资源描述
清新区 2024-2025 学年高三上学期 12 月期末四校联考
物理试题
满分 100 分，考试用时 75 分钟。
注意事项：
1
.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，
并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试
2
卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、单选题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分）
1
．如图（a）所示，2023 年杭州亚运会田径赛场上，工作人员利用电子狗捡铁饼和标枪，
这在世界上尚属首次。电子狗在一次捡铁饼的过程，速度时间图像如图（b）所示，其中 2~10s
为曲线，其余为直线。下列说法正确的是（ꢀꢀ）
A．2~10s 时间内，电子狗做匀加速直线运动
B．0~10s 时间内，电子狗的平均速度大小为 3m/s
C．16s 时，电子狗距离出发点最远
D．12s 时，电子狗开始反向运动
2
．如图所示为某风洞实验简化模型，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定风力作用
下由静止沿斜面向上运动，物块从接触弹簧到最高点的过程中（弹簧在弹性限度内），下列
说法正确的是（ꢀꢀ）
A．物块的速度一直减小
B．物块加速度先减小后增大
C．弹簧弹性势能先增大后减小
D．物块和弹簧组成的系统机械能守恒
试卷第 1 页，共 7 页
3
．2016 年，我国发射了首颗量子科学实验卫星“墨子”和第 23 颗北斗导航卫星 G7。“墨子”
在高度为 500km 的圆形轨道上运行，G7 属地球同步轨道卫星（高度约为 36000km）。则（ꢀꢀ）
A．两颗卫星的运行速度可能大于 7.9km/s
B．两颗卫星内的设备不受地球引力的作用
C．卫星 G7 可以定点在长春正上方
D．卫星“墨子”的角速度比卫星 G7 大
4
．如图（a）所示的智能机器人广泛应用于酒店、医院等场所.机器人内电池的容量为
5000mA×h ，负载10kg 时正常工作电流约为5A ，电池容量低于 20%时不能正常工作，此
2
时需要用充电器对其进行充电，充电器的输入电压如图（b）所示.下列说法正确的是（
）
A．充电器的输入电流频率为100Hz
B．充电器的输入电压瞬时表达式为u = 220 2sin10pt
C．机器人充满电后电池的电量为 25C
D．机器人充满电后，负载10kg 时大约可以持续正常工作 4h
5
．科学研究表明，地球周围存在的磁场虽然微弱，但作用巨大，既可以抵御宇宙射线对地
球的侵扰，也会影响生物的定向迁徙，甚至会影响人的身体健康。如图所示为地球周围的磁
感线分布（磁偏角的影响可以忽略），下列关于地磁场的说法正确的是（ꢀꢀ）
A．地球周围的磁感线起始于地球南极附近，终止于地球北极附近
B．地面附近，磁感应强度的方向与地面平行
C．地面附近，赤道处的磁感应强度大小大于两极处的磁感应强度大小
D．由外太空垂直射向赤道的带正电粒子将向东偏转
6
．当太阳光照射到空气中的水滴时，光线被折射及反射后，便形成了彩虹。如图所示，一
试卷第 2 页，共 7 页
束单色光以入射角a = 45°射入空气中的球形水滴，折射出两条光线 1、2（只考虑光在水滴
内的第一次反射），已知入射光线与出射光线 2 之间的偏向角j =150°。下列说法正确的是
（
ꢀꢀ）
A．水滴对单色光的折射率为 1.5
B．水滴对单色光的折射率为
3
C．出射光线 1、2 的夹角q =120°
D．入射光线与出射光线 1 之间的偏向角为 45°
7
．阿尔法磁谱仪是目前在太空运行的一种粒子探测器，其关键的永磁体系统是由中国研制
的。如图，探测器内边长为 L 的正方形 abcd 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强
+
q
度大小为 B，当宇宙中带电量为 的粒子从 ab 中点 O 沿纸面垂直 ab 边射入磁场区域时，
磁谱仪记录到粒子从 ad 边射出，则这些粒子进入磁场时的动量 p 满足（ꢀꢀ）
5
qBL
qBL
A． qBL
£
£
p
p
£
£
B．
£ p £ qBL
4
4
qBL
5qBL
qBL
5qBL
p £
p ³
C．
D．
或
4
4
4
4
二、多选题（本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分，每小题有多项符合题目要求，全部选
对得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）
8
．如图所示，O 点固定一点电荷，其正上方有一电性与之相反、均匀带电的细圆环，圆心
位于 M 点，且 MO 连线竖直。现将圆环无初速释放，N 点是圆环运动到最低时圆心所在位
置（图中未画出），不计空气阻力，下列说法正确的是（ꢀꢀ）
试卷第 3 页，共 7 页
A．从 M 到 O 的过程中，圆环动能的增加量等于重力势能的减少量
B．从 O 到 N 的过程中，圆环的机械能减少
C．经过 O 点时，圆环的电势能最小
D．MO 间距大于 ON 间距
9
．彩绳是中国民间的一种艺术，能丰富人们的生活。上下抖动彩绳，在某时刻彩绳呈正弦
波形状，如图所示，此时波刚好传播到 A 点。下列说法正确的是（ꢀꢀ）
A．手首先向上抖动绳子
B．此时 B 点正在向下运动
C．若人加快抖动绳子，则在相同时间内波的传播距离会增大
D．若人加快抖动绳子，则两个相邻波峰之间的距离会减小
1
0．如图甲所示，用强磁场将百万开尔文的高温等离子体（等量的正离子和电子）约束在特
定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克装置。 我国托克马克装置在世界上首次实现了稳
定运行 100 秒的成绩。图乙为其中沿管道方向的磁场分布图，越靠管的右侧磁场越强。 不
计离子重力，关于离子在图乙磁场中运动时，下列说法正确的是（ꢀꢀ）
A．离子在磁场中运动时，磁场可能对其做功
B．离子在磁场中运动时，离子的动能一定不变
试卷第 4 页，共 7 页
C．离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小
D．离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，洛伦兹力不变
三、非选择题（本题共 5 小题，共 54 分。）
1
1．（6 分）某同学利用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验。利用纸带上的点得到
的数据画成如图所示的v2 - h 图线，可知该同学
（填“是”或“不是”）取开始下
落时打的点来验证的；该图线的斜率表示
（用文字表述）。设实验的重力加速
度值在9.60m/s2 ~ 9.80m/s2 才可认为机械能守恒，否则不守恒。由图计算出重力加速度值为
m/s2 （取三位有效数字），说明本实验的机械能 （填“守恒”或“不守恒”）。
1
2．（8 分）小栩同学在实验室找到一根弹性导电绳，想测量其在某状态下的电导以及弹性
导电绳的电阻率。
（
1）如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹 A、B
的导线接入如图乙所示的电路中；
2）随后闭合开关S1 开关S2 ，调节滑动变阻器 R ，使电压表和电流表的指针偏转
到合适的位置，记录两表的示数U
（
、
I
开关S2 ，电流表的示数将变小，电压表
和
然后
0
0
的示数
（填“变大”、“变小”或“不变”），调节滑动变阻器 R 的滑片，使电流表的示数
I
，记下此时电压表的示数U ，则此时导电绳的电导G =
（电导G 为电阻的倒数，
为
0
用U ，U
和
I
0
表示），并记录此时金属夹 A 、 B 间的距离 L 和导电绳的横截面积S ；
0
（
3）某次用螺旋测微器测量导电绳直径如图丙所示，由图可知其直径 D =
cm；
试卷第 5 页，共 7 页
U
I0
L
S
-
（
4）多次拉伸导电绳，重复上面的实验，利用获得的多组数据绘制的
图像如图丁所
r =
示，已知图像斜率为 k 、纵截距为 m ，则弹性导电绳的电阻率
（用含 k 或 m 的式
子表示）。
1
3．（12 分）如图所示，为某一食品厂家的生产流水线的一部分，轨道 AB 是半径为 R 的半
圆，产品 2 加工后以 vA
=
3gR 的速度从 A 点沿光滑轨道开始下滑，到达轨道最低点 B 处
时，与静止在此处的产品 1 发生弹性碰撞（假设每一个产品的质量均为 m），被碰后的产品
沿粗糙的水平轨道 BC 滑动，以 2gR 的速度滑上运行速度为 v 的传送带 CD。其中 BC 段
为生产线中的杀菌平台，长度为 d，传送带的摩擦因数为 μ2，长度为 L，求：
1
（
（
（
1）为了保证产品以最短的时间经过 CD，则传送带的速度应满足什么条件?
2）求 BC 段杀菌平台的摩擦因数 μ1；
3）调整产品从 A 点出发的速度可以调整杀菌的时间，求产品既不脱轨又能到达传送带的
最长杀菌时间。
1
4．（12 分）压缩比是发动机的一个非常重要的概念，它是气体压缩前的总容积与气体压缩
后的容积之比，即汽缸总容积与燃烧室容积之比，某发动机的总容积为 0.4L，压缩比为 10，
压缩前汽缸内的气体压强为 1×105Pa，温度为 27℃，活塞将气体全部压缩到燃烧室后温度达
到 127℃，此时点燃喷入燃烧室内的汽油，汽缸内的气体压强突然增加到点火前瞬间的 2 倍，
保持此压强不变将活塞推回原位置，汽缸密闭性良好，缸内气体可视为理想气体，喷入燃烧
室内汽油的体积可忽略不计，求：
（
（
1）气体全部压缩到燃烧室时，气体的压强；
2）活塞返回过程中，气体对活塞所做的功。
试卷第 6 页，共 7 页
1
5．（16 分）光刻机是半导体行业中重中之重的利器，我国上海微电子装备公司（SMEE）
在这一领域的技术近年取得了突破性进展。电子束光刻技术原理简化如图所示，电子枪发射
的电子经过成型孔后形成电子束，通过束偏移器后对光刻胶进行曝光。某型号光刻机的束偏
移器长 L=0.02m，间距也为 L，两极间有扫描电压，其轴线垂直晶圆上某芯片表面并过中心
L
O 点，该轴线也是束偏移器的一条对称轴。芯片到束偏移器下端的距离为 。若进入束偏
2
移器时电子束形成的电流大小为 I = 2´10-8 A ，单个电子的初动能为 Ek0=1.6×10-14J。不计电
子重力及电子间的相互作用力，忽略其他因素的影响，电子到达芯片即被吸收。（e=1.6×10-19C）
（
（
（
1）若扫描电压为零，电子束在束偏移器中做何种运动？电子束到达芯片时的落点位置？
2）若扫描电压为多少时，电子束刚好打在束偏移器的下边界不能离开束偏移器？
3）若某时刻扫描电压为 15kV，则电子束到达芯片时的位置离 O 点的距离为多少？
试卷第 7 页，共 7 页
参考答案：
题号
答案
1
C
2
B
3
D
4
D
5
D
6
C
7
C
8
9
10
BC
BC
AD
1
．C
详解】A．v -t 图像切线的斜率表示加速度的大小和方向，2~10s 时间内，切线的斜率减
【
小，加速度减小，所以电子狗做加速度减小的加速直线运动，A 错误；
B．v -t 图像的面积表示位移，0~10s 时间内，电子狗的位移 x 大小
(
+ )´
3 6
2
´3
8
x >
m +
m = 39m
2
2
0
0
~10s 时间内，电子狗的平均速度大小
3
9
v > m/s = 3.9m/s
1
0
~10s 时间内，电子狗的平均速度大小一定大于 3.9m/s，B 错误；
CD．速度始终为正值，表明电子狗一直向正方向运动，所以 16s 时，电子狗距离出发点最
远，C 正确，D 错误。
故选 C。
2
．B
【
有
详解】AB．从物块接触弹簧开始至到达最高点的过程中，对物块受力分析，沿斜面方向
F风 - mg sinq - kx = ma
弹簧的压缩量 x 从 0 开始增大，物块先沿斜面加速，加速度向上且逐渐减小，当 a 减小到 0
时，速度加速到最大；然后加速度反向且逐渐增大，物体减速，直至减速到 0，故 A 错误、
B 正确；
C．由于弹簧的压缩量不断增大，所以弹性势能不断增大，故 C 错误；
D．由于风力对物块一直做正功，所以物块与弹簧组成的系统机械能一直增大，故 D 错误。
故选 B。
3
．D
详解】A．两颗卫星的运行速度不可能大于第一宇宙速度，A 错误；
【
B．设备及卫星本身都会受到地球引力，B 错误；
C．同步卫星轨道位于赤道上空，长春不在赤道上空，C 错误；
D．根据
答案第 1 页，共 10 页
Mm
mw2r = G
r
2
则
GM
w =
r
3
因此，半径越大，角速度越小，D 正确。
故选 D。
4
．D
1
详解】A．由图可知交变电压的周期为0.02s ，根据 f
=
，可知电流频率为50Hz ，故 A
【
T
错误；
B．由图可知周期为 0.02s，则角频率为
2
p
w =
=100prad/s
T
充电器的输入电压的瞬时值表达式为u = 220 2sin100pt ，故 B 错误；
CD．机器人充满电后电池的电量
Q = It = 25A×h = 9´104 C
正常工作可用电量为 20A×h ，由Q = It
，可知负载10kg 时大约可以持续工作 4h，故 C 错误，
D 正确。
故选 D。
5
．D
【
详解】AB．磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成
闭合曲线，曲线的切线为该点磁场的方向，所以地面附近的磁场方向不是都与地面平行，
故 AB 错误；
C．磁感线的疏密表示磁场的强弱。由磁感线分布情况可知，地面附近，赤道处的磁感应强
度大小小于两极处的磁感应强度大小。故 C 错误；
D．地球的磁场由南向北，当带正电粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断
粒子的受力的方向为向东，所以粒子将向东偏转。故 D 正确。
故选 D。
6
．C
答案第 2 页，共 10 页
【
详解】AB．
根据几何关系知图中
d =15°
设单色光射入水滴时的折射角为g
，有
a +d
g =
2
根据折射定律
sina
sing
n =
解得
n = 2
故 AB 错误；
C．出射光线 1 的折射角为 45°，故有
a +d -q =180°
解得
q =120°
故 C 正确；
D．入射光线与出射光线 1 之间的偏向角为 30°，故 D 错误。
故选 C。
7
．C
详解】粒子从 ad 边射出的临界轨迹如图所示
【
答案第 3 页，共 10 页
+
带电量为 的粒子进入磁场，洛伦兹力提供向心力
q
mv2
r
qvB =
解得
mv
p
r =
=
qB qB
粒子从 a 点射出，由几何关系可得最小半径为
r1 =
L
4
粒子从 d 点射出，由几何关系可得
2
æ
è
L ö
2 ø
L
2
+ r -
= r
2
2
ç
÷
2
解得最大半径为
5
L
r2 =
4
粒子从 ad 边射出的半径满足
故粒子进入磁场时的动量 p 满足
故选 C。
L
5L
£
£
r £
4
4
qBL
5qBL
p £
4
4
8
．BC
【
详解】A．由于圆环由 M 点下落至 O 点过程中受到竖直向下的重力、和电场力的作用，
两个力均做正功，重力势能和电势能转化为动能，即圆环动能的增加量等于重力势能和电势
能的减少量，故 A 错误；
BD．若圆环不受重力只受电场力，则 M 点和 N 点将关于 O 点对称，且 M 点和 N 点的电势
能相等，但是由于圆环还受到重力的作用，将 N 点将在 M 点关于 O 点对称点的下方，即
MO 间距小于 ON 间距，从 O 点运动到 N 点过程中电场力做负功圆环机械能减小，故 B 正
确，D 错误；
C．圆环由 M 点下落至 O 点过程中电场力做正功，由 O 点下落至 M 点过程中电场力做负功，
所以经过 O 点时，圆环的电势能最小，故 C 正确。
故选 BC。
9
．AD
答案第 4 页，共 10 页
【
详解】B．由图可知，质点 A、B 两点大致处于平衡位置，波向右传播，根据同侧法，可
以判断质点 A、B 此时均向上运动，故 B 错误；
A．质点的起振方向与波源起振方向相同，质点 A 的向上起振，则手（波源）起始的振动方
向为向上，故 A 正确；
C．波的传播速度只与介质本身有关，则加快抖动绳子，波速不变，根据
s = vt
可知相同时间，传播距离不变，故 C 错误；
D．若人加快抖动绳子，波频率 f 增大，根据
1
T =
f
可知周期减小，根据
l = vT
可知相邻波峰距离（波长l ）减小，故 D 正确。
故选 AD。
1
0．BC
详解】AB．离子在磁场中运动时，由于洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，可知磁场对
【
其一定不做功，动能不变，故 A 错误，B 正确；
CD．离子在磁场中，洛伦兹力为
f = qvB
右侧区域磁场较强，由洛伦兹力提供向心力可得
mv2
qvB =
r
可得
mv
r =
qB
所以离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小，故 C 正确，D 错误。
故选 BC。
1
1．
不是
2g
9.80
守恒
【
详解】[1]根据自由落体运动的位移与速度关系
1
2
1
2
mv2
-
mv0 = mgh
2
可知
答案第 5 页，共 10 页
v
2
= 2gh + v0
- h 图像的纵轴截距为初速度，若从起点取点，截距为零，所以截距不为零，该同学不是
从起点取点。
2]根据
2
v
2
[
v
2
= 2gh + v0
2
可知图像得斜率为 2g。
3]根据图像可知
[
2
.4 - 0.60
k = 2g =
m s2 =19.6 m s2
0
.122 - 0.030
即
k
g = = 9.80 m s2
2
[4]重力加速度值在9.60m/s2 ~ 9.80m/s2 才可认为机械能守恒，所以本实验机械能守恒。
I0
1
2．
闭合
断开
变大
0.4700/0.4701/0.4699
k
U -U0
详解】（2）[1][2][3]随后闭合开关S1 、闭合开关S2 ，调节滑动变阻器 R ，使电压表和电流
表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数U
【
I
。然后断开开关S2 ，电路中总电阻增
和
0
0
大，总电流减小，电流表的示数变小；内电压变小，所以外电压变大，滑动变阻器电压减小，
则电压表读数变大。
[
4]根据电路欧姆定律，先闭合开关S 、S 时
1
2
U0
RA + R0
I0 =
然后断开开关S
2
U
I0 =
RA R0 Rx
+
+
联立解得此时导电绳的电阻
则此时导电绳的电导
U -U0
Rx =
I0
1
I0
G =
=
Rx U -U0
（
3）[5]由图可知其直径
答案第 6 页，共 10 页
D = 4.5+ 20.0´0.01mm=4.700mm=0.4700cm
（
4）[6]根据题意分析
U
I0
L
S
=
R + R + r
0
A
弹性导电绳的电阻率
r = k
5
R
d
2d 5gR
3．（1）v
³
2m2 gL + 2gR ；（2）
m =
1
；（3）t
=
1
2
5gR
【
（
详解】
1）若产品由 C 到 D 一直加速，则传送时间最短。由动能定理
1
1
2
m2mgL = mv2
-
mv2
C
m
2
解得
v = 2m gL + 2gR
m
2
则传送带速度
v ³ 2m2 gL + 2gR
2）产品 2 从 A 运动到 B 的过程，由动能定理得
（
1
2
1
2
2
mgR = mv2
-
mv2
B
A
产品 2 和产品 1 发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒
mv = mv + mv
2
B
1
1
2
1
2
1
2
mv2
=
mv1
2
+
mv2
2
B
解得
v1 = 0 v = 7gR
，
2
产品 1 进入杀菌平台后由动能定理得
1
1
2
-
m1mgd = mv2
-
mv2
2
C
2
解得
5
R
m1 =
2
d
（
3）若要保证不脱轨，则产品在 A 点的最小速度满足
答案第 7 页，共 10 页
v
2
Am
R
mg = m
产品进入杀菌平台的最小速度
¢
=
v
5gR
2
产品减速到 0 的距离为 s，由动能定理得
1
-
m1mgs = 0 - mv¢2
2
2
解得
s = d
产品进入杀菌平台后由动量定理得
-
m1mgt = 0 - mv2
解得
2
d 5gR
t =
5
gR
4
1
4．（1） ´106 Pa ；（2）960J
3
【
详解】（1）以封闭气体为研究对象
初态
p1 =1´105
Pa ，V 0.4L ，
=
T = (27 + 273)K = 300K
1
1
压缩后，体积
温度
1
V2 =
0V1 = 0.04L
1
(
+
)
=
T2 127 273 K 400K
=
根据理想气体状态方程有
p1V
1 =
p2V2
T2
T
1
解得
4
p2 = ´106 Pa
3
（
2）
DV =V -V = 0.36L
1
2
答案第 8 页，共 10 页
W = 2p SDx = 2p DV
2
2
解得
W = 960J
1
5．（1）匀速直线运动，O；（2） 2´105 V ；（3）0.0015m
【
（
详解】（1）无偏转电压时，电子束做匀速直线运动，落点位置为 O；
2）电子在束偏移器中的加速度大小为
eU
a =
mL
设电子的初速度大小为 v0，则由题意可知
电子在束偏移器中运动的时间为
有题意可知电子在束偏移器中的偏移量为
解得
1
Ek0
=
mv0
2
2
L
t =
v0
1
L
y = at
2
=
2
2
U = 2´105 V
（
3）电子从束偏移器中射出时，其速度方向的反向延长线一定过束偏移器的中心位置，设
电子束到达芯片时的位置离 O 点的距离为 Y，如图所示
根据几何关系有
L
y
2
=
L
L
Y
+
2
2
联立解得
答案第 9 页，共 10 页
Y=0.0015m
答案第 10 页，共 10 页
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