2027年高考物理一轮复习月度滚动测试04【测试范围：交变电流、传感器、光学、电磁波、热学、近代物理初步】（北京专用）

2027年高考一轮复习月度滚动测试四 高三物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 考试范围：交变电流、传感器、光学、电磁波、热学、近代物理初步 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 第一部分 本部分共14题，每题3分，功42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1．已知钍234的半衰期是24天。1g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（ ） A．0.5g B．0g C．0.25g D．0.75g 【答案】C 【解析】根据放射性元素半衰期剩余质量公式：，其中为初始质量，为半衰期，为衰变时间。 本题中，，，代入得：；故选C。 2．下列说法正确的是（　　） A．海市蜃楼是光发生干涉的结果 B．照相机镜头的增透膜，应用了光的偏振现象 C．肥皂膜上看到的彩色条纹是膜的两表面反射光干涉的结果 D．用双缝干涉实验装置观察白光的干涉现象，中央条纹是彩色的 【答案】C 【解析】A．海市蜃楼是光因折射和全反射形成的现象，与干涉无关，故A错误； B．增透膜利用的是光的干涉原理，通过反射光相消来减少反射，而非偏振现象，故B错误； C．肥皂膜的彩色条纹是膜的两表面反射光发生干涉的结果，不同厚度的膜导致不同波长的光相长或相消，故C正确； D．白光双缝干涉的中央条纹光程差为零，所有波长的光均加强，叠加后呈白色而非彩色，故D错误。故选C。 3．如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如下图所示。已知线框内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω，则（ ） A．电压表的示数为20V B．电路中的电流方向每秒改变10次 C．t=0时刻，线圈处于中性面 D．电动势的瞬时值表达式为（V） 【答案】B 【解析】A．由图可知，电动势的有效值为 电路中的电流为 电压表的示数为，故A错误； B．由图可知，周期为 则频率为 每个周期内，电流方向改变2次，所以电路中的电流方向每秒改变10次，故B正确； C．t=0时刻，电动势最大，所以此时线圈处于垂直中性面位置处，故C错误； D．电动势的瞬时值表达式为 其中 可得，故D错误。故选B。 4．（2026·北京昌平·二模）下列现象属于光的衍射的是（　　） A．水中的气泡看起来特别明亮 B．肥皂膜在日光照射下看起来是彩色的 C．白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带 D．单色光照射圆盘后，影的中心出现一个亮斑 【答案】D 【解析】A．水中的气泡看起来特别明亮，是光从光密介质水射向光疏介质空气时发生全反射导致的，不属于衍射，故A错误； B．肥皂膜在日光照射下呈彩色，是肥皂膜前后表面反射的光发生薄膜干涉形成的，不属于衍射，故B错误； C．白光通过三棱镜出现彩色光带，是由于不同色光的折射率不同，发生折射色散形成的，不属于衍射，故C错误； D．单色光照射圆盘时影中心的亮斑为泊松亮斑，是光绕过圆盘障碍物发生衍射形成的，属于光的衍射，故D正确。故选D。 5．（2025·北京朝阳·一模）用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（ ） A．将滤光片靠近单缝 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更大的双缝 【答案】C 【解析】根据条纹间距表达式 A．将滤光片靠近单缝，条纹间距不变，选项A错误； B．将屏向靠近双缝的方向移动，l减小，则条纹间距减小，选项B错误； C．将屏向远离双缝的方向移动，l变大，则条纹间距变大，选项C正确； D．使用间距更大的双缝，d变大，则条纹间距减小，选项D错误。故选C。 6．下列说法正确的是（　　） A．光的偏振现象说明光是横波 B．杨氏双缝干涉实验有力地证明了光的粒子性 C．扩散现象说明分子间存在斥力 D．一定质量的理想气体对外做功，内能一定减少 【答案】A 【解析】A．横波的振动方向与传播方向垂直，存在偏振现象，纵波无偏振现象，光的偏振现象可说明光是横波，故A正确； B．干涉是波的特有性质，杨氏双缝干涉实验证明了光具有波动性，并非粒子性，故B错误； C．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动，与分子间斥力无关，故C错误； D．根据热力学第一定律 气体对外做功时为负值，若同时吸收的热量大于，则气体内能增加，因此内能不一定减少，故D错误。 7．（2026·北京东城·二模）2025年10月，我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部件——杜瓦底座研制成功并顺利完成交付。该装置发生的核反应方程为，关于该核反应，下列说法正确的是（　　） A．X是 B．该核反应为衰变 C．的中子数为3 D．反应物的质量之和等于X与的质量之和 【答案】A 【解析】A．核反应遵循电荷数守恒、质量数守恒，X的电荷数为，质量数为，因此X为，故A正确； B．α衰变是重核自发释放α粒子的核变化，该反应是两个轻核结合成质量较大核的核聚变反应，不属于α衰变，故B错误； C．原子核的中子数=质量数-质子数，的质子数为1、质量数为3，因此中子数为，故C错误； D．该反应释放17.6MeV能量，根据质能方程可知反应存在质量亏损，因此反应物总质量大于X与的 总质量，故D错误。故选A。 8．（2026·北京房山·二模）将锌板与验电器相连，验电器指针闭合。用紫外线灯照射锌板，验电器指针张开一定张角，如图所示。移去紫外线灯，验电器张角保持稳定。随后用红外线灯照射锌板，验电器指针张角保持不变。下列说法正确的是（　　） A．紫外线灯照射后，验电器带正电 B．延长红外线照射时间，验电器指针张角将增大 C．增大红外线光照强度，验电器指针张角将增大 D．用丝绸摩擦的玻璃棒靠近锌板，验电器指针张角将减小 【答案】A 【解析】A．紫外线照射锌板时发生光电效应，锌板的电子逸出，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，因此验电器也带正电，故A正确； BC．光电效应的发生条件是入射光频率大于金属的极限频率，与照射时间、光照强度无关。题干中红外线照射后验电器张角不变，说明红外线频率低于锌板的极限频率，不能发生光电效应，因此延长照射时间、增大光照强度都不会使张角增大，故BC错误； D．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，靠近原本带正电的锌板时，根据静电感应，正电荷会被排斥向远端的验电器移动，验电器带电量增加，指针张角会增大，故D错误。故选A。 9．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（　　） A．“3D电影”的播放和观看利用了光的干涉 B．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从气泡射向水时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的 【答案】D 【解析】A．“3D电影”的播放和观看利用的是光的偏振原理，并非光的干涉，故A错误； B．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故，故B错误； C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波可以通过电缆、光缆传输，故C错误； D．红外体温计利用热辐射规律工作，人体温度越高，辐射的红外线强度越大，故D正确。故选D。 10．三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。由红、蓝两种单色光组成的复色光以一定的入射角从空气斜射向平行玻璃砖，射出时形成如图中a、b所示的两束光，下列说法正确的是（　　） A．a光为蓝光 B．b光频率较大 C．b光在玻璃砖中传播的速度更大 D．a、b光通过同一狭缝时b光的衍射现象更明显 【答案】B 【解析】A．由图可知，复色光进入玻璃砖后，b光的偏折程度较大（折射角较小），根据折射定律可知，玻璃对b光的折射率较大，即。蓝光的频率高于红光，折射率也大于红光，所以b光为蓝光，a光为红光，故A错误； B．由A分析可知，b光为蓝光，a光为红光，蓝光的频率大于红光的频率，所以b光频率较大，故B正确； C．根据，因为，所以b光在玻璃砖中的传播速度较小，故C错误； D．b光频率大，根据可知b光在真空中的波长较短。波长越长，衍射现象越明显，所以通过同一狭缝时a光衍射现象更明显，故D错误。故选B。 11．（2025·北京房山·一模）氢原子的能级图如图所示，和是氢原子在能级跃迁过程中产生的光子。下列说法正确的是（　　） A．光子的频率比光子的频率低 B．处于n=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量 C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，对应的电子的轨道变小，电子的动能变小 D．处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 【答案】B 【解析】A．根据能级跃迁规律可知，光子的能量较大，频率较大，故A错误； B．处于n=3能级的氢原子电离至少需要吸收的能量为 eV=1.51eV 故B正确； C．根据波尔理论可知，氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，对应的电子的轨道变小，电子的动能变大，故C错误； D．处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁过程中最多可辐射出种频率的光子，故D错误；故选B。 12．（2026·北京昌平·一模）某热敏电阻的特性曲线如图1所示，某同学利用该热敏电阻设计了图2所示的温度自动控制电路。图2中，为热敏电阻，为可变电阻，控制系统可视作的定值电阻，电源的电动势，内阻不计。当通过控制系统的电流小于2mA时，加热系统将开启；当通过控制系统的电流等于2mA时，加热系统将关闭。下列说法正确的是（　　） A．该热敏电阻的阻值随环境温度升高而变大 B．若要求环境温度低于时开启加热系统，应将调为 C．保持不变，环境温度降低，通过控制系统的电流将增大 D．保持不变，通过控制系统的电流大小随环境温度均匀变化 【答案】B 【解析】A．温度越高，热敏电阻的阻值越小，故该热敏电阻的阻值随环境温度升高而降低，故A错误； B．控制系统的电流等于2mA时，电路中的总电阻 热敏电阻的阻值为 控制系统可视作的定值电阻，若要求环境温度低于时开启加热系统，应将调为，故B正确； C．保持不变，环境温度降低，热敏电阻的阻值变大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知通过控制系统的电流将减小，故C错误； D．热敏电阻的阻值与温度成线性关系，通过控制系统的电流 可知通过控制系统的电流大小与热敏电阻的阻值不是线性关系，即保持不变，通过控制系统的电流大小随环境温度不是均匀变化，故D错误。故选B。 13．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，且n1>n2，定值电阻r与滑动变阻器R的最大阻值相等，电流表、电压表均为理想电表。在a、b端接入输出电压恒定的交变电源，当滑动变阻器R的滑片由Q向P端滑动时，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变小 B．电压表示数不变 C．定值电阻r消耗的电功率逐渐变大 D．变压器副线圈的输出功率逐渐变小 【答案】C 【解析】ABC．设交流电源的输出电压为U0，将理想变压器及其负载电路等效为一个电阻R等，根据理想变压器的规律可得，，又，则。 当滑动变阻器R的滑片由Q向P端滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值R变小，则等效电阻R等变小，在a、b两端电路中，由欧姆定律可得U0＝I1(r＋R等)，R等变小，则I1变大，即电流表示数变大；由U1＝U0－I1r可知，I1变大，则U1变小，变小，即电压表示数变小；随I1变大，定值电阻r消耗的电功率逐渐增大，故AB错误，C正确。D．理想变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，根据电路知识可得变压器副线圈的输出功率 由数学知识可得R等＝r时，理想变压器副线圈的输出功率最大，又因，且R的最大值与r相等，n1>n2，则R等由大于r向小于r变化，则理想变压器副线圈的输出功率先变大，后变小，故D错误。故选C。 14．某发电装置的结构简图如图甲所示，线圈a与理想变压器的原线圈连接，在磁极间空隙中沿轴线方向往复运动，其速度随时间按图乙所示的正弦规律变化。已知磁极间空隙处的磁场沿半径方向，从右侧观察如图丙所示，线圈a所在位置的磁感应强度大小均为0.2T；线圈a每匝长度均为20cm，共50匝，电阻不计；定值电阻R的阻值为10Ω，小灯泡L的额定电压为2.5V，正常工作时阻值为5Ω。若小灯泡正常发光，则变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2等于（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】 线圈a在磁场中运动切割磁感线，产生的感应电动势为 其中N为线圈匝数，B为磁感应强度，l为每匝线圈的长度，v为线圈运动速度 由图乙可知，线圈速度v按正弦规律变化，其最大值 因此，原线圈产生的感应电动势的最大值为： 由于是正弦式交变电流，原线圈的输入电压有效值U₁为： 小灯泡L正常发光，其两端电压为额定电压 此时通过小灯泡的电流（即副线圈的电流I₂）为： 副线圈的输出电压U₂等于串联的灯泡L和电阻R两端的总电压： 根据理想变压器的电压与匝数关系 可得： 所以：；故选A。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15．（8分）如图甲是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤： (1)下列有关该实验说法正确的是 A．实验步骤正确的操作顺序是③→②→④→① B．步骤①中计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形 C．与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 (2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一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0.20 m2，由此估算出油酸分子的直径为______m。（结果保留l位有效数字） (3)某实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到如图乙所示的油膜，该油膜形状是由于撒粉太______（填“多”或“少”）引起的；若按该油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏______（填“大”或“小”）。 【答案】(1)A (2)5×10-10 (3)多 大 【解析】（1）A．实验正确操作顺序为：③配制油酸酒精溶液 → ②撒痱子粉 → ④滴油酸酒精溶液 → ①描绘油膜轮廓，即 ③→②→④→①，故A正确； B．计算油膜面积时，不完整的方格需按 “过半算一格，不足半格舍去” 的原则处理，不能全部忽略，故B错误； C．油酸酒精溶液中的酒精易溶于水，能帮助油酸分子在水面快速扩散，更容易形成单分子油膜；纯油酸粘度大，扩散困难，不易形成单分子层，故C错误。故选A。 （2）一滴溶液中纯油酸的体积 则油酸分子的直径 （3）[1]图乙中油膜呈不规则放射状，是由于痱子粉撒得太多，阻碍了油酸的均匀扩散，导致油膜无法正常铺展。 此时测得的油膜面积S比真实值偏小，根据可知，计算出的分子直径会偏大。 16．（10分）（2026·江西·高考）某小组探究盐水浓度对折射率的影响。 (1)首先在纸带上画一条直线，并在直线上作两个明显的标记点、，用游标卡尺测出两标记点的距离，如图（a）所示，读出___________。然后将纸带固定在空水槽底部。 (2)铁架台和水槽放置在同一水平桌面，激光笔安装于铁架台上。调整实验装置，使激光笔射出的光线与连线在同一竖直面内，光线与竖直方向成角，且光线照射的光斑恰好在标记点，此后装置固定不动，如图（b）所示。向水槽里缓慢加入被测液体，直至光斑沿连线移动到标记点，测量并记录液面高度。 如图（c）所示，以为坐标原点、沿方向为轴建立直角坐标系，虚线为液面所在位置。请在图（c）中画出液面高度为时，激光由空气入射到液体的光路图（入射光线、法线和折射光线）。 (3)由折射定律可得，液体的折射率___________（用，表示）。 (4)该小组配制了5种不同浓度的盐水，依据上述方案重复实验，所得数据点如图（d）所示。为得到折射率随浓度的变化规律，请在图（d）中作出图线。 (5)从图（d）中可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为___________。（式中数字保留三位小数） 【答案】(1)2.325 (2) (3) (4) (5) 【解析】（1）20分度游标尺最小刻度为0.05mm，故读数 （2）根据题意可得激光由空气入射到液体的光路图如图所示 （3）折射角满足 折射率 （4）根据描点法可得图线如图所示 （5）由图可知图线斜率 截距 可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为 17．（8分）守恒是物理学中的重要思想。请尝试应用守恒思想解答下列问题： (1)一个放射性原子核发生了α衰变，放射出α粒子，衰变后产生新核，新核的元素符号记为Y，求新核的质量数，写出该衰变的核反应方程； (2)康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分。用X光子与静止电子的碰撞模型可以解释这一现象。请在图2中通过作图表示出散射后X光子的动量，并简述作图的依据； (3)裂变反应可以在人工控制下进行，用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞，使中子的速率降下来，从而影响裂变反应的反应速度。如图3所示，一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰，中子的质量为m，慢化剂中静止的原子核的质量为M，而且M＞m。为把中子的速率更好地降下来，现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂，通过计算碰撞后中子速度的大小，说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是质量较小的。 【答案】(1)， (2)，根据碰撞过程动量守恒可知，碰撞后系统动量的矢量合与碰撞前系统的动量相同，结合平行四边形定则可得散射后X光子的动量。 (3)质量较小的 【解析】（1）根据题意，由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，新核的质量数为，电荷数为，则该衰变的核反应方程为 （2）设散射后X光子的动量为，根据碰撞过程动量守恒可知，碰撞后系统动量的矢量合与碰撞前系统的动量相同，结合平行四边形定则可得散射后X光子的动量，如图所示 （3）中子与原子核发生弹性正碰，根据动量守恒定律与能量守恒定律可得， 解得碰撞后中子速度为 由于，则碰撞后中子速度大小为 可知，越小，碰撞后中子速度大小越小，则慢化剂中的原子核M应该选用质量较小的。 18．（10分）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd处于磁感应强度B=0.04T的匀强磁场中。线圈面积S=0.1m2、匝数n=100（图中只画出1匝）、总电阻r=20Ω，线圈可绕垂直于磁场且过bc和ad边中点的转轴OO′以角速度ω=300rad/s匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F焊接在一起，并通过电刷与阻值R=100Ω的定值电阻连接。电路中其他电阻忽略不计。求： (1)从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时值表达式。 (2)从图示位置转过90°，求流过线圈的电荷量q。 (3)从图示位置转过90°，求外力对线圈做的功W。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）由题意可知，感应电动势的峰值为 则电流的峰值为 由于线圈从垂直中性面位置开始计时，所以感应电流的瞬时值表达式为 （2）从图示位置转过90°，线圈感应电动势的平均值为 流过线圈电流的平均值为 则流过线圈的电荷量为 联立，解得 （3）从图示位置转过90°，外力对线圈做的功等于电路中产生的总焦耳热，此过程中电流的有效值为 产生的焦耳热为 其中 根据功能关系可知 19．（12分）热气球的飞行原理是通过改变热气球内气体的温度以改变热气球内气体的质量，从而控制热气球的升降，可认为热气球在空中运动过程中体积及形状保持不变。 设热气球在体积、形状不变的条件下受到的空气阻力，其方向与热气球相对空气的速度相反，为已知常量。已知热气球的质量（含载重及热气球内的热空气）为时，可悬浮在无风的空中，重力加速度为。不考虑热气球所处环境中空气密度的变化。 (1)若热气球初始时悬浮在无风的空中，现将热气球的质量调整为（忽略调整时间），设向上为正，请分析说明此后热气球的速度变化情况，并在图中定性画出热气球的速度随时间变化的图像。 (2)若热气球初始时处在速度为的水平气流中，且相对气流静止。将热气球质量调整为（忽略调整时间），热气球下降距离时趋近平衡（可视为达到平衡状态）。 ①求热气球平衡时的速率及下降距离过程中空气对热气球做的功。 ②热气球达到平衡速率后，若水平气流速度突然变为0，经过时间热气球再次达到平衡状态，求该过程中空气对热气球的冲量大小。 【答案】(1)热气球速度从 开始向上增大，加速度逐渐减小，最终趋近最大速度 并保持匀速上升。图像为从原点出发、斜率逐渐减小的上凸曲线， (2)①，；② 【解析】（1）原来质量时悬浮，浮力。质量变为后，重力，净力向上。取向上为正，运动方程 速度增大，阻力增大，加速度减小。当时，加速度为零，速度达到最大 此后热气球以匀速上升。图像为从原点出发、斜率逐渐减小的曲线，最终趋近水平线，如图 （2）① 热气球在水平气流中初始相对静止，对地速度水平、竖直。质量变为后，净力向下，开始下降。平衡时，水平方向相对气流速度为零，即对地水平速度仍为；竖直方向相对空气向下，阻力向上平衡净力。由平衡条件有 解得 方向竖直向下。从初始到下降达到平衡，动能变化量为 重力做功 根据动能定理有 解得空气对热气球做的功 代入得 ② 水平气流突然变为后，热气球初态对地速度水平、竖直向下，末态再次平衡时对地速度水平、竖直向下。动量变化为水平方向，竖直方向。热气球受重力向下，空气作用力包括浮力向上和阻力。根据动量定理，合外力冲量等于动量变化，重力冲量向下，所以空气对热气球的冲量，其水平分量大小为，竖直分量大小为。因此空气对热气球冲量的大小为 解得 20．（10分）（2026·北京朝阳·二模）氢原子结构模型是衔接经典物理与量子物理的桥梁，也是探索未知现象的基础。已知电子电荷量为e，质量为m，静电力常量为k，普朗克常量为h，不考虑相对论效应。 (1)假定氢原子核静止，核外电子绕核沿图甲所示方向做半径为r的匀速圆周运动。 a．若电子仅受静电力作用，求其做圆周运动的角速度大小ω1； b．若氢原子处在匀强磁场中，磁场方向垂直于电子圆周运动的平面向下。已知电子的轨道半径仍为r，角速度大小为ω2，求该匀强磁场的磁感应强度大小B0。 (2)2024年1月，我国发射的首颗大视场X射线天文卫星，用于观测太空中X射线辐射源以揭示天体演化的奥秘。某次观测得到X射线辐射的光子数与光子能量的图谱如图乙所示，发现这些光子能量主要取E、2E、3E…一系列差值相等的分立值。其中E为已知量。 a．电子在不同能级之间的跃迁是产生分立光谱的常见机理。请简要分析能否类比氢原子能级模型解释上述X射线图谱的特点。已知氢原子的能级为（n=1，2，3…），其中n为量子数，E1为基态能量。 b．科学家推测该X射线源表面存在极强磁场，电子仅在磁场力作用下运动，并呈现轨道量子化现象，进而发生能级跃迁。请据此估算该X射线源表面的磁感应强度大小B。已知电子运行轨道量子化条件为（n=1，2，3…），其中，式中rn、λn、pn分别是En能级对应的轨道半径、电子波长和动量大小。 【答案】(1)a.；b. (2)a.不能，分析见理由；b. 【解析】（1）a．由题干可知，电子仅受静电力作用做匀速圆周运动，即静电力提供电子所需向心力。根据氢原子结构可知氢原子核带电量为e，有， b．当氢原子处在匀强磁场中时，电子同时受到静电力和洛伦兹力。根据右手定则，这两个力均指向圆心提供向心力，即， 整理得 （2）a．不能。这些光子能量显然是等差数列，而氢原子能级差为，并非等差数列。因此不能类比氢原子能级模型解释上述X射线图谱的特点。 b．电子在该磁场中运动，仅受磁场力作用，则有洛伦兹力提供向心力，即 因电子呈现轨道量子化，则需满足轨道量子化条件 电子的德布罗意波长为 整理得，能级差为 解得 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027年高考一轮复习月度滚动测试四 高三物理·参考答案 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 第一部分 本部分共14题，每题3分，功42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 C C B D C A A A D B B B C A 第二部分 本部分共6题，共58分。 15．（8分） (1)A (2)5×10-10 (3)多 大 16．（10分） (1)2.325 (2) (3) (4) (5) 17．（8分）解：（1）根据题意，由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，新核的质量数为，电荷数为，则该衰变的核反应方程为 （2）设散射后X光子的动量为，根据碰撞过程动量守恒可知，碰撞后系统动量的矢量合与碰撞前系统的动量相同，结合平行四边形定则可得散射后X光子的动量，如图所示 （3）中子与原子核发生弹性正碰，根据动量守恒定律与能量守恒定律可得， 解得碰撞后中子速度为 由于，则碰撞后中子速度大小为 可知，越小，碰撞后中子速度大小越小，则慢化剂中的原子核M应该选用质量较小的。 18．（10分）解：（1）由题意可知，感应电动势的峰值为 则电流的峰值为 由于线圈从垂直中性面位置开始计时，所以感应电流的瞬时值表达式为 （2）从图示位置转过90°，线圈感应电动势的平均值为 流过线圈电流的平均值为 则流过线圈的电荷量为 联立，解得 （3）从图示位置转过90°，外力对线圈做的功等于电路中产生的总焦耳热，此过程中电流的有效值为 产生的焦耳热为 其中 根据功能关系可知 19．（12分）解：（1）原来质量时悬浮，浮力。质量变为后，重力，净力向上。取向上为正，运动方程 速度增大，阻力增大，加速度减小。当时，加速度为零，速度达到最大 此后热气球以匀速上升。图像为从原点出发、斜率逐渐减小的曲线，最终趋近水平线，如图 （2）① 热气球在水平气流中初始相对静止，对地速度水平、竖直。质量变为后，净力向下，开始下降。平衡时，水平方向相对气流速度为零，即对地水平速度仍为；竖直方向相对空气向下，阻力向上平衡净力。由平衡条件有 解得 方向竖直向下。从初始到下降达到平衡，动能变化量为 重力做功 根据动能定理有 解得空气对热气球做的功 代入得 ② 水平气流突然变为后，热气球初态对地速度水平、竖直向下，末态再次平衡时对地速度水平、竖直向下。动量变化为水平方向，竖直方向。热气球受重力向下，空气作用力包括浮力向上和阻力。根据动量定理，合外力冲量等于动量变化，重力冲量向下，所以空气对热气球的冲量，其水平分量大小为，竖直分量大小为。因此空气对热气球冲量的大小为 解得 20．（10分）解：（1）a．由题干可知，电子仅受静电力作用做匀速圆周运动，即静电力提供电子所需向心力。根据氢原子结构可知氢原子核带电量为e，有， b．当氢原子处在匀强磁场中时，电子同时受到静电力和洛伦兹力。根据右手定则，这两个力均指向圆心提供向心力，即， 整理得 （2）a．不能。这些光子能量显然是等差数列，而氢原子能级差为，并非等差数列。因此不能类比氢原子能级模型解释上述X射线图谱的特点。 b．电子在该磁场中运动，仅受磁场力作用，则有洛伦兹力提供向心力，即 因电子呈现轨道量子化，则需满足轨道量子化条件 电子的德布罗意波长为 整理得，能级差为 解得 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027年高考一轮复习月度滚动测试四 高三物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 考试范围：交变电流、传感器、光学、电磁波、热学、近代物理初步 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 第一部分 本部分共14题，每题3分，功42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1．已知钍234的半衰期是24天。1g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（ ） A．0.5g B．0g C．0.25g D．0.75g 2．下列说法正确的是（　　） A．海市蜃楼是光发生干涉的结果 B．照相机镜头的增透膜，应用了光的偏振现象 C．肥皂膜上看到的彩色条纹是膜的两表面反射光干涉的结果 D．用双缝干涉实验装置观察白光的干涉现象，中央条纹是彩色的 3．如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如下图所示。已知线框内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω，则（ ） A．电压表的示数为20V B．电路中的电流方向每秒改变10次 C．t=0时刻，线圈处于中性面 D．电动势的瞬时值表达式为（V） 4．（2026·北京昌平·二模）下列现象属于光的衍射的是（　　） A．水中的气泡看起来特别明亮 B．肥皂膜在日光照射下看起来是彩色的 C．白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带 D．单色光照射圆盘后，影的中心出现一个亮斑 5．（2025·北京朝阳·一模）用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（ ） A．将滤光片靠近单缝 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更大的双缝 6．下列说法正确的是（　　） A．光的偏振现象说明光是横波 B．杨氏双缝干涉实验有力地证明了光的粒子性 C．扩散现象说明分子间存在斥力 D．一定质量的理想气体对外做功，内能一定减少 7．（2026·北京东城·二模）2025年10月，我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部件——杜瓦底座研制成功并顺利完成交付。该装置发生的核反应方程为，关于该核反应，下列说法正确的是（　　） A．X是 B．该核反应为衰变 C．的中子数为3 D．反应物的质量之和等于X与的质量之和 8．（2026·北京房山·二模）将锌板与验电器相连，验电器指针闭合。用紫外线灯照射锌板，验电器指针张开一定张角，如图所示。移去紫外线灯，验电器张角保持稳定。随后用红外线灯照射锌板，验电器指针张角保持不变。下列说法正确的是（　　） A．紫外线灯照射后，验电器带正电 B．延长红外线照射时间，验电器指针张角将增大 C．增大红外线光照强度，验电器指针张角将增大 D．用丝绸摩擦的玻璃棒靠近锌板，验电器指针张角将减小 9．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（　　） A．“3D电影”的播放和观看利用了光的干涉 B．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从气泡射向水时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的 10．三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。由红、蓝两种单色光组成的复色光以一定的入射角从空气斜射向平行玻璃砖，射出时形成如图中a、b所示的两束光，下列说法正确的是（　　） A．a光为蓝光 B．b光频率较大 C．b光在玻璃砖中传播的速度更大 D．a、b光通过同一狭缝时b光的衍射现象更明显 11．（2025·北京房山·一模）氢原子的能级图如图所示，和是氢原子在能级跃迁过程中产生的光子。下列说法正确的是（　　） A．光子的频率比光子的频率低 B．处于n=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量 C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，对应的电子的轨道变小，电子的动能变小 D．处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 12．（2026·北京昌平·一模）某热敏电阻的特性曲线如图1所示，某同学利用该热敏电阻设计了图2所示的温度自动控制电路。图2中，为热敏电阻，为可变电阻，控制系统可视作的定值电阻，电源的电动势，内阻不计。当通过控制系统的电流小于2mA时，加热系统将开启；当通过控制系统的电流等于2mA时，加热系统将关闭。下列说法正确的是（　　） A．该热敏电阻的阻值随环境温度升高而变大 B．若要求环境温度低于时开启加热系统，应将调为 C．保持不变，环境温度降低，通过控制系统的电流将增大 D．保持不变，通过控制系统的电流大小随环境温度均匀变化 13．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，且n1>n2，定值电阻r与滑动变阻器R的最大阻值相等，电流表、电压表均为理想电表。在a、b端接入输出电压恒定的交变电源，当滑动变阻器R的滑片由Q向P端滑动时，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变小 B．电压表示数不变 C．定值电阻r消耗的电功率逐渐变大 D．变压器副线圈的输出功率逐渐变小 14．某发电装置的结构简图如图甲所示，线圈a与理想变压器的原线圈连接，在磁极间空隙中沿轴线方向往复运动，其速度随时间按图乙所示的正弦规律变化。已知磁极间空隙处的磁场沿半径方向，从右侧观察如图丙所示，线圈a所在位置的磁感应强度大小均为0.2T；线圈a每匝长度均为20cm，共50匝，电阻不计；定值电阻R的阻值为10Ω，小灯泡L的额定电压为2.5V，正常工作时阻值为5Ω。若小灯泡正常发光，则变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2等于（ ） A． B． C． D． 第二部分 本部分共6题，共58分。 15．（8分）如图甲是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤： (1)下列有关该实验说法正确的是 A．实验步骤正确的操作顺序是③→②→④→① B．步骤①中计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形 C．与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 (2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一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0.20 m2，由此估算出油酸分子的直径为______m。（结果保留l位有效数字） (3)某实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到如图乙所示的油膜，该油膜形状是由于撒粉太______（填“多”或“少”）引起的；若按该油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏______（填“大”或“小”）。 16．（10分）（2026·江西·高考）某小组探究盐水浓度对折射率的影响。 (1)首先在纸带上画一条直线，并在直线上作两个明显的标记点、，用游标卡尺测出两标记点的距离，如图（a）所示，读出___________。然后将纸带固定在空水槽底部。 (2)铁架台和水槽放置在同一水平桌面，激光笔安装于铁架台上。调整实验装置，使激光笔射出的光线与连线在同一竖直面内，光线与竖直方向成角，且光线照射的光斑恰好在标记点，此后装置固定不动，如图（b）所示。向水槽里缓慢加入被测液体，直至光斑沿连线移动到标记点，测量并记录液面高度。 如图（c）所示，以为坐标原点、沿方向为轴建立直角坐标系，虚线为液面所在位置。请在图（c）中画出液面高度为时，激光由空气入射到液体的光路图（入射光线、法线和折射光线）。 (3)由折射定律可得，液体的折射率___________（用，表示）。 (4)该小组配制了5种不同浓度的盐水，依据上述方案重复实验，所得数据点如图（d）所示。为得到折射率随浓度的变化规律，请在图（d）中作出图线。 (5)从图（d）中可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为___________。（式中数字保留三位小数） 17．（8分）守恒是物理学中的重要思想。请尝试应用守恒思想解答下列问题： (1)一个放射性原子核发生了α衰变，放射出α粒子，衰变后产生新核，新核的元素符号记为Y，求新核的质量数，写出该衰变的核反应方程； (2)康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分。用X光子与静止电子的碰撞模型可以解释这一现象。请在图2中通过作图表示出散射后X光子的动量，并简述作图的依据； (3)裂变反应可以在人工控制下进行，用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞，使中子的速率降下来，从而影响裂变反应的反应速度。如图3所示，一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰，中子的质量为m，慢化剂中静止的原子核的质量为M，而且M＞m。为把中子的速率更好地降下来，现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂，通过计算碰撞后中子速度的大小，说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是质量较小的。 18．（10分）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd处于磁感应强度B=0.04T的匀强磁场中。线圈面积S=0.1m2、匝数n=100（图中只画出1匝）、总电阻r=20Ω，线圈可绕垂直于磁场且过bc和ad边中点的转轴OO′以角速度ω=300rad/s匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F焊接在一起，并通过电刷与阻值R=100Ω的定值电阻连接。电路中其他电阻忽略不计。求： (1)从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时值表达式。 (2)从图示位置转过90°，求流过线圈的电荷量q。 (3)从图示位置转过90°，求外力对线圈做的功W。 19．（12分）热气球的飞行原理是通过改变热气球内气体的温度以改变热气球内气体的质量，从而控制热气球的升降，可认为热气球在空中运动过程中体积及形状保持不变。 设热气球在体积、形状不变的条件下受到的空气阻力，其方向与热气球相对空气的速度相反，为已知常量。已知热气球的质量（含载重及热气球内的热空气）为时，可悬浮在无风的空中，重力加速度为。不考虑热气球所处环境中空气密度的变化。 (1)若热气球初始时悬浮在无风的空中，现将热气球的质量调整为（忽略调整时间），设向上为正，请分析说明此后热气球的速度变化情况，并在图中定性画出热气球的速度随时间变化的图像。 (2)若热气球初始时处在速度为的水平气流中，且相对气流静止。将热气球质量调整为（忽略调整时间），热气球下降距离时趋近平衡（可视为达到平衡状态）。 ①求热气球平衡时的速率及下降距离过程中空气对热气球做的功。 ②热气球达到平衡速率后，若水平气流速度突然变为0，经过时间热气球再次达到平衡状态，求该过程中空气对热气球的冲量大小。 20．（10分）（2026·北京朝阳·二模）氢原子结构模型是衔接经典物理与量子物理的桥梁，也是探索未知现象的基础。已知电子电荷量为e，质量为m，静电力常量为k，普朗克常量为h，不考虑相对论效应。 (1)假定氢原子核静止，核外电子绕核沿图甲所示方向做半径为r的匀速圆周运动。 a．若电子仅受静电力作用，求其做圆周运动的角速度大小ω1； b．若氢原子处在匀强磁场中，磁场方向垂直于电子圆周运动的平面向下。已知电子的轨道半径仍为r，角速度大小为ω2，求该匀强磁场的磁感应强度大小B0。 (2)2024年1月，我国发射的首颗大视场X射线天文卫星，用于观测太空中X射线辐射源以揭示天体演化的奥秘。某次观测得到X射线辐射的光子数与光子能量的图谱如图乙所示，发现这些光子能量主要取E、2E、3E…一系列差值相等的分立值。其中E为已知量。 a．电子在不同能级之间的跃迁是产生分立光谱的常见机理。请简要分析能否类比氢原子能级模型解释上述X射线图谱的特点。已知氢原子的能级为（n=1，2，3…），其中n为量子数，E1为基态能量。 b．科学家推测该X射线源表面存在极强磁场，电子仅在磁场力作用下运动，并呈现轨道量子化现象，进而发生能级跃迁。请据此估算该X射线源表面的磁感应强度大小B。已知电子运行轨道量子化条件为（n=1，2，3…），其中，式中rn、λn、pn分别是En能级对应的轨道半径、电子波长和动量大小。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $