(七) 热学与近代物理初步 阶段测试 -2027届高三物理一轮复习

**基本信息** 本单元卷聚焦热学与近代物理初步，以科技前沿（如强流重离子加速器、蛟龙号下潜）和生活情境（汽车胎压、电冰箱）为载体，覆盖分子动理论、气体定律、光电效应、核反应等核心知识点，适配一轮复习基础巩固与能力提升需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题/48分|分子动理论（1题）、气体性质（4题）、光电效应（5题）、核反应（2题）|结合“119号元素合成”（2题）等科技情境，考查科学推理| |实验题|1题/12分|油膜法估测分子直径|通过误差分析（3问）培养科学探究能力| |计算题|2题/40分|光电效应方程（14题）、气体实验定律（15题）|汽车胎压问题（15题）体现物理观念与社会责任融合|

(七)　热学与近代物理初步 阶段测试 (满分：100分) 一、选择题(本题共12小题。) 1．(2026·广西来宾市高三上月考)如图为两分子靠近过程中的示意图，r0为分子间平衡距离，下列说法正确的是(　　) A．分子间距离大于r0时，分子间作用力表现为引力 B．分子从无限远靠近到距离r0处的过程中，分子间作用力一直增大 C．分子从无限远靠近到距离r0处的过程中，分子势能先增大后减小且在r0处最小 D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小 2．(2026·广西柳州市高三上月考)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X＋Am→Y＋2n产生该元素。关于原子核X和质量数A，下列选项正确的是(　　) A．X为Ti，A＝297 B．X为Ti，A＝295 C．X为Cr，A＝297 D．X为Cr，A＝295 3．(2026·江苏省镇江市高三上开学考试)固体金属镓在人手上即可熔化为液体，则(　　) A．液体镓内部分子间的距离等于平衡距离 B．液体镓表面分子间作用力表现为引力 C．固体镓中原子排列不规则 D．液体镓中原子的运动速率都相同 4．(2026·河北省秦皇岛市高三上月考)2024西太平洋国际航次科考队8月18日在西太平洋海域顺利完成“蛟龙号”航次首潜，这也是“蛟龙号”的第300次下潜。随着“蛟龙号”下潜，人在舱内的最强烈感受就是温度变化。下潜处太平洋表面温度约30 ℃，载人舱内没有空调，非常闷热。随着下潜深度加深，温度会随之降低，从酷热到凉快到寒冷，关于下潜过程中舱内一密闭导热容器内的理想气体，下列说法正确的是(　　) A．分子热运动的剧烈程度不发生变化 B．每个气体分子的运动速率都减小 C．单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 D．气体中悬浮微粒越大，布朗运动越明显 5．(2026·福建省龙岩市高三上月考)研究光电效应规律的实验装置如图1所示，对于同一阴极K，用光照强度分别为E1、E2，对应的波长分别为λ1、λ2的单色光1、2照射，测得电压表示数U与电流表示数I的关系如图2所示。则下列结论正确的是(　　) A．单色光1照射阴极K后，电子逸出的初动能大小一定为eUc1 B．若直流电源左端为正极，增大电压表示数，则电流表示数一定增大 C．单色光1照射阴极K电子逸出的最大初动能大于单色光2照射阴极K电子逸出的最大初动能 D．λ1>λ2 6．(2026·湖南省湘潭市高三模拟预测)2024年12月，我国南华大学团队从稀土矿物“独居石”中成功提取出可用于恶性肿瘤治疗的高纯医用同位素铅212(Pb)。已知铅212的半衰期为10．6小时，通过β衰变生成铋212(Bi)。下列关于铅212的说法正确的是(　　) A．衰变过程中，衰变产物的质量数比铅212少4 B．若有10 g铅212，经过21．2小时后剩余质量为2．5 g C．衰变释放的β射线穿透能力比α射线弱 D．衰变释放的β粒子来源于铅212原子核外电子 7．(2026·河北省邢台市高三上期中)2025年7月，比亚迪光伏车身技术正式发布。当太阳光照射光伏车顶时，光子被光伏板上的硅材料吸收，硅原子获得能量并跃迁，已知基态硅原子的第一电离能约为8．15 eV。如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，下列说法正确的是(　　) A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光 B．根据玻尔原子理论，氢原子向低能级跃迁时，电子的动能减小 C．从n＝3能级跃迁到n＝2能级发出的光波长最短 D．这群氢原子向低能级跃迁时发出的光中，有3种能使基态硅原子电离 8．(2026·河南省安阳市高三上月考)如图所示，一汽缸开口向上固定，一定质量的理想气体用密封性良好的活塞封闭在汽缸中，汽缸内有体积可忽略的加热丝，系统平衡时，活塞距离汽缸底部的距离为汽缸高度的，此时气体的压强为p1＝1．2×105 Pa，温度为T1＝300 K。现用加热丝对气体缓慢加热，当温度为T2时活塞刚好到汽缸口，然后在活塞上施加一竖直向下的外力，保持封闭气体的温度T2不变，使活塞缓慢回到原来的位置。已知活塞的横截面积为S＝1．0×10－4 m2，外界大气压强为p0＝1．0×105 Pa，活塞的厚度以及摩擦力忽略不计，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A．活塞的质量为4 kg B．T2＝450 K C．活塞回到原来位置时，封闭气体的压强为1．5×105 Pa D．活塞回到原来位置时，竖直向下的外力大小为8 N 9.(2026·宁夏石嘴山市第一中学高三上开学考试)如图所示为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化，吸收箱 体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是(　　) A．热量可以自发地从低温的冰箱内传到高温的冰箱外 B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能 C．电冰箱的工作原理违反了热力学第二定律 D．电冰箱的工作效率可达到100% 10.放射性同位素的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。钴60(Co)的半衰期为5．27年，它发生β衰变变成镍60(Ni)，而Th则会经一系列α、β衰变后生成氡Rn。下列说法正确的是(　　) A．10 g钴60经过10．54年全部发生衰变 B．钴60可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收 C．钍Th原子核比氡Rn原子核的中子数多8 D．钍Th衰变成氡Rn一共经过2次α衰变和3次β衰变 11．(多选)斯特林发动机是独特的热机，它的效率几乎等于理论最大效率。该发动机工作中经过由两个等容过程和两个等温过程组成的可逆循环，被称为斯特林循环。如图所示，一定质量的理想气体经ABCDA完成循环过程，其中AB和CD均为等温过程，BC和DA均为等容过程。对此气体下列说法正确的是(　　) A．T1>T2 B．A到B过程，气体放出热量 C．B到C过程，温度降低，每个气体分子运动速率都变小 D．经过如图所示的一个斯特林循环过程，气体从外界吸收热量 12．(2026·云南省红河州高三上一模)在一次核反应中，铀核U变成了氙核Xe和锶核Sr，同时放出若干中子。U的比结合能约为7．6 MeV，Xe的比结合能约为8．4 MeV，Sr的比结合能约为8．7 MeV，下列说法正确的是(　　) A．核反应出现质量亏损，质量数减少 B．若把U全部分解为核子，将吸收能量约178．6 MeV C．该核反应中铀核结合能最大，原子核结合得最牢固 D．核反应放出的能量约3．33×10－11 J 二．实验题： 13.在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中： (1)在本实验中“将油酸分子看成紧密排列的球体，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是________。 (2)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL。用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，由此可估测油酸分子的直径是________ m。(保留一位有效数字) (3)如图乙所示，将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好爽身粉的水盘，下列说法正确的是________。 A．滴入油酸酒精溶液时，注射器针头下端应远离水面 B．为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上爽身粉 C．滴入油酸酒精溶液后，出现如图乙所示的图样是因为爽身粉撒得太少太薄 D．配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值偏小 三．计算题：(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 14．图甲为利用光电管研究光电效应的电路图，其中光电管阴极K的材料是钾，钾的逸出功为W0＝3．6×10－19 J。图乙为实验中用某一频率的光照射光电管时，测量得到的光电管的伏安特性曲线，当U＝－2．5 V时，光电流刚好为0。已知普朗克常量h＝6．6×10－34 J·s，电子电荷量e＝1．6×10－19 C。求：(结果均保留两位有效数字) (1)本次实验入射光的频率是多少？ (2)每秒射到光电管阴极K的光子至少为多少个？ 15．(2026·海南省海口市高三模拟预测)海南省由于其独特的地理位置，夏季温度较高，昼夜温差较大。温度较大波动对汽车轮胎胎压造成的影响直接关系到行车安全。若某天清晨的气温是27 ℃，车主将汽车的胎压调整至如图所示2．4 bar(按照行业标准，夏季的胎压为2．4 bar)，此车胎压监测系统监测到胎压低于1．8 bar或高于2．7 bar皆会触发报警。(忽略胎压变化过程中轮胎容积的变化) (1)若中午气温升至35 ℃，轮胎因长时间行驶温度上升到57 ℃，通过计算判断胎压监测系统是否会报警； (2)因车胎被扎钉子而缓慢漏气，刚好触发报警时，求漏出气体的质量与轮胎内剩余气体质量的比值(缓慢漏气过程中忽略气体温度变化)。 参考答案： 1.答案：A解析：分子间距离大于r0时，分子间作用力表现为引力，且分子从无限远靠近到距离r0处的过程中，分子间作用力先增大后减小，分子间距离等于r0时，分子间作用力等于0，分子间距离小于r0时，分子间作用力表现为斥力，故A正确，B错误。分子从无限远靠近到距离r0处的过程中，分子间作用力做正功，分子势能减小；分子间距离从r0逐渐减小的过程中，分子间作用力做负功，分子势能增大，可见分子势能在r0处最小，故C、D错误。 2.答案：D解析：设原子核X的电荷数为z，在该核反应中，根据电荷数守恒有z＋95＝119＋0，可得z＝24，故A、B错误；若X为Cr，根据质量数守恒有54＋243＝A＋2，解得A＝295，故C错误，D正确。 3.答案：B解析：液体镓内部分子间的距离略小于平衡距离，A错误；液体镓表面分子间距离略大于平衡距离，则分子间作用力表现为引力，B正确；固体镓中原子排列规则，形成许多细小的单晶体——晶粒，这些晶粒排列不规则，C错误；液体镓中原子的运动速率遵循分子运动速率分布规律，中等速率的原子较多，D错误。 4.答案：C解析：下潜过程中，理想气体的温度降低，分子的平均动能减小，分子热运动的剧烈程度降低，分子的平均速率减小，但不是每个分子的运动速率都减小，故A、B错误；温度降低，分子的平均速率减小，单个气体分子撞击器壁的平均频率降低，由于气体体积不变，单位体积内分子数量保持不变，故单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少，故C正确；气体中悬浮微粒越大，布朗运动越不明显，故D错误。 5.答案：D解析：根据光电效应的实验规律，可知eUc是电子逸出的最大初动能，即单色光1照射阴极K后，并非所有电子的初动能都等于eUc1，故A错误；若直流电源左端为正极，所加电压为正向电压，当电压增大到一定值时光电流达到饱和，再增大电压，光电流不再增大，即电流表示数不再增大，故B错误；由图2可知，单色光1的遏止电压Uc1小于单色光2的遏止电压Uc2，由Ekmax＝eUc可知，单色光1照射阴极K电子逸出的最大初动能小于单色光2照射阴极K电子逸出的最大初动能，故C错误；单色光2照射阴极K后，电子逸出的最大初动能更大，根据爱因斯坦光电效应方程Ekmax＝hν－W0，可得其频率更高，由c＝λν可知其波长更短，故λ1>λ2，D正确。 6.答案：B解析：β衰变中，一个中子转化为一个质子，并释放β粒子(即电子)，故衰变产物的质量数与铅212相同，β粒子来源于原子核内中子转化为质子时释放的电子，而非核外电子，A、D错误；10 g铅212经过21．2小时后剩余质量m′＝10× g＝2．5 g，B正确；β射线的穿透能力比α射线强，C错误。 7.答案：A解析：这群氢原子跃迁时能辐射出不同频率的光的种类n＝C＝3，对应的跃迁方式分别是3→2、2→1、3→1，故A正确；根据玻尔原子理论，氢原子向低能级跃迁时，电子绕核运动的轨道半径减小，所受库仑力增大，绕核运动速率增大，动能增大，故B错误；n＝3能级与n＝2能级的能量差最小，由hν＝Em－En(m>n)可得从n＝3能级跃迁到n＝2能级发出的光的光子能量最小，对应发出的光频率最小，波长最长，故C错误；这群氢原子向低能级跃迁时发出的光中，只有2→1和3→1这两种跃迁方式放出的光子的能量大于8．15 eV，故有2种能使基态硅原子电离，故D错误。 8.答案：B解析：设活塞的质量为m，初始时，对活塞受力分析，由平衡条件可得p1S＝p0S＋mg，代入数据解得m＝0．2 kg，故A错误；活塞上升过程，气体做等压变化，设汽缸高度为h，根据盖—吕萨克定律有＝，解得T2＝450 K，故B正确；设活塞回到原来位置时，封闭气体的压强为p2，竖直向下的外力大小为F，体积与初始时相等，根据查理定律有＝，解得p2＝1．8×105 Pa，对活塞受力分析，由平衡条件可得p2S＝p0S＋mg＋F，解得F＝6 N，故C、D错误。 9.[答案]　B[解析]　电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，不是自发过程，故A错误，B正确；电冰箱在工作过程中，消耗电能，实现了热量从低温物体向高温物体的传递，不违反热力学第二定律，故C错误；任何热机的效率都不能达到100%，电冰箱也不例外，故D错误。 10.[答案]　C[解析]　10．54年为钴60的两个半衰期，则＝＝，则剩下的钴60为原来的，没有全部衰变，故A错误；在选择人体示踪原子时，应选择半衰期较短的放射性同位素，以减少对人体的伤害，钴60半衰期太长，不能作为药品的示踪原子，故B错误；Th原子核的质量数为232，质子数为90，则中子数为232－90＝142，Rn原子核的质量数为220，质子数为86，则中子数为220－86＝134，可知钍Th原子核比氡Rn原子核的中子数多142－134＝8，故C正确；每次α衰变会让反应核的质量数减少4，电荷数减少2，每次β衰变会让反应核的电荷数增加1，质量数不变，设钍Th衰变成氡Rn经过m次α衰变和n次β衰变，则质量数减少4m＝12，电荷数减少2m－n＝4，联立解得m＝3，n＝2，则经过3次α衰变，2次β衰变，故D错误。 11.答案：AD解析：D到A过程，气体做等容变化，且压强增大，根据查理定律＝C可知，温度升高，则T1＞T2，故A正确；A到B过程，气体做等温变化，温度不变，故气体内能不变，ΔU＝0，体积增大，气体对外做功，则W<0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，Q>0，则气体吸收热量，故B错误；T1>T2，则B到C过程，温度降低，气体分子的平均速率减小，但并不是每个分子的速率都减小，故C错误；在p­V图像中图线与V轴所围面积表示气体对外做的功或外界对气体做的功，可知整个过程外界对气体做的功W′<0，又因为气体内能不变，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，故D正确。 12.答案：D解析：在核反应中会出现质量亏损，但质量数守恒，A错误。将原子核全部分解为核子需吸收的能量等于其结合能，结合能为比结合能与核子数的乘积，则铀核U结合能EU＝235×7．6 MeV＝1786 MeV，故若把U全部分解为核子，将吸收能量约1786 MeV，B错误。氙核与锶核的结合能分别为EXe＝8．4 MeV×139＝1167．6 MeV，ESr＝8．7 MeV×95＝826．5 MeV，铀核结合能最大；比结合能越大原子核结合得越牢固，铀核比结合能小于氙核和锶核，原子核结合得最不牢固，C错误。该核反应释放的能量等于反应后总结合能减去反应前结合能，即释放能量ΔE＝EXe＋ESr－EU＝208．1 MeV≈3．33×10－11 J，D正确。 13.[答案]　(1)建模法　(2)6×10－10　(3)D [解析]　(1)此实验把油酸分子看成紧密排列的球体，把在水面上形成的油膜看成是单分子油膜，是建立模型的方法。 (2)由题图甲可知，油膜所占方格数约为129个，则油膜的面积S＝129×1 cm2＝129 cm2；每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝×＝8×10－6 mL；则油酸分子的直径d＝＝＝6×10－8 cm＝6×10－10 m。 (3)滴入油酸酒精溶液时，注射器针头下端应靠近水面，使油酸均匀散开，防止液滴飞溅，故A错误；为清晰显示油膜的边界，应先撒上爽身粉再滴入油酸酒精溶液，故B错误；由题图乙可知油膜没有充分展开，说明水面上爽身粉撒得太多太厚，故C错误；配制好的油酸酒精溶液放置太久，由于酒精挥发，则油酸酒精溶液的浓度会偏大，则每滴油酸酒精溶液的油酸含量偏多，则计算油酸体积时使用的浓度数据偏小，即得到的油酸体积V偏小，则根据d＝可知分子直径的测量值偏小，故D正确。 14.答案：(1)1．2×1015 Hz　(2)2．2×1014 解析：(1)由题图乙可知遏止电压为Uc＝2．5 V 根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0 且－eUc＝0－Ek 联立解得本次实验入射光的频率为ν＝1．2×1015 Hz。 (2)由题图乙知饱和电流Im＝35．0 μA 则t＝1 s时间内到达A极的电子数n＝＝2．2×1014 因此每秒射到光电管阴极K的光子数至少为n′＝n＝2．2×1014个。 15.答案：(1)不会　(2) 解析：(1)根据题意，轮胎内气体发生等容变化，变化前T1＝(27＋273) K＝300 K，p1＝2．4 bar 变化后T2＝(57＋273) K＝330 K，设压强为p2 根据查理定律有＝ 解得p2＝2．64 bar 因为1．8 bar<p2<2．7 bar，故胎压监测系统不会报警。 (2)把漏出的气体置于与胎内气体压强相等的条件下，则缓慢漏气过程气体发生等温变化。设轮胎容积为V0，以漏气前的胎内气体为研究对象， 漏气前p1＝2．4 bar，V1＝V0 刚好触发报警时p2′＝1．8 bar，设原胎内气体此时的体积为V2 根据玻意耳定律有p1V1＝p2′V2 漏出气体的质量与轮胎内剩余气体质量的比值＝ 解得＝。 学科网（北京）股份有限公司 $