新教材高中物理模块综合测评鲁科版选择性必修第三册

模块综合测评(分值：100分)1．(4分)下列说法正确的是()A．eq\o\al(\s\up11(14),\s\do4(6))C的半衰期会随着四周环境温度的变更而变更B．爱因斯坦为说明光的干涉现象提出了光子说C．处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子D．普朗克在探讨黑体辐射问题时提出了光子说C[元素的半衰期由原子核内部因素确定，与外界温度无关，故A错误；爱因斯坦为说明光电效应提出了光子说，故B错误；处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子，故C正确；普朗克为了说明黑体辐射，提出了能量子假说，故D错误。]2．(4分)下列与玻尔理论有干脆关系的叙述中，不正确的是()A．电子绕原子核运动，但并不向外辐射能量，这时原子的状态是稳定的B．原子的一系列能量状态是不连续的C．原子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态时，汲取或辐射某一频率的光子D．氢原子由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子绕原子核旋转D[A、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念，而D项为卢瑟福提出的原子核式结构模型。]3．(4分)下列四幅图的有关说法中正确的是()ABCDA．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是随意的B．发觉少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小的空间范围C．光电效应试验说明白光具有波动性D．射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷B[依据玻尔理论可以知道，电子绕原子核运动过程中是沿着特定轨道半径运动的，A错误；依据卢瑟福的α粒子散射试验现象，可以知道B正确；光电效应表明白光具有粒子性，C错误；依据左手定则可以推断射线甲带负电，D错误。]4．(4分)依据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图所示。当某个He＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所释放的光子最多有()A．1 B．2个C．3个 D．6个C[本题探讨是某个He＋，若从n＝4到n＝1能级跃迁，则只放出一个光子；若从n＝4能级跃迁到n＝2能级，可以从n＝2能级跃迁到n＝1能级，则有2个光子放出；同理，若从n＝4能级先跃迁到n＝3能级，则还可从n＝3能级向n＝2能级跃迁，也可从n＝2能级向n＝1能级跃迁，则放出3个光子，C正确。]5．(4分)在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变更的关系如图丁所示，以下说法正确的是()甲乙丙丁A．甲、乙为非晶体，丙是晶体B．甲、乙为晶体，丙是非晶体C．甲、丙为非晶体，乙是晶体D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体D[由图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体，故D正确。]6．(4分)下列说法中正确的是()A．分子间的平均距离增大时，其分子势能肯定增大B．分子间的平均距离增大时，其分子势能肯定减小C．物体的体积增大时，其分子势能肯定增大D．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，分子势能减小D[若分子间的平均距离在大于r0(r0约为10－10m)的范围内增大，由于分子间的作用力表现为引力，分子间平均距离增大时，分子力对分子做负功，分子势能将增大。若分子间的平均距离在小于r0的范围内增大，由于分子间的作用力表现为斥力，分子间平均距离增大时，分子力对分子做正功，分子势能将减小，选项A、B错误；由于物体的体积随分子间的平均距离的增大而增大，所以其分子势能随分子距离的变更，与分子势能随物体的体积的变更规律相同，选项C错误；水在0℃～4℃的范围内温度上升时，表现出反常膨胀的特性，温度上升，体积反而减小，0℃的冰体积最大，0℃的水变成0℃的冰时，由于要放热，而且温度不变，所以水的分子势能减小，选项D正确。]7．(4分)如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止。设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好。使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是()A．若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些B．若外界大气压强增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大C．若气温上升，则活塞距地面的高度将减小D．若气温上升，则汽缸的上底面距地面的高度将增大D[取活塞及汽缸为探讨对象，其重力和弹簧弹力平衡，无论气体怎样变更，弹力不变，其长度不变，A错误；p气＝p0＋eq\f(M缸g,S)，大气压强p0增大，气体压强变大，温度不变，由玻意耳定律知气柱变短，即汽缸上底面离地高度变小，B错误；气体压强不变，温度上升，依据盖—吕萨克定律知体积增大，气柱变长，知C错误，D正确。]8．(4分)已知某光电管的极限频率为ν0，现用频率为ν的单色光照耀这种金属，如图能发生光电效应，变更加在光电管两端的电压，测得电流随电压变更的图象如图所示。已知电子的电荷量大小为e，普朗克常量为h，则遏止电压的大小U0为()A．U0＝eq\f(h\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ν－ν0)),e) B．U0＝eq\f(h\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ν0－ν)),e)C．U0＝eq\f(hν,e) D．U0＝eq\f(hν0,e)A[由光电效应方程Ek＝hν－W，eU0＝Ek和W＝hν0得eU0＝hν－hν0，U0＝eq\f(h\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ν－ν0)),e)，故A正确。故选A。]9．(4分)在“油膜法估测油酸分子的大小”试验中，有下列试验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉匀称地撒在水面上。②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形态稳定。③将画有油膜形态的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，依据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，登记量筒内每增加肯定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形态用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的依次是________(填写步骤前面的数字)。(2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为________m(结果保留一位有效数字)。[解析](1)在油膜法估测油酸分子的大小试验中，应先配制油酸酒精溶液，再往盘中倒入水，并撒痱子粉，然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待油膜形态稳定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔将油膜形态描绘在玻璃板上，依据d＝eq\f(V,S)计算。(2)一滴油酸酒精溶液中含油酸体积V＝eq\f(1×10－6,50)×eq\f(1,300)m3，故d＝eq\f(V,S)≈5×10－10m。[答案](1)④①②⑤③(2)5×10－10m10．(4分)(多选)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若产生的核能全部被γ光子带走。下列说法正确的是()A．核反应方程是eq\o\al(\s\up11(1),\s\do4(1))H＋eq\o\al(\s\up11(1),\s\do4(0))n→eq\o\al(\s\up11(3),\s\do4(1))H＋γB．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3C．辐射出γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c2D．γ光子的波长λ＝eq\f(h,（m1＋m2－m3）c)BD[该核反应方程质量数不守恒，故A错误；聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，故B正确；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能量为E＝(m1＋m2－m3)c2，故C错误；依据E＝eq\f(hc,λ)＝(m1＋m2－m3)c2，得光子的波长为λ＝eq\f(h,（m1＋m2－m3）c)，故D正确。]11．(4分)(多选)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应。核反应方程为eq\o\al(\s\up11(4),\s\do4(2))He＋eq\o\al(\s\up11(4),\s\do4(2))He→eq\o\al(\s\up11(8),\s\do4(4))Be＋γ。以下说法正确的是()A．该核反应为聚变反应B．热核反应中有质量亏损C．热核反应会放出巨大能量D．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的ABC[该核反应为聚变反应，故A正确；核反应中的裂变和聚变，都会有质量亏损，都会放出巨大的能量，故B、C正确；核反应中质量数守恒，质量不守恒，故D错误。]12．(4分)(多选)肯定量的志向气体从状态a起先，经验三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p­T图像如图所示。下列推断正确的是()A．过程ab中气体肯定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小AD[过程ab，志向气体等容变更，温度上升，志向气体的内能增大，气体肯定吸热，选项A正确；过程bc，志向气体等温变更，压强减小，容器壁单位面积、单位时间内受到分子撞击的次数减小，而体积变大，气体对外做功，气体肯定吸热，选项B错误；过程ca，志向气体的压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体对外放出的热量大于外界对气体做的功，选项C错误；依据上述三过程可知：在a、b、c三个状态中，状态a的温度最低，依据温度是分子平均动能的标记，可知状态a分子的平均动能最小，选项D正确。]13．(4分)(多选)下列说法正确的是()A．eq\o\al(\s\up11(232),\s\do4(90))Th经过6次α衰变和4次β衰变后，成为稳定的原子核eq\o\al(\s\up11(208),\s\do4(82))PbB．发觉中子的核反应方程为eq\o\al(\s\up11(9),\s\do4(4))Be＋eq\o\al(\s\up11(4),\s\do4(2))He→eq\o\al(\s\up11(12),\s\do4(6))C＋eq\o\al(\s\up11(1),\s\do4(0))nC．γ射线一般伴随着α或β射线而产生，在这三种射线中γ射线的穿透实力最强，电离实力最弱D．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，电势能增大，原子能量减小ABC[eq\o\al(\s\up11(232),\s\do4(90))Th经过6次α衰变和4次β衰变后，质量数是：m＝232－6×4＝208，电荷数：z＝90－2×6＋4＝82，成为稳定的原子核eq\o\al(\s\up11(208),\s\do4(82))Pb，故A正确；发觉中子的核反应方程是eq\o\al(\s\up11(9),\s\do4(4))Be＋eq\o\al(\s\up11(4),\s\do4(2))He→eq\o\al(\s\up11(12),\s\do4(6))C＋eq\o\al(\s\up11(1),\s\do4(0))n，故B正确；γ射线一般伴随着α或β射线而产生，在这三种射线中，γ射线的穿透实力最强，电离实力最弱，故C正确；依据玻尔理论可知，核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，氢原子的电势能增大，核外电子遵循：keq\f(e2,r2)＝eq\f(mv2,r)，据此可知电子的动能减小；再据能级与半径的关系可知，原子的能量随半径的增大而增大，故D错误。]14．(10分)光电效应证明白光具有粒子性，图中光电管的K为阴极，A为阳极，志向电流计可检测通过光电管的电流，志向电压表用来指示光电管两端的电压。(1)当开关S断开时，用光子能量为3.11eV的一束光照耀阴极K，发觉电流表读数不为零，闭合开关S，调整滑动变阻器，发觉当电压表读数小于1.21V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于1.21V时，电流表读数为零。从上述试验数据可知，此时间电子的最大初动能为________eV，该阴极材料的逸出功为________eV。若增大入射光的强度，电流计的读数________(选填“为零”或“不为零”)。(2)现将电源正、负极对调，闭合开关S，若光电管的阴极K用截止频率为ν的金属铯制成，光电管阳极A和阴极K之间的电压为U。用波长为λ的单色光射向阴极，产生了光电流。已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c，则金属铯的逸出功W0＝________，光电子到达阳极A的最大动能Ek＝________。[解析](1)接通开关，当电压表读数大于或等于1.21V时，电流表读数为零，光电管的遏止电压为Uc＝1.21V，则光电子的最大初动能为Ekm＝eUc＝1.21eV，依据光电效应方程得Ekm＝hν－W0，解得逸出功为W0＝hν－Ekm＝3.11eV－1.21eV＝1.90eV。若增大入射光的强度，而频率仍不变，则电流计的读数为零。(2)金属铯的逸出功为W0＝hν，依据光电效应方程知，光电子的最大初动能为Ekm＝heq\f(c,λ)－W0＝heq\f(c,λ)－hν依据动能定理得eU＝Ek－Ekm解得光电子到达阳极A的最大动能为Ek＝eU＋Ekm＝eU＋heq\f(c,λ)－hν。[答案](1)1.211.90为零(2)hνeU＋heq\f(c,λ)－hν15．(8分)在如图所示的坐标系中，肯定质量的某种志向气体先后发生以下两种状态变更过程：第一种变更是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6J；其次种变更是从状态A到状态C，该气体从外界汲取的热量为9J。图线AC的反向延长线过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，志向气体的分子势能为零。求：(1)从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W1和其内能的增量ΔU1；(2)从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量ΔU2及其从外界汲取的热量Q2。[解析](1)由题意知从状态A到状态C的过程，气体发生等容变更该气体对外界做的功W1＝0依据热力学第肯定律有ΔU1＝W1＋Q1内能的增量ΔU1＝Q1＝9J。(2)从状态A到状态B的过程，体积减小，温度上升该气体内能的增量ΔU2＝ΔU1＝9J依据热力学第肯定律有ΔU2＝W2＋Q2从外界汲取的热量Q2＝ΔU2－W2＝3J。[答案](1)09J(2)9J3J16．(8分)如图所示，哑铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置。容器粗管的横截面积均为S1＝2cm2，细管的横截面积为S2＝1cm2，起先时粗、细管内水银长度分别为h1、h2，h1＝h2＝2cm。整个细管长为h＝4cm。封闭气体长度为L＝6cm。大气压强为p0＝76cmHg，气体初始温度为27℃(T＝273K＋t)。(1)若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少？(2)若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中封闭气体长度L仍为6cm，封闭气体的温度应为多少？[解析](1)封闭气体的初状态参量：p1＝p0＋ph1＋ph2＝80cmHg，V1＝LS1，T1＝(273＋27)K＝300K水银全部离开下面的粗管时，设水银进入上面的粗管中的高度为h3则h1S1＋h2S2＝hS2＋h3S1，解得h3＝1cm此时封闭气体的压强为p2＝p0＋ph＋ph3＝81cmHg封闭气体体积为V2＝(L＋h1)S1由志向气体状态方程得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)代入数据解得T2＝405K。(2)再倒入同体积的水银，封闭气体的长度仍为6cm，则此过程为等容变更。封闭气体的压强p3＝p0＋2p(h1＋h2)＝84cmHg由查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p3,T3)代入数据解得T3＝315K。[答案](1)405K(2)315K17．(10分)用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5L，装入药液后，药液上方空气体积为1.5L。关闭阀门K。用打气筒B每次打进105Pa的空气250cm3。假设整个过程温度不变，大气压强为105Pa，求：(1)要使药液上方气体的压强为4×105Pa，应打几次打气？(2)当A中有4×105Pa的空气后，打开阀门K可喷洒药液，直到不能喷洒时，喷雾器剩余多少体积的药液？(忽视喷管中药液产生的压强)[解析](1)设原来药液上方空气体积为V，每次打入空气的体积为V0，打n次后压强由p0变为p1，以A中原有空气和n次待打入A中的全部气体为探讨对象，由玻意耳定律得：p0(V＋nV0)＝p1V，故n＝eq\f(（p1－p0）V,p0V0)＝eq\f(（4×105－105）×1.5,105×250×10－3)＝18次。(2)打开阀门K，直到药液不能喷出，忽视喷管中药液产生的压强，则A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A中气体为探讨对象p1V＝p0V′，V′＝eq\f(p1V,p0)＝eq\f(4×105,105)×1.5L＝6L，因此A容器中剩余药液的体积为7.5L－6L＝1.5L。[答案](1)18次(2)1.5L18．(12分)一个氘核(eq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(1))H)和一个氚核(eq\o\al(\s\up11(3),\s\do4(1))H)聚变时产生一个中子(eq\o\al(\s\up11(1),\s\do4(0))n)和一个α粒子(eq\o\al(\s\up11(4),\s\do4(2))He)。已知氘核的质量为mD，氚核的质量为mT，中子的质量为mn，α粒子的质量为mα，光速为c，元电荷为e。(1)写出核反应方程，并求一个氘核和一个氚核聚变时释放的核能ΔE；(2)反应放出的α粒子在与匀强磁场垂直的平面内做圆周运动，轨道半径为R，磁感应强度大小为B。求α粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期T和等效电流I；(3)1909年卢瑟福及盖革等用α粒子轰击金箔发觉，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进或只发生很小的偏转，但有些α粒子发生了较大的偏转，个别就像被弹回来了一样。卢瑟福认为“枣糕模型”中的电子不足以把α粒子反弹回来，在经过深思熟虑和细致的计算后，他提出了原子的