精品解析：河北衡水市郑口中学等校2025-2026学年高二下学期6月阶段检测物理试题

高二物理 注意事项： 1、本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：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。 1. 如图所示，在显微镜下分别追踪甲、乙花粉颗粒在水中的运动，用线段把每隔20s颗粒的位置，按时间顺序依次连接起来，得到二颗粒运动的位置连线，下列说法正确的是（　　） A. 两相邻位置之间，颗粒做直线运动 B. 颗粒无规则运动的成因是花粉颗粒的分子无规则运动 C. 若水的温度相同，则甲图中颗粒较大 D. 若颗粒大小相同，则甲图中水的温度较高 2. 如图所示为某氮化镓（GaN）单晶体的空间结构。该单晶体在某一晶面方向的热导率显著高于其他方向。由此可推断该单晶体（ ） A. 无固定的熔点 B. 导热性能呈现各向同性 C. 几何外形无规则 D. 内部原子呈周期性排列 3. 将细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于略微松弛的状态，将铁丝环浸入肥皂液后取出，环上留有肥皂膜，如图所示。用烧热的针刺破棉线右侧的肥皂膜，稳定后棉线的形状是（　　） A. B. C. D. 4. 在探究光电效应实验规律的实验中，用同一光电管在不同条件下获得了3条光电流与电压关系的图线如图所示，则（ ） A. 丙光的频率最小 B. 甲、乙两光的光强相同 C. 丙光的粒子性最显著 D. 几种光在水中传播时，丙光的速度最大 5. 如图所示为氢原子的能级图，若大量的氢原子从某一激发态向基态跃迁时发出了3种不同频率的光，已知光的频率关系为，下列说法正确的是（ ） A. 氢原子处于能级 B. 氢原子由激发态向基态跃迁时，核外电子动能减小 C. 三种光对应的动量大小关系为 D. 若用动能为的电子轰击一群处于基态的氢原子，氢原子可能跃迁到能级 6. 一定质量的理想气体，从状态经、变化到状态的变化过程图像如图所示，AB与横轴平行，BC与纵轴平行，ODC在同一直线上。已知状态温度为400K，从状态至状态气体吸收了320J的热量，下列说法正确的是（　　） A. B状态的温度为600K B. 从状态到状态的过程中，气体温度不变 C. 从状态到状态的过程中，气体内能增加了240J D. 从状态至状态整个过程中，气体对外做功17.5J 7. 如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如的比结合能约为8.3MeV，的比结合能约为8.0MeV，的比结合能约为7.7MeV，的比结合能约为7.0MeV，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A. 随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大 B. 核的比结合能比核大，因此核比核更稳定 C. 把核分成4个核要释放约16MeV的能量 D. 把核分成2个核要吸收约14.4MeV的能量 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选得0分。 8. 根据所给图片及有关物理知识，判断下列说法正确的是（ ） A. 卢瑟福通过图甲中的实验提出了原子的核式结构模型 B. 图乙显示了、、三种射线从粒子源射入匀强磁场后的运动轨迹，其中③轨迹代表射线 C. 图丙为放射性元素衰变曲线，若有16个氢原子核，经过一个半衰期后只剩下8个氢原子核 D. 图丁中钍（）基熔盐堆是利用中子轰击引起的链式反应来获取核能的 9. 下列关于热学问题的说法正确的是（ ） A. 图甲的伽尔顿板，大量小珠子最终的落点有一定的规律 B. 在图乙中若处为分子平衡位置、无穷远处分子势能为零，纵轴表示分子势能 C. 图丙为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为的理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，气体的最终温度小于 D. 图丁中冰箱的工作原理表明热量可以自发地从低温物体传到高温物体 10. 如图所示，在光滑水平面上有一个内外壁均光滑的汽缸，汽缸质量为、体积为，汽缸内有一横截面积为的活塞，活塞密封一定质量的理想气体，气体温度为。现对汽缸施加一水平向左的拉力，其大小为（为外界大气压强），稳定时封闭气体的压强为，体积为。已知汽缸的质量为活塞质量的9倍，忽略密封气体的质量和温度的变化。