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高中物理人教版(2019)选择性必修第三册全书综合测评试卷（Word版附解析）
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这是一份高中物理人教版(2019)选择性必修第三册全书综合测评试卷（Word版附解析），共7页。
全书综合测评一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.如图所示是我国科学家用能放大几亿倍的扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面的原子图片,图中每个亮斑都是一个碳原子,下列说法正确的是( )A.碳原子排列紧密,分子间没有空隙B.碳原子规则排列,静止不动C.碳原子不停地做无规则运动D.石墨中碳原子体积的数量级是10-10 m32.小华为了检验一块薄片是否为晶体,他以薄片中央O点为圆心,画出一个圆,A、B为圆上两点,将一个针状热源放在O点,如图所示( )A.若A、B两点的温度变化不同,则薄片一定为晶体B.若A、B两点的温度变化不同,则薄片一定为非晶体C.若A、B两点的温度变化相同,则薄片一定为晶体D.若A、B两点的温度变化相同,则薄片一定为非晶体3.两分子间的分子力与它们之间距离的关系图像如图甲所示,图中r0为分子力的零点,r1为分子力的极值点;两分子的势能与分子间距离的关系图像如图乙所示,规定两分子间距离为无限远时分子势能为0,r2为分子势能的零点,r3为分子势能的极值点,极小值为-Epmin。下列判断正确的是( ) A.r0=r2 B.r0=r3 C.r1=r2 D.r1=r34.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是( ) 5.雨后的荷叶上,聚集了一滴晶莹剔透的水珠,小明收集后,测量了它的体积约为0.5 cm3,已知水的摩尔体积为18 cm3/mol,阿伏加德罗常数取6.0×1023 mol-1,这滴水珠所含有的水分子个数数量级为( )A.1018 B.1020 C.1022 D.10246.电子显微镜的工作原理是用高电压对电子束加速,最后打在感光胶片上,观察显微图像。现用电子显微镜观测某生物大分子的结构,为满足测量要求,将显微镜工作时观测线度设定为电子的德布罗意波长的n倍,其中n>1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e,电子的初速度不计,显微镜工作时的加速电压为U,则该显微镜的观测线度为( )A.nhUme B.3mU2h2n2e3 C.nh2meU D.Uhn2me7.如图所示为氢原子的能级图,巴耳末系是吸收光子能量的原子进入激发态(n≥3)后返回n=2的量子状态时释放出的谱线,下列说法正确的是( )A.巴耳末系中的光谱线全都分布在可见光区域B.处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为13.8 eV的光子C.一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁时,可发出6种不同频率的光子D.氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级时,电子的电势能增加8.我国已成功发射的月球探测车上装有核电池提供动力。核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为 94238Pu,一个静止的 94238Pu发生一次α衰变生成一个新核,并放出一个γ光子。将该核反应放出的γ光子照射某金属,能放出最大动能为Ek的光电子。已知电子的质量为m,普朗克常量为h。则下列说法正确的是( )A.新核的中子数为144B.新核的比结合能小于 94238Pu核的比结合能C.光电子的物质波的最大波长为h2mEkD.若不考虑γ光子的动量,α粒子的动能与新核的动能之比为117∶2二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全选对得4分,选对但不全的得2分,选错或不选得0分)9.90232Th(钍)经过一系列α、β衰变后,变成了 82208Pb(铅),下列说法正确的是( )A.该过程经过6次α衰变 B.该过程经过6次β衰变C.α射线的电离能力比β射线的强 D.提高环境温度,可以减少半衰期10.用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的频率等物理量间的关系。电流计G测得的光电流I随光电管两端电压U的变化如图乙所示,则( ) A.通过电流计G的电流方向由c到dB.电压U增大,光电流I一定增大C.用同频率的光照射K极,光电子的最大初动能与光的强弱无关D.光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应11.如图所示,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处阀门K关闭;A侧空气柱的长度为l=20 cm,B侧水银面比A侧的高h=15 cm。现将阀门K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面一样高时将阀门K关闭;再缓慢加热A侧空气柱,最终B侧水银面比A侧的高h3=5 cm。已知大气压强p0=75 cmHg,环境温度为27 ℃且不变。则下列说法正确的是( )A.初始状态,A侧气体压强为60 cmHgB.放出部分水银后K关闭时,A侧空气柱长度为24 cmC.阀门K打开时,放出的水银在管内的长度为19 cmD.A侧空气柱最终温度约为80 ℃12.如图所示,一定质量的理想气体由状态a开始,经历ab、bc、cd、da四个过程回到原状态,其V-T图像刚好是一个圆,气体在a、b、c、d四个状态的体积分别为Va=Vc、Vb=V2、Vd=V1,温度分别为Ta=T1、Tb=Td、Tc=T2,压强分别为pa、pb、pc、pd,其中V2=5V1,T2=5T1。下列说法正确的是( )A.在这四个状态中,c状态时气体的内能最大B.pc=4paC.pb=1.8paD.从状态a到状态b,气体从外界吸热三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(6分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中:(1)以下操作不正确的是 。 A.直接将一滴油酸滴到水面上B.向浅盘中倒入2 cm左右深的水,均匀地撒上痱子粉C.油膜稳定后将玻璃板盖到浅盘上画出油膜轮廓(2)前面正确操作后,某同学将油酸酒精溶液滴到均匀撒好痱子粉的水面上时油膜的面积会 。 A.变大 B.变小 C.先变大后变小(3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状,做该实验最理想的是 。 14.(8分)如图是“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。主要步骤如下:①将压强传感器调零;②在活塞上均匀涂抹润滑油,把活塞移至注射器满刻度处;③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机;④推动活塞,记录多组注射器内气体的体积V以及相应的压强传感器示数p。(1)下列说法或操作正确的是 。 A.注射器必须固定在竖直平面内B.用手握注射器推动活塞C.缓慢推动活塞(2)小明所在的小组不断压缩气体,由测得数据绘制图像,发现p-1V图线的上端出现了一小段弯曲,产生这一现象的可能原因是: (答一种情况即可)。 (3)另一小组实验时缓慢推动活塞,记录4组注射器上的刻度数值V以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时,压强传感器的软管脱落,重新接上后继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。该小组绘出的V-1p关系图像应是 。 15.(8分)我国科学家在兰州重离子加速器上开展的实验中发现,静止的镁核(1222Mg)放出两个质子后变成氖核(Ne),并放出γ射线,核反应方程为 1222Mg→ZANe+211H+γ,氖核的速度大小为v1,两个质子的速度大小均为v2,设质子和γ光子的运动方向相同。已知氖核、质子的质量分别为m1、m2,普朗克常量为h,不考虑相对论效应,求:(1)氖核的质量数A、电荷数Z和物质波波长λ;(2)γ光子的动量大小p。16.(10分)如图甲所示为研究光电效应规律的实验装置,某金属在光的照射下产生光电效应,图乙是其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像。已知直线的纵、横截距分别为-a、b,电子电荷量为e。(1)求普朗克常量和金属的逸出功;(2)若入射光频率为3b,求光电子最大初动能。 17.(11分)如图是一种汽车空气减震器的模型,其主要构造是导热性良好的汽缸和活塞,活塞面积为S=40 cm2,活塞通过连杆与车轮轴连接。用装有减震装置的轮子模拟静止在斜坡上的汽车,将装置固定在倾角为37°的斜面上,连杆与斜面垂直,初始时汽缸内密闭理想气体的体积为V1=800 cm3,压强为p1=1.2×105 Pa,环境温度为T1=300 K,汽缸与活塞间的摩擦忽略不计,缸壁厚度忽略不计,大气压强始终为p0=1×105 Pa。现于汽缸顶部固定一个物体A,稳定时汽缸内气体体积缩小了200 cm3,该过程气体温度保持不变。cos 37°=0.8,则:(1)放上A物体待其稳定后,汽缸对气体做功25 J,判断该过程汽缸内气体吸热还是放热?热量的大小为多少?(2)求汽缸和物体A的总质量M。(3)由于环境温度变化,汽缸内气体体积逐渐恢复到620 cm3。求体积恢复后的环境温度。18.(17分)如图所示,MN是匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的分界线,磁场方向均垂直于纸面向里,静止在MN上O点的氡核 86222Rn经过一次α衰变生成钋核 ZAPo,衰变产生的α粒子垂直于MN在纸面内向右运动,α粒子的动能为Ek0,α粒子和产生的新核运动后同时第一次经过MN,衰变过程中释放的能量全部转化为α粒子和新核的动能,光在真空中的传播速度为c,不计α粒子和新核的重力及粒子间相互作用。(结果均可用分式表示)(1)写出氡核 86222Rn的衰变方程,求出衰变过程中亏损的质量;(2)匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度之比;(3)若α粒子和新核运动后,α粒子第一次通过MN的位置离O点的距离为d,则α粒子第二次通过MN的位置到新核第二次通过MN的位置距离为多少。 答案与解析全书综合测评1.C 碳原子排列紧密,分子间有空隙,碳原子也不停地做无规则运动,选项A、B错误,C正确;石墨中碳原子直径的数量级为10-10 m,则选项D错误。2.A 若A、B两点的温度变化不同,说明薄片具有各向异性,则薄片一定为晶体,选项A正确,B错误;若A、B两点的温度变化相同,说明薄片具有各向同性,而根据晶体与非晶体的特性,单晶体具有各向异性,非晶体与多晶体具有各向同性,因此,薄片既有可能为非晶体,也有可能为多晶体,选项C、D错误。3.B 当分子间距离等于平衡距离时,分子力为零,分子势能最小,所以r0=r3,从r3减小到r2的过程中,分子势能增大,分子间距离小于平衡距离,分子间作用力为斥力,故r1≠r2,选项B正确。4.A 根据黑体辐射实验规律,黑体辐射的强度与波长的关系为:随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加,另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。故选项A正确。5.C 这一滴水的物质的量为n=VVmol=0.518 mol=136 mol,分子数为N=nNA=1.7×1022(个),选项C正确。6.C 电子被加速,由动能定理eU=Ek,又p=2mEk,λ=hp,L=nλ,可得L=nh2meU,选项C正确。7.B 巴耳末系中的光谱线有无数条,但在可见光的区域中只有四条光谱线,选项A错误;处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为13.8 eV的光子的能量,从而发生电离现象,选项B正确;一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,最多能发出3种不同频率的光,选项C错误;氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级后,电子轨道半径减小,电势能减小,选项D错误。8.D 由题意知,94238Pu衰变方程为 94238Pu→92234U+24He,产生的新核为 92234U,其中子数为234-92=142,选项A错误;比结合能越大,原子核越稳定,新核的比结合能大于 94238Pu核的比结合能,选项B错误;由p=hλ,p=2mEk,得光电子物质波的最小波长λ=h2mEk,选项C错误;由动量守恒定律有mαvα-mUvU=0,则α粒子的动能与新核的动能之比为EkαEkU=vαvU=mUmα=2344=1172,选项D正确。9.AC 根据质量数守恒可知232=4n+208,可得n=6,即该过程经过6次α衰变,选项A正确;根据电荷数守恒可知90-2×6+m=82,可得m=4,即该过程经过4次β衰变,选项B错误;α粒子是 24He,带电荷量为2e,β粒子是电子,带电荷量为e,所以α射线的电离能力比β射线的强,选项C正确;半衰期是放射性元素的特性,与环境的温度无关,选项D错误。10.AC 电流方向与逃逸出来的电子运动方向相反,所以通过电流计G的电流方向由c到d,选项A正确;当光电流达到饱和后,增加电压U,光电流I不变,选项B错误;用同频率的光照射K极,根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0.,光电子的最大初动能与光的频率有关,与光的强弱无关,选项C正确;能否发生光电效应与光电管两端电压U无关,选项D错误。11.BD 初始状态,A侧气体压强为p1=p0+ph=90 cmHg,A错误;放出部分水银后K关闭,根据玻意耳定律得p1lS=p0l2S,解得l2=24 cm,A侧空气柱长度为24 cm,B正确;阀门K打开时,放出的水银在管内的长度为Δh=4 cm+4 cm+15 cm=23 cm,C错误;根据理想气体状态方程得p0l2S273+27=(p0+ph3)(l2+h32)S273+t3,解得t3≈80 ℃,A侧空气柱最终温度约为80 ℃,D正确。故选B、D。12.ACD 由V-T图像可知,在这四个状态中,c状态时气体的温度最高,则c状态时气体的内能最大,选项A正确。由于Va=Vc,则有pcT2=paT1,可得pc=T2T1pa=5pa,选项B错误。根据理想气体状态方程可得pbVbTb=paVaTa,其中Vb=V2=5V1,Tb=T1+T22=3T1,Va=V1+V22=3V1,Ta=T1,联立可得pb=1.8pa,选项C正确。从状态a到状态b,气体的温度升高,则气体的内能增加;气体的体积变大,外界对气体做负功,根据热力学第一定律可知,气体从外界吸热,选项D正确。13.答案 (1)A(2分) (2)C(2分) (3)C(2分)解析 (1)直接将一滴油酸滴到水面上,不能形成单分子油膜,选项A错误;为了便于观察油酸在水面展开后的轮廓,应在水面均匀撒上痱子粉,选项B正确;为了定量测出油酸膜的面积,用带方格的玻璃板盖到浅盘上画出油膜轮廓,选项C正确。(2)酒精溶于水,油酸酒精溶液滴到水中,在酒精的作用下形成单分子油膜,随后酒精挥发,油膜的面积又缩小,故选C。(3)最理想的情况是痱子粉很薄,容易被油酸酒精溶液冲开,油膜轮廓近似圆形,故选C。14.答案 (1)C(2分) (2)注射器内的气体向外泄漏(3分)(3)D(3分)解析 (1)压强由压强传感器测量,不是由竖直方向的平衡条件计算,所以注射器不需要竖直放置,选项A错误;手握注射器会造成温度变化,选项B错误;若急速推动活塞,则有可能造成漏气和温度变化,所以应缓慢推动活塞,选项C正确。(2)当1V增大时,V减小,p不是线性增加,图线斜率减小,压强增加减缓,导致这一现象的原因可能是注射器存在漏气现象。(3)测量时,注射器与压强传感器连接部分气体的体积V0未计入,纵轴存在截距-V0;软管脱落后,气体向外漏出,p的测量值偏小,相应的横坐标1p偏大,但左侧的延长线与纵轴的交点仍为-V0,故软管脱落前和重新接上软管后对应的图线的延长线相交在此处,选项D正确。15.答案 (1)A=20 Z=10 λ=hm1v1 (2)p=m1v1-2m2v2解析 (1)根据质量数守恒,氖核的质量数A=22-2×1=20(1分)根据电荷数守恒,氖核的电荷数Z=12-2×1=10(1分)氖核的物质波波长λ=hpNe(1分)其中氖核的动量大小为pNe=m1v1(1分)解得λ=hm1v1(1分)(2)设氖核运动的速度方向为正方向,核反应中动量守恒,有m1v1+2m2(-v2)-p=0(2分)解得光子动量大小为p=m1v1-2m2v2(1分)16.答案 (1)abe ae (2)2ae解析 (1)根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0(2分)根据动能定理得-eUc=0-Ek(1分)解得Uc=heν-W0e(1分)根据图像得he=ab(1分)解得h=abe(1分)根据图像得W0e=a(1分)解得W0=ae(1分)(2)入射光频率为3b,则光电子最大初动能为Ek'=hν-W0=abe×3b-ae=2ae(2分)17.答案 (1)放热 25 J (2)30 kg (3)310 K解析 (1)放上A物体待其稳定的过程气体温度不变,内能不变,由热力学第一定律可知ΔU=W+Q=0(1分)气体体积减小,汽缸对气体做正功,可知汽缸内气体放热,放出的热量等于汽缸对气体所做的正功,则放出的热量为Q'=25 J(1分)(2)放上A物体待其稳定后气体的体积V2=V1-ΔV1=600 cm3(2分)由玻意耳定律可得p1V1=p2V2(1分)解得p2=1.6×105 Pa(1分)由汽缸和物体A受力平衡有(p2-p0)S=Mg cos 37°(2分)解得M=30 kg(1分)(3)由盖-吕萨克定律可得V2T1=V3T2(1分)解得T2=310 K(1分)18.答案 (1)86222Rn→84218Po+24He 111Ek0109c2 (2)10984 (3)10254578d解析 (1)根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变方程为 86222Rn→84218Po+24He(1分)衰变过程动量守恒,即mPovPo=mαvα(1分)由p=2mEk(1分)得到mPoEkPo=mαEk0(1分)解得EkPo=2109Ek0(1分)根据题意ΔE=EkPo+Ek0=111109Ek0(1分)根据质能方程ΔE=Δmc2(1分)解得Δm=111Ek0109c2(1分)(2)根据题意,α粒子在磁场Ⅱ和新核在磁场Ⅰ中运动周期相同。由T=2πmqB(1分)得到qαmαB2=qPomPoB1(1分)解得B1B2=10984(1分)(3)设α粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径为R1,在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为R1'根据题意有R1=d2(1分)由R=mvqB(1分)可知R1'=d2×84109=42109d(1分)设新核在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为R2,则R2=142R1'=1109d(1分)新核在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径R2'=B1B2R2=184d(1分)根据几何关系,α粒子第二次通过MN的位置和新核第二次通过MN的位置间距离s=2R1+2R2-2R1'-2R2'=10254578d(1分) 1.C2.A3.B4.A5.C6.C7.B8.D9.AC10.AC11.BD12.ACD
