全书综合检测-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019)

全书综合检测 (时间：70分钟总分：100分) 一、选择题（每题5分，共55分） 互作用的引力 1.一艘油轮装载着密度为900kg/m3的原油停 D.如图乙所示，液体表面层分子的分布比液 泊在海湾.由于故障而发生原油泄漏.泄漏的 体内部稀疏，分子间的平均距离略大于分 原油有9000kg,假设这些原油在海面上形成 子力平衡的距离 了单分子油膜，这些原油造成的污染面积约为4.某气体在T,、T2两种不同温度下的分子速 ( 率分布图像如图甲所示，纵坐标f()表示各 A.107m2 B.10m2 速率区间的分子数占总分子数的百分比，横 C.101m2 D.103m2 坐标v表示分子的速率：而黑体辐射的实验规 2.关于分子动理论及物体内能，下列说法正确的 律如图乙所示，图乙中画出了T,、T,两种不同 是 ( 温度下黑体辐射的强度与波长的关系，下列 A.悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动 说法正确的是 ( 就越明显 ，辐射强度 B.当分子间的距离减小时，分子势能可能增大 C.相同温度的氧气和氢气，氧气分子和氢 气分子的平均速率相同 D.内能不同的物体，它们分子热运动的平均 动能就不同 3.2023年5月，中国科学技术大学团队利用纳 A.图甲中T>T2,图乙中T>T2 米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应 B.图甲中T,<T2,图乙中T<T 极端环境的纤维素基纳米纸材料，为丰富多 C.图甲中T<T2,图乙中T>T2 彩的材料家族又增添了新的一员.如图甲所示 D.图甲中T>T2,图乙中T<T2 的为某合成云母单晶体片的微观结构示意 5. 如图所示，一端封闭的玻璃管用19cm的水银 图，图乙为某液体表面分子分布示意图，以下 柱封闭一定质量的理想气体，玻璃管水平放 说法正确的是 置时，气柱长为L.设大气压强为76cmHg,环 境温度保持不变，当玻璃管置于倾角为30°的 ”ge 斜面上且开口端沿斜面向上放置，玻璃管静 止不动时，空气柱的长度是 ( 甲 30 A.使用图甲所示的云母材料制作光的偏振片 8L B.L 是利用了它的各向同性 A. C.9 6 D.5 B.图甲所示云母材料在熔化过程中，分子势 6.(2024·北京高考)一个气泡从恒温水槽的底 能和分子平均动能均增大 部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体， C.图乙所示的液体表面层分子之间只存在相 且气体分子个数不变，外界大气压不变.在上 全书综合检测黑白题81 浮过程中气泡内气体 EleV +1K×103m) A.内能变大 B.压强变大 0.54 -0.85 C.体积不变 D.从水中吸热 -1.51 H. 7.(2024·江苏南京期末)某同学按照图甲连接 3.40 好电路，在闭合开关S后用频率为v的光照射 -13.60 0 200400600 光电管时观察到光电效应现象，通过调节滑 (第8题) (第9题) 动变阻器至电流计刚好无电流显示，读取电 9.如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压 压表的读数即为遏止电压U。:改变入射光的 强为1.5×10Pa,经历A→B→C→A的过程， 频率后，重复上述操作并测出相应遏止电压， 已知B→C过程中气体做功绝对值是C→A过 图乙是该光电管发生光电效应时的遏止电压 程中气体做功绝对值的3倍，下列说法中正确 与入射光频率的关系图像，图线与横轴的交 的是 () 点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为 A.C→A的过程中外界对气体做功600J (0,-b),已知电子的电荷量为e.下列说法中 B.B→C的过程中气体对外界做功600J 正确的是 C.整个过程中气体从外界吸收600J的热量 D.整个过程中气体从外界吸收450J的热量 10.(2024·河北示范性高中期中)不同原子核 的比结合能是不一样的，如图是按照实际 测量结果画出的图线，下列说法正确的是 t比结合能MeV A.普朗克常量为h=石 B.断开开关S后，电流计的示数为零 C.在某频率的光照下，增加照射光的强度后， 测得相应遏止电压增大 D.阴极K的逸出功为be 8.(2024·重庆高考)（多选）我国太阳探测科学 技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实 2040608010012014016018020220240 质量数 现空间太阳H波段光谱扫描成像H和H分 A.铀核U比氪核Kr的结合能小，平均核 别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级 子质量大 跃迁产生的谱线（如图），则 B.H的结合能约为1MeV A.H的波长比H的小 B.Hn的频率比H。的小 C.He核拆分成两个H核时吸收的能量恰 C.H对应的光子能量为3.4eV 好等于He的结合能 D.H对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到 D.He核的结合能比Li核的小，比结合 激发态 能大 选择性必修第三册·RJ黑白题82 11.(多选)压力罐有平衡水管网内压力波动的 强Po; 作用，常被用于高楼的二次供水，其简要结 构如图所示.该压力罐的膨胀罐和气室的总 压强计 容积为500L,当环境温度为7℃并保持不变 活 时，若罐内存水减少到200L,气室内的气体 刻度 压强便会降到0.1MPa,导致供给用户的水 气柱 压不足，此时电接点压力表接通电源，启动 水泵给膨胀罐补水：当存水量达到某值时， 图(a) 气室内压强增大到0.3MPa,电接点压力表 ②改变烧杯内的水温，使水浸没气柱，经 便自动断开电源，停止补水.压力罐密闭性、 过一段时间后，缓慢调节活塞位置改变气 导热性能均良好，气室内气体可视为理想气 柱的体积，使压强计的示数为 体.下列说法正确的是 ( 记下气柱体积和水的热力学温度： 2是势豪 ③多次改变水温，重复步骤②. -气室 (2)下表为某次实验记录的数据： 储水隔陕 1 2 3 4 5 6 7 张罐 x用户 T/K 273283300313325333347 A.若环境温度为7℃且保持不变，则该压力 V/mL10.010.411.011.412.012.212.7 罐的最大蓄水量为300L B.若环境温度为7℃且保持不变，则该压力 (3)根据表格中的数据在图(b)给出的坐标 罐的最大蓄水量为400L 系中补齐数据点，并作出V-T图线 C.环境温度越高，膨胀罐中的最大储水量 V/mL 13 越大 12 D.环境温度越高，膨胀罐中的最大储水量 11 越小 10 二、非选择题（共45分） 2a242w5555453537 12.(12分)某物理实验小组为了探究在压强不 图(b) 变的情况下气体的体积与热力学温度的关 (4)根据作出的V-T图线可知，一定质量的 系，选用了如图(a)所示的实验装置，图中压 气体在压强不变的情况下，体积V与热 强计的指针可指示出管内气柱的压强，刻度 力学温度T呈 关系 可指示出气柱的体积，整个装置安装在固定 13.（10分)(2024·河南南阳期末)2022年 架上，实验中气柱质量不变， 10月19日下午，中国新一代“人造太阳”装 (1)将下列实验步骤补充完整 置(HL-2M)等离子体电流突破100万安培 ①在烧杯中放入冰水混合物，使其浸没 (1兆安)，创造了中国可控核聚变装置运行 气柱，压强计示数稳定后，记下冰水混合 新纪录，标志着我国核聚变研发距离聚变点 物的热力学温度T、气柱的体积V和压 火迈进重要一步，跻身国际第一方阵，技术 全书综合检测黑白题83 水平居国际前列.“人造太阳”主要是将氘核 气压再降低.假设释放气体过程中温度保 聚变反应释放的能量用来发电.已知氘(H) 持为-9℃不变，体积变为2.2L,已知航 核的质量为2.0136u,中子的质量为 天服放出的气体占原来气体质量的 1.0087u,He核的质量为3.0150u.两个速 62.5%,则航天服放出气体后气压降为 率相等的氘核对心碰撞聚变成He并放出一 多少？ 个中子，已知质量亏损为1u时，释放的能量 为931.5MeV,除了计算质量亏损外，He核 的质量可以认为是中子的3倍， (1)写出该核反应方程 (2)该核反应释放的核能为多少？（结果保 留三位有效数字)》 (3)若两个氘核以相同的动能E、=0.35MeV 15.(13分)(2023·浙江1月选考)某探究小组 正碰而发生核聚变，同时释放出一对向 设计了一个报警装置，其原理如图所示在竖 相反方向运动的光子，每个光子的能量 直放置的圆柱形容器内用面积S=100cm2、 为0.5MeV,求生成的He核的动能.（结 质量m=1kg的活塞密封一定质量的理想气 果保留两位有效数字)》 体，活塞能无摩擦滑动.开始时气体处于温度 T=300K、活塞与容器底的距离ho=30cm 的状态A.环境温度升高时容器内气体被加 热，活塞缓慢上升d=3cm恰好到达容器内 的卡口处，此时气体达到状态B.活塞保持不 动，气体被继续加热至温度T。=363K的状 态C时触动报警器.从状态A到状态C的过 程中气体内能增加了△U=158J.取大气压 Po=0.99×10Pa,求气体： (1)在状态B的温度； 14.(10分)(2024·福建宁德一模)“神舟十四 (2)在状态C的压强； 号”航天员从“问天”实验舱气闸舱出舱时身 (3)由状态A到状态C过程中从外界吸收热 着我国新一代舱外航天服航天服内密封了 量Q. 连接 一定质量的理想气体，体积约为2L,压强为 报器 1.0×10Pa,温度t1=27℃. 活 (1)打开舱门前，航天员需将航天服内气压 降低，此时密闭气体温度变为-9℃，航 天服内气体体积约为4L,则航天员需将 航天服内气压降低多少？ (2)为便于舱外活动，航天员出舱前还需要 把航天服内的一部分气体缓慢放出，使 选择性必修第三册·RJ黑白题84应方程应表现为中子轰击铀核，故不可简化，故C错误；： 质量为m,+2m.=1,007277u+2×1.008665u=3.024607u, D.核电站常用的慢化剂有石墨、重水和普通水.可以减慢中 反应后新核的质量为m:=3.016050山质量亏损为△m= 子的速度：控制镉棒的插入深度来控制链式反应速率，故 3.024607u-3.016050u=0.008557u,释放的核能为△E= D错误.故选B △mc=△m×93l.5MeV=0.008557×931,5MeV=7.97MeV. 4.B解析：由质子带一个单位正电荷，中子不带电，设质子中 氟核的结合能即为△E=7.97MeV,它的比结合能为4 u令克.d夸克个数分别是x,y取正整数，则xx2 3 2.66MeV.(3)由题意可知△E=2hm,放出光子的频率为v= (背)=e,解得x=2=1:设中子中u夸克，d夸克个数分 △E7.97x10°×1.6×10" 2×6.63×104 Hz=9.6×10Hz 2h 2e 别是m、n,m、n取正整数，则m× =0.解得m= 第五章真题演练 1,n=2,故选B 压轴挑战 黑题 5.D解析：A.该核反应释放能量，生成的He更稳定，因 1.D解析：根据核反应满足质量数和电荷数守恒可知，Y是a 此He的比结合能比H的大，故A错误：B.结合核反应过程 粒子(H),三种射线的穿透能力，y射线最强，c射线最弱： 中电荷数守恒可得a+b=2d,即a=2d-b.故B错误：CD.由 三种射线的电离能力，α射线最强，Y射线最弱.故选D. 质能方程得t时间内“人造太阳”释放的能量为E=△m2,并 2.B解析：由质量数和电荷数守恒可得10+1=a+4.5+0=3+ 非一次聚变释放的能量，以“人造太阳”的中心为球心，L为 b,解得a=7,b=2,故选B. 半径的球面上，单位面积接收到的能量为：，单个接收 3.C解析：饿-160经过【次α衰变后产生的新核素质量数为 156,质子数为74，钨-156经过1次B衰变后质量数为156 装置接收到的能量为E。=Eπ，则单个接收装置的功率为 质子数为73，可知两新核素衰变后的新核有相同的质量数 p=6_4mc, 故选C. ,=4L,,故C错误，D正确故选D 4C解析：由图可知从严=2 二子到二拾好度变了一半，根 第五章章末检测 据半衰期的定义可知半衰期为T=182.4d-67.3d=115.1d, 故选C 1.A 5.C解析：A.根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为 2.C解析：A.根据核电荷数守恒和质量数守恒，得到X的电 荷数为3-2=1，质量数为1+6-4=3，则X为氟核，即H, 2Pu一，U+He,即衰变方程中的x=234,故A错误：B.He 是《粒子，穿透能力比y射线弱，故B错误：C,比结合能越 故A错误；B.Y光子的能量E=kC ，不等于该核反应释放 大越稳定，由于P衰变成了U,故0比“Pu稳定， 的核能，故B错误：C,根据结合能的意义，得到反应放出核 即Pu比U的比结合能小，故C正确：D.半衰期由原子核 能△E=4E,+3E,-6E,故C正确：D.根据质能方程，△E= 本身决定，与温度等外部因素无关，故D错误故选C. 4E2+3E,-6E 6.D解析：AB.根据电荷数守恒可知，X的电荷量为1，根据质 △mc2,可得质量亏损为△m= ,故D错误故 量数守恒可知，X的质量数为1，则X表示质子H.故AB错 选C 误：CD.这个核反应中释放的核能E=(m,+m,-m,)c2,故 3.D解析：A.根据质量数守恒和电荷数守恒可知S衰变 C错误，D正确：故选D 为Y时产生电子，即B粒子，故A错误：B.根据质量数守恒 7.D解析：A.核反应方程式为H+H一→He+n.故A错误； 和电荷数守恒可知Pu衰变为础U时产生He,即a粒子， B.氘核的比结合能比氮核的小，故B错误：C.氘核与氚核发 故B错误：CD.根据题意可知Pu的半衰期大于Sr的半衰 生核聚变，要使它们间的距离达到10“m以内，故C错误： D.一个氘核与一个氤核聚变反应质量亏损△m=(2.0141+ 期，现用相同数目的双S和Pu各做一块核电池，经过相同 3.0161-4.0026-1.0087)u=0.0189u,聚变反应释放的能 的时间，%S经过的半衰期的次数多，所以Sr数目小于 量是△E=△m·93L.5MeV≈17.6MeV,4g氘完全参与聚变 Pu的数目，故D正确，C错误故选D. 4.C解析：AB.从曲线上分析，He核的比结合能约为 释放出能量E=4 ×6×10×△E=2.11×10MeV,数量级为 2 7MeV,H核的比结合能约为1MeV,则两个H核结合 105MeV,故D正确.故选D. 成，He核时释放能量约为△E=4×7MeV-2x2×1MV= 24MeV,AB错误：C.根据核反应的质量数和电荷数守恒可 全书综合检测 知，U裂变成Kr和Ba的方程为贺U+n→Ba+Kr+ 1.C2.B3.D 3n,C正确：D.从曲线上分析，U的比结合能小于Ba的 4.C解析：由图甲可知，温度为T2的图线中速率大的分子占 比结合能，但是U的结合能大于Ba的结合能，D错误.故 据的比例较大，则说明其对应的平均动能较大，故T对应的 选C 温度较高，故T,<T由图乙可以看出，随着温度的升高，各种 5.(1)H+2m-H(2)7.97MeV2.66MeV(3)9.6×10Hz 波长的镉射强度都有增加，辐射强度的极大值向波长较短方 解析：(1)核反应方程式是H+2n一→H.(2)反应前各核子总 向移动.所以有T>T.故选C 选择性必修第三册·RJ黑白题30 5.A解析：气体初始压强P,=76©mHg,初始体积，=LS.气体： 的最大储水量越小，故C错误，D正确.故选BD 末状态压强2=(76+19sin30)emHg=85.5emHg,末状态体12.(1)②p。(3)见解析图(4)线性 积号=S,根据玻意耳定律p=n,解得=故选A 解析：(1)②本实验是探究在压强不变的情况下气体的体 积和热力学温度的关系，故需要控制压强保持不变，使压强 6.D解析：A.上浮过程中气泡内气体的温度不变，内能不变， 计示数为P。;(3)根据表格的数据，补齐数据点并描点连 故A错误；B.气泡内气体压强P=P。+pgh,故上浮过程气泡 线作出图线： 内气体的压强减小，故B错误：C.由玻意耳定律V=C知， V/mL 气体的体积变大，故C错误：D.上浮过程中气体体积变大， 13 气体对外做功，由热力学第一定律△U=Q+W知，气体从水 12 中吸热，故D正确.故选D. 7.D解析：A,根据爱因斯坦的光电效应方程E=h-W。,根 11 据动能定理，過止电压与最大初动能关系为eU.=E=hw- 10 甲，整理为U=么，，则U-图线的斜率为=么。6」 0 e a' 263273283293303313323333343353T/K 故A错误：B.断开开关S后，因逸出的电子有初动能，仍可 (4)据作出的-T图线可知，一定质量的气体在压强不变 到达阳极，形成电流，电流计的示数不为零，故B错误：C.由 的情况下，体积V与热力学温度T呈线性关系 A选项分析可知U=“- _九，心，可得，在某颜率的光照下，潜 13.(1)H+H一He+n(2)3.26MeV(3)0.74MeV 解析：(1)核反应过程满足质量数和电荷数守恒，该核反应 止电压与光照强度无关，故C错误：D.由U,=么，-，则 的反应方程式为H+H一→He+。n. e (2)该核反应的质量亏损 4m=(2×2.0136-1.0087-3.0150)u=0.0035u, U-v图线的纵截距为- 。=-b,解得职=加，故D正确，故 该核反应释放的核能4E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV. 选D. (3)两个氘核正碰而发生核聚变过程，满足动量守恒，设中 8.BD解析：AB.氢原子n=3与n=2的能级差小于n=4与 子的质量为m,中子的速度大小为：，He核的质量为 n=2的能级差，则H。与H。相比，H的波长大、频率小， 3m,H:核的速度大小为2，一个光子能量E=0.5MeV,由 故A错误，B正确：C.H.对应的光子能量为E=(-0.85)eV- 于碰撞前的总动量为零，则有m,=3m,:根据能量守恒可 (-3.40)cV=2.55eV.故C错误：D.氢原子从基态跃迁到激 发态至少需要能量E=(-3.40)eV-(-13.60)eV=10.20eV, )m+7×3m=AE+2E,-2E,=2.96NMe H对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态，故D正 确.故选BD 联立解得生成的He核的动能为，×3m=074Mcl 9.C解析：A.在C→A过程中，图线为直线，根据理想气体状 14.(1)5.6x10°Pa(2)3.0x10Pa 态方程可知压强不变，气体体积减小，外界对气体做功，根据 解析：(1)航天服内气体初态时，有=2L,P1=1.0× Wa=p·△V,解得W,=300J,故A错误：B.由题知BC过 103Pa,T,=(273+27)K=300K.末态时，有2=4L,T2= 程中气体做功绝对值是C一4过程中气体做功绝对值的 3倍，则B+C的过程中气体对外界做功900J,故B错误； (273-9)K=264K根据理想气体状态方程可得P,上上 TT CD,A→B→CA,温度不变，则内能变化量△=0，A→B过 解得P户2=4.4×10Pa.所以p=P,-P2=5.6x10Pa.(2)气体 程，气体体积不变，做功为零：B+C的过程中气体对外界做 缓慢放出的过程中气体的温度不变，设需要放出的气体体 功900J:C→4的过程中外界对气体做功300J,放W=Wc+ 积为△V,根据玻意耳定律可得，=P(V+△)，其中 Wc=-600J,Q=△/-W=600J,则整个过程中气体从外界吸 收600J的热量，故C正确，D错误故选C 2.2L航天服放出的气体与原来气体的质量比4m m。 10.D解析：A.轴核U核子数比氪核Kr的核子数多，结合 △V 能大，平均核子质量大，故A错误：B.H的比结合能约为 )+A625%,联立解得=3.0x10Pa 1MeV,结合能约为2MeV,故B错误：C.He核拆分成两个15.(1)330K(2)1.1×10Pa(3)188J 质子，两个中子时吸收的能量恰好等于H的结合能，故 解析：(1)根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的过 C错误：D.山核的比结合能约为55MeV,山核有6个核 子，结合能约为5.5x6MeV=33MeV,He核的比结合能约 程中，封闲气体的压强不变测有宁之部得元一广 为7MeV,结合能约为7×4MeV=28MeV,则He核的结合 330K(2)从状态A到状态B的过程中，活塞缓慢上升，则 能比i核的小，比结合能大，故D正确.故选D. PmS=P,S+mg,解得Pm=I×I0Pa.根据题意可知，气体由状 11.BD解析：AB.设压力罐的最大蓄水量为V,以气室内的气 体为研究对象，初状态P,=0.1MPa,y,=500L-200L= 态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则有 300L,末状态：=0.3MPa,V2=(500-V)L,根据玻意耳定 Te 律p,V=V2,解得V=400L,故A错误，B正确；CD.根据 元，解得Pc=元Pm=11×10Pa(3)根据题意可知，从 盖昌萨克定律)可知，了越大，上越大，面膨胀罐中 态A到状态C的过程中气体对外做功为W=PmS△h=30J 由热力学第一定律有△=-W+Q,解得Q=4U+W=1881. 参考答案与解析黑白题31