精品解析：浙江宁波市2025-2026学年高二下学期6月期末物理试题

宁波市2025学年第二学期期末考试 高二物理试卷 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生须知： 1.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卡规定的位置上。在答题卡上框内答题，并按答题卡上要求答题。 2.可能用到的相关参数：若无特别说明，重力加速度均取。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列电磁波中，具有很强穿透本领，且可以帮助医生判断人体组织是否发生病变的是（　　） A. 红外线 B. 可见光 C. 紫外线 D. 射线 2. 宁波方太集团于2026年发布了全球首款厨房机器人。如图所示，一台准备炒菜的机器人用机械手握着锅铲，处于静止状态，下列说法正确的是（ ） A. 研究炒菜动作时可以把机械手视为质点 B. 机械手对锅铲的合力方向沿锅铲柄向上 C. 锅铲柄受到的弹力是机械手发生形变而产生的 D. 机械手对锅铲的弹力大小与锅铲的重力大小相等 3. 下列说法正确的是（ ） A. 电容器充电过程中，极板间的电场强度增大 B. 相对论和量子力学彻底否定了牛顿力学的结论 C. 所有符合能量守恒定律的宏观过程都能自发进行 D. 振荡电路的周期与电容成正比，与电感成反比 4. 一静止的镭核衰变后产生氡核和粒子，并释放出光子。已知、和粒子的质量分别为、和，真空中的光速为。下列说法正确的是（　　） A. 粒子是中子 B. 光子的能量为 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 和粒子的总动量与光子的动量等大反向 5. 如图所示为某卫星的运行轨道示意图。卫星在半径为的圆轨道1上绕地球做匀速圆周运动，在点加速后进入椭圆轨道2，在轨道2的远地点再次加速后进入半径为的圆轨道3.不计空气阻力，则（ ） A. 卫星在轨道2上运行时，经过点的速度比经过点时小 B. 卫星在轨道2上从点运行到点，机械能逐渐变小 C. 卫星在轨道1与轨道3上运行时的加速度大小之比为 D. 卫星在轨道2与轨道3上运行时的周期之比为 6. 开启手机上的phyphox软件，将质量为m的手机从沙发上方静止释放，软件记录了手机在立体空间内三个相互垂直方向（其中一个为竖直方向）上的加速度、和，数值如表所示。下列说法正确的是（　　） 编号 时间 加速度 加速度 加速度 1 1.520383042 0.436571686 -1.538132297 -0.929692086 2 1.570333042 0.303128394 -9.228145413 0.105811214 3 1.630274042 0.430278108 -9.762202922 -0.179560391 4 1.780323041 0.287166025 -9.809893397 0.0862055 5 1.860303041 0.347918614 -9.792590408 -0.015030853 6 2.029878042 1.751766606 -9.236151917 -2.406462532 7 2.109798042 -23.53629197 141.4503213 0.320081847 8 2.339570042 -2.385741754 -9.065119193 7.792278491 A. 加速度表示竖直方向的加速度 B. 从编号1到编号6过程中，手机做自由落体运动 C. 在编号7时刻沙发对手机的弹力大于手机所受重力 D. 在编号8时刻手机受到的合力大小可用表示 7. 如图1所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子跃迁时会发出不同频率的光，将这些光分别照射到图2中的光电管阴极K上时，只有2种频率的光能产生光电流，则（ ） A. 这些氢原子可产生3种不同频率的光 B. 该光电管阴极K的逸出功为13.60 eV C. 闭合开关，滑片P向a端滑动时，微安表示数增大 D. 这两种光照射后对应产生的光电子的最大初动能之差为0.66 eV 8. 如图所示是一个由半径为的透明半球体和底面半径为、高为的透明圆柱体构成的组合体（材料相同），圆柱体轴线上装有与等长的发光灯丝（视为线光源）。已知灯丝发出的红光在组合体内的折射率为，若不考虑组合体内的光的反射，则（　　） A. 点处灯丝发出的红光都能直接从圆柱体侧面全部射出 B. 中点处灯丝发出的红光能直接从组合体内射出的最长时间为 C. 有长度为的灯丝发出的红光能直接从半球面和圆柱体侧面全部射出 D. 若灯丝发出蓝光，则半球面和圆柱体侧面会有一些区域没有蓝光直接射出 9. 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为，且不计空气对光的吸收。已知普朗克常量，则眼睛在暗处能看到这个光源的最远距离的数量级为（ ） A. B. C. D. 10. 磁透镜能将平行入射的粒子聚焦。某磁透镜是一个底面半径为、长为的圆柱体，简化原理如图1所示，以磁透镜左底面的圆心为原点建立坐标系，其内部磁场是一系列同心圆形磁场，沿着轴正方向看磁感线方向如图2所示，且某点的磁感应强度大小与该点到轴的距离成正比，即（为常数）。