全书综合测评一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.如图所示是我国科学家用能放大几亿倍的扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面的原子图片,图中每个亮斑都是一个碳原子,下列说法正确的是( )A.碳原子排列紧密,分子间没有空隙B.碳原子规则排列,静止不动C.碳原子不停地做无规则运动D.石墨中碳原子体积的数量级是10-10 m32.小华为了检验一块薄片是否为晶体,他以薄片中央O点为圆心,画出一个圆,A、B为圆上两点,将一个针状热源放在O点,如图所示( )A.若A、B两点的温度变化不同,则薄片一定为晶体B.若A、B两点的温度变化不同,则薄片一定为非晶体C.若A、B两点的温度变化相同,则薄片一定为晶体D.若A、B两点的温度变化相同,则薄片一定为非晶体3.两分子间的分子力与它们之间距离的关系图像如图甲所示,图中r0为分子力的零点,r1为分子力的极值点;两分子的势能与分子间距离的关系图像如图乙所示,规定两分子间距离为无限远时分子势能为0,r2为分子势能的零点,r3为分子势能的极值点,极小值为-Epmin。下列判断正确的是( ) A.r0=r2 B.r0=r3 C.r1=r2 D.r1=r34.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是( ) 5.雨后的荷叶上,聚集了一滴晶莹剔透的水珠,小明收集后,测量了它的体积约为0.5 cm3,已知水的摩尔体积为18 cm3/mol,阿伏加德罗常数取6.0×1023 mol-1,这滴水珠所含有的水分子个数数量级为( )A.1018 B.1020 C.1022 D.10246.电子显微镜的工作原理是用高电压对电子束加速,最后打在感光胶片上,观察显微图像。现用电子显微镜观测某生物大分子的结构,为满足测量要求,将显微镜工作时观测线度设定为电子的德布罗意波长的n倍,其中n>1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e,电子的初速度不计,显微镜工作时的加速电压为U,则该显微镜的观测线度为( )A.nhUme B.3mU2h2n2e3 C.nh2meU D.Uhn2me7.如图所示为氢原子的能级图,巴耳末系是吸收光子能量的原子进入激发态(n≥3)后返回n=2的量子状态时释放出的谱线,下列说法正确的是( )A.巴耳末系中的光谱线全都分布在可见光区域B.处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为13.8 eV的光子C.一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁时,可发出6种不同频率的光子D.氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级时,电子的电势能增加8.我国已成功发射的月球探测车上装有核电池提供动力。核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为 94238Pu,一个静止的 94238Pu发生一次α衰变生成一个新核,并放出一个γ光子。将该核反应放出的γ光子照射某金属,能放出最大动能为Ek的光电子。已知电子的质量为m,普朗克常量为h。则下列说法正确的是( )A.新核的中子数为144B.新核的比结合能小于 94238Pu核的比结合能C.光电子的物质波的最大波长为h2mEkD.若不考虑γ光子的动量,α粒子的动能与新核的动能之比为117∶2二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全选对得4分,选对但不全的得2分,选错或不选得0分)9.90232Th(钍)经过一系列α、β衰变后,变成了 82208Pb(铅),下列说法正确的是( )A.该过程经过6次α衰变 B.该过程经过6次β衰变C.α射线的电离能力比β射线的强 D.提高环境温度,可以减少半衰期10.用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的频率等物理量间的关系。电流计G测得的光电流I随光电管两端电压U的变化如图乙所示,则( ) A.通过电流计G的电流方向由c到dB.电压U增大,光电流I一定增大C.用同频率的光照射K极,光电子的最大初动能与光的强弱无关D.光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应11.如图所示,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处阀门K关闭;A侧空气柱的长度为l=20 cm,B侧水银面比A侧的高h=15 cm。