状态压强为，体积为，对应下图中的a点。现在这部分气体经过等压膨胀，体积变为，对应下图中的b点，气体在状态b经等温膨胀至状态c，压强变为。又经等压压缩至状态d，最后等温压缩回到状态a。已知理想气体的体积V、压强P和温度T满足方程；内能U满足关系。其中R为常数，n为物质的量，根据以上信息可以判断（　　） A．气体在状态点b时的内能为 B．气体在状态点a时温度为 C．由c到d的过程外界对气体做功为 D．由c到d的过程气体从外界吸热 16．（2025·辽宁重点中学协作校·二模）冬天烧碳取暖容易引发一氧化碳中毒事故，高压氧舱是治疗一氧化碳中毒的有效措施。某物理兴趣小组通过放在水平地面上的汽缸来研究高压氧舱内的环境，如图所示，导热汽缸内的活塞离汽缸底部的高度为h，活塞的横截面积为S，环境温度保持不变。汽缸内气体的压强为，该小组分别通过向汽缸内充气和向下压活塞的方式使汽缸内气体的压强增大到．已知大气压强为，汽缸内气体可视为理想气体，活塞与汽缸密封良好，不计活塞与汽缸间的摩擦，重力加速度为g．下列说法中正确的是（　　） A．活塞的质量为 B．若活塞不动，仅将外部环境中体积为0.5Sh、压强为的气体缓慢充入汽缸，可使汽缸内气体的压强增至 C．仅将活塞缓慢下移，可以将汽缸内气体的压强增至 D．仅将活塞缓慢下移的过程中，气体向外界放出的热量大于 17．（2025·辽宁沈阳二中·五模）氦氖激光器是实验室中的常用仪器，它可以发出波长为六百多纳米的红色激光。 (1)与普通光源相比，下列有关激光特点的叙述正确的是（　　） A．激光在真空中传播速度更快 B．激光的平行度更好 C．激光的相干性更好 (2)小明利用氦氖激光器测量玻璃砖的折射率。如图所示，他先在白纸上画出玻璃砖上下两个平行面的边界，让激光平行于纸面以定角度射入玻璃砖，在入射光线和出射光线上分别标记两个点确定光路。撤去激光器和玻璃砖后，即可在纸上画出光路图，测量所需数据计算出玻璃砖的折射率。对于该实验，以下说法中正确的是（　　） A．入射角不宜过大，如果过大，激光在射出玻璃砖时可能会因角度过大而发生全反射 B．入射角不宜过小，如果过小，可能会导致实验误差偏大 C．如果采用绿光激光器以图示角度入射，则出射光线会在红光出射光线右侧 D．小明同学为了避免笔尖划到玻璃砖的光学面，画上边界线时，将上边界线向上平移了一小段距离，但上下边界线仍然平行，其它操作无误，得到的折射率要比真实值偏小 (3)利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用上述红色激光做为光源照射阴极K，电流表中有电流通过，则（　　） A．改用紫外光照射K，电流表中一定有电流通过 B．只增加该激光的照射强度，电流表中通过的电流随之增大B C．若将滑动变阻器的滑片移到A端，电流表中一定无电流通过 D．若将滑动变阻器的滑片向B端移动，电流表示数减小 18．（2025·辽宁沈阳辽宁省实验中学·五模）已知中子（）的质量是，质子（）的质量是 ，氘核（）的质量是，求： (1)质子和中子结合成氘核过程中释放的能量。 (2)氘核的比结合能。 19．（2025·辽宁·模拟押题三）如图所示，足够高的U形玻璃管竖直固定，左右两侧均开口，管内径横截面积为S。管内通过一个活塞和一段水银柱封闭了一定量的理想气体。初始时，左侧管内的水银柱高度为h1，右则水银柱的高度为，空气柱的长度为L，环境大气压强p0，不计活塞和U形管之间的摩擦，水银的密度为ρ，重力加速度为g。 (1)求活塞的质量； (2)若用力将活塞向上缓慢提升，直到U形管内两侧的水银柱液面相平，求活塞被提升的高度。 20．（24-25高三下·辽宁重点中学协作校·期中）在深海探测任务中，某探测器通过调节气囊内的气体体积来控制其上浮与下潜。探测器在距离海平面处海底工作时，气囊内封闭一定质量的理想气体，气囊内气体体积，温度。