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2025-2026学年教科版物理选择性必修第三册
全册综合检测练习卷
(时间：75分钟　分值：100分)
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项是符合题目要求的。
1．人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是 (　　)
甲　　　　　　　　乙
A. α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关
B. 科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型
C. 科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型
D. 科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了玻尔的原子模型
2．下列对光电效应的解释正确的是 (　　)
A. 金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出金属表面
B. 如果入射光子的能量小于金属表层的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应
C. 发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大
D. 若频率为ν的色光可使金属铯产生光电效应，则该色光一定也可以使其他金属产生光电效应
3．下列对分子动理论和物质结构的认识正确的是 (　　)
A. 分子间距离减小时分子势能一定减小
B. 温度越高，物体中分子的无规则运动越剧烈
C. 物体内热运动速率大的分子数占总分子数的比例与温度无关
D. 非晶体的物理性质表现为各向同性，而晶体的物理性质都表现为各向异性
4．(2025·上海卷)一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到n＝2的较低能量状态，RH为里伯德常量，c是真空中的光速，则在此过程中 (　　)
A. 吸收光子，ν＝RHc
B. 放出光子，ν＝RHc
C. 吸收光子，ν＝RHc
D. 放出光子，ν＝RHc
5．如图所示是一定质量的理想气体的三种升温过程，则下列四种解释正确的是 (　　)
A. a→d的过程气体体积增大
B. b→d的过程气体体积增大
C. c→d的过程气体体积增大
D. a→d的过程气体体积减小
6．如图所示，两根粗细相同、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且温度相同的空气，空气柱长度H1> H2，水银柱长度h1>h2。现使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是 (　　)
A. 均向下移动，A管中的移动的距离较大
B. 均向上移动，A管中的移动距离较大
C. A管中的向上移动，B管中的向下移动
D. 无法判断
7．(2025·江西卷)如图所示，一泵水器通过细水管与桶装水相连。按压一次泵水器可将压强等于大气压强p0、体积为V0的空气压入水桶中。在设计泵水器时应计算出V0的临界值V0c，当V0＝V0c时，在液面最低的情况下仅按压一次泵水器恰能出水。设桶身的高度和横截面积分别为H、S，颈部高度为l，按压前桶中气体压强为p0。不考虑温度变化和漏气，忽略桶壁厚度及桶颈部、细水管和出水管的体积。已知水的密度为ρ，重力加速度为g。该临界值V0c等于 (　　)
A. H2 B. H(H＋l)
C. SH D. SH
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．下列说法正确的有 (　　)
A. 低频光子的粒子性更显著，高频光子的波动性更显著
B. 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性
C. 动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波长相等
D. 光的波动性是由光子间的相互作用形成的
9．如图所示为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气 ( )
A. 内能增加
B. 压强增大
C. 分子间引力和斥力都减小
D. 所有分子的运动速率都增大
10．(2025·黑吉辽蒙卷)某理论研究认为，Mo原子核可能发生双β衰变，衰变方程为Mo―→ A44Ru＋ye。处于第二激发态的 A44Ru原子核先后辐射能量分别为0.590 8 MeV和0.539 5 MeV的γ1、γ2两光子后回到基态。下列说法正确的是 (　　)
A. A＝100
B. y＝2
C. γ1的频率比γ2的大
D. γ1的波长比γ2的大
三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第12~15小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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11．(10分)测量分子大小的方法有很多，如油膜法。
(1)在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入酒精使溶液总体积达到250 mL，然后用滴管吸取这种溶液向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面恰好达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴入2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待薄膜稳定后，放上带有正方形坐标格的玻璃板，勾画出油膜轮廓，如图所示。坐标格的正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是________cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m。(结果均保留两位有效数字)
(2)查找资料，得知油酸分子的直径约为4.6×10-10 m，则造成实验结果偏差的原因可能是________。
A. 痱子粉撒得过多
B. 勾画油膜轮廓时面积圈大了
C. 计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL 溶液的滴数多记了几滴
D. 在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
12．(10分)如图所示，一定质量的理想气体处在A状态时，温度为tA＝27 ℃，气体从状态A等容变化到状态M，再等压变化到状态B，A、M、B的状态参量如图所示。求：
(1)状态B的温度；
(2)从状态A到状态B气体对外做的功。
13．(10分)在一个铀核 U裂变成钡和氪的裂变反应中，质量亏损Δm＝0.215 3 u，那么一个铀核裂变释放的能量为多少？反应中平均每个核子释放的能量为多少？(1 u 相当于931.5 MeV的能量)
14．(10分)一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C，其中A→B的过程为等压变化，B→C的过程为等容变化。已知VA＝0.3 m3，TA＝TC＝300 K，TB＝400 K。
(1)求气体在状态B时的体积；
(2)说明B→C过程中引起压强变化的微观原因；
(3)设A→B过程气体吸收的热量为Q1，B→C过程气体放出的热量为Q2，比较Q1、Q2的大小并说明原因。
15．(14分)(2025·浙江卷)同位素C相对含量的测量在考古学中有重要应用，其测量系统如图甲所示。将少量古木样品碳化、电离后，产生的离子经过静电分析仪ESA Ⅰ、磁体 Ⅰ和高电压消除器，让只含有三种碳同位素 C、C、C的C3+离子束(初速度可忽略不计)进入磁体 Ⅱ。磁体 Ⅱ由电势差为U的加速电极P，磁感应强度为B、半径为R的圆弧细管道和离子接收器F构成。通过调节U，可分离C、C、C三种同位素，其中 C、C的C3+离子被接收器F所接收并计数，它们的离子数百分比与U之间的关系曲线如图乙所示，而只含 C的C3+可通过接收器F，进入静电分析仪ESA Ⅱ，被接收器D接收并计算。
(1)写出中子与 N发生核反应生成 C，以及 C发生β衰变生成 N的核反应方程式。
(2)已知R＝0.2 m，原子质量单位1 u＝1.66×10-27 kg，元电荷e＝1.6×10-19 C。根据图乙写出 C的C3+离子所对应的U值，并求磁感应强度B的大小。(计算结果保留两位有效数字）
(3)如图甲所示，ESA Ⅱ可简化为间距d＝5 cm两平行极板，在下极板开有间距L＝10 cm的两小孔，仅允许入射角φ＝45° 的 C离子通过。求两极板之间的电势差U。
(4)对一古木样品，测得 C与 C的C3+数目比值为4×10-13；采用同样办法，测得一活木头中 C与 C的C3+数目比值为1.2×10-12，由于它与外部环境不断进行碳交换，该比例长期保持稳定。已知 C的半衰期约为5 700年，ln 3＝1.1，ln 2＝0.7，试计算古木被砍伐距今的时间。
2025-2026学年教科版物理选择性必修第三册
全册综合检测练习卷
(时间：75分钟　分值：100分)
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项是符合题目要求的。
1．B　解析：α粒子散射实验与核式结构模型的建立有关，通过该实验，否定了枣糕模型，建立了原子的核式结构模型，选项B正确。
2．B　解析：光子的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大，C错误；要使电子离开金属，必须使电子具有足够的动能，而电子增加的动能来源于照射光的光子能量，金属内的电子吸收一个光子，获取能量，若能量足够时，就会逸出，电子不能吸收多个光子积累能量，A错误；根据光电效应的条件可知，入射光子的能量小于脱离某种金属所做功的最小值时，不能发生光电效应，B正确；不同的金属逸出功不同，截止频率不同，则发生光电效应的入射光的最低频率不同，D错误。
3．B　解析：若r4．D　解析：氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子，光子的能量等于两个能级的能量差。氢原子能级公式为En＝－，光子的能量E＝hν，根据巴耳末 里德伯公式＝RH，又因为ν＝，可得ν＝cRH，其中n是跃迁前的能级，k是跃迁后的能级。氢原子从n＝4跃迁到n＝2，n＝4，k＝2，根据ν＝cRH可得ν＝RHc，且是从高能级向低能级跃迁，放出光子，D正确。
5．A　解析：由＝C得p＝T，可见等容过程的p T图线的反向延长线过坐标原点，由于T/K＝t/℃＋273，与 p t图像对应的 p T图像如图乙所示。
如图丙所示，连接aO、cO，则aO、cO、dO均可表示气体发生等容变化，由理想气体状态方程＝C可知，由状态a到状态d的过程中，减小，则气体的体积增大，故A正确，D错误；由状态b到状态d的过程中，不变，气体发生等容变化，气体的体积不变，故B错误；由状态c到状态d的过程中，增大，由理想气体状态方程知，气体的体积减小，故C错误。
6．A　解析：因为在温度降低的过程中，被封闭气柱的压强恒等于大气压强与水银柱产生的压强之和，故封闭气柱均做等压变化，并由此推知，封闭气柱下端的水银面高度不变。根据盖 吕萨克定律有 ΔV＝ΔT，因A、B管中的封闭气柱，初温T相同，温度降低量ΔT也相同，且ΔT<0，所以ΔV<0，即A、B管中的气柱体积都减小；又因为H1>H2，故A管中气柱的体积较大，则|ΔV1|>|ΔV2|，即A管中气柱的体积减小得较多，故A、B两管气柱上方的水银柱均向下移动，且A管中的水银柱下移得较多，A正确。
7．B　解析：根据题意，设往桶内压入压强为p0、体积为V0c的空气后，桶内气体压强增大到p，根据玻意耳定律有p0SH＋p0V0c＝pSH，按压一次泵水器恰能出水满足p＝p0＋ρg(H＋l)，联立解得V0c＝H(H＋l)，故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．BC　解析：在光的波粒二象性中，频率越大的光，光子的能量越大，粒子性越显著，频率越小的光，其波动性越显著，A错误；干涉现象是波的特有属性，电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，B正确；根据λ＝可得，动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波长相等，C正确；光波是概率波，个别光子的行为是随机的，往往表现为粒子性，大量光子的行为往往表现为波动性，光的波动性不是由光子间的相互作用形成的，D错误。
9． AB
10．ABC　解析：由核反应方程质量数守恒和电荷数守恒可得100＝A＋0，42＝44－y，解得A＝100，y＝2，A、B正确；由题可得γ1光子的能量大于γ2光子的能量，光子的能量公式ε＝hν，波长λ＝，可得γ1的频率大于γ2的频率，γ1的波长小于γ2的波长，C正确，D错误。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第12~15小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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11．解析：(1)由题图所示油膜轮廓可知，油膜的面积为
S＝64×2×2 cm2＝2.6×102 cm2
2滴油酸溶液所含纯油酸的体积为
V＝2×× mL＝2×10-5 mL＝2×10-5 cm3
油酸分子的直径为d＝≈7.7×10-10 m。
(2)计算油酸分子直径的公式为d＝，痱子粉撒得过多，油酸未完全散开，S偏小，得到的分子直径将偏大，故A正确；勾画油膜轮廓时面积圈大了，所得到的分子直径将偏小，故B错误；计算每滴油酸酒精溶液的体积时，若多记了几滴，则纯油酸的体积偏小，得到的分子直径偏小，故C错误；在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液的浓度变大，将导致计算结果偏小，故D错误。
答案：(1)2.6×102　 7.7×10-10　(2)A
12．解析：(1)设状态A的温度、体积、压强分别为T1、V1、p1，状态B的温度、体积、压强分别为T2、V2、p2，由题可得T1＝300 K，V1＝3 m3，p1＝2.5×105 Pa，V2＝6 m3，p2＝1×105 Pa
从状态A到状态B，由理想气体状态方程有
＝
解得T2＝＝240 K
故t2＝T2－273 ℃＝－33 ℃。
(2)从状态A到状态M是等容变化，气体不对外做功；从状态M到状态B是等压变化，气体对外做的功为
W＝pΔV＝1.0×105×3 J＝3.0×105 J
所以从状态A到状态B气体对外做的功为
WAB＝W＝3.0×105 J。
答案：(1)－33 ℃　(2)3.0×105 J
13．解析：由爱因斯坦质能方程，可求得一个铀核裂变时放出的能量为
ΔE＝Δm×931.5 MeV＝0.215 3×931.5 MeV≈200.6 MeV
铀核中含有235个核子，所以平均每个核子放出的能量为
≈0.85 MeV。
答案：200.6 MeV　0.85 MeV
14．解析：(1)设气体在状态B时的体积为VB，由等压变化规律得
＝
代入数据得VB＝0.4 m3。
(2)气体体积不变，分子数密度不变，温度降低，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。
(3)Q1大于Q2。因为TA＝TC，所以A→B增加的内能与B→C减少的内能相同，而A→B过程气体对外做功，B→C过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q1大于Q2。
答案：(1)0.4 m3　(2)见解析
(3)Q1大于Q2，原因见解析
15．解析：(1)中子与 N发生核反应生成 C的核反应方程式为
n＋N―→C＋H
C发生β衰变生成 N的核反应方程式为
C―→N＋e。
(2)在加速电场中，由动能定理得
qU＝mv2
解得
v＝
磁场中，洛伦兹力提供向心力
qvB＝
联立解得
v＝，U＝
相比 C, C的比荷更大，通过圆形管道所需要的电压更大，通过题图乙可知当电压为1.93×106 V时，C与 C的离子数百分比为100%，故只含 C的C3+离子所对应的U值为1.93×106 V。
根据U＝整理得
B＝＝＝2.0 T。
(3)由题意知，C在板间做类斜抛运动，水平方向有
vx＝v，L＝vxt
竖直方向有
vy0＝v，a＝，vy0＝a
联立解得
U1＝＝＝1.65×106 V。
(4)古木中 C与 C的C3+的数目的比值是活木头中的，说明经过衰变后 C只剩下，已知经过一个半衰期剩下，设经过n个半衰期，则有
＝
解得n＝log23＝＝
则砍伐时间
t＝n×5 700≈8 957(年)。
答案：(1)n＋N―→C＋H　C―→N＋e
(2)1.93×106 V　2.0 T　(3)1.65×106 V
(4)8 957年
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