下列说法正确的是（ ） A. 汽缸加速度大小为 B. C. 活塞移动距离为 D. 若气体体积不变，则稳定后气体温度为 三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. “前进”实验小组的同学们正在做“用油膜法估算油酸分子的大小”的实验，他们的部分操作如下： ①取1.0 mL油酸配成600 mL油酸酒精溶液； ②用注射器取一些油酸酒精溶液，并将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到体积为时一共滴入60滴； ③在浅盘内注入适量的水，将爽身粉均匀地撒在水面上，用注射器滴入一滴溶液； ④待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓形状。 （1）下列四幅图中与“将油酸分子看成球形”所采用的方法相同的是__________； A. 研究运动员在百米比赛的平均速率 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 利用光电门测量物体的瞬时速度 D. 探究加速度与力、质量的关系 （2）三名实验组员分别得到以下油膜形状，其中最理想的是__________； （3）若油酸膜的面积是，由上述数据估算得到油酸分子的直径约为__________m（保留一位有效数字）； （4）若由于酒精的挥发，导致油酸酒精溶液的实际浓度发生变化，这会导致实验测得的油酸分子的直径__________（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。 12. 利用图甲的装置“探究气体压强与体积的关系”，压力表通过柱塞内的细管与空气柱相连。 （1）向上移动柱塞后压力表示数将__________（填“增大”或“减小”）； （2）通过多次缓慢改变空气柱的体积，得到相应的压力表读数，绘出如图乙所示的图像，若想以气体体积为横坐标，描绘出线性图像，则纵坐标代表的是__________（用表示）； （3）已知初状态空气柱体积为，压强为，正确选择（2）中纵坐标代表的物理量后得到线性图像的斜率为__________； （4）若图乙中横纵坐标轴的单位分别为和，空气柱中的气体从状态缓慢变化到状态，则气体__________（填“吸收”或“放出”）热量对应的是__________（填写正确选项前字母即可）。 A．fabe所围面积 B．adcb所围面积 C．所围面积 D．所围面积 13. 如图所示，竖直放置的密闭绝热汽缸内，面积为S的活塞下方封闭着1 mol的理想气体，当活塞在A处静止时，气体的温度为T，活塞距汽缸底部的距离为L，活塞上方L处有固定卡扣，活塞可在汽缸内无摩擦的滑动。已知活塞的质量为m，该理想气体内能与温度关系：（n为气体的物质的量，R为已知常数），重力加速度为g，大气压强为，现通过电热丝缓慢加热气体，使活塞上升到卡扣处并继续加热至封闭气体温度为3T，求： （1）活塞刚到达卡扣处时，封闭气体的温度； （2）封闭气体温度为3T时，封闭气体的压强； （3）气体从电热丝吸收的总热量。 14. 玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动视为经典力学描述下的轨道运动。他认为，原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足，其中为量子数，为电子处于第轨道时的轨道半径。电子在第轨道运动时氢原子的能量为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能和电子绕氢原子核做圆周运动的半径存在关系：（以无穷远为电势能零点），已知普朗克常量为，静电力常量为，基态时电子轨道半径为。 （1）求氢原子处于基态时电子的动能及氢原子的总能量，并找出电子在第轨道运动时氢原子的能量和基态能量的关系； （2）若已知基态氢原子能量为，要使处于能级的氢原子电离，求照射氢原子的电磁波的最小频率； （3）图中、、、分别表示氢原子的四种跃迁，试推导相应辐射光子的波长、、、之间的关系。 15. 如图所示，一定质量的气体放在体积为的导热容器中，室温，有一光滑导热活塞（体积忽略不计）将容器分成两室，室的体积是室的三倍，室容器上连接有一管内体积不计的足够长的形管，两侧水银柱高度差为，内有体积可以忽略的电阻丝，室容器可通过一阀门与大气相通。已知外界大气压。 （1）求此时室内气体压强； （2）若打开阀门，待系统稳定后，给A室内的电阻丝通电，求活塞C恰好到达容器的最左端时，A室内气体温度； （3）若在（2）中，将A室内气体温度继续加热到时，求此时形管两侧水银高度差； （4）若A室内气体的温度保持不变，将阀门打开，求稳定后室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 注意事项： 1、本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：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。 1. 如图所示，在显微镜下分别追踪甲、乙花粉颗粒在水中的运动，用线段把每隔20s颗粒的位置，按时间顺序依次连接起来，得到二颗粒运动的位置连线，下列说法正确的是（　　） A. 两相邻位置之间，颗粒做直线运动 B. 颗粒无规则运动的成因是花粉颗粒的分子无规则运动 C. 若水的温度相同，则甲图中颗粒较大 D. 若颗粒大小相同，则甲图中水的温度较高 【答案】D 【解析】 【详解】A．记录的是两微粒运动的位置连线图，并不是轨迹图，所以两相邻位置之间，颗粒不是做直线运动，故A错误； B．颗粒无规则运动的成因是液体分子的撞击，反应了液体分子的无规则运动，故B错误； C．温度相同，微粒越小无规则运动越明显，所以甲图中颗粒较小，故C错误； D．若两微粒大小相同，温度越高无规则运动越明显，所以甲图中水的温度较高，故D正确。 故选D。 2. 如图所示为某氮化镓（GaN）单晶体的空间结构。该单晶体在某一晶面方向的热导率显著高于其他方向。由此可推断该单晶体（ ） A. 无固定的熔点 B. 导热性能呈现各向同性 C. 几何外形无规则 D. 内部原子呈周期性排列 【答案】D 【解析】 【详解】AC．单晶体具有规则的几何外形，有固定的熔点，故AC错误； B．该单晶体在某一晶面方向的热导率显著高于其他方向，所以该单晶体有导热的各向异性，故B错误； D．由题图可知，该单晶体内部原子排列有周期性，故D正确。 故选D。 3. 将细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于略微松弛的状态，将铁丝环浸入肥皂液后取出，环上留有肥皂膜，如图所示。用烧热的针刺破棉线右侧的肥皂膜，稳定后棉线的形状是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】表面张力表现为引力效果，当用烧热的针刺破棉线右侧的肥皂膜时，左侧肥皂膜对棉线的表面张力方向整体向左，稳定后棉线整体向左弯曲。 故选A。 4. 在探究光电效应实验规律的实验中，用同一光电管在不同条件下获得了3条光电流与电压关系的图线如图所示，则（ ） A. 丙光的频率最小 B. 甲、乙两光的光强相同 C. 丙光的粒子性最显著 D. 几种光在水中传播时，丙光的速度最大 【答案】C 【解析】 【详解】AC．根据，由图像可知丙光的遏止电压最大，可知频率最大，粒子性最显著，A错误，C正确； B．同理可知，甲、乙两光的遏止电压相同，可知频率相同，但甲光的饱和电流较大，可知光强较大，B错误； D．几种光在水中传播时，丙光频率最大，可知折射率也最大，根据可知，速度最小，D错误。 故选C。 5. 如图所示为氢原子的能级图，若大量的氢原子从某一激发态向基态跃迁时发出了3种不同频率的光，已知光的频率关系为，下列说法正确的是（ ） A. 氢原子处于能级 B. 氢原子由激发态向基态跃迁时，核外电子动能减小 C. 三种光对应的动量大小关系为 D. 若用动能为的电子轰击一群处于基态的氢原子，氢原子可能跃迁到能级 【答案】D 【解析】 【详解】A.大量氢原子跃迁时辐射的光子种类公式为 当发出种不同频率的光时，即，代入上式解得 因此氢原子处于能级，A错误； B.氢原子由高能级向基态跃迁时，轨道半径减小，由库仑力提供向心力 解得动能 由公式可知核外电子和核内质子带电量不发生变化，为常数，因此氢原子向基态跃迁，轨道半径减小，动能增加，B错误； C.光子动量表达式为 可知光速和普朗克常量都不变，频率越大，光子动量越大，因此，C错误； D.电子轰击时只需要满足电子动能大于或等于能级差即可，基态 能级差为，D正确。 故选D。 6. 一定质量的理想气体，从状态经、变化到状态的变化过程图像如图所示，AB与横轴平行，BC与纵轴平行，ODC在同一直线上。已知状态温度为400K，从状态至状态气体吸收了320J的热量，下列说法正确的是（　　） A. B状态的温度为600K B. 从状态到状态的过程中，气体温度不变 C. 从状态到状态的过程中，气体内能增加了240J D. 从状态至状态整个过程中，气体对外做功17.5J 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据其中的 可解得，故A错误； B．