清华大学2025年学业水平考试物理试题

清华大学2025年学业水平考试物理试题注意事项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、在轴上关于原点对称的、两点处固定两个电荷量相等的点电荷，如图所示的图像描绘了轴上部分区域的电场强度（以轴正方向为电场强度的正方向）。对于该电场中轴上关于原点对称的、两点，下列结论正确的是（）A．两点场强相同，点电势更高B．两点场强相同，点电势更高C．两点场强不同，两点电势相等，均比点电势高D．两点场强不同，两点电势相等，均比点电势低2、2018年12月8日，在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭将嫦娥四号发射；2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，人类首次实现了月球背面软着陆。如图，嫦娥四号在绕月球椭圆轨道上无动力飞向月球，到达近月轨道上P点时的速度为v0，经过短暂“太空刹车”，进入近月轨道绕月球运动。已知月球半径为R，嫦娥四号的质量为m，在近月轨道上运行周期为T，引力常量为G，不计嫦娥四号的质量变化，下列说法正确的是（）A．嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能与在近月轨道上运行时的机械能相等B．月球的平均密度ρ=C．嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为D．“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为3、在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（）A．t=0.005s时线框的磁通量变化率为零B．t=0.01s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为300VD．线框产生的交变电动势频率为100Hz4、如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek，与入射光频率v的关系图象。由图象可知错误的是（）A．该金属的逸出功等于hv0B．该金属的逸出功等于EC．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为D．入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为E5、物理学的发展离不开科学家所做出的重要贡献。许多科学家大胆猜想，勇于质疑，获得了正确的科学认知，推动了物理学的发展。下列叙述符合物理史实的是（）A．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并精确地测出电子的电荷量B．玻尔把量子观念引入到原子理论中，完全否定了原子的“核式结构”模型C．光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说D．康普顿受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性6、质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图，现利用质谱仪对氢元素进行测量．让氢元素三种同位素的离子流从容器A下方的小孔s无初速度飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”．则下列判断正确的是()A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚B．进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚C．在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚D．a、b、C三条“质谱线”依次排列的顺序是氕、氘、氚二、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，一长为、宽为的矩形导线框，在水平外力作用下从紧靠磁感应强度为的匀强磁场边缘处以速度向右匀速运动，规定水平向左为力的正方向。下列关于水平外力的冲量、导线框两点间的电势差、通过导线框的电量及导线框所受安培力随其运动的位移变化的图像正确的是（）A． B． C． D．8、如图甲，线圈A（图中实线，共100匝）的横截面积为0.3m2，总电阻r＝2Ω，A右侧所接电路中，电阻R1＝2Ω，R2＝6Ω，电容C＝3μF，开关S1闭合．A中有横截面积为0.2m2的区域C（图中虚线），C内有图乙所示的变化磁场，t＝0时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里．下列判断正确的是A．闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流由b流向aB．闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流大小为0.4AC．闭合S2、电路稳定后再断开S1，通过R2的电流由b流向aD．闭合S2、电路稳定后再断开S1，通过R2的电荷量为7.2×10－6C9、如图1所示，光滑的平行竖直金属导轨AB、CD相距L，在A、C之间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间abcd矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为5d的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒放在磁场下边界ab上（与ab边重合），．现用一个竖直向上的力F拉导体棒，使它由静止开始运动，已知导体棒离开磁场前已开始做匀速直线运动，导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨电阻不计，F随导体棒与初始位置的距离x变化的情况如图2所示，下列判断正确的是（）A．导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为B．导体棒离开磁场时速度大小为C．离开磁场时导体棒两端电压为D．导体棒经过磁场的过程中，电阻R产生焦耳热为10、下说法中正确的是。A．在干涉现象中，振动加强的点的位移有时可能比振动减弱的点的位移小B．单摆在周期性的外力作用下做受迫振动，则外力的频率越大，单摆的振幅也越大C．全息照片的拍摄利用了激光衍射的原理D．频率为v的激光束射向高速迎面而来的卫星，卫星接收到的激光的频率大于vE.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直三、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）用电流表和电压表测定2节干电池串联组成的电池组的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。（1）实验电路应该选择下图中的________（选填“甲”或“乙”）。（2）现有电压表（）、开关和导线若干，以及以下器材：A．电流表（）B．电流表（）C．滑动变阻器（）D．滑动变阻器（）实验中电流表应选用___________；滑动变阻器应选用____________。（选填相应器材前的字母）（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，请在坐标系上标出6组数据的对应点，画出图线____________________________________。序号123456电压2.802.502.201.901.601.30电流0.120.320.500.680.881.06（4）根据（3）中所画图线可得出电池组的电动势___________，内电阻_______。12．（12分）现要测定一段粗细均匀的金属导体的电阻率。(1)螺旋测微器测量该金属导体的直径D，测量结果示数如图甲所示，由图甲可知D=_______mm；(2)现要利用图乙来测量该导体的电阻阻值R，实验步骤如下：①实验时先将滑动变阻器的阻值调到最大，然后闭合开关K1，将开关K2打向1处，，接着调节滑动变阻器，使电压表有明显读数，并记下此时电压表的读数U。断开开关K1；②闭合开关K1，将开关K2打向2处，调节电阻箱，使电压表的读数仍为U。然后读出电阻箱的阻值，如图丙。本实验中电阻箱此时的阻值为R0=______Ω，被测电阻的电阻阻值大小为R=_________Ω。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，两端开口且导热良好的汽缸竖直固定放置，两厚度不计的轻质活塞A、B由轻杆相连，两活塞的横截面积分别为SA=30cm2，SB=18cm2，活塞间封闭有一定质量的理想气体。开始时，活塞A距离较粗汽缸底端10cm，活塞B距离较细汽缸顶端25cm，整个装置处于静止状态。此时大气压强为p0=1.0×105Pa，汽缸周围温度为27。现对汽缸加热，使汽缸周围温度升高到127，不计一切摩擦。(1)求升高温度后活塞A上升的高度；（结果保留1位小数）(2)保持升高后的温度不变，在活塞A上缓慢放一重物，使活塞A回到升温前的位置，求连接活塞A、B的轻杆对A的作用力大小。14．（16分）如图为一定质量的理想气体的体积V随热力学温度T的变化关系图像。由状态A变化到状态B的过程中气体吸收热量Q1=220J，气体在状态A的压强为p0=1.0×105pa。求：①气体在状态B时的温度T2；②气体由状态B变化到状态C的过程中，气体向外放出的热量Q2。15．（12分）由圆柱体和正方体组成的透明物体的横截面如图所示，O表示圆的圆心，圆的半径OB和正方形BCDO的边长均为a。一光线从P点沿PO方向射入横截面。经过AD面恰好发生全反射，反射后从CD面上与D点距离为的E点射出。光在真空中的传播速度为c。求：(i)透明物体对该光的折射率；(ii)该光从P点射入至传播到E点所用的时间。

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】

题图中点左侧、点右侧的电场都沿轴负方向，则点处为正电荷，点处为负电荷。又因为两点电荷的电荷量相等，根据电场分布的对称性可知、两点的场强相同；结合沿着电场线电势逐渐降低，电场线由c指向d，则点电势更高，故B正确，ACD错误。故选B。2、B【解析】

A．嫦娥四号在椭圆轨道上P点时要刹车，机械能减小，则嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能比在近月轨道上运行时的机械能大，选项A错误；B．由于解得选项B正确；C．嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为选项C错误；D．根据动能定理，“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为选项D错误。故选B。3、B【解析】

由图乙可知特殊时刻的电动势，根据电动势的特点，可判处于那个面上；由图像还可知电动势的峰值和周期。根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值；根据周期和频率的关系可求频率。【详解】A．由图乙知t=0.005s时，感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率最大，但线圈与磁场平行磁通量为零，故A错误。B．由图乙可知t=0.01时刻，e=0，说明此时线圈正经过中性面，故B正确。CD．由图乙可知，该交变电流的周期为T=0.02s，电动势最大值为Em=311V。根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为故CD错误。故选B。【点睛】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，注意会由图像得出线圈从何处开始计时，并掌握正弦交流电的最大值与有效值的关系。4、C【解析】

ABD．根据光电效应方程有Ekm=hν－W0其中W0为金属的逸出功，其中W0=hν0所以有Ekm=hν－hν0由此结合图象可知，该金属的逸出功为E或者W0=hν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故ABD正确；C．入射光的频率时，小于极限频率，不能发生光电效应，故C错误。此题选择错误的，故选C。5、C【解析】

A．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并求出了电子的比荷，密立根精确地测出电子的电荷量；故A错误；B．玻尔把量子观念引入到原子理论中，但是没有否定原子的“核式结构”模型；故B错误；C．光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说，故C正确；D．德布罗意受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性，故D错误。故选C。6、A【解析】

A.根据qU=得,v=，比荷最大的是氕，最小的是氚，所以进入磁场速度从大到小的顺序是氕、氘、氚，故A正确；B.根据动能定理可知Ek=qU，故动能相同，故B错误；C.时间为t=，故在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氚氘氕，故C错误；D.进入偏转磁场有qvB=，解得：R=，氕比荷最大，轨道半径最小，c对应的是氕，氚比荷最小，则轨道半径最大，a对应的是氚，故D错误故选A【点睛】根据qU=求出粒子进入偏转磁场的速度，知道三种粒子进入磁场的速度大小关系，再根据qvB=求出R与什么因素有关，从而得出a、b、c三条“质谱线”的排列顺序．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、AB【解析】

D．进入磁场的过程中，安培力B、l、v不变，则F不变；完全进入磁场，感应电流为零，安培力为零，选项D错误；A．因为导线框匀速运动，水平外力和安培力F大小相等，进入磁场过程中，水平外力的冲量所以I-x关系图象为正比例函数，完全进入后外力为零，冲量为零，选项A正确；B．进入磁场的过程中，有完全进入磁场的过程中，ab边的电势差选项B正确；C．进入磁场的过程中所以q-x关系图象为正比例函数，完全进入后电流为零，q不变但不为零，选项C错误。故选AB。8、BD【解析】根据楞次定律，线圈中产生的感应电流为顺时针方向，则闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流由a流向b，选项A错误；根据法拉第电磁感应定律：，则闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流大小为，选项B正确；闭合S2、电路稳定后电容器上极板带正电，则当再断开S1，电容器放电，通过R2的电流由a流向b，选项C错误；电路稳定后电容器带电量，则电路稳定后再断开S1，通过R2的电荷量为7.2×10－6C，选项D正确；故选BD.点睛：此题考查法拉第电磁感应定律以及直流电路中的含电容问题；注意用求解电动势时，S是线圈中有磁场部分的面积，不是线圈的面积；同时要搞清电容器两端的电压是哪个电阻上的电压值.9、B【解析】

设导体棒离开磁场时速度大小为v．此时导体棒受到的安培力大小为：．由平衡条件得：F=F安+mg；由图2知：F=3mg，联立解得：．故B正确．导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为：．故A错误．离开磁场时，由F=BIL+mg得：，导体棒两端电压为：．故C错误．导体棒经过磁场的过程中，设回路产生的总焦耳热为Q．根据功能关系可得：Q=WF-mg•5d-mv2，而拉力做功为：WF=2mgd+3mg•4d=14mgd；电阻R产生焦耳热为：；联立解得：．故D错误．10、ADE【解析】

A．在干涉现象中，振动加强的点的振幅比振动减弱的点的振幅大，但是振动加强的点的位移有时可能比振动减弱的点的位移小，选项A正确；B．单摆在周期性的外力作用下做受迫振动，当驱动力的频率与单摆的固有频率相等时振幅最大，则外力的频率越大时，单摆的振幅不一定越大，选项B错误；C．全息照片的拍摄利用了激光干涉的原理，选项C错误；D．根据多普勒效应，频率为v的激光束射向高速迎面而来的卫星，卫星接收到的激光的频率大于v，选项D正确；E．电磁波是横波，在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，选项E正确。故选ADE。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、乙BC3.00（2.96-3.02）1.60（1.58-1.62）【解析】

(1)[1]干电池内阻较小，为减小实验误差，相对电源来说，电流表应采用外接法，应选择图乙所示电路图。

(2)[2][3]一节干电池电动势约为1.5V，两节干电池电动势约为3V，电路最大电流为1A左右，电流A量程太小，电流表