摘要:
**基本信息**
高三物理周考卷聚焦核心素养,以金星探测器轨道转移、风力发电输电等真实情境为载体,通过光电效应、电磁复合场等综合问题考查科学思维与模型建构能力,适配高考命题趋势。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|7/28|光电效应、光的全反射、天体运动等|结合I-U图像、椭圆轨道等情境,考查物理观念|
|多选题|3/15|波动、交变电流、电磁感应|涉及波的叠加、变压器电路分析,注重科学推理|
|实验题|2/18|打点计时器、电流计改装|通过热敏温度计设计,体现科学探究能力|
|解答题|3/39|气体定律、电磁复合场、碰撞综合|如电磁复合场中粒子运动,考查综合应用与创新思维|
内容正文:
湖南省常德市汉寿县第一中学2025—2026学年
高三下学期第十一次周考物理试卷
一、单选题(共28分)
1.(本题4分)图甲所示电路可研究光电效应规律,用单色光照射光电管,得到光电流I与光电管两端电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.若滑动触头P从中点向右移动,则光电管两端的电压会阻碍光电管中的光电子向A极运动
B.滑动触头P从中点向右移动时,电流表的示数会一直增大
C.把阴极材料换成逸出功较大的金属,遏止电压会变小
D.增强单色光的光照强度,饱和光电流值不变
2.(本题4分)如图所示,半径为R的薄圆形玻璃砖的折射率,O为圆心,AB为直径。在玻璃砖内部的A点处有一点光源S,从光源S发出直接射到圆周上的光线恰好在圆周上的D点(图中未画出)发生全反射,已知光在真空中的传播速度为c,则光从A点直接传播到D点所用时间为( )
A. B. C. D.
3.(本题4分)金星是从太阳向外的第二颗行星,假设金星和地球都是围绕太阳做匀速圆周运动,现从地球发射一颗金星探测器,可以简化为这样的过程,选择恰当的时间窗口,探测器先脱离地球束缚成为和地球同轨道的人造小行星,然后通过速度调整进入椭圆转移轨道,经椭圆转移轨道(关闭发动机)到达金星轨道,椭圆长轴的两端一端和地球轨道相切,一端和金星轨道相切。若太阳质量为M,探测器质量为m,太阳与探测器间距离为r,则它们之间的引力势能公式为。已知椭圆转移轨道与两圆轨道相切于A、B两点且恰好对应椭圆的长轴,地球轨道半径为、周期为,金星轨道半径为,周期为,万有引力常量。忽略除太阳外其它星体对探测器的影响,则( )
A.探测器在地球轨道上的A点和转移轨道上的A点处向心加速度不同
B.探测器从地球轨道经转移轨道到达金星轨道的最短时间为
C.探测器在转移轨道A点的速度
D.探测器在地球正圆轨道的机械能比在金星正圆轨道的机械能小
4.(本题4分)如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,一根劲度系数为k的轻弹簧上端固定于斜面顶端挡板上,另一端与质量为m的小球连接,静止于O点,现把小球从弹簧原长处A点静止释放,小球做简谐运动,弹簧的弹性势能为,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.振幅为 B.小球的最大加速度为g
C.小球的最大速度为 D.弹簧的最大弹性势能为
5.(本题4分)如图所示,A、B两小球从O点水平抛出,A球恰能越过竖直挡板P落在水平面上的Q点,B球抛出后与水平面发生碰撞,弹起后恰能越过挡板P也落在Q点。B球与水平面碰撞前后瞬间水平方向速度不变,竖直方向速度大小不变、方向相反,不计空气阻力,则( )
A.A、B球从O点运动到Q点的时间相等
B.A、B球经过挡板P顶端时竖直方向的速度大小相等
C.A、B球到Q点时的速度大小相等
D.减小B球抛出时的速度,它不可能越过挡板P
6.(本题4分)如图所示,水平面内的等边三角形ABC的边长为L,顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道CD的最低点,光滑直导轨的上端点D到A、B两点的距离均为L,D在AB边上的竖直投影点为O.一对电荷量均为-Q的点电荷分别固定于A、B两点.在D处将质量为m、电荷量为+q的小球套在轨道上(忽略它对原电场的影响),将小球由静止开始释放,已知静电力常量为k、重力加速度为g,忽略空气阻力,且,则( )
A.轨道上D点的场强大小为
B.小球刚到达C点时,其加速度为零
C.小球刚到达C点时,其动能为
D.小球沿直轨道CD下滑过程中,其电势能先增大后减小
7.(本题4分)如图所示,竖直平面内倾斜滑雪道AB与圆弧轨道BC在B点平滑连接,滑雪道倾斜轨道AB长为L,倾角θ=37°,O点是圆弧轨道的圆心,OB竖直,圆弧轨道半径,圆心角也为θ=37°。包含装备总质量为m的滑雪运动员(可视为质点)从倾斜轨道的最高点A由静止下滑,最终落到水平地面上。滑雪运动员落地时速度与水平方向的夹角φ=53°。已知滑雪运动员与斜面轨道之间的动摩擦因数μ=0.25,忽略滑雪运动员与圆弧轨道间的摩擦,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力,则运动员经过圆弧轨道的C点时对圆弧轨道的压力大小及运动员离开C点后在空中运动的时间分别为( )
A., B.,
C., D.,
二、多选题(共15分)
8.(本题5分)两波源和分别位于和处,同时在均匀介质中沿轴同向振动,分别产生沿轴正方向和负方向甲波和乙波。如图所示,时刻,甲波最远点恰好在,乙波图中未画出。已知波源和的振动周期分别为和,振幅均为。则( )
A.时,两列波第一次相遇
B.在0∼2.5s内,处质点运动的路程为
C.时,处质点位移为正,振动方向沿轴负方向
D.较长时间后,有11个加强点
9.(本题5分)2025年12月28日,河南100兆瓦中继风电项目实现全容量并网.某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示,已知发电机输出的交变电流如图乙所示,升、降压变压器均为理想变压器,升压变压器原、副线圈的匝数比为,降压变压器原、副线圈的匝数比为,输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻.用户端接一个定值电阻,其余电阻不计.下列说法正确的是( )
A.用户端的电流为10A B.线圈的转速为
C.时穿过线圈的磁通量最大 D.输电线上消耗的功率为200W
10.(本题5分)如图所示,足够长的金属导轨MN、PQ水平平行放置,处于竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中,导轨间距为。导体棒、垂直导轨放置并与导轨接触良好,两导体棒的质量均为,其在导轨间的电阻均为,不计一切摩擦及导轨的电阻。现给导体棒一个平行于导轨向右的初速度,运动过程中导体棒、未相撞。下列说法正确的是( )
A.导体棒做匀减速直线运动,导体棒做匀加速直线运动
B.导体棒的速度为时,导体棒的加速度大小为
C.整个运动过程中电路中产生的焦耳热为
D.整个运动过程通过金属棒的电荷量为
三、实验题(共18分)
11.(本题8分)(1)如图甲所示是某次实验时使用打点计时器的实验装置,其中小车的数量为一辆,
①此装置能用于下列实验的有_____________;
A.验证机械能守恒定律
B.探究碰撞中的不变量
C.探究小车速度随时间变化的规律
D.探究做功与物体速度变化的关系
②小明同学用图甲装置,完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。打点计时器所接交流电的频率为50Hz。
(i)对于此实验,下列说法正确的是____________。
A.平衡摩擦力时需要悬挂小桶,但不需要加砂子
B.需要用天平测出桶中砂子的质量,但小桶的质量不需要测量
C.与小车定滑轮相连的轻绳需与轨道平面平行
D.小车靠近打点计时器,先释放小车后接通电源
(ii)实验过程中小车均做匀加速直线运动,得到两条纸带如图乙所示,编号①中相邻两个计数点之间还有4个计时点未标出,编号②中的点为实际打出的计时点,求出编号①情况下该小车运动过程中纸带打下e点的速度大小为____________m/s;(结果保留两位有效数字);用____________(填“纸带①”或“纸带②”)来“探究加速度与力、质量的关系”实验,实验误差会比较小。
12.(本题10分)某实验探究小组的同学将一电流计改装成电流表,再将改装的电流表与一热敏电阻制成一热敏温度计。在实验室找到以下器材:
A、两电流计G1、G2(量程为1500μA,内阻为20Ω);
B、电阻箱R(阻值范围为0-999.9Ω);
C、滑动变阻器R₁(最大阻值为2kΩ,允许通过的最大电流为1A);
D、4个定值电阻(阻值分别为360Ω、390Ω、400Ω、420Ω);
E、电池一节(电动势E=1.5V,内阻很小);
F、热敏电阻;
G、开关和导线若干。
(1)为了扩大电流计G1的量程,该同学设计了如图甲所示的电路图。
a、将开关S1断开,闭合S2。调节R1,使G1和G2读数均为1000μA。
b、将开关S1闭合,调节R和R1,保证G2读数不变,则当G1读数是______μA时,G1与R并联可当成量程为3mA的电流表A使用,改装的电流表内阻______。
(2)已知热敏电阻的说明书上给出图线如图乙所示。该小组同学利用上述改装的电流表A和热敏电阻设计的实验电路如图丙所示,其中为保护电阻,为测温探头,并把电流表的表盘刻度改为相应的温度刻度,得到了一个简单的热敏温度计。若要求原电流计(指针满偏的位置标为不计电源内阻,则定值电阻。选阻值为______Ω的,原电流计750μA刻线处应标为______℃。
(3)在图丙所示的热敏温度计电路中,因没考虑电源内阻,所测温度比实际温度______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
四、解答题(共39分)
13.(本题10分)如图所示,质量为的导热汽缸放在地面上,开口向上,缸内重力不计的活塞与汽缸内壁无摩擦,缸内封闭有理想气体,绕过光滑定滑轮的轻绳与活塞和放在地面上质量为的物块相连,开始时,轻绳处于伸直状态但无弹力,活塞截面积为S,活塞离汽缸内底的距离为,大气压强为,缸内气体的温度为,已知缸内气体的热力学温度T随时间t的变化规律为(k为正值常数),重力加速度为,问:
(1)经多长时间,汽缸对地面的压力刚好为零?
(2)经多长时间,缸内气体的体积减半?
14.(本题14分)如图所示,在平面直角坐标系的第一、二象限有沿轴负向的匀强电场,在第三、四象限有垂直纸面向里的匀强磁场。在轴正半轴上的某点以初速度沿轴正方向射入一带电粒子甲,粒子质量为,带电量为,经电场作用,从轴上的点(未标出)第一次进入磁场,点和坐标原点的距离为,经过点时,粒子速度方向与轴正方向夹角为。完全相同的粒子乙也以大小为的初速度从坐标原点射入第三象限,方向与轴负方向夹角为,在磁场的作用下,也从点第一次进入电场,不计粒子重力及粒子间的相互作用力。求:
(1)匀强电场的场强及匀强磁场的磁感应强度;
(2)粒子乙从射入场区到经过点所用的时间;
(3)两粒子第二次经过轴时的位置之间的距离。
15.(本题15分)如图所示,在倾角的斜面上固定一个长直圆管,管内有一质量为m的薄圆盘静止在管内,圆管的长度为60L。一直径略小于圆管内径的光滑小球以初速度进入圆管,与圆盘发生碰撞,小球的质量也为m。圆盘受到撞击后向下滑动,下滑过程中受到圆管对它的滑动摩擦力大小等于圆盘重力的0.6倍,圆盘始终垂直管壁。小球与圆盘发生的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计其他阻力,重力加速度大小为g,,。求:
(1)第一次碰撞后瞬间,小球和圆盘的速度大小;
(2)第二次碰撞前瞬间,小球重力的功率;
(3)小球在管中运动的过程中,小球与圆管碰撞的次数。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
C
D
B
B
A
BC
BC
BD
1.C
【详解】A.若滑动触头P从中点向右移动,则,即加正向电压,A错误;
B.滑动触头P从中点向右移动时,电流表的示数会先增大,达到饱和光电流后不变,B错误;
C.由光电效应方程有
可见把阴极材料换成逸出功较大的金属,遏止电压会变小,C正确;
D.增强单色光的光照强度,饱和光电流值变大,D错误。
故选C。
2.D
【详解】如图所示
根据全反射临界角公式有
即入射角为30°时刚好发生全反射,根据几何关系有
又
光从A点直接传播到D点所用时间
故选D。
3.C
【分析】本题以对太阳系内轨道变轨问题为背景,从运动和力的视角,研究卫星的运动,考查学生运动观、相互作用观以及能量观等物理观点。
【详解】A.A点椭圆轨道长轨的端点和正圆轨道的引力加速度相同,此处没有切向加速度,只有向心加速度,因此探测器在椭圆轨道和正圆轨道的A点向心加速度相同,选项A错误;
B.沿转移轨道从A到B时间最短为半个椭圆周期,根据开普勒第三定律可得
又
联立解得
选项B错误;
C.半长轴端点A、B的等效半径相同,与两正圆相切,万有引力与速度方向垂直,充当向心力,设椭圆在A、B两点的等效半径为r,则有
可得
(或根据开普勒第二定律可得)
探测器在转移轨道上A点的动能和引力势能之和与B点的相等,可得
联立可得
选项C正确;
D.根据万有引力提供向心力有
解得
则探测器的机械能为
可知圆轨道半径越大机械能越小,所以探测器在地球正圆轨道的机械能比在金星正圆轨道的机械能大,选项D错误。
故选C。
4.D
【详解】A.设平衡位置时弹簧的伸长量为, 则
振幅为。A错误;
B.A点处小球的加速度最大
B错误;
C.平衡位置处速度最大,从A点到平衡位置由动能定理
解得小球的最大速度
C错误;
D.由对称性,小球在最低点,弹簧伸长量为
弹簧的最大弹性势能为
D正确。
故选D。
5.B
【详解】A. B球运动可看成3段平抛运动,每段平抛运动竖直位移与A球平抛的竖直位移相同;竖直方向上,由
可知,B球的运动时间是A球的3倍,故A错误;
B.A、B两球到达P顶端时,相对O点下降的高度相同,由
可知,经过挡板P顶端时,竖直方向的速度大小相等,故B正确;
C.从O到Q,B球的运动时间是A球运动时间的3倍,水平位移相等,由
可知,A球抛出时的速度是B球抛出时的速度的3倍,两球落地时竖直分速度大小均为,合速度,所以A球落地速度大,故C错误;
D.减小B球抛出时的速度,第一次落点的水平位移减小,反弹后到达挡板P时的高度可能更高,可能会越过挡板P,故D错误。
故选B。
6.B
【分析】根据矢量合成的方法,结合库仑定律即可求出D点的电场强度;对C点的小球进行受力分析,结合库仑定律即可求出小球在C点的加速度; 根据功能关系即可求出小球到达C的动能.根据等量同种点电荷的电场的特点分析各点的电势的变化,然后结合电势与电势能的关系分析小球的电势能的变化;
【详解】A.负电荷产生的电场指向负电荷,可以知道两个负电荷在D处的电场强度分别指向A与B,因为两个点电荷的电量是相等的,所以两个点电荷在D点的电场强度的大小相等,则它们的合场强的方向沿DA、DB的角平分线; 由库仑定律,A、B在D点的场强的大小:
它们的合场强:
.
