全一册质量检测试卷 2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 以“人造太阳”核聚变、篮球打气等真实情境为载体，覆盖气体定律、热力学、原子物理核心知识，通过模型建构与科学推理考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/46分|理想气体状态变化、内能、核反应类型|结合p-t图像分析体积关系，考查气体分子碰撞模型建构| |实验题|2题/16分|气体压强与体积关系、油膜法估测分子大小|DIS实验误差分析，油膜面积计算与操作失误影响判断| |解答题|3题/38分|气体状态方程、热力学综合、核反应动量能量|篮球打气应用玻意耳定律，回旋加速器结合动量守恒计算质子动能|

2026年物理人教版选择性必修第三册全一册质量检测试卷 满分：100 分 考试时间：75 分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10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．如图，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（　　） A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 B．C→A过程中单位体积内的分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 C．A→B过程中气体增加的内能小于气体吸收的热量 D．A→B过程中气体对外做的功等于C→A过程中外界对气体做的功 2．2023年3月23日，“点燃中国的人造太阳”核聚变能源科普系列活动在北京一零一中学启动。活动旨在激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培养学生群体的科技热情与爱国情怀。下列核反应方程式中，表示轻核聚变过程的是（　　） A． B． C． D． 3．某电子的质量为、德布罗意波长为，一质量为m的油滴与该电子具有相同的动能，则该油滴的德布罗意波长为（　　） A． B． C． D． 4．图中绘出了一定质量的理想气体的压强p 与摄氏温度t 的关系图像，若气体在1、2、3状态时的体积分别为V1、V2、V3，由图像可知（　　） A． V3>V 2>V1 B． V3>V 2=V1 C． V3<V 2=V1 D． V3<V 2<V1 5．将压瘪的乒乓球（未漏气）浸泡在热水中，一段时间后乒乓球便恢复原状，乒乓球内部气体（视为理想气体）经历了由的变化过程，气体体积与热力学温度的关系图像如下图所示，设、、三种状态下的压强分别为、、，则（　　） A． B． C． D． 6．一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与玻璃管壁间的摩擦力，不考虑温度的变化。下列说法正确的是（     ） A．被封闭气体的压强 B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为 D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 7．为研究气体压强，可建立如下理想模型：内部为正方体的汽缸内，每个气体分子质量均为m，其平均动能为，忽略气体分子大小。根据统计规律作简化分析，分子与器壁各面碰撞的机会均等，即有的气体分子以动能向右撞击器壁。若碰撞前、后瞬间分子速率不变，速度方向均与器壁垂直，分子数密度（单位体积内分子数）为n。下列说法正确的是（　　） A．一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为 B．一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为 C．汽缸内气体压强大小为 D．汽缸内气体压强大小为 8．关于物体的内能，下列说法中正确的是（　　） A．物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和 B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子平均动能不变 C．一定量的0°C的水结成0°C的冰，内能减小 D．一定质量的理想气体从外界吸收热量后，其内能一定增加 9．核能电池可将衰变释放的核能一部分转换成电能，以保障太空特种设备的长时间稳定运行。的衰变方程为，则（　　） A．此衰变为α衰变 B．的衰变需要外部作用激发才能发生 C．比的比结合能小 D．反应前后原子核质量数不变，因而没有质量亏损 10．如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（　　）    A．h中的气体内能增加 B．f与g中的气体温度相等 C．f与h中的气体温度相等 D．f与h中的气体压强相等 二、实验题 11．在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图甲所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图乙所示两组p-V图线。 (1)实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的________不发生变化，为更直观检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可作________（选填“p-V”或“p-”）图线。对图像进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 (2)两组图线经检验均符合反比例关系，由图判断导致①、②两组数据差异的原因可能是________。 A．两组实验的环境温度不同 B．两组封闭气体的质量不同 C．某次实验中装置的气密性不佳 12．用“油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下： A．将2.5mL纯油酸加入酒精中，得到1×104mL的油酸酒精溶液 B．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积为1.1mL C．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀的撒入爽身粉 D．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓 E．把玻璃板放在方格纸上，计算出油膜的面积S F．按照得到的数据，估算出油酸分子的直径 (1)如在方格纸上描出的油膜轮廓面积记为110个方格，正方形方格的边长为10 mm，估算油酸分子的直径约为_____m（保留两位有效数字） (2)在此实验中，如计算直径结果偏小，可能是由于_____ A．痱子粉撒多了，油酸未完全散开 B．配制油酸酒精溶液后搁置时间太长才开始做实验 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D．实验步骤中50滴溶液的体积记成1.0mL了 三、解答题 13．小张想研究一只7号篮球的容积有多大。他先用气嘴将篮球内的气体全部排出，然后连接一支带气压表的打气筒开始给篮球打气。打气筒每打一次气能将体积为0.25 L、压强为 的空气打入球内，该过程不漏气，当他打气56次后，气压表的示数为。已知环境温度为27℃，热力学温度与摄氏温度的关系为。 (1)若认为篮球内部气体的温度与环境温度相同，则篮球的容积为多少？ (2)若打气结束时篮球内部气体的实际温度为57 ℃，则篮球的实际容积为多少？ 14．如图所示，有一粗细均匀的“山”字形玻璃管，左端封闭、右端开口，中部用一活塞封闭，底部水平。玻璃管内用如图所示的水银柱在左侧竖直管内封闭有长度l1=30cm的理想气体，左侧竖直管内的水银柱长h1=30cm，右侧竖直管内的水银柱长h2=54cm，中部竖直管内的水银柱足够长。已知外界大气压强p0=76cmHg，保持环境温度T1=300K不变，现用外力缓慢向下推活塞，使左侧竖直管内的气柱长变为l2=25cm；再固定活塞，对左侧玻璃管中的气体缓慢加热，使气柱长又变回l1。玻璃管的粗细不计，求： （1）使左侧竖直管内的气柱长度变为25cm的过程中，活塞向下移动的距离s； （2）左侧竖直管内的气柱长度又变回l1时，封闭理想气体的温度T2。 15．某物理实验室利用回旋加速器加速氘核（）轰击静止的硅-28靶（），研究核反应。回旋加速器的D形盒半径为，加速电压为U，磁感应强度大小为B。氘核被加速至最大动能后引出轰击靶核，发生核反应：，已知相关核质量：氘核，硅-28，硅-29，质子，其中，电子电荷量，真空光速。忽略相对论效应和核反应的辐射能量损失，相关数值计算均保留二位有效数字。 (1)求氘核在磁场中回旋的时间（用题给字母表示）； (2)若氘核经加速后获得动能为，求反应后子核（硅-29）和质子的动能之和（以为单位） (3)实际核反应中，质子射出方向与氘核入射方向的夹角可在到之间变化，因而质子速率V在一定范围内连续分布，试给出V取最大值和最小值的条件； (4)若氘核经加速后获得动能为，反应后质子以垂直于氘核入射方向的速度射出（氘核入射方向为x轴正方向，质子沿y轴正方向射出），求质子的动量大小（以为单位）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D A A D C B BC AC AD 1．C 【详解】A．A→B等压升温过程，气体分子的平均动能增加，单个气体分子撞击器壁的平均作用力增加，气体压强不变，所以单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，故A错误； B．C→A等温压缩过程，单位体积内分子数增加，气体分子的平均动能不变，单个气体分子撞击器壁的平均作用力不变，气体压强增加，所以单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加。故B错误； C．A→B过程中温度升高，内能增大，体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律，气体增加的内能小于气体吸收的热量，故C正确； D．A→B过程中气体压强不变，C→A过程中气体压强变大，其过程中气体压强始终小于A的气体压强，容器横截面积相同，由公式 即C→A过程中气体压力始终小于A→B过程中气体压力，过程气体体积变化相同，移动距离相同，由公式 所以A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】A．该过程为α衰变过程，不是轻核聚变，A错误； B．该过程是裂变过程，不是轻核聚变，B错误； C．该过程是原子核的人工转变，不是轻核聚变，C错误； D．该过程是轻核聚变过程，D正确。 故选D。 3．A 【详解】由题意可得 联立可得该油滴的德布罗意波长为 故选A。 4．A 【详解】根据摄氏温度与热力学温度之间的关系有 根据图像有 ，， 则有 根据理想气体状态方程有 根据上述可解得 ，， 可知 V3>V 2>V1 故选A。 5．D 【详解】对状态、，由图可知，， 由理想气体状态方程有 代入解得 所以 由图可知，从状态到状态是等容变化，根据查理定律 有 可知温度升高压强增大，由图可知 因此 综上可得压强关系为 故选D。 6．C 【详解】A．对整体（玻璃管、水银），由牛顿第二定律得 对水银柱有 联立解得，故A错误； B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体压强 根据玻意耳定律有 联立解得，故B错误； C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，则封闭气体压强 根据查理定律，可知现在的温度与原来温度之比，故C正确； D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，对水银柱有 封闭气体做等温变化，则有 联立解得，故D错误。 故选C。 7．B 【详解】AB．碰撞前、后瞬间气体分子速度大小不变、方向相反，根据动量定理有 又 解得一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为 故A错误，B正确； CD．在时间内能达到面积为S容器壁上的粒子所占据的体积为 由于粒子有均等的概率与容器各面相碰，即可能达到目标区域的粒子数为 根据动量定理得 则得面积为S的器壁受到的粒子的压力为 气体分子对器壁的压强为 所以汽缸内气体压强大小为 故CD错误。 故选B。 8．BC 【详解】A．物体的内能是组成该物体的所有分子热运动动能和势能的总和，A错误； B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，要吸收热量，由于温度不变，分子平均动能不变，吸收的热量转化为分子势能，其分子之间的势能增加，B正确； C．一定量的0℃的水结成0℃的冰，温度不变，分子的平均动能不变，但对外放热，分子势能减小，即内能一定减小，C正确； D．一定量的理想气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，还与做功情况有关，D错误。 故选BC。 9．AC 【详解】AB．由核反应前后的质量数和电荷数守恒易知，X为α粒子，故此衰变为α衰变，属于天然放射现象，该核反应可自发进行，故A正确，B错误； CD．由于α衰变释放能量，故存在质量亏损；核反应后释放核能，反应朝着比结合能增大的方向进行，反应原料比反应产物的比结合能小，故C正确，D错误。 故选AC。 10．AD 【详解】A．当电阻丝对f中的气体缓慢加热时，f中的气体内能增大，温度升高，根据理想气体状态方程可知f中的气体压强增大，会缓慢推动左边活塞，可知h的体积也被压缩压强变大，对活塞受力分析，根据平衡条件可知，弹簧弹力变大，则弹簧被压缩。与此同时弹簧对右边活塞有弹力作用，缓慢向右推动左边活塞。故活塞对h中的气体做正功，且是绝热过程，由热力学第一定律可知，h中的气体内能增加，A正确； B．未加热前，三部分中气体的温度、体积、压强均相等，当系统稳定时，活塞受力平衡，可知弹簧处于压缩状态，对左边活塞分析 则 分别对f、g内的气体分析，根据理想气体状态方程有 由题意可知，因弹簧被压缩，则，联立可得 B错误； C．在达到稳定过程中h中的气体体积变小，压强变大，f中的气体体积变大。由于稳定时弹簧保持平衡状态，故稳定时f、h中的气体压强相等，根据理想气体状态方程对h气体分析可知 联立可得 C错误； D．对弹簧、活塞及g中的气体组成的系统分析，根据平衡条件可知，f与h中的气体压强相等，D正确。 故选AD。 11．(1) 温度 (2)AB 【详解】（1）[1]本实验的前提条件是温度不变、封闭气体质量一定，人手温度高于环境温度，手握注射器含空气柱的部分会改变气体温度，因此该操作是为了控制气体温度不变。 [2]若压强与体积成反比，则与​成正比，​图线若为过原点的直线，可以更直观验证反比关系，因此作图线。 （2）A．根据理想气体状态方程（对应气体质量，对应温度），由图可知：相同体积时，图线①的压强更小，说明更小。若封闭气体质量相同，环境温度不同时，温度越低越小，符合图像规律，故A正确； B．若环境温度相同，封闭气体质量不同时，气体质量越小（越小），越小，符合图像规律，故B正确； C．若气密性不佳，实验过程中封闭气体质量会持续变化，得到的图线不会符合反比例关系，与题干“两组图线经检验均符合反比例关系”矛盾，故C错误。 故选AB。 12．(1)5.0×10-10 (2)BD 【详解】（1）油膜的面积是 油膜的体积是 油酸分子的直径约为 （2）A．痱子粉撒多了，油酸未完全散开，油膜面积的测量值偏小，分子直径的测量值偏大，A错误； B．配制油酸酒精溶液后搁置时间太长才开始做实验，溶液浓度的测量值偏小，油膜体积的测量值偏小，分子直径的测量值偏小，B正确； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油膜面积的测量值偏小，分子直径的测量值偏大，C错误； D．实验步骤中50滴溶液的体积记成1.0mL了，油膜体积的测量值偏小，分子直径的测量值偏小，D正确。 故选BD。 13．(1)7L (2)7.7L 【详解】（1）由题可知，气体的初状态 气体的末状态 由于整个过程温度不变，根据玻意耳定律可知 代入数据解得 即篮球的容积为7L。 （2）结合上述分析可知，气体的末温 根据理想气态方程可知 解得 即篮球的实际容积为7.7L。 14．（1）30cm；（2）390K 【详解】（1）原来左侧竖直管内封闭气体的压强为 用外力缓慢向下推活塞，使左侧竖直管内的气柱长变为l2=25cm，对左侧竖直管内封闭气体由玻意尔定律得 解得 左侧竖直管内水银柱上升的高度 右侧竖直管内水银柱上升的高度 活塞向下移动的距离 （2）固定活塞，对左侧玻璃管中的气体缓慢加热，使气柱长又变回l1。则左侧玻璃管中的水银柱下降5cm，右侧玻璃管中的水银柱上升5cm，左侧玻璃管中的气体压强为 对左侧玻璃管中的气体由查理定律可得 解得 15．(1) (2) (3)，速率最大，，速率最小 (4) 【详解】（1）氘核电荷量为，加速到最大动能时，由洛伦兹力提供向心力 当氘核在磁场中运动的半径满足时速度最大，动能最大，则最大动能 氘核在磁场中运动的周期为 氘核每加速一次获得的动能为 则氘核加速的次数为 则氘核在磁场中回旋的时间为 （2）核反应过程中的质量亏损为 释放核能 由能量守恒，反应前总动能为氘核动能（靶静止），反应后总动能为入射动能加释放核能： （3）根据动量守恒定律和能量守恒定律，知（质子沿氘核方向射出），速率最大 （质子反氘核方向射出），速率最小 （4）设氘核入射动量为，由 其中 得 质子沿方向射出，动量大小为 由动量守恒得硅-29动量分量：，，硅质量，质子质量 总动能满足 结合 得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $