2025屆清華大學(xué)附中物理高三第一學(xué)期期末檢測試題含解析

2025屆清華大學(xué)附中物理高三第一學(xué)期期末檢測試題注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號碼填寫清楚，將條形碼準確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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、地球半徑為R，在距球心r處（rR）有一顆同步衛(wèi)星，另有一半徑為2R的星球A，在距其球心2r處也有一顆同步衛(wèi)星，它的周期是72h，那么，A星球的平均密度與地球平均密度的比值是（）A．1∶3 B．3∶1 C．1∶9 D．9∶12、如圖所示，物體A、B的質(zhì)量分別為m、2m，物體B置于水平面上，B物體上部半圓型槽的半徑為R，將物體A從圓槽的右側(cè)最頂端由靜止釋放，一切摩擦均不計。則（）A．A、B物體組成的系統(tǒng)動量守恒B．A不能到達圓槽的左側(cè)最高點C．A運動到圓槽的最低點時A的速率為D．A運動到圓槽的最低點時B的速率為3、為了人民的健康和社會的長遠發(fā)展，我國環(huán)保部門每天派出大量的灑水車上街進行空氣凈化除塵，已知某種型號的灑水車的操作系統(tǒng)是由發(fā)動機帶動變速箱，變速箱帶動灑水泵產(chǎn)生動力將罐體內(nèi)的水通過管網(wǎng)噴灑出去，假設(shè)行駛過程中車受到的摩擦阻力跟其質(zhì)量成正比，受到的空氣阻力跟車速成正比，當(dāng)灑水車在平直路面上勻速行駛并且勻速灑水時，以下判斷正確的是（）A．灑水車的動能保持不變 B．發(fā)動機的功率保持不變C．牽引力的功率要隨時間均勻減小 D．牽引力大小跟灑水時間成反比4、2019年1月3日，嫦娥四號成功著陸在月球背面開始了對月球背面區(qū)域的科學(xué)考察之旅。由于月球在繞地球的運行過程中永遠以同一面朝向地球，導(dǎo)致地球上的任何基站信號都無法直接穿透月球與嫦娥四號建立聯(lián)系，為此，我國特意于2018年5月21日成功發(fā)射了嫦娥四號中繼星“鵲橋”，如下圖所示，若忽略除地球和月球外其他天體的影響，運行在地月第二拉格朗日點（L2點）的“鵲橋”的運動可簡化為同時參與了以L2點為中心的自轉(zhuǎn)和與月球一起繞地球的公轉(zhuǎn)兩個運動，以確保嫦娥四號和地球之間始終能夠正常的進行通訊聯(lián)系。以下關(guān)于月球和中繼星“鵲橋”運動的認識中正確的是：A．月球的自轉(zhuǎn)周期與其繞地球的公轉(zhuǎn)周期一定是相同的B．“鵲橋”的公轉(zhuǎn)周期一定大于月球的公轉(zhuǎn)周期C．“鵲橋”的自轉(zhuǎn)的周期一定等于其繞地球公轉(zhuǎn)的周期D．“鵲橋”繞L2點自轉(zhuǎn)的向心力一定是地球和月球?qū)ζ淙f有引力的合力5、中微子失蹤之謎是一直困擾著科學(xué)家的問題，原來中微子在離開太陽向地球運動的過程中，發(fā)生“中微子振蕩”轉(zhuǎn)化為一個μ子和一個τ子。科學(xué)家通過對中微子觀察和理論分析，終于弄清了中微子失蹤之謎，成為“2001年世界十大科技突破”之一。若中微子在運動中只轉(zhuǎn)化為一個μ子和一個τ子，并已知μ子的運動方向與中微子原來的方向一致，則τ子的運動方向（）A．一定與中微子方向一致 B．一定與中微子方向相反C．可能與中微子方向不在同一直線上 D．只能與中微子方向在同一直線上6、如圖所示，在水平面上放置著一個密閉絕熱的容器，容器內(nèi)一個有質(zhì)量的活塞封閉著理想氣體，活塞下部為真空兩端固定的輕彈簧被壓縮后用繩扎緊現(xiàn)在繩突然斷開，當(dāng)輕彈簧推動活塞上升的過程中，理想氣體A．壓強增大，溫度升高B．壓強增大，溫度降低C．壓強減小，溫度升高D．壓強減小，溫度降低二、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、如圖所示，兩條相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于水平面（紙面）內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計。金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置并接觸良好，接入電路的電阻也為R。若給棒以平行導(dǎo)軌向右的初速度v0，當(dāng)流過棒截面的電荷量為q時，棒的速度減為零，此過程中棒發(fā)生的位移為x。則在這一過程中（）A．導(dǎo)體棒作勻減速直線運動B．當(dāng)棒發(fā)生位移為時，通過棒的電量為C．在通過棒的電荷量為時，棒運動的速度為D．定值電阻R釋放的熱量為8、如圖所示，兩個平行的導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的左側(cè)接一個阻值為R的定值電阻，兩導(dǎo)軌之間的距離為L.導(dǎo)軌處在勻強磁場中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向豎直向上.一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直于兩導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)為μ。導(dǎo)體棒ab在水平外力F作用下，由靜止開始運動了x后，速度達到最大，重力加速度為g，不計導(dǎo)軌電阻。則（）A．導(dǎo)體棒ab的電流方向由a到bB．導(dǎo)體棒ab運動的最大速度為C．當(dāng)導(dǎo)體棒ab的速度為v0（v0小于最大速度）時，導(dǎo)體棒ab的加速度為D．導(dǎo)體棒ab由靜止達到最大速度的過程中，ab棒獲得的動能為Ek，則電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱是9、如圖所示，電阻不計、間距為L的粗糙平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強度為B。方向豎直向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻R，質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動，外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是F＝F0＋kv（F0，k是常量），金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ。下列關(guān)于金屬棒的速度v隨時間t變化的圖象和感應(yīng)電流的功率P隨v2變化的圖像可能正確的是（）A． B．C． D．10、如圖所示，在光滑的水平面上方，有兩個磁感應(yīng)強度大小均為B、方向相反的水平勻強磁場，PQ為兩個磁場的理想邊界，磁場范圍足夠大。一個邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的單匝正方形線框，以速度v垂直磁場方向從圖示實線位置Ⅰ開始向右運動，當(dāng)線框運動到分別有一半面積在兩個磁場中的位置Ⅱ時，線框的速度為。則下列說法正確的是（）A．在位置Ⅱ時線框中的電功率為 B．在位置時Ⅱ的加速度為C．此過程中安培力的沖量大小為 D．此過程中通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為三、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）某學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的實驗裝置來探究“小車加速度與合外力的關(guān)系”，并用此裝置測量軌道與小車之間的動摩擦因數(shù)。實驗裝置中的微型力傳感器質(zhì)量不計，水平軌道表面粗糙程度處處相同，實驗中選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪。實驗中保持小車和位移傳感器（發(fā)射器）的總質(zhì)量不變，小車和位移傳感器（發(fā)射器）的加速度由位移傳感器（接收器）及與之相連的計算機得到。多次改變重物的質(zhì)量進行實驗得小車和位移傳感器（發(fā)射器）的加速度與力傳感器的示數(shù)的關(guān)系圖象如圖乙所示。重力加速度取。(1)用該實驗裝置測量小車與水平軌道間的動摩擦因數(shù)時，下列選項中必須要做的一項實驗要求是______（填寫選項對應(yīng)字母）A．要使重物的質(zhì)量遠遠小于小車和位移傳感器（發(fā)射器）的總質(zhì)量B．要將軌道的一端適當(dāng)墊高來平衡摩擦力C．要使細線與水平軌道保持平行D．要將力傳感器的示數(shù)作為小車所受的合外力(2)根據(jù)圖象乙可知該水平軌道的摩擦因數(shù)______（用分數(shù)表示）。(3)該學(xué)習(xí)小組用該裝置來驗證“小車和位移傳感器（發(fā)射器）質(zhì)量不變情況下，小車和位移傳感器（發(fā)射器）的加速度與作用在小車上的拉力成正比”，那么應(yīng)該將軌道斜面調(diào)整到_____（用角度表示）。12．（12分）某同學(xué)研究小車的勻變速直線運動，某次實驗得到的紙帶如圖所示，其中計數(shù)點3污損，只測得以下數(shù)據(jù)，，，，。圖中相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出，打點計時器所用電源的頻率為50Hz，（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。（1）利用所測數(shù)據(jù)求得小車的加速度大小________。（2）打點計時器在打計數(shù)點3時小車的速度大小_________m/s。（3）如果在測定勻變速直線運動的加速度時，工作電壓的頻率變小了，但該同學(xué)不知道，這樣計算出的加速度值與真實值相比_________（選填“偏大”“不變”或“偏小”）。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，“＜”型光滑長軌道固定在水平面內(nèi)，電阻不計．軌道中間存在垂直水平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B．一根質(zhì)量m、單位長度電阻R0的金屬桿，與軌道成45°位置放置在軌道上，從靜止起在水平拉力作用下從軌道的左端O點出發(fā)，向右做加速度大小為a的勻加速直線運動，經(jīng)過位移L．求：(1)金屬桿前進L過程中的平均感應(yīng)電動勢．(2)已知金屬桿前進L過程中水平拉力做功W．若改變水平拉力的大小，以4a大小的加速度重復(fù)上述前進L的過程，水平拉力做功多少？(3)若改用水平恒力F由靜止起從軌道的左端O點拉動金屬桿，到金屬桿速度達到最大值vm時產(chǎn)生熱量．（F與vm為已知量）(4)試分析(3)問中，當(dāng)金屬桿速度達到最大后，是維持最大速度勻速直線運動還是做減速運動？14．（16分）如圖所示，由某種透明介質(zhì)構(gòu)成的棱鏡橫截面為一等腰梯形，其中，AB的邊長為，BC的邊長為，為長度的，一束光線剛好從E點沿與平行的方向射入棱鏡，該光線在棱鏡內(nèi)恰好通過的中點F。已知光在真空中的光速為c。求：(i)此種介質(zhì)的折射率；(ii)光線在介質(zhì)中的傳播時間。15．（12分）（1）下列說法中正確的是__________A．如果氣體溫度升高，氣體中每一個分子熱運動的速率都將增加B．100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子平均動能不變C．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體D．由于金屬的許多物理性質(zhì)具有各向同性，故金屬屬于非晶體E.若液體對某種固體是浸潤的，其附著層里的液體分子比液體內(nèi)部更密，附著層里液體的分子力表現(xiàn)為斥力（2）如圖所示，一太陽能空氣集熱器的底面及側(cè)面為絕熱材料，頂面為透明玻璃板。開始時集熱器的進氣口和出氣口閥門關(guān)閉，集熱器中密封了一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)過太陽曝曬后，集熱器中氣體的溫度由27℃升高到87℃，求：①集熱器中氣體的壓強升為原來的多少倍？②現(xiàn)保持集熱器中氣體溫度為87℃不變，通過出氣口緩慢放出溫度為87℃的氣體，直到集熱器內(nèi)的氣體壓強降為放氣前壓強的56

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】

萬有引力提供向心力密度因為星球A的同步衛(wèi)星和地球的同步衛(wèi)星的軌道半徑比為2：1，地球和星球A的半徑比為2：1，兩同步衛(wèi)星的周期比3：1．所以A星球和地球的密度比為1：2．故C正確，ACD錯誤。

故選C。2、D【解析】

A．A、B物體組成的系統(tǒng)只有水平方向動量守恒，選項A錯誤；B．運動過程不計一切摩擦，故機械能守恒，那么A可以到達B圓槽的左側(cè)最高點，且A在B圓槽的左側(cè)最高點時，A、B的速度都為零，故B錯誤；CD．對A運動到圓槽的最低點的運動過程由水平方向動量守恒對AB整體應(yīng)用機械能守恒可得所以A運動到圓槽的最低點時B的速率為故C錯誤，D正確；故選D。3、C【解析】

以車和水為研究對象，受力分析可知，水平方向受牽引力、摩擦阻力和空氣阻力作用，由題意，車受到的摩擦阻力跟其質(zhì)量成正比，受到的空氣阻力跟車速成正比，根據(jù)牛頓第二定律知，F(xiàn)-f-kv=ma當(dāng)灑水車在平直路面上勻速行駛并且勻速灑水時，車與水的質(zhì)量在減小，故摩擦阻力在減小，空氣阻力恒定不變，則牽引力在減小，合力為零。A．灑水車的質(zhì)量減小，速度不變，故動能減小，故A錯誤。B．發(fā)動機的功率P=Fv，牽引力減小，速度不變，則發(fā)動機的功率減小，故B錯誤。CD．牽引力F=f+kv，灑水車的質(zhì)量隨時間均勻減小，則牽引力的大小隨灑水時間均勻減小，但不成反比。牽引力功率隨時間均勻減小，故C正確，D錯誤。故選C。4、A【解析】

A.月球一面始終朝著地球，說明月球也有自轉(zhuǎn)，其自轉(zhuǎn)周期等于其公轉(zhuǎn)周期，故A正確；B.地月系統(tǒng)的拉格朗日點就是小星體在該位置時，可以與地球和月球基本保持相對靜止，故中繼星“鵲橋”隨拉格朗日點L2繞地球運動的周期等于月球繞地球的周期，故B錯誤；C.為確保嫦娥四號和地球之間始終能夠正常的進行通訊聯(lián)系，所以“鵲橋”的自轉(zhuǎn)的周期要小其繞地球公轉(zhuǎn)的周期，故C錯誤；D.中繼星“鵲橋”繞拉格朗日點L2運動過程，只受到地球和月球萬有引力作用，合力不能提供向心力，因此還受到自身的動力作用，故D錯誤。5、D【解析】

中微子轉(zhuǎn)化為一個μ子和一個τ子過程中動量守恒，已知μ子的運動方向與中微子原來的方向一致，只能得出τ子的運動方向與中微子方向在同一直線上，可能與中微子同向也可能反向。A．一定與中微子方向一致與分析不符，故A錯誤；B．一定與中微子方向相反與分析不符，故B錯誤；C．可能與中微子方向不在同一直線上與分析不符，故C錯誤；D．只能與中微子方向在同一直線上與分析不符，故D正確。故選：D。6、A【解析】

根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程分析氣體的狀態(tài)參量的變化；輕彈簧推動活塞上升的過程中對氣體做功，結(jié)合熱力學(xué)第一定律即可判定氣體內(nèi)能的變化與溫度的變化．【詳解】活塞向上壓縮氣體的過程中對氣體做正功，同時，由于是絕熱的氣缸，氣體與外界之間沒有熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體的內(nèi)能一定增大，所以氣體的溫度升高．根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：可知，氣體的溫度升高，體積減小則氣體的壓強一定增大．故選A.【點睛】通過受力分析確定所受的各個力，以及物體的初末狀態(tài)和物體運動過程，從而確定不同力的做功情況以及能量的轉(zhuǎn)化是解決此類題目的解題思路．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、BD【解析】

A.由于導(dǎo)體棒向右減速運動，則電動勢減小，則電流減小，則導(dǎo)體棒的安培力減小，即合力減小，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度減小，則導(dǎo)體棒做變減速運動，故A錯誤；B.棒的速度減為零，當(dāng)流過棒截面的電荷量為：當(dāng)棒發(fā)生位移為時，則通過棒的電量為，故B正確；C.棒的速度減為零，當(dāng)流過棒截面的電荷量為：當(dāng)流過棒的電荷為時，棒發(fā)生的位移為：根據(jù)牛頓運動定律可得棒運動的加速度為：設(shè)棒運動的時間為，則有：所以有：即：當(dāng)流過棒的電荷為時，則有：當(dāng)流過棒的電荷為時，則有：解得：故C錯誤；

D.棒的速度減為零的過程中，定值電阻R釋放的熱量為：故D正確；故選BD。8、BC【解析】

A．根據(jù)楞次定律，導(dǎo)體棒ab的電流方向由b到a，A錯誤；B．導(dǎo)體棒ab垂直切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢大小E=BLv由閉合電路的歐姆定律得導(dǎo)體棒受到的安培力FA=BIL當(dāng)導(dǎo)體棒做勻速直線運動時速度最大，由平衡條件得解得最大速度B正確；C．當(dāng)速度為v0由牛頓第二定律得解得C正確；D．在整個過程中，由能量守恒定律可得Ek+μmgx+Q=Fx解得整個電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q=Fx－μmgx－EkD錯誤。故選BC。9、ABD【解析】

AB．分析金屬棒運動情況，由力的合成和牛頓第二定律可得合因為金屬棒從靜止出發(fā)，所以有且合即加速度，加速度方向水平向右；（1）若，則有加速度為定值，金屬棒水平向右做勻加速直線運動，則有說明速度與時間成正比，故A可能；(2)若，則有隨增大而增大，說明金屬棒做加速度增大的加速運動，速度-時間圖象的斜率增大；(3)若，則有隨增大而減小，說明金屬棒在做加速度減小的加速運動，速度-時間圖象的斜率減小，故B可能；CD．設(shè)金屬棒在某一時刻速度為，由題意可知感應(yīng)電動勢環(huán)路電流為則有感應(yīng)電流與速度成正比；感應(yīng)電流功率為則有感應(yīng)電流的功率與速度的平方成正比，故C錯誤，D正確。故選ABD。10、AC【解析】

A．線框經(jīng)過位置Ⅱ時，線框左右兩邊均切割磁感線，所以此時的感應(yīng)電動勢為故線框中的電功率為A正確；B．線框在位置Ⅱ時，左右兩邊所受安培力大小均為根據(jù)左手定則可知，線框左右兩邊所受安培力的方向均向左，故此時線框的加速度為B錯誤；C．整個過程根據(jù)動量定理可知安培力的沖量為所以安培力的沖量大小為，C正確；D．根據(jù)線框在位置Ⅰ時其磁通量為，而線框在位置Ⅱ時其磁通量為零，故D錯誤。故選AC。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、C【解析】

（1）[1]小車所受到的水平拉力即為力傳感器的示數(shù)，由圖象可知當(dāng)，小車開始有加速度，即摩擦力為5N，由牛頓第二定律可知：，得：，所以既不需要使重物的質(zhì)量遠遠小于小車和位移傳感器（發(fā)射器）的總質(zhì)量，也不需要將軌道的一端適當(dāng)墊高來平衡摩擦力，選項ABD錯誤；實驗中保持細線與軌道平行時，小車和位移傳感器（發(fā)射器）所受的拉力為力傳感器的示數(shù)，選項C正確。故選：C。（2）[2]選小車和位移傳感器（發(fā)射器）為研究對象，由牛頓第二定律可得，即，由圖乙可知圖象的斜率，即，得：，由時可解得：；（3）[3]若要驗證“小車和位移傳感器（發(fā)射器）質(zhì)量不變情況下，小車和位移傳感器（發(fā)射器）的加速度與作用在小車上的拉力成正比”要將軌道一端墊高來平衡摩擦力。對小車和位移傳感器（發(fā)射器）受力分析可得：，即，所以。12、0.800.56偏大【解析】

(1)[1]．由或求得(2)[2]．由或求得。(3)[3]．根據(jù)，電源的頻率為50Hz，，若工作電壓的頻率變小了，，但該同學(xué)不知道，仍然代入了，使得結(jié)果與真實值相比偏大。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)(2)2W+2maL(3)(4)當(dāng)金屬桿速度達到最大后，將做減速運動【解析】

(1)由位移﹣速度公式