精品解析：浙江宁波市北仑中学2026-2027学年高三上学期返校考物理试题

北仑中学高三物理返校考 本试卷分为选择题和非选择题两部分，共7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．若无特别说明，重力加速度g均取。 一、单项选择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选项是符合题目要求的，不选、错选、多选均不得分） 1. 我国量子通信卫星“墨子号”采用单光子作为信息载体。已知单光子能量与频率的关系为，其中的单位可表示为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】能量的单位为焦耳（）， 频率的单位为赫兹（）， 因此由光子能量公式可得，通过量纲推导判断的单位为，故A正确。 故选A。 2. 麻雀等小型鸟类可以原地起飞，而天鹅则需要一段时间的助跑才能起飞，助跑时一边“跑步”一边扇动翅膀，下列说法正确的是（　　） A. 麻雀可以看作质点，天鹅不能看作质点 B. 研究天鹅助跑动作时可以把天鹅看作质点 C. 天鹅能够飞起来是因为空气对它向上的作用力大于重力 D. 天鹅匀速飞行时不受重力 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体能不能看作质点，需要根据具体的研究问题来判断，麻雀不一定能看作质点，天鹅也有可能可以看作质点，故A错误； B．研究天鹅助跑动作时需要考虑天鹅的翅膀扇动的动作，不能看作质点，故B错误； C．天鹅能够飞起来说明合力向上，则有空气对它向上的作用力大于重力，故C正确； D．天鹅受重力与它所处的状态无关，即匀速飞行时仍然受重力，故D错误。 故选C。 3. 将一带正电的点电荷Q固定在水平放置且带负电的正方形金属薄板中心的正上方，点电荷Q与薄板间的电场线竖直切面如图所示。其中两点在同一竖直且垂直于薄板的电场线上，三点在同一条平行于薄板的直线上，关于b点对称。关于各点的电场强度及电势的判断，下列说法中正确的是（　　） A. a点与c点的电场强度相同 B. b点与d点的电场强度相同 C. a点电势等于b点电势 D. b点电势高于d点电势 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由正点电荷电场的特点可知，a点电场强度与c点电场强度大小相等，方向不同，b点电场强度与d点电场强度方向相同，大小不同。故AB错误； CD．由正点电荷电势的特点可知，越靠近正点电荷，电势越高，所以a点电势比b点电势低，b点电势高于d点电势。故C错误；D正确。 故D。 4. 库仑力和万有引力的性质相似。如图所示电子仅在库仑力的作用下绕质子做椭圆运动，质子位置不变，其中AB为椭圆的长轴。则下列说法正确的是（ ） A. 电子从A点向B点运动，机械能守恒 B. 电子从A点向B点运动，速度加快 C. 若电子轨道变化，电子绕质子转一圈需要的时间一定变化 D. 电子在椭圆轨道上A、B两点的速度比等于两点所在位置到质子距离的反比 【答案】D 【解析】 【详解】A．按高中物理中机械能的定义，机械能由动能和重力势能等组成。电子仅受库仑力作用时，库仑力做功会改变电子的动能，电势能与动能之和守恒，但机械能不守恒，故A错误； B．点距质子较近，点距质子较远。电子从点向点运动时，库仑力方向始终指向质子，与速度方向夹角大于90°，库仑力做负功，电子的动能减小，速度减小，故B错误； C．椭圆轨道的周期由半长轴决定，满足开普勒第三定律。轨道发生变化时，半长轴可能不变而偏心率改变，因此周期不一定变化，故C错误； D．电子受库仑力作用，库仑力始终指向质子，电子在相等时间内与质子的连线扫过的面积相等。，为长轴端点，电子在两点的速度均与相应半径垂直，在相等时间内有 整理得，故D正确。 故选D。 5. 根据放射性强度减小的情况可以推算植物死亡的时间，其衰变方程。在大气中的含量相当稳定，活的植物与环境交换碳元素，其体内的比例与大气中的相同，枯死的植物仍在衰变，但已不能得到补充。已知的半衰期为，则（ ） A. 粒子是中子 B. 同位素与本质是同一种元素，具有相同的半衰期 C. 测量年代时，需要考虑冰河时期全球温度变低对半衰期的影响 D. 若枯死植物含量为大气中含量的，则死亡时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据衰变过程质量数和电荷数守恒，X的质量数为，电荷数为，可知X是电子，不是中子，故A错误； B．半衰期由原子核内部结构决定，和是中子数不同的两种原子核，半衰期不同，故B错误； C．半衰期是原子核的固有属性，与外界温度、压强等环境因素无关，不需要考虑温度对半衰期的影响，故C错误； D．