所以A选项是不符合题意的;
B.由几何关系宽度:
则:
对小球进行受力分析,其受力的剖面图如图:
因为C到A、B的距离与D到A、B的距离都等于L,结合A的分析可以知道,C点的电场强度的大小与D点的电场强度的大小相等,方向指向O点,即:
沿斜面方向:
垂直于方向:
其中F是库仑力,
,
联立以上三式得:
所以B选项是符合题意的;
C.因为C与D到A、B的距离都等于L,结合等量同种点电荷的电场特点可以知道,C点与D点的电势是相等的,所以小球从D到C的过程中电场力做功的和等于0,则只有重力做功,小球的机械能守恒,得:
由几何关系可得:
小球的动能:
所以C选项是不符合题意的;
D.由几何关系可以知道,在CD的连线上,CD连线的中点处于到A、B的距离最小,电势最低,小球带正电,所以小球在CD的连线中点处的电势能最小.则小球沿直轨道CD下滑过程中,其电势能先减小后增大. 所以D选项是不符合题意的;
7.A
【详解】对滑雪运动员从A到C的过程,由动能定理得
解得
由牛顿第二定律得
解得
在C点的竖直分速度为
落地时的竖直分速度为
由匀变速直线运动规律可知,在空中的运动时间
故A正确。
故选A。
8.BC
【详解】A.题图可知甲波1个周期内传播了2m,则波速(同一介质中波速相同)
可知此刻乙波传播最远点在处,故两列波第一次相遇用时
故A错误;
B.题图可知甲波振幅A=5cm,一个周期内质点运动路程为4A,分析易知2.5s时乙波刚传到6m质点处,故2.5s内处质点运动的路程
故B正确;
C.甲波源的振动方程为,由于x=8m处落后甲波源2s的时间,由甲波源引起的在x=8m处的振动方程为,同理乙波源的振动方程为,由于x=8m处落后乙波源2.5s的时间,由乙波源引起的在x=8m处的振动方程为,因此时,x=8m处的位移,再经过0.1s,两列波的平衡位置都运动到x=8m处,该点回到平衡位置,因此该点正在向下运动,故C正确;
D.题意可知两波周期不同,即频率不同,两波不能形成稳定的干涉图样,无法判断加强点个数,故D错误。
故选BC。
9.BC
【详解】B.由图乙可知,交变电流的周期T=0.02 s,又因为,故B正确;
C.t=0.01s时,由图乙可知此时感应电动势为0,线圈处在中性面,穿过线圈的磁通量最大,故C正确;
AD.发电机输出电压有效值,升压变压器原、副线圈的匝数比为1:10,则升压后
引入等效电阻法
则用户端的电阻等效为
等效电路如图所示
故
则输电线上消耗的功率为
对降压变压器有
用户端的电流为,故AD错误。
故选BC。
10.BD
【详解】A.根据右手定则可知导体棒、以及两导轨构成的回路中电流方向为逆时针方向,根据左手定则可知刚开始导体棒所受的安培力水平向左,做减速运动。导体棒所受的安培力水平向右,导体棒开始向右做加速运动,切割磁感线。两导体棒中感应电流大小相等,均为
两导体棒所受安培力方向相反、大小相等,均为
随着导体棒减速,导体棒加速可知感应电流逐渐减小,两导体棒所受安培力逐渐减小,根据加速度
可知,导体棒做加速度逐渐减小的减速运动,导体棒做加速度逐渐减小的加速运动,故A错误;
B.两导体棒所受的安培力大小相等、方向相反,合外力为0,整体动量守恒,当导体棒的速度为时,根据
解得
代入A项中的表达式可得导体棒的加速度大小为,故B正确;
C.根据分析可知最终两导体棒会共速,则有
解得
根据能量守恒定律可知
解得整个运动过程中电路中产生的焦耳热为,故C错误;
D.对导体棒分析,根据动量定理可得
又因为
解得整个运动过程通过金属棒的电荷量为,故D正确。
故选BD。
11. ACD C 0.28m/s 纸带①
【详解】(1)①[1]A.以小车和沙桶为研究对象,平衡摩擦力后,由于只有沙桶的重力做功,因此可以验证机械能守恒定律,A正确;
