2025-2026学年人教版物理选择性必修第三册期末检测练习卷（含解析）

人教版物理选择性必修第三册期末检测练习卷
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(共10题。第1~7题为单项选择题,每题4分;第8~10题为多项选择题,每题6分,共46分)
1.(2024·湖南卷)量子技术是当前物理学应用研究的热点,下列关于量子论的说法正确的是(　　)
A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B.光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出
C.康普顿研究石墨对X射线散射时,发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D.德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性
2.右图为竖直放置的上细下粗的密闭细管,水银柱将气体分隔成A、B两部分,初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后,体积变化量为ΔVA、ΔVB,压强变化量为ΔpA、ΔpB,对液面压力的变化量为ΔFA、ΔFB,则(　　)
A.水银柱向下移动了一段距离
B.ΔVA<ΔVB
C.ΔpA>ΔpB
D.ΔFA=ΔFB
3.缝衣针能静止于水面上,是因为(　　)
A.针的重力可忽略
B.针的重力与浮力平衡
C.针的重力与表面张力平衡
D.表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”,对针产生一个向上的支持力
4.如图所示,一定质量的理想气体,由a经过ab过程到达状态b,或者经过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,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则(　　)
A.Tb>Tc,Qab>Qac
B.Tb>Tc,QabC.Tb=Tc,Qab>Qac
D.Tb=Tc,Qab5.在温度不变的情况下,用活塞式抽气机从玻璃瓶中抽气,第一次抽气后,瓶内气体的压强减小到原来的,要使容器内剩余气体的压强减为原来的,抽气次数应为(　　)
A.2 B.3
C.4 D.5
6.处于激发态的原子,如果在入射光子的电磁场影响下,引起高能态向低能态跃迁,同时这两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去,这种辐射叫作受激辐射。原子发生受激辐射时,发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样,这样使光得到加强,这就是激光产生的机理。那么发生受激辐射时,产生激光的原子总能量En、电子的电势能Ep、电子的动能Ek的变化关系是(　　)
A.Ep增加,Ek减少,En减少
B.Ep减少,Ek增加,En减少
C.Ep增加,Ek增加,En增加
D.Ep减少,Ek增加,En不变
7.(2024·广西期末)图甲是研究光电效应的电路图,图乙是汞原子的能级图,若用处于n=2能级的汞原子跃迁发出的光子照射某种金属,恰好可以使它发生光电效应,则(　　)
A.该金属的逸出功W0=5.5 eV
B.用处于n=3能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属,不能发生光电效应
C.一个处于n=3能级的汞原子跃迁发出的光子最多有两个
D.用处于n=3能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属时,将滑动变阻器的滑片移动到合适位置,可使图甲中电流表示数为零
8.下列说法正确的是(　　)
A.气体扩散现象表明气体分子间存在斥力
B.热量不能从温度低的物体传递到温度高的物体
C.对于同一理想气体,温度越高,分子平均动能越大
D.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
9.钚的一种同位素Pu衰变时释放巨大能量,其衰变方程为PuUHe,并伴随γ光子辐射,则下列说法正确的是(　　)
A.核燃料总是利用比结合能小的核
B.核反应中γ光子的能量就是Pu的结合能
CU核比Pu核更稳定,说明U的结合能大
D.衰变时释放巨大能量,说明Pu比U的比结合能小
10.下图是甲、乙两种金属的光电子的最大初动能与入射光频率的关系图像,由图像可知(　　)
A.甲金属的逸出功比乙金属的逸出功大
B.同一色光照射下,甲金属发射的光电子的最大初动能比乙金属发射的光电子的最大初动能大
C.要获得相等的最大初动能的光电子,照射甲金属的光的频率要比照射乙金属的光的频率大
D.无论用什么金属做实验,图像的斜率不变
二、实验题(共2小题,共18分)
11.(8分)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中含有油酸0.6 mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1 mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜的形状如图所示,每一小方格的边长为25 mm。
(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为　　　　模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为　　　　油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的　　　　。图中油酸膜的面积为　　　　　　 m2;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　　　　 m3;根据上述数据,估测出油酸分子的直径是　　　　　　 m。(结果保留两位有效数字)
(2)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较,数据偏大,对出现这种结果的原因,下列说法可能正确的是　　　　。
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B.计算油酸膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油酸膜面积时,只数了完整的方格数
D.水面上痱子粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
12.(10分)用注射器探究气体等温变化规律的实验,如图所示,
(1)某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后,用p作纵轴、作横轴,画出p- 图像如图甲、乙、丙,则甲产生的可能原因是　　　,乙产生的可能原因是　　　　,丙产生的可能原因是　　　　。
A.各组的p、取值范围太小
B.实验过程中有漏气现象
C.实验过程中气体温度升高
D.在计算压强时,没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强
(2)在该实验中,需要用刻度尺测量的物理量有　 。
A.注射器全部刻度的长度
B.活塞移动的距离
C.活塞的直径
D.注射器内空气柱的长度
三、计算题(共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值,其实验装置如图所示,油滴从喷雾器喷出,以某一速度进入水平放置的平行板之间。今有一带负电的油滴,不加电场时,油滴由于受到重力作用加速下落,速率变大,受到的空气阻力也变大,因此油滴很快会以一恒定速率v1匀速下落。若两板间加一电压,使板间形成向下的电场E,油滴下落的最终速率为v2。已知运动中油滴受到的阻力可由斯托克斯公式F=6πηrv计算(其中r为油滴半径,η为空气粘滞系数)。实验时测出r、v1、v2,E、η为已知。
(1)求油滴的电荷量。
(2)经多次测量得到许多油滴的电荷量q测量值如下表所示,分析这些数据可得出什么结论
q/(10-19 C) 6.41 8.01 9.65 11.23 12.83 14.48
14.(12分)用速度几乎是零的慢中子轰击静止的硼核B),产生锂核Li)和α粒子。已知中子质量mn=1.008 665 u,硼核质量mB=10.016 77 u,锂核质量mLi=7.018 22 u,α粒子质量mα=4.002 60 u。
(1)写出该反应的核反应方程;
(2)求出该反应放出的能量ΔE;
(3)若核反应中放出的能量全部变成生成核的动能,则锂核和α粒子的动能各是多少 (1 u相当于931.5 MeV的能量)
15.(14分)如图所示,两汽缸粗细均匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通,A的直径为B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通,两汽缸除A顶部导热外,其余部分均绝热。两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气。当大气压为p0,外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时,活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的,活塞b在汽缸的正中央。
(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度。
(2)继续缓慢加热,使活塞a上升,当活塞a上升的距离是汽缸高度的时,求氧气的压强。
人教版物理选择性必修第三册期末检测练习卷
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(共10题。第1~7题为单项选择题,每题4分;第8~10题为多项选择题,每题6分,共46分)
1.B
普朗克认为黑体辐射的能量是量子化的,选项A错误。入射光的频率大于或等于金属的截止频率能产生光电效应,紫光的频率大于红光的频率,红光能让金属产生光电效应,则紫光也能让金属产生光电效应,选项B正确。石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞后,电子获得一定的动量,光子动量变小,根据λ=可知波长变长,选项C错误。德布罗意认为物质都具有波动性,选项D错误。
2.C
首先假设液柱不动,则A、B两部分气体发生等容变化,由查理定律,对气体A有,对气体B有,又初始状态满足pA=pB+ρgh,可见使A、B升高相同温度,pA'=pA=(pB+ρgh),pB'=pB=pB,因此ΔpA>ΔpB,因此ΔFA>ΔFB,液柱将向上移动,选项C正确,A、D错误;由于液柱向上移动且气体的总体积不变,因此ΔVA>0,ΔVB<0,所以选项B错误。
3.D
缝衣针浮在水面上不下沉是表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”,对针产生一个向上的支持力,支持力与重力平衡,故选项A、B、C错误,D正确。
4.C
设气体在a状态时的温度为Ta,由题图可知Vc=Va=V0、Vb=2V0=2Va,从a到b是等压变化,有,解得Tb=2Ta,从a到c是等容变化,有,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,Qac5.C
设玻璃瓶的容积是V,抽气机一次抽取的气体体积是V0,气体发生等温变化,由玻意耳定律可得pV=p(V+V0),解得V0=V。设抽n次后,气体压强变为原来的,由玻意耳定律可得,抽一次时有pV=p1(V+V0),解得p1=p,抽两次时有p1V=p2(V+V0),解得p2=p,抽n次时有pn=p,pn=p,则n=4,故选项C正确。
6.B
当原子发出光子后,总能量减少,电子的电势能减少,而动能增加,且电势能的减少量大于动能的增加量。B选项正确。
7.C
处于n=2能级的汞原子跃迁到n=1能级,发出光子的能量为E=E2-E1=(-5.5 eV)-(-10.4 eV)=4.9 eV,该光子恰好可以使某种金属发生光电效应,则Ek=hν-W0,可知,该金属的逸出功W0=E=4.9 eV,故A错误;处于n=3能级的汞原子跃迁到n=1能级发出的光子能量为E=E3-E1=(-2.7 eV)-(-10.4 eV)=7.7 eV>4.9 eV,能使该金属发生光电效应,故B错误;一个处于n=3能级的汞原子可能先跃迁到n=2能级,放出一个光子,再从n=2能级向n=1能级跃迁放出一个光子,一共最多放出两个光子,故C正确;图甲所示研究光电效应的电路电源为正向接法,放出的电子能被电场加速运动至阳极,无论滑动变阻器的滑片位置在哪,电流表示数都不会为零,故D错误。
8.CD
气体的扩散现象表明气体分子永不停息地做无规则运动,选项A错误。热量总是自发地从高温物体传到低温物体,也可以在引起其他变化的情况下从低温物体传递给高温物体,选项B错误。对于同一理想气体,分子的平均动能只与温度有关,故温度越高,分子平均动能越大,选项C正确。当分子力表现为斥力时,分子力随分子间距离的减小而增大;分子距离减小时,分子力做负功,则分子势能随分子间距离减小而增大,选项D正确。
9.AD
核燃料总是利用比结合能小的核,故选项A正确;核反应中γ光子的能量是反应放出的能量的一部分,故选项B错误U核比Pu核更稳定,说明U的比结合能大,故选项C错误,D正确。
10.BD
根据光电效应方程有Ek=hν-W0,其中W0为金属的逸出功,W0=hνc,根据题图可知,乙的极限频率比甲大,所以乙的逸出功比甲大,故选项A错误;同一色光照射,则入射光频率相等,根据Ek=hν-W0,结合乙的逸出功比甲大可知,甲金属发射的光电子的最大初动能比乙金属发射的光电子的最大初动能大,故选项B正确;若Ek相等,则照射甲金属的光的频率要比照射乙金属的光的频率小,故选项C错误;根据Ek=hν-W0可知,Ek-ν图像的斜率表示普朗克常量,无论用什么金属做实验,图像的斜率不变,故选项D正确。
二、实验题(共2小题,共18分)
11.(8分)
(1)球体　单分子　直径　4.4×10-2　1.2×10-11　2.7×10-10
(2)ACD
(1)油膜的面积可从方格纸上得到,所围成的方格中,面积超过一半的按一个算,小于一半的舍去,图中共有70个方格,故油膜面积为S=70×25 mm×25 mm=43 750 mm2=4.4×10-2 m2;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是V=×10-6× m3=1.2×10-11 m3;油酸的分子的直径d= m=2.7×10-10 m。
(2)由d=知,结果偏大的原因是V的测量值偏大或S的测量值偏小,故选项A、C、D正确,B错误。
12.(10分)
(1)D　C　B　(2)A
(1)题图甲:是线性关系,但不过原点,相当于把图线向右平移了一段距离或向下平移了一段距离。分析知,体积计算是不会出现错误的,应该是少了一部分压强,选D。
题图乙:图线向上弯曲,说明pV乘积变大,是温度升高或质量增加造成的现象,选C。
题图丙:图线向下弯曲,说明pV乘积变小,是温度下降或质量减少造成的现象,选B。
(2)这样做的目的是间接测量活塞的横截面积,该注射器最大刻度显示的容积为Vm
测出全部刻度的长度L,则S=。
三、计算题(共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分) (1)　(2)见解析
(1)没有加电压时,达到v1有mg=F1=6πrηv1
加上电压后,受到向上的阻力和电场力,有mg=F2+qE=6πrηv2+qE
解以上两式得到油滴电荷量q=。
(2)在误差范围内,可以认为油滴的电荷量总是1.6×10-19 C的整数倍,故元电荷为1.6×10-19 C。
14.(12分)
(1nLiHe
(2)4.30 MeV
(3)1.56 MeV　2.74 MeV
(1)核反应方程为nLiHe。
(2)核反应过程中的质量亏损为
Δm=(10.016 77 u+1.008 665 u)-(7.018 22 u+4.002 60 u)=0.004 615 u
释放出的能量为
ΔE=0.004 615×931.5 MeV=4.30 MeV。
(3)根据动量守恒定律有mLivLi=mαvα
由动能定义式有EkLi=mLi,Ekα=mα
联立有
根据能量守恒有EkLi+Ekα=ΔE=4.30 MeV
解得锂核和α粒子的动能分别为
EkLi=1.56 MeV,Ekα=2.74 MeV。
15.(14分)
(1)320 K　(2)p0
(1)活塞b升至顶部的过程中,活塞a不动,活塞a、b下方的氮气经历等压过程。设汽缸A的容积为V0,氮气初态体积为V1,温度为T1,末态体积为V2,温度为T2,按题意,汽缸B的容积为
则有V1=,V2==V0
根据盖-吕萨克定律得
代入数据解得T2=320 K。
(2)活塞b升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞a开始向上移动,直至活塞上升的距离是汽缸高度的时,活塞a上方的氧气经历等温过程,设氧气初态体积为V1',压强为p1',末态体积为V2',压强为p2'
由题给数据有V1'=,p1'=p0,V2'=
由玻意耳定律得p1'V1'=p2'V2'
解得p2'=p0。