高中物理人教版教学案：第十八章 第3节 氢原子光谱

第3节氢原子光谱

光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波卡展开,获得

光的波长(或频率)和强度分布的记录。

2.线状谱：光谱是一条条的亮线。

3.连读谱：光谱为连在一起的光带。

4.各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的亮线位置不同,

这些亮线称为原子的特征谱线。

5.巴耳末公式：y-=Rf^2—Ajn=3,4,5,…

课前自主学习，基稳才能楼高

一、光谱

i.定义

用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。

2.分类

(1)线状谱：由一条条的亮线组成的光谱。

(2)连续谱：由连在二起的光带组成的光谱。

3.特征谱线

各种原子的发射光谱都是线状造，且不同原子的亮线位置丕同，故这些亮线称为原子的黄征谱线。

4.光谱分析

由于每种原子都有自己的特征谱线,可以利用它来鉴别物质和确定物质的组邈分，这种方法称为光

谱分析，它的优点是灵敏度高,样本中一种元素的含量达到约;&时就可以被检测到。

二、氢原子光谱的实验规律

1.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。

2.巴耳末公式：(n=3,4,5…)

3.巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征。

三、经典理论的困难

1.核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了a粒子散射实验。

2.经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。

1.自主思考——判一判

(1)各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几个特定的频率。(J)

(2)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分。(J)

(3)光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径。(X)

(4)稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光。(0

(5)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数。(X)

2.合作探究——议一议

利用白炽灯的光谱，能否检测出灯丝的成分？

提示：不能，白炽灯的光谱是连续谱，不是原子的特征谱线，因而无法检测出灯丝的成分。

课堂讲练设计，举一能通类题

考点一”对光谱和光谱分析的理解

V

G通知识

1.光谱的分类

(1)发射光谱：物质发光直接获得的光谱，分为连续光谱和线状光谱(或原子光谱)。

(2)吸收光谱：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。

2.太阳光谱

(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱。

(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳

高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看

起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线。

3.光谱分析

(D优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10T°g。

(2)应用。

①应用光谱分析发现新元素；

②鉴别物体的物质成分：研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、银等金属元素：

③应用光谱分析鉴定食品优劣。

0通有用

［典例］(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是()

A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱

B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱

C.进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱

D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分

［审题指导］

（1）光谱分析应当使用线状谱或吸收光谱，不能使用连续光谱。

（2）月球反射光的光谱反映的是发光物一一太阳的物质组成。

［解析］太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的

光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续谱，选项A错误；月球本身不会发光,

靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，选项D错误；光谱分析只

能是线状谱和吸收光谱，连续谱是不能用来进行光谱分析的，所以选项C正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸

气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱，选项B正确。

［答案］BC

三种光谱的比较:

产生条件光谱形式应用

一些不连续的明线组

可用于

线状稀薄气体发光形成的成，不同元素的明线光

光谱分

光谱光谱谱不同（又叫特征光

析

谱）

连续炽热的固体、液体和高连续分布，一切波长的

不能用于光谱分析

光谱压气体发光形成的光都有

用分光镜观察时，见到

炽热的白光通过温度可用于

吸收连续光谱背景上出现

较白光低的气体后，再光谱分

光谱一些暗线（与特征谱线

色散形成的析

相对应）

0通题组

i.关于光谱，下列说法正确的是（）

A.一切光源发出的光谱都是连续谱

B.一切光源发出的光谱都是线状谱

C.稀薄气体发出的光谱是线状谱

D.做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的组成成分

解析：选C物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱，A、B错；做光谱分析可使用吸收光谱也可以

使用线状谱，D错。

2.月亮的光通过分光镜所得到的光谱是（）

A.连续光谱B.吸收光谱

C.明线光谱D.原子光谱

解析：选B月亮是反射太阳光，而太阳光谱为吸收光谱，所以选项B正确。

3.太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于（）

A.太阳表面大气层中缺少相应的元素

B.太阳内部缺少相应的元素

C.太阳表面大气层中存在着相应的元素

D.太阳内部存在着相应的元素

解析：选C吸收光谱的暗线是连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的。太阳光的吸收光谱应

是太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气层时某些波长的光被太阳大气层的元素原子吸收而产生的。

考点二V氢原子光谱的规律及应用

G通知识

i.氢原子光谱的特点

在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。

2.巴耳末公式

(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：Y=^-A)(n=3,4,5-),该公式称

为巴耳末公式。

(2)公式中只能取nN3的整数，不能连续取值，波长是分立的值。

3.其他谱线

除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式。

0通方法

［典例］巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式/=口住一/)6=3,4,5…)，对此，下列说法

正确的是()

A.巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式

B.巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性

C.巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式

D.巴耳末公式准确反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的

［解析］巴耳末公式是依据对氢光谱的分析得出的，而不是依据核式结构总结出的，A错、C对；巴

耳末公式只确定了氢原子发光中的一个线系波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，此公式反映出氢

原子发光是不连续的，B、D错。

［答案］C

-_(1)巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征，不能描述其他原子。

(2)公式中n只能取整数，不能连续取值，因此波长也只是分立的值。

(3)公式是在对可见光区的四条谱线分析总结出来的，在紫外区的谱线也适用。

0通廉细

1.巴耳末公式简洁显示了氢原子光谱的()

A.分立特征B.连续特征

C.既连续又分立D.既不连续又不分立

解析：选A巴耳末公式中的n只能取整数，得到的波长是一些分立的值。

2.（多选）关于巴耳末公式三=R（*—4）（n=3,4,5…）的理解，正确的是（）

Azn

A.此公式只适用于氢原子发光

B.公式中的n可以是任意数，故氢原子发光的波长是任意的

C.公式中的n是大于等于3的正整数，所以氢原子光谱不是连续的

D.该公式包含了氢原子的所有光谱线

解析：选AC巴耳末公式是分析氢原子的谱线得到的一个公式，它只反映氢原子谱线的一个线系，

故A对D错；公式中的n只能取不小于3的正整数，B错C对。

3.氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为其次为e2,则号为（）

E2

A型B肛

2720

23

C-3D-2

解析：选A由］_=R9—得，当n=3时，波长最长，/），当n=4时，波长次之，士

=G-3解得左=li,由。=联得‘卷号,选项A正确。

课后层级训练，步步提升能力

一、基础题每熟

1.白炽灯发光产生的光谱是（）

A.连续光谱B.明线光谱

C.原子光谱D.吸收光谱

解析：选A白炽灯发光是由于灯丝在炽热状态下发出光，是连续光谱。A正确，B、C、D错误。

2.（多选）有关氢原子光谱的说法正确的是（）

A.氢原子的发射光谱是连续谱

B.氢原子的发射光谱是线状谱

C.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光

D.氢原子光谱线的频率都相同

解析：选BC氢原子的发射光谱是线状谱，说明氢原子只能发出特定频率的光，但所有谱线的频率

各不相同，A、D错误，B、C正确，故本题选B、C»

3.关于线状谱，下列说法中正确的是（）

A.每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同

B.每种原子处在不同的物质中的线状谱不同

C.每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同

D.两种不同的原子发光的线状谱可能相同

解析：选C每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、

物质不同而改变，C正确。

4.如图1甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以

确定该矿物中缺少的元素为（）

甲

IIIIIIIIIIII

乙

图1

A.a兀素B.b元素

C.c兀素D.d元素

解析：选B把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的谱线在该线状谱中不存在，

故选项B正确，与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素。

5.（多选）关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是（）

A.经典电磁理论很容易解释原子的稳定性

B.根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上

C.根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的

D.氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论

解析：选BC根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量最后被吸附到原子核

上，原子不应该是稳定的，并且发射的光谱应该是连续的。氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论，是

要引入新的观念了。故正确答案为B、C»

6.氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为（）

54

9-B.9-

解析：选A由巴耳末公式芯=1<&-*）,n=3,4,5…当n=8时，最小波长安=d，当n=3时，

最大波长安=危一/）’得左奇。

二、能力题号通

7.氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为/=危一*）,n=

4,5,6,R=1.10X107m-1,若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：

（l）n=6时，对应的波长；

（2）帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n=6时，传播频率为多大？

解析：（1）由帕邢系公式:=1?停一目，当n=6时，X=1.09X10-6mo

（2）帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c=

3X108m/s,由丫=彳入=v入v,得v3X=三=旨=1八-6Hz=2.75X1014Hz<>

iAAi.uyxiu

答案：（D1.09X10-6

(2)3X10®m/s2.75X1014Hz

8.处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，称为氢光谱。氢光谱

线的波长可以用下面的巴耳末-里德伯公式来表示;=R@-/),n、k分别表示氢原子辐射前后所处状态

的量子数。k=l,2,3,…，对于每一个k,有n=k+l,k+2,k+3,…，R称为里德伯常量，是一个已

知量。对于k=l的一系列谱线其波长处在紫外线区，称为赖曼系；k=2的一系列谱线其波长处在可见光

区，称为巴耳末系。用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验，当用赖曼系波长最长的光照射时，

遏止电压的大小为U”当用巴耳末系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为灰。已知电子电荷量的大小

为e,真空中的光速为c,试求普朗克常量和该种金属的逸出功。

解析：由巴耳末-里德伯公式］•=!?(/-*)可知，赖曼系波长最长的光是氢原子由n=2-k=l跃迁时

£

发出的，其波长的倒数为4=乎，对应的光子能量为e12=hcy-=^,式中h为普朗克常量。巴耳末

A124A124

1p

系波长最短的光是氢原子由n=8fk=2跃迁时发出的，其波长的倒数为六=%对应的光子能量为e3

A284

Rhe

=丁

用W表示该金属的逸出功，则eUl和eU2分别为光电子的最大初动能。由爱因斯坦光电效应方程得警

=e5+W,用eUz+W

联立解得W寄(UL3U。，h=2e(『)。

/KC

2e(ULUz)|(U1-3U2)

答案:

Rc

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清

楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答

题无效。

4.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1.如图所示，平行金属板中带电油滴P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，Ri的

阻值和电源内阻r相等。当滑动变阻器的滑片向b端移动时（）

A.&上消耗的功率逐渐增大

B.电流表读数减小，电压表读数增大

C.质点P将向上运动

D.电源的输出功率逐渐增大

2.2019年1月3日嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面的南极一艾特肯盆地冯卡门撞击坑，成为

人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器。如图所示，在绕月桶圆轨道上，已关闭动力

的探月卫星仪在月球引力作用下向月球靠近，并在B处卫星轨道变轨进入半径为、周期为T的环月圆轨道

运行。已知引力常量为G,下列说法正确的是

A.图中探月卫星飞向B处的过程中动能越来越小

B.图中探月卫星飞到B处时应减速才能进入圆形轨道

C.由题中条件可计算出探月卫星受到月球引力大小

D.由题中条件可计算月球的密度

3.如图所示，质量m=2kg的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径R=0.5m的薄圆筒上。t=0

时刻，圆筒由静止开始绕竖直的中心轴转动，其角速度随时间的变化规律如图乙所示，小物体和地面间的

动摩擦因数U",重力加速度g取lOm/s?,贝！|：

A.小物体的速度随时间的变化关系满足v=4t

B.细线的拉力大小为2N

C.细线拉力的瞬时功率满足P=4t

D.在0~4s内，细线拉力做的功为12J

4.如图所示，物块A、B质量相等，在恒力F作用下在水平面上匀加速直线运动.若物块与水平面间接触

面光滑，物块A的加速度大小为a,物块A、B间的相互作用力大小为电；若物块与水平面间接触面粗糙,

且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为期,物块A、B间的相互作用力大小为

FN2!则下列说法正确的是

A.Si=Sa,FM>FK2B.Sil=a.2>FNI=FN2

C.ai>az,FQFMD.ai>az,FNI=FNZ

5.如图为近日曝光的摩拜共享电动单车，与普通电动车不同的是，摩拜共享电动自行车采用“共享充电

宝+自行车的方式”，其电池与普通充电宝类似，容量为20000mAH,输入、输出电压均为10V,输入电流

为8A,输出电流为15A,可以支持驱动人和单车行驶10公里左右。已知成人在平路上骑自行车所受阻力

约为20N,则（）

棋像

A.该单车电池最多储存电能7.2X1（0

B.该单车电池充电时，从零电量充至满电量大约需要5h

C.该单车电池电能的有效利用率约为27.8%

D.成人在平路上骑自行车时，每秒钟平均消耗的电能约20J左右

6.在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙

述正确的是（）

A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫微元法

B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变

研究加速度与质量的关系，该实验采用了假设法

C.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运

动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法

D.伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得

出自由落体的运动规律，这里采用了实验和逻辑推理相结合的方法

二、多项选择题

7.如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，P是这列波上距原点为=2m处

的质点，Q是这列波上距原点X2=4m处的质点，图乙是沿波的传播方向上某质点的振动图像。由图可知

（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最

低得分为0分）。

A.从t=0到t=4s这段时间，质点Q通过的路程为8m

B.从t=0到t=4s这段时间，质点P通过的路程为0.4m

C.这列波的传播速度为v0=2m/s

D.从t=0起，P质点比Q质点晚1s到达波峰

E.乙图一定是甲图中质点P的振动图像

8.如图所示，在一个边长为a的正六边形区域内存在磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场。

q

三个相同带正电的粒子比荷为〜先后从A点沿AD方向以大小不等的速度射入匀强磁场区域，粒子在运动

过程中只受磁场力作用。已知编号为①的粒子恰好从F点飞出磁场区域，编号为②的粒子恰好从E点飞出

磁场区域，编号为③的粒子从ED边上的某一点垂直边界飞出磁场区域。则下列说法正确的是（）

A.编号为①的粒子进入磁场区域的初速度大小为3m

B.编号为②的粒子在磁场区域内运动的时间IS'

C.编号为③的粒子在ED边上飞出的位置与E点的距离3）a

D.三个粒子在磁场内运动的时间依次减少并且为4：2：1

9.一列简谐横波沿x轴传播在t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.5s时刻的波形如图中虚线所示，虚

线恰好过质点P的平衡位置。已知质点P平衡位置的坐标x=0.5m。下列说法正确的是

A.该简谐波传播的最小速度为1.Om/s

B.波传播的速度为（L4+2.4n）m/s（n=0,1,2,3……）

C.若波向x轴正方向传播，质点P比质点Q先回到平衡位置

D.若波向x轴负方向传播，质点P运动路程的最小值为5cm

E.质点0的振动方程可能为y=10sin|（,""）nt]cm（n=O,1,2,3....）

10.如图甲所示，在平行虚线MN、PQ间有垂直于纸面的交变磁场，两虚线间的距离为d,磁场的磁感应

强度随时间变化的规律如图乙，磁场变化的周期为T.一质量为m、电荷量为q的带电粒子在虚线MN上的

A点以垂直于MN向右射入两虚线间，若磁场的磁感应强度稣=歹，不计粒子的重力，则下列说法正确

的是

A.粒子在磁场中做圆周运动的周期也为T

B.粒子在t=T/8时刻射入，粒子会从虚线MN射出

c.要使粒子在两虚线间能做一个完整的圆周运动，粒子的速度最大可以为"2

T

AdTF

D.要使粒子在两虚线间能做两个完整的周运动，粒子的速度最大可以为，

（开+】）T

三、实验题

11.在一个水平面上建立x轴，在过原点0垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小

EWXIO和/C,方向与x轴正方向相同，在0处放一个带电荷量q=1.2X10”C、质量m=0.02kg的带负电绝

缘物块，物块与水平面间的动摩擦因数口=0.1,沿x轴正方向给物块一个初速度v°=2m/s,如图所示，

求：

广;

（1）物块向右运动的最大距离；

（2）物块最终停止时的位置.（g取lOm/s?）

12.某课外学习小组想描绘标有“4V、2W”的小灯泡的U-I图象，除导线和开关外还备有以下器材：

A、电流表（量程0.6A,内阻为1。）

B、电流表（量程3.0A,内阻为0.6Q）

C、电压表（量程5.0V,内阻为5kQ）

D、电压表（量程15V,内阻为10kQ）

E、滑动变阻器（最大阻值为5C,额定电流1.0A）

F、滑动变阻器（最大阻值为2kC,额定电流0.2A）

G、电源（电动势为6.0V,内阻约为1.5Q）、导线若干

(1)电路中电流表应选用,电压表选用,滑动变阻器选用.(用字母填写)

(2)根据以上器材，选出既满足实验要求，又要减小误差的实验电路图是图1中

(3)根据(1)题所选实验电路图，用笔画线代替导线，将图2中的实验电路连接完整.

(4)开关S闭合之前，图2中滑动变阻器的滑片应该置于最端.(填“左”或“右”)

(5)根据图3给出的信息，可以判断图4中正确的是图中(P为小灯泡的功率)

四、解答题

13.如图所示为一传送带装置模型，斜面的倾角9,底端经一长度可忽略的光滑圆弧与足够长的水平传

送带相连接，质量m=2kg的物体从高h=30cm的斜面上由静止开始下滑，它与斜面的动摩擦因数口尸0.25,

与水平传送带的动摩擦因数山=0.5,物体在传送带上运动一段时间以后，物体又回到了斜面上，如此反

复多次后最终停在斜面底端。已知传送带的速度恒为v=2.5m/s,tan。=0.75,g取10m/s，求：

(1)物体第一次滑到底端的速度大小。

(2)从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中，求传送带与物体间摩擦产生的热量Q.

(3)从物体开始下滑到最终停在斜面底端，物体在斜面上通过的总路程。

14.如图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压5加

速，从A板中心孔沿中心线K0射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀

强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点.已知M、

N两板间的电压为U,两板间的距离为d,板长为L,电子的质量为皿，电荷量为e,不计电子受到的重力及

它们之间的相互作用力.

(1)求电子穿过A板时速度的大小；

(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量;

【参考答案】

一、单项选择题

题号123456

答案DBDDCD

二、多项选择题

7.BCD

8.ACD

9.ADE

10.CD

三、实验题

11.(1)0.5m(2)最终停在0点左侧1m处

12.(1)ACE；(2)丙；(3)如图；(4)左；(5)BD。

13.(1)2m/s(2)20J(3)1.5m

瓯u/

14.(1)E(2)'心

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清

楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答

题无效。

4.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1.下列说法正确的是

A.当一列声波从空气中传入水中时，波长变长

B.机械波可在真空中传播

C.站在铁道边的人在火车向他开来的过程中会听到火车鸣笛的频率变大

D.当机械横波从一端传播到另一端时，途中的质点不会沿着波的传播方向而迁移

E.在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度

2.如图所示，平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，两板间有一个带负电的试探电荷固定在P

点.静电计的金属球与电容器的负极板连接，外壳接地.以E表示两板间的场强，W表示P点的电势，瑞

表示该试探电荷在P点的电势能，，嚷示静电计指针的偏角.若保持负极板不动，将正极板缓慢向右平移

一小段距离（静电计带电量可忽略不计），各物理量变化情况描述正确的是

A.E增大，W降低，EP减小，，墉大

B.E不变，甲降低，以增大，“减小

C.E不变，中升高，EP减小，价减小

D.E减小，（P升高,以减小，价减小

3.某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是（）

5

O

-5

A.交变电流的频率为0.02Hz

B.交变电流的瞬时值表达式为i=5cos50ktA

C.在t=0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大

D,若发电机线圈电阻为0.4Q,则其产生的热功率为5W

4.如图所示，一物块静止在粗糙的斜面上。现用一水平向右的推力F推物块，物块仍静止不动。则

A.斜面对物块的支持力一定变小

B.斜面对物块的支持力一定变大

C.斜面对物块的静摩擦力一定变小

D.斜面对物块的静摩擦力一定变大

5.2012年我国宣布北斗导航系统正式商业运行。北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、

定位等功能。“北斗”系统中两颗工作星均绕地心0做匀速圆周运动，轨道半径为r,某时刻两颗工作卫

星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）.若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g,地

球半径为R,不计卫星间的相互作用力.则以下判断中正确的是（）

\卫星2

A.这两颗卫星的加速度大小相等，均为J

R|!_

B.卫星1由位置A运动至位置B所需的时间为3R\&

C.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2

D.卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功

6.如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速，

加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定的偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限

度内与稳定在竖直位置时相比，小球高度

A.一定升高B.一定降低

C.保持不变D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定

二、多项选择题

7.如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再由状态B变化到状态C,最后由状态C变化

到状态Ao气体完成这个循环，内能的变化△（）=—,对外做功W=—,气体从外界吸收的热量Q=—。

（用图中已知量表示）

8.2016年2月11日，美国科学家宣布探测到引力波，根据科学家们的推测，双星的运动是产生引力波

的来源之一.假设宇宙中有一由a、b两颗星组成的双星系统，这两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力

作用下做匀速圆周运动，测得a星的周期为T,a、b两星间的距离为？，轨道半径之差为△「，己知a星

的轨道半径大于b星的轨道半径，则

/——△尸

A.b星的周期为L上丁

B.b星的线速度大小为小二空

T

C.a、b两星的轨道半径之比为

/-Ar

D.a、b两星的质量之比为I—匕A上r

l+Lr

9.如图所示，发电机（内阻不计）与理想变压器连接成电路，当发电机的转速为50r/s时，四个相同的

灯泡L、L、L。、L3均能正常发光。不考虑灯泡电阻的变化及其他影响，则

A.通过灯泡L的电流方向每秒变化50次

B.该变压器初次级线圈的匣数比为3:1

C.若仅将发电机的转速变为25r/s,灯泡L的功率将变为原来的0.5倍

D.若仅将发电机的转速变为25r/s,发电机的输出功率将变为原来的0.25倍

10.如图所示，三角形传送带以lm/s的速度逆时针匀速转动，两边传送带与水平方向的夹角均为37°.

两个相同的物块A、B与传送带间的动摩擦因数是0.5,从传送带顶端均以lm/s的初速度沿传送带下滑.最

大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37。=0.6,cos37°=0.8.下列说法中正确的有（）

A.A、B所受摩擦力沿传送带向上

B,滑至底端，A用时较少

C.滑至底端时A所受重力的瞬时功率较大

D.下滑过程A与传送带间产生的热量较少

三、实验题

11.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，0为橡皮条

与细绳的结点，0B和0C为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.

(1)如果没有操作失误，图乙中的卜,与F两力中，方向一定沿A0方向的是.

(2)本实验采用的科学方法是.

A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法

(3)下列方法中，有助于减小实验误差的是

A.尽可能使0B和0C两细绳的夹角大些

B.尽可能使两弹簧秤的读数相差大些

C.尽可能使0B和0C两细绳与纸面平行

12.某次实验打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,纸带的记录如图所示，起始的前几个点模糊，因

此从A点开始每打五个点取一个计数点：(图中数据单