期末测试题-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册练习手册（人教版）

期末 （时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。第 1~7小题只有一项符合题目要求，每小 题4分。第8~10小题有多项符合题目 要求，每小题6分，全部选对的得6 分，选对但不全的得3分，有选错的得 0分) 1.以下有关物理学史的说法正确的是（) A.汤姆孙研究了阴极射线并发现了电子 B.查德威克通过人工核反应发现了质子 C.卢瑟福通过粒子散射实验发现了中子 D.贝克勒尔研究了天然放射现象，发现 了放射性元素钋和镭 2.汽车雾灯发出的是黄光，若每秒有N个黄 光光子进入瞳孔，正常人的眼睛就能察 觉。已知人眼瞳孔直径为d、黄光的波长 为入、普朗克常量为h、光速为c,那么 功率为P的黄色点光源发出的光若能被正 常人察觉，光源距离人眼的最大距离为 () AdV器 B.d pa 2 Nhc C.4Ve D.4V 3.图甲为我国传统古建筑中常见的图案，该 图案均由图乙中单片青瓦拼凑而成。现瓦 匠师傅用质量均为m的相同青瓦片叠放 在水平地面上，如图丙所示，瓦片1的支 撑点为瓦片2、3的顶端。假设青瓦片为 期未测试⊙ 测试 总分：100分) 质量分布均匀的圆弧形状，厚度不计，重 力加速度为g,下列说法正确的是() 丙 第3题图 A.瓦片2对1左端的摩擦力水平向左 B.瓦片3对1右端的摩擦力水平向左 C地面对瓦片2左端的支持力大小为子g D.地面对瓦片3左端的支持力大小为mg 4.如图所示，A、B两球用劲度系数为k,的 轻弹簧相连，B球用长为L的细线悬于O 点，A球固定在O点正下方，且点O、A 球间的距离恰为L,此时绳子所受的拉力 为F。现把A、B两球间的弹簧换成劲度 系数为2的轻弹簧，仍使系统平衡，此 时绳子所受的拉力为F,则F,与F,的大 小关系为() 第4题图 23 高中物理选择性必修第三册（人教版) A.F<F2 B.F<F2 C.F=F2 D.因k1、k2大小关系未知，故无法确定 5.如图所示，将一个铁桶倒扣在水面上，平 衡时铁桶内外水面高度差为h,桶内空气 柱长度为l。已知水的密度为p,铁桶的 横截面积为S,不计桶壁厚度，忽略封闭 气体的质量，设封闭气体的温度不变，水 足够深，下列说法正确的是( 第5题图 A.铁桶的质量为hSp B.铁桶的质量为lSp C.将铁桶下压(1-h)的距离后，桶将自 动下沉 D.桶受到重力、大气对桶的压力、封闭 气体对桶的压力、水对桶的压力和浮力 6.美国物理学家密立根从1907年开始以精 湛的技术测量光电效应中的几个重要的物 理量。如图甲所示，他测量金属的遏止电 压U。与入射光频率v的关系，描绘出图 乙中的图像，由此算出普朗克常量h。电 子电荷量用e表示，则下列说法中错误的 是( 光 U/V 光电管、 A 甲 第6题图 24 A.入射光的频率增大，测遏止电压时，应 使滑动变阻器的滑片P向N端移动 B.由U。-v图像可知，这种金属的截止频 率为v C.增大入射光的强度，光电子的最大初 动能也增大 D.由U。-v图像可求普朗克常量表达式为 h=Ue V-V 7.如图所示，倾角为0的斜面体c置于水平 地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳 跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b 的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓 慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状 态，则() 第7题图 A.b对c的摩擦力一定减小 B.b对c的摩擦力方向一定平行斜面向上 C.地面对c的摩擦力方向一定向右 D.地面对c的摩擦力一定减小 8.将一石块从5m高处由静止释放，不计空 气阻力石块可视为质点，重力加速度g取 10m/s2,则() A.石块落地时的速度大小为5m/s B.石块落地时的速度大小为10m/s C.石块下落过程中的平均速度大小为5ms D.石块下落过程中的平均速度大小为10ms 9.某实验小组用如图所示的实验装置“探究 气体等温变化的规律”。实验操作的过程 中，需要保持不变的是气体的() 压力表 柱塞 -空气柱 耳橡胶我 第9题图 A.质量 B.温度 C.体积 D.压强 10.如图，理想变压器原线圈与定值电阻R,= 82、理想二极管接在u=36sin100mt(V) 的交流电源上，理想变压器原、副线圈 总匝数相同，滑动触头P。初始位置在副 线圈正中间。定值电阻R=62,滑动变 阻器R的最大阻值为252，滑片P,初 始位置在R=32处。电流表、电压表均 为理想交流电表，电源内阻不计，下列 说法正确的是( 第10题图 A.初始时，电压表示数为4.5V,电流 表示数为0.75A B.若保持P位置不变，P。向下滑动，则 电压表示数先变大后变小，电流表 示数变小 C.若保持P,位置不变，P。滑动时，当 期未测试⊙ 原、副线圈匝数比为n=2时，R1上的 功率最大，约为3.4W D.若保持P位置不变，P1滑动、R=32 时，理想变压器的输出功率有最大值 约为10W 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.(15分)某实验小组做“探究两个互成 角度的力的合成规律”实验。 甲 第11题图 (1)本实验采用的实验方法是 A.控制变量法 B.等效替代法 C.理想模型法 (2)实验时，下列叙述不正确的是 A.实验前需对弹簧测力计校零 B.实验时两个拉力的大小可能相等 C.实验时应保持细绳与长木板平行 D.进行多次操作时每次都应使结点 拉到O点 (3)实验结果如图甲所示。在F、F2、 F、F四个力中，不是由弹簧测力计 直接测得的力为 A.F B.F2 C.F D.F (4)若用如图乙所示的装置来做实验， OB处于水平方向，与OA夹角为 25 高中物理选择性必修第三册（人教版） 120°，则 (选填“OA”“OB” 或“OC”)的力最大。现保持弹簧 测力计A和B细线的夹角不变，使 弹簧测力计A和B均逆时针缓慢转 动至弹簧测力计A竖直。在此过程 中，弹簧测力计A的示数 (选填“不断减小”“不断增大” “先减小后增大”或“先增大后 减小”)。 12.(9分)某实验小组利用图甲所示实验装 1 置探究气体等温变化的规律。实验步骤 如下： 力H 沙桶 第12题图 (1)用刻度尺测出固定在水平桌面上的 注射器刻度的10mL与30mL之间 距离为2.00cm,计算出注射器活塞 的横截面积S= cm2。 (2)向右拉动活塞一段距离后，用橡胶 套堵住注射孔。活塞静止时，读出 注射器中气体的体积Vo (3)挂上沙桶，活塞与滑轮之间的细线 保持水平，在沙桶中缓慢加入适当 沙子，待活塞静止后，测量沙子的 质量m和对应气体的体积V。 (4)改变m,得到多组m及对应的V; 以m为纵坐标，十为横坐标，做出 的图像如图乙所示。已知图线的纵 26 截距为m1,斜率的绝对值为k,当 地的重力加速度为g;不考虑摩擦， 注射器的气密性以及导热性良好且 环境温度不变，则根据图线可得沙 桶的质量为 ，实验时的大 气压强为 。(均用已知和 测得的物理量符号表示)》 13.(8分)一物体做匀变速直线运动，从某 时刻开始计时，即t=0。在此后连续两 个2s内，物体通过的位移分别为8m 和16m,求： (1)物体的加速度大小。 (2)t=0时物体的速度大小。 期未测试⊙ 14.(10分)如图所示，横截面积均为S,内 壁光滑的导热汽缸A、B。A水平放置， 活塞E固定，封闭气柱长为21：汽缸B 竖直放置，高为4，A、B之间由一段 容积可忽略的细管相连，A汽缸中细管 口处有一小阀门C,A中气体不能进入 B中。当B中气体压强大于A中气体压 强时，阀门C开启，B内气体进入A 中，B中气体由活塞D封闭。初始时， A中气体压强为1.5Po,活塞D离汽缸底 部的距离为31，整个装置置于27℃、 大气压为Po的环境中，阀门C、活塞D 的质量及厚度均忽略不计，现向D上缓 慢添加沙子，最后沙子总质量为m= PoS g (1)求稳定后活塞D下降的距离。 (2)同时对两汽缸加热，使活塞D再回 到初始位置，则此时汽缸B内的温 度为多少？ D 第14题图 (27 N 高中物理选择性必修第三册（人教版） 15.(12分)质子和中子在一定条件下紧密 结合成氦核，从较大原子核中被抛射出 来，放射性元素就发生了衰变。位于 x轴原点O处的核反应区通过Q衰变可 形成一个α粒子源，该粒子源在纸面内 向x轴上方区域各向均匀地发射α粒 子。x轴正上方区域存在足够大的匀强 磁场，磁感应强度大小为B=1.66T,方 向垂直纸面向外。在x=0.12m处放置一 个下端与x轴相齐，上端足够长的感光 板用于探测和收集粒子。已知，质子质量 mp=1.007277u,中子质量mm=1.008976u, a粒子的质量mm=4.00150u,1u=1.66× 10-27kg,元电荷e=1.6×10-19C,sin37°= 0.6,cos37°=0.8。若粒子从0点飞出 时速度大小为6x10m/s,求： (1)写出质子和中子结合成a粒子的核 反应方程，并计算该核反应所释放 的能量。 (2)求垂直于x轴进入磁场的Q粒子经 多长时间到达感光板。[第(2) (3)(4)小题计算时，m均取6.64× 10-27kg] (3)α粒子经磁场偏转后有部分能到达 感光板，且感光板上某个区域中的 同一位置会先后接收到两个粒子， 这一区域称为二次发光区，求二次 发光区的长度以及到达二次发光区 的粒子数与总粒子数的比值η。 (4)若感光板位置x和磁感应强度B大 小可调节，要维持到达二次发光区 的粒子数与总粒子数比值不变，求 28 B与x应满足的关系。 0 0.12x/m 第15题图高中物理选择性必修第三册（人教版） 生衰变，当剩余量为初始值的25%时，根据m余= m分}宁-259%m,解得125年，放选B。 5.B【解析】在电场中，α粒子、电子均做类平抛 运动，水平方向胸移量=子广二。结合a粒子 电子的质量、电量、速度关系可知，竖直方向前进相同 位移时，电子水平偏移量大，所以到达A板的为电子， 且A板为电源正极。 6.A【解析】A是B衰变，B是核裂变，C是核聚 变，D是人工转变。 7.AB【解析】三种射线中的a射线电离本领最强， 穿透能力最弱，Y射线运动速度最快，电离本领最弱， 故A、B正确；放射性与元素的化学状态无关，故C错 误；阝射线是原子核内发射出来的电子流，故D错误。 故选A、B。 8.D【解析】He的质子数是2，质量数是3.则中 子数为1。故选D。 9.AB【解析】由核反应方程规则可知A正确；核 反应过程内力远大于外力，系统动量近似守恒，B正 确，C错误；核反应中有质量亏损，生成物质量小于反 应物质量之和，D错误。 10.AD【解析】N的质子数Z=7,质量数A=13, 故中子数n=A1-Z=13-7=6;C质子数Z2=6,质量数 A=13,故中子数2=A2-Z2=13-6=7,得n=Z2=6,n2=Z= 7,故N与C互为镜像核，故A正确；N的质子数 Z=7,质量数A=15,故中子数n1=A1-Z=15-7=8,0 质子数Z2=8,质量数A=16,故中子数2=A2-Z2=16-8= 8,得n=Z=8,2≠Z,故B错误；两个质量较小的核 结合成一个质量较大的核同时释放出大量的能量的现 象称为核聚变，故C项中的核反应是核聚变，而不是 α衰变，故C错误；D项中一个质子和两个中子结合 成氚核的反应是核聚变反应，一定会放出能量，故D 正确。 11.(1)0(2)N(3)Be(4)He 【解析】核反应遵循质量数和核电荷数守恒，故反 应中各物质分别为O、N、Be、He。 12.1:2【解析】由公式mm分中可知，m, m2,即m:m1:2。 76 13.()见解析2)1 【解析】(1)U→Th+He。 (2)设另一种新核的速度为0'，铀核质量为238m, 由动量守恒定律得238m=234n号4m,得D=11。 4 14.4.5x10°年【解析】设矿石的年龄为t,开始时矿 石中的铀原子核的个数为N,经过时间t后的铀原子核 的个数为N,由题意得Nd)宁。 已经衰变的轴原子核的个数即为生成的铅原子核的 个数，设经过时间t后，生成的铅原子核的个数为N”, 有心--，由题意可知：845，解得 4.5×10°（年） 15.(1)3x10°m/s(2)2He(3)1N+n→9B+He 【解析】(1)设中子的质量为 9+ m,则氮核的质量为14m,B核的质 量为11m,C核的质量为4m,根据动 ×B×××× 量守恒可得：mwo=11mg+4mwc, ×E×X×× 代人数据，解得vc=3x10的m/s。 (2)根据带电粒子在磁场中做匀 第15题答图 速圆周运动的轨道半径公式：R=m心，可得 9B Rc mocqB 30 9B号，又9et9m7e, R=mlc=11所以9c=2, 解得q=2e,9B-5e,所以C核为Heo (3)核反应方程N+n→B+He。 >"期末测试 1.A【解析】汤姆孙研究了阴极射线并发现了电子， A正确：在原子核人工核反应的实验中，查德威克发现 了中子，B错误：卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原 子的核式结构模型，通过α粒子轰击氮核发现质子，C 错误；居里夫人通过对天然放射性的研究，发现了放射 性元素钋和镭，D错误。 2.C【解析】设光源到人眼的最大距离为R,则根 据能量守植定律有你·矿-M分，式中1s,解得 RV%,C正确， 3.C【解析】因下方瓦片的受力点均在其顶端，瓦 片1与瓦片2、3间的弹力均沿竖直方向，对瓦片1受 力分析可知，瓦片2、3对瓦片1没有摩擦力，故A、B 错误；对瓦片1、2、3整体受力分析，可得F地2在+F地2流+ 3 F法+f6=3mg,解得F法=fh=f%达=f诸=子mg,故C 正确，D错误。 4.C【解析】以小球B为研 究对象，分析受力情况。由平 衡条件可知，弹簧的弹力N和 绳子的拉力F的合力F合与重力 WwWM mg大小相等，方向相反，即 F谷=mg。作出力的合成如图，由 三角形相似得金=F 0A0B。又由 第4题答图 题知OA=OB=L,得F=F合=mg。可见，绳子的拉力F只 与B球的重力有关，与弹簧的劲度系数k无关，所以 F=F2。C正确。 5.A【解析】铁桶平衡时，有hpg=mg,解得铁桶 的质量m=hSp,A正确，B错误；将桶下压到桶内气体 体积为S时，再略下沉，气体体积将进一步减小，桶 将自动下沉，但此时不止将桶下压（亿-h)的距离，因为 下压过程中，桶内液面也会下降，所以将铁桶下压(1- h)的距离后，桶不会自动下沉，C错误；桶只受大气 对它的压力、封闭气体对它的压力及重力，D错误。 6.C【解析】入射光的频率增大，光电子的最大初 动能增大，则遏止电压增大。测遏制电压时，应使滑动 变阻器的滑片P向N端移动，A正确，不符合题意；根 据E-hw-WeU,解得U-_h,图线的斜率k=h 品则品。当遇止电正为零时，B、D正 确，不符合题意；根据光电效应方程E=hw-W。知，光 电子的最大初动能与人射光的强度无关，C错误，符合 题意。 7.D【解析】若开始时Ga>Gsin0,则b受到c的 摩擦力沿斜面向下，大小为F=Ga Gisin 0。根据牛顿第三定律，b对c 的摩擦力方向可能平行斜面向上；随 着在a中的沙子缓慢流出，Ga减小， 则b受的摩擦力先减小，然后反方向 增大，方向先沿斜面向下，然后变为 G+G元 沿斜面向上。b对c的摩擦力先减小， 第7题答图 参考答案与解析。 然后反方向增大，方向先沿斜面 向上，然后变为沿斜面向下，A、f。 B错误。以b、c整体为研究对 象，分析受力如图。根据平衡条 Gp+Ge 件得知地面对c的摩擦力f尸Tcos: 第7题答图 Gcos0,方向水平向左。在a中的沙子缓慢流出的过程 中，随着Ga的减小，地面对c的摩擦力f在减小，C错 误，D正确。 8.BC【解析】根据2-2gh,解得石块落地时的速度 大小为=10m/s。石块下落过程中的平均速度大小为= 之=5m%,B、C正确。 9.AB【解析】题目要求探究气体等温变化的规律， 需要使得气体的质量不变，温度不变，从而研究气体的 压强与体积之间的关系，A、B正确。 10.ACD【解析】交变电流流过二极管后，其电压 有效值为18V,变压器变压比为2：1，变压器的副线圈 并联电阻总阻值为尺=尽2D,在原线图的等效电 niUz 阻为R'==二=80，则原线圈的电流为1FR+R 12L2 nI 令A。由于变压器原线周的电压为-R9V,则变 压器输出端电压，即电压表的示数为4.5V,电流表示 数为人瓷号A05A,A正确：设品止，若保持 mo P,位置不变，Po向下滑动时，2减小，则等效电阻R'= R增大，原线圈电流变小，电压表示数为U2=U= 瓷R48由此可知，当=2时，U取最天 k 值，由于滑动触头P。初始位置在副线圈正中间，即开始 时k=2,所以P。向下滑动时，电压表示数一直变小，电 流表示数也会一直变小，B错误；当等效电阻R'=R= 82时，k=2,变压器的输出电压最大，则定值电阻R 182 的功率也最大，R上的最大功率约为A=及。W W≈3.4W,C正确。当等效电阻R'=R=8D时，变 8 压器的输出功率最大，而此时对应的匝数比k=2。R= 11 N 高中物理选择性必修第三册（人教版） 3Ω，理想变压器的输出功率有最大值，为P= R 10.125W≈10W。D正确。 11.(1)B(2)D(3)C(4)OA不断减小 【解析】(1)该实验过程，其合力与分力的作用效 果是多效的，所以本实验采用的科学方法是等效替代法， B正确。 (2)实验前需对弹簧测力计校零，A正确，不满足 题意；实验时两个拉力的大小可能相等，也可能不相 等，B正确，不满足题意；为了减小误差，实验时应保 持细绳与长木板平行，C正确，不满足题意；每次实验 时，两个力拉和一个力拉，都需拉到结点O的位置。但 是不同次实验，O的位置可以改变，D错误，满足题 意。 (3)F、F,、F都是弹簧测力计测量得到的，F是通 过作图得到的，C正确。 (4)以0为对象，0B与0C垂直，根据平行四边 形法则可知OA为斜边，则OA的力最大。当弹簧测力 计A和B均逆时针缓慢转动至弹簧测力计A竖直的过 程中，两弹簧细线夹角保持不变，由正弦定理可得 sinA0Bsin乙BOc,∠BOC为锐角且不断减小，可 mg FA 得弹簧测力计A的拉力FA不断减小。 12.(1)10.00 ④m条 kg 【解析】(1)注射器活塞的横截面积S=V2-= 10cm2。 (4)不挂沙桶时，注射器中气体的压强为p,体积 为V。挂上沙桶，加人沙子后，气体的压强为Po m+og。根据玻意耳定律，有pV。pwm+EV, S 解得m=P-mPS·立，可知m,=Pm,k= g 2区，解得务m。 k 13.(1)a=2m/s2(2)vo2m/s 【解析】(1)根据推论△x=aT,代入数据可得a= 兴-祭-圣mg2m。 78 (2)由位移一时间公式x1=7+乃，代人数据得 8=2+号×2x4,解得-2m6。 14.(1)21(2)900K 【解析】(1)由于过程进行的很缓慢，全过程可以 看作是等温过程，当B中气体压强增加到1.5p时，活 塞C打开，A、B成为整体。打开前对B由玻意耳定律 可得p×3lS=1.5phS,解得h=2l。活塞打开后，A、B气 体的压强缓慢增加到p:p+号=-2。设最后活塞D离底 部高度为h2,由玻意耳定律可得1.5p(2l+h1)S= p2(2l+h2)S,解得h2=l。稳定后活塞D下降的距离h=3l- h=2l。 (2)改变汽缸内气体的温度，使活塞D再回到初始 位置。过程中，阀门C关闭，活塞D上移，B中气体压 强始终为2p0,初状态T=273+27=300K。设最终温度为 12,由盖-吕萨克定律可得-3S,解得1=900K。 TT 15.(1)23H+2nHe,28.9MeV(2)127mx10*s 144 (3)0.03m,0.29(4)B=0.1992 X 【解析】(1)质子和中子结合成α粒子的核反应方 程为2H+2n一→He,再由质能方程得△E=△mc2=4.63× 10l2J=28.9MeV。 (2)由洛伦兹力提供向心力，求得=m0=-0.075m, gB t左127m-127rx10°s Γ180gB144 (3)由题意可得1附-0.075m,0.060m,g V2r-0.12m=0.090m,4y=e-yA-0.03m,7-180 53° 0.29。 (4)要维持到达二次发光区的粒子数与总粒子数比 值不度，有号053。义因5，解得=1 gB 01992,即B=0.1992 B