北京市清华大学中学2025届高三下学期精英对抗赛物理试题

北京市清华大学中学2025届高三下学期精英对抗赛物理试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、如图所示为单摆的振动图像，根据此振动图像不能确定的物理量是（）A．摆长 B．回复力 C．频率 D．振幅2、如图所示，由均匀导线绕成的直角扇形导线框OMN绕O点在竖直面内从匀强磁场边界逆时针匀速转动，周期为T，磁场的方向垂直于纸面向里，线框电阻为R，线框在进入磁场过程中回路的电流强度大小为I，则（）A．线框在进入磁场过程中回路产生的电流方向为顺时针B．线框在进入与离开磁场的过程中ON段两端电压大小相等C．线框转动一周过程中产生的热量为I2RTD．线框转动一周过程中回路的等效电流大小为3、教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（）A．图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变B．图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变C．图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动D．图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动4、如图所示，质量为1kg的物块放在颅角为37°的固定斜而上，用大小为5N的水平推力作用在物块上，结果物块刚好不下滑。已知重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，知能使物块静止在斜面上的最大水平推力为A．8.8N B．9.4N C．10.8N D．11.6N5、物理学中用磁感应强度B表征磁场的强弱，磁感应强度的单位用国际单位制(SI)中的基本单位可表示为()A．kgA⋅s2 B．N6、如图，质量为m=2kg的物体在=30°的固定斜个面上恰能沿斜面匀速下滑。现对该物体施加水平向左的推力F使其沿斜面匀速上滑，g=10m/s2，则推力F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、下列说法正确的是_____A．悬浮在液体中的微粒越大，某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显B．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力C．分子平均速率大的物体的温度一定比分子平均速率小的物体的温度高D．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性E.外界对气体做功，气体的内能可能减小8、一简谐机械横波沿x轴负方向传播，已知波的波长为8m，周期为2s，t＝0s时刻波形如图甲所示，a、b、d是波上的三个质点。图乙是波上某一点的振动图象，则下列说法正确的是A．图乙可以表示质点b的振动B．在0~0.25s和0.25~0.5s两段时间内，质点b运动位移相同C．该波传播速度为v＝16m/sD．质点a在t=1s时位于波谷E.质点d简谐运动的表达式为y=0.1sinπt（m）9、牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月地检验”。已经知道地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球中心与地球中心距离是地球半径k倍，根据万有引力定律，可以求得月球受到万有引力产生的加速度为a1。又根据月球绕地球运动周期为T，可求得月球的向心加速度为a2，两者数据代入后结果相等，定律得到验证。以下说法正确的是()A． B．C． D．10、2011年9月29日晚21时16分，我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室，假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图所示，当它们在轨道运行时，下列说法正确的是()A．神州八号的加速度比天宫一号的大B．神州八号的运行速度比天宫一号的小C．神州八号的运行周期比天宫一号的长D．神州八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接三、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）某同学欲将量程为、内阻为的表头改装成一个多用电表，改装后的电表有几个不同量程，分别为量程为和的双量程电压表及量程为的电流表，设计电路如图所示。定值电阻和的值待定，为单刀单掷开关，为单刀双掷开关。已知将开关断开，置于“2”挡时，多用电表的量程为10V，回答下列问题:（1）表笔A应为_______________（填“红”或“黑”）色；（2）将开关断开，置于“1”挡时，多用电表用于测量_____________（填“电流”或“电压”）；开关闭合,置于“1”挡时，多用电表用于测量__________________（填“电流”或“电压”）；（3）定值电阻的阻值_______________Ω，____________Ω、____________Ω（结果保留三位有效数字）12．（12分）为了测量一待测电阻Rx的阻值，准备了以下器材：A．多用电表B．电流表G1（0~100mA，内阻约5Ω）C．电流表G2（0~50mA，内阻r2=10Ω）D．定值电阻R0（20Ω）E.滑动变阻器R1（0~5Ω）F.滑动变阻器R2（0~100Ω）G.直流电源（3.0V，内阻不计）H.开关一个及导线若干（1）用多用电表欧姆表“×1”挡粗测电阻时，其阻值如图甲中指针所示，则Rx的阻值大约是_______Ω。（2）滑动变阻器应选________（填仪器前的序号）。（3）若是用G2表测Rx两端电压，请在图乙对应的虚线框中完成实验电路设计（要求：滑动变阻器便于调节，电表读数不得低于量程的）。（________）（4）补全实验步骤：a.按图乙所示电路图连接电路，将变阻器滑动触头移至最________端（选填“左”或“右”）；b.闭合开关S，移动变阻器滑动触头至某一位置，记录G1、G2表的读数I1、I2；c.多次移动变阻器滑动触头，记录相应的G1、G2表的读数I1、I2；d.以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线如图丙所示，则待测电阻Rx的阻值为________Ω（保留两位有效数字）。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，把一个横截面为等边三角形玻璃棱镜的一个侧面放在水平桌面上，直线与共线。在S处放一光源，使其发出的直线光束与夹角，该光束射向棱镜的侧面上的一点。调整光源S的位置，使棱镜另一侧面出射的光线射在D点，且恰有。不考虑光线在棱镜中的反射，求：（i）棱镜玻璃的折射率；（ii）棱镜的出射光线与人射光线间的夹角。14．（16分）图中MN和PQ为竖直方向的两个无限长的平行直金属导轨，间距为L，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直．质量为m、电阻为r的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触，导轨一端接有阻值为R的电阻．由静止释放导体棒ab，重力加速度为g．（1）在下滑加速过程中，当速度为v时棒的加速度是多大；（2）导体棒能够达到的最大速度为多大；（3）设ab下降的高度为h，求此过程中通过电阻R的电量是多少？15．（12分）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑．整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气．平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p．现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：（1）抽气前氢气的压强；（2）抽气后氢气的压强和体积．

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】

由图可直接看出的物理量有：周期T=2s，振幅A=3cm；由单摆的周期公式：则频率：可求出摆长为：由于不知道摆球的质量，所以无法知道回复力。B正确，ACD错误。故选B。2、C【解析】

A．线框在进入磁场过程中，磁通量向里增加，由楞次定律判断知回路产生的电流方向为逆时针，故A错误；

B．线框在进入磁场时，ON段电压是外电压的一部分；线框在离开磁场时，ON段电压是外电压，而两个过程外电压相等，所以线框在进入与离开磁场的过程中ON段两端电压大小不等，故B错误；

C．线框转动一周过程中产生的热量为故C正确；

D．设线框转动一周过程中回路的等效电流大小为I′，则Q=I′2RT解得故D错误。

故选C。3、C【解析】图甲中，仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，液体的旋转方向要改变，故AB均错误；图乙中，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，可以观察到弹簧不断上下振动；如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动；但是如果将水银换成酒精，酒精不导电，则弹簧将不再上下振动，故选项C正确，D错误；故选C.4、C【解析】

由题意知，刚好不下滑时，则有：Fcos37°+μ（mgcos37°+Fsin37°）=mgsin37°得：μ=刚好不上滑时，则有：F′cos37°=μ（mgcos37°+F′sin37°）+mgsin37°得：F′=10.8N。ABD.由上计算可得F′=10.8N，ABD错误；C.由上计算可得F′=10.8N，C正确。5、A【解析】

根据磁感应强度的定义式B=FIL，可得6、C【解析】

无F时，恰能沿斜面下滑，有mgsinθ=μmgcosθ则有有F时，沿下面匀速上滑，对物体进行受力分析如图所示有Fcosθ=mgsinθ+μ（mgcosθ+Fsinθ）F（cosθ-μsinθ）=2mgsinθ解得故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、BDE【解析】

A．悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数越少，布朗运动越明显，故A错误；B．由于表面分子较为稀疏，故液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，故B正确；C．分子的平均动能相等时，物体的温度相等；考虑到分子的质量可能不同，分子平均速率大有可能分子的平均动能小；分子平均速率小有可能分子的平均动能大．故C错误；D．由热力学第二定律可知，自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故D正确；E．当外界对气体做功，根据热力学第一定律△U=W+Q分析可知，内能可能增大也可能减小，故E正确．8、ADE【解析】

A．由图乙知，t=0时刻质点经过位置向下运动，图甲是t=0时刻的波形，此时a位于波峰，位移最大，与图乙中t=0时刻质点的状态不符，而质点b在t=0时刻经过平衡位置向下运动，与图乙中t=0时刻质点的状态相符，所以图乙不能表示质点d的振动，可以表示质点b的振动，故A正确；B．由于质点做简谐振动，并不是匀速直线运动，则在0～0.25s和0.25～0.5s两段时间内，质点b运动位移不相同，故B错误；C．由图可知，波的波长为8m，周期为2s，故传播速度故C错误；D．因周期T=2s，那么质点a在t=1s时，即振动半个周期，其位于波谷，故D正确；E．根据平移法可知，质点d下一时刻沿着y轴正方向运动，振幅而因此质点d简谐运动的表达式为故E正确。故选ADE。9、BD【解析】

根据万有引力等于重力得则有地球表面附近重力加速度为g，月球中心到地球中心的距离是地球半径的k倍，所以月球的引力加速度为月球绕地球运动周期T，根据圆周运动向心加速度公式得故选BD。10、AD【解析】

根据万有引力定律和牛顿第二定律有：＝＝＝man，解得：v＝，T＝，an＝，由图可知神州八号的轨道半径比天宫一号的小，所以神州八号的运行速度比天宫一号的大，神州八号的运行周期比天宫一号的短，神州八号的加速度比天宫一号的大，故BC错误，A正确；神州八号通过加速后将做离心运动，可运行至较高轨道与天宫一号对接，故D正确。故选AD。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、黑电压电流460010010.2【解析】

（1）[1]．根据表头的极性，因电流要从红表笔流入电表，可知表笔A应为黑色；（2）[2][3]．将开关断开，置于“1”挡时，表头与R2串联，则多用电表用于测量电压；开关闭合，置于“1”挡时，R3与表头并联，则多用电表用于测量电流；（3）[4]．已知将开关断开，置于“2”挡时，多用电表的量程为10V，则[5]．将开关断开，置于“1”挡时，多用电表的量程为1V，则[6]．将开关接通，置于“1”挡时，多用电表的量程为100mA，则12、9（或9.0）E左10【解析】

（1）[1]多用电表用欧姆表盘的读数乘以倍率即为待测电阻阻值（2）[2]滑动变阻器采用分压式接入电路，所以选择阻值较小的滑动变阻器便于调节分压，即选E。（3）[3]电路中没有电压表，电流表的内