2025高中物理《課時(shí)作業(yè)》人教版選擇性必修第3冊(cè)詳解答案

2025高中物理《課時(shí)作業(yè)》人教版選擇性必修第3冊(cè)詳解答案詳解答案分層作業(yè)(一)分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容1．解析：酒香在空氣中傳播、馬蹄上的花香在空氣中傳播都屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，描述的是分子熱運(yùn)動(dòng)，A、B符合題意；影動(dòng)是由光學(xué)因素造成的，與分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，C不符合題意；風(fēng)沙刮地是沙子在自身重力和氣流的作用下所做的運(yùn)動(dòng)，不是分子的熱運(yùn)動(dòng)．D不符合題意．答案：AB2．解析：0℃的物體中的分子仍然在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；存放過(guò)煤的混凝土地面下一段深度內(nèi)都有黑色顆粒，說(shuō)明煤分子和混凝土分子都在做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，B正確；分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫作熱運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體(或氣體)中的固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是熱運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；物體溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，物體的運(yùn)動(dòng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)物體中的分子熱運(yùn)動(dòng)不一定比靜止物體中的分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈，D錯(cuò)誤．答案：B3．解析：根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，炭粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，A、D錯(cuò)誤；小炭粒在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng)，B正確；水分子很小，在光學(xué)顯微鏡下看不到水分子，C錯(cuò)誤．答案：B4．解析：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子對(duì)顆粒撞擊力不平衡造成的，所以布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明了液體分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但不是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；液體的溫度越高，液體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，則布朗運(yùn)動(dòng)也越劇烈，故B錯(cuò)誤；懸浮微粒越大，同一時(shí)刻撞擊顆粒的液體分子數(shù)越多，液體分子對(duì)顆粒的撞擊作用力越容易平衡，現(xiàn)象越不明顯，故C錯(cuò)誤；懸浮微粒做布朗運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊造成的，故D正確．答案：D5．解析：引力和斥力都隨距離的減小而增大，故A正確；兩分子間的距離為r0時(shí)，分子間斥力與分子間引力大小相等但不為零，故B錯(cuò)誤；分子始終在做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；分子力的本質(zhì)是電磁力，故D錯(cuò)誤．故選A.答案：A6．解析：氣溶膠懸浮顆粒是固體小顆粒，是固體小顆粒懸浮在空氣中，受到氣體分子撞擊不均勻造成的小顆粒的運(yùn)動(dòng)，它不是空氣分子的運(yùn)動(dòng)，但可以反映空氣分子的運(yùn)動(dòng)，是布朗運(yùn)動(dòng)，故A正確；飛沫重量大，布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，飛沫不是固體小顆粒，故其運(yùn)動(dòng)不能看成是布朗運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故氣溶膠懸浮顆粒在空氣中的運(yùn)動(dòng)越劇烈，故C正確；飛沫運(yùn)動(dòng)不是分子運(yùn)動(dòng)，與分子運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，所以溫度越高，飛沫在空氣中的運(yùn)動(dòng)不一定越劇烈，故D錯(cuò)誤．答案：AC7．解析：(1)金剛石的質(zhì)量m＝ρV碳的物質(zhì)的量n＝eq\f(m,M)這塊金剛石所含碳原子數(shù)N＝n·NA＝eq\f(ρVNA,M)＝1.3×1022個(gè)．(2)一個(gè)碳原子的體積V0＝eq\f(V,N)把金剛石中的碳原子看成球體，則由公式V0＝eq\f(π,6)d3可得碳原子直徑為d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝2.2×10－10m.答案：(1)1.3×1022個(gè)(2)2.2×10－10m8．解析：當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，它們之間的引力與斥力剛好大小相等，分子力為零，A項(xiàng)正確；一般分子直徑的數(shù)量級(jí)為10－10m，跟分子間的平衡距離r0相當(dāng)，B項(xiàng)正確；當(dāng)兩分子間距離在大于r0的范圍內(nèi)減小時(shí)，分子力先增大，后減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，D項(xiàng)正確．答案：ABD9．解析：a千克氣凝膠的摩爾數(shù)為eq\f(a,M)，所含分子數(shù)為N＝eq\f(a,M)NA，選項(xiàng)A正確；氣凝膠的摩爾體積為Vm＝eq\f(M,ρ)，選項(xiàng)B正確；每個(gè)氣凝膠分子的體積為V0＝eq\f(Vm,NA)＝eq\f(M,ρNA)，選項(xiàng)C正確；氣凝膠為固體材料，分子模型為球體模型，根據(jù)V0＝eq\f(1,6)πd3，則每個(gè)氣凝膠分子的直徑為d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．故選A、B、C.答案：ABC10．解析：(1)1m3可燃冰可釋放164m3的天然氣．標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氣體的體積為2.24×10－2m3.甲烷物質(zhì)的量為n＝eq\f(V,Vm)＝eq\f(164,2.24×10－2)mol，則1m3可燃冰所含甲烷分子數(shù)為N＝nNA＝eq\f(164,2.24×10－2)×6.02×1023個(gè)≈4.4×1027個(gè)，1cm3可燃冰所含甲烷分子數(shù)為4.4×1021個(gè)．(2)平均每個(gè)甲烷分子的質(zhì)量為m0＝eq\f(ρV0,NA)＝eq\f(0.67×22.4×10－3,6.02×1023)kg≈2.5×10－26kg.答案：(1)4.4×1021個(gè)(2)2.5×10－26kg分層作業(yè)(二)分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律1．答案：A2．答案：C3．解析：通常情況下，分子間距離較大，相互作用力可以忽略，故氣體分子可以自由運(yùn)動(dòng)，氣體分子能否視為質(zhì)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)具體問(wèn)題而定，A、C錯(cuò)誤，B、D正確．答案：BD4．解析：氣體的壓強(qiáng)是由大量氣體分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生的，A說(shuō)法錯(cuò)誤，B說(shuō)法正確；壓強(qiáng)的大小取決于氣體分子的平均速率和分子的數(shù)密度，與物體的宏觀運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，C、D說(shuō)法錯(cuò)誤．答案：ACD5．解析：由不同溫度下的分子速率分布曲線可知，分子數(shù)百分率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”統(tǒng)計(jì)規(guī)律，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度高則分子速率大的占多數(shù)，所以乙狀態(tài)下溫度較高，分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均速率較大，分子運(yùn)動(dòng)更劇烈，故A、B錯(cuò)誤，C正確；由于分子運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則，故在下一時(shí)刻的速率無(wú)法確定，故D錯(cuò)誤．故選C.答案：C6．解析：裝入熱水時(shí)，瓶?jī)?nèi)上方氣體溫度升高，將一些氣體排出，擰緊瓶蓋，過(guò)一段時(shí)間后與外界發(fā)生熱傳遞，氣體放出熱量后，內(nèi)能減小溫度降低．由于氣體等容規(guī)律，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)也減小，外界大氣壓將瓶蓋壓緊，故打開(kāi)瓶蓋需要克服更大的摩擦力．溫度降低后，氣體分子的平均動(dòng)能減小，并不是每個(gè)氣體分子的速率都減小．有的分子的速率增大，故A、B錯(cuò)誤；溫度降低后，氣體分子的平均動(dòng)能減小，平均速率也減小，單位時(shí)間內(nèi)氣體分子撞擊瓶蓋的次數(shù)減少，故C正確，D錯(cuò)誤．答案：C7．解析：氣體的壓強(qiáng)與兩個(gè)因素有關(guān)，一是氣體分子的平均速率，二是氣體分子的數(shù)密度．當(dāng)氣體分子的平均速率增大時(shí)，若氣體的體積增大，則氣體分子的數(shù)密度減小，氣體的壓強(qiáng)可能減小，同理，當(dāng)氣體分子的數(shù)密度增大時(shí)，因?yàn)榉肿悠骄俾首兓闆r不確定，所以氣體壓強(qiáng)的變化情況不能確定，A、C說(shuō)法錯(cuò)誤，B、D說(shuō)法正確．答案：BD8．解析：蠟燭燃燒后，燈籠內(nèi)溫度升高，部分氣體分子將從燈籠內(nèi)部跑到外部，所以燈籠內(nèi)分子總數(shù)減少，故分子密集程度減小，A錯(cuò)誤．燈籠內(nèi)溫度升高，分子的平均速率增大，B錯(cuò)誤．燈籠始終與大氣連通，壓強(qiáng)不變，燈籠內(nèi)氣體體積也不變，C錯(cuò)誤．溫度升高，氣體分子的平均速率增大，分子在單位時(shí)間對(duì)器壁單位面積碰撞的平均作用力增大，而氣體壓強(qiáng)不變，所以單位時(shí)間與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少，D正確．答案：D9．解析：由題圖可知，100℃的氧氣速率大的分子所占比例較多，A錯(cuò)誤；具有最大比例的速率區(qū)間是指曲線峰值附近對(duì)應(yīng)的速率，顯然，100℃時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值速率較大，B錯(cuò)誤；由題圖可知，在同一溫度下，氣體分子速率分布總呈“中間多，兩頭少”的分布特點(diǎn)，C正確；在0℃和100℃兩種不同情況下，各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍圖形的面積都應(yīng)該等于1，即相等，D正確．答案：CD10．