北京市清华大学附中新高考压轴卷物理试卷及答案解析

北京市清华大学附中新高考压轴卷物理试卷注意事项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、如图所示，圆环固定在竖直平面内，打有小孔的小球穿过圆环．细绳a的一端固定在圆环的A点，细绳b的一端固定在小球上，两绳的联结点O悬挂着一重物，O点正好处于圆心．现将小球从B点缓慢移到B'点，在这一过程中，小球和重物均保持静止．则在此过程中绳的拉力（）A．一直增大B．一直减小C．先增大后减小D．先减小后增大2、如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（）A． B． C． D．\3、如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块，系统处于静止状态，现用竖直向下的力作用在上，使其向下做匀加速直线运动，在弹簧的弹性限度内，下列是力和运动时间之间关系的图象，正确的是（）A． B． C． D．4、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙金属导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN．现从t=0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流I的大小与时间t成正比，即I=kt，其中k为常量，不考虑电流对匀强磁场的影响，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于金属棒的加速度a、速度v随时间t变化的关系图象，可能正确的是A． B．C． D．5、如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现经过时间通过的弧长为，该弧长对应的圆心角为弧度。已知万有引力常量为，则月球的质量为（）A． B． C． D．6、如图所示，用不可伸长的轻质细线a、b悬挂一小球，小球静止时，绳a、绳b与水平方向的夹角均为，绳b的拉力大小为F1。现将绳a剪断，剪断后瞬间绳b的拉力大小为F2，则F1:F2为（）A．1:1 B．1:2 C．2:1 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、关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B．当分子间距离增大时，分子间的引力减少、斥力增大C．一定量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少D．水的饱和汽压随温度的升高而增大E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用8、如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比为4︰1，原线圈接有u=31lsin100πt(V)的交变电压，副线圈上接有定值电阻R、线圈L、灯泡D及理想电压表.以下说法正确的是A．副线圈中电流的变化频率为50HZB．灯泡D两端电压为55VC．若交变电压u的有效值不变，频率增大，则电压表的示数将减小D．若交变电压u的有效值不变，频率增大，则灯泡D的亮度将变暗9、一质量为m的物体静止在水平地面上，在水平拉力F的作用下开始运动，在0～6s内其速度与时间关系图象和拉力的功率与时间关系图象如图所示，取g=10m/s2，下列判断正确的是（）A．0～6s内物体克服摩擦力做功24JB．物体的质量m为2kgC．0～6s内合外力对物体做的总功为120JD．0～6s内拉力做的功为156J10、关于气体的性质及热力学定律，下列说法正确的是（）A．气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B．气体的温度越高，分子热运动就越剧烈，所有分子的速率都增大C．一定质量的理想气体，压强不变，温度升高时，分子间的平均距离一定增大D．气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性E.外界对气体做正功，气体的内能一定增加三、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）某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。(1)实验需要以下哪种电源_________；A．低压直流电源B．高压直流电源C．低压交流电源D．高压交流电源(2)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数：再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的___值（填“有效或“最大”）。其中一次多用电表读数如图所示，此时电压表读数为___________；(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成____（填“正比”"或“反比”），实验中由于变压器的铜损和铁损导致原线圈与副线圈的电压之比一般____（填“大于"“小于”或“等于"）原线圈与副线圈的匝数之比。12．（12分）某同学用如图甲所示的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：轻质弹簧水平放置在光滑水平面上，左端固定，右端与一小球接触而不固连。弹簧处于原长时，小球在A点，向左推小球压缩弹簧至C点，由静止释放。用频闪照相机得到小球从C点到B点的照片如图乙所示。已知频闪照相机频闪时间间隔为T，重力加速度大小为g。回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能与小球离开弹簧时的动能相等。为测得，除已知物理量外，至少还需测量下列物理量中的____________（填正确答案标号）。A．小球的质量mB．C、A间距离C．C、B间距离D．A、B间距离E.弹簧的压缩量F.弹簧原长(2)用所选取的测量量和已知量表示，得___________。(3)由于水平面不是绝对光滑，测得的弹性势能与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。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，直角坐标系xOy处于竖直平面内，x轴沿水平方向，在y轴右侧存在电场强度为E1、水平向左的匀强电场，在y轴左侧存在匀强电场和匀强磁场，电场强度为E2，方向竖直向上，匀强磁场的磁感应强度，方向垂直纸面向外。在坐标为（0.4m，0.4m）的A点处将一带正电小球由静止释放，小球沿直线AO经原点O第一次穿过y轴。已知，重力加速度为，求：(1)小球的比荷（）及小球第一次穿过y轴时的速度大小；(2)小球第二次穿过y轴时的纵坐标；(3)小球从O点到第三次穿过y轴所经历的时间。14．（16分）如图所示，一圆柱形汽缸竖直放置，汽缸正中间有挡板，位于汽缸口的活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S．开始时，活塞与汽缸底部相距L，测得气体的温度为T1．现缓慢降温，让活塞缓慢下降，直到恰好与挡板接触但不挤压．然后在活塞上放一重物P，对气体缓慢加热，让气体的温度缓慢回升到T1，升温过程中，活塞不动．已知大气压强为p1，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦．(ⅰ)求活塞刚与挡板接触时气体的温度和重物P的质量的最小值；(ⅱ)整个过程中，气体是吸热还是放热，吸收或放出的热量为多少？15．（12分）如图所示，水平地面上方MN边界左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场和沿竖直方向的匀强电场（图中未画电场），磁感应强度B=1.0T，边界右侧离地面高h=0.45m处有一光滑绝缘平台，右边有一带正电的小球a，质量ma=0.1kg、电量q=0.1C，以初速度v0=0.9m/s水平向左运动，与大小相同但质量为mb=0.05kg静止于平台左边缘的不带电的绝缘球b发生弹性正碰，碰后a球恰好做匀速圆周运动，两球均视为质点，重力加速度g=10m/s2。求∶(1)碰撞后a球与b球的速度；(2)碰后两球落地点间的距离（结果保留一位有效数字）。

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、A【解析】对联结点O进行受力分析，受三个拉力保持平衡，动态三角形如图所示：可知小球从B点缓慢移到B′点过程中，绳a的拉力逐渐变大，故A正确，BCD错误．2、A【解析】

天平原本处于平衡状态，所以线框所受安培力越大，天平越容易失去平衡，由于线框平面与磁场强度垂直，且线框不全在磁场区域内，所以线框与磁场区域的交点的长度等于线框在磁场中的有效长度，由图可知，A图的有效长度最长，磁场强度B和电流大小I相等，所以A所受的安培力最大，则A图最容易使天平失去平衡．A正确；BCD错误；故选A．3、D【解析】

在作用力F之前，物块放在弹簧上处于静止状态，即作用力F之后，物块向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有x即为物块向下运动的位移，则联立可得即F随时间变化图象为D，所以D正确，ABC错误。故选D。4、D【解析】

AB、由题，棒中通入的电流与时间成正比，I=kt，棒将受到安培力作用，当安培力大于最大静摩擦力时，棒才开始运动，根据牛顿第二定律得：F-f=ma，而F=BIL，I=kt，得到BkL•t-f=ma，可见，a随t的变化均匀增大。当t=0时，f=-ma，根据数学知识可知AB错误，故AB错误。

CD、速度图象的斜率等于加速度，a增大，则v-t图象的斜率增大。故C错误，D正确。故选D。5、B【解析】

卫星的线速度为角速度为可得卫星的运行半径为由万有引力定律及牛顿第二定律得故月球的质量故B正确，ACD错误。故选B。6、C【解析】

小球静止时，绳a、绳b与水平方向的夹角均为，根据题意可知，此时绳b的拉力大小和绳a拉力大小相等，根据几何关系可知将绳a剪断，剪断后瞬间绳b的拉力大小与重力沿绳方向的分力大小相等故故C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、CDE【解析】

A．在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故A错误；B．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故B错误；C．温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积平均碰撞次数必减少，故C正确；D．饱和汽压与液体种类和温度有关，水的饱和汽压随温度的升高而增大，故D正确；E．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故E正确。故选CDE．【点睛】绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水的蒸气压来表示；相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数；相对湿度较大，但是绝对湿度不一定大；水的饱和汽压随温度的升高而增大；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，根据压强的微观解释分析分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数变化；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用．8、AD【解析】变压器不会改变电流的频率，电流的频率为，故A正确；由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为311V，所以原线圈的电压的有效值为：，在根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为55V，在副线圈中接有电阻R、电感线圈L和灯泡D，它们的总的电压为55V，所以灯泡L1两端电压一定会小于55V，故B错误；在根据电压与匝数成正比可知副线圈的电压不变，所以电压表的示数不变，故C错误；交流电的频率越大，电感线圈对交流电有阻碍作用就越大，所以电路的电流会减小，灯泡D的亮度要变暗，故D正确．所以AD正确，BC错误．9、BD【解析】

2~6s内，物体做匀速直线运动，拉力与摩擦力大小相等。0~2s内，物体做匀加速直线运动，根据v-t图像的斜率求出加速度，再根据牛顿第二定律求出物体的质量。根据动能定理求合外力对物体做的总功，根据v-t图像的“面积”求出物体的位移，从而求出摩擦力做功，即可求出拉力做的功。【详解】A．在2~6s内，物体做匀速直线运动，由，得故物体受到的摩擦力大小根据v-t图像的“面积”表示物体的位移，知0~6s内物体的位移为物体克服摩擦力做功故A错误。B．0～2s内，物体的加速度由牛顿第二定律可得在2s末，，由图知P′=60W，v=6m/s联立解得F′=10N，m=2kg故B正确。C．0~6s内合外力对物体做的总功故C错误。D．由动能定理可知故D正确。故选BD。【点睛】本题的关键要根据速度时间图像得到物体的运动情况，分析时要抓住速度图像的斜率表示加速度、面积表示位移。要知道动能定理是求功常用的方法。10、ACD【解析】

A．气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用，所以其本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，所以A正确；B．物体的温度越高，分子的平均动能就越大。分子的平均动能大，并不是每个分子动能都增大，也有个别分子的动能减小，所以B错误；C．根据理想气体状态方程可知，一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，所以C正确；D．气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性，所以D正确；E．外界对气体做功由于不知道气体是吸热还是放热，根据热力学第一定律无法确定气体的内能增加还是减小，故E错误。故选ACD。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、C有效7.2正比大于【解析】

(1)[1]因为探究变压器原、副线圈电压与匝数关系，必须用交流电，又因为安全起见必须用低压电，所以用低压交流电，故选C。(1)[2]多用电表测量的交流电压为有效值，不是最大值；[3]多用电表选用的档位是交流电压的10V档位，所以应该在0~10V档位读数，所以读数应该是7.2V；(4)[4]根据可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。[5]实验中由于变压器的铜损和铁损导致副线圈的电压U2减小，所以导致，故填大于。12、AD偏小【解析】

(1)[1]小球的动能，因此需要测量小球的质量m，小球离开弹簧时的速度大小v可以通过测得A、B间的距离结合经过该段的时间求出，所以AD项的物理量需要测量，故选AD。(2)[2]小球的动能为由桌面光滑，则小球从A到B做匀速直线运动，则离开弹簧时的速度大小联立解得动能的表达式(3)[3]由于水平面不是绝对光滑，小球在过程中克服摩擦力做功转化为内能，导致弹簧减少的弹性势能没有全部转化为小球的动能，所以测得的弹性势能小于其真实值。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)，4m/s；(2)；(3)【解析】

(1)由题可知，小球受到的合力方向由A点指向O点，则①解得②由动能定理得③解得④(2)小球在y轴左侧时故小球做匀速圆周运动，其轨迹如图，设小球做圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得⑤解得⑥由几何关系可知，第二次穿过y轴时的纵坐标为⑦(3)设小球第一次在y轴左侧运动的时间为