《普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試物理學(xué)科》教學(xué)設(shè)計(jì)一、綜合題（本大題共6小題，共72分）1.光的本質(zhì)與相關(guān)實(shí)驗(yàn)考查光的本質(zhì)是處于特定頻段的光子流，光源發(fā)光源于光源中電子的能量變化：若能量不足以使電子躍遷到更外層軌道，電子會做加速運(yùn)動并以波的形式釋放能量；若躍遷后填補(bǔ)軌道空位，電子從激發(fā)態(tài)進(jìn)入穩(wěn)定態(tài)則停止躍遷，否則會躍遷回原軌道并以波的形式釋放能量。(1)以下哪個(gè)選項(xiàng)中的圖樣符合紅光和紫光的雙縫干涉圖樣（______）[圖片失敗](2)如圖所示，自然光經(jīng)過兩個(gè)偏振片后投射到光屏上，偏振片B繞圓心轉(zhuǎn)動且周期為T，則光屏上兩次光強(qiáng)最小的時(shí)間間隔為（______）[圖片失敗]A.2TB.TC.0.5TD.0.25T(3)在“測量玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，若從c側(cè)觀察，插入c時(shí)需遮住a、b的像；插入d時(shí)，應(yīng)遮住______，依據(jù)圖中標(biāo)注數(shù)據(jù)，該玻璃的折射率為______。[圖片失敗]【答案】A；C；a、b的像和c；n=【解析】(1)雙縫干涉圖樣為平行等距的明暗相間條紋，由干涉條紋間距公式Δx=ldλ可知，紅光波長大于紫光，故紅光條紋間距大于紫光，因此(2)根據(jù)偏振原理，偏振片B每轉(zhuǎn)過半周，透光強(qiáng)度會從最小到最強(qiáng)再到最小，因此兩次光強(qiáng)最小的時(shí)間間隔為0.5T，選C。(3)從c側(cè)觀察時(shí)，插入d需遮擋a、b的像及c以排除干擾；根據(jù)折射定律，玻璃折射率n=sinθ1sinθ2（θ1為入射角，2.量子力學(xué)相關(guān)規(guī)律應(yīng)用量子力學(xué)是研究物質(zhì)世界微觀粒子運(yùn)動規(guī)律的物理學(xué)分支，主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，與相對論共同構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于化學(xué)等學(xué)科及近代技術(shù)領(lǐng)域。(1)太陽內(nèi)部發(fā)生核聚變反應(yīng)，氫原子核在高溫高壓下聚合成氦原子核并釋放能量，核反應(yīng)方程為411H→X+210e，則X是（A.H核B.He核C.Li核D.Be核(2)（多選）若復(fù)色光的頻率范圍為ν=5.50×1014Hz～6.50×1014Hz，用該復(fù)色光照射下表中的金屬，可發(fā)生光電效應(yīng)的是（_金屬鋅鈣鈉鉀銣極限頻率/×101?Hz8.077.735.535.445.15選項(xiàng)ABCDE(3)氫原子核外電子以半徑r繞核做勻速圓周運(yùn)動，已知電子質(zhì)量為m，元電荷為e，靜電力常數(shù)為k，則電子動量大小為______。(4)一群氫原子處于量子數(shù)n=4的激發(fā)態(tài)，自發(fā)躍遷到n=2的較低能量狀態(tài)，R為里德伯常量，c為真空中的光速，則此過程中（______）A.吸收光子，ν=RcB.放出光子，ν=RcC.吸收光子，ν=RcD.放出光子，ν=Rc【答案】(1)B；(2)CDE；(3)kme2r；(4【解析】(1)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒：反應(yīng)前氫核質(zhì)量數(shù)總和為4、電荷數(shù)總和為4，反應(yīng)后2個(gè)正電子質(zhì)量數(shù)總和為0、電荷數(shù)總和為2，因此X的質(zhì)量數(shù)A=4、電荷數(shù)Z=2，對應(yīng)24He核，選(2)光電效應(yīng)的發(fā)生條件為入射光頻率大于金屬極限頻率，對比復(fù)色光頻率范圍與金屬極限頻率，鈉、鉀、銣滿足條件，選CDE。(3)電子繞核運(yùn)動時(shí)，庫侖力提供向心力：ke2r2=mv2r，解得(4)氫原子從高能級向低能級躍遷時(shí)放出光子，光子能量等于能級差。根據(jù)里德伯公式1λ=R1k2?1m2（m為躍遷前能級，k為躍遷后能級）及ν=cλ，代入m=43.