专题06 热学与近代物理——【备考2023】高考物理选择题专题精讲精练（原卷版+解析版）

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专题06 热学与近代物理



（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）

1．关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是（　　）
A．某种物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零
B．物体温度降低时，每个分子的动能都减小
C．物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多
D．物体的运动速度越快，则物体的温度越高
【答案】C
【详解】A．温度是分子平均动能的标志。温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并非为零，因为分子无规则运动不会停止，A错误；B．温度降低时分子的平均动能减小，并非每个分子动能都减小，B错误；C．物体温度升高时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，C正确；D．物体的运动速度增大，宏观机械能（动能）增大，但物体内分子的热运动不一定加剧，温度不一定升高，D错误。故选C。
2．如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气。通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气（　　）

A．体积变大，压强变小 B．体积变小，压强变大
C．体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小
【答案】B
【详解】温度不变，细管中的气体做等温变化，当水位升高时，细管内气体压强增大，由玻意耳定律

可知气体的体积减小。
故选B。
3．液晶在现代生活中扮演着重要的角色，下列对于液晶的认识正确的是（　　）
A．液晶态就是固态和液态的混合
B．液晶具有各向同性的性质
C．液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性
D．天然存在的液晶很多，如果一种物质是液晶，那么它在任何条件下都是液晶
【答案】C
【详解】A．液晶态是介于液态与结晶态之间的一种物质状态，不是固态和液态的混合，A错误；BC．液晶既具有液体的流动性，又具有与某些晶体相似的性质，如具有光学各向异性等，B错误，C正确；D．天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的，液晶在不同温度下的状态不同，有结晶态、液晶态和液态三种状态，D错误。故选C。
4．关于电磁感应现象、电磁波、能量量子化，下列说法正确的是（　　）
A．闭合导线的一部分在磁场中运动时，一定会产生感应电流
B．赫兹首次用实验证实了电磁波的存在，做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
C．电磁铁的原理是利用电磁感应现象制成的，麦克风是电流的磁效应
D．爱因斯坦为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论
【答案】B
【详解】A．闭合导线的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，才会产生感应电流，若沿着磁感线方向运动就不会产生感应电流，A错误；B．赫兹首次用实验证实了电磁波的存在，做变速运动的电荷会在空间产生电磁波，B正确；C．电磁铁的原理是利用电流的磁效应制成的，麦克风是电磁感应现象，C错误；D．能量量子化的理论是由普朗克提出的，D错误。故选B。
5．一束单色光照射处于基态的一群氢原子后，可以测出氢能发出六种频率的光，氢原子的能级图如图所示，如果用这束单色光照射某一逸出功是2.21eV金属，测得从金属中射出电子的最大初动能是（　　）

A．12.75eV B．10.54eV C．9.88eV D．7.99eV
【答案】B
【详解】单色光照射到大量处于基态的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出六种频率的光，根据

可知基态的氢原子跃迁到n =4的激发态，根据玻尔理论得到照射氢原子的单色光的光子能量为

由爱因斯坦光电效应方程，可得从该金属中射出电子的最大初动能为

故B正确；ACD错误。故选B。
6．以下涉及物理学史上的四个大发现，说法正确的有（　　）
A．牛顿通过真实实验和逻辑推理认为重物和轻物下落一样快
B．安培通过实验研究，发现了电流周围存在磁场，并通过安培定则判断方向
C．法拉第以他深刻的洞察力不但提出电场的客观存在，而且引入了电场线
D．伦琴发现了一种射线叫X射线，它是由原子核受激发出的
【答案】C
【详解】A．通过真实实验和逻辑推理认为重物和轻物下落一样快的科学家是伽利略，故A错误；B．通过实验研究，发现了电流周围存在磁场，并通过安培定则判断方向的科学家是奥斯特，故B错误；C．法拉第不但提出电场的客观存在，而且引入了电场线，故C正确；D．伦琴发现了一种射线叫X射线，它是由原子内层电子受激发出的，故D错误。故选C。
7．在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列叙述符合历史事实的是（　　）
A．卡文迪许通过实验测出了引力常量G
B．牛顿总结出了行星运动的三大规律
C．爱因斯坦发现了万有引力定律
D．开普勒建立了狭义相对论
【答案】A
【详解】A．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间的万有引力的测量，比较准确地得出了G的数值，故A正确；B．德国天文学家开普勒通过研究丹麦天文学家第谷的行星观测记录，总结出了行星运动的三大规律，故B错误；CD．牛顿发现了万有引力定律，爱因斯坦建立了狭义相对论，故CD错误。故选A。
8．如图所示是一定质量的理想气体的体积V和摄氏温度t的关系图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列说法正确的有（  ）

A．气体的内能增大
B．气体的压强减小
C．气体的压强不变
D．气体对外做功，同时从外界吸收热量
【答案】ABD
【详解】A．A到B气体的温度升高，内能增大，故A正确；BC．在V-t图象中等压线是延长线过-273.15℃的直线，斜率越大，压强越小，气体从状态A到状态B的过程中，压强变小，故B正确，C错误；
D．从状态A到状态B，体积增大，气体对外做功，W＜0；温度升高，内能增大，△U＞0，根据热力学第一定律△U=W+Q知Q＞0，故D正确；故选ABD。
9．下列现象是由表面张力引起的是（　　）
A．钢针浮在水面上
B．船只浮在水面上
C．太空飞船中自由漂浮的水滴呈球形
D．布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水
【答案】ACD
【详解】A．钢针受到水的表面张力作用，与所受重力平衡，浮在水面上，A正确；B．船只在水的浮力作用下浮在水面上，与表面张力无关，B错误；C．太空飞船中自由漂浮的水滴在表面张力作用下使表面积收缩到最小，即呈球形，C正确；D．由于雨水表面存在表面张力，虽然布伞布料有缝隙，但不漏雨水，D正确。故选ACD。
10．下列说法正确的是（　　）
A．液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面有表面张力
B．物体中所有分子的热运动动能的总和叫做物体的内能
C．热力学温度T与摄氏温度t的关系为t=T+273.15
D．悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越容易平衡
【答案】A
【详解】A．液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面有表面张力，选项A正确；B．物体中所有分子的热运动动能和势能的总和叫做物体的内能，选项B错误；C．热力学温度T与摄氏温度t的关系为T=t+273.15，选项C错误；D．悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越不容易平衡，选项D错误。故选A。

（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）

1．如图所示，一细束白光经过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　）

A．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大
B．若b光照射某金属可发生光电效应，则c光照射该金属也一定能发生光电效应
C．若分别让a、b、c三色光经过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从同一介质射入空气中，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
【答案】A
【详解】A．由图可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式

可得a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大，故A正确；B．光电效应方程为

若b光照射某金属可发生光电效应，则c照射该金属不一定能发生光电效应，因为c光的折射率小频率低，b光的折射率大频率高，故B错误；C．c光的波长最长，a光的波长最短，由于干涉条纹的间距与波长成正比，则a光的干涉条纹间距最小，故C错误；D．c光的折射率最小，a光的折射率最大，由临界角公式

可得a的临界角最小，c的临界角最大，若让a、b、c三色光以同一入射角，从同一介质射入空气中，b光恰能发生全反射，则c光一定没有发生全反射，故D错误。故选A。
2．下列描述符合物理学史实的是（　　）
A．贝可勒尔首先发现了X射线
B．波尔理论成功的解释了所有的原子光谱问题
C．普朗克首先把能量子引入了物理学，正确破除了“能量连续变化”的传统观念
D．英国物理学家汤姆孙发现电子并测定了电子电荷量
【答案】C
【详解】A．伦琴发现X射线，A错误；B．波尔理论成功的解释了氢原子光谱问题，B错误；C．普朗克首先把能量子引入了物理学，正确破除了“能量连续变化”的传统观念，C正确。
D．电子电荷量由密立根测定，D错误；故选C。
3．关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（　　）
A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能
D．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的
【答案】D
【详解】AB．第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违反热力学第二定律。故AB错误；C．由热力学第一定律
ΔU=W+Q
可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，同时做功和热传递也不一定会改变内能。故C错误；D．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的，但会引起其他变化。故D正确。
故选D。
4．下列说法中，正确的是（  ）
A．第二类永动机不能制成的原因是因为违背了能量守恒定律
B．布朗运动就是分子热运动
C．液体表面张力形成原因是表面层液体分子比内部更密集
D．晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点
【答案】D
【详解】A．第二类永动机不能制成的原因是因为违背了热力学第二定律，故A错误；B．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，不是分子运动，故B错误；C．液体表面张力形成原因是表面层液体分子比内部更稀疏，故C错误；D．晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，故D正确。故选D。
5．如图甲所示，内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，初始时汽缸开口向上放置，活塞处于静止状态。现将汽缸倒立挂起，稳定后如图乙所示，该过程中缸内气体（　　）

A．内能增加，外界对气体做正功
B．内能减小，所有分子热运动速率都减小
C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少
D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加
【答案】C
【详解】A．初始时气缸开口向上，活塞处于平衡状态，气缸内外气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡，设初始时气缸内的压强为p1，活塞的面积为S，则有
p1S=p0S+mg
将汽缸倒立挂起，气缸内的压强为p2，活塞的面积为S，则有
p2S=p0S-mg
由此可知气体的压强减小，气体膨胀，气体对外做功
Wλ2>λ3）的三条谱线，则有
hν3＝hν2＋hν1，λ＝
因此
h＝h＋h
即
＝＋
故C错误；D．若处于第2能级状态的氢原子跃迁后辐射出的光能使某金属板发生光电效应，由于从第5能级跃迁到第2能级时辐射出的光的能量小于第2能级状态的氢原子向基态跃迁辐射出的光的能量，不一定能使此金属板发生光电效应，故D错误。故选A。
8．下列说法正确的是（　　）
A．X射线是原子外层电子跃迁时发射的波长很短的电磁波
B．粒子散射实验中用金箔而没有用铝箔，主要原因是金的延展性比铝好
C．汤姆孙求出了阴极射线的比荷，并粗略测到了该种粒子的电荷量，发现了电子
D．核子结合成原子核释放的能量叫作结合能，结合能越大，原子核越稳定
【答案】BC
【详解】A．X射线是原子内层电子跃迁时发射的波长很短的电磁波，故A错误；B．α粒子散射实验中用金箔而没有用铝箔，主要原因是金的延展性比铝好，且金的原子核质量较大，可以使α粒子发生散射，故B正确；C．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转，确定了阴极射线的本质是带负电的粒子流，并测到了该种粒子的电荷量，发现了电子，故C正确；D．比结合能越大，原子核越稳定，故D错误。故选BC。
9．中国自主三代枝电“华龙一号”示范工程第2台机组——中枝集团福清核电6号机组于2022年3月25日投入商业运行，至此“华龙一号“示范工程全面建成投运，两台机组每年总发电量约200亿千瓦·时。“华龙一号”在安全、技术和经济指标上已经达到或超过了国际三代核电用户需求。“华龙一号”利用重核的裂变，一个重要的核反应方程是。则（　　）
A．快中子更容易使轴核裂变
B．核反应式中x=3
C．Kr的比结合能大于U的比结合能
D．“华龙一号”两台机组发电一年需消耗U核约为0.8kg
【答案】BC
【详解】A．速度很大的快中子不容易被俘获，则需要慢中子轰击铀核才容易发生裂变反应，故A错误；
B．根据反应前后质量数守恒可得

解得

故B正确；
C．根据比结合能和原子序数的关系图可知，的比结合能大于的比结合能。另外该核反应释放了能量，得到比更稳定，则的比结合能大于的比结合能。故C正确；
D．根据质能方程

可知，产生200亿千瓦·时对应的质量亏损为0.8kg，考虑到发电效率，原子核消耗的质量应当大于0.8kg。故D错误。故选BC。
10．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可忽略）。如果不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计。关于该气温计的说法正确的是（　　）

A．气温计刻度是均匀的，左大右小
B．读数变大过程，罐中气体压强增大
C．读数变大过程，罐中气体对外做功，内能增大
D．读数变小过程，罐中气体放出的热量大于外界对其做的功
【答案】CD
【详解】A．由题意可知，罐内气体做等压变化，由盖−吕萨克定律可知，当罐内气体温度升高时，气体的体积增大，吸管内的油柱向右移动，则吸管上的温度刻度值左小右大，A错误；B．吸管内的油柱受内外气压的作用处于平衡状态，所以温度升高时，即读数变大过程，罐中气体做等压变化，压强不变，B错误；
C．读数变大过程，罐内气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，则气体对外做功W小于气体向外界吸收的热量Q，C正确；D．读数变小过程，罐内气体温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，因此罐中气体放出的热量大于外界对其做的功，D正确。故选CD。


（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）

1．下列叙述正确的是（　　）
A．康普顿效应和光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除具有能量之外还具有动量
B．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道，放出光子，电子的动能减小，电势能增加
C．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率可能等于吸收光子的频率
D．结合能越大，原子核越稳定
【答案】C
【详解】A．康普顿效应和光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子除了具有能量之外还具有动量，后者表明光子具有能量，故A错误；B．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道的过程中，放出光子，电子的动能增大，电势能减小。故B错误；C．处于基本的氢原子吸收一个光子跃近到激发态，再向低能级跃迁时辐射子的频率小于或等于入射光子的频率。故C正确；D．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，故D错误。故选C。
2．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（　　）
A．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电势能增大，电子的动能减小，原子的总能量减小
B．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
C．原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变
D．原子核越大，它的结合能越高，原子核越稳定
【答案】C
【详解】A．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电势能增大，电子的动能减小，原子的总能量增大，故A错误；B．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故B错误；C．原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变，故C正确；D．比结合能越高，原子核越稳定；原子核越大，它的结合能越高，但比结合能不一定越高，故D错误。故选C。
3．下列说法正确的是（　　）
A．研制核武器的钚239（Pu） 由铀239（U）经过2次β衰变而产生
B．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
C．20g的U经过两个半衰期后，质量变为15g
D．U在中子轰击下，生成Sr和Xe的核反应前后，原子核的核子总数减少
【答案】A
【详解】A．经过β衰变电荷数多1，质量数不变，所以钚239由铀239经过2次β衰变而产生，故A正确；B．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的核聚变反应，故B错误；C．根据半衰期公式

可得

即20g的U经过2个半衰期后其质量变为5g，故C错误；
D．核反应前后，原子核的核子总数守恒，故D错误。故选A。
4．若以M表示水的摩尔质量，表示液态水的摩尔体积，表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，为液态水的密度，为标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，、分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式正确的是（　　）
A．= B．=
C．= D．=
【答案】A
【详解】A．由摩尔质量的意义可知

对液态水，由密度的定义可得

解得
=
故A正确；BD． 由于水蒸气分子间有较大距离，所以

对水蒸气

故BD错误；C．由

可得

故C错误。故选A。
5．如图所示，粗细均匀两端开口的U形玻璃管，管内注入一定量的水银，但在其中封闭了一段空气柱，其长度为l。在空气柱上面的一段水银柱长为，空气柱下面的水银面与左管水银面相差为。若往管内加入适量水银（水银没有溢出），则（　　）

A．水银加入右管，l变短，变大
B．水银加入左管，l不变，变大
C．水银加入右管，l变短，不变
D．水银加入左管，l变短，变大
【答案】A
【详解】AC．以右侧管中封闭气体做为研究对象，根据同一液面处压强相等知，封闭气体压强为

左侧水银柱根据连通器的原理可得

联立可知

故无论在左管或右管加入水银，平衡后都有

水银加入右管， h2变大，加入水银后，封闭气体的压强变大，而温度不变，由可知体积变小，则l变短，故A正确，C错误；
BD．当水银加入左管，h1不变，则h2不变，空气柱压力不变，l不变，故BD错误。故选A。
6．液体表面张力产生的原因是（　　）
A．表面层的液体分子受到空气分子吸引
B．液体表面层中的分子间距离比内部小，分子间相互作用表现为引力
C．液体表面层中的分子间距离比内部大，分子间相互作用表现为引力
D．液体表面层中的分子间距离比内部大，分子间相互作用表现为斥力
【答案】C
【详解】与气体接触的液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，但由于分子间的距离大于分子的平衡距离，分子引力大于分子斥力，分子力表现为分子引力，即存在表面张力。故选C。
7．如图所示，密封的矿泉水瓶中，由于底部放置在加热装置上，距瓶底部越近，水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。轻轻挤压矿泉水瓶，使得小瓶缓慢向底部下沉，小瓶内气体不断吸热，则在小瓶逐渐下沉的过程中，小瓶内气体（　　）

A．内能减少
B．增加的内能大于吸收的热量
C．对外界做正功
D．温度升高，分子的速率都增大
【答案】B
【详解】A．距瓶底部越近，水的温度越高，因此小瓶下沉过程中，小瓶内气体温度升高，则其内能增大，故A错误；
BC．轻轻挤压矿泉水瓶，小瓶所受浮力减小，缓慢向底部下沉，可知小瓶内气体体积减小，所以外界对小瓶内气体做正功，由热力学第一定律，可知增加的内能大于吸收的热量，故B正确，C错误；
D．温度升高，小瓶内气体分子平均速率变大，运动速率大的分子所占比例增加，但不是分子速率都增大，故D错误。故选B。
8．全飞秒激光是国际上最先进的角膜屈光手术模式之一，目前仅德国蔡司的“VisuMax”全飞秒激光系统可以应用于“全飞秒”近视矫正手术中。经查阅资料得知，飞秒激光是一种波长1053nm 的激光，已知普朗克常数为 6.63´10-34 J ×s 则下列说法正确的是（　　）

A．飞秒激光的传播速度有可能超过3´108 m/s
B．飞秒激光光子的能量是不连续的
C．飞秒激光的频率为1.053´106 Hz
D．飞秒激光的光子能量约为1.2eV
【答案】BD
【详解】A．根据爱因斯坦的相对论观点，飞秒激光的速度不可能超过光在真空中的速度，故A错误；B．根据爱因斯坦光子说，可知飞秒激光的能量的变化是不连续的，故B正确；C．飞秒激光的频率为

故C错误；D．飞秒激光的光子能量约为

故D正确。故选BD。
9．目前，地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部核聚变时释放的核能。如图所示，太阳能路灯的额定功率为，光电池系统的光电转换效率为。用表示太阳辐射的总功率，太阳与地球的间距为，地球半径为，真空光速为。太阳光传播到达地面的过程中大约有的能量损耗，电池板接收太阳垂直照射的等效面积为。则在时间内，下列说法正确的有（  ）

A．路灯正常工作消耗的太阳能约为
B．因释放核能而带来的太阳质量变化约为
C．到达地球表面的太阳辐射总能量约为
D．路灯正常工作所需日照时间约为
【答案】BCD
【详解】A．路灯正常工作消耗的太阳能约为

故A错误；B．根据

因释放核能而带来的太阳质量变化约为

故B正确；
C．以太阳为球心，为半径的球面积为

到达地球单位面积功率为

到达地球表面的太阳辐射总能量约为

故C正确；D．路灯需要的总能量为

路灯正常工作所需日照时间约为

故D正确。故选BCD。
10．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理如图所示。座舱M与气闸舱N之间装有阀门K，座舱M中充满空气，气闸舱N内为真空。航天员从太空返回气闸舱N后，打开阀门K，M中的气体进入N中，最终达到平衡。此过程中气体与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　）

A．气体对外不做功，气体内能不变
B．气体体积膨胀，对外做功，内能减小
C．气体温度降低，体积增大，压强减小
D．N中气体不能自发地全部退回到M中
【答案】AD
【详解】AB．M中的气体自由扩散膨胀，没有对外做功，又因为整个系统与外界没有热交换，根据热力学第一定律

可知，气体内能不变，选项A正确、B错误；
C．因气体内能不变，故温度不变，根据玻意耳定律等于定值可知，扩散后气体的体积V增大，压强p减小，选项C错误；
D．根据热力学第二定律可知，一切宏观热现象均具有方向性，故N中气体不能自发地全部退回到M中，选项D正确。故选AD。

（第1小题-第7小题为单选题，第8小题-第10小题为多选题）

1．下列说法正确的是（　　）
A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成
B．第一类永动机违反热力学第二定律，因此不可能制成
C．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
D．从单一热库吸收热量，使之完全变为功，是提高机械效率的常用手段
【答案】C
【详解】A．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，故A错误；B．第一类永动机不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律，故B错误；C．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，但同时会产生其他影响，故C正确；D．根据热力学第二定律可知，从单一热库吸收热量，使之完全变为功而不产生其他影响，是不可能实现的，故D错误。故选C。
2．装有一定质量理想气体的薄铝筒开口向下浸在恒温水槽中，如图所示，现推动铝筒使其缓慢下降，铝筒内气体无泄漏，则铝筒在下降过程中，筒内气体不可能的是（　　）

A．压强增大 B．内能增大
C．外界对气体做正功 D．分子平均动能不变
【答案】B
【详解】A．缓慢推动铝筒铝筒在下降过程中筒内气体压强为

随着铝筒下降，筒内外液体高度差h增大，则气体压强增大，故A正确，不符合题意；BD．由于水温恒定，薄铝筒导热良好，温度不变，故气体内能不变，分子平均动能不变，故B错误，符合题意；D正确，不符合题意；C．筒内气体发生等温变化，根据玻意耳定律

可知，铝筒内气体被压缩，体积减小，外界对气体做功，故，故C正确，不符合题意。故选B。
3．“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。如图甲所示，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图乙。下列说法正确的是（　　）

A．能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是B位置
B．“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水相比偏小
C．“水桥”表面层中水分子距离与其内部水分子相比偏小
D．王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程分子力做正功
【答案】D
【详解】AC．在“水桥”内部，分子间的距离在r0左右，分子力约为零，而在“水桥”表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引，从而使“水桥”表面绷紧，所以能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是C位置，故AC错误；B．分子间距离从大于r0减小到r0左右的过程中，分子力表现为引力，做正功，则分子势能减小，所以“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水相比偏大，故B错误；D．王亚平放开双手，“水桥”在表面张力作用下收缩，而“水桥”与玻璃板接触面的水分子对玻璃板有吸引力作用，在两玻璃板靠近过程中分子力做正功，故D正确。故选D。
4．2021年中国的“人造太阳”技术创造了新的世界纪录，人造太阳中发生的主要是氢的同位素——氘和氚的核聚变反应。下列说法正确的是（　　）
A．该核反应过程吸收能量
B．该核反应生成物的质量大于反应物的质量
C．氘、氚的核聚变反应方程式为，其中X是中子
D．该核反应放出的能量来源于氘、氚原子中电子从高能级向低能级跃迁
【答案】C
【详解】A．该核反应过程释放能量，因此有质量亏损，该核反应生成物的质量小于反应物的质量，故AB错误；C．根据质量数守恒、电荷数守恒，氘、氚的核聚变反应方程式为

X质量数是
2+3-4=1
电荷数是
1+1-2=0
X是中子，故C正确；D．该核反应放出的能量来源于原子核聚变反应质量亏损，而不是核外电子的跃迁，故D错误。故选C。
5．氢原子能级如图甲所示。一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，只能得到3条电流随电压变化的图线，如图丙所示。下列说法正确的是（  ）

A．阴极K材料的逸出功为12.75eV
B．a光的波长大于b光的波长
C．图中M点的数值为-6.34
D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数一定持续增大
【答案】C
【详解】A．一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出光的频率数为

发出的光子频率由低到高依次为、、、、、，则
，，
，，
但只检测到3条电流，根据光电效应方程，分析图乙可知，a的遏止电压最大，其次为b和c，所以发生光电效应的能量值为
， ，
由
，
解得阴极K材料的逸出功为

故A错误；
B．由，可知a光的波长小于b光的波长，故B错误；
C．由

所以

因此图中M点的数值为-6.34，故C正确；D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，正向电压增大，刚开始电流表示数会增大，但达到饱和电流以后电流表的示数不变，故D错误。故选C 。
6．如图所示，铯133原子基态有两个超精细能级，从能级2跃迁到能级1发出光子的频率约为9.2×109Hz，时间单位“秒”是根据该辐射光子的频率定义的。可见光波长范围为400nm～700nm。则（　　）

A．秒是国际单位制中的导出单位
B．该跃迁辐射出的是γ射线
C．铯133从激发态向基态跃迁时辐射光子的频率大于9.2×109Hz
D．用频率为9.2×109Hz的光照射锌板，能发生光电效应
【答案】C
【详解】A．秒是国际单位制中的基本单位不是导出单位，A错误；B．γ射线是波长短于0.01埃的电磁波，频率超过300EHz（3×1020Hz），从能级2跃迁到能级1发出光子的频率约为9.2×109Hz，故跃迁辐射出的不是γ射线，B错误；C．铯133从激发态向基态跃迁时辐射光子的频率大于从能级2跃迁到能级1发出光子的频率即大于9.2×109Hz，C正确；D．已知可见光的紫光可以照射锌板使其发生光电效应，而红光不能发生光电效应。紫光的频率约为

红光的频率约为

频率为9.2×109Hz远小于可见光的频率，故用频率为9.2×109Hz的光照射锌板，不能发生光电效应，D错误。故选C。
7．某同学将一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的注射器内，注射器通过非常细的导气管与压强传感器相连，将整套装置置于恒温水池中。开始时，活塞位置对应刻度数为“8”，测得压强为P0。活塞缓慢压缩气体的过程中，当发现导气管连接处有气泡产生时，立即进行气密性加固。继续缓慢压缩气体，当活塞位置对应刻度数为“2”时停止压缩，此时压强为。则该过程中（　　）

A．泄漏气体的质量为最初气体质量的
B．气泡在上升过程中会放出热量
C．在压缩气体的过程中，气体分子的平均动能变大
D．泄漏出的气体的内能与注射器内存留气体的内能相等
【答案】A
【详解】A．对被封闭气体，如没有泄露气体，等温变化时，由玻意耳定律

解得
x=6
则泄露气体的质量与最初气体质量之比为
4:6=2:3
A正确；B．气泡在上升过程，随着压强的减小，体积将增大，气体对外做功，由热力学第一定律，温度不变内能不变，则此过程会吸收热量，B错误；C．注射器导热性能良好，在压缩气体的过程中，气体温度不变，气体分子的平均动能不变，C错误；D．由A项分析知泄露出的气体的质量与注射器内存留气体的质量之比为2:1，同种气体，在同样的状态下，显然泄露出的气体内能大于残留气体的内能，D错误。故选A。
8．如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，下列说法正确的是（　　）

A．气体处于状态A时的内能等于处于状态B时的内能
B．气体由状态A变化到状态B的过程中，其内能先减小后增大
C．气体由状态A变化到状态B的过程中，气体从外界吸收的热量为
D．气体的体积为时，其温度最高
【答案】ACD
【详解】A．由理想气体状态方程得

代入数据解得

因为一定质量的理想气体的内能由温度决定，所以理想气体处于状态A时的内能等于处于状态B时的内能，故A正确；BD．题给图象的方程为

根据理想气体状态方程有

联立两式得

所以该式为开口向下的二次函数，当

T有最大值，此时气体的内能最大，所以气体的内能先增大后减小，故B错误，D正确；
C．因为，由热力学第一定律可知，理想气体从状态A变化到状态B的过程中，气体从外界吸收的热量等于气体对外界所做的功，而气体对外界做的功等于力P-V图象中图线与V轴所围图形的面积，可得

故C正确；故选ACD。
9．如图所示是某容器内一定量理想气体的状态变化过程的图象，下列说法正确的是（　　）

A．由状态A到状态的过程中，气体吸收热量，内能不变
B．由状态到状态的过程中，气体吸收热量，内能增加
C．由状态到状态A的过程中，气体放出热量，内能减小
D．气体处于状态A与状态相比，气体分子平均距离较小，分子平均动能较大
【答案】BC
【详解】A．由状态A到状态的过程中，气体体积增大，则气体对外做功，由

可知pV的乘积变大，温度升高，所以气体吸热，内能增大，故A错误；
B．由状态到状态的过程中，做等容变化，压强变大，所以温度升高，气体吸收热量，内能增加，故B正确；C．由状态到状态A的过程中，体积减小，外界对气体做功，且pV的乘积变小，温度降低，所以气体放出热量，内能减小，故C正确；D．气体处于状态A与状态相比，气体体积更小，分子平均距离较小，温度较低，分子平均动能较小，故D错误；故选BC。
10．氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图（b）电路阴极K的金属，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图（c）所示。电子电荷量为，则下列说法正确的是（　　）

A．题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子
B．阴极金属的逸出功为
C．题述光电子能使处于能级的氢原子电离
D．若图（c）中饱和光电流为，则内最少有个氢原子发生跃迁
【答案】CD
【详解】A．题述氢原子跃迁一共能发出6种不同频率的光子，故A错误；B．根据波尔定理，跃迁时能够释放出最大光子能量为

逸出功为

故B错误；C．使n=3能级氢原子电离所需要的能量为1.51eV，题中光电子最大动能大于电离所需要的能量，故能够使n=3能级的氢原子电离，故C正确；D．饱和光电流为3.2μA，则1s内阴极发出的光电子数目为

故D正确。故选CD。