新疆巴音郭楞蒙古自治州博湖县高级中学2024-2025学年高三上学期开学考试物理试题（解析版）

这是一份新疆巴音郭楞蒙古自治州博湖县高级中学2024-2025学年高三上学期开学考试物理试题（解析版），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（32分）
1. 关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
B. 布朗运动反映了悬浮在水中的花粉分子的无规则运动
C. 温度相同时，悬浮在水中的微粒越小，其布朗运动越明显
D. 当物体温度达到0℃时，物体分子会停止热运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，选项A错误；
B．布朗运动是指悬浮在水中的花粉颗粒的无规则运动，反映了水分子的无规则运动，选项B错误；
C．温度相同时，悬浮在水中的微粒越小，其布朗运动越明显，选项C正确；
D．分子在永不停息的做无规则运动，即使当物体温度达到0℃时，物体分子的热运动也不会停止，选项D错误。
故选C。
2. 关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A. 气体容易被压缩，液体固体不容易被压缩说明气体分子间的斥力小于液体固体分子间的斥力
B. 当两个分子间的距离为时被称为平衡位置，时，分子间表现为排斥，时，分子间表现为吸引，时，分子间的引力和斥力均为0
C. 布朗运动是悬浮花粉的运动，它反映的是液体分子的无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越激烈，分子的运动属于热运动的范畴
D. 布朗运动是悬浮花粉的运动，其激烈程度跟颗粒大小，撞击分子数的多少有关外，温度越高，花粉的无规则运动越激烈，所以布朗运动属于热运动的范畴
【答案】C
【解析】
【详解】A．气体容易被压缩是因为气体分子间距离大于，分子间的作用力可以忽略不计，并不能说明气体分子间的斥力小于液体固体分子间的斥力，故A项错误；
B．当两个分子间的距离为时被称为平衡位置，时，分子间表现为排斥，时，分子间表现为吸引，时，分子间的引力和斥力大小相等，分子间作用力的合力为0，而不是引力和斥力均为0，故B项错误；
CD．布朗运动是悬浮花粉的运动，它反映的是液体分子的无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越激烈，分子的运动属于热运动的范畴。布朗运动激烈程度跟颗粒大小，撞击分子数的多少有关外，温度越高，花粉的无规则运动越激烈，但布朗运动不属于热运动的范畴，故C正确，D错误。
故选C。
3. 如图所示，这是两分子系统的分子势能与两分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是（ ）
A. 当时，分子间的作用力为零B. 当时，分子间的作用力表现为引力
C. 当r由变到的过程中，分子力逐渐变大D. 当r由变到的过程中，分子势能增大
【答案】C
【解析】
【详解】由图象可知：分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离。
A．r2是分子的平衡距离，r等于r1时两个分子之间的距离小于平衡距离，可知r=r1时分子力为斥力，故A错误；
B．r2是平衡距离，当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，当时，分子间的作用力表现为引力，故B错误；
C．当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，分子间距减小，分子力逐渐变大，故C正确；
D．当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，增大分子间距离，分子间作用力做正功，分子势能Ep减小，故D错误。
故选C。
4. 关于物体的内能和分子势能，下列说法中正确的是（ ）
A. 物体的速度增大，则分子的动能增加，内能也一定增加
B. 物体温度不变，内能可能变大
C. 物体的内能与温度有关，与物体的体积无关
D 把物体举得越高，分子势能越大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．物体的速度增大，是物体的动能增大，增加的是物体的机械能。分子动能的变化只与物体的温度有关，故A错误；
B．物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。分子热运动的平均动能由温度决定，分子势能与物体的体积有关。当发生物态变化时，物体的温度不变，只是分子的平均动能不变，但分子势能可能变大，物体的内能可能增大，故B正确；
C．物体的内能由物体的物质的量、温度、物体的体积共同决定，同时会受物态变化的影响，故C错误；
D．分子势能与物体的体积有关。把物体举得越高，增加的是物体的重力势能，故D错误。
故选B。
5. 某小组利用高L、横截面积S的导热汽缸测量不规则物体的体积，气罐上方放置一个质量m、润滑良好且厚度不计的密闭活塞，将缸内的理想气体（氮气）封闭。当外界大气压为，活塞正好在汽缸的顶部，如图所示。在活塞上放置质量为m的物体后，活塞缓慢下移，测量活塞与缸底的间距为0.9L，环境温度保持不变，外界压强保持不变，则不规则物体的体积的大小为（ ）
A. 0.2LSB. 0.5LSC. 0.6LSD. 0.8LS
【答案】C
【解析】
【详解】在活塞上放置物体后，假设缸内气体的压强为，根据受力平衡可得
解得
根据玻意耳定律可得
解得
故选C。
6. 一定质量的理想气体体积V和温度T的关系如图所示，则下列四个图关系正确的是（图中p代表该理想气体的压强）（ ）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由图像可知，理想气体进行等温变化，根据
可得
则图像为过原点的直线。
故选D。
7. 一定质量的理想气体经过一系列过程，压强P随热力学温度T变化的图像如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. a→b过程中，气体压强增大，体积变小
B. a→b过程中，气体温度升高，内能变大
C. b→c过程中，气体压强减小，体积变小
D. b→c过程中，气体温度不变，分子数密度变大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．a→b过程中，气体发生等容变化，温度升高，内能增大，故A错误，B正确；
CD．b→c过程中，气体发生等温变化，根据玻意耳定律
pV=C
可知压强减小，体积增大，分子密度减少。故CD错误。
故选B。
8. 下列说法正确的是（ ）
A. 液体表面层分子间的作用力表现为引力
B. 若某种固体具有各向同性，则该固体为非晶体
C. 大颗粒的盐是单晶体，磨成了细盐后是多晶体
D. 晶体熔化过程中，分子平均动能增加
【答案】A
【解析】
【详解】A．液体表面张力的成因是表面层分子间的作用力表现为引力，故A正确；
B．若某种固体具有各向同性，则该固体为非晶体或多晶体，故B错误；
C．大颗粒的盐是单晶体，磨成了细盐后还是单晶体，故C错误；
D．晶体熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，故D错误。
故选A。
二、多选题（16分）
9. 下列有关物体的内能、温度、热量的说法中，正确的是（ ）
A. 只要两物体的质量、温度和体积相等，两物体内能一定相等
B. 只要温度升高，每个分子的动能就都增加
C. 热量是热传递过程中物体内能变化的量度
D. 做功和热传递都能改变物体的内能，两过程的本质不同，但改变物体内能的效果相同
【答案】CD
【解析】
【详解】A．物体的内能由物体中的分子数、温度和体积共同决定，两物体的质量相等，而分子数不一定相同， A错误；
B．温度升高，分子的平均动能增加，每个分子的动能不一定都增加，故选项B错误；
C．热量是热传递过程中物体内能变化的量度，C正确；
D．做功和热传递都能改变物体的内能，做功是能量转化的过程，热传递是能量转移的过程，两过程的本质不同，但改变物体内能的效果相同，D正确。
故选CD。
10. 自热锅因其便于加热和方便携带，越来越受到户外驴友的欢迎。自热锅内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，能在15分钟内迅速加热食品。自热锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸，对于这种现象下列说法正确的是（ ）
A. 自热锅爆炸前，锅内气体温度升高B. 自热锅爆炸前，锅内气体内能增加
C 自热锅爆炸时，锅内气体温度升高D. 自热锅爆炸时，锅内气体内能增加
【答案】AB
【解析】
详解】AB．自热锅爆炸前，发热包遇水发生化学反应而产生大量热能，锅内气体温度升高，内能增大，故AB正确；
CD．自热锅爆炸时，锅内气体对外界做功，而没有来得及热传递，由热力学第一定律可知，锅内气体内能减少，温度下降，故CD错误。
故选AB。
11. 在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能与入射光频率v的关系如图所示，则（ ）
A. 两条图线与横轴夹角和可能不相等
B. 若用同种频率的光照射这两种金属均能发生光电效应，则甲的遏制电压大于乙的遏制电压
C. 若某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则一定也能使甲金属发生光电效应
D. 甲金属的逸出功小于乙金属的逸出功
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由光电效应方程有
可知光电子的最大初动能与入射光频率的关系图像的斜率为普朗克常量，所以两图像的斜率一定相等，即和一定相等，故A项错误；
BD．结合之前的分析可知，其图像与横坐标的交点为截止频率，又因为
所以甲的逸出功小，用同种光照射两种金属发生光电效应，则甲的光电子的最大初动能大，由因为
所以甲的遏止电压大于乙的遏止电压，故BD正确；
C．由之前的分析可知，甲的截止频率小，所以当乙可知发生光电效应时，该光也一定可以使甲发生光电效应，故C项正确。
故选BCD。
12. 碲为斜方晶系银白色结晶，可由半衰期为的放射性元素衰变而成，其衰变方程为，这一衰变过程可用于检测人体甲状腺对碘的吸收。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变产物中的X为质子
B. 衰变产物中的X为正电子
C. 温度升高，放射性元素的半衰期会小于
D. 经过后会剩下未发生衰变
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．衰变方程遵循核子数守恒、核电荷数守恒，碘的核子数与碲的核子数相同，所以X的核子数为零，碲的核电荷数为52，碘的核电荷数为53，所以X的核电荷数为1，所以X为正电子，A错误，B正确；
C．半衰期与原子核的结构有关，升高温度、增加压强都无法改变原子核的半衰期，故C错误；
D．每经过一个半衰期将有半数原子核发生衰变，26h为放射性元素的半衰期的2倍，所以经过后会剩下未发生衰变，D正确。
故选BD。
三、填空题（14分）
13. 王亚平在“太空课堂”中，演示了一精彩的实验——水球实验。王亚平往水膜内注入纯净水，让它变成一个“完美”的大水球。产生这种现象的主要原因是水球表面层分子相对液体内部分子较______（填“稀疏”或“密集”），表面层分子间的相互作用力表现为引力，正因为这个表面张力的作用，使得液体表面积尽可能地______（填“缩至最小”或“扩至最大”），于是在失重环境下形成“完美”的大水球。
【答案】 ①. 稀疏 ②. 缩至最小
【解析】
【详解】[1][2]失重的情况下，形成一个完美的大水球的主要原因是水球表面层分子相对液体内部分子较稀疏，表面层分子间的相互作用力表现为引力，正因为这个表面张力的作用，使得液体表面积尽可能地缩至最小。
14. 氢原子的能级图如图所示。现有一群氢原子处在能级，向低能级跃迁的过程中最多能辐射出___________种频率的光子，其中波长最长的光子能量为___________；用能级直接跃迁到能级时辐射出的光子照射金属钾（逸出功为），发生光电效应时光电子的最大初动能为___________。
【答案】 ①. 10 ②. 0.31 ③. 0.61
【解析】
【详解】[1]根据
可得处在能级的氢原子向低能级跃迁最多能放出10种不同频率的光子，故填10；
[2]氢原子处于能级向低能级跃迁的过程中，当由能级跃迁至能级时，放出光子能量最小，波长最长，对应的光子能量为
故填；
[3]氢原子由能级跃迁到能级时，辐射的光子能量为
由
解得光电子的最大初动能为
故填。
15. 若将一块质量为m的放射性碳-14带上木星，则该碳-14的半衰期_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。若碳-14元素的半衰期为T，经过4T后，剩余的碳-14质量为______。
【答案】 ①. 不变 ②. 0.0625m
【解析】
【详解】[1]半衰期与外部条件无关，将一块质量为m的放射性碳-14带上木星，则该碳-14的半衰期不变。
[2]若碳-14元素的半衰期为T，经过4T后，剩余的碳-14质量为
16. “祖冲之”研究小组用如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压与入射光频率，作出如图乙所示的图像，电子电荷量为e。
（1）实验时，图甲中极板A应连接电源的________极。
（2）由图乙中的实验数据可求出普朗克常量h＝________。
（3）若在发生光电效应的前提下，增大入射光的频率，图乙中a的值________，b的值________。（均填“增大”“不变”或“减小”）
【答案】（1）负 （2）
（3） ①. 不变 ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
本实验研究遏止电压与入射光频率之间的关系，所以需加反向电压，即图甲中极板A应连接电源的负极。
【小问2详解】
根据爱因斯坦光电效应
根据动能定理
整理得
所以图线的斜率为
解得
【小问3详解】
[1][2]根据可知，图乙中横截距为
所以a的值为截止频率，与入射光频率无关；纵截距为
所以b的值也与入射光频率无关。所以，增大入射光的频率，a的值和b的值都不变。
四、解答题（17题6分，18-20各8分）
17. 钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。设钻石的密度为，摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，请写出质量为的钻石所含有的分子数，推导钻石分子直径的表达式（计算时可认为组成钻石的分子是一个紧挨着一个的小球）。
【答案】，
【解析】
【详解】质量为m的钻石，所含分子数为
单个分子的体积为
根据
可得分子直径
18. 如图所示，用一轻弹簧连接活塞将汽缸竖直悬挂，汽缸的横截面积为，高度为，质量为，汽缸和活塞的厚度均忽略不计，其中密封一定质量的理想气体。已知汽缸和活塞由绝热材料制成，密封性良好，汽缸内壁光滑。外界大气压强，取重力加速度，开始时封闭气体的温度为，活塞到汽缸底部的距离为。求：
（1）开始时汽缸内密封气体的压强；
（2）对汽缸内气体缓慢加热，使活塞与汽缸口平齐，此时汽缸内密封气体温度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对汽缸，根据平衡条件
代入数据，解得
（2）对汽缸内气体缓慢加热，使活塞与汽缸口平齐，此过程中封闭气体的压强不变，根据盖—吕萨克定律有
其中
解得
19. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C。 已知状态A时的气体温度TA为300K，求：
（1）状态B时的气体温度；
（2）从状态A到状态C气体对外界做功大小。
【答案】（1）750K；（2）600J
【解析】
【详解】（1）过程压强一定，根据该吕萨克定律有
解得
TB=750K
（2）从状态A到状态C过程，气体体积增大，气体对外界做功，则气体对外界做功大小为
其中结合图像解得
20. 某地强风风速为14m/s，设空气密度为，若某风力发电机的风扇叶片长10m，当风通过风扇横截面时，其动能的20%将转化为电能，则该风力发电机的功率是多大？
【答案】
【解析】
【详解】依题意，可得内通过扇叶的风的质量为
风的动能为
发电机的功率为，时间为，由能量守恒定律可得
由题中数据可知
，
代入求得