清华大学中学2023年下学期学业水平监测期末联考高三物理试题

清华大学中学2023年下学期学业水平监测期末联考高三物理试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，一有界区域磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场宽度为L;正方形导线框abcd的边长也为L，当bc边位于磁场左边缘时，线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域。若规定逆时针方向为电流的正方向，则反映线框中感应电流变化规律的图像是A． B．C． D．2、如图所示，上表面粗糙、倾角θ=的斜面体放在光滑的水平地面上，一物块静止在斜面体上。现给斜面体一水平向左的推力F，发现无论F多大，物块均能与斜面体保持相对静止。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin=0.6，cos=0.8，则物块与斜面体间的动摩擦因数μ应满足的条件为（）A． B． C． D．3、如图所示，真空中孤立导体球均匀带电，电荷量为+Q。试探电荷从P点由静止释放，只在电场力作用下运动到无限远处，电场力做功为W，若导体球电荷量变为+2Q，则该试探电荷从P点运动至无限远的过程中电场力做功为（）A．2W B．4W C．W D．W4、如图所示，两金属板平行放置，在时刻将电子从板附近由静止释放（电子的重力忽略不计）。分别在两板间加上下列哪一种电压时，有可能使电子到不了B板（）A． B．C． D．5、位于水面上的波源，产生两列周期均为、振动方向相同、振幅均为的相干波，实线、虚线分别表示在同一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，如图所示，、、、、是水面上的五个点，其中有一小树叶（未画出）位于处，下列说法正确的是（）A．点的振动加强，点的振动减弱B．一段时间后，小树叶被水波推至处C．、两点在某时间内也会振动D．若波源突然停止振动，之后的内，点通过的路程为6、如图所示，在光滑水平面上有质量分别为、的物体A，B通过轻质弹簧相连接，物体A紧靠墙壁，细线连接A，B使弹簧处于压缩状态，此时弹性势能为，现烧断细线，对以后的运动过程，下列说法正确的是（）A．全过程中墙对A的冲量大小为B．物体B的最大速度为C．弹簧长度最长时，物体B的速度大小为D．弹簧长度最长时，弹簧具有的弹性势能二、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、关于伽利略的两个斜面实验，下面说法中正确的是（）A．伽利略仅在图(a)中使用了光滑斜面进行实验B．伽利略仅在图(b)中使用了光滑斜面进行实验C．伽利略从图(a)中得出：自由落体运动是匀加速直线运动D．伽利略从图(b)中得出：力不是维持物体运动的原因8、如图所示，金属圆环放置在水平桌面上，一个质量为m的圆柱形永磁体轴线与圆环轴线重合，永磁体下端为N极，将永磁体由静止释放永磁体下落h高度到达P点时速度大小为v，向下的加速度大小为a，圆环的质量为M，重力加速度为g，不计空气阻力，则（）A．俯视看，圆环中感应电流沿逆时针方向B．永磁体下落的整个过程先加速后减速，下降到某一高度时速度可能为零C．永磁体运动到P点时，圆环对桌面的压力大小为Mg+mg－maD．永磁体运动到P点时，圆环中产生的焦耳热为mgh+mv29、在一些电磁现象中会产生一种特殊的电场，其电场线为一个个同心圆，没有起点和终点如图所示，实线为电场线，方向为顺时针，虚线为经过圆心的一条直线．已知该电场线图像中某一点的电场强度大小与方向和静电场的电场线具有相同规律，则A．A点的电场强度比B点的电场强度大B．将一点电荷沿直线AB移动，电场力不做功C．将一点电荷从A点静止释放，点电荷会沿电场线做圆周运动D．在A点放上一正点电荷，点电荷将受到向左的电场力10、科学实验证明，通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小，式中常量k>0，I为电流强度，l为距导线的距离。如图所示，三根完全相同且通有恒定电流的长直导线a、b、c，其截面位于等边三角形的三个顶点，a、b、c通过的恒定电流大小分别为Ia、Ib、Ic，b、c位于光滑绝缘水平面上，三根导线均可保持静止状态，则（）A．a、b通有同向的恒定电流B．导线a受的合磁场力竖直向上C．导线a、b所受的合磁场力大小相等、方向相反D．导线a、b、c上通有的电流大小关系为Ia＝2Ib＝2Ic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）某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”.现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应，已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：A．电源E(电动势3V，内阻约为1Ω)B．电流表A1(0～0.6A，内阻r1＝5Ω)C．电流表A2(0～0.6A，内阻r2≈1Ω)D．开关S，定值电阻R0＝5Ω(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值，请完成虚线框内电路图的设计______.(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向)，闭合开关S，记下电表读数，A1的读数为I1，A2的读数为I2，得Rx＝________.(用字母表示)(3)改变力的大小，得到不同的Rx值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的Rx值.最后绘成的图象如图所示，除观察到电阻Rx的阻值随压力F的增大而均匀减小外，还可以得到的结论是________________________.当F竖直向下时，可得Fx与所受压力F的数值关系是Rx＝________.12．（12分）为了探究当磁铁靠近线圈时在线圈中产生的感应电动势E与磁铁移动所用时间Δt之间的关系，某小组同学设计了如图所示的实验装置：线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上，小车经过光电门时，电脑会自动记录挡光片的挡光时间Δt，以及相应时间内的平均感应电动势E。改变小车的速度，多次测量，记录的数据如下表：次数测量值12345678E/V0.1160.1360.1700.1910.2150.2770.2920.329Δt/×10-3s8.2067.4866.2865.6145.3404.4623.9803.646（1）实验操作过程中，线圈与光电门之间的距离_________________（选填“保持不变”或“变化”），从而实现了控制_________________不变。（2）在得到上述表格中的数据之后，他们想出两种办法处理数据。第一种是计算法：需要算出_____________________________，若该数据基本相等，则验证了E与Δt成反比。第二种是作图法：在直角坐标系中作出_____________________的关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与Δt成反比。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，一束平行于直径AB的单色光照射到玻璃球上，从N点进入玻璃球直接打在B点，在B点反射后到球面的P点（P点未画出）。已知玻璃球的半径为R，折射率n=，光在真空中的传播速度为c，求：①入射点N与出射点P间的距离；②此单色光由N点经B点传播到P点的时间。14．（16分）如图所示，在第一象限有一匀强电场。场强大小为，方向与轴平行。一质量为、电荷量为的粒子沿轴正方向从轴上点射入电场，从轴上的点离开电场。已知，。不计粒子重力。求：(1)场强的方向和粒子在第一象限中运动的时间；(2)粒子离开第一象限时速度方向与轴的夹角。15．（12分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC为光滑半圆形轨道，半径为R，CD为水平粗糙轨道，小滑块与水平面间的动摩擦因数，一质量为m的小滑块（可视为质点）从圆轨道中点B由静止释放，滑至D点恰好静止，CD间距为4R。已知重力加速度为g。(1)小滑块到达C点时，圆轨道对小滑块的支持力大小；(2)现使小滑块在D点获得一初动能，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A，求小滑块在D点获得的初动能。

