2025届清华大学中学生标准学术能力诊断性测试高三物理第一学期期末达标检测试题含解析

2025届清华大学中学生标准学术能力诊断性测试高三物理第一学期期末达标检测试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、下列关于物质结构的叙述中不正确的是A．天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的 B．质子的发现表明了原子核是由质子和中子组成的C．电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的 D．粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础2、利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是（）A．频率为100Hz.B．电压有效值为50VC．一个标有“90V，30μF”的电容器并联在电阻R两端，可以正常工作D．若电阻R=100Ω，则1min内R产生的热量为2.5×104J3、关于分子动理论，下列说法正确的是（）A．气体扩散的快慢与温度无关B．分子间同时存在着引力和斥力C．布朗运动是液体分子的无规则运动D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大4、2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们为发现引力波所作的贡献。引力波被认为是时空弯曲的一种效应，物体加速运动时会给宇宙时空带来扰动，这种扰动会以光速向外传播能量。如图为科学家们探测引力波的装置示意图，发射器发出的激光S经半透光分束镜分为相互垂直的两束S1和S2，然后经过4km长的两臂，在两臂端点处经反射镜反射回来，S1和S2相遇形成干涉，被探测器接收。精确调节两臂，使探测器在无引力波作用时，接收到的信号强度为0。当有引力波作用时，两臂长度将因此而发生改变，则接收到的信号强度不为0。下列说法正确的是A．引力波可以超光速传播B．引力波不能传播能量C．探测器接收到的两束波的频率相同D．无引力波作用时两束激光到探测器的路程差为05、安培曾假设：地球的磁场是由绕地轴的环形电流引起的。现代研究发现：地球的表面层带有多余的电荷，地球自转的速度在变慢。据此分析，下列说法正确的是（）A．地球表面带有多余的正电荷，地球的磁场将变弱B．地球表面带有多余的正电荷，地球的磁场将变强C．地球表面带有多余的负电荷，地球的磁场将变弱D．地球表面带有多余的负电荷，地球的磁场将变强6、在一边长为L的正方形的四个顶点处各放置一个电荷量为q的点电荷，其中ABC处为正点电荷，D处为负点电荷，P、Q、M、N分别是AB、BC、CD、DA的中点，则（）A．M、N两点电场强度相同B．P、Q两点电势相同C．将一个带负电的粒子由Q沿直线移动到M，电势能先增大后减小D．在O点静止释放一个带正电的粒子（不计重力），粒子可沿着OD做匀变速直线运动二、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9月12日，我国在太原卫星发射中心“一箭三星”发射成功。现假设三颗星a、b、c均在在赤道平面上绕地球匀速圆周运动，其中a、b转动方向与地球自转方向相同，c转动方向与地球自转方向相反，a、b、c三颗星的周期分别为Ta=6h、Tb=24h、Tc=12h，下列说法正确的是（）A．a、b每经过6h相遇一次B．a、b每经过8h相遇一次C．b、c每经过8h相遇一次D．b、c每经过6h相遇一次8、如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向以水平向左为正．则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是()A． B．C． D．9、如图所示，用小灯泡模仿光控电路，AY之间为斯密特触发器，RG为光敏电阻，R1为可变电阻；J为继电器的线圈，Ja为它的常开触点。下列说法正确的是()A．天色变暗时，A端输入高电平，继电器吸引Ja，路灯点亮B．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把R1的阻值调大些C．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把R1的阻值调小些D．二极管的作用是继电器释放Ja时提供自感电流的通路，防止损坏集成电路10、图甲为一简谐横波在t=0.20s时的波形图，P是平衡位置在x=3m处的质点，Q是平衡位置在x=4m处的质点；图乙为质点Q的振动图像，不正确的是（）A．这列波沿x轴负方向传播B．当此列波遇到尺寸超过8m的障碍物时不能发生衍射现象C．从t=0.20s到t=0.30s，P通过的路程为10cmD．从t=0.30s到t=0.35s，P的动能逐渐增加E.在t=0.35s时，P的加速度方向与y轴正方向相同三、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）如图甲，是“探究功与速度变化的关系”的实验装置，当质量为的小车，在1条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为；当用2条、3条完全相同的橡皮筋进行第2次、第3次实验时，由于每次实验中橡皮筋的拉伸长度相同，因此第2次、第3次实验中，橡皮筋对小车做的功分别为、，每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带求出。则：（1）关于该实验，下列说法中正确的是__（填选项序号字母）。A．必须平衡摩擦力B．打点计时器可以用干电池供电C．每次实验，小车必须从同一位置由静止释放D．可以选用规格不相同的橡皮筋（2）图乙为某次用1条橡皮筋实验打出的纸带，测得、、、、相邻两点间的距离分别为，，，，则小车获得的最大速度为__。如果用2条橡皮筋做实验，那么，在理论上，小车获得的最大动能为__（结果保留两位有效数字）。12．（12分）如图甲为某同学测量某一电源的电动势和内电阻的电路图，其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电流表的电路。已知毫安表的内阻为10，满偏电流为100mA。电压表量程为3V，R0、R1、R2为定值电阻，其中的R0=2。(1)已知R1=0.4，R2=1.6。若使用a和b两个接线柱，电流表量程为________A；若使用a和c两个接线柱，电流表量程为________A。(2)实验步骤：①按照原理图连接电路；②开关S拨向b，将滑动变阻器R的滑片移动到________端（填“左”或“右”）。闭合开关S1；③多次调节滑动变阻器的滑片，记下相应的毫安表的示数I和电压表的示数U。(3)数据处理：①利用实验测得的数据画成了如图乙所示的图像；②由图像的电源的电动势E=________V，内阻r=________（E和r的结果均保留2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，直角坐标系xOy内z轴以下、x=b（b未知）的左侧有沿y轴正向的匀强电场，在第一象限内y轴、x轴、虚线MN及x=b所围区域内右垂直于坐标平面向外的匀强磁场，M、N的坐标分别为（0，a）、（a，0），质量为m、电荷量为q的带正电粒子在P点以初速度v0沿x轴正向射出，粒子经电场偏转刚好经过坐标原点，匀强磁场的磁感应强度，粒子第二次在磁场中运动后以垂直x=b射出磁场，不计粒子的重力。求：(1)匀强电场的电场强度以及b的大小；(2)粒子从P点开始运动到射出磁场所用的时间。14．（16分）如图所示，炼钢厂通常用滚筒来传送软钢锭，使具有一定初速度的软钢锭通过滚筒滑上平台．质量为M的软钢锭长为L，上表面光滑，下表面与平台间是粗糙的．现以水平向右的初速度滑上平台，全部滑上平台时的速度为D．此时，在其右端无初速放上一个质量为m的滑块(视为质点)．随后软钢锭滑过2L距离时速度为零，滑块恰好到达平台．重力加速度取g，空气阻力不计．求：(1)滑块获得的最大加速度(不考虑与平台的撞击过程)(2)滑块放上后，软钢锭滑动过程克服阻力做的功(3)软钢锭处于静止状态时，滑块到达平台的动能15．（12分）如图直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限内存在场强为E，沿x轴负方向的匀强电场，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子，从P（l，l）处由静止开始运动，第1次通过x轴时沿y轴负方向。不计粒子重力。求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）粒子第3次经过y轴时的纵坐标；（3）通过计算说明粒子离开P点后能否再次经过P点。

