全书综合提优测试-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019 江苏专用)

全书综合提优测试 一、选择题 D.如图乙所示，液体表面层分子的分布比液 1.一艘油轮装载着密度为900kg/m3的原油停 体内部稀疏，分子间的平均距离略大于分 泊在海湾.由于故障而发生原油泄漏.泄漏的 子力平衡的距离 原油有9000kg,假设这些原油在海面上形成 4.某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率 了单分子油膜，这些原油造成的污染面积约为 分布图像如图甲所示，纵坐标（知）表示各速 () 率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐 A.10m2B.10m2C.101m2D.103m2 标)表示分子的速率：而黑体辐射的实验规 2.（2023·山东济南期中)关于分子动理论及物 律如图乙所示，图乙中画出了T、T2两种不同 体内能，下列说法正确的是 () 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 1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 甲 3.(2023·山东济南期末)2023年5月，中国科 A.图甲中T>T2,图乙中T>T 学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳 B.图甲中T<T2,图乙中T<T 米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基 C.图甲中T<T2,图乙中T>T 纳米纸材料，为丰富多彩的材料家族又增添 D.图甲中T>T2,图乙中T<T 了新的一员.如图甲所示为某合成云母单晶体 5.如图所示，一端封闭的玻璃管用19cm的水银 片的微观结构示意图，图乙为某液体表面分 柱封闭一定质量的理想气体，玻璃管水平放 子分布示意图，以下说法正确的是( 置时，气柱长为L.设大气压强为76cmHg,环 品彩最 境温度保持不变，当玻璃管置于倾角为30°的 000 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 乙 30 A.使用图甲所示的云母材料制作光的偏振片 8L 9L 是利用了它的各向同性 A. B.L c 8 0 5 B.图甲所示云母材料在熔化过程中，分子势 6.(2023·江西十校联考)如图所示为一定质量 能和分子平均动能均增大 的理想气体由a→b→c→a的状态变化的 C.图乙所示的液体表面层分子之间只存在相 p-V图像，ab段与纵轴平行，bc段与横轴平 互作用的引力 行，气体在a、c状态时内能相等，则下列说 全书综合提优测试学霸105 法正确的是 于基态的氢原子，氢原子向外辐射的光谱 A.ab过程，气体分子的平 中只有两条处在可见光区，下列说法正确 均动能不变 的是 ( B.b→c过程，气体吸收的热 A.E=13.6eV EleV 量小于对外做的功 B.氢原子最多向外辐射3种 038 0.54 C.c→a过程，气体内能先增 频率的光 -0.85 3 -1.51 大后减小 C.辐射的两条可见光的波长 -3.40 D.a→b→c→a过程，气体对外做的功大于外 之比为9：7 -13.6 界对气体做的功 D.氢原子从基态跃迁到高能级，电子的动能 7.（2022·安徽肥西中学模拟)图甲是研究光电 减小，原子的电势能增大 效应的实验原理图，从实验得到的某种金属的遏 9.(2023·北京四中期末)原子核的比结合能 止电压U。和入射光频率v的数据，作出图乙所 曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正 示的U。-的图像，则下列说法正确的是( 确的是 光 比结合能MeV U 8He0 KrB缆 P 6 3 见 乙 质量数 102050100150200250 A,从图乙可知遏止电压大小与入射光的频率 A.He核结合能约为7MeV 成正比，由入射光的频率决定 B.He核结合能比Li核结合能更大 B.用频率为二的人射光照射时，也一定能使 C.两个H结合成He时释放能量 该金属发生光电效应 D.U中核子的平均质量比Kr中核子的平 C.如果只改变电压的正负极，则电压越大电 均质量小 10.(2023·浙江宁波效实中学期 22 路中的饱和电流就越大 D.根据图乙的数据，可以计算出普朗克常 中)如图所示，一定质量的理想 量h=(0。-0)e 气体用质量可忽略的活塞封闭 为电子的电荷量 V2-V1 在导热性能良好的汽缸中，活塞 8.(2022·福建厦外期末)氢原子光谱在可见光 的密封性良好将汽缸的底部悬 区共有四条谱线，这四条都属于巴耳末系，分 挂在天花板上，用一段轻绳将活塞和质量 别是n=3,4,5,6能级向n=2能级跃迁时发 为m=1kg的物体拴接在一起，物体置于水平 出的光，放长可以用公式片R(分是)表示 面上，开始轻绳刚好绷紧但无作用力.已知活 塞与汽缸底部的间距为L=0.1m,活塞的横 n表示氢原子跃迁前所处状态的能级，R称为 截面积为S=0.01m2,外界环境的压强为P。= 里德伯常量，是一个已知量.氢原子能级图如 1.01×10Pa,温度为T。=303K,忽略一切摩 图所示，现用光子能量为E。的光照射大量处 擦，重力加速度g取10m/s2.降低环境温度， 选择性必修第三册学霸106 当物体与水平面之间的弹力恰好为零时环 的体积V和压强Po; 境温度为 ( ②改变烧杯内的水温，使水浸没气柱，经 A.300K B.370K 过一段时间后，缓慢调节活塞位置改变气 C.330K D.400K 柱的体积，使压强计的示数为 11.“奋斗号”潜水器2020年成功坐底马里亚纳 记下气柱体积和水的热力学温度： 海沟，标志着我国载人深潜技术已达世界领 ③多次改变水温，重复步骤②. 先水平现利用固定在潜水器体外的一个密 (2)下表为某次实验记录的数据： 闭汽缸做验证性实验：如图，汽缸内封闭一 1 2 4 5 6 7 定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移 动.在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度 T/K 273283300313325333347 逐渐降低，则此过程中理论上被封闭的气体 V/mL10.010.411.011.412.012.212.7 ( (3)根据表格中的数据在图(b)给出的坐标 系中补齐数据点，并作出V-T图线 气 13 V/ml 12 A.从外界吸热 11 B.压强与潜水器下潜的深度成正比 10 C.体积与潜水器下潜的深度成反比 D.单位时间内气体分子撞击单位面积器壁 283252595555达54s353TK 图(b) 的次数增多 (4)根据作出的V-T图线可知，一定质量的 二、非选择题 气体在压强不变的情况下，体积V与热 12.(2023·四省联考)某物理实验小组为了探 力学温度T成 关系 究在压强不变的情况下气体的体积与热力 13.(2022·湖北鄂州期末)1898年居里夫人发 学温度的关系，选用了如图(a)所示的实验 现放射性元素镭，一个静止的镭核“Ra衰 装置，图中压强计的指针可指示出管内气柱 变成氡核Rn时，放出一个a粒子 的压强，刻度可指示出气柱的体积，整个装 (1)写出镭核发生衰变的核反应方程 置安装在固定架上，实验中气柱质量不变 (2)假设反应中损失的质量为△m,释放出的 (1)将下列实验步骤补充 核能全部转化为氡核和α粒子的动能， 完整， 压强计 光在真空中速度为c,氨核的质量为M, ①在烧杯中放入冰水 活塞 α粒子的质量为m,则氨核和a粒子的 混合物，使其浸没气 刻度 动能各为多大？ 柱，压强计示数稳定 (3)在(2)问条件下，若该衰变过程释放的 气柱 后，记下冰水混合物 核能全部以Y光子放出，每个高能y光 的热力学温度T、气柱 图(a) 子经过重核附近时，在原子核场的作用 全书综合提优测试学霸107 下，能产生一对正、负电子，已知电子质15.(2023·浙江1月选考)某探究小组设计了 量为 $$m _ { 0 } ，$$ ，求此衰变过程最多能产生多少 一个报警装置，其原理如图所示.在竖直放 对正、负电子. 置的圆柱形容器内用面积： $$S = 1 0 0 c m ^ { 2 } 、$$ 质 量 m= 1kg的活塞密封一定质量的理想气 体，活塞能无摩擦滑动.开始时气体处于温 度 $$T _ { A } = 3 0 0 K 、$$ 活塞与容器底的距离 $$h _ { 0 } =$$ 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 $$T _ { C } =$$ 14.(2024·福建宁德一模)“神舟十四号”航天 363K的状态C时触动报警器.从状态A到 员从“问天”实验舱气闸舱出舱时身着我国 状态C的过程中气体内能增加了 △U= 新一代舱外航天服.航天服内密封了一定质 158J取大气压 $$p _ { 0 } = 0 . 9 9 \times { 1 0 ^ { 5 } } P a ，$$ ，求气体： 量的理想气体，体积约为2L，压强为1.0x (1)在状态B的温度； $$1 0 ^ { 5 } P a ，$$ ，温度 $$t _ { 1 } = 2 7 ^ { \circ } C .$$ (2)在状态C的压强； (1)打开舱门前，航天员需将航天服内气压 (3)由状态A到状态C过程中从外界吸收热 降低，此时密闭气体温度变为 $$- 9 ^ { \circ } C ，$$ ，航 量Q. 天服内气体体积约为 4L， ，则航天员需将 连接 报警器 航天服内气压降低多少? 活塞 (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 $$h _ { 0 }$$ 气压再降低.假设释放气体过程中温度 保持为 $$- 9 ^ { \circ } C$$ 不变，体积变为 2.2L， ，已知 航天服放出的气体占原来气体质量的 62.5%，则航天服放出气体后气压降为 多少? 选择性必修第三册学霸108专题九核反应方程与结合能 △E 粒子的质量为m=mn。二m,B正确：C根据比结合能 1.C解析：AB.根据质量数守恒和电荷数守恒可得Po→ Ph+He,该衰变为a衰变，故AB错误：CD.由能量关系 曲线可知，Th的比结合能比H的大，C错误：D.在磁场 可知210E,+△E。=206E2+4E,所释放粒子的比结合能为 中做匀遮同周运动，有B=m石，得尽=酒衰变过程清 210E1+△E。-206E E1= ,故C正确，D错误放选C 足动量守恒，即P和B粒子动量等大反向，则在磁场中 4 做匀速圆周运动的半径之比与电量之比成反比.为1：91， 2.A解析：A.由题图可知，中等大小的原子核，比结合能较 D错误.故选B 大，比结合能越大，核越稳定，F原子核的比结合能最大， 核最稳定，A正确：B.重核裂变生成的产物比结合能增大， 9(I)He+9N-0+H(2)4e,+14e,+a5 17 可在重核裂变中，有质量亏损，因此重核裂变会释放能量， (3)0.00325MeV B错误：C.轻核聚变释放能量，比结合能增大，有质量亏 解析：(1)根据题意该反应的核反应方程为He+N→ 损，产物平均核子质量比聚变前小，C错误：D.比结合能大 0+H.(2)根据能量守恒46，+1462+△￡=1763，解得氧17 的原子核平均核子质量小，D错误.故选A. 48,+1482+4E 3.A解析：A.根据核反应的电荷数和质量数守恒可知， 的比结合能&，= ，(3)反应过程质量增加 17 钍232变成铀233的核反应方程式是品Th+n一P+e, △m=m:+m0-m。-m、=0.0012811,结合能增加△E= Pa一→U+?e,选项A正确：B.中间产生的新核镤233 △mc2=0.001281×931.5MeV=1.1932515MeV.根据能量 (P)从高能级向低能级跃迁时，放出能量，会伴随y辐 守恒，人射的粒子的最小动能E=△E-△E= 射，选项B错误：C.整个过程中释放能量，则生成的新核 0.00325MeV. 铀233(U)更加稳定，则新核铀233(U)的结合能大于 全书综合提优测试 钍232(Th),选项C错误；D.在核电站的核反应堆内部， 核燃料具有的核能通过核裂变反应转化为内能，然后通过 1.C2.B3.D 发电机转化为电能，故D错误故选A 4.C解析：由图甲可知，温度为T,的图线中速率大分子占 4.C解析：A.根据核反应前后质量数相等，质子数相等可 据的比例较大，则说明其对应的平均动能较大，故T对应 知，裂变反应的生成物中x=3,故A错误：B.核子数越多， 的温度较高，故T,<T由图乙可以看出，随着温度的升高， 结合能越大，可知U核结合能大，故B错误：C.b核的 各种波长的辐射强度都有增加，辐射强度的极大值向波长 比结合能比？Cs核的大，故C正确：D.由于U核与n核 较短方向移动，所以有T,>T.故选C 5.A解析：气体初始压强p,=76cmHg,初始体积V,=IS,气 结合生成的U核要发生质量亏损，平均核子质量变小，释 体末状态压强2=(76+19sin30°)cmHg=85.5cmHg,末状 放能量，结合能变大，U核的结合能大于U核与n核 的结合能之和，故D错误故选C 态体积=S,根据玻意耳定律K=p,上，解得Lr-8L 5.D解析：根据△E=△m2,可得Ba的结合能为E,= 故选A [56m4+(141-56)m5-m,]c2=(56m,+85m,-m,)c2,则%Ba 6.C解析：A.一b过程为等容变化，根据号=C,压强减小， 的比结合能为E=1 E_(56m,+85m,-m,) 一，故选D 141 温度诚小.气体分子的平均动能减小，故A错误：B.b→ 6.C解析：根据质量数、电荷数守恒可知.U经a衰变次 过程为等压变化，根据了=C,体积变大，可得温度升高，内 数235-207=7次.B衰变次数为82-(92-7×2)=4次，后变 4 能增大，即△U>0,根据△U=W+Q,结合体积变大，气体对 成稳定的Ph,衰变方程为U一→船Ph+7He+4e,则衰 外做功，即？<0，可得气体吸收的热量大于对外做的功，故 变过程释放的能量为△E=207E2+28E,-235E,故选C. B错误：C.若c+a过程为双曲线，则p,V的乘积为定值 由图知，、V的乘积先增大后减小，所以温度先升高后降 7.B解析：A.根据核反应方程质量数和电荷数守恒可得X 的质量数为144，Y的电荷数为90，故A错误：B.由于U 低，气体内能先增大后减小，故C正确：D.p-V图像与V轴 围成的面积代表功，可知a→b→c一→a过程，气体对外做的 不稳定，裂变时释放核能，所以U的比结合能小于Kr 功小于外界对气体做的功，故D错误，故选C 的比结合能.故B正确：C.裂变过程温度升高，但轴235的 7.D解析：A.由动能定理及光电效应方程可得U。= 半衰期不会变，故C错误：D.由于镉吸收中子的能力很 之mr=-W。,化简可得U.=么 1 强，当反应过于激烈时，可以在反应堆中将镉棒插人深一 e V- ,可知通止电压大小 e 些，让其多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，即 与入射光的频案是一次函数关系，不成正比，A错误：B.当 减慢反应速度，故D错误故选B U.=0时，怡好发生光电效应，对应频率为极限频率，即图 8.B解析：A.Pa的中子数为233-91=142，A错误：B.根 据核反应规律和能量守恒知(mn-m,一ma)c2=△E,得B 线与横轴交点，由墨中数据无法确定该值与》关系，B错 参考答案学霸31 误：C.饱和电流只与人射光强度有关，与所加电压无关。 V/ml. 13 C错误：n由图中数搭可得，冬冬女号 12 (Ue-U)严，其中e为电子的电 11 联立解得普朗克常量为h= 2-V1 10片 荷量，D正确故选D. 8.D解析：A.氢原子向外辐射的光谱中只有两条处在可见 2632732832933033133233333433537h 光区，说明氢原子跃迁到n=4能级，则E。=E4-E,= (4)据作出的V-T图线可知，一定质量的气体在压强不 12.75eV,故A错误：B.氢原子最多向外辐射光的频率种 变的情况下，体积V与热力学温度T成线性关系。 数为N=(》.4x(4D=6,放B错误：C氢原子从 2 2 13.()产Ra-gm+时e(2)5=emE,4nc M+m M+m n=3能级向n=2能级跃迁时，有九片=6-，氢原子从 安 n=4能级向a=2能级跃迁时，有A无=B,-么，联立解得 解析：(1)核反应方程为Ra→Rm+He:(2)根据E= △mc2,产生总动能为△m2,设氧核和a粒子的速度大 入，一，4，故C错误D.氢原子从基态跃迁到高能级，吸收 小分别为，、2，则由动量守恒有M,=m2,由能量守恒 光子，则电子的动能减小，但原子的电势能增大，故D正 有+=.=行h,6=方m,得氧核动能为 确.故选D 9.C解析：A.由题图可知，He核的比结合能约为7MeV 6-E:m-ncma粒子动能为E-n训 M+mM+m M+m:(3)y光子 氮核的核子数为4，因此结合能约为4×7MeV=28MeV, 产生电子方程式为y→“e+9e,根据E=△mc2,y光子的能 故A错误：B.由题图可知.Li核比结合能约为5MeV.则 有Li核结合能约为6x5MeV=30MeV,可知He核结合能 量换算为质量，最多产生的正、负电子对数为n=E 比i核结合能小，故B错误：C.两个H结合成He时，产 1△m 生聚变反应，有质量亏损，由质能方程可知，因此释放能 2 2mg 量，故C正确：D.由题图可知，5U中核子的比结合能比 14.(1)5.6x10Pa(2)3.0x10Pa K中核子的比结合能小，由于平均质量越小的原子核，其 解析：(1)航天服内气体初态时，有V,=2L,P,=1,0× 比结合能越大，因此货U中核子的平均质量比Kr中核子 103Pa,T,=(273+27)K=300K末态时，有V2-4L,T2= 的平均质量大，故D错误故选C. (273-9)K=264K根据理想气体状态方程可得， 、 10,A解析：设物体与水平面之间的弹力恰好为零时，绳的 T 拉力为F,由力的平衡条件得PoS=P,S+F,对物体有 无，解得2=4.4x10Pa所以△p=m=56x10P电 F=mg,解得2=1×I03Pa.缸内气体做等容变化，根据查 (2)气体缓慢放出的过程中气体的温度不变，设需要放出 理定律有片-片，其中，=p,T=T。=303K,解得，= 的气体体积为△V,根据玻意耳定律可得PV2=(+ △V),其中V=22L航天服放出的气体与原来气体的质 300K,故A正确 11.D解析：A.在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐 量比4m。4r m。+4v62.5%,联立解得=30x10P4 降低，活塞导热，压强增大，则气体被压缩，外界对气体 15.(1)330K(2)1.1×10Pm(3)188J 做正功，根据热力学定律可知此过程中理论上被封闭的 解析：(1)根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的 气体向外界放热，故A错误：B.气体压强p=+Pgh,压强 与潜水器下潜的深度成一次函数关系，故B错误：C.根 过程中，封钢气体的强不变，则有二=兰解得T, 据p=nRT,得y=nRT=nRT D%切g·可知体积与潜水器下潜 T,=330K(2)从状态A到状态B的过程中，活塞缓慢上 的深度不成反比，故C错误：D.压强增大，温度降低，则 升，则PS=PaS+mg,解得Pm=1×103Pa根据题意可知，气 单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多，故 体由状态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则 D正确.枚选D Te 12.(1)P,(3)见解析图(4)线性解析：(1)②本实验是 有号艺解得(=子=110n(3)根据题意可 探究在压强不变的情况下气体的体积和热力学温度的关 知，从状态A到状态C的过程中气体对外做功为甲= 系，故需要控制压强保持不变，使压强计示数为：(3)根 PmS△h=30J.由热力学第一定律有△U=F+Q,解得Q= 据表格的数据，补齐数据点并描点连线，作出图线： △0-W=188J. 选择性必修第三册学霸32