高中物理选择性必修三综合质量检测试题五一作业1.docx
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高中物理选择性必修三综合质量检测试题五一作业1
高中物理选择性必修三全册模块综合测试
（时间：
90分钟 分值：
100分）
一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分。
在每小题给出的4个选项中，第1～7题只有一个选项符合要求，第8～12题有多个选项符合要求。
全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
）
1．下列说法正确的是（ ）
A.
C的半衰期会随着周围环境温度的变化而改变
B．爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说
C．处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子
D．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了光子说
2．根据玻尔理论，下列说法正确的是（ ）
A．原子处于定态时，虽然电子做变速运动，但并不向外辐射能量
B．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，电势能的减少量等于动能的增加量
C．氢原子可以吸收小于使氢原子电离能量的任意能量的光子，因而轨道半径可以连续增大
D．电子没有确定轨道，只存在电子云
3．下列四幅图的有关说法中正确的是（ ）
A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的
B．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子质量绝大部分集中在很小的空间范围
C．光电效应实验说明了光具有波动性
D．射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷
4．根据玻尔原子结构理论，氦离子（He＋）的能级图如图所示。
当某个He＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所释放的光子最多有（ ）
A．1 B．2个 C．3个 D．6个
5．在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，以下说法正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A．甲、乙为非晶体，丙是晶体B．甲、乙为晶体，丙是非晶体
C．甲、丙为非晶体，乙是晶体D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
6．下列说法中正确的是（ ）
A．分子间的平均距离增大时，其分子势能一定增大
B．分子间的平均距离增大时，其分子势能一定减小
C．物体的体积增大时，其分子势能一定增大
D．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，分子势能减小
7．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止。
设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好。
使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是（ ）
A．若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些
B．若外界大气压强增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大
C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
D．若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大
8．（多选）一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程如图所示，则（ ）
A．在过程AC中，气体的压强不断变大
B．在过程CB中，气体的压强不断变小
C．在状态A时，气体的压强最大
D．在状态B时，气体的压强最大
9．（多选）一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。
已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若产生的核能全部被γ光子带走。
下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程是
H＋
n→
H＋γ
B．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3
C．辐射出γ光子的能量E＝（m3－m1－m2）c2
D．γ光子的波长λ＝
10．（多选）恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应。
核反应方程为
He＋
He→
Be＋γ。
以下说法正确的是（ ）
A．该核反应为聚变反应B．热核反应中有质量亏损
C．热核反应会放出巨大能量D．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的
11．（多选）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图像如图所示。
下列判断正确的是（ ）
A．过程ab中气体一定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
12．（多选）下列说法正确的是（ ）
A.
Th经过6次α衰变和4次β衰变后，成为稳定的原子核
Pb
B．发现中子的核反应方程为
Be＋
He→
C＋
n
C．γ射线一般伴随着α或β射线而产生，在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱
D．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，电子的动能减小，电势能增大，原子能量减小
二、非选择题（本大题共6小题，共52分）
13．（6分）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是________（填写步骤前面的数字）。
（2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。
现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2。
由此估算出油酸分子的直径为________m。
（结果保留一位有效数字）
14．（8分）光电效应证明了光具有粒子性，图中光电管的K为阴极，A为阳极，理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。
（1）当开关S断开时，用光子能量为3.11eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零，闭合开关S，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.21V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于1.21V时，电流表读数为零。
从上述实验数据可知，此时光电子的最大初动能为________eV，该阴极材料的逸出功为________eV。
若增大入射光的强度，电流计的读数________（选填“为零”或“不为零”）。
（2）现将电源正、负极对调，闭合开关S，若光电管的阴极K用截止频率为ν的金属铯制成，光电管阳极A和阴极K之间的电压为U。
用波长为λ的单色光射向阴极，产生了光电流。
已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c，则金属铯的逸出功W0＝________，光电子到达阳极A的最大动能Ek＝________。
15．（8分）在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：
第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9J。
图线AC的反向延长线过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零。
求：
（1）从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W1和其内能的增量ΔU1；
（2）从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量ΔU2及其从外界吸收的热量Q2。
16．（8分）如图所示，哑铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置。
容器粗管的横截面积均为S1＝2cm2，细管的横截面积为S2＝1cm2，开始时粗、细管内水银长度分别为h1、h2，h1＝h2＝2cm。
整个细管长为h＝4cm。
封闭气体长度为L＝6cm。
大气压强为p0＝76cmHg，气体初始温度为27℃。
（T＝273K＋t）
（1）若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少？
（2）若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中封闭气体长度L仍为6cm，封闭气体的温度应为多少？
17．（10分）用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5L，装入药液后，药液上方空气体积为1.5L。
关闭阀门K。
用打气筒B每次打进105Pa的空气250cm3。
假设整个过程温度不变，求：
（1）要使药液上方气体的压强为4×105Pa，应打几次打气？
（2）当A中有4×105Pa的空气后，打开阀门K可喷洒药液，直到不能喷洒时，喷雾器剩余多少体积的药液？
（忽略喷管中药液产生的压强）
18．（12分）一个氘核（
H）和一个氚核（
H）聚变时产生一个中子（
n）和一个α粒子（
He）。
已知氘核的质量为mD，氚核的质量为mT，中子的质量为mn，α粒子的质量为mα，光速为c，元电荷为e。
（1）写出核反应方程，并求一个氘核和一个氚核聚变时释放的核能ΔE；
（2）反应放出的α粒子在与匀强磁场垂直的平面内做圆周运动，轨道半径为R，磁感应强度大小为B。
求α粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期T和等效电流I；
（3）1909年卢瑟福及盖革等用α粒子轰击金箔发现，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进或只发生很小的偏转，但有些α粒子发生了较大的偏转，个别就像被弹回来了一样。
卢瑟福认为“枣糕模型”中的电子不足以把α粒子反弹回来，在经过深思熟虑和仔细的计算后，他提出了原子的核式结构模型。
以一个α粒子以速度v与原来静止的电子发生弹性正碰为例，通过计算说明为什么电子不能把α粒子反弹回来（已知α粒子的质量是电子质量的7300倍）。
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详细解析
1、C 元素的半衰期由原子核内部因素决定，与外界温度无关；爱因斯坦为解释光电效应提出了光子说；处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子；普朗克为了解释黑体辐射，提出了能量子假说。
2．A 根据玻尔理论中的定态假设可知，原子处于定态时，不向外辐射能量，A正确；氢原子发生跃迁辐射光子，减少的电势能一部分转化为电子的动能，另一部分转化为光子能量辐射出去，B错误；氢原子只能吸收等于能级差的能量的光子，轨道半径也是一系列不连续的特定值，C、D错误。
3．B 根据玻尔理论可以知道，电子绕原子核运动过程中是沿着特定轨道半径运动的，A错误；根据卢瑟福的α粒子散射实验现象，可以知道B正确；光电效应表明了光具有粒子性，C错误；根据左手定则可以判断射线甲带负电，D错误。
4．C 本题研究是某个He＋，若从n＝4到n＝1能级跃迁，则只放出一个光子；若从n＝4能级跃迁到n＝2能级，可以从n＝2能级跃迁到n＝1能级，则有2个光子放出；同理，若从n＝4能级先跃迁到n＝3能级，则还可从n＝3能级向n＝2能级跃迁，也可从n＝2能级向n＝1能级跃迁，则放出3个光子，C正确。
5．D 由图甲、乙、丙可知：
甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：
甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体，故D正确。
6．D 若分子间的平均距离在大于r0（r0约为10－10m）的范围内增大，由于分子间的作用力表现为引力，分子间平均距离增大时，分子力对分子做负功，分子势能将增大。
若分子间的平均距离在小于r0的范围内增大，由于分子间的作用力表现为斥力，分子间平均距离增大时，分子力对分子做正功，分子势能将减小，选项A、B错误；由于物体的体积随分子间的平均距离的增大而增大，所以其分子势能随分子距离的变化，与分子势能随物体的体积的变化规律相同，选项C错误；水在0℃～4℃的范围内温度升高时，表现出反常膨胀的特性，温度升高，体积反而减小，0℃的冰体积最大，0℃的水变成0℃的冰时，由于要放热，而且温度不变，所以水的分子势能减小，选项D正确。
7．D 取活塞及汽缸为研究对象，其重力和弹簧弹力平衡，无论气体怎样变化，弹力不变，其长度不变，A错误；p气＝p0＋
，大气压强p0增大，气体压强变大，温度不变，由玻意耳定律知气柱变短，即汽缸上底面离地高度变小，B错误；气体压强不变，温度升高，根据盖—吕萨克定律知体积增大，气柱变长，知C错误，D正确。
8．AD 气体在过程A→C中发生等温变化，由pV＝C（恒量）可知，体积减小，压强增大，故选项A正确；在C→B变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由
＝C（恒量）可知，温度升高，压强增大，故选项B错误；综上所述，在A→C→B过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故选项C错误，D正确。
9．BD 该核反应方程质量数不守恒，故A错误；聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，故B正确；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能量为E＝（m1＋m2－m3）c2，故C错误；根据E＝
＝（m1＋m2－m3）c2，得光子的波长为λ＝
，故D正确。
10．ABC 该核反应为聚变反应，故A正确；核反应中的裂变和聚变，都会有质量亏损，都会放出巨大的能量，故B、C正确；核反应中质量数守恒，质量不守恒，故D错误。
11．AD 过程ab，理想气体等容变化，温度升高，理想气体的内能增大，气体一定吸热，选项A正确；过程bc，理想气体等温变化，压强减小，容器壁单位面积、单位时间内受到分子撞击的次数减小，而体积变大，气体对外做功，气体一定吸热，选项B错误；过程ca，理想气体的压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体对外放出的热量大于外界对气体做的功，选项C错误；根据上述三过程可知：
在a、b、c三个状态中，状态a的温度最低，根据温度是分子平均动能的标志，可知状态a分子的平均动能最小，选项D正确。
12．ABC
Th经过6次α衰变和4次β衰变后，质量数是：
m＝232－6×4＝208，电荷数：
z＝90－2×6＋4＝82，成为稳定的原子核
Pb，故A正确；发现中子的核反应方程是
Be＋
He→
C＋
n，故B正确；γ射线一般伴随着α或β射线而产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C正确；根据玻尔理论可知，核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，氢原子的电势能增大，核外电子遵循：
k
＝
，据此可知电子的动能减小；再据能级与半径的关系可知，原子的能量随半径的增大而增大，故D错误。
二、非选择题（本大题共6小题，共52分）
13．解析
（1）在油膜法估测油酸分子的大小实验中，应先配制油酸酒精溶液，再往盘中倒入水，并撒痱子粉，然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔将油膜形状描绘在玻璃板上，根据d＝
计算。
（2）一滴油酸酒精溶液中含油酸体积V＝
×
m3，故d＝
≈5×10－10m。
答案
（1）④①②⑤③
（2）5×10－10m
14．解析
（1）接通开关，当电压表读数大于或等于1.21V时，电流表读数为零，光电管的遏止电压为Uc＝1.21V，则光电子的最大初动能为Ekm＝eUc＝1.21eV，根据光电效应方程得Ekm＝hν－W0，解得逸出功为W0＝hν－Ekm＝3.11eV－1.21eV＝1.90eV。
若增大入射光的强度，而频率仍不变，则电流计的读数为零。
（2）金属铯的逸出功为W0＝hν，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能为Ekm＝h
－W0＝h
－hν
根据动能定理得eU＝Ek－Ekm
解得光电子到达阳极A的最大动能为Ek＝eU＋Ekm＝eU＋h
－hν。
答案
（1）1.21 1.90 为零
（2）hν eU＋h
－hν
15．解析
（1）由题意知从状态A到状态C的过程，气体发生等容变化
该气体对外界做的功W1＝0
根据热力学第一定律有ΔU1＝W1＋Q1
内能的增量ΔU1＝Q1＝9J。
（2）从状态A到状态B的过程，体积减小，温度升高
该气体内能的增量ΔU2＝ΔU1＝9J
根据热力学第一定律有ΔU2＝W2＋Q2
从外界吸收的热量Q2＝ΔU2－W2＝3J。
答案
（1）0 9J
（2）9J 3J
16．解析
（1）封闭气体的初状态参量：
p1＝p0＋ph1＋ph2＝80cmHg，
V1＝LS1，T1＝（273＋27）K＝300K
水银全部离开下面的粗管时，设水银进入上面的粗管中的高度为h3
则h1S1＋h2S2＝hS2＋h3S1，解得h3＝1cm
此时封闭气体的压强为p2＝p0＋ph＋ph3＝81cmHg
封闭气体体积为V2＝（L＋h1）S1
由理想气体状态方程得
＝
代入数据解得T2＝405K。
（2）再倒入同体积的水银，封闭气体的长度仍为6cm，则此过程为等容变化。
封闭气体的压强p3＝p0＋2p（h1＋h2）＝84cmHg
由查理定律得
＝
代入数据解得T3＝315K。
答案
（1）405K
（2）315K
17．解析
（1）设原来药液上方空气体积为V，每次打入空气的体积为V0，打n次后压强由p0变为p1，以A中原有空气和n次待打入A中的全部气体为研究对象，由玻意耳定律得：
p0（V＋nV0）＝p1V，
故n＝
＝
＝18次。
（2）打开阀门K，直到药液不能喷出，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A中气体为研究对象p1V＝p0V′，
V′＝
＝
×1.5L＝6L，
因此A容器中剩余药液的体积为7.5L－6L＝1.5L。
答案
（1）18次
（2）1.5L
18．解析
（1）核反应方程为
H＋
H→
n＋
He
反应释放的核能为ΔE＝Δmc2＝（mD＋mT－mα－mn）c2。
（2）α粒子在匀强磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有2evB＝mα
又周期T＝
联立得α粒子在磁场中的运动周期T＝
由电流定义式可得环形电流I＝
联立得I＝
。
（3）设电子的质量为me，碰撞后α粒子的速度为vα，电子的速度为ve。
取碰撞前α粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得mαv＝mαvα＋meve
由能量守恒定律得
mαv2＝
mαv
＋
mev
得vα＝
v
因mα≫me，
≈1，所以vα≈v，即α粒子所受电子的影响是微乎其微的，不能被反弹。
答案
（1）
H＋
H→
n＋
He （mD＋mT－mα－mn）c2
（2）
（3）见解析
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