解析：由題圖可知，氣體分子速率均呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律，但是最大比例的速率區(qū)間是不同的，A說(shuō)法正確；氣體的溫度越高，速率較大的分子所占的比例越大，則TⅠ<TⅡ<TⅢ，B說(shuō)法錯(cuò)誤；溫度高的氣體，分子平均速率較大，速率大的分子比例較多，C說(shuō)法正確；從圖像中可以直觀體會(huì)到溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，D說(shuō)法正確．答案：B分層作業(yè)(三)分子動(dòng)能和分子勢(shì)能1．解析：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同時(shí)，不同物質(zhì)的分子平均動(dòng)能相同，但分子的質(zhì)量不一定相等，所以平均速率不一定相等，A正確，B、C錯(cuò)誤；溫度升高時(shí)，并不是物體的每一個(gè)分子的動(dòng)能都增加，個(gè)別分子的平均動(dòng)能可能減少，D錯(cuò)誤．答案：A2．解析：溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志，內(nèi)能是所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，故溫度不變時(shí)，內(nèi)能可能變化，A錯(cuò)誤；兩物體溫度相同，內(nèi)能可能不同，分子的平均動(dòng)能相同，由eq\x\to(E)k＝eq\f(1,2)mv2知，平均速率eq\x\to(v)可能不同，D正確；內(nèi)能大小不僅要看溫度，還要看總分子數(shù)和分子勢(shì)能這些因素，C錯(cuò)誤；機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度增大與分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤．答案：D3．解析：溫度相同，則分子的平均動(dòng)能一樣大．同種物質(zhì)，質(zhì)量相同，分子數(shù)一樣多．冰吸熱變?yōu)樗?，水吸熱變?yōu)樗魵?，冰、水、水蒸氣的分子?shì)能依次變大，內(nèi)能依次變大．答案：AD4．解析：在兩分子間距減小到r1的過(guò)程中，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，分子力先增大后減小，故A錯(cuò)誤；在兩分子間距減小到r1的過(guò)程中，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零，間距減小到r1時(shí)，分子勢(shì)能小于零，故B、C錯(cuò)誤；在兩分子間距由r2減小到r1的過(guò)程中，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，分子力減小為零，故D正確．答案：D5．解析：溫度高低只反映分子平均動(dòng)能的大小，由于物體的內(nèi)能跟物體的質(zhì)量、體積、溫度和狀態(tài)有關(guān)，所以溫度高的物體不一定比溫度低的物體內(nèi)能大，A錯(cuò)誤；內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以?xún)?nèi)能永不為零，B正確；內(nèi)能相同的物體，它們的溫度可能不相同，所以它們的分子平均動(dòng)能可能不相同，C錯(cuò)誤；內(nèi)能不同的兩個(gè)物體，它們的溫度可以相同，即它們的分子平均動(dòng)能可以相同，D錯(cuò)誤．答案：B6．解析：當(dāng)r＝r0時(shí)引力與斥力的合力為零，即分子力為零，A、D錯(cuò)；當(dāng)分子間的距離趨于r0時(shí)，分子力做正功，分子勢(shì)能減少，r＝r0時(shí)分子勢(shì)能最小，B對(duì)，C錯(cuò)．答案：B7．解析：分子B受力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，分子力做正功，分子勢(shì)能減少，A正確；分子間距離從無(wú)窮遠(yuǎn)減小到r0的過(guò)程中，分子間的相互作用力先增大后減小，B錯(cuò)誤；分子間的距離等于r0時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能最小，C錯(cuò)誤；分子勢(shì)能最小時(shí)，分子間的作用力一定為零，但分子勢(shì)能的最小值不一定為零，D錯(cuò)誤．答案：A8．解析：A、D錯(cuò)，C對(duì)：由題圖看出，乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子位于平衡位置，分子間作用力為零，則加速度為零．B對(duì)：乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，分子勢(shì)能最小，由能量守恒定律知，分子的動(dòng)能最大．答案：BC9．解析：乙分子的運(yùn)動(dòng)方向始終不變，A錯(cuò)誤；加速度與力的大小成正比，方向與力相同，故B正確；乙分子從A處由靜止釋放，分子勢(shì)能不可能增大到正值，故C錯(cuò)誤；分子動(dòng)能不可能為負(fù)值，故D錯(cuò)誤．答案：B10．解析：從分子力的曲線中可以看出從0.5r0處到r0處斥力減小，加速度也就減小，從r0處到無(wú)窮遠(yuǎn)處引力先增大后減小，所以A錯(cuò)誤；從0.5r0處到r0處乙分子受到向右的斥力，做向右的加速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)r0處后受到向左的引力，做向右的減速運(yùn)動(dòng)，在r0處加速度a＝0，速度最大，所以B正確；當(dāng)通過(guò)r0后分子的引力做負(fù)功，分子的勢(shì)能增大，C錯(cuò)誤；從0.5r0到r0處分子的斥力做正功，分子的勢(shì)能減小，通過(guò)r0后，分子的引力做負(fù)功，分子的勢(shì)能增大，故分子在r0處的勢(shì)能最小，D正確．答案：BD分層作業(yè)(四)溫度和溫標(biāo)1．解析：同一溫度，所選溫標(biāo)不同，數(shù)值不同，A錯(cuò)誤；攝氏溫度的每一攝氏度與熱力學(xué)溫度的每一開(kāi)的數(shù)值相等，故溫度升高了1℃就是升高了1K，B正確；攝氏溫度可以取負(fù)值，但是熱力學(xué)溫度不能取負(fù)值，因?yàn)闊崃W(xué)溫度的零點(diǎn)是低溫的極限，C錯(cuò)誤；熱力學(xué)溫度T＝273.15K＋t＝(273.15－33)K＝240.15K，故－33℃與240.15K表示相同的溫度，D錯(cuò)誤．答案：B2．解析：系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，其狀態(tài)參量穩(wěn)定不變，金屬塊放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，冰水混合物在0℃環(huán)境中，它們溫度、壓強(qiáng)、體積都不再變化，是平衡態(tài)，故A、B正確；對(duì)一個(gè)裝有氣體的導(dǎo)熱性良好的容器加熱時(shí)，容器內(nèi)氣體的溫度升高，故其不是平衡態(tài)，C錯(cuò)誤；開(kāi)空調(diào)2分鐘后教室內(nèi)的氣體溫度、體積均要變化，故其不是平衡態(tài)，D錯(cuò)誤．答案：AB3．解析：溫度是物體平均動(dòng)能的標(biāo)志，當(dāng)杯中水的溫度升高，則水分子的平均動(dòng)能增大，但并不是每個(gè)水分子的動(dòng)能都增大，個(gè)別水分子的動(dòng)能也可能減?。蔬xA.答案：A4．解析：熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化，系統(tǒng)的狀態(tài)參量均不隨時(shí)間發(fā)生變化，所以A、C、D錯(cuò)誤，B正確．答案：B5．解析：系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，其狀態(tài)參量不變，冰水混合物放在0℃環(huán)境中，銅塊放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，其狀態(tài)參量不再變化，即處于平衡態(tài)，A、B正確；剛剛放在教室中2分鐘的一杯熱水和一杯加較多冰塊的可樂(lè)，溫度未達(dá)到相同，則未處于平衡態(tài)，C錯(cuò)誤；一瓶放在房間中很久的84消毒液，與環(huán)境溫度相同，其狀態(tài)參量不變，則處于平衡態(tài)，D正確．答案：ABD6．解析：兩個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了熱平衡，它們具有一個(gè)“共同性質(zhì)”，就是溫度，或者說(shuō)溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B7．解析：(1)當(dāng)溫度升高時(shí)，瓶?jī)?nèi)的氣體受熱膨脹擠壓上方的液柱，液柱就會(huì)向左移動(dòng)；(2)將此裝置放在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰水混合物中，在液柱正中間處標(biāo)上0℃，將它放在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸水中，在液柱正中間處標(biāo)上100℃，然后將以上兩個(gè)刻度之間的部分進(jìn)行100等分，標(biāo)上刻度就成了一個(gè)溫度計(jì)．答案：(1)左邊(2)見(jiàn)解析8．解析：由題圖知A、D間共有15個(gè)格，每個(gè)格表示溫度為eq\f(75℃－15℃,15)＝4℃，有色水柱的下端離D點(diǎn)3個(gè)格，即對(duì)應(yīng)3×4℃＝12℃，所以題圖中有色水柱下端所示溫度為t＝15℃＋12℃＝27℃.答案：27℃9．解析：系統(tǒng)不與外界交換能量，熱量由溫度較高的銅塊傳給鐵塊，且在兩者達(dá)到熱平衡前的任意一段時(shí)間內(nèi)，銅塊放出的熱量等于鐵塊吸收的熱量，A正確，B錯(cuò)誤；兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)溫度相同，所以當(dāng)溫度相等時(shí)熱傳遞停止，達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度應(yīng)用Q＝cmΔt求解，而不是兩者溫度的平均值，C錯(cuò)誤，D正確．答案：AD10．解析：雙金屬溫度計(jì)是用熱膨脹系數(shù)不同的銅、鐵兩種金屬制成的．該溫度計(jì)是利用雙金屬片的彎曲程度隨溫度變化的原理來(lái)工作的，A、B選項(xiàng)是正確的；甲圖中加熱時(shí)，雙金屬片彎曲程度增大，即進(jìn)一步向上彎曲，說(shuō)明雙金屬片下層熱膨脹系數(shù)較大，即銅的熱膨脹系數(shù)較大，C選項(xiàng)正確；乙圖中，溫度計(jì)示數(shù)沿順時(shí)針?lè)较蛟龃?，說(shuō)明當(dāng)溫度升高時(shí)溫度計(jì)指針繞順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則其雙金屬片的彎曲程度在增大，故可以推知雙金屬片的內(nèi)層一定是鐵，外層一定是銅，D選項(xiàng)是錯(cuò)誤的．答案：ABC11．解析：溫度計(jì)是利用熱脹冷縮原理制成的，溫度升高時(shí)燒瓶?jī)?nèi)氣體膨脹，有色水柱上升，溫度降低時(shí)燒瓶?jī)?nèi)氣體收縮，有色水柱下降，已知A、D間的測(cè)量范圍為20～80℃，則A點(diǎn)為80℃，D點(diǎn)為20℃，A、D間刻度均勻分布，每格表示eq\f(80℃－20℃,15)＝4℃，則有色水柱下端溫度為20℃＋3×4℃＝32℃，C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C分層作業(yè)(五)玻意耳定律及其應(yīng)用1．解析：由玻意耳定律pV＝C，得體積增大為原來(lái)的2倍，則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，故C正確．答案：C2．解析：由圖像可知，pAVA＝pBVB，所以A、B兩狀態(tài)的溫度相等，在同一等溫線上，可在p-V圖上作出幾條等溫線，如圖所示．由于離原點(diǎn)越遠(yuǎn)的等溫線溫度越高，所以從狀態(tài)A到狀態(tài)B溫度應(yīng)先升高后降低，分子平均速率先增大后減小．答案：D3．解析：設(shè)水銀柱的長(zhǎng)度為h，豎直放置時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為p1＝p0－h(huán)；玻璃管傾斜45°時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為p2＝p0－h(huán)cos45°，根據(jù)p1l＝p2l′，則l′變短，選項(xiàng)C正確．答案：C4．解析：A錯(cuò)：打氣后，由于氣體的溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，但每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)速率的變化情況無(wú)法判斷，故球內(nèi)每個(gè)氣體分子對(duì)球內(nèi)壁的作用力的變化無(wú)法判斷．B對(duì)：打氣后，球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變大，即球內(nèi)氣體分子對(duì)球內(nèi)壁單位面積的平均作用力增大．C對(duì)，D錯(cuò)：打氣前，p1＝1.1atm，V1＝V0打氣6次，p2＝1atm,V2＝6×0.05V0.末態(tài)：p3＝？，V3＝V0根據(jù)玻意耳定律可得：p1V1＋p2V2＝p3V3聯(lián)立解得：p3＝1.4atm.答案：BC5．解析：開(kāi)始管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1＝p0－ρgh，當(dāng)玻璃管從豎直位置轉(zhuǎn)過(guò)45°時(shí)，溫度不變，假設(shè)氣體體積不變，末態(tài)氣體壓強(qiáng)為p2＝p0－ρghcos45°，根據(jù)玻意耳定律，由pV＝C可知，因?yàn)閴簭?qiáng)增大，則空氣柱體積將減?。蔬xC.答案：C6．解析：未向藥瓶?jī)?nèi)注入氣體前，藥瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)p1＝1.0×105Pa.體積V1＝0.4mL，注射器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，體積V0＝0.3×0.4mL＝0.12mL，將注射器內(nèi)氣體注入藥瓶后，藥瓶?jī)?nèi)氣體的體積V2＝V1＝0.4mL，設(shè)壓強(qiáng)為p2，根據(jù)玻意耳定律有p1V1＋p0V0＝p2V2，解得p2＝1.3×105Pa.答案：1.3×105Pa7．解析：對(duì)理想氣體Ⅰ，由玻意耳定律p0L1S＝p1L′1Sp1＝p0＋eq\f(mAg,S)代入數(shù)據(jù)得L′1＝0.1m對(duì)理想氣體Ⅱ，由玻意耳定律p0L2S＝p2L′2Sp2＝p1＋eq\f(mBg,S)代入數(shù)據(jù)得L′2＝0.05m故活塞A移動(dòng)的距離d＝(L1＋L2)－(L′1＋L′2)＝0.05m.答案：0.05m8．解析：A錯(cuò)，B對(duì)：由題意知管內(nèi)水銀柱上方封閉一部分氣體，如果將玻璃管稍微向上提，則被封閉氣體的體積增大，因?yàn)闇囟缺３植蛔儯员环忾]氣體壓強(qiáng)減?。饨绱髿鈮旱扔谒y柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)加上封閉空氣柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，此時(shí)外界的大氣壓不變，管內(nèi)水銀柱的壓強(qiáng)須增大才能重新平衡，故管內(nèi)外水銀面的高度差h增大．C錯(cuò)，D對(duì)：無(wú)論將管下插至什么程度，管內(nèi)被封閉氣體體積不可能為零，故將管下插至管頂與管外水銀面高度差為70cm時(shí)，管內(nèi)外水銀面高度差小于70cm.答案：BD9．解析：(1)設(shè)需要打氣n次，因每次打入的氣體相同，故可把n次打入的氣體視為一次性打入，則氣體的初狀態(tài)：p1＝1.0×105Pa，V1＝V0＋nΔV，末狀態(tài)：p2＝5.0×105Pa，V2＝V0，其中V0＝2dm3，ΔV＝0.2dm3.由玻意耳定律有p1V1＝p2V2，代入數(shù)據(jù)解得n＝40.(2)當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體氣壓變?yōu)?.0×105Pa時(shí)的體積為V3，則p3＝2.0×105Pa，由玻意耳定律有p2V2＝p3V3，代入數(shù)據(jù)解得V3＝5dm3，真空瓶的容積為V瓶＝0.7dm3，因eq\f(V3－V2,V瓶)＝4eq\f(2,7)，故最多可充4瓶．答案：(1)40次(2)4瓶分層作業(yè)(六)氣體的等壓變化和等容變化1．解析：A對(duì)：由eq\f(pV,T)＝C(常數(shù))可知，體積不變，壓強(qiáng)增大時(shí)，溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能一定增大．B錯(cuò)：當(dāng)溫度不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能不變，要使壓強(qiáng)減小，則分子的密集程度一定減小，即單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)減少．C錯(cuò)：當(dāng)溫度降低時(shí)，分子的平均動(dòng)能減小，要保持壓強(qiáng)不變，則分子的密集程度一定增大，即單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多．D錯(cuò)：溫度升高，壓強(qiáng)和體積至少有一個(gè)要發(fā)生變化，不可能都不變．答案：A2．解析：氣體做等壓變化，溫度升高時(shí)，體積變大，所以汽缸體高度H減小．答案：B3．解析：設(shè)絕對(duì)零度相當(dāng)于T0則初態(tài)：T1＝－T0＋30℃，V1＝30S末態(tài)：T2＝－T0＋90℃，V2＝36S由蓋-呂薩克定律eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)代入數(shù)據(jù)解得T0＝－270℃，故選B.答案：B4．解析：由V-T圖可以看出由A→B是等容過(guò)程，TB>TA，故pB>pA，A、C錯(cuò)誤，D正確；由B→C為等壓過(guò)程，pB＝pC，故B錯(cuò)誤．答案：D5．解析：根據(jù)查理定律可得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，解得eq\f(p2,p1)＝eq\f(T2,T1)＝eq\f(400,300)＝eq\f(4,3)，故選C.答案：C6．解析：(1)活塞從開(kāi)始至剛到卡環(huán)的過(guò)程做等壓變化，設(shè)汽缸的橫截面積為S，由蓋-呂薩克定律得eq\f(l0S,T0)＝eq\f(lS,T1)代入數(shù)據(jù)得T1＝360K.(2)活塞到達(dá)卡環(huán)后做等容變化，由查理定律得eq\f(p0,T1)＝eq\f(p2,T2)代入數(shù)據(jù)得p2＝1.5×105Pa.答案：(1)360K(2)1.5×105Pa7．解析：(1)設(shè)理想氣體B的初始?jí)簭?qiáng)為pB，則pB＝p0－5cmHg＝70cmHg(2)當(dāng)左、右兩側(cè)液面相平時(shí)，氣體A、B的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)3＝L1＋eq\f(L2,2)＝10cm以氣體A為研究對(duì)象，根據(jù)玻意耳定律得p0(L1＋L2)S＝p′AL3S以氣體B為研究對(duì)象，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(pBL1S,T0)＝eq\f(p′BL3S,T′)左、右兩側(cè)液面相平時(shí)p′A＝p′B解得T′＝500K答案：(1)70cmHg(2)500K8．解析：使U形管兩端水銀面一樣高，即保持封閉氣體的壓強(qiáng)始終等于外界大氣壓且不變，若把燒瓶浸在熱水中，氣體體積增大，A中水銀面上升，為使兩管水銀面等高，應(yīng)把A向下移，故A對(duì)，B錯(cuò)；若把燒瓶浸在冷水中，氣體體積減小，B管中水銀面上升，為使兩管水銀面等高，應(yīng)把A向上移，故C錯(cuò)，D對(duì)．答案：AD9．解析：根據(jù)蓋-呂薩克定律得ΔV＝eq\f(ΔT,T)·V，因A、B管中的封閉氣柱初溫T相同，溫度降低量相同，且ΔT<0，所以ΔV<0，即A、B管中氣柱的體積都減?。沪1＝eq\f(V1,T1)·ΔT，ΔV2＝eq\f(V2,T2)ΔT，又因?yàn)镠1>H2，則V1>V2，又T1＝T2，則|ΔV1|>|ΔV2|，A管中氣柱減小得較多，故A、B兩管氣柱上方的水銀柱均向下移動(dòng)，且A管中的水銀柱下移得較多，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A10．解析：(1)對(duì)活塞Ⅰ受力分析如圖由平衡條件有p·2S＝p0·2S＋2mg＋0.1kl對(duì)活塞Ⅱ受力分析如圖由平衡條件有pS＋mg＝p0S＋0.1kl聯(lián)立解得k＝eq\f(40mg,l)，p＝p0＋eq\f(3mg,S)(2)由于是對(duì)氣體緩慢加熱，則兩活塞受力平衡，將兩活塞、彈簧、活塞間氣體作為整體分析，受力情況不變，故氣體壓強(qiáng)不變，p′＝p＝eq\f(p0S＋3mg,S)，且彈簧長(zhǎng)度不變對(duì)活塞間的氣體，由蓋-呂薩克定律有eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)其中V1＝eq\f(l＋0.1l,2)(2S＋S)＝1.65lS，T1＝T0V2＝(l＋0.1l)·2S＝2.2lS解得T2≈1.3T0答案：(1)eq\f(40mg,l)(2)p0＋eq\f(3mg,S)1.3T0分層作業(yè)(七)氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用1．解析：根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體的等壓變化線的特征可知，A、C正確，B錯(cuò)誤；D選項(xiàng)中沒(méi)有明確標(biāo)明圖像與t軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為(－273.15℃，0)，因此，不能算正確．答案：AC2．解析：A→C過(guò)程中，氣體的體積不變，發(fā)生等容變化，由eq\f(p,T)＝C可知，溫度升高，壓強(qiáng)增大，故A錯(cuò)誤；在C→B過(guò)程中，發(fā)生等溫變化，由pV＝C可知，體積減小，壓強(qiáng)增大，故B正確；綜上所述，在A→C→B過(guò)程中，氣體的壓強(qiáng)始終增大，所以氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)最大，在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)最小，故C、D正確．答案：BCD3．解析：A、C錯(cuò)：在V-T圖像中，過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線是等壓線，所以ab、cd為兩條等壓線，即pa＝pb，pc＝pd.B、D對(duì)：在V-T圖像中，斜率越大表示壓強(qiáng)越小，所以得到pa＝pb>pc＝pd.即由b到c的過(guò)程，壓強(qiáng)變小，由d到a的過(guò)程，壓強(qiáng)變大．答案：BD4．解析：(1)設(shè)后來(lái)兩部分氣體的壓強(qiáng)為p，氧氣的體積為VA2，氮?dú)獾捏w積為VB2，根據(jù)玻意耳定律有p0VA1＝pVA22p0VB1＝pVB2VB2＋eq\f(VA2,2)＝VB1活塞M移動(dòng)的距離x＝eq\f(VA1－\f(VA2,2),SM)代入數(shù)據(jù)解得p＝3p0，x＝eq\f(500,3)cm.(2)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件F＋p0SM＝pSM解得F＝6×103N.答案：(1)eq\f(500,3)cm(2)6×103N5．解析：(1)設(shè)玻璃管的橫截面積為S，右側(cè)氣體初狀態(tài)體積V1＝0.05S溫度升高過(guò)程氣體壓強(qiáng)不變，由蓋-呂薩克定律得eq\f(V1,T1)＝eq\f(LS,T2)代入數(shù)據(jù)解得，右側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度L＝5.83cm.(2)大氣壓強(qiáng)p0＝0.75ρg，由圖示可知，右管氣體壓強(qiáng)p右＝p0＋0.15ρg＝0.9ρg左管初狀態(tài)壓強(qiáng)p左1＝p右＝0.9ρg左管初狀態(tài)體積V左1＝0.32S溫度升高后，設(shè)左側(cè)管內(nèi)水銀面下降的高度為h，左管氣體末狀態(tài)壓強(qiáng)p左2＝p右＋2ρgh＝(0.9＋2h)ρg左管內(nèi)氣體末狀態(tài)的體積V左2＝(0.32＋h)S對(duì)左管內(nèi)氣體，由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p左1V左1,T1)＝eq\f(p左2V左2,T2)代入數(shù)據(jù)解得h＝3cm.答案：(1)5.83cm(2)3cm6．解析：此氣體在0℃時(shí)，壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，所以它的體積應(yīng)為22.4×0.3L＝6.72L，根據(jù)圖線所示，從p0到A狀態(tài)，氣體是等容變化，A狀態(tài)的體積為6.72L，溫度為127K＋273K＝400K，從A狀態(tài)到B狀態(tài)為等壓變化．B狀態(tài)的溫度為227K＋273K＝500K，根據(jù)蓋-呂薩克定律eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)得，VB＝eq\f(VATB,TA)＝eq\f(6.72×500,400)L＝8.4L.答案：D7．解析：在活塞下推前，玻璃管下部空氣柱的壓強(qiáng)為p1＝p0＋ρgl2設(shè)活塞下推后，下部空氣柱的壓強(qiáng)為p′1，玻璃管的橫截面積為S，由玻意耳定律得p1l1S＝p′1l′1S設(shè)活塞下推距離為Δl，則此時(shí)玻璃管上部空氣柱的長(zhǎng)度為l′3＝l3＋l1－l′1－Δl設(shè)此時(shí)玻璃管上部空氣柱的壓強(qiáng)為p′3，則p′3＝p′1－ρgl2由玻意耳定律得p0l3S＝p′3l′3S解得Δl＝15cm，C項(xiàng)正確．答案：C8．解析：(1)當(dāng)推力F＝2×103N、活塞N達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，A汽缸中氣體的壓強(qiáng)p′A＝p0＋eq\f(F,S)＝1.5×105Pa＝1.5atm.(2)初始時(shí)A汽缸中氣體的壓強(qiáng)及體積分別為pA＝1atm，VA＝12L，A汽缸中氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律有pAVA＝p′AV′A，代入數(shù)據(jù)解得V′A＝8L，則活塞N向右移動(dòng)的距離Δx＝eq\f(VA－V′A,S)＝eq\f(（12－8）×103,400)cm＝10cm.(3)因?yàn)榛钊鸐保持在原位置不動(dòng)，所以B汽缸中的氣體發(fā)生等容變化，初始時(shí)B汽缸中氣體的壓強(qiáng)、溫度分別為pB＝1atm，TB＝300K，活塞N達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，B汽缸中氣體的壓強(qiáng)p′B＝p′A＝1.5×105Pa＝1.5atm，對(duì)B汽缸中的氣體，根據(jù)查理定律有eq\f(pB,TB)＝eq\f(p′B,T′B)，解得T′B＝450K，即t′B＝177℃.答案：(1)1.5atm(2)10cm(3)177℃分層作業(yè)(八)固體1．解析：物質(zhì)的性質(zhì)由物質(zhì)微粒的微觀結(jié)構(gòu)決定，石墨和金剛石都是由碳原子組成，石墨和金剛石都是晶體，因原子排列結(jié)構(gòu)不同，原子間作用力不同．D選項(xiàng)正確．答案：D2．解析：?jiǎn)尉w的各向異性取決于晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有規(guī)則性，不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，A、D正確，B、C錯(cuò)誤．答案：AD3．解析：由題圖可知，圖甲中物質(zhì)吸收熱量，開(kāi)始時(shí)溫度升高，到達(dá)熔點(diǎn)之后，不斷吸收熱量，溫度保持不變，全部熔化之后，吸收熱量，溫度不斷升高，則圖甲中物質(zhì)為晶體；圖乙中物質(zhì)吸收熱量，溫度不斷升高，沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，則圖乙中物質(zhì)為非晶體．A正確．答案：A4．解析：石蠟以接觸點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為中心，逐漸向四周擴(kuò)大熔成圓形，具有各向同性，因此薄片可能為多晶體，也可能為非晶體，C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C5．解析：晶體中的分子只在平衡位置附近振動(dòng)，不會(huì)沿三條直線發(fā)生定向移動(dòng)，A錯(cuò)誤；三條直線上晶體分子的數(shù)目不同，表明晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，B、D錯(cuò)誤，C正確．答案：C6．解析：?jiǎn)尉w分子在空間分布上具有規(guī)則性，故石墨與石墨烯都是晶體，C正確，A、B錯(cuò)誤；安德烈獲取石墨烯的方法是物理方法，D正確．答案：CD分層作業(yè)(九)液體1．解析：液晶既不是液體也不是晶體，更不是兩者混合物，A錯(cuò)誤；只有部分物質(zhì)具有液晶態(tài)，B錯(cuò)誤；液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，C正確；電子手表中的液晶本身不能發(fā)光，D錯(cuò)誤．答案：C2．解析：一種液體是否浸潤(rùn)某種固體與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系，由題圖乙可以看出，肥皂水浸潤(rùn)玻璃，故A錯(cuò)誤；肥皂泡表面張力方向和表面平行，故B錯(cuò)誤；表面張力讓液體收縮，而球面是同體積物體中表面積最小的，所以肥皂泡呈球狀與液體的表面張力有關(guān)，故C正確；肥皂泡表面液體分子間既存在引力也存在斥力，合力表現(xiàn)為引力，故D錯(cuò)誤．答案：C3．解析：液體對(duì)固體浸潤(rùn)，則附著層內(nèi)分子間距小于液體內(nèi)部分子間距，附著層內(nèi)分子間表現(xiàn)出排斥力，液體對(duì)固體不浸潤(rùn)，則附著層內(nèi)分子間距大于液體內(nèi)部分子間距，附著層內(nèi)分子間表現(xiàn)出吸引力，即浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象是分子力作用的表現(xiàn)，A、D正確；在浸潤(rùn)現(xiàn)象中，附著層內(nèi)分子受到固體分子吸引力較液體內(nèi)部分子吸引力強(qiáng)，分子分布比液體內(nèi)部更密，B、C錯(cuò)誤．答案：AD4．解析：液體表面張力是分子間相互作用的結(jié)果，就水來(lái)說(shuō)，內(nèi)部的水分子處于其他水分子的包圍之中，各個(gè)方向分子的引力會(huì)相互抵消，但是表層水分子受到的內(nèi)部水分子引力遠(yuǎn)大于外部空氣分子的引力，所以表面的水分子永遠(yuǎn)受到指向液體內(nèi)部的力，總是趨向于內(nèi)部移動(dòng)，這樣液體總是會(huì)力圖縮小其表面積，而同樣體積的物體，總是以球體的表面積最小，故A正確；分子之間引力和斥力同時(shí)存在，故B錯(cuò)誤；理想氣體分子的內(nèi)能只考慮分子動(dòng)能，分子勢(shì)能為零，則只與溫度有關(guān)，兩氣泡溫度相同，所以?xún)蓺怏w的分子平均動(dòng)能相同，故C錯(cuò)誤；水球表面滴一小滴紅墨水，若水球未破，水球外表面附近的水分子間作用力表現(xiàn)為引力，最后水球?qū)⒊始t色，故D正確．答案：AD5．解析：液體對(duì)固體浸潤(rùn)，則分子間距小于液體內(nèi)部；液體對(duì)固體不浸潤(rùn)，則分子間距大于液體內(nèi)部，即浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象是分子力作用的表現(xiàn)，A錯(cuò)誤；浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)與固體和液體都有關(guān)系，B錯(cuò)誤；在熔化過(guò)程中，晶體要吸收熱量，溫度保持不變，C正確；燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說(shuō)明云母片是晶體，D錯(cuò)誤．答案：C分層作業(yè)(十)功、熱和內(nèi)能的改變1．解析：發(fā)生熱傳遞的條件是有溫度差，而與物體內(nèi)能的多少、是否接觸及周?chē)沫h(huán)境(是否真空)無(wú)關(guān)，故B正確．答案：B2．解析：做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能的本質(zhì)不同，做功的過(guò)程是不同形式的能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程，而熱傳遞是同種形式的能(內(nèi)能)在不同的物體之間或物體的不同部分之間傳遞或轉(zhuǎn)移的過(guò)程，A、D正確；物體內(nèi)能的變化取決于做功和熱傳遞兩種途徑，單就一個(gè)方面不足以斷定其內(nèi)能的變化，B、C錯(cuò)誤．答案：AD3．解析：鐵塊勻速下滑，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，則機(jī)械能減少，下降過(guò)程中，摩擦力做負(fù)功，故鐵塊的內(nèi)能增加，根據(jù)能量守恒定律可知，鐵塊機(jī)械能的減少量等于鐵塊和斜面內(nèi)能的增加量之和，D正確．答案：D4．解析：由F通過(guò)活塞對(duì)密封的理想氣體做正功，容器及活塞絕熱，知Q＝0，由功和內(nèi)能的關(guān)系知理想氣體內(nèi)能增大，溫度T升高，再根據(jù)eq\f(pV,T)＝C，體積V減小，知壓強(qiáng)p增大．答案：C5．解析：在外界不做功的情況下，系統(tǒng)內(nèi)能的改變等于傳遞的熱量，內(nèi)能增加，一定是吸收了熱量，故A錯(cuò)誤、B正確．物體內(nèi)能包括所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能，內(nèi)能由分子數(shù)、分子平均動(dòng)能、分子勢(shì)能共同決定，所以?xún)?nèi)能增加了50J并不一定是分子動(dòng)能增加了50J．物體的分子平均動(dòng)能有可能不變，這時(shí)吸收的50J熱量全部用來(lái)增加分子勢(shì)能(如晶體熔化過(guò)程)，故C錯(cuò)誤、D正確．答案：BD6．解析：繩與紫銅管間的摩擦力做功，使管壁內(nèi)能增大，溫度升高．通過(guò)傳熱，乙醚的內(nèi)能增大，溫度升高．管塞被沖開(kāi)前管內(nèi)氣體內(nèi)能增大，壓強(qiáng)變大．選項(xiàng)D正確．答案：D7．解析：根據(jù)題意，順序?yàn)椋嚎諝馔苿?dòng)瓶塞做功——空氣內(nèi)能減小溫度降低——瓶?jī)?nèi)水蒸氣液化成小水珠．答案：B8．解析：由于汽缸及活塞均絕熱，故外界對(duì)氣體所做的功全部轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物體)gΔh＋p0SΔh＝(5＋15)×10×0.1J＋1.01×105×0.1×0.1J＝1030J答案：1030J9．解析：在快速推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過(guò)程中，外界對(duì)筆芯內(nèi)封閉氣體做功，內(nèi)能增加，氣體的溫度升高，故A正確、B錯(cuò)誤；馬鈴薯小塊高速飛出時(shí)，筆芯內(nèi)氣體對(duì)馬鈴薯小塊做功，氣體內(nèi)能減小，即馬鈴薯小塊高速飛出的動(dòng)能來(lái)自氣體的內(nèi)能，故C正確、D錯(cuò)誤．答案：AC10．解析：對(duì)被封閉氣體，如沒(méi)有泄露氣體，等溫變化時(shí)，由玻意耳定律p0·8lS＝eq\f(4,3)p0·xlS解得x＝6則泄露氣體的質(zhì)量與最初氣體質(zhì)量之比為4∶6＝2∶3，A正確；氣泡在上升過(guò)程中，隨著壓強(qiáng)的減小，體積將增大，氣體對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律，溫度不變、內(nèi)能不變，則此過(guò)程會(huì)吸收熱量，B錯(cuò)誤；注射器導(dǎo)熱性能良好，在壓縮氣體的過(guò)程中，氣體溫度不變，氣體分子的平均動(dòng)能不變，C錯(cuò)誤；由A項(xiàng)分析知泄露出的氣體的質(zhì)量與注射器內(nèi)存留氣體的質(zhì)量之比為2∶1，同種氣體，在同樣的狀態(tài)下，顯然泄露出的氣體內(nèi)能大于殘留氣體的內(nèi)能，D錯(cuò)誤．答案：A11．解析：由于噴氣時(shí)間極短，故輪胎內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換，氣體體積增大，對(duì)外做功，W<0，則ΔU<0，所以輪胎內(nèi)氣體在噴出過(guò)程中其內(nèi)能迅速減小，故A正確；理想氣體的內(nèi)能由分子動(dòng)能決定，輪胎放氣時(shí)，胎內(nèi)氣體迅速膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能減小時(shí)，分子的平均動(dòng)能減小，由于溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以溫度會(huì)下降，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，體積變大，溫度下降，壓強(qiáng)會(huì)迅速減小，故B、D正確；輪胎內(nèi)的氣體迅速向外噴出是由于輪胎內(nèi)外壓強(qiáng)差引起的，不是分子擴(kuò)散的原因，故C錯(cuò)誤．答案：ABD分層作業(yè)(十一)熱力學(xué)第一定律能量守恒定律1．解析：第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)，是因?yàn)樗`反了能量守恒定律，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律可知，某種形式的能量減少，一定有其他形式的能量增加，C正確；由能量守恒定律可知，能量是不能憑空產(chǎn)生的，D錯(cuò)誤．答案：AC2．解析：自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)幅度越來(lái)越小，說(shuō)明機(jī)械能在減少，A、C錯(cuò)誤；減少的機(jī)械能通過(guò)摩擦做功轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，但總能量守恒，B錯(cuò)誤，D正確．答案：D3．解析：當(dāng)氣體被壓縮時(shí)，外界對(duì)氣體做功，即W>0，因容器壁與外界沒(méi)有熱量交換，則Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，可知ΔU>0，即氣體內(nèi)能增加，溫度升高，根據(jù)eq\f(pV,T)＝C可知，V減小，T變大，則壓強(qiáng)p變大，B、C、D錯(cuò)誤，A正確．答案：A4．解析：對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)過(guò)一系列的狀態(tài)變化后又回到原狀態(tài)，表明整個(gè)過(guò)程中內(nèi)能的變化為零，即通過(guò)做功和熱傳遞引起的內(nèi)能變化相互抵消，所以A選項(xiàng)正確．當(dāng)然，若Q1＝Q2，則必定有W1＝W2；若Q1>Q2，則必定有W1<W2；若Q1<Q2，則必定有W1>W2，所以B、C、D三項(xiàng)都有可能但不一定，故選A.答案：A5．解析：A錯(cuò)：一定質(zhì)量的理想氣體溫度一定時(shí)，其內(nèi)能一定，氣體膨脹對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得知，氣體應(yīng)吸熱，違反了熱力學(xué)第一定律．B對(duì)：氣體從外界吸收熱量，若對(duì)外做功，而且熱量與做功的數(shù)值相等，根據(jù)熱力學(xué)第一定律氣體的溫度不變，符合熱力學(xué)第一定律．C錯(cuò)：氣體體積不變則氣體既不對(duì)外做功，外界也不對(duì)氣體做功，溫度升高，內(nèi)能增大，則氣體應(yīng)吸收熱量，但在絕熱條件下不可能吸收熱量，違反了熱力學(xué)第一定律．D對(duì)：氣體對(duì)外做功的同時(shí)向外界放出熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律氣體的內(nèi)能減小，符合熱力學(xué)第一定律．答案：BD6．解析：氣體體積減為原來(lái)的一半，外界對(duì)氣體做正功，故A錯(cuò)誤．溫度不變，氣體體積減半，根據(jù)玻意耳定律可知，氣體壓強(qiáng)增大，故B正確．溫度不變，所以二氧化碳?xì)怏w分子的平均動(dòng)能不變，故C錯(cuò)誤．一定質(zhì)量的理想氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，W>0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，封閉氣體向外界傳遞熱量，故D錯(cuò)誤．答案：B7．解析：由于a→b是絕熱過(guò)程，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，外界對(duì)其做的功全部用于增加內(nèi)能，A正確；由于a→b的過(guò)程氣體的內(nèi)能增加，溫度升高；b→c的過(guò)程，體積不變，壓強(qiáng)增大，根據(jù)eq\f(p,T)＝C可知溫度升高，因此Tc>Ta，可得在狀態(tài)a時(shí)氣體分子的平均動(dòng)能小于狀態(tài)c時(shí)氣體分子的平均動(dòng)能，B錯(cuò)誤；在d→a的過(guò)程中，體積不變，根據(jù)eq\f(p,T)＝C，可知溫度降低，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，分子的平均速率減小，因此單位時(shí)間內(nèi)撞擊汽缸壁的分子數(shù)減少，C錯(cuò)誤；在題圖所示的一次循環(huán)過(guò)程中，封閉圖線圍成的面積等于氣體對(duì)外做的功，由于總體對(duì)外做功W<0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可知?dú)怏w吸收的熱量大于放出的熱量，D正確．答案：AD8．解析：(1)由熱力學(xué)第一定律可得ΔU＝W＋Q＝－120J＋280J＝160J，所以氣體的內(nèi)能增加了160J.(2)由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)，所以氣體從另一個(gè)狀態(tài)回到原來(lái)狀態(tài)過(guò)程中內(nèi)能的變化量加上從原來(lái)的狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)過(guò)程中內(nèi)能的變化量等于零，則從另一個(gè)狀態(tài)回到原來(lái)狀態(tài)的過(guò)程中，內(nèi)能應(yīng)減少160J，即ΔU′＝－160J，又Q′＝－240J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得ΔU′＝W′＋Q′，所以有W′＝ΔU′－Q′＝－160J－(－240J)＝80J，即外界對(duì)氣體做功80J.答案：(1)內(nèi)能增加了160J(2)外界對(duì)氣體做功80J9．解析：(1)外界對(duì)氣體做的功W＝p·ΔV＝p(V－V′)，解得W＝1.0×105J.(2)由熱力學(xué)第一定律得，汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量ΔU＝Q＋W＝－1.2×105J＋1.0×105J＝－2×104J，即氣體內(nèi)能減少了2×104J.答案：(1)1.0×105J(2)減少了2×104J10．解析：(1)設(shè)平衡時(shí)活塞距汽缸底部的距離為h′，取封閉氣體為研究對(duì)象，氣體發(fā)生等壓變化，由蓋-呂薩克定律eq\f(hS,T1)＝eq\f(h′S,T2)，解得h′＝1.4m.(2)在此過(guò)程中氣體對(duì)外做功W＝p0S(h′－h(huán))＋mg(h′－h(huán))由熱力學(xué)第二定律ΔU＝Q－W解得ΔU＝4.8J氣體內(nèi)能增加4.8J.答案：(1)1.4m(2)增加4.8J11．解析：由于開(kāi)始彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧中儲(chǔ)存了一定的彈性勢(shì)能，在繩子斷開(kāi)后活塞向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)后再向下運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)；在此過(guò)程中彈簧的部分彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，活塞與彈簧的機(jī)械能不斷減小，最終活塞將靜止，靜止時(shí)彈簧的彈力等于活塞的重力和上部氣體對(duì)活塞的壓力，此時(shí)彈簧仍處于壓縮狀態(tài)．彈簧的彈性勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能，最終氣體溫度趨于一個(gè)定值；在活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)活塞做功的有重力、彈簧的彈力和氣體對(duì)活塞的壓力．當(dāng)彈簧最后靜止時(shí)，彈簧仍處于壓縮狀態(tài)，但彈簧的形變量減小，故彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能減??；由于活塞的高度增大，故活塞的重力勢(shì)能增大，在活塞運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中活塞壓縮氣體做功，產(chǎn)生內(nèi)能，故減少的彈性勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，一部分轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能．故B、C正確．答案：BC12．解析：因?yàn)閜AVA＝pBVB，所以，氣體在A、B兩狀態(tài)時(shí)的溫度相等．由圖像可知，由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程中，氣體溫度先升高后降低，A錯(cuò)誤；因?yàn)闅怏w在A、B兩狀態(tài)時(shí)的溫度相等，所以?xún)?nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，氣體從外界吸收的熱量等于氣體對(duì)外界所做的功，B錯(cuò)誤；由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做的功為W＝pΔV＝1.01×105×(3—1)×10－3J＝202J，C正確；由狀態(tài)C到狀態(tài)A的過(guò)程中，溫度升高，氣體內(nèi)能增大，因?yàn)轶w積不變，壓強(qiáng)增大，外界對(duì)氣體不做功，所以氣體吸收的熱量等于氣體內(nèi)能的增加量，D錯(cuò)誤．答案：C13．解析：(1)活塞從A位置緩慢到B位置，活塞受力平衡，氣體為等壓變化，以活塞為研究對(duì)象有pS＝p0S＋mg，解得p＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.4×105Pa，由蓋-呂薩克定律有eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)，代入數(shù)據(jù)解得TB＝450K.(2)由氣體的內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比eq\f(UB,U0)＝eq\f(TB,TA)，解得UB＝135J，外界對(duì)氣體做功W＝－p(VB－VA)＝－28J，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝UB－U0＝Q＋W＝45J，可得氣體變化過(guò)程中從電熱絲吸收的總熱量為Q＝73J.答案：(1)1.4×105Pa450K(2)73J分層作業(yè)(十二)熱力學(xué)第二定律1．解析：凡是能量守恒的過(guò)程可能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化，也可能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移，故A錯(cuò)誤；摩擦生熱的過(guò)程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程，是不可逆過(guò)程，故B正確；由于能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性，雖然能量守恒，但還會(huì)發(fā)生能源危機(jī)，故C錯(cuò)誤；傳熱有方向性，熱量一定從溫度高的物體傳向溫度低的物體，或從溫度高的部分傳向溫度低的部分，故D錯(cuò)誤．答案：B2．解析：滿(mǎn)足能量守恒定律的物理過(guò)程不一定是自發(fā)進(jìn)行的，A錯(cuò)誤；空調(diào)機(jī)既能制熱又能制冷，是在引起其他變化的情況下進(jìn)行的，不能說(shuō)明熱傳遞不存在方向性，B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體而不發(fā)生其他變化，C正確；自然界中能量的總量保持不變，由于能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，所以能量的可利用性在逐步降低，D錯(cuò)誤．答案：C3．解析：根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆的，功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程，故A正確；做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式，由熱力學(xué)第一定律知，對(duì)物體做功，內(nèi)能不一定增加，故B錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，若產(chǎn)生其他影響，可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，故C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，不可能使熱量自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體，但在外界的作用下，能使熱量從低溫物體傳向高溫物體，故D錯(cuò)誤．答案：A4．解析：熱茶溫度比周?chē)h(huán)境的溫度高，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，A違背了熱力學(xué)第二定律，不能發(fā)生，A不符合題意；蒸汽機(jī)的能量損失不可避免，不能把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，B違背了熱力學(xué)第二定律，不能發(fā)生，B不符合題意；桶中渾濁的泥水在靜置一段時(shí)間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動(dòng)分離，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少了，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C不違背熱力學(xué)第二定律，能夠發(fā)生，C符合題意；電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體，消耗了電能，D不違背熱力學(xué)第二定律，能夠發(fā)生，D符合題意．答案：CD5．解析：A、B對(duì)：熱力學(xué)第二定律有幾種不同的表述形式，但它們是等效的，它與熱力學(xué)第一定律是各自獨(dú)立的．C錯(cuò)：由熱力學(xué)第一定律可知W≠0，Q≠0但由ΔU＝W＋Q可知，若W＝－Q，則ΔU＝0.D對(duì)：若施加其他影響，熱量從低溫物體傳向高溫物體，以及從單一熱庫(kù)吸收熱量，完全變成功都是可能的．答案：ABD6．解析：(1)汽車(chē)行駛的速度v＝eq\f(s,t)＝92km/h.(2)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力所做的功W＝Fs＝1800N×9200m＝1.656×107J，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1.656×107,6×60)W＝4.6×104W.(3)汽油放出的熱量Q＝mq＝1kg×4.6×107J/kg＝4.6×107J，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η＝eq\f(W,Q)×100%＝36%.答案：(1)92km/h(2)4.6×104W(3)36%分層作業(yè)(十三)光電效應(yīng)1．解析：光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光具有波粒二象性，當(dāng)光和物質(zhì)作用時(shí)，是“一份一份”地進(jìn)行的，表現(xiàn)出粒子性；單個(gè)光子通過(guò)雙縫后在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性可以用波動(dòng)規(guī)律描述，表現(xiàn)出波動(dòng)性．粒子性和波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，光子說(shuō)并未否定電磁說(shuō)．答案：D2．解析：用弧光燈照射鋅板時(shí)，鋅板中的電子從表面逸出，使鋅板帶正電，則與鋅板相連的驗(yàn)電器的指針帶正電，B正確．答案：B3．解析：光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，A錯(cuò)誤；截止頻率與金屬自身性質(zhì)有關(guān)，入射光強(qiáng)度減弱，截止頻率不變，B錯(cuò)誤；入射光的強(qiáng)度減弱，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少，C正確；入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明入射光的頻率高于金屬的截止頻率，能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則一定能發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤．答案：C4．解析：入射光的波長(zhǎng)太長(zhǎng)，頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，靈敏電流計(jì)中不會(huì)有電流通過(guò)，B符合題意；入射光的強(qiáng)度、光照時(shí)間不是發(fā)生光電效應(yīng)的決定因素，A、C不符合題意；電路中電源正極接陰極K時(shí)，對(duì)光電管加了反向電壓，若該電壓超過(guò)遏止電壓，也沒(méi)有光電流產(chǎn)生，D符合題意．答案：BD5．解析：從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能是1.5eV，入射光的能量為5.0eV，由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，解得該金屬的逸出功為W0＝hν－Ek＝3.5eV，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B6．解析：由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，題圖中圖線的斜率表示普朗克常量h，A說(shuō)法正確；由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0結(jié)合題圖可知，該金屬的逸出功W0＝E＝hν0，B、C說(shuō)法正確；入射光的頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝2hν0－W0＝hν0＝E，D說(shuō)法錯(cuò)誤．答案：D7．解析：由Ek＝eq\f(1,2)meveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(c))可知，光電子的最大初動(dòng)能之比為1∶4，A錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程可得Ek1＝hν－W0，Ek2＝2hν－W0，解得該金屬的逸出功W0＝eq\f(2,3)hν，B正確；W0＝hνc，則該金屬的截止頻率νc＝eq\f(2ν,3)，C正確；用頻率為eq\f(ν,2)的單色光照射該金屬時(shí)，由于heq\f(ν,2)<W0，故不能發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤．答案：BC8．解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程eq\f(1,2)mv2＝hν－W0，由題圖可得b光照射光電管時(shí)遏止電壓大，使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大，所以b的頻率大，則a的頻率小，那么a的波長(zhǎng)長(zhǎng)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A9．解析：(1)根據(jù)光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理可知eUc＝hν－W0結(jié)合圖線可知截止頻率νc＝5.0×1014Hz.(2)由以上分析可得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)結(jié)合圖線斜率可得k＝eq\f(h,e)＝eq\f(2.0,5.0×1014)V/Hz因此h＝eq\f(2.0×1.6×10－19,5.0×1014)J·s＝6.4×10－34J·s.答案：(1)5.0×1014Hz(2)6.4×10－34J·s10．解析：由題圖可知，光電管兩端所加的電壓為反向電壓，由電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時(shí)，電流表示數(shù)為0，可知光電子的最大初動(dòng)能為0.7eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可得W0＝1.8eV，故A、C正確；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，有光電子逸出，則有電流流過(guò)電流表，故B錯(cuò)誤；改用能量為1.5eV的光子照射，由于光子的能量小于逸出功，不能發(fā)生光電效應(yīng)，無(wú)光電流，故D錯(cuò)誤．答案：AC11．解析：圖甲中光電管中電場(chǎng)為加速電場(chǎng)，設(shè)電子離開(kāi)K極時(shí)的最大初動(dòng)能為Ek，電子到達(dá)A極板的最大動(dòng)能為Ekm，由動(dòng)能定理可得eU＝Ekm－Ek，解得Ekm＝eU＋Ek，所以斜率為e，A、B錯(cuò)誤；截距為光電子離開(kāi)K極時(shí)的最大初動(dòng)能，C錯(cuò)誤，D正確．答案：D分層作業(yè)(十四)原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．答案：C2．答案：A3．解析：α粒子與原子核間的作用力是庫(kù)侖斥力，在α粒子靠近原子核過(guò)程中，庫(kù)侖斥力增大且做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減少，故當(dāng)α粒子距原子核最近時(shí)，動(dòng)能最小，電勢(shì)能最大，所受原子核的斥力最大，A正確，B、C錯(cuò)誤；α粒子與金原子組成的系統(tǒng)的能量不變，D錯(cuò)誤．答案：A4．解析：原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10－15m，整個(gè)原子半徑的數(shù)量級(jí)是10－10m，兩者相差十萬(wàn)倍之多，可見(jiàn)原子中原子核很小，核外很“空曠”，A正確，B錯(cuò)誤；原子中的電子數(shù)Z等于核電荷與電子電荷大小的比值，C正確；eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U原子中的中子數(shù)n＝235－92＝143，D錯(cuò)誤．答案：AC5．解析：密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”是利用噴霧的方法，在已知小液滴質(zhì)量的前提下利用電場(chǎng)力和小液滴的重力平衡，推算出每個(gè)小液滴的電荷量都是某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍，密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”與電子的電荷量和質(zhì)量沒(méi)有關(guān)系，只是測(cè)出了最小電荷量，證明了帶電體的電荷量不是連續(xù)的，而是量子化的，B正確．答案：B6．解析：原子核和α粒子均帶正電，兩者之間為斥力，據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的條件知，α粒子在P點(diǎn)時(shí)，原子核可以位于①②區(qū)域，α粒子在Q點(diǎn)時(shí)，原子核可以位于①③區(qū)域，取交集知原子核應(yīng)位于①區(qū)域，A正確．答案：A7．解析：由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能得eq\f(1,2)mαveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(α))＝qαφp①又因?yàn)棣誴＝eq\f(kQ,r)②由①②得r＝eq\f(2qαkQ,mαveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(α)))，其中Q為金原子核電荷量，Q＝79e，α粒子電荷量qα＝2e，將題中數(shù)據(jù)代入可得r≈4×10－14m.答案：4×10－14m8．解析：A對(duì)，D錯(cuò)：α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是：絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)(偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)90°，有的甚至幾乎達(dá)到180°，被反彈回來(lái))，是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)．B錯(cuò)：根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，從而否定了湯姆孫原子模型．C錯(cuò)：發(fā)生α粒子偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，主要是由于α粒子和原子核之間作用的結(jié)果．答案：A9．解析：(1)油滴速度為v1時(shí)所受阻力Ff1＝kv1，油滴向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力與阻力平衡，有Ff1＝mg，m＝ρV＝eq\f(1,6)πρD3，則k＝eq\f(1,6v1)πρD3g.(2)設(shè)油滴所帶電荷量為q，油滴受到的電場(chǎng)力為F電＝qE＝qeq\f(U,d)，油滴向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力向下，油滴受力平衡，則kv2＋mg＝qeq\f(U,d)，油滴所帶電荷量為q＝eq\f(ρπD3gd（v1＋v2）,6Uv1).答案：(1)eq\f(1,6v1)πρD3g(2)eq\f(ρπD3gd（v1＋v2）,6Uv1)分層作業(yè)(十五)氫原子光譜和玻爾的原子模型1．解析：每種原子都有自己的結(jié)構(gòu)，只能發(fā)出由內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的特征譜線，不會(huì)因溫度、物質(zhì)不同而改變，C正確．答案：C2．解析：根據(jù)玻爾理論，核外電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是某些確定的值，而不能是任意值，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，能級(jí)越高，能量越大，選項(xiàng)B正確；由躍遷規(guī)律可知，選項(xiàng)C正確；氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過(guò)程中輻射能量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：BC3．解析：根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電子會(huì)不斷釋放能量，最后被吸附到原子核上，原子應(yīng)該是不穩(wěn)定的，并且發(fā)射的光譜應(yīng)該是連續(xù)的．氫原子光譜并沒(méi)有完全否定經(jīng)典電磁理論，表明需要引入新的觀念進(jìn)行解釋?zhuān)x項(xiàng)B、C正確．答案：BC4．解析：一個(gè)氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，即從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，放出光子，能量減少，故B正確．答案：B5．解析：由ΔE＝hν＝eq\f(hc,λ)結(jié)合題圖可知，B頻率最大，C波長(zhǎng)最長(zhǎng)，B、C正確．答案：BC6．解析：由hν＝En－Em和E4－E3<E3－E2，可知ν43<ν32，再根據(jù)c＝λν，所以λ43>λ32，A正確；所有電磁波的速度都相同，B錯(cuò)誤；處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率不一樣，出現(xiàn)不同形狀的電子云，C錯(cuò)誤；從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子向外放出能量，D錯(cuò)誤．答案：A7．解析：大量氫原子處于n＝3能級(jí)上，由Ceq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(3))＝3可知這些原子躍遷過(guò)程中最多可輻射出3種頻率的光子，A錯(cuò)誤；由氫原子能級(jí)示意圖可知，氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光子能量比從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射出的光子能量大，由E＝hν可知，從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射的光子頻率高，B錯(cuò)誤；由氫原子能級(jí)示意圖可知，氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)，需要吸收的能量為ΔE＝E4－E3＝－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV，C正確，n＝3能級(jí)的氫原子電離至少需要吸收的能量為0－(－1.51eV)＝1.51eV，D錯(cuò)誤．答案：C8．解析：根據(jù)Ceq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(4))＝6知，這些氫原子可輻射出6種不同頻率的光子，故A錯(cuò)誤．n＝4和n＝3間的能級(jí)差最小，則頻率最小的光子是由n＝4躍遷到n＝3能級(jí)產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤．最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光的波長(zhǎng)最大，頻率最小，是由n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)產(chǎn)生的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光子能量為10.2eV，大于金屬鉑的逸出功，可以發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確．答案：D9．解析：發(fā)生受激輻射時(shí)，向外輻射能量，原子總能量減小，電子軌道半徑減小，根據(jù)eq\f(kqe,r2)＝eq\f(mv2,r)知，電子的動(dòng)能增大，因?yàn)榭偰芰繙p小，則電子的電勢(shì)能減?。蔄、C、D錯(cuò)誤，B正確．答案：B10．解析：用12.09eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，因?yàn)椋?3.6eV＋12.09eV＝－1.51eV，該氫原子吸收光子后，被激發(fā)，處于n＝3能級(jí)，故A正確；用能量為12.5eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，氫原子可以部分吸收電子能量，從而躍遷到n＝3或者n＝2能級(jí)，故B錯(cuò)誤；光子的能量不可以被部分吸收，而－13.6eV＋12.1eV＝－1.5eV，該能量不屬于氫原子的任一能級(jí)，故處于基態(tài)的氫原子不可以吸收能量為12.1eV的光子而被激發(fā)，故C錯(cuò)誤；一群處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生Ceq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(4))＝eq\f(3×4,2)＝6種譜線，故D正確．答案：AD11．解析：這些氫原子最多能發(fā)出Ceq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(4))＝6種不同頻率的光，故A正確；γ射線是原子核發(fā)生衰變時(shí)放出的，故B錯(cuò)誤；根據(jù)躍遷規(guī)律可知從n＝4能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的能量為hν41＝E4－E1＝12.75eV，從n＝3能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的能量為hν31＝E3－E1＝12.09eV，從n＝2能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的能量為hν21＝E2－E1＝10.2eV，其他能級(jí)間躍遷時(shí)輻射的光子的能量均小于金屬鎢的逸出功，故能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng)的光有三種，故C正確；若將電源的正負(fù)極調(diào)換，加反向電壓，當(dāng)電流表示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表示數(shù)為eUc＝12.75eV－4.54eV＝8.21eV，則Uc＝8.21V，故D正確．答案：ACD12．解析：A對(duì)：由題圖甲可知，Hα譜線對(duì)應(yīng)光子的波長(zhǎng)大于Hδ譜線對(duì)應(yīng)光子的波長(zhǎng)，結(jié)合E＝eq\f(hc,λ)可知，Hα譜線對(duì)應(yīng)光子的能量小于Hδ譜線對(duì)應(yīng)光子的能量．B對(duì)：依據(jù)可見(jiàn)光的頻率范圍可知，題圖甲所示的四種光均屬于可見(jiàn)光范疇．C錯(cuò)：Hβ譜線對(duì)應(yīng)光子的能量E1＝eq\f(hc,λ1)＝eq\f(6.63×10－34×3.0×108,486.3×10－9)J≈4.09×10－19J≈2.556eV.D對(duì)：Hα譜線對(duì)應(yīng)光子的能量E2＝eq\f(hc,λ2)＝eq\f(6.63×10－34×3.0×108,656.3×10－9)J≈3.03×10－19J≈1.89eV可知Hα譜線對(duì)應(yīng)的躍遷是從n＝3能級(jí)到n＝2能級(jí)．答案：ABD13．解析：(1)E4＝eq\f(E1,42)＝－0.85eV.(2)r4＝42r1，keq\f(e2,req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(4)))＝meq\f(v2,r4)所以動(dòng)能Ek4＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(ke2,32r1)＝eq\f(9×109×（1.6×10－19）2,32×0.53×10－10)J≈1.36×10－19J＝0.85eV(3)由于E4＝Ek4＋Ep4，所以電勢(shì)能Ep4＝E4－Ek4＝－1.7eV.(4)能級(jí)差最小的是n＝4→n＝3，E3＝eq\f(E1,32)＝－1.51eV，所輻射的光子能量為ΔE＝hν＝E4－E3＝－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV，得ν＝eq\f(ΔE,h)≈1.6×1014Hz.答案：(1)－0.85eV(2)0.85eV(3)－1.7eV(4)1.6×1014Hz分層作業(yè)(十六)原子核的組成1．解析：從原子核中放射出射線，說(shuō)明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)．答案：B2．解析：貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子是可以再分的，天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，B錯(cuò)誤；原子序數(shù)大于83的元素都具有放射性，C正確；放射性元素的放射性由原子核內(nèi)部因素決定，與溫度無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤．答案：C3．解析：α射線由氦原子核組成，A錯(cuò)誤；γ射線是一種波長(zhǎng)很短的電磁波，B正確；α射線的電離能力最強(qiáng)，C、D錯(cuò)誤．答案：B4．解析：原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱(chēng)為核子，盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在，A、B、C說(shuō)法正確，D說(shuō)法錯(cuò)誤．答案：D5．解析：盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型，查德威克用α粒子轟擊金屬鈹，發(fā)現(xiàn)了中子，故A正確，D錯(cuò)誤；1897年英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電子，揭示了原子內(nèi)部的秘密，使人們逐漸認(rèn)識(shí)到原子是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的微粒，故B正確；1896年法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核可以再分，故C錯(cuò)誤．答案：AB6．解析：根據(jù)三種射線的性質(zhì)可知，甲圖中能穿透鋁板的是γ射線，乙圖中檢查鋼板中的砂眼，要求射線能穿透鋼板，故利用的是γ射線，選項(xiàng)C正確．答案：C7．解析：根據(jù)α、β、γ三種射線特點(diǎn)可知，γ射線穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，α射線電離能力最強(qiáng)，穿透能力最弱，為了夠準(zhǔn)確測(cè)量鋼板的厚度，探測(cè)射線應(yīng)用γ射線；隨著軋出的鋼板越厚，透過(guò)的射線越弱，而軋出的鋼板越薄，透過(guò)的射線越強(qiáng)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．答案：C8．解析：由于γ射線不帶電，故不偏轉(zhuǎn)，打在b點(diǎn)，由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中α粒子受的洛倫茲力向上，β粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧，A、C正確，B錯(cuò)誤；由于α粒子速度約是光速的eq\f(1,10)，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場(chǎng)中不可能都做直線運(yùn)動(dòng)(如果一個(gè)打在b，則另一個(gè)必然不能打在b點(diǎn)).答案：AC9．答案：(1)由于α射線貫穿能力很弱，用一張紙放在射線前即可除去α射線．(2)如圖所示．(3)α射線和β射線在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，據(jù)R＝eq\f(mv,Bq)，對(duì)α射線有R1＝eq\f(mαvα,Bqα)，對(duì)β射線有R2＝eq\f(meve,Bqe)，故eq\f(R1,R2)＝eq\f(mαvαqe,meveqα)＝400.α射線穿過(guò)此磁場(chǎng)時(shí)，半徑很大，幾乎不偏轉(zhuǎn)，故與γ射線無(wú)法分離．分層作業(yè)(十七)放射性元素的衰變1．解析：具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)(質(zhì)量數(shù))的元素互為同位素，A錯(cuò)誤；同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，物理性質(zhì)不同，B錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期由原子核內(nèi)部自身因素決定，與它所處的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；eq\o\al(\s\up1(30),\s\do1(15))P是放射性同位素，具有放射性，能發(fā)生衰變，D正確．答案：D2．解析：根據(jù)原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒可得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(4x＋220＝232,2x－y＋86＝90))，解得x＝3、y＝2，D正確．答案：D3．解析：盧瑟福用α粒子轟擊氮核首次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，其中α粒子來(lái)源于放射源放出的α射線，故A、C正確，B錯(cuò)誤；在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)一定守恒，故D錯(cuò)誤．答案：AC4．解析：利用放射線消除有害靜電是利用放射線的電離作用，使空氣分子電離，將靜電消除，A錯(cuò)誤；γ射線會(huì)對(duì)人體細(xì)胞造成傷害，不能用來(lái)進(jìn)行人體透視，常用X射線對(duì)人體進(jìn)行透視，B錯(cuò)誤；用放射線照射作物種子使其發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的，還要經(jīng)過(guò)篩選才能培育出優(yōu)良品種，C錯(cuò)誤；γ射線會(huì)對(duì)人體細(xì)胞造成傷害，用γ射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對(duì)人體正常組織造成太大的傷害，D正確．答案：D5．解析：已衰變的eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(84))Po的質(zhì)量m＝＝eq\f(3,4)m0＝75g，C正確．答案：C6．解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可知Y為正電子eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))e，A、B錯(cuò)誤．經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期，鋁26衰變一半，經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期，鋁26還剩下四分之一，C正確，D錯(cuò)誤．答案：C7．解析：eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(83))Bi經(jīng)過(guò)一次衰變變成eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(a))X，質(zhì)量數(shù)沒(méi)有發(fā)生變化，為β衰變，即eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(83))Bi→eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(a))X＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e，故a＝84，選項(xiàng)A正確；eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(83))Bi經(jīng)過(guò)一次衰變變成eq\o\al(\s\up1(b),\s\do1(81))Tl，核電荷數(shù)少2，為α衰變，即eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(83))Bi→eq\o\al(\s\up1(b),\s\do1(81))Tl＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He，故b＝206，選項(xiàng)B正確；eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(83))Bi→eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(a))X是β衰變，eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(83))Bi→eq\o\al(\s\up1(b),\s\do1(81))Tl是α衰變，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．答案：ABC8．解析：根據(jù)題圖可得X原子核質(zhì)子數(shù)為92，中子數(shù)為146，則質(zhì)量數(shù)為238；Y原子核質(zhì)子數(shù)為82，中子數(shù)為124，則質(zhì)量數(shù)為206.根據(jù)原子核經(jīng)過(guò)一次α衰變電荷數(shù)減小2，質(zhì)量數(shù)減小4，一次β衰變后電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變，寫(xiě)出衰變方程為eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(92))X→eq\o\al(\s\up1(206),\s\do1(82))Y＋8eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋60－1e，故此過(guò)程中放射出6個(gè)電子，故A正確．答案：A9．解析：選項(xiàng)中的方程質(zhì)量數(shù)不守恒，故A錯(cuò)誤；eq\o\al(\s\up1(242),\s\do1(95))Am的半衰期太短，不能長(zhǎng)時(shí)間使用，故不能用半衰期為16h的放射性同位素eq\o\al(\s\up1(242),\s\do1(95))Am代替eq\o\al(\s\up1(241),\s\do1(95))Am，故B錯(cuò)誤；使空氣中的氧、氮等分子發(fā)生電離的主要是α射線，α射線電離作用最強(qiáng)，故C正確；根據(jù)原理可知，煙霧一旦進(jìn)入探測(cè)腔內(nèi)，煙霧中的微粒會(huì)吸附α粒子，電離減弱，使兩電極中電流的減小而發(fā)出警報(bào)，故D正確．答案：CD10．解析：根據(jù)Ek＝eq\f(p2,2m)，結(jié)合動(dòng)量守恒定律，可知質(zhì)量越大，動(dòng)能越小，因此反沖核的動(dòng)能一定小于帶電粒子的動(dòng)能，故A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量守恒定律可