四川省成都市树德中学光华校区2026届物理周考试卷(11)

**基本信息** 以“流浪地球”“大型强子对撞机”等科技情境为载体，融合原子光谱、电磁学、力学综合等核心知识，通过模型建构与科学推理，适配高三周测对物理观念与科学思维的巩固需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|原子光谱、天体运动、力学动态分析|结合太阳光谱、地球自转刹车等情境，考查科学推理与模型类比| |多选题|3/18|机械波叠加、远距离输电、电磁感应|通过双波源干涉、输电效率计算，体现科学论证与质疑创新| |实验题|2/16|机械能守恒验证、伏安特性测量|设计变量控制实验，培养科学探究中的证据获取与误差分析能力| |解答题|3/38|气体定律、电磁场综合、电磁感应与碰撞|以带电粒子在复合场运动、金属棒碰撞为载体，考查综合运用物理观念解决复杂问题的能力|

树德中学光华校区高三物理周考试卷(11) 一、单选题（每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求） 1．氢原子的可见光谱线图如图所示，氢原子的发射光谱只有一些分立的亮线，氢原子只能释放或吸收特定频率的光子，玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律。和氢原子一样，各种原子都有其独特的光谱，在研究太阳光谱时，发现它的连续光谱中有许多暗线，这是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱，吸收光谱中的暗线对应发射光谱中的亮线。下列说法正确的是（　　） A．玻尔理论可以解释各种原子的光谱 B．大量氢原子发出的光谱为连续光谱 C．光谱分析不能鉴别物质和确定物质的组成成分 D．同一元素的发射光谱和吸收光谱的特征谱线相同 2．2019年2月5日，“流浪地球”在中国大陆上映，赢得了票房和口碑双丰收。影片讲述的是面对太阳快速老化膨胀的灾难，人类制定了“流浪地球”计划，这首先需要使自转角速度为ω的地球停止自转，再将地球推移出太阳系到达距离太阳最近的恒星（比邻星）。为了使地球停止自转，设想的方案就是在地球赤道上均匀地安装N台“喷气”发动机，如图所示（N较大，图中只画出了4个）。假设每台发动机均能沿赤道的切线方向提供大小恒为F的推力，该推力可阻碍地球的自转。已知地球转动的动力学方程与描述质点运动的牛顿第二定律方程F=ma具有相似性，为M=Iβ，其中M为外力的总力矩，即外力与对应力臂乘积的总和，其值为NFR；I为地球相对地轴的转动惯量；β为单位时间内地球的角速度的改变量。将地球看成质量分布均匀的球体，下列说法中正确的是（　　） A．在M=Iβ与F=ma的类比中，与转动惯量I对应的物理量是m，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度 B．地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变小 C．停止自转后，赤道附近比极地附近的重力加速度大 D．这些行星发动机同时开始工作，且产生的推动力大小恒为F，使地球停止自转所需要的时间为 3．在地形勘探工作中，经常需要绘制出地表的3D模型并每隔一定距离绘制南北方向剖面图和东西方向剖面图。图甲为某次测绘得到的3D模型。其中南北方向的剖面如图乙所示，剖面在点沿南北方向的切线与水平面的夹角为；东西方向的剖面如图丙所示，剖面在点沿东西方向的切线与水平面的夹角为。已知山坡表面平滑且没有棱角，重力加速度大小为，在点由静止释放一个可视为质点的光滑小球，释放瞬间小球的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，蹄形磁铁水平放置（N极在上），质量为的导体棒用两根轻质细导线悬挂，通入恒定电流，稳定时细导线与竖直方向的夹角为。两磁极间的磁场可看成匀强磁场，导体棒始终在两磁极之间，重力加速度为，则（　　） A．导体棒中的电流方向为 B．单根导线上的拉力大小为 C．若电流大小加倍，再次稳定后角也加倍 D．若导体棒处磁场方向在竖直面内逆时针缓慢转过角，导线上拉力变小 5．如图所示，一足够长固定的粗糙倾斜绝缘管处于匀强磁场中，一带正电小球从静止开始沿管下滑，下列关于小球的加速度a随时间t（沿斜面向下为正方向），受到的弹力随时间t（垂直斜面向下为正方向），以开始下落点为零重力势能参考点，小球的重力势能Ep随位移x，机械能E随位移x的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 6．半圆柱形玻璃砖的底面镀有一层反射膜，为玻璃砖的半圆形横截面，M为最高点，O为圆心，半径为R。一束宽为R的平行光的下边恰好沿着底边，如图所示。其中从A点射入的光线经玻璃折射后从B点射出，已知A、B两点距离分别为和。，不考虑圆弧面上的反射光线，下列说法正确的是（　　） A．玻璃的折射率为 B．有部分光线在圆弧区域发生全反射 C．只有圆弧的部分区域有光线射出 D．射向圆弧区域的光线有一部分来源于处反射的光线 7．大型强子对撞机是将质子加速后对撞的高能物理设备，如图甲所示，对撞机的主要结构由两个质子束发射器、两个半圆环轨道质子加速器和质子对撞区域组成。半圆环轨道中的电场线是与圆环共圆心的同心圆弧，且到圆心距离相同的位置电场强度大小相等，质子沿圆环轨道中心进入半圆环轨道后，在磁束缚装置作用下沿圆环中心加速运动，最终在对撞区域碰撞。已知质子质量m=1.6×10-27kg、电荷量e=1.6×10-19C，半圆环加速轨道中心处到圆心距离R=50m，该处电场强度的大小E=×105V/m。发射器发射出的质子初速度忽略不计。计算时取=10，不考虑质子质量的相对论效应。若某次实验时将右侧加速器和发射器往上平移d=0.2m，平移后对撞区域如图乙所示，质子进入对撞区域时的位置的水平距离D=0.4m，入射点分别为A点和B点，其他装置不变，为了使质子在对撞区域恰好相撞，可以在对撞区域内加一个垂直纸面向里的匀强磁场。不计质子受到的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　） A．质子在所加磁场中运动的半径为0.5m B．所加匀强磁场的磁感应强度大小为8T C．两质子在对撞区域的磁场中各运动，s时相撞 D．若所加匀强磁场为两个直径相同、垂直纸面向里的匀强磁场，则每个圆形磁场的最小面积为m2 二、多选题（每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8．如图甲，是均匀介质中关于点对称的两个波源，其振动方向与纸面垂直，所形成的机械波在纸面内传播。图乙和图丙分别是和振动一个周期后向右传播形成的波形图且振幅分别为和。已知机械波在该介质中的传播速度为，，点的坐标为。时刻，两个波源同时振动，下列说法正确的是（　　） A．两列波同时传到点，且点的起振方向向下 B．点的振动方程为 C．时，点在平衡位置的下方，且距离为 D．将该波源放到折射率较大的均匀介质中，周期变大 9．如图所示，某同学分别将6卷完全相同的长导线串联后接入电路Ⅰ和电路Ⅱ，模拟远距离输电进行实验探究。已知交流电源输出电压为36V，变压器的匝数比为10:1，小灯泡、的规格相同，不考虑温度对灯丝阻值的影响，电表均为理想电表，变压器均为理想变压器，电路的输电效率，当接通电路I时，电流表A1的示数为0.2A，电压表V1的示数为4V；当接通电路Ⅱ时，电压表V2的示数为6V，灯泡未烧毁。下列说法正确的是（　　） A．6卷导线的总电阻为180Ω B．电路Ⅰ中6卷导线上消耗的总功率为6.4W C．变压器副线圈两端的电压为60V D．电路Ⅱ中的输电效率约为92.6% 10．在倾角为30°的光滑斜面上存在与斜面垂直向上的条状匀强磁场，磁场的宽度为L，两个条状磁场间的距离为L，一质量为m、边长为L的正方形线圈以与斜面底边平行的初速度水平抛出，线框的一组边与磁场边界平行，线圈与斜面、磁场的关系如图乙所示。已知斜面的宽度足够大、斜面足够长和磁场的数量足够多。重力加速度为g，线圈电阻。下列说法中正确的是（　　） A．线圈刚进磁场时线圈中的电流方向为顺时针方向 B．线圈刚进入第二个条状磁场区域时，水平方向的加速度大小为 C．线圈最多穿过6个条状磁场区域 D．线圈产生的热量大于 三、实验题（每空2分，共16分。） 11．物理实验小组搭建如图所示气垫导轨和光电门的装置，准备验证“系统机械能守恒”，设计的实验步骤如下： a．测量遮光片宽度d，滑块到光电门距离为x，选用标准质量均为的砝码N个，已知重力加速度为g； b．先将砝码全部放置在滑块上，然后夹走一块砝码放置于砝码盘，从静止释放滑块，记录下通过光电门的时间，由此得出通过光电门的速度v； c．依次改变砝码盘中砝码个数n，每次将砝码从滑块上取走并放置于砝码盘，重复步骤b，得到一系列n和v的数据； d．以为纵轴，为横轴，若数据满足一次函数形式，则完成验证“系统机械能守恒”。 (1)在进行实验之前，下列选项中必须操作的是_______（填标号） A．静止释放时滑块尽量靠近光电门，以防止滑块运动速度过快 B．动滑轮上的细绳应尽量竖直，以有效减少实验误差 C．滑块质量必须远远大于砝码质量，以有效减少实验误差 (2)滑块通过光电门时，砝码盘中砝码的速度为 （用d和表示） (3)若所绘制的图像斜率为k，则滑块的质量M= （用k、、N、g和x表示） (4)由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，则得出的滑块的质量与实际值相比将会 （填“偏小”、“偏大”或“相同”）。 12．某实验小组研究一个额定电压为（常温下电阻约6欧）的小灯泡的伏安特性。用电流表、电压表、滑动变阻器（最大电阻为）、电动势为6V的电池（内阻不计）、定值电阻、开关和导线等组成图1所示的实验电路。电表均为理想电表，实验要求小灯泡两端电压从0开始变化。 回答下列问题： (1)根据实验要求，完成图1中的实物连线 。 (2)将滑动变阻器的电阻调至最大时，灯泡与滑动变阻器并联的总电阻为，小灯泡恰好正常发光，则定值电阻 保留2位有效数字。 (3)小组通过实验作出小灯泡的图线如图2所示，结合(2)信息可知，滑动变阻器最大电阻 保留2位有效数字。 (4)将小灯泡与另一电源电动势、内阻、的定值电阻构成图3所示的电路，闭合开关S，小灯泡工作的实际功率约为 W保留2位有效数字。 四、解答题（本题共3小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。） 13．（10分）在标准状况（压强为1个标准大气压、温度为0℃）下，理想气体的摩尔体积都为，如图所示为一定质量的某种理想气体的压强和摄氏温度关系的图线。表示1个标准大气压，已知在状态A时气体的体积，阿伏加德罗常数，求： （1）气体的分子数（计算结果保留2位有效数字）； （2）气体在状态B时的体积和压强（用VA或表示）； （3）气体由状态A变化到状态B内能增加了ΔU，求气体由状态A变化到状态B吸收的热量（用VA、、ΔU表示）。 14．（12分）如图所示，空间直角坐标系（轴未画出，正方向向外）中，平面内半径为的圆形区域与轴相切于点，圆心在处，区域内的匀强磁场沿轴正方向，磁感应强度为，区域内，匀强电场和匀强磁场的方向均沿轴正方向，电场强度为，磁感应强度为。平面的第三象限内有一平行于轴的线状粒子发射器，中点在处，与的连线平行于轴，粒子发射器可在宽度为的范围内沿轴正方向发射质量为，电荷量为的同种粒子，发射速度大小可调，，。 (1)若从点发出的粒子，飞出磁场时速度偏转了角，求该粒子的速度大小； (2)若粒子的发射速度大小，求在磁场中运动时间最长的粒子进入圆形磁场时的位置到的距离； (3)调整粒子发射速度的大小为某一值时，所有粒子均从点飞出圆形磁场。求从发射器最左端发射的粒子进入区域后，运动轨迹上与轴距离最远点的位置坐标。 15．(16分如图所示，水平面内足够长的两光滑平行金属直导轨，左侧有电动势E＝36V的直流电源、C＝0.1F的电容器和R＝0.05的定值电阻组成的图示电路。右端和两半径r＝0.45m的竖直面内光滑圆弧轨道在PQ处平滑连接，PQ与直导轨垂直，轨道仅在PQ左侧空间存在竖直向上，大小为B＝1T的匀强磁场。将质量为、电阻为的金属棒M静置在水平直导轨上，图中棒长和导轨间距均为L＝1m，M距R足够远，金属导轨电阻不计。开始时，单刀双掷开关断开，闭合开关，使电容器完全充电；然后断开，同时接“1”，M从静止开始加速运动直至速度稳定；当M匀速运动到与PQ距离为d＝0.27m时，立即将接“2”，并择机释放另一静置于圆弧轨道最高点、质量为的绝缘棒N，M、N恰好在PQ处发生第1次弹性碰撞。随后N反向冲上圆弧轨道。已知之后N与M每次碰撞前M均已静止，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，M、N始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度，，求： （1）电容器完成充电时的电荷量q和M稳定时的速度； （2）第1次碰撞后绝缘棒N在离开圆弧轨道后还能继续上升的高度； （3）自发生第1次碰撞后到最终两棒都静止，金属棒M的总位移。 高三物理周考11参考答案 1．D【详解】A．玻尔理论只能解释氢原子光谱，选项A错误； B．大量氢原子发出的光谱为线状光谱，选项B错误； C．光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分，选项C错误； D．同一元素的发射光谱和吸收光谱的特征谱线相同，选项D正确。故选D。 2．A【详解】A．在M=Iβ与F=ma的类比中，与转动惯量I对应的物理量是m，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度，A正确； B．地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变大，B错误； C．停止自转后，赤道附近与极地附近的重力加速度大小相等，C错误； D．这些行星发动机同时开始工作，且产生的推动力大小恒为F，根据 而则停止的时间D错误。故选A。 3．C【详解】在平面内作点的切线交轴于点，在平面内作点的切线交轴于点，过点作的垂线，垂足为点，为点切面与水平面的平面角，设 根据几何关系可得，，，， P点的地形切面与水平面的夹角的正弦值 由牛顿运动定律可得，小球的加速度大小 故选C。 4．D【详解】A．导体棒所受安培力水平向右，根据左手定则可知，导体棒中的电流方向为，A错误； B．由力的平衡可得，每根细导线上的拉力大小，B错误； C．导体棒所受安培力大小，若导体棒中的电流大小加倍，则平衡时的值加倍，C错误； D．作出导体棒的受力分析图，如图所示，其所受重力大小、方向均不变，安培力的大小不变，磁场方向沿逆时针方向转动，根据余弦定理可得，细导线上的拉力变小，D正确。故选D。 5．D【详解】AB．当时，由牛顿第二定律得 则， 可见图像的斜率越来越大，图像的斜率越来越大； 当时，由牛顿第二定律得 则， 可见的斜率越来越小，图像的斜率越来越小，故AB错误； C．小球重力势能可得Ep-x图像为倾斜直线，故C错误； D．因为摩擦力先减小再变大后不变，所以机械能的关系图像斜率先减小再变大后不变，故D正确。 故选D。 6．C【详解】A．由题意可得，从A点射入的光线经玻璃折射后从B点射出，其光路图如图所示，由几何知识可知入射角，折射角，则有折射率A错误； B．光线在玻璃砖中传播时，光线与半径构成等腰三角形，由光路可逆性可知，不可能发生全反射，B错误； D．假设有光线会射向，如图解所示，则有 不存在，D错误； C．最上边和下边的光线恰好射向Q点，其余光线因为区域的出射点总比区域的入射点位置低，只有部分区域有光线射出，C正确。故选C。 7．C【详解】A．根据动能定理，电场力做的功等于动能的变化量，有解得=1×108m/s 根据题意作出粒子的轨迹如图所示，根据几何关系有解得r=0.25m故A错误； B．根据洛伦兹力提供向心力有解得B=4T故B错误； C．每个质子在磁场中运动的时间s故C正确； D．所加圆形磁场的直径为2R'，满足解得m 圆形磁场的最小面积m2故D错误。 8．AC【详解】A．题意知两波在均匀介质中传播速度相同，两波源到O点距离相等，所以两列波同时传到O点。由图乙可知，波源起振方向向下，图丙可知波源起振方向向上，则两列波在O点引起的振动叠加可知，O点的起振方向向下，故A正确； B．图乙可知波波长为2cm，波频率图丙可知波波长为4cm，波频率 可知两列波频率不同，不能形成稳定的干涉，也就不能简单得出O点的振动方程，故B错误； C．传播到A点时间 传播到A点时间 时，波使A点振动了0.5s，由于波周期，即经过半个周期，此时使A点回到平衡位置；时，波使A点振动了1.5s，由于波周期，即经过个周期，此时使A点回到波谷，故两列波在A点引起的振动叠加可知，时A点在平衡位置下方，距离为2cm，故C正确； D．波的周期由波源决定，与介质无关，故D错误。故选AC。 9．BD【详解】A．当接通电路I时，电流表A1的示数为0.2A，电压表V1的示数为4V，根据欧姆定律，6卷导线的总电阻为故A错误； B．电路Ⅰ中6卷导线上消耗的总功率为故B正确； C．设变压器原、副线圈两端的电压为、，变压器原、副线圈两端的电压为、，变压器原、副线圈中的电流为、，小灯泡的电阻为 通过小灯泡的电流为 根据理想变压器原副线圈电压、电流与线圈匝数的关系， 其中解得， 变压器副线圈两端的电压为故C错误； D．电路Ⅱ中的输电效率约为故D正确。故选BD。 10．AC【详解】A．线圈刚进入磁场时，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针，故A正确； B．线圈在进入第一个条状匀强磁场的过程中对线圈水平分析，由动量定理有 其中代入解得 所以线圈进入磁场或离开磁场过程中安培力的冲量为 所以线圈刚进入第二个条状磁场时的速度为此时线圈中的电流为 对线圈在水平方向受力分析并结合牛顿第二定律有 联立解得线圈刚进入第二个条状磁场区域时，水平方向的加速度大小为故B错误； C．由题意可知，线圈每通过一个条状磁场，水平方向动量减小，所以线圈能够穿过条状磁场的个数为所以线圈最多穿过6个条状磁场区域，故C正确； D．水平方向的速度最终减为0，由功能关系可知，水平方向速度的减小是由于安培力作用的结果，沿斜面方向的运动不产生感应电流，所以线圈产生的热量为故D错误。故选AC。 11．【详解】（1）A．滑块释放时若尽量靠近光电门，则通过光电门的速度很小，速度测量值误差较大，故A错误； B．动滑轮上的细绳应尽量竖直，以有效减少砝码盘下落高度的测量实验误差，故B正确； C．本实验不需要测量细绳上的拉力，不需要滑块质量必须远远大于砝码质量，故C错误。故选B。 （2）滑块通过光电门时，滑块的速度大小为砝码盘中砝码的速度为 （3）根据系统的机械能定律，若系统动能的增加量等于系统重力势能的减少量，即 解得 所绘制的图像斜率为k，则解得滑块的质量 （4）本实验中系统机械能守恒，动滑轮、砝码盘以及砝码盘中砝码的机械能的减小量等于滑块和滑块上砝码增加的机械能（动能） 由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，所以减小的机械能偏小，则得出的滑块的质量与实际值相比将会偏小。 12．(1)(2)5.2 (3)10 (4)0.28 【详解】（1）实验中要求小灯泡两端电压从0开始，滑动变阻器应采用分压式接法，连接方法如图所示。 （2）闭合开关S前，要保证小灯泡所在支路电压或电流为零，滑动变阻器滑片应置于a端。 （3）将滑动变阻器的电阻调至最大时，小灯泡恰好正常发光，说明灯泡两端电压为，又灯泡与滑动变阻器的并联电阻值为，由分压原理，知解得 （4）由下图可知，小灯泡正常工作时的电流，电阻定义式得 由并联电阻关系式得解得 （5）将定值电阻R看作电源的内阻，在小问4题图中作出该电源的图线，即关系式为I 它与小灯泡的图线相交于点，则小灯泡在该电路中工作时的实际功率为 13．【详解】（1）由理想气体状态方程可得，所在过横坐标轴上横坐标的倾斜直线为等容线，气体的压强为的体积，所以气体分子数 （2）对应气体的温度，压强为，A状态时对应温度 由查理定律得上式代入数据得，A状态压强 因为到B等压变化，所以由盖吕萨克定律得 又 由以上三式得 到B等压变化，体积增大气体对外做功 又由热力学第一定律得 14【详解】（1）粒子运动轨迹如图甲所示，设轨迹半径为由几何关系得： 洛伦兹力充当向心力：解得 （2）由得： 设从点进，点出的粒子在磁场中运动时间最长，则为圆形磁场的直径 粒子运动轨迹如图乙所示，，由几何关系得： 解得：由几何关系得：该粒子的入射位置到的距离 （3）由题意得：粒子在圆形磁场中的运动半径由得： 发射器最左端发射的粒子运动轨迹如图丙所示，设该粒子运动到点时其速度方向与轴正方向夹角为 由几何关系得 由题意得：该粒子的运动可视为沿轴正方向的匀加速直线运动和垂直于轴平面内的匀速圆周运动的合运动解得 粒子轨迹上的点与轴的最远距离为 则粒子从经过点开始运动到距离轴最远处的时间为 由 得 即粒子运动轨迹上与轴距离最远的位置坐标为 15．【详解】（1）根据求得 金属棒M最终匀速直线时 对金属棒M应用动量定理可得 即其中联立求得 （2）在开关接2时，对金属棒M应用动量定理即 又由联立求得 绝缘棒N滑到圆周最低点时，由动能定理可得求得 金属棒M，绝缘棒N弹性碰撞 求得 对绝缘棒N由机械能守恒可得求得 （3）发生第一次碰撞后，金属棒M向左位移为，根据动量定理可得 即又由联立求得 由题可知，绝缘棒N第二次与金属棒M碰前速度为，方向水平向左，碰后速度为，金属棒的速度为，由弹性碰撞可得 求得 金属棒M向左的位移 求得 同理可知，金属棒M与绝缘棒N第三次碰撞后的瞬时速度 金属棒M向左的位移求得 以此类推，金属棒M与绝缘棒N第次碰撞后的瞬时速度 金属棒M向左的位移 发生第1次碰撞后到最终两棒都静止，金属棒M的总位移 当趋于无穷大时 答案第4页，共8页 答案第3页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $