2023-2024学年度高三物理开学测试考试卷
考试时间：90分钟；满分：100分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题：（每空4分，共10题，总分40分）
1．关于近代物理学的相关知识，下列说法正确的是（ ）
A．放射性元素发生衰变时所释放的电子来源于原子的核外电子
B．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
C．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
2．下列有关物理学史的说法错误的是（ ）
A．牛顿提出了万有引力定律，开普勒通过实验测出了万有引力常量
B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律
C．法拉第提出了电场的观点，并第一个用电场线描述电场
D．美国物理学家密立根测出了元电荷e的数值
3．诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了感光半导体电荷耦合器件（CCD）图像传感器，他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理，如图所示的电路可研究光电效应规律，图中标有A和K的为光电管，其中A为阳极，K为阴极，理想电流计μA可检测通过光电管的电流，理想电压表V用来指示光电管两端的电压.现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的示数逐渐减小，当滑片P滑至某一位置时，电流计的示数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V，现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是（ ）
A．光电管阴极材料的逸出功为6.0eV
B．若仅增大入射光的强度，则光电子的最大初动能变大
C．若用光子能量为9.0eV的光照射阴极K，同时把滑片P向左移动少许，电流计的示数一定不为零
D．若用光子能量为13.0eV的光照射阴极K，光电子的最大初动能为8.5eV
4．下列说法中正确的是（ ）
A．液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变
B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，这是因为液体内分子间有相互吸引力
C．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增大
D．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力
5．两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为，相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（ ）
A．在阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小
B．在阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
C．在时，分子势能最小，动能最大
D．在时，分子势能为零
6．关于布朗运动，下列说法中正确的是（ ）
A．液体分子的无规则运动是产生布朗运动的原因
B．阳光下飞舞的灰尘是布朗运动
C．布朗运动就是液体分子或气体分子的无规则运动
D．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动越明显
7．下列事例中，不是由于万有引力起决定作用的物理现象是（ ）
A．月亮总是在不停地绕着地球转动 B．地球周围包围着稠密的大气层，它们不会散发到太空去
C．潮汐 D．把许多碎铅块压紧，就成一块铅块
8．氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于n 3能级上，下列说法正确的是（ ）
A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出 2 种频率的光子
B．从n 3能级跃迁到n 4 能级需吸收0.66eV 的能量
C．n 3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV 的能量
D．从n 3能级跃迁到n 1能级比跃迁到n 2 能级辐射的光子频率低
9．如图所示，一定质量的理想气体，从图中A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态.，AB的反向延长线过O点，BC和DA连战与横轴平行，CD与纵轴平行，则下列判断正确的是（ ）
A．过程，气体放出热量
B．BC过程，气体体积增大
C．过程，气体压强减小的原因是气体分子数密度减小
D．整个过程，气体对外做的功大于外界对气体做的功
10．图甲是一定质量的某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线；图乙是两分子系统的势能与两分子间距离的关系曲线。下列说法正确的是 （ ）
A．甲：同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布
B．甲：气体在①状态下的内能小于②状态下的内能
C．乙：当大于时，分子间的作用力表现为引力
D．乙：在由变到的过程中分子力做负功
二、多选题（每空4分，共5分，总分20分）
11．如图为氢原子的能级图。一群氢原子处于的激发态上，根据玻尔的原子模型理论下列说法正确的是（ ）
A．原子从向的能级跃迁需要吸收能量
B．原子从向的能级跃迁后电子动能增大
C．原子向低能级跃迁只能发出2种不同频率的光子
D．原子至少需要吸收的能量才能发生电离
12．下列四幅图是与光电效应实验有关的图，则关于这四幅图的说法正确的是（ ）
A．图1中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角先变小后变大
B．图2中，同一频率的黄光越强，饱和光电流越大
C．图3中，图像的斜率为普朗克常量
D．由图4可知，E等于该金属的逸出功
13．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其图像如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．ab过程中气体一定吸热
B．bc过程中气体既不吸热也不放热
C．ca过程中外界对气体所做的功小于气体所放的热
D．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数相同
14．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
15．如图所示，活塞质量为m，汽缸质量为M，通过弹簧吊在空中，汽缸内封住一定质量的空气，汽缸内壁与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为，则（ ）
A．汽缸内空气的压强等于
B．汽缸内空气的压强等于
C．弹簧弹力的大小为
D．内外空气对活塞的作用力大小为
第II卷（非选择题）
三、填空题（每空1分，共8个空，总分8分）
16．的裂变方程为＋→＋Kr＋ 。
17．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为 ，方程式是衰变方程，其中X是 ，铀239（）衰变成钚239（）的核反应方程为
18．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 。
19．如图装置处于静止状态，水银柱高度均为 h=10mm，大气压强p0=760mm Hg，则封闭气体的压强p1= ；p2= 。
四、实验题（每空2分，共4个空，总分8分）
20．在“用油膜法估测分子大小”实验中，所用的酒精油酸溶液为1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液为100滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每一小方格的边长为1cm。
（1）该实验中的理想化假设有 。
A．将油酸形成的膜看成单分子层油膜
B．不考虑各油酸分子间的间隙
C．考虑了各油酸分子间的间隙
D．将油酸分子看成球形
（2）关于该实验的误差分析，下列正确的是 。
A．在配制溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致溶液的实际浓度比计算值小一些，这将导致油酸分子直径的测量值偏大
B．上午配制的溶液，放置到下午某班级物理课堂上做实验，将会导致油酸分子直径的测量值偏小
C．若痱子粉在浅水盘中撒的太多，将会导致油酸分子直径的测量值偏小
D．若在实验准备过程中浅水盘清洗得不干净，留有少量油酸残余，在接下来的实验中将会导致油酸分子直径的测量值偏大
（3）实验计得油膜所占小方格个数为125格，则油膜面积是 m2；油酸分子的直径是 m。
五、解答题：（每题6分，共4道题，总分24分）
21．已知汞的摩尔质量为，密度为，阿伏加德罗常数为，求：
（1）一个汞原子的质量；
（2）一个汞原子的体积；
（3）体积为V的汞中汞原子的个数。
22．用能量为12.75eV的光子照射一群处于基态的氢原子，已知氢原子的基态能量，普朗克常量，则：
（1）这群氢原子的光谱共有几条谱线？
（2）这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？
（3）这群氢原子发出的光子的最长波长是多少？
23．从1907年起，密立根就开始测量金属的遏制电压Uc与入射光的频率的关系，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法，我们利用图甲所示装置进行实验，得到某金属的图像如图乙所示，电子的电荷量e、图中和U1均已知，求：
（1）金属的逸出功W0；
（2）当入射光的频率为时，逸出光电子的最大初动能。
24．一定量的理想气体从状态A开始，经历A、B、C三个状态变化，其压强p与体积V的关系图像如图所示。已知状态A的温度为。
（1）求状态C的温度；
（2）类比直线运动中根据速度一时间图像求位移的方法，求过程，气体对外界做的功W；
（3）求过程中，气体从外界吸收的热量Q。
参考答案：
1．B
【详解】A．放射性元素发生衰变时所释放的电子来源于原子核内的一个中子转变成一个质子与一个电子，电子从核内释放，故A错误；
B．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故B正确；
C．比结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C错误；
D．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的核聚变反应，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故A错误；
B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律，故B正确；
C．法拉第提出了电场的观点，并第一个用电场线描述电场，故C正确；
D．美国物理学家密立根测出了元电荷e的数值，故D正确。
本题选错误的，故选A。
3．D
【详解】A．由题给电路图可知，图中所加电压为反向减速电压，根据题意可知遏止电压为6V，由
得
A错误；
B．增大入射光的强度，不会改变光电子的最大初动能，B错误；
C．若用光子能量为的光照射阴极K，则遏止电压为4.5V，滑片P向左移动少许，电流计的示数可能仍为零，C错误；
D．若用光子能量为的光照射阴极K，光电子的最大初动能
D正确。
故选D。
4．A
【详解】A．液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变，故A正确；
B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是液体表面张力原因，故B错误；
C．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而在干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果，故C错误；
D．玻璃板很难被拉开是由于分子引力和大气压的作用，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】A．在阶段，分子力表现为引力，F做正功，分子动能增大，势能减小。故A错误；
B．在阶段，分子间表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增加。故B错误；
CD．根据上面选项分析可知在时，分子势能最小，并且小于零，动能最大。故C正确；D错误。
故选C。
6．A
【详解】A．液体分子的无规则运动是产生布朗运动的原因，Ａ正确；
B．阳光下飞舞的灰尘的运动是受到重力以及气流的影响产生的无规则运动，不是布朗运动，B错误；
C．布朗运动就是液体或气体中悬浮颗粒的无规则运动，是液体分子或气体分子无规则运动的具体表现，C错误；
D．悬浮在液体中的微粒越大，液体分子撞击微粒的不平衡性越不明显，即布朗运动越不明显，D错误。
故选A。
7．D
【详解】A．月亮总是在不停地绕着地球转动，这是万有引力作用的结果，故A不符合题意；
B．地球周围包围着稠密的大气层，它们不会散发到太空去，这是地球与大气之间的万有引力作用的结果，故B不符合题意；
C．潮汐是地球上的海洋与月球及太阳之间的万有引力作用的结果，故C不符合题意；
D．把许多碎铅块压紧，就成一块铅块，这是铅分子之间的分子间作用力的结果，故D符合题意。
故选D。
8．B
【详解】A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出 种频率的光子，A错误；
B．从n 3能级跃迁到n 4 能级需吸收的能量为
B正确；
C．n 3能级的氢原子电离至少需要吸收的能量为
C错误；
D．从n 3能级跃迁到n 1能级比跃迁到n 2 能级辐射的能量高，故辐射的光子频率高，D错误。
故选B。
9．C
【详解】A．过程为等容变化过程，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，故A错误；
B．BC过程为等压过程，温度降低，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，故B错误；
C．过程为等温过程，气体压强减小，体积增大，由于分子平均动能不变，因此压强减小的原因是气体分子数密度减小，故C正确；
D．作出气体状态变化对应的图像，p-V图像与V轴围成的面积代表功，BC过程外界对气体做功，过程气体对外做功，可以确定整个过程气体对外做的功小于外界对气体做的功，故D错误。
故选C。
10．A
【详解】AB．图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，①状态下速率大的分子占据的比例较大，则说明①对应的平均动能较大，即气体在①状态下的内能大于②状态下的内能，故B错误，A正确；
CD．图乙中，当时，分子势能最小，此时分子力为0，则当时，分子间的作用力表现为引力，当时，分子间的作用力表现为斥力，在由变到的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故CD错误。
故选A。
11．BD
【详解】A．从高能级向低能级跃迁时，释放能量，故A错误；
B．根据行星模型，当原子跃迁到低能级后电子的轨迹半径减小，电场力做正功，故电势能减小，动能增大，故B正确；
C．一群氢原子处于的激发态上，向低能级跃迁可以发出种不同频率的光子，故C错误；
D．根据能级图可知氢原子处于能级的能量为，故要使其电离至少需要吸收的能量，故D正确。
故选BD。
12．ABD
【详解】A．图1中，先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，由于光电效应激发电子，锌板电荷量减少，所以验电器的张角会变小，等锌板电荷量为零时，验电器就无法张开，如果紫外线灯继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又增大，故A正确；
B．由图2可知，电压相同时，光照越强，饱和光电流越大，说明饱和光电流与光的强度有关，故B正确；
C．根据光电效应方程可得
根据动能定理可得
联立解得
可知图像的斜率为，故C错误；
D．根据光电效应方程可得
可知图线的纵轴截距为
可知E等于该金属的逸出功，故D正确。
故选ABD。
13．AC
【详解】A．过程图线的延长线过原点，根据查理定律
可知气体经历等容变化，对外界做功为零，而气体温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知气体一定吸热，故Ａ正确；
B．过程中气体经历等温变化，压强减小，根据玻意耳定律
可知气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体一定吸热，故B错误；
C．过程气中气体经历等压变化，温度降低，内能减小，根据盖—吕萨克定律
可知气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知外界对气体所做的功小于气体所放的热，故C正确；
D．b和c两个状态中，气体温度相同，分子平均动能相同，但b状态比c状态压强大，所以b状态下容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数比c状态多，故D错误。
故选AC。
14．CD
【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。
15．BC
【详解】AB．以汽缸为研究对象受力分析，由平衡条件得
解得汽缸内空气的压强等于
故A错误，B正确；
CD．以汽缸，缸内气体及活塞整体为研究对象，由平衡条件得弹簧弹力
以活塞为研究对象，由平衡条件得
则内外空气对活塞的作用力
故C正确，D错误。
故选BC。
16．
【详解】根据质量数与电荷数守恒有
235+1-141-92=3，92+0-56-36=0
即未知粒子是3个中子，即为。
17． 电子
【详解】[1] 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为
[2]根据电荷守恒和质量数守恒可得
可知X为电子；
[3]根据电荷守恒和质量数守恒可得铀239（）衰变成钚239（）的核反应方程为
18． 不变 0.0625m
【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
19． 750 mmHg 760 mmHg
【详解】[1][2]封闭气体的压强
p1=p0-ρgh=750mmHg
p2=p1+ρgh=760mmHg
20． ABD AB/BA
【详解】（1）[1]“用油膜法估测分子大小”的实验中，我们的实验依据是将油酸形成的膜看成单分子层油膜同时不考虑各油酸分子间的间隙以及将油酸分子看成球形。
故选ABD。
（2）[2]
A．在配置溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致溶液的实际浓度比计算值小一些，这将导致一滴溶液中纯油酸的体积测量值偏大，则油酸分子直径的测量值偏大，故A正确；
B．由于酒精具有挥发性，上午配制的溶液，放置到下午某班级物理课堂上做实验时，油酸的浓度增大，则浓度计算值偏小，这将导致一滴溶液中纯油酸的体积测量值偏小，则油酸分子直径的测量值偏小，故B正确；
C．若痱子粉在浅水盘中撒的太多，油酸将不能在潜水盘中充分散开，这将导致油膜面积测量值偏小，则油酸分子直径的测量值偏大，故C错误；
D．若在实验准备过程中浅水盘清洗得不干净，留有少量油酸残余，则会导致油膜面积测量值偏大，在接下来的实验中将会导致油酸分子直径的测量值偏小，故D错误。
故选AB。
（3）[3]实验计得油膜所占小方格个数为125格，则油膜面积为
[4]1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
21．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）一个汞原子的质量为
（2）一个汞原子的体积为
（3）体积为V的汞中汞原子的个数为
22．（1）6条；（2）；（3）
【详解】（1）处于基态的氢原子吸收光子后，被激发到的激发态，这群氢原子的能级如图所示，由图可以判断，这群氢原子可能发生的跃迁共有6种，所以它们的谱线共有6条。
（2）频率最大的光子能量最大，对应的跃迁能级差也最大，即从跃迁到发出的光子能量最大。根据玻尔假设，发出光子的能量
解得
（3）波长最长的光子能量最小，对应的跃迁能级差也最小。即从能级跃迁到能级，发光的光子的波长最长，根据
解得
23．（1）；（2）
【详解】（1）根据光电效应方程可知
结合图像信息可知当时，金属的逸出功
（2）由图可得图像的斜率
可得
根据
当时
24．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）A→C，由理想气体状态方程有
得
（2）由图像，，气体体积膨胀，气体对外做功气体对外做功
得
（3）由可得
即A、B两个状态温度相等，内能相等，由热力学第一定律有
可得，中，气体从外界吸收的热量为