根据半衰期规律 由题意可得 整理可得 解得，故D正确。 故选D。 6. 图甲为某无线门铃按钮，其原理如图乙所示。其中M为信号发射装置，M中有电流通过时，屋内的门铃会响（M中流过的电流越大，门铃就越响）。磁铁固定在按钮内侧，按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮，磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（ ） A. 按住按钮不动，门铃会一直响 B. 松开按钮的过程，门铃不会响 C. 按下按钮的快慢不同，门铃的响度不同 D. 按下和松开按钮过程，通过M的电流方向相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．按住按钮不动，则穿过螺线管的磁通量不变，螺线管中无感应电流产生，则门铃不会响，故A错误； B．松开按钮的过程，穿过螺线管的磁通量减小，在螺线管中产生感应电流，则门铃会响，故B错误； C．按下按钮的快慢不同，则磁通量的变化率不同，则感应电动势不同，通过M的电流大小不同，门铃的响度不同，故C正确； D．按下和松开按钮过程，穿过线圈的磁通量分别为向右的增加和减小，根据楞次定律可知，通过M的电流方向相反，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在墙角有一均匀柔软细绳，一端悬于天花板上的A点，另一端悬于竖直墙壁上的B点，平衡后最低点为C点，测得AC段长度是BC段长度的两倍。细绳在B端附近的切线与竖直墙壁的夹角为，在A端附近的切线与水平天花板的夹角为。若，则的值为（ ） A. 4.0 B. 2.0 C. 1.0 D. 0.25 【答案】A 【解析】 【详解】设细绳线密度为，令段长度为，段长度为，点处张力为，由段细绳的平衡条件，水平方向和竖直方向分别有， 两式相除得 同理，由段细绳的平衡条件有， 两式相除得 由题给，段长度是段长度的两倍，且，代入得 故选A。 8. 某手机充电装置可简化为由理想变压器、四个二极管构成的桥式电路组成，如图所示。变压器原副线圈匝数比，副线圈两端C、D间接有4个理想二极管组成的桥式电路，M、N端接手机电池，手机电池可视为阻值的纯电阻负载，不计其他电阻。AB端输入电压，则下列说法正确的是（ ） A. 桥式电路中N点电势比M点电势低 B. 1 s内通过手机电池的电荷量为5 C C. 在E、F间接一理想电压表，若某一个二极管断路，电压表读数为 D. 为使充电电压更平稳，需在E、F间接一电容器，接电容器前后充电器副线圈的输出功率不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．当端电势高于端时，电流经右上、左上两个二极管流过负载；当端电势高于端时，电流经右下、左下两个二极管流过负载。两种情况下均是端电势高于端，故A错误； B．由理想变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系得 代入题给数据得。正弦式交变电压的峰值与有效值满足 取手机电池为研究对象，由欧姆定律得，代入数据得。全波整流电流的平均值为 由电荷量定义得，故B错误； C．在和间接入理想电压表不影响电路。若有一个二极管断路，原来对应的一个半周不能导通，和间只剩半波整流电压。由前述计算得副线圈电压有效值为。半波整流电压在电阻上一个周期内产生的热量为原正弦交流电的一半，电压表读数为，故C正确； D．接入电容器后，电容器在整流电压增大时充电、在整流电压减小时向手机电池放电，手机电池两端电压的波动减小。副线圈的输出电流和输出功率均会改变，故D错误。 故选C。 9. 如图所示直角三棱镜的和两边上均镀有全反射膜。不同的单色光束以相同的入射角从边入射，经和反射后，又从边出射，已知，下列说法正确的是（　　） A. 不同单色光从边出射时的方向不同 B. 折射率越小的光在棱镜中的波长越小 C. 折射率越小的光在棱镜中传播的路程越短 D. 折射率为的单色光在棱镜中传播的时间最短 【答案】D 【解析】 【详解】A．作出光路如图 由几何关系可知， 则从AC边射出的光束与入射光线平行，与光的颜色无关，故A错误； B．根据 可知，折射率小，在介质中的传播速度越大，频率越小，波长越长，故B错误； C．由图和几何关系可知折射率越小，在棱镜中走过的路程越长，故C错误； D．如图所示，根据对称性可得图示图形 设折射角为。直角三角形边上的高，则根据折射定律， 时间为 解得折射率为 此时，时间最短，此时 故D正确。 故选D。 10. 霍尔推进器是未来星际航行的绿色引擎，其放电室横截面可简化为一个圆环区域，圆环内存在辐射状磁场，如图所示。另有方向均垂直圆环平面向里的匀强磁场和匀强电场（未画出），且磁感应强度大小为，电场强度大小为。电荷量为、质量为的电子恰好能够沿半径为的轨道做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（ ） A. 电场力对电子做正功 B. 电子沿逆时针方向做圆周运动 C. 电子做匀速圆周运动的线速度大小为 D. 轨道处辐射状磁场的磁感应强度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．因电场力垂直圆环平面向外，电子在圆环平面内做圆周运动，电场力对电子不做功，故A错误； B．电子由于带负电，故所受电场力垂直圆环平面向外，与辐射状磁场对粒子的洛伦兹力平衡，电子受垂直圆环平面向里的匀强磁场的洛伦兹力方向指向圆心O，根据左手定则可知，电子在圆环内沿顺时针方向运动，故B错误； CD．电子在圆环内受到磁场Ⅱ的洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力 解得： 电子在垂直环平面方向受力平衡 解得：，故C错误，D正确。 故选D。 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选项是符合题目要求的，全部选对4分，选对但不全2分，有选错0分） 11. 有关下列四幅图的说法正确的是（ ） A. 甲：水平矩形闭合线圈从A下落到C的过程中（A、B和B、C间的距离较小），从上向下看感应电流始终沿顺时针方向 B. 乙：金属棒ab水平抛出，不计空气阻力，金属棒中产生的感应电动势保持不变 C. 丙：电容式传感器能把物体的速度这个力学量转换为电容这个电学量 D. 丁：弱相互作用是引起原子核衰变的原因，即引起中子向质子转变 【答案】BD 【解析】 【详解】A．水平矩形闭合线圈从A下落到B的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小，磁场方向向上，根据楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向；从B运动到C的过程中，磁通量不断增大，磁场方向向下，所以感应电流沿逆时针方向，即整个下落过程中感应电流方向一直沿逆时针方向，故A错误； B．金属棒水平抛出时，垂直磁场方向的速度分量保持不变，棒长和磁感应强度也不变。由动生电动势公式可知，电动势保持不变，故B正确； C．电容式传感器通常将物体的位移转换为电容变化，不能直接将速度转换为电容，故C错误； D．β衰变由弱相互作用引起，衰变时中子转变为质子，故D正确。 故选BD。 12. 如甲图所示的水平管道分叉为一个直管和一个由4个半径为的圆组成的曲管。波源S位于管道的分岔口，时刻开始振动，波同时进入两个管道，已知波在曲管中（存在介质a）的传播速度是直管中（存在介质b）传播速度的倍。直管中的P点的振动图像如乙图所示，若波只在曲管中传播时有能量损失，且能量与振幅的平方成正比，则下列说法正确的是（ ） A. 波在直管介质中的传播速度为 B. P点距离波源S的距离为3 m C. P点右侧0.5 m处是振动加强点 D. 波在曲管中的能量损失率为55.6％ 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．曲管由4个半径为的圆组成，弧长为 由振动图像知，经曲管的波先到达点，直管中的波在到达，两路波到达点的时间差为。两路波到达点的时间差为 代入和 整理得。直管波到达点的时刻为，由波速定义得 结合上述结果有，故A正确，B错误； CD．由图像读出波的周期为，由前述计算得。两波的相位差为 两波在汇合后沿同一直管传播，到达右侧任一点的时间差不变，故点右侧处两波仍相位相反，不是振动加强点。曲管波单独到达时的振幅为，两波叠加后的振幅为。两波相位相反，且直管中传播无能量损失，直管波的振幅为 由题给能量与振幅的平方成正比，曲管中能量损失率为，故C错误，D正确。 故选AD。 13. 某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为和，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是（ ） A. 用频率为的光照射时，光电子的最大初速度 B. 若两束光同时照射，则遏止电压为 C. 阴极K金属的极限频率 D. 普朗克常数 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由动能定理，最大初速度为的光电子在反向电场中运动至速度为零时有 解得，故A正确； B．两束光同时照射时，光电流叠加，遏止电压由能量最大的光电子决定，因此取、中最大的，而不是相加，故B错误； CD．