广东省领航高中联盟2025-2026学年高三上学期12月联考物理试卷（含答案）

这是一份广东省领航高中联盟2025-2026学年高三上学期12月联考物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.2025年3月，国内首款碳−14核电池原型机“烛龙一号”研制成功，衰变方程为C614C→N714N+X，由于碳−14半衰期为5730年，该电池具有超长的使用寿命，下列说法正确的是( )
A. X为中子
B. X由C614C的核外电子转化而来
C. 若将该电池用到登月车上，月球上极低的温度会缩短碳−14的半衰期
D. 若核电池中的碳−14含量变为原来的116就不能正常供电，则该电池的使用寿命为22920年
2.我国计划于2030年前后实施火星采样返回任务.若完成采样后，探测器返回时，先进入近火圆轨道Ⅰ，然后进入环火椭圆轨道Ⅱ，P、Q点分别为近、远火点.则探测器从P点运动到Q点过程中( )
A. 受到的火星引力增大B. 机械能增大
C. 动能减小D. 加速度增大
3.某款新能源汽车在平直的路面进行刹车性能测试，从静止出发，加速、减速阶段的加速度大小恒定且相等，汽车最终停了下来。则该过程中汽车速度v、加速度a随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4.某同学测量一装满水的水桶的质量，用电子秤直接去测，超出了电子秤的量程。他设计了如下方案：如图，将轻绳1的一端固定在墙壁上，另一端连接电子秤，轻绳2的一端系在绳1上的O点，另一端连接水桶。通过电子秤拉起水桶，稳定时，绳1与竖直方向夹角为30 ∘，绳1在O点左、右两侧的部分互相垂直，电子秤的示数为20kg，则水和水桶的质量为( )
A. 40kgB. 20 3kgC. 20 2kgD. 24kg
5.“场离子显微镜”的金属钨针的针尖O和导电膜间的电场线分布如图所示，该电场可视为位于O点处点电荷形成的电场。a、b、c、d四点位于同一平面内，abc是一段以O为圆心的圆弧，d为Ob的中点，下列说法正确的是( )
A. d点的电势小于b点的电势
B. a点的电势大于c点的电势
C. O、d两点间的电势差大于d、b两点间的电势差
D. a点的电场强度大于d点的电场强度
6.如图，从水平地面上A点正上方1.8m的P处，将一质量为0.3kg的排球(视为质点)水平向右抛出，排球在B点触地反弹(时间极短)，最高上升到Q点，然后在C点落地。已知Q点距水平地面的高度为0.8m，A、B两点及B、C两点之间的距离均为1.2m，不计空气阻力，重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 排球在B点触地前瞬间，重力的瞬时功率为12W
B. 排球在B点触地反弹过程中，损失的机械能约为3.26J
C. 排球运动到Q点时的速度大小为2m/s
D. 排球从抛出到在C点落地，所经历的时间为1s
7.激光减速指的是一种用激光对热运动的原子进行“刹车”，将其冷却到极低温度的技术.如图甲，一质量为m的原子和波长为λ0的激光束发生正碰，原子吸收光子后，从低能级跃迁到激发态，然后随机地向各个方向自发辐射出光子(如图乙，对原子动量的影响忽略不计)，落回低能级.已知该原子平均每秒吸收n个光子，忽略原子质量的变化，普朗克常量为h，下列说法正确的是( )
A. 该原子和激光束的光子相撞时，动量不守恒
B. 原子从激发态向低能级跃迁时，辐射出光子的能量是连续变化的
C. 单个激光光子的动量为λ0h
D. 该原子减速的加速度的大小为nhλ0m
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某款无级调节台灯的原理图如图所示.变压器视为理想变压器，原线圈连接学生电源的交流挡(电压有效值恒定)，移动滑片P可调节副线圈的匝数，R为电阻箱，导线电阻不计.闭合开关S，发现灯泡亮度稍暗，要调亮一些，下列方案可行的是( )
A. 向上移动滑片PB. 向下移动滑片P
C. 调大电阻箱R的阻值D. 调小电阻箱R的阻值
9.如图，两列简谐横波在同种介质中沿x轴相向传播，已知两个波源振动一个周期后停止，t=0时波形如图所示，t=0.75s时，P点恰好第一次运动到波峰位置，Q点为平衡位置位于x=22m处的质点，下列说法正确的是( )
A. t=1.5s时，Q点开始振动
B. t=2s时，Q点的振动方向向下
C. 平衡位置位于x=18m处质点的振幅为20cm
D. t=0到t=2s时间内，Q点运动的路程为40cm
10.图甲为某款电磁缓冲装置的结构简图，装置下部分缓冲区存在辐向磁场(俯视图如图乙)，磁场中某点的磁感应强度大小B=kr(k为常量，r为该点到N极中心线的距离)。一质量为m、半径为r0、电阻为R的单匝线圈由静止下落高度h后进入缓冲区，线圈平面始终水平且中心沿N极中心线下落，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
A. 俯视看，线圈中电流沿顺时针方向
B. 线圈刚进入缓冲区时，受到的安培力大小为4π2k2 2ghR
C. 线圈离开缓冲区时，速度可能减小为0
D. 若线圈在离开缓冲区前已达到稳定速度，则该速度的大小为mgR2π2k2
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.请完成下列实验操作和计算。
(1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图甲所示，则读数为 mm。
(2)在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，a和a′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图乙所示。
①按照正确的实验步骤操作后，作出光路图，测量a分界面上的入射角i和折射角r。多次改变入射角i，测得多组对应的折射角r，根据测得的入射角i和折射角r的正弦值，作出了如图丙所示的图像，则该玻璃的折射率n= (保留2位有效数字)；
②如图丁，若在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a′画到图中虚线位置，而在作光路图时，界面a仍为开始所画的，则测得的折射率将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12.某实验小组探究一款新型长方体压敏元件的电学性能，实验步骤如下，请回答下列问题：
(1)用多用电表粗测该压敏元件的电阻。将多用电表选择开关旋转到“×1k”，正确操作后，发现指针位置如图甲所示，则读数为 Ω。
(2)用伏安法精确测量该压敏元件的电阻。实验室提供的器材有：电源E(电动势6V，内阻不计)，电压表V(量程0∼6V，内阻约10kΩ)，电流表A(量程0∼600μA，内阻100Ω)。实验中要求电压表的示数可以从零开始调节，请在图乙中用笔连线，将实验电路补充完整 。
(3)若某次测量中，电压表V的示数为4.0V，电流表A的示数为400μA，则该压敏元件的电阻R= Ω。
(4)该压敏元件的长为a、宽为b、高为c，伏安法测得该压敏元件的电阻R，则该压敏元件材料的电阻率ρ= (用R、a、b、c表示)。
(5)测得不同压力F下该压敏元件的电阻R，计算出对应的电阻率ρ，作出ρ−F图像如图丙所示，通过分析图像发现，随着压力F的增大，该压敏元件材料的电阻率ρ逐渐 (选填“增大”“减小”或“不变”)。根据该特性，小组同学设计了一款压力报警系统，电路如图丁，报警器在两端电压大于或等于3V时启动，R1为该压敏元件，R2为滑动变阻器，当R2的滑片处于某位置，R1上压力大于或等于F0时，报警器启动，报警器应并联在 (选填“R1”或“R2”)两端。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.图甲为某款温度检测装置的结构简图，绝热活塞(厚度不计)将绝热的圆柱形容器分为上、下两个气室，下方气室有一电热丝(体积不计)，封闭一定量的理想气体，上方气室通过气孔与大气相通，活塞质量及与气缸壁间的摩擦忽略不计，上方气室内顶部固定一个厚度可以忽略的压力传感器，大气压强始终为p0=1×105Pa。初始时活塞到容器内底部距离为h2=0.3m，到容器内顶部距离h1=0.2m，容器内底面积为S=0.1m2，现用电热丝缓慢加热封闭气体，压力传感器测得压力F随下方气室内封闭气体温度T变化的图像如图乙所示。求：
(1)初始时下方气室内封闭气体的温度T0；
(2)当压力传感器示数为200N时，封闭气体温度T2。
14.如图，某科技小组设计了一款缓冲装置，结构简图如图所示，表面涂有特殊材料的竖直导轨1、2固定在水平底座上，质量为m的平台AB可沿竖直导轨运动且通过轻弹簧和底座相连.初始时，整个系统处于静止状态，平台AB受到的轨道阻力为零，弹簧压缩量为4h09，现将质量为m2的物块P，从离平台AB高h0处静止释放，一段时间后，物块P和平台AB发生弹性碰撞，碰撞后，取走物块P，平台AB向下运动一段距离后，速度减为零，该过程中，平台AB受到轨道的阻力大小Ff=mg−9mg4h0⋅s(s为平台AB向下移动的距离)，重力加速度大小为g，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，求：
(1)物块P和平台AB碰撞后瞬间，平台AB的速度v的大小;
(2)判断碰撞后，平台AB是否做匀变速直线运动，若是，求出其加速度a的大小，若不是，请说明理由;
(3)已知弹簧弹性势能的表达式为Ep=12kx2(k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)，平台AB速度减为零时，弹簧弹性势能的增加量ΔEp．
15.离子注入是对硅晶圆进行“精确掺杂”的“原子级手术”，是芯片制造中一道核心工序。如图为其简化原理图，竖直面内有一直角坐标系xOy(Ox水平，Oy竖直)，坐标系内有一分界线AO(∠AOx=45 ∘)将xOy划分为区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ存在垂直于xOy面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B1(未知)。竖直面内的离子源不断释放(初速度为0)质量为m、电荷量为−q(q>0)的同种离子，经电压为U(U>0)的加速电场加速后，沿水平直线PQ穿过速度选择器，从y轴上坐标为0,L的Q点进入坐标系xOy。已知速度选择器中存在垂直于xOy面向里、大小为B0的匀强磁场和竖直向下的匀强电场，不计离子的重力和离子间的相互作用，求：
(1)速度选择器中，匀强电场的电场强度E0的大小；
(2)若B1= 2qUmqL，在区域Ⅱ加上沿y轴负方向的匀强电场E1，离子穿过区域Ⅰ、Ⅱ后恰好打在x轴上，则电场强度E1的大小为多少？(不考虑离子在区域Ⅰ、Ⅱ的反复运动)
(3)若在区域Ⅱ内加上垂直于xOy面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B2且B2=0.5B1，要使离子能穿过区域Ⅰ、Ⅱ打到x轴上，则区域Ⅰ内磁感应强度B1的取值范围为多少？
参考答案
1.D
2.C
3.B
4.A
5.C
6.B
7.D
8.AD
9.AC
10.AB
1.5
偏大

12.10000
见解析
9900
Rbca
减小
R2

13.解：(1)初始到活塞刚好接触压力传感器的过程为等压过程，有 Sh2T0 = S(h1+h2)T1
将T1=500 K代入解得T0=300 K
(2)温度超过500 K后，封闭气体为等容变化，有 p0T1 = p2T2
对活塞进行受力分析，有F+p0S=p2S
解得T2=510 K

14.解：(1)物块P做自由落体运动，设碰撞前瞬间物块P的速度大小为v0，则v02=2gh0
物块P和平台AB发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律12mv0=−12mvP+mv
12×12mv02=12×12mvP2+12mv2
解得v=2 2gh03
(2)设弹簧劲度系数为k，初始时，k⋅4h09=mg
碰撞后，平台AB向下运动过程中，受到轨道的阻力大小Ff=mg−9mg4h0⋅s
以向上为正方向，平台AB所受合外力F=Ff+k(4h09+s)−mg
解得F=mg，
即平台AB受方向向上的恒力，做匀减速直线运动F=ma
解得a=g
(3)碰撞后，平台AB向下做匀减速直线运动，根据运动学公式，v2=2ad
解得d=4h09
初始时，弹簧的弹性势能ET0=12k(4h09)2
平台AB减速为零时，弹簧的弹性势能Ep1=12k(4h09+d)2
弹簧弹性势能的增加量△EP=EP1−Ep0
解得△Ep=2mgh03。
15.解：(1)离子在加速电场中加速，由动能定理可得 qU=12mv02
离子沿水平直线通过速度选择器，则有 qE0=B0qv0
解得 v0= 2qUm ， E0=B0 2qUm
(2)根据洛伦兹力提供向心力，则有 qv0B1=mv02r0
解得 r0=L
离子将垂直OA边界从K点进入区域Ⅱ，将速度v0分解为沿x轴方向的v1和沿y轴方向的v2，则有 v1=v0sin45 ∘ ， v2=v0cs45 ∘
加上匀强电场E1后，由几何关系可知，K点与x轴的距离为 h= 22L ，离子恰好打在x轴上，所以沿y轴方向的分速度减为0，根据动能定理可得 −qE1h=12mv12−12mv02
解得 E1= 2U2L
(3)如图，当区域Ⅰ内磁感应强度大小为B1max时，离子在区域Ⅰ内的轨迹恰好与OA相切于M点，此时的圆心为O1，半径为r1
由几何关系有 (L−r1)sin45 ∘=r1
由牛顿第二定律可得 qv0B1max=mv02r1
解得 r1=( 2−1)L ， B1max=( 2+1) 2qUmqL
如图，当区域Ⅰ内磁感应强度大小为B1min时，设离子从OA上的H点从区域Ⅰ进入区域Ⅱ，恰好与x轴相切于N点，两区域内轨迹圆的圆心分别为O2和O3，圆心角为θ
由洛伦兹力提供向心力可得 Bqv=mv2r
又因为B1=2B2
可知两区域内的轨迹圆半径之比为 1:2 ，分别设为r和2r，由几何关系可得 2r−rsinθ=2rcsθ
解得 csθ=35 ， sinθ=45
由几何知识可得 (3rsinθ)2+[2r−(L−r)]2=(3r)2
解得 r=56L 或 r=524L
由于 r=524L