2025届广东省惠州市高三上学期第一次调研考试物理试题

试卷更新日期：2024-07-09 类型：期末考试

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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的。

1. 2019年，中国科学院物理研究所陈立泉院士带领团队研发出某新能源固态电池，该电池在能量密度、功率密度和安全性等均达到世界第一，功率密度，指的是电池放电时单位质量单位时间输出的能量，功率密度用国际单位制的基本单位符号表示正确的是（　　）

A、W/kg B、J/kg C、m²/s² D、m²/s³

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2. 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

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3. 目前很多课室里的黑板都采用铁质材料制成，用磁性材料做的黑板擦可以吸附在黑板上，如图所示，下列关于黑板擦受力说法正确的是（　　）

A、黑板擦与黑板间存在三对作用力与反作用力 B、黑板擦一共受到3个力的作用 C、黑板擦受到的磁吸引力大于黑板对它的弹力 D、黑板对黑板擦的作用力为零

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4. 某款天花板消防自动感温喷淋头如图（a）所示，当室内达到一定温度时，感温玻璃球自动爆开，喷淋开始启动达到自动喷水灭火的目的。如图（b）某次演示过程，测量出水落在面积为 ${16πm}^{2}$ 的圆内，喷头出水口离地面的垂直距离为2.45m。若喷出水的速度方向近似为水平方向，忽略空气阻力，重力加速度g取 ${10m/s}^{2}$ ，则出水口水的最大初速度约为（　　）

A、4.7m/s B、5.7m/s C、8.2m/s D、11.4m/s

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5. 二极管是常用的电子元件，具有单向导电的性质，其电路符号为“”。如图（a）所示为一个 $R = 1 Ω$ 定值电阻和一个理想二极管串联后连接到一正弦交流电源两端，经测量发现，通过定值电阻的电流随时间的变化如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）

A、电源的频率为2Hz B、电源的电压有效值为5V C、通过电阻的电流周期为1s D、通过电阻的电流有效值为2.5A

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6. 中国科学家想设计一个关于“绳系卫星”的实验，如图所示。从空间站上释放一个小卫星，小卫星与空间站之间用导电缆绳相连，“绳系卫星”位于空间站的正下方，若某时刻与空间站一起正好在赤道上空自西向东绕地球运行，下列说法正确的是（　　）

A、赤道上空地磁场方向为由北指向南 B、赤道上空地磁场方向为由东指向西 C、由于切割地磁感线，此时卫星的电势比空间站电势低 D、由于切割地磁感线，此时卫星与空间站之间有持续电流

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7. 阿特伍德机是英国科学家阿特伍德发明的著名力学实验装置，如图所示为阿特伍德机的简化示意图。质量均为M的两个重物A、B通过轻绳跨过光滑轻滑轮，保持静止状态。现将质量为m的小物块C轻放在A上，让装置动起来，从开始运动到A和C下落高度h过程中，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）

A、A和B构成的系统机械能守恒 B、A和C向下运动的加速度大小为 $a = \frac{m g}{2 M + m}$ C、轻绳的弹力大小为 $T = \frac{M (M + m) g}{2 M + m}$ D、A的末速度大小为 $v = \sqrt{\frac{m}{M} g h}$

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二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 2024年5月3日，“嫦娥六号”探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射。“嫦娥六号”从地球飞往月球，采用霍曼转移轨道，这是一种较节能的轨道转移方式。如图所示为“嫦娥六号”飞往月球的简化示意图，轨道Ⅰ为绕地球的近地轨道，轨道Ⅱ为霍曼转移轨道，是一条椭圆轨道，其中P点为轨道Ⅱ的近地点，Q点为轨道Ⅱ的远地点，轨道Ⅲ为月球公转轨道。下列说法正确的是（　　）

A、“嫦娥六号”从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，需要在P点加速 B、“嫦娥六号”在轨道Ⅰ的周期小于在轨道Ⅱ的周期 C、“嫦娥六号”在轨道Ⅱ运动时，P处机械能大于Q处机械能 D、“嫦娥六号”在轨道Ⅱ经过Q点的速度大于经过P点的速度

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9. 如图（a）为网传一小朋友在水泥管道内踢球。将其简化为图（b）所示，固定的竖直圆形轨道半径为R，球的质量为m，在某次运动中，球恰能通过轨道最高点，将球视为质点，忽略所有阻力，重力加速度为g，则（　　）

A、球经过最高点时的速度大小为 $\sqrt{g R}$ B、球经过最高点时受到两个力的作用 C、球经过最低点时受到支持力大小为4mg D、球经过最低点时受到支持力大小为6mg

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10. 为模拟空气净化过程，设计了如图甲和乙所示的两种密闭除尘桶。在甲圆桶顶部和底面间加上恒定电压U，沿圆桶的轴线方向会形成一片匀强电场，初速度为零的带电尘粒的运动方向如图甲箭头方向所示：而在乙圆桶轴线处放一直导线，在导线与桶壁间也加上恒定电压U，会形成沿半径方向的辐向电场，初速度为零的带电尘粒的运动方向如图乙箭头方向所示。已知带电尘粒运动时受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同，带电尘粒的重力忽略不计，则（　　）

A、在甲桶中，尘粒的加速度一直不变 B、在乙桶中，尘粒在向桶壁运动过程中，尘粒所受电场力变小 C、任意相等时间内，甲桶中电场力对单个尘粒做的功一定相等 D、甲、乙两桶中，电场力对单个尘粒做功的最大值相等

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三、非选择题：本题共5小题，共54分。考生根据要求作答。

11. 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。某同学设计了既可以测量霍尔电势差，又可以测量均匀等离子体电阻率的实验。实验装置如图（a）所示，霍尔元件长、宽、高间距分别为 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 、 $L_{3}$ ，霍尔元件内均匀等离子体水平向右匀速通过，其内有垂直纸面向内、磁感应强度为B的匀强磁场；电流表内阻可忽略不计。
（1）当闭合开关S时，流过电流表的电流方向（选填“向上”或“向下”）；然后再调节电阻箱，记录多组电阻箱的阻值R和电流表的读数I．
（2）作 $\frac{1}{I} - R$ 图像如图（b），则霍尔电势差 $E =$ ，霍尔元件的电阻 $r =$ 。（用a、b表示）
（3）由元件的电势差E、电阻r及 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 、 $L_{3}$ 便可以计算出等离子体的电阻率 $ρ$ 。

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12. 某同学用平抛和碰撞实验器材可以完成“探究平抛运动规律”和“验证动量守恒定律”两个实验。实验装置分别如图（a）和（b）所示。

(1)、在“探究平抛运动规律”实验中
①为使钢球能水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查切线是否水平的方法是。每次都（选填“需要”或者“不需要”）从斜槽上在相同的位置无初速度释放钢球。
②为定量研究钢球的平抛运动，建立以水平向右为x轴、竖直向下为y轴的坐标系。
（a）取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于斜槽末端Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点：在确定y轴时需要y轴与重锤线平行。
（b）若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：在如图（c）所示的轨迹上取A、B、C三点，测得AB和BC的水平间距均为x，AB和BC的竖直间距分别是y₁和y₂ ，已知当地重力加速度为g，可求得钢球平抛的初速度大小为（用字母x、y₁、y₂和g表示）。

(2)、在“验证动量守恒定律”实验中
①如图（b）所示，固定挡板位置，实验时先让钢球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到挡板处，在下面的白纸上留下痕迹，若图（d）为多次实验钢球落在白纸上留下的痕迹点，在图（d）中画出钢球落点的平均位置（要求保留作图痕迹）。
②用天平分别测出钢球和靶球质量分别为m₁和m₂ ，将重锤线放于槽口，通过重锤在挡板上的投影确定O点，如图（b）所示，M、P、N为钢球和靶球落点的平均位置，用刻度尺测出点P、M、N与点O的距离分别为s、s₁、s₂ ，在实验误差允许范围内，若m₁、m₂和s、s₁、s₂满足关系（用题中字母表示），就验证了两球碰撞前后总动量守恒。

(3)、下列关于实验操作的说法正确的是_____（填选项前的字母）。

A、两个实验中均需测量钢球直径 B、两个实验中均需用天平测出钢球的质量 C、两个实验中均需保证斜槽轨道末端切线水平 D、两个实验中均需尽量减小钢球与斜槽之间的摩擦力

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13. 近年来，人们越来越注重身体锻炼。如图（a）所示，有种健身设施叫战绳，其用途广泛，通常可用于高强度间歇训练形式的心肺锻炼或肌肉锻炼。一次锻炼中，形成的机械波可以视为简谐波，如图（b）所示，位于原点O的质点从 $t = 0$ 时刻开始振动，产生的简谐横波沿着x轴正方向传播， $t_{1} = 0.3 s$ 时刻传至P点，若 $x_{O P} = 6 m$ ， $x_{P C} = 9 m$ ，求：
（1）这列波的波速；
（2）这列波的周期；
（3）当C点第一次到达波峰时的时刻。

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14. 如图所示，水平传送带顺时针匀速转动，左右两端距离 $L = 3 m$ ，将一质量为 $m = 0.1 kg$ 的小铁块（可看作质点）轻轻放在传送带左端，铁块与传送带间的动摩擦因数 $μ = 0.4$ 。铁块从A点飞出后，恰好从竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道，铁块恰好能通过圆弧轨道的最高点D。已知 $θ = 37 °$ ， A、B、C、D四点在同一竖直平面内，水平传送带离B端的竖直高度 $H = 0.45 m$ ，圆弧轨道半径 $R = 0.4 m$ ， C点为圆弧轨道的最低点，不计空气阻力，已知 $\sin 37 ° = 0.6$ ，取重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，求：
（1）铁块运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小v_D；
（2）铁块在竖直圆弧轨道上运动的过程中克服摩擦力所做的功；
（3）水平传送带的速率v。

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15. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图，一粒子源于A处不断释放质量为m，带电量为 $+ q$ 的离子，其初速度视为零，经电压为U的加速电场加速后，沿图中半径为 $R_{1}$ 的圆弧形虚线通过 $\frac{1}{4}$ 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点沿直径PQ方向进入半径为 $R_{2}$ 的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转，离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等高的硅片上，硅片到PQ的距离为 $\sqrt{3} R_{2}$ ，不计离子重力。求：
（1）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E；
（2）磁感应强度大小B；
（3）若加速电压和静电分析器中电场的大小可以调节，离子在静电分析器中仍沿虚线圆弧运动，要让从P点沿直径PQ方向进入圆形匀强磁场区域的离子全部打在硅片上，求加速电压的变化范围。（结果用U表示）

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