模块综合测评
1.B [解析] 由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度,可以估算该种气体分子所占的体积,分子的体积要小于分子所占的体积,因此无法估算该种气体分子的直径,故A错误;两分子相互靠近的过程中,若两分子间作用力表现为斥力,分子力做负功,则分子势能增大,故B正确;改变物体内能的方式有做功和传热,物体吸收热量,且同时对外做功时,则它的内能不一定增加,故C错误;绝对零度(-273.15 ℃)是低温的极限,永远达不到,故D错误.
2.B [解析] 第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律,A错误;冰融化过程中,吸收热量,内能增加,温度保持不变,分子动能不变,分子势能变大,B正确;物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关,温度越高,速率大的分子数占比越多,C错误;压强不变,当温度升高时,气体体积增大,因此教室内的空气质量将减少,教室体积不变,则密度减少,单位体积内分子数减少,D错误.
3.C [解析] 水银不浸润玻璃,水银浸润铅,故A错误;液体表面层的分子间平均距离比液体内部的大,所以液面存在表面张力,故B错误;石墨是层状结构,层与层之间的作用力比较弱,所以层与层之间容易滑动,故C正确;空调机在制冷过程中,把室内的热量向室外释放,消耗电能,产生热量,故从室内吸收的热量小于向室外放出的热量,故D错误.
4.C [解析] 内能是指物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和,而不包含物体宏观运动的动能和势能,故A错误;从低温到高温,内能增加,故B错误;任何运动的物体都具有波粒二象性,故C正确;沙尘暴是气流运动形成的,而布朗运动只能用显微镜观察,肉眼是看不到的,故D错误.
5.C [解析] 核反应前后,电荷量和质量数守恒,而质量要发生亏损,故A错误;裂变产生的核废料放射性极强,难以处理,聚变原料好获取,产物无污染,不具有放射性,故B错误;快中子经过与减速剂中的原子核碰撞,速度减小,变成慢中子,才容易被铀核吸收,故C正确;裂变反应释放大量的能量,所以产生的新核的比结合能比反应前原子核的比结合能大,故D错误.
6.C [解析] 题意可知从状态a到状态b是圆弧而不是双曲线,所以不是等温膨胀过程,故A错误;状态a到状态c,气体压强相等,体积增大,根据理想气体状态方程=C,可知其温度必定升高,内能增加,又对外界做功,根据热力学第一定律,有ΔU=W+Q,气体吸收热量,故B错误;据上一选项分析,在状态c,气体体积较大,分子数密度较小,气体温度升高导致分子平均动能增加,在保持压强不变的情况下单位时间撞击单位面积的次数一定较少,故C正确;状态a经b、c、d回到状态a,气体的温度不变,内能不变,外界对气体做功等于图形的面积,根据热力学第一定律,有ΔU=W+Q,气体放出热量,故D错误.
7.D [解析] 代入公式En=,可得基态氢原子的电离能约是E1=-=0- J≈2.18×10-18 J≈13.6 eV,故A、B错误;第一激发态的量子数为n=2,代入公式得第一激发态氢原子的电离能约是E2=-,代入数据得E2=0- J≈5.46×10-19 J≈3.4 eV,故D正确,C错误.
8.C [解析] 由于放出粒子和新核的过程中,系统的动量守恒,则氦核和新核动量大小之比是1∶1,故A错误;由于放出的粒子和新核在磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力有qvB=m,解得R=,则它们的轨道半径与它们所带的电荷数成反比,所以有qα∶q新=1∶45,则新核所带的电荷数为90,α粒子为氦核He),由于核反应过程电荷数守恒、质量数守恒,则放射性元素原子核的电荷数是92,所以可能的核反应方程为UThHe,故B错误,C正确;衰变过程是原子核从不稳定到稳定的转变,又比结合能越大越稳定,所以衰变前原子核的比结合能小于衰变后新核的比结合能,故D错误.
9.CD [解析] 由图可知,在x=x1处时N分子的动能最大,则分子力做功最多,分子势能最小,所以x=x1处为平衡位置,此时分子力为零,当xx1时,分子力表现为引力.N由x=0到x=x2过程中,M、N间的作用力先表现为斥力后表现为引力,A错误;
由于x = x1处为平衡位置,则根据F-x图像可知,x1相当于F-x图像中的c点,则由x=x1到x=x2过程中,N所受的分子力F可能先增大后减小,则加速度可能先增大后减小,B错误;N由O到x=x2过程中,M、N系统的分子势能先减小后增大,C正确;N在x=x1处时,M、N间的分子力为零,D正确.
10.AD [解析] 对f加热,则f中气体温度升高,体积增加,此时f挤压g、h,而g、h绝热,故g、h体积均减小,压强增大,弹簧弹力增大.当f右侧活塞向右移动时,对g、h均做正功,故g、h中的气体温度升高,内能增加,故A正确;当系统稳定时,满足pfS=pgS+F=phS,则此时f与h中的气体压强相等,故D正确;由于h体积变小,温度升高,可知Vh11.ABC [解析] 用能量为14.0 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子电离,故A正确;一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时,辐射光子种类数目为6种,其中有3种光子能量大于3.34 eV,故B正确;一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时辐射出的光子的最大能量为12.09 eV,发出光电子的最大初动能为8.75 eV,故C正确;当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时,氢原子会跃迁到对应的高能级上去,由于没有任何一个高能级与基态的能级差等于10.21 eV,而且又不足以使处于基态的氢原子电离,所以用能量为10.21 eV的光子照射,不能使处于基态的氢原子跃迁,故D错误.
12.AC [解析] 温度t=27 ℃时,玻璃泡A内的气体压强p1=p0-px1=76 cmHg-16 cmHg=60 cmHg,A正确;由于B管的体积与A的体积相比可略去不计,因此可认为A内气体发生等容变化,由题可知T1=273+t1=300 K,t2为-3 ℃时T2=273+t2=270 K,根据查理定律=,得p2=p1=×60 cmHg=54 cmHg,气体末状态压强p2=p0-=(76-x2) cmHg=54 cmHg,解得x2=22 cm,B错误;当管内水银面的高度为x时,地面上标准大气压下温度为T,设水银密度为ρ,高山上压强为p'0,温度为T″,由查理定律得=,高山上压强减小,故温度的测量值比实际温度高,C正确,D错误.
13.(1)④ 将爽身粉或石膏粉均匀地撒在水面上 (2)①133 ②7.5×10-10 (3)C
[解析] (1)为了能看到油膜充分展开后形成的单分子油膜层,在浅盘里倒入2 cm深的水后,需将爽身粉或石膏粉均匀地撒在水面上.
(2)①根据大于半个方格的算一个,小于半个方格的舍去,油膜形状占据的方格数大约为133个,故面积为S=133 cm2.
②滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V=× cm3=1×10-5 cm3,油酸分子的直径的计算公式为d=,油酸分子的直径为d=≈7.5×10-8 cm=7.5×10-10 m.
(3)由油酸分子直径可以求出油酸分子的体积,只要知道了油酸的摩尔体积,由摩尔体积和油酸分子体积之比可以求1摩尔油酸所含有的油酸分子数目,即可以求出阿伏加德罗常数,故选C.
14.(1)电子流 (2)CD (3)轨道 氢原子
[解析] (1)1897年,汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况,断定阴极射线是高速飞行的电子流.
(2)α粒子散射实验不能证明原子核内部存在质子,也不能证实原子核由质子和中子组成,故A错误;绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,主要是因为原子核只占据很小的空间,故B错误;极少数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转,是因为其受到金原子核的强库仑斥力,故C正确;α粒子散射实验说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上,故D正确.
(3)1913年,玻尔第一次将量子观念引入原子领域,提出了自己的原子结构假设,即轨道量子化、定态和跃迁等概念,并成功地解释了图丙中氢原子光谱的分立特征的实验规律.
15.(1) (2)-W0+eU
[解析] (1)从n=3能级向基态跃迁时辐射光子的动量最大,有p=
光子能量E=-
解得p=
(2)从n=3能级向基态跃迁时辐射出的光子照射到K上产生的光电子的初动能最大,光电效应方程
Ek=E-W0
而根据动能定理有eU=Ekm-Ek
解得Ekm=-W0+eU
16.(1)1×105 Pa 4×10-3 m3 (2)2×10-3 m3 100 J
[解析] (1)结合图像可知,B→C为等容变化,根据查理定律得=
代入数据可得pC=1×105 Pa
结合图像可知,C→D为等压变化,即pD=pC=1×105 Pa
由盖-吕萨克定律可得=
代入数据可得VD=4×10-3 m3
(2)结合图像可知,A→B为等压变化,即pA=pB=2×105 Pa
D→A为等温变化,根据玻意耳定律可得pDVD=pAVA
代入数据可得VA=2×10-3 m3
C→D为等压过程,该过程中气体被压缩,外界对气体做功为W=pC(VC-VD)=100 J模块综合测评
一、单项选择题
1.下列说法中正确的是 ( )
A.由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度,可以估算该种气体分子的直径
B.两分子相互靠近的过程中,分子势能可能增大
C.物体吸收热量时,它的内能一定增加
D.随着科技的进步,可以把物体的温度降低到-300 ℃
2.[2024·山东烟台二中月考] 下列关于热现象的说法正确的是( )
A.第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律
B.冰融化过程中,吸收热量,但是温度保持不变,分子势能变大
C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关
D.中午教室内温度比早上高,此时单位体积内的分子个数多
3.[2024·广西南宁二中月考] 自主学习活动中,同学们对部分热学知识进行讨论,下列说法中正确的是 ( )
A.水银不浸润铅,但浸润玻璃
B.液体表面层的分子间平均距离比液体内部的小
C.层状结构的石墨,层与层之间的作用力比较弱
D.空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量大于向室外放出的热量
4.[2024·福建厦门一中月考] 2021年3月中旬,我国某些地区经历了近10年来最强的沙尘暴,给人们的生活带来了极大不便.假设一团沙尘暴中所含物质种类及每种物质质量均不变,关于这团沙尘暴,以下说法正确的是( )
A.该沙尘暴的内能是其中所有空气的气体分子的无规则运动的动能和势能以及其他物质颗粒无规则运动的动能和势能的总和
B.该沙尘暴从温度较低的内蒙古高原吹到温度较高的黄淮地区,温度逐渐升高、风势逐渐减弱,则其内能逐渐减小
C.沙尘暴中的沙尘颗粒具有波动性
D.沙尘暴中的所有沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动
5.扩大核能应用是减少碳排放的必要手段,我国目前拥有的22座核电站均采用核裂变的链式反应获取能量,下列说法正确的是 ( )
A.核反应前后,电荷量和质量均守恒
B.核裂变比核聚变效率更高,更清洁安全
C.用慢化剂将快中子减速为慢中子有利于裂变反应的发生
D.裂变反应后生成的新核的比结合能小于反应前原子核的比结合能
6.[2024·江西南昌二中月考] 一定质量理想气体的状态变化如图所示,dabc为圆弧,cd为半径相同的圆弧.气体从状态a经状态b、c、d,最终回到a,则 ( )
A.从状态c到状态d是等温膨胀过程
B.从状态a到状态c,气体吸收热量,内能不变
C.处于状态c时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态a少
D.从状态a经b、c、d回到状态a,气体吸收热量
7.电离能是原子失去电子变为阳离子必须克服核电荷对电子的引力而所需要的能量,氢原子处于不同能级的电离能计算公式为E=-Ei,已知氢原子的能级公式En=-(里德伯常量R=1.10×107 m-1,普朗克常量h取6.62×10-34 J·s,元电荷e=1.6×10-19 C),则下列说法正确的是 ( )
A.基态氢原子的电离能约是12.6 eV
B.基态氢原子的电离能约是2.18×10-15 J
C.第一激发态氢原子的电离能约是3.15 eV
D.第一激发态氢原子的电离能约是5.46×10-19 J
8.[2024·重庆八中月考] 如图所示,某放射性元素的原子核静止在匀强磁场中的P点,该原子核发生α衰变后,放出一个α粒子和一个新核,它们速度方向与磁场方向垂直,轨迹的半径之比为45∶1,重力、阻力和库仑力均不计,说法正确的是( )
A.α粒子和新核的动量比为1∶45
B.放射性元素原子核的电荷数是90
C.可能的核反应方程为UThHe
D.衰变前原子核的比结合能大于衰变后新核的比结合能
二、多项选择题
9.有两个分子M、N,固定M,将N由静止释放,N仅在分子力作用下远离M,其速度和位移的图像如图所示,则 ( )
A.N由x=0到x=x2过程中,M、N间的作用力先表现为引力后表现为斥力
B.N由x=x1到x=x2过程中,N的加速度一直减小
C.N由O到x=x2过程中,M、N系统的分子势能先减小后增大
D.N在x=x1处时,M、N间的分子力为零
10.[2023·新课标卷] 如图,一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上,用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分,活塞与汽缸壁间没有摩擦.初始时弹簧处于原长,三部分中气体的温度、体积、压强均相等.现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热,停止加热并达到稳定后 ( )
A.h中的气体内能增加
B.f与g中的气体温度相等
C.f与h中的气体温度相等
D.f与h中的气体压强相等
11.如图所示为氢原子的能级示意图,锌的逸出功是3.34 eV.对氢原子在能级跃迁
过程中发射或吸收光子的规律,下列认识正确的是( )
A.用能量为14.0 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子电离
B.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中,有3种不同频率的光能使锌发生光电效应
C.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光照射锌板,锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eV
D.用能量为10.21 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
12.有人设计了一种测温装置,其结构如图所示.玻璃泡A内封有一定质量的理想气体,与A连通的B管插在水银槽中.由管内水银面的高度x可知A内气体的温度(即环境温度),并可由B管上的刻度直接读出.在标准大气压(p0=76 cmHg)下,当温度t1为27 ℃时, x1=16 cm,将此高度处标记为27 ℃的刻度线.该温度计在标准大气压下标记好温度后,将其带到海拔很高的高山上测量当地温度.设B管的体积与玻璃泡A的体积相比可忽略.下列说法正确的是 ( )
A.在标准大气压下,当温度t1为27 ℃时,玻璃泡A内气体的压强p1=60 cmHg
B.在标准大气压下,t2为-3 ℃的刻度线标记在x2=20 cm处
C.由于高山上的真实压强比标准大气压小,则温度的测量值比实际温度高
D.由于高山上的真实压强比标准大气压小,则温度的测量值比实际温度低
三、实验题
13.[2024·广东中山一中月考] “用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下:
①向体积V油=0.5 mL的油酸中加酒精,直至总量达到V总=1000 mL;
②用注射器吸取①中配制好的酒精油酸溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=50滴时,测得其体积恰好是V0=1 mL;
③先往边长为30 cm~40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水;
④用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液;
⑤待油酸薄膜形状稳定后,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;
⑥将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓范围内小方格的个数N.
根据以上信息,回答下列问题:
(1)在步骤 前(填写步骤的标号)缺少一个步骤,请补充完整: .
(2)如图所示,坐标纸中正方形方格的边长为1 cm,试求:
①油酸膜的面积是 cm2(结果保留三位有效数字);
②按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m.(结果保留两位有效数字)
(3)用油膜法测出分子直径后,要测出阿伏加德罗常数,只需知道油酸的 .
A.摩尔质量 B.体积
C.摩尔体积 D.密度
14.人类对原子结构的认识,涉及许多实验的探究及众多科学家的创造性思想.
(1)1897年,汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况(图甲),断定阴极射线是 (选填“电磁波”或“电子流”).
(2)1909年,卢瑟福与他的学生进行了α粒子散射实验(图乙),提出了原子核式结构模型.下列对此实验与模型的说法,正确的是 (填选项前的字母).
A.α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的
B.绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,主要是因为电子的质量太小
C.极少数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转,是因为其受到金原子核的强库仑斥力
D.α粒子散射实验说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上
(3)1913年,玻尔第一次将量子观念引入原子领域,提出了自己的原子结构假设,即 量子化、定态和跃迁等概念,并成功地解释了图丙中 (选填“氢原子”“氦原子”或“汞原子”)光谱的分立特征的实验规律.
四、计算题
15.如图所示,电路中开关闭合时,电压表的示数为U,大量处于n=3能级的一价氦离子向基态跃迁,辐射出的光子照射到光电管阴极K上.已知一价氦离子的能级公式En=-(E1>0,量子数n=1,2,3,…),E1是基态氦离子的能量值,K的逸出功为W0,真空中的光速为c,元电荷为e.求:
(1)照射到阴极K上光子动量的最大值p;
(2)到达阳极A的光电子的最大动能Ekm.
16.[2024·湖南长郡中学月考] 如图所示,一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程用如图所示的V-T关系图像来描述,气体在状态B时的压强pB=2×105 Pa,气体从状态D到状态A是等温变化,结合图像的数据,则:
(1)求气体在状态D时的压强与体积;
(2)气体在状态A时的体积为多少 从状态C到状态D,外界对气体做的功为多少 (共50张PPT)
模块综合测评
一、单项选择题
二、多项选择题
三、实验题
四、计算题
一、单项选择题
1.下列说法中正确的是( )
A.由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子的直径
B.两分子相互靠近的过程中，分子势能可能增大
C.物体吸收热量时，它的内能一定增加
D.随着科技的进步，可以把物体的温度降低到
√
[解析] 由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子所占的体积，分子的体积要小于分子所占的体积，因此无法估算该种气体分子的直径，故A错误；
两分子相互靠近的过程中，若两分子间作用力表现为斥力，分子力做负功，则分子势能增大，故B正确；
改变物体内能的方式有做功和传热，物体吸收热量，且同时对外做功时，则它的内能不一定增加，故C错误；
绝对零度是低温的极限，永远达不到，故D错误.
2.[2024·山东烟台二中月考] 下列关于热现象的说法正确的是( )
A.第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律
B.冰融化过程中，吸收热量，但是温度保持不变，分子势能变大
C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关
D.中午教室内温度比早上高，此时单位体积内的分子个数多
√
[解析] 第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，
A错误；
冰融化过程中，吸收热量，内能增加，温度保持不变，分子动能不变，分子势能变大，B正确；
物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，温度越高，速率大的分子数占比越多，C错误；
压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此教室内的空气质量将减少，教室体积不变，则密度减少，单位体积内分子数减少，D错误.
3.[2024·广西南宁二中月考] 自主学习活动中，同学们对部分热学知识进行讨论，下列说法中正确的是( )
A.水银不浸润铅，但浸润玻璃
B.液体表面层的分子间平均距离比液体内部的小
C.层状结构的石墨，层与层之间的作用力比较弱
D.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量大于向室外放出的热量
√
[解析] 水银不浸润玻璃，水银浸润铅，故A错误；
液体表面层的分子间平均距离比液体内部的大，所以液面存在表面张力，故B错误；
石墨是层状结构，层与层之间的作用力比较弱，所以层与层之间容易滑动，故C正确；
空调机在制冷过程中，把室内的热量向室外释放，消耗电能，产生热量，故从室内吸收的热量小于向室外放出的热量，故D错误.
4.[2024·福建厦门一中月考] 2021年3月中旬，我国某些地区经历了近10年来最强的沙尘暴，给人们的生活带来了极大不便.假设一团沙尘暴中所含物质种类及每种物质质量均不变，关于这团沙尘暴，以下说法正确的是( )
A.该沙尘暴的内能是其中所有空气的气体分子的无规则运动的动能和势能以及其他物质颗粒无规则运动的动能和势能的总和
B.该沙尘暴从温度较低的内蒙古高原吹到温度较高的黄淮地区，温度逐渐升高、风势逐渐减弱，则其内能逐渐减小
C.沙尘暴中的沙尘颗粒具有波动性
D.沙尘暴中的所有沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动
√
[解析] 内能是指物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，而不包含物体宏观运动的动能和势能，故A错误；
从低温到高温，内能增加，故B错误；
任何运动的物体都具有波粒二象性，故C正确；
沙尘暴是气流运动形成的，而布朗运动只能用显微镜观察，肉眼是看不到的，故D错误.
5.扩大核能应用是减少碳排放的必要手段，我国目前拥有的22座核电站均采用核裂变的链式反应获取能量，下列说法正确的是( )
A.核反应前后，电荷量和质量均守恒
B.核裂变比核聚变效率更高，更清洁安全
C.用慢化剂将快中子减速为慢中子有利于裂变反应的发生
D.裂变反应后生成的新核的比结合能小于反应前原子核的比结合能
√
[解析] 核反应前后，电荷量和质量数守恒，而质量要发生亏损，故A错误；
裂变产生的核废料放射性极强，难以处理，聚变原料好获取，产物无污染，不具有放射性，故B错误；
快中子经过与减速剂中的原子核碰撞，速度减小，变成慢中子，才容易被铀核吸收，故C正确；
裂变反应释放大量的能量，所以产生的新核的比结合能比反应前原子核的比结合能大，故D错误.
6.[2024·江西南昌二中月考] 一定质量理想气体的状态变化如图所示，为圆弧，为半径相同的圆弧.气体从状态经状态、、，最终回到，则( )
A.从状态到状态是等温膨胀过程
B.从状态到状态，气体吸收热量，内能不变
C.处于状态时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态少
D.从状态经、、回到状态，气体吸收热量
√
[解析] 题意可知从状态到状态是圆弧而不是双曲线，所以不是等温膨胀过程，故A错误；
状态到状态，气体压强相等，体积增大，根据理想气体状态方程，可知其温度必定升高，内能增加，又对外界做功，根据热力学第一定律，有，气体吸收热量，故B错误；
据上一选项分析，在状态，气体体积较大，分子数密度较小，气体温度升高导致分子平均动能增加，在保持压强不变的情况下单位时间撞击单位面积的次数一定较少，故C正确；
状态经、、回到状态，气体的温度不变，内能不变，外界对气体做功等于图形的面积，根据热力学第一定律，有，气体放出热量，故D错误.
7.电离能是原子失去电子变为阳离子必须克服核电荷对电子的引力而所需要的能量，氢原子处于不同能级的电离能计算公式为，已知氢原子的能级公式(里德伯常量，普朗克常量取，元电荷，则下列说法正确的是( )
A.基态氢原子的电离能约是
B.基态氢原子的电离能约是
C.第一激发态氢原子的电离能约是
D.第一激发态氢原子的电离能约是
√
[解析] 代入公式，可得基态氢原子的电离能约是，故A、B错误；
第一激发态的量子数为，代入公式得第一激发态氢原子的电离能约是，代入数据得，故D正确，C错误.
8.[2024·重庆八中月考] 如图所示，某放射性元素的原子核静止在匀强磁场中的点，该原子核发生 衰变后，放出一个 粒子和一个新核，它们速度方向与磁场方向垂直，轨迹的半径之比为，重力、阻力和库仑力均不计，说法正确的是( )
A. 粒子和新核的动量比为
B.放射性元素原子核的电荷数是90
C.可能的核反应方程为
D.衰变前原子核的比结合能大于衰变后新核的比结合能
√
[解析] 由于放出粒子和新核的过程中，系统的动量守恒，
则氦核和新核动量大小之比是，故A错误；
由于放出的粒子和新核在磁场中做匀速圆周运动，根据洛
伦兹力提供向心力有，解得，则它们的轨道半径与它们所带的电荷数成反比，所以有，则新核所带的电荷数为90， 粒子为氦核，由于核反应过程电荷数守恒、质量数守恒，则放射性元素原子核的电荷数是92，所以可能的核反应方程为，故B错误，C正确；
衰变过程是原子核从不稳定到稳定的转变，又比结合能越大越稳定，所以衰变前原子核的比结合能小于衰变后新核的比结合能，故D错误.
二、多项选择题
9.有两个分子、，固定，将由静止释放，仅在分子力作用下远离，其速度和位移的图像如图所示，则( )
A.由到过程中，、间的作用力先表现为引力后表现为斥力
B.由到过程中，的加速度一直减小
C.由到过程中，、系统的分子势能先减小后增大
D.在处时，、间的分子力为零
√
√
[解析] 由图可知，在处时分子的动能最大，则分子力做功最多，分子势能最小，所以处为平衡位置，此时分子力为零，当时，分子力表现为斥力，时，分子力表现为引力.由到过程中，、间的作用力先表现为斥力后表现为引力，A错误；
由于处为平衡位置，则根据图像可知，相当于图像中的点，则由到过程中，所受的分子力可能先增大后减小，则加速度可能先增大后减小，B错误；
由到过程中，、系统的分子势能先减小后增大，C正确；
在处时，、间的分子力为零，D正确.
10.[2023· 新课标卷] 如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为、
A.中的气体内能增加 B.与中的气体温度相等
C.与中的气体温度相等 D.与中的气体压强相等
、三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦.初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等.现通过电阻丝对中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后( )
√
√
[解析] 对加热，则中气体温度升高，体积增加，此时挤压、，而、绝热，故、体积均减小，压强增大，弹簧弹力增大.当右侧活塞向右移动时，对、均做正功，故、中的气体温度升高，内能增加，故A正确；
当系统稳定时，满足，则此时与中的气体压强相等，故D正确；
由于体积变小，温度升高，可知，由理想气体状态方程可知
，所以，故C错误；
由理想气体状态方程可知，由于，，故，故B错误.
11.如图所示为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是.对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的规律，下列认识正确的是( )
A.用能量为的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
B.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应
C.一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为
D.用能量为的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
√
√
√
[解析] 用能量为的光子照射，可使处于基态的氢原子电离，故A正确；
一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为6种，其中有3种光子能量大于，故B正确；
一群处于能级的氢原子向基态跃迁时辐射出的光子的最大能量为，发出光电子的最大初动能为，故C正确；
当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去，由于没有任何一个高能级与基态的能级差等于，而且又不足以使处于基态的氢原子电离，所以用能量为的光子照射，不能使处于基态的氢原子跃迁，故D错误.
12.有人设计了一种测温装置，其结构如图所示.玻璃泡内封有一定质量的理想气体，与连通的管插在水银槽中.由管内水银面的高度可知内气体的温度(即环境温度)，并可由管上的刻度直接读出.在标准大气压下，当温度为时，，将此高度处标记为的刻度线.该温度计在标准大气压下标记好温度后，将其带到海拔很高的高山上测量当地温度.设管的体积与玻璃泡的体积相比可忽略.下列说法正确的是 ( )
A.在标准大气压下，当温度为时，玻璃泡内气体的压强
B.在标准大气压下，为的刻度线标记在处
C.由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度高
D.由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度低
√
√
[解析] 温度时，玻璃泡A内的气体压强，A正确；
由于B管的体积与A的体积相比可略去不计，因此可认为A内气体发生等容变化，由题可知，为时，根据查理定律，得，气体末状态压强，解得，B错误；
当管内水银面的高度为时，地面上标准大气压下温度为，设水银密度为 ，高山上压强为，温度为，由查理定律得，高山上压强减小，故温度的测量值比实际温度高，C正确，D错误.
三、实验题
13.[2024·广东中山一中月考] “用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：
①向体积的油酸中加酒精，直至总量达到；
②用注射器吸取①中配制好的酒精油酸溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是;
③先往边长为的浅盘里倒入深的水;
④用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液;
⑤待油酸薄膜形状稳定后，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;
⑥将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内小方格的个数.
根据以上信息，回答下列问题：
(1) 在步骤____前(填写步骤的标号)缺少一个步骤，请补充完整：__________________________________.
④
将爽身粉或石膏粉均匀地撒在水面上
[解析] 为了能看到油膜充分展开后形成的单分子油膜层，在浅盘里倒入深的水后，需将爽身粉或石膏粉均匀地撒在水面上.
(2) 如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为，试求：
① 油酸膜的面积是_____(结果保留三位有效数字);
133
[解析] 根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为133个，故面积为.
② 按以上实验数据估测出油酸分子的直径是
____________.(结果保留两位有效数字)
[解析] 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为,油酸分子的直径的计算公式为,油酸分子的直径为.
(3) 用油膜法测出分子直径后，要测出阿伏加德罗常数，只需知道油酸的___.
A.摩尔质量 B.体积 C.摩尔体积 D.密度
[解析] 由油酸分子直径可以求出油酸分子的体积，只要知道了油酸的摩尔体积，由摩尔体积和油酸分子体积之比可以求1摩尔油酸所含有的油酸分子数目，即可以求出阿伏加德罗常数，故选C.
√
14.人类对原子结构的认识，涉及许多实验的探究及众多科学家的创造性思想.
(1) 1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况(图甲)，断定阴极射线是________(选填“电磁波”或“电子流”).
电子流
甲
[解析] 1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况，断定阴极射线是高速飞行的电子流.
(2) 1909年，卢瑟福与他的学生进行了 粒子散射实验(图乙)，提出了原子核式结构模型.下列对此实验与模型的说法，正确的是_____(填选项前的字母).
A. 粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的
B.绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，主要是因为电子的质量太小
C.极少数 粒子穿过金箔后发生大角度偏转，是因为其受到金原子核的强库仑斥力
D. 粒子散射实验说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上
√
√
乙
[解析] 粒子散射实验不能证明原子核内部存在质
子，也不能证实原子核由质子和中子组成，故A错误；
绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，主
要是因为原子核只占据很小的空间，故B错误；
极少数 粒子穿过金箔后发生大角度偏转，是因为其受到金原子核的强库仑斥力，故C正确；
粒子散射实验说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上，故D正确.
乙
(3) 1913年，玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了自己的原子结构假设，即______量子化、定态和跃迁等概念，并成功地解释了图丙中________(选填“氢原子”“氦原子”或“汞原子”)光谱的分立特征的实验规律.
轨道
氢原子
[解析] 1913年，玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了自己的原子结构假设，即轨道量子化、定态和跃迁等概念，并成功地解释了图丙中氢原子光谱的分立特征的实验规律.
丙
四、计算题
15.如图所示，电路中开关闭合时，电压表的示数为，大量处于能级的一价氦离子向基态跃迁，辐射出的光子照射到光电管阴极上.已知一价氦离子的能级公式，量子数，2，3，，是基态氦离子的能量值，的逸出功为，真空中的光速为，元电荷为.求：
(1) 照射到阴极上光子动量的最大值；
[答案]
[解析] 从能级向基态跃迁时辐射光子的动量最大,有
光子能量
解得
15.如图所示，电路中开关闭合时，电压表的示数为，大量处于能级的一价氦离子向基态跃迁，辐射出的光子照射到光电管阴极上.已知一价氦离子的能级公式，量子数，2，3，，是基态氦离子的能量值，的逸出功为，真空中的光速为，元电荷为.求：
(2) 到达阳极A的光电子的最大动能.
[答案]
[解析] 从能级向基态跃迁时辐射出的光子照射到上产生的光电子的初动能最大，光电效应方程
而根据动能定理有
解得
16.[2024·湖南长郡中学月考] 如图所示，一定质量的理想气体，状态从的变化过程用如图所示的关系图像来描述，气体在状态时的压强，气体从状态到状态是等温变化，结合图像的数据，则：
(1) 求气体在状态时的压强与体积；
[答案] ;
[解析] 结合图像可知，为等容变化，根据查理定律得
代入数据可得
结合图像可知，为等压变化，即
由盖-吕萨克定律可得
代入数据可得
16.[2024·湖南长郡中学月考] 如图所示，一定质量的理想气体，状态从的变化过程用如图所示的关系图像来描述，气体在状态时的压强，气体从状态到状态是等温变化，结合图像的数据，则：
(2) 气体在状态时的体积为多少？从状态到状态，外界对气体做的功为多少？
[答案] ;
[解析] 结合图像可知，为等压变化，即
为等温变化，根据玻意耳定律可得
代入数据可得
为等压过程，该过程中气体被压缩，外界对气体做功为