设阴极金属的逸出功为，由爱因斯坦光电效应方程，两种频率的光分别有和 极限频率满足 消去和，整理得 整理得 将两种频率对应的光电效应方程相减得，故C正确，D错误。 故选AC。 三、非选择题（本题共6小题，共58分） 14. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。 （1）M、N、P分别是________（填字母标号）。 A. 滤光片、单缝、双缝 B. 双缝、滤光片、单缝 C. 单缝、双缝、滤光片 （2）观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准时，手轮的读数如图丙所示，________mm。 （3）若已知双缝间距，双缝到屏的距离，则待测光的波长________。（用、、和表示） 【答案】（1）A （2）4.595 （3） 【解析】 【小问1详解】 双缝干涉实验中，光学元件的顺序为：光源→透镜→滤光片（获得单色光）→单缝（获得线光源）→双缝（获得相干光源）→遮光筒→毛玻璃→放大镜，因此M、N、P依次为滤光片、单缝、双缝。 故选A。 【小问2详解】 的读数为 【小问3详解】 ​是第1条亮纹位置，​是第7条亮纹位置，相邻条纹间距 根据双缝干涉公式，整理得波长 15. （1）某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电压表的内阻及电源电动势。已知电压表量程为3V，内阻，电压表量程也为3V，内阻几千欧（待测），电源电动势约为5V，电源内阻可忽略。按以下步骤进行操作： ①按图甲所示原理图完成电路连接； ②把、均调至最大阻值； ③闭合开关S，调节、，使、均有合适示数，分别为、。调至、满足的关系，此时电阻箱的阻值为1500Ω，则可知电压表的内阻为______Ω； ④将调至4000Ω并保持不变，调节，记录多组对应的、值，以为纵坐标，为横坐标描点作图，在实验误差允许范围内得到一条倾斜直线，直线的纵截距为b，则电源的电动势为______（用已知量和已测得量计算出结果）。该测量结果______（填“有”或“没有”）系统误差。 （2）用伏安法测电阻时，使用如图乙所示的电路。该实验的第一步是：闭合电键，将电键接2，调节滑动变阻器和，使电压表读数尽量接近量程，读出此时电压表和电流表的示数、；接着让两滑动变阻器的滑片保持位置不动，将电键接1，读出这时电压表和电流表的示数、。由以上记录数据计算被测电阻的表达式是______。若用图丙所示的电路按同样方法测量，测量结果______（填“偏大”或“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. 3000 ②. ③. 没有 （2） ①. ②. 偏大 【解析】 【小问1详解】 [1]根据并联电路规律可知 由题意可知， 解得 [2]根据闭合电路欧姆定律可得 整理得 即 图像纵轴截距为电源电动势为 [3]按图甲所示电路进行实验，消除了电压表分流对实验的影响，电压与电流的测量值等于真实值，该实验没有系统误差。 【小问2详解】 [1]根据实验步骤，由欧姆定律得，解得 [2]若采用图丙，实际测得为，测量值偏大 16. 如图所示，容器壁厚度不计、高度h=0.6m的绝热气缸静置于水平地面上，质量为1kg的活塞位于气缸中央高度处，将一定质量理想气体封闭在气缸内。气缸右侧经小孔与U型试管相连，试管右端与大气相通，试管内有一段液柱，左右液面高度差Δh=10cm。现通过电热丝对封闭气体缓慢加热，直至U型管内液体左右液面平齐，此过程中封闭气体的内能增加100J。已知大气压强p0=1.01×105Pa，试管内液体密度ρ=1000kg/m3，初始温度27℃，管内气体的体积忽略不计。 （1）活塞从中部下降至刚接触底部的过程中，单位时间内撞击气缸壁单位面积的分子数______（选填“增多”、“减少”或“不变”），气体吸收的热量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）对外做功。 （2）求U型管内液体左右液面平齐时，缸内气体的温度T； （3）求上述加热过程中气体吸收的热量。 【答案】（1） ①. 减少 ②. 大于 （2）606K （3）400J 【解析】 【小问1详解】 [1]由题可知在该过程中电热丝对封闭气体是缓慢加热的，该过程可以看作是一个等压过程，由盖—吕萨克定律可知到达底部时体积变大，温度升高，分子的平均动能增大，而气体压强保持不变，因此单位时间内撞击气缸壁单位面积的分子数减少。 [2]由题可知活塞从中部下降至刚接触底部的过程中，温度升高，气体内能增加，气体对外界做功，由热力学第一定律ΔU=Q+W可知，气体吸收的热量大于对外做的功。 【小问2详解】 活塞从中部下降至刚接触底部的过程中，该过程为等压变化，由盖—吕萨克定律可得 解得 U型管内液体左右液面变化的过程为等容变化，由查理定律可得 解得 【小问3详解】 初始状态气缸内压强保持不变，对左侧气缸 对右侧U型管 由p1=p2可得 气体吸收的热量 17. 间距为的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示，倾角为θ的导轨处于大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅰ中，水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3的“联动双杆”（由两根长为的金属杆，和，用长度为L的刚性绝缘杆连接而成），在“联动双杆”右侧存在大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ，其长度大于L，质量为，长为的金属杆，从倾斜导轨上端释放，达到匀速后进入水平导轨（无能量损失），杆与“联动双杆”发生碰撞后杆和合在一起形成“联动三杆”，“联动三杆”继续沿水平导轨迹入磁场区间Ⅱ并从中滑出，运动过程中，杆、和与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知杆、和电阻均为。不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求： （1）杆在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小； （2）联动三杆进入磁场区间II前的速度大小； （3）联动三杆滑过磁场区间II产生的焦耳热 。 【答案】（1）；（2）1.5m/s ；（3）0.25J 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律有 根据闭合电路欧姆定律可知 安培力 匀速运动条件 代入数据解得 （2）由动量守恒定律 解得 （3）进入B2磁场区域的过程，根据动量定理有 其中 穿出B2磁场区域的过程，根据动量定理有 联立可得 根据能量守恒求得 18. 某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角的直轨道AB，半径、圆心角为的圆弧BCD，半径为R、圆心角为的圆弧DE组成，轨道间平滑连接。在轨道末端E点的右侧光滑水平地面FG上紧靠着质量的滑板b，其上表面与轨道末端E所在的水平面齐平。水平地面上距滑板右侧足够远处固定有挡板GH，滑板b与其碰撞时会立即被锁定。质量为的物块a从轨道AB上距B高度为处以初速度下滑，经圆弧轨道BCD滑上轨道DE。物块a与轨道AB间的动摩擦因数，与滑板b间的动摩擦因数。（其他轨道均光滑，物块a视为质点，不计空气阻力，，）。 （1）若初速度，求物块a ①第一次通过D点时速度大小； ②在轨道AB上运动的总路程S。 （2）若物块a能沿轨道冲上滑板b，则 ①应满足什么条件？ ②滑板b至少要多长，物块a一定不会碰到挡板GH？ 【答案】（1）①；② （2）①；②0.75m 【解析】 【小问1详解】 ①物块从开始运动到D点过程，根据动能定理 解得 ②设过D点后冲上曲面高度为，根据机械能守恒定律 解得 而 所以 故物块不会冲上滑板，会原路返回。物体运动全程由能量守恒有 解得 【小问2详解】 ①在D点不脱离轨道则全程不会脱离轨道，此时初速度最大，根据动能定理 还需要满足 解得 同理，物块能到达E点，满足 解得 综上 ②物块在D点没有脱轨，根据牛顿第二定律 物块以最大速度到达E点，根据机械能守恒定律 物块在滑板上运动，在刚滑上滑板到与滑板共速的过程中，由动量守恒定律和能量守恒定律有 ， 滑板被锁定后，物块继续滑动，由能量守恒定律 故滑板长度最小为 19. 在量子力学诞生以前，玻尔提出了原子结构假说，建构了原子模型：电子在库仑引力作 用下绕原子核做匀速圆周运动时，原子只能处于一系列不连续的能量状态中（定态），原子在各定态所具有的能量值叫做能级，不同能级对应于电子的不同运行轨道。电荷量为+Q的点电荷A固定在真空中，将一电荷量为-q的点电荷从无穷远移动到距A为r的过程中，库仑力做功。已知电子质量为m、元电荷为e、静电力常量为k、普朗克常量为h，规定无穷远处电势能为零。 （1）若已知电子运行在半径为r1的轨道上，请根据玻尔原子模型，求电子的动能Ek1及氢原子系统的能级E1。 （2）为了计算玻尔原子模型的这些轨道半径，需要引入额外的假设，即量子化条件。物理学家索末菲提出了“索末菲量子化条件”，它可以表述为：电子绕原子核（可看作静止）做圆周运动的轨道周长为电子物质波波长（电子物质波波长λ与其动量p的关系为）的整数倍，倍数n即轨道量子数。 ①请结合索末菲量子化条件，求氢原子轨道量子数为n的轨道半径rn，及其所对应的能级En。 ②玻尔的原子模型除了可以解释氢原子的光谱，还可以解释核外只有一个电子的一价氦离子（He+）的光谱。已知氢原子基态的能级为-13.6eV，请计算为使处于基态的He+跃迁到激发态，入射光子所需的最小能量。 【答案】（1），； （2）①，；②40.8eV 【解析】 【小问1详解】 设电子在轨道上运动的速度大小为v，根据牛顿第二定律有 电子在轨道运动的动能 电子在轨道运动的势能 电子在轨道动时氢原子的能量即动能和势能之和 【小问2详解】 ①电子绕原子核做圆周运动的轨道周长为电子物质波波长的整数倍，即 设此时电子的速率为vn，则 根据牛顿第二定律 以上各式联立，解得 此时，电子的动能为 电子的势能为 所以此时的能级为 ②原子核电量为2e，类比以上分析可知，系统基态的能量为氢原子基态能量的4倍，即的基态能量为 为使处于基态的跃迁到激发态，即跃迁到第二能级，则入射光子所需的最小能量 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北仑中学高三物理返校考 本试卷分为选择题和非选择题两部分，共7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．若无特别说明，重力加速度g均取。 一、单项选择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选项是符合题目要求的，不选、错选、多选均不得分） 1. 我国量子通信卫星“墨子号”采用单光子作为信息载体。已知单光子能量与频率的关系为，其中的单位可表示为（ ） A. B. C. D. 2. 麻雀等小型鸟类可以原地起飞，而天鹅则需要一段时间的助跑才能起飞，助跑时一边“跑步”一边扇动翅膀，下列说法正确的是（　　） A. 麻雀可以看作质点，天鹅不能看作质点 B. 研究天鹅助跑动作时可以把天鹅看作质点 C. 天鹅能够飞起来是因为空气对它向上的作用力大于重力 D. 天鹅匀速飞行时不受重力 3. 将一带正电的点电荷Q固定在水平放置且带负电的正方形金属薄板中心的正上方，点电荷Q与薄板间的电场线竖直切面如图所示。其中两点在同一竖直且垂直于薄板的电场线上，三点在同一条平行于薄板的直线上，关于b点对称。关于各点的电场强度及电势的判断，下列说法中正确的是（　　） A. a点与c点的电场强度相同 B. b点与d点的电场强度相同 C. a点电势等于b点电势 D. b点电势高于d点电势 4. 库仑力和万有引力的性质相似。如图所示电子仅在库仑力的作用下绕质子做椭圆运动，质子位置不变，其中AB为椭圆的长轴。则下列说法正确的是（ ） A. 电子从A点向B点运动，机械能守恒 B. 电子从A点向B点运动，速度加快 C. 若电子轨道变化，电子绕质子转一圈需要的时间一定变化 D. 电子在椭圆轨道上A、B两点的速度比等于两点所在位置到质子距离的反比 5. 根据放射性强度减小的情况可以推算植物死亡的时间，其衰变方程。在大气中的含量相当稳定，活的植物与环境交换碳元素，其体内的比例与大气中的相同，枯死的植物仍在衰变，但已不能得到补充。已知的半衰期为，则（ ） A. 粒子是中子 B. 同位素与本质是同一种元素，具有相同的半衰期 C. 测量年代时，需要考虑冰河时期全球温度变低对半衰期的影响 D. 若枯死植物含量为大气中含量的，则死亡时间为 6. 图甲为某无线门铃按钮，其原理如图乙所示。其中M为信号发射装置，M中有电流通过时，屋内的门铃会响（M中流过的电流越大，门铃就越响）。磁铁固定在按钮内侧，按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮，磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（ ） A. 按住按钮不动，门铃会一直响 B. 松开按钮的过程，门铃不会响 C. 按下按钮的快慢不同，门铃的响度不同 D. 按下和松开按钮过程，通过M的电流方向相同 7. 如图所示，在墙角有一均匀柔软细绳，一端悬于天花板上的A点，另一端悬于竖直墙壁上的B点，平衡后最低点为C点，测得AC段长度是BC段长度的两倍。细绳在B端附近的切线与竖直墙壁的夹角为，在A端附近的切线与水平天花板的夹角为。若，则的值为（ ） A. 4.0 B. 2.0 C. 1.0 D. 0.25 8. 某手机充电装置可简化为由理想变压器、四个二极管构成的桥式电路组成，如图所示。变压器原副线圈匝数比，副线圈两端C、D间接有4个理想二极管组成的桥式电路，M、N端接手机电池，手机电池可视为阻值的纯电阻负载，不计其他电阻。AB端输入电压，则下列说法正确的是（ ） A. 桥式电路中N点电势比M点电势低 B. 1 s内通过手机电池的电荷量为5 C C. 在E、F间接一理想电压表，若某一个二极管断路，电压表读数为 D. 为使充电电压更平稳，需在E、F间接一电容器，接电容器前后充电器副线圈的输出功率不变 9. 如图所示直角三棱镜的和两边上均镀有全反射膜。不同的单色光束以相同的入射角从边入射，经和反射后，又从边出射，已知，下列说法正确的是（　　） A. 不同单色光从边出射时的方向不同 B. 折射率越小的光在棱镜中的波长越小 C. 折射率越小的光在棱镜中传播的路程越短 D. 折射率为的单色光在棱镜中传播的时间最短 10. 霍尔推进器是未来星际航行的绿色引擎，其放电室横截面可简化为一个圆环区域，圆环内存在辐射状磁场，如图所示。另有方向均垂直圆环平面向里的匀强磁场和匀强电场（未画出），且磁感应强度大小为，电场强度大小为。电荷量为、质量为的电子恰好能够沿半径为的轨道做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（ ） A. 电场力对电子做正功 B. 电子沿逆时针方向做圆周运动 C. 电子做匀速圆周运动的线速度大小为 D. 轨道处辐射状磁场的磁感应强度大小为 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选项是符合题目要求的，全部选对4分，选对但不全2分，有选错0分） 11. 有关下列四幅图的说法正确的是（ ） A. 甲：水平矩形闭合线圈从A下落到C的过程中（A、B和B、C间的距离较小），从上向下看感应电流始终沿顺时针方向 B. 乙：金属棒ab水平抛出，不计空气阻力，金属棒中产生的感应电动势保持不变 C. 丙：电容式传感器能把物体的速度这个力学量转换为电容这个电学量 D. 丁：弱相互作用是引起原子核衰变的原因，即引起中子向质子转变 12. 如甲图所示的水平管道分叉为一个直管和一个由4个半径为的圆组成的曲管。波源S位于管道的分岔口，时刻开始振动，波同时进入两个管道，已知波在曲管中（存在介质a）的传播速度是直管中（存在介质b）传播速度的倍。直管中的P点的振动图像如乙图所示，若波只在曲管中传播时有能量损失，且能量与振幅的平方成正比，则下列说法正确的是（ ） A. 波在直管介质中的传播速度为 B. P点距离波源S的距离为3 m C. P点右侧0.5 m处是振动加强点 D. 波在曲管中的能量损失率为55.6％ 13. 某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为和，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是（ ） A. 用频率为的光照射时，光电子的最大初速度 B. 若两束光同时照射，则遏止电压为 C. 阴极K金属的极限频率 D. 普朗克常数 三、非选择题（本题共6小题，共58分） 14. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。 （1）M、N、P分别是________（填字母标号）。 A. 滤光片、单缝、双缝 B. 双缝、滤光片、单缝 C. 单缝、双缝、滤光片 （2）观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准时，手轮的读数如图丙所示，________mm。 （3）若已知双缝间距，双缝到屏的距离，则待测光的波长________。（用、、和表示） 15. （1）某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电压表的内阻及电源电动势。已知电压表量程为3V，内阻，电压表量程也为3V，内阻几千欧（待测），电源电动势约为5V，电源内阻可忽略。按以下步骤进行操作： ①按图甲所示原理图完成电路连接； ②把、均调至最大阻值； ③闭合开关S，调节、，使、均有合适示数，分别为、。调至、满足的关系，此时电阻箱的阻值为1500Ω，则可知电压表的内阻为______Ω； ④将调至4000Ω并保持不变，调节，记录多组对应的、值，以为纵坐标，为横坐标描点作图，在实验误差允许范围内得到一条倾斜直线，直线的纵截距为b，则电源的电动势为______（用已知量和已测得量计算出结果）。该测量结果______（填“有”或“没有”）系统误差。 （2）用伏安法测电阻时，使用如图乙所示的电路。该实验的第一步是：闭合电键，将电键接2，调节滑动变阻器和，使电压表读数尽量接近量程，读出此时电压表和电流表的示数、；接着让两滑动变阻器的滑片保持位置不动，将电键接1，读出这时电压表和电流表的示数、。由以上记录数据计算被测电阻的表达式是______。若用图丙所示的电路按同样方法测量，测量结果______（填“偏大”或“偏小”或“不变”）。 16. 如图所示，容器壁厚度不计、高度h=0.6m的绝热气缸静置于水平地面上，质量为1kg的活塞位于气缸中央高度处，将一定质量理想气体封闭在气缸内。气缸右侧经小孔与U型试管相连，试管右端与大气相通，试管内有一段液柱，左右液面高度差Δh=10cm。现通过电热丝对封闭气体缓慢加热，直至U型管内液体左右液面平齐，此过程中封闭气体的内能增加100J。已知大气压强p0=1.01×105Pa，试管内液体密度ρ=1000kg/m3，初始温度27℃，管内气体的体积忽略不计。 （1）活塞从中部下降至刚接触底部的过程中，单位时间内撞击气缸壁单位面积的分子数______（选填“增多”、“减少”或“不变”），气体吸收的热量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）对外做功。 （2）求U型管内液体左右液面平齐时，缸内气体的温度T； （3）求上述加热过程中气体吸收的热量。 17. 间距为的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示，倾角为θ的导轨处于大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅰ中，水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3的“联动双杆”（由两根长为的金属杆，和，用长度为L的刚性绝缘杆连接而成），在“联动双杆”右侧存在大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ，其长度大于L，质量为，长为的金属杆，从倾斜导轨上端释放，达到匀速后进入水平导轨（无能量损失），杆与“联动双杆”发生碰撞后杆和合在一起形成“联动三杆”，“联动三杆”继续沿水平导轨迹入磁场区间Ⅱ并从中滑出，运动过程中，杆、和与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知杆、和电阻均为。不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求： （1）杆在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小； （2）联动三杆进入磁场区间II前的速度大小； （3）联动三杆滑过磁场区间II产生的焦耳热 。 18. 某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角的直轨道AB，半径、圆心角为的圆弧BCD，半径为R、圆心角为的圆弧DE组成，轨道间平滑连接。在轨道末端E点的右侧光滑水平地面FG上紧靠着质量的滑板b，其上表面与轨道末端E所在的水平面齐平。水平地面上距滑板右侧足够远处固定有挡板GH，滑板b与其碰撞时会立即被锁定。质量为的物块a从轨道AB上距B高度为处以初速度下滑，经圆弧轨道BCD滑上轨道DE。物块a与轨道AB间的动摩擦因数，与滑板b间的动摩擦因数。（其他轨道均光滑，物块a视为质点，不计空气阻力，，）。 （1）若初速度，求物块a ①第一次通过D点时速度大小； ②在轨道AB上运动的总路程S。 （2）若物块a能沿轨道冲上滑板b，则 ①应满足什么条件？ ②滑板b至少要多长，物块a一定不会碰到挡板GH？ 19. 在量子力学诞生以前，玻尔提出了原子结构假说，建构了原子模型：电子在库仑引力作 用下绕原子核做匀速圆周运动时，原子只能处于一系列不连续的能量状态中（定态），原子在各定态所具有的能量值叫做能级，不同能级对应于电子的不同运行轨道。电荷量为+Q的点电荷A固定在真空中，将一电荷量为-q的点电荷从无穷远移动到距A为r的过程中，库仑力做功。已知电子质量为m、元电荷为e、静电力常量为k、普朗克常量为h，规定无穷远处电势能为零。 （1）若已知电子运行在半径为r1的轨道上，请根据玻尔原子模型，求电子的动能Ek1及氢原子系统的能级E1。 （2）为了计算玻尔原子模型的这些轨道半径，需要引入额外的假设，即量子化条件。物理学家索末菲提出了“索末菲量子化条件”，它可以表述为：电子绕原子核（可看作静止）做圆周运动的轨道周长为电子物质波波长（电子物质波波长λ与其动量p的关系为）的整数倍，倍数n即轨道量子数。 ①请结合索末菲量子化条件，求氢原子轨道量子数为n的轨道半径rn，及其所对应的能级En。 ②玻尔的原子模型除了可以解释氢原子的光谱，还可以解释核外只有一个电子的一价氦离子（He+）的光谱。已知氢原子基态的能级为-13.6eV，请计算为使处于基态的He+跃迁到激发态，入射光子所需的最小能量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $