06 任务群（六） 热学 近代物理（Word练习）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

任务群（六） 热学 近代物理 建构知识体系 任务1　分子动理论　固体和液体 1．估算问题 (1)分子总数：N＝nNA＝NA＝NA。 [特别提醒]对气体而言，V0＝不等于一个气体分子的体积，而是表示一个气体分子占据的空间。 (2)两种分子模型： ①球体模型：V＝πR3＝πd3(d为球体直径)； ②立方体模型：V＝a3。 2．分子间的作用力、分子势能与分子间距离的关系 3．固体、液体与气体 (1)区分晶体和非晶体的标准是看是否有确定的熔点；区分单晶体和多晶体的标准是看形状是否规则、是否具有各向异性。 (2)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间。液晶具有流动性，在光学、电学物理性质上表现出各向异性。 (3)液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势，表面张力的方向跟液面相切。 4．气体压强的微观解释 【例1】 一定量某种气体的质量为m，该气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m0和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为(　　 ) A．NA＝ B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ [规律方法]阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁 【例2】 如图所示是两分子系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是(　　) A．当r＝r1时，分子间的作用力为零 B．当r＞r1时，分子间的作用力表现为引力 C．当r由r1变到r2的过程中，分子势能逐渐变大 D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功 【例3】 我国已经在空间站上开展过四次精彩的太空授课，在亿万中小学生心里播撒下科学的种子。“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验，在两个固体表面之间可形成大尺寸液桥，如图a所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的培养皿，水在管内不断上升，直到管顶，如图b所示。对于这两个实验的原理及其应用的理解，下列说法正确的是(　　) A．液体表面张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌” B.分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“A”位置 C．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过松土形成了土壤毛细管，使得土壤下面的水分更容易被输送到地表 D．航天员在太空微重力环境中会因为无法吸墨、运墨而写不成毛笔字 任务2　气态方程的综合应用问题 考向1　气体的“多过程”问题 气体多过程问题的分析思路 (1)确定研究对象 研究对象分两类：热学研究对象(一定质量的理想气体)；力学研究对象(汽缸、活塞、液柱等)。 (2)分析物理过程，确定状态参量 ①对热学研究对象：搞清气体状态变化过程及对应每一过程的初、末状态，写出对应状态的状态参量，依据气体实验定律或理想气体状态方程建立方程。 ②对力学研究对象：分析汽缸、活塞、液柱等的受力情况，依据平衡条件或牛顿第二定律求解气体压强。 (3)挖掘题目的隐含条件，注意状态变化的临界点、转折点等，列出辅助方程。 (4)多个方程联立求解，并检验求解结果的合理性。 【例4】 (2024·吉林长春期末)如图甲所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.2 V0。开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为306 K，现缓慢加热汽缸内气体，直至气体温度达到489.6 K。求： (1)活塞刚离开B处时的温度TB； (2)缸内气体最后的压强p； (3)整个过程中，气体对外做的功； (4)在图乙中画出整个过程的p ­V图线。 考向2　两部分关联气体问题 关联气体问题的分析思路 (1)分别选取两部分封闭气体为研究对象，明确各自状态变化的特点，确定相关的状态参量，并写出相应的气态方程。 (2)依据平衡条件或牛顿第二定律确定两部分气体的压强关系，依据几何关系确定两部分气体的体积关系，列出辅助方程。 (3)将多个方程联立求解，并检验求解结果的合理性。 【例5】 (2023·全国高考)如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20 cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开，水银柱在两管中的长度均为10 cm。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1 cm。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。(气体温度保持不变，以cmHg为压强单位) 任务3　与热力学定律相关的综合问题 考向1　热力学定律与气体图像的综合 1.气体的几个特殊图像 项目 图像 特点 等温变化 p­V图像 pV＝CT(其中C为常量)，即pV之积越大的等温线，温度越高，线离原点越远 p­图像 p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 等容变化 p­T图像 p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 等压变化 V­T图像 V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 2.分析热力学定律与气体图像综合问题的思路 (1)从气体图像可直接读取两个状态参量的变化，以特殊线为辅助线或利用气体状态方程可分析第三个参量的变化。 (2)由气体体积的变化可以了解气体的做功情况，由气体温度的变化可以了解理想气体内能的变化情况。 (3)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可进一步分析气体的吸热或放热情况。 [说明]在气体的p ­V图像中，图线与V轴包围的面积表示气体对外界(或外界对气体)所做的功。 【例6】 (多选)一定质量的理想气体的体积V与温度t的关系如图所示，该理想气体从状态A依次经过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(－273.15，0)。下列说法正确的是(　　) A．气体在C、D状态下的压强关系为pC<pD B．气体在A、B状态下的压强关系为pA＝pB C．气体在B→C的过程中对外做功，内能减小 D．气体在D→A的过程中向外界放出热量 【例7】 (2024·山东高考)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是(　　) A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．b→c过程，气体对外做功，内能增加 C．a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D．a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 考向2　热力学定律与气态方程的综合 【例8】 (2024·湖北高考)如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为T0，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为ΔU＝CΔT，C为已知常量，大气压强恒为p0，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求 (1)再次平衡时容器内气体的温度。 (2)此过程中容器内气体吸收的热量。 [规律方法]应用热力学第一定律时，一定要遵守符号规则，明确各量正负号的意义并作出正确选择。 任务4　光电效应及其图像 1．光电效应的两条对应关系 (1)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大； (2)光照强度大(同种频率的光)→光子数目多→发射光电子多→光电流大。 2．与光电效应相关的三个关系式 爱因斯坦光电效应方程 Ek＝hν－W0 最大初动能与遏止电压的关系 Ek＝eUc 逸出功与截止频率的关系 W0＝hνc 考向1　光电效应现象的分析 【例9】 (多选)(2024·吉林高考)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．该金属的逸出功增大 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 【例10】 (多选)用如图所示的装置研究光电效应现象。当用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动变阻器的触头c，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表的示数为0，则下列说法正确的是(　　) A．光电子的最大初动能始终为1.05 eV B．光电管阴极金属的逸出功为1.05 eV C．当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电流增大 D．改用能量为2.5 eV的光子照射，移动变阻器的触头c，电流表G中也可能有电流 考向2　光电效应的图像问题 光电效应的四类图像分析 名称 图像 由图像直接(或间接)得到的物理量 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像 Ek＝hν－hνc (1)截止频率：图线与ν轴交点的横坐标νc； (2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E； (3)普朗克常量：图线的斜率k＝h 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系图像 (1)遏止电压Uc：图线与横轴交点的横坐标； (2)饱和光电流Im：光电流的最大值； (3)最大初动能：Ek＝eUc 颜色不同的光，光电流与电压的关系图像 (1)遏止电压Uc1>Uc2，则ν1>ν2； (2)最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像 (1)截止频率νc：图线与横轴的交点的横坐标； (2)遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大，Uc＝； (3)普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke 【例11】 (2024·湖南模拟预测)某实验小组研究光电效应规律时，用不同频率的光照射同一光电管并记录数据，得到遏止电压与频率的关系图线如图甲所示，当采用绿色强光、绿色弱光、紫色弱光三种光照射同一光电管时，得到的光电流与电压的关系如图乙所示。已知电子的电荷量为e，结合图中数据可知(　　) A．普朗克常量h＝ B．光电管的K极材料的逸出功为 C．a光为紫色弱光 D．c光为绿色强光 任务5　原子结构与玻尔理论 1.自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子。光子的频率ν＝。 2.受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量。 (1)光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差ΔE。 (2)碰撞：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥ΔE。 (3)原子从某一能级电离时，所吸收的能量可以大于或等于这一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能。 3.一个和一群氢原子跃迁的区别 (1)一个处于第n能级的氢原子跃迁可能发出的光谱线条数最多为n－1。 (2)一群处于第n能级的氢原子跃迁可能发出的光谱线条数的两种求解方法 ①用数学中的组合知识求解：N＝。 ②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。 【例12】 (2024·安徽高考)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于3.11 eV，当大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有(　　) A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 【例13】 如图所示为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于n＝3的激发态，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射出光子a；当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，辐射出光子b。下列说法正确的是(　　) A.由于跃迁所发射的光谱线仅有2条 B.光子a的能量大于光子b的能量 C.光子a的动量小于光子b的动量 D.用光子能量为0.7 eV的光照射可被吸收 任务6　原子核及其衰变 1.原子核的衰变 2.衰变次数的确定方法 方法一：先由质量数守恒确定α衰变的次数，然后再根据电荷数守恒确定β衰变的次数。 方法二：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解。 【例14】 (2024·山东高考)2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约为87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是(　　) Sr衰变为时产生α粒子 Pu衰变为时产生β粒子 C.50年后，剩余的r数目大于u的数目 D.87年后，剩余的r数目小于u的数目 【例15】 近期，我国科研人员首次合成了新核素和钨。若锇­160经过1次α衰变，钨­156经过1次β＋衰变(放出一个正电子)，则上述两新核素衰变后的新核有相同的(　　 ) A.电荷数 B.中子数 C.质量数 D.质子数 任务7　核反应与核能 1.核反应方程 (1)四种基本类型：衰变、人工转变、重核裂变和轻核聚变。 (2)两个规律：质量数守恒和电荷数守恒。 (3)核反应方程只能用箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接。 2.三类计算核能的方法 (1)根据ΔE＝Δmc2计算时，Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”。 (2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算时，Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。 (3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数。 【例16】 (2024·广东高考)我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应―→ ＋产生该元素。关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是(　　) A.Y为，A＝299 B.Y为，A＝301 C.Y为，A＝295 D.Y为，A＝297 【例17】 (多选)中国自主三代核电“华龙一号”示范工程全面建成投运，标志着中国核电技术水平和综合实力跻身世界第一方阵。“华龙一号”利用重核的裂变，一个重要的核反应方程是＋＋＋3X。已知两台机组每年总发电量约2×1010度，则(　　) A.慢中子更容易使铀核发生裂变反应 B.核反应方程中X是质子 Kr的比结合能一定大于的比结合能 D.“华龙一号”两台机组发电一年需消耗0.8 kg的核 大题突破六　气体实验定律的应用 题型一　液柱类问题 【例1】 (2024·山东高考)图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1＝1.0 cm2，长度H＝100.0 cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2＝90.0 cm2、高度h＝20.0 cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2，大气压p0＝1.0×105 Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。 (1)求x； (2)松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。 题型二　汽缸类问题 【例2】 (2024·全国甲卷)如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离和300 K。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处(过程中气体温度视为不变)，外力增加到200 N并保持不变。 (1)求外力增加到200 N时，卡销b对活塞支持力的大小； (2)再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。 题型三　变质量问题 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【例3】 (2024·山东聊城一模)中国是瓷器的故乡，号称“瓷器之国”。英语“CHINA”，既称中国，又名瓷器。瓷器是“泥琢火烧”的艺术，是人类智慧的结晶。如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为p0，温度为室温27 ℃，为避免窑内气压过高，窑上装有一个单向排气阀，当窑内气压达到2p0时，单向排气阀开始排气。开始排气后，气窑内气体维持2p0压强不变，窑内气体温度逐渐升高，最后的烧制温度恒定为1 327 ℃。求： (1)单向排气阀开始排气时窑内气体温度为多少摄氏度； (2)本次烧制排出的气体与原有气体的质量比。 【例4】 神舟十七号航天组成功完成了修复天和核心舱太阳翼的任务。如图所示，气闸舱有两个气闸门，内闸门A与核心舱连接，外闸门B与外太空连接。气闸舱容积V1＝15 m3，核心舱容积V2＝100 m3，开始气闸舱和核心舱的气压都为p0(标准大气压)。航天员要到舱外太空行走，需先进入气闸舱。为节省气体，用抽气机将气闸舱内的气体抽到核心舱内，当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B，该过程中两舱温度不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求： (1)当气闸舱的压强降至0.7 p0时，从气闸舱抽出的气体与原来气体的质量之比； (2)内闸门A的表面积是S，每次抽气的体积为ΔV＝2 m3，抽气后抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强相等，第1次抽气到核心舱后，两舱气体对内闸门A的压力差ΔF大小。 [规律方法]除巧选研究对象和过程将变质量问题转化为定质量问题外，还可以利用理想气体状态方程的推论求解变质量问题。 如把压强、体积、温度分别为p1、V1、T1，p2、V2、T2…的几部分理想气体进行混合，混合后的压强、体积、温度为p、V、T，则有 任务群（六） 热学 近代物理 【例1】解析：选B。由于气体分子间的距离较大，所以气体分子的体积V0远小于摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，即V0<，所以NA<，故A错误；阿伏加德罗常数等于气体的摩尔质量与气体分子质量之比，即NA＝，故B正确，C错误；气体密度与单个分子体积的乘积不等于单个气体分子的质量，故D错误。 【例2】解析：选D。由题图可知，分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离，r＝r1时两分子间的距离小于平衡距离，可知r＝r1时分子间的作用力表现为斥力，故A错误；r2是平衡距离，当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，增大分子间距离，分子间作用力做正功，分子势能Ep减小，故B、C错误，D正确。 【例3】解析：选A。液体表面张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌”，故A正确；分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，水表面层中水分子间距离大于r0 ，能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“C”位置，故B错误；农民使用“松土保熵”进行耕作，通过松土阻断了土壤毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，故C错误；毛笔书写过程中，在毛细现象作用下，墨汁与可以被浸润的毛笔材料发生相互作用力的平衡，于是墨汁便被吸入毛笔材料中，并牢牢“困”在毛笔内部，而当毛笔尖与纸张接触时，留在毛笔表面的墨汁，同样在毛细现象作用下，被吸附到纸上，其间根本无须重力作用，故D错误。 【例4】解析：(1)活塞刚离开B处时，气体压强等于大气压强p0，由查理定律得 解得TB＝×306 K＝340 K。 (2)刚运动到A时，气体的温度为T2 由盖­吕萨克定律得 解得T2＝1.2TB＝1.2×340 K＝408 K 温度继续升高，气体体积为1.2V0不变，设T3＝489.6 K时，气体压强为p 由查理定律得 解得p＝p0＝1.2p0。 (3)设活塞横截面积为S，B到A的距离为x。整个过程中，只有B到A过程中气体对外做功，此过程气体压强为p0不变，故气体对外做功 W＝p0S·x＝p0×0.2V0＝0.2p0V0。 (4)整个过程的p ­V图线如图所示。 答案：(1)340 K　(2)1.2p0　(3)0.2p0V0　(4)见解析 【例5】解析：B管在上方时，设B管中气体的压强为pB，长度lB＝10 cm 则A管中气体的压强为 pA＝pB＋20 cmHg，长度lA＝10 cm 倒置后，A管在上方，设A管中气体的压强为pA′，A管内空气柱长度lA′＝11 cm 已知A管的内径是B管的2倍，则水银柱长度为 h＝9 cm＋14 cm＝23 cm 则B管中气体压强为pB′＝pA′＋23 cmHg B管内空气柱长度 lB′＝40 cm－11 cm－23 cm＝6 cm 对A管中气体，由玻意耳定律有 pAlASA＝pA′lA′SA 对B管中气体，由玻意耳定律有 pBlBSB＝pB′lB′SB 联立解得 pB＝54.36 cmHg，pA＝74.36 cmHg。 答案：54.36 cmHg　74.36 cmHg 【例6】解析：选BD。由题图可知，气体从状态C到状态D，体积不变，温度降低，由查理定律可知，气体压强减小，则有pC>pD，故A错误；由于A→B的V­t图像反向延长线与t轴的交点坐标为(－273.15，0)，可知气体由状态A到状态B为等压变化，则有pA＝pB，故B正确；由题图可知，气体从状态B到状态C，温度不变，体积变大，可知气体的内能不变，气体对外做功，故C错误；气体在D→A的过程中，温度降低，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，故D正确。 【例7】解析：选C。a→b过程，气体做等压变化且体积增大，则Wab<0，由盖­吕萨克定律可知Tb>Ta，即ΔUab>0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，a→b过程，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误；b→c过程，气体与外界无热量交换，即Qbc＝0，又由气体体积增大可知Wbc<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体内能减少，B错误；c→a过程为等温过程，可知Tc＝Ta，ΔUca＝0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确；a→b→c→a整个热力学过程ΔU＝0，根据p ­V图线与坐标轴所围图形的面积表示气体对外界做的功，结合题图可知整个过程中气体对外界做功，由热力学第一定律结合上述分析有ΔU＝Qab－Qca－W总＝0，所以a→b过程气体从外界吸收的热量不等于c→a过程放出的热量，D错误。 【例8】解析：(1)设容器内气体初、末状态体积分别为V0、V，末状态温度为T，由盖­吕萨克定律得 其中V0＝Sh，V＝S 联立解得T＝T0。 (2)设此过程中容器内气体吸收的热量为Q，外界对气体做的功为W，由热力学第一定律得 ΔU＝Q＋W 其中ΔU＝C(T－T0)，W＝－(mg＋p0S)h 联立解得Q＝(CT0＋mgh＋p0Sh)。 答案：(1)T0　(2)(CT0＋mgh＋p0Sh) 【例9】解析：选BD。金属的逸出功是金属本身的特性，与照射光的强度无关，A错误；根据ε＝hν可知，X光的光子能量与其强度无关，B正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0结合A、B项分析可知，逸出的光电子最大初动能与照射光的强度无关，C错误；若增加此X光的强度，则单位时间入射到金属表面的光子数增多，单位时间逸出的光电子数增多，D正确。 【例10】解析：选BD。由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，同种金属的逸出功相同，所以光电子逸出后的初动能取决于获得的能量，A错误；当电压表示数大于或等于1.7 V时，电流表无示数，说明遏止电压为1.7 V，由eUc＝Ek，Ek＝hν－W0，可求得光电管阴极金属的逸出功为1.05 eV，B正确；若光的频率不变，反向电压大于遏止电压后电路中就不再有电流，C错误；当入射光的频率超过截止频率且反向电压小于遏止电压时，电路中就会有电流，D正确。 【例11】解析：选A。根据光电效应方程有Ek＝hν－W0，根据动能定理可得－eUc＝0－Ek，联立可得Uc＝，可知Uc­ν图像的斜率为k＝，解得h＝，故A正确；由Uc­ν图像可知，当Uc＝0时ν＝ν0，则有0＝，解得W0＝hν0＝，故B错误；入射光频率越大，遏止电压越大，所以a、b为同一种光，且a、b的频率小于c的频率，则a、b为绿光，c为紫光，而入射光越强，饱和光电流越大，所以a为强绿光，故C、D错误。 【例12】解析：选B。大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出不同频率光的种类为＝3种，辐射出光子的能量分别为ΔE1＝E3－E1＝－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，ΔE2＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，ΔE3＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV。其中ΔE1>3.11 eV，ΔE2<3.11 eV，ΔE3>3.11 eV，所以辐射不同频率的紫外光有2种。 【例13】 解析：选C。因为有大量处于n＝3激发态的氢原子，跃迁时能释放＝3种不同频率的光子，则跃迁所发射的光谱线有3条，故A错误；由题意知，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射出光子a的能量为ε＝E3－E2＝1.89 eV，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，辐射出光子b的能量为ε′＝E3－E1＝12.09 eV，所以光子a的能量小于光子b的能量，故B错误；由光子能量ε＝hν＝可知，光子a的波长大于光子b的波长，又由p＝可知，光子a的动量小于光子b的动量，故C正确；因为氢原子向高能级跃迁时吸收能量为两能级之差，经分析知，用光子能量为0.7 eV的光照射不能被吸收，故D错误。 【例14】解析：选D。由质量数守恒和电荷数守恒可知＋，为β衰变U＋，为α衰变，A、B错误；因为，所以经过50年或87年，剩余的粒子数量<，C错误，D正确。 【例15】 解析：选C。锇­160经过1次α衰变后产生的新核素质量数为156，质子数为74，钨­156经过1次β＋衰变后质量数为156，质子数为73，可知两新核素衰变后的新核有相同的质量数，故C正确。 【例16】解析：选C。根据核反应方程Y＋―→ ＋根据质子数守恒，设Y的质子数为y，则有y＋95＝119＋0，可得y＝24，即Y为 54 24Cr；根据质量数守恒，则有54＋243＝A＋2，可得A＝295，故C正确。 【例17】 解析：选AC。慢中子轰击铀核更容易发生裂变反应，故A正确；反应前后质量数守恒、电荷数守恒，则有235＋1＝144＋89＋3A，92＋0＝56＋36＋3Z，解得X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，故B错误；核反应方程中生成物比反应物稳定，所以生成物的比结合能大于反应物的比结合能，即的比结合能一定大于的比结合能，故C正确；根据质能方程ΔE＝Δmc2，产生2×1010度电对应的质量亏损为0.8 kg，考虑到发电效率，原子核消耗的质量应当大于0.8 kg，故D错误。 大题突破六　气体实验定律的应用 【例1】解析：(1)在缓慢将汲液器竖直提出液面的过程，封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 p1(H－x)S1＝p2HS1 根据题意可知p1＝p0，p2＋ρgh＝p0 联立解得x＝2 cm。 (2)对新进入的气体和原有的气体整体分析，由玻意耳定律有 p0V＋p2HS1＝p3 又p3＋ρg·＝p0 联立解得V＝8.92×10-4 m3。 答案：(1)2 cm　(2)8.92×10-4 m3 【例2】解析：(1)活塞从卡销a运动到卡销b，对密封气体由玻意耳定律有p0V0＝p1V1 其中V1＝V0 外力增加到200 N时，对活塞由力的平衡条件有 p0S＋F＝p1S＋FN 联立并代入数据解得卡销b对活塞支持力的大小为 FN＝100 N。 (2)当活塞刚好能离开卡销b时，对活塞有 p0S＋F＝p2S 从开始升温至活塞刚好能离开卡销b，对密封气体，由查理定律有 联立并代入数据解得活塞刚好能离开卡销b时密封气体的温度为T2＝ K。 答案：(1)100 N　(2) K 【例3】解析：(1)以封闭在气窑内的气体为研究对象，排气前体积不变，则有初态 p1＝p0 T1＝(27＋273)K＝300 K 末态 p2＝2p0 T2＝(273＋t2)K 由查理定律可得 代入数据解得t2＝327 ℃。 (2)开始排气后，气窑内气体维持2p0压强不变，则有 T3＝(1 327＋273)K＝1 600 K 设排出2p0压强的气体体积为V′，排出气体质量为m′，由盖­吕萨克定律可得 由于气体的密度不变，则有 代入数据解得。 答案：(1)327 ℃　(2) 【例4】解析：(1)根据题意，设抽出气体的体积为ΔV，抽出气体前后，由玻意耳定律有 p0V1＝0.7p0(V1＋ΔV) 从气闸舱抽出的气体与原来气体的质量之比 k＝ 联立解得k＝0.3。 (2)第一次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为p1，由玻意耳定律有p0V1＝p1(V1＋ΔV) 解得p1＝p0 第一次对核心舱充气后，核心舱气压变为p2，则有 p0V2＋p1ΔV＝p2V2 解得p2＝p0 两舱气体对内闸门A的压力差为 ΔF＝(p2－p1)S＝p0S 答案：(1)0.3　(2)p0S 学科网（北京）股份有限公司 $