高中物理选修3-3、3-5试题汇编含答案.doc

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高三物理选修3-3、3-5试题汇编含答案

一、A．（选修模块3－3）（12分）

⑴关于下列现象的说法正确的是▲

模拟气体压强产生机理

丙

水黾停在水面上

丁

压紧的铅块会“粘”在一起

甲

油膜法测分子大小

乙

A．甲图说明分子间存在引力B．乙图在用油膜法测分子大小时，多撒痱子粉比少撒好

C．丙图说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关

S

A

B

D．丁图水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的浮力作用

⑵如图所示，两个相通的容器A、B间装有阀门S，A中充满气体，分子与分子之间存在着微弱的引力，B为真空。

打开阀门S后，A中的气体进入B中，最终达到平衡，整个系统与外界没有热交换，则气体的内能（选填“变小”、“不变”或“变大”），气体的分子势能（选填“减少”、“不变”或“增大”）。

⑶2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能。

假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10-6g的水分解为氢气和氧气。

已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3、摩尔质量M=1.8×10-2kg/mol，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1。

试求（结果均保留一位有效数字）：

①被分解的水中含有水分子的总数N；②一个水分子的体积V。

C．（选修模块3－5）（12分）

⑴下列说法正确的是

A．链式反应在任何条件下都能发生B．放射性元素的半衰期随环境温度的升高而缩短

E/eV

0

-0.54

-0.85

-13.6

1

2

3

4

5

∞

n

-3.40

-1.51

C．中等核的比结合能最小，因此这些核是最稳定的

D．根据E=mc2可知，物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系

⑵如图为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能

量不同的光子，其中频率最大的光子能量为eV，若用此光照射到逸出功为2.75eV的光电管上，则加在该光电管上的遏止电压为V。

⑶太阳和许多恒星发光是内部核聚变的结果，核反应方程

是太阳内部的许多核反应中的一种，其中为正电子，

ve为中微子，

①确定核反应方程中a、b的值；②略

二、A.（选修模块3－3）（12分）

⑴下列说法正确的是.

A．液晶既具有液体的流动性，又具有光学的各向异性

B．微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，布朗运动越明显

C．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果

D．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强一定减小

⑵如图，用带孔橡皮塞把塑料瓶口塞住，向瓶内迅速打气，在瓶塞弹出前，外界对气体做功15J，橡皮塞的质量为20g，橡皮塞被弹出的速度为10m/s，若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%，瓶内的气体作为理想气体。

则瓶内气体的内能变化量为▲J，瓶内气体的温度▲（选填“升高”或“降低”）。

⑶某理想气体在温度为0℃时，压强为2P0（P0为一个标准大气压），体积为0.5L，已知1mol理想气体标准状况下的体积为22.4L，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1。

求：

①准状况下该气体的体积；②气体的分子数（计算结果保留一位有效数字）。

C.（选修模块3－5）（12分）

⑴下列说法正确的是.

A．比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定

B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关

D．大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子

甲

U

I

O

乙

⑵用频率均为ν但强度不同的甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，（选填“甲”或“乙”）光的强度大。

已知普朗克常量为，被照射金属的逸出功为W0，则光电子的最大初动能为。

⑶1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”。

氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是。

经过m次衰变和n次衰变后变成稳定的。

①求m、n的值；

②一个静止的氡核（）放出一个粒子后变成钋核（）。

已知钋核的速率v=1106m/s，求粒子的速率。

三、A.（选修模块3－3）（12分）

（1）下列说法中正确的是▲

A．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力变小

B．布朗运动反映了悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动

C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的

D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度

（2）一定质量的某种理想气体分别经历下图所示的三种变化过程，其中表示等压变化的是▲（选填A、B或C），该过程中气体的内能▲（选填“增加”、“减少”或“不变”）．

V

O

A

1

2

T

O

B

1

2

T

V

O

C

1

2

（3）在一个大气压下，1g水在沸腾时吸收了2260J的热量后变成同温度的水蒸汽，对外做了170J的功，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，水的摩尔质量M=18g/mol．求：

水的分子总势能的变化量和1g水所含的分子数（结果保留两位有效数字）．

C．（选修模块3—5）（12分）

（1）下列关于原子结构和原子核的说法中不正确的是▲

A．卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型

B．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是射线

C．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能

D．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量

（2）根据玻尔模型，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出▲种不同频率的光；若由n=2能级向基态跃迁时发出的光恰好使某种金属发生光电效应，则由n=3能级向基态跃迁时发出的光▲（“能”或“不能”）使该金属发生光电效应。

（3）速度为v0的中子n击中静止的氮核N，生成碳核：

C和另一种新原子核X，已知C与X的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后C核与X的动量之比为2︰1。

①写出核反应方程式；

②求X的速度大小。

四、A．（选修模块3-3）（12分）

（1）（凤凰台百校联考A）下列说法中正确的是▲

（A）在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动

（B）随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小

（C）“第一类永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律

（D）一定量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变

（2）如图所示是一定质量的理想气体沿直线ABC发生状态变化的p-V图像．已知A→B的过程中，理想气体内能变化量为250J，吸收的热量为500J，则由B→C的过程中，气体温度▲（选填“升高”或“降低”），放出热量▲J．

（3）在1atm、0℃下，1mol理想气体的体积均为22.4L．若题

（2）中气体在C时的温度为27℃，求该气体的分子数（结果取两位有效数字）．阿伏伽德罗常数取6.0×1023mol-1．

C．（选修模块3-5）（12分）

（1）在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应

现象．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是▲

（A）单位时间内逸出的光电子数（B）反向截止电压

（C）饱和光电流（D）光电子的最大初动能

（2）电子俘获是指原子核俘获一个核外轨道电子，使核内一个质子转变为一个中子．一

种理论认为地热是镍58（）在地球内部的高温高压环境下发生电子俘获核反应生成钴57（Co）时产生的．则镍58电子俘获的核反应方程为▲；若该核反应中释放出的能量与一个频率为ν的光子能量相等，已知真空中光速和普朗克常量分别是c和h，则该核反应中质量亏损△m为▲．

（3）略

C.（选修模块3－5）（12分）

（1）下列说法正确的是

A．β射线的穿透能力比γ射线强B．电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性

C．的半衰期是1小时，质量为m的经过3小时后还有没有衰变

D．对黑体辐射的研究表明，温度越高，辐射强度极大值所对应的电磁波的频率不变

（2）氢原子的能级如图所示．氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁

所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的

逸出功为eV；用一群处n=4能级的氢原子向低能级

跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能

为eV．

（3）一静止的铀核（）发生α衰变转变成钍核（Th），已知放出的α粒子的质量为m，速度为v0，假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能．

①试写出铀核衰变的核反应方程；②求出铀核发生衰变时的质量亏损．（已知光在真空中的速度为c，不考虑相对论效应）

二、

三、

12A．（12分）⑴AC（4分）⑵不变（2分）增大（2分）

⑶①水分子数：

（2分）

②水的摩尔体积为：

水分子体积：

（2分）

12C．⑴D（4分）⑵12.75eV（2分）10V（2分）

⑶①a=1,b=2（2分）

②mv0=2mv（1分）（1分）

四、

①【答案解析】AC（4分，答案不全对得2分）。

根据液晶它具有流动性，各向异性的特点，A正确；但微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，它的运动状态不易改变，布朗运动赿不明显，B错；太空中水滴成球形，是液体表面张力所致，C正确；单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强不一定减小，可能不变，也可能增大。

（要看分子的总撞数目）。

D答案错；故本题选择AC答案。

【思路点拨】本题是分子动理论和气体性质基本考查题，只要理解了基本原理和物理概念，就不难判断此类题目了。

要求考生熟读课本，理解其含义。

本题考查选修3-3中的多个知识点，如液晶的特点、布朗运动、表面张力和压强的微观意义，都是记忆性的知识点难度不大，在平时的学习过程中加强知识的积累即可．

【答案解析】①4m=222－206，m=4（1分）86=82+2m－n，n=4（1分）

②由动量守恒定律得－=0（1分）=5.45×107m/s（1分）

【思路点拨】本题要根据衰变规律和方程中的反应前和反应后的质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒进行计算就不难得到答案。

这部分学习要求考生掌握核反应过程遵守的基本规律和反应过程。

【答案解析】5（2分）升高（2分）解析：

由题意可知，气体对外做功：

W对外=由题意可知，向瓶内迅速打气，在整个过程中，气体与外界没有热交换，即Q=0，则气体内能的变化量：

△U=W+Q=15J-10J+0=5J，气体内能增加，温度升高；

【思路点拨】本题考查了求气体内能的变化量、判断温度的变化，应用热力学第一定律即可正确解题．求解本题要由动能的计算公式求出橡皮塞的动能，然后求出气体对外做的功，再应用热力学第一定律求出气体内能的变化量，最后判断气体温度如何变化．

【答案解析】①由P1V1=P2V2得V2=1L（2分）

②由n=得n=个=3×1022个（2分）

解析：

：

（1）由题意可知，气体的状态参量：

p1=2P0，V1=0.5L，T1=273K，p2=P0，V2=？

，T2=273K，

气体发生等温变化，由玻意耳定律得：

p1V1=p2V2，即：

2P0×0.5L=P0×V2，解得：

V2=1L；

（2）气体分子数：

n=。

【思路点拨】要从两个方面分析：

（1）由理想气体状态方程可以求出气体在标准状况下的体积．

（2）求出气体物质的量，然后求出气体分子数．本题考查了求气体体积、气体分子数，应用玻意耳定律、阿伏伽德罗常数即可正确解题．

【答案解析】AB（4分，答案不全对得2分）由原子核结合能曲线图可知：

比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定，A正确；无论是否考虑能量量子化，我们都发现黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，B正确；放射性元素的半衰期与本身原子核内部结构有关，与外界因素无关，所以C的叙述错误；大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，种不同频率的光子，D错误；故本题选择AB答案。

【思路点拨】本题只要平时认真听课，熟读课本，理解原子核结合能、黑体辐射、放射性元素半衰期和波尔理论，就不难判定本题答案。

【答案解析】甲（2分）h－W0（2分）。

根据光的强度与电流成正比，由图就可知道：

甲的光的强度大；由爱因斯坦的光电效应方程可得：

。

【思路点拨】本题是物理光学—光电效应实验I—U图线，在识图时，要知道光的强度与光的电流成正比（在达到饱和电流之前），然后根据爱因斯坦光电效应方程列式即可得出最大初动能表达式。

选修模块3-3（12分）

12．（4分）（2015•盐城一模）如图所示，把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就变钝了，产生这一现象的原因是（　　）

　A．玻璃是非晶体，熔化再凝固后变成晶体

　B．玻璃是晶体，熔化再凝固后变成非晶体

　C．熔化的玻璃表面分子间表现为引力使其表面绷紧

　D．熔化的玻璃表面分子间表现为斥力使其表面扩张

【考点】：

*晶体和非晶体．

【分析】：

细玻璃棒尖端放在火焰上烧溶后尖端变成球形，是表面张力；

【解析】：

解：

A、B、玻璃是非晶体，熔化再凝固后仍然是非晶体．故AB错误；

C、D、细玻璃棒尖端放在火焰上烧溶后尖端变成球形，是表面张力的作用，因为表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，而体积相同情况下球的表面积最小，故呈球形．故C正确，D错误．

故选：

C

【点评】：

本题关键是理解玻璃在熔化的过程中的现象的特定和本质，注意学习时的记忆与区别．

13．（4分）（2015•盐城一模）一定质量的理想气体压强p与热力学温度T的关系如图所示，AB、BC分别与p轴和T轴平行，气体在状态C时分子平均动能　大于　（选填“大于”、“等于”或“小于”）A状态时分子平均动能，气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，对外做的功为W，内能增加了△U，则此过程气体吸收的势量为　W+△U　．

【考点】：

理想气体的状态方程；热力学第一定律．

【分析】：

由理想气体状态方程分析温度变化；则可得出分子平均动能的变化．

气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，应用热力学第一定律△U=W+Q求解．

【解析】：

解：

由图可知，C点的温度最高；因温度是分子平均动能的标志；故C点时分子平均动能大于A状态时的分子平均动能；

由热力学第一定律可知，气体对外做功；则有：

△U=﹣W+Q；则Q=W+△U；

故答案为：

大于；W+△U

【点评】：

本题考查了理想状态方程的应用和热力学第一定律的应用，要注意明确各物理量的正负意义．

选修模块3-5（12分）

18．（2015•盐城一模）下列的四位物理学家，他们对科学发展作出重大贡献，首先提出了能量子概念的物理学家是（　　）

　A．

爱因斯坦B．

普朗克C．

汤姆生D．

贝克勒尔

【考点】：

物理学史．

【分析】：

本题考查物理学史，是常识性问题，根据各个科学家的成就进行解答．

【解析】：

解：

首先提出了能量子概念的物理学家是普朗克，不是爱因斯坦、汤姆生和贝克勒尔．故B正确．

故选：

B．

【点评】：

对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．

19．（2015•盐城一模）一个轴核（U）放出一个α粒子后衰变成钍核（Th），其衰变方程为　U→Th+He　；已知静止的铀核、钍核和α粒子的质量分别为m1、m2和m3，真空中光速为c，上述衰变过程中释放出的核能为　（m1﹣m2﹣m3）c2　．

【考点】：

原子核衰变及半衰期、衰变速度．

【分析】：

根据电荷数和质量数守恒写出衰变方程；

根据爱因斯坦质能方程计算释放的核能．

【解析】：

解：

根据电荷数和质量数守恒得到衰变方程为：

U→Th+He

根据爱因斯坦质能方程：

E=△mc2=（m1﹣m2﹣m3）c2

故答案为：

U→Th+He；（m1﹣m2﹣m3）c2．

【点评】：

本题考查了衰变方程的书写和爱因斯坦质能方程的应用，核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒，要注意元素左上角为质量数，左下角为电荷数，二者之差为中子数．

20．（2015•盐城一模）质量为m的小球A，在光滑的水平面上以速度v0与质量为3m的静止小球B发生正碰，碰撞后小球A被弹回，其速度变为原来的，求碰后小球B的速度．

【考点】：

动量守恒定律．

【分析】：

两球碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可以求出碰撞后B的速度．

【解析】：

解：

两球碰撞过程系统动量守恒，以碰撞前A的速度方向为正方向，

由动量守恒定律得：

mv0=m（﹣v0）+3mv，

解得：

v=v0，

答：

碰后B的速度为v0．

【点评】：

本题考查了求小球的速度，分析清楚运动过程，应用动量守恒定律即可正确解题．

15．[物理——选修3-3]（15分）

（1）（6分）下列说法正确的是。

（填正确答案标号，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A．理想气体等温膨胀时，内能不变

B．扩散现象表明分子在永不停息地运动

C．分子热运动加剧，则物体内每个分子的动能都变大

D．在绝热过程中，外界对物体做功，物体的内能一定增加

E．布朗运动反映了悬浮颗粒内部的分子在不停地做无规则热运

（2）（9分）如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为的密闭活塞，活塞导热，活塞绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分。

初状态整个装置静止不动处于平衡，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为，温度为。

设外界大气压强为保持不变，活塞横截面积为，且，环境温度保持不变。

求：

在活塞上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞下降的高度；

‚在的前提下，若只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞回到初始位置．此时Ⅱ气体的温度。

15．[物理——选修3-3]（15分）

【答案】

（1）ABD

（2）0.4l00.5T0

【解析】

试题分析：

（1）温度是内能的量度,理想气体等温膨胀时，内能不变，A对；扩散现象表明分子在永不停息地运动，B对；分子热运动加剧，分子的平均动能增大，并不是物体内每个分子的动能都变大，C错；在绝热过程中，外界对物体做功，物体的内能一定增加，D对；布朗运动反映的是液体分子的永不停息的无规则运动，并不是组成固体小颗粒的分子的无规则运动，E错。

（2）初状态，Ⅰ气体压强

Ⅱ气体压强

添加铁砂后，Ⅰ气体压强

Ⅱ气体压强

根据波意耳定律，Ⅱ气体等温变化：

活塞下降的高度解得：

Ⅰ气体等温变化：

只对Ⅱ气体加热，Ⅰ气体状态不变，所以当活塞回到原来位置时，Ⅱ气体高度

根据理想气体状态方程：

解得：

[物理——选修3-5]（15分）

（1）。

（6分）在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。

下列表述符合物理学史实的是。

（填正确答案标号，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A.普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论

B.爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说

C.卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型

D.贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的

E.玻尔大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性

（2）（9分）一质量为的子弹以某一初速度水平射入置于光滑水平面上的木块并留在其中，与木块用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，开始弹簧处于原长，如图所示。

已知弹簧被压缩瞬间的速度，木块、的质量均为。

求：

子弹射入木块时的速度；

‚弹簧被压缩到最短时弹簧的弹性势能。

【答案】

（1）ABC

（2）b

【解析】

试题分析：

（1）普朗克为了对于当时经典物理无法解释的“紫外灾难”进行解释，第一次提出了能量量子化理论，A正确；爱因斯坦通过光电效应现象，提出了光子说，B正确；卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故正确；贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核有复杂的结构，但没有发现质子和中子，D错；德布罗意大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，E错。

（2）以子弹与木块A组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

解得：

。

弹簧压缩最短时，两木块速度相等，以两木块与子弹组成的系统为研究对象，以木块

的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

解得：

由机械能守恒定律可知：

。

1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、

静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”。

氡的放射性同

位素有27种，其中最常用的是。

经过m次衰变和n次衰

变后变成稳定的。

①求m、n的值；

②一个静止的氡核（）放出一个粒子后变成钋核（）。

已知钋

核的速率v=1106m/s，求粒子的速率。

1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、

静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”。

氡的放射性同

位素有27种，其中最常用的是。

经过m次衰变和n次衰

变后变成稳定的。

①求m、n的值；

②一个静止的氡核（）放出一个粒子后变成钋核（）。

已知钋

核的速率v=1106m/s，求粒子的速率。

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