人教版(新教材)高中物理选择性必修3模块检测2

人教版(新教材)高中物理选择性必修第三册PAGEPAGE1模块检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本大题共12个小题，每小题4分，共48分。1～9题为单项选择题，10～12题为多项选择题。)1.下列说法正确的是()A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变〖解析〗温度是分子平均动能的标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确；内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故B错误；气体分子的密集程度，气体压强不仅与分子平均动能有关即温度，还与气体分子的密集程度有关，故C错误；温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故D错误。〖答案〗A2.下列说法正确的是()A.同一个物体，运动时的内能一定比静止时的内能大B.物体温度升高，组成物体的分子平均动能一定增加C.一定质量的物体，内能增加，温度一定升高D.温度升高时物体的每个分子的动能都将增大〖解析〗微观物体的内能与宏观物体的机械能无关，选项A错误；温度是分子平均动能的标志，则当物体温度升高，组成物体的分子平均动能一定增加，选项B正确；一定质量的物体，内能与温度、体积等都有关，则当内能增加时，温度不一定升高，选项C错误；温度升高时物体的平均动能增加，但不是每个分子的动能都将增大，选项D错误。〖答案〗B3.下列各种说法中错误的有()A.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说B.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短C.当用某种频率的光照射金属时，未发生光电效应，增大光的强度也不发生光电效应D.任何一个运动物体，无论是大到太阳、地球，还是小到电子、质子，都与一种波相对应，这就是物质波〖解析〗普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说，故A正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率小于极限频率，与光的强度和照射时间无关，故B错误，C正确；任何一个运动物体，都与一种波相对应，这就是物质波，故D正确。〖答案〗B4.下列叙述正确的是()A.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量B.有32个半衰期为2年的铯134原子核，经过4年时间还剩下8个铯134原子核C.同一光电管中发生光电效应时，增大照射光的频率就能增大光电子的最大初动能D.氢原子从n＝6能级跃迁至n＝2能级时辐射出频率为ν1的光子，从n＝5能级跃迁至n＝2能级时辐射出频率为ν2的光子，则频率为ν2的光子能量较大〖解析〗原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，故A错误；半衰期是大量原子的统计规律，对少量原子没有意义，故B错误；若入射光的频率增大，根据光电效应方程hν＝W0＋Ek知，光电子最大初动能将会增大，故C正确；氢原子从n＝6的能级跃迁到n＝2的能级时能量差大于从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级时的能量差，根据Em－En＝hν，可知频率为ν1的光子的能量大于频率为ν2的光子的能量，故D错误。〖答案〗C5.关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是()A.甲图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力均为零B.乙图中，由一定质量的氧气分子分别在不同温度下速率分布情况，可知温度T1<T2C.丙图中，在固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，从石蜡熔化情况可判定固体薄片必为非晶体D.丁图中，液体表面层分子间相互作用表现为斥力，正是因为斥力才使得水黾可以停在水面上〖解析〗甲图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，合力为零，故A错误；乙图中，氧气分子在T2温度下速率大的分子所占百分比较多，所以T2温度较高，故B正确；由丙图可以看出某固体在导热性能上各向同性，可能是多晶体或者非晶体，故C错误；丁图中，昆虫水黾能在水面上不陷入水中，靠的是液体表面张力的作用，故D错误。〖答案〗B6.关于下列四幅图说法正确的是()A.玻尔原子结构理论认为，电子绕核运行轨道的半径是任意的B.光电效应产生的条件为：光强大于临界值C.电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性D.发现少数α粒子发生了较大偏转，说明金原子质量大而且很坚硬〖解析〗根据玻尔的原子结构理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，且轨道是量子化的，故A错误；光电效应实验产生的条件为：光的频率大于极限频率，故B错误；电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，故C正确；α粒子散射实验发现少数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空间范围，故D错误。〖答案〗C7.一只轮胎容积为10L，装有压强为1.5atm的空气。现用打气筒给它打气，已知打气筒每打一次都把体积为1L、压强与大气压相同的气体打进轮胎，要使轮胎内气体压强达到2.5atm，应至少打多少次气(打气过程中轮胎容积及气体温度保持不变)()A.8次 B.10次C.12次 D.14次〖解析〗胎内气体质量发生变化，似乎不能直接应用气体实验定律，但由于假设气体温度不变，故可将打气前后胎内气体体积分别折合成大气压下气体体积，求出两种情况下体积之差，便可得到结果，这样便将一个变质量问题化为两个等质量问题。打气前p1V＝p0V′，打气后p2V＝p0V″因而ΔV＝V″－V′＝eq\f(p2－p1,p0)V打气次数n＝eq\f(ΔV,V1)＝eq\f(p2－p1,p0)·eq\f(V,V1)＝eq\f(2.5－1.5,1)×eq\f(10,1)＝10(次)〖答案〗B8.如图所示，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在ab和ac过程中吸收的热量分别为Qab和Qac，则下列说法正确的是()A.Tb>Tc，Qab>Qac B.Tb>Tc，Qab<QacC.Tb＝Tc，Qab>Qac D.Tb＝Tc，Qab<Qac〖解析〗设气体在状态a时的温度为Ta，由题图可知Vc＝Va＝V0、Vb＝2V0＝2Va，从a到b是等压变化，eq\f(Va,Ta)＝eq\f(Vb,Tb)，解得Tb＝2Ta；a到c是等容变化，eq\f(pa,Ta)＝eq\f(pc,Tc)，由于pc＝2p0＝2pa，解得Tc＝2Ta，所以Tb＝Tc，因为从a到c是等容变化过程，体积不变，气体不做功，故ac过程增加的内能等于ac过程吸收的热量；而ab过程体积增大，气体对外做正功，由热力学第一定律可知ab过程增加的内能小于ab过程吸收的热量，Qac<Qab，故选项C正确。〖答案〗C9.一个不稳定的原子核质量为M，处于静止状态。放出一个质量为m的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E0，则原子核反冲的动能为()A.E0 B.eq\f(m,M)E0C.eq\f(m,M－m)E0 D.eq\f(Mm,（M－m）)E0〖解析〗由动量守恒定律(M－m)v＝mv0＝p，又Ek＝eq\f(p2,2（M－m）)，E0＝eq\f(p2,2m)由以上各式可得Ek＝eq\f(m,M－m)E0，选项C正确。〖答案〗C10.如图为氢原子的能级示意图，假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为eq\f(1,n－1)。则对300个处于n＝4能级的氢原子，下列说法正确的是()A.向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量可以是任意值B.向低能级跃迁时，向外辐射的光子能量的最大值为12.75eVC.辐射的光子的总数为550个D.吸收大于1eV的光子时不能电离〖解析〗根据Ceq\o\al(2,4)＝6，可知这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光子，故向外辐射的光子的能量不是任意值，而n＝4和n＝1间的能量差最大，为：E＝E4－E1＝－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV，故A错误，B正确；氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为eq\f(1,n－1)，则300个氢原子中：n＝4→3，n＝4→2和n＝4→1各有100个；然后n＝3→2和n＝3→1各50个，此时n＝2能级的氢原子的个数为150个，所以n＝2→1的光子也是150个，辐射的光子的个数共：100×3＋50×2＋150＝550个，故C正确；处于n＝4能级的氢原子的能量为－0.85eV，所以吸收大于1eV的光子时能电离，故D错误。〖答案〗BC11.关于液体表面现象的说法中，错误的是()A.把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到的重力小，又受液体的浮力B.在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体表面分子间有相互吸引力C.玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小D.漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴呈各向同性〖解析〗液体表面分子间距较大，表现为引力，故可以使针浮在水面上，使液体的体积有收缩到最小的趋势。故B、C正确，A、D错误。〖答案〗AD12.对放射性的应用，下列说法正确的是()A.放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用B.对有放射性物质的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C.γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置D.对可能有放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的〖解析〗放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，但对人体的正常细胞也会有伤害，选项A错误；放射线具有伤害作用，可知选项B、C、D正确。〖答案〗BCD二、非选择题(本题共6小题，共52分)13.(8分)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时(1)某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于()A.油酸未完全散开B.油酸中含有大量的酒精C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多记了10滴(2)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL，油酸膜的面积是________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m。〖解析〗(1)计算油酸分子直径时要用到d＝eq\f(V,S)。A.油酸未完全散开，S偏小，故直径偏大，选项A正确；B.计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径偏小，选项B错误；C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S偏小，故直径偏大，选项C正确；D.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多记了10滴，由V0＝eq\f(V,n)可知，体积偏小，则直径偏小，选项D错误。(2)1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积V＝eq\f(1mL,200×1000)＝5×10－6mL；如图所示，是油酸薄膜。由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格。则油酸薄膜面积为40cm2；分子的直径d＝eq\f(V,S)＝eq\f(5×10－6×10－6m3,40×10－4m2)＝1.25×10－9m〖答案〗(1)AC(2)5×10－6401.25×10－914.(6分)深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道，如图所示是一个航标灯自动控制电路的示意图。电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属。下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长，又知可见光的波长在400～770nm(1nm＝10－9m)。各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：金属铯锌银铂极限频率(Hz)4.545×10148.065×10141.153×10151.529×1015极限波长(μm)0.66000.37200.26000.1962根据上图和所给出的数据，你认为：(1)光电管阴极K上应涂有金属________；(2)控制电路中的开关S应和________(填“a”或“b”)接触；(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤事故。如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机，这时电路中开关S应和________接触，这样，当工人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即动作，使机床停止工作，避免事故发生。〖解析〗(1)依题意知，可见光的波长范围为400×10－9～770×10－9m。而金属铯的极限波长为λ＝0.6600×10－6m＝660×10－9m，因此，光电管阴极K上应涂金属铯。(2)深沉的夜色中，线圈中无电流，衔铁与b接触，船舶依靠航标灯指引航道，所以控制电路中的开关S应和b接触。(3)若将上述控制电路中的电灯换成电机，在手遮住光线之前，电机应是正常工作的，此时衔铁与a接触，所以电路中的开关S应和a接触。〖答案〗(1)铯(2)b(3)a15.(6分)把一根两端开口带有活塞的直管的下端浸入水中，活塞开始时刚好与水面平齐，现将活塞缓慢地提升到离水面H＝15m高处，如图所示，求在此过程中外力做功为多少？(已知活塞面积S＝1.0dm2，大气压p0＝1.0×105Pa，活塞的厚度和质量不计，取g＝10m/s2)〖解析〗因为p0＝ρghm，hm＝10m，即大气压强支持10m高的水柱。在把活塞提升最初的10m的过程中，外力做功等于水柱势能的增加，即W1＝Ep＝mgeq\f(hm,2)＝ρShmgeq\f(hm,2)＝ρSgeq\f(heq\o\al(2,m),2)＝5.0×103J在把活塞提升的后5m的过程中，外力做功等于克服大气压力做的功，即W2＝p0S(H－hm)＝5.0×103J则在全过程中外力做功为W＝W1＋W2＝1.0×104J。〖答案〗1.0×104J16.(10分)如图a所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为S＝2×10－3m2、质量为m＝4kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为L1＝24cm，在活塞的右侧L3＝12cm处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为T1＝300K，大气压强p0＝1.0×105Pa。现将汽缸竖直放置，如图b所示，此时气体的温度为T2，取g＝10m/s2，求：(1)活塞与汽缸底部之间的距离L2；(2)加热到T＝675K时，封闭气体的压强p。〖解析〗(1)当汽缸水平放置时，汽缸内封闭气体的压强和体积分别为p1＝1.0×105Pa，V1＝L1S当汽缸竖直放置时，汽缸内封闭气体的压强和体积分别为p2＝p0＋eq\f(mg,S)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1.0×105＋\f(4×10,2×10－3)Pa))＝1.2×105Pa，V2＝L2S由等温变化可得p1V1＝p2V2解得L2＝eq\f(p1V1,p2S)＝eq\f(1.0×105×24S,1.2×105S)cm＝20cm(2)设活塞移动到卡环时气体的温度为T3，此时气体的体积V3＝(L3＋L1)S，T2＝T1＝300K由等压变化可得eq\f(V2,T2)＝eq\f(V3,T3)解得T3＝eq\f(V3,V2)T2＝eq\f(36S,20S)×300K＝540K由540K到675K是等容变化，则有eq\f(p3,T3)＝eq\f(p,T)解得p＝eq\f(T,T3)p3＝eq\f(675,540)×1.2×105Pa＝1.5×105Pa〖答案〗(1)20cm(2)1.5×105Pa17.(10分)如图所示，一定质量的理想气体被封闭在体积为V0的容器中，室温为T0＝300K，有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计)，两边水银柱高度差为76cm，B室容器中连接有一阀门K，可与大气相通(外界大气压等于76cmHg)。求：(1)将阀门K打开后，A室的体积变成多少？(2)打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K时，U形管内两边水银面的高度差各为多少？〖解析〗(1)初始时，pA0＝p0＋ph＝152cmHg，VA0＝eq\f(V0,3)打开阀门后，A室气体做等温变化，pA＝76cmHg，体积为VA，由玻意耳定律得pA0VA0＝pAVAVA＝eq\f(pA0VA0,pA)＝eq\f(2,3)V0。(2)假设打开阀门后，气体温度从T0＝300K升高到T时，活塞C恰好到达容器最右端，气体体积变为V0，压强仍为p0，即等压变化过程。根据盖·吕萨克定律eq\f(VA,T0)＝eq\f(V0,T)得T＝eq\f(V0,VA)T0＝450K因为T1＝400K<450K，所以pA1＝p0，水银柱的高度差为零。从T＝450K升高到T2＝540K为等容变化过程，根据查理定律得eq\f(p0,T)＝eq\f(pA2,T2)，解得pA2＝91.2cmHg。T2＝540K时，p0＋ph′＝91.2cmHg，得ph′＝15.2cmHg故水银面高度差h′＝15.2cm。〖答案〗(1)eq\f(2,3)V0(2)015.2cm18.(12分)已知氘核的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u，eq\o\al(3,2)He核的质量为3.015