2024-2025学年北京市清华大学中学高三九月摸底考试物理试题含解析

2024-2025学年北京市清华大学中学高三九月摸底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、如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线上距A点距离也为d的一点。则下列说法正确的是（）A．，B．，C．将正点电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，电势能逐渐减少D．将负点电荷q沿AB方向移动到负点电荷处的过程中，所受电场力先变小后变大2、下列说法中正确的是（）A．物体的温度升高时，其内部每个分子热运动的动能一定增大B．气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的C．物体的机械能增大，其内部每个分子的动能一定增大D．分子间距离减小，分子间的引力和斥力一定减小3、—颗质量为m的卫星在离地球表面一定高度的轨道上绕地球做圆周运动，若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1：9，卫星的动能（）A． B． C． D．4、如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速度为零的电子，电子仅受静电力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示，设A、B两点的电场强度分别为，电势分别为，则（）A．B．C．D．5、如图，倾角为的斜面固定在水平面上，质量为的小球从顶点先后以初速度和向左水平抛出，分别落在斜面上的、点，经历的时间分别为、；点与、与之间的距离分别为和，不计空气阻力影响。下列说法正确的是（）A．B．C．两球刚落到斜面上时的速度比为1∶4D．两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角正切值的比为1∶16、水平面内固定一个足够大且绝缘的粗糙斜面，其上有一个带电滑块匀速下滑且一直在斜面上运动。仅改变下列选项中的条件，滑块速度大小一定改变的是（）A．施加竖直方向的电场 B．翻转滑块，改变它与斜面的接触面积C．施加水平方向的恒力 D．改变滑块的质量二、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、如图所示为内壁光滑的半球形容器，半径为R。质量为m的小球在容器内的某个水平面内做匀速圆周运动，小球与球心O连线方向与竖直方向夹角为α。下列说法正确的是（）A．小球所受容器的作用力为B．小球所受容器的作用力为C．小球的角速度D．小球的角速度8、一静止在水平地面上的物块，受到方向不变的水平拉力F作用。0~4s时间内，拉力F的大小和物块加速度a的大小随时间t变化的关系分别如图甲、图乙所示。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。由此可求得（）A．物块与水平地面间的最大静摩擦力的大小为2NB．物块的质量等于1.5kgC．在0~4s时间内，合力对物块冲量的大小为6.75N・SD．在0~4s时间内，摩擦力对物块的冲量大小为6N・S9、如图所示，虚线、、是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，即，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下运动的轨迹，是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（）A．等势面的电势一定比等势面的电势低B．质点通过点时的电势能比通过点时的电势能小C．质点通过点时的加速度比通过点时的加速度大D．质点一定是从点运动到点10、火星探测项目是我国继载人航天工程、嫦娥工程之后又一个重大的太空探索项目，如图所示，探测器被发射到围绕太阳的椭圆轨道上，A为近日点，远日点B在火星轨道近，探测器择机变轨绕火星运动，则火星探测器()A．发射速度介于第一、第二宇宙速度之间B．在椭圆轨道上运行周期大于火星公转周期BC．从A点运动到B点的过程中动能逐渐减小D．在B点受到的太阳引力小于在A点受到的太阳引力三、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）实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量为m0的钩码若干，打点计时器，电源，纸带，细线等．实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用打出的纸带测量木块的加速度．(1)正确进行实验操作，得到一条纸带。纸带的一部分如左图所示，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s。该同学将纸带从每个计数点处截断，得到6条短纸带，再把6条短纸带的下端对齐贴在纸上，以纸带下端为横轴建立直角坐标系，并将刻度尺边缘紧靠纵轴，其示数如右图所示。则打下计数点“2”时小车的速度大小为____________m/s；小车的加速度大小为___________m/s2(结果均保留两位有效数字)(2)将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m，测得相应的加速度a，作出a－m图象如图所示．已知当地重力加速度g＝9.8m/s2，则木块与木板间动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)；μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。(3)实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．12．（12分）某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验时，把数据记录在表格中，数据是按加速度大小排列的，第8组数据中小车质量和加速度数据漏记组号F/Nm/kga/m•s210.290.860.3420.140.360.3930.290.610.4840.190.360.5350.240.360.6760.290.410.7170.290.360.8180.2990.340.360.94(1)该同学又找到了第8组数据对应的纸带以及小车质量，纸带如图乙所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出。请你帮助该同学求出第8组中的加速度a=___m/s2；(2)如果要研究加速度与力的关系，需取表格中___组数据（填组号），做图像；如果要研究加速度与质量的关系，需取表格中____组数据（填组号），做图像。这种研究方法叫做_____法；(3)做出图像如图丙所示，由图像_____（填“可以”或“不可以”）判断a与m成正比。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，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段平直倾斜且粗糙，BC段是光滑圆弧，对应的圆心角，半径为r，CD段水平粗糙，各段轨道均平滑连接，在D点右侧固定了一个圆弧挡板MN，圆弧半径为R，圆弧的圆心也在D点。倾斜轨道所在区域有场强大小为、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q的带正电小物块(视为质点)在倾斜轨道上的A点由静止释放，最终从D点水平抛出并击中挡板。已知A，B之间距离为2r，斜轨与小物块之的动摩擦因数为，设小物块的电荷量保持不变，重力加速度为g，，。求：(1)小物块运动至圆轨道的C点时对轨道的压力大小；(2)改变AB之间的距离和场强E的大小，使小物块每次都能从D点以不同的速度水平抛出并击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值。14．（16分）质量为m=10kg的物体静止在光滑水平面上，零时刻开始物体受到水平向东F=100N的力作用，1s后，力F的大小不变，方向改为向北，作用1s。求：（1）物体第1s末的速度大小；（2）物体在2s内的位移大小。15．（12分）如图所示，用质量为m，横截面积为S的活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，不计活塞厚度及活塞和气缸之间的摩擦。开始时活塞距气缸底的高度为h且气缸足够高，气体温度为T0，外界大气压强为P0，重力加速度为g，其中求∶（i）封闭气体的压强；（ii）在活塞上面放置一个物体，物体的质量也为m，再次平衡后，发现活塞距气缸底的高度为h，则此时气体。的温度为多少。

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】

AB．等量异种电荷电场线和等势面的分布如图：根据电场线的分布结合场强的叠加法则，可知场强关系为根据等势面分布结合沿电场线方向电势降低，可知电势关系为A错误，B正确；C．、两点处于同一等势面上，所以将正点电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，根据可知电势能不变，C错误；D．将负点电荷q沿AB方向移动到负点电荷处的过程中，电场线越来越密集，根据可知所受电场力逐渐增大，D错误。故选B。2、B【解析】物体的温度升高时，其内部分子的平均动能变大，并非每个分子热运动的动能都增大，选项A错误；气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的，选项B正确；宏观物体的机械能与微观分子的动能无关，选项C错误；分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大，选项D错误；故选B.3、B【解析】

在地球表面有卫星做圆周运动有：由于卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1:9，联立前面两式可得：r=3R；卫星做圆周运动：得Ek=再结合上面的式子可得Ek=A.与分析不符，故A错误。B.与分析相符，故B正确。C.与分析不符，故C错误。D.与分析不符，故D错误。4、A【解析】

电子受力向右，因为电子带负电，受力方向与电场线方向相反，所以电场方向由B指向A；根据沿着电场线方向电势逐渐降低，；图乙电子做匀加速运动，a不变，F=ma=Eq，所以。故选A。5、D【解析】

A．平抛运动落在斜面上时，竖直方向的位移和水平方向上位移比值一定解得可知时间与初速度成正比，所以，故A错误；B．落点到A点的距离可知距离与初速度的平方成正比，所以，故B错误；CD．设速度与水平方向的夹角为，有则知小球落在斜面上时速度方向相同，所以两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角相同，夹角正切值的比为1∶1，则落到斜面上时的速度为则可知刚落到斜面上时的速度与初速度成正比，所以两球刚落到斜面上时的速度比为1∶2，故C错误，D正确。故选D。6、C【解析】

AD．当滑块匀速下滑时，对滑块进行受力分析可知，重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力的大小。施加竖直方向的电场与改变滑块的质量效果相同，各力沿斜面向下的分力之和与滑动摩擦力的大小始终相等，滑块仍做匀速直线运动，AD错误；B．翻转滑块，改变它与斜面的接触面积，并未改变它与斜面间的摩擦力，所以滑块仍做匀速直线运动，B错误；C．施加水平向左的恒力时（滑块不脱离斜面），该力有沿斜面向下的分力，而且摩擦力减小，滑块将做加速运动；施加水平向右的恒力时，该力有沿斜面向上的分力，而且摩擦力增大，滑块将做减速运动，C正确。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、BD【解析】

AB．对小球受力分析，如图所示：根据力的合成，可得小球所受容器的作用力为支持力：A错误，B正确；CD．根据力的合成，可得小球所受合外力小球做圆周运动的轨道半径为：根据向心力公式得：解得角速度，C错误，D正确。故选BD。8、BC【解析】

A．t=1s时，物体开始运动，故此时的拉力等于物体的最大静摩擦力，故有故A错误；B．根据牛顿第二定律有代入得故B正确；C．在v－t图象中，与时间轴所围面积为物体的速度，则有由动量定理可得故C正确；D．在0~4s时间内，F的冲量为则摩擦力冲量为故D错误。故选BC。9、AB【解析】

A．电场线与等势面垂直，而根据轨迹弯曲的方向和质点带正电可知，电场线指向下方，沿电场线方向电势降低，故等势面的电势最高，故A正确；B．不妨设质点从点运动到点，则此过程中电场力做负功，电势能增大，故B正确；C．等差等势面处密，处电场强度大，则质点经过处时受到的电场力大，加速度大，故C错误；D．根据题意无法判定质点的运动方向，D项错误。故选：AB。10、CD【解析】

A．离开地球围绕太阳运动，发射速度要大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，A错误；B．两个轨道都围绕太阳，根据开普勒行星第三定律，轨道半径（半长轴）小的，周期小，所以椭圆轨道运行周期小，所以B错误；C．根据开普勒行星第二定律，近日点速度最大，远日点速度最小，从A到B速度不断减小，动能不断减小，C正确；D．B点到太阳的距离大于A点到太阳的距离，万有引力与距离的平方成反比，所以在B点受到的太阳引力小于在A点受到的太阳引力，D正确；故选D。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、0.47；0.70；0.33；大于；不需要；【解析】

（1）依据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，那么计数点“2”时小车的速度大小为：；根据∆x=aT2结合逐差法可得：。（2）根据牛顿第二定律可知mg-μ（M-m）g=Ma，解得，由图可知，-μg=-3.3，解得μ=0.33；

μ的测量值大于真实值，原因是滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦等；

（3）在此实验中，由于把小车和砝码的质量作为了整体，结合第二问可知，不需要满足悬挂钩码质量远小于木块和槽中的钩码总质量；此题在求解加速度时还可这样做：纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比，这种等效替代的方法减小了解题难度，要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。12、0.90（0.89~0.92）2、4、5、7、91、3、6、7、8控制变量不可以【解析】

(1)[1]每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出，故相邻点之间的时间间隔为：T=0.02×5s