广东深圳实验中学、湛江一中、珠海一中2024届高三上学期12月联考物理试题含答案.pdf

第 1 页/共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 深圳实验、湛江一中、珠海一中深圳实验、湛江一中、珠海一中 20242024 届高三三校联考试题届高三三校联考试题 物物 理理 （满分：100 分，时间：75 分钟）一一、单项选择题单项选择题（本大题共本大题共 7 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 28 分。每小题给出的四个选项中只有一项满足题目分。每小题给出的四个选项中只有一项满足题目要求，选对得要求，选对得 4 分；不选、错选或多选不得分。分；不选、错选或多选不得分。）1第十四届中国航展于 2022 年 11 月 8 日至 13 日在珠海举行，中国自主研发的具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形第五代制空战斗机歼-20 在航展亮相。歼-20 战机在空中飞行表演结束后，降落至跑道并打开了阻力伞，直至减速到零。已知歼-20 战机落地至停止一直沿直线运动，该过程歼-20 战机运动的速度一时间图像如图所示，以战机降落到地面的时刻记作零时刻，落地速度为0v，那么下列关于歼-20战机运动过程的说法正确的是（）A歼-20 战机在00t时间内的平均速度为02v B歼-20 战机在00t时间内运动的加速度逐渐增大 C歼-20 战机在00t时间内受到的阻力逐渐增大 D阻力在00t时间内对歼-20 战机做功的功率大小逐渐减小 2港珠澳大桥旅游试运营于 2023 年 12 月 15 日开通。大桥全长约 55 公里，是目前全球最长的跨海大桥。“飞虹”连天堑、织经纬，“珠联璧合”映落神州。作为连接粤港澳三地的超级工程和全国爱国主义教育基地，游客可经大桥珠海公路口岸出发，参团游览大桥，感受大国重器的魅力。风帆造型的九洲航道桥部分如图所示，这部分斜拉桥的一根塔柱两侧共有 8 对钢索每一对钢索等长。每一条钢索与塔柱成 角，若不计钢索的自重，且假设每条钢索承受的拉力大小相同为 F，则该塔柱所承受的 8 对钢索的合力为（）A8cosF B16cosF C16cosF D8cosF 32023 年 10 月，华为发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”充电速度，在该领域上遥遥领先。若该充电桩工作电压为 1000V，最大输出功率为 600kW，现给某新能源汽车上的超级电容进行充电，则在充电过程中（）A最大电流为 600A B电容器电容逐渐增大 C电容器两极板间的电压逐渐变小 D充电电流一直保持不变 4 2023 年 9 月 21 日，“天宫课堂”第四课正式开讲，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课（图甲）。第 2 页/共 6 页 宋代科学家沈括在梦溪笔谈中记载：“以磁石磨针锋，则能指南”。进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图乙所示。以下关于磁场的说法正确的是（）A图甲，从空间站向地面传输信息采用的电磁波是麦克斯韦预言并通过实验验证存在的 B将中国古代的四大发明之一司南置于赤道，据乙图可知，磁勺尾（S 极）静止时指向地理北方 C环形导线通电方向如图丙所示，小磁针最后静止时 N 极指向为垂直于纸面向外 D丁图中，放在通电螺线管内部的小磁针，静止时 N 极水平向左 5岭南茶文化是中国茶文化重要系列之一。传统炒青是指在制作茶叶的过程中利用微火在锅中使茶叶萎凋的手法，通过人工揉捻令茶叶水分快速蒸发，阻断了茶叶发酵的过程，并使茶汁的精华完全保留的工序。如图，制茶师傅从热锅底将质量为 m的茶叶以初速度 v0竖直扬起，空气阻力不可忽略，以锅底为重力势能零势能面，则茶叶从锅底位置离开手开始，在空中重心上升 h 到最高点过程中（）A重力做功为 mgh B合外力做功为-mgh C最高点茶叶的动能为2012mvmgh D最高点茶叶的机械能小于2012mv 6早在 2018 年，中国科学院光电技术研究所研制“超分辨光刻装备研制”项目已通过验收。近些年我国的光刻机研制发展迅速，成果斐然。其中一种“浸没式光刻”光刻机原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长，提高分辨率的技术，如图所示。若浸没液体的折射率为 1.5，当不加液体时（空气中）光刻胶的曝光波长为192nm，则加上液体后，该曝光光波（）A在液体中的传播频率变为原来的23倍 B在液体中的传播速度与空气中相等 C在液体中的曝光波长约为128nm D在液体中传播相等的距离，所需的时间变为原来的23倍 7我国的“人造太阳”即核聚变实验反应堆技术世界领先。在“人造太阳”中发生的一种核聚变反应为两个氘核以相等的动能kE对心碰撞发生核聚变，方程为22311120H+HHe+n。已知氘核21(H)的质量为1m，氦核()32He的质量为2m，中子()10n的质量为3m，假设核反应释放的核能E与两个氘核的碰前总动能之和全部转化为碰后生成两个新粒子的总动能，下列说法正确的是（）A氦核()32He和中子()10n的质量数之和小于两个氘核()21H的质量数之和 B该核反应释放的能量为()2123Emmmc=C核反应后氦核的动能为k24EE+D核反应后中子的动能为k4EE+二二、多项选择题（本大题共多项选择题（本大题共 3 3 小题，每小题小题，每小题 6 6 分，共分，共 1818 分。每小题给出的四个选项中至少有两项满足题设分。每小题给出的四个选项中至少有两项满足题设 第 3 页/共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 要求，选对得要求，选对得 6 6 分；选对但不全的得分；选对但不全的得 3 3 分；不选、错选或多选不得分。分；不选、错选或多选不得分。）8我国快递物流行业近几年发展迅速，传送带等设备的应用贡献巨大。如图所示，电动机带动水平传送带以速度 v 匀速运动，一质量为 m 的物体轻放在传送带上，经过一段时间后物体与传送带相对静止。已知物体与传送带间的动摩擦因数为，g 为重力加速度，则对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是（）A物体运动的时间为vg B传送带克服摩擦力做的功为212mv C物体在传送带上的划痕长度为22vg D电动机增加的功率为mgv 9我国发射的“嫦娥四号”登月探测器，首次造访月球背面，成功实现对地对月中继通信。如图所示，“嫦娥四号”从距月面高度为 100km 的环月圆轨道上的 P 点实施变轨，进入近月点为 15km 的椭圆轨道，由近月点 Q 落月。关于“嫦娥四号”下列说法正确的是（）A沿轨道运行的周期大于沿轨道运行的周期 B沿轨道运行时，在 P 点的加速度小于在 Q 点的加速度 C沿轨道运动至 P 时，需制动减速才能进入轨道 D在轨道上由 P 点运行到 Q 点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能（这里也可以说是引力势能）减小，机械能不变 10中国象棋是起源于中国的一种棋，属于二人对抗性游戏的一种，在中国有着悠久的历史。由于用具简单，趣味性强，成为流行极为广泛的棋艺活动。如图所示，5 颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第 5 颗棋子最左端与水平面上的 a点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平向右的恒力 F 作用在第 3 颗棋子上，恒力作用一小段时间后，五颗棋子的位置情况可能是（图中虚线用于辅助看位置情况）（）A B C D 第 4 页/共 6 页 三、实验题（三、实验题（每空每空 2 分分，8 空共空共 16 分分。）11 在学习完毕传统的“验证机械能守恒定律”的实验后，同学们采用传感器等设备重新设计了一套新的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，摆锤上内置了光电传感器，可测出摆锤经过挡光片时间，测出部分数据如表，表中高度 h 为 0 的位置为重力势能的零势能点：（1）若挡光片的宽度极小且为d，挡光时间为t，则摆锤经过挡光片时的速度大小为 （用题目给的符号表示）。（2）表中 A处数据应为 J（写具体数值）。（3）另一小组记录了每个挡光板所在的高度 h 及其相应的挡光时间t后，绘制了四幅图像。其中可以说明机械能守恒的图像最合适的是 。A B C D 12太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，只要光照达到一定的强度，瞬间就可输出电压。我国在该领域深耕多年，目前中国在全球太阳能领域处于领先地位。某兴趣小组利用下面的器材测量某光电池的电动势和内阻（相同光照强度下该光电池的电动势不变）。（1）一同学在某次实验中，连接好电路（如图甲所示），闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接 a位置的导线端分别试触 b、c、d 三个位置，发现试触 b、c 时，电压表有示数；试触 d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则 （填选项前的字母）。A导线 ab断路 B滑动变阻器断路 C导线 cd断路 D滑动变阻器短路 第 5 页/共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 （2）另一同学根据所给器材设计合理的实验电路：定值电阻应选 （填“R1”或“R2”），在图乙所示方框中画出合理的电路图 （图上需要用符号标注各个器件）。待测光电池（电动势约为 3V、内阻约为 10）开关 S，导线若干 电流表 A1（量程为 03mA、内阻A1100R=）电流表 A2（量程为 0600mA、内阻约为 1）定值电阻1900R=定值电阻2200R=滑动变阻器 R（0200）实验：该同学用一定强度的光照射该电池，闭合开关 S，调节滑动变阻器 R 的阻值，读出电流表 A1的读数 I1和电流表 A2的读数 I2，得到该电池的12II曲线为图丙中曲线 a。若改装的电压表可视为理想电压表，由图可知，该电池的电动势为 V（保留 3 位有效数字）实验：减小实验中光的强度，重复实验，测得12II曲线 b。改装的电压表可视为理想电压表，当滑动变阻器的电阻为某值不变时，若实验中的电流表 A1的读数 I1为 1.50mA，则实验中滑动变阻器消耗的电功率为 mW（保留 2 位有效数字）四、四、计算题（计算题（本题共本题共 3 小题，小题，第第 12 题题 12 分，第分，第 13 题题 12 分，第分，第 14 题题 14 分，分，共共 38 分。解答应写出必要的分。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。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。）13.在电视剧西游记中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如示意图所示，假设在 0 点脉搏跳动产生了一列沿 x 轴正方向传播简谐横波。在0=t时，波传播到轴上的质点 B，在它的左边质点 A 位于正的最大位移处，在0.2st=时，质点 A 第一次出现在负的最大位移处，求：（1）该波的周期T；（2）该波的波速v大小；（3）从0=t时开始到质点 E 刚刚振动时，经历的时间及在该段时间内质点 A 通过的路程。第 6 页/共 6 页 14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2L。若进入束偏移器时电子束形成的电流大小为82 10 AI=，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？15 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。2023 年 6 月从中国电子科技集团有限公司获悉，该集团旗下中电科电子装备集团有限公司（简称电科装备）已实现国产离子注入机 28纳米工艺制程全覆盖，有力保障我国集成电路制造行业在成熟制程领域的产业安全。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图。静止于 A 处的离子，经电压为 U的加速电场加速后，沿图中半径为 R 的虚线通过14圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从 P点沿竖直方向进入半径为 r 的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。该圆形磁场区域的直径 PQ 与竖直方向夹角为 15，经磁场偏转，离子最后垂直打在竖直放置的硅片上。已知离子的质量为 m、电荷量为 q，不计重力。求：（1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小；（2）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小 E；（3）匀强磁场的磁感应强度 B 的大小。第 1 页/共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 深圳实验、湛江一中、珠海一中深圳实验、湛江一中、珠海一中 20242024 届高三三校联考试题届高三三校联考试题 参考答案参考答案 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1010 D D C C A A C C D D C C C C ACDACD BCDBCD BCBC 11.【答案】dt 0.0268 C（3）3根据机械能守恒可知212dmghmEt+=，画直线方程更佳，故选 C。12.【答案】C 1R 2.90（答案在 2.85（含）-2.95（含）之间都算全对，但要保留 3 位有效数字。有效数字位数不对，该空 0 分）65（答案在 60（含）-70（含）之间都算全对，但是要保留 2 位有效数字。有效数字位数不对，该空 0 分）说明（电路图改分细则）：电路图完全正确两分，需要仪器符号标注、交汇点打作重点；如果接法正确，其他细节有误得 1 分。【详解】（2）待测光电池电动势约为 3V，电流表 A1内阻已知，将电流表 A1改装成量程为3V的电压表，根据电流表改装原理gA1()UIRR=+解得900R=故定值电阻应选1R。3电流表 A2阻值与待测光电池内阻接近，电路图如图所示。4根据闭合电路的欧姆定律1A112()EI RRI r=+，整理得12A11A11rEIIRRRR=+图象纵轴的截距为A112.90mAEbRR=+，电池的电动势为2.90VE=5当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验中的电流表 A1的读数 I1为1.50mA，由图可知此时电流表 A2的读数 I2为 185mA，将该点与原点连接，所得的图线可视作滑动变阻器的UI曲线，与曲线 b的交点为 290.0mAI=，10.72mAI=滑动变阻器消耗的电功率为321A112()0.72 1000 1090mW65mWPUII RR I=+=第 2 页/共 3 页 13.【答案】（1）0.4s；（答案正确，基本分析有即可给 4 分）（2）5m/s；（答案正确，基本分析有即可给4 分）（3）0.6s（答案正确，基本分析有即可给 2 分，单位错误或不带单位该部分 0 分），0.30m/30cm（答案正确，基本分析有即可给 2 分，单位错误或不带单位该部分 0 分）【详解】（1）质点 A从正的最大位移第一次到负的最大位移所需要时间为半个周期，即 0.2s0.5tT=（2 分）可得该波的周期为0.4sT=（2 分）（2）由图可以知道波长为2m=（2 分）则该波的波速为2m/s5m/s0.4vT=（2 分）（3）波从 B传到 E点所需要的时间为3s0.6s5xtv=（2 分）由于30.6s2tT=在该段时间内 质点 A通过的路程为3466 0.05m0.30m2sAA=（2 分）14.【答案】（1）匀速直线运动（1 分），O（1 分）；（2）52 10 V（该小题 5 分）（3）0.0015 m（该小题 5 分，用非参考答案方法解出来也得分）【详解】（1）无偏转电压时，电子束做匀速直线运动(1 分)，落点位置为 O（1 分）；（2）电子在束偏移器中的加速度大小为eUamL=（1 分）设电子的初速度大小为 v0，则由题意可知2k0012Emv=（1 分）电子在束偏移器中运动的时间为0Ltv=（1 分）有题意可知电子在束偏移器中的偏移量为2212yaLt=（1 分）解得52 10UV=（1 分）（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222LyLLY=+（3 分）联立解得 Y=0.0015m （2 分）第 3 页/共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 15.【答案】（1）2qUm；（该小题 4 分）（2）2UR；（该小题 5 分）（3）242/3r3mUmUqrq（该小题 5 分）【详解】（1）粒子通过加速电场，根据动能定理得212qUmv=（1 分）解得2qUvm=（2 分）离子通过静电分析器做匀速圆周运动，电场力不做功，速度大小不变，所以离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小仍为2qUm；（1 分）（2）离子经过静电分析器，根据牛顿第二定律和运动学公式得：2vqEmR=（3 分）解得2UER=（2 分）（3）离子在磁场运动的轨迹如图所示，O1、O2分别为磁场圆和轨迹圆的圆心，M为射出点，PM 为公共弦，连接 O1O2，则：12OOPM，2PO M为等腰直角三角形，则245MPO=，1275O PO=，30QPM=设带电粒子在磁场中轨迹圆的半径为1R，则162 cos30 cos452Rrr=根据牛顿第二定律和运动学公式得21vqvBmR=（2 分）解得26433mvmUBqrqr=（3 分）