模块综合检测卷（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

模块综合检测卷 (本卷满分100分) 一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．下列说法正确的是(　　) A．已知某物质的摩尔质量和分子质量，可以算出阿伏加德罗常数 B．已知某物质的摩尔质量和分子体积，可以算出阿伏加德罗常数 C．当两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力的合力一定减小 D．当两个分子之间的距离增大时，分子势能一定减小 解析　阿伏加德罗常数等于摩尔质量与分子质量的比值，A正确，B错误；两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力都要减小，但在r>r0区域，随着分子间距的增大，分子引力和斥力的合力表现为引力，是先变大到最大再减小，C错误；在r>r0区域，随着分子间距的增大，分子引力和斥力的合力表现为引力，且引力做负功，分子势能增加，D错误。 答案　A 2．下列说法不正确的是(　　) A．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的 B．对于一定质量的理想气体，若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大 C．当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子势能最小且一定为零 D．单晶体和多晶体均存在固定的熔点 解析　布朗运动形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，选项A正确；若单位体积内分子个数不变(气体体积不变)，当分子热运动加剧时即T升高，压强p一定变大，选项B正确；两分子间的分子势能在平衡位置时最小，但其大小是相对的，与零势面的选取有关，若取无穷远为零势能面，最小的分子势能为负值，选项C错误；单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项D正确。 答案　C 3．下列说法正确的是(　　) A．液体中悬浮颗粒的无规则运动称为布朗运动 B．液体分子的无规则运动称为布朗运动 C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加 D．物体对外界做功，其内能一定减少 解析　布朗运动是液体中悬浮颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，故A对，B错；改变物体内能的途径有做功和热传递，物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，物体对外界做功，其内能也不一定减少，故C、D均错。 答案　A 4．关于液体的表面张力，下面说法正确的是(　　) A．表面张力是液体内各部分间的相互作用 B．表面张力的方向总是沿液体表面分布的 C．表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部 D．小昆虫能在水面上自由走动与表面张力无关 解析　表面张力是表面层分子间的相互作用，所以A错；表面张力的方向和液面相切，并和两部分的分界线垂直，所以B对，C错；小昆虫能在水面上自由走动是由于表面张力的存在，因此D错。 答案　B 5．(2024·九省联考)一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b；第二次先经等压过程到状态c，再经等容过程到状态b。p-V图像如图所示。则(　　) A．c→b过程气体从外界吸热 B．a→c→b过程比a→b过程气体对外界所做的功多 C．气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小 D．气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少 解析　c→b过程，气体体积不变，即等容变化过程，气体压强变小，温度降低，故内能减小，该过程气体对外不做功，故气体向外界放热，A错误；由微元法可得p-V图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少，由p­V图像可知，a→c→b过程比a→b过程气体对外界所做的功多，B正确；a→b过程为绝热过程，气体体积变大对外做功，由热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低。温度是分子平均动能的标志，故气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能大，C错误；a→c过程，气体的压强相等，体积变大温度变大，分子的平均动能变大，分子撞击容器壁的动量变化量变大。由气体压强的微观解释可知，在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多，D错误。 答案　B 6．如图所示是氢原子的能级图，现有大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁，所辐射的光子中只有一种能使某金属产生光电效应。以下判断不正确的是(　　) A．该光子一定是氢原子从激发态n＝3跃迁到基态时辐射的光子 B．该光子可能是氢原子从激发态n＝2跃迁到基态时辐射的光子 C．若氢原子从激发态n＝4跃迁到基态，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应 D．若大量氢原子从激发态n＝4跃迁到低能级，则会有2种光子使该金属产生光电效应 解析　处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时，所辐射的光子中只有一种能使金属发生光电效应，那么这个光子的能量hν＝E3－E1，故A正确，B错误；那么处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，能量为E4－E1和E3－E1的两种光子能使该金属发生光电效应，故C、D正确。 答案　B 7．如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数的关系图像，由图像可知(　　) A．图像中的λ0是产生光电效应的最短波长 B．普朗克常量和光速的乘积hc＝Eλ0 C．该金属的逸出功等于－E D．若入射光的波长为，产生的光电子的最大初动能为3E 解析　题图中的λ0是产生光电效应的最长波长，选项A错误；根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数的关系图像对应的函数关系式为Ek＝hc－W，由题图可知Ek＝0时，hc＝Eλ0，选项B正确；由Ek＝hc－W，并结合关系图像可得该金属的逸出功W＝E，选项C错误；若入射光的波长为，由Ek＝hc－W，解得Ek＝hc－W＝3E－E＝2E，即产生的光电子的最大初动能为2E，选项D错误。 答案　B 8．下列四个核反应方程式书写正确的是(　　) A.N＋He→O＋H B.Na→Mg＋e C.U＋n→Ba＋Kr＋3n D.F＋He→Na＋n 解析　A为发现质子的人工转变方程，但质量数不守恒，故A错误；Na的质子数为11，Mg的电荷数为12，故B错误；C为核反应方程，且质量数和电荷数守恒，故C正确；质子数不守恒，且Na的电荷数错误，故D错误。 答案　C 二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 9．一般情况下，分子间同时存在分子引力和分子斥力。若在外力作用下两分子间的间距达到不能再靠近为止，且甲分子固定不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当乙分子运动到相距很远时，速度为v，则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m)(　　) A．乙分子的动能变化量为mv2 B．分子力对乙分子做的功为mv2 C．分子引力比分子斥力多做了mv2的功 D．分子斥力比分子引力多做了mv2的功 解析　当甲、乙两分子间距离最小时，两者都静止，当乙分子运动到分子力的作用范围之外时，乙分子不再受力，此时速度为v，故在此过程中乙分子的动能变化量为mv2；且在此过程中，分子斥力始终做正功，分子引力始终做负功，即W合＝W斥＋W引，由动能定理得W引＋W斥＝mv2，故此分子斥力比分子引力多做了mv2的功。 答案　ABD 10．一定质量的理想气体，沿箭头方向由状态1变化到状态2，气体吸收热量的变化过程有(　　) 解析　A选项，由＝C可知，温度T一定时(ΔU＝0)，p与V成反比，1到2体积V增大，气体对外做功，W＜0，由ΔU＝Q＋W可得Q＞0(吸热)。选项B，由＝C知T减小(ΔU＜0)，而V减小(W＞0)，得Q＜0(放热)。选项C，由＝C知压强p一定，T增大(ΔU＞0)，V增大(W＜0)，则Q＞0(吸热)。选项D，由V­T图像可知V一定(W＝0)，T增大(ΔU＞0)，可得Q＞0(吸热)，故选ACD。 答案　ACD 11．某实验室工作人员，用初速度为v0＝0.09c(c为真空中的光速)的α粒子，轰击静止在匀强磁场中的钠原子核Na，产生了质子。若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核的运动方向与α粒子的初速度方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为1∶10，已知质子质量为m。则(　　) A．该核反应的方程是He＋Na→Mg＋H B．该核反应的方程是He＋Na→Mg＋n C．质子的速度约为0.23c D．质子的速度为0.09c 解析　由质量数守恒和核电荷数守恒得He＋Na→Mg＋H，A正确；设α粒子、新核的质量分别为4m、26m，质子的速率为v，因为α粒子与钠原子核发生对心正碰，由动量守恒定律得4mv0＝26m·－mv，解得v≈0.23c，C正确。 答案　AC 12．一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p-T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 解析　对封闭气体，由题图可知a→b过程，气体体积V不变，没有做功，而温度T升高，则为吸热过程，A项正确；b→c过程为等温变化，压强减小，体积增大，对外做功，则为吸热过程，B项错误；c→a过程为等压变化，温度T降低，内能减少，体积V减小，外界对气体做功，依据W＋Q＝ΔU，外界对气体所做的功小于气体所放的热，C项错误；温度是分子平均动能的标志，Ta<Tb＝Tc，故D项正确。 答案　AD 三、非选择题(本题共6小题，共60分) 13．(6分)(2025·河北卷)自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定LC振荡电路的频率来确定水位高度。 图1 某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。 (1)研究集气室内气体压强与体积的关系。 ①洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小 (选填“会”或“不会”)影响集气室内气体压强的大小。 ②测量集气室高度h0、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H和集气室进水高度h，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。 H/cm 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 h/cm 0.33 0.40 0.42 0.52 0.61 0.70 0.78 0.87 实验中使用同一把刻度尺对H和h进行测量，根据数据判断，测量 (选填“H”或“h”)产生的相对误差较小。 ③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V与的关系曲线，如图2所示。图中拟合直线的延长线明显不过原点，经检查实验仪器完好，实验装置密封良好，操作过程规范，数据记录准确，则该延长线不过原点的主要原因是 。 图2 (2)研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系。图3是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的u­t图像，u的频率即为LC振荡电路的频率。LC振荡电路的频率f与线圈自感系数L、电容C的关系是f＝，则图3中 (选填“甲”或“乙”)对应的水位较高。 图3 解析　(1)①集气室内气体压强的大小p1＝p0＋ρg(H－h)，所以洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小不会影响集气室内气体压强的大小； ②由于实验中使用同一把刻度尺进行测量，分度值相同，根据数据分析，桶内水位高度H明显大于集气室进水高度h，所以测量桶内水位高度H产生的相对误差较小； ③该延长线不过原点的主要原因是与集气室相连的细管中的气体被忽略不计，导致集气室气体体积V相比于实际气体体积偏小。 (2)桶内水位高度H越大，集气室内气体压强越大，铁芯进入电感线圈的长度越大，电感线圈的自感系数越大，LC振荡电路的频率越小，周期T＝越大，所以题图3中乙对应的水位较高。 答案　(1)①不会　②H　③与集气室相连的细管中的气体被忽略不计　(2)乙 14．(8分)小明同学用如图所示的实验装置测量普朗克常量和某金属的逸出功，通过改变入射光的频率并测出对应的遏止电压U绘制U­ν图像如图甲所示，已知电子所带电荷量大小是e。 (1)普朗克常量h＝ ，此金属的逸出功W＝ 。(用e、U1、U2、ν1、ν2表示) (2)另一同学用小明同学的数据绘制U­I(其中I为G的读数)图线如图乙中d所示。他用相同实验装置，但只增大入射光强度，则此时图线应是图乙中的 (选填“a”“b”或“c”)。 解析　(1)由题意可知－eU＝0－Ek，由光电效应方程Ek＝hν－W可得U＝ν－，由题图甲可得＝，解得h＝e 由题图甲可知，当U＝U1、ν＝ν1时可得 U1＝ν1－ 此金属的逸出功W＝e。 (2)只增大入射光强度，饱和光电流增大，遏止电压与光的频率有关，与光强度无关，不会改变，所以此时图线应是题图乙中的a。 答案　(1)e　e　(2)a 15．(8分)查德威克将未知粒子与多种原子核碰撞，借助质谱仪测量并算出该未知粒子的质量十分接近质子的质量。质谱仪的测量原理如图所示，速度选择器的两金属板M、N间距为d，板间区域磁场的磁感应强度大小为B1 。中子与静止的质子发生弹性正碰后，质子由O处进入，当板间电压为U0时，恰能沿直线经过正下方的A孔垂直于磁场方向射入磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场中，最后打在照相底片上的C点，测出AC长度为L，元电荷为e，不计重力影响。 (1)求质子的质量mH(用B1、B2、U0、d、L、e表示); (2)若相同的中子与静止的氮核(N)发生弹性正碰后，氮核沿OA方向进入质谱仪，需将M、N间电压调为多大，才能在照相底片上探测到氮核的径迹？(质子、中子的质量均为u，结果用U0表示)。 解析　(1)速度选择器中，受平衡力evB1＝eE 匀强电场中U0＝Ed，解得v＝ 在B2磁场中，洛伦兹力提供向心力evB2＝mH 且L＝2R，解得质子的质量mH＝＝。 (2)设碰撞前中子的速度为v，中子与静止的质子发生弹性正碰，遵循动量守恒定律、机械能守恒定律得m1v＝m1v1＋m2v2，m1v2＝m1v12＋m2v，因质量相等，故v2＝v 中子与静止的氮核发生弹性正碰，设碰撞后中子的速度为vn，氮核的速度为vN，规定中子初速度v的方向为正方向，由动量守恒定律得uv＝uvn＋(14u)vN 机械能守恒uv2＝uv＋×(14u)v 联立解得vN＝v，另一解vN＝0(舍去) 因带电粒子能沿直线通过速度选择器的速度 v＝ 即选择的速度与电压成正比，故M、N间电压应调为U＝U0。 答案　(1)　(2)U0 16．(10分)小明用金属铷作为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意如图乙所示，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图甲所示。(电子的电荷量e＝1.6×10－19 C)求： (1)铷的截止频率νc和铷的逸出功W0； (2)入射光的频率ν＝6.70×1014 Hz时的遏止电压Uc； (3)如果实验中入射光的频率ν＝7.10×1014 Hz，求产生的光电子的最大初动能Ek。 解析　(1)由题图可得νc＝5.1×1014 Hz 由W0＝hνc解得W0＝3.38×10－19 J。 (2)由eUc＝hν－hνc解得Uc＝0.66 V。 (3)由Ek＝hν－W0解得Ek＝1.33×10－19 J。 答案　(1)5.1×1014 Hz　3.38×10－19 J (2)0.66 V　(3)1.33×10－19 J 17．(12分)如图所示，内径相同，导热良好的“T”形细玻璃管上端开口，下端封闭，管中用水银封闭着A、B两部分理想气体，C为轻质密闭活塞，各部分长度如图所示。现缓慢推动活塞，将水平管中水银恰好全部推进竖直管中，已知大气压强p0＝75 cmHg，设外界温度不变。水平管中水银恰好全部推进竖直管中时，求： (1)气体A的压强； (2)气体A的气柱长度； (3)活塞移动的距离。 解析　(1)水平管中水银恰好全部推进竖直管中时，气体A的压强 pA′＝p0＋ph′＝75 cmHg＋(10＋10＋5)cmHg＝100 cmHg。 (2)初状态，气体A的压强pA＝p0＋ph＝75 cmHg＋ cmHg＝95 cmHg 设玻璃管横截面积为S cm2，初状态气体A的体积VA＝40S cm3 设末状态气体A的体积为VA，对气体A由玻意耳定律得pAVA＝pA′VA′ 解得VA′＝38S cm3 末状态气体A的长度L＝＝38 cm。 (3)气体A的长度减少量ΔL＝(40－38) cm＝2 cm 初状态气体B的压强pB＝p0＋ph1＝75 cmHg＋10 cmHg＝85 cmHg 末状态气体B的压强pB′＝p0＋ph2＝75 cmHg＋(10＋5－2) cmHg＝88 cmHg 初状态气体B的体积VB＝44S cm3 设活塞移动的距离为x cm，末状态气体B的体积VB′＝S cm3＝S cm3 对气体B由玻意耳定律得pBVB＝pB′VB′ 代入数据解得x＝6.5 cm。 答案　(1)100 cmHg　(2)38 cm　(3)6.5 cm 18．(16分)下图为某同学设计的光电效应研究装置，A、B为金属板，频率为ν的单色光照射到板A上发生光电效应，经A、B间的电场加速后，部分粒子从小孔a进入图中虚线所示的圆形匀强磁场区域，圆形匀强磁场半径为R，磁场区域的下方有一粒子选择及接收装置。P在磁场圆心O的正下方，aO与PO垂直，接收板与PO垂直。光电子经过电场加速后能从a孔以不同的角度进入磁场，已知元电荷为e，电子的质量为m0，AB间的加速电压为U0，只有速度方向垂直接收板的粒子才能通过粒子选择器，其他粒子被粒子选择器吸收并立即导入大地，通过选择器的粒子最终打在接收板上，被接收板吸收并立即导入大地。重力忽略不计，不考虑粒子之间的相互作用力，不考虑缓慢变化的磁场产生的电场，只考虑纸面内运动的电子，普朗克常量为h。 (1)磁感应强度B＝B0时，某光电子从A板离开时的速度为0，求该电子经过a进入磁场后做圆周运动的半径R1。 (2)粒子从a孔进入时速度与aO角度范围θ＝±30°，求粒子接收板上接收到粒子的长度L。 (3)磁感应强度由B0缓慢增大到B1时，接收板上恰好不能再接收到粒子，求金属A的逸出功W0。 解析　(1)粒子在电场中运动，根据动能定理有eU0＝m0v2 在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有 evB0＝ 联立解得R1＝。 (2)电子以不同的入射角进入磁场，其轨迹会形成一个扇形区域，如图所示 由于入射角度范围θ＝±30°，因此可知该扇形的张角为60° 由几何关系可知，只有粒子在磁场中运动的轨道半径为R时，粒子射出磁场时的速度方向才竖直向下，这样接收板才能接收到粒子，在圆磁场边缘上两粒子射出磁场时所夹的圆弧所对的圆心角为60°。 则接收板上接收到粒子的长度是L＝R。(3)当磁场最大时，对应最大的入射速度vmax＝ A板处光电效应逸出光电子的最大动能hν－W0＝m0v 经过电场加速后的最大动能eU0＝m0v－m0v 解得W0＝hν＋eU0－。 答案　(1)　 (2)R (3)hν＋eU0－ 学科网（北京）股份有限公司 $