探测器上浮过程中，气体先保持温度不变膨胀，到距离海平面时体积变为，随后由于海水温度升高，气体等压膨胀，到水面时温度。已知水面大气压强，海水密度，重力加速度大小，求： (1)探测器上浮到距离海平面时气囊内气体的体积； (2)探测器上浮到水面时气囊内气体的体积。 21．（2025·辽宁沈阳辽宁省实验中学·二模）监测环境温度变化的简化装置图如图所示。导热性能良好、深度为2H的汽缸竖直放置，用横截面积为S的活塞密封一定质量的理想气体，汽缸侧面连接U形细管，细管的右端口与大气连通，里面装有水银，活塞静止时与汽缸底部间的距离为H，细管左、右两侧水银柱的高度差为h，环境的热力学温度为。已知大气压强为，重力加速度为g，水银的密度为ρ，密封气体的内能（K为常数且已知，T为气体的热力学温度），细管内气体的体积、活塞的厚度及活塞与汽缸间的摩擦可忽略不计。 (1)求活塞的质量； (2)随着环境温度的升高，活塞缓慢上移，当活塞恰好上升到汽缸顶部时，监测装置报警，求此时环境的热力学温度以及此过程中气体从外界吸收的热量。 22．（24-25高三下·辽宁沈阳省实验中学·四模）如图所示，一竖直放置的汽缸上端开口，内部底面积为S，外界大气压强为。汽缸壁内有卡口和b，a、b间距为，a距缸底的高度为。为了使卡口不损坏，活塞对其的弹力不能超过。活塞只能在间上下移动，其下方密封有一定质量的理想气体，内能为已知常量，为气体的热力学温度。已知活塞质量为为重力加速度，活塞厚度可忽略。活塞和汽缸壁均绝热，不计一切摩擦。开始时活塞处于静止状态，汽缸内气体压强为，温度为。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至b卡口即将损坏。 (1)求此时汽缸内气体的压强和温度； (2)求此过程中气体从电热丝吸收的热量。 23．（2025·辽宁·三模）一水杯的杯口横截面积为20cm²，杯盖重力为0.4N，在温度为27℃的室内将杯盖盖上，杯盖和杯口间由于有少量水，使杯内封闭了一定质量的气体。已知大气压强为1.0×10⁵Pa，室外温度12℃。求： (1)如果将杯拿到室外竖直放置一段时间达到热平衡后，杯内气体压强为多少？至少需要多大的力可以将杯盖向上取走？ (2)在室外将杯盖打开，稳定后杯内气体与原来在室内时杯内气体质量的比是多少？ 24．（2025·辽宁沈阳·三测）图甲为某汽车后备箱气压杆的示意图，气压杆内部的高压气体被活塞封闭在汽缸中。图乙是简化模型，后备箱盖打开静止在某位置时，活塞到汽缸底部的距离为，活塞的横截面积为，箱盖作用于连杆上的沿杆方向的竖直向下的力为。已知大气压强为，重力加速度为，不计活塞与容器壁的摩擦以及连杆和活塞的重力，忽略气体温度变化。 (1)关闭后备箱盖，活塞到汽缸底部的距离为，求此时气体的压强； (2)汽车由于突发碰撞，活塞处瞬间漏出部分气体且箱盖由关闭状态被弹开，活塞重新回到距离汽缸底部L处。若漏出的气体质量占气体总质量的，求箱盖作用于连杆上的沿杆竖直方向的力的大小及方向？ 25．（2025·辽宁部分重点中学协作体·模拟）空气悬挂广泛应用于各行各业，例如汽车悬挂系统、建筑物地基、机械设备的支撑结构等，它通过密封气体的力学特性来实现减震作用。现将其主要工作部分简化为如图所示的装置：导热良好的汽缸高为，横截面积为，汽缸口有限制活塞上升的卡环。现在环境温度为，大气压强为，汽缸内封闭的气体压强为，活塞质量和厚度不计，汽缸不漏气。要保证设备正常工作，活塞到缸底的距离不能小于。求： (1)汽缸上方的机械对活塞向下的压力不能超过多大？ (2)若环境温度降为，大气压强不变，活塞所受压力保持（1）中的大小不变，为保证设备仍能正常工作，需要通过气泵为汽缸注入一定质量的气体。求注入气体的质量至少是原气体质量的多少倍？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$