2025高考物理步步高同步練習選修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)下列關于近代物理學研究的說法，正確的是()A．普朗克為解釋黑體輻射的規律，提出了能量子假說B．湯姆孫研究陰極射線，發現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構模型D．瑪麗·居里最早發現鈾和含鈾的礦物能夠發出看不見的射線答案A解析普朗克為解釋黑體輻射的規律，提出了能量子假說，故A正確；湯姆孫研究陰極射線，發現了電子，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構模型，故C錯誤；貝克勒爾最早發現鈾和含鈾的礦物能夠發出看不見的射線，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量絕大部分的帶正電的物質集中在很小的空間范圍內答案A解析根據左手定則可得，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α粒子沿著原來的方向前進，只有少數α粒子發生大角度偏轉，說明占原子質量絕大部分的帶正電的物質集中在很小的空間范圍內，稱為原子核，D正確．4．(2022·江蘇如東縣高二期末)人們常用空調調節室內空氣的溫度，下列說法正確的是()A．空調風速越大，室內空氣的分子平均動能也越大B．空調過濾器能夠吸附肉眼看不見的PM2.5顆粒，此顆粒的運動是分子熱運動C．空調既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性D．空調制熱使得室內溫度上升，則速度小的空氣分子比例減小答案D解析室內空氣的分子平均動能只與溫度有關，與空調風速無關，故A錯誤；空調過濾器能夠吸附PM2.5顆粒，PM2.5顆粒是肉眼看不見的固體小顆粒，不是分子熱運動，故B錯誤；空調既能制熱又能制冷，說明在不自發地條件下熱傳遞方向可以逆向，不違背熱力學第二定律，故C錯誤；空調制熱使得室內溫度上升，溫度越高，分子的熱運動越劇烈，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衰變為eq\o\ar(234,m)X釋放的核能為(mPu－mX)c2D.eq\o\ar(238,94)Pu發生的是α衰變，α射線具有極強的穿透能力，可用于金屬探傷答案B解析根據質量數守恒與電荷數守恒可知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，易知發生的是α衰變，eq\o\ar(234,m)X比eq\o\ar(238,94)Pu的中子數少2個，故A錯誤；半衰期與環境條件無關，不會受到陽光、溫度、電磁場等環境因素的影響，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；此核反應過程中的質量虧損等于反應前后質量的差，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蘇州附屬中學高二期中)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f(v)表示各速率區間的分子數占總分子數的百分比，橫坐標v表示分子的速率；而黑體輻射的實驗規律如圖乙所示，圖乙中畫出了T3、T4兩種不同溫度下黑體輻射的強度與波長的關系．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，還與材料的種類及表面狀況有關答案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的比例較大，說明其對應的平均分子動能較大，故T2對應的溫度較高，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，各種波長的輻射強度都有所增加，且輻射強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，與材料的種類及表面狀況無關，故D錯誤．7．(2021·江蘇揚州高二期末)如圖所示，某容器裝有一定質量的理想氣體，氣體經歷了A→B→C→A的循環過程，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，單位時間內氣體碰撞單位面積器壁的分子數減少D．整個循環過程中，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，單位體積內的分子數變少，氣體分子的密集程度降低，且分子平均動能減小，單位時間內對器壁的碰撞次數減少，故C正確；整個循環過程中，根據W＝pΔV可知氣體對外做功大于外界對氣體做功，即W＜0，該循環過程中，氣體內能不變，根據ΔU＝Q＋W可知氣體吸熱，故D錯誤．8．(2021·江蘇金陵中學高二期中)某汽缸內封閉有一定質量的理想氣體，從狀態A依次經過狀態B、C和D后再回到狀態A，其V－T圖像如圖所示，則在該循環過程中，下列說法正確的是()A．從狀態B到C，氣體吸收熱量B．從狀態C到D，氣體的壓強增大C．從狀態D到A，單位時間內碰撞器壁單位面積的分子數減少D．若氣體從狀態C到D，內能增加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B到C過程氣體發生等溫變化，內能不變，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，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，壓強減小，則必然是單位時間內碰撞器壁單位面積的分子數減少造成的，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極進行光電效應實驗，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變化關系如圖所示，則下列說法正確的是()A．a、b光的頻率νa＜νbB．a、b兩光的光照強度相同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，光照強度越大，所以a光的光照強度比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；根據愛因斯坦光電效應方程可得Eka＝hνa－hν1，Ekb＝hνb－hν2，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激發態的氫原子向基態躍遷時，最多可能發出3條光譜線D．用能量為9.6eV的電子轟擊處于基態的氫原子，一定能使氫原子發生能級躍遷答案D解析電子做圓周運動，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；根據玻爾理論可知氫原子從高能級向低能級躍遷時要輻射光子，故B正確，不符合題意；一個處于n＝4激發態的氫原子向基態躍遷時，最多可能發出光譜線種類為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；有數值計算時，答案中必須明確寫出數值和單位．11．(10分)(2021·江蘇省如皋中學高二月考)某同學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，直至總量達到V總＝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，當滴入n＝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，待油酸薄膜形狀穩定后，將事先準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紙上，如圖所示，數出輪廓范圍內小方格的個數N，小方格的邊長為L＝1cm.根據以上信息，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；(以上結果均保留1位有效數字)(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，可知測量值偏小．12．(10分)一定質量的理想氣體從狀態A經狀態B變化到狀態C.其V－T圖像如圖所示．(1)若氣體分子總數為N，求氣體在狀態B時分子間的平均距離d；(2)若氣體在狀態A的壓強為p，氣體從狀態A經狀態B變化到狀態C的過程中，內能的增加量為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A變化到狀態B的過程，根據等壓變化規律有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A變化到狀態B的過程中，氣體對外界做功，W＝－p(VB－VA)(2分)氣體從狀態B變化到狀態C的過程中，氣體對外界做功0.根據熱力學第一定律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、質量數和核電荷數；(2)已知原子核eq\o\al(1,1)H、eq\o\ar(12,6)C、eq\o\ar(13,7)N的質量分別為mH＝1.0078u，mC＝12.0000u，mN＝13.0057u．1u相當于931MeV.試求每發生一次上述聚變反應①所釋放的核能；(結果保留三位有效數字)(3)用上述輻射中產生的波長為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？若能，試求出產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，結果保留三位有效數字)答案(1)eq\o\al(4,2)He(2)1.96MeV(3)能發生光電效應1.97×10－19J解析(1)根據核反應前后電荷數守恒可得出X元素的電荷數為2，根據核反應前后質量數守恒可得出X元素的質量數為4，則X為He原子核，eq\o\al(4,2)He.(3分)(2)由題知，質量虧損為Δm＝mH＋mC－mN＝0.0021u，ΔE＝Δm×931MeV≈1.96MeV(3分)(3)根據波長和能量的關系有E＝heq\f(c,λ)(1分)解得E≈4.97×10－19J(1分)E>W，所以能發生光電效應．(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量的理想氣體．活塞的質量為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，當氣體吸收熱量Q時，氣體的溫度變為1.5T0.已知大氣壓強為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)中醫拔罐的物理原理是利用玻璃罐內外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進而治療某些疾病．常見拔罐有兩種，如圖所示，左側為火罐，下端開口；右側為抽氣拔罐，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