新教材适用2023_2024学年高中物理综合学业质量标准检测新人教版选择性必修第三册

综合学业质量标准检测

本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间75分钟。

第Ⅰ卷(选择题　共40分)

一、选择题(共12小题，其中1～8小题只有一个选项符合题目要求，每小题3分，第9～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．(2023·高三课时练习)下列有关原子核的反应中，正确的是( C )

A．U→Th＋He是β衰变

B．Be＋He→C＋n是核聚变

C．Po→X＋He是α衰变，其中的y＝ 206，X的中子数为124

D．U＋n＝Ba＋Kr＋3n

解析：核反应U→Th＋He，是α衰变，A错误；核反应Be＋He→ C＋n，是原子核的人工转变，不是核聚变，B错误；核反应Po→X＋He，是α衰变，其中的y＝210－4＝206，X的中子数为206－82＝124，C正确；核反应方程书写一律用箭头，D错误。故选C。

2．对于下列实验，说法不正确的是( D )

A．甲图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高，则扩散的速度加快

B．乙图是模拟气体压强产生的机理，说明气体压强是由气体分子对器壁碰撞产生的

C．丙图是蜂蜡涂在单层云母片上受热熔化的实验，说明云母的导热性能具有各向异性

D．丁图是把毛细管插入水银中的实验现象，说明水银对玻璃是浸润液体

解析：溴蒸气的扩散实验中，若温度升高，分子运动加剧，因此扩散的速度加快，A正确；模拟气体压强产生的机理实验中，说明气体压强是由气体分子对器壁持续的碰撞产生的，B正确；蜂蜡涂在单层云母片上受热熔化的实验，从实验中可以看出，沿不同方向，传热快慢不同，说明云母的导热性能具有各向异性，C正确；把毛细管插入水银中的实验现象，说明水银对玻璃是不浸润液体，D错误。故不正确的选D。

3．(2023·全国高三专题练习)某同学设计的一个简易温度计如图所示，一根透明吸管插入导热良好的容器，连接处密封，在吸管内注入一小段油柱，外界大气压保持不变。将容器放入冰水中，观察到油柱缓慢下降，下列说法正确的是( D )

A．外界对气体做的功大于气体放出的热量

B．外界对气体做的功等于气体放出的热量

C．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力增大

D．气体分子单位时间撞击容器壁单位面积的次数增加

解析： 将容器放入冰水中，气体的温度降低，内能减小，由ΔU＝Q＋W可知，外界对气体做的功小于气体放出的热量，AB错误；设液体密度为ρ，高度为h，气体的压强p＝p0＋ph＝p0＋ρgh，保持不变，则容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力大小不变，C错误；由于p一定，温度降低使分子热运动的平均动能减小，故气体分子单位时间撞击容器壁单位面积的次数增加，D正确。

4．(2023·广东珠海市第一中学高三阶段练习)用图示装置研究光电效应现象，当滑动头P从N移到M的过程中，光电流始终为零。为了产生光电流，可采取的措施是( B )

A．增大入射光的强度  B．增大入射光的频率

C．把P向M移动  D．将电源正负极反接

解析： 由题图可知，当滑动头P从N移到M的过程中，光电流始终为零，说明没有发生光电效应现象。能否发生光电效应与入射光的强度无关，所以增大入射光的强度，仍不能产生光电流，故A错误；增大入射光的频率，当入射光的频率大于金属的极限频率时，产生光电效应现象，金属中有光电子发出，电路中能产生光电流，故B正确；把P向M移动或将电源正负极反接均不能使金属发生光电效应现象，电路中均不能产生光电流，故CD错误。

5．下列说法正确的是( B )

A．原子核的结合能越大，原子核就越稳定

B．电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性的

C．氡的半衰期是3.8天，100个氡原子经过3.8天后还剩50个

D．卢瑟福α粒子散射实验，揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中

解析：原子核的比结合能越大，原子核就越稳定，与结合能的大小无关，故A错误；衍射、干涉、偏振等现象都是波动性特有的现象，电子束穿过铝箱后的衍射图样，说明电子具有波动性，故B正确；半衰期是一个统计规律，对大量原子核衰变成立，对少数原子核衰变不适用，故C错误；卢瑟福α粒子散射实验，揭示了原子的核式结构，而“原子只能处于一系列不连续的能量状态中”是玻尔的原子模型理论，故D错误。故选B。

6．如图，一个上口用橡皮膜封闭的盛水长玻璃槽内，用一小玻璃瓶A倒扣在水中形成一个浮沉子，A悬浮在水中某位置保持平衡，若环境温度不变，用力按压橡皮膜到某一位置后，玻璃瓶将( C )

A．下沉一点后又平衡

B．上浮一点后又平衡

C．一直下沉到水底

D．一直上浮到水面

解析：开始时，A悬浮在水中某位置保持平衡，则A排开水的重力等于A的重力；若用力按压橡皮膜到某一位置后，根据玻意耳定律，玻璃槽上方空气的体积减小，压强增大，则A内被封气体的压强增大，则体积减小，即排开水的重力减小，浮力减小，此时重力大于浮力，玻璃瓶将下沉，下沉过程中压强不断增加，被封气体的体积不断减小，浮力不断减小，则玻璃瓶将加速沉到水底，故C正确，ABD错误。故选C。

7．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( C )

A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故

B．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能不变

C．对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热

D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大

解析：气体分子之间的距离很大分子力近似为零，气体如果失去了容器的约束就会散开，是由于分子杂乱无章运动的结果，故A错误；一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，吸收热量，内能增加，由于分子平均动能不变，因此分子势能增加，故B错误；根据气体状态方程可知对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，温度一定升高，气体内能由温度决定，因此内能一定增加，那么它一定从外界吸热，故C正确；根据气体状态方程可知对于一定量的气体，气体温度升高，若体积增大则压强可能增大、可能减小，也可能不变，故D错误。故选C。

8．如图a所示，玻璃管上端封闭下端开口，管中通过两段水银柱封闭两段空气柱。轻弹玻璃管，使两段水银柱及被两段水银柱封闭的空气柱合在一起(如图b所示)。若此过程中温度不变，水银柱与管壁密封很好，则b管水银柱的下端A′与原来a管水银柱的下端面A相比( C )

A．在同一高度

B．比A稍高

C．A′比A稍低

D．条件不足，无法判断

解析：两段水银柱合在一起前后的总压强差是相等的，所以最上面的那部分气体的压强始终没变，那么它的体积也保持不变，夹在中间是那一部分气体向上移动后，它的压强减小，根据玻意耳定律可知它的体积将增大，所以它将推动液柱向下移动，所以液体的下表面将下降，即A′比A稍低，故ABD错误，C正确。

9．(2023·全国高二课时练习)如图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态。如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是( CD )

A　　　　　　　B　　　　　　　　C　　　　　　　D

解析：假设温度升高，水银柱不动，两边气体均作等容变化，根据查理定律可得压强的增加量Δp＝p，而左右两边初态压强p相同，两边温度升高量ΔT也相同，所以Δp跟成正比，即左右两边气体初态温度T高的，气体压强的增加量Δp小，水银柱应向气体压强增加量小的方向移动，即应向初态温度高的一方移动，根据以上分析，A图中的Ta<Tb，水银柱应向右移动；B图中Ta＝Tb，水银柱不动；C图中Ta>Tb，水银柱应向左移动；D图中Ta>Tb，水银柱应向左运动，AB错误，CD正确。故选CD

10．一定质量的理想气体，初始状态为p、V、T，经过一系列状态变化后，压强仍为p，则下列过程中不可实现的是( AC )

A．先等温膨胀，再等容降温

B．先等温压缩，再等容降温

C．先等容升温，再等温压缩

D．先等容降温，再等温压缩

解析：根据理想气体的状态方程＝C，若经过等温膨胀，则T不变，V增加，p减小，再等容降温，则V不变，T降低，p减小，最后压强p肯定不是原来的值，A错误，符合题意；气体先等温压缩，再等容降温，由理想气体状态方程＝C，分析可知气体压强先增大后减小，初末状态的压强可能相等，B正确，不符合题意；气体先等容升温，再等温压缩，由理想气体状态方程＝C，分析可知，气体压强一直增大，初末状态的压强不可能相等，C错误，符合题意； 气体先等容降温，再等温压缩，由理想气体状态方程＝C，分析可知，气体的压强先减小后增大，初末状态的压强可能相等，D正确，不符合题意。故选AC。

11．(2021·浙江卷)如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月，该装置实现了1×108 ℃等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变，下列说法正确的是( ABD )

A．聚变又叫热核反应

B．太阳就是一个巨大的热核反应堆

C．高温能使原子核克服核力而聚变

D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多

解析： 聚变又叫热核反应，选项A正确；太阳就是一个巨大的热核反应堆，选项B正确；要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15 m以内，核力才能起作用，那么热核反应时要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能来克服核力而聚变在一起形成新的原子核，即核聚变需要高温，但并非高温就一定能使所有的原子核克服核力而聚变，选项C错误；对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多，选项D正确。

12．(2023·全国高三专题练习)将分子a固定在x轴上的O点，另一分子b由无穷远处只在分子间作用力作用下沿x轴的负方向运动，其分子势能随两分子的空间关系的变化规律如图所示。则下列说法正确的是( ACD )

A．分子b在x＝x2处时的速度最大

B．分子b由x＝x2处向x＝x1处运动的过程中分子力减小

C．分子b在x＝x2处受到的分子力为零

D．分子b由无穷远处向x＝x2处运动的过程中，分子b的加速度先增大后减小

解析： 分子在运动过程中，只有分子势能与动能之间的转化，由图像可知，分子b在x＝x2处的分子势能最小，则分子b在此处的动能最大，分子b在此处的速度最大，A正确；根据图像可知，分子b在分子力作用下由无穷远运动至x2过程中，分子势能减小，表明分子力做正功，之后分子势能增大，表明分子力做负功，说明在x＝x2处动能最大，即此时分子间相互作用的引力和斥力二者大小相等，故分子b在x＝x2处受到的分子力为零，C正确；由于在x＝x2处b受到的分子力为零，当分子间距离小于x2时，分子力表现为斥力，且随分子间距离的减小，分子力增大，B错误；分子间距离大于x2时，分子力表现为引力，分子b由无穷远处向x＝x2处运动的过程中，分子力先由零增大后来又减小到零，因此分子b的加速度先增大后减小，D正确。

第Ⅱ卷(非选择题　共60分)

二、填空题(2小题，共14分。把答案直接填在横线上)

13．(6分)(2023·全国高三专题练习)小明同学利用如图甲所示装置测量大气压强。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入密封的烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C管内的水银面等高，在B管上标记好此时水银面的位置K。

(1)对烧瓶加热，使烧瓶内的气体温度升高。为使封闭气体的体积不变，应将C管_向上__(填“向上”或“向下”)移动，直至_B管内的水银面再一次回到标记的位置K__。

(2)实验中保持气体体积不变，不断加热烧瓶内的气体，记录气体的摄氏温度t和C管内的水银面高出B管内的高度h。做出h－t图像如图乙，由图像得出开始时的温度T0＝_300_K__，大气压强p0＝_75.6_cmHg__(大气压强保留1位小数)。

解析：(1)对烧瓶加热，使烧瓶内的气体温度升高。为使封闭气体的体积不变，应将C管向上移动，直至B管内的水银面再一次回到标记的位置K。

(2)由查理定律可知＝，即h＝t＋，由图像可知＝，－p0＝－6.8，解得T0＝300 K，p0＝75.6 cmHg。

14．(8分)(2023·上海市向明中学高二期末)用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。

(1)关于该实验下列说法正确的是_A__。

A．为保证封闭气体的气密性，应在活塞与注射器壁间涂上润滑油

B．为方便推拉活塞，应用手握住注射器

C．为节约时间，实验时应快速推拉活塞和读取数据

D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得

(2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出V－图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示。则

①造成这一结果的原因是_由于胶管内存在气体__；

②图中V0代表的物理含义是_胶管内气体的体积__；

(3)若A组同学利用所得实验数据作出的p－图线，应该是_A__

A　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　D

(4)B组同学测得多组压强P和体积V的数据片，在P－坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图中_②__(选填“①”或“②”)。

解析：(1)为保证封闭气体的气密性，应在活塞与注射器壁间涂上润滑油，A正确；手握住注射器，会使注射器内的气体温度升高，不符合实验要求，B错误；实验时应缓慢推拉活塞和读取数据，C错误；实验中气体的压强可以通过数据采集器获得，体积不行，D错误。故选A。

(2)根据p(V＋V0)＝C可知V＝－V0，故造成图线不过原点的原因是由于胶管内存在气体，V0是胶管内气体的体积。

(3)由p＝可知，图像为过原点的倾斜直线。故选A。

(4)由于存在漏气，故pV在减小，可知图线的斜率在减小，图线应为②。

三、论述、计算题(本题共4小题，共46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)

15. (8分)(2023·全国高三课时练习)如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的气柱长度为22 cm，现用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭的气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞的重力。问：(活塞的横截面积S＝1 cm2)

(1)若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后气体的压强多大？

(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？

答案：(1)1.1×106 Pa　(2)82 J

解析：(1)设压缩后气体的压强为p，l0＝22 cm，l＝2 cm，V0＝l0S，V＝lS，缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律得p0V0＝pV，

解得p＝1.1×106 Pa。

(2)大气压力对活塞做功W1＝p0S(l0－l)＝2 J，

人做功W2＝100 J。

由热力学第一定律得ΔU＝W1＋W2＋Q，

由于Q＝－20 J，

解得ΔU＝82 J。

16．(10分)科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为λ，太阳帆面积为S，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m。

(1)求飞船加速度的表达式(光子动量p＝)；

(2)若太阳帆是黑色的，飞船的加速度又为多少？

答案：(1)　(2)

解析：(1)光子垂直射到太阳帆上再反射，动量变化量为2p，设光对太阳帆的压力为F，单位时间打到太阳帆上的光子数为N，则N＝nS，

由动量定理有FΔt＝NΔt·2p，

所以F＝N·2p，

而光子动量p＝，所以F＝，

由牛顿第二定律可得飞船加速度的表达式为a＝＝。

(2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打到太阳帆上不再反射(被太阳帆吸收)，光子动量变化量为p，故太阳帆上受到的光压力为F′＝，

飞船的加速度a′＝。

17．(12分)(2023·咸阳高二期中)在方向垂直纸面的匀强磁场中，一个原来静止的Ra原子核衰变后变成一个Rn核并放出一个粒子，该粒子动能为Ek，速度方向恰好垂直磁场。Rn核和粒子的径迹如图所示，若衰变时产生的能量全部以动能的形式释放，真空中的光速为c，求：

(1)写出这个核反应方程；

(2)Rn核与粒子做圆周运动半径之比；

(3)衰变过程中的质量亏损。

答案：(1)Ra→Rn＋He　(2)　(3)

解析：(1)根据质量数与电荷数守恒，可得衰变方程为Ra→Rn＋He。

(2)由动量守恒定律可知，Rn核与粒子的动量大小相等p1＝p2，

洛伦兹力提供向心力有qvB＝m，

可知＝，

代入数据解得＝。

(3)由动能与动量的关系有p＝＝，

解得Rn核获得的动能Ek′＝Ek，

核反应中释放的核能ΔE＝Ek＋Ek′，

由质能方程ΔE＝Δmc2，

解得Δm＝。

18．(16分)(2023·湖北模拟预测)如图所示，内径相同，导热良好的“T”形细玻璃管上端开口，下端封闭，管中用水银封闭着A、B两部分理想气体，C为轻质密闭活塞，各部分长度如图。现缓慢推动活塞，将水平管中水银恰好全部推进竖直管中，已知大气压强p0＝75 cmHg，设外界温度不变。求：

(1)水平管中水银恰好全部推进竖直管中时，气体A的压强；

(2)活塞移动的距离为多大？

答案：(1)100 cmHg　(2)6.5 cm

解析：(1)水平管中水银恰好全部推进竖直管中时，气体A的压强

pA′＝p0＋ph′＝75 cmHg＋(10＋10＋5) cmHg＝100 cmHg。

(2)初状态，气体A的压强pA＝p0＋ph＝75 cmHg＋(10＋10) cmHg＝95 cmHg，

设玻璃管横截面积为S cm2，初状态气体A的体积VA＝40S cm3，

设末状态气体A的体积为VA′，对气体A由玻意耳定律得pAVA＝pA′VA′，

解得VA′＝38S cm3，

末状态气体A的长度L＝＝38 cm，

气体A的长度减少量ΔL＝(40－38) cm＝2 cm，

初状态气体B的压强pB＝p0＋ph1＝75 cmHg＋10 cmHg＝85 cmHg，

末状态气体B的压强pB′＝p0＋ph2＝75 cmHg＋(10＋5－2) cmHg＝88 cmHg，

初状态气体B的体积VB＝44S cm3，

设活塞移动的距离为x cm，末状态气体B的体积VB′＝(44＋5－x)S cm3＝(49－x)S cm3，

对气体B由玻意耳定律得pBVB＝pB′VB′，

带入数据得85×44S＝88(49－x)S，

解得x＝6.5 cm。