单元过关(十六)热学 原子结构和波粒二象性 原子核-【衡水真题密卷】2026年高考物理单元过关检测(重庆甘肃贵州专版)

学习不是为了超越别人，而是为了超越昨天的自己 密真 2025一2026学年度单元过关检测（十六）》 3.如图所示的火灾自动报警器工作原理为：放射源处的锯器Am发生a衰变生成镣Np, 班级 卺题 α粒子使壳内气室空气电离而导电。当烟雾进人壳内气室时，Q粒子被烟雾颗粒阻挡， 物理·热学原子结构和 于是锋鸣器报警。下列说法正确的是 () 波粒二象性原子核 姓名 本试卷总分100分，考试时问75分钟。 得分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有 一项符合题目要求。 A,发生火灾时温度升高，Am的半衰期变长 题号 1 2 4 5 B.这种报警装置应用了α射线贯穿本领强的特点 答案 C.Am发生a衰变过程中需要吸收能量 1.把墨汁用水稀释后取出一滴放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法正确的是() D.Am发生a衰变的核反应方程是号Am→绍Np十He 显微德 物镜 4,如图为两分子系统的势能E。与两分子间距离？的关系曲线，甲分子固定于坐标原点 。盖玻片 O,乙分子的位置如图中横轴所示，现认为乙分子只受甲分子的作用力，下列说法正确 厂3丁 的是 () 我玻片悬渔液 A.炭粒越大，布朗运动越明显 B.小炭粒在不停地做无规则运动，这种运动就是布朗运动 C.在光学显微镜下既能看到水分子，又能看到悬浮的小炭粒 D.温度越低，布朗运动越明显 A当r等于r1时，分子间的作用力为零 2.热辐射是指物体由于具有温度而向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传 B.在r由r1变到r:的过程中，分子间的引力与斥力均减小 播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量。如图所示，在研究某一黑体热 辐射时，得到了四种温度下黑体辐射强度与波长的关系。图中横轴入表示电磁波的波长， C.当r等于ra时，分子间的作用力最大 纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由图可知，同一黑体在不同温度下。() D.在r由r1变到10r2的过程中，分子间的作用力先增大后诚小 +辐射强度 5.北京冬奥会给世界各地的人们带来了寒冬中的温暖，如图所示，雪花形主火炬的创意展 入2200k 现中国智慧，符合科学事实。下列关于雪花的说法正确的是 () 2000 1800k -1600k 写花形主火烟 0 23m A.向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度不变 A.雪花是晶体 B.向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小 B.雪花各向同性 C.辐射强度的极大值随温度升高而向波长较长的方向移动 C.0℃雪花的分子的平均动能比0℃液态水分子的小 D.辐射强度的极大值随温度升高而向波长较短的方向移动 D,雪花漫天飞舞可以作为雪花分子在做无规则运动的证据 单元过关检测（十六）物理第1页（共8页） 真题密卷 单元过关检测（十六）物理第2页（共8页） 2 6.在光学天文望远镜中，光电倍增管利用光电效应将微弱的光线信号转换为电子信号并 A.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是品体 进行放大。光电效应实验装置如图甲所示，用①、②、③三种单色光分别照射光电管的 B.把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水的表面存在表面张力 阴极K,得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示。则 () C.当液体与固体的相互作用小于液体分子之间的相互作用时，则此时表现为浸润 D.液晶像液体一样具有流动性，但其光学性质具有各向异性 A 9.研究表明，大量气体分子整体的速率分布遵从一定的统计规律。图为氧气分子在0和 100℃两种温度下的速率分布情况，下列说法正确的是 () UU.o 单位速率隔分子数 心分子数的百分比 0 A.任何光照射到阴极K都能发生光电效应 5 B.测量U。的大小时，滑片P应向a端移动 C.③光的频率小于①光的频率 0200400600800m·￥ D.②光的强度大于①光的强度 7.一个a粒子融合到一个誓O核的核反应方程式为He十O+8Ne,“比结合能曲线” A.各温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间少，两头多”的分布规律，且温度升高使 如图所示，下列说法正确的是 () 得速率较小的氧气分子数所占的比例变小 +比结合能MeV B.图中虚线对应氧气分子在100℃时的情形 C.0℃和100℃对应的曲线与横轴围成的面积相等 D.在100℃时，氧气分子平均动能更大 10.一定质量的理想气体的体积V与温度t的关系如图所示，该理想气体经过A→B→ C→D·A的变化过程，其中CD段与t轴平行，DA的延长线过原点O,AB的反向延 长线与t轴的交点坐标为（一273.15,0）。下列说法正确的是 () m 020406而 100120 220240质量数/A A.O核比Ne核稳定 B.反应式中最稳定的是：He核 -273.15.0 C.该核反应后的比结合能增加 A.气体在C、D状态下的压强关系为pc<pD D.反应式左边的原子核比右边的原子核具有较多的结合能 B.气体在A、B状态下的压强关系为pA=PB 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多 C.气体在B→C的过程中对外做功，内能减小 项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 D.气体在D→A的过程中向外界放出热量 题号 9 10 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 答案 11.(7分)利用“油膜法估测分子直径”实验是通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接 8.关于固体、液体，下列说法正确的是 测量。 2 单元过关检测（十六）物理第3页（共8页） 真题密卷 单元过关检测（十六）物理第4页（共8页） (1)甲同学配制好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V, 12.(9分)某同学用如图甲所示的实验装置探究一定质量的气体等温变化的规律。将注射 之后又进行了下列操作，其中错误的一项是 ,其余正确操作的合理顺序是 器水平固定，由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞 时，传感器对活塞的压力F,然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封 浮在水面上的痱子粉 油酸膜 闭注射器右侧的细管。在温度不变的条件下缓慢移动活塞压缩气体并记录多组压力 F和体积V的值，假设活塞受到的摩擦可忽略不计。 乐强 传感器 日司 计算机 致据采集 A,将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 B.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 甲 C.向浅水盘中倒人约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 (1)甲同学想通过作出P7的图像探究等温变化的规律，则还需要测量的物理量有 轮房的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积 估算出油酸分子的直径 A.气体的温度 B.注射器的内径 E.将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 C.大气压强 D.被封闭气体的质量 (2)乙同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将6L的油酸溶于酒精中制 (2②)乙同学根据实验数据作出F的图像如图乙所示，已知图像的斜率为，图像与纵 成10mL的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量简，测得每滴人75滴，量 轴交点的纵坐标的绝对值为b,假设注射器内的气体的状态变化遵循玻意耳定律， 简内的溶液增加1L。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘 中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形 若细管内气体体积可忽略，则气体刚被封闭时的体积为（用k和b表示）： 小方格的边长为1cm,则油酸膜的面积约为 m2。由以上数据，可估算出 若细管内气体体积不可忽略，则随着的增大，F图像的斜率 (填“变大” 油酸分子的直径约为 m(均保留两位有效数字)。 “变小”“不变”)。 13.(10分)氘核通过一系列聚变反应释放能量，其过程为6个氘核(H)聚变成2个氮核 (3)丙同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因 (He),同时放出2个质子(H)和2个中子(n)。已知氘核质量为m1,氮核质量为 可能是 m:,质子质量为ma,中子质量为m4,光速为c。求： A.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 (1)写出核反应方程； B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 (2)一次核反应释放的总核能： C.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 (3)若氘核的结合能为E。,求氮核的结合能E。 D.计算油膜面积时，不完整的方格作为完整方格处理 单元过关检测（十六）物理第5页（共8页） 真题密卷 单元过关检测（十六）物理第6页（共8页） 2 14.(13分)汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报 15.(18分)在量子力学诞生以前，玻尔提出了原子结构假说，建构了原子模型：电子在库仑 警，以确保行车安全。按照行业标准，夏季的胎压为2.4atm。某次启动汽车时，发现 引力作用下绕原子核做匀速圆周运动时，原子只能处于一系列不连续的能量状态中 汽车电子系统报警，如图所示。左前轮胎内封闭气体的体积约为V。,为使汽车正常行 (定态)，原子在各定态所具有的能量值叫做能级，不同能级对应于电子的不同运行轨 道。电荷量为十Q的点电荷A固定在真空中，将一电荷量为一q的点电荷从无穷远移 驶，用电动充气泵给左前轮充气，每秒钟充人体积为20、压强为1am的气体，充气结 束后发现内胎体积约膨胀了20%。汽车轮胎内气体可以视为理想气体，充气过程轮胎 动到距A为r的过程中，库仑力做功W=-k?。已知电子质量为m,元电荷为，静电 内气体温度无明显变化。 力常量为、普朗克常量为h,规定无穷远处电势能为零。 (1)求充气多长时间可以使轮胎内气体压强达到标准压强2.4atm。 (1)若已知电子运行在半径为1的轨道上，请根据玻尔原子模型，求电子的动能E4及 (2)充气后，汽车长时间行驶，胎内气体的温度升高为57℃，气体体积几乎不变，求此 氢原子系统的能级E1, 时胎内气体的压强。 (2)为了计算氢原子的这些轨道半径，需要引入额外的假设，即量子化条件。我们可以 进一步定义氢原子中电子绕核运动的“角动量”，为电子轨道半径r和电子动量m 的乘积。轨道量子化条件，实质上是角动量量子化条件，即：只有满足电子绕核运 2.4a 2.4am 动的角动量为的整数倍时，对应的轨道才是可能的。请结合上述量子化条件，求 27℃ 27℃ 氢原子的第n个轨道半径r, (3)在玻尔原子理论的提出历程中，氢原子光谱的实验规律具有重要的意义。1885年 瑞土科学家巴耳末对当时已知的氢原子在可见光区的四条谐线作了分析，发现这 些谱线的波长清足一个简单的公式，即R(分一)，m=3,45…式中的R叫 作里德伯常量，这个公式称为巴耳末公式。请结合量子化条件和跃迁假设，推导R 的表达式。 2 单元过关检测（十六）物理第7页（共8页） 真题密卷 单元过关检测（十六）物理第8页（共8页）·物理· 参考答案及解析 过电阻R的电荷量 可得 N△Φ I=1.2A (1分) 公 △t N△Φ g=IA1=R+,AM=R十，△=R千7 (3分) 此时滑动变阻器消耗的功率 又△Φ=BSsin30°-0 (1分) P-(号)R=16w (1分) NBS 解得q一2(R十r) (1分) (2)设变阻器接入电路电阻为R,则有 (3)电阻R上的热功率 u=U,+K,=1)'R+R,)+1R,2分) P=IR (2分) 变压器输出功率 解得P= N2B2S202R 2(R+r)2· (1分) P=(g)R:+R) (2分) 15.(1)16W(2)702,19.6W 整理得 【解析】(1)设原线圈中电流大小为I,则 U P= I1_n2 (1分) (1分) I2 n1 「() 2 (R:+R,)-R1] +4R 郎特1。=号 (1分) ()'R+R) 则副线圈两端电压 当()广R+R)一R时，变压器输出功率最大 西=R+R片 (2分) (2分) 设原线圈两端电压为U1 即Rx=702 (1分) Un 变压器最大输出功率 (1分) U2 n2 (1分) U =19.6W。 (1分) 对原线圈回路有 Pm一4R U。=U1+IR1 (1分) 2025一2026学年度单元过关检测（十六） 物理·热学原子结构和波粒二象性原子核 一、单项选择题 波的辐射强度随温度的升高而增大，A、B错误； 1.B【解析】根据布朗运动的特点可知，炭粒越小， 同一黑体在不同温度下随温度的增加向外辐射的 温度越高，布朗运动越明显，A、D错误；小炭粒在 最大辐射强度的电磁波的波长向短波方向偏移，C 不停地做无规则运动，这种运动就是布朗运动，B 错误，D正确。 正确；水分子很小，在光学显微镜下看不到水分 3.D【解析】半衰期与元素的化学性质、物理环境 子，C错误。 均无关，可知发生火灾时温度升高，Am的半衰 2.D【解析】由辐射强度图线可知，向外辐射相同 期不变，A错误；α射线贯穿本领弱，这种报警装置 波长的电磁波的辐射强度随温度的变化而不同， 应用了a射线电离能力强的特点，B错误；Am 同一黑体在不同温度下向外辐射相同波长的电磁 发生α衰变过程中将要释放能量，C错误；根据电 ·23· 2 真题密卷 单元过关检测 荷数、质量数守恒可知，Am发生α衰变的核反 比He的比结合能和O的比结合能都大，所以该 应方程为Am→贸Np十2He,D正确。 核反应后的比结合能增加，C正确：结合能等于比 4.B【解析】由题图像Epr可知，分子间距为r2 结合能乘以核子数，He的比结合能约为7MeV, 时分子势能最小，分子间的作用力为零，A、C错 核子数为4，结合能约为7MeV×4=28MeV,18O 误；r1变到r2的过程中，分子间距增大，分子间的 的比结合能约为8MeV,核子数为16，结合能约为 引力与斥力均减小，B正确；在r由r1变到10r2 8MeVX16=128MeV,所以反应式左边结合能约 的过程中，作分子间作用力F与分子间距离r的 为28MeV+128MeV=156MeV,8Ne的比结合能 关系图像，从r1变到r2的过程中，分子力先表现 约为8.5MeV,核子数为20，结合能约为8.5MeV× 为斥力，分子力逐渐减小到零，再变为引力，从r2 20=170MeV,可知反应式右边结合能更大，所以 变到10r2的过程中，分子间的作用力先增大后减 反应式左边的原子核比右边的原子核具有较少的 小，D错误。 结合能，D错误。 二、多项选择题 8.ABD【解析】烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云 母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，表明云母具有各 向异性，说明云母是晶体，A正确；表面张力具有 0 引力效果，把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面 上，这是由于水的表面存在表面张力，B正确；当 液体与固体的相互作用小于液体分子之间的相互 5.A【解析】根据雪花具有形状规则的几何形状， 作用时，此时表现为不浸润，C错误；液晶是一种 且雪花在熔化时，吸收热量温度不变，具有确定的 特殊的物质形态，液晶像液体一样具有流动性，但 熔点，所以雪花是单晶体，则单晶体具有各向异性 其光学性质具有各向异性，D正确。 的物理性质，A正确，B错误；平均动能与温度有 9.CD【解析】由题图可知，在0℃和100℃下，气体 关系，故0℃雪花的水分子的平均动能与0°C液 分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布 态水分子的相同，C错误；雪花是固体颗粒，飞舞 规律，且温度升高使得速率较小的氧气分子数所 时，是宏观上的机械运动，不能说明分子在做无规 占的比例变小，A错误；实线占百分比较大的分子 则运动，D错误。 速率较大，分子平均速率较大，则题图中实线对应 6.B【解析】根据光电效应发生的条件知，只有频 于氧气分子在100℃时的情形，B错误；两曲线与 率大于截止频率的光才可以发生光电效应，A错 横轴围成的面积的意义为单位1，由题图可知，在 误；U。是遏止电压，测量遏止电压时，A、K两极 0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子 上所加电压为反向电压，即K极电势比A极高， 数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线 可知滑片P应向a移动，B正确；根据Ek=hy一 与横轴所围面积都应该等于1，即图中两条曲线与 W。,eU。=Ek,可知遏止电压越大，频率越大，所以 横轴围成的面积相等，C正确；温度是分子平均动 ③光的频率大于①光的频率，C错误；①、②光频 能的标志，温度越高，分子平均动能越大，D正确。 率一样，饱和光电流由光强决定，所以②光的强度10，BD【解析】由题图可知，气体从状态C到状态 小于①光的强度，D错误。 D,体积不变，温度降低，由查理定律可知，气体压 7.C【解析】由题图可知，8Ne核的比结合能比l8O 强减小，则有pc>pD,A错误；由于A→B的Vt 核的比结合能更大，故8Ne核比O核稳定，A错 图像反向延长线与t轴的交点坐标为(-273.15， 误；由图可知，可知He核的比结合能最小，在反 O),可知，气体由状态A到状态B为等压变化， 应式中是最不稳定，B错误；Ne的比结合能 则有pA=pB,B正确；气体从状态B到状态C, 2 ·24· ·物理· 参考答案及解析 温度不变，体积变大，可知气体的内能不变，气体 偏小，D错误 对外做功，C错误；气体在D→A的过程中，温度 12.(1)BC(3分) (3分)变小(3分) 降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，由 热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，D 【解析】(1)设大气压强为p,被封闭气体的横 正确。 截面积为S,对活塞有S=p。S十F,气体压强 1 三、非选择题 力=力十S,若要作力的图像，还需要测量气 11.(1)A(1分)CBED(1分)(2)0.011(2分) 柱的横截面积和大气压，横截面积可以通过测量 7.3X10-10(2分)(3)AC(1分) 注射器的内径计算得出，B、C正确。 【解析】(1)为了使得油膜形成单分子油膜层，实 (2)设气体刚封闭时，气体体积为V。,此时的压强 验时，需要将油进行稀释，不能直接将一滴纯油 为0，细管内的体积忽略不计，由玻意耳定律得 酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸 膜，A错误，本题选择错误的一项，故选A。实验 W=(a+发)V,整理得F- 时，先向浅水盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉 则k=VS,b=pS,V。三：若细管内的气 均匀地撒在水面上，再将一滴油酸酒精溶液滴到 水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，随 体体积不可忽略，设细管内的体积为△V,由玻意 后将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮 耳定#得(p:+5)V+△W=CC为定值)，整 廓画在玻璃板上，最后将描有油酸膜轮廓的玻璃 CS 1 1 板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S,再根据 理得F= 吐乎立p。S安增大时，因像斜 估算出油酸分子的直径，即正确操作的合 d=. 在变小。 理顺序是CBED。 13.(1)6H→2He+2H+26n(2)(6m1-2m2 (2)利用数格子的方法，油酸膜的面积约为S= 2m3-2m4)c2(3)3Eo+(3m1-m2-m3-m4)c2 112×1×10-2×1×10-2m≈1.1×10-2m2,1滴这 【解析】(1)根据质量数与电荷数守恒可知，该核 群的溶波中的纯油酸休积V有××10m了 反应方程为 6H→2He+21H+2n (1分) 8×1012m3,则估算出油酸分子的直径约为d= (2)一次核反应过程的质量亏损 V8×10-12 S≈1.1X10m=7.3×10-10m。 △m=6m1-2m2-2m3-2m4 (2分) 根据质能方程有 3)由于d-, ,若将滴入的油酸酒精溶液体积 △E=△mc2 (1分) 作为油酸体积进行计算，体积偏大，则所测的分 解得 子直径d明显偏大，A正确；若油酸酒精溶液长 △E=(6m1-2m2-2m3-2m4)c2 (2分) 时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数 (3)根据能量守恒定律有 据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯 6E。十△E=2E (2分) 油酸体积偏小，则所测的分子直径d明显偏小，B 结合上述解得 错误；水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展 E=3E0+(3m1-m2-m3-m4)c2 (2分) 14.(1)216s(2)2.64atm 开，即算出的油膜层面积偏小，根据d=S可知， V 【解析】(1)左前轮胎内的封闭气体初态时，体积 所测的分子直径d明显偏大，C正确；计算油膜 为V。,压强和温度分别为 面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则 o=1.8 atm (1分) 算出的油膜层面积偏大，所测的分子直径d明显 T=(27+273)K=300K (1分) ·25· 2 真题密卷 单元过关检测 设充气t时间后，轮胎内的封闭气体压强、体积 电子绕核运动的角动量 和温度分别为 ke Ln=mUnrn=m· ·rn=/ke2mrn(1分) =2.4 atm mr V=V。+0.2V。=1.2Va (2分) 由题意知 T=300K h Ln=√ke2mra=n2元 (1分) 充气过程轮胎内气体温度无明显变化，则 氢原子的第n个轨道半径 +告·品-x1.2w (2分) h2 r-An ke'mn (1分) 解得t=216s (2分) (3)库仑力提供电子做圆周运动的向心力 (2)由题意可知，轮胎内气体做等容变化 e v T1=(57+273)K=330K (1分) (1分) 导贵 (2分) 解得vn=, ke2 mr 解得p1=2.64atm (2分) 电子运行在半径为Tm的轨道上，电子的动能 即温度为57℃时轮胎内气体的压强为2.64atm。 1.( ke2 h2 (1分) （2）4xemn (3)R= 2r1 将电子从轨道为Tm移动至无穷远，电场力做功 2x2k2e'm h3c W.--ki. e2 (1分) 【解析】(1)库仑力提供做圆周运动的向心力 因此电子轨道为rm时氢原子系统的电势能 e2 r=m k (1分) E=W,=一6 (1分) rn 解得V1= ke2 则电子轨道为r,时氢原子系统的总能量 Amri +(-3)- 1 电子运行在半径为1的轨道上，电子的动能 En= ke2 2rn (1分) ke2 (1分) 又因为氢原子的第n个轨道半径 h2 将电子从轨道为r1移动至无穷远，电场力做功 r.-Axke'm (1分) 得电子运行在半径为T”的轨道上，相应的氢原 子能级 因此电子轨道为r1时氢原子系统的势能 E,=- ke2 2π2k2em n2h2 (1分) En-W:=-ke (1分) 2rn ri 根据跃迁假设，若氢原子从能级跃迁到L能 则电子轨道为T1时氢原子系统的总能量 级，放出的光子满足 E=n+（的）= ke2 2r1 (1分) hy=En-E= m(分司 h2 (1分) (2)在半径为rm的轨道上，库仑力提供电子做圆 根据巴耳末公式，该光子能量还可表示为 周运动的向心力 (1分) e2 -经-R() k店=m (1分) 两式对比可得 得Vn= 12x2k2em_2π2k2e4m mrn R=ih2 h3c (1分) ·26·