11 高三物理一轮复习阶段检测A卷(选择性必修第一册，选择性必修第三册)-《中学生数理化》高考理化2025年1月刊

􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍􀥍 高三物理一轮复习阶段检测A卷 (选择性必修第一册、选择性必修第三册) ■四川省成都市航天中学校 张海军 ■四川省成都市洛带中学校 谭平丽 一、单项选择题(本题共7小题,每小题 只有一个选项符合题目要求) 1.双缝干涉实验装置的截面如图1所 示。光源S 到狭缝S1、S2 的距离相等,O 点 为狭缝S1、S2 连线中垂线与光屏的交点。光 源S 发出的光,经狭缝S1 出射后垂直穿过厚 度为d 的玻璃片传播到O 点,玻璃片对该波 长光的折射率为n,空气中的光速为c,不计光 在玻璃片内的反射。若已知光经过狭缝S1 传 播到O 点与经过狭缝S2 传播到O 点的时间 差为Δt,则下列说法中正确的是( )。 图1 A.Δt= dn c - d c B.Δt= d nc- d c C.光分别经过狭缝S1、S2 传播到O 点 的路程差为零,因此O 点一定是干涉加强点 D.光分别经过狭缝S1、S2 传播到O 点 的路程差不会受玻璃片的影响,但光在玻璃 中的波长有变化,因此O 点一定不是干涉加 强点 2.处于较高能级的钾原子向较低能级跃 迁时,能辐射出a、b两种可见光,a光照射某光 电管时,刚好能使其发生光电效应,b光照射该 光电管时,遏止电压为U。则( )。 A.a光的频率一定大于b光的频率 B.a光的光子能量比b光的光子能量少 eU(e为电子的电荷量) C.以相同的入射角射向一平行玻璃砖, a光在玻璃砖内的折射角小于b光在玻璃砖 内的折射角 D.垂直入射到同一单缝衍射装置上,a 光的衍射图样中央亮条纹宽度小于b光的衍 射图样中央亮条纹宽度 3.中国科学院近代物理研究所的科研人 员在原子核新元素的研究中成果显著。已知 在某次新元素合成实验中,生成的新核素X 经过一段时间t后,剩余的新核素为初始量的 1 4 。新核素X发生核反应生成新核素Y和Z, 同时 释 放 出 能 量 E。该 核 反 应 方 程 为AzX → A1 Z1 Y+ A2 Z2 Z。下列说法中正确的是( )。 A.该核反应一定是核聚变反应 B.新核素X的半衰期为2t C.新核素X发生核反应生成新核素 Y 和Z的过程中,质量亏损为 E c2 (c为光速) D.高温高压下新核素的半衰期会减小 4.一定质量的氮气贮存在密封容器中, 在T1 和T2 温度下其分子速率分布的情况 如表1所示。下列说法中正确的是( )。 63 演练篇 核心考点AB卷 高考理化 2025年1月 表1 速率区间 (m·s-1) 各速率区间的分子数占总分子数的百分比(%) 温度T1 温度T2 100以下 1.2 2.5 100~200 6.5 8.8 200~300 13.2 17.0 300~400 17.4 22.4 400~500 20.5 18.4 500~600 17.6 15.3 600~700 12.1 9.5 700~800 7.8 4.1 800~900 2.5 1.4 900以上 1.2 0.6 A.T1<T2 B.若约8%的氮气从容器中泄漏,泄漏 前后容器内温度均为T1,则在泄漏后的容器 中,速率处于300 m/s~400 m/s区间的氮气 分子数占总分子数的百分比小于17.4% C.温 度 升 高,速 率 处 于 500 m/s~ 600 m/s区间的氮气分子数占总分子数的百 分比一定增大 D.温度降低,氮气分子的平均速率一定 减小 5.当汽车发生碰撞时,汽车安全气囊系 统中的气体发生器将迅速产生气体并充入气 囊。在这个密封且绝热的过程中,气体的温 度保持不变,若气体的压强增大,则( )。 A.单位时间内气体分子对容器壁单位 面积的碰撞次数减少 B.气体分子间的引力增大、斥力减小 C.气体分子间的平均距离减小 D.