電路元件應(yīng)用與電路規(guī)律探究滑動變阻器是通過改變自身電阻控制電路的元件，由接線柱、滑片、電阻絲、金屬桿和瓷筒構(gòu)成，電阻絲繞在絕緣瓷筒上且外涂絕緣漆，在電路中可作為定值電阻或變值電阻使用。(1)“測量電源電動勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，記錄數(shù)據(jù)如下：當(dāng)電流表示數(shù)I1=1A時(shí)，電壓表示數(shù)U1=3V；當(dāng)I2=2A時(shí)，U2=1.5V。則電源的電動勢為______V，內(nèi)阻為(2)某電阻兩端電壓與電流的關(guān)系如圖所示，實(shí)驗(yàn)中電阻的橫截面積和長度保持不變，依據(jù)圖像分析：[圖片失敗]①設(shè)電阻阻值為R，材料電阻率為ρ，隨著電阻兩端電壓增大，下列說法正確的是（______）A.R增大，ρ增大B.R減小，ρ減小C.R增大，ρ不變D.R減小，ρ不變②當(dāng)電阻兩端電壓為1.8V時(shí)，該電阻的功率為______W。③根據(jù)IU圖像，推測實(shí)驗(yàn)電路為（______）A.【串聯(lián)電路示意圖】B.【滑動變阻器限流接法示意圖（Rp與R串聯(lián)）】C.【滑動變阻器分壓接法+電流表外接法示意圖】D.【電流表內(nèi)接法示意圖】【答案】(1)4.5；1.5；(2)①B；②0.225；③C【解析】(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U1+I1r、E=U2+I2r，(2)①由歐姆定律I=1RU可知，IU圖線斜率k=1R，電壓增大時(shí)斜率增大，故R減小；由電阻定律R=ρlS，l、S不變時(shí)，R減小則②由圖像可知，U=1.8V時(shí)I=0.125A，功率P=UI=1.8×0.125=0.225W。③圖像中電壓變化范圍大，說明滑動變阻器采用分壓式接法；小電壓時(shí)IU圖線接近直線，計(jì)算最大電阻約Rx=1.2?0.60.06=10Ω，因Rx?RV，電流表4.圓周運(yùn)動規(guī)律應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)沿圓周軌跡的運(yùn)動稱為圓周運(yùn)動，是常見的曲線運(yùn)動。如圖所示，豎直平面內(nèi)有一光滑圓形軌道，a為最低點(diǎn)，c為最高點(diǎn)，b、d為與圓心等高的點(diǎn)，e為ab段中點(diǎn)。質(zhì)量為m的小物塊在軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動。[圖片失敗](1)若物塊從a點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)所用時(shí)間為t0，則在0.5t0時(shí)，物塊位于（____A.A段B.B點(diǎn)C.C段D.D點(diǎn)E.E段(2)若物塊在a點(diǎn)的速度為v0，經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)b點(diǎn)，則該過程中軌道對物塊支持力的沖量為（______A.mv0B.mgtC.mv0+mgt(3)物塊質(zhì)量為0.5kg，其速度v與物塊和圓心連線轉(zhuǎn)過的夾角θ的關(guān)系如圖所示：[圖片失敗]①求軌道半徑R；②求θ=60°時(shí)，物塊克服重力做功的瞬時(shí)功率P。【答案】(1)E；(2)D；(3)①0.59m；②23.8W【解析】(1)物塊從a到c過程中做減速運(yùn)動，a到b的平均速率大于b到c的平均速率，故0.5t0時(shí)物塊未到達(dá)b點(diǎn)，位于E段，選(2)以初速度方向?yàn)檎较颍椒较蛑С至_量Ix=0?mv0，豎直方向Iy?mgt=0，故支持力總沖(3)①由圖像知初速度v0=6m/s，最高點(diǎn)速度v=3.5m/s，根據(jù)動能定理：?mg·2R=12m②θ=60°時(shí)，由圖像得v=5.5m/s，瞬時(shí)功率P=mgvsin5.電磁現(xiàn)象與波動規(guī)律應(yīng)用某電子樂器的工作原理與電磁現(xiàn)象、波動規(guī)律密切相關(guān)，其核心結(jié)構(gòu)涉及電容器、LC振蕩電路、揚(yáng)聲器等。