高三热学与原子物理专题.doc

高三热学与原子物理专题高三热学与原子物理专题 知识升华知识升华 气体定律气体定律 1 一定质量的气体 在温度不变的情况下 体积与压强成反比 表达式为 一定质量的气体 在温度不变的情况下 体积与压强成反比 表达式为 2 一定质量的气体 在压强不变的情况下 体积与热力学温度成正比 表达式为 一定质量的气体 在压强不变的情况下 体积与热力学温度成正比 表达式为 3 一定质量的气体 在体积不变的情况下 压强与热力学温度成正比 表达式为 一定质量的气体 在体积不变的情况下 压强与热力学温度成正比 表达式为 4 一定质量气体的状态方程 一定质量气体的状态方程 光的折射定律光的折射定律 原子物理原子物理 1 衰变 原子核放出粒子或粒子后 变成新的原子核 原子核衰变满足的规律 核电荷数守恒 质量数 核子数 守恒 不是质量守恒 但也不 否认质量守恒 衰变方程 衰变方程 由而来 射线是伴随衰变或者衰变同时而产生的 2 核反应 核反应 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程 3 核能 核能 核反应过程释放出来的能量 根据爱因斯坦质能方程 一个核反应要释放出核能 这个核反应要发生质量亏损 即参与反应的粒子 反应前的总质量要大于反应所得到的所有粒子的总质量 m 即 释放的能量 当质量单位是 kg 时 E 的单位是 J 当质量单位是 即释放的能量相当于 931 5Mev 故有 典型例题典型例题 例题例题 1 1 在 用油膜法估测分子的大小 的实验中 1 在用油膜法粗测分子直径的实验中 在哪些方面作了理想化的假设 2 关于油膜面积的测量方法 下列做法中正确的是 填 序号 A 油酸酒精溶液滴入水中后 应立即用刻度尺去量油膜的面积 B 油酸酒精溶液滴入水中后 应让油膜尽可能地散开 再用刻度 尺去量油膜的面积 C 油酸酒精溶液滴入水中后 应立即将油膜的轮廊画在玻璃板上 再利用坐标纸去计算油膜的面积 D 油酸酒精溶液滴入水中后 应让油膜尽可能散开 再把油膜的轮郭画在玻璃板上 然 后用坐标纸去计算油膜的面积 3 实验中 将 1cm3的油酸溶于酒精 制成 200cm3的油酸酒精溶液 测得 1cm3油酸酒 精溶液有 50 滴 现将 1 滴油酸酒精溶液滴到水面上 随着酒精溶于水中 油酸在水面上形成一 单分子薄层 测得这一薄层的面积为 0 2m2 由此可估算出酸分子直径为 m 2 在做用油膜法估测分子大小的实验中 已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为 n 又用滴管测得每 N 滴这种酒精油酸的总体积为 V 将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上 在 玻璃板上描出油膜的边界线 再把玻璃板放在画有边长为 a 的正方形小格的纸上 如图测得油 膜占有的小正方形个数为 m 用以上字母表示油酸分子直径的大小 d 从图中数得油膜占有的小正方形个数为 m 例题例题 2 一定质量的气体从外界吸收了 4 2 105J 的热量 同时气体对外做了 6 105J 的功 问 1 物体的内能增加还是减少 变化量是多少 2 分子势能是增加还是减少 说明理由 3 分子动能是增加还是减少 说明理由 例题例题 3 两个氘核聚变产生一个中子和氦核 氦的同位素 已知氘核的质量 氦核的质量 中子的质量 1 写出聚变方程并计算释放的核能 2 若反应前两个氘核的动能为 0 35Mev 它们正面对撞发生聚变 且反应后释放的核能 全部转化为动能 则产生的氦核和中子的动能各为多大 专题练习专题练习 1 清晨 草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠 这一物理过程中 水分子间的 A 引力消失 斥力增大 B 斥力消失 引力增大 C 引力 斥力都减小 D 引力 斥力都增大 2 从下列哪一组数据可以算出阿伏伽德罗常数 A 水的密度和水的摩尔质量 B 水的摩尔质量和水的体积 C 水分子的体积和水分子的质量 D 水分子的质量和水的摩尔质量 3 布朗运动是说明分子运动的重要实验事实 则布朗运动是 A 液体分子的运动 B 悬浮在液体中的固体分子运动 C 悬浮在液体中的固体微粒的运动 D 液体分子与固体分子的共同运动 4 景颇族的祖先发明的点火器如图所示 用牛角做套筒 木质推杆前端粘着艾绒 猛推推 杆 艾绒即可点燃 对筒内封闭的气体 再次压缩过程中 A 气体温度升高 压强不变 B 气体温度升高 压强变大 C 气体对外界做正功 其体内能增加 D 外界对气体做正功 气体内能减少 5 如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图 M N 两筒间密闭了一定质量的气体 M 可沿 N 的内壁上下滑动 设筒内气体不与外界发生热交换 在 M 向下滑动的过程中 A 外界对气体做功 气体内能增大 B 外界对气体做功 气体内能减小 C 气体对外界做功 气体内能增大 D 气体对外界做功 气体内能减小 6 一定质量的 0 的冰 全部变成 0 的水的过程中 体积 减小 则它的能量变化情况是 A 分子的平均动能增大 分子的势能减小 B 分子的平均动能减小 分子的 势能增大 C 分子的平均动能不变 分子的势能增大 D 分子的平均动能不变 分子的 势能减小 7 将一滴油酸溶液滴在水面上 让油酸在水面上充分散开 形成单分子油膜 用公式 计算油膜分子大小时 式中 的物理意义是 S V L A 指 1mL 的油酸溶液的体积 B 指一滴油酸溶液的体积 C 指一滴油酸溶液中所含纯油酸的体积 D 指一滴油酸溶液中酒精的体积 8 对于一定质量的物体 或系统 A 吸热物体温度一定升高 B 只要气体的体积 温度都变化 则 内能一定改变 C 外界对系统做功 系统内能可能不变 D 物体温度不变 其内能一定不变 9 如图是氧气分子在不同温度 0 和100 下的速率分布 由图可得信息 A 同一温度下 氧气分子呈现出 中间多 两头少 的分 布规律 B 随着温度的升高 每一个氧气分子的速率都增大 C 随着温度的升高 氧气分子中速率小的分子所占的比 例高 D 随着温度的升高 氧气分子的平均速率变小 10 关于晶体和非晶体 下列说法中正确的是 A 具有各项同性的物体一定是非晶体 B 晶体熔化时 温度不变 则内能不变 C 通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同 所以这些金属都是非晶体 D 根据物体有没有熔点可以判断是晶体还是非晶体 11 下列现象中 不是表面张力起了作用的是 A 小昆虫能在水面上行走或停留 B 淋湿的头发会粘在一起 C 木头浮在水面上 D 荷叶上的小水珠呈球形 12 一定质量的理想气体 在压强不变的条件下体积增大 则 A 气体分子的平均动能增大 B 气体分子的平均动能减小 C 气体分子的平均动能不变 D 条件不够 无法制定气体分子平 均动能的变化 13 液面产生表面张力的原因是 A 液体表面层分子间距离大于内部分子间距离 表面层分子力表现为引力 B 液体表面层分子间距离小于内部分子间距离 表面层分子力表现为斥力 C 表面层分子力为零 D 液体表面层分子对气体分子吸引 14 关于热力学第一定律和热力学第二定律 下列论述正确的是 A 热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化 而热力学第二定律则指 出内能不可能完全转化为其他形式的能 故这两条定律是相互矛盾的 B 内能可以转化为其他形式的能 只是会产生其他影响 故这两条定律并不矛盾 C 两条定律都是有关能量的转化规律 它们不但不矛盾 而且没有本质的区别 D 其实 能量守恒定律已经包括了热力学第一定律和热力学第二定律 15 气体膨胀对外做功 100J 同时从外界吸收了 120J 的热量 它的内能变化可能是 A 减少 20J B 增大 20J C 减少 220J D 增大 220J 16 用绿光照射一光电管 能产生光电效应 欲使光电子从阴极射出时的最大初动能增大 E4 E3 E2 E1 图 1 应 A 改用红光照射 B 增大绿光的强度 C 增大光电管的加速电压 D 改用紫光照射 17 如图 2 当电键 K 断开时 用光子能量为 2 5eV 的一束光照射 阴极 P 发现电流表读数不为零 合上电键 调节滑线变阻器 发 现当电压表读数小于 0 60V 时 电流表读数仍不为零 当电压表读 数大于或等于 0 60V 时 电流表读数为零 由此可知阴极材料的逸 出功为 A 1 9eV B 0 6eV C 2 5eV D 3 1eV 18 已知金属甲发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系如直线 1 所 示 现用某单色光照射金属甲的表面 产生光电子的最大初动能为 E1 若用同样的单色光照射金属乙表面 产生的光电子的最大初动能 E2 如图所示 则金属乙发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟 入射光的频率关系图线应是 A a B b C c D 上述三条图线都有可能 19 如图所示为氢原子的四个能级 其中 E1为基态 若氢原子 A 处于激发态 E2 氢原子 B 处于激发态 E3 则下列说法正确的是 A 原子 A 可能辐射出 3 种频率的光子 B 原子 B 可能辐射出 3 种频率的光子 C 原子 A 能够吸收原子 B 发出的光子并跃迁道能级 E4 D 原子 B 能够吸收原子 A 发出的光子并跃迁道能级 E4 20 如图所示 x 为未知放射源 将强力磁场 M 移开 计数器所测得的计数率保持不变 其后将铝薄片移开 则见计数器计数率大幅度上升 则 x 为 A 纯 放射源 B 纯 放射源 C 混合放射源 D 混合放射源 二 双项选择题 二 双项选择题 21 关于分子力 下列说法正确的是 A 分子间同时存在斥力和引力 B 分子间距离等于平衡距离时分子力为零 C 分子间斥力总小于引力 D 分子间斥力总大于引力 22 当物体受到压缩时 下列叙述正确的是 A 分子间的引力和斥力都减小 B 分子间的引力和斥力都增大 C 分子间的引力比斥力减小得快 D 分子间的斥力比引力增加得快 23 下列说法中正确的是 V A P K EK 1 a b c O E2 E1 A 热量能自发地从高温物体传给低温物体 B 热量不能从低温物体传给高 温物体 C 热传导是有方向的 D 能量耗散说明能量是不收恒 的 24 下列哪个实例说明做功改变了系统的内能 A 用热水袋取暖 B 用双手摩擦给手取暖 C 把手放在火炉旁取暖 D 钻木取火 25 右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离的关系曲线 r 下列说法正确的是 A 当大于 r1时 分子间的作用力表现为引力r B 当小于 r1时 分子间的作用力表现为斥力r C 当等于 r2时 分子间的作用力为零r D 当由 r1变到 r2的过程中 分子间的作用力做负功r 26 如图所示 导热的气缸固定在水平地面上 用活塞把一定质量的理想气 体封闭在气缸中 气缸的内壁光滑 现用水平外力F作用于活塞杆 使活塞 缓慢地向右移动 在此过程中 如果环境温度保持不变 下列说法正确的是 A 气体放出热量 B 气体分子平均动能不变 C 水平外力F逐渐变大 D 气体 内能减少 27 下列说法正确的是 A 第一类永动机是不可能制成的 这是因为违背了能的转化和守恒定律 B 外界对物体做功 物体的内能必定增加 C 第二类永动机不可能制成 是因为违反了能量守恒定律 D 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功 而不引起其他变化 28 根据热力学第二定律 可知下列说法正确的是 A 热量能够从高温物体传到低温物体 但不能从低温物体传到高温物体 B 热量能够从高温物体传到低温物体 也可能从低温物体传到高温物体 C 机械功可以全部转化为热量 但热量不可能全部转化为机械功 D 机械功可以全部转化为热量 但热量也可能全部转化为机械功 29 氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时 可能发生的情况是 A 放出光子 电子动能减少 原子的能量增加 B 放出光子 电子动能增加 原子的能量减少 C 吸收光子 电子动能减少 原子的能量增加 D 吸收光子 电子动能增加 原子的能量减少 30 下列说法中正确的是 天然放射现象的发现 揭示了原子核是由质子和中子组成的 玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说上引进了量子理论 射线是波长很短的电磁波 它的贯穿能力很强 卢瑟福的 粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构 31 在下列四个方程中 X1 X2 X3和 X4各代表某种粒子 以下判断中正确的是 1 2 1 141 56 92 36 1 0 235 92 3XBaKrnU 2 30 14 30 15 XSiP 3 4 3 234 90 238 92 XThU 4 234 91 234 90 XPaTh A X1是质子B X2是质子C X3是粒子D X4是电子 32 目前 在居室装修中经常用到花岗岩 大理石等装饰材料 这些岩石都不同程度地含 有放射性元素 下列有关放射性知识的说法中正确的是 A 衰变和 衰变的同时 也可能伴随 射线的产生 B 氡的半衰期为 3 8 天 若有 4 个氡原子核 经过 7 6 天后就一定只剩下 1 个氡原子核 C 放射性元素发生 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 D 射线与 射线一样是电磁波 但穿透本领远比 射线弱 33 下列关于半衰期的理解正确的是 A 放射性元素的半衰期越短 表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短 衰变速度越快 B 放射性元素的样品不断衰变 随着剩下未衰变的原子核的减少 元素的半衰期也变短 C 把放射性元素放到密闭的容器中 可以减慢它的衰变速度 D 降低温度或增大压强 不可以改变放射性元素的半衰期 34 下列说法正确的是 A 每个核子之间都有核力作用 B 只有相邻的核子之间才有核力作用 C 爱因斯坦的质能方程说明了物体质量就是能量 它们之间可以相互转化 D 由质能方程可知 能量与质量之间存在着正比关系 35 关于核衰变和核反应的类型 下列表述正确的有 A 是 衰变 B 是 衰变HeThU 4 2 234 90 238 92 HOHeN 1 1 17 8 4 2 14 7 C 是轻核聚变 D 是重核裂nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 eSeKrSe 0 1 4 2 82 36 82 34 2 变 36 已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 0 则 A 当用频率为 2 0的单色光照射该金属时 一定能产生光电子 B 当用频率为 2 0的单色光照射该金属时 所产生的光电子的最大初动能为h 0 C 当照射光的频率 大于 0时 若 增大 则逸出功增大 D 当照射光的频率 大于 0时 若 增大一倍 则光电子的最大初动能也增大一 倍 37 以下说法中不正确的是 A 即使气体的温度很高 仍有一些分子的运动速率是非常小的 B 空调制冷时 将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外 所以是不遵守热力学 第二定律的 C 对于一定量的气体 当温度降低时 速率大的分子数目减小 而速率小的分子数目 增加 D 从单一热源吸取热量使之完全变成有用的机械能是不可能的 38 一定质量的理想气体 在等温膨胀过程中 下列说法正确的是 A 气体对外做功 内能减少 B 气体内能不变 对外做功 吸收热量 C 气体吸收热量 内能增大 D 气体与外界发生热交换 39 氢原子辐射出一个光子后 则 A 电子绕核旋转的半径减小 B 电子的动能增大 C 氢原子的电势能增大 D 原子的能级值增大 40 根据热力学第二定律 下列判断正确的是 A 热机中燃气的内能可以全部变成机械能 B 电能不可能全部变成内能 C 在火力发电机中 燃气的内能不可能全部变成电能 D 在热传导中 热量不可能自发地从低温物体传递给高温 41 如图所示 电源与一绝热密闭气缸相连 a为电阻丝 气缸内有一定质量的理想气 体 原来开关 处于断开状态 当闭合开关 后 A 气缸内气体的内能增大 B 气缸内气体的内能减小 C 气缸内气体的压强减小 D 气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少 42 如图所示的四个图象中 有一个是表示一定质量的某种理想气体从状态 a 等压膨胀到状 态 b 的过程 这个图象是 43 物体能够被压缩 但又不能无限地压缩 这表明 分子间有间隙 分子之间既有引力又有斥力 分子之间有斥力 分子在作无规则热运动 其中正确的是 P T a b O A B C D V T b a O V T a b O P V a b O A 和 B 和 C 和 D 和 44 一群氢原子处于 n 4 的激发态 当它们自发地跃迁到较低的能级时 A 最多可辐射出 6 种不同频率的光子 B 最多可辐射出 4 种不同频率的光子 C 由 n 4 向 n 3 跃迁时辐射的光子频率最大 D 由 n 4 向 n 1 跃迁时辐射的光子频率最大 45 根据氢原子能级图 如图 可判断 A 氢原子跃迁时放出的光子的能量是连续的 B 电子的轨道半径越小 氢原子能量越大 C 处于基态的氢原子是最稳定的 D 欲使处于基态的氢原子激发 可用 11eV 的光子照射 46 太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的 下列核反应属于聚变反应的 A nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 B HOHeN 1 1 17 8 4 2 14 7 C n10SrXenU 1 0 90 38 136 54 1 0 235 92 D HeThU 4 2 234 90 238 92 47 下列说法中正确的是 A 氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时 电子的动能增加 电势能增加 原 子的总能量增加 B 射线是原子核发出的一种粒子流 它的电离能力在 三种射线中是最 弱的 C 原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律 D 将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度 它的半衰期不发生改变 48 如图甲是 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 金属内部的伤痕的示意图 则图乙中的检查利用的射线是 A 射线 B 射线 C 射线 D 射线 纸铝混凝土 射线源 射线 钢板 射线 射线 计数器 甲 乙 49 下列说法正确的是 A 爱因斯坦提出 光子说 并成功解释了光电效应现象 B 汤姆生发现了电子并提出了原子的核式结构模型 C 卢瑟福发现了质子和中子 D 玻尔理论成功解释了所有原子的光谱 50 油滴在水面上形成如图所示的单分子油膜 可估测分子大小 用该方法估测油酸分子 大小 需要测量油酸的 A 质量和密度 B 体积和密度 C 质量和体积 D 体积和油膜面积 51 用中子轰击铝 27 其核反应方程 1 具有放射性 其核XNanAl 24 11 1 0 27 13 Na 24 11 反应方程为 2 则 YMgNa 24 12 24 11 A X 是 B 是 C 1 是 衰变 D 2 是 衰变He 4 2 n 1 0 52 右图为两分子系统的势能 Ep与两分子间距离 r 的关系曲线 下列说法正确的是 B A 当 r 大于 r1时 分子间的作用力表现为引力 B 当 r 小于 r1时 分子间的作用力表现为斥力 C 当 r 等于 r2时 分子间的作用力最大 D 在 r 由 r1变到 r2的过程中 分子间的作用力做负功 53 民间常用 拔火罐 来治疗某些疾病 方法是将点燃的纸片放 入一个小罐内 当纸片燃烧完时 迅速将火罐开口端紧压在皮 肤上 火罐就会紧紧地被 吸 在皮肤上 其原因是 当火罐内的气体 A 温度不变时 体积减小 压强增大 B 体积不变时 温度降低 压强减小 C 压强不