清華大學中學2025屆高三學業(yè)水平模擬考試物理試題含解析

清華大學中學2025屆高三學業(yè)水平模擬考試物理試題注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目選項的答案信息點涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內相應位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、研究光電效應現(xiàn)象的實驗電路如圖所示，A、K為光電管的兩個電極，電壓表V、電流計G均為理想電表。已知該光電管陰極K的極限頻率為ν0，元電荷電量為e，普朗克常量為h，開始時滑片P、P＇上下對齊。現(xiàn)用頻率為ν的光照射陰極K（ν>ν0），則下列說法錯誤的是A．該光電管陰極材料的逸出功為hν0B．若加在光電管兩端的正向電壓為U，則到達陽極A的光電子的最大動能為hv-hv0+eUC．若將滑片P向右滑動，則電流計G的示數(shù)一定會不斷增大D．若將滑片P＇向右滑動，則當滑片P、P＇間的電壓為時，電流計G的示數(shù)恰好為02、下列用來定量描述磁場強弱和方向的是（）A．磁感應強度 B．磁通量 C．安培力 D．磁感線3、某發(fā)電機通過理想變壓器給定值電阻R提供正弦交流電，電路如圖，理想交流電流表A，理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P。若發(fā)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉韓倍，則A．R消耗的功率變?yōu)閚PB．電壓表V的讀數(shù)為nUC．電流表A的讀數(shù)仍為ID．通過R的交變電流頻率不變4、下列說法正確的是（）A．愛因斯坦在1900年首次把能量子的概念引入物理學B．單色光照射金屬表面發(fā)生光電效應時，入射光越強，單位時間內發(fā)射的光電子數(shù)越多C．一個氫原子從量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時最多可輻射3種不同頻率的光子D．玻爾的原子理論能夠解釋氦原子的光譜5、已知地球半徑約為6400km，地球表面處的重力加速度g取。則對繞地球運動的衛(wèi)星來說，下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星可以繞地球任意一緯線做圓周運動B．衛(wèi)星可以繞地球任意一經(jīng)線做圓周運動C．衛(wèi)星在地球表面的運動速度一定不會大于第一宇宙速度D．衛(wèi)星在距地球高度400km的軌道上做圓周運動的周期約為90分鐘6、在光滑水平面上有一個內外壁都光滑的氣缸質量為M，氣缸內有一質量為m的活塞，已知M＞m．活塞密封一部分理想氣體．現(xiàn)對氣缸施加一個水平向左的拉力F（如圖甲），穩(wěn)定時，氣缸的加速度為a1，封閉氣體的壓強為p1，體積為V1；若用同樣大小的力F水平向左推活塞（如圖乙），穩(wěn)定時氣缸的加速度為a1，封閉氣體的壓強為p1，體積為V1．設密封氣體的質量和溫度均不變，則()A．a(chǎn)1=a1，p1＜p1，V1＞V1B．a(chǎn)1＜a1，p1＞p1，V1＜V1C．a(chǎn)1=a1，p1＜p1，V1＜V1D．a(chǎn)1＞a1，p1＞p1，V1＞V1二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、一棟大樓的電梯運行高度為，測試人員測試電梯的運行情況。某次測試時讓電梯從地面直達最高處，電梯運行的速度不超過，加速度大小不超過。電梯中的測試人員的質量為，重力加速度g取。若電梯以最短時間運行，下列說法正確的是（）A．最短時間為 B．最短時間為C．測試人員的腳部承受的最大壓力為 D．測試人員的腳部承受的最大壓力為8、以下說法中正確的是________。A．全息照相利用了光的衍射現(xiàn)象B．如果兩個波源振動情況完全相同，在介質中能形成穩(wěn)定的干涉圖樣C．聲源遠離觀察者時，聽到的聲音變得低沉，是因為聲源發(fā)出的聲音的頻率變低了D．人們所見到的“海市蜃樓”現(xiàn)象，是由于光的全反射造成的E.攝像機的光學鏡頭上涂一層“增透膜”后，可減少光的反射，從而提高成像質量9、質量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質細桿的A點和B點，如右圖所示，繩a與水平方向成θ角，繩b在水平方向且長為l，當輕桿繞軸AB以角速度ω勻速轉動時，小球在水平面內做勻速圓周運動，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)繩的張力不可能為零B．a(chǎn)繩的張力隨角速度的增大而增大C．當角速度，b繩將出現(xiàn)彈力D．若b繩突然被剪斷，則a繩的彈力一定發(fā)生變化10、如圖所示，傾角為的粗糙斜面AB固定在水平地面AC上，AB、AC均絕緣、BC豎直且高為h，地面D點固定一電量絕對值為的負點電荷，C、D相距h。質量為m、帶電量為q(＞0)的小滑塊以初速度從斜面底端A點滑上斜面，恰好能到達斜面頂端。整個裝置處于水平向右的勻強電場中，場強大小，若取無窮遠為零勢能面，已知孤立點電荷周圍電場的電勢可表示為，式中k為靜電力常量、r為離場源電荷的距離，Q為場源電荷的帶電量(正電荷取正值，負電荷取負值)，則小滑塊()A．從A運動到B的過程中，克服摩擦力做的功B．從A運動到B的過程中，減少的電勢能等于克服重力做的功C．從A運動到AB中點的過程中，點電荷q對小滑塊做的功D．從A運動到AB中點時的動能三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）學習牛頓第二定律后，某同學為驗證“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質量成反比”的結論設計了如圖所示的實驗裝置.裝置中用不可伸長的輕繩一端連接甲車、另一端與乙車相連，輕繩跨過不計質量的光滑滑輪，且在動滑輪下端掛一重物測量知甲、乙兩車（含發(fā)射器）的質量分別記為、，所掛重物的質量記為。(1)為達到本實驗目的，________平衡兩車的阻力（填“需要”或“不需要”），________滿足鉤碼的質量遠小于任一小車的質量（填“需要”或“不需要”）；(2)安裝調整實驗器材后，同時靜止釋放兩小車并用位移傳感器記錄乙兩車在相同時間內，相對于其起始位置的位移分別為、，在誤差允許的范圍內，若等式________近似成立，則可認為“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質量成反比”（用題中字母表示）。12．（12分）為了測量一個未知電阻Rx（Rx約為50Ω）的阻值，實驗室提供了如下器材：A．電源（電源電動勢E=4.5V，內阻約0.5Ω）B．電壓表V（量程為0—3V，內阻約3kΩ）C．電流表A（量程為0—0.06A，內阻約0.3Ω）D．滑動變阻器R：（0—20Ω）E.開關及導線若干（1）請在下面方框內畫出實驗電路圖（______）（2）連好實物電路后發(fā)現(xiàn)電壓表損壞了，實驗室又提供了一只毫安表mA（（量程為0—30mA，內阻5Ω）和一個電阻箱（0—999.9Ω），要利用這兩個儀器改裝為3V的電壓表，需要將毫安表和電阻箱R1_______聯(lián)，并將電阻箱的阻值調到_____Ω；（3）請畫出改裝后的實驗電路圖（______）(4)如果某次測量時毫安表示數(shù)為20.0mA，電流表A示數(shù)為0.058A，那么所測未知電阻阻值Rx=______Ω（最后一空保留3位有效數(shù)字）。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，在豎直平面內，第二象限存在方向豎直向下的勻強電場(未畫出)，第一象限內某區(qū)域存在一邊界為矩形、磁感應強度B0＝0.1T、方向垂直紙面向里的勻強磁場(未畫出)，A(m，0)處在磁場的邊界上，現(xiàn)有比荷＝108C/kg的離子束在紙面內沿與x軸正方向成θ＝60°角的方向從A點射入磁場，初速度范圍為×106m/s≤v0≤106m/s，所有離子經(jīng)磁場偏轉后均垂直穿過y軸正半軸，進入電場區(qū)域。x軸負半軸上放置長為L的熒光屏MN，取π2＝10，不計離子重力和離子間的相互作用。(1)求矩形磁場區(qū)域的最小面積和y軸上有離子穿過的區(qū)域長度；(2)若速度最小的離子在電場中運動的時間與在磁場中運動的時間相等，求電場強度E的大小(結果可用分數(shù)表示)；(3)在第(2)問的條件下，欲使所有離子均能打在熒光屏MN上，求熒光屏的最小長度及M點的坐標。14．（16分）如圖所示，用銷釘固定活塞把水平放置的容器分隔成A、B兩部分，其體積之比。開始時，A中有溫度為127℃、壓強為的空氣，B中有溫度為27℃、壓強為的空氣。拔出銷釘使活塞可以無摩擦地移動（不漏氣），由于容器壁緩慢導熱，最后氣體都變到室溫27℃，活塞也停住。求最后A中氣體的壓強。15．（12分）如圖所示，為某娛樂活動項目的示意圖;參加活動的人員從右側平臺上的A點水平躍出，到達B點恰好抓住擺過來的繩索，這時人的速度恰好垂直于OB向左下，然后擺到左側平臺上的D點。不計一切阻力和機械能損失，不計繩的重力，人可以看作質點，繩索不可伸長。設人的質量為m=50kg，繩索長l=25m，A點比D點低h=3.2m。人剛抓住繩索以及擺到D點時繩索與豎直方向的夾角分別如圖所示(g=10m/s2)。若使人能剛好到達D點，求：(1)人從A點水平躍出的速度；(2)A、B兩點間的水平距離；(3)在最低點C，人對繩索的拉力。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解析】

A．由極限頻率為ν0，故金屬的逸出功為W0=hν0，A正確；B．由光電效應方程可知，電子飛出時的最大動能為由于加的正向電壓，由動能定理解得故B正確；C．若將滑片P向右滑動時，若電流達到飽和電流，則電流不在發(fā)生變化，故C錯誤；D．P＇向右滑動時，所加電壓為反向電壓，由可得則反向電壓達到遏止電壓后，動能最大的光電子剛好不能參與導電，則光電流為零，故D正確；故選C。2、A【解析】

A．磁感應強度是用來描述磁場強弱和方向的物理量，故A正確；B．磁通量是穿過某一面積上的磁感線的條數(shù)，單位面積上的磁通量才可以描述磁場的強弱，故B錯誤；C．安培力描述電流在磁場中受到的力的作用，不是用來描述磁場的強弱和方向，故C錯誤；D．磁感線只能定性地說明磁場的強弱和方向，故D錯誤；故選A。3、B【解析】

當發(fā)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉韓倍，發(fā)電機產(chǎn)生交流電的電動勢有效值和頻率都將發(fā)生變化。變壓器的輸入電壓變化后，變壓器的輸出電壓、副線圈的電流、R消耗的功率隨之改變，原線圈的電流也會發(fā)生變化。原線圈中電流的頻率變化，通過R的交變電流頻率變化?！驹斀狻緽：發(fā)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉韓倍，發(fā)電機線圈的角速度變?yōu)樵瓉韓倍，據(jù)可得，發(fā)電機產(chǎn)生交流電電動勢的最大值變?yōu)樵瓉韓倍，原線圈兩端電壓變?yōu)樵瓉韓倍。據(jù)可得，副線圈兩端電壓變?yōu)樵瓉韓倍，電壓表V的讀數(shù)為nU。故B項正確。A：R消耗的功率，副線圈兩端電壓變?yōu)樵瓉韓倍，則R消耗的功率變?yōu)?。故A項錯誤。C：流過R的電流，副線圈兩端電壓變?yōu)樵瓉韓倍，則流過R的電流變?yōu)樵瓉淼膎倍；再據(jù)，原線圈中電流變?yōu)樵瓉韓倍，電流表A的讀數(shù)為。故C項錯誤。D：發(fā)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉韓倍，發(fā)電機產(chǎn)生交流電的頻率變?yōu)樵瓉淼膎倍，通過R的交變電流頻率變?yōu)樵瓉淼膎倍。故D項錯誤。4、B【解析】

A．普朗克在1900年把能量子引入物理學，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故A錯誤；B．單色光照射金屬表面發(fā)生光電效應時，入射光越強，則入射光子的數(shù)目越多，所以單位時間內發(fā)射的光電子數(shù)越多，故B正確；C．根據(jù)玻爾理論，一個氫原子從量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時最多可輻射2種不同頻率的光子，故C錯誤；D．玻爾第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，很好地解釋了氫光譜，但不能夠解釋氦原子的光譜，故D錯誤。故選B。5、D【解析】

A．衛(wèi)星繞地球做圓周運動，是由萬有引力提供向心力，衛(wèi)星繞赤道做圓周運動的圓心一定在地心，繞不在赤道面上的緯線做圓周運動的圓心顯然不在地心，選項A錯誤；B．因為經(jīng)線在隨地球自轉，而衛(wèi)星繞地球做圓周運動，沒有使其隨地球自轉的作用力，選項B錯誤；C．對于正在地球表面做離心運動的衛(wèi)星，其運動速度大于第一宇宙速度，選項C錯誤；D．對于近地衛(wèi)星，有對于衛(wèi)星有聯(lián)立解得T=90分鐘選項D正確。故選D。6、A【解析】

兩種情況下對整體受力分析由，因此對活塞進行受力分析，第一種情況對第二種情況因此可得密封氣體得質量和溫度不變，因此可得，因此A正確二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AD【解析】

電梯運行時間最短，則電梯運動的過程如下：以最大加速度a做初速度為0的加速運動至最大速度v，再以速度v勻速運動，最后以最大加速度a做減速運動至靜止。加速和減速過程有對稱性。AB．勻加速過程與勻減速過程，均有通過的位移勻速過程有又有總時間為故A正確，B錯誤；CD．在加速上升過程測試人員腳部承受的壓力最大，有則故C錯誤，D正確。故選AD。8、BDE【解析】

A．全息照相利用了激光的干涉原理，可以記錄光的強弱、頻率和相位，故A錯誤；B．當頻率相同與振幅完全相同時，則會形成穩(wěn)定的干涉圖樣，故B正確；C．若聲源遠離觀察者，觀察者會感到聲音的頻率變低，是接收頻率變小，而發(fā)射頻率不變，故C錯誤；D．海市蜃樓是一種由光的折射產(chǎn)生的現(xiàn)象，是由于光在密度不均勻的物質中傳播時，發(fā)生折射而引起的，屬于全反射，故D正確；E．當薄膜的厚度為入射光在增透膜中波長的時，從薄膜前后表面的反射光相互抵消，從而減少了反射，增加了透射，故E正確。故選BDE。9、AC【解析】

小球做勻速圓周運動，在豎直方向上的合力為零，水平方向上的合力提供向心力，所以a繩在豎直方向上的分力與重力相等，可知a繩的張力不可能為零，故A正確；根據(jù)豎直方向上平衡得，F(xiàn)asinθ=mg，解得，可知a繩的拉力不變，故B錯誤；當b繩拉力為零時，有：，解得，可知當角速度時，b繩出現(xiàn)彈力，故C正確；由于b繩可能沒有彈力，故b繩突然被剪斷，a繩的彈力可能不變，故D錯誤。10、ABD【解析】

A．因C、D相距，由幾何關系可知，AD=BD，又因，故A、B兩點在點電荷產(chǎn)生的電場中等電勢，故從A運動到B，點電荷對小滑塊做的總功為零。從A運動到B的過程：由動能定理得而，解得故A正確；B．小滑塊減少的電勢能等于電場力做的功，從A運動到B的過程中，點電荷對小滑塊做的總功為零，故減少的電勢能等于勻強電場對小滑塊做的功，即故B正確；C．由公式可知，點電荷產(chǎn)生的電場在A點的電勢在AB中點的電勢故C錯誤；D．由對稱性可知，從A運動到AB中點的過程中，克服摩擦力做的功為，故由動能定理可得解得故D正確。故選ABD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、需要不需要【解析】

(1)[1][2]．為達到本實驗目的，需要平衡兩車的阻力，這樣才能使得小車所受細線的拉力等于小車的合外力；因兩邊細繩的拉力相等即可，則不需要滿足鉤碼的質量遠小于任一小車的質量；(2)[3]．兩邊小車所受的拉力相等，設為F，則如果滿足物體的加速度與其質量成反比，則聯(lián)立可得即若等式近似成立，則可認為“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質量成反比”12、串聯(lián)95.052.6【解析】

（1）[1]由于電流表的內阻遠小于待測電阻的阻值，故采用安培表內接法，滑動變阻器采用限流式接法即可，如圖所示：（2）[2][3]改裝成大量程的電壓表，需要將電阻與表頭串聯(lián)，其阻值為：（3）[4]改裝之后的電壓表內阻為，則此時采用安培表外接法，如圖所示：（4）[5]根據(jù)歐姆定律可知，此時待測電阻的阻值為：。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)m2，m，(2)×104V/m，(3)，(－m，0)?！窘馕觥?/p>

(1)由洛倫茲力提供向心力，得qvB＝rmax＝＝0.1m根據(jù)幾何關系可知，速度最大的離子在磁場中做圓周運動的圓心恰好在y軸B(0，m)點，如圖甲所示，離子從C點垂直穿過y軸。根據(jù)題意，所有離子均垂直穿過y軸，即速度偏向角相等，AC連線是磁場的邊界。速度最小的離子在磁場中做圓周運動的半徑：rmin＝＝m甲乙速度最小的離子從磁場離開后，勻速前進一段距離，垂直y軸進入電場，根據(jù)幾何知識，離子恰好從B點進入電場，如圖乙所示，故y軸上B點至C點區(qū)域有離子穿過，且BC＝m滿足題意的矩形磁場應為圖乙中所示，由幾何關系可知矩形長m，寬m，面積：S＝m2；(2)速度最小的離子從B點進入電場，離子在磁場中運動的時間：t1＝T＝·離子在電場中運動的時間為t2，則：BO＝··又因：t1＝t2解得：E＝×104V/m；(3)離子進入電場后做類平拋運動：BO＝··水平位移大?。簒1＝vB·t′1同理：CO＝··水平位移大?。簒2＝vC·t′2得：x1＝m，x2＝m熒光屏的最小長度：Lmin＝x2－x1＝mM點坐標為(－m，0)。14、【解析】

設開始時A、B中氣體的壓強、溫度、體積分別是、、和、、，最后兩部分氣體的壓強都是p，溫度都是T，體積分別是和，由氣態(tài)方程且解得。15、(1)8