2025-2026学年高二物理寒假作业 选择性必修第三册全册综合检测 （综合检测B）

2025-2026学年高二物理寒假作业 选择性必修第三册全册综合检测 （综合检测B）答案 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.用α粒子(He)轰击氮核(N)，生成氧核(O)并放出一个粒子，该粒子是(　　) A.质子 B.电子 C.中子 D.光子 答案　A 解析　核反应方程为He＋N→O＋X，根据核反应的电荷数守恒、质量数守恒知，该粒子的电荷数为1，质量数为1，为质子，故A正确，B、C、D错误。 2.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时(　　) A．锌板带正电，指针带负电 B．锌板带正电，指针带正电 C．锌板带负电，指针带正电 D．锌板带负电，指针带负电 答案　B 解析　锌板原来不带电，验电器的指针发生了偏转，说明锌板在弧光灯的照射下发生了光电效应，发生光电效应时，锌板向空气中发射电子，所以锌板带正电，验电器的指针也带正电，故选B. 3．如图所示是电子衍射实验装置的简化图．下列说法不正确的是(　　) A．亮条纹是电子到达概率大的地方 B．该实验说明物质波理论是正确的 C．该实验说明了光子具有波动性 D．该实验说明实物粒子具有波动性 答案　C 解析　该实验说明物质波理论是正确的，实物粒子也具有波动性，亮条纹是电子到达概率大的地方，不能说明光子具有波动性，故选C. 4.如图所示是分子间作用力和分子间距离的关系图，下列说法正确的是(　　) A．曲线a是分子间引力和分子间距离的关系曲线 B．曲线b是分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线 C．曲线c是分子间斥力和分子间距离的关系曲线 D．当分子间距离r>r0时，从相距r0处开始，随分子间距离的增大，曲线b对应的力先减小后增大 答案　B 解析　在F－r图像中，随着分子间距离的增大，斥力比引力变化得快，所以a为斥力和分子间距离的关系曲线，c为引力和分子间距离的关系曲线，b为分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线，故A、C错误，B正确；当分子间距离r>r0时，从相距r0处开始，随分子间距离的增大，曲线b对应的力先增大后减小，故D错误． 5.放射性元素Na的样品经过6小时还剩下没有衰变，它的半衰期是(　　) A.2小时 B.1.5小时 C.1.17小时 D.0.75小时 答案　A 解析　放射性元素衰变一半所用的时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下，再经一个半衰期剩，所以题中所给的6小时为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2小时，也可根据m余＝m原，即＝，得T＝2小时。 6.某实验小组利用如图甲所示电路研究光电效应现象，得到了如图乙所示的光电流与电压关系图像，下列说法不正确的是(　　) A．用黄光照射发射出光电子的最大初动能为Ek＝eUc2 B．使用蓝光照射比用黄光照射需要克服的逸出功更大 C．使用同种颜色的光照射发生光电效应时，光照强度越强，光电流越大 D．如果换用紫光照射该种材料也一定能够发生光电效应 答案　B 解析　根据爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W0，当A、K两极板之间所加反向电压恰好可以使光电子不能到达A极板时，对应的电压就是遏止电压Uc.根据动能定理可知－eUc＝0－Ek，解得Ek＝eUc，由题图乙可知，选项A正确；同种材料的逸出功相同，与入射光无关，是由材料本身的性质决定的，选项B错误；光照强度越强，单位时间内照射到材料上的光子数越多，射出的光电子数越多，对应的光电流越大，选项C正确；因为紫光频率大于黄光和蓝光的频率，紫光光子具有的能量大于黄光和蓝光光子的能量，故换用紫光照射该种材料一定能够发生光电效应，选项D正确．本题选择错误的，故选B. 7.氢原子能级如图所示，用光子能量为2.55 eV的光照射大量处于n＝2能级的氢原子，氢原子向低能级跃迁时辐射出的光照射到逸出功为9 eV的金属板时，射出光电子最大初动能为(　　) A.4.6 eV B.3.75 eV C.3.09 eV D.1.2 eV 答案　B 解析　用光子能量为2.55 eV的光照射大量处于n＝2能级的氢原子，跃迁到2.55 eV－3.40 eV＝0.85 eV，4能级，氢原子向低能级跃迁时辐射出的光最大能量Em＝(－0.85)eV－(－13.6)eV＝12.75 eV，照射到逸出功为9 eV的金属板时，射出光电子最大初动能为Ek＝12.75 eV－9 eV＝3.75 eV，故B正确。 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示是氧气分子在0 ℃和100 ℃两种不同温度下的速率分布图像，下列说法正确的是(　　) A．图像①是氧气分子在100 ℃下的速率分布图像 B．两种温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间多，两头少”的分布规律 C．随着温度的升高，并不是每一个氧气分子的速率都增大 D．随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例减小 答案　BC 解析　由题图可知，②中速率大的分子占据的比例较大，故②对应的温度较高，所以①是氧气分子在0 ℃下的速率分布图像，故A错误；两种温度下，都是中等速率大的氧气分子数所占的比例大，呈现“中间多，两头少”的分布规律，故B正确；温度升高，氧气分子的平均速率增大，并不是每一个氧气分子的速率都增大，故C正确；随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大，从而使分子平均动能增大，故D错误． 9.图示为当前普遍使用的“慢中子”核反应堆的示意图,铀棒是核燃料,一种典型的铀核裂变方程为nBaKr+n,,用重水作慢化剂可使快中子减速。假设中子与重水中的氘核H)间每次碰撞都是弹性正碰,而且认为碰撞前氘核是静止的,氘核的质量是中子的两倍,则下列说法正确的是(　ABD　) A.钡核Ba)的比结合能比铀核U)的大 B.若碰撞前中子的动能为E0,经过一次弹性碰撞,中子的动能变成E0 C.镉棒插入深一些可增大链式反应的速度 D.水泥防护层可用来屏蔽裂变放出的射线 解析:该核反应的过程中释放大量的能量,根据比结合能越大原子核越稳定,可得钡核Ba)的比结合能比铀核U)的大,故A正确;取碰撞前中子的速度方向为正方向,根据动量守恒定律得mv0=mv1+2mv2,根据机械能守恒定律得m=m+·2m,解得v1=-v0,中子的初动能为E0=m,故中子的末动能为E1=m=E0,故B正确;镉棒插入越深,则镉棒吸收中子数越多,链式反应速度越小,故C错误;水泥防护层的作用是屏蔽裂变产生的射线,故D正确。 10.静止在匀强磁场中的放射性元素镭的原子核(Ra)，当它放出一个α粒子后变成了氡核(Rn)。假设α粒子和氡核的速度方向都与磁场方向垂直，它们在匀强磁场中的运动轨迹如图所示(图中直径没有按比例画)，则下列叙述符合事实的是(　　) A.该核反应方程式为：Ra→Rn＋He B.轨迹1对应α粒子 C.α粒子与氡核的动量相同 D.α粒子与氡核在匀强磁场中做匀速圆周运动时环绕方向相同 答案　AD 解析　根据原子核衰变，电荷数和质量数守恒，故A正确；放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度方向相反，不受外力作用，动量等大反向，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆，两个粒子做圆周运动环绕方向相同；衰变后产生的新核电荷量大于α粒子的电荷量，根据r＝＝，可知，电荷量小的α粒子轨迹半径大于新核轨迹半径，所以B、C错误，D正确。 3、 填空题（共计2题，共计16分） 11.某实验小组用如图所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________。 A.实验前应将注射器内的空气完全排出 B.空气柱体积变化应尽可能的快些 C.空气柱的压强随体积的减小而减小 D.作出p－的图像可以直观反映出p与V的关系 (2)如图是甲、乙两同学用相同的温度环境下进行实验，在实验中得到的p－图像，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，那么两图像斜率不同的主要原因是_________________。 答案　(1)D　(2)研究气体的质量不同(或同质量气体在不同温度下研究) 解析　(1)实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前注射器内的空气不能完全排出，故A错误；空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动注射器保证气体温度不变，故B错误；气体发生等温变化，空气柱的压强随体积的减小而增大，故C错误；p－图像是一条倾斜的直线，作出p－的图像可以直观反映出p与V的关系，故D正确。 12.某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，实验的方法及步骤如下： ①向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL； ③往边长为30 cm～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20 mm。 根据以上信息，回答下列问题： (1)该同学遗漏的重要步骤是________； (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________mL； (3)油酸分子的直径是________m；(结果保留1位有效数字) (4)若痱子粉撒得过厚，则会使分子直径的测量结果偏________(选填“大”或“小”)。 答案　(1)待油酸薄膜形状稳定后　(2)2×10－5　(3)4×10－10　(4)大 解析　(1)“用油膜法估测分子大小”的实验步骤可简记为“配→撒→滴→描→数→算”。由实验步骤可知，缺少的实验步骤是待油酸薄膜形状稳定后。 (2)一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积V′＝× mL＝2×10－5 mL。 (3)油膜的面积S＝456×10－4 m2，则油酸分子的直径d＝＝ m＝4×10－10 m。 (4)水面上痱子粉撒得较多，油膜不能充分展开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大。 四、解答题（共计3题，共计41分） 13.(10分)如图所示，粗细均匀的U形玻璃管左端密闭、右端开口，开始左端玻璃管内封闭有一定质量的空气，温度为27 ℃，空气柱长为6 cm，开口端水银面比封闭端水银面低2 cm。已知大气压强为76 cmHg。求：(结果均保留1位小数) (1)当气体温度上升到多少℃时，两侧水银面等高； (2)若保持温度为27 ℃不变，在开口端加入多长的水银柱能使空气柱长为4 cm。 答案　(1)86.5 ℃　(2)41 cm 解析　(1)封闭气体的初状态p1＝p0－ph＝74 cmHg， V1＝6S，T1＝300 K 气体的末状态p2＝p0＝76 cmHg，V2＝7S，T2＝？ 根据理想气体状态方程＝ 代入数据得T2＝359.5 K 即t2＝86.5 ℃。 (2)气体的状态p3＝？　V3＝4S　T3＝300 K 根据理想气体状态方程＝ 代入数据得p3＝111 cmHg 加入水银柱的长度为 L＝(111＋2＋2×2－76)cm＝41 cm。 14.(14分)如图所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度h1＝0.50 m，气体的温度t1＝27 ℃。给汽缸缓慢加热至t2＝207 ℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h2处，此过程中缸内气体增加的内能ΔU＝300 J。已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，活塞横截面积S＝5.0×10－3 m2。求：此过程中缸内气体吸收的热量Q。 答案　450 J 解析　气体做等压变化，V1＝h1S，V2＝h2S，T1＝(27＋273) K＝300 K，T2＝(207＋273) K＝480 K 根据盖—吕萨克定律可得＝ 代入数据解得h2＝0.8 m 在气体膨胀的过程中，体积变化ΔV＝(h2－h1)S 对气体做功为W＝－p0ΔV＝－150 J 根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q 得气体吸收的热量为Q＝ΔU－W＝450 J。 15.(17分)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为： ①H＋C→N ②H＋N→C＋X (1)写出原子核X的元素符号、质量数和核电荷数； (2)已知原子核H、C、N的质量分别为mH＝1.007 8 u，mC＝12.000 0 u，mN＝13.005 7 u。1 u相当于931 MeV。试求每发生一次上述聚变反应①所释放的核能；(结果保留3位有效数字) (3)用上述辐射中产生的波长为λ＝4×10－7 m的单色光去照射逸出功为W＝3.0×10－19 J金属材料铯时，通过计算判断能否产生光电效应？若能，试求出产生的光电子的最大初动能(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光在空气中的速度c＝3.0×108 m/s)(结果保留3位有效数字)。 答案　(1)He　(2)1.96 MeV　(3)能发生光电效应，1.97×10－19 J 解析　(1)根据核反应前后电荷数守恒可得出X元素的电荷数为2，根据核反应前后质量数守恒可得出X元素的质量数为4，则X为He原子核，He。 (2)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2 得ΔE＝(mH＋mC－mN)c2 代入数据，解得ΔE＝1.96 MeV。 (3)根据波长和能量的关系有E＝h 计算有E＝4.97×10－19 J E>W，所以能发生光电效应 由最大初动能的计算式有Ekmax＝hν－W＝h－W 代入数据得Ekmax＝1.97×10－19 J。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二物理寒假作业 选择性必修第三册全册综合检测 （综合检测B） 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.用α粒子(He)轰击氮核(N)，生成氧核(O)并放出一个粒子，该粒子是(　　) A.质子 B.电子 C.中子 D.光子 2.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时(　　) A．锌板带正电，指针带负电 B．锌板带正电，指针带正电 C．锌板带负电，指针带正电 D．锌板带负电，指针带负电 3．如图所示是电子衍射实验装置的简化图．下列说法不正确的是(　　) A．亮条纹是电子到达概率大的地方 B．该实验说明物质波理论是正确的 C．该实验说明了光子具有波动性 D．该实验说明实物粒子具有波动性 4.如图所示是分子间作用力和分子间距离的关系图，下列说法正确的是(　　) A．曲线a是分子间引力和分子间距离的关系曲线 B．曲线b是分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线 C．曲线c是分子间斥力和分子间距离的关系曲线 D．当分子间距离r>r0时，从相距r0处开始，随分子间距离的增大，曲线b对应的力先减小后增大 5.放射性元素Na的样品经过6小时还剩下没有衰变，它的半衰期是(　　) A.2小时 B.1.5小时 C.1.17小时 D.0.75小时 6.某实验小组利用如图甲所示电路研究光电效应现象，得到了如图乙所示的光电流与电压关系图像，下列说法不正确的是(　　) A．用黄光照射发射出光电子的最大初动能为Ek＝eUc2 B．使用蓝光照射比用黄光照射需要克服的逸出功更大 C．使用同种颜色的光照射发生光电效应时，光照强度越强，光电流越大 D．如果换用紫光照射该种材料也一定能够发生光电效应 7.氢原子能级如图所示，用光子能量为2.55 eV的光照射大量处于n＝2能级的氢原子，氢原子向低能级跃迁时辐射出的光照射到逸出功为9 eV的金属板时，射出光电子最大初动能为(　　) A.4.6 eV B.3.75 eV C.3.09 eV D.1.2 eV 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示是氧气分子在0 ℃和100 ℃两种不同温度下的速率分布图像，下列说法正确的是(　　) A．图像①是氧气分子在100 ℃下的速率分布图像 B．两种温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间多，两头少”的分布规律 C．随着温度的升高，并不是每一个氧气分子的速率都增大 D．随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例减小 9.图示为当前普遍使用的“慢中子”核反应堆的示意图,铀棒是核燃料,一种典型的铀核裂变方程为nBaKr+n,,用重水作慢化剂可使快中子减速。假设中子与重水中的氘核H)间每次碰撞都是弹性正碰,而且认为碰撞前氘核是静止的,氘核的质量是中子的两倍,则下列说法正确的是(　ABD　) A.钡核Ba)的比结合能比铀核U)的大 B.若碰撞前中子的动能为E0,经过一次弹性碰撞,中子的动能变成E0 C.镉棒插入深一些可增大链式反应的速度 D.水泥防护层可用来屏蔽裂变放出的射线 10.静止在匀强磁场中的放射性元素镭的原子核(Ra)，当它放出一个α粒子后变成了氡核(Rn)。假设α粒子和氡核的速度方向都与磁场方向垂直，它们在匀强磁场中的运动轨迹如图所示(图中直径没有按比例画)，则下列叙述符合事实的是(　　) A.该核反应方程式为：Ra→Rn＋He B.轨迹1对应α粒子 C.α粒子与氡核的动量相同 D.α粒子与氡核在匀强磁场中做匀速圆周运动时环绕方向相同 3、 填空题（共计2题，共计16分） 11.某实验小组用如图所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________。 A.实验前应将注射器内的空气完全排出 B.空气柱体积变化应尽可能的快些 C.空气柱的压强随体积的减小而减小 D.作出p－的图像可以直观反映出p与V的关系 (2)如图是甲、乙两同学用相同的温度环境下进行实验，在实验中得到的p－图像，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，那么两图像斜率不同的主要原因是_________________。 12.某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，实验的方法及步骤如下： ①向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL； ③往边长为30 cm～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20 mm。 根据以上信息，回答下列问题： (1)该同学遗漏的重要步骤是________； (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________mL； (3)油酸分子的直径是________m；(结果保留1位有效数字) (4)若痱子粉撒得过厚，则会使分子直径的测量结果偏________(选填“大”或“小”)。 四、解答题（共计3题，共计41分） 13.(10分)如图所示，粗细均匀的U形玻璃管左端密闭、右端开口，开始左端玻璃管内封闭有一定质量的空气，温度为27 ℃，空气柱长为6 cm，开口端水银面比封闭端水银面低2 cm。已知大气压强为76 cmHg。求：(结果均保留1位小数) (1)当气体温度上升到多少℃时，两侧水银面等高； (2)若保持温度为27 ℃不变，在开口端加入多长的水银柱能使空气柱长为4 cm。 14.(14分)如图所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度h1＝0.50 m，气体的温度t1＝27 ℃。给汽缸缓慢加热至t2＝207 ℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h2处，此过程中缸内气体增加的内能ΔU＝300 J。已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，活塞横截面积S＝5.0×10－3 m2。求：此过程中缸内气体吸收的热量Q。 15.(17分)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为： ①H＋C→N ②H＋N→C＋X (1)写出原子核X的元素符号、质量数和核电荷数； (2)已知原子核H、C、N的质量分别为mH＝1.007 8 u，mC＝12.000 0 u，mN＝13.005 7 u。1 u相当于931 MeV。试求每发生一次上述聚变反应①所释放的核能；(结果保留3位有效数字) (3)用上述辐射中产生的波长为λ＝4×10－7 m的单色光去照射逸出功为W＝3.0×10－19 J金属材料铯时，通过计算判断能否产生光电效应？若能，试求出产生的光电子的最大初动能(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光在空气中的速度c＝3.0×108 m/s)(结果保留3位有效数字)。 学科网（北京）股份有限公司 $