(1)人手與豎直天線構(gòu)成等效電容器，與自感線圈L組成LC振蕩電路：①當(dāng)人手靠近天線時(shí)，電容______（選填“變大”“不變”“變小”）；②（多選）在電容器電荷量為零的瞬間，下列物理量達(dá)到最大值的是（______）A.電場能B.電流C.磁場能D.電壓(2)該樂器的揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)如圖所示（圖a為正面切面圖，磁鐵外圈為S極，中心橫柱為N極，橫柱上套線圈；圖b為側(cè)面圖）：①此時(shí)線圈的受力方向?yàn)椋╛_____）A.左B.右C.徑向向外D.徑向向內(nèi)②若單匝線圈周長為2.0cm，磁場強(qiáng)度B=0.5T，電流I=I0sin2πft（I0=0.71A，f=100Hz），則電流的有效值為______A；單匝線圈受到的安培力最大值為__③已知25℃時(shí)聲速v=347.6m/s，求頻率為440Hz的聲波波長為______m。(3)平行板電容器接入電路的示意圖如下：①減小兩平行板間距d時(shí)，電容會______（選填“變大”“變小”“不變”）；②電源電壓為U，電容器電容為C，閉合開關(guān)穩(wěn)定后，電容器的電荷量為______。(4)質(zhì)量為m、電荷量為q的正電荷從電容器左側(cè)中央以速度v0水平射入，恰好從下極板最右端射出（重力不計(jì)），已知板間距為d，兩極板電壓為U，求兩極板的長度L(5)已知人手靠近豎直天線時(shí)音調(diào)變高，靠近水平天線時(shí)聲音變小。若想使聲波從圖像①變?yōu)閳D像②，則人手的操作是（______）[圖片失敗]A.靠近豎直天線，遠(yuǎn)離水平天線B.靠近豎直天線，靠近水平天線C.遠(yuǎn)離豎直天線，遠(yuǎn)離水平天線D.遠(yuǎn)離豎直天線，靠近水平天線【答案】(1)①變大；②BC；(2)①B；②0.5；7.1×10?3；③0.79；(3)①變大；②Q=CU；(4)L=v0dm【解析】(1)①平行板電容器電容決定式C=εrS4πkd，人手靠近天線時(shí)介電常數(shù)εr增大，故電容變大；②LC振蕩電路中，電荷量為零時(shí)電流最大，電場能全部轉(zhuǎn)化為磁場能，磁場能最大(2)①根據(jù)左手定則，線圈受力方向向右，選B；②正弦式交變電流有效值I=I02≈0.711.414≈0.5A，安培力最大值Fm(3)①由C=εrS4πkd，d減小則C變大；②電容定(4)電荷做類平拋運(yùn)動：豎直方向qUd=ma、d2=12at2，水平(5)音調(diào)由頻率決定，靠近豎直天線頻率變大；聲音強(qiáng)度由振幅決定，靠近水平天線振幅變小，圖像①到②為頻率變大、振幅變小，選B。6.電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律綜合應(yīng)用某系統(tǒng)通過控制器和傳感器評估物體運(yùn)動狀態(tài)，其核心部件涉及電磁感應(yīng)、力學(xué)平衡、熱力學(xué)等相關(guān)規(guī)律的應(yīng)用。(1)如圖所示，各元件在勻強(qiáng)磁場中繞中心軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大的是（______）[圖片失敗]A.A?和A?B.B?和B?C.C?和C?D.D?和D?(2)傾斜角為4.8°的斜坡上，質(zhì)量m=1500kg的小車向下滑動，存在動能回收系統(tǒng)。t=5s內(nèi)，速度從v0=72km/h減速到vt=18km/h，運(yùn)動過程中其他阻力的合力f=500①小車的位移大小x；②回收作用力大小F。(3)如圖所示，氣缸初始體積為V0，初始壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)p0，內(nèi)部有一質(zhì)量為M、橫截面積為S的活[圖片失敗]①等溫情況下，向右拉開活塞移動距離X，求活塞受到的拉力F；②水平彈簧振子的振動頻率為f=12πkm（k為彈簧勁度系數(shù)，m為小球質(zhì)量）。論證：拉開微小位移X時(shí)，活塞做簡諧振動，并求出其振動③若氣缸絕熱時(shí)活塞的振動頻率為f2，等溫情況下為f1，則兩者大小關(guān)系為（_____A.f1>f2B.f1=【答案】(1)A；(2)①62.5m；②5230N；(3)①F=p0S2XV0+SX；②論證見【解析】(1)感應(yīng)電動勢與速度方向和磁場方向的夾角相關(guān)，A?、A?的速度方向與磁場垂直，