热学 近代物理初步-2026年高考物理二模分类汇编（解析版）

金学逅代物理初步

考点概览

考点01气体实脸定律与理想气体状态方程

考点02热力学定律和气体状态变化的综合应用

才焉03光电效应及其规律

看点04原子性构和能级跃迁

考点05原子核的衰变核反应与核能的计算

考点一气体实验定律与理想气体状态方程

一、解答JB

1.（2026・重庆梁平•二模）气压式升降椅内的气缸填充了气体，气缸上下运动来支配椅子升降。如图乙所示

为其简易结构示意图，圆柱形气缸与椅面固定连接，总质量为a=6kg,横截面积为S=30cm2的柱状气

引杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，稳定后测得封闭气

体柱长度为£=20cm。设气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。已知大气压强为仍=1.0xl（）5pa,

2

室内温度T{=310K，重力加速度为g=10m/so求：

图甲图乙

⑴若质量M=60kg的人盘坐在椅面上，室内温度保持不变，稳定后缸内气体柱长度为多少；

（2）人盘坐稳定后再打开空调，在室内气温缓慢降至冕=297.6K的过程中，外界对缸内气体所做的功。

【答案】（l）7.5cm

（2）2.887

【详解】（1）初始状态时，以圆柱形汽缸与椅面整体为研究对象，

根据平衡条件得mg+=piS

把质量为M=60kg的重物放在椅面上，稳定后，根据平衡条件得

（M+m）g+p（S=p2S

稳定后缸内气体柱长度为L”由玻意耳定律得p】ZzS=p2&S

解得Li=7.5cm

⑵根据苧=竽

解得室内气温缓慢降至公=297.6K时气柱长L2=7.2cm

外界对缸内气体所做的功W=（p<6+A%+mg）（L「L2）

解得W=2.88J

2.（2026・湖北宜昌•二模）可自由移动的导热活塞。将内壁光滑的导热汽缸分成密闭气室力、B。初始时,

月室的体积为％，气体压强为p=152ca的,8室的体积为3%。6室可通过阀门K与大气相通。已知

外界环境温度恒为7?）=300K，大气压强p（）=76cmHgo

C

K

£B

（1）若4室气体的温度保持不变,将阀门K打开，求稳定后B室剩余气体的质量和B室原有气体质量之

比；

（2）打开阀门K,给A室内的电阻丝通电，将力室内气体温度缓慢加热到750K,求稳定后A室的气体压

强。

【答案】（1）1:3

【详解】（1）设△室的气体压强为76cm的时体积为『'，则p•3%=&（W

解得V'=6%

打开阀门K后，设A室气体体枳为匕，则p%=PoVA

解得%=2%

打开阀门K后，6室气体体积为％=3%+%—匕=2%

稳定后石室剩余气体的质量和6室原有气体质量之比为止=匹=之=4

0原V16%3

（2）将月室内气体温度缓慢加热到750K,假设B室气体全部排完，则半=用普

f

解得p=956772%>PQ

假设成立。

3.（2026•辽宁鞍山•二模）在山区气象观测站，为保障观测仪器安全，小王设计了一套简易低温预警装置如

图所示。一导热良好的气缸竖直固定在地面，用横截面积为S=90cm'2、质量硒=1.8kg的活塞封闭一

定质量的理想气体,气缸不漏气。活塞与轻质弹簧相连，弹簧上端连接一固定的力传感器。初始时，环

境温度为280K,活塞卜表面到气缸底部的距离L=24cm,弹簧为原长。环境温度降低时活塞缓慢卜降。

当温度降低至预警温度，活塞下降3.6cm、力传感器受到27N拉力时触发预警电路报警。不计活塞和气

缸间的摩擦，取重力加速度g=10m/s'2,大气压强恒为po=1.0xlO,Pa,求：

...........»

V7777777777777777/

(1)初始时气缸内气体压强；

(2)触发预警电路报警时的温度。

[&<](1)1.02xlO5Pa

(2)231K

【详解】⑴初始时，弹簧刚好处于原长，可知此时弹簧拉力为0,以活塞为对象，根据平衡条件可得PiS=

PuS+mg

解得初始时，气缸内气体的压强为pi=1.02x105Pa

(2)设低温报警器报警时的临界温度为7L此时弹簧拉力大小为尸，以活塞为对象，根据平衡条件可得

02s+斤=a£+mg

解得气缸内气体的压强为02=9.9x10Pa

根据理想气体状态方程可得噌=噜

式中V{=LS,弘=(乙一3.6)S

解得低温报警器报警时的临界温度为石=231K

4.(2026・江西•二模)某款温度报警器的结构简图如图所示。竖直放置的导热汽缸顶端有一气孔和大气相

通且内表面安装了一个报警器(大小不计)，底端左侧装有充气阀门。某次测试时关闭充气阀门，汽缸下

而分通过轻质活塞(厚度不计)封闭一定质量的理想气体，当测试环境的热力学温度£=280K时•，活塞

与汽缸底端的距离儿=0.7m,当测试环境的热力学温度缓慢升到71=360K时，活塞刚好触及报警器,

触发报警。不计活塞和汽缸间的摩擦，测试环境气压始终不变。

报警器

/

活塞/

充气阀门代

⑴求汽缸顶端到底端的距离也

(2)通过充气阀门向汽缸下部分充入同种气体，使得触发报警的热力学温度变为宽=342K,求充入气体

质量与汽缸下部分原有气体质量的比值晨

【答案】⑴九二0.9m

⑵4看

【详解】（1）设活塞的横截面积为S,测试环境的热力学温度辍慢升高至360K过程中，气体发生等压变

化，满足粤=陪。

解得人二0.9/72。

（2）对齐.气完成后的气体，测试环境的热力学温度缓慢升高至342K过程中，气体发生等压变化，有粤

=Sh2

因此，充入气体的质量与汽缸下部分原有气体质量的比值上二空三烈

5/11

联立解得k==

*L*7

5.（2026•湖南长沙•二模）春日踏青,小李驾驶汽车在郊外公路上行驶。为了安全，他特意关注了仪表盘上

的胎压监测数据。出发前，左前胎气体温度为篇=279,胎压显示为伪=2.4儿/。行驶一段时间后，胎内

气体温度升高，小李观察到胎压上升到心=2.8加，此时胎内气体温度为认为防止爆胎,小李停车给左

前胎放气降压，使胎压降回到厂家推荐值&3=2.5bw,假设在放气过程中，胎内气体温度保持£不变，且

外界大气压恒为Po=l.O6ar,温度恒为琳=27（。将胎内的气体视为理想气体，且假设轮胎的容积在整

个过程中保持％=30L不变。求：

（1）放气时胎内气体温度公

（2）放出的气体在外界环境下的体积Vo

【答案】⑴77°。或350K

（2）7.7L

【详解】（1）根据查理定律有.

?Zloix力十2/ol\

或旦•理

解得t=77℃或350K

（2）根据玻意耳定律有p?%=p；,（K+AV）

又由毡匕=0匕

%T

联立解得V^7.7L

6.（2026・湖北恩施•二模）在用牛顿管做自由落体运动实验之前，先要用真空泵将牛顿管中的空气抽出，下

图为抽气过程的原理图。抽气前，牛顿管内空气压强为外,活塞位于真空泉气缸底部，气阀K打开;抽气

时，进气阀K打开、排气阀《闭合，在飞轮带动下活塞上移至气缸顶部，牛顿管中的空气进入气缸；随

后，进气阀K闭合，在飞轮带动下活塞下移，当活塞下方空气压强增大到po时，排气阀及打开,气缸中

的空气被排出。已知牛顿管容积为『，真空泵气缸容积为％,整个过程中空气温度不变,不计连接细管

的容积、活塞在气缸底部时活塞下方的空气体积以及活塞体积。

匕轮

（1）第一次抽气结束时，牛顿管中空气的压强为多大？

（2）排气阀《第一次打开时，活塞下方空气的体积为多大？

【答案】（l）p=[判）

y«v（）

（2）V'=—K

【详解】（1）第一次抽气结束时，设牛顿管中空气压强为0，则有p（V=p（U+%）

解得「二歹尢我

（2）排气阀&第一次打开时，设活塞下方空气的体积为口，则有p%=poS

解得

7.（2026・陕西榆林•二模）2025年6月26日，神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞身着飞天舱外航天服，从问天实

验舱出舱，完成空间碎片防护装置安装、脚限位适配器等任务，圆满完成第二次出舱活动。若航天服内

密封了一定质量的理想气体，体积约为3L,压强为1.0x10'>Pa,温度力i=27'C。

⑴打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低，此时密闭气体温度变为一15。。，航天服内气体体积约为

6L,求航天员需将航天服内气后降低多少Pa?

（2）为便于舱外活动,航天员出舱前还需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压再降低。假设释

放气体过程中温度保持-15℃不变,体积最终变为4L,已知抗天服放出的气体占原来气体质量的60%,

求航天服放出气体后气压降为多少？

【答案】（l）Ap=5.7xlOPa

（2）p3=2.58xiO'Pa

（详解】⑴航天服内气体初态时，有弘=3七，pi=1.0x105Pa,7]=（273+27）K=300K

末态时，有弘=6L,W=（273-15）K=258K

：根据理想气体状态方程可得毕=噜

解得P2=4.3xlOPa

l

所以气压降低Ap=pi—p2=5.7x10Pa

I一一一..…….….....

(2)气体缓慢放出的过程中气体的温度不变，设需要放出的气体体积为A匕根据玻意耳定律可得「2%=

p"+AW

其中弘=4L,航天服放出的气体与原来气体的质量比—=W^7=60%

moVi+AV

联立解得g=2.58xlOPa

8.(2026•江西九江・二模)单级水火箭可以简化为如图所示的下方开口的容器。容器中气体体积U=3L压

强网=1x10Ta,下方水的深度%=10cm。单向气阀(不计重力)是一个只能朝一个方向通入气体的装

置，它外部为橡胶材质，将其紧紧塞在容器口位置可将水堵住还能向容器内进行充气。单向气阀与容器

口摩擦力的最大值/=64.2N。现用打气筒通过单向气阀向容器内一次次的充入压强p()=1xlO'Pa,体

积X=200T欣的气体。当容器内的气体压强到达一定值时单向气阀和容器中的水被一起喷出，水火箭

可以获得一定的速度发射。已知重力加速度9=lOm/sL容器口的横截面积S=2xlOTni。水的密度.

=1x103kg/mo假设容器中的气体为理想气体，充气和喷水时忽略温度的变化。

T

%=10cm

单向气阀

(1)求水火箭刚好喷水时容器内气体压强P；

(2)求水火箭刚好喷水时的充气次数。

【答案】(l)4.2xlO$Pa

⑵48

【详解】⑴对单向气阀受力分析p()S+f=mg+pS

解得P=Pn+《一pgh

代入数据得p=4.2xl()5Pa

(2)气体做等温变化，有POU+MAM=研/

解得充气次数N=48

9.(2026・广东佛山.二模)如图，某刚性绝热轻杆符导热U形管固定在某高度，左管与大气相通，右管用轻活

塞3封闭一定质量的气体b,活塞3通过刚性轻杆与轻活塞A相连，固定在地面上的导热气缸内中装有

气体或已知活塞平衡时,左右两管的水银高度差为九=24cm,气柱b长为19cm,活塞A到缸底距离为

10cm，环境大气压浊=76cmHg,温度为t=271,活塞可在气缸内无摩擦的移动且不漏气。活塞的面积

分别为&=().6加\=0.1m?。求：

0

⑴活塞平衡时，缸内气体。的压强为多少？

⑵对气缸进行加热，U形管内水银柱相平时，气缸中气体温度为多少摄氏度？

【答案】(Dp。1=8()cmHg

(2)183℃

【详解】(1)对气体b有Pbi=Po+Ph=100cm均

对活塞整体受力分析有："凡+pb[SB=P0SB+PaiSA

角牛得：pai—SOcmHg

(2)当左右两侧水银柱相平时有：科2=Po=76cmHg

对气体b有状态参量如下：pb产lOOcmHg,%=乙而打，pb2=76cmHg,Vb-2=Lb2SD

由理想气体状态方程可知：ptAVfA=pb2Vh2

解得Lb2=25cm

由几何关系：i=Lb]+。—Lb2

解得活塞上升的距离为c=6cm

对活塞整体受力分析P(6A+Pb2sB=P&+P”2sA

解得Pai—76cmHg

对气体a由状态参量如下：p“i=80cmHg,Vai=Llt[SA,北i=300K,pa2=76cM%,匕2=(a+x)SA

由理想气体状态方程得：更*=阴金

得北2=456K

心二鸳2-273=183℃

考点二热力学定律和气体状态变化的综合应用

一、单曲

10.(2026・湖北黄冈・二模)如图所示,气缸水平放置，气缸和光滑活塞为绝热材料。初始时气缸内封闭一定

质量的理想气体，活塞处于静止状态，现对气缸内气体缓慢加热，下列说法正确的是()

o

o

A,气体压强增大B.气体内能增大

C.所有气体分子动能均增大D.气体对外做功大于气体吸收的热量

【答案】3

【详解】4.气缸水平放置、活塞光滑无摩擦，气体压强始终不变，故加热过程压强不变，故A错误；

B.对气体缓慢加热，气体温度升高，理想气体内能仅由温度决定，故内能增大，故石正确；

C.温度是分子平均动能的标志，温度升高仅代表分子平均动能增大，并非所有分子动能均增大，故。错

•3

伏；

£).绝热过着只能从电热丝吸然，气体膨胀对外做功，即IV＜0,温度升高，内能增大，即0,根据执

力学第一定律AU=Q+W

可知WVQ,故。错误。

故选6。

11.(2026•黑龙江吉林•二模)如图所示，一定质量的理想气体分别经历QTb和a—c两个过程，其中Q—b为

等温过程，状态b、c的体积相同，则下列说法正确的是()

A.状态a的温度高于状态c

B.状态c单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数比状态d少

C.QTb过程为绝热过程

D.QTC过程中气体吸收热量

【答案】。

【详解】4a—b为等温过程，则Q、b温度相等，对b、c,V相同，。的压强较大，由=

解得£＞冕二北,故4错误：

B.b、c体积相同,因此单位体积分子数相同；由于£＞或，p‘＞"

压强越大，说明单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数越多，因此c的碰撞次数比b多，6错误；(

C.a-b为等温过程，理想气体内能不变△(/=();气体体积噌大，气体对外做功WV0,由热力学第一

定律AU=Q+W

得Q=_印＞0

.............G

气体吸热，则a-b过程不是绝热过程，故。错误；

D.a—c过程，痣>以,理想气体内能增大AU>0;体积增大，气体对外做功WVO,由AU=Q+W

得。=2\。-1”>0

因此气体吸收热量，故。正确；

故选。。

二、多选JH

12.（2026•陕西西安・二模）如图甲所示为压气式消毒喷壶，若该壶容积为2L,内装1.4乙消毒液。闭合阀门

K，缓慢向下压4每次可向瓶内储气室充入0.05L的L0矶m的空气，经。次下压后，壶内气体压强变为

2.0a£m时按下反阀门K打开，消毒液从喷嘴处喷出，喷液全过程气体状态变化p-U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=L0xl05Pa）下

列说法正确的是（）

乙

A.充气过程向下压力的次数孔=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RSOAC和的面积相等

D.从状态A变化到状态气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少

【答案】CD

【详解】4壶中原来空气的体积Vx=0.6L,由玻意耳定律pi（nl<）+V；）=p2V；

解得九=12,故力错误：

B,气体从4到石，体积增大，对外做功，由于温度不变，理想气体内能不变，根据热力学第一定律AU=

Q+W

可得，气体吸收的热量等于气体做的功，故石错误；

C.三角形面积为s=!成乙由题意可知，图线为等温曲线，由理想气体状态方程吟=。

则pV=CT

由于C是常数，温度T保持不变，则pU相等，两三角形R"。AC和RCAOBD的面积相等，故C正确；

D.力到7?的过程中，温度不变，分子平均运动速率不变，但是体积变大，分子变稀疏，压强减小，所以气

体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少，故。正确。

故选CO。

13.（2026・四川成都・二模）如图为汽车空气悬挂系统的结构简化图，车身连接汽缸,活塞连着车轮，导热良好

的汽缸内封闭一定质量的理想气体，汽缸通过阀门与气泵相连，此时阀门关闭，活塞正好处于汽缸正中

间。汽缸密封良好且与活塞间无摩擦，活塞始终在汽缸内来回运动，不考虑轮胎的形变及环境温度的变

化，下列说法正确的是（）

A.通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时,汽缸内气体压强减小

B.通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时,汽缸内气体放出热量

C.通过崎岖路面，汽缸相对活塞上升时,活塞对汽缸内气体激正功

D.通过水平路面时，若缓慢抬高车身,则需打开阀门，用气泵给汽缸充入一定量的空气

【答案】RD

【详解】力汽缸导热良好，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体发生等温变化，体积减小，压强增大，活塞

对汽缸内气体做正功，温度不变，所以汽缸内气体放出热量，故为错误，B正确；

C.通过崎岖路面，汽缸相对活塞上升时，汽缸内气体体积增大，活塞对汽缸内气体做负功，故。错误；

Q.通过水平路面，若缓慢抬高车身，则气体压强不变，需打开阀门，用气泵给汽缸充入一定量的空气，气

体体积增加，故。正确。

故选89。

14.（2026.陕西宝鸡.二模）一定质量的理想气体从状态。开始，经历了a-bTc-d-a的变化过程，气体的

体积U和热力学温度T的关系图像如图所示，ab、cd与横轴T平行，儿、ad与纵轴V■平行，直线【的斜

率为品，直线II的斜率为后，直线II【的斜率为口。下列说法中正确的是（）

V

A.气体在状态Q,的内能大于在状态c的内能

B.气体在b、d两状态的压强相等

C.b-c过程中，气体向外界放出的热量值等于外界对气体所做功的值!

D.气体在c、d两状态的压强之比为网：加2；

【答案】:

.........亩

【详解】？1.由于理想气体的内能由气体温度决定，状态a温度低于状态c,所以气体在状态a内能小于

在状态c的内能，4错误；

BD.由理想气体状态方程挈=。

可得「=爷

由于b、d两状态在V—T图上的斜率相同，故气体在b、d两状态的压强相等

而气体在c、d两状态的压强之比为直线II与直线III的斜率倒数之比，为后：k3t3正确、。错误；

C.b-c过程为等温压缩过程，气体内能不变，体积减小，外界对气体做正功，气体向外界放热，所以气

体向外界放出的热量值等于外界对气体所做功的值，C正确；

故选BC.

三、解答题

15.（2026•浙江温州•二模）有一火灾报警装置，其原理如图1所示，当活塞触及卡柱时，触发报警，致使闪烁灯

闪烁、警报器鸣笛。导热性能良好的容器安装在天花板上，卡柱到容器上端距离为心横截面积为S、质

量为M的活塞（厚度不计）密封一定质量的理想气体，活塞能沿容器无摩擦滑动。未发生火灾时，环境

温度为Z，活塞与卡柱的距离为d；发生火灾时，容器内温度缓慢上升到从£至冕过程中容器中气体

内能增加了9.6Jo已知5=1.0乂107馆2,7n=o.2kg,Z=300K,药=600K,L=0.15m,d=0.05M，

5

pn=1.0x10Pao

^F7(xl0-W)

2.0-

1.0-

〃(xl0议)

Illi»

03.06.0

图2

⑴求未发生火灾时容器内的压强Pi；

（2）在图2中画出从7］至为过程中容器内气体的U—T图像;

⑶求从7］至公过程中，气体吸收的热量。

【答案】（l）8.0xl0Pa

^(xlO-5m3)

2.0

77(X102K)

1111〉

⑵03.06.0

（3）107

【详解】（1）未发生火灾时，对活塞有p£+mg=p（6

解得Pi=8.0x104Pa

（2）活塞刚到达卡柱时的温度为北，对等压变化有。■=4■,%=S（Zz—d）=1.0x10-5丁泣3,v2=SL=

1.5x10-5m3

解得*=450K

之后7体做等容变化，可得容器内气体的U—T图像如图所示

,^(xlO^m3)

2.0-

77(xlO2K)

0'~td~_6^0~

（3）气体仅在等压膨胀阶段做功，有W=-piAU=-a（&一丫）二一0.47

从Z至区过程中容器中气体内能增加了9.6J,代入热力学第一定律AU=Q+W=9.6J

可得气体吸收的热量为Q=9.6J+0.4J=10J

16.（2026・四川凉山♦二模）在温度为27°。的车间给容积为40乙的氧气瓶充好氧气，测得瓶内压强1.5x

10Ta,该瓶氧气内能与温度间的关系为U=kT（k为常数且已知），把氧气瓶运送到温度为一3°。工地上

分装给氧气袋，分装多个氧气袋后测得瓶内的压强为1.2xLObPao若忽略氧气瓶因热胀冷缩造成的容

积偏差，取一273°。为0K。试求：

⑴氧气瓶从车间运送到工地，分装前向外界释放的热量;

（2）分装后剩余的氧气质量与分装前氧气总质量的比值；

.............国

(3)设分装前的氧气袋内无气体，分装后每个氧气袋的容积为10L，压强为L2xlO'Pa,则分装了多少个

氧气袋？

【答案】⑴30k

⑵5

(3)5

【详解】(1)根据△〃=W+Q可知，因气体体积不变，则卬=0,则Q=AU

而AU=k(Z-71)=-3(次

分装前向外界释放的热量30藐

⑵根据噜=喑

12

.得V•尸呼=(273一3)X15XU)6X：()E=45L

P2Z1.2X106X(273+27)

分装后剩余的氧气质量与分装前氧气总质量的比值萼=芈=亮

%459

(3)根据玻意耳定律可知p2V2=P2弘+npM

解得？1=5

17.(2026・四川广元•二模)如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为期:电=44:1,原线圈所加电压为〃=

2200sin314£(U),副线圈的回路中接有阻值为R=10。的电热丝，电热丝位于竖直放置的绝热容器底

的，活塞的横截面积为S=100cm2,内有质量为10kg的绝热活塞，活塞与容器间无摩擦，整个容器

内封闭有一定质量的理想气体，开始时活塞离容器底端的高度为自二30cm,容器内气体的温度为虱=

3D0K。接通电源，电阻丝工作£=6min后断开电源,待系统稳定后，容器内气体温度为2方,不考虑容器

吸收的热量、电阻丝温度升高吸收的热量(即电热丝产生的热量全部被气体吸收)和电阻丝的体积，大气

压强Po=1.01x105Pa»g取l()ni/s2。求：

(1)该过程中电阻丝放出的热量Q；

(2)容器中气体增加的内能AU。

【答案】(1)。=9001

⑵AU=567J

【详解】(1)原线图所加电压为三弦交流电，其有效值为，=2200』=2201/

v2

根据理想变压器电压比与=生

U-2n-2

代入坳:电=44:1,得副线图电压U=U•色=220Vx工=5V

Tii44

电阻丝工作时间t=6min=360s

电阻丝产生的热量全部被气体吸收，放出的总热量。=萼£=热•x360s=900J

1VX"Jou

⑵对活塞受力分析,封闭气体散等压变化，气体压强p=Po-粤

代入数据S=lOOcrn2=0.01m2p=1.01x105Pa+加物=1.11x10r,Pa

根据盖一吕萨克定律A*=

末态温度T=2耳,且％=gV=hS

联立解得九=2外,

活塞上升高度△拉=九一九）=/比=0.3m

气体膨胀对外做功以卜=pSbh=1.11x10rp0x0.01m2x0.3m=333J

根据热力学第一定律AU=Q-吗卜

得气体内能增加量AU=900J-333J=567J

18.（2026•广东惠州・二模）图为一款导热性能良好的发声小黄鸭玩具。挤压小黄鸭，气流通过底部出气口时

可以发出鸣叫声。小明同学在171的室外先用胶带封住小黄鸭底部出气口，再将其拿到27°。室内静置

一段时间，设小黄鸭容积立不变八腔内气体均可视为理想气体，室内外大气压强均为R,热力学温度T

和摄氏温度£的关系为：7=£+273。K。求：

⑴小黄鸭在室内静置一段时间后腔内气体压强R;

⑵小明在室内轻按压小黄鸭，使其体积变为原来的弓，此时腔内气体压强2；

（3）小黄鸭恢复原状后再撕开胶带，一段时间后，腔内剩余气体质量与原气体质量之比为多少。

【答案】⑴瑞为

⑵骷

⑶丝

⑼30

【详解】（1）室外温度工）=17+273=290。K,室内温度［=27+273=300。K,体积不变，

由查理定律条=条

彳"*=黜=副°.

（2）室内按压时温度不变，由玻意耳定律=B♦4%

41

_________________________________"

⑶撕开胶带后，腔内压强恢复为入，体积％,由玻意耳定律=

得T%贽

小利=%=

质量比29

771原V30

四、综合题

19.（2026•浙江宁波.二模）如图1所示，一质量为加、横截面积为S的活塞将一部分气体封闭在导热圆柱形

容器内，活塞能无摩擦地滑动。开始时封闭气体的温度为%（低于环境温度），活塞与容器底部的距离为

儿当气体从外界吸收热量后，活塞缓慢上升高度d后再次平衡。大气压恒为po,环境温度保持不变，重

力加速度为9。

⑴求环境温度T;

⑵如图2所示，在推力9的作用下，活塞缓慢下移至初始位置，此过程气体向外界放出热量Q,求此过程

推力9对活塞所做的功W。

⑶如图所示,下列热机工作过程的能流分配正确，且能自发进行的是o

B.

D.

(2)W=Q—mgd—p()Sd

⑶右

【详解】（1）根据盖一吕萨克定律有粤='（"d）

解得了="&7；

h

（2）此过程为等温变化，气体内能变化△0=0,由热力学第一定律AU=Q+W,可得SU=-Q+W+

1mgd+p（）Sd=0

解得W=Q-m^d-p（）Sd

⑶根据热力学第二定律，热机工作时从高温热库吸热Q,对外做功W,向低温热库放热Q-W,且该过

程能自发进行。

4放热Q+W,违反能量守恒，故力错误；

B.从高温热库吸热Q,对外做功W,向低温热库放热Q-W,符合热力学第二定律，故B正确；

C.从低温热库吸热，无法自发进行，故。错误；

。.向高温热库放热，违背自发过程的方向性，故。错误。

故选6。

考点三光电效应及其规律

一、单

20.（2026•浙江杭州•二模）光控继电器是一种利用光信号控制电路通断的半导体器件，其工作原理如图所

示。它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。当光照强度达到一定值时，形成的光电流被放大器

放大后，电磁铁产生足够强的磁场吸引衔铁，从而达到控制电路通断的目的。已知“硬磁材料”一经磁化

即能保持恒定磁性，而“软磁材料”则易于磁化，也易于退磁。对于这一控制电路，下列说法正确的是

（）

A.放大器左边的电路电流方向沿顺时针

B.光控继电器的电磁铁的铁芯应采用“硬磁材料”

C.如果徐光能使该继电器T作，那么黄光也一定能使其T作

D.用该光控继电器控制路灯工作时，白天电磁铁吸住衔铁接通电路

【答案】A

【详解】4当光电管工作时，光照射阴极K打出的电子向阳极运动形成光电流，电流方向与电子运动方

向相反，所以放大器左边的电路电流方向沿顺时针，4正确。

B.也磁铁通过电流控制磁场变化，铁芯应采用“软磁材料”，B错误；

C.黄光频率比蓝光低，蓝光照射时，光电管阴极能发生光电效应，改用黄光照射时就不一定能发生光电

效应，C错误；

D.路灯白天断开，晚上工作时，所以控制器白天电磁铁吸住价铁时应断开电路，。错误。

故选A。

21.（2026・四川成都•二模）爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象,在物理学发展历程中

具有重大意义。图甲是光电效应实验装置示意图，图乙是研究光电效应电路中。、b两束入射光照射同

种金属时产生的光电流与电压的关系图像，图丙是P、Q两种金属的光电子最大初动能与入射光频率的

关系图像，图丁是某种金属的遏止电压与入射光频率之间的关系图像。下列说法正确的是（）

A.在图甲实验中，改用红外线照射锌板验电器指针也会张开

B.由图乙可知，Q光的频率等于b光

C.由图丙可知，金属。的逸出功大于金属Q的逸出功

D.由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量九

【答案】B

【详解】4.图甲中，当紫外线照射锌板时，验电器指针张开，由于红光的频率较小，所以用红外线照射锌

板不一定有光电子飞出，验电器指针不一定会张开，故4错误；

B.图乙中，从光电流与电压的关系图中可以看出，遏止电压相同，根据。&=彳加优=取可知Q光的频

率等于b光的频率，故6正确；

C.根据光电效应方程&m=E-现

由图可得金属Q的极限频率大，可知金属尸的逸出功小于金属Q的逸出功，故C错误；

D.根据耳m=

解得&=包一也L

ee

则斜率上=立，故。错误。

e

故选区。

22.（2026・浙江绍兴•二模）图1为氢原子的能级图，入射光照射大量处于基态的氢原子，发出。、b、c三种不

同频率的光,现用这三种光分别去照射图2的光电效应实验装置，只有a、b两种光能得到图3所示的电

流与电压的关系曲线。已知电子电荷量e=-1.6xl（）T）C。下列说法正确的是（）

A.入射光的光子能量为12.75eV

E.滑片尸向。端移动时，电流表示数变大

C.Q光照射下，遏止电压&=12.09。V

D.a光照射下，单位时间内到达力极板光电子数最多为6x10「2个

【答案】。

【详解】人.入射光照射大量处于基态的氢原子，发出Q、b、C三种不同频率的光，可知基态氢原子跃迁

到九=3能级，这样有n=3跃迁到n=2、71=2跃迁到九=1、九=3跃迁到n=l三种不同频率的光，可

知人射光的光子能量13.6W—1.51eV=12.09eV,故/错误：

B.图2中滑片P向a端移动过程中，Oa部分的电阻变大，K端的电势变高，K端的也势高于人端的电

势，电压反向，可知电流表示数变小，故B错误：

C.用这三种光分别去照射图2的光电效应实验装置，只有a、b两种光发生光电效应，可知Q、6两种光

为不=2跃迂到九=1、九=3跃迁到九=1发出的光，根据图3可知

根据e&=Ekm=%一吸

可知%，可知。光的能量为12.09eV"光的能量为10.2eV,则eUcb=Ekm=九%—W,eUca=Ekm=

防一叫）

从而解得Uca=-心=9.84忆故。错误；

e

D.图3中的a光照射阴极，光电流达到饱和时，饱和电流为0.96〃4由/=9

可知每秒射出的电荷量为0.96xIO-。,所以阴极每秒射出的光电子数大约九=二96*100=6x10i2,

1.6x10-9

故。正确。

故选。。

23.（2026・吉林长春•二模）如图，用同一束单色光、在同一条件下先后照射阴极材料为钠和钾的两个光电管,

均能发生光电效应。已知钠的逸出功大于钾的逸出功，下列说法正确的是（）

1

单色光束

A,钠和钾的截止频率相同B.单色光的频率可能小于钾的截止频左

C.两次实验中光电子的初动能可能相同D.两次实验中光电子的最大初动能一定相同

【答案】C

【详解】4.截止频率%=半，已知钠的逸出功大于钾的逸出功，所以钠的截止频率大于钾的裁止频率,

h

故4错误；

B.发生光电效应的条件是入射光频率大于金属的截止频率。既然均能发生光电效应，说明入射光频率

大于钠和钾的截止频率，故B错误；

CD.光电子的初动能介于0和最大初动能氏”,之间。根据光电效应方程七=八。一网）

由于钠的逸出功大于钾的逸出功，所以照射钠产生的光电子的最大初动能小。虽然最大初动能不同，但

光电子的初动能范围在0—二皿所以两次实验中光电子的初动能可能相同，故。正确。错误：

故选C。

24.（2026•重庆沙坪坝•二模）某同学利用如图甲装置来研究光电效应现象。实验中保持入射光频率不变，改

变4极和K极间的电压U,测量光电子到达A极时的最大动能反随U的变化关系如图乙所示，下列关

于该实验的认识，正确的是（）

A.光电子的产生与入射光频率无关

B.该材料的遏制电压为优

C.光电子离开K极时的最大动能随U的增大而增大

D.图中倾斜直线的斜率为普朗克常量

【答案】B

【详解】根据光电效应方程乙川=/以一W,即电子吸收光子需要克服金属的逸出功W.所以光子频

率需要大于材料的极限频率，故光电子的产生与入射光频率有关，故A错误；

B.根据动能定理及一Ekm=Ue,即Ek=Ue+

由图乙可知横轴交点坐标大小5=刍”

e

又遏制电压e&=Ekm,故即a=a,故该材料的遏制电压为仇，故3正确；

C.根据光电效应方程及“产爪一W,光电子离开K极时的最大动能与U无关，故。错误；

D.根据上述二=Ue+反皿图乙中倾斜直线的斜率为e,故。错误。

故选6。

二、填空题

25.（2026・福建龙岩•二模）2025年8月26日，我国江门中微子实验（JUN。）大科学装置正式启动运行。中微

子今一被液体“俘获”时会产生闪烁光，被光电管捕捉并转换为电信号。“俘获”过程存在核反应：r+iH

-＞加+呢,则中微子缪一的质量数4=。如图所示，将闪烁光照射光电管阴极K,加在4、K之间

的电压增大为U时，电流计示数恰好减小为零，已知普朗克常量为九，电子电荷量为e,阴极K材料的逸

出功为蟀。则闪烁光频率〃=o

【答案】0"产

h

【详解】［1］根据核反应过程质量数守恒可得力=0

［2］根据光电效应方程可得&=心一%

根据动能定理可得一eU=0一a

所以“=也抖

h

考点四原子体构和能级联近

一、单选题

26.（2026・湖北恩施•二模）如图所示是高中物理教材中提到的四个实验，其中探究出了原子核式结构的是

A.汤姆孙气体放电管实验

B.链式反应示意图

眇

验电潜锌板光源

D

c.ff光电效应实验

显微镜

a粒子散射实验

【答案】。

【详解】4.汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构，没有揭示原子核式结构，故4错误；

B,6图涉及的是原子核裂变与原子无关，故6错误；

C.。图是光电效应，金属表面逸出包子，说明光具有粒子性，故C错误；

D.a粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，否定了汤姆孙原子枣糕式模型，故。正确。

故选。。

27.（2026・贵州六盘水•二模）某原子核发生双£衰变的方程为界X-。^Ru-Vy^e.处于第二激发态的