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模块测评验收卷
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)
1.关于分子动理论，下列说法正确的是(　　)
悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越不明显
在使两个分子间的距离由很远减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大
温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，说明所有分子的速率都增大
只要分子之间的距离在减小，分子势能就在减小
2.下列关于热学的一些说法正确的是(　　)
茶叶蛋变色是布朗运动产生的结果
第二类永动机违反了热力学第一定律
温度是分子平均动能的标志，两个动能不同的分子相比，动能大的温度高
一定质量理想气体对外做100 J的功，同时从外界吸收70 J的热量，则它的内能减小30 J
3.如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为(　　)
6 8 10 14
　　
　　　　　　　第4题图　　　　　　　　第5题图
4.一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示，下列说法中正确的是(　　)
a→b过程中，气体体积减小，压强减小
b→c过程中，气体压强不变，体积增大
c→a过程中，气体压强增大，体积减小
c→a过程中，气体内能增大，体积不变
5.下列有关原子核的反应中，正确的是(　　)
U→Th＋He是β衰变
Be＋He→C＋n是核聚变
Po→X＋He是α衰变，其中的y＝206，X的中子数为124
U＋n＝Ba＋Kr＋3n
6.如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是(　　)
处于基态的氢原子吸收10.5 eV的光子后能跃迁至n＝2能级
大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光
若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应
用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41 eV
7.“嫦娥五号”中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能的同时还能提供一定能量用于舱内温度控制。“核电池”利用了Pu的衰变，衰变方程为Pu→X＋Y，下列说法正确的是(　　)
X比Pu的中子数少4个
Pu在月球上和在地球上半衰期相同
一个Pu衰变为X释放的核能为(mPu－mX)c2
Pu发生的是α衰变，α射线具有极强的穿透能力，可用于金属探伤
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
8.关于热力学第一定律、晶体和非晶体及分子势能，以下说法正确的是(　　)
气体对外做功，其内能可能增加
烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
分子势能可能随分子间距离的增加而增加
热量不可能从低温物体传到高温物体
9.为适应太空环境，去太空执行任务的航天员都要穿上航天服，假如在地面上航天服内气压为1 atm，气体体积为2 L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4 L，使航天服达到最大体积，假设航天服内气体可视为理想气体且温度不变，将航天服视为封闭系统，则(　　)
由地面到太空过程中航天服内气体分子平均动能减小
由地面到太空过程中航天服内气体分子的数密度减小
由地面到太空过程中航天服内气体放热
若开启航天服生命保障系统向航天服内充气，使航天服内的气压缓慢达到0.9 atm，则需补充1 atm的等温气体1.6 L
10.已知Rn的半衰期为3.82天，经一系列衰变放出一些射线后最后变成稳定的Pb。此过程中释放的射线垂直磁场方向射入匀强磁场时的偏转情况如图所示。下列说法正确的是(　　)
Rn衰变生成Pb的过程要经过4次α衰变和4次β衰变
Rn比Pb多12个中子
C射线是一种带负电的粒子，可以穿透几米厚的混凝土
升高环境温度、增大压强可能使Rn的半衰期变为4天
三、非选择题(本题共5小题，共54分。)
11.(7分)在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1.0 mL注入2 500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2 500 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数，直到达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有爽身粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上。
(1)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含油酸为______m3(1分)，油膜面积为________m2(1分)，求得的油酸分子直径为______m(1分)(此空保留1位有效数字)。
(2)若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是________(1分)。
A.1 kg油酸所含分子数为ρNA B.1 m3油酸所含分子数为
C.1个油酸分子的质量为 D.油酸分子的直径约为
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。出现这种结果的原因，可能是________(2分)。
A.计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
B.水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
C.做实验之前油酸溶液搁置时间过长
12.(9分)某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的石块的体积。实验步骤如下：
①将石块装进注射器，插入柱塞，再将注射器通过软管与传感器A连接；
②移动柱塞，通过柱塞所在位置对应的刻度读取多组封闭在注射器内的气体体积V，同时记录对应的传感器数据；
③建立直角坐标系，处理实验数据。
(1)在实验操作中，下列说法正确的是________(2分)。
A.图甲中，传感器A为压强传感器
B.在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，应把注射器柱塞移至针筒底部
C.操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变
D.若实验过程中不慎将柱塞拔出针筒，应立即将柱塞插入针筒继续实验
(2)为了在坐标系中获得直线图像，若取纵轴为V，则横轴为________(2分)。
(3)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的图像如图乙所示，若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则石块的体积为________(2分)；若考虑该误差影响，测得软管容积为V0，则石块的体积为________(2分)。
13.(10分)如图是研究光电效应的实验电路和氢原子的能级示意图。现用等离子态的氢气(即电离态，n＝∞)向低能级跃迁时所发出的光照射光电管的阴极K，测得电压表的示数是20 V。已知光电管阴极材料的逸出功是3.6 eV，普朗克常数h＝6.63×10－34 J·s。求：(e＝1.6×10－19 C，c＝3×108 m/s，结果均保留2位有效数字)
(1)(2分)氢气发光的最短波长；
(2)(3分)该光电管阴极材料发生光电效应的极限波长；
(3)(3分)光电子到达阳极A的最大动能为多少电子伏特。
14.(12分)某中学生设计了一款恒压高温报警器，其工作原理如图甲所示。导热性能良好的圆柱形汽缸开口向上，用质量为m＝0.4 kg、横截面积为S＝2 cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，封闭气体在初始状态A时的体积为VA＝6 cm3、热力学温度为TA＝300 K，随着环境温度的升高，当活塞上表面接触报警器的下端时开始报警，报警前气体由初始状态A变化到某一状态B的V－T图像如图乙所示。已知缸外大气压强为p0＝1.0×105 Pa，设定的报警温度为TC＝700 K，气体由状态A到状态B的过程吸收400 J的热量，g取10 m/s2。试求：
(1)(4分)气体由状态A到状态B的过程中内能的增加量ΔU；
(2)(4分)从状态A到开始报警，气体对外做的功W1。
15.(16分)在方向垂直纸面的匀强磁场中，静止的Po沿与磁场垂直的方向放出He后变成Pb的同位素粒子。已知2Po质量为209.982 87 u，Pb的同位素粒子的质量为205.974 6 u，He的质量为4.002 60 u，1 u相当于931.5 MeV的能量。(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，1 eV＝1.6×10－19 J，真空中光速c＝3×108 m/s，计算结果均保留3位有效数字)
(1)(4分)请写出核反应方程并计算该核反应释放的核能；
(2)(6分)若释放的核能以电磁波的形式释放，求电磁波的波长；
(3)(6分)若释放的核能全部转化为粒子的动能，求Pb的同位素粒子和He在磁场中运动的轨道半径之比。
模块测评验收卷
1.A　[悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，微粒受力越衡，布朗运动越不明显，故A正确；在使两个分子间的距离由很远减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小再增大，故B错误；温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，说明分子的平均速率增大，但不是所有分子的速率都增大，故C错误；分子势能的增减取决于分子间作用力做的功，分子之间的距离在减小，分子间作用力不一定总是做正功，所以分子势能不一定总是减小，故D错误。]
2.D　[茶叶蛋变色是扩散现象的结果，A错误；第二类永动机违反了热力学第二定律，B错误；温度是分子平均动能的标志，是统计规律，适用于大量分子，对单个分子不成立，C错误；一定质量理想气体对外做100 J的功，同时从外界吸收70 J的热量，根据热力学第一定律可得ΔU＝Q＋W＝70 J－100 J＝－30 J，可知气体的内能减小30 J，D正确。 ]
3.A　[X的中子数为146，质子数为92，质量数为146＋92＝238，Y的中子数为124，质子数为82，质量数为124＋82＝206，质量数减少238－206＝32，发生α衰变的次数为＝8，发生β衰变的次数为82－(92－2×8)＝6，即在此过程中放射出电子的总个数为6，A正确。]
4.D　[a→b过程中，温度不变，压强减小，根据pV＝C可知体积变大，A错误；b→c过程中，压强不变，温度降低，根据＝C可知体积减小，B错误；c→a过程中，图像为过坐标原点的倾斜直线，所以体积不变，温度升高，压强增大，内能增大，C错误，D正确。]
5.C　[U→Th＋He是α衰变，故A错误；Be＋He→C＋n是原子核的人工转变，不是核聚变，故B错误；Po→X＋He是α衰变，其中的y＝210－4＝206，X的中子数为206－82＝124，故C正确；核反应方程书写一律用箭头，故D错误。]
6.D　[处于基态的氢原子吸收10.2 eV的光子后能跃迁至n＝2能级，不能吸收10.5 eV的光子，故A错误；大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以辐射出C＝6种不同频率的光，故B错误；从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光的能量值大于从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光的能量值，用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时不能发生光电效应，故C错误；处于n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级辐射出的光的能量为hν＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，用该光照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为Ek＝hν－W0＝12.75 eV－6.34 eV＝6.41 eV，故D正确。]
7.B　[根据质量数守恒与电荷数守恒可知238＝234＋n，94＝m＋2，解得m＝92，n＝4，2Pu的衰变方程为2Pu→2U＋He，易知发生的是α衰变，X比2Pu的中子数少2个，故A错误；半衰期与环境条件无关，不会受到阳光、温度、电磁场等环境因素的影响，所以Pu在月球上和在地球上半衰期相同，故B正确；此核反应过程中的质量亏损等于反应前后的质量差，为Δm＝mPu－mX－mα，释放的核能为E＝(mPu－mX－mα)c2，故C错误；α射线的穿透能力较差，不能用于金属探伤，故D错误。]
8.AC　[根据热力学第一定律可知，做功和热传递都可以改变物体的内能，气体对外做功，若同时吸收一定的热量，其内能可能增加，故A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是晶体，故B错误；分子势能随分子之间距离的变化比较复杂，当分子力表现为引力时，距离增大，分子力做负功，分子势能增大，故C正确；根据热力学第二定律可知，在一定的条件下热量可能从低温物体传到高温物体，如空调机，故D错误。]
9.BD　[航天服内气体温度不变，气体分子平均动能不变，选项A错误；航天服内气体质量不变，分子数不变，体积膨胀，则单位体积内的分子数减少，即航天服内气体分子的数密度减小，选项B正确；航天服内气体因为体积膨胀对外做功，而航天服内气体温度不变，即内能不变，由热力学第一定律可知气体吸热，选项C错误；设需补充1 atm气体V′后，气压达到p3＝0.9 atm，取航天服内原有气体和充入的气体为研究对象，由玻意耳定律得p1(V1＋V′)＝p3V2，解得V′＝1.6 L，选项D正确。]
10.AB　[设Rn衰变生成Pb的过程要经过x次α衰变和y次β衰变，则Rn→xHe＋ye＋Pb，有222＝4x＋206，86＝2x－y＋82，联立解得x＝4，y＝4，所以要经过4次α衰变和4次β衰变，A正确；Rn有136个中子，Pb有124个中子，所以Rn比Pb多12个中子，B正确；根据C射线的运动轨迹和左手定则，可以判断C射线带负电，为β射线，其穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板，但不能穿透几米厚的混凝土，C错误；原子核的半衰期只与原子核本身有关，与其所处的环境无关，D错误。]
11.(1)4×10－12　1.14×10－2　4×10－10　(2)B　(3)B
解析　(1)一滴油酸酒精溶液含油酸的体积为
V＝××10－6 m3＝4×10－12 m3
超过半格的有114格，故油膜面积为
S＝114×1×10－4 m2＝1.14×10－2 m2
油酸分子直径为d＝＝4×10－10 m。
(2)1 kg油酸所含分子数为N＝，A错误；1 m3油酸所含分子数为N＝NA＝NA＝，B正确；1个油酸分子的质量为m0＝，C错误；设油酸分子为球形且直径为d，则一个油酸分子的体积为V0＝π，油酸的摩尔体积为V＝，则阿伏加德罗常数可表示为NA＝，联立可解得d＝，D错误。
(3)计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，使格数偏多，面积偏大，则直径测量值偏小，A错误；水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，使面积测量值偏小，直径测量值偏大，B正确；做实验之前油酸溶液搁置时间过长，酒精挥发使得油酸浓度变大，仍按原来的浓度计算，则计算值偏小，因此测量值偏小，C错误。
