[物理]广东省汕头市潮南区2024-2025学年高三上学期摸底考试试题(解析版)

这是一份[物理]广东省汕头市潮南区2024-2025学年高三上学期摸底考试试题(解析版)，共18页。试卷主要包含了考生必须保持答题卡的整洁，01s， DUV光刻机是一种使用深紫外等内容，欢迎下载使用。

本试卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间为75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己姓名、考号、座位号等相关信息填写在答题卡指定区域内。
2.选择题每小题选出答案后，把答案填涂在答题卡指定区域内，不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液，不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。
第一部分 选择题（共46分）
一、单项选择题（本题共7小题，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. 风力发电将成为我国实现“双碳”目标重要途径之一，风力发电风车通过风轮机带动发电机转子转动实现发电。图乙为交流发电机示意图，矩形线圈ABCD绕垂直于匀强磁场的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间变化规律为，外电路接有阻值的定值电阻，线圈电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. 电流变化的周期为0.01s
B. 线圈在图示位置时，产生的电动势为30V
C. 线圈在图示位置时，磁通量最大
D. 电流表的示数为3A
【答案】B
【解析】A．由可知
解得电流变化周期为
故A错误；
BC．线圈在图示位置时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率最大，产生的电动势最大，为30V，故B正确，C错误；
D．电动势有效值为
则电流表的示数为
故D错误。
故选B。
2. 月球储藏了大量可控核聚变理想燃料氦（），我国探测器已成功着陆月面并带回月壤供科学家研究，地球实验室中完成可控核聚变是靠温度和压力的共同作用完成的，某可控核聚变装置内发生的核反应方程为，下列说法正确的是（ ）
A. 该反应属于衰变
B. Y是质子
C. 该反应中生成物的总质量大于反应物的总质量
D. 该反应中反应物的结合能之和大于生成物的结合能之和
【答案】B
【解析】A．该反应属于核聚变，故A错误；
B．根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知，Y的质量数为1，电荷数为1，则Y为质子，故B正确；
C．核聚变过程发生质量亏损，释放核能，该反应中生成物的总质量小于反应物的总质量，故C错误；
D．轻核聚变过程，生成物的结合能大于反应物的结合能，故D错误。
故选B。
3. 渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位，某渔船发出的一列超声波在时的波动图像如图甲所示，图乙为处的质点P的振动图像。则（ ）
A. 这列波沿x轴负方向传播B. 超声波的传播速度为1.5m/s
C. 时，质点P的位移为-5mD. 0~2s时间内，质点P经过的路程为4m
【答案】D
【解析】A．根据P点的振动图像可知，t=0时刻该质点在平衡位置向上振动，结合波形图可知，这列波沿x轴正方向传播，选项A错误；
B．超声波的传播速度为
选项B错误；
C．在
时，质点P的位移为0，选项C错误；
D．因
可知0~2s时间内，质点P经过的路程为
选项D正确。
故选D。
4. 如图甲所示，一条南北走向的小路，路口设有出入道闸，每侧道闸金属杆长L，当有车辆通过时杆会从水平位置以角速度匀速转动直到竖起。此处地磁场方向如图乙所示，B为地磁场总量，为地磁场水平分量，、、分别为地磁场在x、y、z三个方向上的分量大小。则杆在转动升起的过程中，以下说法正确的是（ ）
A. 刚升起时，东侧道闸产生的电动势由东指向西，大小为
B. 刚升起时，西侧道闸产生的电动势由西指向东，大小为
C. 刚升起时，两侧道闸产生的电动势都是由东指向西，大小为
D. 刚升起时，两侧道闸产生的电动势都是由东指向西，大小为
【答案】D
【解析】由于小路沿南北方向，则金属杆转动过程切割磁场分量，则金属杆两端电势差的大小为
由于方向由南指向北，根据右手定则可知，刚升起时，西侧道闸产生的电动势由东指向西。
故选D。
5. 汽车的自动泊车系统持续发展，现有更先进的“全自动泊车”。如图所示为某次电动汽车自动泊车全景示意图。汽车按图示路线（半径为6m的圆弧与长为5m的直线构成）顺利停车，用时40s。汽车与地面间的动摩擦因数为0.3（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度，汽车可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车在转弯过程中做匀变速曲线运动
B. 汽车在转弯过程中的最大允许速度约为18km/h
C. 汽车泊车的平均速度约为1.13km/h
D. 汽车在泊车过程中受到摩擦力总是与运动方向相反
【答案】C
【解析】A．汽车在转弯过程中受到的摩擦力方向在时刻变化，所以不是匀变速曲线运动，故A错误；
B．汽车转弯过程中靠静摩擦力提供向心力，又因为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，有
代入数据解得
故B错误；
C．汽车泊车过程的位移大小为
则汽车泊车的平均速度约为
故C正确；
D．汽车在泊车过程中摩擦力不仅要改变汽车的速度大小，还要改变汽车的速度方向，所以摩擦力的方向不是与总与运动方向相反，会有一段过程与速度成钝角（大于90°，小于180°），故D错误。
故选C。
6. DUV光刻机是一种使用深紫外（DEEP ULTRAVIOLET，DUV）光源进行曝光的设备。深紫外线具有较短的波长和较高的能量。它通常指的是波长在200纳米到300纳米之间的紫外线。浸没式光刻能降低制程，在镜头与晶圆曝光区域之间，充满对深紫外光折射率为1.44的液体，从而实现在液体中波长变短，实现较短的制程。则与没加入液体相比，下列说法正确的是（ ）
A. 深紫外线进入液体后传播速度变大
B. 传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间不变
C. 深紫外线光子的能量进入液体不变
D. 深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率
【答案】C
【解析】A．光在真空中传播速度c大于在介质中传播速度v，深紫外线进入液体后传播速度变小，故A错误；
B．设传播L距离，在真空中的时间
在液体中所需的时间
故B错误；
C．深紫外线进入液体频率不变，根据可知光子能量不变，故C正确；
D．深紫外线进入液体频率不变，传播速度变小，波长变短，更不容易发生明显衍射，故D错误。
故选C。
7. 将一小球斜向上抛出，不计空气阻力。下列小球运动过程中水平方向位移的大小x、竖直方向位移的大小y、动能、重力瞬时功率大小P、与时间t之间关系的图像，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】小球做斜抛运动，则
，，
A．根据
故A正确；
B．根据
故B错误；
C．根据
故C错误；
D．根据
故D错误。
故选A。
二、多项选择题（本题共3小题，每题6分，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
8. 电子透镜是通过静电场来使电子束聚焦的装置。电子透镜两极间的电场线分布如图中带箭头的实线。现有一电子仅在电场力作用下从M运动到N，运动轨迹如图虚线所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 电子在M点的加速度最大
B. P点的电势高于M点的电势
C. 从M点到N点电子的动能先增大后减小
D. 从M点到N点电子的电势能一直减小
【答案】BD
【解析】A．电场线的疏密程度反映电场的强弱，由图可知M点的电场线比P点的稀疏，电场强度比P点的小，电场力比P点的小，加速度比P点的小，故A错误；
B．沿电场线的方向电势降低，则P点的电势高于M点的电势，故B正确；
CD．电场方向沿电场线的切线方向，可知电场力一直做正功，电子的动能一直增加，电势能一直减小，故C错误，D正确。
故选BD。
9. 嫦娥六号探测器在落到月球表面过程中先悬停，利用激光三维扫描技术选定好着陆点，然后开始缓慢竖直下降，距月面h高度时发动机关闭，以自由落体方式到达月面，测得探测器下落时间为t，已知月球半径为R，万有引力常量为G，忽略关闭发动机时探测器的速度，则（ ）
A. 月球表面重力加速度为B. 月球质量为
C. 月球表面的第一宇宙速度为D. 月球绕地球周期为
【答案】AC
【解析】A．根据
解得
A正确；
B．根据黄金代换式

解得
B错误；
C．根据牛顿第二定律得

解得
C正确；
D．无法求出月球绕地球周期，D错误。故选AC。
10. 如图（a）所示，可视为质点的a、b两球通过轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，a球在外力作用下静止在地面，b球悬空。取地面为重力势能的零势能面，从t=0时静止释放a球，到b球落地前的过程中，a、b两球的重力势能随时间t的变化关系如图（b），a始终没有与定滑轮相碰，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则（ ）
A. a、b两球质量之比为1∶3
B. b球落地时的动能为3J
C. t=0.3s时，a球离地的高度为0.225m
D. 当b球的重力势能与动能相等时，b球距地面的高度为0.1m
【答案】ACD
【解析】A．由图可知从释放到b落地，有
A正确；
B．系统机械能守恒，有
b球落地时的动能
解得
B错误；
C．系统牛顿第二定律，有
解得
当时，a离地面高度
C正确；
D．由图可知时，有
即
得释放时b离地
当时，对b由动能定理有，
解得
D正确。故选ACD。
第二部分 非选择题（54分）
三、实验题：本题共2小题，共16分。答案必须写在答题卡各题目指定区域内。
11. 某校举办科技节活动，一位同学设计了可以测量水平面上运动物体加速度简易装置，如图所示。将一端系有摆球的细线悬于小车内O点，细线和摆球后面有一个半圆形的刻度盘。当小球与小车在水平面上保持相对静止时，根据悬绳与竖直方向的夹角，便可得到小车此时的加速度。
（1）为了制作加速度计的刻度盘，需要测量当地的重力加速度，该同学利用单摆进行测量，若已知单摆摆线长为l，周期为T，用游标卡尺测量小球直径，示数如图甲所示，则摆球的直径______mm。则计算当地重力加速度的表达式为______。（用题中符号作答）
（2）该加速度测量仪的刻度______（填“均匀”或“不均匀”）
（3）为了检验（1）中计算的重力加速度是否有较大误差而影响该加速度计的精度，该同学让重锤做自由落体运动，利用打点计时器（使用的电源频率为50Hz）打出的纸带测量当地的重力加速度。实验中得到一条较理想的纸带，如下图所示。在纸带上取7个连续计时点。根据数据求出重力加速度大小为______。（保留三位有效数字）
【答案】（1）21.25 （2）不均匀 （3）9.78
【解析】【小问1详解】
[1][2]摆球的直径
根据单摆周期公式
计算当地重力加速度的表达式为
【小问2详解】
由受力分析，结合牛顿第二定律，得
得
可知该加速度测量仪的刻度不均匀。
【小问3详解】
相邻两计时点间的时间间隔，根据逐差法，重力加速度大小为
代入数据得
12. 某物理兴趣小组欲利用压力传感器制作成“苹果自动分拣装置”。
（1）已知某型号的压力传感器RN，在不同压力下，其阻值约为十几千欧~几十千欧之间。为了精确测量传感器在不同压力下的阻值，实验室提供了以下器材：
电源E（电动势为3V、内阻未知）
电流表A₁（量程250μA、内阻约为50Ω）
电流表 A₂（量程10mA、内阻约为5Ω）
电压表 V₁（量程3V、内阻约为3kΩ）
电压表 V₂（量程15V、内阻约为15kΩ）
滑动变阻器R₁（阻值0~10Ω、额定电流为2A）
滑动变阻器R₂（阻值0~1000Ω、额定电流为0.5A）
①为了尽可能提高测量的准确性，电流表应选___________，电压表应选___________，滑动变阻器应选___________。（填写器材名称代号）
②选出最合理的实验电路___________。
A. B.
C. D.
（2）某物理兴趣小组通过多次实验测得传感器的阻值RN随压力 F变化的关系图像如图甲所示，并利用该压力传感器设计了如图乙所示的“苹果自动分拣装置”。该装置能把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。装置中托盘置于压力传感器， 上，托盘重力不计，苹果经过托盘时对RN产生压力。初始状态衔铁水平，当R0两端电压（ 时可激励放大电路使电磁铁工作，吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势 E=6V，内阻不计，重力加速度取
若要将质量大于等于200g和质量小于200g的苹果分拣开，应将R0的阻值调为___________（保留3位有效数字），此时质量小于200g的苹果将通过___________（选填“上通道”、“下通道”）。
【答案】（1） A₁ V₁ R₁ D
（2）12.0（11.5~12.5均可） 上通道
【解析】【小问1详解】
[1][2][3]电动势为3V，则电压表选择V1；电路中可能达到的最大电流数量级为
则电流表选择A1；滑动变阻器要接成分压电路，则应该选择阻值较小的R₁；
[4]因Rx远大于RA，可知采用电流表内接；滑动变阻器用分压电路，则电路图选择D；
【小问2详解】
当200g的苹果通过压敏电阻时压力为F=0.2×10N=2N，此时RN=24kΩ，则此时R0两端电压
解得R0=12.0kΩ
质量小于200g的苹果通过压敏电阻时压力较小，压敏电阻阻值较大，R0电压小于2V，不能激励放大电路使电磁铁工作吸动衔铁，则小于200g的苹果将通过上通道。
三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 呼吸道合胞病毒（Respiratry syncytial virus，RSV）属于副黏病毒科的肺病毒属，主要引起支气管炎、肺炎、鼻炎等呼吸道感染。该病毒对热敏感，60℃时10分钟就可以灭活。如图所示，绝热汽缸被轻质绝热活塞分隔为A、B两部分，A内封闭有一定质量的混有呼吸道合胞病毒的空气（可看作理想气体），其温度为，阀门K处于打开状态，活塞恰好处于汽缸中部，。已知活塞和汽缸间无摩擦且不漏气，求：
（1）若对A内气体缓慢加热，当活塞与底部的距离为时，保持10分钟能否对呼吸道合胞病毒灭活？
（2）若关闭阀门K，电热丝通电一段时间使A内气体吸收了的热量，稳定后A内气体的内能增加了，则此过程B内气体的内能增加量是多少？
【答案】（1），所以可以灭活；（2）
【解析】（1）设活塞横截面积为，则对内气体初始状态有，，末状态有，，阀门打开，加热过程A内气体做等压变化，由盖—吕萨克定律得
由以上各式可得
由于，所以可以灭活。
（2）阀门K闭合，由于系统绝热，A内气体膨胀对B内气体做功，由热力学第一定律有
代入数据得
对B内气体，由于系统绝热，无热交换，则此过程内气体的内能增加量为
14. 如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA=4.0kg和mB=3.0kg，用轻弹簧栓接相连放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙相接触。另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动，在t=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开。物块C的图像如图乙所示。求：
（1）物块C的质量mC；
（2）弹簧对物块A、C的弹力在4s到12s的时间内冲量I的大小和方向。
【答案】（1）；（2）大小，方向向左
【解析】（1）由图知，C与A碰前速度，碰后速度为，C与A碰撞过程根据动量守恒可得
解得物块C的质量
（2）由图知，12s末A和C的速度为，4s到12s的时间内，根据动量定理可知，弹簧对物块A、C的冲量为
解得
可知冲量大小为，方向向左。
15. 如图所示，xOy坐标系中内存在圆形有界匀强磁场，圆心在A点、半径为R，磁感应强度为B、方向垂直纸面向外；在x>R的区域存在沿y轴负方向的匀强电场，x轴上有无限长的收集板。原点O处有一离子源，它可向各个方向发射速率相同的同种离子。沿y轴正方向发射的离子经磁场从P点射出后，在电场中落到收集板上的Q点。已知离子质量为m、带电量为，P、Q两点坐标分别为、，离子重力不计，落到收集板后不反弹，求：
（1）离子的发射速率；
（2）匀强电场的电场强度大小；
（3）沿与y轴正方向均成30°角发射的离子1、离子2落到收集板上的间隔距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据题意作出离子的运动轨迹
离子在磁场中做匀速圆周运动
根据几何关系有
解得
（2）P→Q离子做类平抛运动，则
加速度为
解得
（3）对离子1有
解得
对离子2有
解得
离子1、离子2落到收集板上的间隔距离为