现有一束均匀分布的、速度大小为的电子，垂直于整个底面射入，因电子速度很大，射入后该速度可视为不变。磁透镜右底面上有一块圆心在轴上、半径为的圆形薄收集板Q。已知质量为的物体做简谐运动的周期与回复力常量的关系为，电子质量为，元电荷为，下列说法正确的是（ ） A. 电子在平面内沿半径方向朝圆心做匀加速直线运动 B. 电子在磁透镜中聚焦到轴上的最短时间为 C. 电子在磁透镜中聚焦到轴上的点到点的最短距离为 D. 若，则能收集到的电子数占从射入的总电子数的比例为 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 11. 下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，酱油的色素分子进入蛋清内是因为色素分子在做布朗运动 B. 图乙中，玻璃蒸发皿中的水银液滴呈椭球状是因为水银不浸润玻璃 C. 图丙中，燃气灶上点火器的放电电极呈钉尖形是利用尖端放电原理 D. 图丁中，仅增大两D形盒间的加速电压，粒子获得的最大动能将增大 12. 如图所示，在水平纸面内的等边三角形的三个顶点上各有一个垂直于纸面方向振动的波源、和，各波源的振动周期均为，振幅分别为、和。为波源和连线的中垂线，为三角形的中心。时刻三个波源同时垂直纸面向上振动，已知三角形的边长等于波长的3倍，则（ ） A. 点起振方向为垂直纸面向下 B. 点的振动周期为 C. 点的振幅为 D. 点在时间内经过的路程为 13. 如图所示，在磁感应强度为、半径为的圆形匀强磁场区域内，有一形状可变的闭合软导体，虚线为圆形磁场的直径，可绕磁场边缘以速率做匀速圆周运动（、始终为直线）。从、两点引出两条导线与理想变压器的原线圈相连，变压器的原线圈两端接有理想电压表，副线圈连有电路，其中小灯泡与电容器串联，小灯泡、的阻值均为（视为不变），理想变压器原、副线圈的匝数比为，不计导体框电阻。则（ ） A. 理想电压表的示数为 B. 当运动到最高点时，导体框产生的电动势为 C. 运动一周，小灯泡产生的焦耳热为 D. 增大做匀速圆周运动的速率，小灯泡变暗、变亮 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 对以下四幅图的说法中正确的是（ ） A. “用单摆测量重力加速度”实验中，图甲中操作是在测量单摆的摆长 B. “测量玻璃的折射率”实验中，图乙中插大头针D时只需挡住大头针C C. “研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中，图丙中撞针插入橡皮泥的过程中系统机械能守恒 D. “利用传感器制作简单的门窗磁控防盗报警装置”实验中，图丁中门打开时干簧管中的两簧片断开 15. 某实验小组利用力传感器和分体式位移传感器A、B来测量弹簧的劲度系数。实验装置如图1所示，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，下端挂上一个力传感器和位移传感器A的组合体，在传感器A正下方桌面上固定位移传感器B，弹簧下端到传感器A下端面的高度差为。现用手扶住组合体使其保持竖直状态，逐渐向下拉动，力传感器实时记录组合体移到不同位置时的弹力大小、位移传感器实时记录传感器A下端面到传感器B上端面的距离，实验数据如下表所示。（结果均保留两位有效数字） 实验序号 1 2 3 4 5 6 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 18.96 16.78 14.69 12.16 10.01 7.62 （1）以为横坐标，为纵坐标，作出图像如图2，可知弹簧的劲度系数为______； （2）组合体的重力对劲度系数的测量结果______（选填“有影响”或“无影响”）； （3）在本实验中将传感器A的下端面正对着传感器B的上端面竖直向下拉动的过程中，力传感器可以记录到的最大值为______N； （4）未挂组合体时，弹簧下端到传感器B上端面的距离为______cm。 16. 如图1所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验装置图。 （1）实验中发现干涉条纹有些模糊，应______（选填“左右”“前后”或“上下”）调节拨杆； （2）将测量头分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐，测量头上的示数如图2所示，其读数为______mm，然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上的示数为，则相邻两条亮条纹间的距离为______（用、表示）； （3）为了更好地测量单色光的波长，实验小组利用大光斑的强激光和双缝的组合进行实验，通过控制变量法，改变光的颜色或双缝间距分别在同一光屏上获得三组干涉条纹，如图3所示，从上到下依次为紫光照射间距为的双缝、红光照射间距为的双缝、红光照射间距为的双缝获得的干涉条纹。已知实验中红光的波长为，，根据干涉条纹间距可以估算出紫光的波长为______m，______mm。 17. 如图所示，在竖直放置且固定的圆柱形容器内用质量为的活塞密封一部分理想气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为，将整个装置放在大气压恒为的空气中。