精品解析：安徽省亳州市涡阳县蔚华中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题

2024—2025学年高三上学期12月物理试题 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题 1. 关于分子间的相互作用力，下列说法中不正确的是（ ） A. 当分子间的距离r＝r0 时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力 B. 分子力随分子间的距离r的变化而变化，当r＞ r0时，分子间的引力和斥力都随距离的增大而减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力 C. 当分子间的距离r＜r0 时，分子间的引力和斥力都随距离的减小而增大，但斥力增加得快，故分子力表现为斥力 D. 分子间距离大于10倍分子直径时，分子力可近似为零 2. 2021年4月，中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀，能发生衰变并发射出γ射线，其衰变方程为。以下正确的是（　　） A. X为氦原子核，其穿透本领比γ射线更强 B. 的比结合能小于的比结合能 C. 让同其他稳定元素结合成化合物，其半衰期将发生变化 D. γ射线是衰变产生的新核从高能级向低能级跃迁时产生的 3. 下列关于原子和原子核的说法中，正确的是（　　） A. 原子的质量全部集中在原子核内 B. 重核裂变会释放光子，所以裂变反应前后不满足能量守恒定律 C. 氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，放出光子，能量增加 D. 放射性元素衰变时产生的α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强 4. 2021年，硼中子俘获疗法（BNCT）成为抗癌热点。新一代抗癌技术通过点滴注射含硼化合物，用超热中子射线照射。中子与进入高细胞内的硼产生核反应。其核反应方程为：，则（　　） A. X是粒子 B. X是粒子 C. X是质子 D. X是中子 5. 原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源，当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量，这几种反应总的效果可以表示为由平衡条件可知（ ） A. k=1，d=4 B. k =2，d=2 C. k =1，d=6 D. k =2，d=3 6. 下列说法中正确的是（　　） A. 核反应方程中的X表示粒子 B. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大 C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为这束光的光强太小 D. 一个氢原子从n＝4的激发态跃迁时，最多能辐射6种不同频率的光子 7. 如图为汽缸内密闭的一定质量的理想气体从状态A变化到状态B的过程中，其压强随体积变化的图像（图线与纵轴平行）。若忽略气体分子的势能，则下列说法正确（　　） A. 从状态A变化到状态B，气体温度升高 B. 从状态A变化到状态B，气体吸收热量 C. 在相同时间内，A、B两状态的气体分子对活塞的冲量相等 D. 与状态B相比，状态A的气体分子在单位面积上对活塞的平均作用力较大 8. 核电池，又称同位素电池，它是利用放射性同位素衰变放出载能粒子（α粒子、β粒子和γ射线）并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为，其半衰期为88年。已知的衰变方程为：，下列说法正确的是（　　） A. 核比核多4个中子 B. 的比结合能大于的比结合能 C. 经过88年，20个原子核中一定有10个发生了衰变 D. 衰变放出的载能粒子是β粒子 二、多选题 9. 下列说法正确的是___________ A. 第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律 B. 温度高的物体其分子平均动能一定大 C. 理想气体的温度升高时，气体内每个分子的速率都增大 D. 昆虫可以停在水面上，主要是昆虫受到液体表面张力的作用 E. 热力学第二定律指出：在任何自然的过程中，一个孤立的系统的总熵不会减小 10. 关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是（　　） A. 振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε B. 带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 C. 能量子与电磁波的频率成正比 D. 这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题 11. 某实验小组完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 （1）该实验中的理想化假设是（ ） A. 将油膜看成单层分子油膜 B. 将油膜看成多层分子油膜 （2）测量1滴油酸酒精溶液在水上形成的油膜面积时，有下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______。 A. B. C. D. （3）已知实验室中使用的酒精油酸溶液每溶液中含有2mL油酸，又用注射器测得每50滴这种酒精油酸溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，将带有边长为1cm的正方形小格的玻璃板放在浅盘上，然后描出油膜的边界线（如图）。计算油酸分子的直径______m（结果保留一位有效数字） 12. 某同学利用如图装置进行“探究气体压强与体积的关系”实验。 如图所示，带刻度的注射器内封闭了一定质量的气体，推动活塞可以改变气体体积V。实验所用气压计测量的是注射器内部和外部气体压强的差。在多次改变体积后，得到如表数据： Δp/×105 Pa 0 0.11 0.25 0.43 0.67 V/mL 10 9 8 7 6 （1）每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是因为___________。 （2）作出图像______。 （3）根据在（2）中作出的图像，图像与轴的交点纵坐标为___________，物理含义是___________。 四、解答题 13. 海水中含有丰富的氘，总蕴藏量约有。已知两个氘核可结合成一个氦核并放出一个中子，中子、氘核和氦核的质量分别为。 （1）写出核聚变的方程并算出释放的核能；（已知相当于的能量） （2）若每升海水中含氘量为，让其全部发生核聚变释放的能量和完全燃烧多少千克汽油放出的热量相当？（汽油的热值，，） 14. 质量为M、半径为R的圆柱形汽缸（上端有卡扣）用活塞封闭一定质量的理想气体，如图甲所示，活塞用细线连接并悬挂在天花板上。初始时封闭气体的热力学温度为，活塞与容器上、下部的距离分别为h和2h，现让封闭气体的温度缓慢升高，气体从初始状态A经状态B到达状态C，其图像如图乙所示，已知外界大气压恒为，点O、A、C共线，活塞气密性良好，重力加速度大小为g。求： （i）理想气体在状态B的热力学温度； （ii）理想气体在状态B的压强。 15. 压力锅的作用是增大锅内气体压强、提升沸点，提高烹煮食物的效率。如图所示为压力锅的结构示意图，为了测试压力锅的加压效果，将空锅盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。已知外界大气压强为，气孔横截面积为，压力锅的容积为4.5L，初始锅内气体压强与大气压强相等，内部气体温度为300K。测得锅内气体的压强最大可达，重力加速度g取，求： （1）压力阀的质量； （2）压力阀刚要被顶起时锅内气体温度； （3）若压力阀顶起时将压力阀取走，此后继续加热使锅内气体温度达到500K，这时锅内气体质量与压力阀未顶起时锅内气体质量之比为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年高三上学期12月物理试题 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题 1. 关于分子间的相互作用力，下列说法中不正确的是（ ） A. 当分子间的距离r＝r0 时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力 B. 分子力随分子间的距离r的变化而变化，当r＞ r0时，分子间的引力和斥力都随距离的增大而减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力 C. 当分子间的距离r＜r0 时，分子间的引力和斥力都随距离的减小而增大，但斥力增加得快，故分子力表现为斥力 D. 分子间距离大于10倍分子直径时，分子力可近似为零 【答案】A 【解析】 【详解】A．当r＝r0时，F斥力＝F引力，F＝0，故A错误； B．当r＞r0时，引力和斥力都随距离的增大而减小，且斥力减小的快，分子力表现为引力，故B正确； C．当r＜r0时，引力和斥力都随距离的减小而增大，且斥力增加的快，分子力表现为斥力，故C正确； D．r＝10r0时，引力和斥力都非常弱，分子力为零，故D正确． 本题选择错误答案，故选A 2. 2021年4月，中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀，能发生衰变并发射出γ射线，其衰变方程为。以下正确的是（　　） A. X为氦原子核，其穿透本领比γ射线更强 B. 的比结合能小于的比结合能 C. 让同其他稳定元素结合成化合物，其半衰期将发生变化 D. γ射线是衰变产生的新核从高能级向低能级跃迁时产生的 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，即X为氦原子核。其穿透本领比γ射线弱。故A错误； B．该衰变反应释放出大量能量，则由比结合能小的向比结合能大的方向进行，的比结合能大于的比结合能。故B错误； C．半衰期由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关。故C错误； D．放射性的原子核发生衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ射线。故D正确。 故选D。 3. 下列关于原子和原子核的说法中，正确的是（　　） A. 原子的质量全部集中在原子核内 B. 重核裂变会释放光子，所以裂变反应前后不满足能量守恒定律 C. 氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，放出光子，能量增加 D. 放射性元素衰变时产生的α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强 【答案】D 【解析】 【详解】A．原子的几乎全部质量都集中在原子核内，但核外电子有较小的质量，A错误。 B．重核裂变虽会释放出光子，但裂变反应前后仍满足能量守恒定律，B错误； C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，以光子形式辐射出能量，能量减少，C错误； D．放射性元素衰变时产生的α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，D正确。 故选D。 4. 2021年，硼中子俘获疗法（BNCT）成为抗癌热点。新一代抗癌技术通过点滴注射含硼化合物，用超热中子射线照射。中子与进入高细胞内的硼产生核反应。其核反应方程为：，则（　　） A. X是粒子 B. X是粒子 C. X是质子 D. X是中子 【答案】B 【解析】 【详解】设，根据反应前和发应后的质量数和电荷数守恒 解得。X是 α 粒子，B正确。 故选B。 5. 原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源，当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量，这几种反应总的效果可以表示为由平衡条件可知（ ） A. k=1，d=4 B. k =2，d=2 C. k =1，d=6 D. k =2，d=3 【答案】B 【解析】 【详解】在核反应的过程由质量数守恒可得 根据核电荷数守恒可得 联立解得 k =2，d=2 故ACD错误，B正确。 故选B。 6. 下列说法中正确的是（　　） A. 核反应方程中的X表示粒子 B. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大 C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为这束光的光强太小 D. 一个氢原子从n＝4的激发态跃迁时，最多能辐射6种不同频率的光子 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据核反应过程中质量数和电荷数守恒可以判断出X表示电子，即粒子，A错误； B．按照玻尔理论，氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收能量，电子的动能减小，势能增大，氢原子的能量增大，B正确； C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的频率太小，发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，C错误； D．1个氢原子，最多产生3种不同频率的光子，即4→3，3→2，2→1，D错误。 故选B。 7. 如图为汽缸内密闭的一定质量的理想气体从状态A变化到状态B的过程中，其压强随体积变化的图像（图线与纵轴平行）。若忽略气体分子的势能，则下列说法正确（　　） A. 从状态A变化到状态B，气体温度升高 B. 从状态A变化到状态B，气体吸收热量 C. 在相同时间内，A、B两状态的气体分子对活塞的冲量相等 D. 与状态B相比，状态A的气体分子在单位面积上对活塞的平均作用力较大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据 从状态A变化到状态B，P减小，则气体温度降低，A错误； B．从状态A变化到状态B，气体的温度降低，气体的内能减少，又因为体积不变，气体不对外做功，外界也不对气体做功，根据热力学第一定律，气体放出热量，B错误； C．A、B两状态气体的压强不相等，气体对活塞的压力不相等，根据冲量的定义，在相同时间内，A、B两状态的气体分子对活塞的冲量不相等，C错误； D．两个状态气体的体积相等，分子的密集程度相同；与状态B相比，状态A的气体压强大，分子在单位面积上对活塞的平均作用力较大，D正确。 故选D。 8. 核电池，又称同位素电池，它是利用放射性同位素衰变放出载能粒子（α粒子、β粒子和γ射线）并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为，其半衰期为88年。已知的衰变方程为：，下列说法正确的是（　　） A. 核比核多4个中子 B. 的比结合能大于的比结合能 C. 经过88年，20个原子核中一定有10个发生了衰变 D. 衰变放出的载能粒子是β粒子 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知 因此核比核多2个中子，故A错误； B．比结合能越大越稳定，因此的比结合能大于的比结合能，故B正确； C．半衰期是统计规律，只适用于大量原子核，少量原子核不适用，故C错误； D．衰变放出的载能粒子是粒子，故D错误。 故选B。 二、多选题 9. 下列说法正确的是___________ A. 第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律 B. 温度高的物体其分子平均动能一定大 C. 理想气体的温度升高时，气体内每个分子的速率都增大 D. 昆虫可以停在水面上，主要是昆虫受到液体表面张力的作用 E. 热力学第二定律指出：在任何自然的过程中，一个孤立的系统的总熵不会减小 【答案】BDE 【解析】 【详解】A、第二类永动机不可能制成，不是因为违反了能量守恒定律，而是因为违反热力学第二定律，A错误； B、分子的平均动能与温度有关，温度越高，分子平均动能越大，故B正确； C、物体温度升高时，只是分子的平均动能增大，并不是物体内的所有分子速率都变大，可能有部分分子的速率减小，C错误； D、表面层内液体分子的作用力主要表现为引力，正是分子间的这种引力作用，使表面层具有收缩的趋势；昆虫停在水面上，水面向下发生弯曲，表面层具有的收缩的趋势给了昆虫向上的支持力，D正确； E、根据热力学第二定律，在任何自然的热力学过程，总是朝着熵增加的方向进行的，E正确． 故选BDE． 【点睛】本大题包含了3-3大部分内容，各部分难度不大，但从题目来看考查范围很广，要求能全面掌握． 10. 关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是（　　） A. 振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε B. 带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 C. 能量子与电磁波的频率成正比 D. 这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】ABD．由普朗克能量子假说可知带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍，AD错误，B正确； C．能量子 与电磁波的频率ν成正比，C正确。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题 11. 某实验小组完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 （1）该实验中的理想化假设是（ ） A. 将油膜看成单层分子油膜 B. 将油膜看成多层分子油膜 （2）测量1滴油酸酒精溶液在水上形成的油膜面积时，有下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______。 A. B. C. D. （3）已知实验室中使用的酒精油酸溶液每溶液中含有2mL油酸，又用注射器测得每50滴这种酒精油酸溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，将带有边长为1cm的正方形小格的玻璃板放在浅盘上，然后描出油膜的边界线（如图）。计算油酸分子的直径______m（结果保留一位有效数字） 【答案】（1）A （2）ADCB （3） 【解析】 【小问1详解】 用油膜法测量分子的直径时，不考虑分子间的间隙，将油膜看成单分子油膜层，以及将油分子看成球形，且紧密不重叠的紧靠在一起。都是理想处理的方法。故A正确。 故选A。 【小问2详解】 “油膜法估测分子大小”实验中先往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，再用注射器取1滴油酸酒精溶液滴到水中，再盖上玻璃盖，用笔在玻璃上描出油酸的轮廓，故顺序为ADCB。 【小问3详解】 一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为 正方形小格的面积为1cm2，根据多余半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，约61个小格，则油酸的面积为61cm2，则油酸分子的直径为 12. 某同学利用如图装置进行“探究气体压强与体积的关系”实验。 如图所示，带刻度的注射器内封闭了一定质量的气体，推动活塞可以改变气体体积V。实验所用气压计测量的是注射器内部和外部气体压强的差。在多次改变体积后，得到如表数据： Δp/×105 Pa 0 0.11 0.25 0.43 0.67 V/mL 10 9 8 7 6 （1）每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是因为___________。 （2）作出图像______。 （3）根据在（2）中作出的图像，图像与轴的交点纵坐标为___________，物理含义是___________。 【答案】 ①. 保持注射器内部气体温度不变 ②. ③. ④. 大气压强的负值 【解析】 【详解】（1）[1]每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，是为了使注射器内气体与外界进行充分热交换，以保证温度不变。 （2）[2]根据表格所给的数据计算对应，然后进行描点连线，可得图像 （3）[3][4]由表格第一组数据可知初始研究气体压强为大气压p0，因 又 可知时 即图像与纵坐标交点为大气压负值。 四、解答题 13. 海水中含有丰富的氘，总蕴藏量约有。已知两个氘核可结合成一个氦核并放出一个中子，中子、氘核和氦核的质量分别为。 （1）写出核聚变的方程并算出释放的核能；（已知相当于的能量） （2）若每升海水中含氘量为，让其全部发生核聚变释放的能量和完全燃烧多少千克汽油放出的热量相当？（汽油的热值，，） 【答案】（1），3.26MeV；（2） 【解析】 【详解】（1）核反应方程如下 核反应的质量亏损为 所以释放的能量为 （2）每升海水含有的氘对数为 所以释放的能量为 所以相当于汽油的质量为 14. 质量为M、半径为R的圆柱形汽缸（上端有卡扣）用活塞封闭一定质量的理想气体，如图甲所示，活塞用细线连接并悬挂在天花板上。初始时封闭气体的热力学温度为，活塞与容器上、下部的距离分别为h和2h，现让封闭气体的温度缓慢升高，气体从初始状态A经状态B到达状态C，其图像如图乙所示，已知外界大气压恒为，点O、A、C共线，活塞气密性良好，重力加速度大小为g。求： （i）理想气体在状态B的热力学温度； （ii）理想气体在状态B的压强。 【答案】（i）；（ii） 【解析】 【详解】（i）气体从状态到为等压变化，根据盖吕萨克定理可得 解得 （ii）汽缸悬挂后处于平衡状态，有 解得 15. 压力锅的作用是增大锅内气体压强、提升沸点，提高烹煮食物的效率。如图所示为压力锅的结构示意图，为了测试压力锅的加压效果，将空锅盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。已知外界大气压强为，气孔横截面积为，压力锅的容积为4.5L，初始锅内气体压强与大气压强相等，内部气体温度为300K。测得锅内气体的压强最大可达，重力加速度g取，求： （1）压力阀的质量； （2）压力阀刚要被顶起时锅内气体温度； （3）若压力阀顶起时将压力阀取走，此后继续加热使锅内气体温度达到500K，这时锅内气体质量与压力阀未顶起时锅内气体质量之比为多少。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）锅内气体的压强达到最大时，对压力阀受力分析有 解得 （2）压力阀刚要被顶起时锅内气体压强为，则有 解得 （3）设加热后的气体体积为，则有 解得 则锅内气体质量与压力阀未顶起时锅内气体质量之比为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $