清华大学中学2025届高三学业水平模拟考试物理试题含解析

清华大学中学2025届高三学业水平模拟考试物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、研究光电效应现象的实验电路如图所示，A、K为光电管的两个电极，电压表V、电流计G均为理想电表。已知该光电管阴极K的极限频率为ν0，元电荷电量为e，普朗克常量为h，开始时滑片P、P＇上下对齐。现用频率为ν的光照射阴极K（ν>ν0），则下列说法错误的是A．该光电管阴极材料的逸出功为hν0B．若加在光电管两端的正向电压为U，则到达阳极A的光电子的最大动能为hv-hv0+eUC．若将滑片P向右滑动，则电流计G的示数一定会不断增大D．若将滑片P＇向右滑动，则当滑片P、P＇间的电压为时，电流计G的示数恰好为02、下列用来定量描述磁场强弱和方向的是（）A．磁感应强度 B．磁通量 C．安培力 D．磁感线3、某发电机通过理想变压器给定值电阻R提供正弦交流电，电路如图，理想交流电流表A，理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来n倍，则A．R消耗的功率变为nPB．电压表V的读数为nUC．电流表A的读数仍为ID．通过R的交变电流频率不变4、下列说法正确的是（）A．爱因斯坦在1900年首次把能量子的概念引入物理学B．单色光照射金属表面发生光电效应时，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多C．一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子D．玻尔的原子理论能够解释氦原子的光谱5、已知地球半径约为6400km，地球表面处的重力加速度g取。则对绕地球运动的卫星来说，下列说法正确的是（）A．卫星可以绕地球任意一纬线做圆周运动B．卫星可以绕地球任意一经线做圆周运动C．卫星在地球表面的运动速度一定不会大于第一宇宙速度D．卫星在距地球高度400km的轨道上做圆周运动的周期约为90分钟6、在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为M，气缸内有一质量为m的活塞，已知M＞m．活塞密封一部分理想气体．现对气缸施加一个水平向左的拉力F（如图甲），稳定时，气缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为V1；若用同样大小的力F水平向左推活塞（如图乙），稳定时气缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为V1．设密封气体的质量和温度均不变，则()A．a1=a1，p1＜p1，V1＞V1B．a1＜a1，p1＞p1，V1＜V1C．a1=a1，p1＜p1，V1＜V1D．a1＞a1，p1＞p1，V1＞V1二、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、一栋大楼的电梯运行高度为，测试人员测试电梯的运行情况。某次测试时让电梯从地面直达最高处，电梯运行的速度不超过，加速度大小不超过。电梯中的测试人员的质量为，重力加速度g取。若电梯以最短时间运行，下列说法正确的是（）A．最短时间为 B．最短时间为C．测试人员的脚部承受的最大压力为 D．测试人员的脚部承受的最大压力为8、以下说法中正确的是________。A．全息照相利用了光的衍射现象B．如果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳定的干涉图样C．声源远离观察者时，听到的声音变得低沉，是因为声源发出的声音的频率变低了D．人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射造成的E.摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量9、质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如右图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A．a绳的张力不可能为零B．a绳的张力随角速度的增大而增大C．当角速度，b绳将出现弹力D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化10、如图所示，倾角为的粗糙斜面AB固定在水平地面AC上，AB、AC均绝缘、BC竖直且高为h，地面D点固定一电量绝对值为的负点电荷，C、D相距h。质量为m、带电量为q(＞0)的小滑块以初速度从斜面底端A点滑上斜面，恰好能到达斜面顶端。整个装置处于水平向右的匀强电场中，场强大小，若取无穷远为零势能面，已知孤立点电荷周围电场的电势可表示为，式中k为静电力常量、r为离场源电荷的距离，Q为场源电荷的带电量(正电荷取正值，负电荷取负值)，则小滑块()A．从A运动到B的过程中，克服摩擦力做的功B．从A运动到B的过程中，减少的电势能等于克服重力做的功C．从A运动到AB中点的过程中，点电荷q对小滑块做的功D．从A运动到AB中点时的动能三、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）学习牛顿第二定律后，某同学为验证“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”的结论设计了如图所示的实验装置.装置中用不可伸长的轻绳一端连接甲车、另一端与乙车相连，轻绳跨过不计质量的光滑滑轮，且在动滑轮下端挂一重物测量知甲、乙两车（含发射器）的质量分别记为、，所挂重物的质量记为。(1)为达到本实验目的，________平衡两车的阻力（填“需要”或“不需要”），________满足钩码的质量远小于任一小车的质量（填“需要”或“不需要”）；(2)安装调整实验器材后，同时静止释放两小车并用位移传感器记录乙两车在相同时间内，相对于其起始位置的位移分别为、，在误差允许的范围内，若等式________近似成立，则可认为“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”（用题中字母表示）。12．（12分）为了测量一个未知电阻Rx（Rx约为50Ω）的阻值，实验室提供了如下器材：A．电源（电源电动势E=4.5V，内阻约0.5Ω）B．电压表V（量程为0—3V，内阻约3kΩ）C．电流表A（量程为0—0.06A，内阻约0.3Ω）D．滑动变阻器R：（0—20Ω）E.开关及导线若干（1）请在下面方框内画出实验电路图（______）（2）连好实物电路后发现电压表损坏了，实验室又提供了一只毫安表mA（（量程为0—30mA，内阻5Ω）和一个电阻箱（0—999.9Ω），要利用这两个仪器改装为3V的电压表，需要将毫安表和电阻箱R1_______联，并将电阻箱的阻值调到_____Ω；（3）请画出改装后的实验电路图（______）(4)如果某次测量时毫安表示数为20.0mA，电流表A示数为0.058A，那么所测未知电阻阻值Rx=______Ω（最后一空保留3位有效数字）。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，在竖直平面内，第二象限存在方向竖直向下的匀强电场(未画出)，第一象限内某区域存在一边界为矩形、磁感应强度B0＝0.1T、方向垂直纸面向里的匀强磁场(未画出)，A(m，0)处在磁场的边界上，现有比荷＝108C/kg的离子束在纸面内沿与x轴正方向成θ＝60°角的方向从A点射入磁场，初速度范围为×106m/s≤v0≤106m/s，所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴正半轴，进入电场区域。x轴负半轴上放置长为L的荧光屏MN，取π2＝10，不计离子重力和离子间的相互作用。(1)求矩形磁场区域的最小面积和y轴上有离子穿过的区域长度；(2)若速度最小的离子在电场中运动的时间与在磁场中运动的时间相等，求电场强度E的大小(结果可用分数表示)；(3)在第(2)问的条件下，欲使所有离子均能打在荧光屏MN上，求荧光屏的最小长度及M点的坐标。14．（16分）如图所示，用销钉固定活塞把水平放置的容器分隔成A、B两部分，其体积之比。开始时，A中有温度为127℃、压强为的空气，B中有温度为27℃、压强为的空气。拔出销钉使活塞可以无摩擦地移动（不漏气），由于容器壁缓慢导热，最后气体都变到室温27℃，活塞也停住。求最后A中气体的压强。15．（12分）如图所示，为某娱乐活动项目的示意图;参加活动的人员从右侧平台上的A点水平跃出，到达B点恰好抓住摆过来的绳索，这时人的速度恰好垂直于OB向左下，然后摆到左侧平台上的D点。不计一切阻力和机械能损失，不计绳的重力，人可以看作质点，绳索不可伸长。设人的质量为m=50kg，绳索长l=25m，A点比D点低h=3.2m。人刚抓住绳索以及摆到D点时绳索与竖直方向的夹角分别如图所示(g=10m/s2)。若使人能刚好到达D点，求：(1)人从A点水平跃出的速度；(2)A、B两点间的水平距离；(3)在最低点C，人对绳索的拉力。

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、C【解析】

A．由极限频率为ν0，故金属的逸出功为W0=hν0，A正确；B．由光电效应方程可知，电子飞出时的最大动能为由于加的正向电压，由动能定理解得故B正确；C．若将滑片P向右滑动时，若电流达到饱和电流，则电流不在发生变化，故C错误；D．P＇向右滑动时，所加电压为反向电压，由可得则反向电压达到遏止电压后，动能最大的光电子刚好不能参与导电，则光电流为零，故D正确；故选C。2、A【解析】

A．磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量，故A正确；B．磁通量是穿过某一面积上的磁感线的条数，单位面积上的磁通量才可以描述磁场的强弱，故B错误；C．安培力描述电流在磁场中受到的力的作用，不是用来描述磁场的强弱和方向，故C错误；D．磁感线只能定性地说明磁场的强弱和方向，故D错误；故选A。3、B【解析】

当发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机产生交流电的电动势有效值和频率都将发生变化。变压器的输入电压变化后，变压器的输出电压、副线圈的电流、R消耗的功率随之改变，原线圈的电流也会发生变化。原线圈中电流的频率变化，通过R的交变电流频率变化。【详解】B：发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机线圈的角速度变为原来n倍，据可得，发电机产生交流电电动势的最大值变为原来n倍，原线圈两端电压变为原来n倍。据可得，副线圈两端电压变为原来n倍，电压表V的读数为nU。故B项正确。A：R消耗的功率，副线圈两端电压变为原来n倍，则R消耗的功率变为。故A项错误。C：流过R的电流，副线圈两端电压变为原来n倍，则流过R的电流变为原来的n倍；再据，原线圈中电流变为原来n倍，电流表A的读数为。故C项错误。D：发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机产生交流电的频率变为原来的n倍，通过R的交变电流频率变为原来的n倍。故D项错误。4、B【解析】

A．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；B．单色光照射金属表面发生光电效应时，入射光越强，则入射光子的数目越多，所以单位时间内发射的光电子数越多，故B正确；C．根据玻尔理论，一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率的光子，故C错误；D．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，很好地解释了氢光谱，但不能够解释氦原子的光谱，故D错误。故选B。5、D【解析】

A．卫星绕地球做圆周运动，是由万有引力提供向心力，卫星绕赤道做圆周运动的圆心一定在地心，绕不在赤道面上的纬线做圆周运动的圆心显然不在地心，选项A错误；B．因为经线在随地球自转，而卫星绕地球做圆周运动，没有使其随地球自转的作用力，选项B错误；C．对于正在地球表面做离心运动的卫星，其运动速度大于第一宇宙速度，选项C错误；D．对于近地卫星，有对于卫星有联立解得T=90分钟选项D正确。故选D。6、A【解析】

两种情况下对整体受力分析由，因此对活塞进行受力分析，第一种情况对第二种情况因此可得密封气体得质量和温度不变，因此可得，因此A正确二、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】

电梯运行时间最短，则电梯运动的过程如下：以最大加速度a做初速度为0的加速运动至最大速度v，再以速度v匀速运动，最后以最大加速度a做减速运动至静止。加速和减速过程有对称性。AB．匀加速过程与匀减速过程，均有通过的位移匀速过程有又有总时间为故A正确，B错误；CD．在加速上升过程测试人员脚部承受的压力最大，有则故C错误，D正确。故选AD。8、BDE【解析】

A．全息照相利用了激光的干涉原理，可以记录光的强弱、频率和相位，故A错误；B．当频率相同与振幅完全相同时，则会形成稳定的干涉图样，故B正确；C．若声源远离观察者，观察者会感到声音的频率变低，是接收频率变小，而发射频率不变，故C错误；D．海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于光在密度不均匀的物质中传播时，发生折射而引起的，属于全反射，故D正确；E．当薄膜的厚度为入射光在增透膜中波长的时，从薄膜前后表面的反射光相互抵消，从而减少了反射，增加了透射，故E正确。故选BDE。9、AC【解析】

小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确；根据竖直方向上平衡得，Fasinθ=mg，解得，可知a绳的拉力不变，故B错误；当b绳拉力为零时，有：，解得，可知当角速度时，b绳出现弹力，故C正确；由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。10、ABD【解析】

A．因C、D相距，由几何关系可知，AD=BD，又因，故A、B两点在点电荷产生的电场中等电势，故从A运动到B，点电荷对小滑块做的总功为零。从A运动到B的过程：由动能定理得而，解得故A正确；B．小滑块减少的电势能等于电场力做的功，从A运动到B的过程中，点电荷对小滑块做的总功为零，故减少的电势能等于匀强电场对小滑块做的功，即故B正确；C．由公式可知，点电荷产生的电场在A点的电势在AB中点的电势故C错误；D．由对称性可知，从A运动到AB中点的过程中，克服摩擦力做的功为，故由动能定理可得解得故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、需要不需要【解析】

(1)[1][2]．为达到本实验目的，需要平衡两车的阻力，这样才能使得小车所受细线的拉力等于小车的合外力；因两边细绳的拉力相等即可，则不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量；(2)[3]．两边小车所受的拉力相等，设为F，则如果满足物体的加速度与其质量成反比，则联立可得即若等式近似成立，则可认为“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”12、串联95.052.6【解析】

（1）[1]由于电流表的内阻远小于待测电阻的阻值，故采用安培表内接法，滑动变阻器采用限流式接法即可，如图所示：（2）[2][3]改装成大量程的电压表，需要将电阻与表头串联，其阻值为：（3）[4]改装之后的电压表内阻为，则此时采用安培表外接法，如图所示：（4）[5]根据欧姆定律可知，此时待测电阻的阻值为：。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)m2，m，(2)×104V/m，(3)，(－m，0)。【解析】

(1)由洛伦兹力提供向心力，得qvB＝rmax＝＝0.1m根据几何关系可知，速度最大的离子在磁场中做圆周运动的圆心恰好在y轴B(0，m)点，如图甲所示，离子从C点垂直穿过y轴。根据题意，所有离子均垂直穿过y轴，即速度偏向角相等，AC连线是磁场的边界。速度最小的离子在磁场中做圆周运动的半径：rmin＝＝m甲乙速度最小的离子从磁场离开后，匀速前进一段距离，垂直y轴进入电场，根据几何知识，离子恰好从B点进入电场，如图乙所示，故y轴上B点至C点区域有离子穿过，且BC＝m满足题意的矩形磁场应为图乙中所示，由几何关系可知矩形长m，宽m，面积：S＝m2；(2)速度最小的离子从B点进入电场，离子在磁场中运动的时间：t1＝T＝·离子在电场中运动的时间为t2，则：BO＝··又因：t1＝t2解得：E＝×104V/m；(3)离子进入电场后做类平抛运动：BO＝··水平位移大小：x1＝vB·t′1同理：CO＝··水平位移大小：x2＝vC·t′2得：x1＝m，x2＝m荧光屏的最小长度：Lmin＝x2－x1＝mM点坐标为(－m，0)。14、【解析】

设开始时A、B中气体的压强、温度、体积分别是、、和、、，最后两部分气体的压强都是p，温度都是T，体积分别是和，由气态方程且解得。15、(1)8