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选择性必修第三册综合检测卷
(时间：75分钟　满分100分)
一、 单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.
1. 下列说法中正确的是(　　)
A. 布朗运动观察到的是液体分子的无规则运动
B. 容器内气体压强是分子无规则运动撞击器壁造成的，故与容器形状有关
C. 随着物体运动速度增大，其内能也一定增大
D. 方解石的双折射现象说明其具有各向异性的属性
2. 下列说法中错误的是(　　)
甲 乙
丙 丁
A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B. 由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C. 由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大，后减小
D. 由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
3. 两个氘核以相等的动能Ek对心碰撞发生核聚变，核反应方程为 HHHen，其中氘核的质量为m1，氦核的质量为m2，中子的质量为m3.假设核反应释放的核能E全部转化为动能，下列说法中正确的是(　　)
A. 核反应后氦核与中子的动量相同 B. 该核反应释放的能量为E＝(m2＋m3－2m1)c2
C. 核反应后氦核的动能为 D. 核反应后中子的动能为
4. 下列说法中正确的是(　　)
A. 汤姆孙的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构
B. 查德威克发现质子的核反应方程为
C. 康普顿通过X射线对石墨的散射实验，发现并揭示了光具有波动性
D. 核反应堆中镉棒是通过调节中子数目来控制链式反应速度，从而实现可控制的核能释放
5. 如图甲所示是研究光电效应中光电子发射情况与照射光的强弱、颜色(频率)关系的实验电路.移动滑动变阻器滑片，可改变光电管中阳极A、阴极K间的电压，光电流大小可由电流表显示，改变电源的极性，则下列说法中正确的是(　　)
甲
乙
A. 用蓝光照射阴极K，当两极间的电压为图乙中的反向电压时，无光电子发射
B. 用强度不同的黄光照射阴极K时，发射的光电子的最大初速度大小不同
C. 光电流的大小随加在A、K两极间电压的升高一定逐渐增大
D. 用不同颜色的光照射阴极K时，发射的光电子的最大初速度大小不同
6. 医学中常用放射性元素131I治疗某些疾病.质量为m0的131I，经过时间t后剩余的131I质量为m，对应的 t图线如图所示.则131I的半衰期为(　　)
A. 4 d B. 6 d
C. 8 d D. 12 d
7. 如图所示为理想气体的Joule循环过程，AB和CD是等压过程，BC和DA是绝热过程.下列说法中正确的是(　　)
A. AB过程中，气体向外界释放热量
B. BC过程中，气体温度不变
C. 一次循环过程中气体吸收的热量大于释放的热量
D. 状态B和状态D温度可能相等
二、 多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
8. 秦山核电站生产 的核反应方程为 ＋→＋X，其产物的衰变方程为 →＋.下列说法中正确的是(　　)
A. X是 B. 可以用作示踪原子
C. 来自原子核外 D. 经过一个半衰期，10个将剩下5个
9. 关于下列各图的说法中，正确的是(　　)
甲 乙
丙 丁
A. 图甲中，实验现象说明薄板上的蜂蜡是非晶体
B. 图乙当分子间距离为r0时，分子力为零
C. 图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D. 图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显
10. 氢原子的能级示意图如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV~3.11 eV，下列说法中正确的是(　　)
A. 一个处于n＝4能级的氢原子，最多可向外辐射6种不同频率的光子
B. 如果n＝1能级的氢原子依靠某电子的撞击获得能量跃迁到n＝4能级，则该电子的能量一定等于12.75 eV
C. 处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离
D. 用氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为2.25 eV的金属时，逸出的光电子的最大初动能为10.5 eV
三、 非选择题：本题共5小题，共54分.
11. (6分)在“用油膜法估测分子的大小”实验中：
(1) 该实验中的理想化假设是________.
A. 将油膜看成单分子层油膜 B. 不考虑各油酸分子间的间隙
C. 不考虑各油酸分子间的相互作用力 D. 将油酸分子看成球形
(2) 实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是________.
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
(3) 现将1 mL的纯油酸配制成5 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长为0.5 cm，由此估算出油酸分子的直径为________.
A. 7×10－8m B. 4×10－9m
C. 7×10－10m D. 2×10－10m
12. (6分)某同学用DIS研究一定质量理想气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图所示.实验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接.②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p.③用p 图像处理实验数据.
(1) 在实验操作过程中，要采取以下做法：________是为了保证实验的恒温条件，________是为了保证气体的质量不变.(填入相应的字母代号)
A. 用橡皮帽堵住注射器的小孔 B. 移动活塞要缓慢
C. 实验时，不要用手握注射器 D. 在注射器光滑活塞一周涂润滑油
(2) 实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小.过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则实验得到的p 图像应是________.
A B
C D
13. (10分)科学家用放射性材料PuO2作为发电能源为火星车供电，PuO2中的Pu元素是 .一静止的核发生α衰变生成铀(U)核，释放的能量为ΔE.已知α粒子的质量为m，运动速度大小为v，真空中光速为c，普朗克常量为h.
(1) 写出发生α衰变的核反应方程，并求出反应中的质量亏损Δm.