气体从外界吸收的热量等于气体对 外界做的功 6.2024年夏天,重庆遇上罕见的高温天 气,空调成了“救命稻草”。小明研究空调的 工作原理,关于空调的制冷过程,下列说法中 正确的是( )。 A.空调制冷是自发的过程,不违背热力 学第二定律 B.空调制冷过程中,热量从低温物体传 到高温物体,违背了热力学第二定律 C.空调制冷过程中,消耗电能使得热量 从低温物体传到高温物体,不违背热力学第 二定律 D.焦耳提出了热力学第二定律,指出不 可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功, 而不产生其他影响 7.在日常生活中,下列现象与物理知识 对应错误的是( )。 A.晶体具有确定的熔点,而非晶体没有 确定的熔化温度 B.盐放入水中,水很快就变咸了,这是布 朗运动的结果 C.固体具有固定的形状和体积,是因为固 体内部分子间距离较小,分子间作用力较大 D.布朗运动中,微粒越大,布朗运动越 不明显,是因为微粒的质量大,惯性大,运动 状态难改变 二、多项选择题(本题共3小题,每小题 有多个选项符合题目要求) 8.在一个大型工厂车间内,机器运转产 生的振动通过地面传播形成一列简谐横波。 该波沿x 轴负方向传播,周期 T=0.25 s, t=0时刻的波形如图2所示。下列说法中正 确的是( )。 图2 A.该波的波速为16 m/s B.t=0.2 s时刻,平衡位置在x=1.5 m 处的质点向y 轴负方向运动 C.要使此波发生明显的衍射,障碍物的 尺寸应比2 m大很多 D.t=0.375 s时刻,平衡位置在x=1 m 处的质点的加速度达最大 9.在最新的用于开发高效新型能源转换 装置的量子物理实验研究中,处于激发态的 氢原子在向低能级跃迁时放出光子。这些研 究对于理解微观世界的能量转换机制具有重 73 演练篇 核心考点AB卷 高考理化 2025年1月 要意义,有望应用于提升太阳能电池的光电 转换效率等领域。氢原子的能级图如图3所 示,大量处于n=4激发态的氢原子在向低能 图3 级跃迁时放出光子,用这 些 光 子 照 射 逸 出 功 为 2.21 eV的金属钾。下列 说法中正确的是( )。 A.逸出光电子的最大 初动能为10.34 eV B.从n=4能级跃迁 到n=1能级放出的光子 的频率最高 C.有4种频率的光子能使金属钾发生光 电效应 D.用能量为0.86 eV的光子照射,氢原 子会发生电离 10.在对微观世界的深入探索中,科学家 们在量子力学和原子物理方面不断取得新的 成就。例如,在新型材料研发中可以实现对 原子结构的精准操控等。在这样的背景下, 回顾下列关于微观粒子探索的物理学史描 述,其中正确的是( )。 A.卢瑟福通过α粒子散射实验,提出了 原子的核式结构模型,否定了汤姆孙的“枣糕 模型” B.德布罗意提出一切微观粒子都具有波 粒二象性,其波长与动量的关系为λ= h p ,该 理论是在玻尔模型的基础上发展而来的 C.玻尔在普朗克量子假说的基础上,提 出了氢原子能级和轨道的不连续性,但无法 解释较复杂原子的光谱现象 D.爱因斯坦提出了光电效应方程,成功 解释了光电效应现象,进一步证明了光的粒 子性 三、实验题(本题共2小题) 11.我们利用油酸分子特殊的分子结构, 采用油膜法估测分子的大小。如图4所示, 把油酸分子看成一个球体,球体的两端有凸 起,两端凸起极性不同。一端具有疏水性,它 会冒出水面,而另一端具有亲水性,它会靠近 水面,最终在水面上形成厚度为d 的单分子 层。根据实验原理完成下列填空。 图4 (1)为了完成实验,首先需将纯油酸稀释 成一定浓度的油酸酒精溶液,若已知该溶液 的浓度为n,100滴该溶液的体积为V,则1 滴该溶液中含有油酸分子的体积是 。 (2)在浅水盘中滴入油酸之前,需要在水 面上均匀撒爽身粉,这样做的目的是 。 (3)滴入1滴该溶液,等油酸分子在水面 上扩散充分后,为得到油酸分子的直径,还需 测量的物理量是 。 (4)根据以上步骤,得出油酸分子的直径 d= 。 12.在用单摆测量重力加速度的实验中, 由一根摆线做成的单摆容易在竖直平面内做 图5 圆锥摆运动。为了解决这个 问题,有同学提出了如图5 所示的模型,并按照下述实 验步骤完成了操作。 实验器材:不可伸长的 光滑细线、质量为 m 的小铁 球、带刻度的可调节倾角的固定斜杆、直尺、 秒表。 实验步骤: a.将不可伸长的光滑细线穿过小铁球, 两端A、B 悬挂在可调节倾角的固定斜杆上, 组成双线摆,斜杆倾角用θ表示,A、B 两端 间距s=1.5 m。小球平衡时,小球左侧细线 与斜杆垂直。 b.给小球一个垂直于纸面方向的微小扰 动,让其做微小摆动,用秒表记录小球摆动n 个周期的时间是t。 c.改变斜杆的倾角θ,重复步骤b,记录 下倾角θ,全振动的次数和时间。 d.根据几何关系,计算出倾角θ对应的 摆长L。 e.多次测量后,分析数据,根据单摆的周 期公式测出重力加速度g。 83 演练篇 核心考点AB卷 高考理化 2025年1月 根据实验目的和实验操作,完成下列 填空。 (1)根据几何关系,当斜杆的倾角θ=30° 时,摆长l= 。 (2)当斜杆的倾角为θ时,若小球从平衡 位置开始完成n次全振动所用的时间为t,则 周期T= 。 (3)当斜杆的倾角θ=30°,小球平衡时, 细线中的张力的大小为 。 (4)根据单摆的周期公式得出重力加速 度的计算公式为g= (用π、θ、s、t、n 表 示)。 四、计算题(本题共2小题,请写出必要 的文字说明、推理过程等) 13.血压仪由加压气囊、臂带、压强计等 构成,如图6所示。初始时刻,臂带内气体的 压强为大气压强p0,体积为V。每次挤压气 囊可将体积为V1 的外界空气通过细管充入 臂带,经n次充气后,臂带内气体的体积变为 nV。臂带与一粗细均匀的竖直玻璃管相连, 玻璃管下端与臂带密闭良好,上端开口,玻璃 管内有一段高为h的水银柱。已知水银的密 度为ρ,重力加速度为g,气体温度保持不变。 图6 图7 (1)若忽略细管内的气体体积,求初始时 刻臂带内气体的体积V 的值。 (2)若将整个装置水平放置,并将细管卡 住,如图7所示。已知臂 带 内 气 体 的 体 积 V0=295 cm3,玻 璃 管 的 横 截 面 积 S = 0.5 cm2,臂带外玻璃管的总长度l=25 cm。 玻璃管内气体体积不可忽略,当气体温度 t1=27 ℃ 时,水 银 柱 到 带 口 的 距 离 x1= 10 cm。不考虑大气压强变化,求气体的温度 t与水银柱到带口距离x 之间的关系式,并 计算当水银柱到带口的距离x2=8 cm时,气 体的温度t2。 14.某透明均匀介质的截面由一个半圆 形和一个直角三角形构成,半圆形的半径为 R,直角三角形的直角边 AC 与半圆形的直 径重合,∠B=30°。一束激光平行于AB 边 从半圆弧上与AC 边距离为 3 2R 的D 点射 入,折射光线与BC 边平行, 如图8所示。已 知光在空气中的传播速度为c,求: 图8 (1)该透明介质的折射率。 (2)光线从透明介质中射出所需的时间 (忽略半圆弧界面上的反射光线)。 1.A 提示:光在玻璃中的传播速度v= c n ,光经过玻璃片的路程为d,则光在玻璃中 的传播时间为 d v= dn c 。因为光在空气中传 播距离d 所用的时间为 d c ,所以时间差Δt= dn c - d c ,选项A正确,B错误。经过狭缝S1 的光穿过玻璃片,路程增加了(n-1)d,两束 光传播到O 点的路程差发生了变化,O 点不 一定是干涉加强点,也不一定是干涉减弱点, 选项C、D错误。 2.B 提示:a光刚好能使光电管发生光 电效应,b光照射该光电管时存在遏止电压, 说明a光的频率小于b光的频率,选项A错 误。根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν- W0,遏止电压为U,得-eU=0-Ek,即a 光 的光子能量一定等于b 光的光子能量减去 eU,选项B正确。根据题意可知,a光的频率 小于b光的频率,则玻璃对a 光的折射率小 于对b光的折射率,以相同角度斜射到同一 玻璃砖上透过其上表面后,a 光的折射角较 大,选项C错误。a 光的频率较小,波长较 93 演练篇 核心考点AB卷 高考理化 2025年1月 大,通过同一单缝衍射装置时,衍射图样的中 央亮条纹宽度较大,选项D错误。 3.C 提示:核聚变是两个轻核结合成一 个质量较大的核,根据核反应方程式左侧只 有一种核可知,该反应一定不是核聚变反应, 选项A错误。经过时间t新核素X的剩余 量为初始量的 1 4 ,可知经过了两个半衰期,所 以新核素X的半衰期为 t 2 ,选项B错误。根 据质能方程可知,释放的能量 E 对应的质量 亏损为 E c2 ,选项C正确。半衰期由原子核内 部自身的因素决定,与外界的物理和化学状 态无关,因此高温高压下新核素的半衰期不 变,选项D错误。 4.D 提示:T1 温度下分子速率较大的 比例大于T2 温度下分子速率较大的比例,所 以T1>T2,选项 A错误。泄漏前后温度不 变,速率分布不变,所以在泄漏后的容器中, 速率处于300 m/s~400 m/s区间的氮气分 子数占总分子数的百分比仍为17.4%,选项 B错误。温度升高,速率分布会发生变化,但 速率处于500 m/s~600 m/s区间的氮气分 子数占总分子数的百分比不一定增大,选项 C错误。温度降低,分子热运动的平均动能 减小,氮气分子的平均速率一定减小,选项D 正确。 5.C 提示:压强增大,意味着容器壁单 位面积受到的撞击力增大,所以单位时间内 气体分子对容器壁单位面积的碰撞次数应该 增多,而不是减少,选项 A错误。分子间的 引力与斥力随分子间距变化应该同增或同 减,选项B错误。气体的温度保持不变,压强 增大,则体积减小,所以气体分子间的平均距 离减小,选项C正确。因为是绝热过程,所以 气体没有从外界吸收热量,选项D错误。 6.C 提示:在空调制冷过程中,通过消 耗电能实现了热量从低温物体传到高温物 体,而不是自发进行的,不违背热力学第二定 律,选项 A、B错误,C正确。焦耳主要在热 功当量方面做出了重要贡献,题述热力学第 二定律的内容是其开尔文表述,选项D错误。 7.B 提示:把盐放入水中,水很快就变 咸了,这是扩散现象,不是布朗运动,选项B 错误。 8.BD 提示:根据波形图可知,该波的 波长λ=2 m,波速v= λ T=8 m/s,选项A错 误。因为波沿x 轴负方向传播,t=0时刻平 衡位置在x=1.5 m处的质点向y 轴负方向 运动,经过 0.2 s,即0.8个周期,该质点将向 y 轴负方向运动,选项B正确。 要使波发生 明显的衍射,障碍物的尺寸应与波长差不多 或比波长小,而不是比波长(2 m)大很多,选 项C错误。t=0时刻平衡位置在x=1 m处 的质点在波峰位置,t=0.375 s时刻,即经过 了 3 2 个周期,该质点将到达波谷位置,加速度 达最大且方向沿y 轴正方向,选项D正确。 9.BCD 提示:用从n=4能级跃迁到 n=1能级放出的光子照射金属钾,发生光电 效应,逸出的光电子能量最大,最大初动能为 10.54 eV,选项 A错误。能级差越大,放出 的光子能量越大,频率越高,因此从n=4能 级跃迁到n=1的能级差最大,放出的光子的 频率最高,选项B正确。大量氢原子从n=4 的激发态跃迁能放出6种频率的光子,其中 从n=4能级跃迁到n=3能级放出的光子能 量为0.66 eV,从n=3能级跃迁到n=2能 级放出的光子能量为1.89 eV,不能使金属 钾发生光电效应,其他4种均可以,选项C正 确。因为从n=4能级跃迁到n=能级需要 吸收的光子能量为0.85 eV,所以用能量为 0.86 eV的光子照射,氢原子能跃迁到n= 的激发态,发生电离,选项D正确。 10.ACD 提示:德布罗意的物质波理论 并非是在玻尔模型基础上发展而来的,选项 B错误。 11.(1) nV 100 (2)便于观察油酸形成的油 膜的轮廓,从而更准确地测量油膜的面积 (3)油膜的面积S (4) nV 100S 提示:(1)溶液的浓度是油酸体积与溶液 总体积的比值,100滴该溶液的体积为V,则 04 演练篇 核心考点AB卷 高考理化 2025年1月 1滴该溶液的体积为 V 100 ,因为浓度为n,所以 1滴该溶液中含有油酸分子的体积为 nV 100 。 (4)因为油酸在水面上形成单分子层,所以油 膜的体积等于1滴该溶液中油酸分子的体 积,即nV 100 。油膜可近似看成一个厚度均匀的 薄片,因此油酸分子的直径d= nV 100S 。 12.(1)1 m (2) t n (3) 3 3mg (4) 4π2n2scos 2θ t2sin 2θcos θ 提示:(1)因为光滑细线穿过小铁球,所 以小铁球两侧细线与竖直方向间的夹角相 等。当斜杆的倾角θ=30°时,根据几何关系 得摆长l= stan θ cos θ ,代入数据解得l=1 m。 (2)小球从平衡位置开始完成n 次全振动所 用的时间为t,则周期T= t n 。(3)当斜杆的 倾角θ=30°时,小球受力平衡,则小球在水平 方向上受到的合力为0,在竖直方向上细线 拉力的合力与小球的重力平衡,即2Fcos θ= mg,解得F= 3 3mg 。(4)根据单摆的周期公 式T=2π l g 得g= 4π2l T2 ,又有T= t n ,l= scos 2θ sin 2θcos θ ,所以g= 4π2n2scos 2θ t2sin 2θcos θ 。 13.(1)每次挤压气囊将体积为V1 的外 界空气通过细管充入臂带,则经过n次充气, 充入臂带气体的体积为nV1,此时臂带内气 体的总体积变为nV。设充入气体后,臂带内 气体的压强为p1,则p1=p0+ρgh。气体温度 保持不变,根据玻意耳定律得p0V+np0V1= np1V,解得V= np0V1 (n-1)p0+nρgh 。(2)当气 体温度T1=(27+273)K=300 K,水银柱到 带口的距离x1=10 cm时,玻璃管内封闭气 体的长度l1=x1=10 cm,玻璃管内封闭气体 的体积V'=Sl1=5 cm3,臂带内气体与玻璃 管内 封 闭 气 体 的 总 体 积 V2 =V0+V'= 300 cm3。当气体温度为T,水银柱到带口的 距离为x 时,臂带内气体与玻璃管内封闭气 体的总体积V总=V0+Sx,根据盖-吕萨克定 律得 V2 T1 = V总 T ,解得T=(295+0.5x)K。将 热力学温度T 转换为摄氏温度t,得气体温 度t与水银柱到带口距离x 之间的关系式为 t=(22+0.5x)℃。当水银柱到带口的距离 x2=8 cm时,气体温度t2=26 ℃。 14.(1)作出光路图,如图9所示。因为 DE= 3 2R ,所以折射角r=30°,又有FD∥ AB,所以入射角i=60°。根据折射定律得 sin i sin r=n ,解得n= 3。(2)情况一:当光线 在AB 界 面 上 的 入 射 角θ1=60°时,根 据 sin C= 1 n ,可知θ1>C(C 为临界角),故光线 在AB 界面发生全反射;根据几何关系可知, 光线在BC 界面上的入射角θ2=30°<C,所 以有部分光线在BC 界面发生折射。根据几 何关系得EG= R+Rcos 60° tan 30° = 33 2 R ,GH= R-Rcos 60° cos 30° = 3 3R ,又有v = c n ,所以光线 通过透明介质从BC 边射出所需的时间t1= DE+EG+GH v = 7R c 。情况二:射到BC 界 面的光线一部分发生折射,一部分发生反射。 根据几何关系可知,反射光线将恰好垂直于 AB 界面射出。当反射光线恰好垂直于 AB 界面 射 出 时,其 在 透 明 介 质 中 的 路 程 为 GH 2 = 3 6R 。所以光线通过透明介质从 AB 边射出所需的时间t2=t1+ 3 6R v = 15R 2c 。 图9 (责任编辑 张 巧) 14 演练篇 核心考点AB卷 高考理化 2025年1月