湖南省长沙市2027届高三物理一轮复习人教版选择性必修第三册综合复习练习试卷【提升卷】

2027届湖南省长沙市高三物理一轮复习人教版选择性必修第三册综合复习练习试卷【提升卷含答案】 学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 考试范围：高中物理选择性必修第二册全部内容 考试时间：75分钟 总分：100分 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上． 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效． 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回． 第一部分（选择题 共43分） 1、 选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 一、单选题（本大题共7小题，共28分） 1．[4分]2022年10月，中国科学院近代物理研究所使用兰州重离子加速器与中国超重元素研究加速器装置，成功合成了新核素锕204()，锕204的中子数为(　　) A．115 B．89 C．204 D．293 2．[4分]如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图。M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中(　　) A．外界对气体做功，气体内能增大 B．外界对气体做功，气体内能减小 C．气体对外界做功，气体内能增大 D．气体对外界做功，气体内能减小 3．[4分]容积为的钢瓶内，贮有压强为的氧气。打开钢瓶的阀门，让氧气分装到容积为的氧气袋中（袋都是真空的），充气后的氧气袋中氧气压强都是，设充气过程不漏气，环境温度不变，则这瓶氧气最多可分装（　　） A．袋 B．袋 C．袋 D．袋 4．[4分]在不同温度下，一定量气体的分子速率分布规律如图所示．横坐标v表示分子速率，纵坐标表示某速率附近单位区间内的分子数占总分子数的百分率，图线1、2对应的气体温度分别为、，且以下对图线的解读中正确的是　　 A．温度时，分子的最高速率约为 B．对某个分子来说，温度为时的速率一定小于时的速率 C．温度升高，最大处对应的速率增大 D．温度升高，每个单位速率区间内分子数的占比都增大 5．[4分]学校举行趣味运动会，某同学用气泉给“陆地龙舟”充气。“陆地龙舟”里原有压强为1 atm的空气0.6 m3，气泵每秒钟能把体积为5.0×10-4 m3压强为1 atm的空气打入“陆地龙舟”中。请估算气泵工作多长时间能使“陆地龙舟”里的压强达到1.1 atm(近似认为“陆地龙舟”的体积和温度保持不变)(　　) A．0.5 min B．1.0 min C．2.0 min D．3.0 min 6．[4分]如图为某同学设计的一个光电烟雾报警器，光源S发出一束波长为0.8 μm的红外线，当有烟雾进入探测器时，来自光源S的红外线会被烟雾散射进入光电管C，当红外线射到光电管中的金属表面时发生光电效应，光电流大于8×10-9 A时，便会触发报警系统。已知元电荷e=1.6×10-19 C，光在真空中的传播速度为3×108 m/s，下列说法正确的是(　　) A．光电流的大小与光照强度无关 B．若光源发出可见光，则该装置将会失去报警功能 C．该金属的截止频率大于3.75×1014 Hz D．若射向光电管C的光子中有10%会产生光电子，当报警器报警时，每秒射向该金属表面的光子数最少为5×1011个 7．[4分]如图甲所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，处于基态的氢原子吸收光子后跃迁到某一激发态，处于激发态的氢原子自发地跃迁到较低能级时，最多产生两种不同频率的可见光、，这两种频率的可见光通过三棱镜时光路如图乙所示，已知可见光光子的能量范围为，则下列判断正确的是（ ） A．照射光光子的能量为 B．处于激发态的氢原子向低能级跃迁时共辐射出3种不同频率的光子 C．可见光光子的能量为 D．可见光在三棱镜中传播速度比可见光在三棱镜中传播速度小 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．[5分]“ ”形且上端开口的玻璃管如图甲所示，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图甲中粗、细部分的横截面积分别为、.封闭气体初始温度为，气体长度，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线，下列说法正确的是（ ） A．封闭气体在初始状态的压强为 B．封闭气体在初始状态的压强为 C．若缓慢升高气体温度至，可将所有水银全部压入细管内 D．当温度升高至时，液柱下端离开粗、细接口处的距离为 9．[5分]一定质量的理想气体从A状态开始，经过A→B、B→C、C→D、D→A最后回到初始状态A，各状态参量如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．A状态的内能大于C状态的内能 B．B状态气体分子平均动能等于C状态气体分子平均动能 C．B→C过程气体对外做功小于C→D过程外界对气体做功 D．气体从A状态开始，经过A→B→C→D→A最后回到初始状态A，气体在整个过程中从外界吸收的总热量可以用ABCD的面积来表示 10．[5分]2024年6月13日，据央视新闻报道，新一代人造太阳“中国环流三号”在国际上首次发现并实现了一种先进磁场结构,对提升核聚变装置的控制运行能力具有重要意义.已知该装置内部发生的核反应方程为，其中氘核的质量为，氦核的质量为，中子的质量为，相当于的能量，在两个氘核以相等的动能进行对心碰撞，并且核反应释放的核能全部转化为动能的情况下，下列说法正确的是（ ） A. 该核反应吸收的能量约为 B. 核反应后氦核与中子的动量等大反向 C. 核反应后氦核的动能为 D. 该反应生成物的结合能小于反应物的结合能 第二部分（非选择题 共57分） 2、 非选择题：本大题共5题，共57分。 11．[8分]某同学在用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，进行了如下操作： A．将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积为2mL B．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉 C． 将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液 D．把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积 E. 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 F. 按照得到的数据，估算出油酸分子的直径 （1）上述操作正确的顺序是______ （填步骤前的字母）； （2）将描出油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，已知坐标纸中正方形小方格的边长为2cm， 则本次实验测得的油酸分子直径大小约为______ m （结果保留两位有效数字）； （3）若实验时痱子粉撒得太厚，会导致所测的分子直径______ （选填“偏大”或“偏小”）； （4）若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径d 后，还可以继续测出阿伏加德罗常数N=______（用题中给出的物理量符号表示）。 12．[8分]某物理探究小组利用图甲所示的实验装置探究等温条件下，一定质量气体的压强与体积的关系。小组成员先将注射器通过细软管与压强传感器相连，然后用活塞将注射器筒封闭。该小组成员通过推拉活塞改变气体的体积V，并将气体的体积V和由压强传感器显示的气体压强p记录在表格中。 （1）下列实验操作，合理的是______ A．实验装置需要用绝热材料包装好 B．注射器活塞与筒壁间的摩擦力影响压强的测量，应设法减小 C．实验前在活塞与注射器器壁间涂上润滑油 D．实验过程中，为节约时间，快速推动活塞 （2）实验中发现温度在逐渐升高，某成员得到的图像的斜率在变大，如图乙所示，该成员计算了图中A、B两点的切线斜率之比，此比值______（选填“等于”或“不等于”） 、B两点的热力学温度之比，理由是______ 13．[12分]如图所示，一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口，其顶端有一卡环，导热活塞M、绝热活塞N将两部分理想气体A、B封闭在汽缸内。初始时，A、B两部分气体的温度均为，活塞距卡环的距离为0.5L，两活塞的间距为，活塞距汽缸底的距离为3L；现用加热装置（体积忽略不计）缓慢加热气体B，使其温度升高。已知外界大气压为，环境温度为且保持不变，汽缸的横截面积为，两活塞的厚度、质量及活塞与汽缸之间的摩擦均忽略不计。求： （1）活塞M刚好到达卡环处时，气体B的温度； （2）当气体B温度达到时，卡环对活塞的作用力大小。 14．[13分]如图，上端开口的竖直汽缸由小、大两个同轴圆筒组成，两圆筒高均为。两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m；大活塞的横截面积为2S、质量为2m。两活塞用长为L的刚性杆连接，两活塞间充有氧气，大活塞下方充有氮气。小活塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热，开始时，氮气和外界环境的温度均为，大活塞处于大圆筒的中间位置，且刚性杆上恰无弹力。重力加速度用g表示，外界的大气压强恒为，氧气和氮气均可看做理想气体。 （1）开始时氮气的压强是多少？ （2）通过电阻丝缓慢加热氮气，当大活塞刚上升时，氮气的温度是多少？ （3）当大活塞刚上升时，设平均每个氮气分子对容器壁撞击力为，继续加热氮气，当氮气的温度上升到时，设平均每个氮气分子对容器壁撞击为，试分析比大还是小？ 15．[16分]粒子控制技术广泛应用于物理研究和仪器制造中，如图所示，半径的半圆形无场区的圆心在坐标原点O处，MN是位于x=2a处平行于y轴足够长的收集板，y轴右侧半圆形无场区外、MN左侧加一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，在O处静止的铀（）核发生α衰变生成钍（Th）核，所有衰变释放的α粒子（He）速率相同，方向在xoy平面内。已知沿+y方向发射的α粒子在磁场中偏转后恰好与MN相切时被收集，已知α粒子的质量为m、电荷量为q，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用。 （1）试写出衰变方程，并求出衰变后钍核的速度； （2）求MN上有粒子击中位置的纵坐标范围； （3）若调整第一象限内磁场的右边界，使进入第一象限的α粒子经磁场偏转后均能垂直打在MN上，请推导调整后第一象限内磁场右边界满足的坐标方程。 参考答案 1．【答案】A 2．【答案】A 【详解】筒内气体不与外界发生热交换，当M向下滑动时，筒内气体体积变小，外界对气体做功，使气体的内能增大，故选A。 3．【答案】B 【详解】设可分装袋，气体做等温变化，取全部气体研究，据玻意耳定律有 代入数据解得。 4．【答案】C 【详解】纵坐标表示是不同速率的分子数所占的比例，而不是速率的大小；温度时，分子速率约为400m/s的分子数所占的比例最大，分子速率可以大于、小于或等于400m/s，A错误；温度升高分子的平均动能增加，平均速率也增加，是大量分子运动的统计规律，对个别的分子没有意义，并不是每个分子的速率都增加，B错误；温度是分子的平均动能的标志，温度升高，速率大的分子所占的比例增加，最大处对应的速率增大，C正确；温度升高，速率大的区间分子数所占比增加，速率小的区间分子数所占比减小，D错误。 5．【答案】C 【详解】由p1V1+p1V2=p2V1，解得V2= m3=0.06 m3，设气泵工作时间为t，则t==120 s=2 min，故选C。 6．【答案】D 【详解】光电流的大小与光照强度有关，在达到饱和电流之前，光照强度越大，光电流越大，故A错误；根据报警器的工作原理可知，由于可见光的光子能量大于红外线的光子能量，所以若光源发出的是可见光，则该装置不会失去报警功能，故B错误；根据波长与频率的关系式，有c=λν，可得ν=3.75×1014 Hz，根据光电效应原理，可知该金属的截止频率小于3.75×1014 Hz，故C错误；当光电流等于8×10-9 A时，每秒的光电子的数目为N==5×1010个，若射向光电管C的光子中有10%会产生光电子，故每秒射向该金属表面的光子数最少为=5×1011个，故D正确。 7．【答案】C 【详解】由题意可知,若氢原子受光照后跃迁到能级,则向低能级跃迁时最多可辐射出种不同频率的光子,其中由能级跃迁到能级辐射出的光子能量为,由能级跃迁到能级辐射出的光子能量为,其他4种辐射出的光子能量都不在可见光能量范围内,即产生两种不同频率的可见光,则照射光光子的能量为,、错误；由题图乙可知,三棱镜对光的折射率较小,则光的频率较小,光的光子能量较小,即可见光光子的能量为,正确；三棱镜对可见光的折射率较小,根据可知,可见光在三棱镜中的传播速度比可见光在三棱镜中的传播速度大,错误． 8．【答案】AC 【思路导引】 信息提取：从题图乙中获取的信息如图所示. 【详解】根据题图乙可知,封闭气体在初始状态的压强为,故正确,错误；根据题意,结合图像可知,当水银柱全部进入细管中后,继续升高温度,气体将发生等压变化,由题图乙可知,气体刚开始发生等压变化时,气体的体积为,而在水银全部进入细管前,根据理想气体状态方程有,式中,,,代入数据解得,故正确；液柱下端离开粗、细接口处的距离为时,设此时的温度为,由盖-吕萨克定律有,,解得,故错误. 9．【答案】CD 【详解】根据理想气体状态方程可得=，可得TA<TC，则A状态的内能小于C状态的内能，故A错误；根据理想气体状态方程可得=，可得TB>TC，则B状态气体分子平均动能大于C状态气体分子平均动能，故B错误；根据p-V图像与横轴围成的面积表示做功大小，则B→C过程气体对外做功满足WBC<V=p0V，C→D过程外界对气体做功为WCD=p0·2V=2p0V，可知B→C过程气体对外做功小于C→D过程外界对气体做功，故C正确；气体从A状态开始，经过A→B→C→D→A最后回到初始状态A，由于气体的内能变化为0，根据热力学第一定律可知，气体在整个过程中从外界吸收的总热量等于气体对外界做的功，即可以用ABCD的面积来表示，故D正确。 10．【答案】BC 【详解】反应前的质量,反应后的质量,因为,可知反应发生质量亏损,则该核反应释放能量,释放的能量为,故A错误；两个氘核以相等的动能进行对心碰撞,则核反应前两氘核总动量为零,因而反应后氦核与中子的总动量也为零,即二者动量等大反向,故B正确；核反应后的总动能为,而,所以,联立解得氦核的动能为,中子的动能为,故C正确；由于反应放出能量,该反应生成物的结合能大于反应物的结合能,故D错误. 11．【答案】（1）CABEDF （2） （3）偏大 （4） 【详解】（1）用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，操作正确的顺序是：将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液；将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积为2m；向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉；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；把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积；按照得到的数据，估算出油酸分子的直径。故操作正确的顺序是CABEDF。 （2）图中油膜中大约有个小方格，则油膜面积为 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 则本次实验测得的油酸分子直径大小约为 （3）若实验时痱子粉撒得太厚，则油膜面积测量值比单层分子油膜面积真实值偏小，根据 可知会导致所测的分子直径偏大。 （4）纯油酸的摩尔体积为 一个油酸分子的体积为 则阿伏加德罗常数为 12．【答案】（1）C （2）不等于；根据理想气体状态方程，原点与状态点的连线斜率才与该点热力学温度成正比；温度逐渐变化时，曲线在A、B处的切线斜率还受到温度变化的影响，因此切线斜率之比不等于A、B两点热力学温度之比。 【详解】（1）A．探究等温变化时，被封闭气体应能与外界进行热量交换以保持温度不变，不能用绝热材料将装置包好，故A错误；压强传感器直接测量封闭气体内部的压强，活塞与筒壁间的摩擦力主要影响活塞的推拉过程，不直接改变传感器的压强读数，故B错误；在活塞与注射器筒壁间涂润滑油，可以减小摩擦并增强密封性，防止漏气，保证气体质量不变，故C正确；快速推动活塞，气体来不及与外界充分热交换，温度会发生明显变化，故D错误。 （2）对封闭的一定质量气体，在状态可视为理想气体时，由理想气体状态方程得，其中为常量。令横坐标为 由上式得 在某一状态点，把该点与原点连线，其斜率为 所以原点连线斜率之比等于对应状态的热力学温度之比。 题图所取A、B点处的温度在逐渐变化，与的图线不是同一条定温直线；切线斜率反映曲线在该处的局部变化，除外还受到温度随过程变化的影响。因此A、B两点切线斜率之比不等于两点热力学温度之比。 13．【答案】（1） （2） 【详解】（1）在活塞到达卡环前，活塞质量忽略不计，受力平衡，所以气体的压强始终为 活塞导热，环境温度保持为，因此气体始终满足等温变化，即 对气体由理想气体状态方程知，因其压强和温度都不变，所以体积不变。故两活塞间距始终为，即活塞、一起上升。初态时气体的高度为，当活塞恰好到达卡环时，活塞上升了，因此活塞也上升了，于是气体的高度变为 又由于活塞质量忽略不计，始终受力平衡，所以在这一阶段 即气体做等压膨胀。由盖吕萨克定律， 代入，得。 （2）从活塞刚好顶到卡环开始继续加热，活塞位置固定不动。设此时两活塞间距离为，则气体的体积为 由于气体始终与环境通过导热活塞保持热平衡，所以它做等温变化。以活塞刚碰到卡环时为初态，有 故 而活塞受力平衡，所以 此时气体的高度为 所以体积为 对气体，取活塞刚碰到卡环时为初态，彼时，， 末态时 由理想气体状态方程，有 代入，得 解得 因此末态气体的压强为 再对活塞受力分析：下方气体对它向上的压力为，上方大气对它向下的压力为，卡环对它向下的作用力为。由平衡条件 所以 因此。 14．【答案】（1）；（2）；（3）大 【详解】（1）氧气的压强为，氮气的压强为 （2）对于氧气，温度不变，初状态， ，末状态设压强为p2，体积为，根据玻意耳定律知，代入数据解得，此时杆出现弹力，处于拉伸状态，对上面的小活塞受力分析得，解得杆的弹力为，对于氮气分析初状态，，，加热后，设温度为：T2′，体积为，根据理想气体状态方程知，代入数据解得 （3）当大活塞刚上升后，继续增加温度，氮气的体积不变，氮气做等容变化，根据，可得，可知温度为时的压强为温度为的3倍，但由于氮气气体分子的温度升高，平均速率变大，所以单位时间内撞击容器壁的次数变多，所以每一次的撞击力小于3倍，即大于。 15．【答案】（1），，方向与粒子出射方向相反 （2） （3） 【详解】（1）衰变方程满足电荷数、质量数守恒 对沿方向出射的粒子，出无场区坐标为，速度沿，洛伦兹力指向右，圆心坐标为。因轨迹与相切，故 得轨迹半径 由洛伦兹力提供向心力 代入 得粒子速度 衰变过程动量守恒，初始总动量为0，设钍核质量为 则 解得钍核速度大小 方向与粒子出射方向相反。 （2）上边界（时）。所有粒子速率相同，故轨迹半径均为。 任意出射方向（与轴夹角，），出无场区坐标 轨迹圆心坐标满足 即所有圆心在以原点为圆心、半径的圆上。 轨迹圆方程为 代入，结合 整理得 由不等式 平方整理得 即 下边界（时）。设粒子恰能与MN板相切，如图所示 由几何关系得 设OO′连线与-y方向的夹角为，由几何关系得 解得 则此时圆心坐标为，则圆的方程为 与的交点为 故击中位置的纵坐标范围为 （3）要求粒子垂直打在上，出磁场时速度沿方向，故设运动轨迹圆心在出边界点的正下方处，即。 因入射方向沿（为入射点，在上），且，为直角三角形，由勾股定理： 代入，， 得 第一象限满足，故右边界坐标方程为 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $