THUSSAT北京市清华大学中学2024年高三第一次模拟考试物理试卷含解析

THUSSAT北京市清华大学中学2024年高三第一次模拟考试物理试卷注意事项：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、关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A．玛丽居里发现了天然放射现象B．天然放射现象说明原子是可以分割的C．原子序数大于或等于83的元素都具有放射性D．温度越高，放射性元素的放射性就越强2、如图所示，四个等量异种的点电荷，放在正方形的四个顶点处。A、B、C、D为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，下列说法正确的是（）A．A、C两个点的电场强度方向相反B．O点电场强度等于零C．将一带正电的试探电荷从B点沿直线移动到D点，电场力做正功D．O点的电势低于A点的电势3、用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。下列四个选项中全部都应用了比值定义法的是①加速度②电场强度③电容④电流⑤导体电阻⑥磁感应强度A．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥ C．②③④⑥ D．①③④⑥4、用某单色光照射金属表面，金属表面有光电子飞出．若照射光的频率增大，强度减弱，则单位时间内飞出金属表面的光电子的A．能量增大，数量增多 B．能量减小，数量减少C．能量增大，数量减小 D．能量减小，数量增多5、如图所示，斜面体M的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上．弹簧的一端固定在墙面上，另一端与放在斜面上的物块m相连，弹簧的轴线与斜面平行．若物块在斜面上做简谐运动，斜面体保持静止，则地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象是图中的A． B．C． D．6、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则()A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了二、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，质量为4m的球A与质量为m的球B用绕过轻质定滑轮的细线相连，球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角α=30°，球B与质量为m的球C通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，球C放在水平地面上。开始时控制住球A，使整个系统处于静止状态，细线刚好拉直但无张力，滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，然后由静止释放球A，不计细线与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．释放球A瞬间，球B的加速度大小为B．释放球A后，球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大C．球A沿斜面下滑的最大速度为2gD．球C恰好离开地面时弹簧的伸长量与开始时弹簧的压缩量相等，所以A、B两小球组成的系统机械能守恒8、一定质量的理想气体状态变化如图所示，则（）A．状态b、c的内能相等B．状态a的内能比状态b、c的内能大C．在a到b的过程中气体对外界做功D．在a到b的过程中气体向外界放热E.在b到c的过程中气体一直向外界放热9、如图所示，一细长玻璃管插入面积很大的水银槽中，玻璃管上方有一段被封闭的长为L的理想气体，玻璃管内、外水银面的高度差为h，玻璃管是导热的。当环境温度升高，玻璃管固定不动，气体和外界达到新的热平衡时，下列说法正确的是。A．L增大，h减小，气体压强增大B．理想气体每个分子的速率都增大C．封闭气体的内能一定增大D．外界对封闭气体做功E.封闭气体一定从外界吸收热量10、如图所示，在边长为L的正方形区域ABCD内存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m，电荷量为q的带电粒子（不计重力），分别以相同的速率v从A点沿不同方向垂直磁场方向射入磁场，当沿AC方向射入时，垂直于BC边射出磁场。则粒子（）A．带负电B．运动速率C．在磁场中运动的最长时间D．在磁场中运动的最长时间三、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）用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：两物体从静止释放，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g，交流电的频率为50Hz，g取9.8m/s2则：（结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=_________m/s；（2）在计数点0到计数点5过程中系统动能的增量△EK=_________J，系统势能的减少量△EP=_________J；（3）实验结论：______________。12．（12分）用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门。调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t0；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t1，t2…，计算出t12，t22…(1)挡光时间为t0时，重锤的加速度为a0从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为ti，重锤的加速度为ai，则=__________（结果用t0和ti表示）(2)作出的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M=_____。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，一固定的水平气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的横截面积为S，小活塞的横截面积为；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l，气缸外大气压强为p0，温度为T，初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为2T，活塞在水平向右的拉力作用下处于静止状态，拉力的大小为F且保持不变。现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢向右移动，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，则：(1)请列式说明，在大活塞到达两圆筒衔接处前，缸内气体的压强如何变化？(2)在大活塞到达两圆筒衔接处前的瞬间，缸内封闭气体的温度是多少？(3)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强是多少？14．（16分）如图所示，打开水龙头，流出涓涓细流。将乒乓球靠近竖直的水流时，水流会被吸引，顺着乒乓球表面流动。这个现象称为康达效应（CoandaEffect）。某次实验，水流从点开始顺着乒乓球表面流动，并在乒乓球的最低点与之分离，最后落在水平地面上的点（未画出）。已知水流出水龙头的初速度为，点到点的水平射程为，点距地面的高度为，乒乓球的半径为，为乒乓球的球心，与竖直方向的夹角，不计一切阻力，若水与球接触瞬间速率不变，重力加速度为。(1)若质量为的水受到乒乓球的“吸附力”为，求的最大值；(2)求水龙头下端到的高度差。15．（12分）如图所示，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面，一劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在斜面底端，弹簧处于自然状态。一质量为m的滑块从距离弹簧上端s处由静止释放，设滑块与弹簧接触过程中没有能量损失，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g。（1）求滑块与弹簧上端接触瞬间速度v0的大小；（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度为vm，求滑块从释放到速度为vm的过程中弹簧的弹力所做的功W。

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、C【解析】

A．贝可勒尔发现天然放射现象，故A错误；B．天然放射现象说明原子核内部是有结构的，并不是原子可以再分的，故B错误；C．原子序数大于或等于83的元素，都具有放射性，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性，故C正确；D．放射性元素的放射性由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，故D错误；故选C。2、D【解析】

AB．利用点电荷场强的合成A、O、C三点的合场强均水平向右，AB错误；C．在BD直线上场强方向垂直BD向右，则沿着BD移动正电荷电场力不做功，C错误；D．沿着电场线方向电势降低，则O点的电势低于A点的电势，选项D正确.故选D。3、D【解析】

①加速度与速度的变化量无关，所以加速度属于比值定义法；②电场强度与场源电荷量成正比，与距离的平方成反比，所以电场强度不属于比值定义法；③电容是由电容器本身的性质决定，其大小与带电量以及两板间的电压无关，所以电容属于比值定义法；④电流的大小由导体两端的电压和导体的电阻决定，单位时间内通过导体横截面的电荷量叫电流强度，电流属于比值定义法；⑤电阻与导线长度、横截面积及电阻率有关，所以导体的电阻不属于比值定义法；⑥磁感应强度与放入磁场中的电流元无关，所以属于比值定义法；A.①③⑤⑥与分析不符，故A错误；B.②③⑤⑥与分析不符，故B错误；C.②③④⑥与分析不符，故C错误；D.①③④⑥与分析相符，故D正确。4、C【解析】

根据E=hv知，照射光的频率增大，则光子能量增大，光的强度减弱，单位时间内发出光电子的数目减少．故C正确，ABD错误．5、C【解析】

设斜面的倾角为θ。物块在光滑的斜面上做简谐运动，对斜面的压力N1等于物块重力垂直于斜面的分力，即N1=mgcosθ以斜面体为研究对象，做出力图如图所示，地面对斜面体的摩擦力f=N1sinθ=mgsinθcosθ因为m，θ不变，所以f不随时间变化，故C正确，ABD错误。故选C。6、A【解析】

根据光电效应方程得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少．故A正确，BCD错误．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、BC【解析】

A．开始时对球B分析，根据平衡条件可得释放球A瞬间，对球A和球B分析，根据牛顿第二定律可得解得故A错误；B．释放球A后，球C恰好离开地面时，对球C分析，根据平衡条件可得对球A和球B分析，根据牛顿第二定律可得解得所以球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大，故B正确；C．对球A和球B及轻质弹簧分析，根据能量守恒可得解得球A沿斜面下滑的最大速度为故C正确；D．由可知球C恰好离开地面时弹簧的伸长量与开始时弹簧的压缩量相等，A、B两小球组成的系统在运动过程中，轻质弹簧先对其做正功后对其做负功，所以A、B两小球组成的系统机械能不守恒，故D错误；故选BC。8、ABD【解析】

A．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态b、c的温度相同，故内能相等，故A正确；B．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态a的温度比状态b、c的温度高，故状态a的内能比状态b、c的内能大，故B正确；C．在a到b的过程中，体积减小，外界对气体做功，故C错误；D．a到b的过程，温度降低，内能减小，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体应从外界放热，故D正确；E．状态b、c的内能相等，由b到c的过程气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，整个过程气体吸热，由a到b的过程气体放热，故在c到a的过程中气体应吸热；故E错误．9、ACE【解析】

A．当环境温度升高，假设内、外水银面的高度差不变，由于气体温度升高，气体压强增大，故内、外水银面的高度差不可能不变，高度差h减小，气体长度L增大，气体压强增大，故A正确；B．气体温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的平均速率都增大，故B错误；C．一定质量的理想气体，内能由温度决定，温度升高时，气体的内能一定增大，故C正确；D．由于气体体积增大，故气体对外做功，故D错误；E．根据热力学第一定律，气体一定从外界吸收热量，故E正确。故选ACE。10、BC【解析】

A．由左手定则可知粒子带正电，选项A错误；B．根据粒子的运动轨迹可知由可得选项B正确；CD．从C点射出的粒子在磁场中运动的时间最长，圆弧所对的圆心角为60°，则最长时间为选项C正确，D错误。故选BC。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、2.40.580.59在误差允许的范围内，两物体组成的系统在运动过程中机械能守恒【解析】

（1)[1]在纸带上打下计数点5时的速度：（2）[2]在计数点0到计数点5过程中，系统动能的增量为：[3]系统重力势能减小量为：（