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】

A．天然放射现象说明原子核内部有复杂结构。故A正确，不符合题意；B．质子的发现与原子核是由质子和中子组成的没有关联。故B错误，符合题意；C．汤姆生发现电子，知道原子还可以再分，表明了原子内部是有复杂结构的。故C正确，不符合题意；D．α粒子散射实验说明原子的核式结构模型，故D正确，不符合题意；故选B。2、B【解析】

A．由图乙可知，该电压的周期T=0.02s，故频率为50Hz故A错误；B．由电流的热效应知，一个周期内电阻产生的热量其中的故电压有效值为U有=50V，故B正确；C．电容器两端的瞬时电压不应超过标称电压90V，而R两端电压的瞬时值最大为100V，故电容不能正常工作，故C错误；D．电阻R产生的热量应使用电压的有效值进行计算，故1min内产生的热量为故D错误。故选B。3、B【解析】

A．扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；BD．分子间同时存在引力和斥力，引力和斥力均随着分子间距离的增大而减小，故B正确，D错误；C．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，它是液体分子的无规则运动的反映，故C错误。故选B。4、C【解析】A、B项：由题干中信息可知，引力波以光速向外传播能量，故A，B均错误；C项：光在传播过程中频率保持不变，故C正确；D项：两个波能形成干涉，故两个波传播在无引力波作用时的传播路程一定不同，故D错误。点晴：此题属于科普信息阅读题，一般从文章中结合学过的知识即可直接获得答案，难度一般不会太难，但是需要学生能够快速阅读，并从文章中准确的获得关键信息，也体现了北京高考灵活性高的特点。5、C【解析】

地球自西向东自转，地球表面带电，从而形成环形电流。这一环形电流产生地磁场。若从北极俯视地球地磁场由外向里，由安培定则知产生磁场的环形电流方向应自东向西，与地球自转方向相反，则地球带负电。地球自转速度变小，则产生的环形电流变小，则产生的磁场变弱，ABD错误，C正确。故选C。6、B【解析】

A．场强叠加遵循平行四边形定则，M、N两点电场强度大小相等，方向不同，A错误；B．P、Q两点即关于A、C两正电荷对称，又关于B、D两异种电荷对称，根据对称性可知四个点电荷在P、Q两点产生的电势相同，B正确；C．M、N、P、Q关于A、C两正电荷对称，所以对于A、C两正电荷而言，这四个点的电势是相等的，对B、D两异种电荷而言，P、Q两点的电势高于M、N两点的电势，所以负电的粒子由Q沿直线移动到M，根据：可知负电荷电势能一直增大，C错误；D．这四个点电荷形成的电场中，电场力大小改变，加速度改变，所以从O点静止释放的粒子不可能做匀变速运动，D错误。故选B。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、BC【解析】

AB．a、b转动方向相同，在相遇一次的过程中，a比b多转一圈，设相遇一次的时为，则有解得，所以A错误，B正确。CD．b、c转动方向相反，在相遇一次的过程中，b、c共转一圈，设相遇次的时间为，则有解得，故C正确，D错误。故选BC。8、AC【解析】

分析：根据法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势和感应电流的大小，根据楞次定律判断出感应电流的方向，通过安培力大小公式求出安培力的大小以及通过左手定则判断安培力的方向．解答：解：A、0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，为正值．根据法拉第电磁感应定律，E==B0S为定值，则感应电流为定值，I1=．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，为正值，大小与0～2s内相同．在3～4s内，磁感应强度垂直纸面向外，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．故A正确，B错误．C、在0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，电流恒定不变，根据FA=BIL，则安培力逐渐减小，cd边所受安培力方向向右，为负值．0时刻安培力大小为F=2B0I0L．在2s～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据FA=BIL，则安培力逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，为正值，3s末安培力大小为B0I0L．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向右，为负值，第4s初的安培力大小为B0I0L．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，6s末的安培力大小2B0I0L．故C正确，D错误．故选AC．9、ABD【解析】

A、天色变暗时，光敏电阻较大，则RG两端的电势差较大，所以A端的电势较高，继电器工作吸引常开触点Ja，路灯点亮，故A正确；BC、当A端电势较高时，路灯会亮，天色更暗时光敏电阻的阻值更大，则RG两端的电势差更大，A端的电势更高；要想在天色更暗时路灯才会点亮，必须使光敏电阻分担的电压应降低，根据串联分压可知应把R1的阻值调大些，故B正确，C错误；D、天色变亮时，A端输入低电平，继电器不工作释放常开触点Ja，继电器的线圈会产生自感电电动势，二极管与继电器的线圈串联构成闭合电路，防止损坏集成电路，故D正确；故选BCD。10、BCD【解析】

A．由乙图读出，在t=0.20s时Q点的速度方向沿y轴负方向，由波形的平移法判断可知该波沿x轴负方向的传播，A不符合题意；B．机械波都能发生衍射，只是明不明显，B符合题意；C．从t=0.20s到t=0.30s，经过：由于P位置不特殊，故无法看出其具体路程，C符合题意；D．从t=0.30s到t=0.35s，P点从关于平衡位置的对称点运动到波谷，速度逐渐减小，故动能逐渐减小，D符合题意；E．在t=0.35s时，质点P运动到波谷，故加速度沿y轴正方向，E不符合题意。故选BCD。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、AC0.820.067【解析】

（1）[1]．A．为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜，故A正确。

B．打点计时器使用的是低压交流电源。故B错误；

C．根据实验原理可知，每次实验，小车必须从同一位置由静止弹出。故C正确。

D．根据实验原理可知，橡皮筋必须是相同的，故D错误。

故选AC（2）[2][3]．要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分。即应选用纸带的C、D、E部分进行测量，时间间隔为0.02s，最大速度：如果用2条橡皮筋做实验，那么在理论上，小车获得的最大动能为12、0.63.0左3.02.5（2.3~2.7均可）【解析】

(1)[1]若使用a和b两个接线柱，根据并联电路分流规律解得量程为[2]若使用a和c两个接线柱，根据并联电路分流规律解得(2)②[3]为了保护电路，初始时刻滑动变阻器的阻值应最大，所以将滑片滑到最左端。(3)②[4]若使用a和b两个接线柱，电流表量程扩大倍，根据闭合电路欧姆定律可知变形得图像的纵截距即为电动势大小，即[5]图像斜率的大小则电源内阻为四、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），；（2）。【解析】

（1）由题意可知，粒子从P点抛出后，先在电场中做类平抛运动则根据牛顿第二定律有求得设粒子经过坐标原点时，沿y方向的速度为vy求得vy=v0因此粒子经过坐标原点的速度大小为，方向与x轴正向的夹角为45°由几何关系可知，粒子进入磁场的位置为并垂直于MN，设粒子做圆周运动的半径为r，则得由几何关系及左手定则可知，粒子做