因为状态的pV乘积大于状态，则从状态到状态的过程中温度降低，故B错误； C．从状态到状态的过程中，气体吸收了320J的热量，同时气体对外做功 由热力学第一定律可知 气体内能增加了240J，故C正确； D．因图像与横轴所围的面积表示功，则从状态至状态整个过程中，气体对外做功，故D错误。 故选C。 7. 如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如的比结合能约为8.3MeV，的比结合能约为8.0MeV，的比结合能约为7.7MeV，的比结合能约为7.0MeV，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A. 随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大 B. 核的比结合能比核大，因此核比核更稳定 C. 把核分成4个核要释放约16MeV的能量 D. 把核分成2个核要吸收约14.4MeV的能量 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，原子核质量数比较小时，随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大，质量数比较大时，随着质量数增加，原子核的比结合能减小，故A错误； B．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，而核的比结合能比核大，因此核比核更稳定，故B错误； C．把分成8个中子和8个质子需要吸收的能量为 把2个质子与2个中子组合成一个氦核需要释放的能量为 所以把分成4个要吸收的能量为，故C错误； D．把核分成12个中子和12个质子需要吸收的能量约为 把6个质子与6个中子组合成一个碳核需要释放的能量为 所以把分成2个要吸收的能量约为，故D正确。 故选D。 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选得0分。 8. 根据所给图片及有关物理知识，判断下列说法正确的是（ ） A. 卢瑟福通过图甲中的实验提出了原子的核式结构模型 B. 图乙显示了、、三种射线从粒子源射入匀强磁场后的运动轨迹，其中③轨迹代表射线 C. 图丙为放射性元素衰变曲线，若有16个氢原子核，经过一个半衰期后只剩下8个氢原子核 D. 图丁中钍（）基熔盐堆是利用中子轰击引起的链式反应来获取核能的 【答案】AD 【解析】 【详解】A．卢瑟福通过图甲中的粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，A正确； B．图乙显示了、、三种射线从粒子源射入匀强磁场后的运动轨迹，粒子带正电，由左手定则可知，其中②轨迹代表射线，B错误； C．半衰期是大量粒子衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，C错误； D．根据链式反应的规律可知，图丁中钍（）基熔盐堆是利用中子轰击引起的链式反应来获取核能的，D正确。 故选AD。 9. 下列关于热学问题的说法正确的是（ ） A. 图甲的伽尔顿板，大量小珠子最终的落点有一定的规律 B. 在图乙中若处为分子平衡位置、无穷远处分子势能为零，纵轴表示分子势能 C. 图丙为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为的理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，气体的最终温度小于 D. 图丁中冰箱的工作原理表明热量可以自发地从低温物体传到高温物体 【答案】AB 【解析】 【详解】A．图甲中伽尔顿板可用来演示统计规律，当某一个小球下落时，落到那个槽内是不确定的，如果是大量的小球下落，则不会均匀分布在每个槽内，小球落到槽内的情况有一定规律，故A正确； B．在图乙中若处为分子平衡位置、无穷远处分子势能为零，则处分子势能最小，可知，纵轴表示分子势能，故B正确； C．图丙中，抽掉隔板气体不做功，容器绝热，则气体的内能不变，可知，气体的最终温度不变，仍为，故C错误； D．图丁中冰箱的工作原理表明，在外界做功的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，但这并非自发过程，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故D错误。 故选AB。 10. 如图所示，在光滑水平面上有一个内外壁均光滑的汽缸，汽缸质量为、体积为，汽缸内有一横截面积为的活塞，活塞密封一定质量的理想气体，气体温度为。现对汽缸施加一水平向左的拉力，其大小为（为外界大气压强），稳定时封闭气体的压强为，体积为。已知汽缸的质量为活塞质量的9倍，忽略密封气体的质量和温度的变化。下列说法正确的是（ ） A. 汽缸加速度大小为 B. C. 活塞移动距离为 D. 若气体体积不变，则稳定后气体温度为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．对整体受力分析，由牛顿第二定律可得 其中，解得汽缸加速度大小为，A正确； B．对气缸受力分析 解得，B错误； C．对气体由玻意耳定律 解得活塞移动距离为，C正确； D．若气体体积不变，根据 则稳定后气体温度为，D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. “前进”实验小组的同学们正在做“用油膜法估算油酸分子的大小”的实验，他们的部分操作如下： ①取1.0 mL油酸配成600 mL油酸酒精溶液； ②用注射器取一些油酸酒精溶液，并将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到体积为时一共滴入60滴； ③在浅盘内注入适量的水，将爽身粉均匀地撒在水面上，用注射器滴入一滴溶液； ④待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓形状。 （1）下列四幅图中与“将油酸分子看成球形”所采用的方法相同的是__________； A. 研究运动员在百米比赛的平均速率 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 利用光电门测量物体的瞬时速度 D. 探究加速度与力、质量的关系 （2）三名实验组员分别得到以下油膜形状，其中最理想的是__________； （3）若油酸膜的面积是，由上述数据估算得到油酸分子的直径约为__________m（保留一位有效数字）； （4）若由于酒精的挥发，导致油酸酒精溶液的实际浓度发生变化，这会导致实验测得的油酸分子的直径__________（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。 【答案】（1）A （2）丙 （3） （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 A．研究运动员在百米比赛的平均速率，采用的是理想模型法，把运动员看作质点 B．探究两个互成角度的力的合成规律采用等效替代法 C．利用光电门测量物体的瞬时速度用极限思想法 D．探究加速度与力、质量的关系用控制变量法 油酸分子是实际存在的，但直径很小，所以可把油酸分子看成球形，采用的是理想模型法 故选A。 【小问2详解】 最理想的情况是爽身粉很薄，容易被油酸酒精溶液冲开，近似圆形 故选丙。 【小问3详解】 一滴溶液中含纯油酸的体积 油酸分子的直径约为 【小问4详解】 酒精的挥发，导致酒精浓度变大，计算时代入数据偏小，导致实际测得的油酸分子的直径偏小。 12. 利用图甲的装置“探究气体压强与体积的关系”，压力表通过柱塞内的细管与空气柱相连。 （1）向上移动柱塞后压力表示数将__________（填“增大”或“减小”）； （2）通过多次缓慢改变空气柱的体积，得到相应的压力表读数，绘出如图乙所示的图像，若想以气体体积为横坐标，描绘出线性图像，则纵坐标代表的是__________（用表示）； （3）已知初状态空气柱体积为，压强为，正确选择（2）中纵坐标代表的物理量后得到线性图像的斜率为__________； （4）若图乙中横纵坐标轴的单位分别为和，空气柱中的气体从状态缓慢变化到状态，则气体__________（填“吸收”或“放出”）热量对应的是__________（填写正确选项前字母即可）。 A．fabe所围面积 B．adcb所围面积 C．所围面积 D．所围面积 【答案】（1）减小 （2） （3） （4） ①. 吸收 ②. B 【解析】 【小问1详解】 向上移动柱塞后，气体体积变大，则压强减小，即压力表示数将减小； 【小问2详解】 根据可得 即若想以气体体积为横坐标，描绘出线性图像，则纵坐标代表的是； 【小问3详解】 根据 可得 则得到线性图像的斜率为 【小问4详解】 [1]空气柱中的气体从状态缓慢变化到状态，则气体温度不变，内能不变，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量； [2]根据可知，对应的是adcb所围面积。 13. 如图所示，竖直放置的密闭绝热汽缸内，面积为S的活塞下方封闭着1 mol的理想气体，当活塞在A处静止时，气体的温度为T，活塞距汽缸底部的距离为L，活塞上方L处有固定卡扣，活塞可在汽缸内无摩擦的滑动。已知活塞的质量为m，该理想气体内能与温度关系：（n为气体的物质的量，R为已知常数），重力加速度为g，大气压强为，现通过电热丝缓慢加热气体，使活塞上升到卡扣处并继续加热至封闭气体温度为3T，求： （1）活塞刚到达卡扣处时，封闭气体的温度； （2）封闭气体温度为3T时，封闭气体的压强； （3）气体从电热丝吸收的总热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 活塞从初始位置至刚刚到达卡扣处，气体经历等压过程，设活塞刚刚到达卡扣处时，气体的温度为T1，根据盖-吕萨克定律，有 解得 【小问2详解】 气体温度从升高至的过程为等容过程，气体温度为时，气体的压强为 设气体温度为时，气体的压强为，根据查理定律，有 解得 【小问3详解】 活塞从初始位置到刚到达卡扣处的过程中，气体对外做功为 此后温度从升高至的过程中，活塞保持静止，气体不做功。全过程中，这1mol气体的内能变化量 由热力学第一定律知，全过程中气体吸收的热量为 解得 14. 玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动视为经典力学描述下的轨道运动。他认为，原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足，其中为量子数，为电子处于第轨道时的轨道半径。电子在第轨道运动时氢原子的能量为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能和电子绕氢原子核做圆周运动的半径存在关系：（以无穷远为电势能零点），已知普朗克常量为，静电力常量为，基态时电子轨道半径为。 （1）求氢原子处于基态时电子的动能及氢原子的总能量，并找出电子在第轨道运动时氢原子的能量和基态能量的关系； （2）若已知基态氢原子能量为，要使处于能级的氢原子电离，求照射氢原子的电磁波的最小频率； （3）图中、、、分别表示氢原子的四种跃迁，试推导相应辐射光子的波长、、、之间的关系。 【答案】（1）， ， （2） （3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，设氢原子处于基态时电子绕原子核做圆周运动的速率为，由牛顿第二定律有，电子动能 联立可得，氢原子处于基态时电子的动能为 电势能为 可得基态氢原子的总能量为 同理，电子在第轨道运动时 结合，可得氢原子的总能量 （2）要使处于能级的氢原子电离，照射光的光子能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，则有 由能级公式可得 故照射光的频率为 （3）氢原子在四种跃迁、、、所辐射的光子能量分别记作、、、 它们满足 整理可得 所以有 15. 如图所示，一定质量的气体放在体积为的导热容器中，室温，有一光滑导热活塞（体积忽略不计）将容器分成两室，室的体积是室的三倍，室容器上连接有一管内体积不计的足够长的形管，两侧水银柱高度差为，内有体积可以忽略的电阻丝，室容器可通过一阀门与大气相通。已知外界大气压。 （1）求此时室内气体压强； （2）若打开阀门，待系统稳定后，给A室内的电阻丝通电，求活塞C恰好到达容器的最左端时，A室内气体温度； （3）若在（2）中，将A室内气体温度继续加热到时，求此时形管两侧水银高度差； （4）若A室内气体的温度保持不变，将阀门打开，求稳定后室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比。 【答案】（1）152 cmHg （2）600 K （3）38 cm （4） 【解析】 【小问1详解】 开始时，设A室内气体压强为，则 其中 解得B室内气体压强是 【小问2详解】 开始时，A室内 A室的体积为 阀门K打开后，A室内气体等温变化，稳定后压强为，则 体积设为，根据玻意耳定律有 解得 气体从升到时，活塞C恰好到达容器最左端，即A室内气体体积变为，压强始终为 即为等压变化过程，根据盖-吕萨克定律有 解得 【小问3详解】 因为从继续升高到的过程中，A室内气体为等容变化过程，设其最终压强为，根据查理定律有 解得 其中， 解得， 【小问4详解】 由（2）可知，阀门K打开后，A室内气体等温变化，稳定后压强为，则、 B室内气体等温变化，依题意有， 其中 根据玻意耳定律有 解得 则稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $