人教版(新教材)高中物理選擇性必修3模塊綜合試卷3

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE1模塊綜合試卷(滿分：100分)一、單項選擇題(本題8小題，每小題3分，共24分)1．(2020·洛陽市第一高級中學高二月考)在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用，下列說法符合歷史事實的是()A.德布羅意大膽的把光的波粒二象性推廣到了實物粒子，提出實物粒子也具有波動性的假設B．貝克勒爾通過對天然放射性現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C．盧瑟福通過α粒子散射實驗，證實了在原子核內(nèi)存在質(zhì)子D．湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線就是高速氦核流〖答案〗A〖解析〗德布羅意大膽的把光的波粒二象性推廣到了實物粒子，提出實物粒子也具有波動性的假設，選項A正確；貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)天然放射性現(xiàn)象，但沒有發(fā)現(xiàn)原子中存在原子核，選項B錯誤；盧瑟福通過α粒子散射實驗的研究得到了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，選項C錯誤；湯姆孫通過陰極射線在電場和在磁場中的偏轉(zhuǎn)實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線就是高速電子流，選項D錯誤．2．(2020·都昌縣獅山中學高二月考)關于晶體和非晶體及分子勢能，以下說法錯誤的是()A．氣體對外做功，其內(nèi)能可能增加B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體C．分子勢能可能隨分子間距離的增加而增加D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w〖答案〗B〖解析〗內(nèi)能改變有兩種方式，做功和傳熱，由于未說明傳熱情況，故內(nèi)能可能增加，A選項正確；燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明云母片導熱各向異性，所以云母片是晶體，而非蜂蠟，B選項錯誤；當r＞r0時，間距增大，分子力做負功，分子勢能增大，C選項正確；晶體和非晶體可以相互轉(zhuǎn)變，比如天然的水晶是晶體，而熔融后的玻璃是非晶體，D選項正確，本題選錯誤的，故選B.3．(2020·北京高二月考)下列說法中正確的是()圖1A．圖1甲中，兩個分子從很遠處逐漸靠近，直到不能再靠近為止的過程中，分子間相互作用的合力先變小后變大B．乙圖中，在測量分子直徑時，可把油膜厚度視為分子直徑C．丙圖中，猛推木質(zhì)推桿，密閉的氣體溫度升高，壓強變大，氣體對外界做功D．丁圖中，電冰箱的工作過程表明，熱量可以自發(fā)的從低溫物體向高溫物體傳遞〖答案〗B〖解析〗題圖甲中兩個分子從很遠處逐漸靠近的過程中，分子引力和斥力都增大，但引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力并且分子力先增大后減小，當減小到零后，隨兩分子靠近，分子力表現(xiàn)為斥力，并且逐漸增大，故A錯誤；題圖乙中是單分子油膜，因此油膜厚度就可以視為分子直徑，故B正確；丙圖中，猛推木質(zhì)推桿，由于速度快，傳熱沒來得及進行，只有外界對氣體做功，內(nèi)能增大，壓強變大，溫度升高，故C錯誤；根據(jù)熱力學第二定律，熱量不能自發(fā)地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，故D錯誤．4．關于物體的內(nèi)能，下列敘述中不正確的是()A．溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大B．物體的內(nèi)能不可能為零C．內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動能可能相同D．物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關〖答案〗A〖解析〗溫度是分子平均動能的標志，溫度高只能表明分子平均動能大，而總的分子動能還與分子數(shù)有關，另外內(nèi)能包括分子動能和分子勢能，分子勢能與物體的體積有關，因此不能簡單的說溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大，物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)都有關，A錯誤，D正確；由于分子永不停息的做無規(guī)則運動，分子動能不可能為零，因此物體的內(nèi)能不可能為零，B正確；溫度相同，分子的平均動能相同，但分子勢能不一定相同，因此內(nèi)能有可能不同，比如0℃的冰融化成0℃的水，內(nèi)能增加，C正確．5．關于近代物理常識，下列說法中正確的是()A．質(zhì)量守恒和電荷數(shù)守恒是核反應遵循的基本規(guī)律B．原子核發(fā)生一次β衰變，該原子外層就失去一個電子C．任何一種金屬都有一個截止頻率，低于這個頻率的光不能使它產(chǎn)生光電效應D．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就只剩下一個氡原子核了〖答案〗C〖解析〗在核反應的過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，但質(zhì)量不一定守恒，A錯誤；β衰變的實質(zhì)是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，電子釋放出來，不是來自核外電子，B錯誤；任何一種金屬都有一個截止頻率，低于這個頻率的光不能使它產(chǎn)生光電效應，C正確；半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對少量的原子核不適用，D錯誤．6．下列有關原子核的反應中，正確的是()A.eq\o\al(238,

92)U→eq\o\al(234,

90)Th＋eq\o\al(4,2)He是β衰變B.eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,

6)C＋eq\o\al(1,0)n是核聚變C.eq\o\al(210,

84)Po→＋eq\o\al(4,2)He是α衰變，其中的y＝206，X的中子數(shù)為124D.eq\o\al(235,

92)U＋eq\o\al(1,0)n＝eq\o\al(144,

56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n〖答案〗C〖解析〗eq\o\al(238,

92)U→eq\o\al(234,

90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰變，故A錯誤；eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n是原子核的人工轉(zhuǎn)變，不是核聚變，故B錯誤；eq\o\al(210,

84)Po→＋eq\o\al(4,2)He是α衰變，其中的y＝210－4＝206，X的中子數(shù)為206－82＝124，故C正確；核反應方程書寫一律用箭頭，故D錯誤．7.某汽缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，其V－T圖像如圖2所示，則在該循環(huán)過程中，下列說法正確的是()圖2A．從狀態(tài)B到C，氣體吸收熱量B．從狀態(tài)C到D，氣體的壓強增大C．從狀態(tài)D到A，單位時間內(nèi)碰撞器壁單位面積的分子數(shù)減少D．若氣體從狀態(tài)C到D，內(nèi)能增加3kJ，對外做功5kJ，則氣體對外界放出熱量8kJ〖答案〗C〖解析〗從狀態(tài)B到C過程氣體發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，氣體放出熱量，A錯誤；由V＝eq\f(C,p)T知，從C到D過程中氣體發(fā)生等壓變化，B錯誤；從D到A過程中，氣體溫度不變，則單個氣體分子碰撞器壁的力不變，壓強變小，則必然是單位時間內(nèi)碰撞器壁單位面積的分子數(shù)減少造成的，C正確；由ΔU＝W＋Q得Q＝8kJ，氣體從外界吸收熱量，D錯誤．8.已知金屬鋅發(fā)生光電效應時產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek跟入射光的頻率ν的關系圖像如圖3中的直線1所示．某種單色光照射到金屬鋅的表面時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E1.若該單色光照射到另一金屬表面時產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E2，E2<E1，關于這種金屬的最大初動能Ek跟入射光的頻率ν的關系圖像應是圖中的()圖3A．a(chǎn) B．bC．c D．上述三條圖線都不正確〖答案〗A〖解析〗根據(jù)光電效應方程知，Ek－ν為一次函數(shù)，斜率是普朗克常量h，h是確定的值，雖然兩金屬的逸出功不同，但兩個Ek－ν圖像的斜率相同，兩個直線平行，同時再利用Ek＝hν－W0，結(jié)合題意E2<E1，hν相同，所以W01<W02，即直線在縱軸上的截距的絕對值W02大，故選項A正確．二、多項選擇題(本題4小題，每小題4分，共16分)9．(2020·南寧三中高二期中)基于圖4中四幅圖的敘述正確的是()圖4A．由圖甲可知，黑體溫度升高時，各種波長的電磁波輻射強度都增加，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動B．由圖乙可知，a光光子的頻率高于b光光子的頻率C．由圖丙可知，該種元素的原子核每經(jīng)過7.6天就有eq\f(1,4)發(fā)生衰變D．由圖丁可知，中等大小的核的比結(jié)合能大，這些核最穩(wěn)定〖答案〗AD〖解析〗由題圖甲可知，黑體溫度升高時，各種波長的電磁波輻射強度都增加，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故A正確．由題圖乙可知，a光光子的頻率低于b光光子的頻率，故B錯誤．由題圖丙可知，大量該種元素的原子核每經(jīng)過7.6天就有eq\f(3,4)發(fā)生衰變，故C錯誤．由題圖丁可知，中等大小的核的比結(jié)合能大，這些核最穩(wěn)定，故D正確．10．如圖5所示是氫原子光譜的兩條譜線，圖中給出了譜線對應的波長及氫原子的能級圖，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子電荷量e＝1.6×10－19C，則()圖5A．Hα譜線對應光子的能量小于Hβ譜線對應光子的能量B．若兩種譜線對應的光子都能使某種金屬發(fā)生光電效應，則Hα譜線對應光子照射到該金屬表面時，形成的光電流較小C．Hα譜線對應光子的能量為1.89eVD．Hα譜線對應的光子是氫原子從n＝4能級躍遷到n＝3能級發(fā)出的〖答案〗AC〖解析〗Hα譜線的波長大于Hβ譜線的波長，故Hα譜線的頻率較小，Hα譜線對應光子的能量小于Hβ譜線對應光子的能量，選項A正確；光強未知，無法確定光電流大小，選項B錯誤；Hα譜線對應光子的能量為E＝heq\f(c,λ)≈3.03×10－19J≈1.89eV，選項C正確；E4－E3＝0.66eV，選項D錯誤．11.(2020·湖北高二期中)封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D，其體積V與熱力學溫度T的關系變化圖像如圖6所示，其中O、A、D三點在同一直線上．在狀態(tài)變化的過程中，說法正確的是()圖6A．從A變化到B氣體的壓強增大B．從B變化到C的過程中氣體體積增大，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少C．從A經(jīng)B到C的兩個過程，氣體分子的平均動能都會增大D．從A經(jīng)B到C的過程中氣體的密度不斷減小〖答案〗AB〖解析〗從A變化到B過程，氣體的體積不變，溫度升高，根據(jù)查理定律可得eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)，氣體的壓強增大，故A正確；從B變化到C的過程中，氣體的溫度不變，體積增大，氣體密度減小，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少，故B正確；從B變化到C的過程中，氣體的溫度不變，氣體分子的平均動能不變，故C錯誤；從A到B的過程，氣體的體積不變，氣體的密度不變，故D錯誤．12.在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，結(jié)果得到一張兩個相切圓1和2的徑跡照片(如圖7所示)，已知兩個相切圓半徑分別為r1、r2，下列說法正確的是()圖7A．原子核可能發(fā)生的是α衰變，也可能發(fā)生的是β衰變B．徑跡2可能是衰變后新核的徑跡C．若衰變方程是eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，則r1∶r2＝1∶45D．若是α衰變，則1和2的徑跡均是順時針方向〖答案〗CD〖解析〗原子核衰變過程系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可知，衰變生成的兩粒子動量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定則知：若生成的兩粒子電性相反則在磁場中的軌跡為內(nèi)切圓，若電性相同則在磁場中的軌跡為外切圓，所以題圖所示為電性相同的粒子，可能發(fā)生的是α衰變，不是β衰變，故A錯誤；核反應過程系統(tǒng)動量守恒，原子核原來靜止，初動量為零，由動量守恒定律可知，原子核衰變后生成的兩核動量p大小相等、方向相反，粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB＝meq\f(v2,r)，解得：r＝eq\f(mv,qB)＝eq\f(p,Bq)，由于p、B都相同，則粒子電荷量q越大，其軌道半徑r越小，由于新核的電荷量大于α粒子的電荷量，則新核的軌道半徑小于α粒子的軌道半徑，則半徑為r1的圓為新核的運動軌跡，半徑為r2的圓為α粒子的運動軌跡，若衰變方程是eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，則r1∶r2＝2∶90＝1∶45，故B錯誤，C正確．若是α衰變，生成的兩粒子電性相同，由左手定則可知，兩粒子都沿順時針方向做圓周運動，故D正確．三、實驗題(本題2小題，共14分)13．(6分)(2021·沂源縣第二中學高二期中)在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟：圖8①用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定．②往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的爽身粉均勻地撒在水面上．③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大?。苡米⑸淦鲗⑹孪扰浜玫挠退峋凭芤阂坏我坏蔚氐稳肓客仓?，記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積．⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上．完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是____________．(填寫步驟前面的序號)(2)油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸1mL，用注射器測得1mL上述溶液有200滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有爽身粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，測得油酸膜的近似輪廓如圖8所示，圖中正方形小方格的邊長為1cm，則每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________mL，油酸膜的面積是________cm2.根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是________m．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)〖答案〗(1)④①②⑤③(2分)(2)5×10－6(1分)40(1分)1.25×10－9(2分)〖解析〗(1)“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗步驟為：準備油酸酒精溶液④→準備帶水的淺盤即撒爽身粉②→形成油膜①→描繪油膜輪廓⑤→計算分子直徑③，故正確的順序為：④②①⑤③.(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為：V＝eq\f(1,1000)×eq\f(1,200)mL＝5×10－6mL面積超過正方形一半的正方形的個數(shù)為40個，故油膜的面積S＝40×1×1cm2＝40cm2油酸分子直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(5×10－6×10－6,40×10－4)m＝1.25×10－9m.14．(8分)現(xiàn)利用“探究氣體壓強與體積的關系”的實驗來測量大氣壓強p.注射器針筒已被固定在豎直方向上，針筒上所標刻度是注射器的容積，最大刻度Vm＝10mL.注射器活塞已裝上鉤碼框架，如圖9所示．此外，還有一架托盤天平、若干鉤碼、一把米尺、一個針孔橡皮帽和少許潤滑油．圖9(1)下面是實驗步驟，試填寫所缺的②和⑤.①用刻度尺測出注射器針筒上全部刻度的長度L.②________________________________________________________________________.③把適量的潤滑油抹在注射器的活塞上，將活塞插入針筒中，上下拉動活塞，使活塞與針筒的間隙內(nèi)均勻地涂上潤滑油．④將活塞拉到適當?shù)奈恢茫輄_______________________________________________________________________.⑥在鉤碼框架兩側(cè)掛上鉤碼，記下掛上的鉤碼的總質(zhì)量m1，在到達平衡后，記下注射器中空氣柱的體積V1.在這個過程中不要用手接觸注射器以保證空氣柱溫度不變．⑦增加鉤碼的個數(shù)，使鉤碼的總質(zhì)量增大為m2，達到平衡后，記下空氣柱的體積V2.(2)計算大氣壓強p的公式是p＝________________________________________________.(用已給的和測得的物理量表示，重力加速度為g)〖答案〗(1)②稱出活塞和鉤碼框架的總質(zhì)量M(2分)⑤將注射器針筒上的小孔用橡皮帽堵住(2分)(2)eq\f(Lg,Vm)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m2V2－m1V1,V1－V2)－M))(4分)〖解析〗(1)實驗步驟②和⑤是：②稱出活塞和鉤碼框架的總質(zhì)量M.⑤將注射器針筒上的小孔用橡皮帽堵住．(2)活塞的橫截面積為S＝eq\f(Vm,L)由平衡條件及題意知p1＝p＋eq\f(M＋m1,S)gp2＝p＋eq\f(M＋m2,S)g由玻意耳定律得p1V1＝p2V2聯(lián)立解得大氣壓強p＝eq\f(Lg,Vm)(eq\f(m2V2－m1V1,V1－V2)－M)．四、計算題(本題4小題，共46分)15．(8分)若eq\o\al(235,92)U俘獲一個中子裂變成eq\o\al(90,38)Sr及eq\o\al(136,54)Xe兩種新核，且三種原子核的質(zhì)量分別為235.0439u、89.9077u和135.9072u，中子質(zhì)量為1.0087u．(1u＝1.6606×10－27kg,1u相當于931.5MeV的能量)(1)寫出鈾核裂變的核反應方程；(2)求一個eq\o\al(235,92)U俘獲一個中子發(fā)生上述裂變所釋放的能量．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)〖答案〗(1)eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n(2)1.4×102MeV〖解析〗(1)根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒，則有：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n(4分)(2)一個鈾核裂變的質(zhì)量虧損為Δm＝(235.0439＋1.0087)u－(89.9077＋135.9072＋10×1.0087)u＝0.1507u；(2分)釋放的能量為ΔE＝Δm×931.5MeV≈1.4×102MeV(2分)16．(10分)(2020·東?？h第二中學高二學業(yè)考試)空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥．某空調(diào)工作一段時間后，排出液化水的體積V＝1.0×103cm3.已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1.試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(1)該液化水的質(zhì)量；(2)該液化水中含有水分子的總數(shù)N；(3)一個水分子的直徑d.〖答案〗(1)1kg(2)3×1025個(3)4×10－10m〖解析〗(1)根據(jù)m＝ρV(1分)代入數(shù)據(jù)可得該液化水的質(zhì)量m＝1kg(1分)(2)水的摩爾體積為V0＝eq\f(M,ρ)＝eq\f(1.8×10－2,1.0×103)m3/mol＝1.8×10－5m3/mol，(2分)水分子數(shù)：N＝eq\f(VNA,V0)＝eq\f(1.0×103×10－6×6.0×1023,1.8×10－5)≈3×1025(個)．(2分)(3)建立水分子的球模型有eq\f(V0,NA)＝eq\f(1,6)πd3，(2分)可得水分子直徑：d＝eq\r(3,\f(6V0,πNA))＝eq\r(3,\f(6×1.8×10－5,3.14×6.0×1023))m≈4×10－10m．(2分)17．(12分)(2020·山西高二期末)在全國千萬“云監(jiān)工”的注視下，2020年2月2日，武漢火神山醫(yī)院交付使用，建設工期僅為十天十夜．在“云監(jiān)工”視線之外，先進的設計理念和科技元素充當著幕后英雄，火神山醫(yī)院病房全部為負壓病房，所謂負壓病房是通過特殊的通風抽氣設備，使病房內(nèi)的氣壓低于病房外的氣壓，保證污染空氣不向外擴散．若已知某間負壓隔離病房的空間體積V＝60m3，啟用前環(huán)境溫度t1＝－3℃，外界大氣壓強為p0＝1.01×105Pa，啟用后，某時刻監(jiān)測到負壓病房的溫度t2＝27℃、負壓為－15Pa(指與外界大氣壓p0的差值)．(1)試估算啟用后負壓隔離病房內(nèi)減少的氣體質(zhì)量與啟用前房間內(nèi)氣體總質(zhì)量的比值；(2)判斷在負壓隔離病房啟用過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因．〖答案〗(1)eq\f(1,10)(2)見〖解析〗〖解析〗(1)根據(jù)題意有T1＝270KT2＝300Kp2＝1.01×105Pa－15Pa(2分)設減少的氣體體積為ΔV，以啟用后負壓病房內(nèi)剩余的氣體為研究對象，由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p0V－ΔV,T1)＝eq\f(p2V,T2)(2分)解得ΔV≈6m3則eq\f(Δm,m)＝eq\f(ρΔV,ρV)＝eq\