B.由于实验中只有一辆小车,因此不能实现碰撞实验,B错误;
C.通过纸带,能探究小车速度随时间变化的规律,C正确;
D.沙桶下降的过程中,重力做功,通过纸带研究小车运动的速度,因此可以探究做功与物体速度变化的关系,D正确。
故选ACD。
②[2] A.平衡摩擦力时应摘下小桶,只让小车挂上纸带,A错误;
B.需要用天平测出沙桶和砂子的总质量,B错误;
C.与小车定滑轮相连的轻绳与轨道平面平行,此时拉力才是小车所受的合外力,C正确;
D.小车靠近打点计时器,先接通电源后释放小车,D错误。
故选C。
[3]打e点的速度等于与e点相邻两个计数点间的平均速度,因此
[4]如果两个相邻计数点间距离太近,测量距离时,相对误差较大,因此用纸带①来“探究加速度与力、质量的关系”实验,实验误差会比较小。
12.(1) 500 10
(2) 390 20
(3)偏小
【详解】(1)[1][2]量程为,若与并联时量程为,可知此时,则通过和电阻箱的电流相等,均为,改装的电流表A内阻为。
(2)[1]由图乙可知,当温度为时,热敏电阻阻值,图丙中原电流计指针满偏时干路电流,根据闭合电路欧姆定律有
解得
[2]原电流计示数为时,电流表A的示数为
由闭合电路欧姆定律有
解得
由图乙可知此时的温度为。
(3)图丙电路中若考虑电源内阻,则的计算值偏大,由图乙可知所测温度比实际温度偏小。
13.(1);(2)
【详解】(1)开始时选活塞为研究对象,则有
汽缸对地面压力为零时,对汽缸受力分析
由查理定律得
可得
由题意知
解得
(2)当缸内气体体积减为原来的一半时,汽缸离开地面在空中,缸内气体压强为p2,则对被封气体,有
得
14.(1),
(2)
(3)
【详解】(1)由题意可知粒子甲(乙)带正电荷,粒子甲在电场中做类平抛运动。
水平方向上有
已知粒子甲在C点的速度方向与x轴正方向的夹角为,竖直方向上有
联立解得
粒子乙进入匀强磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供其做圆周运动的向心力,则有
初速度与y轴负方向夹角为,由几何关系得
联立解得
运动轨迹如图所示
(2)由(1)分析知粒子乙在磁场中的轨迹半径为,则其周期为
粒子乙进入磁场做圆周运动的圆心角为,则其在磁场中运动时间为
联立解得
(3)粒子甲在C点的速度为
粒子甲在磁场中做圆周运动,有
由几何关系得粒子甲第二次经过x轴的D点到C点的距离为
粒子乙从C点进入电场后做类斜抛运动,已知粒子乙在C点的速度与x轴负方向的夹角为60°
则水平方向有
竖直方向有
联立解得
由此可知粒子甲、乙第二次经过x轴时的位置之间的距离为
15.(1)0,
(2)
(3)20次
【详解】(1)设第一次碰撞后瞬间小球的速度为,圆盘的速度为,弹性碰撞,由系统动量守恒,有
根据机械能守恒,有
解得,
(2)设从第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔为,小球的加速度为,对小球,有
对圆盘,有,做匀速直线运动
第二次碰撞前瞬间,位移关系为
解得
第二次碰撞前瞬间,小球的速度
小球重力的瞬时功率
得。
(3)第一次碰撞到第二次碰撞之间,圆盘的位移
设第二次碰后小球的速度为,圆盘的速度为,由速度交换有,
第二次碰撞到第三次碰撞之间,圆盘的位移
第三次碰撞前小球的速度,圆盘的速度
第三次碰撞后小球的速度,圆盘的速度
第三次碰撞到第四次碰撞之间,圆盘的位移
以此类推,第次碰撞到第次碰撞之间,圆盘的位移
次碰撞圆盘的总位移
解得(次),故一共碰撞20次。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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