高二物理下学期期末复习（高效培优，重难点75题30大考点）物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 聚焦人教版选择性必修三30大高频考点，75题覆盖分子动理论、气体定律、热力学、光电效应、原子物理等模块，题型含选择与计算，注重概念理解与综合应用。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |分子动理论|5考点11题|阿伏加德罗常数计算、分子力与势能图像|从微观量估算到分子相互作用规律递进| |气体定律|5考点13题|玻意耳定律应用、玻璃管液封模型|实验探究到模型建构，状态方程综合应用| |热力学|3考点7题|热力学定律辨析与计算|能量观念贯穿功热与内能变化关系| |光电效应|4考点11题|遏止电压、爱因斯坦方程应用|实验现象到理论解释，频率与动能关系| |原子物理|8考点23题|能级跃迁、衰变方程、质能关系|原子结构到核反应，粒子性与能量转化| |固体液体|3考点6题|晶体性质、表面张力|宏观现象与微观分子作用关联|

高二物理下学期期末复习（重难点75题30大考点） 训练范围：人教版（2019）： 选择性必修第三册全册。 30大高频考点概览 考点01 阿伏加德罗常数及计算（共3小题） 考点02 分子间的相互作用力和距离的的关系图像（共2小题） 考点03 用油膜法估测油酸分子的大小（共2小题） 考点04 分子运动速率分布规律（共2小题） 考点05 分子动能和分子势能（共2小题） 考点06 玻意耳定律的理解及初步应用（共2小题） 考点07 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系（共2小题） 考点08 理想气体的状态方程的理解及初步应用（共3小题） 考点09 “玻璃管液封”模型（共3小题） 考点10 “变质量气体”模型（共2小题） 考点11 晶体和非晶体（共2小题） 考点12 液体的表面张力（共2小题） 考点13 浸润和不浸润（共2小题） 考点14 功、热和内能的改变（共2小题） 考点15 热力学第一定律的应用（共3小题） 考点16 热力学第二定律两种表述（共2小题） 考点17 光电效应现象及其解释（共2小题） 考点18 光电效应的极限频率（共3小题） 考点19 遏止电压的本质及其决定因素（共3小题） 考点20 爱因斯坦光电效应方程（共3小题） 考点21 原子的核式结构模型（共2小题） 考点22 定态和原子的能级结构（共3小题） 考点23 玻尔理论对氢原子光谱的解释（共3小题） 考点24 德布罗意波（共2小题） 考点25 原子核的组成（共2小题） 考点26 α、β衰变的特点、本质及其方程的写法（共3小题） 考点27 半衰期相关的计算（共3小题） 考点28 结合能与比结合能（共3小题） 考点29 质能方程（共3小题） 考点30 核裂变与核聚变（共4小题） 地 城 考点01 阿伏加德罗常数及计算 1．钻石中的碳原子以网状结构紧密地堆在一起，钻石是自然界中已知最硬的物质，是首饰和高强度的钻头、刻刀等的主要材料。已知碳的摩尔质量为，阿伏加德罗常数，则1克拉（1克拉）的钻石中含有的分子数约为（　　） A． B． C． D． 2．（多选）空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（钢管）液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感到干燥，某空调工作一段时间后，排出液化水的体积为V，水的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则液化水中分子的总数N和水分子的直径d分别为（　　） A． B． C． D． 3．钻石中的碳原子（每个碳原子占据一个正方体）以网状结构紧密地堆在一起，钻石是自然界中最硬的物质，图为2克拉（1克拉=0.2g）的钻石。已知碳原子的直径，碳元素的相对原子质量为12，阿伏加德罗常数。求： （1）该钻石含有的碳原子个数N； （2）钻石的密度。（两问结果均保留两位有效数字） 地 城 考点02 分子间的相互作用力和距离的的关系图像 4．一个分子A固定在原点O，另一个分子B从无穷远处逐渐向O点靠近，A、B分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．B由无穷远处到处的过程中，F先增大后减小 B．B由无穷远处到处的过程中，F对B做负功 C．B由无穷远处到处的过程中，分子势能先减小后增大 D．B由处继续靠近A的过程中，F在增大，分子势能在减小 5．（多选）如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上。甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图所示。现把乙分子从处由静止释放，下列说法正确的是（    ） A．乙分子在时分子势能为0 B．乙分子从到过程中一直加速 C．乙分子从到过程中，分子斥力始终增大 D．乙分子从到过程中，分子势能先减小后增大 地 城 考点03 用油膜法估测油酸分子的大小 6．某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为c，又用滴管测得N滴这种溶液的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上（如图所示），测得油膜占有的小正方形个数为X。 (1)假设将分子看成球形、不考虑各油酸分子间的间隙及将形成的油膜视为单分子油膜，方法在物理研究方法中被称为______（选填“理想模型法”“极限思维法”或“微元法”）； (2)用以上字母表示油酸分子直径的大小d=______； (3)若实验时爽身粉撒得太厚，则所测的分子直径会______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 7．下列是《普通高中物理课程标准》中列出的3个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 (1)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，原线圈接入的电源应为____________（选填“交流电”或“直流电”），实验中由于变压器为非理想变压器，将导致原线圈与副线圈的电压之比一般______________（选填“大于”“小于”或“等于”）理想变压器原线圈与副线圈的匝数之比。 (2)图甲为“探究电磁感应产生条件及其规律”的实验装置，请用笔画线代替导线将电路图补充完整。 (3)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸配制成体积为的油酸酒精溶液，用注射器取出体积为的上述油酸酒精溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为。把这样的一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图乙。图中每个小正方形格的边长为，油膜约有70格，可估算出油酸分子的直径为_______________________。 地 城 考点04 分子运动速率分布规律 8．一定质量的氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化。分别如图中的虚线和实线所示，由图可知（　　） A．温度越高，分子的热运动越缓慢 B．温度越高，分子的平均速率越小 C．温度越高，分子的平均动能越小 D．两曲线与横轴围成的面积相等 9．（多选）如图所示，关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　） A．图甲为两分子系统的分子势能与两分子间距离的关系图像，当时，分子间的作用力为零 B．图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某颗粒做布朗运动的运动轨迹 C．图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时气体分子的速率分布图 D．图丁是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，随着分子间距减小，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快 地 城 考点05 分子动能和分子势能 10．两分子间的分子力、分子势能与分子间距离的关系如图甲、乙所示（取无穷远处的分子势能，两图像纵坐标对应的物理量需要判断），下列说法正确的是（　　） A．乙图表示分子力与分子间距离的关系 B．当时，分子力为零，分子势能也为零 C．随着分子间距离的增大，两分子间的引力先增大后减小 D．在两分子相互靠近的过程中，两分子间的斥力增大 11．（多选）如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法中正确的是（　　） A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10-10m B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10-10m C．若选无穷远处的分子势能为0，则在e点处的分子势能为0 D．若选无穷远处的分子势能为0，则在e点处的分子势能最小，且为负值 地 城 考点06 玻意耳定律的理解及初步应用 12．如图所示，将一个空的铝易拉罐中插入一根透明圆柱形薄吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（重力、长度均不计），在吸管上标上刻度，就做成一个简易的温度计，若某次测量时易拉罐被轻微压扁一些，则（　　） A．温度的测量值不变 B．温度的测量值偏大 C．温度的测量值偏小 D．测量的温度范围变小了 13．如图为小明设计的电容式压力传感器原理示意图，平行板电容器与绝缘侧壁构成密闭气腔。电容器上下极板水平，上极板固定，下极板质量为m、面积为S，可无摩擦上下滑动。初始时腔内气体（视为理想气体）压强为p，极板间距为2d。当上下极板均不带电时，外界气体压强改变后，极板间距变为d，腔内气体温度与初始时相同，重力加速度为g，不计相对介电常数的变化，求此时： (1)腔内气体的压强； (2)外界气体的压强； (3)电容器的电容变为初始时的多少倍。 地 城 考点07 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 14．某实验小组利用如图所示的实验装置探究气体的等压变化规律，注射器竖直固定在铁架台上，其中密封了一定质量的气体，柱塞上固定一重物，被密封的空气柱浸没在烧杯的液体中，液体中放置有温度计（图中未标出），忽略柱塞与注射器之间的摩擦，通过改变烧杯内液体温度并读取多组温度、体积数值，则（　　） A．实验时需要测量注射器的内径 B．一开始注射器没有完全竖直而略微倾斜，对实验结论没有影响 C．每次改变烧杯中液体的温度时，应立即读出温度计的示数和空气柱的体积 D．实验过程中外界大气压强发生变化，对实验结论没有影响 15．利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶塞和柱塞间封闭着一段空气柱（可视为理想气体），空气柱的长度可以从刻度尺上读取，空气柱的压强可以从与空气柱相连的压力表上读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。 (1)实验过程中，下列说法正确的是（　　） A．用手紧握注射器外壁，以保持其稳定 B．在柱塞上涂上润滑油，是为了保证封闭气体的气密性 C．实验时应迅速地向上拉或向下压柱塞然后读数，避免气体与外界发生热交换 D．注射器必须固定在竖直面上 (2)A同学在不同温度下进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，分析可知两次实验的温度大小关系为 ____ （选填“<”“=”或“>”）。 (3)保证空气柱的温度不变，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，B同学多次测量做出的图像如图丙所示（其中实线为实验所得，虚线为参考双曲线的一支），造成这一现象的原因可能是____。 地 城 考点08 理想气体的状态方程的理解及初步应用 16．一定质量的理想气体的p−V图像如图所示，气体由状态A变化到状态B，再变化到状态C，下列说法正确的是（　　） A．tA=tB=tC B．tA=tC>tB C．若tA=−3℃，则tB=−4℃ D．若tA=−3℃，则tB=87℃ 17．（多选）如图所示，有一内径相等、两端开口的“几”字形导热细玻璃管，玻璃管右端水平部分足够长，现用甲和乙两段水银柱封闭了一定质量的理想气体。已知大气压强为，环境温度为，稳定后水银柱甲的左侧液面比右侧液面低，右侧液面和底部水平玻璃管的距离为。下列说法正确的是（　　） A．封闭气体的长度为 B．封闭气体的压强为 C．若改变环境温度使水银柱乙刚好完全进入底部水平玻璃管，此时环境温度约为333K D．水银柱乙完全进入底部水平玻璃管后，继续升高环境温度，液面A、B之间的高度差将变大 18．汽车轮胎的胎压太高或太低容易造成安全隐患。某型号轮胎能在的胎压下安全行驶，出发前胎内检测装置显示温度为、胎压为2.5 atm。气体可看作理想气体，忽略轮胎容积的变化。求： (1)要使汽车安全行驶，轮胎内气体的温度不能超过多少摄氏度； (2)若轮胎漏气，到达目的地后胎内检测装置显示温度为、胎压为2.4 atm，求漏出的气体质量与原胎内气体质量之比。 地 城 考点09 “玻璃管液封”模型 19．如图，两端封闭的玻璃管与水平面成θ角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向B端移动的是（　　） A．降低环境温度 B．使玻璃管做竖直上抛运动 C．使玻璃管做自由落体运动 D．顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小 20．（多选）如图所示，粗细均匀的弯管右侧开口，左侧被液体封闭一段气体，右侧用一轻质活塞封住一段气体，轻活塞可在管内无摩擦滑动，稳定后液面高度差为h，右侧开口端距轻活塞足够远，已知大气压强为p0，液体密度为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．左侧管内封闭气体压强为 B．若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，左侧液面会向上移动 C．若缓慢向下推动轻活塞，左侧液面上升，左侧管内封闭气体压强增大 D．若加热左侧管内封闭气体，右侧管内封闭气体的体积不变 21．小龙同学设计了一种测温装置，其结构如图所示.球形烧瓶A为测温泡，内封有一定质量的理想气体，细管B连通水银柱，通过水银柱高度变化反映气体压强变化，从而实现温度测量，已知大气压强， (1)初始时环境温度细管内水银柱高度求此时烧瓶内气体的压强 (2)细管B横截面积忽略不计，当环境温度变化后，细管内水银柱高度变为12cm，求此时的环境温度t2（用摄氏温度表示）； (3)在（2）中，若考虑细管B的横截面积，则实际环境温度t'₂_________t₂（选填“大于”“小于”或“等于”）。 地 城 考点10 “变质量气体”模型 22．某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变）。已知该轮胎内气体的体积，从北京出发时，该轮胎气体的温度，压强。哈尔滨的环境温度，大气压强取。则在哈尔滨时，充进该轮胎的空气体积为（　　） A．6L B．7L C．8L D．9L 23．在一次消防演练中有一个充满气体的钢瓶，钢瓶内封闭的气体可看作理想气体，由于靠近火源使得钢瓶内气体的温度较高，内部气体压强为，于是消防人员将钢瓶转移到远离火源的位置，经过一段时间后气体降温到环境温度，此时气体压强降为。演练完毕后，打开钢瓶阀门缓慢放出一部分气体，并保持钢瓶内气体温度不变，当钢瓶内气体压强降为时关闭阀门。求： (1)转移钢瓶前，钢瓶内气体在压强为时的温度为多少摄氏度； (2)关闭阀门后钢瓶内剩余气体的质量与原来总质量的比值。 地 城 考点11 晶体和非晶体 24．关于晶体和非晶体的理解，下列说法正确的是（　　） A．晶体和非晶体不能相互转化 B．食盐在熔化的过程中，分子的平均动能保持不变 C．晶体的物理性质表现为各向异性 D．液晶的光学性质表现为各向同性 25．（多选）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　） A．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点 B．晶体的分子（或原子，离子）排列是有规则的 C．晶体的物理性质是各向异性的 D．非晶体的物理性质是各向同性的 地 城 考点12 液体的表面张力 26．夏天的清晨，植物叶片上挂满了圆滚滚的水珠，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为引力 B．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为引力 C．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 D．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 27．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．如图甲，水黾可以停在水面上说明液体表面有张力 B．如图乙，夏天荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故 C．如图丙，小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果 D．如图丁，若液体可以浸润玻璃管，则发生毛细现象时，管内径越粗，液体上升越高 地 城 考点13 浸润和不浸润 28．下列说法正确的是（　　） A．单晶体和多晶体的物理性质都是各向异性，非晶体是各向同性 B．装在试管中的水银的液面凸起来是因为水银浸润玻璃 C．布朗运动是液体分子的无规则运动 D．液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 29．（多选）将玻璃管和塑料管分别插入水中，管中液面如图所示，下列说法正确的是（    ） A．形成左边液面的原因是水分子之间的斥力 B．左边管为玻璃管 C．形成右边液面的原因是材料分子间的引力 D．右边液面是不浸润现象 地 城 考点14 功、热和内能的改变 30．关于分子动理论和内能，下列说法中正确的是（　　） A．温度降低时，每个分子动能都会减小 B．花粉颗粒在水中的无规则运动是一种机械运动 C．只有热传递才可改变物体的内能 D．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分 31．（多选）关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．物体所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能 B．一个物体，当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化 C．一个物体内能的多少，与它的机械能的多少无关 D．摩擦生热使机械能转化为内能 地 城 考点15 热力学第一定律的应用 32．如图所示，一定质量的理想气体经历阿特金森循环abcdea，全过程可视为由两个绝热过程ab、cd，两个等容过程bc、de和一个等压过程ea组成。下列说法正确的是（　　） A．在a→b的过程中，气体分子的平均动能变小 B．在b→c的过程中，单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数不变 C．在c→d的过程中，气体的内能在增加 D．在一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量 33．（多选）“海琴”号是我国于2025年投入使用的新型6000米级深海电动潜水器，某次深海作业过程中，其内部封闭的理想气体经历了如图所示的循环过程，图中为一个完整循环。已知过程为等温变化，过程为等容变化。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态b时的压强为 B．过程中，气体对外界做的功为 C．过程中，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功 D．一个完整循环过程中，气体从外界吸收的热量小于向外界放出的热量 34．如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中，活塞的面积为S，与气缸底部相距L，气缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、热力学温度与外界大气相同，分别为p0和T0。现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离L后停止，活塞与气缸间的最大静摩擦力为f=2p0S，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体从电热丝吸收的热量为Q，求： (1)活塞刚要开始移动时封闭气体的压强p1； (2)该过程中气体内能的增加量； (3)气体最终温度T。 地 城 考点16 热力学第二定律两种表述 35．关于热现象、热力学定律，下列说法不正确的是（　　） A．一定质量的理想气体的温度升高其内能一定增加 B．扩散现象和布朗运动都表明分子在不停地做无规则运动 C．气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 36．（多选）关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列说法中正确的是（　　） A．的水和的冰的内能是相等的 B．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成 C．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体” D．一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀（对外做功）过程，气体的内能减少 地 城 考点17 光电效应现象及其解释 37．如图所示，将验电器与一块不带电的锌板连接，此时验电器指针张角闭合，现用紫外线照射锌板，发现验电器指针张角张开，下列说法正确的是（　　） A．用紫外线照射锌板时，锌板带负电荷 B．用紫外线照射锌板时，验电器指针带正电荷 C．若紫外线光照强度减弱，则光电子的最大初动能增加 D．若紫外线光照强度减弱，则光电子的最大初动能减少 38．（多选）研究光电效应的电路如图甲所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封真空管中的金属极板K，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与A、K之间的电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．甲图中此时通过电流计G的电流方向由d流向c B．1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强 C．光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应 D．用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关 地 城 考点18 光电效应的极限频率 39．用蓝光照射密封在真空管中的两种不同金属材料Ⅰ、Ⅱ，完成光电效应实验。电路图如图甲所示，得到遏止电压Uc与入射光频率的关系，如图乙所示，已知电子电荷量为e，则下列说法正确的是（　　） A．Ⅰ的截止频率比Ⅱ的小 B．Ⅰ的逸出功比Ⅱ的大 C．Ⅰ发生光电效应的时间较短 D．由图乙可算出普朗克常量 40．（多选）如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则下列说法正确的是（　　） A．若将滑片向右移动，电路中光电流一定增大 B．若将电源极性反接，电路中光电流一定减小 C．若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流 D．若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流 41．已知钙的逸出功为3.20eV，现用波长为300nm的光照射金属钙表面，普朗克常量，电子电荷量，求： （1）钙的截止频率（结果保留两位有效数字）； （2）若用10eV的光子照射该种金属，逸出的光电子的最大初动能为多少？（以eV为单位） 地 城 考点19 遏止电压的本质及其决定因素 42．利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的初始位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则（　　） A．P向b端移动过程中，微安表的示数一直增大 B．P向a端移动过程中，微安表的示数一直增大 C．减弱入射光的强度，遏止电压变小 D．P向b端移动过程中，光电子到达阳极A的最大动能增大 43．（多选）某种金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示（图中截距为已知量）。则由图可知（　　） A．该金属的逸出功等于 B．入射光的频率为时，遏止电压为 C．若电子电量绝对值为，则普朗克常量 D．采用频率为的入射光时，饱和光电流必增大 44．如图甲所示是研究光电效应饱和电流和遏止电压的实验电路，A、K为光电管的两极，调节滑动变阻器触头P可使光电管两极获得正向或反向电压。现用光子能量的光持续照射光电管的极板K。移动滑动变阻器触头P，获得多组电压表、电流表读数，作出电流与电压关系的图线如图乙所示。求： (1)光电管K极材料的逸出功； (2)当滑片滑至靠近a端，此时电压表示数为2V，则到达A极板的光电子的动能为多少？ 地 城 考点20 爱因斯坦光电效应方程 45．对于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A．图1为密闭容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，大于，且对应图像与坐标轴包围的面积大于对应图像与坐标轴包围的面积 B．图2两分子间距离由变到的过程中分子力做负功 C．LC振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向如图3所示，线圈中的自感电动势正在减小 D．由图4可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 46．（多选）如图甲所示，a、b、c三种单色光照射阴极K时发生光电效应，测得光电流随电压变化的图像如图乙所示，三种光的频率分别为、、，下列关系正确的是（　　） A．这三种单色光的频率关系是： B．若增大光照强度，图乙中遏止电压不会改变 C．这三种单色光分别通过同一装置发生双缝干涉，c的相邻亮条纹中心距离最小 D．如图丙所示，用a、b组成的复色光沿半圆形玻璃砖的半径方向射到平直界面MN上，折射后分为两束，其中Ⅰ光对应的是单色光a 47．用某发光器发出频率为的色光照射图甲中的阴极K产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图乙所示。已知电子的电荷量大小为，普朗克常量为。 (1)求该阴极材料的逸出功（结果用焦耳表示）； (2)当电流表示数恰好为零时，将图甲中电源的正负极对调，求光电子到达阳极A时的最大动能（结果用焦耳表示）； (3)若每两个光子可以激发出一个电子，求发光器的发光功率。 地 城 考点21 原子的核式结构模型 48．通过粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。下列说法正确的是（　　） A．实验时，应将粒子放射源、金箔及荧光屏置于真空中 B．电子对粒子速度大小和方向的影响不可忽略 C．绝大多数粒子运动方向几乎不变，是由于原子是电中性的 D．当粒子距离正电体很近时，发生大角度偏转是由于受到很强的核力 49．（多选）下列四幅图涉及的物理知识，说法正确的是（　　） A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．图乙：康普顿效应说明光子具有粒子性，光子不但具有能量，还有动量 C．图丙：汤姆生研究粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 D．图丁：玻尔研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流 地 城 考点22 定态和原子的能级结构 50．如图所示为氢原子的能级图，某个氢原子处在能级向低能级跃迁，共辐射两个不同频率的光子，让这两种频率的光子照射同一金属，均能发生光电效应，其中一种频率的光子照射该金属时刚好能发生光电效应，则另一种频率的光子照射该金属，能逸出光电子的初动能最大值为（     ） A． B． C． D． 51．（多选）地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客遮挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种光可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙为b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极；材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62eV~3.11eV，下列说法正确的是（　　） A．光线发射器发出的光中有一种可见光 B．题述条件下，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为 C．题述a光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光 D．若部分光线被遮挡，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，光电流也不变 52．氢原子的能级图如图甲所示，研究光电效应的电路图如图乙所示。如果大量氢原子都处于能级，用其跃迁产生的光子持续照射图乙中的阴极K，电路中有光电流产生。将P向右滑动，当电压表示数为6.19V时，电流表示数为零，求： (1)大量氢原子由能级向低能级跃迁时可以产生几种光子？光子能量各是多少？ (2)阴极K的逸出功是多少？ 地 城 考点23 玻尔理论对氢原子光谱的解释 53．在原子物理学与光电子学的研究中，氢原子的能级跃迁是理解量子现象和光子与物质相互作用的基础模型。科学家常利用氢放电灯等光源产生特定频率的光子，以探究不同材料的光电效应特性。金属锂作为一种典型的碱金属，其逸出功较低，是光电效应实验中常用的材料。氢原子的部分能级示意图如图所示，已知金属锂的逸出功为，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时辐射出不同频率的光，其中能使金属锂产生光电效应的有（　　） A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 54．（多选）根据玻尔原子模型，氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，红外线光子能量小于可见光，紫外线光子能量大于可见光，则（　　） A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出γ射线 B．氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线 C．处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 D．大量氢原子从能级向低能级跃迁时最多可辐射出6种频率的光子 55．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，求： （1）氢原子向低能级跃迁，最多辐射出多少种不同频率的光； （2）频率最大的光能量值ΔE1（注明其单位）； （3）频率最小的光能量值ΔE2（注明其单位）。 地 城 考点24 德布罗意波 56．英国物理学家G·P·汤姆孙曾在实验中让静止的电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了如图所示的图样，则下列说法正确的是（    ） A．该图样为电子的干涉图样 B．该图样说明了电子具有粒子性 C．加速电压越大，图示现象越明显 D．加速电压越大，加速后粒子对应的物质波的波长越短 57．（多选）A、B两种光子的能量之比为3：2，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EB。则（　　） A．A、B两种光子的动量之比为3：2 B．A、B两种光子的动量之比为2：3 C．该金属的逸出功为 D．该金属的逸出功为 地 城 考点25 原子核的组成 58．下列说法中正确的是（　　） A．电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是γ射线 B．全自动洗衣机的多段式水位自动感应装置采用了生物传感器 C．验钞笔利用红外线检验人民币真伪 D．使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制 59．（多选）如图，为原来都静止在同一匀强磁场中的两个放射性元素原子核的变化示意图，其中一个放出一粒子，另一个放出一粒子，运动方向都与磁场方向垂直。图中与分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是（　　） A．放出的是粒子，放出的是粒子 B．为粒子的运动轨迹，为粒子的运动轨迹 C．为粒子的运动轨迹，为粒子的运动轨迹 D．磁场方向一定垂直纸面向里 地 城 考点26 α、β衰变的特点、本质及其方程的写法 60．钍基熔盐实验堆是中国自主研发、设计和建设的第四代先进裂变的核能系统。该系统以钍为核燃料，钍核首先俘获一个中子，然后经过两次衰变变成核燃料铀，铀的一种典型裂变产物是氪和钡，则钍核第一次衰变的核反应方程为（　　） A． B． C． D． 61．（多选）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（Z>4）发生了一次衰变。新核与放出的粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，图为衰变后新核和该粒子的轨迹，且原子核衰变时其能量都以该粒子和新核的动能形式释放。m、q分别表示该粒子的质量和电荷量，r表示该粒子的轨迹半径，质量亏损忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．图中的衰变方程为 B．衰变后新核的速度大小为 C．该粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，该环形电流大小为 D．衰变时释放的核能为 62．一个静止的镭（）原子核发生了衰变变成氡（Rn），认为衰变释放的总能量为，等于粒子的动能与氡原子核的动能之和。忽略衰变过程释放光子的动量和能量，认为原子核的质量之比等于质量数之比。 (1)写出该镭原子核衰变的核反应方程式； (2)求粒子的动能； (3)若产生的粒子和氡原子核以垂直于磁场方向的速度进入同一个匀强磁场中，求两个粒子的偏转半径和之比。 地 城 考点27 半衰期相关的计算 63．铽的同位素因半衰期为6.9天且衰变时发射射线，适合制备放射性药物。关于衰变，下列说法正确的是（　　）。 A．经过13.8天，铽的同位素衰变后剩余 B．射线是高能电磁波 C．通过高温高压可改变的半衰期 D．10个原子经过6.9天有5个发生衰变 64．（多选）发生放射性衰变变为N，半衰期约为5 700年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的四分之一。下列说法正确的是（　　） A．、、具有相同的核子数 B．该古木的年代距今约为11400年 C．衰变为的过程中放出β射线 D．增加样品测量环境的温度将减缓的衰变 65．某放射性元素经过9天后，只剩下没有衰变，它的半衰期是多少天？为估算某水库的库容，可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变次。现将这瓶溶液倒入水库，9天后在水库中取水样（可认为溶液已均匀分布），测得水样每分钟衰变20次。请估算水库中水的体积V。 地 城 考点28 结合能与比结合能 66．在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料——作为发电能源为火星车供电。中Pu元素是，其发生衰变，半衰期为87.7年。关于Pu元素的衰变，下列说法正确的是（　　） A．Pu元素的衰变方程为 B．经过87.7年，1000个Pu原子一定剩余500个 C．U核的比结合能大于Pu核的比结合能 D．升高环境温度可以使Pu的半衰期减小 67．（多选）核能具有高效、清洁等优点，利用核能是当今世界解决能源问题的一个重要方向。原子核的比结合能曲线如图所示，则（　　） A．的比结合能小于的比结合能 B．两个核结合成核的过程放出能量 C．、、三者相比，的结合能最大 D．核的比结合能小于核的比结合能，因此核更稳定 68．2025年3月28日，中核集团首次实现原子核和电子温度均突破一亿度，可控核聚变技术取得重大进展。可控核聚变能量的产生原理与太阳发光发热相似，被称为新一代人造太阳。一个氘核（）与一个氚核（）聚合成一个氦核（）的同时放出一个粒子，并释放能量，不计生成物的动能。已知氘核的结合能为，氚核的结合能为，真空中光速为c。 (1)写出核反应方程并求出反应中的质量亏损； (2)求氦核的比结合能。 地 城 考点29 质能方程 69．我国科研人员成功合成了一种新的钚元素同位素钚-227，并依托兰州重离子加速器观测到了该同位素的α衰变过程，衰变方程为，测量得出其半衰期约为0.78s。此核反应过程发生了质量亏损。则下列说法中错误的是（　　） A．核比核少4个核子 B．α射线是氦原子核 C．此核反应向外界放出能量 D．的原子经过剩余质量为 70．（多选）某静止的原子核发生衰变，其衰变方程为，衰变过程中释放出的能量全都转化为新核Y和Z的动能，已知光在真空中的速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．Y原子核与Z原子核的动量大小相等 B．Y原子核和Z原子核的质量之差为 C．Y原子核的动能为 D．Z原子核的动能为 71．氡（）是一种天然的放射性元素，氡核发生衰变后变成钋核（），氡的衰变规律如图所示。已知核质量为，核质量为，粒子的质量为，原子质量单位相当于的能量。 (1)写出衰变方程； (2)原子核衰变为的过程中释放的能量为多少； (3)假设一块矿石中含有的，经过19天后，还剩多少。 地 城 考点30 核裂变与核聚变 72．第四代核电技术之一的钍基熔盐堆核电，经一系列反应生成。随后通过核反应释放能量。则下列正确的是（　　） A．该核反应为聚变反应 B．该核反应方程前后粒子的总质量不变 C．比结合能比小 D．将加温加压，其半衰期会变短 73．2025年5月6日我国的紧凑型聚变能实验装置（BEST）项目总装正式启动，让轻核（氘、氚）在人为控制下缓慢、持续发生聚变反应，实现可控核聚变。涉及的主要核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A．这个核反应是衰变 B．为电子 C．中子数为3 D．和的总质量大于和的总质量 74．（多选）2025年3月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破，将人类向“能源自由”的终极目标推进了一大步。人造太阳利用氘核与氚核聚变反应释放能量，聚变资源储量丰富，主要产物清洁安全，被称为“人类未来的理想能源”。关于该装置及核聚变相关原理，下列说法正确的是（　　） A．氘核与氚核结合生成氦核并释放中子，反应方程为： B．中国环流三号产生的能量主要来源于氘核与氚核被加速后获得的动能 C．该反应有质量亏损，释放能量 D．与核裂变相比，相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较多 75．利用核反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站。核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟。 (1)核反应堆中的“燃料”是，完成下面的核反应方程式，。 (2)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少千克浓缩铀？已知铀核的质量为235.0439u，氙核质量为135.9072u，锶核质量为89.9077u。1ukg，中子的质量为1.0087u，浓缩铀中铀235的含量占2%。（一年按365天计算，保留2位有效数字，mol⁻¹） 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理下学期期末复习（重难点75题30大考点） 训练范围：人教版（2019）： 选择性必修第三册全册。 30大高频考点概览 考点01 阿伏加德罗常数及计算（共3小题） 考点02 分子间的相互作用力和距离的的关系图像（共2小题） 考点03 用油膜法估测油酸分子的大小（共2小题） 考点04 分子运动速率分布规律（共2小题） 考点05 分子动能和分子势能（共2小题） 考点06 玻意耳定律的理解及初步应用（共2小题） 考点07 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系（共2小题） 考点08 理想气体的状态方程的理解及初步应用（共3小题） 考点09 “玻璃管液封”模型（共3小题） 考点10 “变质量气体”模型（共2小题） 考点11 晶体和非晶体（共2小题） 考点12 液体的表面张力（共2小题） 考点13 浸润和不浸润（共2小题） 考点14 功、热和内能的改变（共2小题） 考点15 热力学第一定律的应用（共3小题） 考点16 热力学第二定律两种表述（共2小题） 考点17 光电效应现象及其解释（共2小题） 考点18 光电效应的极限频率（共3小题） 考点19 遏止电压的本质及其决定因素（共3小题） 考点20 爱因斯坦光电效应方程（共3小题） 考点21 原子的核式结构模型（共2小题） 考点22 定态和原子的能级结构（共3小题） 考点23 玻尔理论对氢原子光谱的解释（共3小题） 考点24 德布罗意波（共2小题） 考点25 原子核的组成（共2小题） 考点26 α、β衰变的特点、本质及其方程的写法（共3小题） 考点27 半衰期相关的计算（共3小题） 考点28 结合能与比结合能（共3小题） 考点29 质能方程（共3小题） 考点30 核裂变与核聚变（共4小题） 地 城 考点01 阿伏加德罗常数及计算 1．钻石中的碳原子以网状结构紧密地堆在一起，钻石是自然界中已知最硬的物质，是首饰和高强度的钻头、刻刀等的主要材料。已知碳的摩尔质量为，阿伏加德罗常数，则1克拉（1克拉）的钻石中含有的分子数约为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】1克拉的钻石的物质的量 所以1克拉的钻石中含有的分子数为 故选B。 2．（多选）空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（钢管）液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感到干燥，某空调工作一段时间后，排出液化水的体积为V，水的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则液化水中分子的总数N和水分子的直径d分别为（　　） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】AB．由题意可得，物质的量为 则液化水中分子的总数为 故A正确，B错误； CD．一个水分子的体积为 又因为 解得水分子的直径d为 故C错误，D正确。 故选AD。 3．钻石中的碳原子（每个碳原子占据一个正方体）以网状结构紧密地堆在一起，钻石是自然界中最硬的物质，图为2克拉（1克拉=0.2g）的钻石。已知碳原子的直径，碳元素的相对原子质量为12，阿伏加德罗常数。求： （1）该钻石含有的碳原子个数N； （2）钻石的密度。（两问结果均保留两位有效数字） 【详解】（1）碳的摩尔质量，2克拉的钻石质量，设2克拉钻石的物质的量为n，则有 解得 个 （2）设该钻石的体积为V，每个碳原子占据的体积为，则有 解得 地 城 考点02 分子间的相互作用力和距离的的关系图像 4．一个分子A固定在原点O，另一个分子B从无穷远处逐渐向O点靠近，A、B分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．B由无穷远处到处的过程中，F先增大后减小 B．B由无穷远处到处的过程中，F对B做负功 C．B由无穷远处到处的过程中，分子势能先减小后增大 D．B由处继续靠近A的过程中，F在增大，分子势能在减小 【答案】A 【详解】A．在分子间距由无穷远减小到时，分子间的作用力为引力，由图可知，分子间的作用力先增大后减小，故A正确； BC．两分子间距由无穷远减小到的过程中，分子间的作用力体现为引力，分子力做正功，分子势能减小，故BC错误； D ．B由处继续靠近A的过程中，分子作用力体现为斥力，由图可知，分子间的作用力F增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大，故D错误。 故选A。 5．（多选）如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上。甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图所示。现把乙分子从处由静止释放，下列说法正确的是（    ） A．乙分子在时分子势能为0 B．乙分子从到过程中一直加速 C．乙分子从到过程中，分子斥力始终增大 D．乙分子从到过程中，分子势能先减小后增大 【答案】BC 【详解】A．乙分子在时分子力为0，分子势能不一定为0，故A错误； BD．乙分子从到过程中，乙分子所受分子力表现为分子引力，分子力做正功，分子势能一直减小，动能一直增大，则乙分子从到过程中一直加速，故B正确，D错误； C．乙分子从到过程中，分子间距一直减小，分子斥力始终增大，故C正确。 故选BC。 地 城 考点03 用油膜法估测油酸分子的大小 6．某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为c，又用滴管测得N滴这种溶液的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上（如图所示），测得油膜占有的小正方形个数为X。 (1)假设将分子看成球形、不考虑各油酸分子间的间隙及将形成的油膜视为单分子油膜，方法在物理研究方法中被称为______（选填“理想模型法”“极限思维法”或“微元法”）； (2)用以上字母表示油酸分子直径的大小d=______； (3)若实验时爽身粉撒得太厚，则所测的分子直径会______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)理想模型法 (2) (3)偏大 【详解】（1）假设将分子看成球形、不考虑各油酸分子间的间隙及将形成的油膜视为单分子油膜，此方法在物理研究方法中被称为理想模型法。 （2）一滴这种溶液含纯油酸的体积为 测得油膜占有的小正方形个数为，则油膜面积为 则油酸分子直径的大小为 （3）若实验时爽身粉撒得太厚，使得油膜没办法形成单分子层油膜，油膜面积测量值偏小，根据 可知所测的分子直径会偏大。 7．下列是《普通高中物理课程标准》中列出的3个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 (1)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，原线圈接入的电源应为____________（选填“交流电”或“直流电”），实验中由于变压器为非理想变压器，将导致原线圈与副线圈的电压之比一般______________（选填“大于”“小于”或“等于”）理想变压器原线圈与副线圈的匝数之比。 (2)图甲为“探究电磁感应产生条件及其规律”的实验装置，请用笔画线代替导线将电路图补充完整。 (3)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸配制成体积为的油酸酒精溶液，用注射器取出体积为的上述油酸酒精溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为。把这样的一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图乙。图中每个小正方形格的边长为，油膜约有70格，可估算出油酸分子的直径为_______________________。 【答案】(1) 交流电 大于 (2) (3) 【详解】（1）[1]变压器工作原理为互感现象，故应选用交流电源； [2]根据 可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比；实验中由于变压器的铜损和铁损导致副线圈的电压较小，所以导致 因此原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。 （2）如图 （3）一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为 油膜面积为 则油酸分子的直径为 地 城 考点04 分子运动速率分布规律 8．一定质量的氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化。分别如图中的虚线和实线所示，由图可知（　　） A．温度越高，分子的热运动越缓慢 B．温度越高，分子的平均速率越小 C．温度越高，分子的平均动能越小 D．两曲线与横轴围成的面积相等 【答案】D 【详解】ABC．根据分子动理论，温度越高，分子的热运动越剧烈，平均动能越大，平均速率越大，故ABC错误； D．因为纵轴表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，所以两曲线与横轴围成的面积都为，故两曲线与横轴围成的面积相等，故D正确。 故选D。 9．（多选）如图所示，关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　） A．图甲为两分子系统的分子势能与两分子间距离的关系图像，当时，分子间的作用力为零 B．图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某颗粒做布朗运动的运动轨迹 C．图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时气体分子的速率分布图 D．图丁是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，随着分子间距减小，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快 【答案】AC 【详解】A．由图甲可知，当时，分子势能为最小，分子间的作用力为零，故A正确； B．图乙为某颗粒每隔一定时间位置的连线图，不能表示该颗粒做布朗运动的轨迹，故B错误； C．由图可知，T2中速率大分子占据的比例较大，则说明T2对应的平均动能较大，T2对应的温度较高，故C正确； D．丁图是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，随着分子间距减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故D错误。 故选AC。 地 城 考点05 分子动能和分子势能 10．两分子间的分子力、分子势能与分子间距离的关系如图甲、乙所示（取无穷远处的分子势能，两图像纵坐标对应的物理量需要判断），下列说法正确的是（　　） A．乙图表示分子力与分子间距离的关系 B．当时，分子力为零，分子势能也为零 C．随着分子间距离的增大，两分子间的引力先增大后减小 D．在两分子相互靠近的过程中，两分子间的斥力增大 【答案】D 【详解】AB．当时，分子力为零，分子势能最小，可知甲图表示分子力与分子间距离的关系，选项AB错误； C．随着分子间距离的增大，两分子间的引力一直减小，选项C错误； D．在两分子相互靠近的过程中，两分子间的斥力增大，选项D正确。 故选D。 11．（多选）如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法中正确的是（　　） A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10-10m B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10-10m C．若选无穷远处的分子势能为0，则在e点处的分子势能为0 D．若选无穷远处的分子势能为0，则在e点处的分子势能最小，且为负值 【答案】BD 【详解】AB．因为斥力变化快，引力变化慢，当时，斥力等于引力，所以图中cd线代表斥力，ab线代表引力，分子平衡间距的数量级为10-10m，A错误，B正确； CD．因为e点引力和斥力相等，则e为平衡位置，以平衡位置e为界，两分子间距离越大，分子势能越大，分子间距离越小，分子势能也越大，故在e点处的分子势能最小，且为负值，C错误，D正确。 故选BD。 地 城 考点06 玻意耳定律的理解及初步应用 12．如图所示，将一个空的铝易拉罐中插入一根透明圆柱形薄吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（重力、长度均不计），在吸管上标上刻度，就做成一个简易的温度计，若某次测量时易拉罐被轻微压扁一些，则（　　） A．温度的测量值不变 B．温度的测量值偏大 C．温度的测量值偏小 D．测量的温度范围变小了 【答案】B 【详解】相同的温度下，根据玻意耳定律，易拉罐被轻微压扁一些，则罐子内封闭气体的体积减小，压强则增大，所以吸管内油柱上升，温度测量值偏大。 故选B。 13．如图为小明设计的电容式压力传感器原理示意图，平行板电容器与绝缘侧壁构成密闭气腔。电容器上下极板水平，上极板固定，下极板质量为m、面积为S，可无摩擦上下滑动。初始时腔内气体（视为理想气体）压强为p，极板间距为2d。当上下极板均不带电时，外界气体压强改变后，极板间距变为d，腔内气体温度与初始时相同，重力加速度为g，不计相对介电常数的变化，求此时： (1)腔内气体的压强； (2)外界气体的压强； (3)电容器的电容变为初始时的多少倍。 【详解】（1）根据题意可知腔内气体温度不变，根据玻意耳定律有 其中，， 解得 （2）对下极板受力分析有 可得 （3）根据平行板电容器的决定式，变化后间距为d，即板间变为原来的一半，其他条件均不变，可知电容器的电容变为初始时的2倍。 地 城 考点07 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 14．某实验小组利用如图所示的实验装置探究气体的等压变化规律，注射器竖直固定在铁架台上，其中密封了一定质量的气体，柱塞上固定一重物，被密封的空气柱浸没在烧杯的液体中，液体中放置有温度计（图中未标出），忽略柱塞与注射器之间的摩擦，通过改变烧杯内液体温度并读取多组温度、体积数值，则（　　） A．实验时需要测量注射器的内径 B．一开始注射器没有完全竖直而略微倾斜，对实验结论没有影响 C．每次改变烧杯中液体的温度时，应立即读出温度计的示数和空气柱的体积 D．实验过程中外界大气压强发生变化，对实验结论没有影响 【答案】B 【详解】A．空气柱体积与空气柱长度成正比，故实验时不需要测量注射器的内径，故A错误； B．一开始注射器没有完全竖直而略微倾斜，空气柱体积仍与空气柱长度成正比，对实验结论没有影响，故B正确； C．为减小实验误差，每次改变烧杯中液体的温度时，稳定后读出温度计的示数和空气柱的体积，故C错误； D．设柱塞、重物的总质量为，柱塞的截面积为，大气压强为，则空气柱压强为 可知实验过程中外界大气压强发生变化，空气柱压强将发生变化，对实验结论有影响，故D错误。 故选B。 15．利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶塞和柱塞间封闭着一段空气柱（可视为理想气体），空气柱的长度可以从刻度尺上读取，空气柱的压强可以从与空气柱相连的压力表上读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。 (1)实验过程中，下列说法正确的是（　　） A．用手紧握注射器外壁，以保持其稳定 B．在柱塞上涂上润滑油，是为了保证封闭气体的气密性 C．实验时应迅速地向上拉或向下压柱塞然后读数，避免气体与外界发生热交换 D．注射器必须固定在竖直面上 (2)A同学在不同温度下进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，分析可知两次实验的温度大小关系为 ____ （选填“<”“=”或“>”）。 (3)保证空气柱的温度不变，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，B同学多次测量做出的图像如图丙所示（其中实线为实验所得，虚线为参考双曲线的一支），造成这一现象的原因可能是____。 【答案】(1)B (2)> (3)注射器内气体向外泄露 【详解】（1）A．用手紧握注射器外壁会导致气体温度升高，无法保证等温条件，故A错误； B．在柱塞上涂润滑油，既能减小摩擦，又能保证封闭气体的气密性，故B正确； C．实验时应缓慢拉或压柱塞，让气体与外界有足够时间热交换，以保持温度不变，迅速操作反而会改变温度，故C错误； D．压强由压力表测得，因此注射器不必固定在竖直面上，水平放置也可以，故D错误。 故选B。 （2）由理想气体状态方程（S为注射器横截面积） 整理得 可知实验中图像的斜率越大，温度越高，分析可知两次实验的温度大小关系为。 （3）由图像可知，在同一体积下，实验测得压强比理论值偏小，由可知，可能是注射器内气体向外泄漏。 地 城 考点08 理想气体的状态方程的理解及初步应用 16．一定质量的理想气体的p−V图像如图所示，气体由状态A变化到状态B，再变化到状态C，下列说法正确的是（　　） A．tA=tB=tC B．tA=tC>tB C．若tA=−3℃，则tB=−4℃ D．若tA=−3℃，则tB=87℃ 【答案】D 【详解】AB．根据理想气体状态方程有 由题图可知， 所以 即tA=tC<tB，故AB错误； CD．若tA=−3℃，由 解得 即tB=87℃，故C错误，D正确。 故选D。 17．（多选）如图所示，有一内径相等、两端开口的“几”字形导热细玻璃管，玻璃管右端水平部分足够长，现用甲和乙两段水银柱封闭了一定质量的理想气体。已知大气压强为，环境温度为，稳定后水银柱甲的左侧液面比右侧液面低，右侧液面和底部水平玻璃管的距离为。下列说法正确的是（　　） A．封闭气体的长度为 B．封闭气体的压强为 C．若改变环境温度使水银柱乙刚好完全进入底部水平玻璃管，此时环境温度约为333K D．水银柱乙完全进入底部水平玻璃管后，继续升高环境温度，液面A、B之间的高度差将变大 【答案】ABC 【详解】AB．对甲水银柱，封闭气体压强为 对乙水银柱，封闭气体压强为（为乙水银柱上表面与水平面的高度差） 联立解得 故封闭气体的长度为，故AB正确； C．若改变环境温度使水银柱乙刚好完全进入底部水平玻璃管，则封闭气体压强 此时封闭气体的长度为 根据理想气体状态方程有 联立解得，故C正确； D．水银柱乙完全进入底部水平玻璃管后，继续升高环境温度，封闭气体压强不变，始终等于大气压，故液面之间的高度差不变，故D错误。 故选ABC。 18．汽车轮胎的胎压太高或太低容易造成安全隐患。某型号轮胎能在的胎压下安全行驶，出发前胎内检测装置显示温度为、胎压为2.5 atm。气体可看作理想气体，忽略轮胎容积的变化。求： (1)要使汽车安全行驶，轮胎内气体的温度不能超过多少摄氏度； (2)若轮胎漏气，到达目的地后胎内检测装置显示温度为、胎压为2.4 atm，求漏出的气体质量与原胎内气体质量之比。 【详解】（1）对胎内气体根据查理定律 即 解得t=99℃ （2）设轮胎体积为V，则由理想气体状态变化方程 解得 漏出的气体质量与原胎内气体质量之比 地 城 考点09 “玻璃管液封”模型 19．如图，两端封闭的玻璃管与水平面成θ角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向B端移动的是（　　） A．降低环境温度 B．使玻璃管做竖直上抛运动 C．使玻璃管做自由落体运动 D．顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小 【答案】A 【详解】A．由题意可知，两端封闭的玻璃管，水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，假设A、B两端空气柱的体积分别为、不变，此时环境温度为，当温度降低时，A端空气柱的压强由降到，则有 B端空气柱的压强由降到，则有 由查理定律可得 设水银柱的竖直高度为，因为 所以 可知水银柱相对于玻璃管向B端移动，A正确； BC．使玻璃管做竖直上抛运动或自由落体运动，可知水银柱的加速度向下，水银柱处于失重状态，水银柱对B端气体的压力减小，B端气体的体积增大，水银柱向A端移动，BC错误； D．顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小，可知水银柱对B端气体的压力减小，B端气体的体积增大，水银柱向A端移动，D错误。 故选A。 20．（多选）如图所示，粗细均匀的弯管右侧开口，左侧被液体封闭一段气体，右侧用一轻质活塞封住一段气体，轻活塞可在管内无摩擦滑动，稳定后液面高度差为h，右侧开口端距轻活塞足够远，已知大气压强为p0，液体密度为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．左侧管内封闭气体压强为 B．若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，左侧液面会向上移动 C．若缓慢向下推动轻活塞，左侧液面上升，左侧管内封闭气体压强增大 D．若加热左侧管内封闭气体，右侧管内封闭气体的体积不变 【答案】ACD 【详解】A．右侧用一轻质活塞封住一段气体，则右侧密封气体的压强为，对左侧高为h的液柱进行分析，根据平衡条件有 解得，故A正确； B．若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，右侧气体压强一定，根据平衡条件可知，左侧密封气体压强仍然为 可知，若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，左侧液面不会移动，故B错误； C．若缓慢向下推动轻活塞，即轻活塞受到向下的推力作用，对轻活塞进行分析可知，右侧密封气体压强增大，则左侧液面上升，左侧气体体积减小，由于温度一定，根据玻意耳定律可知，左侧管内封闭气体压强增大，故C正确； D．若加热左侧管内封闭气体，由于右侧气体压强仍然为，其温度也不变，根据理想气体状态方程可知，右侧管内封闭气体的体积不变，故D正确。 故选ACD。 21．小龙同学设计了一种测温装置，其结构如图所示.球形烧瓶A为测温泡，内封有一定质量的理想气体，细管B连通水银柱，通过水银柱高度变化反映气体压强变化，从而实现温度测量，已知大气压强， (1)初始时环境温度细管内水银柱高度求此时烧瓶内气体的压强 (2)细管B横截面积忽略不计，当环境温度变化后，细管内水银柱高度变为12cm，求此时的环境温度t2（用摄氏温度表示）； (3)在（2）中，若考虑细管B的横截面积，则实际环境温度t'₂_________t₂（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】(1)60cmHg (2) (3)大于 【详解】（1）气体压强等于大气压强与水银柱产生的压强之差，即 （2）气体做等容变化，由查理定律 其中， 代入查理定律解得 摄氏温度 （3）若考虑细管B的横截面积，水银柱要达到相同高度时，需要更高的温度，即考虑细管B的横截面积，则实际环境温度 地 城 考点10 “变质量气体”模型 22．某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变）。已知该轮胎内气体的体积，从北京出发时，该轮胎气体的温度，压强。哈尔滨的环境温度，大气压强取。则在哈尔滨时，充进该轮胎的空气体积为（　　） A．6L B．7L C．8L D．9L 【答案】A 【详解】设在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小为，根据查理定律有 代入题中数据，解得 由玻意耳定律有 代入数据解得，充进该轮胎的空气体积为 故选A。 23．在一次消防演练中有一个充满气体的钢瓶，钢瓶内封闭的气体可看作理想气体，由于靠近火源使得钢瓶内气体的温度较高，内部气体压强为，于是消防人员将钢瓶转移到远离火源的位置，经过一段时间后气体降温到环境温度，此时气体压强降为。演练完毕后，打开钢瓶阀门缓慢放出一部分气体，并保持钢瓶内气体温度不变，当钢瓶内气体压强降为时关闭阀门。求： (1)转移钢瓶前，钢瓶内气体在压强为时的温度为多少摄氏度； (2)关闭阀门后钢瓶内剩余气体的质量与原来总质量的比值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）从到过程中体积不变，为等容变化，有 解得 即 （2）根据理想气体状态方程 在V、T不变时，气体质量m与压强p成正比。 故剩余气体的质量与原来总质量的比值为 地 城 考点11 晶体和非晶体 24．关于晶体和非晶体的理解，下列说法正确的是（　　） A．晶体和非晶体不能相互转化 B．食盐在熔化的过程中，分子的平均动能保持不变 C．晶体的物理性质表现为各向异性 D．液晶的光学性质表现为各向同性 【答案】B 【详解】A．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化（如非晶玻璃经热处理可结晶），故A错误； B．食盐熔化时温度不变，温度决定分子的平均动能，故平均动能保持不变，故B正确； C．单晶体物理性质各向异性，多晶体各向同性，故C错误； D．液晶的光学性质具有各向异性（如对偏振光的调制作用），故D错误。 故选B。 25．（多选）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　） A．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点 B．晶体的分子（或原子，离子）排列是有规则的 C．晶体的物理性质是各向异性的 D．非晶体的物理性质是各向同性的 【答案】BD 【详解】A．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故A错误； B．晶体的分子（或原子，离子）排列是有规则的，故B正确； CD．单晶体具有各向异性，而多晶体和非晶体具有各向同性，故C错误，D正确。 故选BD。 地 城 考点12 液体的表面张力 26．夏天的清晨，植物叶片上挂满了圆滚滚的水珠，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为引力 B．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为引力 C．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 D．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 【答案】A 【详解】A．液体表面层分子间距比内部大，分布更稀疏。当分子间距大于平衡位置时，分子间作用力表现为引力，形成表面张力，故A正确； B．表面层分子更密集不符合实际，故B错误； C．表面层分子间距大时作用力应为引力而非斥力，故C错误； D．表面层分子不可能更密集且斥力主导，故D错误。 故选A。 27．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．如图甲，水黾可以停在水面上说明液体表面有张力 B．如图乙，夏天荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故 C．如图丙，小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果 D．如图丁，若液体可以浸润玻璃管，则发生毛细现象时，管内径越粗，液体上升越高 【答案】AB 【详解】A．如图甲，水黾可以停在水面上，是因为液体表面张力使得表面形成一层膜，对水黾的支持力与重力平衡，故A正确； B．如图乙，夏天荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故，故B正确； C．如图丙，小木块能够浮于水面上是因为小木块受到浮力与重力平衡，故C错误； D．如图丁，若液体可以浸润玻璃管，则发生毛细现象时，管内径越细，液体上升越高，故D错误。 故选AB。 地 城 考点13 浸润和不浸润 28．下列说法正确的是（　　） A．单晶体和多晶体的物理性质都是各向异性，非晶体是各向同性 B．装在试管中的水银的液面凸起来是因为水银浸润玻璃 C．布朗运动是液体分子的无规则运动 D．液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 【答案】D 【详解】A．单晶体各向异性，多晶体各向同性，非晶体各向同性，故A错误； B．水银不浸润玻璃，液面凸起，故B错误； C．布朗运动是微粒运动，反映分子运动，故C错误； D．表面层分子间距较大，分子间作用力表现为引力，形成表面张力，故D正确。 故选D。 29．（多选）将玻璃管和塑料管分别插入水中，管中液面如图所示，下列说法正确的是（    ） A．形成左边液面的原因是水分子之间的斥力 B．左边管为玻璃管 C．形成右边液面的原因是材料分子间的引力 D．右边液面是不浸润现象 【答案】BD 【详解】BD．根据液面的形状可以判断左边管子是浸润的，右边管子是不浸润的，所以左边管子为玻璃管，故BD正确； A．浸润是由于玻璃分子对外层水分子的吸引力大于内层水分子的吸引力，液面为凹形，故A错误； C．不浸润是由于玻璃分子对外层水分子的吸引力小于内层水分子的吸引力，液面为凸形，故C错误。 故选BD。 地 城 考点14 功、热和内能的改变 30．关于分子动理论和内能，下列说法中正确的是（　　） A．温度降低时，每个分子动能都会减小 B．花粉颗粒在水中的无规则运动是一种机械运动 C．只有热传递才可改变物体的内能 D．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分 【答案】B 【详解】A．温度降低时，分子的平均动能降低，不是每个分子的动能都会减小，故A错误； B．花粉颗粒在水中的无规则运动是由于花粉颗粒受到水分子撞击受力不平衡引起的，是一种机械运动，故B正确； C．改变内能的方式有做功和热传递，故C错误； D．物体的动能和重力势能是物体的机械能，不是内能，故D错误。 故选B。 31．（多选）关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．物体所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能 B．一个物体，当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化 C．一个物体内能的多少，与它的机械能的多少无关 D．摩擦生热使机械能转化为内能 【答案】ACD 【详解】A．内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，故A正确； BC．内能与机械能是不同概念，内能与机械能没有直接关系，一个物体内能的多少，与它的机械能的多少无关；一个物体，当它的机械能发生变化时，其内能不一定发生变化，故B错误，C正确； D．摩擦生热时，要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故D正确。 故选ACD。 地 城 考点15 热力学第一定律的应用 32．如图所示，一定质量的理想气体经历阿特金森循环abcdea，全过程可视为由两个绝热过程ab、cd，两个等容过程bc、de和一个等压过程ea组成。下列说法正确的是（　　） A．在a→b的过程中，气体分子的平均动能变小 B．在b→c的过程中，单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数不变 C．在c→d的过程中，气体的内能在增加 D．在一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量 【答案】D 【详解】A．在a→b的绝热过程中，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，外界对其做的功等于增加的内能，气体温度升高，气体分子的平均动能变大，故A错误； B．在b→c过程中，体积不变，压强增大，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，单位时间内撞击汽缸壁的分子数增多，故B错误； C．在c→d为绝热过程，气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体内能减小，故C错误； D．在一次循环过程中，根据p-V图像可知，气体对外做功（cd图线下方面积）大于外界对气体做功（ab图线下方面积），气体的内能不变，根据热力学第一定律，气体吸收的热量一定大于放出的热量，故D正确。 故选D。 33．（多选）“海琴”号是我国于2025年投入使用的新型6000米级深海电动潜水器，某次深海作业过程中，其内部封闭的理想气体经历了如图所示的循环过程，图中为一个完整循环。已知过程为等温变化，过程为等容变化。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态b时的压强为 B．过程中，气体对外界做的功为 C．过程中，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功 D．一个完整循环过程中，气体从外界吸收的热量小于向外界放出的热量 【答案】ACD 【详解】A．过程为等温变化，根据玻意耳定律有 解得，故A正确； B．图像中，图像与V轴所围几何图形的面积表示功，过程中，气体体积减小，外界对气体做正功，则气体对外界做负功，故B错误； C．过程为等温变化，温度不变，则气体内能不变，体积增大，气体对外界做功，气体从外界吸收热量，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，故C正确； D．由于图像中，图像与V轴所围几何图形的面积表示功，根据图像可知，过程中，气体体积增大，气体对外界做功，过程中，气体体积减小，外界对气体做功，且气体对外界做功小于外界对气体做功，即一个完整循环过程中，外界对气体做功，由于一个完整循环过程中，气体内能不变，则一个完整循环过程中，气体向外界放热，即一个完整循环过程中，气体从外界吸收的热量小于向外界放出的热量，故D正确。 故选ACD。 34．如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中，活塞的面积为S，与气缸底部相距L，气缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、热力学温度与外界大气相同，分别为p0和T0。现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离L后停止，活塞与气缸间的最大静摩擦力为f=2p0S，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体从电热丝吸收的热量为Q，求： (1)活塞刚要开始移动时封闭气体的压强p1； (2)该过程中气体内能的增加量； (3)气体最终温度T。 【详解】（1）刚动时对活塞分析可知： 解得 （2）活塞缓慢向右移动距离L过程中压强不变，气体对外做功，由热力学第一定律： 其中 解得 （3）由理想气体状态方程 得 地 城 考点16 热力学第二定律两种表述 35．关于热现象、热力学定律，下列说法不正确的是（　　） A．一定质量的理想气体的温度升高其内能一定增加 B．扩散现象和布朗运动都表明分子在不停地做无规则运动 C．气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 【答案】C 【详解】A．理想气体内能仅由温度决定，温度升高内能必增，故A正确； B．扩散和布朗运动均体现分子无规则运动（前者直接，后者间接），故B正确； C．气体压强源于分子对器壁的碰撞，而非分子间斥力（理想气体分子力忽略），故C错误； D．热力学第二定律指出热量不能自发从低温传至高温，故D正确。 本题选错误的，故选C。 36．（多选）关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列说法中正确的是（　　） A．的水和的冰的内能是相等的 B．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成 C．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体” D．一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀（对外做功）过程，气体的内能减少 【答案】BD 【详解】A．的冰熔化成水，要吸收热量，内能增加，则的冰的内能比等质量的的水的内能小。由于质量的关系不确定，故不能确定的水和的冰的内能的关系，故A错误； C．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，故B正确； C．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化”，故C错误： D.一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，则 ， 根据 可知 气体的内能减小，故D正确。 故选BD。 地 城 考点17 光电效应现象及其解释 37．如图所示，将验电器与一块不带电的锌板连接，此时验电器指针张角闭合，现用紫外线照射锌板，发现验电器指针张角张开，下列说法正确的是（　　） A．用紫外线照射锌板时，锌板带负电荷 B．用紫外线照射锌板时，验电器指针带正电荷 C．若紫外线光照强度减弱，则光电子的最大初动能增加 D．若紫外线光照强度减弱，则光电子的最大初动能减少 【答案】B 【详解】AB．用紫外线照射锌板时，锌板发生光电效应，从锌板中有电子逸出，则锌板带正电，则验电器指针带正电荷，A错误，B正确； CD．发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光强无关，则若紫外线光照强度减弱，则光电子的最大初动能不变，CD错误。 故选B。 38．（多选）研究光电效应的电路如图甲所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封真空管中的金属极板K，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与A、K之间的电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．甲图中此时通过电流计G的电流方向由d流向c B．1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强 C．光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应 D．用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关 【答案】BD 【详解】A．甲图中此时电子向右运动，电流的方向向左，通过电流计G的电流方向由c流向d，A错误； B．根据动能定理得 根据光电效应方程 解得 1、3的遏止电压相同，所以1、3的频率相同，所以1、3为用黄光照射时得到的曲线； 入射光的强度越大，光子数越多，打出的光电子数越多，饱和光电流越大，所以曲线1对应的黄光较强，B正确； C．如果入射光的频率大于金属极板K的极限频率，光电管两端电压U为零时也能发生光电效应，C错误； D．根据光电效应方程 用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关，与入射光的频率有关，D正确。 故选BD。 地 城 考点18 光电效应的极限频率 39．用蓝光照射密封在真空管中的两种不同金属材料Ⅰ、Ⅱ，完成光电效应实验。电路图如图甲所示，得到遏止电压Uc与入射光频率的关系，如图乙所示，已知电子电荷量为e，则下列说法正确的是（　　） A．Ⅰ的截止频率比Ⅱ的小 B．Ⅰ的逸出功比Ⅱ的大 C．Ⅰ发生光电效应的时间较短 D．由图乙可算出普朗克常量 【答案】A 【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程结合动能定理 则 由图像的图线与横轴的交点表示截止频率，则 则Ⅰ的截止频率比Ⅱ的小，故A正确； B．根据逸出功与截止频率的关系可知截止频率大的金属，逸出功也大，故Ⅰ的逸出功比Ⅱ的小，故B错误； C．光电效应几乎是瞬间发生的，可认为所有金属发生光电效应的时间均一样，故C错误； D．由图像的斜率 可知普朗克常量，故D错误。 故选A。 40．（多选）如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则下列说法正确的是（　　） A．若将滑片向右移动，电路中光电流一定增大 B．若将电源极性反接，电路中光电流一定减小 C．若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流 D．若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流 【答案】BD 【详解】A．图示所加电压为加速电压，当滑片向右移动时，加速电压增大，若电流还没有达到饱和电流，电流增大，当加速电压增大至电流达到饱和电流后，电路中的光电流保持不变，故A错误； B．若将电源极性反接，所加电压为减速电压，则电路中光电流一定减小，故B正确； CD．波长越长，频率越小，当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，表明λ0小于或等于极限波长，可知，换用波长为的光照射阴极K时，电路中不一定有光电流，若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流，故C错误，D正确。 故选BD。 41．已知钙的逸出功为3.20eV，现用波长为300nm的光照射金属钙表面，普朗克常量，电子电荷量，求： （1）钙的截止频率（结果保留两位有效数字）； （2）若用10eV的光子照射该种金属，逸出的光电子的最大初动能为多少？（以eV为单位） 【详解】（1）由于其钙的逸出功为3.20eV，有 解得 （2）由光电效应方程有 地 城 考点19 遏止电压的本质及其决定因素 42．利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的初始位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则（　　） A．P向b端移动过程中，微安表的示数一直增大 B．P向a端移动过程中，微安表的示数一直增大 C．减弱入射光的强度，遏止电压变小 D．P向b端移动过程中，光电子到达阳极A的最大动能增大 【答案】D 【详解】A．P向b端移动过程中，P点的电势在增加，光电管两端施加的正向电压在增加，微安表的电流示数会增大，但是当电流示数已经达到饱和光电流时，再增加电压，也不会增大电流，故A错误； B．P向a端移动过程中，P点的电势在减小，，光电管两端施加的是反向电压，且电压在增大，微安表的示数会减小，故B错误； C．根据公式，改变光强时没有改变光的频率大小，所以遏止电压不变，故C错误； D．P向b端移动过程中，光电管两端施加的正向电压在增加。从阴极出射的光电子最大初动能为，经过正向电压U后，有 即 随着电压的增大，光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。 故选D。 43．（多选）某种金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示（图中截距为已知量）。则由图可知（　　） A．该金属的逸出功等于 B．入射光的频率为时，遏止电压为 C．若电子电量绝对值为，则普朗克常量 D．采用频率为的入射光时，饱和光电流必增大 【答案】ABC 【详解】A．根据光电效应方程和动能定理可得，有 当时，有 故该金属的逸出功等于，故A正确； BC．根据 可得 由题图可知 则有 可得普朗克常量为 当入射光的频率为时，可得 解得遏止电压为，故BC正确； D．饱和光电流由光强决定，与入射光的频率没有直接关系，故D错误。 故选ABC。 44．如图甲所示是研究光电效应饱和电流和遏止电压的实验电路，A、K为光电管的两极，调节滑动变阻器触头P可使光电管两极获得正向或反向电压。现用光子能量的光持续照射光电管的极板K。移动滑动变阻器触头P，获得多组电压表、电流表读数，作出电流与电压关系的图线如图乙所示。求： (1)光电管K极材料的逸出功； (2)当滑片滑至靠近a端，此时电压表示数为2V，则到达A极板的光电子的动能为多少？ 【详解】（1）根据光电效应方程 根据动能定理得 解得， （2）当滑片滑至靠近a端，光电管内电场强度向右，光电子所受电场力向左，光电子做减速运动。 到达A极板的光电子的最大动能为 解得 到达A极板的光电子的动能为 地 城 考点20 爱因斯坦光电效应方程 45．对于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A．图1为密闭容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，大于，且对应图像与坐标轴包围的面积大于对应图像与坐标轴包围的面积 B．图2两分子间距离由变到的过程中分子力做负功 C．LC振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向如图3所示，线圈中的自感电动势正在减小 D．由图4可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 【答案】C 【详解】A．在气体分子速率分布图像中，温度越高，分子的平均速率越大，其峰值向速率大的方向移动，所以 由于图像与坐标轴包围的面积代表分子数百分比的总和，所以两图像与坐标轴包围的面积都相等，都等于1，故A错误； B．由图2可知，两分子间距离由变到的过程中，分子势能降低，所以该过程分子力做正功，故B错误； C．由图3的磁场方向利用安培定则可判断此时线圈L中的电流方向是逆时针（从上往下看）方向，由于电容器上极板带正电、下极板带负电，则说明此时电路正处于放电过程。由LC振荡电路中电流、电荷量的变化规律可知，此时电流正在增大，但电流的变化率正在减小，所以根据可知，线圈中的自感电动势正在减小。故C正确； D．逸出功是金属的固有属性，与入射光的频率无关，故D错误。 故选C。 46．（多选）如图甲所示，a、b、c三种单色光照射阴极K时发生光电效应，测得光电流随电压变化的图像如图乙所示，三种光的频率分别为、、，下列关系正确的是（　　） A．这三种单色光的频率关系是： B．若增大光照强度，图乙中遏止电压不会改变 C．这三种单色光分别通过同一装置发生双缝干涉，c的相邻亮条纹中心距离最小 D．如图丙所示，用a、b组成的复色光沿半圆形玻璃砖的半径方向射到平直界面MN上，折射后分为两束，其中Ⅰ光对应的是单色光a 【答案】BD 【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程 因同一阴极逸出功相同，因此遏止电压越大，光的频率越高。结合题图乙分析 因此遏止电压大小满足 可得频率关系。故A错误； B．遏止电压仅由光的频率决定，和光照强度无关，增大光照强度不会改变遏止电压，故B正确； C．双缝干涉相邻亮条纹间距 频率越小波长越长，间距越大即c频率最小，波长最长，因此相邻亮条纹间距最大，故C错误； D．频率越大，玻璃对光的折射率越大。根据折射定律 入射角相同时，折射率越大，折射角（折射光线与法线的夹角）越大。丙图中Ⅰ光折射角更大，因此Ⅰ光折射率更大、频率更高，对应频率更大的a光，故D正确。 故选BD。 47．用某发光器发出频率为的色光照射图甲中的阴极K产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图乙所示。已知电子的电荷量大小为，普朗克常量为。 (1)求该阴极材料的逸出功（结果用焦耳表示）； (2)当电流表示数恰好为零时，将图甲中电源的正负极对调，求光电子到达阳极A时的最大动能（结果用焦耳表示）； (3)若每两个光子可以激发出一个电子，求发光器的发光功率。 【详解】（1）根据， 根据图乙可知 联立解得 （2）由动能定理有 解得 （3）每秒钟激发的光电子数量 其中 每秒钟发射出光子的能量为 联立解得发光功率 地 城 考点21 原子的核式结构模型 48．通过粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。下列说法正确的是（　　） A．实验时，应将粒子放射源、金箔及荧光屏置于真空中 B．电子对粒子速度大小和方向的影响不可忽略 C．绝大多数粒子运动方向几乎不变，是由于原子是电中性的 D．当粒子距离正电体很近时，发生大角度偏转是由于受到很强的核力 【答案】A 【详解】A．α粒子穿透能力弱，若在空气中会被吸收，无法到达荧光屏，因此实验需在真空中进行。故A正确。 B．α粒子质量约为电子质量的7300倍，碰撞时电子对其速度影响可忽略。故B错误。 C．绝大多数α粒子未偏转是因原子核体积小，大部分空间空旷，而非原子电中性。故C错误。 D．大角度偏转由原子核对α粒子的库仑斥力引起，而非核力（核力为短程力）。故D错误。 故选A。 49．（多选）下列四幅图涉及的物理知识，说法正确的是（　　） A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．图乙：康普顿效应说明光子具有粒子性，光子不但具有能量，还有动量 C．图丙：汤姆生研究粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 D．图丁：玻尔研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流 【答案】AB 【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确； B．康普顿效应、光电效应说明光具有粒子性，光子具有能量，康普顿效应还表明光子具有动量，故B正确； C．卢瑟福研究粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故C错误； D．汤姆孙研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流，故D错误。 故选AB。 地 城 考点22 定态和原子的能级结构 50．如图所示为氢原子的能级图，某个氢原子处在能级向低能级跃迁，共辐射两个不同频率的光子，让这两种频率的光子照射同一金属，均能发生光电效应，其中一种频率的光子照射该金属时刚好能发生光电效应，则另一种频率的光子照射该金属，能逸出光电子的初动能最大值为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意可知，这两个光子的能量分别为， 根据题意可知，金属的逸出功为 则另一个光子照射该金属，逸出的光电子的初动能最大值为 故选C。 51．（多选）地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客遮挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种光可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙为b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极；材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62eV~3.11eV，下列说法正确的是（　　） A．光线发射器发出的光中有一种可见光 B．题述条件下，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为 C．题述a光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光 D．若部分光线被遮挡，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，光电流也不变 【答案】AC 【详解】A．光线发射器中发出的光子的能量分别为，，，可见光光子的能量范围是，光线发射器发出的光中有一种可见光，A正确； B．根据，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能，B错误； C．由题图丙可知，光遏止电压小于光遏止电压，由 得光能量小于光能量，则题述光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光，C正确； D．部分光线被遮挡，不改变光子能量，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，因为光子数量减少，所以光电子数量减少，光电流变小，D错误。 故选AC。 52．氢原子的能级图如图甲所示，研究光电效应的电路图如图乙所示。如果大量氢原子都处于能级，用其跃迁产生的光子持续照射图乙中的阴极K，电路中有光电流产生。将P向右滑动，当电压表示数为6.19V时，电流表示数为零，求： (1)大量氢原子由能级向低能级跃迁时可以产生几种光子？光子能量各是多少？ (2)阴极K的逸出功是多少？ 【详解】（1）根据 可知大量氢原子处于能级向低能级跃迁时可以产生3种光子；对应的光子能量分别为，， （2）由题意可知，用的光照射阴极，该光电效应对应的遏止电压为；设阴极K金属材料的逸出功为，根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理有 解得阴极K的逸出功为 地 城 考点23 玻尔理论对氢原子光谱的解释 53．在原子物理学与光电子学的研究中，氢原子的能级跃迁是理解量子现象和光子与物质相互作用的基础模型。科学家常利用氢放电灯等光源产生特定频率的光子，以探究不同材料的光电效应特性。金属锂作为一种典型的碱金属，其逸出功较低，是光电效应实验中常用的材料。氢原子的部分能级示意图如图所示，已知金属锂的逸出功为，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时辐射出不同频率的光，其中能使金属锂产生光电效应的有（　　） A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】A 【详解】大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出不同频率的光的种类为种。从到释放的能量为 从到释放的能量为 从到释放的能量为 从到释放的能量为 从到释放的能量为 从到释放的能量为 所以能使金属锂产生光电效应的有3种。 故选A。 54．（多选）根据玻尔原子模型，氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，红外线光子能量小于可见光，紫外线光子能量大于可见光，则（　　） A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出γ射线 B．氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线 C．处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 D．大量氢原子从能级向低能级跃迁时最多可辐射出6种频率的光子 【答案】CD 【详解】A．重核裂变和轻核聚变才能释放出γ射线，故A错误； B．根据跃迁公式，有 在可见光范围之内，故B错误； C．处于能级的氢原子吸收1.51eV的光子能量就可以电离，紫外线的光子能量大于3.11eV，处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离，故C正确； D．大量氢原子从能级向低能级跃迁时最多可辐射出种频率的光子，故D正确。 故选CD。 55．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，求： （1）氢原子向低能级跃迁，最多辐射出多少种不同频率的光； （2）频率最大的光能量值ΔE1（注明其单位）； （3）频率最小的光能量值ΔE2（注明其单位）。 【详解】（1）根据 可知这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光。 （2）由能级跃迁到能级，辐射的光子能量值最大，为 （3）由能级跃迁到能级，辐射的光子能量值最小，为 地 城 考点24 德布罗意波 56．英国物理学家G·P·汤姆孙曾在实验中让静止的电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了如图所示的图样，则下列说法正确的是（    ） A．该图样为电子的干涉图样 B．该图样说明了电子具有粒子性 C．加速电压越大，图示现象越明显 D．加速电压越大，加速后粒子对应的物质波的波长越短 【答案】D 【详解】A．该图样为电子的衍射图样，A错误； B．该图样说明了电子具有波动性，B错误； CD．根据，则加速电压越大，电子获得的动能越大，动量越大，由可知，动量越大，波长越短，则图示现象越不明显，C错误，D正确。 故选D。 57．（多选）A、B两种光子的能量之比为3：2，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EB。则（　　） A．A、B两种光子的动量之比为3：2 B．A、B两种光子的动量之比为2：3 C．该金属的逸出功为 D．该金属的逸出功为 【答案】AC 【详解】AB．根据光子能量 光子动量 可知A、B两种光子的动量之比等于光子能量之比，即为3：2，故A正确，B错误； CD．对A，根据光电效应方程有 对B，根据光电效应方程有 因为 联立解得逸出功 故C正确，D错误。 故选AC。 地 城 考点25 原子核的组成 58．下列说法中正确的是（　　） A．电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是γ射线 B．全自动洗衣机的多段式水位自动感应装置采用了生物传感器 C．验钞笔利用红外线检验人民币真伪 D．使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制 【答案】D 【详解】A．电磁波的波长越长，干涉、衍射现象越明显，比如无线电波。而γ射线波长最短，最不容易发生干涉、衍射，故A错误； B．水位感应装置通过检测压力或电容变化实现，属于力学或电容传感器，而非生物传感器，故B错误； C．验钞笔利用紫外线激发荧光物质发光来检验人民币真伪，而非红外线，故C错误； D．调制是将信号加载到电磁波上的技术，使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制，调制分为调幅和调频，故D正确。 故选D。 59．（多选）如图，为原来都静止在同一匀强磁场中的两个放射性元素原子核的变化示意图，其中一个放出一粒子，另一个放出一粒子，运动方向都与磁场方向垂直。图中与分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是（　　） A．放出的是粒子，放出的是粒子 B．为粒子的运动轨迹，为粒子的运动轨迹 C．为粒子的运动轨迹，为粒子的运动轨迹 D．磁场方向一定垂直纸面向里 【答案】AB 【详解】A．放射性元素放出粒子时，粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆；而放射性元素放出粒子时，粒子与反冲核的速度相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆，故放出的是粒子，放出的是粒子，A正确； BC．放射性元素放出粒子过程中动量守恒，由半径公式可得 轨迹半径与动量成正比，与电荷量成反比，而粒子和粒子的电荷量比反冲核的电荷量小，则粒子和粒子的轨迹半径比反冲核的轨迹半径大，故为粒子的运动轨迹，为粒子的运动轨迹，B正确，C错误； D．粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子做圆周运动的方向相反，由于粒子和粒子的速度方向未知，所以不能判断磁场的方向，D错误。 故选AB。 地 城 考点26 α、β衰变的特点、本质及其方程的写法 60．钍基熔盐实验堆是中国自主研发、设计和建设的第四代先进裂变的核能系统。该系统以钍为核燃料，钍核首先俘获一个中子，然后经过两次衰变变成核燃料铀，铀的一种典型裂变产物是氪和钡，则钍核第一次衰变的核反应方程为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】钍核首先俘获一个中子，则有 之后经过两次衰变变成核燃料铀，由于质量数不变，即有233-233=0 电荷数从90变为92，增加了2，即有92-90=2 可知，发生了两次β衰变，即钍核第一次衰变的核反应方程为 故选C。 61．（多选）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（Z>4）发生了一次衰变。新核与放出的粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，图为衰变后新核和该粒子的轨迹，且原子核衰变时其能量都以该粒子和新核的动能形式释放。m、q分别表示该粒子的质量和电荷量，r表示该粒子的轨迹半径，质量亏损忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．图中的衰变方程为 B．衰变后新核的速度大小为 C．该粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，该环形电流大小为 D．衰变时释放的核能为 【答案】ABC 【详解】A．发生衰变时，新核与放出的粒子的速度方向相反，根据左手定则，两粒子电性相同，即该衰变为衰变，所以衰变方程为 故A正确； B．对粒子，根据洛伦兹力提供向心力 解得 衰变后新核Y的质量为 衰变过程，两粒子动量守恒 解得 故B正确； C．粒子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，则周期为 根据电流强度定义式有 解得 故C正确； D．原子核衰变时其能量都以粒子和新核的动能形式释放，则释放的核能为 结合上述解得 故D错误。 故选ABC。 62．一个静止的镭（）原子核发生了衰变变成氡（Rn），认为衰变释放的总能量为，等于粒子的动能与氡原子核的动能之和。忽略衰变过程释放光子的动量和能量，认为原子核的质量之比等于质量数之比。 (1)写出该镭原子核衰变的核反应方程式； (2)求粒子的动能； (3)若产生的粒子和氡原子核以垂直于磁场方向的速度进入同一个匀强磁场中，求两个粒子的偏转半径和之比。 【详解】（1）根据质量数和核电荷数守恒可知，镭原子核衰变的核反应方程为 （2）衰变过程动量守恒，可知 由题意可知粒子的动能 氡原子核的动能 产生的总能量 可得粒子的动能 （3）原子核进入磁场后做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，则有 可得 代入数据解得 地 城 考点27 半衰期相关的计算 63．铽的同位素因半衰期为6.9天且衰变时发射射线，适合制备放射性药物。关于衰变，下列说法正确的是（　　）。 A．经过13.8天，铽的同位素衰变后剩余 B．射线是高能电磁波 C．通过高温高压可改变的半衰期 D．10个原子经过6.9天有5个发生衰变 【答案】A 【详解】A．铽的同位素因半衰期为6.9天，则根据衰变公式可得经过13.8天铽的同位素衰变后剩余的质量为，故A正确； B．射线是高速电子流（或正电子流），不是电磁波，故B错误； C．半衰期是放射性同位素的固有属性，由原子核内部结构决定，不受外界条件（如温度、压力）的影响，所以通过高温高压不会改变的半衰期，故C错误； D．半衰期是统计规律，适用于大量原子，对少量原子，衰变具有随机性，实际衰变数量不一定恰好减少一半，故D错误。 故选A。 64．（多选）发生放射性衰变变为N，半衰期约为5 700年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的四分之一。下列说法正确的是（　　） A．、、具有相同的核子数 B．该古木的年代距今约为11400年 C．衰变为的过程中放出β射线 D．增加样品测量环境的温度将减缓的衰变 【答案】BC 【详解】A．、、具有相同的质子数和不同的中子数，即核子数不同，A错误； B．设原来的质量为，衰变后剩余质量为M，则有 其中n为发生半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的，故 所以该古木的年代距今约为11400年，B正确； C．衰变为的过程中质量数没有变化而核电荷数增加1，所以是其中的一个中子变成了个质子和一个电子，所以放出β射线，C正确； D．放射性元素的半衰期与环境温度无关，D错误。 故选BC。 65．某放射性元素经过9天后，只剩下没有衰变，它的半衰期是多少天？为估算某水库的库容，可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变次。现将这瓶溶液倒入水库，9天后在水库中取水样（可认为溶液已均匀分布），测得水样每分钟衰变20次。请估算水库中水的体积V。 【详解】由半衰期公式 结合天，解得 天 依题意可知 解得 地 城 考点28 结合能与比结合能 66．在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料——作为发电能源为火星车供电。中Pu元素是，其发生衰变，半衰期为87.7年。关于Pu元素的衰变，下列说法正确的是（　　） A．Pu元素的衰变方程为 B．经过87.7年，1000个Pu原子一定剩余500个 C．U核的比结合能大于Pu核的比结合能 D．升高环境温度可以使Pu的半衰期减小 【答案】C 【详解】A．Pu元素的衰变方程为 A错误； B．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核的衰变不适用，B错误； C．衰变过程中释放能量，生成的U核更稳定，比结合能更大，C正确； D．半衰期与物理、化学状态无关，Pu核的半衰期不受环境温度的影响，D错误。 选C。 67．（多选）核能具有高效、清洁等优点，利用核能是当今世界解决能源问题的一个重要方向。原子核的比结合能曲线如图所示，则（　　） A．的比结合能小于的比结合能 B．两个核结合成核的过程放出能量 C．、、三者相比，的结合能最大 D．核的比结合能小于核的比结合能，因此核更稳定 【答案】BC 【详解】A．从比结合能曲线可以看出质量大的原子核，比结合能呈减小趋势，所以的比结合能大于的比结合能，故A错误； B．比结合能越大，原子核结合越牢固，在结合过程中放出的能量越多。从比结合能曲线可知的比结合能大于的比结合能，所以两个核结合成核的过程是放出能量，故B正确； C．结合能等于比结合能乘以核子数。对于、、三者相比，虽然的比结合能最小，但是从核子数来看，的核子数最多。所以综合起来的结合能最大，故C正确； D．由于比结合能越大，原子核结合的越牢固，从比结合能曲线可知核的比结合能大于核的比结合能，所以核比核更牢固，故D错误。 故选BC。 68．2025年3月28日，中核集团首次实现原子核和电子温度均突破一亿度，可控核聚变技术取得重大进展。可控核聚变能量的产生原理与太阳发光发热相似，被称为新一代人造太阳。一个氘核（）与一个氚核（）聚合成一个氦核（）的同时放出一个粒子，并释放能量，不计生成物的动能。已知氘核的结合能为，氚核的结合能为，真空中光速为c。 (1)写出核反应方程并求出反应中的质量亏损； (2)求氦核的比结合能。 【详解】（1）根据质量数守恒、核电荷数守恒规律可知，该核反应方程为                        由爱因斯坦质能方程可知                        该反应中的质量亏损为 （2）氦核的结合能为                        氦核的比结合能为                              代入可得 地 城 考点29 质能方程 69．我国科研人员成功合成了一种新的钚元素同位素钚-227，并依托兰州重离子加速器观测到了该同位素的α衰变过程，衰变方程为，测量得出其半衰期约为0.78s。此核反应过程发生了质量亏损。则下列说法中错误的是（　　） A．核比核少4个核子 B．α射线是氦原子核 C．此核反应向外界放出能量 D．的原子经过剩余质量为 【答案】D 【详解】A．核的质量数为223，核的质量数为227，相差4，故核比核少4个核子，故A正确； B．α射线即α粒子，为氦原子核（），故B正确； C．核反应发生质量亏损，根据质能方程，质量亏损释放能量，故向外界放出能量，故C正确； D．半衰期 时间 衰变次数 剩余的的质量为，故D错误。 本题选错误项，故选D。 70．（多选）某静止的原子核发生衰变，其衰变方程为，衰变过程中释放出的能量全都转化为新核Y和Z的动能，已知光在真空中的速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．Y原子核与Z原子核的动量大小相等 B．Y原子核和Z原子核的质量之差为 C．Y原子核的动能为 D．Z原子核的动能为 【答案】AC 【详解】A．根据动量守恒，衰变后两个新核动量等大反向，故A正确； B．衰变过程中释放出的能量 则解得，故B错误； CD．根据，， 解得，故C正确，D错误。 故选 AC。 71．氡（）是一种天然的放射性元素，氡核发生衰变后变成钋核（），氡的衰变规律如图所示。已知核质量为，核质量为，粒子的质量为，原子质量单位相当于的能量。 (1)写出衰变方程； (2)原子核衰变为的过程中释放的能量为多少； (3)假设一块矿石中含有的，经过19天后，还剩多少。 【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程为 （2）上述衰变过程的质量亏损为 释放的能量为 （3）由图可知，的半衰期为 剩余的质量为 地 城 考点30 核裂变与核聚变 72．第四代核电技术之一的钍基熔盐堆核电，经一系列反应生成。随后通过核反应释放能量。则下列正确的是（　　） A．该核反应为聚变反应 B．该核反应方程前后粒子的总质量不变 C．比结合能比小 D．将加温加压，其半衰期会变短 【答案】C 【详解】A．该核反应为重核裂变反应，A错误； B．该核反应方程前后因放出核能，则有质量亏损，B错误； C．因反应后放出核能，生成物更加稳定，则生成物的比结合能更大，则比结合能比小，C正确； D．半衰期由内部因素决定，与外界条件无关，则将加温加压，其半衰期不变，D错误。 故选C。 73．2025年5月6日我国的紧凑型聚变能实验装置（BEST）项目总装正式启动，让轻核（氘、氚）在人为控制下缓慢、持续发生聚变反应，实现可控核聚变。涉及的主要核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A．这个核反应是衰变 B．为电子 C．中子数为3 D．和的总质量大于和的总质量 【答案】D 【详解】A．该反应为核聚变，不是衰变，故A项错误； B．由于反应过程中质量数和电荷数守恒，有， 解得， 所以X为中子，故B项错误； C．氚核的质子数为1，质量数为3，所以中子数为2，故C项错误； D．核聚变反应过程中释放能量，根据质能方程可知，反应前的总质量大于反应后的总质量，所以和的总质量大于和的总质量，故D项正确。 故选D。 74．（多选）2025年3月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破，将人类向“能源自由”的终极目标推进了一大步。人造太阳利用氘核与氚核聚变反应释放能量，聚变资源储量丰富，主要产物清洁安全，被称为“人类未来的理想能源”。关于该装置及核聚变相关原理，下列说法正确的是（　　） A．氘核与氚核结合生成氦核并释放中子，反应方程为： B．中国环流三号产生的能量主要来源于氘核与氚核被加速后获得的动能 C．该反应有质量亏损，释放能量 D．与核裂变相比，相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较多 【答案】ACD 【详解】A．核反应方程满足质量数守恒和核电荷数守恒，氘核与氚核结合生成氦核并释放中子，反应方程为，A正确； BC．中国环流三号产生的能量主要来源于氘核与氚核的核聚变反应，根据爱因斯坦质能方程 可知核聚变过程中质量亏损转化为能量释放出来，而不是氢原子被加速后获得的动能，B错误，C正确； D．与核裂变相比，相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较多，D正确。 故选ACD。 75．利用核反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站。核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟。 (1)核反应堆中的“燃料”是，完成下面的核反应方程式，。 (2)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少千克浓缩铀？已知铀核的质量为235.0439u，氙核质量为135.9072u，锶核质量为89.9077u。1ukg，中子的质量为1.0087u，浓缩铀中铀235的含量占2%。（一年按365天计算，保留2位有效数字，mol⁻¹） 【详解】（1）核反应方程式 （2）核电站每年放出的热量 JJ 一个裂变放出的热量 需要的浓缩铀质量 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $