2026届高考物理第一轮专题复习：热学与原子物理学（真题模拟）【附答案】

/2026届高考物理一轮复习备考专题训练：热学与原子物理学（真题试卷演练）一、选择题1．（2025·广东模拟）如图所示为氢原子的能级图。一群处于基态的氢原子受到激发后，会辐射出6种不同频率的光。已知可见光光子的能量范围为1.64eV～3.19eV，下列说法正确的是（）A．6种不同频率的光中包含有γ射线B．基态的氢原子受激后跃迁到n=4的能级C．从n=2能级跃迁到n=1发出的光是可见光D．从n=4能级跃迁到n=3发出的光波长最短2．（2025·青岛模拟）钷元素（Pm）是“万能之土”稀土元素家庭成员之一。制备其同位素的核反应方程为：60146Nd+01A．X与阴极射线属于同种粒子B．Y来源于61147C．62147Sm比结合能小于D．每经过2.64年，发生衰变的611473．（2025·邵阳模拟）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谐线满足巴耳末公式1λ=R122−1n2A．在同一玻璃介质中传播时，HαB．分别照射同一单缝衍射装置，HγC．分别用相同光强的光照射同一光电效应装置，HγD．用Hγ照射某一金属发生光电效应，则用H4．（2025·白银模拟）下列四幅图所反映的物理过程描述正确的是（）A．图(1)中卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构B．图(2)中处于基态的氢原子能吸收能量为9.8eV的光子而发生跃迁C．图(3)中用弧光灯照射不带电的锌板，验电器的指针发生偏转，锌板上带的是负电D．图(4)中放射源放射出的射线经如图电场后偏转示意图，其中向右偏的是β射线5．（2025·天河模拟）小明的爷爷喜欢喝盖碗茶，泡茶时，他向茶杯中倒入足够多的沸水，使得盖上杯盖后茶水漫过杯盖，然后静置一段时间就可以喝了，已知盖上杯盖后，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低，则（）A．泡茶时，用沸水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大B．水的颜色由浅变深，说明水分子在做布朗运动C．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的压强变大D．温度降低的过程中，杯内气体向外界放热6．（2025·天河模拟）如图所示，“核反应堆”通过可控的链式反应实现核能的释放，核燃料是铀棒，在铀棒周围放“慢化剂”，快中子与慢化剂中的原子核碰撞后，中子速度减小变为慢中子。下列说法正确的是（）A．“慢化剂”使快中子变慢中子，慢中子更难被铀核俘获B．当核反应过于缓慢时，可以适当的插入镉棒，达到加快核反应速度的目的C．铀块体积越小，越容易发生链式反应，能发生链式反应的铀块最大体积叫作它的临界体积D．链式反应是指让一个原子核的裂变引发其他原子核发生裂变，让核裂变过程自己持续下去的反应7．（2025·长沙模拟）我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14同位素，标志着我国彻底破解了国内碳14同位素供应依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。碳14具有放射性，其衰变方程为614A．原子核614C的比结合能比B．此核反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变C．骨骼中以碳酸钙（CaCO3）形式存在的14C的半衰期比单质D．X是氦核，此反应为α衰变8．（2025·涪城模拟）在垂直纸面向里的磁场中，有一原子核发生衰变成新的原子核，下列说法正确的是（）A．原子核衰变的周期，与压强有关，压强越大，衰变周期变大B．若原子核的衰变是α衰变，则半径较大的是α粒子C．原子核衰变的方程可以是2D．原子核衰变时会发生质量亏损，反应前的质量不等于等于反应后的，需要吸收能量9．（2025·长沙模拟）如图甲所示为压气式消毒喷壶，若该壶容积为2L，内装1.4L消毒液。闭合阀门K，缓慢向下压A，每次可向瓶内储气室充入0.05L的1.0atm的空气，经n次下压后，壶内气体压强变为2.0atm时按下B，阀门K打开，消毒液从喷嘴处喷出，喷液全过程气体状态变化p−V图像如图乙所示。（已知储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，1.0atm=1.0×10A．充气过程向下压A的次数n=10次B．气体从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量大于气体做的功C．乙图中RtΔOAC和D．从状态A变化到状态B，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数不变10．（2025·广西壮族自治区模拟）2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于预定区域，实现世界首次月球背面采样返回。相关研究表明，月壤中氦-3储量极为丰富，每100吨氦-3原料足可以解决全球一年的电力供应。氦-3常见的一种核反应为：23A．X是中子B．该反应为裂变反应C．该反应需在高温下才能进行D．23He的比结合能大于二、多项选择题11．（2025·青岛模拟）用不同波长的电磁波照射同一金属表面会发生不同的现象。用波长为550nm的光照射某金属表面，发生光电效应，光电子的最大初动能为0.25eV；用波长为0.071nm的X射线照射该金属表面，在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有其它波长成分，这种现象称为康普顿效应。已知普朗克常量h=6.6×10−34J⋅s，真空中光速c=3×A．该金属的逸出功为2eVB．该金属的逸出功为2.5eVC．其它成分的X射线波长大于λ0D．康普顿效应说明了光具有波动性12．（2025·广西壮族自治区模拟）如图所示，一定质量的理想气体的循环由下面4个过程组成：a→b为等压过程，b→c为绝热过程，c→d为等压过程，d→a为绝热过程。下列说法正确的是（）A．a→b过程中，气体内能增加B．b→c过程中，气体内能不变C．c→d过程中，气体吸收热量D．整个过程中，气体从外界吸收的总热量可以用abcd所围的面积表示13．（2025·深圳模拟）如图，实验室研究一台四冲程内燃机的工作情况．封闭喷油嘴，使活塞和汽缸封闭一定质量的气体（可视为理想气体），连杆缓慢推动活塞向上运动，运动到图示位置时活塞对封闭气体的推力为F。活塞由图示位置缓慢向上运动的最大距离为L，环境温度保持不变，汽缸壁的导热性能良好，关于该过程，下列说法正确的是（）A．活塞向上运动到最大距离过程中对气体做功为FLB．气体放出的热量等于活塞对气体做的功C．单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的气体分子数增加D．速率大的分子数占总分子数的比例增加14．（2025·湖北模拟）一定质量的封闭气体可看做理想气体，其状态从a变为状态b、c又回到状态a，用p−1A．在b→c过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少B．在c→a过程中，气体对外界做功，气体内能不变，温度不变C．在a→b→c过程中，气体放出的热量等于pD．气体在a→b→c→a循环过程中对外做的功等于p−115．（2025·深圳模拟）一定质量的理想气体经历A→B→C→A的状态变化过程，压强和体积的变化情况如图所示。正确的说法是（）A．状态A与状态C温度相同 B．B→C过程气体温度降低C．C→A过程气体放出热量 D．A→B过程外界对气体做功16．（2025·靖远模拟）氢原子能级图如图所示，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子中，发现有两种频率的光子能使金属P发生光电效应，则下列说法正确的是（）A．金属P的逸出功一定大于10.2eVB．辐射出的光子一共6种频率C．辐射出的光子中，从n=4能级跃迁到n=3能级对应的波长最短D．氢原子从高能级跃迁到低能级后，氢原子的能量增大17．（2025·义乌模拟）如图所示，一光电管的阴极用极限频率为6×1014Hz的某种金属制成。现用频率为10A．阴极K金属的逸出功是2.652×B．光电管每秒从K极逸出的光电子数为3.5×C．光电子的最大初动能为3.978×D．电子到达A极的最大动能是6.0×18．（2025·山东模拟）如图所示粗细相同、导热良好的薄壁U形管竖直放置，左管开口，右管封闭。管中装有水银，左管内水银面比右管内水银面高Δh=12cm，左管内水银面到管口的距离h1=56cm，右管内封闭的空气柱长度h2A．左管内水银面向下移动的距离为12cmB．活塞向下移动的距离为24cmC．稳定后右管中气体的压强为112cmHgD．稳定后固定活塞，若环境温度缓慢降低，则左管内水银面逐渐低于右管19．（2025·蕲春模拟）一定质量的气体经历一系列状态变化，其p－1V图像如图所示，变化顺序为a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与1A．d→a过程，气体放出的热量小于内能的减少量B．b→c过程，气体对外做功，内能减小C．c→d过程，温度降低，气体一定放出热量D．a→b过程，温度不变，气体吸热20．（2025·温州模拟）研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能Ekm与入射光波长λ的关系如图所示。大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为En=E1A．普朗克常量为EB．λ=λ0C．E0与氢原子基态能量E1D．氢原子由n=3能级向n=2能级跃迁发出的光子能使该金属发生光电效应三、非选择题21．（2025·成都模拟）某同学利用图示装置探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V的关系。如图所示，U形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管。右边玻璃管上端开口与大气相通，左边带刻度尺的玻璃管上端封闭，其内部用水银封闭一段空气，抬高U形管右端，使右侧水银面高于左侧。已知大气压强为p0，水银的密度为ρ（1）实验步骤如下：①用两铁架台竖直固定U形管的左右两管，待管内水银柱稳定时，读出空气柱的长度l和U形管左右水银面的高度差h，此时封闭气体的压强p=；②缓慢调节U形管的左右两边，改变U形管左右水银面的高度差h，记录空气柱长度l；③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。（2）正确实验后，若以p为横坐标，以（选填“l”或“1l（3）另一同学重复实验，计算了多组p与l的乘积，发现p与l的乘积随压强p增大而变小，写出导致该现象的一个可能原因。22．（2025·南宁模拟）如图甲所示，用一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体，烧瓶容积为V0。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连，压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。某同学利用此装置探究一定质量的气体在温度不变时压强与体积的关系。步骤如下：①打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门；②根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p；③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。（1）正确操作后，发现气体的压强随体积的减小而增大，若以p为纵坐标、以为横坐标的图像为近乎过原点的倾斜直线（用题中字母表示），可认为在误差允许范围内气体的压强与体积成反比；（2）若以为纵坐标（选填“V”“1V”）、以1p为横坐标，可画出如图乙所示的图像，则注水前封闭气体的体积为23．（2025·广东模拟）一质量为M的汽缸，用活塞封闭一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，空气柱长为L0（如图甲所示），已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变，重力加速度为g。若将汽缸按图乙所示竖直放置，静止时，求：（1）缸内气体的压强；（2）气柱的长度。24．（2025·惠来模拟）某种喷雾器贮液简的总容积为6L，若装入5L的药液后将加水口密封盖盖好，如图所示。拉压一次与贮液筒相连的活塞式打气筒，可以把0.2L压强为1atm的空气打进贮液筒。设打气过程气体温度不变，求：（1）关闭阀门，用打气筒向贮液筒内再打气两次，当液面上方气体温度与外界温度相等时，气体压强为多大？（2）要使贮液筒中液面上方的空气压强达到4atm，打气筒要拉压多少次？在贮气筒内气体压强达4atm时停止打气，打开喷雾阀门使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？（3）为了保证打气后，即使打开喷雾阀门不再打气也能把药液喷光，那么至少要拉压多少次打气筒？

答案解析部分1．【正确答案】B2．【正确答案】A3．【正确答案】A4．【正确答案】A5．【正确答案】D6．【正确答案】D7．【正确答案】B8．【正确答案】B9．【正确答案】C10．【正确答案】C11．【正确答案】A,C12．【正确答案】A,D13．【正确答案】B,C14．【正确答案】B,C15．【正确答案】A,B,C1