选择性必修第三册综合测评（可编辑word）

全书综合测评

(满分:100分;时间:90分钟)

一、选择题(本题共12个小题,每小题4分,共48分。其中1~8小题只有一个选项正确,9~12小题有多个选项正确,全选对得4分,选对但不全得2分,选错或不选得0分)

1.(2020宁夏长庆高中高二期中)根据玻尔模型,原子中电子绕核运转的半径(　　)

A.可以取任意值

B.可以在某一范围内取任意值

C.可以取一系列不连续的任意值

D.是一系列不连续的特定值

2.(2020天津实验中学高三月考)关于原子核、原子核的衰变、核能,下列说法正确的是(　　)

A.原子核的结合能越大,原子核越稳定

B.任何两个原子核都可以发生核聚变

CU衰变成Pb要经过8次β衰变和6次α衰变

D.发生α衰变时,新核与原来的原子核相比,中子数减少了2

3.(2019上海金山中学高一上期末)一定质量的气体,温度由-13 ℃升高到117 ℃,若保持体积不变,它的压强的增加量是原来压强的(　　)

A.　　　　B.　　　　C.倍　　　　D.2倍

4.(2020浙江宁波奉化高中等六校高二下期中)用甲、乙、丙三种单色光在同一个光电管上做光电效应实验,发现光电流I与电压U的关系如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.甲、乙两种单色光的强度相同

B.单色光甲的频率大于单色光丙的频率

C.三种单色光在同种介质中传播时,丙的波长最短

D.三种单色光中,丙照射时逸出光电子的最大初动能最小

5.(2020北京朝阳高三联考)下列说法中正确的是(　　)

A.甲图中,两个分子从很远处逐渐靠近,直到不能再靠近为止的过程中,分子间相互作用的合力先变小后变大

B.乙图中,在测量分子直径时,可把油膜厚度视为分子直径

C.丙图中,猛推木质推杆,密闭的气体温度升高,压强变大,气体对外界做功

D.丁图中,电冰箱的工作过程表明,热量可以自发地从低温物体向高温物体传递

6.(2020山东济钢高中高三模拟)如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,经历a→b、b→c、c→d、d→e四个过程到达状态e,其中ba的延长线经过原点,b、c连线与横轴平行,d、e连线与纵轴平行。下列说法正确的是　(　　)

A.a→b过程中气体分子热运动平均动能增加

B.b→c过程中气体分子单位时间内撞击容器壁次数不变

C.c→d过程中气体从外界吸热小于气体内能增量

D.d→e过程中气体对外放出热量,内能不变

7.(2020山东实验中学高三模拟)如图所示,两根粗细不同、两端开口的直玻璃管A和B竖直插入同一水银槽中,各用一段水银柱封闭着一定质量温度相同的理想气体,气柱长度H1<H2,水银柱长度h1>h2,今使封闭空气降低相同的温度(大气压保持不变),则两管中空气柱上方水银柱的移动情况是(　　)

A.均向下移动,A管移动较少

B.均向下移动,A管移动较多

C.均向下移动,两管移动一样多

D.水银柱的移动距离与管的粗细有关

8.(2019河南豫南六校高二下联考)如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图。大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干种频率的光子,设普朗克常量为h,下列说法不正确的是(　　)

A.能产生3种不同频率的光子

B.产生的光子的最大频率为

C.当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时,氢原子的能量变大

D.若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2

9.(2020江苏徐州一中高二下月考)封闭在汽缸内的一定质量的气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,下列说法正确的是(　　)

A.气体的密度增大

B.气体的压强增大

C.气体分子的平均动能减小

D.气体分子的平均动能增大

10.(2020山东枣庄三中高二下检测)下列说法中正确的是　(　　)

A.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,与单位体积的分子数及气体分子的平均动能都有关

B.布朗运动是液体分子的运动,它说明水分子永不停息地做无规则热运动

C.温度升高,物体的每一个分子的动能都增大

D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势

11.(2020安徽六安一中高三模拟)下列说法正确的是(　　)

A.失重条件下充入金属液体的气体,气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束

B.阳光下看到细小的尘埃飞扬,是固体颗粒在空气中做布朗运动

C.由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度,可以估算出理想气体分子间的平均距离

D.热量一定由高温物体向低温物体传递

12.(2020安徽黄山高三上检测)下列说法正确的是(　　)

ATh衰变成Pb要经过6次α衰变和4次β衰变

B.氢原子的核外电子从低轨道跃迁到高轨道的过程,原子要吸收光子,电子的动能减少,原子的电势能增大

C.发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

D.原子核的结合能越大,原子核越稳定

二、非选择题(共6小题,共52分)

13.(2020江西赣州定南二中高二下期中)(6分)如图甲所示为光电管的原理图,当频率为ν的可见光照射到阴极K上时,电流表中有电流通过。

(1)当滑动变阻器的滑片P向　　　　滑动时(填“左”或“右”),通过电流表的电流将会减小; 

(2)由乙图I-U图像可知光电子的最大初动能为　　　　; 

(3)如果不改变入射光的频率,而减小入射光的强度,则光电子的最大初动能　　　　(填“增加”“减小”或“不变”)。 

14.(2019江苏南通一中高二下期末)(6分)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1 mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜的形状如图甲所示。若每一小方格的边长为20 mm,试问:

甲

(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为　　　　油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。图中油酸膜的面积为　　　　m2;根据上述数据,估测出油酸分子的直径是　　　　m。(计算结果保留两位有效数字) 

(2)实验中爽身粉的作用是界定油膜的边界,显示油膜面积大小。实验中出现如图乙所示的油膜形状(爽身粉开裂),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

乙

15.(2020辽宁沈阳实验中学高二下期中)(8分)两个轻核结合成质量较大的核,这样的核反应叫作核聚变。核聚变反应会释放出核能。例如,一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出一个中子,就要向外释放出能量,其核反应方程式为HHHen。已知氘核的质量为2.014 1 u,氚核的质量为3.016 1 u,中子的质量为1.008 7 u,氦核的质量为4.002 6 u。根据爱因斯坦的质能方程E=mc2可以证明1 u相当于931.5 MeV的能量。

(1)试根据上述条件计算出该反应能释放出多少兆电子伏的核能。(结果保留三位有效数字)

(2)燃烧值是指完全燃烧1 kg的某种燃料所能释放出的能量,单位是J/kg。若已知某种型号汽油的燃烧值为4.4×107 J/kg,试计算按着上述核反应每结合成1 kg氦核释放的核能大约相当于燃烧多少汽油释放出的化学能?(结果保留三位有效数字,取阿伏加德罗常数NA=6.02×1023)

16.(2020重庆巴蜀中学高三上适应性考试)(10分)如图所示,用质量m=2 kg的绝热活塞在绝热汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间摩擦力忽略不计,开始时活塞距离汽缸底部的高度h1=0.2 m,气体的温度t1=27 ℃;现用汽缸内一电热丝(未画出)给气体缓慢加热,加热至t2=177 ℃,活塞缓慢上升到距离汽缸底某高度h2处,此过程中被封闭气体吸收的热量为3 000 J。已知大气压强p0=1.0×105 Pa,重力加速度g取10 m/s2,活塞横截面积S=4.0×10-4 m2。求:

(1)初始时汽缸内气体的压强p和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度h2;

(2)此过程中气体内能的变化量ΔU。

17.(2020辽宁营口高级中学高三月考)(10分)如图所示为一端封闭且粗细均匀的“L”形细玻璃管,水平、竖直部分长度均为L=40 cm。当温度为T1=300 K时,水平管内有一段长为h=5 cm的水银柱,封闭着一段长L1=15 cm的理想气体。大气压强为p1=75 cmHg。求:

(1)当水银刚好全部在竖直管内时,理想气体的热力学温度T2;(结果保留一位小数)

(2)当温度从T1缓慢升高到T3=600 K时,理想气体柱的长度。

18.(12分)从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。根据玻尔的氢原子模型,电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动,原子中的电子在库仑力作用下,绕原子核做圆周运动。已知电子质量为m,电荷量为e,静电力常量为k。氢原子处于基态(n=1)时电子的轨道半径为r1,电势能为Ep=-k(取无穷远处电势能为零)。第n个能级的轨道半径为rn,已知rn=n2r1,氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。

(1)求氢原子处于基态时,电子绕原子核运动的速度;

(2)证明:氢原子处于第n个能级的能量为基态能量的(n=1,2,3,…);

(3)1885年,巴耳末对当时已知的氢原子在可见光区的四条谱线作了分析,发现这些谱线的波长能够用一个公式表示,这个公式写作=R,n=3,4,5,…。式中R叫作里德伯常量,这个公式称为巴耳末公式。已知氢原子基态的能量为E1,用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,求:

a.里德伯常量R的表达式;

b.氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比。

答案全解全析

1.D　根据玻尔模型,原子中电子绕核运转的半径是量子化的,是一系列不连续的特定值,故D正确。

2.D　比结合能越大原子核越稳定,原子核的结合能越大,原子核不一定越稳定,故A错误;只有较小的原子核才会发生核聚变,故B错误;铀核U)衰变为铅核Pb)的过程中,经历一次α衰变,质量数减少4,则经历α衰变的次数n==8,经历β衰变的次数为m=2×8-(92-82)=6,则要经过8次α衰变和6次β衰变,故C错误;α粒子为氦核,由两个质子和两种中子组成,所以发生α衰变时,新核与原来的原子核相比,中子数减少了2,故D正确。

3.A　气体的状态参量:T1=(273-13) K=260 K,T2=(273+117) K=390 K;气体发生等容变化,由查理定律得=,解得p2=p1,压强增加量与原压强的比值==,即压强的增加量是原来压强的,选项A正确。

4.C　甲、乙两种单色光对应的遏止电压相同,则两种光的频率相同,但加正向电压时甲的饱和电流更大,说明甲光的光更强,故A错误。由光电效应方程Ekm=hν-W0和-eUc=0-Ekm可知,遏止电压越大时,对应的光的频率越大,则ν甲=ν乙<ν丙;三种光照射同一金属,飞出的光电子的最大初动能关系为Ekm甲=Ekm乙<Ekm丙,故B、D错误。同一种单色光在同种介质中传播的速度相同,由v=λν可得,λ甲=λ乙>λ丙,故C正确。

5.B　甲图中两个分子从很远处逐渐靠近的过程中,分子引力和斥力都增大,但引力大于斥力,分子力表现为引力,并且分子力先增大后减小,当减小到零后,随着两分子靠近,分子力表现为斥力,并且逐渐增大,故A错误;图乙中是单分子油膜,因此油膜厚度可以视为分子直径,故B正确;丙图中,猛推木质推杆,由于速度快,热传递没来得及进行,只有外界对气体做功,内能增大,压强变大,温度升高,故C错误;根据热力学第二定律,热量不能自发地从低温物体转移到高温物体,故D错误。

6.A　a→b过程气体温度升高,分子平均动能增大,故A正确。b→c过程温度升高,压强不变,则气体分子平均动能增大,为保持压强不变,单位时间内气体分子与器壁碰撞次数减少,故B错误。c→d过程气体体积增大,对外做功,又温度升高,内能增大,根据热力学第一定律可知,气体从外界吸收热量且大于内能增量,故C错误。d→e过程气体体积增大,对外做功,因温度不变,内能不变,则气体从外界吸收热量,故D错误。

7.A　因为大气压保持不变,两液柱长度也不变,封闭空气柱均做等压变化,故封闭空气柱下端的水银面高度不变,根据盖-吕萨克定律=C,可得=C,则ΔV=V,即SΔH=SH,化简得ΔH=H,则空气柱长度的变化与玻璃管的粗细无关,故D错误;因A、B管中的封闭空气柱初温T相同,温度的变化ΔT也相同,则ΔH与H成正比。又ΔT<0,所以ΔH<0,即A、B管中空气柱的长度都减小,水银柱均向下移动,因为H1<H2,所以<,所以A管中空气柱长度减小较少,故A正确,B、C错误。

8.C　大量氢原子从n=3能级向低能级跃迁能产生=3种光子,A正确;光子的能量越大,则频率越大,有最大能量的光子是从n=3能级向n=1能级跃迁时产生的,根据公式hν=E3-E2,解得ν=,B正确;氢原子从高能级向低能级跃迁会释放光子,氢原子能量变小,C错误;若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2,故D正确。

9.BD　一定质量的气体,如果保持气体体积不变,根据ρ=得密度也不变,故A错误;根据查理定律=C,如果保持气体体积不变,当温度升高时,气体的压强就会增大,故B正确;温度是分子平均动能的标志,温度升高说明分子平均动能增大,故C错误,D正确。

10.AD　气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与分子数密度和分子平均速率有关,也就是与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关,故A正确;布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,反映的是液体分子的无规则运动,故B错误;温度是分子平均动能的标志,温度升高表示分子平均动能大,而不能代表物体的每一个分子的动能都增大,故C错误;液体跟气体接触的表面存在一个薄层叫作表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力,液体表面具有收缩的趋势,故D正确。

11.AC　失重条件下液态金属呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力,故充入金属液体的气体,气泡不能无限地膨胀,故A正确;阳光下看到细小的尘埃飞扬,是固体颗粒随空气流动而形成的,并不是布朗运动,故B错误;由气体的摩尔质量和气体的密度之比可求出气体的摩尔体积,摩尔体积与阿伏加德罗常数之比等于每个气体分子占据的空间大小,由此可以估算出理想气体分子间的平均距离,故C正确;热量可以在一定的条件下从低温物体传递到高温物体,故D错误。

12.ABTh衰变成Pb要经过=6次α衰变和n=82-(90-2×6)=4次β衰变,选项A正确;氢原子的核外电子从低轨道跃迁到高轨道的过程,原子要吸收光子,电子的动能减少,原子的电势能增大,选项B正确;由光电效应方程Ek=hν-W0可知发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比,选项C错误;原子核的比结合能越大,原子核越稳定,选项D错误。

13.答案　(1)右(2分)　(2)2 eV(2分)　(3)不变(2分)

解析　(1)由题图可知光电管两端所加的电压为反向电压,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,反向电压增大,光电子到达左端的速度减小,则通过电流表的电流变小。

(2)设当通过电流表的电流刚减小到零时,电压表的读数为U,根据动能定理得-eU=0-m,则光电子的最大初动能为2 eV。

(3)根据光电效应方程Ekm=hν-W0,知入射光的频率不变,则光电子的最大初动能不变。

14.答案　(1)单分子(1分)　2.2×10-2(1分)　5.5×10-10(1分)

(2)爽身粉过厚(3分)

解析　(1)油膜法测分子直径的原理:①把分子简化成球形处理,②认为分子一个挨一个紧密排列在一起,③认为油酸充分展开成单分子油膜。计算油膜面积时数小方格数,不足半个的舍去,多于半个的算为1个,则方格个数为56个,1个方格面积为400 mm2,总的面积为S=400×56 mm2=2.2×10-2 m2。1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V=× m3=1.2×10-11 m3,则油酸分子直径d== m=5.5×10-10 m。

(2)实验中出现如图乙所示的油膜形状(爽身粉开裂),原因是爽身粉过厚,油酸分子不能很好地展成单分子层。

15.答案　(1)17.6 MeV　(2)9.63×106 kg

解析　(1)该核反应中的质量亏损

Δm=(2.014 1+3.016 1-1.008 7-4.002 6) u=0.018 9 u(2分)

释放的核能ΔE=0.018 9×931.5 MeV≈17.6 MeV(2分)

(2)1 kg氦核中的氦核个数为N=NA=1.505×1026(2分)

每结合成1 kg氦核释放的核能为E=ΔE×N,相当于燃烧汽油质量M== kg≈9.63×106 kg。(2分)

16.答案　(1)1.5×105 Pa　0.3 m　(2)增加2 994 J

解析　(1)对活塞受力分析可知pS=p0S+mg

解得p=p0+=1.0×105 Pa+ Pa=1.5×105 Pa(2分)

气体经历等压变化,由盖-吕萨克定律有

=,即=(2分)

解得h2=0.3 m(2分)

(2)此过程中气体对外做功为

W=pS(h2-h1)=1.5×105×4.0×10-4×(0.3-0.2) J=6 J(2分)

根据ΔU=W+Q可得ΔU=3 000 J-6 J=2 994 J(2分)

则此过程中气体内能增加2 994 J。

17.答案　(1)853.3 K　(2)30 cm

解析　(1)理想气体在初始状态时,p1=75 cmHg,T1=300 K,L1=15 cm

末状态水银刚好全部在竖直管内

p2=(75+5) cmHg=80 cmHg(1分)

L2=L=40 cm

由理想气体状态方程得=(2分)

解得T2=853.3 K。(1分)

(2)当水银恰要进入竖直管内时,L'=(40-5) cm=35 cm

p'=p1=75 cmHg

由理想气体状态方程得=(2分)

解得T'=700 K(1分)

当温度T3=600 K时,水银柱全部位于水平管内,则理想气体的压强p3=p1=75 cmHg

由理想气体状态方程得=(2分)

解得L3=30 cm。(1分)

18.答案　(1)　(2)证明见解析　(3)a.R=-　 b.5∶9

解析　(1)电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动,设电子在第1轨道上运动的速度大小为v1

根据牛顿第二定律有k=m(2分)

则有v1=(1分)

(2)根据牛顿第二定律有k=m

电子在第1轨道运动的动能Ek1=m=(1分)

电子在第1轨道运动时氢原子的能量

E1=-k+=-k(1分)

同理,电子在第n轨道运动时氢原子的能量En=-k+=-k(n=1,2,3,…),又因为rn=n2r1(1分)

则有En=-k=-k=,命题得证。(1分)

(3)a.氢原子在可见光区的谱线是氢原子从某几个较高能级向第2能级跃迁时发出的,氢原子从n能级向第2能级跃迁放出光的波长满足En-E2=h,解得=(1分)

由题可得=R

又En=,E2=

联立得R=-(2分)

b.由=R可知当n=3时波长最大,当n=∞时波长最小

代入可得,最小波长与最大波长之比为5∶9。(2分)