高中物理课时作业（人教版选修第三册）（含答案）（26份打包）

分层作业(一)　分子动理论的基本内容
A级　必备知识基础练
1.(多选)下列语句中，描述的是分子热运动的是(　　)
A．酒香不怕巷子深
B．踏花归去马蹄香
C．拂墙花影动，疑是玉人来
D．风沙刮地塞云愁
2．下列关于热运动的说法中，正确的是(　　)
A．0 ℃的物体中的分子不做无规则运动
B．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子和混凝土分子都在做无规则的热运动
C．因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动
D．运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动剧烈
3.把墨汁用水稀释后取出一滴放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．炭粒越大，布朗运动越明显
B．小炭粒在不停地做无规则运动，这种运动就是布朗运动
C．在光学显微镜下既能看到水分子，又能看到悬浮的小炭粒
D．温度越低，布朗运动越明显
4．如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，以下关于布朗运动的说法正确的是(　　)
A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．液体温度越低，布朗运动越剧烈
C．悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显
D．悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的
5．[2022·大连高二检测]关于分子间作用力，下列说法正确的是(　　)
A．引力和斥力都随距离的减小而增大
B．两分子间的距离为r0时，分子间斥力为零，引力也为零
C．两分子间距离为r0时，分子处于静止状态
D.分子力的本质是万有引力
6．(多选)一名研究生说道：“目前，新型冠状病毒主要的传播途径还是以大的呼吸道飞沫的形式出现……而不是小的气溶胶悬浮颗粒，幸运的是，飞沫的重量足够大，它们不会飞很远，而是在飞行几米后从空中落下．”一般的工作生活条件下，只要我们正确佩戴好口罩，做好防护措施，就不会被感染．下列有关飞沫和气溶胶悬浮颗粒在空气中的运动的说法，正确的是(　　)
A．气溶胶悬浮颗粒在空气中的运动是布朗运动
B．飞沫在空气中的运动是布朗运动
C．温度越高，气溶胶悬浮颗粒在空气中的运动越剧烈
D．温度越高，飞沫在空气中的运动越剧烈
7．金刚石俗称“金刚钻”，也就是我们常说的钻石，它是一种由碳元素组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质．已知金刚石的密度ρ＝3 560 kg/m3，碳原子的摩尔质量为1.2×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1.现有一块体积V＝7×10－8 m3的金刚石，则：(计算结果保留2位有效数字)
(1)它含有多少个碳原子？
(2)假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，把金刚石中的碳原子看成球体，试估算碳原子的直径．
B级　关键能力提升练
8.(多选)[2022·石家庄高二检测]如图所示，关于分子间的作用力，下列说法正确的是(其中r0为两分子平衡时的间距)(　　)
A．当分子间距离为r0时，它们之间既有引力，也有斥力
B．分子间的平衡距离与分子直径大小的数量级相等，为10－10 m
C．两个分子间距离由较远减小到r＝r0过程中，分子力先减小，后增大，分子力表现为引力
D．两个分子间距离r>r0时，分子力表现为引力
9．(多选)浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶——它刷新了目前世界上最轻材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜．这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的.设气凝胶的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为kg/mol)，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法正确的是(　　)
A．a千克气凝胶所含分子数为N＝NA
B．气凝胶的摩尔体积为Vm＝
C．每个气凝胶分子的体积为V0＝
D．每个气凝胶分子的直径为d＝
10．“可燃冰”是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”，其主要成分为甲烷分子和水分子．已知1 m3可燃冰可释放标准状况下的天然气164 m3，标准状况下1 mol气体的体积为22.4 L，标准状况下天然气的密度为0.67 kg/m3.阿伏加德罗常数取NA＝6.02×1023 mol－1.求：(结果均保留两位有效数字)
(1)1 cm3可燃冰所含甲烷分子数为多少？
(2)平均每个甲烷分子的质量为多少？单元素养评价(三)　热力学定律
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选项题(本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项符合题目要求)
1．一定质量的理想气体，在温度升高的过程中(　　)
A．气体的内能一定不变
B．外界一定对气体做功
C．气体一定从外界吸收热量
D．气体分子的平均动能一定增大
2．下列过程中可能发生的是(　　)
A．某种物质从高温热库吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响
B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发进去，恢复原状
C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高
D．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开
3．如图为简易测温装置，玻璃管中一小段水银封闭了烧瓶内一定质量的气体，当温度升高时(　　)
A．瓶内气体的密度增大
B．瓶内气体分子的平均动能增加
C．外界对瓶内气体做正功
D．热传递使瓶内气体的内能减少
　　　　　　　　　　　　
　　 　第3题图　　　　　　　　第4题图　　　　　　　　　　第5题图
4．如图是一定质量理想气体状态变化的V T图像，图中ab∥cd，ad平行于横轴，bc平行于纵轴，由图像可知(　　)
A．a→b过程气体压强不变 B．b→c过程气体内能不变
C．c→d过程气体密度不变 D．d→a过程气体对外做功
5．如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a.下列说法正确的是(　　)
A．在过程ca中外界对气体做功
B．在过程ab中气体的内能减少
C．在过程ab中气体对外界做功
D．过程bc与气体沿直线从状态b到达状态c相比气体吸收热量更多
6．有一种在超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示．图乙、图丙是其工作原理示意图．使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上(如图乙)，然后把锁扣扳下(如图丙)，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，使吸盘牢牢地被固定在墙壁上，若吸盘内气体可视为理想气体，且温度始终保持不变．则此过程中(　　)
A．吸盘内气体要吸收热量
B．吸盘内气体分子的数密度增大
C．吸盘被向外拉出过程中，吸盘内气体不对外界做功
D．吸盘内气体压强增大
7.气闸舱是空间站中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理如图所示．座舱A与气闸舱B间装有阀门K，A中充满空气，B内为真空．航天员由太空返回B时，将B封闭，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡．假设此过程中系统温度保持不变，舱内气体可视为理想气体，不考虑航天员的影响，则此过程中(　　)
A．气体膨胀做功，内能减小
B．气体从外界吸收热量
C．气体分子在单位时间内对A舱壁单位面积碰撞的次数减少
D．一段时间后，A内气体的密度可以自发地恢复到原来的密度
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．全部选对得6分，选对但选不全的得3分，有错选的得0分)
8.器壁透热的汽缸放在恒温环境中，如图所示．汽缸内封闭着一定量的气体，气体分子间相互作用的分子力可以忽略不计，在缓慢推动活塞Q向左运动的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．活塞对气体做功，气体的内能增加
B．活塞对气体做功，气体的平均动能不变
C．气体的单位分子数增大，压强增大
D．气体向外散热，内能减少
9.
如图所示为某同学设计的一个简易温度计，一根透明吸管插入导热良好的容器，连接处密封，在吸管内注入一小段油柱，外界大气压保持不变．将容器放入热水中，观察到油柱缓慢上升，下列说法正确的是(　　)
A．气体对外做的功小于气体吸收的热量
B．气体对外做的功等于气体吸收的热量
C．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力增大
D．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力大小不变
10．一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示．对此气体，下列说法正确的是(　　)
A．A→B的过程中，气体从外界吸热，内能不变
B．B→C的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多
C．C→D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热
D．D→A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11.
(6分)进行如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为________；若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.8 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，则该气体内能变化了________J，若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度________(选填“升高”或“降低”).
12.
(8分)如图所示为一茶具．当向茶具中加上足够多的开水，并在茶具顶端盖上密封良好的盖子后，泡茶几分钟水就会沿茶具口溢出．原因是茶滤内的封闭空气(可视为理想气体)温度升高，分子的平均动能________(选填“变大”“变小”或“不变”)，气体的压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)大气压强．茶具中的水被压出的过程中，封闭空气对水做________(选填“正功”或“负功”).
13.
(12分)地暖管道使用时间过久之后内壁一般都会结垢，工人利用如图所示地暖清洗，设备对管道进行清洗．清洗前先在地暖管道中注入一段清水．清洗机具有一个体积为V的封闭气箱，通过电机工作将外界气体压入封闭气箱，当气箱内气体压强为2.5p0时，气箱与地暖之间的阀门瞬间打开，气体冲入暖气管，使暖气管中的水冲击水垢达到清洗目的．已知充气前箱内气体压强和大气压强均为p0.箱内原有气体和充入的气体均视为理想气体，充气过程中温度不变．
(1)若充气过程中，气体向外界放出的热量为Q，求电机对气体所做的功．
(2)求电机将外界多少体积的气体充入气箱时，气箱阀门才能瞬间打开．
14.(12分)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p V图像如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27 ℃.
(1)求该气体在状态B、C时的温度(用摄氏温度表示)；
(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？
15.(16分)如图所示，封闭有一定质量理想气体的内壁光滑的导热汽缸固定在水平桌面上，且开口向右放置；缸内有一横截面积为0.01 m2的活塞，其到汽缸底部的距离为10 cm；活塞通过细绳连接了一个质量为1 kg的小物体，细绳跨在定滑轮上，滑轮左侧细绳水平，右侧连接小物体的细绳竖直，细绳恰好处于伸直状态．开始时汽缸内、外压强相同，且均为1.01×105 Pa，汽缸内气体温度为101 K，现缓慢降低汽缸内气体的温度(不计一切摩擦，g取10 m/s2).
(1)求小物体刚离开地面时缸内气体的温度；
(2)从开始降低温度到活塞移动至距汽缸底部6 cm时，缸内气体共放出热量10 J，求此过程中缸内气体内能的变化量(活塞移动过程中汽缸不漏气).分层作业(三)　分子动能和分子势能
A级　必备知识基础练
1.关于分子的动能，下列说法中正确的是(　　)
A．温度相同时，不同物质的分子平均动能相同
B．温度相同时，不同物质的分子平均速率相同
C．温度相同时，只有同种物质的分子平均动能才相同
D．温度升高时，物体每一个分子的平均动能都增加
2．下列说法正确的是(　　)
A．铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变
B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大
C．物体A的温度大于物体B的温度，这说明物体A的内能大于物体B的内能
D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同
3．(多选)有温度和质量都相同的水、冰和水蒸气，则(　　)
A．它们的分子平均动能一样大
B．它们的分子势能一样大
C．它们的内能一样大
D．它们的分子数目一样多
4．[2022·福建师大二附中高二期末]分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零．若一个分子固定于原点O，另一个分子从距O点很远处向O点运动，以下说法正确的是(　　)
A．在两分子间距减小到r1的过程中，分子间作用力先减小后增大
B．在两分子间距减小到r1的过程中，分子势能先减小后增大
C．在两分子间距减小到r1时，分子势能等于零
D．在两分子间距由r2减为r1的过程中，分子力与分子势能都在减小
5．[2022·上海师大附中期末]关于物体的内能，下列叙述正确的是(　　)
A．温度高的物体比温度低的物体内能大
B．物体的内能不可能为零
C．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同
D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能一定不相同
6．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep与分子间距离r变化关系的图线是(　　)
7．如图所示，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A.设两个分子相距无穷远时，它们的分子势能为0；B分子运动到距A为r0时，分子间作用力为零．在这个过程中(　　)
A．分子B受力的方向与运动方向相同时，分子势能减少
B．分子间距离减小到r0的过程中，分子间的作用力增大
C．分子之间的引力达到最大时，分子势能最小
D.分子势能为零时，分子间的作用力一定为零
B级　关键能力提升练
8.(多选)如图所示，甲分子固定在坐标系原点O，只在两分子间的作用力下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图中曲线所示，设分子间所具有的总能量为0，则(　　)
A．乙分子在Q点x＝x1时处于平衡状态
B．乙分子在P点x＝x2时动能最大
C．乙分子在P点x＝x2时加速度为零
D．乙分子在Q点x＝x1时分子势能最小
9．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F>0为斥力，F<0为引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是(　　)
10．(多选)设有甲、乙两分子，甲固定在O点，r0为其平衡位置间的距离，现在使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x方向运动，则(　　)
A．乙分子的加速度先减小，后增大
B．乙分子到达r0处时速度最大
C．分子力对乙一直做正功，分子势能减小
D．乙分子在r0处时，分子势能最小单元素养评价(五)　原子核
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项符合题目要求)
1．太阳不断地向外辐射能量，中心温度仍能达到1.5×107 K，其主要原因是太阳内部进行着剧烈的(　　)
A．衰变反应 B．人工核反应
C．裂变反应 D．热核反应
2．一个放射性元素的原子核，发生一次α衰变，它的(　　)
A．质子数减少2，中子数不变
B．质子数增加2，中子数不变
C．质子数增加2，中子数增加2
D．质子数减少2，中子数减少2
3．镉棒在核反应堆中的作用是(　　)
A．使快中子变慢中子
B．使慢中子变快中子
C．使反应速度加快
D．控制反应速度
4．下列说法正确的是(　　)
A．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子
B．最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中子
C．τ子质量比核子质量大，τ子不属于轻子
D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
5．2021年12月30日，中科院全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)在7 000万 ℃的高温下实现1 056 s的长脉冲高参数等离子体运行．若某次聚变反应是4个氢核H结合成1个氦核He，同时释放出正电子e.已知氢核的质量为mp，氦核的质量为mα，正电子的质量为me，真空中光速为c，则此次核反应释放的能量为(　　)
A．(4mp－mα－me)c2 B．(4mp－mα－2me)c2
C．(4mp＋mα－me)c2 D．(4mp＋mα－2me)c2
6．核电池又称“放射性同位素电池”，利用衰变放出的射线能量转变为电能而制成．科学家利用Pm―→Sm＋X反应制成核电池，已知Pm的半衰期约为2.6年，Pm、Sm原子核及X粒子的质量分别为m1、m2、m，真空中的光速为c，则(　　)
A．射线粒子X的符号是e
B．5.2年后所有Pm原子核均已衰变
C．每个Pm原子核衰变放出的能量为(m1－m2－m)c2
D．单位时间内该电池因衰变而放出的核能一直保持不变
7．2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步．等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态．当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体．在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体．下列说法不正确的是(　　)
A.核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能
B．可以用磁场来约束等离子体
C．尽管等离子体整体是电中性，但它是电的良导体
D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8．下列关于核反应的说法中正确的是(　　)
A．核电站是利用重核裂变产生的能量，所以重核裂变平均核子放出的能量要比轻核聚变平均核子放出的能量多
B．轻核聚变产生的废料具有放射性，为了防止核污染应用水泥包裹深埋海底
C．随着科技的发展，将来可能实现汽车不再烧油，而改烧海水
D．原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应
9．钍Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为Th―→Pa＋X，钍的半衰期为24天，则下列说法中正确的是(　　)
A．X为质子
B．X为电子
C．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的
D．1 g钍Th经过120天后还剩0.312 5 g
10．原来静止的质量为m1的原子核 X处在匀强磁场中，经α衰变后变成质量为m2的原子核Y，α粒子的质量为m3，其速度方向垂直于磁场，动能为E0，假定原子核X衰变时释放的核能全部转化为动能，质子、中子质量视为相等，则下列说法正确的是(　　)
A．核Y与α粒子在磁场中运动的周期之比为
B．核Y与α粒子在磁场中运动的半径之比为
C．此衰变过程中的质量亏损为m2＋m3－m1
D．此衰变过程中释放的核能为
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11.
(6分)自然界里放射性核元素并非一次衰变就达到稳定，而是发生一系列连续的衰变，直到稳定的核元素而终止，这就是级联衰变．某个钍系的级联衰变过程如图(N轴表示中子数，Z轴表示质子数)，图中Pb―→Bi的衰变是________衰变，从Th到Pb共发生________次α衰变．
12．(10分)在下列描述核反应过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．
13．(10分)正电子发射计算机断层扫描(Positron emission tomography，简称PET)是一种核医学成像技术，它的基本原理是将放射性同位素氟 18(F)注入人体，参与人体的代谢过程．氟 18(F)在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像(如图甲)，根据PET原理，回答下列问题：
(1)写出氟 18的衰变的方程式及正、负电子发生湮灭的方程式．
(2)根据氟 18的衰变规律(如图乙)(纵坐标表示任意时刻放射性元素的原子数与t＝0时的原子数之比)，氟 18的半衰期为多长时间？经过5小时人体内氟 18的残留量是初始时的百分之几？
14．(12分)现在的核电站广泛采用的核反应方程之一是：
U＋n―→Nd＋Zr＋3n＋8e＋
(1)核反应方程中的是反中微子，它不带电，质量数为零，试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数．
(2)已知铀(U)核的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，钕(Nd)核质量为142.909 8 u，锆核质量为89.904 7 u；又知1 u＝1.660 6×10－27 kg.试计算1 kg铀235大约能产生的能量是多少？
15.(16分)一个静止的铀核U放出一个α粒子后衰变成钍核Th.
(1)写出铀核的衰变反应方程；
(2)图中的轨迹哪个是α粒子，哪 个是钍核Th，并求出α粒子与钍核运动半径的比；
(3)若释放的核能全部转化为α粒子和新核的动能，已知α粒子的动能为E0，则在此衰变过程中释放的能量为多少？模块综合测试
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项符合题目要求)
1．分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质．根据分子动理论，判断下列说法中正确的是(　　)
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性
B．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力
C．压缩气体比压缩液体容易得多，这是因为气体分子间距离远大于液体分子间距离
D．将体积为V的油酸酒精溶液滴在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油酸分子直径为
2．下列关于液体和固体的说法中，正确的是(　　)
A．单晶体有确定的几何形状和确定的熔点，但不一定是单质
B．多晶体没有确定的几何形状，也没有确定的熔点
C．晶体都具有各向异性，而非晶体都表现为各向同性
D．冰块打碎后，具有各种不同的形状，说明冰不是晶体
3．随着科技的发展，人类对物质的认识不断深入，使很多现象有了较为正确的解释．下列说法正确的是(　　)
A．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是单晶体
B．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会被快速引上来而蒸发掉
C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为水对伞面不浸润
D．机械能可以全部转化成内能，但内能不能全部转化成机械能
4．如图所示，一个配有活塞的厚玻璃筒内封闭一定质量气体．在某次实验中，活塞迅速下压，下列表述正确的是(　　)
A．筒内的气体压强可能不变
B．筒内气体的温度不变
C．筒内所有分子的速率都增大
D．单位时间内撞到筒内壁单位面积上的气体分子数增多
5．有甲、乙两分子，甲分子固定在坐标原点O，乙分子只在相互间分子力作用下，由远处沿x轴向甲靠近，两分子的分子势能EP与两分子间距离x的关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是(　　)
A.乙分子在Q点时处于平衡状态
B．乙分子在P点时加速度为0
C．乙分子由P到Q的过程中分子力做正功
D．乙分子由P到Q过程中分子势能一直减小
6．关于教材中的插图，下列说法中正确的是(　　)
　
A．如图甲所示，在显微镜下观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，说明小粒灰尘在做无规则运动
B．如图乙所示为分子势能EP随分子间距离r变化的示意图，若将两个分子由r＝r0处释放，它们将逐渐远离
C．如图丙所示为一定质量的气体在不同温度下的等温线，则T1D．如图丁所示，水黾可以停在水面上是由于浮力的作用
7.
如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法中正确的是(　　)
A．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
B．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数几乎一样多
C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似
D．卢瑟福通过该实验得到了原子的“枣糕模型”
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8．下列说法中正确的是(　　)
A．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少
B．氢原子被激发后发出的可见光光子的能量小于红外线光子的能量
C．α射线是由原子核内放射出的氦核，与β射线和γ射线相比它具有较强的穿透能力
D．放射性元素的半衰期不会随温度或压强的变化而变化
9．下列说法中正确的是(　　)
A．阴极射线和β射线产生的原理相同
B．放射性元素发生衰变时蕴藏在核内的能量会释放出来
C．激光具有高度的相干性，所以可以被调制用来传递信息
D．玻尔原子理论也能成功解释氦原子光谱的实验规律
10．新冠病毒疫情防控工作中，体温枪被广泛使用，成为重要的防疫装备之一．某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度(－273 ℃)时都会向外发出红外线，红外线照射到体温枪的温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体的温度．已知人的体温正常时能辐射波长为10 μm的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知真空中的光速c＝3×108 m/s，则(　　)
A．波长10 μm的红外线在真空中的频率为3×1016Hz
B．将图甲中的电源正负极反接，则一定不会产生电信号
C．光电子的最大初动能为0.02 eV
D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增强，则光电管转换成的光电流增大
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11．(6分)(1)某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于________．
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数误多记了10滴
(2)某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，实验的方法及步骤如下：
A．向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL；
B．用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；
C.往边长为30 cm ～ 40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上；
D．用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
E．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20 mm.
根据以上信息，回答下列问题：
①该同学遗漏的重要步骤是________；
②1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________ mL；
③油酸分子的直径是________ m；(结果保留1位有效数字)
④若痱子粉撒得过厚，则会使分子直径的测量结果偏________(选填“大”或“小”).
12.
(8分)如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐个连接起来；
②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；
③重复上述步骤②，多次测量并记录；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论．
(1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的________和________；
(2)实验过程中，下列说法正确的是________；
A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分
C．活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值
(3)
某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是________．
A．实验过程中有漏气现象
B．实验过程中气体温度降低
C．实验过程中气体温度升高
D．实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量增加了
(4)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确．环境温度分别为T1、T2，且T1>T2.在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是________．
　　　　　　
13．(10分)放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古代生物体的年代．求：
(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子N后会形成C，C很不稳定，易发生β衰变，其半衰期为5 720年，放出β射线，写出有关的2个核反应方程；若β衰变过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为多少？(真空中光速为c)
(2)若测得一古生物体遗骸中C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？
14．(14分)如图所示，竖直放置、粗细均匀的U形玻璃管，左端封闭，右端开口．管中有两段水银柱c、d，长度分别为12 cm、20 cm，两水银液柱上表面相平，c水银柱上面管中封闭一段长为20 cm的理想气体A，两水银柱间封闭着一段理想气体B，已知大气压强为76 cmHg，环境温度恒定，重力加速度为g.
(1)求气体A的压强；
(2)若使玻璃管竖直向下做加速度为0.5 g的匀加速直线运动，求稳定后气体A的长度．
15．(16分)如图所示，一汽缸固定在斜面上，斜面的倾角为θ，通过不计质量的活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的横截面积S＝100cm2；活塞与斜面上的物块A用平行于斜面的轻杆连接，斜面的倾角也为θ，在斜面上有另一物块B，A、B的质量均为m＝10.0 kg，两物块与斜面间的动摩擦因数均为μ＝；两物块间距为d＝10 cm，开始时活塞距缸底L1＝10 cm，轻杆恰好不受力的作用，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0＝1×105 Pa，温度t1＝27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面的倾角θ＝30°，g＝10 m/s2，求：
(1)物块A开始移动时，汽缸内的温度；
(2)物块B开始移动时，汽缸内的温度．单元素养评价(四)　原子结构和波粒二象性
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项符合题目要求)
1．J.J.汤姆孙对阴极射线本质的研究，采用的主要方法有(　　)
A．用阴极射线轰击金箔，观察其散射情况
B．用“油滴实验”精确测定电子电荷量
C．让阴极射线通过电场和磁场，通过阴极射线的偏转情况判断其电性和计算其比荷
D．用阴极射线轰击荧光物质，对荧光物质发出的光进行光谱分析
2.如图所示为α粒子被金原子核散射的径迹，其中不可能的是(　　)
A．径迹①
B．径迹②
C．径迹③
D．径迹④
3．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后(　　)
A．原子的能量增加，电子的动能减少 B．原子的能量增加，电子的动能增加
C．原子的能量减少，电子的动能减少 D．原子的能量减少，电子的动能增加
4.
氢原子能级示意图如图所示．光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光为可见光．要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为(　　)
A．12.09 eV
B．10.20 eV
C．1.89 eV
D．1.51 eV
5．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为(　　)
A． B．
C． D．
6．如图所示为氢原子能级图，以及从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线．则下列叙述正确的有(　　)
A．Hα、Hβ、Hγ、Hδ的频率依次增大
B．可求出这四条谱线的波长之比，Hα、Hβ、Hγ、Hδ的波长依次增大
C．处于基态的氢原子要吸收3.4 eV的能量才能被电离
D．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，Hβ一定可以使该金属发生光电效应
7．用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强度、频率等物理量的关系．图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知(　　)
A．单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最大
B．单色光a和c的频率相同，且a光更强些，b光频率最大
C．单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最小
D．单色光a和c的频率不同，且a光更强些，b光频率最小
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.黑体辐射的强度与波长的关系图像如图所示，下列判断正确的是(　　)
A．T1B．T1>T2>T3>T4
C．测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度
D．测量某黑体任一波长的光的辐射强度可以得知其温度
9．如图甲所示是a、b、c、d四种元素线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是(　　)
A．a元素 B．b元素
C．c元素 D．d元素
10.对于钠和钙两种金属，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系如图所示．用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则(　　)
A．钠的逸出功小于钙的逸出功
B．图中直线的斜率为
C．在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同
D．若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11.(6分)如图所示是使用光电管的原理图，闭合开关，当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过．
(1)当滑动变阻器的滑片P向________(填“左”或“右”)滑动时，通过电流表的电流将会增大．
(2)当电流表的示数刚减小到零时，电压表的示数为U，则光电子的最大初动能为________(已知电子电荷量为e).
(3)如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将________(填“增大”“减小”或“不变”).
12．(10分)金属晶体中晶格大小的数量级是10－10 m．电子经加速电场加速，形成电子束，电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图样．问这个加速电场的电压约为多少？(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子的电荷量e＝1.6×10－19 C，质量m＝0.90×10－30 kg)
13.(10分)氢原子的能级图如图所示，氢原子从n＝m的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出能量为2.55 eV的光子．
(1)至少要给基态的氢原子提供多少能量，才能使它跃迁到n＝m的能级？
(2)请画出一群处于n＝m能级的氢原子可能的辐射跃迁图．
14．(12分)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图甲所示，大量处在n＝4的激发态的氦离子(He＋)在向低能级跃迁的过程中会释放出多种能量的光，用其中所释放出的能量最小的光去照射光电管阴极K，电路图如图乙所示，合上开关，发现电流表读数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.64 V时，电流表示数仍不为零，当电压表读数大于或等于1.64 V时，电流表读数为零．求：
(1)光电管阴极材料的逸出功W0；
(2)现把电路改为图丙，当电压表读数为2 V时，则电子到达阳极时的最大动能Ek.
　　
15．(16分)将氢原子电离，就是从外部给电子提供能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．电子电荷量e＝1.6×10－19 C，电子质量m＝9.1×10－31 kg，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s.(其中，E1＝－13.6 eV，En＝)
(1)若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？
(2)若用波长为200 nm的紫外线照射n＝2激发态的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度为多大？分层作业(五)　玻意耳定律及其应用
A级　必备知识基础练
1.一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的2倍，则压强变为原来的(　　)
A．2　　　B．1　　　C．　　　D．
2.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p V图像，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是(　　)
A．一直保持不变
B．一直增大
C．先减小后增大
D．先增大后减小
3.如图所示，竖直放置的上端封闭、下端开口的粗细均匀的玻璃管中，一段水银柱封闭着一段长为l的空气柱．若将这根玻璃管倾斜45°(开口端仍在下方)，空气柱的长度将发生下列哪种变化(　　)
A．变长 B．不变
C．变短 D．无法确定
4．[2022·福建龙岩高二联考](多选)
如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景．打气前篮球内气压等于1.1 atm，每次打入的气体的压强为1.0 atm、体积为篮球容积的0.05，假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气体，则(　　)
A．打气后，球内每个气体分子对球内壁的作用力增大
B．打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大
C．打气6次后，球内气体的压强为1.4 atm
D．打气6次后，球内气体的压强为1.7 atm
5.如图所示，开口向下的竖直玻璃管的下端有一段汞柱，当玻璃管从竖直位置转过45°时(　　)
A．空气柱的体积将增大，汞从管的一端漏出一部分
B．空气柱的体积不发生变化
C．空气柱的体积将减小，汞沿着管向上移动一段距离
D．无法确定空气柱的变化
6.为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里再抽取药液，如图所示．某种药瓶的容积为0.9 mL，内装有0.5 mL的药液，瓶内气体压强为1.0×105 Pa.护士把注射器内横截面积为0.3 cm2、长度为0.4 cm、压强为1.0×105 Pa的气体注入药瓶，若瓶内、外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强．
7．如图所示，导热汽缸平放在水平地面上，用横截面积为S＝0.1×10－2 m2的光滑活塞A和B封闭两部分理想气体Ⅰ和Ⅱ，活塞A、B的质量分别为mA＝2 kg，mB＝4 kg，活塞A、B到汽缸底部的距离分别为20 cm和8 cm.现将汽缸转至开口向上，环境温度不变，外界大气压强p0＝1.0×105 Pa.待状态稳定时，求活塞A移动的距离．
B级　关键能力提升练
8.(多选)如图所示，1 m左右的玻璃管内，水银柱上面封闭一段气体，管内外水银面的高度差为h＝72 cm，大气压强为76 cmHg，下列说法正确的是(　　)
A．将管稍微上提，h不变
B．将管稍微上提，h变大
C．将管下插至管顶与管外水银面高度差为70 cm时，管内外水银面高度差也是70 cm
D．将管下插至管顶与管外水银面高度差为70 cm时，管内外水银面高度差小于70 cm
9．[2022·湖北黄冈高二联考]如图所示为一个带有阀门K、容积为2 dm3的容器(容积不可改变).先打开阀门让其与大气连通，再用打气筒向里面打气，打气筒活塞每次可以打进1×105 Pa、200 cm3的空气，空气可看作理想气体，忽略打气和用气时气体的温度变化(设外界大气压强为p0＝1×105 Pa).问：
(1)若要使气体压强增大到5.0×105 Pa，应打多少次气？
(2)若上述容器中装的是5.0×105 Pa的氧气，现用它给容积为0.7 dm3的真空瓶充气，使瓶中的气压最终达到符合标准的2.0×105 Pa，则最多可充多少瓶？(氧气可看作理想气体，忽略充气过程温度的变化)单元素养评价(二)　气体、固体和液体
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选项题(本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列最接近液晶分子示意图的是(　　)
2．新买的冰箱在第一次通电后一段时间，首次打开冰箱门会发现门比较紧，产生这种现象的原因是(　　)
A．冰箱工作后，随着温度下降，腔体内气体压强小于外界压强
B．冰箱工作后，随着温度下降，腔体内气体压强大于外界压强
C．腔体内气体分子平均动能变大
D．腔体内气体分子平均动能不变
3.某次实验时，如图所示，试管中用水银柱封闭了一定质量的理想气体，一段时间后，发现水银柱往下移动了一定距离．则关于这个实验，下列说法正确的是(　　)
A．封闭气体的分子平均动能减小，气体吸热
B．在相等时间内封闭气体的分子对单位面积器壁的冲量不变
C．封闭气体在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数不变
D．由于水银对玻璃不浸润，附着层内分子比水银的分子内部密集
4.如图所示为医院给病人输液的部分装置，A为输液瓶，B为滴壶，C为进气管，与大气相通．在输液过程中(假设病人保持不动、瓶A液体未流完)(　　)
A．瓶A上方的气体压强、滴壶B中的气体压强均减小
B．瓶A上方的气体压强、滴壶B中的气体压强均增大
C．瓶A上方的气体压强增大，滴壶B中的气体压强不变
D．瓶A上方的气体压强减小，滴壶B中的气体压强不变
5．如图所示，空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平．现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏(液体温度不变).下列图像中能体现筒内气体从状态A到B变化过程的是(　　)
6.如图所示为一体积不变的绝热容器，现打开排气孔的阀门，使容器中充满与外界大气压强相等的理想气体，然后关闭阀门．开始时容器中气体的温度为T0＝300 K．现通过加热丝(未画出)对封闭气体进行加热，使封闭气体的温度升高到T1＝350 K，温度升高到T1＝350 K后保持不变，打开阀门使容器中的气体缓慢漏出，当容器中气体的压强再次与外界大气压强相等时，容器中剩余气体的质量与原来气体的质量之比为(　　)
A．3∶4 B．5∶6
C．6∶7 D．7∶8
7.如图甲、乙、丙所示，三根完全相同的玻璃管，上端开口，管内用相同长度的水银柱封闭着质量相等的同种气体．已知图甲玻璃管沿倾角为30°的光滑斜面以某一初速度上滑，图乙玻璃管沿倾角为45°的光滑斜面以某一初度下滑，图丙玻璃管放在水平转台上开口向内做匀速圆周运动，设三根玻璃管内的气体长度分别为L1、L2、L3，则三个管内的气体长度关系是(　　)
A．L1L3
C．L2二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．全部选对得6分，选对但选不全的得3分，有错选的得0分)
8．大自然中存在许多绚丽夺目的晶体，由于化学成分和结构各不相同，这些晶体呈现出千姿百态．高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成的．关于晶体与非晶体，下列说法正确的是(　　)
A．晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的
C．有的物质在不同条件下能够生成不同晶体，是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布
D．多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状
9．给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L．将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45 L．下列判断正确的是(　　)
A．该包装袋漏气
B．该包装袋漏出气体的质量占气体总质量的
C．该包装袋漏出气体的质量占气体总质量的
D．该包装袋漏出气体的质量占气体总质量的
10.如图所示，足够长U形管竖直放置，左右两侧分别用水银封闭着L1、L2两部分气体，则下列陈述正确的是(　　)
A．只对气柱L1加热，则气柱L1长度增大，气柱L2长度不变
B．只对气柱L2加热，则h不变，气柱L2长度减小
C．只在右管中注入一些水银，气柱L1长度将增大
D．对气柱L1、L2同时加热，则气柱L1、L2长度均增大
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11．(6分)在探究气体等温变化的规律的实验中，完成下列问题．
(1)某同学在一次实验中，作出的图像如图所示，其纵坐标表示封闭空气柱的压强，则横坐标表示的物理量是封闭空气柱的________．
A．质量 B．温度 C．体积V D．体积的倒数
(2)实验过程中下列操作错误的是________．
A．推拉活塞时，动作要慢
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．橡胶塞脱落后，应迅速重新装上继续实验
D．活塞与注射器之间要保持气密性
12.(10分)某班级各实验小组利用如图甲所示装置进行探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系的实验，实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间某位置，将注射器与导气管、压强传感器逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值同时记录对应的由压强传感器显示的气体压强值p；
③用V 图像处理实验数据．
(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是________________________；
为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是________________________和______________________；
(2)如果实验操作规范，某小组描绘V 图像如图乙所示，则图中的V0代表
________________________________________________________________________.
13.(10分)游乐园的充气碰碰球是由完全封闭的PVC薄膜充气而成．某充气碰碰球充气后球内气体体积V1＝1.1 m3，压强为p1＝1.5×105 Pa.碰撞游戏时挤压碰碰球，球内气体体积最大还可压缩0.1 m3.
(1)求碰撞游戏时，该碰碰球内气体压强的最大值；
(2)为保障安全，球内气体压强不能超过p2＝2.0×105 Pa.为了保证在中午37 ℃的温度下游戏安全，则早晨17 ℃温度下，工作人员给该碰碰球充气的压强不能超过多少？(忽略温度变化对碰碰球内气体体积的影响)
14.(12分)水火箭及其简化图如图所示，容器内气体的体积为2 L，容器内装有少量水，容器口竖直向下，用橡胶塞塞紧，放在发射架上，打气前容器内气体的压强p0＝1.0×105 Pa.用打气筒通过容器口的阀门向容器内打气，每次能向容器内打入压强也为p0、体积为100 mL的空气，当容器中气体的压强达到一定值时，水冲开橡胶塞，火箭竖直升空．已知橡胶塞与容器口的最大静摩擦力为19.5 N，容器口的横截面积为2 cm2，不计容器内水的压强及橡胶塞受到的重力，打气过程容器内气体的温度保持不变．
(1)如何求解火箭发射升空瞬间容器内气体的压强p
(2)若让火箭竖直升空，打气筒需要打气多少次？
15.(16分)某物理学习兴趣小组设计了一个测定水深的深度计，如图所示，导热性能良好的圆柱形汽缸Ⅰ、Ⅱ内径分别为D和2D，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口，外界大气压强为p0，汽缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体，汽缸Ⅱ内通过B封有压强为4p0的气体，两汽缸通过一细管相连，初始状态A、B均位于汽缸最左端，该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度，已知p0相当于10 m高的水柱产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体，求：
(1)当B刚要向右移动时，A向右移动的距离；
(2)该深度计能测量的最大水深hm.分层作业(十一)　热力学第一定律　能量守恒定律
A级　必备知识基础练
1.(多选)以下说法正确的是(　　)
A．第一类永动机违反了能量守恒定律
B．第一类永动机不能制成，是因为有摩擦、热损失等因素的存在
C．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加
D．随着科技的发展，能量是可以凭空产生的
2．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是(　　)
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．只有动能和重力势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
3．[2022·北京朝阳一模]一封闭容器中装有一定质量的理想气体，容器壁与外界没有热量交换，当气体被压缩时，下列说法正确的是(　　)
A．气体压强增大 B．气体对外界做功
C．气体内能不变 D．气体温度不变
4．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有(　　)
A．Q1－Q2＝W2－W1
B．Q1＝Q2
C．W1＝W2
D．Q1>Q2
5．(多选)对于一定质量的理想气体，下列过程符合热力学第一定律的是(　　)
A．在恒定温度下，气体绝热膨胀
B．气体从外界吸收热量而温度保持不变
C.在绝热的条件下，气体体积不变而温度升高
D．气体对外做功的同时向外界放热
6．二氧化碳的大量排放是导致“温室效应”加剧的主要原因之一．人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水深处，气体体积减小为原来的一半，不计温度变化，二氧化碳气体可视为理想气体．此过程中(　　)
A．封闭的二氧化碳气体对外界做正功
B．封闭的二氧化碳气体压强一定增大
C．封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大
D．封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量
7．(多选)某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为由两个绝热过程和两个等容过程组成．如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体(　　)
A．在a→b的过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
B．在状态a和c时气体分子的平均动能可能相等
C．在d→a的过程中，单位时间内撞击汽缸壁的分子数增多
D．在一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量
8．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问：
(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？
(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量．那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少功？
9．汽缸内封闭了一定质量、压强p＝1.0×105 Pa、体积V＝2.0 m3的理想气体，现使气体保持压强不变，体积缓慢压缩至V′＝1.0 m3，此过程气体向外界释放了Q＝1.2×105 J的热量，则：
(1)压缩过程外界对气体做了多少功？
(2)气体内能变化了多少？
10．[2022·石家庄高二检测]如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞可沿汽缸无摩擦地滑动．活塞面积S＝1.0×10－3 m2，质量m＝2 kg，汽缸竖直放置时，活塞相对于底部的高度为h＝1.2 m，室温等于27 ℃；现将汽缸置于77 ℃的热水中，已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2，求：
(1)平衡时活塞离汽缸底部的距离．
(2)此过程中内部气体吸收热量28.8 J，气体内能的变化量为多少？
B级　关键能力提升练
11．(多选)如图所示，在水平面上放置着一个密闭绝热的容器，容器内部有一个一定质量的活塞，活塞的上部封闭着理想气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处于自然长度时弹性势能为零)，现在绳突然断开，则下列说法中正确的是(　　)
A．由于能量的转化与守恒，活塞将不停地振动起来
B．容器内气体的温度将趋于一个定值
C．活塞最终会停留在比原来高的位置上
D．活塞最终会停下来，Ep全部转化为其他形式的能量
12．[2022·临沂高二检测]如图所示的p V图像中A→B→C→A表示一定质量的理想气体的状态变化过程，1 atm＝1.01×105 Pa，则以下说法正确的是(　　)
A．气体在A、B两状态时的温度相等，由状态A到状态B的过程中，气体温度保持不变
B．由状态A到状态B的过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外界所做的功
C．由状态B到状态C的过程中，外界对气体做了202 J的功
D．由状态C到状态A的过程中，气体吸收的热量等于外界对气体做的功
13．[2022·河南名校联盟高二联考]如图甲所示，质量为m＝2 kg的绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口直立圆筒形绝热的汽缸中，活塞横截面积S＝5×10－4 m2，可沿汽缸无摩擦滑动且不漏气，开始活塞处于A位置时汽缸内气体的内能为U0＝90 J，现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达位置B，在此过程中，缸内气体的V T图像如图乙所示．已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，g取10 m/s2，一定质量理想气体内能与其热力学温度成正比，求：
(1)汽缸内气体的压强和活塞处于B位置时汽缸内气体的热力学温度；
(2)活塞由A位置缓慢到达B位置，汽缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量．分层作业(十)　功、热和内能的改变
A级　必备知识基础练
1.在一个完全真空的绝热容器中放入两个物体，它们之间没有发生热传递，这是因为(　　)
A．两物体没有接触
B．两物体的温度相同
C．真空容器不能发生热对流
D．两物体具有相同的内能
2．(多选)下列说法中正确的是(　　)
A．做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程，做功使物体的内能改变，是其他形式的能和内能之间的转化，热传递则不同，是物体内能的转移
B．外界对物体做功，物体的内能一定增加
C．物体向外界放热，物体的内能一定减少
D．热量在热传递中从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移
3．一个铁块沿斜面匀速下滑，关于铁块的机械能和内能的变化(忽略热传递)，下列判断中正确的是(　　)
A．铁块的机械能和内能都不变
B．铁块的机械能减少，内能不变
C．铁块的机械能增加，内能增加
D．铁块的机械能减少，内能增加
4．如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施加一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦，则被密封的气体(　　)
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
5．(多选)在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是(　　)
A．一定是物体放出了50 J的热量
B．一定是物体吸收了50 J的热量
C．一定是物体分子总动能增加了50 J
D．物体的分子平均动能可能不变
6．如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞，乙醚变为气体．用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前(　　)
A．外界对管内气体做功，气体内能增大
B．管内气体对外界做功，气体内能减小
C．管内气体内能不变，压强变大
D．管内气体内能增大，压强变大
7．如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：甲：水蒸气液化成小水珠；乙：瓶内气体推动瓶塞做功；丙：内能减小，温度降低．三句话正确的顺序是(　　)
A．甲、乙、丙　　B．乙、丙、甲
C．丙、甲、乙 D．乙、甲、丙
8．如图所示，一个质量为20 kg的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为5 kg，面积为0.1 m2，处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm，现在活塞上方加一15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40 cm.求在这一过程中气体的内能增加了多少？(p0＝1.01×105 Pa，g取10 m/s2)
B级　关键能力提升练
9.(多选)早些年农村的小孩子常用废圆珠笔芯做一种玩具：铁丝的一端缠绕棉花，用水打湿后从一端塞入笔芯内，将笔芯的另一端用力在马铃薯上戳一下拔出来，然后用力推铁丝，马铃薯小块高速飞出，能打出几米远．下列说法正确的是(　　)
A．在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，笔芯内密封的气体的温度升高
B．在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，气体对外做功
C．马铃薯小块高速飞出的动能来自气体内能
D．马铃薯小块高速飞出时外界对笔芯内气体做功
10．某同学将一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的注射器内，注射器通过非常细的导气管与压强传感器相连，将整套装置置于恒温水池中．开始时，活塞位置对应刻度数为“8”，测得压强为p0.活塞缓慢压缩气体的过程中，当发现导气管连接处有气泡产生时，立即进行气密性加固．继续缓慢压缩气体，当活塞位置对应刻度数为“2”时停止压缩，此时压强为p0.则该过程中(　　)
A．泄露气体的质量为最初气体质量的
B．气泡在上升过程中会放出热量
C．在压缩气体的过程中，气体分子的平均动能变大
D．泄露出的气体的内能与注射器内存留气体的内能相等
11.
[2022·江苏姜堰高中期末](多选)车轮的轮胎在正常情况下是充满气体的，但在维修车轮时有时要将轮胎内的气体放掉．若迅速拔掉轮胎的气门芯，如图所示，轮胎里面的气体会在一瞬间释放出来，此时用手立即去触摸充气嘴处，会感觉到充气嘴的温度降低，这种现象在夏天比较明显．将轮胎内的气体视为理想气体．喷气时间极短，视轮胎为绝热材料，下列说法正确的是(　　)
A．轮胎内气体在喷出过程中其内能迅速减小
B．轮胎内部气体压强迅速减小
C．轮胎内的气体迅速向外喷出是由于分子做扩散运动引起的
D．气体喷完后瞬间充气嘴有较凉的感觉，是由轮胎内气体迅速膨胀对外做功而温度下降导致的分层作业(六)　气体的等压变化和等容变化
A级　必备知识基础练
1.对一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　)
A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大
B．温度不变，压强减小时，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多
C．压强不变，温度降低时，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
D．温度升高，压强和体积都可能不变
2.如图，一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦)，当温度升高时，改变的量有(　　)
A．活塞高度h B．汽缸体高度H
C．气体压强p D．弹簧长度L
3.如图所示，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30 ℃，空气柱长度为30 cm，当水温是90 ℃时，空气柱的长度是36 cm，则该同学测得的绝对零度相当于多少摄氏度(　　)
A．－273 ℃ B．－270 ℃
C．－268 ℃ D．－271 ℃
4.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V T图像，由图像可知(　　)
A．pA>pB B．pCC．VA5．一定质量的气体在体积保持不变的情况下，把它的温度由原来的27 ℃升到127 ℃，这时该气体的压强是原来的(　　)
A．3倍　　B．4倍　　C．　　D．
6.如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，在距汽缸底部l＝36 cm处有一与汽缸固定连接的卡环，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体，当气体的温度T0＝300 K、大气压强p0＝1.0×105 Pa时，活塞与汽缸底部之间的距离l0＝30 cm，不计活塞的质量和厚度，现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：
(1)活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1；
(2)封闭气体温度升高到T2＝540 K时的压强p2.
7.如图所示，竖直面内有一粗细均匀的U形玻璃管．初始时，U形管右管上端封有压强p0＝75 cmHg的理想气体A，左管上端封有长度L1＝7.5 cm的理想气体B，左、右两侧水银面高度差L2＝5 cm，其温度均为280 K.
(1)求初始时理想气体B的压强；
(2)保持气体A温度不变，对气体B缓慢加热，求左右两侧液面相平时气体B的温度．
B级　关键能力提升练
8.(多选)如图所示，在烧瓶上连一根玻璃管，把它跟水银压强计连在一起，烧瓶里封闭着一定质量的气体，开始时水银压强计U形管两端水银面一样高．下列情况下，为使U形管两端水银面一样高，管A的移动方向是(　　)
A．如果把烧瓶浸在热水中，应把A向下移
B．如果把烧瓶浸在热水中，应把A向上移
C．如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向下移
D．如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向上移
9.
如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气，空气柱长度H1>H2，水银柱长度h1>h2，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是(　　)
A．均向下移动，A管移动较多
B．均向下移动，B管移动较多
C．A管向上移动，B管向下移动
D．无法判断
10.
[2022·全国乙卷(节选)]如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处．活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，面积分别为2S、S，弹簧原长为l.初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为0.1l，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为T0.已知活塞外大气压强为p0，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积，重力加速度为g.
(1)求弹簧的劲度系数；
(2)缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度．分层作业(九)　液体
A级　必备知识基础练
1.[2022·山东青岛胶州高二联考]关于液晶，下列说法中正确的是(　　)
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．所有物质都具有液晶态
C．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
D．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，本身能够发光
2．[2022·江苏宿迁高二期末]图甲是吹肥皂泡游戏的场景，在图乙玻璃杯内注入肥皂水，把用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出肥皂泡，下列说法正确的是(　　)
A．肥皂水不浸润玻璃杯壁
B．肥皂泡表面张力方向和表面垂直
C．肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关
D．肥皂泡表面液体分子间只存在引力，没有斥力
3．(多选)下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是(　　)
A．浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现
B．浸润现象中，附着层内分子比液体内部稀疏
C．不浸润现象中，附着层内的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强
D．不浸润现象中，附着层内分子间表现出吸引力；浸润现象中，附着层内分子间表现出排斥力
B级　关键能力提升练
4.(多选)如图所示，a、b是航天员王亚平在“天宫一号”实验舱做水球实验时水球中形成的气泡，a、b两气泡温度相同且a的体积大，气泡内的气体视为理想气体，则下列说法正确的是(　　)
A．水球呈球形是表面张力作用的结果
B．此时水球内的水分子之间只有引力
C．a内气体的分子平均动能比b的大
D．在水球表面滴一小滴红墨水且水球未破，最后水球将呈红色
5．下列关于对固体、液体以及晶体、非晶体的理解正确的是(　　)
A．浸润和不浸润与分子间作用力无关
B．如果一种液体不浸润某种固体，则它对任何固体都不浸润
C．不论是单晶体还是多晶体，在熔化时，均要吸热但温度保持不变
D．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体分层作业(十三)　光电效应
A级　必备知识基础练
1.下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　)
A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子
B．光波与机械波是同样的一种波
C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的
D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性
2．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连．用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开一个角度，如图所示，这时(　　)
A．锌板带正电，指针带负电
B．锌板带正电，指针带正电
C．锌板带负电，指针带正电
D．锌板带负电，指针带负电
3．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么(　　)
A．从光照到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．截止频率将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
4．(多选)如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是(　　)
A．入射光的强度太弱
B．入射光波长太长
C．光照时间短
D．电源正负极接反
5．[2022·广东潮州高三期末]用能量为5.0 eV的光子照射某金属表面，金属发射光电子的最大初动能为1.5 eV，则该金属的逸出功为(　　)
A．1.5 eV B．3.5 eV
C．5.0 eV D．6.5 eV
6.
如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，下列说法不正确的是(　　)
A．图线的斜率表示普朗克常量h
B．该金属的逸出功等于E
C．该金属的逸出功等于hν0
D．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E
7．(多选)在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用频率为ν、2ν的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为1∶2，普朗克常量用h表示，则(　　)
A．光电子的最大初动能之比为1∶2
B．该金属的逸出功为hν
C．该金属的截止频率为
D．用频率为的单色光照射该金属时能发生光电效应
8.
用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示．则关于这两种光的波长，下列说法正确的是(　　)
A．a光的波长较长 　　B．b光的波长较长
C．两种光的波长一样长 　　D．无法确定
9．如图所示，用频率不同的光照射某种金属产生光电效应，以测量的遏止电压Uc为纵轴，入射光频率ν为横轴建立平面直角坐标系．已知电子电荷量e＝1.6×10－19 C．请结合该图像，求：
(1)该金属的截止频率νc.
(2)普朗克常量h.
B级　关键能力提升练
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2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA，移动变阻器的滑片C，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0.则(　　)
A.光电管阴极的逸出功为1.8 eV
B．开关S断开后，没有电流流过电流表G
C．光电子的最大初动能为0.7 eV
D．改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小
11．如图甲所示，分别用两种不同的金属材料作K极进行光电效应的实验探究．当保持入射光不变时，光电子到达A极时其动能的最大值Ekm随A、K极间所加电压U变化的图像如图乙所示，结合图甲与图乙进行分析，下列说法中正确的是(　　)
A．图乙的斜率为
B．图乙的斜率为普朗克常量h
C．图乙的纵轴截距为对应金属材料的逸出功
D．图乙的纵轴截距为光电子离开K极时的最大初动能分层作业(十四)　原子的核式结构模型
A级　必备知识基础练
1.关于阴极射线的实质，下列说法正确的是(　　)
A．阴极射线实质是氢原子
B．阴极射线实质是电磁波
C．阴极射线实质是电子
D．阴极射线实质是X射线
2．[2022·潍坊高二检测]卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子的核式结构模型，实验装置如图所示，带电粒子打到荧光屏上就会产生光斑，为验证α粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜，则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是(　　)
A．1 605、35、11、1
B．1 242、1 305、723、203
C．2、10、655、1 205
D．1 232、1 110、733、203
3．α粒子散射实验中，当α粒子距原子核最近时，其(　　)
A．动能最小
B．电势能最小
C．所受原子核的斥力最小
D．与金原子组成的系统的能量最小
4．(多选)下列说法正确的是(　　)
A．原子中原子核很小，核外很“空旷”
B．原子核半径的数量级是10－10 m
C．原子中的电子数Z等于核电荷与电子电荷大小的比值
D．U原子中有92个中子
5．关于密立根“油滴实验”，下列说法正确的是(　　)
A．密立根利用电场力和重力平衡的方法，测得了带电体的最小电荷量
B．密立根利用电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小电荷量
C．密立根利用磁偏转的知识推测出了电子的电荷量
D．密立根“油滴实验”直接验证了电子的质量不足氢离子质量的千分之一
6.
在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对α粒子的作用，则关于该原子核的位置，正确的是(　　)
A．一定在①区域 B．可能在②区域
C．可能在③区域 D．一定在④区域
7．物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，取得了惊人的发现．试由此实验根据下列所给公式或数据估算金原子核的大小．已知点电荷的电势φp＝，k＝9.0×109 N·m2/C2，金的原子序数为79，α粒子的质量mα＝6.64×10－27 kg，质子质量mp＝1.67×10－27 kg，α粒子的速度vα＝1.60×107 m/s，电子电荷量e＝1.6×10－19 C.
B级　关键能力提升练
8.如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点，下列说法正确的是(　　)
A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转
9．如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为d.油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电．油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间．当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两极板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动．已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为ρ，已测量出油滴的直径为D(油滴可看作球体，球体体积公式V＝πD3)，重力加速度为g.
(1)设油滴受到气体的阻力Ff＝kv，其中k为阻力系数，求k的大小；
(2)求油滴所带电荷量．分层作业(十七)　放射性元素的衰变
A级　必备知识基础练
1.下列有关放射性同位素P的说法中正确的是(　　)
A．P与X互为同位素
B．P与P具有不同的化学性质
C．用P制成化合物后它的半衰期变短
D．P能发生衰变
2．放射性同位素钍232经多次α、β衰变，其衰变方程为Th―→Rn＋xHe＋ye，其中(　　)
A．x＝1，y＝3 B．x＝2，y＝3
C．x＝3，y＝1 D．x＝3，y＝2
3．(多选)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为N＋He―→O＋H，下列说法中正确的是(　　)
A．通过此实验发现了质子
B．实验中利用了放射源放出的γ射线
C．实验中利用了放射源放出的α射线
D．原子核在人工转变中，电荷数可能不守恒
4．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有(　　)
A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的
B．利用γ射线的穿透性可以为金属探伤，也能进行人体透视
C．用放射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种
D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害
5．超级毒药——放射性元素钋(Po)的半衰期为138天，发生α衰变生成稳定的铅(Pb).经过276天，100 g Po已衰变的质量为(　　)
A．25 g B．50 g
C．75 g D．100 g
6．[2021·广东卷]科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26.铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为Al―→Mg＋Y.下列说法正确的是(　　)
A．Y是氦核
B．Y是质子
C．再经过72万年，现有的铝26衰变一半
D．再经过144万年，现有的铝26全部衰变
7.
(多选)放射性元素U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成Bi，而Bi可以经一次衰变变成X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成Tl，X和Tl最后都变成Pb，衰变路径如图所示，则(　　)
A．a＝84
B．b＝206
C．Bi―→X是β衰变，Bi―→Tl是α衰变
D．Bi―→X是α衰变，Bi―→Tl是β衰变
8.如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为(　　)
A．6 B．8 C．10 D．14
B级　关键能力提升练
9.(多选)烟雾探测器是一种能探测空气中的烟雾并自动报警的装置．如图所示为某型号烟雾探测器的示意图，探测器中装有一种半衰期为432年的放射性金属材料Am，会释放出α射线和γ射线，使空气中的氧、氮等分子发生电离．探测腔内有两个加有低电压的极板，电离产生的正负离子在电场力作用下移动，形成微小电流，探测器内装有能探测微小电流的芯片．烟雾一旦进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附α粒子，则探测器探测到电流变化会触发报警电路．下列说法正确的是(　　)
A．Am发生衰变的方程是Am―→Np＋He＋γ
B．可用半衰期为16 h的放射性同位素Am代替Am
C．使空气中的氧、氮等分子发生电离的主要是α射线
D．烟雾进入探测器，使两电极中电流的减小而发出警报
10.
在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示．已知反冲核的质量、电荷量都大于放出的带电粒子的质量、电荷量，由图可以判定(　　)
A．反冲核的动能一定大于带电粒子的动能
B．a一定是反冲核的运动轨迹
C．该核发生的一定是α衰变
D．若磁场方向垂直于纸面向外，则轨迹a一定是逆时针方向
11．如图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.50 T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界．在距磁场左边界MN为1.0 m处有一个放射源A，源内装有放射性物质Ra(镭)，Ra发生α衰变生成新核Rn(氡).放在MN左侧的粒子接收器(未画出)接收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1.0 m.
(1)试写出Ra的衰变方程；
(2)求衰变后α粒子的速率；
(3)求一个静止镭核衰变释放的能量．(设核能全部转化为动能．取1 u＝1.6×10－27kg，电子电荷量e＝1.6×10－19 C)详解答案
分层作业(一)　分子动理论的基本内容
1．解析：酒香在空气中传播、马蹄上的花香在空气中传播都属于扩散现象，描述的是分子热运动，A、B符合题意；影动是由光学因素造成的，与分子热运动无关，C不符合题意；风沙刮地是沙子在自身重力和气流的作用下所做的运动，不是分子的热运动．D不符合题意．
答案：AB
2．解析：0 ℃的物体中的分子仍然在不停地做无规则运动，A错误；存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子和混凝土分子都在做无规则的热运动，B正确；分子的无规则运动叫作热运动，布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体小颗粒的运动，不是热运动，C错误；物体温度越高，分子热运动越剧烈，物体的运动是机械运动，运动物体中的分子热运动不一定比静止物体中的分子热运动剧烈，D错误．
答案：B
3．解析：根据布朗运动的特点可知，炭粒越小，温度越高，布朗运动越明显，A、D错误；小炭粒在不停地做无规则的运动，这种运动就是布朗运动，B正确；水分子很小，在光学显微镜下看不到水分子，C错误．
答案：B
4．解析：布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，是液体分子对颗粒撞击力不平衡造成的，所以布朗运动说明了液体分子在不停地做无规则运动，但不是液体分子的无规则运动，故A错误；液体的温度越高，液体分子运动越剧烈，则布朗运动也越剧烈，故B错误；悬浮微粒越大，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越多，液体分子对颗粒的撞击作用力越容易平衡，现象越不明显，故C错误；悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，故D正确．
答案：D
5．解析：引力和斥力都随距离的减小而增大，故A正确；两分子间的距离为r0时，分子间斥力与分子间引力大小相等但不为零，故B错误；分子始终在做无规则热运动，故C错误；分子力的本质是电磁力，故D错误．故选A.
答案：A
6．解析：气溶胶悬浮颗粒是固体小颗粒，是固体小颗粒悬浮在空气中，受到气体分子撞击不均匀造成的小颗粒的运动，它不是空气分子的运动，但可以反映空气分子的运动，是布朗运动，故A正确；飞沫重量大，布朗运动是固体小颗粒的运动，飞沫不是固体小颗粒，故其运动不能看成是布朗运动，故B错误；温度越高，布朗运动越剧烈，故气溶胶悬浮颗粒在空气中的运动越剧烈，故C正确；飞沫运动不是分子运动，与分子运动无关，所以温度越高，飞沫在空气中的运动不一定越剧烈，故D错误．
答案：AC
7．解析：(1)金刚石的质量m＝ρV
碳的物质的量n＝
这块金刚石所含碳原子数
N＝n·NA＝＝1.3×1022个．
(2)一个碳原子的体积V0＝
把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式
V0＝d3
可得碳原子直径为d＝＝2.2×10－10 m.
答案：(1)1.3×1022个　(2)2.2×10－10 m
8．解析：当分子间距离为r0时，它们之间的引力与斥力刚好大小相等，分子力为零，A项正确；一般分子直径的数量级为10－10 m，跟分子间的平衡距离r0相当，B项正确；当两分子间距离在大于r0的范围内减小时，分子力先增大，后减小，C项错误；当r>r0时，分子力表现为引力，D项正确．
答案：ABD
9．解析：a千克气凝胶的摩尔数为，所含分子数为N＝NA，选项A正确；气凝胶的摩尔体积为Vm＝，选项B正确；每个气凝胶分子的体积为V0＝＝，选项C正确；气凝胶为固体材料，分子模型为球体模型，根据V0＝πd3，则每个气凝胶分子的直径为d＝，选项D错误．故选A、B、C.
答案：ABC
10．解析：(1)1 m3可燃冰可释放164 m3的天然气．
标准状况下1 mol气体的体积为2.24×10－2 m3.
甲烷物质的量为n＝＝ mol，
则1 m3可燃冰所含甲烷分子数为
N＝nNA＝×6.02×1023个≈4.4×1027个，
1 cm3可燃冰所含甲烷分子数为4.4×1021个．
(2)平均每个甲烷分子的质量为
m0＝＝ kg≈2.5×10－26 kg.
答案：(1)4.4×1021个　(2)2.5×10－26 kg
分层作业(二)　分子运动速率分布规律
1．答案：A
2．答案：C
3．解析：通常情况下，分子间距离较大，相互作用力可以忽略，故气体分子可以自由运动，气体分子能否视为质点应根据具体问题而定，A、C错误，B、D正确．
答案：BD
4．解析：气体的压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的，A说法错误，B说法正确；压强的大小取决于气体分子的平均速率和分子的数密度，与物体的宏观运动无关，C、D说法错误．
答案：ACD
5．解析：由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以乙状态下温度较高，分子无规则运动的平均速率较大，分子运动更剧烈，故A、B错误，C正确；由于分子运动无规则，故在下一时刻的速率无法确定，故D错误．故选C.
答案：C
6．解析：装入热水时，瓶内上方气体温度升高，将一些气体排出，拧紧瓶盖，过一段时间后与外界发生热传递，气体放出热量后，内能减小温度降低．由于气体等容规律，瓶内的压强也减小，外界大气压将瓶盖压紧，故打开瓶盖需要克服更大的摩擦力．温度降低后，气体分子的平均动能减小，并不是每个气体分子的速率都减小．有的分子的速率增大，故A、B错误；温度降低后，气体分子的平均动能减小，平均速率也减小，单位时间内气体分子撞击瓶盖的次数减少，故C正确，D错误．
答案：C
7．解析：气体的压强与两个因素有关，一是气体分子的平均速率，二是气体分子的数密度．当气体分子的平均速率增大时，若气体的体积增大，则气体分子的数密度减小，气体的压强可能减小，同理，当气体分子的数密度增大时，因为分子平均速率变化情况不确定，所以气体压强的变化情况不能确定，A、C说法错误，B、D说法正确．
答案：BD
8．解析：蜡烛燃烧后，灯笼内温度升高，部分气体分子将从灯笼内部跑到外部，所以灯笼内分子总数减少，故分子密集程度减小，A错误．灯笼内温度升高，分子的平均速率增大，B错误．灯笼始终与大气连通，压强不变，灯笼内气体体积也不变，C错误．温度升高，气体分子的平均速率增大，分子在单位时间对器壁单位面积碰撞的平均作用力增大，而气体压强不变，所以单位时间与器壁单位面积碰撞的分子数减少，D正确．
答案：D
9．解析：由题图可知，100 ℃的氧气速率大的分子所占比例较多，A错误；具有最大比例的速率区间是指曲线峰值附近对应的速率，显然，100 ℃时对应的峰值速率较大，B错误；由题图可知，在同一温度下，气体分子速率分布总呈“中间多，两头少”的分布特点，C正确；在0 ℃和100 ℃两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围图形的面积都应该等于1，即相等，D正确．
答案：CD
10．解析：由题图可知，气体分子速率均呈现“中间多、两头少”的分布规律，但是最大比例的速率区间是不同的，A说法正确；气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，则TⅠ答案：B
分层作业(三)　分子动能和分子势能
1．解析：温度是分子平均动能的标志，温度相同时，不同物质的分子平均动能相同，但分子的质量不一定相等，所以平均速率不一定相等，A正确，B、C错误；温度升高时，并不是物体的每一个分子的动能都增加，个别分子的平均动能可能减少，D错误．
答案：A
2．解析：温度是分子热运动的平均动能的标志，内能是所有分子动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化，A错误；两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，由k＝mv2知，平均速率可能不同，D正确；内能大小不仅要看温度，还要看总分子数和分子势能这些因素，C错误；机械运动的速度增大与分子热运动的动能无关，B错误．
答案：D
3．解析：温度相同，则分子的平均动能一样大．同种物质，质量相同，分子数一样多．冰吸热变为水，水吸热变为水蒸气，冰、水、水蒸气的分子势能依次变大，内能依次变大．
答案：AD
4．解析：在两分子间距减小到r1的过程中，分子间的作用力表现为引力，分子力先增大后减小，故A错误；在两分子间距减小到r1的过程中，分子力做正功，分子势能减小，无穷远处分子势能为零，间距减小到r1时，分子势能小于零，故B、C错误；在两分子间距由r2减小到r1的过程中，分子力做正功，分子势能减小，分子力减小为零，故D正确．
答案：D
5．解析：温度高低只反映分子平均动能的大小，由于物体的内能跟物体的质量、体积、温度和状态有关，所以温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，A错误；内能是物体内所有分子无规则热运动的动能和分子势能的总和，分子在永不停息地做无规则运动，所以内能永不为零，B正确；内能相同的物体，它们的温度可能不相同，所以它们的分子平均动能可能不相同，C错误；内能不同的两个物体，它们的温度可以相同，即它们的分子平均动能可以相同，D错误．
答案：B
6．解析：当r＝r0时引力与斥力的合力为零，即分子力为零，A、D错；当分子间的距离趋于r0时，分子力做正功，分子势能减少，r＝r0时分子势能最小，B对，C错．
答案：B
7．解析：分子B受力的方向与运动方向相同时，分子力做正功，分子势能减少，A正确；分子间距离从无穷远减小到r0的过程中，分子间的相互作用力先增大后减小，B错误；分子间的距离等于r0时，分子力为零，分子势能最小，C错误；分子势能最小时，分子间的作用力一定为零，但分子势能的最小值不一定为零，D错误．
答案：A
8．解析：A、D错，C对：由题图看出，乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，此时分子位于平衡位置，分子间作用力为零，则加速度为零．B对：乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，由能量守恒定律知，分子的动能最大．
答案：BC
9．解析：乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，故B正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C错误；分子动能不可能为负值，故D错误．
答案：B
10．解析：从分子力的曲线中可以看出从0.5r0处到r0处斥力减小，加速度也就减小，从r0处到无穷远处引力先增大后减小，所以A错误；从0.5r0处到r0处乙分子受到向右的斥力，做向右的加速运动，通过r0处后受到向左的引力，做向右的减速运动，在r0处加速度a＝0，速度最大，所以B正确；当通过r0后分子的引力做负功，分子的势能增大，C错误；从0.5r0到r0处分子的斥力做正功，分子的势能减小，通过r0后，分子的引力做负功，分子的势能增大，故分子在r0处的势能最小，D正确．
答案：BD
分层作业(四)　温度和温标
1．解析：同一温度，所选温标不同，数值不同，A错误；摄氏温度的每一摄氏度与热力学温度的每一开的数值相等，故温度升高了1 ℃就是升高了1 K，B正确；摄氏温度可以取负值，但是热力学温度不能取负值，因为热力学温度的零点是低温的极限，C错误；热力学温度T＝273.15 K＋t＝(273.15－33) K＝240.15 K，故－33 ℃与240.15 K表示相同的温度，D错误．
答案：B
2．解析：系统处于平衡态时，其状态参量稳定不变，金属块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物在0 ℃环境中，它们温度、压强、体积都不再变化，是平衡态，故A、B正确；对一个装有气体的导热性良好的容器加热时，容器内气体的温度升高，故其不是平衡态，C错误；开空调2分钟后教室内的气体温度、体积均要变化，故其不是平衡态，D错误．
答案：AB
3．解析：温度是物体平均动能的标志，当杯中水的温度升高，则水分子的平均动能增大，但并不是每个水分子的动能都增大，个别水分子的动能也可能减小．故选A.
答案：A
4．解析：热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，系统的状态参量均不随时间发生变化，所以A、C、D错误，B正确．
答案：B
5．解析：系统处于平衡态时，其状态参量不变，冰水混合物放在0 ℃环境中，铜块放在沸水中加热足够长的时间，其状态参量不再变化，即处于平衡态，A、B正确；刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐，温度未达到相同，则未处于平衡态，C错误；一瓶放在房间中很久的84消毒液，与环境温度相同，其状态参量不变，则处于平衡态，D正确．
答案：ABD
6．解析：两个系统实现了热平衡，它们具有一个“共同性质”，就是温度，或者说温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，故B正确，A、C、D错误．
答案：B
7．解析：(1)当温度升高时，瓶内的气体受热膨胀挤压上方的液柱，液柱就会向左移动；(2)将此装置放在一个标准大气压下的冰水混合物中，在液柱正中间处标上0 ℃，将它放在一个标准大气压下的沸水中，在液柱正中间处标上100 ℃，然后将以上两个刻度之间的部分进行100等分，标上刻度就成了一个温度计．
答案：(1)左边　(2)见解析
8．解析：由题图知A、D间共有15个格，每个格表示温度为 ＝4 ℃，有色水柱的下端离D点3个格，即对应3×4 ℃＝12 ℃，所以题图中有色水柱下端所示温度为t＝15 ℃＋12 ℃＝27 ℃.
答案：27 ℃
9．解析：系统不与外界交换能量，热量由温度较高的铜块传给铁块，且在两者达到热平衡前的任意一段时间内，铜块放出的热量等于铁块吸收的热量，A正确，B错误；两个系统达到热平衡时温度相同，所以当温度相等时热传递停止，达到热平衡时的温度应用Q＝cmΔt求解，而不是两者温度的平均值，C错误，D正确．
答案：AD
10．解析：双金属温度计是用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的．该温度计是利用双金属片的弯曲程度随温度变化的原理来工作的，A、B选项是正确的；甲图中加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C选项正确；乙图中，温度计示数沿顺时针方向增大，说明当温度升高时温度计指针绕顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D选项是错误的．
答案：ABC
11．解析：温度计是利用热胀冷缩原理制成的，温度升高时烧瓶内气体膨胀，有色水柱上升，温度降低时烧瓶内气体收缩，有色水柱下降，已知A、D间的测量范围为20～ 80 ℃，则A点为80 ℃，D点为20 ℃，A、D间刻度均匀分布，每格表示＝4 ℃，则有色水柱下端温度为20 ℃＋3×4 ℃＝32 ℃，C正确，A、B、D错误．
答案：C
分层作业(五)　玻意耳定律及其应用
1．解析：由玻意耳定律pV＝C，得体积增大为原来的2倍，则压强变为原来的，故C正确．
答案：C
2．解析：
由图像可知，pAVA＝pBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上，可在p V图上作出几条等温线，如图所示．由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小．
答案：D
3．解析：设水银柱的长度为h，竖直放置时，气体的压强为p1＝p0－h；玻璃管倾斜45°时，气体的压强为p2＝p0－h cos 45°，根据p1l＝p2l′，则l′变短，选项C正确．
答案：C
4．解析：A错：打气后，由于气体的温度不变，分子平均动能不变，但每个分子运动速率的变化情况无法判断，故球内每个气体分子对球内壁的作用力的变化无法判断．
B对：打气后，球内气体的压强变大，即球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大．
C对，D错：打气前，p1＝1.1 atm，V1＝V0
打气6次，p2＝1 atm, V2＝6×0.05V0.
末态：p3＝？，V3＝V0
根据玻意耳定律可得：p1V1＋p2V2＝p3V3
联立解得：p3＝1.4 atm.
答案：BC
5．解析：开始管内气体压强为p1＝p0－ρgh，当玻璃管从竖直位置转过45°时，温度不变，假设气体体积不变，末态气体压强为p2＝p0－ρgh cos 45°，根据玻意耳定律，由pV＝C可知，因为压强增大，则空气柱体积将减小．故选C.
答案：C
6．解析：未向药瓶内注入气体前，药瓶内气体的压强p1＝1.0×105 Pa.体积V1＝0.4 mL，注射器内气体的压强p0＝1.0×105 Pa，体积V0＝0.3×0.4 mL＝0.12 mL，将注射器内气体注入药瓶后，药瓶内气体的体积V2＝V1＝0.4 mL，设压强为p2，根据玻意耳定律有p1V1＋p0V0 ＝p2V2，解得p2＝1.3×105 Pa.
答案：1.3×105 Pa
7．解析：对理想气体Ⅰ，由玻意耳定律p0L1S＝p1L′1S
p1＝p0＋
代入数据得L′1 ＝0.1 m
对理想气体Ⅱ，由玻意耳定律p0L2S＝p2L′2S
p2＝p1＋
代入数据得L′2＝0.05 m
故活塞A移动的距离
d＝(L1＋L2)－(L′1＋L′2)＝0.05 m.
答案：0.05 m
8．解析：A错，B对：由题意知管内水银柱上方封闭一部分气体，如果将玻璃管稍微向上提，则被封闭气体的体积增大，因为温度保持不变，所以被封闭气体压强减小．外界大气压等于水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强，此时外界的大气压不变，管内水银柱的压强须增大才能重新平衡，故管内外水银面的高度差h增大．C错，D对：无论将管下插至什么程度，管内被封闭气体体积不可能为零，故将管下插至管顶与管外水银面高度差为70 cm时，管内外水银面高度差小于70 cm.
答案：BD
9．解析：(1)设需要打气n次，因每次打入的气体相同，故可把n次打入的气体视为一次性打入，则气体的初状态：p1＝1.0×105 Pa，V1＝V0＋nΔV，末状态：p2＝5.0×105 Pa，V2＝V0，其中V0＝2 dm3，ΔV＝0.2 dm3.
由玻意耳定律有p1V1＝p2V2，代入数据解得n＝40.
(2)当瓶内气体气压变为2.0×105 Pa时的体积为V3，则p3＝2.0×105 Pa，由玻意耳定律有p2V2＝p3V3，代入数据解得V3＝5 dm3，真空瓶的容积为V瓶＝0.7 dm3，因＝4，故最多可充4瓶．
答案：(1)40次　(2)4瓶
分层作业(六)　气体的等压变化和等容变化
1．解析：A对：由＝C(常数)可知，体积不变，压强增大时，温度升高，气体分子的平均动能一定增大．B错：当温度不变时，分子的平均动能不变，要使压强减小，则分子的密集程度一定减小，即单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少．C错：当温度降低时，分子的平均动能减小，要保持压强不变，则分子的密集程度一定增大，即单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多．D错：温度升高，压强和体积至少有一个要发生变化，不可能都不变．
答案：A
2．解析：气体做等压变化，温度升高时，体积变大，所以汽缸体高度H减小．
答案：B
3．解析：设绝对零度相当于T0
则初态：T1＝－T0＋30 ℃，V1＝30S
末态：T2＝－T0＋90 ℃，V2＝36S
由盖 吕萨克定律＝
代入数据解得T0＝－270 ℃，故选B.
答案：B
4．解析：由V T图可以看出由A―→B是等容过程，TB>TA，故pB>pA，A、C错误，D正确；由B―→C为等压过程，pB＝pC，故B错误．
答案：D
5．解析：根据查理定律可得＝，解得＝＝＝，故选C.
答案：C
6．解析：(1)活塞从开始至刚到卡环的过程做等压变化，设汽缸的横截面积为S，
由盖 吕萨克定律得＝
代入数据得T1＝360 K.
(2)活塞到达卡环后做等容变化，由查理定律得＝
代入数据得p2＝1.5×105 Pa.
答案：(1)360 K　(2)1.5×105 Pa
7．解析：(1)设理想气体B的初始压强为pB，
则pB＝p0－5 cmHg＝70 cmHg
(2)当左、右两侧液面相平时，气体A、B的长度均为
L3＝L1＋＝10 cm
以气体A为研究对象，根据玻意耳定律得
p0(L1＋L2 )S＝p′AL3S
以气体B为研究对象，根据理想气体状态方程得
＝
左、右两侧液面相平时p′A＝p′B
解得T′＝500 K
答案：(1)70 cmHg　(2)500 K
8．解析：使U形管两端水银面一样高，即保持封闭气体的压强始终等于外界大气压且不变，若把烧瓶浸在热水中，气体体积增大，A中水银面上升，为使两管水银面等高，应把A向下移，故A对，B错；若把烧瓶浸在冷水中，气体体积减小，B管中水银面上升，为使两管水银面等高，应把A向上移，故C错，D对．
答案：AD
9．解析：根据盖 吕萨克定律得ΔV＝·V，因A、B管中的封闭气柱初温T相同，温度降低量相同，且ΔT<0，所以ΔV<0，即A、B管中气柱的体积都减小；ΔV1＝·ΔT，ΔV2＝ΔT，又因为H1>H2，则V1>V2，又T1＝T2，则|ΔV1|>|ΔV2|，A管中气柱减小得较多，故A、B两管气柱上方的水银柱均向下移动，且A管中的水银柱下移得较多，故选项A正确，B、C、D错误．
答案：A
10．解析：(1)对活塞Ⅰ受力分析如图
由平衡条件有p·2S＝p0·2S＋2mg＋0.1kl
对活塞Ⅱ受力分析如图
由平衡条件有pS＋mg＝p0S＋0.1kl
联立解得k＝，p＝p0＋
(2)由于是对气体缓慢加热，则两活塞受力平衡，将两活塞、弹簧、活塞间气体作为整体分析，受力情况不变，故气体压强不变，p′＝p＝，且弹簧长度不变
对活塞间的气体，由盖 吕萨克定律有＝
其中V1＝(2S＋S)＝1.65lS，T1＝T0
V2＝(l＋0.1l)·2S＝2.2lS
解得T2≈1.3T0
答案：(1)　(2)p0＋　1.3T0
分层作业(七)　气体实验定律的综合应用
1．解析：根据一定质量的理想气体的等压变化线的特征可知，A、C正确，B错误；D选项中没有明确标明图像与t轴交点的坐标为(－273.15 ℃，0)，因此，不能算正确．
答案：AC
2．解析：A―→C过程中，气体的体积不变，发生等容变化，由＝C可知，温度升高，压强增大，故A错误；在C―→B过程中，发生等温变化，由pV＝C可知，体积减小，压强增大，故B正确；综上所述，在A―→C―→B过程中，气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，在状态A时的压强最小，故C、D正确．
答案：BCD
3．解析：A、C错：在V T图像中，过原点的倾斜直线是等压线，所以ab、cd为两条等压线，即pa＝pb，pc＝pd.B、D对：在V T图像中，斜率越大表示压强越小，所以得到pa＝pb>pc＝pd.即由b到c的过程，压强变小，由d到a的过程，压强变大．
答案：BD
4．解析：(1)设后来两部分气体的压强为p，氧气的体积为VA2，氮气的体积为VB2，根据玻意耳定律有p0VA1＝pVA2
2p0VB1＝pVB2
VB2＋＝VB1
活塞M移动的距离x＝
代入数据解得p＝3p0，x＝ cm.
(2)根据共点力的平衡条件F＋p0SM＝pSM
解得F＝6×103 N.
答案：(1) cm　(2)6×103 N
5．解析：(1)设玻璃管的横截面积为S，右侧气体初状态体积V1＝0.05S
温度升高过程气体压强不变，由盖 吕萨克定律得＝
代入数据解得，右侧空气柱的长度L＝5.83 cm.
(2)大气压强p0＝0.75ρg，由图示可知，右管气体压强p右＝p0＋0.15ρg＝0.9ρg
左管初状态压强p左1＝p右＝0.9ρg
左管初状态体积V左1＝0.32S
温度升高后，设左侧管内水银面下降的高度为h，左管气体末状态压强p左2＝p右＋2ρgh＝(0.9＋2h)ρg
左管内气体末状态的体积V左2＝(0.32＋h)S
对左管内气体，由理想气体状态方程得＝
代入数据解得h＝3 cm.
答案：(1)5.83 cm　(2)3 cm
6．解析：此气体在0 ℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×0.3 L＝6.72 L，根据图线所示，从p0到A状态，气体是等容变化，A状态的体积为6.72 L，温度为127 K＋273 K＝400 K，从A状态到B状态为等压变化．B状态的温度为227 K＋273 K＝500 K，根据盖 吕萨克定律＝得，VB＝＝ L＝8.4 L.
答案：D
7．解析：在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为p1＝p0＋ρgl2
设活塞下推后，下部空气柱的压强为p′1，玻璃管的横截面积为S，由玻意耳定律得p1l1S＝p′1l′1S
设活塞下推距离为Δl，则此时玻璃管上部空气柱的长度为l′3＝l3＋l1－l′1－Δl
设此时玻璃管上部空气柱的压强为p′3，则
p′3＝p′1－ρgl2
由玻意耳定律得p0l3S＝ p′3l′3S
解得Δl＝15 cm，C项正确．
答案：C
8．解析：(1)当推力F＝2×103 N、活塞N达到平衡状态时，A汽缸中气体的压强
p′A＝p0＋＝1.5×105 Pa＝1.5 atm.
(2)初始时A汽缸中气体的压强及体积分别为
pA＝1 atm，
VA＝12 L，
A汽缸中气体发生等温变化，由玻意耳定律有
pAVA＝p′AV′A，
代入数据解得V′A＝8 L，
则活塞N向右移动的距离Δx＝＝ cm＝10 cm.
(3)因为活塞M保持在原位置不动，所以B汽缸中的气体发生等容变化，初始时B汽缸中气体的压强、温度分别为pB＝1 atm，TB＝300 K，活塞N达到平衡状态时，B汽缸中气体的压强p′B＝p′A＝1.5×105 Pa＝1.5 atm，对B汽缸中的气体，根据查理定律有＝，
解得T′B＝450 K，即t′B＝177 ℃.
答案：(1)1.5 atm　(2)10 cm　(3)177 ℃
分层作业(八)　固体
1．解析：物质的性质由物质微粒的微观结构决定，石墨和金刚石都是由碳原子组成，石墨和金刚石都是晶体，因原子排列结构不同，原子间作用力不同．D选项正确．
答案：D
2．解析：单晶体的各向异性取决于晶体内部结构的有规则性，不同方向上物质微粒的排列情况不同，A、D正确，B、C错误．
答案：AD
3．解析：由题图可知，图甲中物质吸收热量，开始时温度升高，到达熔点之后，不断吸收热量，温度保持不变，全部熔化之后，吸收热量，温度不断升高，则图甲中物质为晶体；图乙中物质吸收热量，温度不断升高，没有确定的熔点，则图乙中物质为非晶体．A正确．
答案：A
4．解析：石蜡以接触点的对称点为中心，逐渐向四周扩大熔成圆形，具有各向同性，因此薄片可能为多晶体，也可能为非晶体，C正确，A、B、D错误．
答案：C
5．解析：晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条直线发生定向移动，A错误；三条直线上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，B、D错误，C正确．
答案：C
6．解析：单晶体分子在空间分布上具有规则性，故石墨与石墨烯都是晶体，C正确，A、B错误；安德烈获取石墨烯的方法是物理方法，D正确．
答案：CD
分层作业(九)　液体
1．解析：液晶既不是液体也不是晶体，更不是两者混合物，A错误；只有部分物质具有液晶态，B错误；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，C正确；电子手表中的液晶本身不能发光，D错误．
答案：C
2．解析：一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系，由题图乙可以看出，肥皂水浸润玻璃，故A错误；肥皂泡表面张力方向和表面平行，故B错误；表面张力让液体收缩，而球面是同体积物体中表面积最小的，所以肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关，故C正确；肥皂泡表面液体分子间既存在引力也存在斥力，合力表现为引力，故D错误．
答案：C
3．解析：液体对固体浸润，则附着层内分子间距小于液体内部分子间距，附着层内分子间表现出排斥力，液体对固体不浸润，则附着层内分子间距大于液体内部分子间距，附着层内分子间表现出吸引力，即浸润和不浸润现象是分子力作用的表现，A、D正确；在浸润现象中，附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力强，分子分布比液体内部更密，B、C错误．
答案：AD
4．解析：液体表面张力是分子间相互作用的结果，就水来说，内部的水分子处于其他水分子的包围之中，各个方向分子的引力会相互抵消，但是表层水分子受到的内部水分子引力远大于外部空气分子的引力，所以表面的水分子永远受到指向液体内部的力，总是趋向于内部移动，这样液体总是会力图缩小其表面积，而同样体积的物体，总是以球体的表面积最小，故A正确；分子之间引力和斥力同时存在，故B错误；理想气体分子的内能只考虑分子动能，分子势能为零，则只与温度有关，两气泡温度相同，所以两气体的分子平均动能相同，故C错误；水球表面滴一小滴红墨水，若水球未破，水球外表面附近的水分子间作用力表现为引力，最后水球将呈红色，故D正确．
答案：AD
5．解析：液体对固体浸润，则分子间距小于液体内部；液体对固体不浸润，则分子间距大于液体内部，即浸润和不浸润现象是分子力作用的表现，A错误；浸润和不浸润与固体和液体都有关系，B错误；在熔化过程中，晶体要吸收热量，温度保持不变，C正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，D错误．
答案：C
分层作业(十)　功、热和内能的改变
1．解析：发生热传递的条件是有温度差，而与物体内能的多少、是否接触及周围的环境(是否真空)无关，故B正确．
答案：B
2．解析：做功和热传递改变物体内能的本质不同，做功的过程是不同形式的能相互转化的过程，而热传递是同种形式的能(内能)在不同的物体之间或物体的不同部分之间传递或转移的过程，A、D正确；物体内能的变化取决于做功和热传递两种途径，单就一个方面不足以断定其内能的变化，B、C错误．
答案：AD
3．解析：铁块匀速下滑，动能不变，重力势能减少，则机械能减少，下降过程中，摩擦力做负功，故铁块的内能增加，根据能量守恒定律可知，铁块机械能的减少量等于铁块和斜面内能的增加量之和，D正确．
答案：D
4．解析：由F通过活塞对密封的理想气体做正功，容器及活塞绝热，知Q＝0，由功和内能的关系知理想气体内能增大，温度T升高，再根据＝C，体积V减小，知压强p增大．
答案：C
5．解析：在外界不做功的情况下，系统内能的改变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了热量，故A错误、B正确．物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J．物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能(如晶体熔化过程)，故C错误、D正确．
答案：BD
6．解析：绳与紫铜管间的摩擦力做功，使管壁内能增大，温度升高．通过传热，乙醚的内能增大，温度升高．管塞被冲开前管内气体内能增大，压强变大．选项D正确．
答案：D
7．解析：根据题意，顺序为：空气推动瓶塞做功——空气内能减小温度降低——瓶内水蒸气液化成小水珠．
答案：B
8．解析：由于汽缸及活塞均绝热，故外界对气体所做的功全部转化为气体的内能，即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物体)gΔh＋p0SΔh
＝(5＋15)×10×0.1 J＋1.01×105×0.1×0.1 J＝1 030 J
答案：1 030 J
9．解析：在快速推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，外界对笔芯内封闭气体做功，内能增加，气体的温度升高，故A正确、B错误；马铃薯小块高速飞出时，笔芯内气体对马铃薯小块做功，气体内能减小，即马铃薯小块高速飞出的动能来自气体的内能，故C正确、D错误．
答案：AC
10．解析：对被封闭气体，如没有泄露气体，等温变化时，由玻意耳定律
p0·8lS＝p0·xlS
解得x＝6
则泄露气体的质量与最初气体质量之比为4∶6＝2∶3，A正确；气泡在上升过程中，随着压强的减小，体积将增大，气体对外做功，由热力学第一定律，温度不变、内能不变，则此过程会吸收热量，B错误；注射器导热性能良好，在压缩气体的过程中，气体温度不变，气体分子的平均动能不变，C错误；由A项分析知泄露出的气体的质量与注射器内存留气体的质量之比为2∶1，同种气体，在同样的状态下，显然泄露出的气体内能大于残留气体的内能，D错误．
答案：A
11．解析：由于喷气时间极短，故轮胎内气体与外界无热交换，气体体积增大，对外做功，W<0，则ΔU<0，所以轮胎内气体在喷出过程中其内能迅速减小，故A正确；理想气体的内能由分子动能决定，轮胎放气时，胎内气体迅速膨胀对外做功，内能减小时，分子的平均动能减小，由于温度是分子平均动能的标志，所以温度会下降，根据理想气体状态方程＝C，体积变大，温度下降，压强会迅速减小，故B、D正确；轮胎内的气体迅速向外喷出是由于轮胎内外压强差引起的，不是分子扩散的原因，故C错误．
答案：ABD
分层作业(十一)　热力学第一定律　能量守恒定律
1．解析：第一类永动机不可能实现，是因为它违反了能量守恒定律，A正确，B错误；根据能量守恒定律可知，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，C正确；由能量守恒定律可知，能量是不能凭空产生的，D错误．
答案：AC
2．解析：自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，说明机械能在减少，A、C错误；减少的机械能通过摩擦做功转化成了内能，但总能量守恒，B错误，D正确．
答案：D
3．解析：当气体被压缩时，外界对气体做功，即W>0，因容器壁与外界没有热量交换，则Q＝0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知ΔU>0，即气体内能增加，温度升高，根据＝C可知，V减小，T变大，则压强p变大，B、C、D错误，A正确．
答案：A
4．解析：对一定质量的理想气体，经过一系列的状态变化后又回到原状态，表明整个过程中内能的变化为零，即通过做功和热传递引起的内能变化相互抵消，所以A选项正确．当然，若Q1＝Q2，则必定有W1＝W2；若Q1>Q2，则必定有W1W2，所以B、C、D三项都有可能但不一定，故选A.
答案：A
5．解析：A错：一定质量的理想气体温度一定时，其内能一定，气体膨胀对外做功，根据热力学第一定律得知，气体应吸热，违反了热力学第一定律．B对：气体从外界吸收热量，若对外做功，而且热量与做功的数值相等，根据热力学第一定律气体的温度不变，符合热力学第一定律．C错：气体体积不变则气体既不对外做功，外界也不对气体做功，温度升高，内能增大，则气体应吸收热量，但在绝热条件下不可能吸收热量，违反了热力学第一定律．D对：气体对外做功的同时向外界放出热量，根据热力学第一定律气体的内能减小，符合热力学第一定律．
答案：BD
6．解析：气体体积减为原来的一半，外界对气体做正功，故A错误．温度不变，气体体积减半，根据玻意耳定律可知，气体压强增大，故B正确．温度不变，所以二氧化碳气体分子的平均动能不变，故C错误．一定质量的理想气体的温度不变，内能不变，W>0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，封闭气体向外界传递热量，故D错误．
答案：B
7．解析：由于a→b是绝热过程，根据热力学第一定律，外界对其做的功全部用于增加内能，A正确；由于a→b的过程气体的内能增加，温度升高；b→c的过程，体积不变，压强增大，根据＝C可知温度升高，因此Tc>Ta，可得在状态a时气体分子的平均动能小于状态c时气体分子的平均动能，B错误；在d→a的过程中，体积不变，根据＝C，可知温度降低，单位体积内分子数不变，分子的平均速率减小，因此单位时间内撞击汽缸壁的分子数减少，C错误；在题图所示的一次循环过程中，封闭图线围成的面积等于气体对外做的功，由于总体对外做功W<0，根据热力学第一定律，可知气体吸收的热量大于放出的热量，D正确．
答案：AD
8．解析：(1)由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝－120 J＋280 J＝160 J，所以气体的内能增加了160 J.
(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从另一个状态回到原来状态过程中内能的变化量加上从原来的状态到另一个状态过程中内能的变化量等于零，则从另一个状态回到原来状态的过程中，内能应减少160 J，即ΔU′＝－160 J，又Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得ΔU′＝W′＋Q′，所以有W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240 J)＝80 J，即外界对气体做功 80 J.
答案：(1)内能增加了160 J　(2)外界对气体做功　80 J
9．解析：(1)外界对气体做的功W＝p·ΔV＝p(V－V′)，
解得W＝1.0×105 J.
(2)由热力学第一定律得，汽缸内气体内能的变化量ΔU＝Q＋W＝－1.2×105 J＋1.0×105 J＝－2×104 J，即气体内能减少了2×104 J.
答案：(1)1.0×105 J　(2)减少了2×104 J
10．解析：(1)设平衡时活塞距汽缸底部的距离为h′，取封闭气体为研究对象，气体发生等压变化，由盖 吕萨克定律＝，解得h′＝1.4 m.
(2)在此过程中气体对外做功
W＝p0S(h′－h)＋mg(h′－h)
由热力学第二定律ΔU＝Q－W
解得ΔU＝4.8 J
气体内能增加4.8 J.
答案：(1)1.4 m　(2)增加4.8 J
11．解析：由于开始弹簧处于压缩状态，弹簧中储存了一定的弹性势能，在绳子断开后活塞向上运动，到达最高点后再向下运动，如此反复；在此过程中弹簧的部分弹性势能转化为气体的内能，活塞与弹簧的机械能不断减小，最终活塞将静止，静止时弹簧的弹力等于活塞的重力和上部气体对活塞的压力，此时弹簧仍处于压缩状态．弹簧的弹性势能有一部分转化为气体内能，最终气体温度趋于一个定值；在活塞运动过程中对活塞做功的有重力、弹簧的弹力和气体对活塞的压力．当弹簧最后静止时，弹簧仍处于压缩状态，但弹簧的形变量减小，故弹簧储存的弹性势能减小；由于活塞的高度增大，故活塞的重力势能增大，在活塞运动的过程中活塞压缩气体做功，产生内能，故减少的弹性势能一部分转化为重力势能，一部分转化为空气的内能．故B、C正确．
答案：BC
12．解析：因为pAVA＝pBVB，所以，气体在A、B两状态时的温度相等．由图像可知，由状态A到状态B的过程中，气体温度先升高后降低，A错误；因为气体在A、B两状态时的温度相等，所以内能不变，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体从外界吸收的热量等于气体对外界所做的功，B错误；由状态B到状态C的过程中，外界对气体做的功为W＝pΔV＝1.01×105×(3—1)×10－3 J＝202 J，C正确；由状态C到状态A的过程中，温度升高，气体内能增大，因为体积不变，压强增大，外界对气体不做功，所以气体吸收的热量等于气体内能的增加量，D错误．
答案：C
13．解析：(1)活塞从A位置缓慢到B位置，活塞受力平衡，气体为等压变化，以活塞为研究对象有pS＝p0S＋mg，解得p＝p0＋＝1.4×105 Pa，由盖 吕萨克定律有＝，代入数据解得TB＝450 K.
(2)由气体的内能与热力学温度成正比＝，解得UB＝135 J，外界对气体做功W＝－p(VB－VA)＝－28 J，由热力学第一定律ΔU＝UB－U0＝Q＋W＝45 J，可得气体变化过程中从电热丝吸收的总热量为Q＝73 J.
答案：(1)1.4×105 Pa　450 K　(2)73 J
分层作业(十二)　热力学第二定律
1．解析：凡是能量守恒的过程可能发生能量的转化，也可能发生能量的转移，故A错误；摩擦生热的过程是机械能转化为内能的过程，是不可逆过程，故B正确；由于能量的转移和转化具有方向性，虽然能量守恒，但还会发生能源危机，故C错误；传热有方向性，热量一定从温度高的物体传向温度低的物体，或从温度高的部分传向温度低的部分，故D错误．
答案：B
2．解析：满足能量守恒定律的物理过程不一定是自发进行的，A错误；空调机既能制热又能制冷，是在引起其他变化的情况下进行的，不能说明热传递不存在方向性，B错误；由热力学第二定律可知，热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化，C正确；自然界中能量的总量保持不变，由于能量的转化具有方向性，所以能量的可利用性在逐步降低，D错误．
答案：C
3．解析：根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，故A正确；做功和热传递是改变物体内能的两种方式，由热力学第一定律知，对物体做功，内能不一定增加，故B错误；根据热力学第二定律可知，若产生其他影响，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，故C错误；根据热力学第二定律，不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体，但在外界的作用下，能使热量从低温物体传向高温物体，故D错误．
答案：A
4．解析：热茶温度比周围环境的温度高，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，A违背了热力学第二定律，不能发生，A不符合题意；蒸汽机的能量损失不可避免，不能把蒸汽的内能全部转化成机械能，B违背了热力学第二定律，不能发生，B不符合题意；桶中浑浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离，系统的重力势能减少了，最终转化为内能，C不违背热力学第二定律，能够发生，C符合题意；电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，消耗了电能，D不违背热力学第二定律，能够发生，D符合题意．
答案：CD
5．解析：A、B对：热力学第二定律有几种不同的表述形式，但它们是等效的，它与热力学第一定律是各自独立的．
C错：由热力学第一定律可知W≠0，Q≠0
但由ΔU＝W＋Q
可知，若W＝－Q，则ΔU＝0.
D对：若施加其他影响，热量从低温物体传向高温物体，以及从单一热库吸收热量，完全变成功都是可能的．
答案：ABD
6．解析：(1)汽车行驶的速度v＝＝92 km/h.
(2)汽车发动机牵引力所做的功W＝Fs＝1 800 N×9 200 m＝1.656×107 J，汽车发动机牵引力的功率P＝＝ W＝4.6×104 W.
(3)汽油放出的热量Q＝mq＝1 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×107 J，发动机的效率η＝×100%＝36%.
答案：(1)92 km/h　(2)4.6×104 W　(3)36%
分层作业(十三)　光电效应
1．解析：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，当光和物质作用时，是“一份一份”地进行的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性．粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说．
答案：D
2．解析：用弧光灯照射锌板时，锌板中的电子从表面逸出，使锌板带正电，则与锌板相连的验电器的指针带正电，B正确．
答案：B
3．解析：光电效应具有瞬时性，A错误；截止频率与金属自身性质有关，入射光强度减弱，截止频率不变，B错误；入射光的强度减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，C正确；入射光照射到某金属表面上发生光电效应，说明入射光的频率高于金属的截止频率，能否发生光电效应取决于入射光的频率，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则一定能发生光电效应，D错误．
答案：C
4．解析：入射光的波长太长，频率低于截止频率时，不能发生光电效应，灵敏电流计中不会有电流通过，B符合题意；入射光的强度、光照时间不是发生光电效应的决定因素，A、C不符合题意；电路中电源正极接阴极K时，对光电管加了反向电压，若该电压超过遏止电压，也没有光电流产生，D符合题意．
答案：BD
5．解析：从金属表面逸出的光电子的最大初动能是1.5 eV，入射光的能量为5.0 eV，由光电效应方程Ek ＝hν－W0，解得该金属的逸出功为W0＝hν－Ek＝3.5 eV，故B正确，A、C、D错误．
答案：B
6．解析：由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，题图中图线的斜率表示普朗克常量h，A说法正确；由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0结合题图可知，该金属的逸出功W0＝E＝hν0，B、C说法正确；入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能Ek＝2hν0－W0＝hν0＝E，D说法错误．
答案：D
7．解析：由Ek＝mev可知，光电子的最大初动能之比为1∶4，A错误；由光电效应方程可得Ek1＝hν－W0，Ek2＝2hν－W0，解得该金属的逸出功W0＝hν，B正确；W0＝hνc，则该金属的截止频率νc＝，C正确；用频率为的单色光照射该金属时，由于h答案：BC
8．解析：根据光电效应方程mv2＝hν－W0，由题图可得b光照射光电管时遏止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以b的频率大，则a的频率小，那么a的波长长，故A正确，B、C、D错误．
答案：A
9．解析：(1)根据光电效应方程和动能定理可知
eUc＝hν－W0
结合图线可知截止频率νc＝5.0×1014 Hz.
(2)由以上分析可得Uc＝ν－
结合图线斜率可得
k＝＝ V/Hz
因此h＝J·s＝6.4×10－34 J·s.
答案：(1)5.0×1014 Hz　(2)6.4×10－34 J·s
10．解析：由题图可知，光电管两端所加的电压为反向电压，由电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，可知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程Ek＝hν－W0，可得W0＝1.8 eV，故A、C正确；开关S断开后，用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误；改用能量为1.5 eV的光子照射，由于光子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故D错误．
答案：AC
11．解析：图甲中光电管中电场为加速电场，设电子离开K极时的最大初动能为Ek，电子到达A极板的最大动能为Ekm，由动能定理可得eU＝Ekm－Ek，解得Ekm＝eU＋Ek，所以斜率为e，A、B错误；截距为光电子离开K极时的最大初动能，C错误，D正确．
答案：D
分层作业(十四)　原子的核式结构模型
1．答案：C
2．答案：A
3．解析：α粒子与原子核间的作用力是库仑斥力，在α粒子靠近原子核过程中，库仑斥力增大且做负功，电势能增加，动能减少，故当α粒子距原子核最近时，动能最小，电势能最大，所受原子核的斥力最大，A正确，B、C错误；α粒子与金原子组成的系统的能量不变，D错误．
答案：A
4．解析：原子核半径的数量级是10－15 m，整个原子半径的数量级是10－10 m，两者相差十万倍之多，可见原子中原子核很小，核外很“空旷”，A正确，B错误；原子中的电子数Z等于核电荷与电子电荷大小的比值，C正确；U原子中的中子数n＝235－92＝143，D错误．
答案：AC
5．解析：密立根“油滴实验”是利用喷雾的方法，在已知小液滴质量的前提下利用电场力和小液滴的重力平衡，推算出每个小液滴的电荷量都是某个最小电荷量的整数倍，密立根“油滴实验”与电子的电荷量和质量没有关系，只是测出了最小电荷量，证明了带电体的电荷量不是连续的，而是量子化的，B正确．
答案：B
6．解析：原子核和α粒子均带正电，两者之间为斥力，据曲线运动的条件知，α粒子在P点时，原子核可以位于①②区域，α粒子在Q点时，原子核可以位于①③区域，取交集知原子核应位于①区域，A正确．
答案：A
7．解析：由动能转化为电势能得mαv＝qαφp　①
又因为φp＝　②
由①②得r＝，其中Q为金原子核电荷量，Q＝79e，α粒子电荷量qα＝2e，将题中数据代入可得r≈4×10－14 m.
答案：4×10－14 m
8．解析：A对，D错：α粒子散射实验的现象是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大角度的偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来)，是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据．B错：根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型．C错：发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核之间作用的结果．
答案：A
9．解析：(1)油滴速度为v1时所受阻力Ff1＝kv1，油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有Ff1＝mg，m＝ρV＝πρD3，则k＝πρD3g.
(2)设油滴所带电荷量为q，油滴受到的电场力为F电＝qE＝q，油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，则kv2＋mg＝q，油滴所带电荷量为q＝.
答案：(1)πρD3g　(2)
分层作业(十五)　氢原子光谱和玻尔的原子模型
1．解析：每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C正确．
答案：C
2．解析：根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是某些确定的值，而不能是任意值，选项A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，选项B正确；由跃迁规律可知，选项C正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中辐射能量，选项D错误．
答案：BC
3．解析：根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上，原子应该是不稳定的，并且发射的光谱应该是连续的．氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论，表明需要引入新的观念进行解释，选项B、C正确．
答案：BC
4．解析：一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，即从高能级向低能级跃迁，放出光子，能量减少，故B正确．
答案：B
5．解析：由ΔE＝hν＝结合题图可知，B频率最大，C波长最长，B、C正确．
答案：BC
6．解析：由hν＝En－Em和E4－E3λ32，A正确；所有电磁波的速度都相同，B错误；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率不一样，出现不同形状的电子云，C错误；从高能级向低能级跃迁时，氢原子向外放出能量，D错误．
答案：A
7．解析：大量氢原子处于n＝3能级上，由C＝3可知这些原子跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子，A错误；由氢原子能级示意图可知，氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子能量比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光子能量大，由E＝hν可知，从n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射的光子频率高，B错误；由氢原子能级示意图可知，氢原子从n＝3能级跃迁到n＝4能级，需要吸收的能量为ΔE＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，C正确，n＝3能级的氢原子电离至少需要吸收的能量为0－(－1.51 eV)＝1.51 eV，D错误．
答案：C
8．解析：根据C＝6知，这些氢原子可辐射出6种不同频率的光子，故A错误．n＝4和n＝3间的能级差最小，则频率最小的光子是由n＝4跃迁到n＝3能级产生的，故B错误．最容易表现出衍射现象的光的波长最大，频率最小，是由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的，选项C错误．n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子能量为10.2 eV，大于金属铂的逸出功，可以发生光电效应，故D正确．
答案：D
9．解析：发生受激辐射时，向外辐射能量，原子总能量减小，电子轨道半径减小，根据＝知，电子的动能增大，因为总能量减小，则电子的电势能减小．故A、C、D错误，B正确．
答案：B
10．解析：用12.09 eV的光子照射处于基态的氢原子，因为－13.6 eV＋12.09 eV＝－1.51 eV，该氢原子吸收光子后，被激发，处于n＝3能级，故A正确；用能量为12.5 eV的电子轰击处于基态的氢原子，氢原子可以部分吸收电子能量，从而跃迁到n＝3或者n＝2能级，故B错误；光子的能量不可以被部分吸收，而－13.6 eV＋12.1 eV＝－1.5 eV，该能量不属于氢原子的任一能级，故处于基态的氢原子不可以吸收能量为12.1 eV的光子而被激发，故C错误；一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生C＝＝6种谱线，故D正确．
答案：AD
11．解析：这些氢原子最多能发出C＝6种不同频率的光，故A正确；γ射线是原子核发生衰变时放出的，故B错误；根据跃迁规律可知从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射光子的能量为hν41＝E4－E1＝12.75 eV，从n＝3能级向n＝1能级跃迁时辐射光子的能量为hν31＝E3－E1＝12.09 eV，从n＝2能级向n＝1能级跃迁时辐射光子的能量为hν21＝E2－E1＝10.2 eV，其他能级间跃迁时辐射的光子的能量均小于金属钨的逸出功，故能使金属钨发生光电效应的光有三种，故C正确；若将电源的正负极调换，加反向电压，当电流表示数恰好为零时，电压表示数为eUc＝12.75 eV－4.54 eV＝8.21 eV，则Uc＝8.21 V，故D正确．
答案：ACD
12．解析：A对：由题图甲可知，Hα谱线对应光子的波长大于Hδ谱线对应光子的波长，结合E＝可知，Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量．
B对：依据可见光的频率范围可知，题图甲所示的四种光均属于可见光范畴．
C错：Hβ谱线对应光子的能量
E1＝＝ J≈4.09×10－19 J≈2.556 eV.
D对：Hα谱线对应光子的能量
E2＝＝ J≈3.03×10－19 J≈1.89 eV
可知Hα谱线对应的跃迁是从n＝3能级到n＝2能级．
答案：ABD
13．解析：(1)E4＝＝－0.85 eV.
(2)r4＝42r1，k＝m
所以动能Ek4＝mv2＝＝ J≈1.36×10－19 J＝0.85 eV
(3)由于E4＝Ek4＋Ep4，所以电势能Ep4＝E4－Ek4＝－1.7 eV.
(4)能级差最小的是n＝4―→n＝3，E3＝＝－1.51 eV，所辐射的光子能量为
ΔE＝hν＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，得ν＝≈1.6×1014 Hz.
答案：(1)－0.85 eV　(2)0.85 eV　(3)－1.7 eV
(4)1.6×1014 Hz
分层作业(十六)　原子核的组成
1．解析：从原子核中放射出射线，说明原子核具有复杂结构．
答案：B
2．解析：贝克勒尔发现了天然放射现象，A错误；电子的发现说明原子是可以再分的，天然放射现象说明原子核内部是有结构的，B错误；原子序数大于83的元素都具有放射性，C正确；放射性元素的放射性由原子核内部因素决定，与温度无关，D错误．
答案：C
3．解析：α射线由氦原子核组成，A错误；γ射线是一种波长很短的电磁波，B正确；α射线的电离能力最强，C、D错误．
答案：B
4．解析：原子核由质子和中子构成，质子和中子统称为核子，卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在，A、B、C说法正确，D说法错误．
答案：D
5．解析：卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，查德威克用α粒子轰击金属铍，发现了中子，故A正确，D错误；1897年英国物理学家汤姆孙在实验中发现了电子，揭示了原子内部的秘密，使人们逐渐认识到原子是具有复杂结构的微粒，故B正确；1896年法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射现象，天然放射现象说明原子核可以再分，故C错误．
答案：AB
6．解析：根据三种射线的性质可知，甲图中能穿透铝板的是γ射线，乙图中检查钢板中的砂眼，要求射线能穿透钢板，故利用的是γ射线，选项C正确．
答案：C
7．解析：根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能力最强，穿透能力最弱，为了够准确测量钢板的厚度，探测射线应用γ射线；随着轧出的钢板越厚，透过的射线越弱，而轧出的钢板越薄，透过的射线越强，故A、B、D错误，C正确．
答案：C
8．解析：由于γ射线不带电，故不偏转，打在b点，由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧，A、C正确，B错误；由于α粒子速度约是光速的，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动(如果一个打在b，则另一个必然不能打在b点).
答案：AC
9．答案：(1)由于α射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去α射线．
(2)如图所示．
(3)α射线和β射线在磁场中偏转，据R＝，
对α射线有R1＝，对β射线有R2＝，
故＝＝400.
α射线穿过此磁场时，半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离．
分层作业(十七)　放射性元素的衰变
1．解析：具有相同质子数、不同中子数(质量数)的元素互为同位素，A错误；同位素的化学性质相同，物理性质不同，B错误；放射性元素的半衰期由原子核内部自身因素决定，与它所处的化学状态无关，C错误；P是放射性同位素，具有放射性，能发生衰变，D正确．
答案：D
2．解析：根据原子核衰变时电荷数和质量数都守恒可得，解得x＝3、y＝2，D正确．
答案：D
3．解析：卢瑟福用α粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变，并发现了质子，其中α粒子来源于放射源放出的α射线，故A、C正确，B错误；在核反应中，质量数和电荷数一定守恒，故D错误．
答案：AC
4．解析：利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离作用，使空气分子电离，将静电消除，A错误；γ射线会对人体细胞造成伤害，不能用来进行人体透视，常用X射线对人体进行透视，B错误；用放射线照射作物种子使其发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种，C错误；γ射线会对人体细胞造成伤害，用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害，D正确．
答案：D
5．解析：已衰变的Po的质量m＝＝m0＝75 g，C正确．
答案：C
6．解析：根据电荷数守恒与质量数守恒可知Y为正电子e，A、B错误．经过一个半衰期，铝26衰变一半，经过两个半衰期，铝26还剩下四分之一，C正确，D错误．
答案：C
7．解析：Bi经过一次衰变变成X，质量数没有发生变化，为β衰变，即Bi―→X＋e，故a＝84，选项A正确；Bi经过一次衰变变成Tl，核电荷数少2，为α衰变，即Bi―→Tl＋He，故b＝206，选项B正确；Bi―→X是β衰变，Bi―→Tl是α衰变，选项C正确，D错误．
答案：ABC
8．解析：根据题图可得X原子核质子数为92，中子数为146，则质量数为238；Y原子核质子数为82，中子数为124，则质量数为206.根据原子核经过一次α衰变电荷数减小2，质量数减小4，一次β衰变后电荷数增加1，质量数不变，写出衰变方程为X―→Y＋8He＋6 0－1e，故此过程中放射出6个电子，故A正确．
答案：A
9．解析：选项中的方程质量数不守恒，故A错误；Am的半衰期太短，不能长时间使用，故不能用半衰期为16 h的放射性同位素Am代替Am，故B错误；使空气中的氧、氮等分子发生电离的主要是α射线，α射线电离作用最强，故C正确；根据原理可知，烟雾一旦进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附 α粒子，电离减弱，使两电极中电流的减小而发出警报，故D正确．
答案：CD
10．解析：根据Ek＝，结合动量守恒定律，可知质量越大，动能越小，因此反冲核的动能一定小于带电粒子的动能，故A错误；根据动量守恒定律可知，两粒子动量大小相等，又根据R＝可知电荷量大的轨迹半径小，因此b是反冲核的运动轨迹，故B错误；放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度方向相反，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β粒子时，β粒子与反冲核的速度方向相反，而电性也相反，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，故该核放出的是β粒子，发生β衰变，故C错误；根据左手定则可知，若磁场方向垂直于纸面向外，a为带负电粒子的运动轨迹，要使洛伦兹力指向圆心，则a轨迹一定是逆时针方向，故D正确．
答案：D
11．解析：(1)Ra的衰变方程为Ra―→Rn＋He.
(2)由分析可知，α粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为1.0 m，根据R＝，m0＝4 ×1 u＝6.4×10－27kg，q＝2e＝3.2×10－19C，
解得v0＝2.5×107 m/s.
(3)E0＝m0v＝2×10－12J，设新核Rn质量为m，速率为v，又因为mv＝m0v0，m＝222 u＝3.552×10－25kg，则＝，
所以E＝E0＝×10－12J，
则一个静止镭核衰变释放的能量E总＝E0＋E≈2.036×10－12J.
答案：(1)Ra―→Rn＋He　(2)2.5×107m/s
(3)2.036×10－12J
分层作业(十八)　核力与结合能
1．答案：B
2．答案：D
3．解析：E＝mc2中E表示物体具有的总能量，m表示物体的质量，C错误，D正确；ΔE＝Δmc2表示当物体的能量增加或减少ΔE时，其质量相应的增加或减少Δm，质量和能量不能相互转化，A错误，B正确．
答案：BD
4．解析：先计算出核反应过程中的质量增加Δm＝36.956 91 u＋0.000 55 u－36.956 58 u＝0.000 88 u，再由爱因斯坦的质能方程得所需要的能量ΔE＝Δmc2＝0.000 88 u×931.5 MeV＝0.82 MeV，故选项A是正确的．
答案：A
5．解析：因为①中释放出了α粒子，所以①是α衰变，同理②中释放出了β粒子，所以②是β衰变，且都有能量放出，故A正确，B错误；因为比结合能越大越稳定，所以Pa、U、Th三者的比结合能由大到小是Pa、Th、U，故C正确；因为核子数越多，结合能越高，且比结合能等于结合能与核子数之比，故可得Pa、Th、U的结合能由大到小是U、Pa、Th，故D错误．
答案：AC
6．解析：根据质量数守恒与电荷数守恒可知，Pu的衰变方程为Pu―→U＋He＋γ，故A错误；根据质能方程可知，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝(mPu－mU－mα)c2，释放的核能转变为U的动能、新粒子的动能和γ光子能量，故B正确，D错误；U比Pu的核子数少，则结合能比Pu的结合能小，但U的比结合能比Pu的比结合能更大，故C错误．
答案：B
7．解析：核反应中动量守恒，有mvα＝MvX，α粒子的动能为E＝mv，根据能量守恒得ΔE＝mv－Mv，由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，联立解得Δm＝E，故选B.
答案：B
8．解析：(1)核反应方程为B＋n―→Li＋He＋γ
根据E0＝h，
可求得γ光子的波长λ＝h.
(2)由质能方程可知，核反应中放出的能量E＝Δmc2，
由能量关系可得E＝7E2＋4E3－10E1，
解得E3＝.
答案：(1)B＋n―→Li＋He＋γ　h
(2)Δmc2　
9．解析：静止的原子核发生衰变的过程中动量守恒，设Y的速度大小为v′，根据动量守恒定律得Fv＝Dv′，解得v′＝，根据动能和动量关系Ek＝，可知，动量相等动能与质量成反比，即Y原子核的动能与Z原子核的动能之比为F∶D，故A正确，B错误；由于该反应的过程中释放能量，所以Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量小，故C错误；由于该反应的过程中释放能量，所以Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能，故D正确．故选AD.
答案：AD
10．解析：核反应前的总质量为1.007 3 u＋7.016 0 u＝8.023 3 u，核反应后的总质量为2×4.001 5 u＝8.003 0 u，此反应过程中质量减少了0.020 3 u，故A错；根据质能方程有ΔE＝Δm×931.5 MeV＝18.9 MeV，故核反应释放的核能为18.9 MeV，故C对；由反应过程中能量守恒知反应后两个α粒子的总动能E总＝18.9 MeV＋0.6 MeV＝19.5 MeV，故B错，D对．
答案：CD
11．解析：D和E结合成F，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知，有能量释放，故A正确，B错误；若A分裂成B和C，也有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知，有能量释放，故C正确，D错误．
答案：AC
12．解析：(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式为R＝，
根据动量守恒定律有mava＝mbvb，联立得＝，
代入数据得＝.
(2)根据T＝，有＝·，
解得＝·＝.
(3)根据电荷数守恒和质量数守恒，有Z＝qa＋qb＝46q0，A＝ma＋mb＝119m0，
其中q0和m0为定值，单位分别为一个单位正电荷和一个原子质量单位，可推测q0＝2，m0＝2.原子核X为U，此衰变为U的α衰变；
(4)根据动能和动量的关系式Ek＝，有＝＝，
因衰变过程中释放的核能全部转化成粒子的动能，则有
Δmc2＝Eka＋Ekb，
联立以上两式解得Eka＝Δmc2.
答案：(1)　(2)　(3)92　238　(4)Δmc2
分层作业(十九)　核裂变与核聚变
1．解析：裂变和聚变过程中都释放能量，故A错误；裂变和聚变过程中都释放能量，根据质能方程可知裂变过程和聚变过程都有质量亏损，故B错误；裂变和聚变都可以释放出巨大的能量，故C正确；太阳能来源于太阳内部发生的核聚变，故D错误．
答案：C
2．解析：核反应质子数守恒92＝a＋38，
核反应质量数守恒235＋1＝140＋b＋2，
联立得a＝54，b＝94.故B正确，A、C、D错误．
答案：B
3．解析：聚变反应是将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量．但目前核电站都采用铀核的裂变反应．综上所述，选项B、C正确．
答案：BC
4．解析：核反应方程为 He＋H―→He＋H，则新核X是He, 该反应是核聚变反应，选项A正确，B错误；根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，生成物的总质量数不变，但是反应放出核能，则有质量亏损，选项C、D错误．
答案：A
5．解析：原子弹和氢弹都能瞬间放出巨大的能量，但原理不同，前者是利用了核裂变，后者是利用核聚变，故A错误；核动力航空母舰的动力装置是核反应堆，常用核反应堆是通过调节镉棒的深度控制核裂变的反应速度，故B正确；目前核电站是采用核裂变的链式反应，当铀块的体积大于临界体积时就会发生链式反应放出巨大能量，故C错误；原子核在超高温下才能发生聚变，但是核聚变有质量亏损，是释放能量，故D错误．
答案：B
6．解析：核反应堆把核能转化为内能，再转化为电能，故A错误；核反应堆利用的是核裂变过程产生的能量，故B错误；核反应堆中发生核反应要放出热量，则核反应生成物的比结合能大于反应物的比结合能，故C正确；水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线，故D正确．
答案：CD
7．解析：聚变反应比裂变反应生成的废物数量少，容易处理；实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了，由此可知，核聚变比核裂变更安全、清洁．选项A正确；核聚变是两个轻核间的核反应，并不是任何两个原子核都可以发生聚变，选项B错误；两个轻核结合成质量较大的核释放出能量，由质能方程知，总质量较聚变前减小，选项C错误；比结合能越大，原子核越稳定，故两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加，选项D正确．
答案：AD
8．解析：这个反应属于重核裂变，故A错误；中子由于速度大，如果铀块太小中子穿过不留在里面，故反应条件是铀块要达到临界体积，故B正确；201 MeV是该反应所释放的能量，而比结合能是把原子核拆分成单个核子需要吸收的能量或核子结合成原子核所释放的能量，两者意义不同，故C错误；U―→Ba＋Kr＋2n的写法是错误的，因为箭头左侧的U是不会自发发生核反应的，也不符合重核裂变的物理含义，故D错误．
答案：B
9．解析：核聚变反应属于热核反应，必须在高温下进行，故A错误；根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为1，电荷数为0，X为中子，中子是查德威克发现的，故B正确；该核反应放出能量，根据爱因斯坦质能方程可知，反应后有质量亏损，故C错误；核反应方程式中生成物比反应物稳定，生成物的比结合能大，所以 H的比结合能比 He的比结合能小，故D错误．
答案：B
10．解析：(1)聚变方程为H＋2n―→H.
(2)质量亏损Δm＝mH＋2mn－m＝(1.007 3＋2×1.008 7－3.018)u＝0.006 7 u.
释放的核能ΔE＝0.006 7×931.5 MeV＝6.24 MeV.
(3)平均每个核子释放的能量＝MeV＝2.08 MeV.
答案：(1)H＋2n―→H　(2)6.24 MeV
(3)2.08 MeV
11．解析：根据爱因斯坦质能方程，得E0＝Δmc2＝5.0×10－29×(3×108)2 J，每秒太阳发生的核反应的次数n＝＝＝8.4×1037，每秒钟太阳产生中微子个数为N＝2n＝2×1038，故D正确，A、B、C错误．
答案：D
12．解析：根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为Li＋H―→Be―→2He，则Z＝4，A＝8，铍原子核内的中子数是4，X表示的是氦核，故A正确，B错误； 核反应质量亏损为Δm＝m1＋m2－2m3＝0.020 27 u，则释放的核能为ΔE＝(0.020 27×931.5)MeV，解得ΔE＝18.88 MeV，故C错误，D正确．
答案：AD
13．解析：由题意及核反应中的质量数与电荷数守恒可得两个质子(H)发生聚变，可表示为H＋H―→H＋e，A正确，B错误；根据题目中的信息写出余下核反应方程：H＋H―→He，He＋He―→He＋2H，将这几个核反应方程合并，即可得一个完整的质子—质子循环反应方程，可表示为6H―→He＋2e＋2H，C错误，D错误．
答案：AD
14．解析：设中子质量为Mn，靶核质量为M，由动量守恒定律得Mnv0＝Mnv1＋Mv2，由能量守恒定律，得Mnv＝Mnv＋Mv，解得v1＝v0.在重水中靶核质量MH＝2Mn，v1H＝v0＝－v0；在石墨中靶核质量MC＝12Mn，v1C＝v0＝－v0.与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好．
单元素养评价(一)
1．解析：扩散现象指不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象，是物质分子的无规则运动产生的；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，间接反映了液体分子的无规则运动，温度越高，分子热运动越剧烈，故布朗运动和扩散现象都与温度有关，故A正确；当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，故B错误；被封闭气体的压强是由气体分子持续撞击器壁产生的，与气体是否失重无关，故C错误；温度是分子热运动平均动能的标志，物体温度升高时分子的平均动能增大，但不是内部所有分子的动能都增大，故D错误．
答案：A
2．答案：C
3．解析：在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子扩散的结果，扩散现象本质就是分子无规则的运动，故A、B错误．因为一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，所以使用免洗洗手液后，手部很快就干爽了，是由于液体分子扩散到了空气中，故C正确．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，温度不变，分子平均动能不变，但是分子之间的距离变大，分子势能变化，所以内能也要变化，故D错误．
答案：C
4．解析：一个油酸分子的质量为m0＝，故A错误；设油酸的摩尔体积为Vm，则一个油酸分子的体积为V0＝，由题可知Vm≠V，故B错误；根据用油膜法估测油酸分子直径的实验原理，可知油酸分子的直径为d＝，故C正确；油酸的密度为ρ＝≠，故D错误．
答案：C
5．解析：1 g、100 ℃的水需要吸收热量才能变为1 g、100 ℃的水蒸气，故1 g、100 ℃的水的内能小于1 g、100 ℃的水蒸气的内能，故A错误；物体的内能与物质的量、温度、体积有关，质量、温度、体积都相等的物体其物质的量不一定相等，内能不一定相等，故B错误；内能不同的物体，其温度可能相同，它们分子热运动的平均动能可能相同，故C正确；一个木块被举高，木块的重力势能增大，但木块的分子间距不变，组成该木块的所有分子的分子势能不变，故D错误．
答案：C
6．解析：因为题图中线段AQ＝QB，所以Q是平衡位置，则乙分子在P处所受到的合力表现为斥力，A错误；乙分子从较远处靠近甲分子，则在靠近Q的过程中，分子力表现为引力，引力做正功，乙分子速度增大，分子势能减小，在Q点合力为零，加速度为零，越过Q点靠近甲分子过程，分子力表现为斥力，斥力做负功，分子速度减小，分子势能增大，加速度增大，所以有vQ>vP、aQEQ，B、D错误，C正确．
答案：C
7．解析：扩散现象是两种不同物质分子热运动引起的，不是分子间相互吸引，A错误；题图乙中的折线只是每隔一定的时间固体小颗粒的位置的连线，不是运动轨迹，B错误；随着温度的升高，气体分子速率分布图像的峰值向速率大的方向移动，所以题图丙中①对应的温度大于②对应的温度，C正确；题图丁中玻璃板被拉起时，要受到水分子的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，D错误．
答案：C
8．解析：布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动．所以飞沫微粒的运动是布朗运动，故A正确；飞沫微粒能长时间悬浮在空气中是因为它受空气分子的不平衡碰撞，在空气中做布朗运动，故B错误；飞沫微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因而其运动越明显，故C正确；环境温度越高，飞沫微粒的运动越明显，故D正确．
答案：ACD
9．解析：保持温度不变，则气体分子的平均速率不变，气体体积增大，则气体分子的数密度减小，气体分子在单位时间内对容器单位面积上的碰撞次数减少，压强减小，A说法正确；保持压强不变，气体体积增大，则气体分子的数密度减小，对器壁碰撞的次数减少，导致压强有减小的趋势，但温度升高，气体分子的平均速率增大，每个气体分子对器壁的平均冲力增大，导致压强有增大的趋势，所以压强不变时，温度升高，体积必增大，B说法正确；保持体积不变，则气体分子的数密度不变，当温度升高时，气体分子的平均速率增大，每个气体分子对器壁的平均冲力增大，单位时间内对单位面积器壁的作用力增大，气体压强增大，C说法正确；气体温度、体积不变，则气体分子的平均速率不变，分子的数密度也不变，故气体压强不变，D说法错误．
答案：ABC
10．解析：根据压强的微观意义可知，密封容器内的气体对器壁的作用力与是否失重无关，故A错误；根据压强的微观意义可知，当气体的压强不变时，单位时间内作用在单位面积上的力不变，温度降低时，分子的平均动能减小，分子对器壁的平均撞击力减小，所以在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度降低而增加，故B正确；气体分子间距较大，气体的分子体积不等于，故C错误；温度是分子平均动能的标志，温度高的物体的分子平均动能一定大，但物体的内能与物体的物质的量、温度、体积等都有关，所以温度高的物体的内能不一定大，故D正确．
答案：BD
11．解析：(1)由题图可知分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的变化而变化．当在r＝r0位置，分子力表现为零，类似弹簧的自然长度处；分子间的距离减小，引力和斥力都会增大，斥力增大得更快，斥力大于引力，分子间的作用力表现为斥力；分子间的距离增大，分子间相互作用力表现为引力；(2)其中在r0附近，分子力的变化近似为线性变化，即在bc段分子间相互作用力跟分子间距离的关系图像与弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度是相似的．
答案：(1)曲线与r轴的交点　(2)bc段
12．解析：(1)用油膜法估测油酸分子的大小的实验步骤为：配制油酸酒精溶液(④)―→准备浅水盘(①)→形成油膜(②)→描绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积，估算分子直径(③).故正确顺序为④①②⑤③.(2)1滴油酸酒精溶液的体积为V0＝ mL，1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V1＝× mL＝7.5×10－6 mL＝7.5×10－12 m3.数出油膜所占坐标纸的格数为114，故油膜的面积为S＝ 114×1×1 cm2＝114 cm2，油酸分子的直径d＝＝ m＝7×10－10 m．(3)本实验中作了三点理想化假设：①将油酸分子视为球形；②将油膜看成单分子层；③油酸分子是紧挨在一起的．(4)水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，根据d＝，可知结果偏大，故A错误；将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算时所用的体积数值偏大，会导致结果偏大，故B错误；求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数计多了，则1滴油酸的体积偏小，会导致计算结果偏小，故C正确；油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D正确．
答案：(1)④①②⑤③　(2)7.5×10－12　7×10－10　(3)②将油膜看成单分子层　(4)CD
13．解析：(1)对甲容器，上壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为p＝ρgh(h为上、下底面间的距离).侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点到水面的竖直距离x的关系是p′＝ρgx.对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小取决于气体分子的数密度和温度．(2)甲容器做自由落体运动时，器壁各处的压强均为零；乙容器做自由落体运动时，器壁各处的压强不发生变化．
14．解析：(1)吸烟者一根烟吸入的总气体体积为
V＝10×300 cm3＝3 000 cm3
含有空气分子数为n＝×6.02×1023个＝8.1×1022个
办公室单位体积内含有的被污染空气分子数为个＝2.9×1021个
每个污染空气分子所占的空间体积为V0＝ m3
分子间的平均距离L＝≈7.0×10－8 m.
(2)不吸烟者一次呼吸吸入的被污染过的空气分子个数为
N＝个＝8.7×1017个．
答案：(1)7.0×10－8 m　(2)8.7×1017个
15．解析：铁的摩尔体积：
Vm＝
单个分子的体积：V0＝
又V0＝πr3
所以分子的半径：
r＝
分子的最大横截面积：
S0＝π·
铁质晶须的横截面上的分子数：
n＝
拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力：
F0＝＝.
答案：
单元素养评价(二)
1．解析：液晶是像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，所以与A、C图的规则排列有区别，与D所示的分子无序排列不同，B图所示为液晶分子排列．
答案：B
2．解析：根据一定质量的理想气体状态方程＝C可知随着温度下降，腔体内气体压强小于外界压强，故A正确，B错误；由于温度下降，故腔体内气体分子平均动能变小，故C、D错误．
答案：A
3．解析：气体压强不变，发生等压变化＝，又V0>V1，所以T0>T1，所以温度减小，平均分子动能减小，气体放热，在相等时间内封闭气体的分子对单位面积器壁的冲量不变，故A错误，B正确；由于体积减小，而分子数未变，所以单位时间内撞击的分子数应增大，故C错误；不浸润时，附着层内分子比水银的分子内部稀疏，故D错误．
答案：B
4．解析：瓶A中上方气体的压强为外界大气压与瓶A中的液体产生的压强差，瓶A中的液面下降，液体产生的压强就减小，所以瓶A中上方气体的压强会增大，进气管C处的压强为大气压强，不变化，从C到滴壶B之间的液柱高度不变，所以滴壶B中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的．故A、B、D错误，C正确．
答案：C
5．解析：气体发生等温变化，由玻意耳定律可知，气体的压强与体积成反比，金属筒从A下降到B的过程中，气体体积V变小，压强p变大，选项C正确．
答案：C
6．解析：由题意可知气体的加热过程为等容变化，由查理定律得＝，则p1＝p0，打开阀门使容器中的气体缓慢漏出，设容器的容积为V0，膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律得p1V0＝p0V，解得V＝V0，当容器中气体的压强再次与外界大气压强相等时，容器中剩余气体的质量与原来气体质量之比k＝＝，故C正确，A、B、D错误．
答案：C
7．解析：设大气压强为p0，对图甲中的玻璃管，它沿斜面向上做匀减速直线运动，设加速度大小为a1，以水银柱为研究对象，根据牛顿第二定律得p0S＋mg sin 30°－p1S＝ma1，以水银柱和玻璃管为整体，据牛顿第二定律有m总g sin 30°＝m总a1，联立解得p1＝p0，对图乙中玻璃管，它沿斜面向下做匀加速直线运动，设其加速度大小为a2，以水银柱为研究对象，根据牛顿第二定律得p0S＋mg sin 45°－p1S＝ma2，以水银柱和玻璃管为整体，据牛顿第二定律有m总g sin 45°＝m总a2，联立解得p2＝p0，对图丙中的玻璃管，它在水平转台上做匀速圆周运动，以水银柱为研究对象得p3S－p0S＝man，则p3>p0，综上可得p1＝p2＝p0L3，故B项正确，A、C、D项错误．
答案：B
8．解析：A错：单晶体在物理性质上表现为各向异性，是指某一种或某几种物理性质各向异性，并非所有的物理性质都各向异性．B错：固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体不是绝对的，是可以相互转化的，例如天然石英是晶体，熔化以后再凝固的水晶却是非晶体．C对：有的物质在不同条件下能够生成不同晶体，是因为组成晶体的微粒能够按照不同规则在空间分布．D对：多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状．
答案：CD
9．解析：假设不漏气，则气体发生等温变化，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，得V2＝0.5 L，大于气体的实际体积，故包装袋漏气，选项A正确；漏出气体的体积占总体积的＝，则漏出气体的质量占气体总质量的，选项D正确．
答案：AD
10．解析：只对L1加热，则L1长度增大，气柱L2压强不变，温度不变，故长度不变，故A正确；只对L2加热，气体L2做等压变化，压强不变，温度升高，体积增大，故气柱L2长度增大，故B错误；只在右管中注入一些水银，L2压强增大，L1的压强与h长度的水银柱产生的压强之和随之增大，可知L1的长度将减小，故C错误；使L1、L2同时升温，L2压强不变，则L1、L2长度均增大，故D正确．
答案：AD
11．解析：(1)某同学在一次实验中，作出的图像如题图所示，其纵坐标表示封闭空气柱的压强，则横坐标表示的物理量是封闭空气柱的体积的倒数，故选D.
(2)为了保证气体的温度不变，推拉活塞时，动作要慢，A正确；为了保证气体的温度不变，推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分，B正确；橡胶塞脱落后，被封闭气体的质量发生了变化，应迅速重新装上不能继续实验，C错误；为了保证气体的质量不变，活塞与注射器之间要保持气密性，D正确．
答案：(1)D　(2)C
12．解析：(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂一些润滑油，这样可以保持气密性；为了保持封闭气体的温度不变，实验中要注意手不能握住注射器的封闭气体部分，缓慢推动活塞，这样能保证装置与外界温度一样．
(2)根据pV＝C可知如果实验操作规范正确，根据实验数据画出的V 图线是过坐标原点的直线．但如题图所示的V 图线不过原点，该图线的方程为V＝C－V0，说明注射器中气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，截距V0代表注射器与压强传感器连接处的气体体积．
答案：(1)在注射器活塞上涂一些润滑油　注意手不能握住注射器的封闭气体部分　缓慢推动活塞　(2)注射器与压强传感器连接处的气体体积
13．解析：(1)挤压时，由等温变化可得
p1V1＝p′1 (V1－0.1)
代入数据解得p′1＝1.65×105 Pa.
(2)在T1＝310 K的环境下，可得
pV1＝p2(V1－0.1)
T2＝290 K到T1＝310 K
等容变化，由理想气体状态方程有
＝
解得p＝1.70×105 Pa.
答案：(1)1.65×105 Pa　(2)1.70×105 Pa
14．解析：(1)容器口的横截面积为S，升空瞬间容器内气体的压强为p，对橡胶塞受力分析，有：pS＝p0S＋f
解得：p＝1.975×105 Pa.
(2)设每次打入的气体的体积为ΔV，以充入容器的总气体为研究对象，打气过程中容器内气体做等温变化，有
p0(V＋nΔV) ＝pV
解得：n＝19.5
故打气筒需打气的次数n＝20.
答案：(1)1.975×105 Pa　(2)20次
15．解析：(1)当B刚要向右移动时，Ⅰ中气体压强为4p0，设A向右移动x，对Ⅰ内气体，由玻意耳定律得
p0SL＝4p0S(L－x)
其中S＝π
解得x＝L.
(2)该装置放入水下后，由于水的压力A向右移动，Ⅰ内气体压强逐渐增大，当压强增大到大于4p0后B开始向右移动，当A恰好移动到缸底时所测深度最大，此时原Ⅰ内气体全部进入Ⅱ内，设B向右移动y距离，两部分气体压强均为p2.
对原Ⅰ内气体，由玻意耳定律得p0SL＝p2×4Sy
对原Ⅱ内气体，由玻意耳定律得
4p0×4SL＝p2×4S(L－y)
又此时A有p2＝p0＋ρghm
联立解得hm＝32.5 m.
答案：(1)L　(2)32.5 m
单元素养评价(三)
1．解析：温度升高，气体的内能一定增加，A错误；根据热力学第一定律，内能增加可能是外界对气体做功，也可能是气体从外界吸收热量，B、C错误；温度是分子平均动能的标志，因此温度升高，气体分子的平均动能一定增大，D正确．
答案：D
2．解析：A错：不可能从单一热库吸热全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响．B错：打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后不能自发进去．C对：利用其他手段，可以使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高，如电冰箱．D错：两种不同的液体在一个容器中自发地混合，不能自发地各自分开．
答案：C
3．解析：由图可知，当温度升高时容器内气体的变化为等压膨胀，故瓶内气体的密度减小，气体分子的平均动能增加，瓶内气体对外做正功，选项B对，选项A、C错误；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，瓶内气体内能增加是由于气体从外界吸收了热量，故选项D错误．
答案：B
4．解析：A错：在V T图像中，过坐标原点的直线为等压变化，ab不过坐标原点，故不是等压变化．B对：由题图可知，bc为等温变化，温度不变，故内能不变．C错：c到d为等压变化，由c到d体积减小，由于质量不变，故密度增大．D错：d→a过程为等容变化，气体对外不做功．
答案：B
5．解析：在过程ca中气体体积减小，则外界对气体做功，故A正确．在过程ab中气体的体积不变，压强变大，由＝C可知气体温度升高，则内能增加，故B错误．在过程ab中气体的体积不变，则气体不对外界做功，外界也不对气体做功，故C错误．在过程bc中，气体温度不变，则内能不变；体积变大，气体对外做功；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W＝0可知，气体从外界吸收热量等于气体对外界做的功；若气体沿直线从状态b到达状态c，由p V图像围成的面积表示气体对外界做的功，可知该情形下做的功较多，由于气体内能不变，所以对应从外界吸收的热量更多，故D错误．
答案：A
6．解析：吸盘内气体体积增大，气体对外做功，W<0，由于气体温度不变，气体内能不变，ΔU＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W>0，吸盘内气体要吸收热量，A正确，C错误；吸盘内气体分子数不变，而气体体积变大，则吸盘内气体分子的数密度减小，B错误；吸盘内气体温度不变而体积变大，由玻意耳定律pV＝C可知，吸盘内气体压强减小，D错误．
答案：A
7．解析：气闸舱B内为真空，打开阀门K，A中的气体进入B中的过程中，A内的气体自由扩散，对外界不做功，同时系统温度不变，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知气体内能不变，与外界也没有热交换，故A、B错误；气体体积增大，温度不变，气体分子的密集程度减小，气体分子单位时间对舱壁单位面积碰撞的次数减小，故C正确；根据熵增加原理可知，B中气体不能自发地全部退回A中，即A内气体的密度不可能自发地恢复到原来的密度，故D错误．
答案：C
8．解析：解决本题的关键是理解缓慢推动活塞Q的物理含义，推动活塞Q使活塞对气体做功，本来气体的温度应升高，但是由于缓慢推动活塞，气体增加的内能又以热量的形式释放到周围环境中，由于环境温度恒定，所以汽缸内气体的温度不变，内能不变，气体的平均动能不变，A、D错误，B正确；由于气体被压缩，气体单位体积内的分子数增大，所以单位面积上，汽缸受到气体分子的碰撞次数增多，因此气体的压强增大，C正确．
答案：BC
9．解析：将容器放入热水中，气体的温度升高，内能变大，由ΔU＝Q＋W知，气体对外做的功小于气体吸收的热量，选项A正确、B错误；气体的压强保持不变，则容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力大小不变，选项C错误、D正确．
答案：AD
10．解析：A→B的过程中温度不变，内能不变，体积膨胀对外界做功，由热力学第一定律得气体从外界吸热才可能保持内能不变，故A正确；B→C的过程中，体积不变，单位体积内的分子数分层作业(七)　气体实验定律的综合应用
A级　必备知识基础练
1．(多选)p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，下列图中能正确描述一定质量的理想气体等压变化规律的是(　　)
2．(多选)一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程的V T图像如图所示，则(　　)
A．在过程A―→C中，气体的压强不断变小
B．在过程C―→B中，气体的压强不断变大
C．在状态A时，气体的压强最小
D．在状态B时，气体的压强最大
3.(多选)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V T图像中都是直线段，ab和cd的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，由图可以判断(　　)
A．ab过程中气体压强不断减小
B．bc过程中气体压强不断减小
C．cd过程中气体压强不断增大
D．da过程中气体压强不断增大
4．如图所示，两个内壁光滑、导热良好的汽缸A、B水平固定并用细管连接，处于标准大气压p0的环境中．汽缸A中活塞M的面积为300 cm2，封闭有压强为p0的氧气60 L．汽缸B中活塞N的面积为150 cm2，装有压强为2p0的氮气30 L．现给活塞M施加一逐渐增大的水平推力，使其缓慢向右移动．细管内的气体可忽略，环境温度不变(p0取1.0×105 Pa).当一半质量的氧气进入B汽缸时，求：
(1)活塞M移动的距离；
(2)加在活塞M上的水平推力的大小．
5.
[2022·陕西汉中一模]导热良好、粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口．初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示，下方水银柱足够长且左、右两侧水银面等高．已知大气压强p0相当于75 cm水银柱产生的压强，且保持不变，环境初始温度为T1＝300 K．现缓慢将玻璃管处环境温度提升至T2 ＝350 K，此过程中水银无溢出，求：
(1)右侧空气柱长度；
(2)左侧管内水银面下降的高度．
B级　关键能力提升练
6.如图所示为0.3 mol的某种气体的压强和温度关系的p t图线．p0表示1个标准大气压，则在状态B时气体的体积为(　　)
A．5.6 L　B．3.2 L　C．1.2 L　D．8.4 L
7.
如图所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l1＝25 cm的空气柱，中间有一段长l2＝25 cm的水银柱，上部空气柱的长度l3＝40 cm.已知大气压强p0相当于75 cm水银柱产生的压强．现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l′1＝20 cm.假设活塞下推过程中没有漏气，则活塞下推的距离为(　　)
A．5 cm　B．10 cm　C．15 cm　D．20 cm
8．如图所示，一可移动的绝热活塞M将一横截面积为400 cm2的汽缸分为A、B两部分，A、B两部分装有体积均为12 L、压强均为1 atm、温度均为27 ℃的理想气体．现给左面的活塞N施加一推力，使其向右移动，同时给B中气体加热，此过程中A汽缸中的气体温度保持不变，活塞M保持在原位置不动．已知外界大气压强为1 atm，1 atm＝1×105 Pa，不计活塞与汽缸壁间的摩擦．当推力F＝2×103 N、活塞N达到平衡状态时，求：
(1)A汽缸中气体的压强；
(2)活塞N向右移动的距离；
(3)B汽缸中的气体升温到多少摄氏度．分层作业(十二)　热力学第二定律
A级　必备知识基础练
1.[2022·上海闵行高二期末]关于能量转化的方向性，下列说法正确的是(　　)
A．凡是能量守恒的过程就一定会发生能量的转化
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．由于能量的转化过程遵守能量守恒定律，所以不会发生能源危机
D．空调既能制热又能制冷，说明传热不存在方向性
2．关于能量的转化，下列说法正确的是(　　)
A．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行
B．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
C．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化
D．自然界中能量的总量保持不变，而且能量的可利用性在逐步提高
3．关于热力学定律，下列说法正确的是(　　)
A．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
4．(多选)下列哪些现象能够发生，并且不违背热力学第二定律(　　)
A．打开一杯热茶的杯盖后，茶会自动变得更热
B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能
C．桶中浑浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离
D．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体
5．(多选)关于热力学两大定律，下列说法正确的是(　　)
A．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的
B．热力学第二定律的两种表述是等效的
C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，传热也不一定改变内能，但同时做功和传热一定会改变内能
D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热库吸收热量，完全变成功也是可能的
B级　关键能力提升练
6.一辆汽车沿着长为9.2 km的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时6 min，汽车发动机牵引力为1 800 N，共消耗汽油1 kg(汽油的热值q＝4.6×107 J/kg).则：
(1)汽车行驶的速度是多少千米每小时？
(2)汽车发动机牵引力的功率为多少瓦？
(3)汽车发动机的效率是多大？分层作业(十五)　氢原子光谱和玻尔的原子模型
A级　必备知识基础练
1.关于线状谱，下列说法中正确的是(　　)
A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同
B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同
C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同
D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同
2．(多选)按照玻尔的原子理论，下列表述正确的是(　　)
A．核外电子运动轨道半径可取任意值
B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大
C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hν＝|En－Em|
D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量
3．(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是(　　)
A．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性
B．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上
C．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的
D．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论
4．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子(　　)
A．放出光子，能量增加
B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加
D．吸收光子，能量减少
5．(多选)如图所示为氢原子的能级图，A、B、C分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，其中(　　)
A．频率最大的是C B．波长最长的是C
C．频率最大的是B D．波长最长的是B
6．[2022·江苏常州高二联考]如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子(　　)
A.从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长
B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出电磁波的速度大
C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量
7．氢原子能级示意如图．现有大量氢原子处于n＝3能级上，下列说法正确的是(　　)
A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B．从n＝3能级跃迁到n＝1能级比跃迁到n＝2能级辐射的光子频率低
C．从n＝3能级跃迁到n＝4能级需吸收0.66 eV的能量
D．n＝3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6 eV的能量
8．如图所示为氢原子能级的示意图．现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是(　　)
A.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生
C．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的
D．用由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
9．[2022·河北沧州市高二联考]处于激发态的原子，如果在入射光子的电磁场的影响下，从高能级向低能级跃迁，同时两个状态之间的能量差以光子的形式辐射出去，这种辐射被称为受激辐射．原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理．发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电子的电势能Ep、电子的动能Ek的变化情况是(　　)
A．En减小、Ep增大、Ek减小
B．En减小、Ep减小、Ek增大
C．En增大、Ep减小、Ek减小
D．En增大、Ep增大、Ek增大
B级　关键能力提升练
10.[2022·邯郸高二检测](多选)原子钟是利用“原子跃迁”的频率来计时的，这个频率很高并极其稳定，所以它的计时精度也非常高，如图甲所示为我国自主研制的北斗导航系统中采用的星载氢原子钟，其计时精度将比星载铷原子钟高一个数量级，图乙为氢原子的能级示意图，下列说法正确的是(　　)
A．欲使处于基态的氢原子被激发，可用12.09 eV的光子照射该氢原子
B．用能量为12.5 eV的电子轰击处于基态的氢原子，一定不能使氢原子发生能级跃迁
C．处于基态的氢原子可以吸收能量为12.1 eV的光子而被激发
D．一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线
11．[2022·湖南株洲南方中学高二下月考改编](多选)大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，用这些光照射如图甲所示的光电管的阴极K.已知氢原子的部分能级图如图乙所示，阴极K为金属钨，其逸出功为4.54 eV.则下列说法中正确的是(　　)
A．这些氢原子最多能发出6种不同频率的光
B．跃迁到基态时，会辐射γ射线
C．能使金属钨发生光电效应的光有三种
D．若将电源的正负极调换，当电流表示数恰好为零时，电压表示数为8. 21 V
12．(多选)氢原子光谱如图甲所示，图中给出了谱线对应的波长，玻尔的氢原子能级图如图乙所示，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，可见光的频率范围约为4.2×1014～7.8×1014 Hz，则(　　)
A．Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量
B．图甲所示Hα、Hβ、Hγ、Hδ四种光均属于可见光范畴
C．Hβ谱线对应光子的能量约为10.2 eV
D．Hα谱线对应的跃迁是从n＝3能级到n＝2能级
13．氢原子基态能量E1＝－13.6 eV，电子绕核运动半径r1＝0.53×10－10 m．En＝，rn＝n2r1，当氢原子处于n＝4激发态时，求：
(1)原子系统具有的能量；
(2)电子在轨道上运动的动能；
(3)电子具有的电势能；
(4)向低能级跃迁辐射的光子最低频率为多少(保留两位有效数字) 分层作业(四)　温度和温标
A级　必备知识基础练
1.下列说法中正确的是(　　)
A．物体温度的数值与所选温标无关
B．温度升高了1 ℃就是升高了1 K
C．摄氏温度与热力学温度都可取负值
D．－33 ℃与240.15 K表示不同的温度
2．(多选)下列状态中属于平衡态的是(　　)
A．将一金属块放在沸水中加热足够长的时间
B．冰水混合物处在0 ℃环境中
C．对一个装有气体的导热性良好的容器加热，容器内的气体
D．开空调2分钟后教室内的气体
3．一杯水含有大量的水分子，若杯中水的温度升高，则(　　)
A．水分子的平均动能增大
B．只有个别水分子动能增大
C．所有水分子的动能都增大
D．水分子动能不变
4．热力学系统的平衡态是一种(　　)
A．定态平衡
B．动态平衡
C．分子静止
D．只是温度一定达到了某一稳定值
5．(多选)下列各系统处于平衡态的是(　　)
A．放在0 ℃的房间里的冰水混合物
B．放在沸水中加热足够长时间的铜块
C．刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐
D．一瓶放在房间中很久的84消毒液
6．[2022·湘潭高二检测]如果两个系统通过相互作用，实现了热平衡，那么这两个系统(　　)
A．一定具有相同的压强
B．一定具有相同的温度
C．一定具有相同的体积
D．一定同时具有相同的温度、压强和体积
7.
仿照实验室使用的液体温度计的原理，某同学设计了一个简易的气体温度计，如图所示，瓶中装的是气体，瓶塞密封不漏气，瓶塞上面细弯管中有一段液柱．
(1)当温度升高时，液柱将向哪边移动？
(2)此温度计如何标上刻度呢？
8.
小明在家制作了简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体．当外界温度变化时，水柱位置将上下移动．当有色水柱下端与D和A对齐时，温度分别为15 ℃和75 ℃.A、D间刻度均匀分布．由图可知，图中有色水柱下端所示温度为多少？
B级　关键能力提升练
9.(多选)一个铜块和一个铁块质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高．当它们接触时，如不和外界交换能量，则下述说法正确的是(　　)
A．从两者开始接触到达到热平衡的整个过程中，铜块放出的热量等于铁块吸收的热量
B．在两者达到热平衡前的任意一段时间内，铜块放出的热量不一定等于铁块吸收的热量
C．达到热平衡时，铜块的温度T＝
D．达到热平衡时，两者温度相等
10．(多选)实际应用中，常用到一种双金属温度计．它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的．已知甲图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有(　　)
A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属
B．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的
C．由甲图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数
D．由乙图可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁
11.
[2022·河北邯郸曲周县一中高二下月考]温度计是生活、生产中常用的测量装置．如图为一简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体．当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化，已知A、D间的测量范围为20～80 ℃，A、D间刻度均匀分布．由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为(　　)
A．20 ℃、80 ℃、64 ℃
B．20 ℃、80 ℃、68 ℃
C．80 ℃、20 ℃、32 ℃
D．80 ℃、20 ℃、34 ℃分层作业(十八)　核力与结合能
A级　必备知识基础练
1.科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用．我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上是属于(　　)
A．引力相互作用
B．电磁相互作用
C．强相互作用和弱相互作用的共同作用
D．四种基本相互作用的共同作用
2．关于原子核中的核力与结合能，下列说法正确的是 (　　)
A．核力是短程力，作用范围在10－10m内，核力比库仑力小得多
B．原子核中，质子与质子间有核力，质子与中子间没有核力
C．结合能是指由核子构成原子核时而具有的能量
D．比结合能越大，表示原子核中的核子结合得越牢固
3．(多选)爱因斯坦提出了质能方程，揭示了质量与能量的关系，关于质能方程E＝mc2，下列说法正确的是(　　)
A．质量和能量可以相互转化
B．当物体向外释放能量时，其质量必定减少，且减少的质量Δm与释放的能量ΔE满足ΔE＝Δmc2
C．物质的核能可用mc2表示
D．mc2是物体具有的总能量
4．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe)而获得了2002年诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为νe＋Cl―→Ar＋e，已知Cl核的质量为36.956 58 u，Ar核的质量为36.956 91 u，e质量为0.000 55 u，1 u对应的能量为931.5 MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为(　　)
A．0.82 MeV B．0.31 MeV
C．1.33 MeV D．0.51 MeV
5．[2022·浙江模拟预测](多选)关于核反应方程：①U―→Th＋He和②Th―→Pa＋e，说法正确的是(　　)
A．①是α衰变，有能量放出
B．②是β衰变，没有能量放出
C．Pa、U、Th三者的比结合能由大到小是Pa、Th、U
D．Pa、Th、U的结合能由大到小是U、Th、Pa
6．[2021·黑龙江鹤岗高二期末]核电池可通过半导体换能器，将放射性同位素Pu衰变过程释放的能量转变为电能．一静止的Pu核衰变为核U和新粒子，并释放出γ光子．已知Pu、U的质量分别为mPu、mU，下列说法正确的是(　　)
A．Pu的衰变方程为Pu―→U＋2H＋γ
B．释放的核能转变为U的动能、新粒子的动能和γ光子能量
C．U的结合能比Pu的结合能更大
D．核反应过程中释放的核能为ΔE＝(mPu－mU)c2
7．[2021·江西金溪高二期末]运动的原子核X放出α粒子后变成静止的原子核Y，已知原子核X、α粒子的质量分别是M、m，α粒子的动能为E，真空中的光速为c，α粒子的速度远小于光速．则在上述核反应中的质量亏损是(　　)
A．E B．E
C．E D．E
8.
[2022·江苏苏州模拟预测]硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核(B)吸收慢中子，转变成锂核(Li)和α粒子，释放出γ光子．已知核反应过程中质量亏损为Δm，γ光子的能量为E0，硼核的比结合能为E1，锂核的比结合能为E2，普朗克常量为h，真空中光速为c.
(1)写出核反应方程并求出γ光子的波长λ；
(2)求核反应放出的能量E及氦核的比结合能E3.
B级　关键能力提升练
9.[2022·河南新乡高二期末](多选)一个静止的原子核发生衰变，核反应中放出的能量为Q，其方程为X―→Y＋Z，假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能，其中Z的速度为v，以下结论正确的是(　　)
A．Y原子核的动能与Z原子核的动能之比为
B．Y原子核的速度大小为v
C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大
D．Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能
10．(多选)用质子轰击锂核(Li)生成两个α粒子，以此进行验证爱因斯坦质能方程的实验．已知质子的初动能是0.6 MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是1.007 3 u、4.001 5 u和7.016 0 u．已知1 u相当于931.5 MeV，则下列叙述中正确的是(　　)
A．此反应过程质量减少0.010 3 u
B．生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符
C．核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符
D．生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符
11.
(多选)如图是各种元素的原子核中核子的平均质量与原子序数Z的关系图像，由此可知(　　)
A．若原子核D和E结合成原子核F，结合过程一定会释放能量
B．若原子核D和E结合成原子核F，结合过程一定要吸收能量
C．若原子核A分裂成原子核B和C，分裂过程一定会释放能量
D．若原子核A分裂成原子核B和C，分裂过程一定要吸收能量
12．静止在匀强磁场中的放射性原子核X衰变为两个粒子a和b，衰变后粒子a的运动速度与磁场垂直．粒子a和b的轨道半径之比Ra∶Rb＝45∶1，周期之比Ta∶Tb＝10∶13.已知该衰变过程中的质量亏损为Δm，假定衰变过程中释放的核能全部转化成粒子的动能，光速为c，求：
(1)粒子a和b的电荷数之比；
(2)粒子a和b的质量之比；
(3)原子核X的电荷数Z和质量数A；
(4)粒子a的动能Eka.分层作业(十九)　核裂变与核聚变
A级　必备知识基础练
1.[2022·北京密云一模]重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，关于裂变和聚变，下列说法正确的是(　　)
A．裂变释放能量，聚变吸收能量
B．裂变过程有质量亏损，聚变过程无质量亏损
C．裂变和聚变都可以释放出巨大的能量
D．太阳能来源于太阳内部发生的核裂变
2．如图所示为原子核裂变并发生链式反应的示意图，铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变对应的核反应方程是U＋n―→X＋Y＋2n，其中n为中子，对于产物X的原子序数a和产物Y的质量数b，以下判断正确的是(　　)
A．a＝53，b＝93
B．a＝54，b＝94
C．a＝53，b＝94
D．a＝54，b＝93
3．(多选)国家国防科技工业局首次发布“嫦娥三号”月面虹湾局部影像图，如图所示．科学家发现在月球上含有丰富的 He(氦3).它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为 He＋He―→2H＋He.关于 He聚变下列表述正确的是(　　)
A．聚变反应不会释放能量
B．聚变反应产生了新的原子核
C．聚变反应会有质量亏损
D．目前核电站都采用 He聚变反应发电
4．[2022·北京通州一模]嫦娥五号返回器将月球土壤成功带回地球．经研究发现月球土壤里富含的氦 3(He)是理想的热核反应原料，即利用一个氘核(H)和一个氦 3发生核反应产生一个质子和一个新核X，并释放能量．关于氦 3与氘核的反应，下列说法正确的是(　　)
A．新核X是 He
B．是核裂变反应
C．生成物的总质量不变
D．生成物的总质量数减少
5．关于核反应和核能，下列说法正确的是(　　)
A．原子弹和氢弹都能瞬间放出巨大的能量，但原理不同．前者是利用了核聚变，后者是利用核裂变
B．核动力航空母舰的动力装置是核反应堆，常用核反应堆是用镉棒来控制核裂变的反应速度
C．目前核电站是采用核裂变的链式反应，当铀块的体积小于临界体积时就会发生链式反应放出巨大能量
D．原子核在超高温下才能发生聚变，说明核聚变过程需要吸收能量
6．[2022·云南昆明高二期末](多选)如图所示是核电站工作流程图，关于核能，下列说法正确的是(　　)
A．核反应堆可以把核能直接转化为电能
B．核反应堆利用的是原子核衰变过程产生的能量
C．核反应生成物的比结合能大于反应物的比结合能
D．水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线
7.
(多选)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是(　　)
A．核聚变比核裂变更为安全、清洁
B．任何两个原子核都可以发生聚变
C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加
D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加
8．[2022·广东湛江模拟预测]核电站中核反应堆的核反应方程式 U＋n―→Ba＋Kr＋3n＋201 MeV(201 MeV为本核式反应释放的核能)，以下说法正确的是(　　)
A．这个反应属于轻核聚变
B．反应条件是铀块要达到临界体积
C．由这个反应可知比结合能为201 MeV
D．这个方程式可写为 U―→Ba＋Kr＋2n
9．[2022·山东聊城二模]2021年5月，中国的“人造太阳”在1.2亿摄氏度下，成功“燃烧”101秒．这标志着我国核聚变研究又获得重大突破，核反应方程是 H＋H―→He＋X，为人类获得可控核聚变能源奠定了商用的物理和工程基础．下列说法正确的是(　　)
A．核聚变可以在常温下发生
B．方程中的X表示中子 n，中子是查德威克发现的
C．该核反应前后质量守恒
D．H的比结合能比 He的比结合能大
10．一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量mH＝1.007 3 u，中子质量mn＝1.008 7 u，氚核质量m＝3.018 u.
(1)写出聚变方程．
(2)聚变释放出的核能有多大？
(3)平均每个核子释放的能量有多大？
B级　关键能力提升练
11.[2022·辽宁铁岭高三期末]太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量，这些能以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达到P0＝3.8×1026W.设太阳上的热核反应是4个质子聚合成1个氦核同时放出2个中微子(质量远小于电子质量，穿透能力极强的中性粒子，可用ν表示)和另一种带电粒子(用e表示)，且知每一次这样的核反应质量亏损为5.0×10－29kg，已知真空中的光速c＝3×108m/s，电子的电荷量e＝1.6×10－19C.则每秒钟太阳产生中微子的个数为(　　)
A．8×1037 B．8×1038
C．2×1037 D．2×1038
12．[2022·陕西渭南一模](多选)1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性．在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为 Li＋H―→Be―→2X.已知H、Li、X的质量分别为m1＝1.007 28 u、m2＝7.016 01 u、m3＝4.001 51 u，其中u为原子质量单位，1 u相当于931.5 MeV的能量，则在该核反应中(　　)
A．铍原子核内的中子数是4
B．X表示的是氚原子核
C．质量亏损Δm＝4.021 78 u
D．释放的核能ΔE＝18.88 MeV
13．(多选)质子—质子循环发生的核反应被认为是恒星能量的一种可能来源，具体的一个循环过程是这样的：两个质子(H)发生聚变，生成一个氘核(H)，生成的氘核(H)再与一个质子(H)聚变生成一个氦核(He)，接下来两个氦核(He)发生聚变，生成氦的同位素(He)，同时再产生两个质子(H)，这两个质子(H)再度发生聚变……进入下一个循环反应，成为恒星不竭之能量源泉．对于这种质子—质子循环发生的核反应，下列说法中正确的是 (　　)
A．两个质子(H)发生聚变，可表示为H＋H―→H＋e
B．两个质子(H)发生聚变，可表示为H＋H―→2H
C．一个完整的质子—质子循环核反应可表示为3H―→He＋e
D．一个完整的质子—质子循环核反应可表示为6H―→He＋2e＋2H
14．在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂．中子在重水中可与H碰撞减速，在石墨中与C碰撞减速．上述碰撞可简化为弹性碰撞模型．某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨做减速剂，哪种减速效果更好？单元素养评价(一)　分子动理论
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选项题(本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列说法正确的是(　　)
A．扩散现象和布朗运动都与温度有关
B．当两个分子距离大于r0且继续减小时，分子间引力增大而斥力减小
C．在完全失重的情况下，容器内气体对容器壁的压强为零
D．物体的温度升高，其内部所有分子运动的动能都增大
2.据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播．气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，这些固态或液态颗粒在气体中做布朗运动，关于气溶胶做的布朗运动，下列说法正确的是(　　)
A．布朗运动是气溶胶分子的无规则运动
B．布朗运动反映了气体分子之间存在着斥力
C．悬浮在气体中的颗粒越小，布朗运动越明显
D．当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中是因为气体浮力作用
3．乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液的主要成分都是酒精，则下列说法正确的是(　　)
A．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布朗运动的结果
B．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，与分子运动无关
C．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体分子扩散到了空气中
D．使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，内能不变
4．在用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是(　　)
A．一个油酸分子的质量为
B．一个油酸分子的体积为
C．油酸分子的直径为
D．油酸的密度为
5．关于内能，下列说法正确的是(　　)
A．1 g、100 ℃的水的内能等于1 g、100 ℃的水蒸气的内能
B．质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等
C．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
D．一个木块被举高，组成该木块的所有分子的分子势能都增大
6.两个分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力的大小随分子间距离变化的关系如图所示．图中线段AQ＝QB.现将甲分子固定在O点，乙分子从较远处沿直线经Q、P向O点靠近，分子乙经过Q、P点时的速度大小分别为vQ、vP，加速度大小分别为aQ、aP，分子势能分别为EQ、EP，假设运动过程中只有分子力作用．则下列判断正确的是(　　)
A．乙分子在P处所受到的合力表现为引力
B．vQ>vP、aQC．vQ>vP、aQEQ
D．vQaP、EP>EQ
7．关于下列几幅图片说法正确的是(　　)
　
A．图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引
B．图乙所描出的折线是固体小颗粒在水中运动的轨迹
C．图丙气体分子速率分布规律图中，①对应的温度大于②对应的温度
D．图丁玻璃板紧贴水面，弹簧测力计将其拉离水面时，拉力一定等于玻璃板的重力
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．全部选对得6分，选对但选不全的得3分，有错选的得0分)
8．飞沫传播，即空气飞沫传播，是空气传播的一种方式．含病毒飞沫微粒在空气中的运动取决于空气分子的不平衡碰撞．下列关于含病毒飞沫微粒运动的说法正确的是(　　)
A．飞沫微粒的运动是布朗运动
B．飞沫微粒能长时间悬浮在空气中是因为空气浮力的作用
C．飞沫微粒越小，其运动越明显
D．环境温度越高，飞沫微粒的运动越明显
9．下列对于一定质量气体的体积、温度、压强的说法中正确的是(　　)
A．保持温度不变，气体体积增大，分子的数密度减小，气体分子在单位时间内对容器单位面积上的碰撞次数减少，故压强减小
B．保持压强不变，气体的体积增大，分子的数密度减小，对器壁碰撞的次数减少，导致压强有减小的趋势，但温度的升高，使每个气体分子对器壁的平均冲力增大，从而导致压强有增大的趋势，两种趋势的作用可相互抵消，所以，压强不变时，温度升高，体积必增大
C．保持体积不变，气体分子的数密度不变，当温度升高时，每个气体分子对器壁的平均冲力增大，单位时间内对单位面积器壁的作用力增大，气体压强增大
D．气体温度、体积不变，气体压强可以改变
10．下列说法正确的有(　　)
A．在完全失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的顶部没有作用力
B．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度降低而增加
C．某气体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该气体的分子体积为V0＝
D．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11.(8分)在弹簧的弹性限度内，弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度成正比．分子间相互作用力跟分子间距离的关系如图所示．请探究
(1)图中哪个地方表示的含义类似弹簧的自然长度处？
(2)哪一段最能反映类似弹簧的规律？
12．(10分)在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中，有下列实验步骤：
①往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
③将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小；
④将6 mL的油酸溶于酒精中制成104 mL的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴地滴入量筒中，每滴入80滴，量筒内的溶液增加1 mL；
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
(1)上述步骤中，正确的顺序是________(填写步骤前面的数字).
(2)每1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为________m3.油酸膜边缘轮廓如图所示，已知图中小方格的边长为1 cm，则可估算出油酸分子的直径约为________m(此空保留一位有效数字).
(3)完成本实验有三点理想化假设：(请将第②条补充完整)
①将油酸分子视为球形；
②________________________；
③油酸分子紧密排列无间隙．
(4)实验后，某小组发现所测得的分子直径d明显偏小，出现这种情况的可能原因是________．
A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
B．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
C．求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数计多了
D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
13.
(8分)如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积相等的水，乙中充满空气，试问：
(1)两容器各侧壁压强的大小情况及压强的大小取决于哪些因素(容器容积恒定)
(2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受的压强将怎样变化？
14．(12分)拒绝烟草，洁身自好，是一个中学生时刻要提醒自己的行为准则．试估算一个高约2.8 m、面积约10 m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟，在标准状况下，空气的摩尔体积为22.4×10－3 m3/mol，可认为吸入气体的体积等于呼出气体的体积，阿伏加德罗常数为NA＝6.02×1023 mol－1，求：(结果均保留两位有效数字，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为300 cm3，一根烟大约吸10次)
(1)估算被污染的空气分子间的平均距离；
(2)另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子．
15．(16分)晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁质晶须，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ρ，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是多大？分层作业(十六)　原子核的组成
A级　必备知识基础练
1.下列哪些事实表明原子核具有复杂结构(　　)
A．α粒子的散射实验
B．天然放射现象
C．阴极射线的发现
D．X射线的发现
2．下列说法正确的是(　　)
A．玛丽·居里发现了天然放射现象
B．天然放射现象说明原子是可以分割的
C．原子序数大于83的元素都具有放射性
D．温度越高，放射性元素的放射性就越强
3．关于α、β、γ三种射线，下列说法正确的是(　　)
A．α射线是一种波长很短的电磁波
B．γ射线是一种波长很短的电磁波
C．β射线的电离能力最强
D．γ射线的电离能力最强
4．关于质子与中子，下列说法错误的是(　　)
A．原子核由质子和中子构成
B．质子和中子统称为核子
C．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在
D．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在
5．(多选)下列有关物理学史的叙述正确的是(　　)
A．卢瑟福的α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
B．汤姆孙发现电子，揭示了原子不是构成物质的最小微粒
C．贝克勒尔发现天然放射现象，证实了玻尔原子理论是正确的
D．查德威克在用α粒子轰击氮原子核的实验中发现了中子，认识到原子核是由质子和中子组成的
6．如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线(　　)
A．α射线 B．β射线
C．γ射线 D．三种射线都可以
7．α、β和γ射线穿透物质的能力是不同的，为把辐射强度减到一半，所需铝板的厚度分别为0.000 5 cm、0.05 cm和8 cm.工业部门可以使用射线来测厚度．如图所示，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线越弱．因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制．如果钢板的厚度需要控制为5 cm，请推测测厚仪使用的射线是(　　)
A．α射线 B．β射线
C．γ射线 D．可见光
B级　关键能力提升练
8.(多选)如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射性射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有(　　)
A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线、β射线
B．α射线和β射线的轨迹是抛物线
C．α射线和β射线的轨迹是圆弧
D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b
9．茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线，现有一束射线(含有α、β、γ三种射线)，
(1)在不影响β和γ射线的情况下，如何用最简单的方法除去α射线？
(2)余下的这束β和γ射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出β和γ射线进入磁场区域后轨迹的示意图．(画在图上)
(3)用磁场可以区分β和γ射线，但不能把α射线从γ射线束中分离出来，为什么？(已知α粒子的质量约是β粒子质量的8 000倍，α射线速度约为光速的十分之一，β射线速度约为光速)分层作业(二)　分子运动速率分布规律
A级　必备知识基础练
1.关于气体的压强，下列说法正确的是(　　)
A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
B．气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大
C．气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零
2．下列说法正确的是(　　)
A．扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的
B．某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动
C．0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律
D．以上说法均错误
3．(多选)关于气体分子，下列说法中正确的是(　　)
A．由于气体分子间的距离很大，气体分子可以视为质点
B．气体分子除了碰撞以外，可以自由地运动
C．气体分子之间存在相互斥力
D．在常温常压下，气体分子的相互作用力可以忽略
4．(多选)关于密闭容器中气体的压强，下列说法不正确的是(　　)
A．是由气体受到的重力产生的
B．是由大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的
C.压强的大小只取决于气体分子数量的多少
D．容器运动的速率越大，气体的压强就越大
5．如图所示为大量氮气分子在甲、乙两种状态下的速率分布统计规律图，则下列说法正确的是(　　)
A．氮气在甲状态下的温度较高
B．甲状态做无规则运动平均速率较大，氮气分子较多
C．乙状态下氮气分子做无规则运动更剧烈
D．某时刻速率为1 000 m/s的分子在下一时刻的速率一定还是1 000 m/s
6．玻璃瓶中装入半杯热水后拧紧瓶盖，经过一段时间后发现瓶盖很难拧开．原因是(　　)
A．瓶内气体分子热运动的平均动能增加
B．瓶内每个气体分子速率都比原来减小
C．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数减少
D．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数增加
B级　关键能力提升练
7.(多选)有关气体压强，下列说法正确的是(　　)
A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大
B．气体分子的平均速率增大，则气体的压强有可能减小
C．气体分子的数密度增大，则气体的压强一定增大
D．气体分子的数密度增大，则气体的压强不一定增大
8.如图所示，元宵佳节，室外经常悬挂红灯笼烘托喜庆的气氛，若忽略空气分子间的作用力，大气压强不变，当点燃灯笼里的蜡烛燃烧一段时间后，灯笼内的空气(　　)
A．分子密集程度增大
B．分子的平均速率不变
C．压强不变，体积增大
D．单位时间与器壁单位面积碰撞的分子数减少
9．(多选)如图所示是氧气在0 ℃和100 ℃两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系．由图可知(　　)
A.100 ℃的氧气速率大的分子比例较少
B．0 ℃时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较大
C．0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点
D．在0 ℃和100 ℃两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围图形的面积相等
10．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，下列说法错误的是(　　)
A．气体分子速率均呈现“中间多、两头少”的分布规律，但是最大比例的速率区间是不同的
B．TⅠ>TⅡ>TⅢ
C．温度高的气体，速率大的分子比例较多
D．从图像中可以直观体会到温度越高，分子运动越剧烈分层作业(八)　固体
A级　必备知识基础练
1.关于石墨与金刚石，下列说法正确的是(　　)
A．它们是由不同物质微粒组成的不同晶体
B．它们是由相同物质微粒组成的不同非晶体
C．金刚石是晶体，石墨是非晶体
D．金刚石比石墨原子间作用力大，金刚石有很大的硬度
2．(多选)单晶体具有各向异性的特点，是由于(　　)
A．单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同
B．单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同
C．单晶体内部结构的无规则性
D．单晶体内部结构的有规则性
3．如图甲、乙所示是两种不同物质的熔化曲线，根据曲线，判断下列说法中正确的是(　　)
A．图甲是一种晶体的熔化曲线
B．图乙是一种晶体的熔化曲线
C．图甲是一种非晶体的熔化曲线
D．以上说法均不正确
4．如果在一薄片上涂上一层石蜡，然后拿烧热的金属的针尖去接触薄片的反面，石蜡以接触点的对称点为中心，逐渐向四周扩大熔成圆形，据此可以判定(　　)
A．薄片一定为非晶体
B．薄片一定为晶体
C．薄片可能为多晶体
D．薄片可能为单晶体
B级　关键能力提升练
5.晶体内部的分子有序排列，如图所示为一个平面上晶体物质微粒的排列情况(图中的小黑点表示晶体分子)，图中AB、AC、AD为等长的三条直线．下列说法中正确的是(　　)
A．A处的晶体分子可以沿三条直线发生定向移动
B．三条直线上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的
C．三条直线上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的
D．以上说法均不正确
6．(多选)安德烈利用透明胶带对石墨进行反复粘贴与撕开，最终获得了单层的石墨——石墨烯，如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，下列说法正确的是(　　)
A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体
B．石墨是非晶体，石墨烯是晶体
C．石墨与石墨烯都是晶体
D．他是通过物理变化的方法获得石墨烯的