物理-廣東省清遠(yuǎn)市清新區(qū)四校2025屆高三12月期末考試題和答案

一、單選題（本題共7小題，每小題4分，共28分）1．如圖（a）所示，2023年杭州亞運(yùn)會(huì)田徑賽場(chǎng)上，工作人員利用電子狗撿鐵餅和標(biāo)槍，這在世界上尚屬首次。電子狗在一次撿鐵餅的過(guò)程，速度時(shí)間圖像如圖（b）所示，其中2~10s為曲線，其余為直線。下列說(shuō)法正確的是()A．2~10s時(shí)間內(nèi)，電子狗做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．0~10s時(shí)間內(nèi)，電子狗的平均速度大小為3m/sC．16s時(shí)，電子狗距離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)D．12s時(shí)，電子狗開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)2．如圖所示為某風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)化模型，風(fēng)洞管中的均流區(qū)斜面光滑，一物塊在恒定風(fēng)力作用下由靜止沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，物塊從接觸彈簧到最高點(diǎn)的過(guò)程中（彈簧在彈性限度內(nèi)），下列說(shuō)法正確的是()A．物塊的速度一直減小C．彈簧彈性勢(shì)能先增大后減小B．物塊加速度先減小后增大D．物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒3．2016年，我國(guó)發(fā)射了首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”和第23顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星G7。“墨子”A．兩顆衛(wèi)星的運(yùn)行速度可能大于7.9km/sB．兩顆衛(wèi)星內(nèi)的設(shè)備不受地球引力的作用C．衛(wèi)星G7可以定點(diǎn)在長(zhǎng)春正上方D．衛(wèi)星“墨子”的角速度比衛(wèi)星G7大4．如圖（a）所示的智能機(jī)器人廣泛應(yīng)用于酒店、醫(yī)院等場(chǎng)所.機(jī)器人內(nèi)電池的容量為25000mA.h，負(fù)載10kg時(shí)正常工作電流約為5A，電池容量低于20%時(shí)不能正常工作，此時(shí)需要用充電器對(duì)其進(jìn)行充電，充電器的輸入電壓如圖（b）所示.下列說(shuō)法正確的是()A．充電器的輸入電流頻率為100HzB．充電器的輸入電壓瞬時(shí)表達(dá)式為u=2202sin10πtC．機(jī)器人充滿電后電池的電量為25CD．機(jī)器人充滿電后，負(fù)載10kg時(shí)大約可以持續(xù)正常工作4h5．科學(xué)研究表明，地球周圍存在的磁場(chǎng)雖然微弱，但作用巨大，既可以抵御宇宙射線對(duì)地球的侵?jǐn)_，也會(huì)影響生物的定向遷徙，甚至?xí)绊懭说纳眢w健康。如圖所示為地球周圍的磁感線分布（磁偏角的影響可以忽略），下列關(guān)于地磁場(chǎng)的說(shuō)法正確的是()A．地球周圍的磁感線起始于地球南極附近，終止于地球北極附近B．地面附近，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與地面平行C．地面附近，赤道處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小大于兩極處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小D．由外太空垂直射向赤道的帶正電粒子將向東偏轉(zhuǎn)6．當(dāng)太陽(yáng)光照射到空氣中的水滴時(shí)，光線被折射及反射后，便形成了彩虹。如圖所示，一束單色光以入射角a=45°射入空氣中的球形水滴，折射出兩條光線1、2（只考慮光在水滴內(nèi)的第一次反射），已知入射光線與出射光線2之間的偏向角φ=150°。下列說(shuō)法正確的是A．水滴對(duì)單色光的折射率為1.5B．水滴對(duì)單色光的折射率為·C．出射光線1、2的夾角θ=120°D．入射光線與出射光線1之間的偏向角為45°7．阿爾法磁譜儀是目前在太空運(yùn)行的一種粒子探測(cè)器，其關(guān)鍵的永磁體系統(tǒng)是由中國(guó)研制的。如圖，探測(cè)器內(nèi)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形abcd區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，當(dāng)宇宙中帶電量為+q的粒子從ab中點(diǎn)O沿紙面垂直ab邊射入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，磁譜儀記錄到粒子從ad邊射出，則這些粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)量p滿足()qBL≤p≤B.≤p≤qBLD．p≤或p≥二、多選題（本題共3小題，每小題6分，共18分，每小題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）8．如圖所示，O點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷，其正上方有一電性與之相反、均勻帶電的細(xì)圓環(huán)，圓心位于M點(diǎn)，且MO連線豎直?，F(xiàn)將圓環(huán)無(wú)初速釋放，N點(diǎn)是圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到最低時(shí)圓心所在位置（圖中未畫出），不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是()A．從M到O的過(guò)程中，圓環(huán)動(dòng)能的增加量等于重力勢(shì)能的減少量B．從O到N的過(guò)程中，圓環(huán)的機(jī)械能減少C．經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)，圓環(huán)的電勢(shì)能最小D．MO間距大于ON間距9．彩繩是中國(guó)民間的一種藝術(shù)，能豐富人們的生活。上下抖動(dòng)彩繩，在某時(shí)刻彩繩呈正弦波形狀，如圖所示，此時(shí)波剛好傳播到A點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A．手首先向上抖動(dòng)繩子B．此時(shí)B點(diǎn)正在向下運(yùn)動(dòng)C．若人加快抖動(dòng)繩子，則在相同時(shí)間內(nèi)波的傳播距離會(huì)增大D．若人加快抖動(dòng)繩子，則兩個(gè)相鄰波峰之間的距離會(huì)減小10．如圖甲所示，用強(qiáng)磁場(chǎng)將百萬(wàn)開(kāi)爾文的高溫等離子體（等量的正離子和電子）約束在特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)受控核聚變的裝置叫托克馬克裝置。我國(guó)托克馬克裝置在世界上首次實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行100秒的成績(jī)。圖乙為其中沿管道方向的磁場(chǎng)分布圖，越靠管的右側(cè)磁場(chǎng)越強(qiáng)。不計(jì)離子重力，關(guān)于離子在圖乙磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)可能對(duì)其做功B．離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子的動(dòng)能一定不變C．離子由磁場(chǎng)的左側(cè)區(qū)域向右側(cè)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)半徑減小D．離子由磁場(chǎng)的左側(cè)區(qū)域向右側(cè)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力不變116分）某同學(xué)利用自由落體運(yùn)動(dòng)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。利用紙帶上的點(diǎn)得到的數(shù)據(jù)畫成如圖所示的v2-h圖線，可知該同學(xué)（填“是”或“不是”）取開(kāi)始下落時(shí)打的點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證的；該圖線的斜率表示（用文字表述）。設(shè)實(shí)驗(yàn)的重力加速度值在9.60m/s2~9.80m/s2才可認(rèn)為機(jī)械能守恒，否則不守恒。由圖計(jì)算出重力加速度值為m/s2（取三位有效數(shù)字），說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)的機(jī)械能（填“守恒”或“不守恒”）。128分）小栩同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到一根彈性導(dǎo)電繩，想測(cè)量其在某狀態(tài)下的電導(dǎo)以及彈性導(dǎo)電繩的電阻率。（1）如圖甲所示，導(dǎo)電繩的一端固定，另一端作為拉伸端，兩端分別用帶有金屬夾A、B的導(dǎo)線接入如圖乙所示的電路中；（2）隨后閉合開(kāi)關(guān)S1、開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)到合適的位置，記錄兩表的示數(shù)U0和I0然后開(kāi)關(guān)S2，電流表的示數(shù)將變小，電壓表的示數(shù)（填“變大”、“變小”或“不變”調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑片，使電流表的示數(shù)為I0，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U，則此時(shí)導(dǎo)電繩的電導(dǎo)G=（電導(dǎo)G為電阻的倒數(shù)，用U，U0和I0表示），并記錄此時(shí)金屬夾A、B間的距離L和導(dǎo)電繩的橫截面積S；（3）某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量導(dǎo)電繩直徑如圖丙所示，由圖可知其直徑D=cm；UL（4）多次拉伸導(dǎo)電繩，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，利用獲得的多組數(shù)據(jù)繪制的 圖像如圖丁所I0S示，已知圖像斜率為k、縱截距為m，則彈性導(dǎo)電繩的電阻率r=（用含k或m的式1312分）如圖所示，為某一食品廠家的生產(chǎn)流水線的一部分，軌道AB是半徑為R的半圓，產(chǎn)品2加工后以的速度從A點(diǎn)沿光滑軌道開(kāi)始下滑，到達(dá)軌道最低點(diǎn)B處時(shí)，與靜止在此處的產(chǎn)品1發(fā)生彈性碰撞（假設(shè)每一個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量均為m被碰后的產(chǎn)品1沿粗糙的水平軌道BC滑動(dòng)，以·2gR的速度滑上運(yùn)行速度為v的傳送帶CD。其中BC段為生產(chǎn)線中的殺菌平臺(tái)，長(zhǎng)度為d，傳送帶的摩擦因數(shù)為μ2，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，求：（1）為了保證產(chǎn)品以最短的時(shí)間經(jīng)過(guò)CD，則傳送帶的速度應(yīng)滿足什么條件?（2）求BC段殺菌平臺(tái)的摩擦因數(shù)μ1；（3）調(diào)整產(chǎn)品從A點(diǎn)出發(fā)的速度可以調(diào)整殺菌的時(shí)間，求產(chǎn)品既不脫軌又能到達(dá)傳送帶的最長(zhǎng)殺菌時(shí)間。1412分）壓縮比是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)非常重要的概念，它是氣體壓縮前的總?cè)莘e與氣體壓縮后的容積之比，即汽缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比，某發(fā)動(dòng)機(jī)的總?cè)莘e為0.4L，壓縮比為10，壓縮前汽缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為1×105Pa，溫度為27℃,活塞將氣體全部壓縮到燃燒室后溫度達(dá)到127℃,此時(shí)點(diǎn)燃噴入燃燒室內(nèi)的汽油，汽缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)突然增加到點(diǎn)火前瞬間的2倍，保持此壓強(qiáng)不變將活塞推回原位置，汽缸密閉性良好，缸內(nèi)氣體可視為理想氣體，噴入燃燒室內(nèi)汽油的體積可忽略不計(jì)，求：（1）氣體全部壓縮到燃燒室時(shí)，氣體的壓強(qiáng)；（2）活塞返回過(guò)程中，氣體對(duì)活塞所做的功。1516分）光刻機(jī)是半導(dǎo)體行業(yè)中重中之重的利器，我國(guó)上海微電子裝備公司（SMEE）在這一領(lǐng)域的技術(shù)近年取得了突破性進(jìn)展。電子束光刻技術(shù)原理簡(jiǎn)化如圖所示，電子槍發(fā)射的電子經(jīng)過(guò)成型孔后形成電子束，通過(guò)束偏移器后對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光。某型號(hào)光刻機(jī)的束偏移器長(zhǎng)L=0.02m，間距也為L(zhǎng)，兩極間有掃描電壓，其軸線垂直晶圓上某芯片表面并過(guò)中心O點(diǎn)，該軸線也是束偏移器的一條對(duì)稱軸。芯片到束偏移器下端的距離為。若進(jìn)入束偏 移器時(shí)電子束形成的電流大小為I=2×10-8A，單個(gè)電子的初動(dòng)能為Ek0=1.6×10-14J。不計(jì)電 （1）若掃描電壓為零，電子束在束偏移器中做何種運(yùn)動(dòng)？電子束到達(dá)芯片時(shí)的落點(diǎn)位置？（2）若掃描電壓為多少時(shí)，電子束剛好打在束偏移器的下邊界不能離開(kāi)束偏移器？（3）若某時(shí)刻掃描電壓為15kV，則電子束到達(dá)芯片時(shí)的位置離O點(diǎn)的距離為多少？參考答案：題號(hào)123456789答案CBDDDCCBCADBC【詳解】A．v-t圖像切線的斜率表示加速度的大小和方向，2~10s時(shí)間內(nèi)，切線的斜率減小，加速度減小，所以電子狗做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．v-t圖像的面積表示位移，0~10s時(shí)間內(nèi)，電子狗的位移x大小0~10s時(shí)間內(nèi)，電子狗的平均速度大小0~10s時(shí)間內(nèi)，電子狗的平均速度大小一定大于3.9m/s，B錯(cuò)誤；CD．速度始終為正值，表明電子狗一直向正方向運(yùn)動(dòng)，所以16s時(shí)，電子狗距離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，C正確，D錯(cuò)誤?！驹斀狻緼B．從物塊接觸彈簧開(kāi)始至到達(dá)最高點(diǎn)的過(guò)程中，對(duì)物塊受力分析，沿斜面方向有F風(fēng)-mgsinθ-kx=ma彈簧的壓縮量x從0開(kāi)始增大，物塊先沿斜面加速，加速度向上且逐漸減小，當(dāng)a減小到0時(shí)，速度加速到最大；然后加速度反向且逐漸增大，物體減速，直至減速到0，故A錯(cuò)誤、C．由于彈簧的壓縮量不斷增大，所以彈性勢(shì)能不斷增大，故C錯(cuò)誤；D．由于風(fēng)力對(duì)物塊一直做正功，所以物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一直增大，故D錯(cuò)誤。故選B。【詳解】A．兩顆衛(wèi)星的運(yùn)行速度不可能大于第一宇宙速度，A錯(cuò)誤；B．設(shè)備及衛(wèi)星本身都會(huì)受到地球引力，B錯(cuò)誤；C．同步衛(wèi)星軌道位于赤道上空，長(zhǎng)春不在赤道上空，C錯(cuò)誤；則因此，半徑越大，角速度越小，D正確。故選D?！驹斀狻緼．由圖可知交變電壓的周期為0.02s，根據(jù)f=可知電流頻率為50Hz，故AB．由圖可知周期為0.02s，則角頻率為充電器的輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=220sin100πt，故B錯(cuò)誤；CD．機(jī)器人充滿電后電池的電量正常工作可用電量為20A.h，由Q=It，可知負(fù)載10kg時(shí)大約可以持續(xù)工作4h，故C錯(cuò)誤，【詳解】AB．磁場(chǎng)是閉合的曲線，地球磁場(chǎng)從南極附近發(fā)出，從北極附近進(jìn)入地球，組成閉合曲線，曲線的切線為該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向，所以地面附近的磁場(chǎng)方向不是都與地面平行，故AB錯(cuò)誤；C．磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。由磁感線分布情況可知，地面附近，赤道處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小小于兩極處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。故C錯(cuò)誤；D．地球的磁場(chǎng)由南向北，當(dāng)帶正電粒子垂直于地面向赤道射來(lái)時(shí)，根據(jù)左手定則可以判斷粒子的受力的方向?yàn)橄驏|，所以粒子將向東偏轉(zhuǎn)。故D正確。故選D?！驹斀狻緼B.根據(jù)幾何關(guān)系知圖中設(shè)單色光射入水滴時(shí)的折射角為Y，有根據(jù)折射定律解得故AB錯(cuò)誤；C．出射光線1的折射角為45°,故有解得D．入射光線與出射光線1之間的偏向角為30°,故D錯(cuò)誤?！驹斀狻苛Ｗ訌腶d邊射出的臨界軌跡如圖所示帶電量為+q的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，洛倫茲力提供向心力解得粒子從a點(diǎn)射出，由幾何關(guān)系可得最小半徑為粒子從d點(diǎn)射出，由幾何關(guān)系可得解得最大半徑為粒子從ad邊射出的半徑滿足故粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)量p滿足【詳解】A．由于圓環(huán)由M點(diǎn)下落至O點(diǎn)過(guò)程中受到豎直向下的重力、和電場(chǎng)力的作用，兩個(gè)力均做正功，重力勢(shì)能和電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即圓環(huán)動(dòng)能的增加量等于重力勢(shì)能和電勢(shì)能的減少量，故A錯(cuò)誤；BD．若圓環(huán)不受重力只受電場(chǎng)力，則M點(diǎn)和N點(diǎn)將關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，且M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)能相等，但是由于圓環(huán)還受到重力的作用，將N點(diǎn)將在M點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱點(diǎn)的下方，即MO間距小于ON間距，從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功圓環(huán)機(jī)械能減小，故B正確，D錯(cuò)誤；C．圓環(huán)由M點(diǎn)下落至O點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，由O點(diǎn)下落至M點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功，所以經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)，圓環(huán)的電勢(shì)能最小，故C正確。故選BC?！驹斀狻緽．由圖可知，質(zhì)點(diǎn)A、B兩點(diǎn)大致處于平衡位置，波向右傳播，根據(jù)同側(cè)法，可以判斷質(zhì)點(diǎn)A、B此時(shí)均向上運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；A．質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源起振方向相同，質(zhì)點(diǎn)A的向上起振，則手（波源）起始的振動(dòng)方C．波的傳播速度只與介質(zhì)本身有關(guān)，則加快抖動(dòng)繩子，波速不變，根據(jù)可知相同時(shí)間，傳播距離不變，故C錯(cuò)誤；D．若人加快抖動(dòng)繩子，波頻率f增大，根據(jù)可知周期減小，根據(jù)λ〓vT可知相鄰波峰距離（波長(zhǎng)λ)減小，故D正確。故選AD?！驹斀狻緼B．離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于洛倫茲力方向總是與速度方向垂直，可知磁場(chǎng)對(duì)其一定不做功，動(dòng)能不變，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．離子在磁場(chǎng)中，洛倫茲力為f〓qvB右側(cè)區(qū)域磁場(chǎng)較強(qiáng)，由洛倫茲力提供向心力可得可得所以離子由磁場(chǎng)的左側(cè)區(qū)域向右側(cè)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)半徑減小，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC?！驹斀狻縖1]根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移與速度關(guān)系可知v2-h圖像的縱軸截距為初速度，若從起點(diǎn)取點(diǎn)，截距為零，所以截距不為零，該同學(xué)不是從起點(diǎn)取點(diǎn)。可知圖像得斜率為2g。[3]根據(jù)圖像可知即[4]重力加速度值在9.60m/s2~9.80m/s2才可認(rèn)為機(jī)械能守恒，所以本實(shí)驗(yàn)機(jī)械能守恒。0.4700/0.4701/0.4699k【詳解】（2）[1][2][3]隨后閉合開(kāi)關(guān)S1、閉合開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)到合適的位置，記錄兩表的示數(shù)U0和I0。然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，電路中總電阻增大，總電流減小，電流表的示數(shù)變??；內(nèi)電壓變小，所以外電壓變大，滑動(dòng)變阻器電壓減小，則電壓表讀數(shù)變大。[4]根據(jù)電路歐姆定律，先