综合复习三 检测 高中物理新人教版选择性必修第三册（2022年）

综合复习（三）

考试时间：90分钟；试卷分数：100分

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(共24分)

1．(本题3分)关于一定量的气体，下列叙述正确的是（　　）

A．气体吸收的热量可以完全转化为功

B．气体体积增大时，其内能一定减小

C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加

D．外界对气体做功，气体的内能一定增加

2．(本题3分)关于理想气体，下列说法正确的是（　　）

A．气体对容器的压强是由气体的重力产生的

B．气体对容器的压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞产生的

C．一定质量的气体，分子的平均动能越大，气体压强也越大

D．压缩理想气体时要用力，是因为分子之间有斥力

3．(本题3分)关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　）

A．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期

B．放射性元素的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线

C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变

D．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强

4．(本题3分)第118号元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x是（　　）

A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子

5．(本题3分)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是（    ）

A． B．

C． D．

6．(本题3分)如图所示，为未知放射源，它向右方放出射线，为一张厚度为0.5 mm左右的薄铝箔，铝箱右侧是真空区域，内有较强磁场，为荧光屏，是观察装置.实验时，若将磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，再将铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，则可知放射源可能为（   ）

A．射线和射线的混合放射源

B．射线和射线的混合放射源

C．射线和射线的混合放射源

D．射线、射线和射线的混合放射源

7．(本题3分)如图所示，a、b、c、d分别表示氢原子在不同能级间的四种跃迁，辐射光子频率最大的是（   ）

A．a B．b

C．c D．d

8．(本题3分)关于热现象和热学规律，下列说法中不正确的是（　　）

A．第一类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律

B．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的

C．用活塞压缩汽缸里的气体，外界对气体做功2.0×105J，同时气体向外界放出热量0.5×105J，则气体内能增加了1.5×105J

D．一定质量的理想气体温度升高1K，其等容过程中吸收的热量大于等压过程吸收的热量

二、多选题(共16分)

9．(本题4分)当一个重核裂变时，它能产生的两个核（　　）

A．一定是稳定的

B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少

C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量

D．可以是多种形式的两个核的组合

10．(本题4分)把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是（  ）

A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒

B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动

C．越小的炭粒，运动越明显

D．越大的炭粒，运动越明显

11．(本题4分)大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”。如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下。在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专利权。关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是（　　）

A．不符合理论规律，一定不可能实现

B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现

C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现

D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现

12．(本题4分)圆柱形气缸固定放置在水平地面上，其截面如图所示，用硬杆连接的两个活塞在气缸的左右两侧分别封闭了两部分气体A、B，活塞可自由移动。两侧的横截面积SA＜SB，两活塞间的C部分可通过阀门K实现与外界的连通或断开。开始时两边气体温度相同，活塞处于平衡状态。现使两边气体缓慢升高相同的温度，重新平衡后两边气体压强的增量分别为△pA和△pB。下列判断正确的是（　　）

A．若C部分是真空，则在温度升高的过程中活塞始终不动

B．若C部分是真空，则最终平衡时△pA=△pB

C．若C部分与外界大气连通，则活塞向右移

D．若C部分与外界大气连通，则最终平衡时△pA＞△pB

第II卷（非选择题）

三、填空题(共21分)

13．(本题12分)在体积、温度、质量、阿伏加德罗常数四个量中，与分子平均动能有关的量是__________；与分子势能直接有关的量是__________；与物体内能有关的量是__________；联系微观量和宏观量的桥梁是__________。

14．(本题9分)深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道．如图所示是一个航标灯自动控制电路的示意图．电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属．下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长，又知可见光的波长在400～770 nm(1 nm＝10－9m).

各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：

根据图和所给出的数据，你认为：

(1)光电管阴极K上应涂有金属________；

(2)控制电路中的开关S应和________(填“a”和“b”)接触；

(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤事故．如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机，这时电路中开关S应和________接触，这样，当工人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即动作，使机床停止工作，避免事故发生．

四、解答题(共39分)

15．(本题9分)如图所示，绝热隔板S把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，S与汽缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用可忽略不计。现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态。试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？

16．(本题10分)(1)1g100℃的水和1g100℃的水蒸气相比较，下述说法是否正确？

①分子的平均动能和分子的总动能都相同；

②它们的内能相同。

(2)液体汽化时吸收的热量转化为哪种能量？

17．(本题10分)元素P的一种同位素P具有放射性，对人体有害。则：

(1)磷同位素P的原子核中有几个质子？几个中子？

(2)磷同位素P核所带电荷量是多少？

(3)若P原子呈中性，它的核外有几个电子？

(4)若让P和P原子核以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？

18．(本题10分)如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K。开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0。现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了。不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。

参考答案

1．A

【详解】

A．如果气体等温膨胀，则气体的内能不变，吸收的热量全部用来对外做功，A正确；

B．当气体体积增大时，对外做功，若同时吸收热量，且吸收的热量大于或等于对外做功的数值时，内能不会减少，B错误；

C．若气体吸收热量同时对外做功，其内能也不一定增加，C错误；

D．若外界对气体做功的同时气体向外放出热量，且放出的热量多于外界对气体所做的功，则气体内能不但未增加反而减少，D错误。

故选A。

2．B

【详解】

AB．气体对容器的压强是由气体分子对器壁的碰撞产生的，选项A错误，B正确；

C．气体的压强与分子的数密度及分子的平均动能大小有关，平均动能越大则温度越高，但如果体积变为很大，压强可能减小，选项C错误；

D．压缩理想气体要用力，克服的是气体的压力（压强），而不是分子间的斥力，D错误。

故选B。

3．B

【详解】

A．放射性元素的半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，故A错误；

B．放射性元素的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线，故B正确；

C．β衰变的实质是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，而当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时将向低能级跃迁，不是发生衰变，故C错误；

D．α粒子动能很大，但是贯穿物质的本领很弱，故D错误。

故选B。

4．A

【详解】

发生3次α衰变，质量数减少12，核电荷数减少了6，可见，先放出的三个粒子的电荷数是0，该粒子是中子。

故选A。

5．B

【详解】

ABCD. 根据分子间作用力F、分子势能与分子间距离关系可知，当 分子力为零，分子势能最小，由此可知ACD错误，B正确；

故选B。

6．B

【详解】

将强磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，说明磁场对穿过的射线粒子没有影响，可知射到屏上的是不带电的射线；再将厚0.5 mm左右的薄铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，说明除接收到射线外，又收到了原来被薄铝箔挡住的射线，而厚度为0.5 mm左右的铝箔能挡住的只有射线，所以此放射源应是射线和射线的混合放射源，故B正确。

故选B。

7．B

【详解】

根据玻尔理论得：

hva=E2－E1=10.2eV，hvb=E3－E1=12.09eV，hvc=E3－E2=1.89eV，hvd=E4－E3=0.65eV

故频率最大的是b光子，选项B正确．

A. a与上述结论：频率最大的是b光子不相符，故A不符合题意；   

B. b与上述结论：频率最大的是b光子相符，故B符合题意；

C. c与上述结论：频率最大的是b光子不相符，故C不符合题意；

D. d与上述结论：频率最大的是b光子不相符，故D不符合题意．

8．D

【详解】

A．第一类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律，A正确；

B．根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，B正确；

C．用活塞压缩汽缸里的气体，外界对气体做功2.0×105J，为正值，同时气体向外界放出热量0.5×105J，为负值，根据热力学第一定

气体内能增加了1.5×105J，C正确；

D．根据热力学第一定律，等容过程中吸收的热量仅仅增加为内能；根据理想气体状态方程和热力学第一定律，等压升温的过程中体积增大，对外做功，吸收的热量转化为内能和对外所做的功，所以一定质量的理想气体温度升高1K，其等容过程中吸收的热量小于等压过程吸收的热量，D错误。

故选D。

9．BD

【详解】

BC．重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出2个或3个中子，裂变释放的能量比俘获中子的能量大，故C错误；质子数不变，中子数会减少，故B正确；

AD．重核裂变的产物是多种多样的，有的不稳定会继续衰变，故A错误，D正确。

故选BD。
10．BC

【详解】

A．水分子在显微镜下是观察不到的，A错误；

BCD．由于水分子在做无规则运动，不停的无规则碰撞小炭粒，造成小炭粒不停的做无规则运动，越小的炭粒，运动越明显，BC正确、D错误。

故选BC。

11．AD

【详解】

磁铁吸引小球上升，要消耗磁铁的磁场能，时间长了磁铁的磁性就会逐步减弱，直至不能把小球吸引上去，该思想违背了能量转化和守恒定律，不可能实现。故AD正确，BC错误。

故选AD。

12．AD

【详解】

AB．若C部分是真空，活塞A、B及细杆这个整体的平衡条件为

pASA-pBSB=0

则

假设活塞不动，则：两部分的气体都做等容变化，由于，所以若两部分气体的温度变化是相同的，则始终满足

故A正确，B错误；

C．若C部分与外界大气连通，则

p0SA-pASA+pBSB-p0SB=0，

则

pBSB-pASA=p0（SB-SA）＞0

现使两边气体缓慢升高相同的温度，假设活塞不动，则：两部分的气体都做等容变化，由于

所以若两部分气体的温度变化是相同的，则

△pBSB-△pASA＞0

所以活塞将向左运动。故C错误；

D．由C的分析可知，若C部分与外界大气连通，则

pBSB-pASA=p0（SB-SA）＞0

使两边气体缓慢升高相同的温度，重新平衡后一定满足

△pBSB-△pASA=0

由于SB＞SA，所以

△pA＞△pB

故D正确。

故选AD。

13．温度    体积    体积、温度、质量    阿伏加德罗常数   

【详解】

[1]温度是分子热运动平均动能的标志，所以与分子平均动能有关的量是温度；

[2]分子势能是由分子间的分子力和分子间的相对位置决定的能，宏观上与物体的体积有关，所以与分子势能直接有关的量是体积；

[3]内能是物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，宏观上由物体的体积、温度、物质的量所决定，所以与物体内能有关的量是体积、温度、质量；

[4]联系微观量和宏观量的桥梁是阿伏加德罗常数。

14．铯    b    a   

【分析】

发生光电效应的条件是入射光的波长小于金属的极限波长，根据条件确定阴极K上涂有的是什么金属．
根据夜晚没有光，但是指示灯亮，来确定控制电路的开关与哪一端接触；根据无光时，不发生光电效应，光控继电器停止工作，来确定控制电路的开关与哪一端接触．

【详解】

(1)依题意知，可见光的波长范围为400×10－9～770×10－9m

而金属铯的极限波长为λ＝0.660 0×10－6m＝660×10－9m，

因此，光电管阴极K上应涂金属铯．

(2)深沉的夜色中，线圈中无电流，衔铁与b接触，船舶依靠航标灯指引航道，所以控制电路中的开关S应和b接触．

(3)若将上述控制电路中的电灯换成电机，在手遮住光线之前，电机应是正常工作的，此时衔铁与a接触，所以电路中的开关S应和a接触．

【点睛】

解决本题的关键掌握光电效应的条件，当入射光的频率大于金属的极限频率，或入射光的波长小于金属的极限波长时，会发生光电效应．

15．见解析

【详解】

汽缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，压强增大，体积增大，内能增大；a对b做功，b的体积减小，内能增大，温度升高，压强增大。

16．见解析

【详解】

(1)①正确。1g水与1g水蒸气的分子数一样多，两者的温度都是100℃，因温度是分子平均动能的标志，故两者分子的平均动能和分子的总动能都相同。

②不正确。水变为水蒸气时要吸收热量，吸收的热量转化为水蒸气的内能，因此1g100℃的水蒸气要比1g100℃的水的内能大。

(2)液体汽化时都要吸收一定的热量，吸收的热量并没有增大物体内分子的平均动能，而是使分子势能增大，从而使物体的内能增大。

17．(1)15，15；(2)2.40×10－18 C；(3)15；(4)

【详解】

(1)P核中的质子数等于其原子序数，故质子数为15，中子数N等于原子核的质量数A与质子数（核电荷数Z）之差，即

N=A-Z=30-15=15

(2)P核所带电荷量

Q=Ze=15×1.60×10－19 C=2.40×10－18 C

(3)因磷P原子呈中性，故核外电子数等于核电荷数，则核外电子数为15。

(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有

qvB=m

r=

因为两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，而原子核的质量之比与原子核的质量数之比相等，故

==

18．

【详解】

设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为p1；下方气体的体积为V2，压强为p2。在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得

p0＝p1V1

p0＝p2V2

由已知条件得

V1＝＋－＝V

V2＝－＝

设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得

p2S＝p1S＋mg

联立以上各式得

m＝