章末检测卷(4)-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步辅导与测试(人教版)

能达到的，选项B错误：有害气体和空气不可能自发地分离，选项C! 220J,所以可以判定此过程是吸收热量，再根据热力学第一定律 错误；可以有效利用太阳能进行发电和加热，选项D正确。 △U=Q+W,得Q=△U-W=220J十40J=260J。 答案D 答案吸收260 2.解析根据热力学第一定律知L=W十Q 100J+80J= 20J,它 15.解析A到B过程中，W1=一p(V3一Va)=-6×105×1×10-3J 的内能减小20J,故A错误：根据热力学第一定律△U=W十Q可 —600, 知，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 B到C的过程中，没有吸放热，Q=0,则△U=W,, 内能不一定减少，故B错误：通过做功的方式可以让热量从低温物 解得W2=一900J, 体传递给高温物体，如电冰箱，故C错误：能量耗散过程体现了宏观： 所以W=W,十W2=一600一900J=一1500J,可知气体对外界做 自然过程的方向性，符合热力学第二定律，故D正确。 功1500J。 答案D 3.解析根据热力学第二定律可知，宏观热现象具有方向性，满足能 答案1500J 量守恒定律的物理过程不一定能自发地进行，故A错误：热传递存 16.解析 (1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由 在方向性是说热量只能自发地从高温物体传向低温物体，空调在 盖 V Vo 作过程中消耗了电能，故B错误：热量不可能由低温物体传给高温 吕萨克定律有下=下 物体而不发生其他变化，故C正确：根据能量守恒定律可知，自然界 中能量的总量保持不变，但根据热力学第二定律可知，能量转化具 得外界温度T=长。十 有方向性，能量耗散使能量的可利用性在逐步降低，故D错误。 (2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功， 答案 C 所以外界对气体做的功W=-(mg十poS)d, 4,解析化石能源在燃烧时放出S)2、C)2等气体，形成酸雨和温室效 根据热力学第一定律得，密闭气体增加的内能 应，破坏生态环境，不是清洁能源，选项A错误：能量是守恒的，在能源 △U=Q+W=Q-(mg+poS)d。 的利用过程中，能量品质会下降，故要节釣能源，选项B、C均错误，D 正确。 答案(1)。十 To (2)Q-(mg+poS)d 答案D ,17.解析(1)AC由理想气体状态方程得 5.解析活塞移动过程中，汽缸内气体对外界做功W=Fs=Sh= 10J,根据热力学第一定律有△U=Q-W=60J一10J=50J,故C PAVA PCVc TA Te 正确。 答案 C 代入数据得Tc=300K 6.解析 气体体积增大100cm,所以气体对外界做功W一pV 即tc=27℃。 1.0×105×100×106=10J,而气体内能增加了50J,根据热力学 (2)从B到C,气体的体积减小，外界对气体做正功 第一定律可知，气体吸收的热量Q=60J,故B正确，A、C、D错误。 在体积变化任意极小体积△V过程中，外界对气体做的功为 W=△V 客 B 7.解析 在水向外不断喷出的过程中，罐内气体体积增大，则气体对 由p-V图线与横轴所围成的面积可得W=1200J。 外做功，根据玻意耳定律可知，罐内气体的压强减小，选项A错误， (3)由于T4=TC,该理想气体在状态A和状态C内能相等，即 B正确：由于罐内气体温度不变，故内能也不变，即△U=0,由热力 △U=0 学第一定律W十Q=△U知，W<0,则Q>0,因此气体吸热，选项C 由热力学第一定律△U=W十Q 错误：根据温度是分子平均动能的标志可知，温度不变，分子平均动 可解得Q=一1200J 能不变，选项D错误。 由于Q为负，所以气体向外界放出热量，传递的热量为1200J。 答案B 答案 (1)27℃(2)1200J 8.解析从开始打气到打气结束的过程中外界对车胎内气体做功，故 (3)放热，放出的热量为1200J A错误：打气结束到拔出气门芯前由于传热车胎内气体温度下降， V+V !18.