2026届北京市华清园教育高校强基计划模拟测试物理试卷及答案

2026届北京市华清园教育高校强基计划模拟测试物理试卷及答案一、单项选择题（每题4分，共24分）1.关于光电效应与康普顿效应，下列说法正确的是：A.两种效应都说明光具有粒子性，且光子与电子的系统都遵守动量守恒定律B.光电效应中光子的能量全部被电子吸收，康普顿效应中光子仅损失部分能量C.两种效应的产生条件均为入射光的频率大于金属的极限频率D.康普顿效应说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性答案：B解析：A选项错误，光电效应中光子与束缚电子作用，原子核参与动量交换，因此光子与电子组成的系统动量不守恒，只有光子、电子与原子核的总系统动量守恒；康普顿效应中光子与自由电子（或外层弱束缚电子）发生弹性碰撞，光子与电子系统动量守恒。B选项正确，光电效应中光子被电子完全吸收，能量一部分用于逸出功，一部分转化为光电子动能；康普顿效应中光子被散射，仅损失部分能量，波长变长。C选项错误，光电效应需要入射光频率大于金属极限频率，而康普顿效应可发生在任何频率的入射光与自由电子的相互作用中，无需金属极限频率条件。D选项错误，两种效应均说明光具有粒子性。2.一艘宇宙飞船以v=A.0.6B.0.8C.1.25D.5答案：D解析：本题考察狭义相对论的时间膨胀效应。在宇航员的参考系中，飞船上的时钟相对静止，其走时为固有时；地面时钟相对飞船以0.8c运动，走时变慢。时间膨胀公式为Δt=Δτ1−v2f易错点为混淆参考系，误将地面作为静止参考系得到0.6的结果。3.关于热力学第二定律，下列说法正确的是：A.热量不可能从低温物体传到高温物体B.功可以全部转化为热，但热不可能全部转化为功C.熵增加原理说明一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行D.第二类永动机不可能制成是因为违反了能量守恒定律答案：C解析：A选项错误，热量可以通过外界做功从低温物体传到高温物体，例如冰箱的制冷循环，热力学第二定律的表述是“热量不可能自发地从低温物体传到高温物体”。B选项错误，热可以全部转化为功，只要引起其他变化，例如理想气体等温膨胀过程，内能不变，吸收的热量全部对外做功，但气体体积增大，产生了其他影响。C选项正确，熵是分子热运动无序性的量度，熵增加原理表明自然过程总是向无序性增大的方向进行。D选项错误，第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律，因此不可能制成。4.一个带正电的导体球A，靠近一个不带电的孤立导体球B，下列说法正确的是：A.导体球B的电势为零B.导体球B上的感应电荷总量为零，且各点电势相等C.导体球B靠近A的一侧带负电，远离一侧带正电，且两侧电势不等D.导体球B的电势低于大地电势答案：B解析：静电平衡状态下的导体是等势体，导体表面是等势面，因此B选项正确，C选项错误。A选项错误，导体球B原本不带电，靠近正电荷后处于正电荷的电场中，电势为正（以无穷远为零势点）。D选项错误，大地电势为零，B的电势为正，高于大地电势。易错点为误认为导体两侧电荷电性不同则电势不同，忽略了静电平衡导体的等势性。5.一质量为m、长度为L的均匀细杆，上端可绕固定光滑铰链自由转动，初始时杆处于水平静止状态。释放后杆摆至竖直位置时，铰链对杆的作用力大小为（重力加速度为g）：A.mB.3C.2D.5答案：D解析：本题考察刚体的定轴转动、机械能守恒与向心力分析。细杆绕一端转动的转动惯量为I=13m代入I=ω杆在竖直位置时，重心的向心加速度为an对杆受力分析：重力mg竖直向下，铰链作用力FF解得：F6.一束自然光垂直入射到三个叠放在一起的偏振片上，已知第一个和第三个偏振片的偏振化方向垂直，第二个偏振片的偏振化方向与第一个成30∘A.1B.3C.1D.9答案：B解析：本题考察马吕斯定律与自然光的偏振特性。自然光通过第一个偏振片后，变为线偏振光，光强减半，即I1=I02I第三个偏振片与第二个的夹角为90∘I故出射光强与入射光强的比值为332。易错点为误将第三个偏振片与第二个的夹角当作30二、多项选择题（每题6分，共24分。每小题有多个正确选项，全部选对得6分，选对但不全得3分，错选或不答得0分）1.下列关于质点系的动量、动能与机械能的说法，正确的有：A.质点系所受合外力为零，则系统的总动量一定守恒，总动能也一定不变B.质点系所受合外力做功为零，则系统的总动能一定不变，总动量也一定不变C.只有重力和系统内弹力做功时，系统的机械能一定守恒D.质点系内力做功的代数和不一定为零，因此内力可能改变系统的总动能答案：CD解析：A选项错误，合外力为零时系统总动量守恒，但内力可以做功，改变总动能，例如两个物体在光滑水平面上通过弹簧相互作用，合外力为零，但动能与弹性势能相互转化，总动能发生变化。B选项错误，根据质点系动能定理，总动能的变化等于合外力做功与内力做功的代数和，因此合外力做功为零时总动能不一定不变；合外力做功为零不代表合外力为零，因此总动量不一定守恒，例如匀速圆周运动的物体，合外力做功为零，但动量方向不断变化。C选项正确，这是机械能守恒的条件：只有重力和系统内弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为零。D选项正确，内力是系统内物体之间的相互作用力，一对内力的做功代数和不一定为零，例如滑动摩擦力的一对内力做功代数和为负，会消耗系统的动能，因此内力可以改变总动能。2.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形满足：x=0处质点位于平衡位置且向y轴负方向运动，x=1 m处质点位于波峰，A.该波的波长为4B.若波速为1 m/s，则t=C.若波的周期为2 s，则x=D.若增大波源的振动频率，该波在同种均匀介质中的传播速度不变答案：ABD解析：A选项正确，沿波的传播方向，x=0处质点向下运动（上坡段），x=2 m处质点向上运动（下坡段），且两点均在平衡位置，说明两点间距为半波长的奇数倍，即2 m=(2n+1)λ2。结合波长大于2 m的条件，仅当n3.一个边长为L的正方形单匝金属线框，总电阻为R，以恒定速度v垂直进入宽度为d（d>L）的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为A.线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为逆时针方向B.线框完全进入磁场后，线框中没有感应电流，也没有感应电动势C.线框进入磁场的过程中，通过线框某一横截面的电荷量为BD.线框进入磁场和离开磁场的过程中，产生的焦耳热相等答案：ACD解析：A选项正确，根据楞次定律，线框进入磁场时向里的磁通量增加，感应电流的磁场方向向外，因此感应电流为逆时针方向（从纸面向外看）。B选项错误，线框完全进入磁场后，磁通量不变，因此没有感应电流，但线框的左右两边都切割磁感线，产生动生电动势，两个电动势大小相等、在线框回路中方向相反，因此总电动势为零，但动生电动势客观存在于两个边中。C选项正确，通过横截面的电荷量q=I⋅Δt，其中平均电流I=ER，平均感应电动势E=ΔΦΔt，因此q4.一定质量的理想气体从某一初始状态出发，经历一系列热力学过程，下列说法正确的有：A.若气体经历等温膨胀过程，则气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，该过程违反热力学第二定律B.若气体经历等容升压过程，则气体一定从外界吸收热量，内能增加C.若气体经历绝热膨胀过程，则气体的温度一定降低，压强一定减小D.若气体经历一个完整的循环过程，则气体对外做的功一定等于从外界吸收的热量答案：BC解析：A选项错误，等温膨胀过程中理想气体内能不变，吸收的热量全部对外做功，但该过程引起了其他变化（气体体积增大，未回到初始状态），因此不违反热力学第二定律。热力学第二定律的开尔文表述为“不可能从单一热源取热，使之完全转换为有用的功而不产生其他影响”。B选项正确，等容过程中气体体积不变，外界对气体做功为零（W=0）；根据查理定律，压强升高则温度升高，理想气体内能仅与温度有关，因此内能增加（ΔU>0）。由热力学第一定律ΔU=Q+W，得Q=ΔU>0三、解答题（共3小题，共52分。解答需写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案的不能得分）1.（16分）已知地球的质量为M，半径为R，引力常量为G。一颗质量为m的人造卫星在高度可忽略的近地圆轨道上运行，某时刻卫星发动机瞬时点火，给卫星一个沿运动方向的速度增量，使卫星进入椭圆轨道，椭圆轨道的远地点距地面的高度为h。忽略点火过程中卫星的质量变化，求：（1）卫星在近地圆轨道上的运行速率v0（2）发动机给卫星的速度增量大小Δv（3）卫星在椭圆轨道上的运行周期T。答案：（1）v（2）Δ（3）T解析：（1）近地圆轨道上，万有引力提供向心力：G解得：v（2）设卫星在椭圆轨道近地点的速度为v1，远地点的速度为v2。近地点到地心距离r1卫星在椭圆轨道上运行时，万有引力为有心力，相对于地心的角动量守恒：m卫星仅受万有引力作用，机械能守恒：1将v21利用平方差公式化简左边，通分化简右边：1约去h并整理得：v因此速度增量：Δ（3）椭圆轨道的半长轴：a根据开普勒第三定律，绕同一中心天体运动的卫星，轨道半长轴的三次方与周期的平方之比为定值，即a3T2代入得椭圆轨道周期：T2.（18分）在xOy平面内存在一圆形匀强磁场区域，圆心为坐标原点O，半径为R，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从x轴上的P点（坐标为(−R,0)）以速度v射入磁场，入射方向与x（1）粒子入射速度的大小v；（2）粒子射出磁场时的位置坐标；（3）粒子在磁场中运动的时间。答案：（1）v（2）出射点坐标为(（3）t解析：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：q已知轨道半径r=v（2）设粒子做圆周运动的圆心为O′，出射点为Q。由洛伦兹力的性质可知，圆心O′在过P点且垂直于入射速度的直线上，且由题意，OP=OQ=R（磁场半径），O′P=入射速度与x轴正方向成θ角，正电荷所受洛伦兹力方向为速度方向逆时针转90∘（磁场向里），因此PO′的方向与x因此POP由于OQ=Px验证：xQ（3）粒子在磁场中做圆周运动的周期为：T轨迹对应的圆心角等于速度的偏转角。由几何关系可知，O′Q沿x轴正方向（因O′Q=入射速度与x轴成θ角，出射速度沿y轴正方向，因此速度偏转角（即圆心角）为：α因此粒子在磁场中运动的时间为：t3.（18分）一定质量的单原子理想气体做奥托循环，具体过程如下：1→2：绝热压缩，体积从V1减小到V2，压强从p1到p2；2→3：等容升压，体积保持V2不变，压强从p2到p3，吸收热量Q1；3→4：绝热膨胀，体积从V2增大到V1，压强从p3到p4；4→1：等容降压，体积保持V1不变，压强从p4到（1）状态2的温度T2（2）循环放出的热量大小Q2（3）循环的效率η。答案：（1）T（2）Q（3）η=75%解析：（1）1→2为绝热准静态过程，满足绝热过程方程：$$TV^{\gamma-1}=\text{常数}\tag{2分