12.(1)AC　(2)　(3)b　b＋V0
解析　(1)封闭在注射器内的气体发生等温变化，从注射器的刻度上可以读出体积，因此传感器A应为压强传感器，A正确；在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，应使注射器封住一定质量的气体，因此不必将柱塞移至针筒底部，B错误；操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变，C正确；若实验过程中不慎将柱塞拔出针筒，气体的质量发生变化，则所得数据全部作废，应重新做实验，D错误。
(2)为使作出的图像为一条直线，根据玻意耳定律pV＝C(常量)，可知横轴应为。
(3)设石块体积为V1，若忽略软管容积，对一定质量的气体，温度不变时，根据玻意耳定律可得p(V－V1)＝C，整理得V＝＋V1，由此可得V1＝b；若软管的容积V0不能忽略，则根据玻意耳定律可得p(V＋V0－V1)＝C，整理得V＝＋V1－V0，可知V1－V0＝b，故V1＝b＋V0。
13.(1)9.1×10－8 m　(2)3.5×10－7 m　(3)30 eV
解析　(1)当光子的能量最大时，其频率最大，波长最短，根据跃迁公式
hνmax＝E∞－E1＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV
又hνmax＝h
解得最短波长λ＝9.1×10－8 m。
(2)根据逸出功W0＝hν0＝，解得λ0＝3.5×10－7 m。
(3)由图可知，电压表电压U＝20 V为正向电压，根据动能定理可得
eU＝Ekm－Ek，又Ek＝hνmax－W0，得Ekm＝eU＋hνmax－W0
＝20 eV＋13.6 eV－3.6 eV＝30 eV。
14.(1)399.28 J　(2)0.96 J
解析　(1)气体由状态A到状态B发生等压变化，由题图乙可知，此过程气体的体积增加量为ΔV＝6 cm3＝6×10－6 m3
设气体压强为p，对活塞受力分析有pS＝p0S＋mg
此过程中外界对气体做的功为W＝－p·ΔV
由热力学第一定律可知，此过程中气体的内能增加量为ΔU＝Q＋W
又Q＝400 J
联立解得ΔU＝399.28 J。
(2)由状态A到刚开始报警，气体发生等压变化
由盖－吕萨克定律有＝
此过程气体对外做功为W1＝p(VC－VA)
联立解得W1＝0.96 J。
15.(1)Po→Pb＋He　5.28 MeV　(2)2.35×10－13 m　(3)1∶41
解析　(1)根据质量数守恒和电荷数守恒可知，该核反应方程为
Po→Pb＋He
该核反应的质量亏损为Δm＝mPo－mPb－mHe
＝209.982 87 u－205.974 6 u－4.002 60 u＝0.005 67 u
根据爱因斯坦质能方程得释放的核能为
ΔE＝Δmc2＝0.005 67×931.5 MeV＝5.28 MeV。
(2)若释放的核能以电磁波的形式释放，则
ΔE＝hν＝h
代入数据得电磁波的波长λ＝2.35×10－13 m。
(3)该核反应过程遵循动量守恒定律，取He的速度方向为正方向，则有
mHevHe－mPbvPb＝0
根据洛伦兹力提供向心力得qvB＝m
则r＝
故Pb的同位素粒子和He在磁场中运动的轨道半径之比为＝。(共39张PPT)
模块测评验收卷
(时间：75分钟　满分：100分)
A
1.关于分子动理论，下列说法正确的是(　　)
A.悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越不明显
B.在使两个分子间的距离由很远减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大
C.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，说明所有分子的速率都增大
D.只要分子之间的距离在减小，分子势能就在减小
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)
解析　悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，微粒受力越衡，布朗运动越不明显，故A正确；在使两个分子间的距离由很远减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小再增大，故B错误；温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，说明分子的平均速率增大，但不是所有分子的速率都增大，故C错误；分子势能的增减取决于分子间作用力做的功，分子之间的距离在减小，分子间作用力不一定总是做正功，所以分子势能不一定总是减小，故D错误。
D
2.下列关于热学的一些说法正确的是(　　)
A.茶叶蛋变色是布朗运动产生的结果
B.第二类永动机违反了热力学第一定律
C.温度是分子平均动能的标志，两个动能不同的分子相比，动能大的温度高
D.一定质量理想气体对外做100 J的功，同时从外界吸收70 J的热量，则它的内能减小30 J
解析　茶叶蛋变色是扩散现象的结果，A错误；第二类永动机违反了热力学第二定律，B错误；温度是分子平均动能的标志，是统计规律，适用于大量分子，对单个分子不成立，C错误；一定质量理想气体对外做100 J的功，同时从外界吸收70 J的热量，根据热力学第一定律可得ΔU＝Q＋W＝70 J－100 J＝－30 J，可知气体的内能减小30 J，D正确。
A
3.如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为(　　)
A.6 　　B.8 C.10 　　D.14
D
4.一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示，下列说法中正确的是(　　)
A.a→b过程中，气体体积减小，压强减小
B.b→c过程中，气体压强不变，体积增大
C.c→a过程中，气体压强增大，体积减小
D.c→a过程中，气体内能增大，体积不变
C
5.下列有关原子核的反应中，正确的是(　　)
D
6.如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是(　　)
A.处于基态的氢原子吸收10.5 eV的光子后能跃迁至n＝2能级
B.大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光
C.若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应
D.用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41 eV
B
AC
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
8.关于热力学第一定律、晶体和非晶体及分子势能，以下说法正确的是(　　)
A.气体对外做功，其内能可能增加
B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
C.分子势能可能随分子间距离的增加而增加
D.热量不可能从低温物体传到高温物体
解析　根据热力学第一定律可知，做功和热传递都可以改变物体的内能，气体对外做功，若同时吸收一定的热量，其内能可能增加，故A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是晶体，故B错误；分子势能随分子之间距离的变化比较复杂，当分子力表现为引力时，距离增大，分子力做负功，分子势能增大，故C正确；根据热力学第二定律可知，在一定的条件下热量可能从低温物体传到高温物体，如空调机，故D错误。
BD
9.为适应太空环境，去太空执行任务的航天员都要穿上航天服，假如在地面上航天服内气压为1 atm，气体体积为2 L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4 L，使航天服达到最大体积，假设航天服内气体可视为理想气体且温度不变，将航天服视为封闭系统，则(　　)
A.由地面到太空过程中航天服内气体分子平均动能减小
B.由地面到太空过程中航天服内气体分子的数密度减小
C.由地面到太空过程中航天服内气体放热
D.若开启航天服生命保障系统向航天服内充气，使航天服内的气压缓慢达到0.9 atm，则需补充1 atm的等温气体1.6 L
解析　航天服内气体温度不变，气体分子平均动能不变，选项A错误；航天服内气体质量不变，分子数不变，体积膨胀，则单位体积内的分子数减少，即航天服内气体分子的数密度减小，选项B正确；航天服内气体因为体积膨胀对外做功，而航天服内气体温度不变，即内能不变，由热力学第一定律可知气体吸热，选项C错误；设需补充1 atm气体V′后，气压达到p3＝0.9 atm，取航天服内原有气体和充入的气体为研究对象，由玻意耳定律得p1(V1＋V′)＝p3V2，解得V′＝1.6 L，选项D正确。
AB
三、非选择题(本题共5小题，共54分。)
11.(7分)在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1.0 mL注入2 500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2 500 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数，直到达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有爽身粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上。
(1)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含油酸为______________m3，油膜面积为________m2，求得的油酸分子直径为________m(此空保留1位有效数字)。
(2)若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是________。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。出现这种结果的原因，可能是________。
A.计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
B.水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
C.做实验之前油酸溶液搁置时间过长
答案　(1)4×10－12　1.14×10－2　4×10－10　(2)B　(3)B
解析　(1)一滴油酸酒精溶液含油酸的体积为
超过半格的有114格，故油膜面积为
S＝114×1×10－4 m2＝1.14×10－2 m2
(3)计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，使格数偏多，面积偏大，则直径测量值偏小，A错误；水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，使面积测量值偏小，直径测量值偏大，B正确；做实验之前油酸溶液搁置时间过长，酒精挥发使得油酸浓度变大，仍按原来的浓度计算，则计算值偏小，因此测量值偏小，C错误。
12.(9分)某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的石块的体积。实验步骤如下：
①将石块装进注射器，插入柱塞，再将注射器通过软管与传感器A连接；
②移动柱塞，通过柱塞所在位置对应的刻度读取多组封闭在注射器内的气体体积V，同时记录对应的传感器数据；
③建立直角坐标系，处理实验数据。
(1)在实验操作中，下列说法正确的是________。
A.图甲中，传感器A为压强传感器
B.在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，应把注射器柱塞移至针筒底部
C.操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变
D.若实验过程中不慎将柱塞拔出针筒，应立即将柱塞插入针筒继续实验
(3)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的图像如图乙所示，若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则石块的体积为________；若考虑该误差影响，测得软管容积为V0，则石块的体积为________。
解析　(1)封闭在注射器内的气体发生等温
变化，从注射器的刻度上可以读出体积，
因此传感器A应为压强传感器，A正确；
在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，
应使注射器封住一定质量的气体，因此不必将柱塞移至针筒底部，B错误；操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变，C正确；若实验过程中不慎将柱塞拔出针筒，气体的质量发生变化，则所得数据全部作废，应重新做实验，D错误。
13.(10分)如图是研究光电效应的实验电路和氢原子的能级示意图。现用等离子态的氢气(即电离态，n＝∞)向低能级跃迁时所发出的光照射光电管的阴极K，测得电压表的示数是20 V。已知光电管阴极材料的逸出功是3.6 eV，普朗克常数h＝6.63×10－34 J·s。求：(e＝1.6×10－19 C，c＝3×108 m/s，结果均保留2位有效数字)
(1)氢气发光的最短波长；
(2)该光电管阴极材料发生光电效应的极限波长；
(3)光电子到达阳极A的最大动能为多少电子伏特。
答案　(1)9.1×10－8 m　(2)3.5×10－7 m (3)30 eV
解析　(1)当光子的能量最大时，其频率最大，
波长最短，根据跃迁公式
hνmax＝E∞－E1＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV
(3)由图可知，电压表电压U＝20 V为正向电压，
根据动能定理可得eU＝Ekm－Ek，
又Ek＝hνmax－W0，
得Ekm＝eU＋hνmax－W0＝20 eV＋13.6 eV－3.6 eV＝30 eV。
14.(12分)某中学生设计了一款恒压高温报警器，其工作原理如图甲所示。导热性能良好的圆柱形汽缸开口向上，用质量为m＝0.4 kg、横截面积为S＝2 cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，封闭气体在初始状态A时的体积为VA＝6 cm3、热力学温度为TA＝300 K，随着环境温度的升高，当活塞上表面接触报警器的下端时开始报警，报警前气体由初始状态A变化到某一状态B的V－T图像如图乙所示。已知缸外大气压强为p0＝1.0×105 Pa，设定的报警温度为TC＝700 K，气体由状态A到状态B的过程吸收400 J的热量，g取10 m/s2。试求：
(1)气体由状态A到状态B的过程中内能的增加量ΔU；
(2)从状态A到开始报警，气体对外做的功W1。
答案　(1)399.28 J　(2)0.96 J
解析　(1)气体由状态A到状态B发生等压变化，
由题图乙可知，此过程气体的体积增加量为
ΔV＝6 cm3＝6×10－6 m3
设气体压强为p，对活塞受力分析有pS＝p0S＋mg
此过程中外界对气体做的功为W＝－p·ΔV
由热力学第一定律可知，此过程中气体的内能增加量为ΔU＝Q＋W
又Q＝400 J
联立解得ΔU＝399.28 J。
(2)由状态A到刚开始报警，气体发生等压变化
此过程气体对外做功为W1＝p(VC－VA)
联立解得W1＝0.96 J。
解析　(1)根据质量数守恒和电荷数守恒可知，
该核反应的质量亏损为
Δm＝mPo－mPb－mHe＝209.982 87 u－205.974 6 u－4.002 60 u＝0.005 67 u
根据爱因斯坦质能方程得释放的核能为
ΔE＝Δmc2＝0.005 67×931.5 MeV＝5.28 MeV。
代入数据得电磁波的波长λ＝2.35×10－13 m。
mHevHe－mPbvPb＝0

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