质量检测试卷三 2025-2026学年高中物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 以人教版选择性必修三为核心，融合“中国环流三号”人造太阳等科技前沿情境，通过选择、实验、解答题梯度设计，全面考查热力学定律、原子物理等知识及科学探究与模型建构能力。 **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|气体实验定律、光电效应、核反应|第3题结合ITER国际合作，体现科学态度与责任| |实验题|2题|油膜法估测分子大小|第11题误差分析，培养科学探究中的证据意识| |解答题|3题/约40分|热力学综合、粒子加速偏转|第15题融合动能定理与洛伦兹力，考查科学推理与模型建构|

2026年物理人教版选择性必修第三册全一册质量检测试卷三 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．如图所示，一绝热汽缸静止在水平面上，用一绝热的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。现将细沙缓慢地倒在活塞上面，在活塞缓慢下移过程中，缸内密封气体（　　） A．压强不变 B．分子平均动能不变 C．压强与体积的乘积减小 D．单位时间内与活塞碰撞的分子数增加 2．根据玻尔理论，电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式。如图为氢原子的能级图。巴耳末线系的谱线是氢原子的电子从n>2的能级返回n=2能级时释放出的谱线，赖曼线系的谱线是氢原子的电子从n>1的能级跃迁至n=1能级的一系列光谱线。则赖曼线系能量最小的光子与巴耳末线系能量最大的光子的能量差约为（    ） A．10.2eV B．6.8eV C．3.4eV D．0.54eV 3．2023年12月14日，在法国卡达拉奇，中核集团核工业西南物理研究院与国际热核聚变实验堆ITER总部签署协议，宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放，邀请全世界科学家来中国集智公关，共同追逐“人造太阳”梦想。“人造太阳”内部发生的一种核反应其反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中X为 B．该核反应是一个吸热反应 C．的比结合能小于的比结合能 D．核反应中的质量亏损为 4．利用一种光照射如图甲所示的光电效应实验装置，得到如图乙所示的电流与电压之间的关系曲线，图中坐标轴截距分别为和，则下列说法正确的是（　　） A．当图甲中滑动变阻器滑动触头P 在aO之间时，能测得饱和光电流 B．当图甲中滑动变阻器滑动触头P在aO之间时，能测得 C．该光的频率为 D．该光子的能量等于 5．核散射是2019年经全国科学技术名词审定委员会审定公布的物理学名词。如图所示，高速运动的粒子被位于O点的重原子核散射，实线表示粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则（　　）    A．粒子在M点的速率比在Q点的大 B．在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低 C．三点中，粒子在N点的电势能最大 D．粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功 6．某研究小组对山地车的气压避震装置进行研究，其原理如图乙所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，继续加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长。已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，，已知汽缸质量为，活塞的质量为，汽缸容积的横截面积为，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为，下列说法正确的是（　　） A．初始状态下汽缸内气体压强p为 B．从上升到过程中气体吸收的热量 C．温度为时汽缸内气体压强为 D．温度为时弹簧处于压缩状态 7．一定质量的理想气体从状态开始，经三个过程后回到初始状态，其图像如图所示。则下列说法正确的是（　　） A．在过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 B．在过程中，气体向外界放热 C．在过程中，气体吸收的热量小于 D．气体在一个循环过程中吸收的热量等于 8．对光的波粒二象性的理解，正确的是（　　） A．一切粒子的运动都具有波粒二象性 B．波粒二象性就是微粒说与波动说的统一 C．大量光子往往表现出波动性，少量光子往往表现出粒子性 D．凡是光的现象，都可用光的波动性去解释，也可用光的粒子性去解释 9．重核裂变和轻核聚变都释放出能量。如图所示为原子核的比结合能与质量数之间的关系图线，下列说法正确的是（　　） A．铀核裂变的一个重要核反应方程是 B．核的比结合能大于核的比结合能 C．三个中子和三个质子结合成核时释放能量约为30MeV D．核的平均核子质量小于核的平均核子质量 10．图甲所示，一光电管和一金属材料做成的霍尔元件串联，霍尔元件的长、宽、高分别为a、b、c且水平放置，该霍尔元件放在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。某时刻让一束黄光照到光电管的阴极K激发出光电子，闭合电键S1，断开电键S2，调节滑动变阻器的滑片P到O点上方，电流表A的示数为I。已知电子电量为e，电子的质量为m。霍尔元件单位体积内的电子数为n。图乙为氢原子在可见光区的四条谱线，则（　　） A．霍尔元件内的电场强度大于 B．若闭合电键S2，流经定值电阻R的电流大小为 C．滑片P向右移动，霍尔元件前后表面电势差不断变大 D．换用Hα光照射光电管阴极，电流表示数可能为零 二、实验题 11．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下： ①向1mL的油酸中加酒精，直至总量达到500mL； 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100滴时，测得其体积恰好是1mL； ③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状； ⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为20mm，数出轮廓范围内小方格的个数N。 根据以上信息，回答下列问题： (1)计算出油酸分子直径为______m。（结果保留两位有效数字） (2)在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是______。 A．等效替代法 B．类比法 C．理想模型法 D．控制变量法 (3)若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于______。 A．油酸未完全散开 B．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 12．在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。 （1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成___________（选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为___________。 （2）某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作： A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积 C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上 D．向浅盘中倒入约深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 以上操作的合理顺序是___________（选填字母代号）。 （3）将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液；测得的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜面积是。由此估算出油酸分子的直径为___________（结果保留一位有效数字）。 三、解答题 13．如图甲所示，深度为的圆柱形汽缸底部安装有电热丝（体积可忽略），可以通电加热来改变缸内的温度，汽缸口有固定卡销。汽缸内用质量为、横截面积为的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞刚好在汽缸口，汽缸内气体温度为，压强为。如图乙所示，保持气体温度不变，将汽缸固定在倾角为的斜面上。大气压强恒为，重力加速度为。不计活塞及卡销厚度，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，。 (1)求在斜面上时活塞距汽缸底部的距离； (2)汽缸在斜面上时，用电热丝缓慢给气体加热，使气体温度升高到，求温度时汽缸内气体的压强。 14．如图所示，一竖直放置导热性能良好的气缸上端开口，用质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸中，活塞距气缸底部的距离为h，现往活塞上缓慢加细沙，活塞下降。已知外界大气压强恒为，气缸的横截面积为S，初始时气缸内气体的温度为，重力加速度为g，气缸不漏气，活塞与气缸壁无摩擦。 (1)若活塞下降过程中环境温度不变，求所加细沙的总质量； (2)缓慢升高环境温度，直至活塞回到初始位置，已知理想气体的内能公式为（k为常数，可以认为是已知量），那么气缸在上升过程中从外界吸收多少热量？ 15．碳-14（）是碳-12（）的一种同位素，具有放射性。如图甲是一个粒子检测装置的示意图，图乙为其俯视图，粒子源释放出经电离后的碳-14与碳-12原子核（初速度忽略不计），经直线加速器加速后由通道入口的中缝进入通道，该通道的上下表面是内半径为、外半径为的半圆环，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于半圆环，正对着通道出口处放置一张照相底片，能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器的加速电压为时，碳-12原子核恰好能击中照相底片的正中间位置，则： (1)碳-14具有放射性，会发生衰变，请写出它的衰变方程，并计算碳-12原子核的比荷； (2)照相底片上碳-14与碳-12原子核所击中位置间的距离（结果用根号表示）； (3)若加速电压在 之间变化，求碳-12原子核在磁场中运动的最短时间。 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 D B D B C B C AC CD AD 1．D 【详解】A．根据题意，由平衡条件有 将细沙缓慢地倒在活塞上面，变大，则变大，故A错误； BC．由于汽缸和活塞绝热，则有 活塞缓慢下移，外界对气体做功，则 由热力学第一定律可知，气体的内能增加，则气体的温度升高，分子平均动能增大，由理想气体状态方程可知，由于增大，则压强与体积的乘积增大，故BC错误； D．由于气体的体积减小，分子的数密度增大，温度升高，分子的平均速率增大，则单位时间内与活塞碰撞的分子数增加，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】赖曼线系的光子中，从n2能级跃迁到n1基态释放的能量最小，则有 巴耳末线系的光子中，从n能级跃迁至n2能级释放的能量最大，则有 所以有 故选B。 3．D 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，A错误； B．该核反应为轻核聚变，释放热能，B错误； C．反应过程中释放大量热量，的比结合能大于及的比结合能，C错误； D．对该核反应，由能量守恒可得 解得 D正确。 故选D。 4．B 【详解】A. 饱和电流是光电子全部到达极板A，而滑片位于aO之间时，极板A接电源负极，光电子达到A的数量减少，不能测得饱和光电流，故A错误； B. 当图甲中滑动变阻器滑动触头P在aO之间时，极板A接电源负极，光电子达到A的数量减少，当光电子不能到达A极板时，就可以得到反向遏制电压，所以能测得，故B正确； C. 溢出光电子的最大初动能为，根据光电效应 所以该光的频率为 故C错误； D. 溢出光电子的最大初动能为，根据光电效应 该光子的能量等于 故D错误。 故选B。 5．C 【详解】B．重原子核带正电，根据正点电荷的等势面的分布可知，粒子在离原子核越远的点，其电势越低，所以在重核周围产生的电场中，Q点的电势比M点的低，则B错误； C．重原子核与粒子之间电场力为斥力，所以粒子从Q运动到M过程中，电场力先做负功后做正功，所以粒子的动能先减小后增大，电势能先增大后减小，所以N点电势能最大，则C正确； AD．粒子从M点运动到Q点，有 由于Q点的电势比M点的低，即 则电场力对它做的总功为正功，所以粒子动能增大，则粒子在M点的速率比在Q点的小，所以AD错误。 故选C。 6．B 【详解】A．对汽缸和活塞整体分析有 对活塞受力分析有 代入得 A错误； B．汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，此过程中封闭气体的压强不变，则有 该过程中内能增加量 外界对气体做的功 根据热力学第一定律有 解得 B正确； C．当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，对活塞根据受力平衡有 代入得 C错误； D．由理想气体状态方程得 由弹力知 代入数据得 因为，故温度为时弹簧处于伸长状态，D错误； 故选B。 7．C 【详解】将题中的图像转化为 图像如图所示 A．在a→b过程中，气体压强不变，根据理想气体状态方程有 体积减小，则温度降低，则分子的平均动能减小，即平均撞击力减小，故单位时间与单位面积器壁碰撞的分子数增多，故A错误； B．在b→c过程中，气体做等容变化，体积不变，压强增大，根据理想气体状态方程可知，温度升高，气体内能增大，由热力学第一定律有 由于气体体积不变，做功为0，可知，气体增加的内能等于从外界吸收的热量，故B错误； C．在过程中，由 可得 由于图像过程图像的延长线过原点，此过程为等温变化，体积增大，气体对外做功，气体内能不变，故气体吸收的热量等于气体对外界所做的功，根据图像与坐标轴所围面积表示做功大小可知，再此过程中气体对外界做的功 故C正确； D．同理在一个循环过程中，内能不变，气体对外做功等于吸收的热量，而对外做的功 故D错误。 故选C。 8．AC 【详解】A．一切粒子的运动都具有波粒二象性，故A正确； B．波粒二象性是粒子性和波动性的统一，不是微粒说与波动说的统一，故B错误； C．光子数量多时，波动性强，往往表现出波动性，光子数量少时，粒子性强，往往表现出粒子性，故C正确； D．光的波动性和粒子性是光在不同条件下的具体表现，比如光电效应现象是光的粒子性的体现，光的干涉、衍射是光的波动性的体现，故D错误。 故选AC。 9．CD 【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可知，铀核裂变的一个重要核反应方程是，故A错误； B．由题图可知核的比结合能小于核的比结合能，故B错误； C．因为核子结合成原子核时，存在质量亏损，释放核能，所以三个中子和三个质子结合成核时释放能量，由题图可知Li核的比结合能为5MeV，所以其释放的核能约为E＝6×5MeV＝30MeV，故C正确； D．由题图可知，核的比结合能大于核的比结合能，比结合能越大，平均核子质量越小，所以核的平均核子质量小于核的平均核子质量，故D正确。 故选CD。 10．AD 【详解】A．前后表面存在霍尔电场，有 又 联立得 霍尔元件内的电场强度是前后表面的霍尔电场与左右方向驱动电流的电场的矢量叠加，所以霍尔元件内的电场强度大于，故A正确； B．霍尔电压为 但霍尔元件内存在电阻，所以流经定值电阻R的电流大小小于，故B错误； C．滑片P向右移动，电压增大可能使光电流先增大后达到饱和不变，所以霍尔元件前后表面电势差不一定一直变大，故C错误； D．换用频率更低的Hα光照射光电管阴极，其频率可能低于阴极材料的截止频率，光电流可能为零，故D正确。 故选AD。 11．(1) (2)C (3)AC 【详解】【小题1】一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为 根据大于等于半个方格的计为一个，小于半个方格的不计的原则，可得油膜形状占据的方格数约为115格，所以油酸分子的直径为 【小题2】实验中把分子看作小球，认为油酸分子能够一个一个紧密排列，在水面上形成单分子层油膜，是采用了理想模型法。 故选C。 【小题3】A ．计算油酸分子直径的依据是，油酸未完全散开，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，故A正确； B．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值，则一滴溶液中纯油酸计算体积偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，故B错误； C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，故C正确。 故选AC。 12． 单层 DACB 【详解】（1）[1]本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性； [2]若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为 （2）[3]实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积。然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半格舍去，多于半格的算一个，统计出油酸薄膜的面积。 故操作的合理顺序是DACB。 （3）[4] 1滴酒精油酸溶液的体积为 所以油酸分子直径为 13．(1) (2) 【详解】（1）初始时，对封闭气体，压强体积分别为， 斜面上，初始时活塞受力平衡，则 解得 根据玻意耳定律有 解得 （2）假设活塞刚好到达汽缸口时，气体温度为，结合上述，根据查理定律有 解得 此后气体体积不再变化，根据查理定律有 解得 14．(1) (2) 【详解】（1）初态由平衡得 末态由平衡得   由等温变化 ，其中 可得 （2）由等压变化 得 对封闭气体可列出表达式 即 解得 15．(1)， (2) (3) 【详解】（1）碳14衰变成为氮14的过程，会放出β射线，其衰变方程为 由题意可知当碳-12恰好能击中照相底片的正中间位置时，其运动半径为 设碳-12经过加速后获得的速度大小为v，根据动能定理有 根据牛顿第二定律有 联立解得 ， （2）设碳-12粒子和碳-14粒子经过加速后获得的速度大小分别为、，根据动能定理有 根据牛顿第二定律有 联立解得 ， 则照相底片上碳-12和碳-14所击中位置间的距离 （3）粒子在磁场做圆周运动的半径与加速电压和比荷的关系 若，碳-12粒子的半径范围 粒子打在内圆环上，轨迹与内圆环交于C点。当MC⊥CO时，圆弧MC对应的圆心角θ最小，用时最短，则有 ， 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 $