高中物理选修3步步高同步讲义 模块综合试卷

(满分：100分)MOKUAIZONGHESHIJUAN模块综合试卷一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分.每题只有一个选项最符合题意.1.(2022·江苏南通高二期末)下列关于近代物理学研究的说法，正确的是A.普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子假说B.汤姆孙研究阴极射线，发现了电子并精确测定了电子的电荷量C.密立根通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型D.玛丽·居里最早发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线123456789101112131415√123456789101112131415普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子假说，故A正确；汤姆孙研究阴极射线，发现了电子，密立根精确测定了电子的电荷量，故B错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故C错误；贝克勒尔最早发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，故D错误.2.(2021·江苏盐城高二期末)对如图所示四幅图的有关说法中，不正确的是A.图甲，分子间距离为r0时，分子势能最小B.图乙，估测油酸分子直径d时，可把油酸

分子简化为球形处理C.图丙，食盐晶体中的钠、氯离子按一定

规律分布，具有空间上的周期性D.图丁，猛推活塞，密闭的气体温度升高，

压强变大，气体对外界做正功123456789101112131415√123456789101112131415如图所示，分子间距离为r0时，分子势能最小，A正确，不符合题意；估测油酸分子直径d时，可把油酸分子简化为球形处理，B正确，不符合题意；食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，C正确，不符合题意；猛推活塞，密闭的气体温度升高，压强变大，外界对气体做正功，D错误，符合题意.3.(2021·江苏无锡高二期末)有关下列四幅图片的说法不正确的是A.图甲三种射线中的a射线为β射线(图中磁场

方向为垂直纸面向里)B.图乙光电效应实验说明了光具有粒子性C.图丙电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电

子具有波动性D.图丁α粒子散射实验说明占原子质量绝大部分

的带正电的物质集中在很小的空间范围内123456789101112131415√根据左手定则可得，a射线为带正电的粒子，为α射线，A错误；光电效应实验说明了光是一份一份的，具有粒子性，B正确；电子束通过铝箔时的衍射图样说明电子具有波动性，C正确；123456789101112131415α粒子散射实验中，能观察到绝大多数α粒子沿着原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转，说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围内，称为原子核，D正确.4.(2022·江苏如东县高二期末)人们常用空调调节室内空气的温度，下列说法正确的是A.空调风速越大，室内空气的分子平均动能也越大B.空调过滤器能够吸附肉眼看不见的PM2.5颗粒，此颗粒的运动是分子

热运动C.空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性D.空调制热使得室内温度上升，则速度小的空气分子比例减小123456789101112131415√123456789101112131415室内空气的分子平均动能只与温度有关，与空调风速无关，故A错误；空调过滤器能够吸附PM2.5颗粒，PM2.5颗粒是肉眼看不见的固体小颗粒，不是分子热运动，故B错误；空调既能制热又能制冷，说明在不自发地条件下热传递方向可以逆向，不违背热力学第二定律，故C错误；空调制热使得室内温度上升，温度越高，分子的热运动越剧烈，速率小的空气分子比例减小，故D正确.123456789101112131415√123456789101112131415根据质量数守恒与电荷数守恒可知238＝234＋n,94＝m＋2，解得m＝92，n＝4.此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差，为Δm＝mPu－mX－mα，释放的核能为E＝(mPu－mX－mα)c2，故C错误；α射线的穿透能力较差，不能用于金属探伤，故D错误.6.(2022·江苏南京航空航天大学苏州附属中学高二期中)某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了T3、T4两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系.下列说法正确的是A.图甲中T1>T2，图乙中T3＞T4B.图乙中温度升高，辐射强度的极大值向波长较短

的方向移动C.图甲中温度升高，所有分子的速率都增大D.图乙中黑体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状

况有关123456789101112131415√123456789101112131415由题图甲可知，温度为T2的图线中速率大的分子占据的比例较大，说明其对应的平均分子动能较大，故T2对应的温度较高，所以T2＞T1，温度升高使得气体分子的平均速率增大，不一定所有分子的速率都增大；题图乙中，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，T3＞T4，故B正确，A、C错误.题图乙中黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关，故D错误.1234567891011121314157.(2021·江苏扬州高二期末)如图所示，某容器装有一定质量的理想气体，气体经历了A→B→C→A的循环过程，其中A→B是等温过程，B→C是绝热过程，则A.A→B过程，每个气体分子动能均保持不变B.B→C过程，气体温度升高C.B→C过程，单位时间内气体碰撞单位面积器壁的分子

数减少D.整个循环过程中，气体放热√123456789101112131415A→B过程，温度不变，说明气体分子平均动能不变，而并非指每个气体分子的动能均保持不变，故A错误；B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，故B错误；B→C过程，气体的体积增大，单位体积内的分子数变少，气体分子的密集程度降低，且分子平均动能减小，单位时间内对器壁的碰撞次数减少，故C正确；123456789101112131415整个循环过程中，根据W＝pΔV可知气体对外做功大于外界对气体做功，即W＜0，该循环过程中，气体内能不变，根据ΔU＝Q＋W可知气体吸热，故D错误.8.(2021·江苏金陵中学高二期中)某汽缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其V－T图像如图所示，则在该循环过程中，下列说法正确的是A.从状态B到C，气体吸收热量B.从状态C到D，气体的压强增大C.从状态D到A，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数

减少D.若气体从状态C到D，内能增加3kJ，对外做功5kJ，则气体向外界放

出热量8kJ123456789101112131415√123456789101112131415从状态B到C过程气体发生等温变化，内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，A错误；由V＝

T知，从C到D过程气体发生等压变化，B错误；从D到A过程中，气体温度不变，则单个气体分子碰撞器壁的力不变，压强减小，则必然是单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少造成的，C正确；由ΔU＝W＋Q，得Q＝8kJ，气体从外界吸收热量，D错误.9.(2022·江苏南通市高二期末)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应实验，颜色相同的a、b两束光分别照射1、2两种材料，光电流I随电压U变化关系如图所示，则下列说法正确的是A.a、b光的频率νa＜νbB.a、b两光的光照强度相同C.光电子的最大初动能Eka＞EkbD.材料1、2的截止频率ν1＞ν2123456789101112131415√a、b两束光颜色相同，所以频率相同，故A错误；饱和光电流越大，光照强度越大，所以a光的光照强度比b光的大，故B错误；光电子的最大初动能为Ek＝eUc，由题图可知Ucb＞Uca，所以Ekb＞Eka，故C错误；根据爱因斯坦光电效应方程可得Eka＝hνa－hν1，Ekb＝hνb－hν2，所以ν1＞ν2，故D正确.12345678910111213141510.(2021·江苏省苏州一中高二期中)如图所示为氢原子的能级图，下列说法不正确的是A.从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，电子的动能会变大，

电势能会减小B.氢原子从高能级向低能级跃迁时要辐射光子C.一个处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出3条光谱线D.用能量为9.6eV的电子轰击处于基态的氢原子，一定能使氢原子发生

能级跃迁123456789101112131415√123456789101112131415根据玻尔理论可知氢原子从高能级向低能级跃迁时要辐射光子，故B正确，不符合题意；123456789101112131415一个处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出光谱线种类为n－1＝4－1＝3，故C正确，不符合题意；从n＝1能级跃迁到n＝2能级时，需要吸收的能量为ΔE＝E2－E1＝－3.40eV－(－13.60eV)＝10.20eV，9.6eV＜10.20eV，用能量为9.6eV的电子轰击处于基态的氢原子，不可能使氢原子跃迁到n＝2能级，故D错误，符合题意.二、非选择题：共5题，共60分.其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.11.(10分)(2021·江苏省如皋中学高二月考)某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径，实验主要步骤如下：①向体积V油＝6mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝104mL；②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝75滴时，测得其体积恰好是V0＝1mL；③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；123456789101112131415④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长为L＝1cm.123456789101112131415根据以上信息，回答下列问题：(1)一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为_________m3；油膜面积为________m2；油酸分子直径为_________m；(以上结果均保留1位有效数字)1234567891011121314158×10－121×10－28×10－10123456789101112131415油膜的面积S＝111×1cm2＝111cm2≈1×10－2m2(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1mL，则最终的测量结果将偏____(选填“大”或“小”).123456789101112131415大若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1mL，则代入计算的纯油酸的体积偏大，可知测量值偏大.(3)若油酸酒精溶液长时间静置，则最终的测量结果将偏____(选填“大”或“小”).123456789101112131415小若油酸酒精溶液长时间静置，则浓度变大，最终得到的油膜的面积变大，可知测量值偏小.12.(10分)一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C.其V－T图像如图所示.(1)若气体分子总数为N，求气体在状态B时分子间的平均距离d；123456789101112131415123456789101112131415气体从状态A变化到状态B的过程，解得VB＝2V0 (1分)又VB＝d3N (1分)(2)若气体在状态A的压强为p，气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，内能的增加量为ΔU，求气体在该过程中吸收的热量Q.答案ΔU＋pV0123456789101112131415123456789101112131415气体从状态A变化到状态B的过程中，气体对外界做功，W＝－p(VB－VA) (2分)气体从状态B变化到状态C的过程中，气体对外界做功0.根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q (2分)解得气体在该过程中吸收的热量Q＝ΔU＋pV0.(2分)13.(12分)(2021·江苏苏州高二期中)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为：123456789101112131415(1)写出原子核X的元素符号、质量数和核电荷数；123456789101112131415根据核反应前后电荷数守恒可得出X元素的电荷数为2，根据核反应前后质量数守恒可得出X元素的质量数为4，则X为He原子核， .(3分)(2)已知原子核

的质量分别为mH＝1.0078u，mC＝12.0000u，mN＝13.0057u.1u相当于931MeV.试求每发生一次上述聚变反应①所释放的核能；(结果保留三位有效数字)123456789101112131415答案1.96MeV由题知，质量亏损为Δm＝mH＋mC－mN＝0.0021u，ΔE＝Δm×931MeV≈1.96MeV (3分)(3)用上述辐射中产生的波长为λ＝4×10－7m的单色光去照射逸出功为W＝3.0×10－19J的金属材料铯时，通过计算判断能否以生光电效应？若能，试求出产生的光电子的最大初动能.(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光在真空中的速度c＝3×108m/s，结果保留三位有效数字)123456789101112131415答案能发生光电效应1.97×10－19J123456789101112131415解得E≈4.97×10－19

J (1分)E>W，所以能发生光电效应. (1分)解得Ekmax＝1.97×10－19J. (1分)14.(12分)(2021·江苏泰州高二期末)如图所示，一绝热汽缸固定在倾角为30°的固定斜面上，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m，横截面积为S.初始时，气体的温度为T0，活塞与汽缸底部的距离为L，通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体的温度变为1.5T0.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸壁之间的摩擦.求：(1)气体温度为1.5T0时活塞与汽缸底部的距离；答案1.5L123456789101112131415123456789101112131415由等压变化规律有得L′＝1.5L (2分)(2)加热过程中气体内能的增加量.123456789101112131415123456789101112131415由题意得，封闭气体压强为该过程气体对外界做功气体内能的增加量1234567891011121314