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【解题分析】

由楞次定律可判断线圈中的电流方向；由E=BLV及匀加速运动的规律可得出电流随时间的变化规律。【题目详解】设导体棒运动的加速度为，则某时刻其速度所以在0-t1时间内（即当bc边位于磁场左边缘时开始计时，到bc边位于磁场右边缘结束）根据法拉第电磁感应定律得：，电动势为逆时针方向由闭合电路欧姆定律得：，电流为正。其中R为线框的总电阻。所以在0-t1时间内，，故AC错误；从t1时刻开始，换ad边开始切割磁场，电动势大小，其中，电动势为顺时针方向为负电流：，电流为负（即，）其中，电流在t1时刻方向突变，突变瞬间，电流大小保持不变。故B正确，D错误。故选B。【题目点拨】对于电磁感应现象中的图象问题，经常是根据楞次定律或右手定则判断电流方向，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解感应电流随时间变化关系，然后推导出纵坐标与横坐标的关系式，由此进行解答，这是电磁感应问题中常用的方法和思路．2、B【解题分析】

当F=0时，物块能静止在斜面上，可知得即当F特别大时，对物块受力分析，将加速度分解到沿斜面方向和垂直斜面方向，由牛顿第二定律，沿斜面方向垂直斜面方向又，由于F可以取无穷大，加速度无穷大，所以以上各式中的和可忽略，联立解得综合分析得故ACD错误，B正确。故选B。3、A【解题分析】

根据点电荷产生的电场的电势分布特点可知，当导体球电荷量变为+2Q时，除无穷远处电势仍为0外，其它点的电势变为原来的两倍，则P点与无穷远处的电势差变为原来的两倍，根据可知试探电荷仍从P点运动至无限远的过程中电场力做功为故A正确，BCD错误。故选A。4、B【解题分析】

加A图电压，电子从板开始向板做匀加速直线运动；加B图电压，电子开始向板做匀加速运动，再做加速度大小相同的匀减速运动，速度减为零后做反向匀加速运动及匀减速运动，由电压变化的对称性可知，电子将做周期性往复运动，所以电子有可能到不了板；加C图电压，电子先匀加速，再匀减速到静止，完成一个周期，电子一直向板运动，即电子一定能到达板；加D图电压，电子的运动与C图情形相同，只是加速度是变化的，所以电子也一直向板运动，即电子一定能到达板，综上所述可知选项B正确。5、D【解题分析】

A．点是波峰和波峰叠加的点，点是波谷和波谷叠加的点，都是振动加强点，故A错误；B．机械波传播的过程中，各质点并不随波迁移，故小树叶只在原位置上下振动，故B错误；C．、都是波峰和波谷叠加的点，属于振动减弱点，由于两波源振幅相同，故这两点均静止不动，故C错误；D．若波源突然停止振动，由图像可知，在之后内，质点b仍是振动加强点，振幅为，完成两次全振动，通过的路程为，故D正确。故选D。6、C【解题分析】

