广东省清远市清新区四校2025届高三12月期末考-物理试题（含答案）.docx

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 210s为曲线，其余为直线。下列说法正确的是（）A210s 时间内，电子狗做匀加速直线运动B010s 时间内，电子狗的平均速度大小为 3m/sC16s 时，电子狗距离出发点最远D12s 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 32016 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/sB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5000mAh ，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100HzB充电器的输入电压瞬时表达式为u = 220 2sin10ptC机器人充满电后电池的电量为 25CD机器人充满电后，负载10kg 时大约可以持续正常工作 4h5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 1.5B水滴对单色光的折射率为3C出射光线 1、2 的夹角q =120D入射光线与出射光线 1 之间的偏向角为 457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（）5qBLqBLA qBLppB p qBL44qBL5qBLqBL5qBLp p CD或4444二、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DMO 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10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。）11（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”）。12（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00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I0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 UI0LS-（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）。13（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 2，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 1；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。14（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 1105Pa，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 15（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LO 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 = 210-8 A ，单个电子的初动能为 Ek0=1.610-14J。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=1.610-19C）（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1C2B3D4D5D6C7C8910BCBCAD1C详解】Av -t 图像切线的斜率表示加速度的大小和方向，210s 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；Bv -t 图像的面积表示位移，010s 时间内，电子狗的位移 x 大小(+ )3 6238x m +m = 39m220010s 时间内，电子狗的平均速度大小39v m/s = 3.9m/s1010s 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。2B【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。3D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 Mmmw2r = Gr2则GMw =r3因此，半径越大，角速度越小，D 正确。故选 D。4D1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2pw =100prad/sT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 = 25Ah = 9104 C正常工作可用电量为 20Ah ，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。5D【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。6C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 +dg =2根据折射定律sinasingn =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。7C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qmv2rqvB =解得mvpr =qB qB粒子从 a 点射出，由几何关系可得最小半径为r1 =L4粒子从 d 点射出，由几何关系可得2L 2 L2+ r -= r222解得最大半径为5Lr2 =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。L5Lr 44qBL5qBLp 448BC【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。9AD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1T =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。10BC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mv2qvB =r可得mvr =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。11不是2g9.80守恒【详解】1根据自由落体运动的位移与速度关系1212mv2-mv0 = mgh2可知答案第 5 页，共 10 页 v2= 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2v2v2= 2gh + v02可知图像得斜率为 2g。3根据图像可知2.4 - 0.60k = 2g =m s2 =19.6 m s20.122 - 0.030即kg = = 9.80 m s224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。I012闭合断开变大0.4700/0.4701/0.4699kU -U0详解】（2）123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00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12U0RA + R0I0 =然后断开开关S2UI0 =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 -U0Rx =I01I0G =Rx U -U0（3）5由图可知其直径答案第 6 页，共 10 页 D = 4.5+ 20.00.01mm=4.700mm=0.4700cm（4）6根据题意分析UI0LS=R + R + r0A弹性导电绳的电阻率r = k5Rd2d 5gR3（1）v2m2 gL + 2gR ；（2）m =1；（3）t=125gR【（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112m2mgL = mv2-mv2Cm2解得v = 2m gL + 2gRm2则传送带速度v 2m2 gL + 2gR2）产品 2 从 A 运动到 B 的过程，由动能定理得（12122mgR = mv2-mv2BA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 mv2B1121212mv2=mv12+mv22B解得v1 = 0 v = 7gR，2产品 1 进入杀菌平台后由动能定理得112-m1mgd = mv2-mv22C2解得5Rm1 =2d（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 v2AmRmg = m产品进入杀菌平台的最小速度=v5gR2产品减速到 0 的距离为 s，由动能定理得1-m1mgs = 0 - mv222解得s = d产品进入杀菌平台后由动量定理得-m1mgt = 0 - mv2解得2d 5gRt =5gR414（1） 106 Pa ；（2）960J3【详解】（1）以封闭气体为研究对象初态p1 =1105Pa ，V 0.4L ，=T = (27 + 273)K = 300K11压缩后，体积温度1V2 =0V1 = 0.04L1(+)=T2 127 273 K 400K=根据理想气体状态方程有p1V1 =p2V2T2T1解得4p2 = 106 Pa3（2）DV =V -V = 0.36L12答案第 8 页，共 10 页 W = 2p SDx = 2p DV22解得W = 960J15（1）匀速直线运动，O；（2） 2105 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eUa =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1Ek0=mv022Lt =v01Ly = at2=22U = 2105 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Ly2=LLY+22联立解得答案第 9 页，共 10 页 Y=0.0015m答案第 10 页，共 10 页