专项突破1 阿伏加德罗常数的应用-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

心专项突破1 阿伏加德罗常数的 1.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出 气体分子间的平均距离 ( A.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和 质量 B.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和 密度 C.阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积 D.该气体的质量、体积和摩尔质量 2.“绿氢”是指利用可再生能源分解水得到的 氢气，其碳排放可以达到净零，是纯正的绿 色新能源.已知标准状况下任何气体的摩尔 体积为22.4L/mol,氢气的摩尔质量为 2g/mol,阿伏加德罗常数为6.02×103mol1 合理选择以上所给数据，可求得1kg氢气 所含的分子数量为 ( A.3.01×1025个 B.3.01×1026个 C.2.24×1025个 D.2.24×1026个 3.(2024·山东聊城期末)晶须是一种发展中 的高强度材料，它是一些非常细、非常完整 的丝状（横截面为圆形）晶体.现有一根铁 质晶须，横截面直径为d,用大小为F的力 恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形， 已知铁的密度为p,铁的摩尔质量为M,阿 伏加德罗常数为N、,铁质晶须内的铁原子 可看作紧密排列的小球，则下列说法中正 确的是 A.铁质晶须单位体积内铁原子的个数为以X, 3M B.铁原子的直径为 C.断面内铁原子的个数为d2 6M D.相邻铁原子之间的相互作用力为 应用 F6M 平pN 4.成年人在正常状态下1min呼吸约20次， 每次吸人的空气约为500mL,空气中氧气 的体积含量约为21%，常温常压下空气的 密度为1.2kg/m3,取阿伏加德罗常数Na= 6.0×1023mol-1. (1)试估算成年人在1h内吸入空气的 质量； (2)若常温常压下气体的摩尔体积V。= 24L,试估算成年人在1min内吸入氧 气的分子数 5.很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题， 在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯 灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是 耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命 则是普通灯的5倍，很多车主会选择配有氙 气灯的汽车，若氙气充入灯头后的体积V= 1.6L,氙气密度p=6.0kg/m3.已知氙气摩 尔质量M=0.131kg/mol,阿伏加德罗常数 N4取6×1023mol1.试估算：（结果保留1位 有效数字) (1)灯头中氙气分子的总个数N; (2)灯头中氙气分子间的平均距离. 进阶突破·专项练01 心专项突破2 理想气体的图像问 1.某实验小组用图甲所示装置，研究烧瓶内封 闭气体的体积一定时压强与温度的关系，初 始时封闭气体的摄氏温度为t。,往容器内加 热水，可以改变封闭气体的温度t,用△t (△t=t-to)表示封闭气体升高的摄氏温度，p 表示温度为t时封闭气体的压强，则图乙中 可能正确的图线是 ( 温度传感器 压强传感器数据采集器 电脑 ① ② ③ ④ △t A.① B.② C.③ D.④ 2.如图所示为一定质量的理想气体等温变化 p-V图线，A、C是双曲线上的两点，E,和E2 则分别为A、C两点对应的气体内能，△OAB 和△OCD的面积分别为S,和S2,则() A.S]<S2 B.S=S2 C.E>E2 D.E<E2 3.(2024·河北承德联考)一定质量的理想气 体从状态a开始，经历a→bcd→a一次 02黑白题物理1选择性必修第三册·RJ 题 循环回到原状态，其体积随热力学温度变 化的图像如图所示，其中ab、dc均垂直于横 轴，ad、bc的延长线均过原点O.下列表述正 确的是 A.在过程d→a中气体压强增大 B.状态a的压强小于状态c的压强 C.在过程d→a中，在单位时间单位面积上 碰撞容器壁的气体分子数增多 D.在过程b→c中，温度、体积都减小，所以 压强减小 4.一定质量的理想气体经历如图所示的一系 列过程，ab、bc、cd和da这四段过程在p-T 图像中都是直线段，ab和dc的延长线通过 坐标原点O,bc垂直于ab,ad平行于纵轴 由图可以判断 方 A.ab过程中气体体积不断减小 B.bc过程中气体体积不断减小 C.cd过程中气体体积不断增大 D.da过程中气体体积不断减小 5.如图，一定质量的理想气体从状态a(po、 V。、T)经热力学过程ab、bc、ca后又回到状 态a,且外界环境为非真空状态.则下列说 法错误的是 (中子与氘核相向对撞结合过程动量守恒，以氘核动量方向 为正方向，则有P2P1=P·处于激发态氘核的德布罗意波波 入，故选D. 长=人解得入=入六 P3 第五章原子核 第1节原子核的组成 1.B解析：BC.各同位素间的质子数相同，为一定值，同位素 的质量数不同，故B正确，C错误.AD.同位素的质子数相 同，中子数不同，质量数等于质子数加中子数，则有A=N+Z, 且质子数不可能为零，即Z>0为常数，中子数可能为零， 即N≥0，整理得N=A-Z,A-N和N-A图像应该与A轴有截 距，故AD错误.故选B. 2.AC解析：设两板间距为d,板间电压为U,则两板间场强为 E=G,设电子电量为e,质量为m,则对于B射线，有 =04对Ta别线，有号4 y2=0.1ct2,可得y1<y2,可知到达A板的为B射线，由于B射 线带负电，所以a为电源正极.故选AC. 第2节放射性元素的衰变 1.C解析：根据半衰期公式m余=m（2) 1" ,由图像可知P 的半袭期为14天，025=（合）广，解得A=4,可知40 的P经4个半衰期后还剩0.25mg,则t=4×14天=56天， 故选C. 2.B解析：设235U和6U爆炸时数量为m,则有m235余= 594×109 594x109 ,m236u余=m（2 m236u余 故选B. 3.D解析：A.始祖元素对应最上方的点，横坐标为核电荷数， 纵坐标为中子数，可知质量数为232，故A错误；B.最终的稳 定核素为Pb,是T继续衰变的产物，故B错误；C.从图中 可知有两种衰变路径，故C错误：D.横纵坐标均减小2的路 径对应α衰变，横坐标增加1，纵坐标减小1的路径对应B 衰变，由图中信息可知衰变全过程最终生成稳定核素，共发 生了6次α衰变，4次B衰变，故D正确.故选D. 进阶突破 专项突破1阿伏加德罗常数的应用 1.B2.B 3.D解析：A.单个铁原子的质量mo= M,铁质晶须单位体积 内铁原子的个数为一已-心故A错误，B.铁的摩尔闲 积V=以，单个分子的体积，二。 M 0 pw,又视为球体有V。亨 子，所以分子的半径 3M 3,分子的直径d= 4TPN 3M 2r=2 4TPN. ,故B错误；C.分子的最大截面积S。= 选择性必修第三册·RJ 第3节核力与结合能 1.D解析：A.发现质子的核反应方程是N+2He→？0+H, 故A错误；BCD.核反应释放核能的原因是？0的结合能大 于1N和α粒子总的结合能，释放的核能等于(m,+m?- m2-m4)c2,也等于反应后？0和质子总动能与反应前4N和 a粒子总动能之差，故BC错误，D正确.故选D. 2.AC解析：A.根据电荷数与质量数守恒可知，18F衰变的方 程为8F→9e+0,故A正确；B.光子是正负电子相遇而湮灭 并产生的，故B错误C根据A=合P=m,解得入点，故 C正确；D.发生衰变后，质量有亏损，所以F的核子平均质 量比新核的核子平均质量大，故D错误故选AC. 第4~5节核裂变与核聚变“基本”粒子 1.D解析：A.目前核电站利用核裂变反应，故A错误； B.四个氢原子核（质子）结合成一个氢原子核，大约释 放28MeV的能量，反之将氨核的核子全部分开，大约需 要28MeV的能量，氨核的比结合能约为E=28Mey。 4 7MeV,故B错误；C.若两个质子以相同初动能E相向运 动正碰而恰好结合，由动量守恒定律和能量守恒定律可知， 质子结合能为2E。,则一个质子从远处以初动能2E。与另 一个静止的质子发生正碰，假如结合在一起，由动量守恒定 律和能量守恒定律可知m,=2m,A=了-子2m 4m6=B,质子结合能为E小于2E,则它们不能结合，故 3 C错误；D.由题意有7.2×10×1.6×109J=2×1.38× 103J/K×T,解得T≈5.6×10K,故D正确.故选D. 2.(1)4H→4He+2e(2)见解析 解析：(1)由质量数守恒和电荷数守恒可得核反应方程为 4H→2He+20e.(2)50亿年太阳辐射的总能量为△E=P。t,根 据△E=△mc,可知50亿年太阳损失的总质量为△m≈ c2, 代人数据可知损失的总质量与太阳质量之比4”≈0.03%， M。 所以这种说法合理， 专项练 d）2 3M 2 Tr2=T ,断面内铁原子的个数为n= 4TPN So d乃 ,故C错误；D.相邻铁原子之间 3M3 6M13 4 4TON 的相互作用力为R=F=F(6M ,故D正确.故选D nd2TpN 4.(1)0.72kg(2)5.25×102 解析：(1)成年人在1h内吸人空气的体积V=60nV。= 60×20×500×10-6m3=0.6m3,吸人空气的质量m=pV= 0.72kg;(2)成年人在1mi内吸入空气的体积V1= nV。=20×500×106m3=10L,其中吸入氧气的体积 黑白题36 V1=n,吸人氧气的分子数N=V,解得N=5.25×102 5.(1)4×102个(2)3×10-9m 解析：(（1)设鼠气的物质的量为，则n=出，氙气分子的总 数：N=PVN=a6I03 -×6×1023个≈4×102个； 0.131 (2)每个分子所占的空间为%=N,设分子间平均距离为口 3p3M30.131 则有%=a,则a√N√N"√60x6x10m=3x 10-9m. 专项突破2理想气体的图像问题 1.A 2.B解析：AB.由于题图为理想气体等温变化曲线，由玻意耳 定律可得p,出，=pce,而S=之A出，S=Pe,即S,= S2,A错误，B正确；CD.由于题图为理想气体等温变化曲线， TA=Tc,则气体内能E1=E2,CD错误故选B. 3.B解析：A.d→a过程中其体积随热力学温度变化的图像是 过原点的直线，气体压强不变，则有Pa=p。,故A错误；B.c→d 过程中，温度不变，根据玻意耳定律可知，体积增大，压强减 小，则有pa<p。,所以有p。<印。，故B正确；C.d→a过程中气体 压强不变，温度升高，根据气体压强微观意义可知，在单位时 间单位面积上碰撞容器壁的气体分子数减少，故C错误； D.bc过程气体体积随热力学温度变化的图像是过原点的 直线，为等压变化，故D错误故选B。 4B解析：由必=C,即p=T可知a-6,c一d都是等容变 化，且图像上的点与原点的连线斜率越大，气体体积越小，即 bc过程中气体体积不断减小，da过程中气体体积不断增大， 故B正确. 5C解折：L根据理想气体状态方程%=C,可得T=光，则 在6软态有在e态有2识故 C b、c两个状态气体温度相同，A正确；BC.由图像可知，bc过 程气体压强p与体积V的乘积pV先增大后减小，由理想气 体状态方程兴-C可知，气体鼠度了先开高后降低，B正确， C错误：D.ab过程中，体积不变，压强增大，根据查理定律有 会一会所以山过程中，温度升高，分子平均动能增大，在单 位时间内气体分子对单位器壁面积的平均作用力增大，D正 确.本题选错误的，故选C. 6.D解析：设活塞面积为S,初始时大气压强为P,对活塞受 力分析，有mgn,S=pS,解得气体压强p,=p+学在活塞与 卡口接触前，活塞受力不变，气体做等压变化，当活塞与卡口 接触后，气体体积不变，继续加热气体，温度升高，由理想气 体状态方程可知压强增大，故整个过程气体先等压膨胀，再 等容升压，图甲气体一直等压膨胀，错误；图乙气体先等压膨 胀，再等容升压，正确：图丙气体先等压压缩，再等容升压，错 误；图丁气体先等压膨胀，再等容升压，正确故选D. 7.C解析：AB.根据图像可知A一8，压强不变，即分不变，故 参考答案与解析 此时V-T图像为一条过原点的倾斜直线：同时此时体积在 减小，温度在降低，AB错误；CD.根据图像可知C→A,体积 不变，即号不变，故此时-T图像为一条过原点的倾斜直 线；同时压强在增大，温度在升高；由图像可知B一→C过程中 图线为直线，此时p少乘积无增大后减小，根那yC可知此 时温度先增大后减小，C正确，D错误故选C 8.(1)等压变化200K(2)见解析 解析：(1)从题图甲可以看出，A与B连线的延长线过原点， 所以A一→B是一个等压变化，即P4=Pg根据盖-吕萨克定律可 T-To VATe-0.6 得=六所以T, ,_0.4x300K=200K (2)由题图甲可知，B→C是等 1p/×105Pa) 容变化，根据查理定律得P= 2.0 1.5 1.0 光所以p, Tc400 ×1.5×0.5 10Pa=2.0×105Pa,则可画出 01234T(×102K) 状态A→B→C的p-T图像如图所示. 专项突破3变质量问题 1.D解析：设轮胎的容积为V。,充入一个大气压的体积为V, 根据玻意耳定律2.0poV。+poV=2.8poVo,代入数据解得V= 24L,故选D. 2.D解析：设灯笼体积为V,灯未点亮前灯笼内空气质量 为m,大气压强不变，根据盖-吕萨克定律之=片，可得y, ,又mp=p,,可得2=兰=，故选D T P2 VT 3.A解析：设在H=80m的水下筒内气体占据空间的高度为 L,压强为p1,根据平衡条件可得P1=Po+pgH=9po,根据玻意 耳定律有poS%=p,SL,解得L=名A远小于H,忽略筒内气体 变化，所以增加气体后，压强不变，温度不变，增加的气体的 休积为K=(-S-等原来气体的体积为%=6-当，压 入气体的质量与简内原气体质量的比值约为，=8，故选A 4()4062②1.98×10Pa见解析(38 解析：(1)根据玻意耳定律有P1V+PoV人=P2V2,其中V人= △V·t,解得t=40s.(2)再根据玻意耳定律有p2V2=P3V1,解 得P3=1.98×10Pa.空气质量一定，分子个数一定；温度不 变，分子的平均动能不变；体积减小，分子的数密度增大，单 位时间、单位面积上碰撞器壁的分子数增多，导致压强增大， (3)碰撞后球的体积V,=0.9m3,根据理想气体的状态方程 有P,V,P4V4放出空气与剩余空气质量之比=，解 TiT2 得出5 m余281 5.(1)1cm(2)1:19 解析：(1)空载时对车厢与活塞整体受力分析有4p1S= 4pS+Mg,满载时对车厢与活塞整体受力分析有4p2S= 4poS+(M+60mo)g,对气体根据玻意耳定律p1h,S=P2h2S,代 入数据解得h2=19cm,则活塞下降的距离为△h=h,-h2= 1 cm; 黑白题37