全书综合测评（一）（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（人教版 江苏北京专用）

( 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) 全书综合测评(一) 注意事项 1.本试卷满分100分,考试用时75分钟。 2.无特殊说明,本试卷中g取10 m/s2。 一、单项选择题(本大题共11小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求) 1.下列四幅图片涉及的物理现象,说法正确的是(　　) 　　　　　　 　 A.甲图中用粗棉线实现自动浇水,利用了毛细现象 B.乙图中热针接触涂蜡固体后,蜡熔化区域呈现圆形,说明该固体为非晶体 C.丙图中抽去玻璃板后两种气体混合,原因是分子间存在引力 D.丁图中用手推动封闭注射器的活塞时阻力增大,原因是分子斥力增大 2.下列核反应方程中,括号内的粒子为质子的是(　　) AHHHe+(　)　　　　BB+(　)n N CNnC+(　)　　　　DThPa+(　) 3.某容积可变的密封汽缸中一定质量理想气体的状态变化过程如图所示,则气体从状态a变化到状态b的过程中(　　) A.气体分子的平均动能保持不变 B.气体的内能先增大后减小 C.气体从外界吸收的热量等于对外做的功 D.单位时间内气体分子对汽缸壁单位面积上的作用力变大 4.某同学设计了如图所示装置:A为容积为V的导热汽缸,通过阀门和细管(容积不计)与最大容积为0.2V的导热汽缸B相连。B内有一厚度不计、可上下运动的活塞,上提活塞时阀门a关闭、阀门b打开,下压活塞时阀门b关闭、阀门a打开。外界大气压始终为p0,A中空气的初始压强也为p0,活塞每次上、下运动均到达B的最高、最低处,整个过程中环境温度保持不变,空气可视为理想气体。活塞从最低处开始先缓慢上提、再缓慢下压计为1次,则5次后A中的气体压强为(　　) A.1.2p0　　　　B.1.4p0　　　　C.2p0　　　　D.2.5p0 5.人眼对绿光最为敏感,如果每秒有6个绿光的光子射入一个瞳孔,眼睛就能察觉。一功率为22 W的绿灯点光源可以向四周辐射波长约为5×10-7 m的绿光,人瞳孔的直径约为4 mm。普朗克常量为h=6.63×10-34 J·s,光速为c=3×108 m/s,则人能够看到这盏绿灯的最远距离约为(不计空气对光的吸收等其他因素)(　　) A.1×103 m　　　　B.3×104 m　　　　C.1×105 m　　　　D.3×106 m 6.如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,沿图示路径经状态b、c再回到状态a,其中,图线bc平行于纵轴,图线ac平行于横轴。下列说法正确的是(　　) A.从a到b,气体对外界做功　　　　B.从b到c,气体温度保持不变 C.从c到a,气体内能减小　　　　D.从c到a,气体从外界吸热 7.氢原子的能级图如图甲所示,一群氢原子处于n=4的能级,用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极K,只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极K,测得图乙中电流表示数随电压表示数变化的图像如图丙所示。则(　　) 　　　 A.题中的氢原子跃迁共能发出3种不同频率的光 B.a光是氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁产生的 C.a光的光子能量大于b光的光子能量 D.b光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比a光照射时的小 8.不同波长的电磁波具有不同的特性,在生产生活中有不同的应用。a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是(　　) A.若a、b两光分别作为同一双缝干涉实验装置的光源,a光产生的条纹间距较大 B.若a、b两光都是由氢原子能级跃迁产生的,a光对应的能级差更大 C.若a、b两光照射同一个光电管时都能发生光电效应,a光的遏止电压更大 D.若a、b两光照射同一个狭缝,b光的衍射现象更明显 9.三国时期东吴重臣张昭家族墓在南京被发现,如图为墓中出土的两方龟钮金印。考古学家们常用放射性元素的半衰期确定文物的年代C衰变方程为CN+XC的半衰期是5 730年,下列说法正确的是(　　) A.经过11 460年后,4个C一定还剩下1个 B.