(2) 求该铀核的物质波波长λ.
14.(14分)一群处于n＝4能级的氢原子，最终都回到基态并能发出不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像(如图乙所示)，其中a光对应图线与横轴的交点坐标为－Ua＝－6 V.已知氢原子的能级图如图丙所示，电子电荷量为e＝1.6×10－19 C.
(1) 求a光照射该金属时逸出光电子的最大初动能Eka.
(2) 求该金属逸出功W.
(3) 只有c光照射金属时，调节光电管两端电压，达到饱和光电流I＝1.6 μA，若入射的光子有80%引发了光电效应，求此时每分钟照射到阴极K的光子总能量E.
甲
乙
丙
15. (18分)如图所示，一竖直放置的足够长的导热汽缸由A、B两部分构成，厚度不计的绝热活塞a、b可以上下无摩擦地移动，汽缸连接处有小卡销，使活塞b不能通过连接处进入汽缸A.现将活塞a和活塞b用一轻质细弹簧拴接，两活塞之间封闭有一定量的理想气体，刚开始时，活塞a位于汽缸A底端，系统处于静止状态，此时两活塞间气体的温度为T0，压强等于大气压强p0.已知活塞a、b的质量分别为2m、m，横截面积分别为2S、S，弹簧原长为L0，劲度系数为k＝，大气压强为p0＝，重力加速度为g.现缓慢加热两活塞间的气体.
(1) 求活塞a刚要开始运动时活塞间气体的压强p1和温度T1.
(2) 求当活塞b刚到达汽缸连接处时，活塞间气体的温度T2.
(3) 两活塞间封闭气体的温度从T1升高到T2的过程中，封闭气体的内能增加了ΔU，求该过程中封闭气体从外界吸收的热量.
选择性必修第三册综合检测卷
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C D D C C AB BD CD
1. D　解析：布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，A错误；容器内气体压强是大量气体分子无规则运动撞击器壁造成的，与容器形状无关，B错误；随着物体运动速度增大，其动能增大，可物体的温度不一定增大，其内能不一定增大，C错误；有些晶体的光学性质各向异性，因此方解石的双折射现象说明其具有各向异性的属性，D正确.
2. B　解析：当温度升高时分子的平均动能增大，则分子的平均速率也将增大，图甲中状态①的温度比状态②的温度高，A正确；一定质量的理想气体由状态A变化到B的过程中，由图乙可知，状态A与状态B的pV相等，则状态A与状态B的温度相同，由p－V图线的特点可知，温度升高，pV增大，所以气体由状态A到状态B温度先升高再降低到原来温度，所以气体分子平均动能先增大，后减小，B错误；由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子力表现为引力，分子间的作用力先增大，后减小，故C正确；图丁为分子势能图线，r2对应的分子势能最小，则r2对应分子间的平衡距离r0，当分子间的距离r3. C　解析：两个氘核以相等的动能Ek对心碰撞，根据动量守恒定律知，反应前的总动量为零，则反应后总动量为零，即氦核和中子的动量大小相等，方向相反，A错误；根据爱因斯坦质能方程得ΔE＝Δmc2＝(2m1－m2－m3)c2，B错误；反应后氦核和中子的总动能来自释放的核能以及反应前氘核的总动能之和，则反应后氦核和中子的总动能为2Ek＋E，根据动量守恒知，氦核和中子的动量大小相等，方向相反，由Ek＝可知，氦核和中子的动能之比为1∶3，则核反应后中子的动能Ek1＝(2Ek＋E)＝，氦核的动能Ek2＝(2Ek＋E)＝，C正确，D错误.
4. D　解析：卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，A错误；卢瑟福发现质子的核反应方程为 ＋，B错误；康普顿通过X射线对石墨的散射实验，发现并揭示了光具有粒子性，C错误；镉棒能够吸收中子，核反应堆中镉棒是通过调节中子数目来控制链式反应速度，从而实现可控制的核能释放，D正确.
5. D　解析：遏止电压的存在阻止了光电子从K极运动到A极，但用蓝光照射阴极K时，仍有光电子从K极发射，A错误；根据光电效应方程Ek＝hν－W0，在光的频率不变的情况下，不论入射光的强度强还是弱，发射的光电子的最大初动能相同，最大初速度大小相同，B错误；当光电流达到饱和电流时，电压增加，光电流的大小不变，C错误；根据光电效应方程可知，用不同颜色的光照射阴极K时，发射的光电子的最大初速度大小不同，D正确.
6. C　解析：由图可知质量为m0的131I衰变到质量为m0，所用的时间t＝24 d，根据m＝m0解得τ＝8 d.故选C.
7. C　解析：AB过程中，压强不变，体积增大，温度升高，气体从外界吸收热量，A错误；BC过程中，体积增大，对外做功，BC是绝热过程，则气体温度减小，B错误；A→B→C→D→A是一个循环过程，整体对外做功，而内能不变，故一次循环过程中气体吸收的热量大于释放的热量，C正确；根据理想气态方程 ＝C，由图像可知B点时的pV大于D点时的pV，由于公式中C为常数，可知B点温度大于D点温度，D错误.
8. AB　解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X为 ，A正确；常用的示踪原子有： ，B正确；β衰变是由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，所以 来自原子核内，C错误；半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立，D错误.
9. BD　解析：图甲说明薄板在传导热量上具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，A错误；分子间距离为r0时，分子间引力等于斥力，分子力为零，B正确；温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，则图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较低时的速率分布图，C错误；图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，粒子越趋于平衡，布朗运动越不明显，D正确.
10. CD　解析：一群处于n＝4能级的氢原子，最多可向外辐射6种不同频率的光子，而一个氢原子，最多可向外辐射3种不同频率的光子，A错误；如果n＝1能级的氢原子依靠某电子的撞击获得能量跃迁到n＝4能级13.6 eV－0.85 eV＝12.75 eV，吸收的能量一定等于12.75 eV，因此该电子的能量大于或者等于12.75 eV即可，B错误；紫外线的频率大于3.11 eV，n＝3能级的氢原子可以吸收紫外线后，能量大于0，所以氢原子发生电离，C正确；氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子的能量为13.6 eV－0.85 eV＝12.75 eV，如果用该光照射逸出功为2.25 eV的金属时，由爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0，得逸出的光电子的最大初动能为10.5 eV，D正确.
11. (1) ABD　(2) B　(3) C
解析：(1) 计算分子直径是根据油酸的体积与油膜的面积之比，所以需将油膜看成单分子层油膜，A正确；不考虑各油酸分子间的间隙，认为分子紧密排列，这样油膜的面积才可以近似看作所有分子紧密排列组成的面积，便于计算分子大小，B正确；各油酸分子间的相互作用力对分子大小的估算并无直接影响，不是该实验的理想化假设，C错误；将油酸分子看成球形，才能根据油膜面积和油滴体积，利用相应的公式计算分子的直径，D正确.
(2) 实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度，使油酸分子尽可能地少在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，B正确.
(3) 根据题意1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为V＝ mL×，油膜轮廓的面积为S＝0.5×0.5×10－4 m2×140＝3.5×10－3 m2，故油酸分子直径为d＝≈7×10－10 m.
12. (1) BC　AD　(2) B
解析：(1) 移动活塞要缓慢；实验时，不要用手握住注射器，都是为了保证实验的恒温条件，故B、C正确；用橡皮帽堵住注射器的小孔；在注射器活塞上涂润滑油是为了保证气体的质量不变，故选A、D.
(2) 由等温变化pV＝C则p＝C，则p－图像为过原点的倾斜直线，环境温度逐渐升高，由＝C可知，pV变大，即图线与坐标轴所围面积变大，B正确，A、C、D错误.
13. (1) 　　(2)
解析：(1) 衰变方程为
根据质能方程可知ΔE＝Δmc2
解得Δm＝
(2) 根据动量守恒定律可知α粒子和铀核的动量大小相等，设为p，则p＝mv
铀核的物质波波长为λ＝＝
14. (1) 6 eV　(2) 6.75 eV　(3) 7.65×1015 eV
解析：(1) 由图乙可得a光照射金属时的遏止电压Ua＝6 V
由动能定理可知，逸出光电子的最大初动能为
Eka＝eUa＝6 eV
(2) 由图乙可知a光的遏止电压最大，则可知a光光子能量最大，则a光光子是由第4能级跃迁到基态所辐射的光子，则a光的光子能量为Ea＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV
根据光电效应方程有Eka＝Ea－W
解得W＝6.75 eV
(3) 根据题意，c光光子是由第2能级跃迁到基态所辐射的光子
则c光的光子能量为Ec＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV
每分钟到达A极的电子数为n＝＝6×1014个
则每分钟照射到阴极K的光子总能量
E＝Ec＝×10.2 eV＝7.65×1015 eV
15. (1) 　T0　(2) T0　(3) ΔU＋mgL0
解析：(1) 设初始状态弹簧的伸长量为x0，活塞a刚要开始运动时活塞间气体的压强为p1和温度为T1，对活塞b
kx0＝mg
解得x0＝＝＝
初状态气体体积V0＝S(L0＋x0)＝L0S
活塞a刚要开始向上运动时，设弹簧弹力为F，对活塞a，2p0S＋2mg＋F＝p1·2S
对活塞b，有p0S＋F＝mg＋p1S
解得p1＝p0＋＝＋＝，F＝4mg
设活塞a刚要开始运动时弹簧伸长量为x1，由胡克定律
F＝kx1
得x1＝＝＝＝
此时气体的体积V1＝S(L0＋x1)＝L0S
对活塞间气体由理想气体状态方程 ＝
解得T1＝T0
(2) 当活塞b刚到达汽缸连接处时，活塞间气体的温度为T2，活塞a运动后，活塞间气体压强保持不变，由盖—吕萨克定律 ＝
解得T2＝T0
(3) 设两活塞间封闭气体的温度从T1升高到T2的过程中，外界对气体做的功为W，则W＝－p1·ΔV
又ΔV＝(2S－S)(L0＋x1)＝L0S
根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q
解得Q＝ΔU＋mgL0
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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