开始时，容器内气体为状态，温度为，活塞与容器底的距离为；当容器内气体从外界吸收热量活塞缓慢上升后再次平衡，此时容器内气体为状态；从状态到过程中，容器内气体吸收的热量为。重力加速度为。 （1）从状态到过程中，容器内气体对外做______功（选填“正”或“负”），容器内壁单位面积上受到的压力______（选填“增大”“不变”或“减小”）； （2）求容器内气体在状态时的温度； （3）求从状态到过程中的容器内气体内能的变化量，并指出是增加还是减少？ 18. 如图所示，圆弧轨道与水平轨道平滑连接，在点处连接一半径的竖直圆轨道，圆轨道最高点为，最低点与略微错开且与水平轨道平滑连接，在点右侧连接一段长的水平传送带，距离点下方处有一足够长的水平面。现有一质量的小滑块（可视为质点），从圆弧轨道上距水平轨道高度为处由静止释放，已知滑块与传送带间的动摩擦因数，不计其余摩擦和传送带转轮大小。 （1）若，求滑块经过竖直圆轨道最低点时对轨道的压力的大小； （2）若传送带静止，滑块能滑上传送带但不能冲出传送带右端点，求的取值范围； （3）若传送带以的速率顺时针转动，在滑块能从点抛出的情况下，求滑块落到水平面上的水平位移与滑块进入传送带左端点的速度之间的关系。 19. 放射性元素镅发生衰变后产生镎，同时释放出波长的光子，放出的光子在水平向右运动的过程中与一处于同一竖直平面内的静止质子发生碰撞，碰撞后光子的运动方向变为竖直向上，波长变为，如图所示，随后质子恰好从点进入轴右侧空间，该空间存在方向垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。已知质子质量，元电荷，普朗克常量，不计质子重力。 （1）写出镅发生衰变的核反应方程； （2）求碰撞前光子的动量以及撞击后质子的速度大小； （3）求质子在磁场中运动时离轴的最远距离； （4）若质子在磁场中运动时由于受到阻力作用，质子最终停在轴上，已知阻力大小与速率满足关系，方向始终与速度方向相反，求的值。 20. 为了模拟月球的微重力环境，某兴趣小组设计了一个可定量控制超重与失重的升降装置，从而在升降台中模拟月球的微重力环境。装置的简化原理图如图所示，和是两根互相平行、竖直放置的足够长的光滑金属导轨，导轨间距，是一根固定有绝缘升降台的导电动力杆，动力杆始终与导轨垂直且与导轨接触良好，动力杆和升降台的总质量。导轨上端接有一单刀双掷开关S，S接1时，导轨与电源E和阻值的电阻相连，S接2时，导轨与电容器C相连。整个装置处于沿水平方向向里的匀强磁场中，磁感应强度大小。初始时动力杆位于导轨底部，调节电源E的输出电压为。已知月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，不计导轨和动力杆的电阻。 （1）为了实现动力杆能从底部上升，电源正极是“左端”还是“右端”；将开关S接1，求动力杆上升的最大速度； （2）当动力杆上升的速度达到最大后，调节电源E的输出电压，使升降台向上做匀减速运动来体验月球的微重力环境（即升降台内质量为 的物体所受到的支持力为），求该过程中流过动力杆的电流大小；若以升降台匀减速上升过程的初始时刻为0时刻，求电源的输出电压与上升时间的关系； （3）为节约能源，当升降台上升到最高点时，将S接2，动力杆由静止下降后，对电容器充电，若要在下降过程中仍能模拟第（2）问中的月球的微重力环境，求电容的大小； （4）在第（3）问中，当升降台下降过程中电容器存储的能量等于第（2）问中升降台匀减速上升整个过程中电源消耗的电能的时，求此时升降台下降速度的大小。（不考虑给电容器充电过程中的能量辐射） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 宁波市2025学年第二学期期末考试 高二物理试卷 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生须知： 1.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卡规定的位置上。在答题卡上框内答题，并按答题卡上要求答题。 2.可能用到的相关参数：若无特别说明，重力加速度均取。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列电磁波中，具有很强穿透本领，且可以帮助医生判断人体组织是否发生病变的是（　　） A. 红外线 B. 可见光 C. 紫外线 D. 射线 【答案】D 【解析】 【详解】A．红外线的主要特性是热效应显著，常用于加热、红外遥感、夜视仪等，穿透本领不强，不能用于医学透视，故A错误； B．可见光就是人眼能看到的电磁波，无法穿透人体内部组织，不能直接用于检查内部病变，故B错误； C．紫外线的主要作用是荧光效应和杀菌消毒，能量较高但穿透本领很弱，连普通玻璃都难以穿透，更不能用于人体内部检查，故C错误； D．射线频率极高（波长极短），具有很强的穿透能力，能够穿透肌肉等软组织，但被骨骼等高密度组织吸收较多。利用这一特性，在医学上可用于光透视，帮助医生判断人体组织是否发生病变，故D正确。 故选D。 2. 宁波方太集团于2026年发布了全球首款厨房机器人。如图所示，一台准备炒菜的机器人用机械手握着锅铲，处于静止状态，下列说法正确的是（ ） A. 研究炒菜动作时可以把机械手视为质点 B. 机械手对锅铲的合力方向沿锅铲柄向上 C. 锅铲柄受到的弹力是机械手发生形变而产生的 D. 机械手对锅铲的弹力大小与锅铲的重力大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．研究炒菜动作时，机械手的形状、大小和各部分运动不能忽略，因此不能将机械手视为质点，故A错误； B．锅铲静止，受力平衡，机械手对锅铲的合力需要平衡锅铲的重力，因此合力方向为竖直向上，不是沿锅铲柄向上，故B错误； C．弹力的本质是施力物体发生弹性形变后对受力物体产生的作用力，锅铲柄受到的弹力的施力物体是机械手，因此弹力是机械手形变产生的，故C正确； D．锅铲静止时，机械手对锅铲的弹力和摩擦力的合力才与锅铲重力大小相等，弹力仅为总作用力的一个分力，大小不一定等于重力，故D错误。 故选C。 3. 下列说法正确的是（ ） A. 电容器充电过程中，极板间的电场强度增大 B. 相对论和量子力学彻底否定了牛顿力学的结论 C. 所有符合能量守恒定律的宏观过程都能自发进行 D. 振荡电路的周期与电容成正比，与电感成反比 【答案】A 【解析】 【详解】A．电容器充电时，极板带电量增大，电容器自身电容由极板结构决定保持不变，由可知极板间电压升高，再结合匀强电场场强与电压关系（为极板间距），可得极板间电场强度随充电过程增大，故A正确； B．牛顿力学是相对论、量子力学在宏观低速场景下的近似理论，相对论和量子力学并未彻底否定牛顿力学的结论，故B错误； C．宏观过程自发进行需要同时满足能量守恒定律和热力学第二定律（宏观自发过程具有方向性，总熵不减小），例如热量从低温物体转移到高温物体的过程符合能量守恒，但无法自发发生，故C错误； D．LC振荡电路的周期公式为，可知周期与、均成正比，并非与成正比、与成反比，故D错误。 故选A。 4. 一静止的镭核衰变后产生氡核和粒子，并释放出光子。已知、和粒子的质量分别为、和，真空中的光速为。下列说法正确的是（　　） A. 粒子是中子 B. 光子的能量为 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 和粒子的总动量与光子的动量等大反向 【答案】D 【解析】 【详解】由题，核反应方程为 A．核反应满足电荷数、质量数守恒，粒子的电荷数为，质量数为，为粒子（），不是中子，故A错误； B．衰变总质量亏损，释放的总核能为，这部分能量会转化为氡核、粒子的动能和光子的能量，因此光子能量小于 选项中表达式，为负值，故B错误； C．衰变过程释放能量，说明生成物氡核比反应物镭核更稳定，而比结合能越大原子核越稳定，因此镭的比结合能小于氡的比结合能，故C错误； D．衰变前镭核静止，系统总动量为0，根据动量守恒定律，衰变后氡核、粒子和光子的总动量，因此氡核和粒子的总动量与光子的动量等大反向，故D正确。 故选D。 5. 如图所示为某卫星的运行轨道示意图。卫星在半径为的圆轨道1上绕地球做匀速圆周运动，在点加速后进入椭圆轨道2，在轨道2的远地点再次加速后进入半径为的圆轨道3.不计空气阻力，则（ ） A. 卫星在轨道2上运行时，经过点的速度比经过点时小 B. 卫星在轨道2上从点运行到点，机械能逐渐变小 C. 卫星在轨道1与轨道3上运行时的加速度大小之比为 D. 卫星在轨道2与轨道3上运行时的周期之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律，卫星在椭圆轨道上运行时，近地点速度大于远地点速度。A是轨道2的近地点，B是远地点，因此，故A错误； B．卫星在轨道2运行时，不计空气阻力，只有地球引力做功，机械能守恒，故B错误； C．由万有引力提供加速度有 可得 因此加速度之比​​ ，故C正确； D．轨道2是椭圆，其半长轴 轨道3是圆，半径为​，根据开普勒第三定律有 可得 解得，故D错误。 故选C。 6. 开启手机上的phyphox软件，将质量为m的手机从沙发上方静止释放，软件记录了手机在立体空间内三个相互垂直方向（其中一个为竖直方向）上的加速度、和，数值如表所示。下列说法正确的是（　　） 编号 时间 加速度 加速度 加速度 1 1.520383042 0.436571686 -1.538132297 -0.929692086 2 1.570333042 0.303128394 -9.228145413 0.105811214 3 1.630274042 0.430278108 -9.762202922 -0.179560391 4 1.780323041 0.287166025 -9.809893397 0.0862055 5 1.860303041 0.347918614 -9.792590408 -0.015030853 6 2.029878042 1.751766606 -9.236151917 -2.406462532 7 2.109798042 -23.53629197 141.4503213 0.320081847 8 2.339570042 -2.385741754 -9.065119193 7.792278491 A. 加速度表示竖直方向的加速度 B. 从编号1到编号6过程中，手机做自由落体运动 C. 在编号7时刻沙发对手机的弹力大于手机所受重力 D. 在编号8时刻手机受到的合力大小可用表示 【答案】C 【解析】 【详解】A．自由下落阶段（编号2~6）数值接近，与重力加速度大小接近，说明是竖直方向的加速度，数值很小为水平方向加速度，故A错误； B．自由落体运动要求加速度仅为竖直方向的重力加速度，水平方向加速度为0，但编号1~6的时刻、均不为0，说明受其他力作用，不是自由落体运动，故B错误； C．编号7时刻竖直方向加速度，方向向上，由牛顿第二定律，得，即沙发对手机的弹力大于重力，故C正确； D．合力大小为合加速度乘以质量，合加速度，故合力，不能仅用表示，故D错误。 故选C。 7. 如图1所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子跃迁时会发出不同频率的光，将这些光分别照射到图2中的光电管阴极K上时，只有2种频率的光能产生光电流，则（ ） A. 这些氢原子可产生3种不同频率的光 B. 该光电管阴极K的逸出功为13.60 eV C. 闭合开关，滑片P向a端滑动时，微安表示数增大 D. 这两种光照射后对应产生的光电子的最大初动能之差为0.66 eV 【答案】D 【解析】 【详解】A．大量处于能级的氢原子跃迁时会发出不同频率的光，有种不同频率的光，故A错误； B．只有2种频率的光能产生光电流，可知这2种频率的光对应的能级差为到和到，对应的光子能量为和，根据 可得该光电管阴极K的逸出功一定小于，故B错误； C．闭合开关，滑片P向a端滑动时，a端的电势小于点，可知此时阴极K电势高，此时加反向电压，可知反向电压越大，微安表示数减小，故C错误； D．这两种光照射后对应产生的光电子的最大初动能之差为光子的能量之差，可得，故D正确。 故选D。 8. 如图所示是一个由半径为的透明半球体和底面半径为、高为的透明圆柱体构成的组合体（材料相同），圆柱体轴线上装有与等长的发光灯丝（视为线光源）。已知灯丝发出的红光在组合体内的折射率为，若不考虑组合体内的光的反射，则（　　） A. 点处灯丝发出的红光都能直接从圆柱体侧面全部射出 B. 中点处灯丝发出的红光能直接从组合体内射出的最长时间为 C. 有长度为的灯丝发出的红光能直接从半球面和圆柱体侧面全部射出 D. 若灯丝发出蓝光，则半球面和圆柱体侧面会有一些区域没有蓝光直接射出 【答案】C 【解析】 【详解】A．红光在组合体内的折射率为，发生全反射的临界角满足 故临界角 以点为原点，为轴，竖直向下为正方向，光路图如下图所示。 点发出的光射向圆柱侧面时，入射角等于光线与径向的夹角，几何关系有 当时，，发生全反射。故并非所有光都能从侧面射出，故A错误； B．中点，光在介质中速度 最远直达点为半球面顶点，距离 时间，故B错误； C．轴线上一点发出的光能全部直接射出的条件： 半球面上，设出射点为，根据光路图，由几何关系中，入射角当入射点为底面边缘时最大，为小于临界角要求 圆柱侧面上，要求到上、下边缘的竖直距离均小于，即且 联立解得，长度为，故C正确； D．蓝光折射率更大，临界角更小，全反射更容易发生，但灯丝是连续线光源（），对于外表面上任意一点，均可选择合适的灯丝位置使光线以极小入射角（甚至正入射）直接到达该点，故D错误。 故选C。 9. 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为，且不计空气对光的吸收。已知普朗克常量，则眼睛在暗处能看到这个光源的最远距离的数量级为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设眼睛能看到光源的最远距离为，瞳孔半径，每秒需射入瞳孔的绿光光子数；光源向四周均匀辐射，距离处的能流密度为，每秒进入瞳孔的能量为 每秒进入瞳孔的能量等于个光子的总能量，单个光子能量为，因此有 整理得 代入数据可得，数量级为。 故选B。 10. 磁透镜能将平行入射的粒子聚焦。某磁透镜是一个底面半径为、长为的圆柱体，简化原理如图1所示，以磁透镜左底面的圆心为原点建立坐标系，其内部磁场是一系列同心圆形磁场，沿着轴正方向看磁感线方向如图2所示，且某点的磁感应强度大小与该点到轴的距离成正比，即（为常数）。现有一束均匀分布的、速度大小为的电子，垂直于整个底面射入，因电子速度很大，射入后该速度可视为不变。磁透镜右底面上有一块圆心在轴上、半径为的圆形薄收集板Q。已知质量为的物体做简谐运动的周期与回复力常量的关系为，电子质量为，元电荷为，下列说法正确的是（ ） A. 电子在平面内沿半径方向朝圆心做匀加速直线运动 B. 电子在磁透镜中聚焦到轴上的最短时间为 C. 电子在磁透镜中聚焦到轴上的点到点的最短距离为 D. 若，则能收集到的电子数占从射入的总电子数的比例为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设电子入射位置到轴距离为，磁场，电子沿方向速度为，洛伦兹力径向分量 方向指向轴，即回复力 电子在平面内沿半径方向做简谐运动，故A错误； B．物体做简谐运动的周期与回复力常量的关系为，电子在磁透镜中聚焦到轴上的最短时间为，联立解得，故B错误； C．现有一束均匀分布的、速度大小为的电子，因电子速度很大，射入后该速度可视为不变。电子沿轴匀速运动，最短聚焦时间，电子在磁透镜中聚焦到轴上的点到点的最短距离为，故C正确； D．若，电子在磁透镜内运动时间为 简谐运动角频率，运动相位为 简谐运动位移公式 出透镜时径向半径 收集板Q半径为，有 可得，可知全部入射电子都能被收集，故D错误。 故选C。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 11. 下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，酱油的色素分子进入蛋清内是因为色素分子在做布朗运动 B. 图乙中，玻璃蒸发皿中的水银液滴呈椭球状是因为水银不浸润玻璃 C. 图丙中，燃气灶上点火器的放电电极呈钉尖形是利用尖端放电原理 D. 图丁中，仅增大两D形盒间的加速电压，粒子获得的最大动能将增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．酱油色素分子进入蛋清是扩散现象，是分子无规则运动的结果，故A错误； B．水银不浸润玻璃，在表面张力作用下，水银液滴会收缩成椭球状，故B正确； C．导体尖端位置电荷密度大，电场强度大，更容易发生放电，该规律为尖端放电原理，燃气灶点火器的钉尖形电极正是利用了这一原理，故C正确； D．回旋加速器中，粒子最大轨道半径等于D形盒半径，由洛伦兹力提供向心力有 解得 可得粒子最大动能 可知最大动能仅与磁感应强度、D形盒半径有关，与加速电压无关，增大加速电压不会改变粒子最大动能，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，在水平纸面内的等边三角形的三个顶点上各有一个垂直于纸面方向振动的波源、和，各波源的振动周期均为，振幅分别为、和。为波源和连线的中垂线，为三角形的中心。时刻三个波源同时垂直纸面向上振动，已知三角形的边长等于波长的3倍，则（ ） A. 点起振方向为垂直纸面向下 B. 点的振动周期为 C. 点的振幅为 D. 点在时间内经过的路程为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．等边三角形边长 是中点，则 故、的波同时到达，三个波源起振方向都是垂直纸面向上，因此点起振方向和波源一致，为向上，故A错误； B．波的叠加中，合振动的周期与分振动周期相等，所有波周期都是，因此振动周期也为，故B错误； C．O是等边三角形中心，到三个波源的距离相等，三个波源同相位起振，因此三个波在点相位相同，振动加强，总振幅为各振幅之和，则，故C正确； D．波速 、到距离为​，则传播时间 到距离 传播时间 因此内只有、的波到达，振动时间 、​在路程差为0，振动加强，合振幅为 因此半个周期内质点路程，故D正确。 故选CD。 13. 如图所示，在磁感应强度为、半径为的圆形匀强磁场区域内，有一形状可变的闭合软导体，虚线为圆形磁场的直径，可绕磁场边缘以速率做匀速圆周运动（、始终为直线）。从、两点引出两条导线与理想变压器的原线圈相连，变压器的原线圈两端接有理想电压表，副线圈连有电路，其中小灯泡与电容器串联，小灯泡、的阻值均为（视为不变），理想变压器原、副线圈的匝数比为，不计导体框电阻。则（ ） A. 理想电压表的示数为 B. 当运动到最高点时，导体框产生的电动势为 C. 运动一周，小灯泡产生的焦耳热为 D. 增大做匀速圆周运动的速率，小灯泡变暗、变亮 【答案】BC 【解析】 【详解】A．以圆形磁场圆心为坐标原点建立平面直角坐标系，则， 点线速度为，故点绕原点转动的角速度 可得时刻点坐标为 则闭合回路的面积为三角形面积 由法拉第电磁感应定律，瞬时感应电动势 瞬时感应电动势方向可变，故可写为 电动势峰值 可知产生的是正弦式交流电，电压表测量有效值，由有效值定义，A错误； B．C运动到最高点时，则， 可知 故瞬时电动势， B正确； C．根据 可知副线圈电压有效值 运动一周的周期 ​直接并联在副线圈两端，则焦耳热 解得，故C正确； D．增大，原线圈电动势有效值增大，副线圈电压​增大，故功率增大，变亮；根据 可知增大，增大，电容器的容抗 可知电容器的容抗减小，支路电流增大，变亮，故D错误。 故选BC。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 对以下四幅图的说法中正确的是（ ） A. “用单摆测量重力加速度”实验中，图甲中操作是在测量单摆的摆长 B. “测量玻璃的折射率”实验中，图乙中插大头针D时只需挡住大头针C C. “研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中，图丙中撞针插入橡皮泥的过程中系统机械能守恒 D. “利用传感器制作简单的门窗磁控防盗报警装置”实验中，图丁中门打开时干簧管中的两簧片断开 【答案】AD 【解析】 【详解】A．“用单摆测量重力加速度”实验中，图甲中操作是在测量单摆的摆长，故A正确； B．“测量玻璃的折射率”实验中，图乙中插大头针D时需挡住大头针C、B、A，故B错误； C．“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中，图丙中撞针插入橡皮泥的过程中系统动量守恒，发生完全非弹性碰撞，机械能不守恒，故C错误； D．在“制作门窗防盗报警装置”实验中，利用干簧管在磁场中的特性实现门窗防盗报警功能，在门上沿嵌入一小块永磁体，门框内与该永磁体相对的位置嵌入干簧管，并将干簧管接入报警电路，从而利用干簧管将门与门框的相对位置这一非电学量转换为电路的通断，图丁中门打开时干簧管中的两簧片断开，故D正确。 故选AD。 15. 某实验小组利用力传感器和分体式位移传感器A、B来测量弹簧的劲度系数。实验装置如图1所示，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，下端挂上一个力传感器和位移传感器A的组合体，在传感器A正下方桌面上固定位移传感器B，弹簧下端到传感器A下端面的高度差为。现用手扶住组合体使其保持竖直状态，逐渐向下拉动，力传感器实时记录组合体移到不同位置时的弹力大小、位移传感器实时记录传感器A下端面到传感器B上端面的距离，实验数据如下表所示。（结果均保留两位有效数字） 实验序号 1 2 3 4 5 6 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 18.96 16.78 14.69 12.16 10.01 7.62 （1）以为横坐标，为纵坐标，作出图像如图2，可知弹簧的劲度系数为______； （2）组合体的重力对劲度系数的测量结果______（选填“有影响”或“无影响”）； （3）在本实验中将传感器A的下端面正对着传感器B的上端面竖直向下拉动的过程中，力传感器可以记录到的最大值为______N； （4）未挂组合体时，弹簧下端到传感器B上端面的距离为______cm。 【答案】（1）2.2 （2）无影响 （3）0.62 （4）40 【解析】 【小问1详解】 弹簧弹力与（A下端到B上端的距离）满足关系 图像斜率的绝对值就是劲度系数，由图可得 可得 换算单位可得 【小问2详解】 弹簧弹力和距离都是传感器测量的，组合体的重力无关，因此对劲度系数测量结果无影响。 【小问3详解】 向下拉动时，最小为0，代入 可得 【小问4详解】 设未挂组合体时弹簧下端到B上端面距离为，当弹簧弹力为零时，根据 可得 可得 16. 如图1所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验装置图。 （1）实验中发现干涉条纹有些模糊，应______（选填“左右”“前后”或“上下”）调节拨杆； （2）将测量头分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐，测量头上的示数如图2所示，其读数为______mm，然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上的示数为，则相邻两条亮条纹间的距离为______（用、表示）； （3）为了更好地测量单色光的波长，实验小组利用大光斑的强激光和双缝的组合进行实验，通过控制变量法，改变光的颜色或双缝间距分别在同一光屏上获得三组干涉条纹，如图3所示，从上到下依次为紫光照射间距为的双缝、红光照射间距为的双缝、红光照射间距为的双缝获得的干涉条纹。已知实验中红光的波长为，，根据干涉条纹间距可以估算出紫光的波长为______m，______mm。 【答案】（1）左右 （2） ①. 3.30 ②. （3） ①. ②. 0.20 【解析】 【小问1详解】 实验中发现干涉条纹有些模糊，单缝与双缝不平行，拨杆控制双缝左右平移对齐单缝，因此应左右调节拨杆。 【小问2详解】 [1]50分度的游标卡尺的精度为，读数为 [2]分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上的示数为，则相邻两条亮条纹间的距离为 【小问3详解】 [1][2]由图可得紫光照射间距为的双缝的条纹间距最小，其次是红光照射间距为的双缝、最后红光照射间距为的双缝的条纹间距最大，分别设为、、，有 根据干涉条纹间距得，， 实验中红光的波长为，可得， 17. 如图所示，在竖直放置且固定的圆柱形容器内用质量为的活塞密封一部分理想气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为，将整个装置放在大气压恒为的空气中。开始时，容器内气体为状态，温度为，活塞与容器底的距离为；当容器内气体从外界吸收热量活塞缓慢上升后再次平衡，此时容器内气体为状态；从状态到过程中，容器内气体吸收的热量为。重力加速度为。 （1）从状态到过程中，容器内气体对外做______功（选填“正”或“负”），容器内壁单位面积上受到的压力______（选填“增大”“不变”或“减小”）； （2）求容器内气体在状态时的温度； （3）求从状态到过程中的容器内气体内能的变化量，并指出是增加还是减少？ 【答案】（1） ①. 正 ②. 不变 （2） （3），增加 【解析】 【小问1详解】 [1]从状态到过程中，体积变大，可知容器内气体对外做正功。 [2]根据平衡条件有 可得气体压强不变，可知容器内壁单位面积上受到的压力即压强不变。 【小问2详解】 气体从A到B是等压过程，由盖-吕萨克定律得 可得容器内气体在状态时的温度 【小问3详解】 此过程中，气体对外做功，可得 由热力学第一定律 得 气体从A到B是等压过程，体积变大，温度升高，可知内能增加。 18. 如图所示，圆弧轨道与水平轨道平滑连接，在点处连接一半径的竖直圆轨道，圆轨道最高点为，最低点与略微错开且与水平轨道平滑连接，在点右侧连接一段长的水平传送带，距离点下方处有一足够长的水平面。现有一质量的小滑块（可视为质点），从圆弧轨道上距水平轨道高度为处由静止释放，已知滑块与传送带间的动摩擦因数，不计其余摩擦和传送带转轮大小。 （1）若，求滑块经过竖直圆轨道最低点时对轨道的压力的大小； （2）若传送带静止，滑块能滑上传送带但不能冲出传送带右端点，求的取值范围； （3）若传送带以的速率顺时针转动，在滑块能从点抛出的情况下，求滑块落到水平面上的水平位移与滑块进入传送带左端点的速度之间的关系。 【答案】（1） （2） （3）当时，；当时， 【解析】 【小问1详解】 滑块开始下落到最低点，由动能定理有 滑块经过竖直圆轨道最低点时，轨道对滑块的弹力，由牛顿第二定律得 联立解得 由牛顿第三定律得 【小问2详解】 滑块恰能过点做圆周运动时有 从到，由动能定理有 解得 由此滑到点的速度为 能在上滑行的距离为 即滑块在高度处下滑，能滑到传送带上，但不会滑出。设滑块在高度处下滑，恰好能滑到点处，由动能定理得 解得 所以的取值范围为 【小问3详解】 由（2）可知，到达点时的最小速度为，小于，则滑块滑上传送带后开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有 解得 设能被加速到，此过程中滑块在传送带上滑过的距离为，有 解得 ①当时，滑块先加速后匀速，滑块从点做平抛运动，落到水平面上的时间 水平位移为定值，则 ②当时，滑块在传送带上将先减速后匀速，或一直减速。当滑块运动到点时的速度恰好为，设对应的滑块在点时的速度为，有 解得 即当时，滑块落到水平面上的水平位移为定值，则 结合①②可知，当时，滑块落到水平面上的水平位移为 ③当时，滑块在传送带上将一直减速，设滑块到处时的速度为，则有 可得 滑块落到水平面上的水平位移为 19. 放射性元素镅发生衰变后产生镎，同时释放出波长的光子，放出的光子在水平向右运动的过程中与一处于同一竖直平面内的静止质子发生碰撞，碰撞后光子的运动方向变为竖直向上，波长变为，如图所示，随后质子恰好从点进入轴右侧空间，该空间存在方向垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。已知质子质量，元电荷，普朗克常量，不计质子重力。 （1）写出镅发生衰变的核反应方程； （2）求碰撞前光子的动量以及撞击后质子的速度大小； （3）求质子在磁场中运动时离轴的最远距离； （4）若质子在磁场中运动时由于受到阻力作用，质子最终停在轴上，已知阻力大小与速率满足关系，方向始终与速度方向相反，求的值。 【答案】（1） （2）， （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据质量数守恒和电荷数守恒可得镅发生衰变的核反应方程 【小问2详解】 由波粒二象性可知碰撞前光子的动量为 根据动量守恒得， 得， 所以 【小问3详解】 质子进入磁场时速度与水平方向的夹角满足 可得 质子在磁场中运动时，受到的洛伦兹力转为向心力 得 由几何关系得 【小问4详解】 质子的竖直位移为零，由动量定理得 即 即 联立得 20. 为了模拟月球的微重力环境，某兴趣小组设计了一个可定量控制超重与失重的升降装置，从而在升降台中模拟月球的微重力环境。装置的简化原理图如图所示，和是两根互相平行、竖直放置的足够长的光滑金属导轨，导轨间距，是一根固定有绝缘升降台的导电动力杆，动力杆始终与导轨垂直且与导轨接触良好，动力杆和升降台的总质量。导轨上端接有一单刀双掷开关S，S接1时，导轨与电源E和阻值的电阻相连，S接2时，导轨与电容器C相连。整个装置处于沿水平方向向里的匀强磁场中，磁感应强度大小。初始时动力杆位于导轨底部，调节电源E的输出电压为。已知月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，不计导轨和动力杆的电阻。 （1）为了实现动力杆能从底部上升，电源正极是“左端”还是“右端”；将开关S接1，求动力杆上升的最大速度； （2）当动力杆上升的速度达到最大后，调节电源E的输出电压，使升降台向上做匀减速运动来体验月球的微重力环境（即升降台内质量为 的物体所受到的支持力为），求该过程中流过动力杆的电流大小；若以升降台匀减速上升过程的初始时刻为0时刻，求电源的输出电压与上升时间的关系； （3）为节约能源，当升降台上升到最高点时，将S接2，动力杆由静止下降后，对电容器充电，若要在下降过程中仍能模拟第（2）问中的月球的微重力环境，求电容的大小； （4）在第（3）问中，当升降台下降过程中电容器存储的能量等于第（2）问中升降台匀减速上升整个过程中电源消耗的电能的时，求此时升降台下降速度的大小。（不考虑给电容器充电过程中的能量辐射） 【答案】（1）左端， （2），，（） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 为了实现动力杆能从底部上升，安培力应竖直向上，根据左手定则可知电流向右，可知电源正极是左端；动力杆上升达最大速度时，加速度为0，有 得 【小问2详解】 动力杆匀减速上升，受到的安培力向上。在时刻，流过动力杆的电流满足， 得 又， 得电源的输出电压，（） 【小问3详解】 由题意可知，动力杆的加速度同（2）问，有， 由得 即 可得 【小问4详解】 由（4）可知升降台匀减速上升整个过程经历时间为1.2 s 过程中电源消耗的电能为 由于电压随是线性变化，可得 电容器的储能为时，动力杆下降了，速度为。由能量守恒得 又 可得此时升降台下降速度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $