2025高考物理步步高同步練習(xí)選修3模塊綜合試卷含答案

2025高考物理步步高同步練習(xí)選修3模塊綜合試卷模塊綜合試卷(滿分：100分)一、單項選擇題：共10題，每題4分，共40分．每題只有一個選項最符合題意．1．(2022·江蘇南通高二期末)下列關(guān)于近代物理學(xué)研究的說法，正確的是()A．普朗克為解釋黑體輻射的規(guī)律，提出了能量子假說B．湯姆孫研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)了電子并精確測定了電子的電荷量C．密立根通過α粒子散射實驗提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型D．瑪麗·居里最早發(fā)現(xiàn)鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線答案A解析普朗克為解釋黑體輻射的規(guī)律，提出了能量子假說，故A正確；湯姆孫研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)了電子，密立根精確測定了電子的電荷量，故B錯誤；盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故C錯誤；貝克勒爾最早發(fā)現(xiàn)鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，故D錯誤．2．(2021·江蘇鹽城高二期末)對如圖所示四幅圖的有關(guān)說法中，不正確的是()A．圖甲，分子間距離為r0時，分子勢能最小B．圖乙，估測油酸分子直徑d時，可把油酸分子簡化為球形處理C．圖丙，食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性D．圖丁，猛推活塞，密閉的氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大，氣體對外界做正功答案D解析如圖所示，分子間距離為r0時，分子勢能最小，A正確，不符合題意；估測油酸分子直徑d時，可把油酸分子簡化為球形處理，B正確，不符合題意；食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性，C正確，不符合題意；猛推活塞，密閉的氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大，外界對氣體做正功，D錯誤，符合題意．3．(2021·江蘇無錫高二期末)有關(guān)下列四幅圖片的說法不正確的是()A．圖甲三種射線中的a射線為β射線(圖中磁場方向為垂直紙面向里)B．圖乙光電效應(yīng)實驗說明了光具有粒子性C．圖丙電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了電子具有波動性D．圖丁α粒子散射實驗說明占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍內(nèi)答案A解析根據(jù)左手定則可得，a射線為帶正電的粒子，為α射線，A錯誤；光電效應(yīng)實驗說明了光是一份一份的，具有粒子性，B正確；電子束通過鋁箔時的衍射圖樣說明電子具有波動性，C正確；α粒子散射實驗中，能觀察到絕大多數(shù)α粒子沿著原來的方向前進(jìn)，只有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍內(nèi)，稱為原子核，D正確．4．(2022·江蘇如東縣高二期末)人們常用空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的溫度，下列說法正確的是()A．空調(diào)風(fēng)速越大，室內(nèi)空氣的分子平均動能也越大B．空調(diào)過濾器能夠吸附肉眼看不見的PM2.5顆粒，此顆粒的運(yùn)動是分子熱運(yùn)動C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性D．空調(diào)制熱使得室內(nèi)溫度上升，則速度小的空氣分子比例減小答案D解析室內(nèi)空氣的分子平均動能只與溫度有關(guān)，與空調(diào)風(fēng)速無關(guān)，故A錯誤；空調(diào)過濾器能夠吸附PM2.5顆粒，PM2.5顆粒是肉眼看不見的固體小顆粒，不是分子熱運(yùn)動，故B錯誤；空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)地條件下熱傳遞方向可以逆向，不違背熱力學(xué)第二定律，故C錯誤；空調(diào)制熱使得室內(nèi)溫度上升，溫度越高，分子的熱運(yùn)動越劇烈，速率小的空氣分子比例減小，故D正確．5．(2022·江蘇南京市第一中學(xué)高二期中)“嫦娥五號”中有一塊“核電池”，在月夜期間提供電能的同時還能提供一定能量用于艙內(nèi)溫度控制．“核電池”利用了eq\o\ar(238,94)Pu的衰變，衰變方程為eq\o\ar(238,94)Pu→eq\o\ar(234,m)X＋eq\o\al(n,2)Y，光速為c，下列說法正確的是()A.eq\o\ar(234,m)X比eq\o\ar(238,94)Pu的中子數(shù)少4個B.eq\o\ar(238,94)Pu在月球上和在地球上半衰期相同C．一個eq\o\ar(238,94)Pu衰變?yōu)閑q\o\ar(234,m)X釋放的核能為(mPu－mX)c2D.eq\o\ar(238,94)Pu發(fā)生的是α衰變，α射線具有極強(qiáng)的穿透能力，可用于金屬探傷答案B解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知238＝234＋n,94＝m＋2，解得m＝92，n＝4.eq\o\ar(238,94)Pu的衰變方程為eq\o\ar(238,94)Pu→eq\o\ar(234,92)U＋eq\o\al(4,2)He，易知發(fā)生的是α衰變，eq\o\ar(234,m)X比eq\o\ar(238,94)Pu的中子數(shù)少2個，故A錯誤；半衰期與環(huán)境條件無關(guān)，不會受到陽光、溫度、電磁場等環(huán)境因素的影響，所以eq\o\ar(238,94)Pu在月球上和在地球上半衰期相同，故B正確；此核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損等于反應(yīng)前后質(zhì)量的差，為Δm＝mPu－mX－mα，釋放的核能為E＝(mPu－mX－mα)c2，故C錯誤；α射線的穿透能力較差，不能用于金屬探傷，故D錯誤．6．(2022·江蘇南京航空航天大學(xué)蘇州附屬中學(xué)高二期中)某氣體在T1、T2兩種不同溫度下的分子速率分布圖像如圖甲所示，縱坐標(biāo)f(v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，橫坐標(biāo)v表示分子的速率；而黑體輻射的實驗規(guī)律如圖乙所示，圖乙中畫出了T3、T4兩種不同溫度下黑體輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系．下列說法正確的是()A．圖甲中T1>T2，圖乙中T3＞T4B．圖乙中溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動C．圖甲中溫度升高，所有分子的速率都增大D．圖乙中黑體輻射電磁波的情況不僅與溫度有關(guān)，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)答案B解析由題圖甲可知，溫度為T2的圖線中速率大的分子占據(jù)的比例較大，說明其對應(yīng)的平均分子動能較大，故T2對應(yīng)的溫度較高，所以T2＞T1，溫度升高使得氣體分子的平均速率增大，不一定所有分子的速率都增大；題圖乙中，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有所增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動，T3＞T4，故B正確，A、C錯誤．題圖乙中黑體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無關(guān)，故D錯誤．7．(2021·江蘇揚(yáng)州高二期末)如圖所示，某容器裝有一定質(zhì)量的理想氣體，氣體經(jīng)歷了A→B→C→A的循環(huán)過程，其中A→B是等溫過程，B→C是絕熱過程，則()A．A→B過程，每個氣體分子動能均保持不變B．B→C過程，氣體溫度升高C．B→C過程，單位時間內(nèi)氣體碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少D．整個循環(huán)過程中，氣體放熱答案C解析A→B過程，溫度不變，說明氣體分子平均動能不變，而并非指每個氣體分子的動能均保持不變，故A錯誤；B→C過程中，絕熱膨脹，氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，故B錯誤；B→C過程，氣體的體積增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)變少，氣體分子的密集程度降低，且分子平均動能減小，單位時間內(nèi)對器壁的碰撞次數(shù)減少，故C正確；整個循環(huán)過程中，根據(jù)W＝pΔV可知?dú)怏w對外做功大于外界對氣體做功，即W＜0，該循環(huán)過程中，氣體內(nèi)能不變，根據(jù)ΔU＝Q＋W可知?dú)怏w吸熱，故D錯誤．8．(2021·江蘇金陵中學(xué)高二期中)某汽缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，其V－T圖像如圖所示，則在該循環(huán)過程中，下列說法正確的是()A．從狀態(tài)B到C，氣體吸收熱量B．從狀態(tài)C到D，氣體的壓強(qiáng)增大C．從狀態(tài)D到A，單位時間內(nèi)碰撞器壁單位面積的分子數(shù)減少D．若氣體從狀態(tài)C到D，內(nèi)能增加3kJ，對外做功5kJ，則氣體向外界放出熱量8kJ答案C解析從狀態(tài)B到C過程氣體發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體放出熱量，A錯誤；由V＝eq\f(C,p)T知，從C到D過程氣體發(fā)生等壓變化，B錯誤；從D到A過程中，氣體溫度不變，則單個氣體分子碰撞器壁的力不變，壓強(qiáng)減小，則必然是單位時間內(nèi)碰撞器壁單位面積的分子數(shù)減少造成的，C正確；由ΔU＝W＋Q，得Q＝8kJ，氣體從外界吸收熱量，D錯誤．9．(2022·江蘇南通市高二期末)如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)實驗，顏色相同的a、b兩束光分別照射1、2兩種材料，光電流I隨電壓U變化關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b光的頻率νa＜νbB．a(chǎn)、b兩光的光照強(qiáng)度相同C．光電子的最大初動能Eka＞EkbD．材料1、2的截止頻率ν1＞ν2答案D解析a、b兩束光顏色相同，所以頻率相同，故A錯誤；飽和光電流越大，光照強(qiáng)度越大，所以a光的光照強(qiáng)度比b光的大，故B錯誤；光電子的最大初動能為Ek＝eUc，由題圖可知Ucb＞Uca，所以Ekb＞Eka，故C錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得Eka＝hνa－h(huán)ν1，Ekb＝hνb－h(huán)ν2，所以ν1＞ν2，故D正確．10.(2021·江蘇省蘇州一中高二期中)如圖所示為氫原子的能級圖，下列說法不正確的是()A．從n＝3能級躍遷到n＝2能級時，電子的動能會變大，電勢能會減小B．氫原子從高能級向低能級躍遷時要輻射光子C．一個處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多可能發(fā)出3條光譜線D．用能量為9.6eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，一定能使氫原子發(fā)生能級躍遷答案D解析電子做圓周運(yùn)動，靜電力提供向心力，則有keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，Ek＝eq\f(1,2)mv2，聯(lián)立可得Ek＝eq\f(ke2,2r)，從n＝3能級躍遷到n＝2能級時，電子的軌道半徑減小，由動能表達(dá)式分析可知電子的動能會變大，因靜電力做正功，電勢能會減小，故A正確，不符合題意；根據(jù)玻爾理論可知?dú)湓訌母吣芗壪虻湍芗壾S遷時要輻射光子，故B正確，不符合題意；一個處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多可能發(fā)出光譜線種類為n－1＝4－1＝3，故C正確，不符合題意；從n＝1能級躍遷到n＝2能級時，需要吸收的能量為ΔE＝E2－E1＝－3.40eV－(－13.60eV)＝10.20eV，9.6eV＜10.20eV，用能量為9.6eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，不可能使氫原子躍遷到n＝2能級，故D錯誤，符合題意．二、非選擇題：共5題，共60分．其中第12題～第15題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算時，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．11．(10分)(2021·江蘇省如皋中學(xué)高二月考)某同學(xué)在實驗室用油膜法測油酸分子直徑，實驗主要步驟如下：①向體積V油＝6mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總＝104mL；②用注射器吸?、僦杏退峋凭芤?，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗＝75滴時，測得其體積恰好是V0＝1mL；③先往淺盤里倒入2cm深的水，然后將痱子粉均勻地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù)N，小方格的邊長為L＝1cm.根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)一滴油酸酒精溶液中含有油酸的體積為____m3；油膜面積為______m2；油酸分子直徑為______m；(以上結(jié)果均保留1位有效數(shù)字)(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的體積不足1mL，則最終的測量結(jié)果將偏________(選填“大”或“小”)．(3)若油酸酒精溶液長時間靜置，則最終的測量結(jié)果將偏________(選填“大”或“小”)．答案(1)8×10－12(2分)1×10－2(2分)8×10－10(2分)(2)大(2分)(3)小(2分)解析(1)8×10－12m3油膜的面積S＝111×1cm2＝111cm2≈1×10－2m2油酸分子的直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(8×10－12,1×10－2)m＝8×10－10m(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的體積不足1mL，則代入計算的純油酸的體積偏大，可知測量值偏大．(3)若油酸酒精溶液長時間靜置，則濃度變大，最終得到的油膜的面積變大，可知測量值偏?。?2．(10分)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C.其V－T圖像如圖所示．(1)若氣體分子總數(shù)為N，求氣體在狀態(tài)B時分子間的平均距離d；(2)若氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)為p，氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，內(nèi)能的增加量為ΔU，求氣體在該過程中吸收的熱量Q.答案(1)eq\r(3,\f(2V0,N))(2)ΔU＋pV0解析(1)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程，根據(jù)等壓變化規(guī)律有eq\f(V0,T0)＝eq\f(VB,2T0)(1分)解得VB＝2V0(1分)又VB＝d3N(1分)解得d＝eq\r(3,\f(2V0,N))(1分)(2)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體對外界做功，W＝－p(VB－VA)(2分)氣體從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體對外界做功0.根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q(2分)解得氣體在該過程中吸收的熱量Q＝ΔU＋pV0.(2分)13．(12分)(2021·江蘇蘇州高二期中)某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應(yīng)方程為：①eq\o\al(1,1)H＋eq\o\ar(12,6)C→eq\o\ar(13,7)N②eq\o\al(1,1)H＋eq\o\ar(15,7)N→eq\o\ar(12,6)C＋X(1)寫出原子核X的元素符號、質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)；(2)已知原子核eq\o\al(1,1)H、eq\o\ar(12,6)C、eq\o\ar(13,7)N的質(zhì)量分別為mH＝1.0078u，mC＝12.0000u，mN＝13.0057u．1u相當(dāng)于931MeV.試求每發(fā)生一次上述聚變反應(yīng)①所釋放的核能；(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)用上述輻射中產(chǎn)生的波長為λ＝4×10－7m的單色光去照射逸出功為W＝3.0×10－19J的金屬材料銫時，通過計算判斷能否以生光電效應(yīng)？若能，試求出產(chǎn)生的光電子的最大初動能．(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光在真空中的速度c＝3×108m/s，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案(1)eq\o\al(4,2)He(2)1.96MeV(3)能發(fā)生光電效應(yīng)1.97×10－19J解析(1)根據(jù)核反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒可得出X元素的電荷數(shù)為2，根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒可得出X元素的質(zhì)量數(shù)為4，則X為He原子核，eq\o\al(4,2)He.(3分)(2)由題知，質(zhì)量虧損為Δm＝mH＋mC－mN＝0.0021u，ΔE＝Δm×931MeV≈1.96MeV(3分)(3)根據(jù)波長和能量的關(guān)系有E＝heq\f(c,λ)(1分)解得E≈4.97×10－19J(1分)E>W，所以能發(fā)生光電效應(yīng)．(1分)最大初動能Ekmax＝hν－W＝heq\f(c,λ)－W(2分)解得Ekmax＝1.97×10－19J．(1分)14．(12分)(2021·江蘇泰州高二期末)如圖所示，一絕熱汽缸固定在傾角為30°的固定斜面上，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體．活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S.初始時，氣體的溫度為T0，活塞與汽缸底部的距離為L，通過電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)氣體吸收熱量Q時，氣體的溫度變?yōu)?.5T0.已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計活塞與汽缸壁之間的摩擦．求：(1)氣體溫度為1.5T0時活塞與汽缸底部的距離；(2)加熱過程中氣體內(nèi)能的增加量．答案(1)1.5L(2)Q－(p0＋eq\f(mg,2S))eq\f(SL,2)解析(1)由等壓變化規(guī)律有eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)(2分)即eq\f(LS,T0)＝eq\f(L′S,1.5T0)(2分)得L′＝1.5L(2分)(2)由題意得，封閉氣體壓強(qiáng)為p＝p0＋eq\f(mgsin30°,S)＝p0＋eq\f(mg,2S)(2分)該過程氣體對外界做功W＝－pS×eq\f(1,2)L＝－(p0＋eq\f(mg,2S))S×eq\f(L,2)(2分)氣體內(nèi)能的增加量ΔU＝Q－(p0＋eq\f(mg,2S))eq\f(SL,2).(2分)15．(16分)(2020·山東卷)中醫(yī)拔罐的物理原理是利用玻璃罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進(jìn)而治療某些疾?。Ｒ姲喂抻袃煞N，如圖所示，左側(cè)為火罐，下端開口；右側(cè)為抽氣拔罐，下端開口，上端留有抽氣閥門．使用火罐時，先加熱罐中氣體，然后迅速按