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模块综合测评
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的4个选项中，
第1～7题只有一个选项符合要求，第 8～12题有多个选项符合要求。全选对的得 4分，
选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
1．下列说法正确的是( )
A.C的半衰期会随着周围环境温度的变化而改变
B．爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说
C．处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子
D．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了光子说
C [元素的半衰期由原子核内部因素决定，与外界温度无关；爱因斯坦为解释光
电效应提出了光子说；处于 n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率
的光子；普朗克为了解释黑体辐射，提出了能量子假说。]
2．根据玻尔理论，下列说法正确的是( )
A．原子处于定态时，虽然电子做变速运动，但并不向外辐射能量
B．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，电
势能的减少量等于动能的增加量
C．氢原子可以吸收小于使氢原子电离能量的任意能量的光子，因而轨道半径可以
连续增大
D．电子没有确定轨道，只存在电子云
A [根据玻尔理论中的定态假设可知，原子处于定态时，不向外辐射能量，A正确；
氢原子发生跃迁辐射光子，减少的电势能一部分转化为电子的动能，另一部分转化为
光子能量辐射出去，B错误；氢原子只能吸收等于能级差的能量的光子，轨道半径也
是一系列不连续的特定值，C、D错误。]
3．下列四幅图的有关说法中正确的是( )
A B
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂C D
A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的
B．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小的空间
范围
C．光电效应实验说明了光具有波动性
D．射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷
B [根据玻尔理论可以知道，电子绕原子核运动过程中是沿着特定轨道半径运动的，
A错误；根据卢瑟福的 α粒子散射实验现象，可以知道B正确；光电效应表明了光具
有粒子性，C错误；根据左手定则可以判断射线甲带负电，D错误。]
4．根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图所示。当某个He＋处在n＝
4的激发态时，由于跃迁所释放的光子最多有( )
A．1 B．2个 C．3个 D．6个
C [本题研究是某个He＋，若从n＝4到n＝1能级跃迁，则只放出一个光子；若从
n＝4能级跃迁到n＝2能级，可以从n＝2能级跃迁到n＝1能级，则有2个光子放出；
同理，若从n＝4能级先跃迁到n＝3能级，则还可从n＝3能级向n＝2能级跃迁，也
可从n＝2能级向n＝1能级跃迁，则放出3个光子，C正确。]
5．在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范
围如图甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的
关系如图丁所示，以下说法正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A．甲、乙为非晶体，丙是晶体
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂B．甲、乙为晶体，丙是非晶体
C．甲、丙为非晶体，乙是晶体
D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
D [由图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：甲、丙
有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲为多晶体，丙
为单晶体，故D正确。]
6．下列说法中正确的是( )
A．分子间的平均距离增大时，其分子势能一定增大
B．分子间的平均距离增大时，其分子势能一定减小
C．物体的体积增大时，其分子势能一定增大
D．0 ℃的水变成0 ℃的冰时，体积增大，分子势能减小
D [若分子间的平均距离在大于r (r 约为10－10 m)的范围内增大，由于分子间的作
0 0
用力表现为引力，分子间平均距离增大时，分子力对分子做负功，分子势能将增大。
若分子间的平均距离在小于r 的范围内增大，由于分子间的作用力表现为斥力，分子
0
间平均距离增大时，分子力对分子做正功，分子势能将减小，选项A、B错误；由于物
体的体积随分子间的平均距离的增大而增大，所以其分子势能随分子距离的变化，与
分子势能随物体的体积的变化规律相同，选项C错误；水在0 ℃～4 ℃的范围内温度
升高时，表现出反常膨胀的特性，温度升高，体积反而减小，0 ℃的冰体积最大，0 ℃
的水变成0 ℃的冰时，由于要放热，而且温度不变，所以水的分子势能减小，选项D
正确。]
7．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止。设
活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好。使缸内气体温度总
能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是( )
A．若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些
B．若外界大气压强增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大
C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
D．若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大
D [取活塞及汽缸为研究对象，其重力和弹簧弹力平衡，无论气体怎样变化，弹
力不变，其长度不变，A错误；p ＝p ＋，大气压强p 增大，气体压强变大，温度不
气 0 0
变，由玻意耳定律知气柱变短，即汽缸上底面离地高度变小，B错误；气体压强不变，
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂温度升高，根据盖—吕萨克定律知体积增大，气柱变长，知C错误，D正确。]
8．(多选)一定质量的某种气体自状态 A经状态C变化到状态B，这一过程如图所
示，则( )
A．在过程AC中，气体的压强不断变大
B．在过程CB中，气体的压强不断变小
C．在状态A时，气体的压强最大
D．在状态B时，气体的压强最大
AD [气体在过程A→C中发生等温变化，由pV＝C(恒量)可知，体积减小，压强
增大，故选项A正确；在C→B变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，
由＝C(恒量)可知，温度升高，压强增大，故选项B错误；综上所述，在A→C→B过程
中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故选项C错误，D正确。]
9．(多选)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质
子、中子、氘核的质量分别为m 、m 、m ，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若产
1 2 3
生的核能全部被γ光子带走。下列说法正确的是( )
A．核反应方程是H＋n→H＋γ
B．聚变反应中的质量亏损Δm＝m ＋m －m
1 2 3
C．辐射出γ光子的能量E＝(m －m －m )c2
3 1 2
D．γ光子的波长λ＝
BD [该核反应方程质量数不守恒，故A错误；聚变反应中的质量亏损 Δm＝m ＋
1
m －m ，故B正确；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能
2 3
量为E＝(m ＋m －m )c2，故C错误；根据E＝＝(m ＋m －m )c2，得光子的波长为λ
1 2 3 1 2 3
＝，故D正确。]
10．(多选)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应。核反应方程为
He＋He→Be＋γ。以下说法正确的是( )
A．该核反应为聚变反应
B．热核反应中有质量亏损
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂C．热核反应会放出巨大能量
D．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的
ABC [该核反应为聚变反应，故A正确；核反应中的裂变和聚变，都会有质量亏
损，都会放出巨大的能量，故B、C正确；核反应中质量数守恒，质量不守恒，故D
错误。]
11．(多选)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pT图像如图所示。下列判断正确的是( )
A．过程ab中气体一定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
AD [过程ab，理想气体等容变化，温度升高，理想气体的内能增大，气体一定吸
热，选项A正确；过程bc，理想气体等温变化，压强减小，容器壁单位面积、单位时
间内受到分子撞击的次数减小，而体积变大，气体对外做功，气体一定吸热，选项B
错误；过程ca，理想气体的压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体
做功，气体对外放出的热量大于外界对气体做的功，选项C错误；根据上述三过程可
知：在a、b、c三个状态中，状态a的温度最低，根据温度是分子平均动能的标志，可
知状态a分子的平均动能最小，选项D正确。]
12．(多选)下列说法正确的是( )
A.Th经过6次α衰变和4次β衰变后，成为稳定的原子核Pb
B．发现中子的核反应方程为Be＋He→C＋n
C．γ射线一般伴随着α或β射线而产生，在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，
电离能力最弱
D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，
电势能增大，原子能量减小
ABC [Th经过6次α衰变和4次β衰变后，质量数是：m＝232－6×4＝208，电荷
数：z＝90－2×6＋4＝82，成为稳定的原子核Pb，故A正确；发现中子的核反应方程
是Be＋He→C＋n，故B正确；γ射线一般伴随着α或β射线而产生，在这三种射线中，
γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C正确；根据玻尔理论可知，核外电子从半
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，氢原子的电势能增大，核外电子遵循：k＝，
据此可知电子的动能减小；再据能级与半径的关系可知，原子的能量随半径的增大而
增大，故D错误。]
二、非选择题(本大题共6小题，共52分)
13 ．(6分)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉
均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体
积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增
加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的顺序是________(填写步骤前面的数字)。
(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精
溶液有50滴。现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是 0.13
m2。由此估算出油酸分子的直径为________ m。(结果保留一位有效数字)
[解析] (1)在油膜法估测油酸分子的大小实验中，应先配制油酸酒精溶液，再往盘
中倒入水，并撒痱子粉，然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳
定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔将油膜形状描绘在玻璃板上，根据d＝计算。
(2)一滴油酸酒精溶液中含油酸体积V＝× m3，故
d＝≈5×10－10 m。
[答案] (1)④①②⑤③ (2)5×10－10 m
14．(8分)光电效应证明了光具有粒子性，图中光电管的K为阴极，A为阳极，理
想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。
(1)当开关S断开时，用光子能量为3.11 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数
不为零，闭合开关S，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.21 V时，电流表读
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂数仍不为零；当电压表读数大于或等于 1.21 V时，电流表读数为零。从上述实验数据
可知，此时光电子的最大初动能为________eV，该阴极材料的逸出功为________eV。
若增大入射光的强度，电流计的读数________(选填“为零”或“不为零”)。
(2)现将电源正、负极对调，闭合开关S，若光电管的阴极K用截止频率为ν的金属
铯制成，光电管阳极 A和阴极K之间的电压为U。用波长为λ的单色光射向阴极，产
生了光电流。已知普朗克常量为 h，电子电荷量为e，真空中的光速为c，则金属铯的
逸出功W ＝________，光电子到达阳极A的最大动能E ＝________。
0 k
[解析] (1)接通开关，当电压表读数大于或等于1.21 V时，电流表读数为零，光电
管的遏止电压为U ＝1.21 V，则光电子的最大初动能为 E ＝eU ＝1.21 eV，根据光电
c km c
效应方程得E ＝hν－W ，解得逸出功为W ＝hν－E ＝3.11 eV－1.21 eV＝1.90 eV。
km 0 0 km
若增大入射光的强度，而频率仍不变，则电流计的读数为零。
(2)金属铯的逸出功为W ＝hν，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能为E
0 km
＝h－W ＝h－hν
0
根据动能定理得eU＝E －E
k km
解得光电子到达阳极A的最大动能为E ＝eU＋E ＝eU＋h－hν。
k km
[答案] (1)1.21 1.90 为零 (2)hν eU＋h－hν
15．(8分)在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状
态变化过程：第一种变化是从状态 A到状态B，外界对该气体做功为6 J；第二种变化
是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9 J。图线AC的反向延长线过坐标
原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零。求：
(1)从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W 和其内能的增量ΔU ；
1 1
(2)从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量ΔU 及其从外界吸收的热量Q 。
2 2
[解析] (1)由题意知从状态A到状态C的过程，气体发生等容变化
该气体对外界做的功W ＝0
1
根据热力学第一定律有
ΔU ＝W ＋Q
1 1 1
内能的增量ΔU ＝Q ＝9 J。
1 1
(2)从状态A到状态B的过程，体积减小，温度升高
该气体内能的增量ΔU ＝ΔU ＝9 J
2 1
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂根据热力学第一定律有
ΔU ＝W ＋Q
2 2 2
从外界吸收的热量Q ＝ΔU －W ＝3 J。
2 2 2
[答案] (1)0 9 J (2)9 J 3 J
16．(8分)如图所示，哑铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成，容器竖直
放置。容器粗管的横截面积均为S ＝2 cm2，细管的横截面积为S ＝1 cm2，开始时粗、
1 2
细管内水银长度分别为h 、h2，h ＝h ＝2 cm。整个细管长为h＝4 cm。封闭气体长度
1 1 2
为L＝6 cm。大气压强为p ＝76 cmHg，气体初始温度为27 ℃。(T＝273 K＋t)
0
(1)若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少？
(2)若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中封闭气体长度 L仍为6 cm，封闭
气体的温度应为多少？
[解析] (1)封闭气体的初状态参量：p ＝p ＋ph ＋ph ＝80 cmHg，
1 0 1 2
V ＝LS ，T ＝(273＋27) K＝300 K
1 1 1
水银全部离开下面的粗管时，设水银进入上面的粗管中的高度为h
3
则h S ＋h S ＝hS ＋h S ，解得h ＝1 cm
1 1 2 2 2 3 1 3
此时封闭气体的压强为p ＝p ＋p ＋ph ＝81 cmHg
2 0 h 3
封闭气体体积为V ＝(L＋h )S
2 1 1
由理想气体状态方程得＝
代入数据解得T ＝405 K。
2
(2)再倒入同体积的水银，封闭气体的长度仍为6 cm，则此过程为等容变化。
封闭气体的压强p ＝p ＋2p(h ＋h )＝84 cmHg
3 0 1 2
由查理定律得＝
代入数据解得T ＝315 K。
3
[答案] (1)405 K (2)315 K
17．(10分)用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5 L，装入
药液后，药液上方空气体积为1.5 L。关闭阀门K。用打气筒B每次打进105 Pa的空气
250 cm3。假设整个过程温度不变，求：
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂(1)要使药液上方气体的压强为4×105 Pa，应打几次打气？
(2)当A中有4×105 Pa的空气后，打开阀门K可喷洒药液，直到不能喷洒时，喷雾
器剩余多少体积的药液？(忽略喷管中药液产生的压强)
[解析] (1)设原来药液上方空气体积为V，每次打入空气的体积为V ，打n次后压
0
强由p 变为p ，以A中原有空气和n次待打入A中的全部气体为研究对象，由玻意耳
0 1
定律得：p (V＋nV )＝p V，
0 0 1
故n＝＝＝18次。
(2)打开阀门K，直到药液不能喷出，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器内的
气体压强应等于外界大气压强，以A中气体为研究对象p V＝p V′，
1 0
V′＝＝×1.5 L＝6 L，
因此A容器中剩余药液的体积为7.5 L－6 L＝1.5 L。
[答案] (1)18次 (2)1.5 L
18．(12分)一个氘核(H)和一个氚核(H)聚变时产生一个中子(n)和一个α粒子(He)。
已知氘核的质量为m ，氚核的质量为m ，中子的质量为m ，α粒子的质量为m ，光
D T n α
速为c，元电荷为e。
(1)写出核反应方程，并求一个氘核和一个氚核聚变时释放的核能ΔE；
(2)反应放出的α粒子在与匀强磁场垂直的平面内做圆周运动，轨道半径为R，磁感
应强度大小为B。求α粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期T和等效电流I；
(3)1909年卢瑟福及盖革等用α粒子轰击金箔发现，绝大多数 α粒子穿过金箔后仍
沿原来的方向前进或只发生很小的偏转，但有些 α粒子发生了较大的偏转，个别就像
被弹回来了一样。卢瑟福认为“枣糕模型”中的电子不足以把 α粒子反弹回来，在经过
深思熟虑和仔细的计算后，他提出了原子的核式结构模型。以一个 α粒子以速度v与
原来静止的电子发生弹性正碰为例，通过计算说明为什么电子不能把 α粒子反弹回来
(已知α粒子的质量是电子质量的7 300倍)。
[解析] (1)核反应方程为H＋H→n＋He
反应释放的核能为
ΔE＝Δmc2＝(m ＋m －m －m )c2。
D T α n
(2)α粒子在匀强磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有
2evB＝m
α
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂又周期T＝
联立得α粒子在磁场中的运动周期T＝
由电流定义式可得环形电流I＝
联立得I＝。
(3)设电子的质量为m ，碰撞后α粒子的速度为v ，电子的速度为v。
e α e
取碰撞前α粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
m v＝m v ＋m v
α α α e e
由能量守恒定律得m v2＝m v＋m v
α α e
得v ＝v
α
因m ≫m ，≈1，所以v ≈v，即α粒子所受电子的影响是微乎其微的，不能被反
α e α
弹。
[答案] (1)H＋H→n＋He (m ＋m －m －m )c2 (2) (3)见解析
D T α n
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