2026高考物理大单元周测卷5　大单元五　机械振动与机械波　光学 热学 原子物理

大单元周测卷(五)大单元五机械振动与机械波光学热学原子物理层级一教材溯源·基础固本(总分：100分)一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1．(人教版选择性必修第三册P4、P33、P37、P38插图改编)下列四幅图对应的说法正确的有()A．图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的B．图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了微粒分子的无规则热运动D．图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因2．(人教版选择性必修第三册P93、P102、P112、P121插图改编)下列图片及其相应描述正确的是()A．图(a)中的图样证实了电子的粒子性B．图(b)为α、β、γ射线射入垂直纸面向里的匀强磁场中的图示，其中射线1的电离本领最强C．图(c)中为使快中子减速，需将镉棒插入深些D．图(d)中应使用β射线，依据探测器探测到的β射线的强度变化，实现对钢板厚度的自动控制3．[人教版选择性必修第一册P45第2题(1)改编]平静湖面上漂浮的浮子受到轻微扰动后，在竖直方向上做简谐运动，周期为T，振幅为A。已知t＝0时刻，浮子正经过平衡位置竖直向下运动，下列说法正确的是()A．在t＝5TB．在t＝3TC．在t＝7TD．浮子的振幅越大，其振动周期就越大4．(粤教版选择性必修第一册P83讨论与交流改编)图甲为我国研制的一款具备全隐身性能的战斗机。图乙中一系列圆为该战斗机水平匀速飞行时，不同时刻连续发出的声波在同一时刻到达的位置，P为战斗机飞行平面内的固定观察点，则该战斗机()A．正在靠近P点，其飞行速度小于声速B．正在靠近P点，其飞行速度大于声速C．正在远离P点，其飞行速度小于声速D．正在远离P点，其飞行速度大于声速5．(人教版选择性必修第一册P114第4题改编)如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是()A．入射角θ小于45°B．该介质折射率大于2C．增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射D．减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射6．(人教版选择性必修第三册P71、P72插图改编)如图1所示，小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K，调节滑动变阻器的滑片P，得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图2所示。下列说法正确的是()A．甲光的光子能量最大B．用乙光照射时饱和电流最大C．用乙光照射时光电子的最大初动能最大D．分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最宽7．(粤教版选择性必修第三册P74第4题改编)压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车及各种汽车中。发动机工作过程中内部气体(可视为定量的理想气体)遵循如图所示的狄塞尔循环，其中a→b、c→d为绝热过程，则气体()A．在a→b过程中温度不变B．在b→c过程中吸收的热量大于对外界做功C．在d→a过程中吸收热量D．经历一个循环过程后对外界做功为0二、多项选择题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，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．(人教版选择性必修第三册P67问题改编)量子论使人们认识了微观世界的运动规律，并发展了一系列对原子、分子等微观粒子进行有效操控和测量的技术。如图为利用扫描隧道显微镜将48个铁原子排成的“原子围栏”，围栏内电子的量子行为，出现一系列圆形的“纹路”。则()A．纹路是电子运动的轨迹B．纹路是电子干涉的结果C．电子在中心点出现的概率最大D．围栏内的电子不可能穿越围栏出来9．(人教版选择性必修第三册P131第4题改编)如图所示，我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，该核电池是将放射性同位素衰变过程中释放出来的核能转变为电能。“嫦娥三号”采用放射性同位素钚核94239Pu，静止的94239Pu衰变为铀核92235U和α粒子，并放出γ光子。已知94239Pu、92235U和α粒子的质量分别为mPu、mU和mα，94239A．γ光子是由钚原子的内层电子跃迁产生的B．94239PuC．衰变产生的92235U和24HeD．α粒子的结合能为(mPu－mU－mα)c2＋239E1－235E210．(人教版选择性必修第一册P70第4题改编)一列简谐横波，在t＝0.6s时刻的波形如图甲所示，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是()A．这列波沿x轴负方向传播B．这列波的波速是503C．从t＝0.6s开始，质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置D．从t＝0.6s开始，紧接着的Δt＝0.6s时间内，A质点通过的路程是4m三、非选择题：本大题共3小题，共54分。11．(16分)(人教版选择性必修第一册P53练习与应用、人教版选择性必修第三册P25做一做改编)(1)根据单摆周期公式可以通过实验测量当地的重力加速度。如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，做成单摆。①关于实验操作，下列说法正确的是________；A．摆球的选择有钢质实心小球和木质实心小球两种，选用木质实心小球B．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽量长一些C．当单摆的摆球经过最高点开始计时，便于看清摆球的位置D．为了使摆的周期大一些以方便测量，应使摆角尽可能大②若某同学实验中测出单摆做n次全振动所用时间为t、摆线长为l、摆球直径为d，则当地的重力加速度测量值的表达式g＝____________________(用n、t、l、d表示)。(2)某同学通过图甲所示的实验装置，研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系。①实验时，为判断气体压强与体积的关系，________(选填“需要”或“不需要”)测出针筒内空气柱的横截面积；②实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是____________________________________________________________________________________________________________。③启用系统“绘图”功能，计算机将显示压强与体积的关系图线。该同学在不同温度下做了两次实验，获得的V-1p图像如图乙所示，则T2________(选填“>”“＝”或“<”)T112．(18分)(人教版选择性必修第三册P65第3题改编)绝热的活塞与汽缸之间封闭一定质量的理想气体，汽缸开口向上置于水平面上，活塞与汽缸壁之间无摩擦，缸内气体的内能UP＝72J，如图甲所示。已知活塞面积S＝5×10-4m2，其质量为m＝2kg，大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2。如果通过电热丝给封闭气体缓慢加热，活塞由原来的P位置移动到Q位置，此过程封闭气体的V-T图像如图乙所示，且知气体内能与热力学温度成正比。求：(1)封闭气体最后的体积；(2)封闭气体吸收的热量。13．(20分)(人教版选择性必修第一册P83第7题改编)如图所示，间距为x＝8m的M、N两波源在某时刻同时开始振动，两波源在不同介质中形成两列相向传播的简谐横波，在介质ON中波的传播速度为v1＝2m/s，在介质OM中波的传播速度为v2＝4m/s。已知两列波的频率均为f＝2Hz，波源M的振幅为A2＝5cm，波源N的振幅为A1＝10cm，图中O点是两波源连线上的某一点，ON＝2m。求：(1)两列波在OM和ON传播的波长大小；(2)波源M的振动形式传播到N处所需的时间；(3)M、N两波源振动开始计时6124s内P层级二模拟精选·能力进阶(总分：100分)一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1．(2025·江苏苏州·三模)我国首座钍基熔盐实验堆采用钍90232Th作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放。90232Th吸收中子后会发生的一系列核反应：90232Th+01n→90233A．x衰变为α衰变B．92233U比90232C．92233U的比结合能小于D．经过32万年，剩余92233U2．(2025·北京朝阳·二模)如图所示为某质点沿x轴做简谐运动的图像，根据图像可知该质点()A．在任意1s内通过的路程相同B．在第2s末和第4s末的速度相同C．在1～3s内所受回复力沿x轴正方向D．在2～3s内位移方向与瞬时速度方向相同3．(2025·山东·模拟预测)一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到状态a，其p-T图像如图所示。下列说法正确的是()A．在b→c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的气体分子数不变B．在b→c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的气体分子数增加C．气体在c→a过程放出的热量大于在a→b过程吸收的热量D．气体在c→a过程放出的热量等于在a→b过程吸收的热量4．(2025·河北沧州·二模)如图所示，气闸舱有两个气闸门，与核心舱连接的是气闸门A，与外太空连接的是气闸门B。国际空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需先经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为p0(地球表面标准大气压)，用抽气机多次抽取气闸舱中气体，当气闸舱气压降到一定程度后才能打开气闸门B。已知每次从气闸舱抽取的气体(视为理想气体)体积都是气闸舱容积的14，每次抽气降低的温度是抽气前气闸舱内热力学温度的18，不考虑漏气、新气体及航天员大小产生的影响。则抽气3次后气闸舱内气压为(A．473p0B．7103p0C．343p05．(2025·辽宁沈阳·三模)巴耳末系在可见光区的四条谱线及相应的氢原子能级图分别如图1和图2所示。谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ按波长依次排列，其中Hα是红光谱线，则下列说法正确的是()A．原子内部电子的运动是原子发光的原因B．Hα对应的光子能量比Hγ对应的光子能量大C．Hδ可能是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的D．处于n＝2能级的氢原子能吸收2eV的光子，跃迁到n＝3能级6．(2025·湖南长沙·模拟预测)如图甲所示，在三维直角坐标系O-xyz的Oxy平面内，两波源S1、S2分别位于x1＝－0.2m、x2＝1.2m处。两波源垂直Oxy平面振动，振动图像分别如图乙、丙所示。M为Oxy平面内一点，且MS2－MS1＝0.2m。空间有均匀分布的介质且两波在介质中波速为v＝2m/s，则()A．平衡位置在x轴上且x＝0.2m处质点开始振动方向沿z轴负方向B．两列波叠加区域内，平衡位置在x轴上且x＝0.6m处质点振动减弱C．两列波叠加区域内，平衡位置在x轴上且x＝0.5m处质点振动加强D．若从两列波在M点相遇开始计时，则M处质点的振动方程为z＝0.4sin(10πt＋π)m7．(2025·浙江·三模)如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率n＝2。AC为一半径为R的14圆弧，D为圆弧的圆心，ABCD构成正方形。在D处有一激光，激光在平面ABCD内以角速度ω匀速转动，P为激光在AB、BC两边上的亮斑，已知光在真空中的传播速度为c。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线。当激光从沿DA方向顺时针转到DC方向的过程中，下列说法正确的是(A．AB边上有激光射出的长度占AB边的1B．激光在平面ABCD内传播的最长时间为1+2C．P点运动到AB边中点时速度大小为5D．P点在BC边上做匀变速运动二、多项选择题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，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．(2025·浙江·二模)氢原子的能级图如图1所示，大量处于某激发态的氢原子跃迁时，会产生四种频率的可见光。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图2所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是()A．光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的波动性B．两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极A的最大动能之差为1.13eVC．滑片P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大D．用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ(0°<θ<90°)照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量小9．(2025·四川成都·三模)一简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形图如图所示，坐标原点是质点A的平衡位置，其振幅为2cm，在t＝0时刻质点A的位移y＝2cm，已知该波在介质中传播速度v＝2m/s，下列说法正确的是()A．t＝0时刻A质点的振动方向向下B．该波的波长为4mC．t＝2s时，x＝1.5m的质点位于波峰D．t＝0到t＝5s时间内，x＝1.5m的质点经过的路程为10cm10．(2025·福建宁德·三模)如图，在研究Low-e玻璃(低辐射玻璃)光学性能实验中，一束复色光以45°角入射玻璃表面，经Low-e玻璃折射后射出两条平行光a、b，下列说法中正确的是()A．a光的折射率大于b光B．a光在玻璃中的传播速度大于b光C．a、b两束单色光通过同一单缝，a光的衍射现象更明显D．a、b两束单色光通过同一双缝干涉时，b光产生的干涉条纹间距较大三、非选择题：本大题共4小题，共54分。11．(10分)(2025·四川攀枝花·三模)物体是由大量分子组成的，分子非常微小。在“在用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验步骤如下：(ⅰ)将体积为a的油酸溶液配制成体积为b的油酸酒精溶液；(ⅱ)取油酸酒精溶液用滴定管滴出体积为c的溶液，记录滴出的油酸酒精溶液的滴数n；(ⅲ)用滴定管往浅盘内的水面上滴1滴油酸酒精溶液；(ⅳ)撒爽身粉在水面上；(ⅴ)待油膜稳定后，拿出玻璃板盖上，描出油膜的边界；(ⅵ)将玻璃板放置在小方格坐标纸上，计算油膜的面积S；(ⅶ)计算油酸分子直径。(1)请指出实验步骤中的错误：__________________________________________。(2)如图所示为实验中把玻璃板盖在浅盘上描出1滴油酸酒精溶液滴入水中形成的油酸膜的轮廓，图中正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积是________cm2(格数不足半格记为0，超过半格记为1，保留整数位)。(3)根据实验步骤，油酸分子直径D可表示为________(用题中字母表示)。12．(10分)(2025·山东济南·二模)激光束具有方向性好、亮度高等特点。某同学用激光测半圆形玻璃砖的折射率，实验步骤如下：A．将白纸固定在木板上，画出一条直线。将半圆形玻璃砖的直径边与直线平行放置在白纸上，记录半圆形玻璃砖的圆心O的位置；B．从玻璃砖另一侧用平行白纸的激光笔从圆弧上的A点沿AO方向射入玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为S1；C．保持入射光方向不变，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为S2；D．以O点为圆心，以OS1为半径画圆，交OS2延长线于C点；E．过O点作直线的垂线，与直线相交于B点，过C点作OB延长线的垂线，与OB延长线相交于D点。(1)实验中，测得BS1的长度为L1，BS2的长度为L2，CD的长度为L3，该玻璃砖的折射率n可以表示为________。A．n＝L1L2 B．C．n＝L3L2 D．(2)若步骤B中，将入射光线以O点为圆心平行于纸面逆时针转动到某处时，折射光线恰好消失，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，确定此时在直线上插针的位置为S′2，测得BS′2＝43OB，则该玻璃砖的折射率大小为________(3)用(2)中方法测量折射率时，记录好O点位置后，不小心将玻璃砖沿直径方向向左平移了少许，但实验时仍保证光线在O点恰好发生全反射，则折射率的测量值____________(选填“偏大”或“偏小”)。13．(18分)(2025·安徽芜湖·二模)某型号汽油发动机结构如图甲所示。其工作过程可看作燃烧室内气体经历反复膨胀和压缩。某次膨胀和压缩过程可简化为如图乙所示的p-V图像，其中B→C和D→A为两个绝热过程。状态A气体的温度t1＝27℃，压强p1＝80kPa，火花塞点火瞬间，燃烧室内气体的压强迅速增大到p2＝400kPa的状态B，然后，活塞被推动向下移动对外做功。在经历B→C的绝热膨胀过程中，气体对外做功400J，温度降低了400℃，压强降低到120kPa，以上整个过程中燃烧室内的气体可视为理想气体且质量保持不变，T＝273＋t。(1)求气体在状态B的热力学温度T2；(2)求B→C过程燃烧室内气体的内能变化量ΔU；(3)燃烧室内气体的最大体积V2与最小体积V1之比被称为压缩比k，它是发动机动力大小的一个标志。请计算该发动机的压缩比k。14．(16分)(2025·山东日照·二模)某透明材料制成的三棱镜，其截面为直角三角形ABC，∠A＝90°，∠B＝60°，AC＝l，BC边所在平面镀银。一细光束在截面内从AB边的中点P以角度θ入射，折射光线平行于BC边，如图所示。第一次射到AC边时恰好发生全反射，最终从Q点(图中未画出)出射。已知光在真空中的传播速度为c。(1)请在图中画出光在棱镜中的光路图；(2)求该透明材料的折射率n和sinθ；(3)求光在棱镜中的传播时间t。层级三高考重组·素养对标(总分：100分)一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1．(2025·海南卷)核反应方程中92235U+X→56144A．24HeB2．(2025·江苏卷)一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时()A．分子的数密度较大B．分子间平均距离较小C．分子的平均动能较大D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少3．(2025·甘肃卷)利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。He＋离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞He＋离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子的能量为50eV，则He＋离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为()A．n＝4→n＝3能级 B．n＝4→n＝2能级C．n＝3→n＝2能级 D．n＝3→n＝1能级4．(2025·重庆卷)杨氏双缝干涉实验中，双缝与光屏距离为l，波长为λ的激光垂直入射到双缝上，在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a，则()A．相邻两亮条纹间距为a5 B．相邻两暗条纹间距为C．双缝之间的距离为4laλ D．双缝之间的距离为5．(2025·湖北卷)如图所示，内壁光滑的汽缸内用活塞密封一定量理想气体，汽缸和活塞均绝热。用电热丝对密封气体加热，并在活塞上施加一外力F，使气体的热力学温度缓慢增大到初态的2倍，同时其体积缓慢减小。关于此过程，下列说法正确的是()A．外力F保持不变B．密封气体内能增加C．密封气体对外做正功D．密封气体的末态压强是初态的2倍6．(2025·四川卷)如图所示，甲、乙、丙、丁四个小球用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，从左至右摆长依次增加，小球静止在纸面所示竖直平面内。将四个小球垂直纸面向外拉起一小角度，由静止同时释放。释放后小球都做简谐运动。当小球甲完成2个周期的振动时，小球丙恰好到达与小球甲同侧最高点，同时小球乙、丁恰好到达另一侧最高点。则()A．小球甲第一次回到释放位置时，小球丙加速度为零B．小球丁第一次回到平衡位置时，小球乙动能为零C．小球甲、乙的振动周期之比为3∶4D．小球丙、丁的摆长之比为1∶27．(2025·河南卷)折射率为2的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为45°，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为(不考虑光线在圆柱内的反射)()A．0° B．15°C．30° D．45°二、多项选择题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，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．(2025·浙江1月选考)如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是()A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于QC．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q9．(2025·甘肃卷)如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关，且随温度升高而增大。下列说法正确的是()A．A→B过程为吸热过程B．B→C过程为吸热过程C．状态A压强比状态B的小D．状态A内能比状态C的小10．(2025·山东卷)均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波，振幅均为2cm，波速均为1m/s，M、N为介质中的质点。t＝0时刻的波形图如图所示，M、N的位移均为1cm。下列说法正确的是()A．甲波的周期为6sB．乙波的波长为6mC．t＝6s时，M向y轴正方向运动D．t＝6s时，N向y轴负方向运动三、非选择题：本大题共5小题，共54分。11．(8分)(2025·海南卷)小组用如图所示单摆测量当地重力加速度。(1)用游标卡尺测得小球直径d＝20mm，刻度尺测得摆线长l＝79cm，则单摆摆长L＝________cm(保留四位有效数字)。(2)拉动小球，使摆线伸直且与竖直方向的夹角为θ(θ<5°)，无初速度地释放小球，小球经过________(选填“最高”或“最低”)点时，开始计时，记录小球做了30次全振动用时t＝54.00s，则单摆周期T＝______s，由此可得当地重力加速度g＝______m/s2(π2≈10)。12．(8分)(2025·河北卷)自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定LC振荡电路的频率来确定水位高度。某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。(1)研究集气室内气体压强与体积的关系。①洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小________(选填“会”或“不会”)影响集气室内气体压强的大小。②测量集气室高度h0、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H和集气室进水高度，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如表所示。H/cm15.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.00h/cm0.3