现将阀门K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面一样高时将阀门K关闭;再缓慢加热A侧空气柱,最终B侧水银面比A侧的高h3=5 cm。已知大气压强p0=75 cmHg,环境温度为27 ℃且不变。则下列说法正确的是( )A.初始状态,A侧气体压强为60 cmHgB.放出部分水银后K关闭时,A侧空气柱长度为24 cmC.阀门K打开时,放出的水银在管内的长度为19 cmD.A侧空气柱最终温度约为80 ℃12.如图所示,一定质量的理想气体由状态a开始,经历ab、bc、cd、da四个过程回到原状态,其V-T图像刚好是一个圆,气体在a、b、c、d四个状态的体积分别为Va=Vc、Vb=V2、Vd=V1,温度分别为Ta=T1、Tb=Td、Tc=T2,压强分别为pa、pb、pc、pd,其中V2=5V1,T2=5T1。下列说法正确的是( )A.在这四个状态中,c状态时气体的内能最大B.pc=4paC.pb=1.8paD.从状态a到状态b,气体从外界吸热三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(6分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中:(1)以下操作不正确的是 。 A.直接将一滴油酸滴到水面上B.向浅盘中倒入2 cm左右深的水,均匀地撒上痱子粉C.油膜稳定后将玻璃板盖到浅盘上画出油膜轮廓(2)前面正确操作后,某同学将油酸酒精溶液滴到均匀撒好痱子粉的水面上时油膜的面积会 。 A.变大 B.变小 C.先变大后变小(3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状,做该实验最理想的是 。 14.(8分)如图是“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。主要步骤如下:①将压强传感器调零;②在活塞上均匀涂抹润滑油,把活塞移至注射器满刻度处;③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机;④推动活塞,记录多组注射器内气体的体积V以及相应的压强传感器示数p。(1)下列说法或操作正确的是 。 A.注射器必须固定在竖直平面内B.用手握注射器推动活塞C.缓慢推动活塞(2)小明所在的小组不断压缩气体,由测得数据绘制图像,发现p-1V图线的上端出现了一小段弯曲,产生这一现象的可能原因是: (答一种情况即可)。 (3)另一小组实验时缓慢推动活塞,记录4组注射器上的刻度数值V以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时,压强传感器的软管脱落,重新接上后继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。该小组绘出的V-1p关系图像应是 。 15.(8分)我国科学家在兰州重离子加速器上开展的实验中发现,静止的镁核(1222Mg)放出两个质子后变成氖核(Ne),并放出γ射线,核反应方程为 1222Mg→ZANe+211H+γ,氖核的速度大小为v1,两个质子的速度大小均为v2,设质子和γ光子的运动方向相同。已知氖核、质子的质量分别为m1、m2,普朗克常量为h,不考虑相对论效应,求:(1)氖核的质量数A、电荷数Z和物质波波长λ;(2)γ光子的动量大小p。16.(10分)如图甲所示为研究光电效应规律的实验装置,某金属在光的照射下产生光电效应,图乙是其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像。已知直线的纵、横截距分别为-a、b,电子电荷量为e。(1)求普朗克常量和金属的逸出功;(2)若入射光频率为3b,求光电子最大初动能。 17.(11分)如图是一种汽车空气减震器的模型,其主要构造是导热性良好的汽缸和活塞,活塞面积为S=40 cm2,活塞通过连杆与车轮轴连接。用装有减震装置的轮子模拟静止在斜坡上的汽车,将装置固定在倾角为37°的斜面上,连杆与斜面垂直,初始时汽缸内密闭理想气体的体积为V1=800 cm3,压强为p1=1.2×105 Pa,环境温度为T1=300 K,汽缸与活塞间的摩擦忽略不计,缸壁厚度忽略不计,大气压强始终为p0=1×105 Pa。现于汽缸顶部固定一个物体A,稳定时汽缸内气体体积缩小了200 cm3,该过程气体温度保持不变。cos 37°=0.8,则:(1)放上A物体待其稳定后,汽缸对气体做功25 J,判断该过程汽缸内气体吸热还是放热?热量的大小为多少?(2)求汽缸和物体A的总质量M。(3)由于环境温度变化,汽缸内气体体积逐渐恢复到620 cm3。求体积恢复后的环境温度。18.(17分)如图所示,MN是匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的分界线,磁场方向均垂直于纸面向里,静止在MN上O点的氡核 86222Rn经过一次α衰变生成钋核 ZAPo,衰变产生的α粒子垂直于MN在纸面内向右运动,α粒子的动能为Ek0,α粒子和产生的新核运动后同时第一次经过MN,衰变过程中释放的能量全部转化为α粒子和新核的动能,光在真空中的传播速度为c,不计α粒子和新核的重力及粒子间相互作用。(结果均可用分式表示)(1)写出氡核 86222Rn的衰变方程,求出衰变过程中亏损的质量;(2)匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度之比;(3)若α粒子和新核运动后,α粒子第一次通过MN的位置离O点的距离为d,则α粒子第二次通过MN的位置到新核第二次通过MN的位置距离为多少。 答案与解析全书综合测评1.C 碳原子排列紧密,分子间有空隙,碳原子也不停地做无规则运动,选项A、B错误,C正确;石墨中碳原子直径的数量级为10-10 m,则选项D错误。2.A 若A、B两点的温度变化不同,说明薄片具有各向异性,则薄片一定为晶体,选项A正确,B错误;若A、B两点的温度变化相同,说明薄片具有各向同性,而根据晶体与非晶体的特性,单晶体具有各向异性,非晶体与多晶体具有各向同性,因此,薄片既有可能为非晶体,也有可能为多晶体,选项C、D错误。3.B 当分子间距离等于平衡距离时,分子力为零,分子势能最小,所以r0=r3,从r3减小到r2的过程中,分子势能增大,分子间距离小于平衡距离,分子间作用力为斥力,故r1≠r2,选项B正确。4.A 根据黑体辐射实验规律,黑体辐射的强度与波长的关系为:随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加,另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。故选项A正确。5.C 这一滴水的物质的量为n=VVmol=0.518 mol=136 mol,分子数为N=nNA=1.7×1022(个),选项C正确。6.C 电子被加速,由动能定理eU=Ek,又p=2mEk,λ=hp,L=nλ,可得L=nh2meU,选项C正确。7.B 巴耳末系中的光谱线有无数条,但在可见光的区域中只有四条光谱线,选项A错误;处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为13.8 eV的光子的能量,从而发生电离现象,选项B正确;一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,最多能发出3种不同频率的光,选项C错误;氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级后,电子轨道半径减小,电势能减小,选项D错误。8.D 由题意知,94238Pu衰变方程为 94238Pu→92234U+24He,产生的新核为 92234U,其中子数为234-92=142,选项A错误;比结合能越大,原子核越稳定,新核的比结合能大于 94238Pu核的比结合能,选项B错误;由p=hλ,p=2mEk,得光电子物质波的最小波长λ=h2mEk,选项C错误;由动量守恒定律有mαvα-mUvU=0,则α粒子的动能与新核的动能之比为EkαEkU=vαvU=mUmα=2344=1172,选项D正确。9.AC 根据质量数守恒可知232=4n+208,可得n=6,即该过程经过6次α衰变,选项A正确;根据电荷数守恒可知90-2×6+m=82,可得m=4,即该过程经过4次β衰变,选项B错误;α粒子是 24He,带电荷量为2e,β粒子是电子,带电荷量为e,所以α射线的电离能力比β射线的强,选项C正确;半衰期是放射性元素的特性,与环境的温度无关,选项D错误。10.AC 电流方向与逃逸出来的电子运动方向相反,所以通过电流计G的电流方向由c到d,选项A正确;当光电流达到饱和后,增加电压U,光电流I不变,选项B错误;用同频率的光照射K极,根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0.,光电子的最大初动能与光的频率有关,与光的强弱无关,选项C正确;能否发生光电效应与光电管两端电压U无关,选项D错误。11.BD 初始状态,A侧气体压强为p1=p0+ph=90 cmHg,A错误;放出部分水银后K关闭,根据玻意耳定律得p1lS=p0l2S,解得l2=24 cm,A侧空气柱长度为24 cm,B正确;阀门K打开时,放出的水银在管内的长度为Δh=4 cm+4 cm+15 cm=23 cm,C错误;根据理想气体状态方程得p0l2S273+27=(p0+ph3)(l2+h32)S273+t3,解得t3≈80 ℃,A侧空气柱最终温度约为80 ℃,D正确。故选B、D。12.ACD 由V-T图像可知,在这四个状态中,c状态时气体的温度最高,则c状态时气体的内能最大,选项A正确。由于Va=Vc,则有pcT2=paT1,可得pc=T2T1pa=5pa,选项B错误。根据理想气体状态方程可得pbVbTb=paVaTa,其中Vb=V2=5V1,Tb=T1+T22=3T1,Va=V1+V22=3V1,Ta=T1,联立可得pb=1.8pa,选项C正确。从状态a到状态b,气体的温度升高,则气体的内能增加;气体的体积变大,外界对气体做负功,根据热力学第一定律可知,气体从外界吸热,选项D正确。13.答案 (1)A(2分) (2)C(2分) (3)C(2分)解析 (1)直接将一滴油酸滴到水面上,不能形成单分子油膜,选项A错误;为了便于观察油酸在水面展开后的轮廓,应在水面均匀撒上痱子粉,选项B正确;为了定量测出油酸膜的面积,用带方格的玻璃板盖到浅盘上画出油膜轮廓,选项C正确。(2)酒精溶于水,油酸酒精溶液滴到水中,在酒精的作用下形成单分子油膜,随后酒精挥发,油膜的面积又缩小,故选C。(3)最理想的情况是痱子粉很薄,容易被油酸酒精溶液冲开,油膜轮廓近似圆形,故选C。14.答案 (1)C(2分) (2)注射器内的气体向外泄漏(3分)(3)D(3分)解析 (1)压强由压强传感器测量,不是由竖直方向的平衡条件计算,所以注射器不需要竖直放置,选项A错误;手握注射器会造成温度变化,选项B错误;若急速推动活塞,则有可能造成漏气和温度变化,所以应缓慢推动活塞,选项C正确。(2)当1V增大时,V减小,p不是线性增加,图线斜率减小,压强增加减缓,导致这一现象的原因可能是注射器存在漏气现象。(3)测量时,注射器与压强传感器连接部分气体的体积V0未计入,纵轴存在截距-V0;软管脱落后,气体向外漏出,p的测量值偏小,相应的横坐标1p偏大,但左侧的延长线与纵轴的交点仍为-V0,故软管脱落前和重新接上软管后对应的图线的延长线相交在此处,选项D正确。15.答案 (1)A=20 Z=10 λ=hm1v1 (2)p=m1v1-2m2v2解析 (1)根据质量数守恒,氖核的质量数A=22-2×1=20(1分)根据电荷数守恒,氖核的电荷数Z=12-2×1=10(1分)氖核的物质波波长λ=hpNe(1分)其中氖核的动量大小为pNe=m1v1(1分)解得λ=hm1v1(1分)(2)设氖核运动的速度方向为正方向,核反应中动量守恒,有m1v1+2m2(-v2)-p=0(2分)解得光子动量大小为p=m1v1-2m2v2(1分)16.答案 (1)abe ae (2)2ae解析 (1)根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0(2分)根据动能定理得-eUc=0-Ek(1分)解得Uc=heν-W0e(1分)根据图像得he=ab(1分)解得h=abe(1分)根据图像得W0e=a(1分)解得W0=ae(1分)(2)入射光频率为3b,则光电子最大初动能为Ek'=hν-W0=abe×3b-ae=2ae(2分)17.答案 (1)放热 25 J (2)30 kg (3)310 K解析 (1)放上A物体待其稳定的过程气体温度不变,内能不变,由热力学第一定律可知ΔU=W+Q=0(1分)气体体积减小,汽缸对气体做正功,可知汽缸内气体放热,放出的热量等于汽缸对气体所做的正功,则放出的热量为Q'=25 J(1分)(2)放上A物体待其稳定后气体的体积V2=V1-ΔV1=600 cm3(2分)由玻意耳定律可得p1V1=p2V2(1分)解得p2=1.6×105 Pa(1分)由汽缸和物体A受力平衡有(p2-p0)S=Mg cos 37°(2分)解得M=30 kg(1分)(3)由盖-吕萨克定律可得V2T1=V3T2(1分)解得T2=310 K(1分)18.答案 (1)86222Rn→84218Po+24He 111Ek0109c2 (2)10984 (3)10254578d解析 (1)根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变方程为 86222Rn→84218Po+24He(1分)衰变过程动量守恒,即mPovPo=mαvα(1分)由p=2mEk(1分)得到mPoEkPo=mαEk0(1分)解得EkPo=2109Ek0(1分)根据题意ΔE=EkPo+Ek0=111109Ek0(1分)根据质能方程ΔE=Δmc2(1分)解得Δm=111Ek0109c2(1分)(2)根据题意,α粒子在磁场Ⅱ和新核在磁场Ⅰ中运动周期相同。由T=2πmqB(1分)得到qαmαB2=qPomPoB1(1分)解得B1B2=10984(1分)(3)设α粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径为R1,在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为R1'根据题意有R1=d2(1分)由R=mvqB(1分)可知R1'=d2×84109=42109d(1分)设新核在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为R2,则R2=142R1'=1109d(1分)新核在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径R2'=B1B2R2=184d(1分)根据几何关系,α粒子第二次通过MN的位置和新核第二次通过MN的位置间距离s=2R1+2R2-2R1'-2R2'=10254578d(1分) 1.C2.A3.B4.A5.C6.C7.B8.D9.AC10.AC11.BD12.ACD
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