该衰变的实质是核内的一个质子转变为一个中子和一个电子 CC的比结合能大于N的比结合能 D.衰变过程发生了质量亏损 10.医学中某型号心脏起搏器使用氚电池供电,氚电池可以将氚核衰变时产生的核能转化为电能。衰变方程为HHe+X+ΔE,当电池中氚的含量低于初始值的25%时便无法正常工作,氚电池大约能正常工作25年。下列说法正确的是(　　) A.衰变方程中X为e B.改变工作环境,会延长氚电池的工作寿命 C.氚核的半衰期是12.5年 D.质量为1 kg的氚核经过25年将全部发生衰变 11.如图,水平放置的导热汽缸被一可自由滑动的光滑绝热活塞分成A、B两部分。初始时,A、B的压强均为p0,体积比为2∶3,环境温度为300 K。现通过两种方式改变A、B两部分的体积,第一种方式是通过加热丝对A中气体缓慢加热,B中气体温度保持不变;第二种方式是通过汽缸壁的阀门把B中气体缓慢向外抽出;两种方式均使A、B的体积比变为3∶2。以下说法正确的是(　　) A.两种方式末状态A中气体的压强相等 B.第一种方式,末状态A中气体的温度为670 K C.第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为 D.第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为 二、非选择题(本大题共5小题,共56分) 12.(9分)某实验小组用如图甲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.实验中为找到体积与压强的关系,一定要测量空气柱的横截面积 B.空气柱体积变化应尽可能快些 C.为保证气密性,实验前应在柱塞上涂润滑油 (2)为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,得到的p-V图像如图乙所示,由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1　　T2(填“<”“=”或“>”)。  (3)如橡胶套内的气体不可忽略,移动柱塞,多次记录空气柱的体积V和压力表读数p,画出的p-图像可能为(　　) 　　　 13.(10分)宇宙射线进入地球大气时,同大气作用产生中子,中子撞击大气中的N引发核反应产生C。已知中子质量为m1,质子质量为m2N质量为m3C质量为m4,真空中光速为c。 (1)写出该核反应方程并求出发生一次核反应释放的能量; (2)求N的比结合能。 14.(10分)镭(Ra)元素由居里夫妇首先发现,原子序数为88。镭的所有同位素都具有强烈的放射性,其中最稳定的同位素为镭226Ra),它会发生α衰变变成氡(Rn)。设有一个静止的镭原子核发生了α衰变,认为衰变产生的总能量等于α粒子He)的动能与氡原子核的动能之和,其中α粒子的动能为E,忽略衰变过程释放光子的动量和能量,认为原子核的质量之比等于质量数之比。 (1)补全上述衰变的方程式Ra→　　　　;  (2)求衰变产生的总能量; (3)若产生的α粒子和氡原子核以垂直于磁场方向的速度进入同一个匀强磁场中,求两个粒子的偏转半径rα和rRn之比。 15.(11分)如图所示,一可自由移动的绝热活塞M将一横截面积为400 cm2的水平固定的绝热汽缸分为A、B两个空间,A空间装有体积为12 L、压强为1.5×105 Pa、温度为23 ℃的理想气体,A的左侧是一导热活塞N,N的左边与大气相通;B空间中理想气体的温度为27 ℃,体积为30 L。现增大左边活塞N受到的水平向右的推力F,使N缓慢向右移动,同时给B中气体加热,此过程A中的气体温度保持不变,活塞M保持原位置不动。已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1,标准状态下(压强为1×105 Pa,温度为0 ℃)1 mol任何气体的体积为22.4 L,外界大气压强p0=1×105 Pa。不计活塞与汽缸壁间的摩擦,绝对零度取值为-273 ℃。求: (1)B中气体的分子数(结果保留两位有效数字); (2)当推力增加ΔF=2×103 N时,活塞N向右移动的距离。 16.(16分)在某校“科技文化节”中,刘老师带领兴趣小组的同学们给大家再现了“马德堡半球”实验。实验中用到如下器材:两个各在碗底焊接了铁钩的半球形不锈钢碗(空腔直径为20 cm)、与碗口匹配的带有单向阀和抽气软管(体积忽略)的密封胶圈、注射器(容积为500 mL)、酒精小棉球。刘老师先后安排了两次实验:第一次在一个碗里点燃酒精棉球,待熄灭后迅速把另一个碗扣上密封后静置;第二次指导同学们对密封后的另一个“球”用注射器抽气。操作后要求两侧分别用相同数目的同学拉着绳子钩着铁钩朝相反的方向拉。设环境温度为15 ℃,实验中“球”不变形不漏气,参与同学平均用力为400 N,大气压强为1×105 Pa,热力学温度与摄氏温度关系为T=t+273 K,π=3.00,=0.55。 (1)第一次操作后当参与同学总数达到6人时,“球”刚好被拉开,请估算刚密封时“球”内空气的温度。 (2)第二次实验中用注射器抽气5次后,刘老师应控制每一侧最多几人参与才能保证实验效果(未能拉开)? 答案与分层梯度式解析 1.A 2.C 3.C 4.C 5.D 6.D 7.B 8.A 9.D 10.C 11.D 1.A　甲图中用粗棉线实现自动浇水,利用了毛细现象,故A正确;图乙现象说明该固体在导热性上具有各向同性,而多晶体和非晶体都具有各向同性,则该固体可能是多晶体,也可能是非晶体,故B错误;丙图中抽去玻璃板后两种气体混合,原因是分子在不停地做无规则运动,故C错误;丁图中封闭注射器的出口,推动活塞时阻力增大,是气体压强逐渐变大的缘故,故D错误。 2.C　由质量数守恒和电荷数守恒可得,A中括号内的粒子为n,B中括号内的粒子为He,C中括号内的粒子为H,D中括号内的粒子为e,故选C。 3.C　由题图可知气体在a、b两状态压强与体积的乘积相等,由理想气体状态方程=C,可知气体在a、b两状态的温度相同,中间过程中气体压强与体积的乘积先减小后增大,可知温度先降低后升高,则整个过程中气体分子的平均动能先减小后增大,气体内能先减小后增大,选项A、B错误;气体在a、b两状态温度相同,则气体在a、b两状态的内能相同,气体从a到b体积变大,气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体从外界吸收的热量等于对外做的功,选项C正确;气体从a到b压强减小,可知单位时间内气体分子对汽缸壁单位面积上的作用力变小,选项D错误。 4.C　该过程可视为B对A充气,由p0V+p0×5×0.2V=pV可得5次后A中的气体压强p=2p0,故选C。 5.D　设瞳孔与光源相距为r,在1 s内,r处单位面积上的能量为E'=,瞳孔在1 s内接收到的能量为E=E'·π,若此时刚好可以看到,则瞳孔在1 s内接收到的能量应等于6个绿光光子的能量,即E=Nh,由以上式子联立可得r=,代入相关数据解得r≈3×106 m,故选D。 6.D　从a到b,气体体积减小,外界对气体做功,A错误;从b到c,气体做等容变化,压强减小,根据查理定律p=CT可知温度降低,B错误;从c到a,气体压强不变,体积增大,根据盖-吕萨克定律V=CT可知温度升高,气体内能增加,C错误;从c到a,气体体积增大,气体对外做功,而气体内能增加,由热力学第一定律可知气体从外界吸热,D正确。 7.B　一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁过程中,辐射出的光子的种类为=6,故A错误;只有a、b两种频率的光能发生光电效应,由图乙可知b光的遏止电压大,则b光的频率比a光的频率大,可知b光的光子能量比a光的光子能量大,故b光是氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁产生的,a光是氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁产生的,故B正确,C错误;根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0,由于b光频率比a光的频率大,所以分别用这两种频率的光照射阴极K,b光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比a光照射时的大,故D错误。 8.A　根据电磁波谱可知a光的波长大于b光的波长,若a、b两光分别作为同一双缝干涉实验装置的光源,根据条纹间距公式Δx=λ可知a光产生的条纹间距较大,故A正确;a光的波长大于b光的波长,则a光的频率小于b光的频率,根据ε=hν可知,a光的光子能量小于b光的光子能量,若a、b两光都是由氢原子能级跃迁产生的,则a光对应的能级差更小,故B错误;a光的频率小于b光的频率,若a、b两光照射同一个光电管时都能发生光电效应,b光的遏止电压更大,故C错误;a光的波长大于b光的波长,若a、b两光照射同一个狭缝,a光衍射现象更明显,故D错误。 9.D　半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少量的原子核衰变不适用,选项A错误;根据衰变过程质量数守恒和电荷数守恒,可知X为电子,该衰变为β衰变,其实质是核内的一个中子转变为一个质子同时放出一个电子,选项B错误;反应后的生成物更加稳定,比结合能更大,即C的比结合能小于N的比结合能,选项C错误;衰变过程放出能量,则发生了质量亏损,选项D正确。 10.C　根据衰变过程质量数守恒和电荷数守恒知,X为电子e,故A错误;放射性元素的半衰期由原子核自身决定,改变起搏器的工作环境,不会改变氚的半衰期,故B错误;电池中氚的含量等于初始值的25%时,即剩余的氚核为原来的四分之一,由题知氚电池大约能正常工作25年,即t=25年,根据m=m0=m0=m0,可得T==12.5年,即氚核的半衰期为12.5年,故C正确;根据m=m0可知质量为1 kg的氚核经过25年后剩余m'=×1 kg=0.25 kg,故D错误。 11.D　设汽缸容积为5V。第一种方式,对B部分气体,由玻意耳定律可得p0·3V=p1·2V,解得p1=p0,对A部分气体,由理想气体状态方程可得=,代入数据解得T1=675 K,故B错误;第二种方式,缓慢抽气,导热汽缸中可视为两部分气体均做等温变化,对A部分气体,由玻意耳定律可得p0·2V=p2·3V,解得p2=p0≠p1,故A错误;对B部分气体,由玻意耳定律可得p0·3V=p2(2V+ΔV),代入数据解得ΔV=V,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为==,故C错误,D正确。 12.答案　(1)C(3分)　(2)>(3分)　(3)C(3分) 解析　(1)由于空气柱的横截面积不变,故气体的体积与空气柱长度成正比,所以只需要测量空气柱长度,就能找到压强与体积的关系,故A错误;空气柱的体积变化不能太快,要缓慢移动柱塞以保证气体温度不变,故B错误;为了保证气体质量不变,实验前应在柱塞上涂适量润滑油以保证气密性,故C正确。 (2)根据理想气体状态方程=C得pV=CT,可知离坐标原点越远的等温线温度越高,则有T1>T2。 (3)如果橡胶套内的气体不可忽略,设橡胶套内的气体体积为V0,则有p(V+V0)=C,可得p=·=·,可知p-图线上的点与原点连线的斜率为k=,故随着的增大,p-图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小。故选C。 13.答案　(1)见解析　(2) 解析　(1)根据核反应前后质量数守恒、电荷数守恒,可得该核反应方程为nNCH(3分) 该核反应一次反应释放的能量ΔE=Δmc2=(m1+m3-m2-m4)c2(2分) (2N由7个质子和7个中子构成,把N分解成单个核子需要吸收的能量(结合能)为ΔE1=Δm1c2=(7m1+7m2-m3)c2(3分) 比结合能是结合能与核子数之比,所以N的比结合能为 ==(2分) 14.答案　(1RnHe　(2)E　(3)43∶1 解析　(1)根据衰变过程质量数守恒和电荷数守恒可知,衰变方程为RaRnHe(1分) (2)衰变过程动量守恒,可知0=mαvα-mRnvRn(1分) 由题意可知α粒子的动能E=mα(1分) 氡原子核的动能ERn=mRn(1分) 由题意可知==(1分) 可得ERn=E(1分) 产生的总能量E总=E+ERn=E(1分) (3)原子核进入磁场后做圆周运动,有Bqv=(1分) 可得r=(1分) 故rα∶rRn=qRn∶qα=43∶1(1分) 15.答案　(1)1.1×1024　(2)7.5 cm 解析　(1)初状态时,根据平衡条件可知,A和B中的气体压强相同,此时若将B中气体状态变化到压强为1×105 Pa,温度为0 ℃,根据理想气体状态方程有 =(2分) 解得标准状态下B中气体的体积VB0=40.95 L(1分) 所以B中气体的分子数n=×NA≈1.1×1024(2分) (2)对A中气体,初状态有pA=1.5p0,VA=12 L,TA=296 K 推力增加ΔF后,活塞N向右移动,此时气体压强p'A=+1.5p0=2p0,由题意可知A中气体温度不变,则T'A=296 K,根据玻意耳定律有pAVA=p'AV'A(2分) 解得V'A=9 L(2分) 所以活塞N向右移动的距离x=-=7.5 cm(2分) 16.答案　(1)207 ℃　(2)见解析 解析　(1)对刚密封时“球”内气体由查理定律得 =(2分) 对右侧碗有p0S=3F+pS(1分) 其中p0=1×105 Pa,T0=288 K,S=π(1分) 所以T1==480 K=207 ℃(2分) (2)第一次抽气过程由玻意耳定律得p0V0=p1(V0+V')(2分) 又V0=π=4 L,V'=0.5 L(2分) 整理得p1=p0(1分) 同理,第二次抽气后p2=p0(1分) …… 第五次抽气后p5=p0(1分) 又p5S+NF≤p0S(1分) 整理得N≤3.375(1分) 所以应控制每侧最多3人(1分) 学科网（北京）股份有限公司 $