2024届北京市清华附中高三第六次模拟考试物理试卷含解析

2024届北京市清华附中高三第六次模拟考试物理试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是2m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s。求甲、乙两运动员的质量之比（）A． B． C． D．2、一试探电荷在电场中自A点由静止释放后，仅在电场力的作用下能经过B点。若、分別表示A、B两点的电势，EA、EB分别表示试探电荷在A、B两点的电势能，则下列说法正确的是()A．> B．EA>EBC．电势降低的方向就是场强的方向 D．电荷在电势越低的位置其电勢能也越小3、将一物体竖直向上抛出，不计空气阻力。用x表示物体运动的路程，t表示物体运动的时间，Ek表示物体的动能，下列图像正确的是（）A．B．C．D．4、两个等量点电荷位于x轴上，它们的静电场的电势φ随位置x变化规律如图所示（只画出了部分区域内的电势），x轴上两点B、C点，且OB＞OC，由图可知（）A．C点的电势低于B点的电势B．B点的场强大小大于C点的场强大小，B、C点的电场方向相同C．正电荷可以在x轴上B、C之间的某两点做往复运动D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中电场力先做正功后作负功5、如图所示，D是一只理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），电流只能从a流向b，A、B为间距很小且正对的平行金属板，现有一带电粒子（不计重力），从B板的边缘沿平行B板的方向射入极板中，刚好落到A板正中央，以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，表示粒子电势能的减少量，若保持极板B不动，粒子射入板间的初速度不变，仅将极板A稍向上平移，则下列说法中正确的是A．E变小B．U变大C．不变D．若极板间距加倍，粒子刚好落到A板边缘6、某时刻水平抛出的小球，在时的速度方向与水平方向的夹角，，其速度方向与水平方向的夹角。忽略空气阻力，重力加速度，则小球初速度的大小为（）A． B． C． D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、2019年3月10日0时28分，“长征三号”乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，成功将“中星6C”卫星送入太空．“中星”是一颗用于广播和通信的地球静止轨道通信卫星，可提供高质量的话音、数据、广播电视传输业务，服务寿命15年．已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，地球自转周期为T，关于该卫星的发射和运行，下列说法正确的是A．该卫星发射升空过程中，可能处于超重状态B．该卫星可能处于北京上空C．该卫星绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度D．该卫星运行轨道距离地面的高度为8、下列说法中正确的是。A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一B．变化的电场一定产生变化的磁场C．光的偏振现象说明光是横波D．无影灯是利用光的衍射原理9、为了测定一个水平向右的匀强电场的场强大小，小明所在的物理兴趣小组做了如下实验：用长为L的绝缘轻质细线，上端固定于O点，下端拴一质量为m、带电荷量为＋q的小球（可视为质点），如图所示，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，摆到B点时速度恰好为零，然后又从B点向A点摆动，如此往复．小明用测量工具测量与水平方向所成的角度θ，刚好为60°．不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．在B点时小球受到的合力为0B．电场强度E的大小为C．小球从A运动到B，重力势能减小D．小球在下摆的过程中，小球的机械能和电势能之和先减小后增大10、如图所示，理想变压器原线圈上串联一个定值电阻R0，副线圈上接一个滑动变阻器R，原线圈的输入端接在一个输出电压恒定的交流电源上，理想电压表V1、V2、V3的示数分别用U1、U2、U3表示，当滑动变阻器的触头P移动时，下面说法中正确的是（）A．向上移动滑动触头P，U3与U1的比值变大B．向下移动滑动触头P，U3与U2的比值不变C．移动滑动触头P，当U3减小时，R0消耗的功率也减小D．移动滑动触头P，电阻R0与滑动变阻器R消耗的功率之比始终都等于三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）小宇同学利用如图甲所示的装置验证动能定理，遮光条的宽度d为图乙中的游标卡尺（游标有十个分度）所示，其中托盘的质量为m=10g，每个砝码的质量均为m=10g，小车和遮光条以及传感器的总质量为M=100g，忽略绳子与滑轮之间的摩擦。小宇做了如下的操作：①滑块上不连接细绳，将长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦力；②取5个砝码放在小车上，让小车由静止释放，传感器的示数为F，记录遮光条经过光电门时的挡光时间为Δt；③测出遮光条距离光电门的间距为s，如图丙所示；④从小车上取一个砝码放在托盘上，并将小车由同一位置释放，重复②，直到将砝码全部放在托盘中；由以上操作分析下列问题：(1)遮光条的宽度d为________mm，遮光条到光电门的间距s为___________m；(2)用以上的字母表示遮光条经过光电门时的速度的表达式为_____________________；(3)在②过程中细绳的拉力所做的功为________，所对应动能的变化量为____________；（用字母表示）(4)在上述过程中如果将托盘及盘中砝码的总重力计为F′，则F′所做的功为________，所对应系统的动能的变化量为______________________；（用字母表示）(5)如果以F′为纵轴，Δt的______________为横轴，该图线为直线，由题中的条件求出图线的斜率k，其大小为_____________________（结果保留两位有效数字）。12．（12分）电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测盘电压表的内阻（半偏法）。实验室提供的器材如下：待测电压表V（量程3V．内阻约为3000Ω），电阻箱R0（最大组值为99999.9Ω），滑动变阻器R1（最大阻值100Ω，额定电流2A）。电源E（电动势6V，内阻不计），开关两个，导线若干。（1）虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分。将电路图补充完整_______。（2）将这种方法测出的电压表内阻记为R'v．则R'v=______。与电压表内阻的真实值Rv相比，R'v____Rv．（选填“＞““=”或“＜“）四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示,两个导热气缸竖直放置,底部由一细管连通(忽略细管的容积)．两气缸内各有一个活塞,左边气缸内活塞质量为2m,右边气缸内活塞质量为m,活塞与气缸无摩擦,活塞的厚度可忽略．活塞的下方为理想气体,上方为真空．当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h,活塞离气缸顶部距离为2h,环境温度为T1．(i)若在右边活塞上放一质量为m的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境温度始终保持为T1);

(ii)在达到上一问的终态后,环境温度由T1缓慢上升到5T1,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差．14．（16分）光滑水平面上放着质量mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与A、B均不拴接），用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能Ep=49J．在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示．放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径R=0.5m，B恰能到达最高点C．g取10m/s2，求：（1）绳拉断后B的速度vB的大小；（2）绳拉断过程绳对B的冲量I的大小；（3）绳拉断过程绳对A所做的功W．15．（12分）如图所示，折射率的半圆柱体玻璃砖的截面半径为R，圆心在O点。圆弧面透光，底部平面有一薄层反射光的薄膜。一条光线沿图示方向射在A点，A点与底部平面的距离为。求：（i）光在底部平面的反射点距圆心的距离；（ii）从玻璃砖射出的光线与射入玻璃砖的光线间的夹角。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、B【解析】

甲、乙相遇时用力推对方的过程系统动量守恒，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′代入数据可得m甲×2+m乙×（-2）=m甲×（-1）+m乙×2解得m甲：m乙=4：3故B正确，ACD错误。

故选B。2、B【解析】

A．当试探电荷带正电时，，当试探电荷带负电时，由于试探电荷所带电荷性质未知，故A错误；B．因试探电荷由静止释放，只在电场力作用下能从A运动到B，故无论带何种电荷，电场力总对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，故B正确；C．电势降落最快的方向是场强的方向，故C错误；D．负电荷在电势越低的位置电势能越高，故D错误。故选B。3、B【解析】

AB．由机械能守恒得Ek与x是线性关系，故A错误，B正确；CD．根据机械能守恒定律得又得m、v0、g都是定值，则Ek是t的二次函数，Ek-t图象是抛物线，故CD错误。故选B。4、B【解析】

根据电势的图象直接读出电势高低．由可知，图象的斜率绝对值等于场强大小，由斜率分析场强的大小关系。根据顺着电场线方向电势降低，判断电场线的方向，确定正电荷所受的电场力方向，分析其运动情况。根据电场力与位移方向间的关系，判断电场力做功的正负。【详解】A．由图知，C点的电势高于B点的电势．故A错误；B．由可知，图象的斜率绝对值等于场强大小，可以看出B点的场强大小大于C点的场强大小，斜率都为正值，说明B、C点的电场方向相同，故B正确；C．根据顺着电场线方向电势降低，可知电场线的方向从C指向B，正电荷在x轴上B、C之间所受的电场力始终由C指向B，正电荷做单向直线运动，故C错误；D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力方向由从B指向C，电场力方向与位移相同，电场力一直做正功，故D错误。故选B。【点睛】本题考查对电势与场强、电场线方向、电场力做功等等关系的理解，难点是根据匀强电场电势差与场强的关系理解图象的斜率与场强的关系。5、B【解析】

由可知d增大，电容器要放电，但二极管使电容器无法放电，Q不变，U增大，B正确；又可得，E不变，A错误；粒子电势能减少量，，所以增大，C错误；对类平抛运动，得，第一次落在位置，d加倍，第二次落在位置，D错误．6、C【解析】

将小球在时和时的速度分解，如图所示：则有，又因为解得选项C项正确，ABD错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】

该卫星发射升空过程中，一定是先加速运动，处于超重状态，故A正确；该卫星是一颗地球静止轨道通信卫星，一定处于赤道上空，不可能处于北京上空，故B错误；环绕地球运动的卫星的线速度都小于第一宇宙速度，故C错误；由、可得，故D正确．故选AD8、AC【解析】

A．狭义相对论的两条基本假设是光速不变原理和相对性原理,故A正确；B．均匀变化的电场一定产生恒定的磁场，故B错误；C．偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故C正确；D．无影灯是利用光的直线传播原理制成的，故D错误。故选AC。9、BC【解析】试题分析：小球在B点受重力竖直向下，电场力水平向右，故合力一定不为零，故A错误；小球由A到B的过程中，由动能定理可得：mgLsinθ-EqL（1-cos60°）=0，则电场强度的大小为，选项B正确；小球从A运动到B，重力做正功，W=mgh=mgLsinθ，故重力势能减小mgLsinθ=，故C正确；小球在下摆过程中，除重力做功外，还有电场力做功，故机械能不守恒，但机械能和电势能总能力之和不变，故D错误．故选BC．考点：动能定理；能量守恒定律10、ABD【解析】

A．向上移动滑动触头P，则R变大，则次级电流减小，初级电流减小，R0的电压减小，由于U2=U1-UR0，而U1不变，则初级电压变大，次级电压也变大，即U3变大，则U3与U1的比值变大，选项A正确；B．U3与U2的比值等于变压器的次级与初级线圈的匝数比，则向下移动滑动触头P，U3与U2的比值不变，选项B正确；C．移动滑动触头P，当U3减小时，则U2也减小，由于U2=U1-UR0，而U1不变，则UR0变大，则此时R0消耗的功率变大，选项C错误；D．根据理想变压器的规律可知，输出功率等于输入功率，即电阻R消耗的功率等于原线圈的输入功率，分析原线圈电路可知，电阻R0与原线圈串联，电流相等，功率P=UI，则电阻R0与滑动变阻器R消耗的功率之比等于R0两端电压与原线圈电压之比，电压表V1、V2的示数为U1、U2，则电阻R0与滑动变阻器R消耗的功率之比为，选项D正确；故选ABD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、12.01.44FsF′s倒数的二次方7.9×10－6~8.1×10－6【解析】

(1)[1]该游标卡尺的读数为12mm+0×0.1mm=12.0mm[2]刻度尺要估读，读数为s=1.44m。(2)[3]当时间间隔比较小时，平均速度约等于某一位置或某一时刻的瞬时速度，故由平均速度公式可得，经过光电门位置的速度(3)[4][5]传感器的示数为细绳的拉力，则其做功为Fs，所对应动能的变化量为(4)[6][7]F′所做的功为F′s，所对应动能的变化量为(5)[8][9]由动能定理整理得图像为直线的条件是横坐标为Δt倒数的二次方，该图线的斜率为代入数据得k=8.0×10－612、R0＞【解析】

（1）[1]．待测电压表电阻（3000欧姆）远大于滑动变阻器R1的电阻值（100欧姆），故滑动变阻器R1采用分压式接法；电路图如图所示：（2）[2][3]．根据设计的电路进行的实验步骤是：移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压最小；闭合开关s1、s2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动电阻器滑片位置不变，断开s2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻；电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值的偏大，故Rv＜Rv′四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)(2)【解析】(i)设左、右活塞的面积分别为S1和S2，气体的压强为P1，由于两活塞平衡有：，，得：在右边活塞上加一质量为m的物块后，右活塞降至气缸底部，所有气体都在左气缸中，设左边活塞没有碰到气缸顶部，则等压过程，有：得故假设成立且两活塞高度差为；(ii)环境温度由T1缓慢上升时,气体做等压变化直到