AB．当弹簧第一次恢复原长时A恰好离开墙壁，此过程弹性势能转化为物体B的动能，由能量守恒求得该速度就是B的最大速度，此过程A的动量始终为零，对A由动量定理对B由动量定理解得选项AB错误；C．以后的运动过程中物体A将不再与墙壁有力的作用，A、B系统动量守恒，当弹簧长度最长时，A、B速度相同，根据动量守恒代入得C正确；D．弹簧长度最长时则选项D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、CD【解题分析】

AB．伽利略在图（a）和图（b）中都使用了光滑斜面进行实验，故AB错误；C．伽利略从图（a）中将斜面实验的结论外推到斜面倾角90°的情形，从而间接证明了自由落体运动是匀加速直线运动；故C正确；D．伽利略理想斜面实验图（b）中，由于空气阻力和摩擦力的作用，小球在图（b）中斜面运动能到达的高度，一定会略小于它开始运动时的高度，只有在斜面绝对光滑的理想条件下，小球滚上的高度才与释放的高度相同.所以可以设想，在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使斜面变成水平面，则可以使小球沿水平面运动到无穷远处，得出力不是维持物体运动的原因；故D正确。故选CD。8、AC【解题分析】

根据楞次定律判断感应电流的方向；可根据假设法判断磁铁下落到某高度时速度不可能为零；根据牛顿第二定律分别为磁铁和圆环列方程求解圆环对地面的压力；根据能量关系求解焦耳热。【题目详解】磁铁下落时，根据楞次定律可得，俯视看，圆环中感应电流沿逆时针方向，选项A正确；永磁体下落的整个过程，开始时速度增加，产生感应电流增加，磁铁受到向上的安培力变大，磁铁的加速度减小，根据楞次定律可知“阻碍”不是“阻止”，即磁铁的速度不可能减到零，否则安培力就是零，物体还会向下运动，选项B错误；永磁体运动到P点时，根据牛顿第二定律：mg-F安=ma；对圆环：Mg+F安=N，则N=Mg+mg－ma，由牛顿第三定律可知圆环对桌面的压力大小为Mg+mg－ma，选项C正确；由能量守恒定律可得，永磁体运动到P点时，圆环中产生的焦耳热为mgh-mv2，选项D错误；故选AC.【题目点拨】此题关键是理解楞次定律，掌握其核心“阻碍”不是“阻止”；并能用牛顿第二定律以及能量守恒关系进行判断.9、BD【解题分析】

A.电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线越密，场强越大，则知A点的场强比B点的场强小，故A错误．B.直线AB与电场线垂直，是一条等势线，将一点电荷沿直线AB移动，电场力不做功，故B正确．C.点电荷在A点所受的电场力沿电场线的切线方向，将点电荷从A点静止释放后，电场力将使该点电荷离开原电场线，所以点电荷不可能沿电场线做圆周运动，故C错误．D.A点场强方向沿电场线的切线方向，即向左，则在A点放上一正点电荷，该点电荷所受的电场力也向左，故D正确．故选BD。10、BD【解题分析】

AB．对长直导线分析，长直导线受到重力、长直导线对长直导线的磁场力和长直导线对长直导线的磁场力，根据平衡条件可知长直导线与长直导线作用力是相互排斥，长直导线对长直导线作用力是相互排斥，所以长直导线与长直导线有反向的恒定电流，长直导线受的合磁场力竖直向上，且有大小等于长直导线的重力，故A错误，B正确；C．视长直导线、、整体，对其受力分析，根据平衡条件可得光滑绝缘水平面对长直导线支持力等于长直导线重力的倍；对长直导线受力分析，受到重力、光滑绝缘水平面对其支持力、长直导线对其吸引力和长直导线对其排斥力，根据力的合成与分解可得长直导线所受的合磁场力大小等于长直导线重力的倍，方向竖直向下，故C错误；D．对长直导线受力分析，在水平方向，根据平衡条件可得即可得对长直导线受力分析，同理可得故D正确；故选BD。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、压力方向改变，其阻值不变【解题分析】

（1）由于题目中没有电压表，为了比较准确测量电阻，知道电流表的阻值，所以用电流表作为电压表使用，电流表连在干路上，即可求出电阻的阻值，电路图的设计：（2）根据串并联和欧姆定律得：，得到：．（3）从图象上可以看出压力方向改变，其阻值不变，其电阻与压力关系为一次函数，由图象可得：．12、保持不变磁通量的变化量E和Δt的乘积【解题分析】

（1）[1]为了定量验证感应电动势与时间成反比，我们应该控制磁通量的变化量不变；[2]所以在实验中，每次测量的时间内，磁铁相对线圈运动的距离都