解析(1)分子个数N N4=6.0×1024个。 内能减少，故B错误：拔掉气门芯后车胎内气体冲出对外界做功，气 V 体内能急剧减少，故C正确：放气后静置一段时间由于传热车胎内 (2)气体状态参量为 气体温度上升，故D错误。 T1=(273+27)K=300K 答案C p1=1×105Pa 9.解析 气体在向真空膨胀的过程中，气体由左侧扩散到整个容器， T2=(273+6)K=279K 所以体积变大，但右侧为真空，气体扩散过程没有做功，所以W=0, T3=(273-9)K=264K 另外，绝热过程，Q=0,所以△U=0,内能不变，温度不变，分子平均 气体体积不变，根据查理定律得 动能不变，A错误，B、C正确；根据热力学第二定律，若无外界的千 预，气体分子不可能自发地退回到左边，使右边重新成为真空，D 正确 答案 BCD 代入数据解得 10.解析由题图可知，从A到B的过程中，气体的体积减小，外界对 p2=9.3×101Pa 气体做功，A项错误：从A到B过程气体的温度不变，内能不变，根· p3=8.8×101Pa 据热力学第一定律可知，气体放出热量，B项正确：从B到C过程 压强差：△p=p2p=5.0X103Pa。 下是一个常数，气体发生的是等压变化，气体的温度降低，内能 (3)不违背热力学第二定律，因为热量不是自发地由低温的冰箱内 部向高温的冰箱外部传递的，且冰箱工作过程中要消耗电能。 减少，C项正确，D项错误。 答案(1)6.0×102个(2)5.0×103Pa 答客( (3)见解析 11.解析快速挤压气体时，外界对它做功，来不及传递热量，由W十 Q=△U知瓶内气体内能增大，温度上升，体积变小，瓶内压强变 章末检测卷（四） 大，A正确，B、C错误：缓慢挤压时，温度不变，体积变小，瓶内压强 ·1,解析卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子具有 变大，D正确。 核式结构，故A错误：光具有波粒二象性，光电效应实验证实了光具 答案 AD 有粒子性，故B错误：电子的发现表明了原子不是构成物质的最小 12,解析改变物体内能的方式有两种，一种是传热，另外一种是做 微粒，原子可以再分，故C正确：康普顿效应证实了光具有粒子性， 功。这个实验说明做功可以改变筒内空气的内能，但并非说明功 故D错误。 可以变成能，故A错误，B正确；这个实验的目的是说明做功可以 答案C 改变简内空气的内能，利用控制变量法，先保证气体和外界不进行 :2.解析玻尔原子理论继承了卢瑟福原子模型，但对原子能量和电子 热交换，所以用厚有机玻璃做筒和迅速压缩都是为了保证该过程 轨道引入了量子化假设，电子运行轨道半径是不连续的，故A正确： 为绝热过程，故C正确：活塞向下迅速压缩过程，筒内空气内能增 按照玻尔理论，电子在轨道上运动的时候，并不向外辐射能量，但当 大，分子平均动能也增大，但由于气体为理想气体，故分子势能 从高轨道向低轨道跃迁时才会向外辐射能量，所以高原子核越远， 直为0，故D错误。 氨原子的能量越大，但核外电子，轨道半径越大，动能越小，故B错 答案BC 误：电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即 13.解析由于初始时容器中的空气压强大于外界大气压强，活塞光 v=|En一Em|,故C正确：按照玻尔理论，原子只能处于一系列不 滑、容器绝热，容器内空气推动活塞对外做功，由△U=W十Q知， 连续的状态中，每个状态都对应一定的能量，故D正确。 气体内能减少，温度降低 交安卫 气体的压强与温度和单位体积内的分子数有关，由于容器内空气！3.解析玻尔的量子化模型很好地解释了原于光谱的分立特征，A错 的温度低于外界温度，但压强相同，则容器中空气的密度大于外界！ 误：玻尔的原于理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处 空气的密度 还保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不能完全 答案低于 大 揭示微观粒子的运动规律，B错误：光电效应揭示了光的粒子性，C 14.解析 对该理想气体由状态a沿abc变化到状态c的过程，由热力！ 正确：电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，D 学第一定律可得△U=Q十W=340J一120J=220J,即从a状态到！ 错误。 c状态，理想气体的内能增加了220J:若该气体由状态a沿adc变1 答案 化到状态c时，对外做功40j,此过程理想气体的内能还是增加！4.解析 发生光电效应后锌板带正电，丝绸摩擦过的玻璃棒也带正 电，用玻璃棒去靠近锌板，验电器上正电荷增加，则验电器的指针张 236 角会变大，故A错误：图2中，光电管两侧所加的电压为反向电压，！ 一个氢原子从=4的激发态向低能态跃迁发光时，最多能发出 所以发现电流表指针不偏转，可能是路端电压大于强止电压，不能！ n一1=3种光谱线。 说明没有发生光电效应，故B错误；根据Ekm=hv一W。=eUe得 U。=丝，由题图3可知，U南>Up1=U21,则>p= 答案 15E63 16h !14.解析分析图b可知，乙、丙两光的逼止电压相等，且大于甲光的 y艺，故C错误：根据光电效应方程Ek=hv一W。知，当u=0时，Ek 遇止电压，根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理可知，U=Ek 一W。,由图像知纵轴裁距为一E,所以W。=E,即该金属的逸出功为 =y一W。,则甲光的频率小于乙光的频率，乙、丙两光的频率相等， E,又图线与轴交点的横坐标。表示金属的裁止频率，则该金属的 即v甲<乞=丙：乙光对应的饱和电流较大，则金属板上每秒钟逸 逸出功为，Ek-v图像的斜率表示普朗克常量，故不同金属的图 出的光电子数目多，则照射到金属板上的光子数多，即之>n丙；对 线是平行的，故D正确。 于甲光，根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理可知，eU2=h甲 答案D 5.解析激光每秒钟射出的光子的能量ny=P,则单位时间内射出的 ho,解得甲入射光的频率v甲 h p卫_P以，故B正确。 光子数n=而=正c 答案女> :15.解析(1)根据爱因斯坦光电效应方程得 答案B Ek=hv-Wo 6.解析由题图可知，当用频率为o的光照射两金属时，U甲>U七 由Ekm=eU可知，光电子的最大初动能E甲>E之，故A正确。 光子的频率为=分 答案A 7.解析根据k 号=r答解得T=%√，因为。：所以 mr 所以光电子的最大初动能为E,一W。 能以最短时间到达A板的光电子，是初动能最大且垂直于板面高 n=2和n=3的轨道半径之比为4：9，则n=2和n=3两个轨道上· 开B板的电子，设到达A板的动能为Ek1,由动能定理，得 的周期比为8：27，根据I=气，则两者等效电流比为27：8，在n= eU=Ek-Ek,所以Ea=eU+hC-Wo。 3状态时其强度为1，则n=2状态时等效电流强度为1，故选D。 (2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零 或运动方向平行于B板的光电子。 答案D 8.解析由题图可知，当开关S接a和b时，电路接入反向的电压，若 >,当UA>心时，灵教电流计G示数为零，故A错误，B 2m h 解得t=d√e W,当S接a和6时，电路接入反向的电压，滑动变阻器 正确：若> 答案-U+誓w,(2a√圆 /2m 的滑动端P向右滑动时，反向电压增大，灵敏电流计G中的电流 定不会增大，故C错误：当S接：和4时，电路接入正向的电压，滑16，解析(1)常光的频率=无≈6.68×10H 动变阻器的滑动端P向右滑动时正向电压增大，若光电流早已达到！ 光子的能量e=hw=4.43X10-1"J。 饱和，则灵敏电流计G中的电流不会增大，故D错误。 答案B (2)光电子的最大初动能Ek=hv-W。=h(y一y.)≈1.37X10-1#J。 9.解析由于粒子容易使空气电离，α粒子散射实验要在真空环境 (3)因Ek=0.86eV,当氢原子处于n=4能级时的能量为一0.85eV, 中进行，故A正确：依据实验要求，带有荧光屏的显微镜可以在水平 所以当n大于等于4能级时，可以吸收光电子的能量电离，因此n最小 面内的不同方向上移动，从而观察不同方向的偏转情况，故B正确： 值为4。 荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的，故C正确：： 答案(1)6.68×1014Hz4.43×10-18J 绝大多效α粒子几乎不发生偏转，少数《粒子发生了较大的角度偏 (2)1.37×101#J(3)4 转，极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至：17.解析(1）光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极 几乎达到180°，被反禅回来)，故D错误。 A,阴极每秒钟发射的光电子的个数 答案ABC 1m0.64×10-6 10.解析由玻尔公式rn=nr1,所以轨道半径之比为r1:r2=1:22! n= e 1.6X105=4.0X1012(个) =1：4,故A正确：根据库仑定律和牛领第二定律有：k e 光电子的最大初动能为Em=eU。=1.6×10-1"C×0,6V=9.6X 10-20J。 ,所以违度之比为号-√ (2)设该阴极材料的极限波长为入。，根据爱因斯坦光电效应方程得 得√m =2:1,故B错误； Em=h-h 据库仑定律和牛颜第二定律有，6 =m(),得T= 代入数据得λ0=0.66以m。 答案(1)4.0×1012个9.6×10-20J(2)0.664m 4πmrn ,所以周期之比为工 =1:8,故C正确：根 !18.解析(1)由W=ho ke 子，所以能之比为品 Ekl 即得w=一E=一子E =4：1，故D正确。 4 4 3E1 答案ACD 4h 11,解析[红外线光子能量小于可见光光子能量，由实物粒子轰击大 (2)氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁辐射出的光子能量最大， 量处于n=2能级的氢原子，至少可观察到两种红外线光子，说明 此时从金属表面逸出的光电子的最大初动能为Ek如， 处于n=2能级的氢原子受激发后至少跃迁到n=5,所以实物粒子 的最小能量为E-E:一E2=2.86eV,选项A、C错误；因为E可以 则有hv=9 为大于或等于2.86eV的任意值，选项B,D正确】 由Eken=hv-W 答案BD 3×108 12,解析根据C=加可得北红外线的频亲y=分=88H= (3)因为放出的光子能量满足v=Em一En,可知从n=3能级跃迁 3×1013Hz,A正确：根据题图丙可知金属物的裁止频率5.1× 到无穷远需要的最小能量为 101山Hz,红外线的频率小于金腐物的裁止频率，不会发生光电效 、 E 应，体温枪不能正常使用，B错误：由题图乙可知，该光电管的過止 : △E=0 3=- 电压为2×102V,C正确：若人体温度升高，辐射红外线的强度增 E 大，饱和光电流将增大，D错误。 那么对应的频率为= 答案AC 9h9 13.解析根据跃迁理论得 3E1 答案(1) (2)-E1(3)-, E-E=-E=hv 章末检测卷（五） 15E 原子核发生衰变时，一次衰变只能是α衰变或B衰变，而不能 解得v=一16h 同时发生衰变和3衰变，发生衰变后产生的新核往往处于高能级， 处于激发态的这些氢原子向低能态跃迁发光时有C号=6种光！ 要向外以Y射线的形式辐射能量，故一次衰变只可能同时产生α射 语线； 线和Y射线，或B射线和Y射线，A错误，D正确；原子核发生衰变 后，核电荷数发生了变化，变成了新核，故化学性质发生了变化，B 237章未检测卷（四）原 一、单项选择题 1.物理学是一门以实验为基础的科学，任何 学说和理论的建立都离不开实验。关于下 面几个重要的物理实验的说法正确的是 ( A.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分 析，提出了原子核是由质子和中子组 成的 B.光电效应实验表明光具有波粒二象性 C.电子的发现揭示了原子可以再分 D.康普顿效应证实了光具有波动性 2.关于玻尔原子理论，下列说法错误的是 ( A.继承了卢瑟福的核式结构模型，但对原 子能量和电子轨道引入了量子化假设 B.氢原子核外电子，轨道半径越大，动能 越大 C.能级跃迁吸收（放出）光子的频率由两个 能级的能量差决定 D.原子能量是量子化的 h 3.(2022·湖南高考)关于原子结构和微观粒 子波粒二象性，下列说法正确的是( A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱 的分立特征 B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运 动的规律 C.光电效应揭示了光的粒子性 D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电 子的粒子性 4.在给出的与光电效应有关的四个图像中， 下列说法正确的是 验电器 锌板 紫外线灯 观察光电效应 研究光电效应 图1 图2 18 子结构和波粒二象性 甲 ↑Ex 乙 0 $ Ve -E U2U10 可 光电子最大初动能E 光电流与电压的关系 与人射光频率v的关系 图3 图4 A.图1中，发生了光电效应，如果用与丝绸 摩擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器 的指针张角会变小 B.图2中，闭合开关后，发现电流表指针不 偏转，说明没有发生光电效应 C.图3中，从光电流与电压的关系图像中 可以看出，光的频率关系是甲>忆 >炳 D.图4中，由图像可知该金属的逸出功为 E或hy。,且不同金属的图线是平行的 5.激光的主要特点之一是它的功率很大，设P 表示激光功率，入表示激光波长，则激光器 每秒射出的光子数是 ( ) A.h号 B. hc C.hap D.Phcλ 6.如图所示是甲、乙 U 两种金属的遏止电 甲 乙 压U。与人射光频 率v的关系图像， 如果用频率为 Vel Ve2 的光照射两种金 属，光电子的最大初动能分别为E甲、E乙， 则关于E甲、E乙大小关系正确的是() A.E甲>E乙 B.E甲=E乙 C.E甲<E乙 D.无法判断 7.玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核 外电子的轨道半径只能取某些特殊的数 值，这种现象叫作轨道的量子化。若离核 最近的第一条可能的轨道半径为r1,则第 n条可能的轨道半径为rm=n2r1（n=1,2, 3,…),其中n叫量子数。设氢原子的核外 电子绕核近似做匀速圆周运动，形成的等 效电流在n=3状态时强度为I,则在n=2 状态时等效电流强度为 () 211 D. 8.如图所示，K是光电管M中逸出功为W。: 的碱金属，G是灵敏电流计，S是双刀双掷 开关。若入射光的频率为，电子电荷量为 e,则以下判断正确的是 ( 入射光 G P R ab。 A当>炉时，灵敏电流计G中一定有电 流通过 B若>%，当二心”时，灵敏电 e 流计G示数为零 C若>必，当S接a和b且滑动变阻器 的滑动端P向右滑动时，灵敏电流计G 中的电流会增大 若>，当S接c和d且滑动变阻器 的滑动端P向右滑动时，灵敏电流计G 中的电流一定会增大 二、多项选择题 9.关于α粒子散射实验，下列说法正确的是 A.该实验在真空环境中进行 B.带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的 不同方向上移动 C.荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧 光屏上形成的 D.荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方 向上才有闪光 10.根据氢原子的玻尔模型，氢原子核外电子 在第一轨道和第二轨道运行时 A.轨道半径之比为1：4 B.速度之比为4：1 C.周期之比为1：8 D.动能之比为4：1 11.如图所示的氢原子能级图，可见光的能量 范围为1.62~3.11eV,用可见光照射大 量处于n=2能级的氢原子，可观察到多 188 条谱线，若是用能量为E的实物粒子轰击 大量处于n=2能级的氢原子，至少可观 察到两条具有显著热效应的红外线，则 ( E,leV 0 543 0.54 -9 -3.4 1 -13.6 A.一定有4.73eV>E>1.62eV B.E的值可能使处于基态的氢原子电离 C.E一定大于2.86eV D.E的值可能使基态氢原子产生可见光 12.体温枪的工作原理是利用光电效应，将光 信号转化为电信号，从而显示出物体的温 度。已知人的体温正常时能辐射波长为 104m的红外线，如图甲所示，用该红外光 线照射光电管的阴极K时，电路中有光电 流产生，光电流随电压变化的图像如图乙 所示，另一种金属铷的遏止电压U。与入 射光频率之间的关系如图丙所示，已知 光在真空中传播的速度为3×108m/s。 则 ( 窗口 红外光 A ↑I/mA -20U1(×10-2V) 甲 ↑UV 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 4.55.05.5v1(×104Hz) 丙 A.波长为10um的红外线在真空中的频 率为3×1013Hz B.将阴极K换成金属铷，体温枪仍然能正 常使用 C.由图乙可知，该光电管的遏止电压为 2×10-2V D.当人体温度升高时，辐射红外线的强度 将增大，饱和光电流减小 三、非选择题 13.有大量的氢原子吸收某种频率的光子后 从基态跃迁到n=4的激发态，已知氢原 子处于基态时的能量为E1,第n能级的能 量为E=,则吸收光子的频率= ;当这些处于激发态的氢原子向低能 态跃迁发光时，可发出 种光谱 线；一个氢原子从n=4的激发态向低能 态跃迁发光时，最多能发出 种光 谱线。 14.在光电效应实验中，小明同学用同一实验 装置在甲、乙、丙三种光的照射下得到了 三条电流表与电压表读数之间的关系曲 线如图a,b所示，则甲光和乙光的频率相 比较v甲 忆（选填“>”“<”或 “=”),乙光和丙光每一秒照射到金属板 上的光子数相比较n乙 n丙（选填 “>”“<”或“=”)；如果知道这种金属的 极限频率是0（普朗克常量为h,电子电荷 量为e),则甲入射光的频率v甲= ↑I/A 光束 窗口 甲 丙 -U1-02 0 15.如图所示，相距为d 的两平行金属板A、 B足够大，板间电压 恒为U,有一波长为 入的细激光束照射 到B板中央，使B 板发生光电效应，已知普朗克常量为h,金 属板B的逸出功为W。,电子质量为m,电 荷量为e。求： (1)从B板运动到A板所需时间最短的光 电子，到达A板时的动能； (2)光电子从B板运动到A板时所需的最 长时间。 189 16.紫光在真空中的波长为4.49×10-7m,用 它照射极限频率y.=4.62×1014Hz的金 属钾产生光电效应，发出的光电子照射处 于激发态的氢原子，氢原子的能级图如图 所示，(h=6.63×10-34J·s)求： n EleV 00-------------------0 4 -0.85 3 -1.51 2 -3.4 -13.6 (1)紫光的频率是多少？光子的能量是 多少？ (2)光电子的最大初动能为多少？ (3)经过光电子照射后，能否使处于某一 激发态的氢原子电离，若能，则n最小是 多少？若不能，请说明理由。 17.如图甲所示是研究光电效应规律的光电 管。用波长入=0.50um的绿光照射阴极 K,实验测得流过电流表的电流I与A、K 之间的电势差UAK满足如图乙所示规律， 取h=6.63×1034J·s。结合图像，求： (结果保留两位有效数字) A ↑I/uA 0.64- -0.60 甲 UAK/V 乙 (1)光电流达到饱和时，每秒钟阴极发射：18.已知氢原子处于基态能 量子数 能量 的光电子数和光电子飞出阴极K时的最 级时能量为E1,处于量 0 大动能； 子数为n的激发态能级 (2)该阴极材料的极限波长。 3 3 时能量为2 ,现有一群氢 E2 原子处于n=3的激发态 1 : 能级，在向低能级跃迁过 程中，能放出若干种频率的光子，用它们 照射某金属表面，发现从n=2能级向n=1 能级跃迁时辐射出的光恰能使该金属发 生光电效应，普朗克常量为h,求： (1)该金属的极限频率； (2)能从该金属表面逸出的光电子的最大 初动能； (3)若用光照的办法使处于n=3能级的 氢原子电离，则照射光频率至少多大（所 有答案用题目中所给字母表示)。 190