2025屆THUSSAT北京市清華大學(xué)中學(xué)高三最后一卷物理試卷含解析

2024屆THUSSAT北京市清華大學(xué)中學(xué)高三最后一卷物理試卷考生須知：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(yīng)位置上。2．請(qǐng)用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號(hào)。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(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬細(xì)桿通有電流時(shí)，在豎直絕緣擋板作用下靜止在傾角為的光滑絕緣固定斜面上。斜面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。若電流的方向和磁場(chǎng)的方向均保持不變，金屬細(xì)桿的電流大小由I變?yōu)?.5I，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B變?yōu)?B，金屬細(xì)桿仍然保持靜止，則（）A．金屬細(xì)桿中電流方向一定垂直紙面向外 B．金屬細(xì)桿受到的安培力增大了C．金屬細(xì)桿對(duì)斜面的壓力可能增大了BIL D．金屬細(xì)桿對(duì)豎直擋板的壓力可能增大了BIL2、用光子能量為5.0eV的一束光照射陰極P，如圖，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)。發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于1.60V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于1.60V時(shí)，電流表讀數(shù)為零，由此可知陰極材料的逸出功為（）A．1.6eV B．2.2eV C．3.0eV D．3.4eV3、下列說法中不正確的是（）A．在關(guān)于物質(zhì)波的表達(dá)式ε＝hν和p＝中，能量ε和動(dòng)量p是描述物質(zhì)的粒子性的重要物理量，波長(zhǎng)λ或頻率ν是描述物質(zhì)的波動(dòng)性的典型物理量B．光電效應(yīng)既顯示了光的粒子性，又顯示了光的波動(dòng)性C．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)D．γ射線是波長(zhǎng)很短的電磁波，它的穿透能力比β射線要強(qiáng)4、2017年11月5日，我國(guó)用長(zhǎng)征火箭成功發(fā)射了兩顆北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星(如圖所示)，開啟了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的新時(shí)代。下列關(guān)于火箭在豎直方向加速起飛階段的說法，正確的是（）A．火箭只受到重力和空氣阻力的作用B．火箭噴出的熱氣流對(duì)火箭的作用力與火箭對(duì)熱氣流的作用力大小相等C．火箭處于失重狀態(tài)D．保溫泡沫塑料從箭殼上自行脫落后，相對(duì)地面由靜止下落5、讓一小球分別從豎直墻壁上面的A點(diǎn)和B點(diǎn)沿不同的粗糙斜面AC和BC到達(dá)水平面上同一點(diǎn)C，小球釋放的初速度等于0，兩個(gè)斜面的粗糙程度相同，關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．下滑到C點(diǎn)時(shí)合外力的沖量可能相同B．下滑到C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能可能相同C．下滑到C點(diǎn)過程中損失的機(jī)械能一定相同D．若小球質(zhì)量增大，則沿同一斜面到達(dá)斜面底端的速度增大6、如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，用某種頻率的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，結(jié)果受到激發(fā)后的氫原子能輻射出三種不同頻率的光子，讓輻射出的光子照射某種金屬，結(jié)果有兩種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，其中一種光子恰好能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則打出的光電子的最大初動(dòng)能為（）A．0B．1.89eVC．10.2eVD．12.09eV二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，在光滑的水平面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的理想邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大。一個(gè)邊長(zhǎng)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(chǎng)方向從圖示實(shí)線位置Ⅰ開始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到分別有一半面積在兩個(gè)磁場(chǎng)中的位置Ⅱ時(shí)，線框的速度為。則下列說法正確的是（）A．在位置Ⅱ時(shí)線框中的電功率為 B．在位置時(shí)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8、如圖，裝有水的杯子從傾角α=53°的斜面上滑下，當(dāng)水面穩(wěn)定時(shí)，水面與水平面的夾角β=16°。取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，sin16°=0.28，則A．杯子下滑的加速度大小為2.8m/s2B．杯子下滑的加速度大小為3.5m/s2C．杯子與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75D．杯子與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.879、一簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波沿x軸負(fù)方向傳播，已知波的波長(zhǎng)為8m，周期為2s，t＝0s時(shí)刻波形如圖甲所示，a、b、d是波上的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖乙是波上某一點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則下列說法正確的是A．圖乙可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)B．在0~0.25s和0.25~0.5s兩段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動(dòng)位移相同C．該波傳播速度為v＝16m/sD．質(zhì)點(diǎn)a在t=1s時(shí)位于波谷E.質(zhì)點(diǎn)d簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.1sinπt（m）10、如圖所示，等邊三角形線框由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框頂點(diǎn)、與直流電源兩端相接，已知導(dǎo)體棒受到的安培力大小為，則（）A．導(dǎo)體棒受到的安培力垂直于線框平面B．導(dǎo)體棒中的電流是導(dǎo)體棒中電流的2倍C．導(dǎo)體棒和所受到的安培力的合力大小為D．三角形線框受到的安培力的大小為三、實(shí)驗(yàn)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）實(shí)驗(yàn)室中有一臺(tái)銘牌模糊的可拆卸式變壓器，如圖所示，該變壓器可近似看做理想變壓器。某同學(xué)欲測(cè)量它的初級(jí)次級(jí)線圈匝數(shù)：先在閉合鐵芯的上端鐵軛處緊密纏繞100匝漆包細(xì)銅線，并將細(xì)銅線兩端與理想交流電壓表構(gòu)成閉合回路。（1）在次級(jí)線圈左右兩端的接線柱上輸入12V低壓交流電壓，理想交流電壓表示數(shù)為60V，則次級(jí)線圈的匝數(shù)為________匝；在初級(jí)線圈左右兩端的接線柱上輸入12V低壓交流電壓，理想交流電壓表示數(shù)為30V，則初級(jí)線圈的匝數(shù)為________匝。（2）若初級(jí)線圈左右兩端接線柱接入的交變電壓瞬時(shí)表達(dá)式為u=311sin100πt(V)，則與次級(jí)線圈左右兩端接線柱直接相連的理想交流電壓表的示數(shù)為________V。12．（12分）某同學(xué)要測(cè)量量程為6V的電壓表Vx的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)過程如下：(1)先用多用電表粗測(cè)電壓表的內(nèi)阻，將多用電表功能選擇開關(guān)置于“×1K”擋，調(diào)零后，將紅表筆與電壓表________(選填“正”或“負(fù)”)接線柱連接，黑表筆與另一接線柱連接，指針位置如圖所示，電壓表內(nèi)阻為________Ω.(2)為了精確測(cè)量其內(nèi)阻，現(xiàn)提供以下器材：電源E(電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻約為1Ω)Ｋ開關(guān)和導(dǎo)線若干電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約為3Ω)電壓表V(量程10V，內(nèi)阻約為15kΩ)定值電阻R0(阻值為5kΩ)滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為5Ω，額定電流為1A)滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為50Ω，額定電流為1A)①請(qǐng)選用合適的器材，在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖_______(需標(biāo)注所用實(shí)驗(yàn)器材的符號(hào))．②待測(cè)電壓表Vx內(nèi)阻測(cè)量值的表達(dá)式為Rx＝________．(可能用到的數(shù)據(jù)：電壓表Vx的示數(shù)為Ux，電壓表V的示數(shù)為U，電流表A的示數(shù)為I)四、計(jì)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，平面鏡M放置在某液體中，液體上方靠近液面處放置毛玻璃PQ，一束激光水平照射到肘上O1點(diǎn)時(shí)，觀察到在O1點(diǎn)正上方玻璃上O點(diǎn)有一個(gè)光點(diǎn)。使平面鏡M繞垂直紙面的軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過θ角時(shí)。玻璃上光點(diǎn)恰好消失。已知真空中光速為c，求：（1）液體的折射率n；（2）光在液體中的傳播速度v。14．（16分）某幼兒園設(shè)計(jì)的一個(gè)滑梯，由于場(chǎng)地大小的限制，滑梯的水平跨度確定為4m，如圖所示。已知滑梯與兒童褲料之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，為使兒童能從滑梯頂端由靜止滑下，且到達(dá)地面的速度不超過2m/s，取g等于10m/s2，求滑梯高度范圍。15．（12分）在防控新冠肺炎疫情期間，青島市教育局積極落實(shí)教育部“停課不停學(xué)”的有關(guān)通知要求，號(hào)召全市中小學(xué)校注重生命教育，鼓勵(lì)學(xué)生鍛煉身體。我市某同學(xué)在某次短跑訓(xùn)練中，由靜止開始運(yùn)動(dòng)的位移一時(shí)間圖像如圖所示，已知0~t0是拋物線的一部分，t0~5s是直線，兩部分平滑相連，求：(1)t0的數(shù)值；(2)該同學(xué)在0~t0時(shí)間內(nèi)的加速度大小。

參考答案一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、D【解析】

A．金屬細(xì)桿受到重力、斜面的支持力、擋板的支持力和安培力作用，根據(jù)力的平衡條件可知，金屬細(xì)桿中電流方向可能垂直紙面向外，也可能垂直紙面向里，故A錯(cuò)誤；B．由于磁場(chǎng)與電流方向垂直，開始安培力為，后來的安培力為則金屬細(xì)桿受到的安培力增大了故B錯(cuò)誤；C．金屬細(xì)桿受到重力、斜面的支持力、擋板的支持力和安培力作用，根據(jù)力的平衡條件可知，將斜面的支持力分解成水平方向和豎直方向，則水平方向和豎直方向的合力均為零，由于金屬細(xì)桿的重力不變，故斜面的支持力不變，由牛頓第三定律可知，金屬細(xì)桿對(duì)斜面的壓力不變，故C錯(cuò)誤；D．由于金屬細(xì)桿受到斜面的支持力不變，故安培力的大小變化量與擋板的支持力的大小變化量相等；如果金屬細(xì)桿中電流方向垂直紙面向里，安培力方向水平向右，當(dāng)安培力增大，則金屬細(xì)桿對(duì)擋板的壓力增大，由于安培力增大BIL，所以金屬細(xì)桿對(duì)豎直擋板的壓力增大了BIL；如果金屬細(xì)桿中電流方向垂直紙面向外，安培力方向水平向左，當(dāng)安培力增大BIL，則金屬細(xì)桿對(duì)擋板的壓力減小BIL，故金屬細(xì)桿對(duì)豎直擋板的壓力可能增大了BIL，D正確。故選D。2、D【解析】

設(shè)用光子能量為5.0eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ekm，當(dāng)反向電壓達(dá)到U=1.60V以后，電流表讀數(shù)為零說明具有最大初動(dòng)能的光電子也達(dá)不到陽(yáng)極，因此Ekm=eU=1.60eV根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ekm=hv-W0，陰極材料的逸出功為W0=hv-Ekm=3.40eV.故選D。3、B【解析】

A．表達(dá)式和中，能量?和動(dòng)量p是描述物質(zhì)的粒子性的重要物理量，波長(zhǎng)λ或頻率是描述物質(zhì)的波動(dòng)性的典型物理量，故A正確；B．光電效應(yīng)顯示了光的粒子性，而不是波動(dòng)性，故B錯(cuò)誤；C．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子核復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故C正確；D．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，故D正確。本題選不正確的，故選B。4、B【解析】

A．火箭受到重力和空氣阻力以及內(nèi)部燃料噴出時(shí)的作用力，故A錯(cuò)誤；B．火箭噴出的熱氣流對(duì)火箭的作用力與火箭對(duì)熱氣流的作用力為作用力和反作用力，二者大小相等，故B正確；C．火箭加速向上，故處于超重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D．保溫泡沫塑料從箭殼上自行脫落后，由于具有向上的速度，故做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選B。5、C【解析】

AB．由動(dòng)能定理則下滑到C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能不相同；兩個(gè)路徑的運(yùn)動(dòng)到達(dá)底端，合力的沖量等于動(dòng)量的增量，方向大小都不同，所以AB錯(cuò)誤；C．下滑到C點(diǎn)過程中摩擦力做功相同，都為所以機(jī)械能損失相同，選項(xiàng)C正確。D．根據(jù)可知，兩邊消去了滑塊的質(zhì)量m，則與質(zhì)量無關(guān)，即若小球質(zhì)量增大，則沿同一斜面到達(dá)斜面底端的速度不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。6、B【解析】

由題可知，某種頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子后，處于激發(fā)態(tài)的氫原子能輻射出三種不同頻率的光子，表面氫原子激發(fā)后處于n=3的激發(fā)態(tài)，輻射出的光子中，兩種頻率較高的光子能量為hv1=E3﹣E1=12.09eV，hv2=E2﹣E1=10.2eV，由于這兩種光子中有一種光子恰好能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，由此可知，該金屬的逸出功為10.2eV，則打出的光電子的最大初動(dòng)能為Ek=12.09eV﹣10.2eV=1.89eV，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B?！军c(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道能級(jí)間吸收或輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，掌握光電效應(yīng)方程，并能靈活運(yùn)用。二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、AC【解析】

A．線框經(jīng)過位置Ⅱ時(shí)，線框左右兩邊均切割磁感線，所以此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為故線框中的電功率為A正確；B．線框在位置Ⅱ時(shí)，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(shí)線框的加速度為B錯(cuò)誤；C．整個(gè)過程根據(jù)動(dòng)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(shí)其磁通量為，而線框在位置Ⅱ時(shí)其磁通量為零，故D錯(cuò)誤。故選AC。8、BC【解析】

取水平面的一質(zhì)量為m的小水滴為研究對(duì)象，由正交分解法結(jié)合牛頓第二定律可得：；解得a=3.5m/s2；對(duì)杯子和水的整體，由牛頓第二定律：解得μ=0.75，故選BC.9、ADE【解析】

A．由圖乙知，t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過位置向下運(yùn)動(dòng)，圖甲是t=0時(shí)刻的波形，此時(shí)a位于波峰，位移最大，與圖乙中t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的狀態(tài)不符，而質(zhì)點(diǎn)b在t=0時(shí)刻經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，與圖乙中t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的狀態(tài)相符，所以圖乙不能表示質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)，可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)，故A正確；B．由于質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，并不是勻速直線運(yùn)動(dòng)，則在0～0.25s和0.25～0.5s兩段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動(dòng)位移不相同，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，波的波長(zhǎng)為8m，周期為2s，故傳播速度故C錯(cuò)誤；D．因周期T=2s，那么質(zhì)點(diǎn)a在t=1s時(shí)，即振動(dòng)半個(gè)周期，其位于波谷，故D正確；E．根據(jù)平移法可知，質(zhì)點(diǎn)d下一時(shí)刻沿著y軸正方向運(yùn)動(dòng)，振幅而因此質(zhì)點(diǎn)d簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為故E正確。故選ADE。10、BD【解析】

A．由圖可知，導(dǎo)體棒MN電流方向有M指向N，由左手定則可得，安培力方向平行于線框平面，且垂直于導(dǎo)體棒MN，故A錯(cuò)誤；B．MLN邊的有效長(zhǎng)度與MN相同，等效后的電流方向也與MN相同，由左手定則可知，邊MLN的電阻等于邊MN的電阻的兩倍，兩者為并聯(lián)關(guān)系，根據(jù)歐姆定律可知，導(dǎo)體棒MN中的電流是導(dǎo)體棒MLN中電流的2倍，故B正確；CD．中的電流大小為，則MLN中的電流為，設(shè)MN的長(zhǎng)為，由題意知所以邊MLN所受安培力為方向與MN邊所受安培力的方向相同，故有故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。三、實(shí)驗(yàn)