清華大學中學生標準學術能力診斷性測試2025屆物理高三上期中統(tǒng)考試題含解析

清華大學中學生標準學術能力診斷性測試2025屆物理高三上期中統(tǒng)考試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。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、沖擊擺是用來測量子彈速度的一種簡單裝置．如圖所示，將一個質(zhì)量很大的砂箱用輕繩懸掛起來，一顆子彈水平射入砂箱，砂箱發(fā)生擺動．若子彈射擊砂箱時的速度為，測得沖擊擺的最大擺角為，砂箱上升的最大高度為，則當子彈射擊砂箱時的速度變?yōu)闀r，下列說法正確的是（）A．沖擊擺的最大擺角將變?yōu)锽．沖擊擺的最大擺角的正切值將變?yōu)镃．砂箱上升的最大高度將變?yōu)镈．砂箱上升的最大高度將變?yōu)?、如圖所示，三根抗拉能力相同的輕細繩1、2、3將一重物懸掛在水平天花板上，P、Q兩點為繩子與天花板的結點，繩子1、2與天花板的夾角分別為60°和30°，其拉力大小分別為F1、F2，重物重力為G，下列說法正確的是（）A．繩子2的拉力B．繩子2的拉力F2=2GC．若逐漸增大重物進力，繩子3先斷D．若緩慢增大P、Q兩點間距，F(xiàn)1、F2的合力增大3、如圖所示為示波管構造的示意圖，現(xiàn)在XX′上加上Ux－t信號，YY′上加上Uy－t信號（如圖2甲、乙所示），則在屏幕上看到的圖形是選項中的（）A．B．C．D．4、如圖所示,靜止于水平面的物體A和B,它們之間有一被壓縮的輕質(zhì)細彈簧并通過細繩C連接在一起.當燒斷細繩時,兩物體在彈力作用下反向運動并與彈簧分離,與水平面間的動摩擦因數(shù)相同,已知A滑行的距離比B遠,這是由于()A．彈簧對A的作用力大于對B的作用力B．彈簧對A的作用時間大于對B的作用時間C．兩物體離開彈簧時A的速度大于B的速度D．兩物體與彈簧分離后,A的加速度大于B的加速度5、若在某行星和地球上相對于各自的水平地面附近相同的高度處、以相同的速率平拋一物體，它們在水平方向運動的距離之比為2：，已知該行星質(zhì)量約為地球的7倍，地球的半徑為R。由此可知，該行星的半徑約為（）A． B． C． D．6、不久前歐洲天文學就發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的行星，命名為“格利斯581c”．該行星的質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍．設想在該行星表面附近繞行星沿圓軌道運行的人造衛(wèi)星的動能為，在地球表面附近繞地球沿圓軌道運行的形同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動能為，則為A．0.13 B．0.3 C．3.33 D．7.5二、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、物體從靜止開始做直線運動，v﹣t圖象如圖所示，則該物體（）A．在第6s末相對于起點的位移最大B．在第4s末相對于起點的位移最大C．在第2s末到第4s末這段時間內(nèi)的加速度最大D．在第4s末和第8s末在同一位置上8、如圖所示，水平放置的轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，放在轉(zhuǎn)盤上的質(zhì)量為m的小物體跟著轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動．已知物體距圓心O的距離為R．物體與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g．關于物體受到的摩擦力，下列說法正確的是A．方向與物體的瞬時速度方向相反B．方向指向圓心C．大小一定為mω2RD．大小一定為μmg9、如圖所示，光滑水平面OB與足夠長粗糙斜面BC交于B點．輕彈簧左端固定于豎直墻面，用質(zhì)量為m1的滑塊壓縮彈簧至D點，然后由靜止釋放滑塊，滑塊脫離彈簧后經(jīng)B點滑上斜面，上升到最大高度，并靜止在斜面上．換用相同材料、質(zhì)量為m2的滑塊(m2>m1)壓縮彈簧至同一點D后，重復上述過程．不計滑塊經(jīng)過B點時的機械能損失，下列說法正確的是()A．兩滑塊到達B點的速度相同B．兩滑塊沿斜面上升過程中的加速度相同C．兩滑塊上升到最高點的過程中克服重力做的功相同D．兩滑塊上升到最高點的過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量相同10、如圖所示，兩個帶等量正電荷的小球A、B(可視為點電荷)被固定在光滑絕緣水平面上．P、N是小球A、B連線的垂直平分線上的點，且PO＝ON．現(xiàn)將一個電荷量很小的帶負電的小球C(可視為質(zhì)點)從P點由靜止釋放，在小球C向N點運動的過程中，關于小球C的速度圖象中，可能正確的是A． B． C． D．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）完成下列儀器的讀數(shù)：甲:_________mm；乙：________mm；12．（12分）某實驗小組利用如圖所示裝置，探究木塊在木板上滑動至停止的過程中，摩擦力做的功與木塊滑上木板時初速度的關系．實驗步驟如下：A．將彈簧左端固定在平臺上，右端自然伸長到平臺右側O點，木板緊靠平臺，其上表面與P，Q在同一水平面上．使木塊壓縮彈簧自由端至P點后由靜止釋放，木塊最終停在木板上的B點，記下P點并測出OB間的距離L．B．去掉木板再使木塊將彈簧壓縮至P點并由靜止釋放，測出木塊做平拋運動的水平位移x．C．改變由靜止釋放木塊的位置，以獲取多組L，x數(shù)據(jù)．D．用作圖象的辦法，探求L—x關系，得出結論．①A，B兩步中，均使彈簧壓縮到同一點P的目的是____________②本實驗中，是否必須測出圖中h的具體數(shù)值___________?(填“是”或“否”)．③實驗小組根據(jù)測得數(shù)據(jù)，作出L—x2圖象如右圖所示，據(jù)此，實驗小組便得出結論：摩擦力對木塊做的功形與木塊滑上木板時的初速度平方成正比．請寫出其推理過程_____：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，上表面光滑的“L”形木板B鎖定在傾角為37°的足夠長的斜面上；將一小物塊A從木板B的中點輕輕地釋放，同時解除木板B的鎖定，此后A與B發(fā)生碰撞，碰撞過程時間極短且不計能量損失；已知物塊A的質(zhì)量m＝1kg，木板B的質(zhì)量m0＝4kg，板長L＝3.6m，木板與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.6，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.1．（1）求第一次碰撞后的瞬間A、B的速度；（2）求在第一次碰撞后到第二次碰撞前的過程中，A距B下端的最大距離．（3）求在第一次碰撞后到第二次碰撞前的過程中，重力對A做的功．14．（16分）如圖，在y>0的區(qū)域存在方向沿y軸負方向的勻強電場，場強大小為E；在y<0的區(qū)域存在方向垂直于xOy平面向外的勻強磁場．一個氕核和一個氘核先后從y軸上y＝h點以相同的動能射出，速度方向沿x軸正方向．已知進入磁場時，速度方向與x軸正方向的夾角為，并從坐標原點O處第一次射出磁場.氕核的質(zhì)量為m，電荷量為q.氘核的質(zhì)量為2m，電荷量為q，不計重力．求：(1)第一次進入磁場的位置到原點O的距離；(2)磁場的磁感應強度大?。?3)第一次進入磁場到第一次離開磁場的運動時間．15．（12分）如圖所示，氣缸放置在水平平臺上，活塞質(zhì)量為，橫截面積，厚度，氣缸全長，氣缸質(zhì)量，大氣壓強為，當溫度為時，活塞封閉的氣柱長，若將氣缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通，g取，求：①氣柱多長?②當溫度多高時，活塞剛好接觸平臺?(計算結果保留三位有效數(shù)字)

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、D【解析】設子彈的質(zhì)量為m，砂箱的質(zhì)量為M，砂箱上升的最大高度為h，最大偏轉(zhuǎn)角為θ，沖擊擺的擺長為L；以子彈和砂箱作為整體，在子彈和砂箱一起升至最高點的過程中，由機械能守恒，由機械能守恒定律得：(m+M)v共2＝(m+M)gh，解得：v共＝；在子彈射入砂箱的過程中，系統(tǒng)的動量守恒，以子彈的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv=（m+M）v共，解得：v＝v共＝?①；沖擊擺的最大偏轉(zhuǎn)角滿足，由于不知道與之間的關系，所以不能判斷出沖擊擺的最大擺解是否將變?yōu)椋蔄錯誤；由于不知道與之間的關系，所以不能判斷出沖擊擺的最大擺解的正切值是否將變?yōu)椋蔅錯誤；由公式①可知，當增大為時，砂箱上升的最大高度將變?yōu)椋蔆錯誤，D正確；故選D．點睛：本題屬于動量守恒與機械能守恒在日常生活中的應用的例子，分析清楚物體運動過程、應用機械能守恒定律與動量守恒定律即可正確解題求出子彈的初速度與沖擊擺上升的高度、擺動的夾角之間的關系是解答的關鍵．2、C【解析】對O點受力分析，如圖所示：

根據(jù)平衡條件，有：F1：F2：F3=：1：2，其中：F3=G，故F1=G，F(xiàn)2=G；故AB錯誤；由于F1：F2：F3=：1：2，而F3=G，故增加重力G后，三個拉力F1、F2、F3均增加，由于F3＞F1＞F2，故繩子3先斷，故C正確；若緩慢增大P、Q兩點間距，點O保持平衡，根據(jù)平衡條件，三個力的合力為零，而F1、F2的合力與F3平衡，而F3=G，故F1、F2的合力不變，故D錯誤；故選C點睛：本題是平衡問題，關鍵是明確點O的受力情況，根據(jù)平衡條件作圖分析；三力平衡的基本解題方法：①力的合成、分解法：即分析物體的受力，把某兩個力進行合成，將三力轉(zhuǎn)化為二力，構成一對平衡力，二是把重力按實際效果進行分解，將三力轉(zhuǎn)化為四力，構成兩對平衡力；②相似三角形法：利用矢量三角形與幾何三角形相似的關系，建立方程求解力的方法．應用這種方法，往往能收到簡捷的效果．3、A【解析】

因水平方向所加為掃描電壓，可使電子在水平方向移動，且與豎直向的周期相同，則熒光屏上顯示的波形與豎直向的電壓波形相似.A.由上分析可知，A正確；BCD.由上分析可知，BCD錯誤。4、C【解析】

AB.同一根彈簧的作用力相同，則彈簧對A的作用力等于對B的作用力，且作用時間是相同的，故AB錯誤；CD.兩物體離開彈簧后，都做勻減速直線運動，加速度大小相等，而A滑行的距離比B遠，根據(jù)可知，A的初速度大，即離開彈簧時A的速度大于B的速度，故C正確，D錯誤。5、C【解析】

對于任一行星，設其表面重力加速度為g。根據(jù)平拋運動的規(guī)律得則水平射程可得該行星表面的重力加速度與地球表面的重力加速度之比根據(jù)得可得解得行星的半徑故選C。6、C【解析】試題分析：在行星表面運行的衛(wèi)星其做圓周運動的向心力由萬有引力提供，故有，所以衛(wèi)星的動能為，故在地球表面運行的衛(wèi)星的動能在“格利斯”行星表面表面運行的衛(wèi)星的動能，所以有；故C正確．故選C．考點：萬有引力定律的應用；動能．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】

AB.由圖可知，6s內(nèi)物體一直沿正方向運動，6-8s時物體反向運動，故6s時相對于起點的位移最大，故A正確B錯誤。C.v-t圖象的斜率表示物體的加速度，由圖可知，4-8s內(nèi)圖線的斜率最大，加速度最大，故C錯誤；D.圖像的面積代表位移，橫軸上方為正，下方為負，故4-8s內(nèi)物體位移為零，第4s末和第8s末在同一位置上，故D正確。8、BC【解析】

對物體進行受力分析，受重力，支持力，由于圓周運動物體具有離心趨勢，受指向圓心的靜摩擦力．因為在水平面上運動，故而重力和支持力平衡，即合力等于靜摩擦力，合力提供向心力．【詳解】A、B.由于圓周運動物體具有離心趨勢，受指向圓心的靜摩擦力，與速度垂直，則A錯誤，B正確；C.摩擦力充當向心力即大小一定為mω2R，則C正確；D.摩擦力不一定達到最大靜摩擦力，即大小不一定為μmg，則D錯誤；故選BC．9、BCD【解析】

A、兩次實驗，彈簧壓縮形變是相同的，所以彈性勢能相等，兩滑塊到達B點的動能是相等的，，又m2>m1，所以v1>v2，兩滑塊到達B點的速度不相同，A錯誤B、根據(jù)牛頓運動定律可得，沿斜面上升時，物體收到重力、支持力、摩擦力，將重力垂直斜面和平行斜面分解，可得，，兩滑塊材料相同，B正確C、設初始彈簧壓縮了x，滑塊沿斜面運動的距離為s，根據(jù)能量守恒可知，所以，C正確D、滑塊上升到最高點的過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量，D正確10、AD【解析】

在AB的垂直平分線上，從無窮遠處到O點電場強度先變大后變小，到O點變?yōu)榱?，負電荷受力沿垂直平分線運動，電荷的加速度先變大后變小，速度不斷增大，在O點加速度變?yōu)榱?，速度達到最大，由速度與時間的圖象的斜率先變大后變小，由O點到無窮遠，速度變化情況與另一側速度的變化情況具有對稱性，如果PN足夠遠，則D正確，如果PN很近，則A正確，BC錯誤。故選AD。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、50.15mm4.700mm【解析】游標卡尺的讀數(shù)為l=5cm+3×12012、保證木塊做平拋運動的初速度與木塊滑上木板時的初速度相等否設木塊做平拋運動的初速度為v，運動時間為t，則木塊的水平位移x=vt，木塊在水平木板上運動時，由動能定理得：-fL=0-mv2，解得：L=x2，m，f，t是常數(shù)，設=k，則L=kx2，k是常數(shù)，則L與x2成正比【解析】

①實驗要保證木塊的初速度相等，A，B兩步中，均使彈簧壓縮到同一點P的目的是保證木塊做平拋運動的初速度與木塊滑上木板時的初速度相等．②木塊離開平臺后做平拋運動，由于拋出點的高度一定，木塊在空中的運動時間相等，木塊的水平位移與時間成正比，實驗不需要測出平臺的高度h．③設木塊做平拋運動的初速度為v，運動時間為t，則木塊的水平位移x=vt，木塊在水平木板上運動時，由動能定理得：-fL=0-mv2，解得：L=x2，m，f，t是常數(shù)，設=k，則L=kx2，k是常數(shù)，則L與x2成正比．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)3.6m/s，沿斜面向上2.4m/s，沿斜面向下(2)3m21.1J【解析】

（1）對木板B有，所以A與B發(fā)生碰撞前木板B處于靜止狀態(tài)．設小物塊A與木板B碰撞前得速度為，根據(jù)機械能守恒有A與B碰撞滿足動量守恒和機械能守恒：解得，，可見A與B第一次碰撞后A的速度大小為3.6m/s，方向沿斜面向上；B的速度為2.4m/s，方向沿斜面向下．（2）A與B第一次碰撞后，A沿木板向上做勻減速運動，B沿斜面向下做勻速運動，在A與B第一次碰撞后到第二次碰撞前，當AB的速度相等時，A距B下端的距離最大，A的運動時間為，A距B下端的最大距離其中：，，聯(lián)立以上方程解得A與B第一次碰撞后到第二次碰撞的時間為，碰撞前A的速度為，由于A與B從第一次碰撞到第二次碰撞前的位移相同，即：此過程對A由動能定理，解得