北京市清华大学中学2024届高中毕业班第二次调研测试物理试题

北京市清华大学中学2024届高中毕业班第二次调研测试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、下列说法正确的是（）A．核反应前后质量并不守恒B．爱因斯坦在研究光电效应现象时提出了能量子假说C．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光的强度减为原来的一半，则没有光电子飞出D．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比2、分离同位素时，为提高分辨率，通常在质谐仪内的磁场前加一扇形电场．扇形电场由彼此平行、带等量异号电荷的两圆弧形金属板形成，其间电场沿半径方向．被电离后带相同电荷量的同种元素的同位素离子，从狭缝沿同一方向垂直电场线进入静电分析静电分器，经过两板间静电场后会分成几束，不考虑重力及离子间的相互作用，则A．垂直电场线射出的离子速度的值相同B．垂直电场线射出的离子动量的值相同C．偏向正极板的离子离开电场时的动能比进入电场时的动能大D．偏向负极板的离子离开电场时动量的值比进入电场时动量的值大3、甲、乙两汽车在两条平行且平直的车道上行驶，运动的v—t图象如图所示，已知t=0时刻甲、乙第一次并排，则（）A．t=4s时刻两车第二次并排B．t=6s时刻两车第二次并排C．t=10s时刻两车第一次并排D．前10s内两车间距离的最大值为12m4、在轴上有两个点电荷、，其静电场的电势在轴上的分布情况如图所示，则（）A．和带有同种电荷B．处的电场强度为零C．将一负电荷从处移动到处，其电势能增加D．将一负电荷从处移到处，电场力做功为零5、如图所示，虚线为某匀强电场的等势线，电势分别为、和，实线是某带电粒子在该电场中运动的轨迹。不计带电粒子的重力，则该粒子（）A．带负电B．在、、三点的动能大小关系为C．在、、三点的电势能大小关系为D．一定是从点运动到点，再运动到点6、用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是A．改用强度更大的紫外线照射 B．延长原紫外线的照射时间C．改用X射线照射 D．改用红外线照射二、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，A、B两个矩形木块用轻弹簧和一条与弹簧原长相等的轻绳相连，静止在水平地面上，绳为非弹性绳且可承受的拉力足够大。弹簧的劲度系数为k，木块A和木块B的质量均为m。现用一竖直向下的压力将木块A缓慢压缩到某一位置，木块A在此位置所受的压力为F（F>mg），弹簧的弹性势能为E，撤去力F后，下列说法正确的是（）A．当A速度最大时，弹簧仍处于压缩状态B．弹簧恢复到原长的过程中，弹簧弹力对A、B的冲量相同C．当B开始运动时，A的速度大小为D．全程中，A上升的最大高度为8、如图所示，圆形区域直径MN上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小相同。现有两个比荷相同的带电粒子a、b，分别以v1、v2的速度沿图示方向垂直磁场方向从M点入射，最终都从N点离开磁场，则（）A．粒子a、b可能带异种电荷B．粒子a、b一定带同种电荷C．v1:v2可能为2:1D．v1:v2只能为1:19、下列说法中正确的是A．物体做受迫振动，驱动力频率越高，物体振幅越大B．机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变C．质点做简谐运动，在半个周期的时间内，合外力对其做功一定为零D．用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球E.交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率为，则10、一根轻弹賛下端固定，竖直立在水平面上.其正上方一定局度处有一质量为m＝0.2kg的小球从静止开始下落，不计空气阻力.从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中（弹簧一直保持竖直且在弹性限度内），当弹簧压缩量为0.1m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力，重力加速度g取10m/s2，小球和弹簧接触瞬间的机械能损失不计，则（）A．该弹簧的劲度系数为20N/mB．当弹簧压缩量时，小球处于超重状态C．小球刚接触弹簧时速度最大D．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大三、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）某实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，设计了如图甲所示的实验装置图。(1)安装时一定要让刻度尺跟弹簧都处于同一______面内。(2)如果需要测量弹簧的原长，则正确的操作是_____。（填序号）A．先测量原长，后竖直悬挂B．先竖直悬挂，后测量原长(3)在测量过程中每增加一个钩码记录一个长度，然后在坐标系（横轴代表弹簧的长度，纵轴代表弹力大小）中画出了如图乙所示的两条图线，_____（填弹簧序号）弹簧的劲度系数大，_____（填弹簧序号）弹簧的原长较长。12．（12分）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)(1)实验时，一定要进行的操作是______。A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2(结果保留两位有效数字)。(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。A．B．C．kD．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，一绝缘水平桌面，空间存在一广域匀强电场，强度大小为，现同时将两个质量均为的滑块、由静止释放在桌面上。已知两滑块AB均带正电，电荷量大小为q，且间的距离为。已知滑块、与轨道间的动摩擦因数分别为和，重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑块之间发生的碰撞为弹性碰撞，且无电荷转移，滑块可视为质点。求：(1)两滑块从静止释放开始经过多长时间，滑块之间发生第二次碰撞；(2)从释放到最终停止所运动的位移。14．（16分）如图所示，为常德市某小区在防治新冠疫情过程中用于喷洒消毒液的喷雾器，由三部分构成，左侧为手持式喷雾管，管底部有阀门K；中间为储药桶，桶的横截面积处处相等为S=400cm2，桶高为H=50cm，桶的上方有可以关闭的盖子；右侧是通过体积可忽略的细管连通的打气装置，每次打进V0=700cm3的空气。某次消毒需将喷嘴举高到比桶底高处，工作人员关闭阀门K，向桶中装入了h=30cm深的药液，封闭盖子，为了能使储药桶中消毒液全部一次性喷出，通过打气装置向桶内打气。求需要打气多少次才能达到目的？（已知大气压强，消毒液的密度为水银密度的0.1倍，不考虑在整个消毒过程中气体温度的变化。桶内药液喷洒完时喷管内仍然充满药液，设喷管内部体积远小于储药桶的体积）15．（12分）我们已经学过了关于两个质点之间万有引力的大小是：F=．但是，在某些特殊情况下，非质点之间的万有引力计算及其应用的问题，我们可以利用下面两个已经被严格证明是正确的结论，而获得快速有效地解决：a．若质点m放置在质量分布均匀的大球壳M（球壳的厚度也均匀）的空腔之内，那么m和M之间的万有引力总是为零．b．若质点m放置在质量分布均匀的大球体M之外（r≥r0），那么它们之间的万有引力为：F=，式中的r为质点m到球心之间的距离;r0为大球体的半径．假设地球可视为一个质量分布均匀且密度为ρ的球体，通过地球的南北两极之间能够打通一个如图所示的真空小洞．若地球的半径为R，万有引力常数为G，把一个质量为m的小球从北极的洞口由静止状态释放后，小球能够在洞内运动．（1）求：小球运动到距地心为0.5R处的加速度大小a；（2）证明：小球在洞内做简谐运动；（3）求：小球在运动过程中的最大速度vm．

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、A【解题分析】

A．由于存在质量亏损，所以核反应前后质量并不守恒，A正确；B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，B错误；C．用一束绿光照射某金属，现把这束绿光的强度减为原来的一半，因为频率不变，所以仍能发生光电效应有光电子飞出，C错误；D．在光电效应现象中，根据光电效应方程可知光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但非成正比关系，D错误。故选A。2、D【解题分析】垂直电场线射出的离子，在电场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有，解得，同位素的质量不同，所以垂直电场线射出的离子动能的值相同，速度不同，动量不同，AB错误；偏向正极板的离子离开电场时克服电场力做功，动能比进入电场时的小，C错误；偏向负极板的离子离开电场时，过程中电场力做正功，速度增大，动量增大，故比进入电场时动量的值大，D正确．3、C【解题分析】

AB.由图像可知，在前8s内，甲的位移x′=vt=48m乙的位移x″=·12m=48m说明t=8s时刻两车第二次并排，选项AB均错误；C.两车第二次并排后，设经过△t时间两车第三次并排，有：v·△t=v1·△t-解得△t=2s，两车恰好在乙速度为零时第三次并排，第三次两车并排的时刻为t=10s，选项C正确；D.由图像可知，前10s内两车在t=4s时刻两车距离最大（图像上左侧的梯形面积），△x=×6m=18m选项D错误。4、D【解题分析】

A．由图知处的电势等于零，所以q1和q2带有异种电荷，A错误；B．图象的斜率描述该处的电场强度，故处场强不为零，B错误；C．负电荷从移到，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．由图知，负电荷从处移到处，电势不变，则电势能不变，电场力做功为零。所以D正确。故选D。5、C【解题分析】

A．根据电场线与等势面垂直，且由高电势指向低电势，可知场强方向向上，带电粒子的轨迹向上弯曲，粒子所受的电场力向上，则该粒子一定带正电荷，故A错误；BC．带正电的粒子在电势高的地方电势能大，故又粒子仅在电场力的作用下运动，动能与电势能总和保持不变，故故B错误，C正确；D．由图只能判断出粒子受力的方向与电势能、动能的大小关系，但不能判断出粒子是否从a点运动到b点，再运动到c点，故D错误。故选C。6、C【解题分析】

用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，知紫外线的频率小于金属的极限频率，要能发生光电效应，需改用频率更大的光照射（如X射线）。能否发生光电效应与入射光的强度和照射时间无关。

A．改用强度更大的紫外线照射，与结论不相符，选项A错误；B．延长原紫外线的照射时间，与结论不相符，选项B错误；C．改用X射线照射，与结论相符，选项C正确；D．改用红外线照射，与结论不相符，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、AD【解题分析】

A．由题意可知当A受力平衡时速度最大，即弹簧弹力大小等于重力大小，此时弹簧处于压缩状态，故A正确；B．由于冲量是矢量，而弹簧弹力对A、B的冲量方向相反，故B错误；C．设弹簧恢复到原长时A的速度为v，绳子绷紧瞬间A、B共同速度为v1，A、B共同上升的最大高度为h，A上升最大高度为H，弹簧恢复到原长的过程中根据能量守恒得绳子绷紧瞬间根据动量守恒定律得mv=2mv1A、B共同上升的过程中据能量守恒可得可得B开始运动时A的速度大小为A上升的最大高度为故C错误，D正确。故选AD。8、BC【解题分析】

AB．两粒子都从M点入射从N点出射，则a粒子向下偏转，b粒子向上偏转，由左手定则可知两粒子均带正电，故A错误，B正确；CD．设磁场半径为R，将MN当成磁场的边界，两粒子均与边界成45°入射，由运动对称性可知出射时与边界成45°，则一次偏转穿过MN时速度偏转90°；而上下磁场方向相反，则两粒子可以围绕MN重复穿越，运动有周期性，设a粒子重复k次穿过MN，b粒子重复n次穿过MN，由几何关系可知()()由洛伦兹力提供向心力，可得而两个粒子的比荷相同，可知如，时，，如，时，，则v1:v2可能为1:1或2:1，故C正确，D错误。故选BC。9、BCD【解题分析】

A．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振。故A错误；B．机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变，故B正确；C．振子做简谐运动，在半个周期时间内，振子的速率不变，根据动能定理得知合外力做的功一定为0，故C正确；D．为了减小阻力的影响，用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球，故D正确；E．交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率为，因为相互远离，根据开普勒效应可知，故E错误。故选BCD。10、AD【解题分析】

A．当弹簧压缩量为0.1m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力。由解得故A正确；B．当弹簧压缩量，小球的重力大于弹簧对它的弹力；小球加速下降，加速度向下，处于失重状态，故B错误；C．当弹簧压缩量为0.1m时，小球的速度最大，随后减小，故C错误；D．当时，小球的加速度为零，当弹簧的压缩量最大时，小球的加速度最大，即小球的加速度大小先减小后增大，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、竖直B【解题分析】

(1)[1]．安装时一定要让刻度尺跟弹簧都处于同一竖直面内。(2)[2]．为了减小由弹簧自重而产生的弹簧伸长对实验造成的误差，实验中应该先将弹簧安装好，竖直悬挂后再测量原长。故选B。(3)[3][4]．题图乙中斜率表示弹簧的劲度系数，所以弹簧的劲度系数大；横轴上的截距表示弹簧的原长，所以弹簧的原长长。12、BCD1.3D【解题分析】

(1)[1]AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，AE错误；B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，C正确；D．改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，D正确；故选：BCD。(2)