精品解析：2027届浙江嘉兴市高三一模物理试题

2027届浙江嘉兴市高三一模物理试题 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。 考生注意： 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分别填写在答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答。在试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内。作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。 4.可能用到的相关公式或参数：无特别说明，重力加速度取。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 汽车扭矩是发动机曲轴输出的旋转力矩，直接决定车辆起步、加速和爬坡能力。物理学中它定义为力与力臂的乘积，则国际单位制中扭矩的单位是（ ） A. B. C. D. 2. 如图所示的足球比赛中，进攻球员共跑动了42m路程，用时7.0s。视频裁判通过视频回放认定此过程中进攻球员踩了防守球员，进攻方犯规。则此过程中（ ） A. 进攻球员踩防守球员的力大于防守球员对进攻球员的力 B. 进攻球员的平均速度为6m/s C. 裁判的无线对讲机传输的信号是一种电磁波 D. 研究进攻球员过人动作时可以把他看成质点 3. 如图所示，某空间放置有一带电的甲球，将另一不带电的金属球乙靠近甲球，最终形成稳定电场，其中实线为电场线，虚线为等势线，A、B、C、D为电场中的四个点。则（ ） A. 甲球带负电荷 B. 乙球的电势处处相等 C. A点电场强度大于D点的电场强度 D. 负电荷从C移到B最后移到D，电势能先减小再增大 4. 研究表明，质量大于8倍太阳质量的恒星生命末期会发生毁灭性爆炸，可产生重元素（如铀）。已知和的半衰期分别为年和年，若地球上的铀来自年前的恒星爆炸，且爆炸时产生相同数量的和，则目前地球上两者的数量比约为（　　） A. B. C. D. 5. 关于下列各图的说法中，正确的是（ ） A. 图甲施加力后，上表面金属电阻应变片的电阻变大 B. 图乙方解石的双折射现象说明方解石是多晶体 C. 图丙储罐内的液面高度降低时振荡电路的频率减小 D. 图丁气体在状态甲时的分子平均动能比状态乙大 6. 已知地球和天王星的密度和半径参数如表所示。假如将摆长为的单摆移动到天王星表面，则它的振动周期约为（　　） 行星 密度 半径（） 地球 5.5 6400 天王星 1.3 25000 A. B. C. D. 7. 雨滴下落时所受空气阻力与雨滴的速度和半径有关。雨滴速度越大，它受到的空气阻力越大；当雨滴速度一定时，雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的次方成正比，已知。假设一个大雨滴和一个小雨滴从云层内同一高度同时下落，则（ ） A. 云层的位置越高落地速度越大 B. 大雨滴和小雨滴同时落到地面 C. 大雨滴接近地面时的速度较大 D. 即使有水平方向风力，雨滴落地速度不变 8. 如图所示，在杂技单手抛球表演中，演员的右手将五颗相同的球在同一高度每隔时间依次斜向上抛出；球回到抛出高度时，左手将球接住，然后水平移动到右手再抛出。各球的运动轨迹均相同，形成连续的循环。该过程中在空中且不在手中的球至少有四颗，空气阻力可忽略，则（ ） A. 球从抛出到最高点的时间为 B. 球到达最高点的速度为 C. 球抛出的速度大小为 D. 球离抛出点的最大高度一定大于 9. 如图所示的平静湖面下，一位潜水员在潜水。他利用激光器发射激光信号来实现与岸上人员的联系。他发现只有当激光光束与水面的夹角大于α时，岸上人员才能收到激光信号，则（　　） A. 水的折射率为 B. 潜水员看到岸上人员成像位置要比实际位置低 C. 岸上人员接收不到激光信号时，一定看不到潜水员 D. 当潜水员以水平速度v向河岸靠近时，岸上人员看到潜水员移动速度小于v 10. 一辆总质量1980kg的无人驾驶电车在进行爬坡性能测试。车在坡面上以20m/s速度匀速运动了120s，爬升的竖直高度为40m。已知电车电池的电动势为400V，整个回路的总电阻为2Ω。已知空气阻力大小为180N，考虑到还有其它阻力，电车回路的电流大小可能为（ ） A. 10A B. 20A C. 30A D. 40A 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，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 近代物理有两个经典实验，一个是卢瑟福的粒子散射实验，另一个是康普顿研究石墨对射线的散射实验。关于这两个实验，以下说法正确的是（ ） A. 卢瑟福在实验中发现当粒子撞击金箔时有大量α粒子发生大角度散射 B. 康普顿在实验中发现在散射的射线中，有大于入射波长的成分 C. 由粒子散射实验可估算得原子核的半径数量级是 D. 射线散射实验的原理是石墨原子核对射线的库仑力导致运动发生改变 12. 玻尔原子理论认为氢原子中电子绕核运行的轨道半径为（，，，），其中基态时电子轨道半径；对应的氢原子能量（，，，），其中基态能量。电子和氢原子核的带电荷量大小都是，静电力常量，普朗克常量，真空中的光速，则（ ） A. 氢原子的能量级指的是氢原子的电势能 B. 基态氢原子的电势能为 C. 氢原子从能级3跃迁到能级1电势能减少量等于动能的增加量 D. 波长约为的光照射的氢原子，可以使它电离 13. 在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图所示形状，金属杆相应的曲线方程为（单位：），式中。将一小环套在该金属杆上，并从处以的初速度沿杆向下运动，则该环（ ） A. 沿曲线作简谐运动 B. 时加速度为0 C. 运动到时速度大小为 D. 在轴方向最远能运动到处 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 在“验证机械能守恒定律”实验中 （1）实验中纸带下所挂物体应选图甲中的____________（填“A”、“B”或“C”）。 （2）如图乙所示是实验中打下的一条纸带，取纸带上清晰的一点记为0，连续标记1~7七个计数点，则打点计时器打下的第一个点的位置在纸带的____________（填“左侧”或“右侧”），打下计数点4的速度大小____________m/s（保留两位有效数字）。 （3）取计数点0所在水平面为零势能面，计算出不同计数点对应的该重锤动能和重力势能。建立如图丙所示的坐标系，横轴表示（到0点的位移），纵轴表示动能和势能。根据以上数据绘出图线Ⅰ和Ⅱ，与势能对应的是图线____________（填Ⅰ或Ⅱ），根据图像计算出重锤和纸带在下落过程中所受的平均阻力大小为____________N。 15. 通过实验研究小灯泡（2.5V，0.3A）的物理特性： （1）为测绘小灯泡的伏安特性曲线，实验中实物连接如图甲所示，指出该连接不妥之处：____________。实验中发现，无论怎么调节滑动变阻器，电压表的示数总不为0，经判断为某根导线接触不良，则该导线是图中的____________（填“1”“2”或“3”）。解决电路问题后，某次测量中电压表指针位置如图乙所示，其示数为____________V。 （2）再用多用电表来研究小灯泡的电阻特性： ①测量前，先机械调零；然后对多用电表进行欧姆调零，旋转调零旋钮使指针指向电阻挡的____________（填“0”或“”）刻度位置；再对该表进行校准，用该欧姆表测量阻值为150的标准电阻，指针的偏转如图丙所示，则用该欧姆表测得的电阻值____________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 ②用校准后的多用电表的红黑表笔接在发光小灯泡的两端，读出灯泡不同电流下的电阻值，则他在操作上存在的问题是____________。 16. 如图所示，在测量三棱镜玻璃砖（图中）折射率的实验中，在玻璃砖一侧插上大头针、。在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针后使能把、的像都挡住；再插上大头针，使能把及、的像都挡住。若不测量角度，则可直接通过测量长度测出玻璃砖的折射率。在纸上标出的大头针位置（×）和三棱镜轮廓（实线），并以连线与棱镜边界的交点为圆心画一个圆。在答题卡相应位置的图上画出完整光路图___________，并标出需要测量的物理量，则折射率的表达式为____________（请用图上标出的量表示）。 17. 如图1所示，小姚同学自制了一个水银气压计，他用手指封住灌满水银的玻璃管开口端，将其竖直倒立浸没在水银槽中，松开手指，玻璃管上方呈现一真空段。记玻璃管顶部距离水银面高度为，管内水银面的高度为。已知玻璃管的横截面积为，水银的密度，当时大气压强为，水银槽面积极大，实验过程中水银槽液面的高度变化忽略不计。 （1）水银在玻璃管的液面形状是图2中的____________（填“甲”“乙”或“丙”）；向上提升玻璃管时，管内水银柱的高度____________（填“升高”“降低”或“不变”） （2）若实验中控制玻璃管使其初始高度，如图3所示，现缓慢向上提升玻璃管使增加到，则该过程中外界对水银做多少功？ （3）若实验过程中由于操作不慎，玻璃管顶部渗有空气。测得初始高度时，管内水银面的高度，现缓慢向上提升玻璃管使增加到，求稳定时管内水银柱的高度。 18. 如图所示，半径的竖直光滑细圆管与水平传送带通过光滑水平直轨道平滑连接。