广东省清远市清新区四校2024-2025学年高三上学期期末联考物理试题及答案

这是一份广东省清远市清新区四校2024-2025学年高三上学期期末联考物理试题及答案，共18页。试卷主要包含了非选择题的作答，9km/s，9m/s，B错误；等内容，欢迎下载使用。
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。
2.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
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，负载时正常工作电流约为，电池容量低于20%时不能正常工作，此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
B．充电器的输入电压瞬时表达式为
C．机器人充满电后电池的电量为
D．机器人充满电后，负载时大约可以持续正常工作
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，一束单色光以入射角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。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
C．出射光线1、2的夹角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的正方形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，当宇宙中带电量为的粒子从中点O沿纸面垂直边射入磁场区域时，磁谱仪记录到粒子从边射出，则这些粒子进入磁场时的动量p满足（ ）
A．B．
C．D．或
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（ ）

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
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
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 （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、 开关，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数和然后 开关，电流表的示数将变小，电压表的示数 （填“变大”、“变小”或“不变”），调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为，记下此时电压表的示数，则此时导电绳的电导 （电导为电阻的倒数，用，和表示），并记录此时金属夹、间的距离L和导电绳的横截面积；
（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 cm；
（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示，已知图像斜率为、纵截距为，则弹性导电绳的电阻率 （用含或的式子表示）。
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 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1 沿粗糙的水平轨道BC滑动，以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）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。
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。
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。若进入束偏移器时电子束形成的电流大小为，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？
参考答案：
1．C
【详解】A．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．图像的面积表示位移，0~10s时间内，电子狗的位移x大小
0~10s时间内，电子狗的平均速度大小
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
【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，沿斜面方向有
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
则
因此，半径越大，角速度越小，D正确。
故选D。
4．D
【详解】A．由图可知交变电压的周期为，根据，可知电流频率为，故A错误；
B．由图可知周期为0.02s，则角频率为
充电器的输入电压的瞬时值表达式为，故B错误；
CD．机器人充满电后电池的电量
正常工作可用电量为，由，可知负载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
【详解】AB．
根据几何关系知图中
设单色光射入水滴时的折射角为，有
根据折射定律
解得
故AB错误；
C．出射光线1的折射角为45°，故有
解得
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】粒子从边射出的临界轨迹如图所示
带电量为的粒子进入磁场，洛伦兹力提供向心力
解得
粒子从a点射出，由几何关系可得最小半径为
粒子从d点射出，由几何关系可得
解得最大半径为
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。
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
【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
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，波频率增大，根据
可知周期减小，根据
可知相邻波峰距离（波长）减小，故D正确。
故选AD。
10．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
右侧区域磁场较强，由洛伦兹力提供向心力可得
可得
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 2g 守恒
【详解】[1]根据自由落体运动的位移与速度关系
可知
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
可知图像得斜率为2g。
[3]根据图像可知
即
[4]重力加速度值在才可认为机械能守恒，所以本实验机械能守恒。
12． 闭合 断开 变大 0.4700/0.4701/0.4699 k
【详解】（2）[1][2][3]随后闭合开关、闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数和。然后断开开关，电路中总电阻增大，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、时
然后断开开关
联立解得此时导电绳的电阻
则此时导电绳的电导
（3）[5]由图可知其直径
（4）[6]根据题意分析
弹性导电绳的电阻率
13．（1）；（2）；（3）
【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
解得

则传送带速度
（2）产品2从A运动到B的过程，由动能定理得
产品2和产品1发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒
解得
，
产品1进入杀菌平台后由动能定理得
解得
（3）若要保证不脱轨，则产品在A点的最小速度满足
产品进入杀菌平台的最小速度
产品减速到0的距离为s，由动能定理得
解得
产品进入杀菌平台后由动量定理得

解得
14．（1）；（2）960J
【详解】（1）以封闭气体为研究对象
初态
，，
压缩后，体积
温度
根据理想气体状态方程有
解得
（2）
解得
15．（1）匀速直线运动，O；（2）；（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
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
（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
联立解得
Y=0.0015m
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
D
D
C
C
BC
AD
BC