2025年高三物理上學(xué)期“物理首飾”中的物理知識考查卷一、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共40分）黃金項(xiàng)鏈的密度測量某品牌黃金項(xiàng)鏈標(biāo)注純度為99.9%，實(shí)際檢測時用排水法測得其體積為1.2cm3，質(zhì)量為23.4g。已知純金密度為19.3g/cm3，該項(xiàng)鏈的實(shí)際純度最接近（）A.95%B.97%C.99%D.100%解析：根據(jù)密度公式ρ=m/V，計(jì)算項(xiàng)鏈實(shí)際密度為23.4g/1.2cm3=19.5g/cm3，略高于純金密度，可能因含密度更高的雜質(zhì)（如鉑），純度計(jì)算需考慮體積誤差，實(shí)際純度約97%。智能手環(huán)的加速度傳感器華為某款智能手環(huán)通過內(nèi)置加速度傳感器監(jiān)測運(yùn)動狀態(tài)。當(dāng)佩戴者做豎直向上加速運(yùn)動時，傳感器示數(shù)與重力加速度g的關(guān)系為（）A.等于gB.大于gC.小于gD.無法確定解析：加速度傳感器測量的是合加速度，豎直向上加速時a>0，示數(shù)為g+a，因此大于g。磁療手鏈的磁場強(qiáng)度某磁療手鏈宣傳“通過2000高斯強(qiáng)磁場改善血液循環(huán)”，已知地球磁場強(qiáng)度約為0.5高斯，該手鏈磁場強(qiáng)度是地磁場的（）A.400倍B.4000倍C.2000倍D.1000倍解析：2000高斯/0.5高斯=4000倍，但實(shí)際磁療產(chǎn)品磁場強(qiáng)度通常低于100高斯，題目數(shù)據(jù)為理論計(jì)算值。銀飾氧化的電化學(xué)原理銀首飾在空氣中變黑是因發(fā)生反應(yīng)：4Ag+O?+2H?S=2Ag?S+2H?O。下列說法正確的是（）A.Ag是氧化劑B.O?被氧化C.H?S是還原劑D.Ag?S是氧化產(chǎn)物解析：Ag從零價升至+1價，被氧化，Ag?S為氧化產(chǎn)物；O?中氧元素從0價降至-2價，被還原。珍珠耳釘?shù)墓夥瓷洮F(xiàn)象珍珠表面的彩色光澤源于光的（）A.干涉B.衍射C.偏振D.全反射解析：珍珠層由多層碳酸鈣薄片組成，光在不同層間反射后發(fā)生薄膜干涉，形成彩色暈彩。智能戒指的電容式觸控某智能戒指通過手指與金屬環(huán)的電容變化實(shí)現(xiàn)觸控。當(dāng)手指靠近戒指時，電容C將（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小解析：電容C=εS/d，手指作為導(dǎo)體靠近時等效極板間距d減小，電容增大。鈦鋼手鐲的彈性形變質(zhì)量50g的鈦鋼手鐲受10N拉力時伸長0.2mm，其勁度系數(shù)k為（）A.5×10?N/mB.2×10?N/mC.5×10?N/mD.2×10?N/m解析：根據(jù)胡克定律F=kx，k=F/x=10N/0.0002m=5×10?N/m。水晶吊墜的折射率測定用激光筆以30°入射角從空氣射入水晶吊墜，折射角為20°，水晶的折射率n約為（）A.1.44B.1.50C.1.65D.1.73解析：由折射定律n=sini/sinr=sin30°/sin20°≈0.5/0.342≈1.46，接近1.44。藍(lán)牙耳機(jī)的電磁屏蔽某藍(lán)牙耳機(jī)工作頻率為2.4GHz，為避免電磁干擾，其金屬外殼應(yīng)選用（）A.銅B.鋁C.鐵D.鉛解析：高頻電磁波屏蔽需用導(dǎo)電性能好的材料，銅的電導(dǎo)率高于鋁、鐵、鉛，屏蔽效果最佳。太陽能吊墜的能量轉(zhuǎn)化某吊墜內(nèi)置太陽能電池板，效率為15%，若接收太陽光功率為0.1W，1小時可轉(zhuǎn)化電能（）A.0.015JB.54JC.150JD.360J解析：電能W=Ptη=0.1W×3600s×0.15=54J。二、多項(xiàng)選擇題（每題5分，共20分，多選、錯選不得分，漏選得3分）黃金首飾的熱膨脹特性下列關(guān)于黃金戒指在溫度變化時的說法正確的有（）A.溫度升高時體積增大B.密度隨溫度升高而減小C.線膨脹系數(shù)與質(zhì)量無關(guān)D.對流傳熱是其主要散熱方式解析：金屬熱膨脹遵循V=V?(1+βΔT)，密度ρ=m/V隨溫度升高減??；線膨脹系數(shù)是材料固有屬性，與質(zhì)量無關(guān)；固體主要通過熱傳導(dǎo)散熱，A、B、C正確。電磁感應(yīng)式珠寶防盜扣商場珠寶防盜扣內(nèi)含閉合線圈，經(jīng)過安檢門時會觸發(fā)報(bào)警，其原理涉及（）A.電磁感應(yīng)B.渦流現(xiàn)象C.自感現(xiàn)象D.互感現(xiàn)象解析：安檢門產(chǎn)生交變磁場，防盜扣線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦流），渦流產(chǎn)生的磁場反過來影響安檢門線圈，屬于互感現(xiàn)象，A、D正確。智能耳環(huán)的皮膚電阻監(jiān)測某“情緒耳環(huán)”通過測量皮膚電阻變化反映情緒，下列情況會導(dǎo)致電阻減小的有（）A.情緒緊張B.皮膚干燥C.環(huán)境溫度升高D.佩戴壓力增大解析：情緒緊張時皮膚出汗，導(dǎo)電性增強(qiáng)，電阻減??；溫度升高使皮膚血管擴(kuò)張，電阻減小，A、C正確。夜光手鏈的放射性安全某夜光手鏈含氚同位素（半衰期12.3年），下列說法正確的有（）A.氚衰變釋放α射線B.50年后放射性強(qiáng)度約為初始值的1/16C.佩戴時需避免與皮膚直接接觸D.衰變方程為3H→3He+???e解析：氚衰變釋放β射線（電子），方程為3H→3He+???e；半衰期12.3年，50年約4個半衰期，剩余強(qiáng)度(1/2)?=1/16；β射線穿透能力弱，無需避免皮膚接觸，B、D正確。三、實(shí)驗(yàn)題（共18分）測量銀手鐲的電阻率某學(xué)習(xí)小組用以下器材測量銀手鐲的電阻率：毫米刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器直流電源（3V）、電流表（0~0.6A）、電壓表（0~3V）滑動變阻器（0~20Ω）、開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）用螺旋測微器測得手鐲直徑如圖1，讀數(shù)為______mm（2分）（2）設(shè)計(jì)測量手鐲電阻的電路圖，要求誤差較?。?分）（3）實(shí)驗(yàn)測得手鐲長度L=15.0cm，直徑d=4.00mm，電阻R=0.02Ω，計(jì)算電阻率ρ=Ω·m（保留兩位有效數(shù)字，3分）（4）若實(shí)驗(yàn)中電流表內(nèi)阻未考慮，電阻率測量值將（填“偏大”“偏小”或“不變”，2分）答案：（1）4.000mm（固定刻度4mm，可動刻度0.000mm）（2）電流表外接法（銀電阻很小，滿足R?<<R?）（3）ρ=πRd2/(4L)=3.14×0.02Ω×(0.004m)2/(4×0.15m)≈1.7×10??Ω·m（4）偏?。娏鞅硗饨訒r，測量電流偏大，R=U/I偏小，導(dǎo)致ρ偏?。┧摹⒂?jì)算題（共32分）吊墜的自由落體運(yùn)動質(zhì)量20g的水晶吊墜從1.8m高處自由下落，與地面碰撞后反彈高度0.8m，碰撞時間0.01s。（g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力）（1）求吊墜落地前瞬間的速度大小（4分）（2）碰撞過程中地面對吊墜的平均作用力（6分）解析：（1）落地速度v?=√(2gh?)=√(2×10×1.8)=6m/s（2）反彈速度v?=√(2gh?)=√(2×10×0.8)=4m/s（方向豎直向上）由動量定理(F-mg)Δt=mv?-(-mv?)F=mg+m(v?+v?)/Δt=0.2N+0.02kg×(6+4)/0.01s=0.2N+20N=20.2N電磁感應(yīng)式項(xiàng)鏈的發(fā)電原理某項(xiàng)鏈內(nèi)置匝數(shù)N=500的線圈，面積S=1cm2，當(dāng)佩戴者跑步時線圈在B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中以轉(zhuǎn)速n=60r/min勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生正弦式交變電流。（1）求感應(yīng)電動勢的最大值E?（5分）（2）若線圈電阻r=1Ω，外接電阻R=4Ω，求電路的輸出功率P（5分）解析：（1）角速度ω=2πn=2π×1r/s=2πrad/sE?=NBSω=500×0.5T×0.0001m2×2π≈0.157V（2）電動勢有效值E=E?/√2≈0.111V電流I=E/(R+r)=0.111V/5Ω≈0.022A輸出功率P=I2R=(0.022)2×4≈0.002W智能手表的電池容量計(jì)算某智能手表電池容量為42mAh，工作電壓3.7V，待機(jī)電流5μA，正常使用時平均電流5mA。（1）計(jì)算電池儲存的總電能（4分）（2）若手表從滿電到關(guān)機(jī)，待機(jī)時間t?與使用時間t?的關(guān)系為t?+5t?=720h（待機(jī)時消耗電能忽略不計(jì)），求最長使用時間（8分）解析：（1）電能W=UIt=3.7V×0.042A×3600s≈560J（2）總電荷量Q=42mAh=I?t?+I?t?=5μA·t?+5mA·t?代入t?=720h-5t?，得42=0.005(720-5t?)+5t?42=3.6-0.025t?+5t?4.975t?=38.4t?≈7.7h五、綜合應(yīng)用題（共40分）“物理首飾”創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案某小組設(shè)計(jì)一款“多功能物理首飾”，需包含力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)中的至少兩種原理應(yīng)用。（1）選擇一種首飾類型（如項(xiàng)鏈、手鐲、戒指等），說明設(shè)計(jì)功能及對應(yīng)的物理原理（10分）（2）若設(shè)計(jì)一款“太陽能吊墜”，已知其光電轉(zhuǎn)換效率18%，表面積5cm2，太陽常數(shù)取1000W/m2，計(jì)算其在陽光下1小時產(chǎn)生的電能可使額定功率0.01W的LED燈工作多久（10分）（3）從安全性角度分析該設(shè)計(jì)可能存在的問題及改進(jìn)措施（10分）示例解答：（1）設(shè)計(jì)：磁懸浮吊墜（項(xiàng)鏈）功能：吊墜懸浮于項(xiàng)圈下方，無接觸旋轉(zhuǎn)原理：①電磁懸?。喉?xiàng)圈內(nèi)置電磁鐵，吊墜內(nèi)置永磁體，通過霍爾傳感器檢測位置，反饋控制電磁鐵電流，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定懸?。姶艑W(xué)）；②角動量守恒：吊墜內(nèi)置飛輪，旋轉(zhuǎn)時角動量守恒，保持方向穩(wěn)定（力學(xué)）（2）電能計(jì)算：接收功率P=1000W/m2×0.0005m2=0.5W電能W=Ptη=0.5W×3600s×0.18=324JLED工作時間t=W/P燈=324J/0.01W=32400s=9h（3）安全性分析：問題1：電磁鐵過熱（電磁學(xué)）改進(jìn)：采用超導(dǎo)材料或增加散熱孔，限制最大電流問題2：永磁體磁場對心臟起搏器干擾（電磁學(xué)）改進(jìn)：使用低磁場釹鐵硼磁體，標(biāo)注磁場強(qiáng)度<0.5mT問題3：吊墜脫落傷人（力學(xué)）改進(jìn)：設(shè)計(jì)備用尼龍繩連接，懸浮間隙控制在5mm內(nèi)首飾材料的物理性能對比下表為四種常見首飾材料的物理參數(shù)：材料密度（g/cm3）電阻率（Ω·m）硬度（HV）線膨脹系數(shù)（10??/℃）純金19.32.4×10??2514.2銀10.51.6×10??2819.7鈦鋼7.97.0×10??20011.0水晶2.65＞101?7000.5（1）從密度角度分析，為何鈦鋼更適合制作大型首飾（如手鐲）（5分）（2）比較銀和鈦鋼的電阻率，說明銀在導(dǎo)電首飾中的優(yōu)勢（5分）（3）解釋水晶吊墜在溫度變化時不易碎裂的原因（5分）解析：（1）鈦鋼密度（7.9g/cm3）遠(yuǎn)小于純金（19.3g/cm3）和銀（10.5g/cm3），相同體積下質(zhì)量更輕，佩戴更舒適，適合制作大型首飾。（2）銀的電阻率（1.6×10??Ω·m）僅為鈦鋼（7.0×10??Ω·m）的1/43，在智能首飾的導(dǎo)電線路中，銀能顯著降低