光滑竖直挡板P贴近传送带固定，P与传送带边缘的夹角。传送带在电动机驱动下以速度顺时针运转。两个极小物体a、b静置于上，中间夹有一根被压缩的弹簧，物体与弹簧不拴接。静止释放a、b后，a恰好能过细圆管最高点，b冲上传送带达到和传送带相同速度后撞击P。b撞击P时，沿挡板分速度不变，垂直挡板分速度减为零。b撞击P后紧贴挡板运动滑离传送带。已知a、b的质量分别为、，与传送带间的动摩擦因数都为。求： （1）经过轨道最低点时轨道对的支持力； （2）释放a、b前弹簧的弹性势能； （3）和传送带达到相同速度过程中摩擦产生的热量； （4）物体冲上到滑离传送带过程中电动机因传送该物块多做的功。 19. 如图所示是一个水平无人机弹射平台，由电磁弹射系统和回收系统组成。弹射系统由间距为的平行光滑金属导轨、组成，导轨上有质量为、长度为的可回收金属棒（弹射过程接入电路的电阻为），金属棒连接质量为的无人机且彼此绝缘。回收系统由光滑金属导轨、组成，与弹射系统的导轨成夹角，、间接一恒流源，可提供恒定电流。弹射系统与回收系统相互绝缘，整个弹射平台处于垂直于平台面、磁感应强度为的匀强磁场中。平台左侧的线圈通过开关与弹射系统的、端相连，线圈匝数为、电阻为、面积为；电压表并联在弹射系统、两端；垂直于线圈平面有磁感应强度大小随时间变化关系为（为确定常数）的磁场。闭合，金属棒向右加速经过时间达最大速度（未到达端），该过程中金属棒和无人机受到的阻力恒定为（为确定常数）。金属棒到达时，无人机分离弹射出去；此后，金属棒在恒流源作用下减速并返回，以完成回收。金属棒全程没有脱离导轨，求： （1）在闭合瞬间金属棒的电流； （2）金属棒达最大速度时电压表示数； （3）金属棒达最大速度过程中线圈提供的能量； （4）金属棒最远的位置到的距离。 20. 光电倍增管能把微弱的光信号转化为强烈的电子信号。如图1所示是某一光电倍增管的主体结构——真空管，内有一个阴极、一组二次发射极（D1~D5）及一个阳极。已知阴、阳两极间的电压，各极之间的电势依序等差递增。当入射光照射阴极时会放出光电子，经加速后汇集到；这些光电子撞击后会放出更多电子，进行第一次电子倍增；放出的电子受与间电压加速，再与碰撞并放出更多电子，形成连锁效应……最后由发射的电子通过阳极输出，这过程仅需约。一般而言，最高放大倍数（阳极输出电子数与阴极逸出光电子数之比值）可达到倍，从而产生强烈的电子脉冲信号。已知电子的质量，电子电量，普朗克常量。 （1）如图2所示，从阴极出射的光电子收集后从点垂直进入磁感应强度的匀强磁场，收集板上最远打到的位置距离入射点。已知入射光的波长为，则： ①阴极材料的逸出功为多少？ ②逸出的光电子加速到电极，光电子德布罗意波长的最小值。 （2）用一个可放大倍的光电倍增管将某一微弱的光信号转换并增强为电信号后，输出端串联一个的电阻，形成回路。此电阻两端电压与时间的关系如图3所示。光子照射到阴极时，约有可以击出光电子，求射入此光电倍增管的光子数； （3）结合光电倍增管原理，写出两种提高光电倍增管放大倍数的可行措施。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届浙江嘉兴市高三一模物理试题 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。 考生注意： 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分别填写在答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答。在试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内。作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。 4.可能用到的相关公式或参数：无特别说明，重力加速度取。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 汽车扭矩是发动机曲轴输出的旋转力矩，直接决定车辆起步、加速和爬坡能力。物理学中它定义为力与力臂的乘积，则国际单位制中扭矩的单位是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题干，扭矩为 其中是力，是力臂，根据牛顿第二定律 力的单位是（即），因此扭矩单位为 故D正确。 故选D。 2. 如图所示的足球比赛中，进攻球员共跑动了42m路程，用时7.0s。视频裁判通过视频回放认定此过程中进攻球员踩了防守球员，进攻方犯规。则此过程中（ ） A. 进攻球员踩防守球员的力大于防守球员对进攻球员的力 B. 进攻球员的平均速度为6m/s C. 裁判的无线对讲机传输的信号是一种电磁波 D. 研究进攻球员过人动作时可以把他看成质点 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等、方向相反。进攻球员踩防守球员的力和防守球员对进攻球员的力是一对相互作用力，二者大小必然相等，A错误； B．平均速度的定义是位移与时间的比值，题目中仅给出了进攻球员跑动的 是路程，没有提供对应的位移大小，因此无法计算平均速度。这里计算得到的 是平均速率，不是平均速度， B 错误； C．无线对讲机依靠无线电信号传输信息，无线电信号属于电磁波的一种， C 正确； D．研究进攻球员的过人动作时，需要关注球员肢体的姿态、动作细节，若将其视为质点，就无法描述这些动作特征，因此不能把他看成质点，D 错误； 故选C。 3. 如图所示，某空间放置有一带电的甲球，将另一不带电的金属球乙靠近甲球，最终形成稳定电场，其中实线为电场线，虚线为等势线，A、B、C、D为电场中的四个点。则（ ） A. 甲球带负电荷 B. 乙球的电势处处相等 C. A点电场强度大于D点的电场强度 D. 负电荷从C移到B最后移到D，电势能先减小再增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场线从正电荷出发，终止于负电荷。图中电场线从甲球向外发散，说明甲球带正电，故A错误； B．乙球是处于静电平衡的金属导体。静电平衡时，整个金属导体是等势体，导体表面和内部电势处处相等，故B正确； C．电场线疏密表示场强大小。D点电场线比A点更密集，所以，故C错误； D．沿电场线电势降低，因此，且负电荷所处位置电势越高，负电荷电势能越小，因此负电荷从C移到B最后移到D，电势能先增大再减小，故D错误。 故选B。 4. 研究表明，质量大于8倍太阳质量的恒星生命末期会发生毁灭性爆炸，可产生重元素（如铀）。已知和的半衰期分别为年和年，若地球上的铀来自年前的恒星爆炸，且爆炸时产生相同数量的和，则目前地球上两者的数量比约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】已知爆炸时两种铀的初始数量相等，即，根据，可知当前两者数量比为 代入数据年，年，年，解得 故选B。 5. 关于下列各图的说法中，正确的是（ ） A. 图甲施加力后，上表面金属电阻应变片的电阻变大 B. 图乙方解石的双折射现象说明方解石是多晶体 C. 图丙储罐内的液面高度降低时振荡电路的频率减小 D. 图丁气体在状态甲时的分子平均动能比状态乙大 【答案】A 【解析】 【详解】A．施加力F后金属梁向下弯曲，上表面的金属应变片被拉伸，长度变长、横截面积变小，根据电阻定律 应变片的电阻变大，A正确； B．双折射现象是单晶体的特有光学特性，方解石的双折射说明方解石是单晶体，B错误； C．图丙中电容器的两个极板就是储罐的液面，液面高度降低时，极板的正对面积减小，电容C减小；根据LC振荡电路频率公式 L不变、C减小时，振荡频率增大，C错误； D．麦克斯韦气体分子速率分布规律显示，温度越高，分子的最概然速率（占比最高的速率区间）向大速率方向偏移。图丁中乙的峰值对应更大的速率区间，说明乙状态温度更高，分子平均动能乙比甲大，D错误。 故选 A。 6. 已知地球和天王星的密度和半径参数如表所示。假如将摆长为的单摆移动到天王星表面，则它的振动周期约为（　　） 行星 密度 半径（） 地球 5.5 6400 天王星 1.3 25000 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】星球表面物体重力等于万有引力，有 解得表面重力加速度 行星质量 代入的表达式得，即与成正比。天王星与地球表面重力加速度的比值 即 单摆周期公式为 代入、，得 故选B。 7. 雨滴下落时所受空气阻力与雨滴的速度和半径有关。雨滴速度越大，它受到的空气阻力越大；当雨滴速度一定时，雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的次方成正比，已知。假设一个大雨滴和一个小雨滴从云层内同一高度同时下落，则（ ） A. 云层的位置越高落地速度越大 B. 大雨滴和小雨滴同时落到地面 C. 大雨滴接近地面时的速度较大 D. 即使有水平方向风力，雨滴落地速度不变 【答案】C 【解析】 【详解】设雨滴的密度为，半径为，则雨滴的质量 由题意，当雨滴速度一定时，空气阻力与雨滴半径的次方成正比，即 雨滴速度越大，它受到的空气阻力越大，可以假定阻力与成正比，则可知 在雨滴下落过程中，由牛顿第二定律可知 故加速度 若云层足够高，当雨滴匀速运动时，重力与阻力平衡，满足 整理得 由于，故。可知在加速过程中，同样的速度，大雨滴的加速度更大；若云层足够高，大雨滴收尾速度更大。 A．若云层足够高，雨滴下落过程中会达到收尾速度后保持匀速，落地速度等于收尾速度，不会随云层高度升高而增大，故A错误； B．大雨滴半径更大，收尾速度更大，且下落过程的平均加速度更大，会先落地，故B错误； C．由上述分析可知，大雨滴半径大，下落过程的平均加速度更大，从同一高度下落，接近地面时，大雨滴的速度较大，故C正确； D．落地速度是水平速度与竖直速度的合速度，水平风力会使雨滴获得水平分速度，故雨滴落地合速度会增大，同时落地的速度方向也发生改变，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，在杂技单手抛球表演中，演员的右手将五颗相同的球在同一高度每隔时间依次斜向上抛出；球回到抛出高度时，左手将球接住，然后水平移动到右手再抛出。各球的运动轨迹均相同，形成连续的循环。该过程中在空中且不在手中的球至少有四颗，空气阻力可忽略，则（ ） A. 球从抛出到最高点的时间为 B. 球到达最高点的速度为 C. 球抛出的速度大小为 D. 球离抛出点的最大高度一定大于 【答案】D 【解析】 【详解】A．五颗球循环运动，要求在空中且不在手中的球至少有4颗，则单颗球从抛出到落回抛出高度的总运动时间​需满足。 斜抛运动竖直方向为竖直上抛运动，上升和下落时间对称，因此球从抛出到最高点的时间 解得，A错误； B．球做斜抛运动，最高点的竖直分速度为0，但存在水平分速度，因此合速度不为0，B错误； C．球抛出时的竖直分速度 由 解得 由于球存在水平分速度，抛出时的合速度应大于竖直分速度，因此抛出时速度不为，C错误； D．竖直上抛的最大高度 由于 解得，D正确。 故选D。 9. 如图所示的平静湖面下，一位潜水员在潜水。他利用激光器发射激光信号来实现与岸上人员的联系。他发现只有当激光光束与水面的夹角大于α时，岸上人员才能收到激光信号，则（　　） A. 水的折射率为 B. 潜水员看到岸上人员成像位置要比实际位置低 C. 岸上人员接收不到激光信号时，一定看不到潜水员 D. 当潜水员以水平速度v向河岸靠近时，岸上人员看到潜水员移动速度小于v 【答案】D 【解析】 【详解】A．潜水员发现当激光光束与水面的夹角大于α时，岸上人员才能收到激光信号，则说明激光束恰好发生全反射时入射角为，则，故A错误； B．岸上人员的光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，潜水员逆着折射光线看岸上人员，成像位置会比实际位置偏高，即岸上人员成像位置要比实际位置高，故B错误； C．岸上人员接收不到激光信号是因为光从水射到空气时发生全反射，但岸上人员发出的光从空气射向水时，即由光疏介质射入光密介质，不会发生全反射，光可以正常折射进入水中，即岸上人员发出的光可以到达潜水员眼中，根据光路的可逆性，潜水员也可以被岸上人员看到，故C错误； D．当潜水员以水平速度v向河岸靠近时，岸上人员看到潜水员是经水面折射形成的虚像，光从水射向空气，折射角大于入射角，虚像的移动速度将变小，即岸上人员看到潜水员移动速度小于v，故D正确。 故选D。 10. 一辆总质量1980kg的无人驾驶电车在进行爬坡性能测试。车在坡面上以20m/s速度匀速运动了120s，爬升的竖直高度为40m。已知电车电池的电动势为400V，整个回路的总电阻为2Ω。已知空气阻力大小为180N，考虑到还有其它阻力，电车回路的电流大小可能为（ ） A. 10A B. 20A C. 30A D. 40A 【答案】D 【解析】 【详解】根据能量守恒，电车电源的总功率等于回路焦耳热功率与机械输出功率之和，即 其中机械功率用于克服重力分力、空气阻力和其他阻力做功。斜面总长度 重力沿斜面向下的分力 若无其他阻力时最小牵引力 最小机械功率 因存在其他阻力，实际机械功率 代入功率关系得 解得电流范围为 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是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 近代物理有两个经典实验，一个是卢瑟福的粒子散射实验，另一个是康普顿研究石墨对射线的散射实验。关于这两个实验，以下说法正确的是（ ） A. 卢瑟福在实验中发现当粒子撞击金箔时有大量α粒子发生大角度散射 B. 康普顿在实验中发现在散射的射线中，有大于入射波长的成分 C. 由粒子散射实验可估算得原子核的半径数量级是 D. 射线散射实验的原理是石墨原子核对射线的库仑力导致运动发生改变 【答案】BC 【解析】 【详解】A．粒子散射实验的现象是：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，只有极少数粒子发生大角度散射，故A错误； B．康普顿散射的实验现象是：散射后有部分射线的波长大于入射的波长，故B正确； C．卢瑟福通过粒子散射实验，结合库仑斥力的模型计算，估算出原子核的半径数量级为，故C正确； D．康普顿散射的物理本质是射线的光子与石墨中的外层自由电子发生弹性碰撞，满足动量守恒、能量守恒，直接证明了光的粒子性，并非原子核对射线的库仑力导致运动改变，故D错误。 故选BC。 12. 玻尔原子理论认为氢原子中电子绕核运行的轨道半径为（，，，），其中基态时电子轨道半径；对应的氢原子能量（，，，），其中基态能量。电子和氢原子核的带电荷量大小都是，静电力常量，普朗克常量，真空中的光速，则（ ） A. 氢原子的能量级指的是氢原子的电势能 B. 基态氢原子的电势能为 C. 氢原子从能级3跃迁到能级1电势能减少量等于动能的增加量 D. 波长约为的光照射的氢原子，可以使它电离 【答案】BD 【解析】 【详解】A．氢原子的能级是氢原子的总能量，等于核外电子的动能与原子系统的电势能之和，并非仅指电势能，故A错误； B．基态时电子绕核做圆周运动，库仑力提供向心力： 可得电子动能 又因为氢原子总能量 代入解得基态电势能，故B正确； C．氢原子从n=3跃迁到n=1时，总能量减少，会向外辐射光子，因此电势能的减少量等于电子动能的增加量与辐射出的光子能量之和，并非等于动能增加量，故C错误； D．波长的光子能量 n=2能级的氢原子能量 电离所需的最小能量为3.4eV，该光子能量远大于3.4eV，可以使n=2的氢原子电离，故D正确。 故选 BD。 13. 在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图所示形状，金属杆相应的曲线方程为（单位：），式中。将一小环套在该金属杆上，并从处以的初速度沿杆向下运动，则该环（ ） A. 沿曲线作简谐运动 B. 时加速度为0 C. 运动到时速度大小为 D. 在轴方向最远能运动到处 【答案】CD 【解析】 【详解】A．简谐运动的核心条件是回复力满足 小环沿弯曲杆运动时，受到杆的弹力和重力，合力并不满足简谐运动的回复力特征，因此小环不做简谐运动，故A错误； BD．当时，代入曲线方程得 小环出发点对应的纵坐标 根据机械能守恒定律，小环运动到时，速度大小满足 解得 故小环在轴方向最远能运动到处，在该位置，小环的重力存在沿杆切线方向的分量，因此小环切向合力不为0，加速度不为0，故B错误，D正确； C．小环运动到时，代入曲线方程得 根据机械能守恒定律，小环的速度大小满足 解得，故C正确。 故选CD。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 在“验证机械能守恒定律”实验中 （1）实验中纸带下所挂物体应选图甲中的____________（填“A”、“B”或“C”）。 （2）如图乙所示是实验中打下的一条纸带，取纸带上清晰的一点记为0，连续标记1~7七个计数点，则打点计时器打下的第一个点的位置在纸带的____________（填“左侧”或“右侧”），打下计数点4的速度大小____________m/s（保留两位有效数字）。 （3）取计数点0所在水平面为零势能面，计算出不同计数点对应的该重锤动能和重力势能。建立如图丙所示的坐标系，横轴表示（到0点的位移），纵轴表示动能和势能。根据以上数据绘出图线Ⅰ和Ⅱ，与势能对应的是图线____________（填Ⅰ或Ⅱ），根据图像计算出重锤和纸带在下落过程中所受的平均阻力大小为____________N。 【答案】（1）B （2） ①. 左侧 ②. 1.3 （3） ①. Ⅱ ②. 0.50##0.60##0.70##0.80##0.90##1.00 【解析】 【小问1详解】 验证机械能守恒，为减小空气阻力影响，要选质量大且易拴接纸带的重锤。 故选B。 【小问2详解】 [1]重物下落，速度越来越大，点间距越来越大。纸带左侧点间距更小，是先打的点。所以第一个点在纸带左侧。 [2]计数点4的瞬时速度等于3、5两点间的平均速度，则打下计数点4的速度大小 【小问3详解】 [1]以0点为零势能面，根据重力势能可知，h越大，势能越小，是向下倾斜的直线，对应图线Ⅱ。 [2]由图丙可知，h为0时重锤初态机械能为动能，即为 h为20cm时，重锤末态机械能为 则重锤下落20cm，机械能减少量为 根据功能关系有 联立解得 15. 通过实验研究小灯泡（2.5V，0.3A）的物理特性： （1）为测绘小灯泡的伏安特性曲线，实验中实物连接如图甲所示，指出该连接不妥之处：____________。实验中发现，无论怎么调节滑动变阻器，电压表的示数总不为0，经判断为某根导线接触不良，则该导线是图中的____________（填“1”“2”或“3”）。解决电路问题后，某次测量中电压表指针位置如图乙所示，其示数为____________V。 （2）再用多用电表来研究小灯泡的电阻特性： ①测量前，先机械调零；然后对多用电表进行欧姆调零，旋转调零旋钮使指针指向电阻挡的____________（填“0”或“”）刻度位置；再对该表进行校准，用该欧姆表测量阻值为150的标准电阻，指针的偏转如图丙所示，则用该欧姆表测得的电阻值____________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 ②用校准后的多用电表的红黑表笔接在发光小灯泡的两端，读出灯泡不同电流下的电阻值，则他在操作上存在的问题是____________。 【答案】（1） ①. 电流表正极接3A量程 ②. 1 ③. 1.80 （2） ①. 0 ②. 偏大 ③. 欧姆表测量时须断开电路 【解析】 【小问1详解】 [1]小灯泡额定电流0.3A，接3A量程过大，读数误差大，应选0.6A量程。 [2]电压表示数总不为0，说明滑动变阻器没起到调节作用，导线“1”接触不良导致无法分压。 [3]电压表用0~3V量程，分度值0.1V，指针在1V后第8格，读数 【小问2详解】 [1]欧姆调零时，红黑表笔短接，指针应指向电阻刻度的“0Ω”处（最右端）。 [2]测150Ω标准电阻，指针指示的读数大于150Ω，说明测量值偏大。 [3]测电阻时必须将灯泡从原电路断开，不能带电测量，否则结果不准甚至损坏电表。 16. 如图所示，在测量三棱镜玻璃砖（图中）折射率的实验中，在玻璃砖一侧插上大头针、。在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针后使能把、的像都挡住；再插上大头针，使能把及、的像都挡住。若不测量角度，则可直接通过测量长度测出玻璃砖的折射率。在纸上标出的大头针位置（×）和三棱镜轮廓（实线），并以连线与棱镜边界的交点为圆心画一个圆。在答题卡相应位置的图上画出完整光路图___________，并标出需要测量的物理量，则折射率的表达式为____________（请用图上标出的量表示）。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]按照以下步骤画出完整的光路图，并标出需要测量的物理量： 连接​、，得到入射光线，它与边的交点即为入射点； 连接、​，得到出射光线，它与边的交点记为； 连接、，得到三棱镜内部的折射光线； 过点作边的法线，以为圆心的虚线圆为辅助圆，从入射光线与圆的交点向法线作垂线，记该垂线长度为；从点出发的棱镜内折射光线的延长线与圆的交点向法线作垂线，记该垂线长度为​。 完整光路图如下： [2]根据折射定律，在界面处有 其中是入射角，是折射角，设辅助圆的半径为，由几何关系可得， 两式消去半径后得到折射率。 17. 如图1所示，小姚同学自制了一个水银气压计，他用手指封住灌满水银的玻璃管开口端，将其竖直倒立浸没在水银槽中，松开手指，玻璃管上方呈现一真空段。记玻璃管顶部距离水银面高度为，管内水银面的高度为。已知玻璃管的横截面积为，水银的密度，当时大气压强为，水银槽面积极大，实验过程中水银槽液面的高度变化忽略不计。 （1）水银在玻璃管的液面形状是图2中的____________（填“甲”“乙”或“丙”）；向上提升玻璃管时，管内水银柱的高度____________（填“升高”“降低”或“不变”） （2）若实验中控制玻璃管使其初始高度，如图3所示，现缓慢向上提升玻璃管使增加到，则该过程中外界对水银做多少功？ （3）若实验过程中由于操作不慎，玻璃管顶部渗有空气。测得初始高度时，管内水银面的高度，现缓慢向上提升玻璃管使增加到，求稳定时管内水银柱的高度。 【答案】（1） ①. 丙 ②. 不变 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]水银与玻璃管不浸润，所以水银在玻璃管的液面形状如图丙所示； [2]向上提升向上提升玻璃管时，由于大气压强不变，所以管内水银柱的高度不变。 【小问2详解】 当玻璃管提升使H从70cm增加到80cm时，等效成高度为0.05m的水银柱上升。这部分水银柱的重心上升的高度为0.725m。外界对水银柱做的功为 【小问3详解】 初始高度时，管内水银面的高度，可知气体的体积 压强为 现缓慢向上提升玻璃管使增加到，此时气体的压强为 体积为 其中 根据玻意耳定律，有 代入数据解得 18. 如图所示，半径的竖直光滑细圆管与水平传送带通过光滑水平直轨道平滑连接。光滑竖直挡板P贴近传送带固定，P与传送带边缘的夹角。传送带在电动机驱动下以速度顺时针运转。两个极小物体a、b静置于上，中间夹有一根被压缩的弹簧，物体与弹簧不拴接。静止释放a、b后，a恰好能过细圆管最高点，b冲上传送带达到和传送带相同速度后撞击P。b撞击P时，沿挡板分速度不变，垂直挡板分速度减为零。b撞击P后紧贴挡板运动滑离传送带。已知a、b的质量分别为、，与传送带间的动摩擦因数都为。求： （1）经过轨道最低点时轨道对的支持力； （2）释放a、b前弹簧的弹性势能； （3）和传送带达到相同速度过程中摩擦产生的热量； （4）物体冲上到滑离传送带过程中电动机因传送该物块多做的功。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 细圆管是双轨道，物体恰好能过细圆管最高点，在细圆管最高点时的速度，  从C到B根据机械能守恒得 得经过轨道最低点时速度 根据牛顿第二定律得 得轨道对的支持力 【小问2详解】 弹簧弹开a、b过程，根据系统动量守恒得  水平直轨道光滑，可得 解得物体被弹出的速度 根据系统机械能守恒得 解得释放a、b前弹簧的弹性势能 【小问3详解】 物体在传送带上的加速度 从加速到传送带速度的时间 此过程的相对地位移 传送带的位移 两者相对位移 此过程中摩擦产生的热量 代入数据解得 【小问4详解】 物体匀加速阶段传送带克服摩擦力做功 解得 物体撞击挡板后瞬间，将的速度分解为沿挡板、垂直挡板分量，撞击后仅保留沿挡板的分速度 可得此时相对传送带的速度方向垂直于挡板，大小为度，如图所示 滑动摩擦力大小始终为，方向与相对运动方向相反，即垂直挡板，则物体沿挡板做匀速直线运动。 可得 物体相对传送带的位移 解得移 此过程中摩擦产生的热量 电动机因传送该物块多做的功 物体冲上到滑离传送带过程中电动机因传送该物块多做的功。 19. 如图所示是一个水平无人机弹射平台，由电磁弹射系统和回收系统组成。弹射系统由间距为的平行光滑金属导轨、组成，导轨上有质量为、长度为的可回收金属棒（弹射过程接入电路的电阻为），金属棒连接质量为的无人机且彼此绝缘。回收系统由光滑金属导轨、组成，与弹射系统的导轨成夹角，、间接一恒流源，可提供恒定电流。弹射系统与回收系统相互绝缘，整个弹射平台处于垂直于平台面、磁感应强度为的匀强磁场中。平台左侧的线圈通过开关与弹射系统的、端相连，线圈匝数为、电阻为、面积为；电压表并联在弹射系统、两端；垂直于线圈平面有磁感应强度大小随时间变化关系为（为确定常数）的磁场。闭合，金属棒向右加速经过时间达最大速度（未到达端），该过程中金属棒和无人机受到的阻力恒定为（为确定常数）。金属棒到达时，无人机分离弹射出去；此后，金属棒在恒流源作用下减速并返回，以完成回收。金属棒全程没有脱离导轨，求： （1）在闭合瞬间金属棒的电流； （2）金属棒达最大速度时电压表示数； （3）金属棒达最大速度过程中线圈提供的能量； （4）金属棒最远的位置到的距离。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 由法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势 由闭合电路欧姆定律，闭合瞬间金属棒的电流 【小问2详解】 金属棒达最大速度时合外力为零 得 则电压表示数 【小问3详解】 设金属棒的最大速度为，则有 得 由动量定理得 得 则线圈提供的能量 得 【小问4详解】 金属棒到最远位置时速度为，由动能定理得 其中 解得 20. 光电倍增管能把微弱的光信号转化为强烈的电子信号。如图1所示是某一光电倍增管的主体结构——真空管，内有一个阴极、一组二次发射极（D1~D5）及一个阳极。已知阴、阳两极间的电压，各极之间的电势依序等差递增。当入射光照射阴极时会放出光电子，经加速后汇集到；这些光电子撞击后会放出更多电子，进行第一次电子倍增；放出的电子受与间电压加速，再与碰撞并放出更多电子，形成连锁效应……最后由发射的电子通过阳极输出，这过程仅需约。一般而言，最高放大倍数（阳极输出电子数与阴极逸出光电子数之比值）可达到倍，从而产生强烈的电子脉冲信号。已知电子的质量，电子电量，普朗克常量。 （1）如图2所示，从阴极出射的光电子收集后从点垂直进入磁感应强度的匀强磁场，收集板上最远打到的位置距离入射点。已知入射光的波长为，则： ①阴极材料的逸出功为多少？ ②逸出的光电子加速到电极，光电子德布罗意波长的最小值。 （2）用一个可放大倍的光电倍增管将某一微弱的光信号转换并增强为电信号后，输出端串联一个的电阻，形成回路。此电阻两端电压与时间的关系如图3所示。光子照射到阴极时，约有可以击出光电子，求射入此光电倍增管的光子数； （3）结合光电倍增管原理，写出两种提高光电倍增管放大倍数的可行措施。 【答案】（1）①；② （2）个 （3）增加二次发射极的极数，提高相邻倍增极之间的加速电压。 【解析】 【小问1详解】 ①光电子在磁场中运动时有 解得 其中 因为入射光能量为，根据光电效应方程有 联立解得 ②设光电子德布罗意波长的最小值为，由图1可知阴极电势为0，D₁电势为100V，阴极到D₁的加速电压为。 根据能量守恒有 因为， 联立解得 【小问2详解】 根据 因为 即 其中为图3中三角形面积 联立解得个 【小问3详解】 放大倍数来源于二次发射的电子倍增，要提高光电倍增管放大倍数，可增加二次发射极的极数，增加电子碰撞倍增的次数；提高相邻倍增极之间的加速电压,让电子撞击二次发射极时获得更大动能，每次碰撞能打出更多二次电子。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $