2023届北京市清华大学附属中学高三下学期三模物理试题(无答案)

2023届北京市清华大学附属中学高三下学期三模

物理试题

2023.05

第一部分（选择题  共42分）

本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

1．驾车从天安门到北京大学东门，手机导航软件提供了三条推荐路线，如图所示。下列说法正确的是（    ）

A．三条路线的路程相同 B．三条路线的位移相同

C．三条路线的平均速度相同 D．“距离最短”路线的平均速度最大

2．下列说法正确的是（    ）

A．温度越高，布朗运动越明显，分子热运动的平均动能越大

B．内能是物体中所有分子热运动动能的总和

C．气体膨胀对外做功，其内能一定减小

D．气体吸热且温度升高，分子的平均动能有可能不变

3．一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。时刻的波形如图1所示，a、b、c是波上的三个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（    ）

A．时，质点a的加速度比质点b的小

B．质点b和质点c的速度方向总是相同的

C．图2可以表示质点b的振动

D．图2可以表示质点c的振动

4．如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，一同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变窄。以下改动可能会实现这个效果的是（    ）

A．仅将红色滤光片换成绿色滤光片 B．仅将单缝与双缝的位置互换

C．仅将滤光片向右移动靠近单缝 D．仅将单缝向左移动少许

5．一个原来静止的原子核发生衰变时，放出一个动量大小为的电子，同时在垂直于电子运动方向上又放出动量大小为的某种粒子，则衰变后新原子核的动量（    ）

A．大小为  B．大小为

C．方向与方向相反  D．方向与方向相反

6．如图所示，把质量为m的石块从距地面高h处以初速度斜向上抛出，与水平方向夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。若只改变抛射角，下列物理量一定不变的是（    ）

A．石块落地时的动能  B．石块落地的水平距离

C．石块在空中的飞行时间 D．石块落地时的动量

7．一位同学在水平地面上做立定跳远，他从位置②起跳，到位置⑤落地，位置③是他在空中的最高点，在位置②和⑤时他的重心到地面的距离近似相等。以下说法正确的是（    ）

A．在位置③，人的速度为0

B．从位置②到⑤，重力对人的冲量几乎为0

C．从位置②到⑤，重力做功几乎为0

D．在位置②起跳至离地的过程中，支持力的冲量与重力的冲量大小相等

8．如图所示，四个完全相同的小灯泡并联。闭合开关，灯泡发光；陆续闭合、、，其它灯泡也相继发光。电源有内阻，关于灯泡的亮度变化分析，下列说法正确的是（    ）

A．电源电动势不变，两端电压不变，亮度不变

B．电路总电阻变小，两端电压变小，亮度变暗

C．电路总电阻变大，导致两端电压变大，亮度变亮

D．干路电流不变，其它灯分流导致流过电流变小，亮度变暗

9．在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、电键、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（    ）

A．人有触电感觉是在电键闭合瞬间

B．断开电键时流过人的电流方向从B→A

C．人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流

D．断开电键时线圈中的电流突然增大

10．某学习小组观看完“太空授课”后，设计出4种在太空实验舱中测量小物块质量的方案：①将待测小物块悬挂在劲度系数为k的轻弹簧下端，测出小物块静止时弹簧的形变量，根据，求得小物块的质量

②让待测小物块随实验舱一起绕地球做匀速圆周运动，测出圆周运动的半径r和周期T，

根据，求得小物块的质量

③对待测小物块施加一个恒定的拉力F，使小物块从静止做匀加速直线运动，测出经过时间t时的速度v，根据，求得小物块的质量

④用一个弹簧测力计拉着待测小物块做匀速圆周运动，测出弹簧测力计示数F、圆周运动

的半径R和周期T，根据，求得小物块的质量

其中可行的方案有（    ）

A．①和② B．②和③ C．③和④ D．①和④

11．如图所示，三个完全相同的弹簧振子，分别固定在光滑水平面上、竖直天花板上、倾角为θ的光滑斜面上。现将三个物块拉离各自的平衡位置由静止释放，物块做简谐振动。下列说法正确的是（    ）

A．振幅一定相同  B．最大回复力一定相同

C．振动的周期一定相同 D．振动系统的能量一定相同

12．一物理学习小组在竖直电梯里研究超重失重现象：力传感器上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的钩码。当电梯在1楼和3楼之间从静止开始运行然后再到静止的过程中，数据采集系统采集到拉力F随时间t的变化如图所示。忽略由于轻微抖动引起的示数变化，下列说法正确的是（    ）

A．a到b过程中电梯向上运动，b到c过程中电梯向下运动

B．a到c过程中钩码的机械能先增加后减小

C图形的面积大于图形的面积

D．c到d的过程中电梯处于匀速运动状态

13．金星与地球半径接近，金星的质量约为地球质量的，地球和金星各自的卫星公转半径的倒数与公转速度的平方的关系图像如图所示，下列判断正确的是（    ）

A．金星的第一宇宙速度较小

B．取相同公转速度，金星的卫星的周期较大

C．图线a表示的是地球的卫星，图线b表示的是金星的卫星

D．取相同公转半径，金星的卫星向心加速度较大

14．在惯性参考系中，力对质点所做功仅取决于质点的初始位置和末位置，而与质点通过的路径无关，这种力称为保守力，重力、弹簧弹力、静电力、万有引力等均为保守力。保守力做功的特点决定了质点在惯性系中的每一个位置都有一种由该位置确定的能量，称为势能；势能随位置变化的曲线称为势能曲线。如图所示为将某质点分别沿x轴方向移动时对应的两个势能曲线，下列说法正确的是（    ）

A．图甲中势能为零的位置，质点所受保守力为零

B．图甲中质点所受保守力的方向沿x轴的正方向

C．图乙中质点从运动到的过程中保守力做正功

D．图乙中质点在位置，所受保守力大于质点在位置所受保守力

第二部分（非选择题  共58分）

15．（1）实验操作：在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条。在此实验中判断力F（一个弹簧测力计的拉力）单独作用与力、（两个弹簧测力计互成角度拉时各自的拉力）共同作用效果相同的依据是__________。

A．F的大小等于与的大小之和

B．使橡皮条伸长相同的长度

C．使橡皮条上的结点到达同一位置

（2）误差分析：在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，以下操作会使分子直径的测量结果偏大的是__________。

A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，但未发现

B．在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格

C．爽身粉撒得较厚，使得油酸未能充分展开

（3）数据处理：如图所示，为将内阻为200Ω，满偏电流为2mA的表头改装成量程为0.1A的电流表，应给表头并联一个定值电阻，的阻值为__________Ω。（结果保留两位有效数字）

（4）实验设计：明华同学到海边度假，他在一处沙滩上玩耍的时候突然想测量一下沙子之间的滑动摩擦系数，他只找到了能测量长度的尺子。

请你帮他想出一种能测量出沙子之间滑动摩擦系数的方案，请简述你的设计思路、用相应的字母表示出你需要测量的物理量，然后写出动摩擦系数的表达式。

16．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电动势为8.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。

（1）开关S改接2后，电容器进行的是__________（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是______________________________。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将__________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。

（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为__________。

（3）关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有__________（q为电容器极板所带的电荷量，为A、B两板的电势差）。

A. B.

C. D.

17．（9分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度。求：

（1）感应电动势E和感应电流I；

（2）在0.1s时间内，拉力的冲量；

（3）若将换为电阻值为的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U。

18．（10分）在2022年北京举办的第二十四届冬奥会中，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道与弯曲滑道平滑衔接，滑道高，C是半径圆弧的最低点。质量的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，段的阻力忽略不计。加速度，到达B点时速度。取重力加速度。

（1）求长直助滑道的长度L；

（2）求运动员在段所受合外力的冲量I的大小；

（3）求出运动员经过C点时的速度大小；

（4）画出运动员在C点时的受力图，并求其所受支持力的大小。

19．（10分）测速在生活中很常见，不同的情境中往往采用不同的测速方法。

情境1：如图，滑块上安装了宽度的遮光条，滑块在牵引力作用下通过光电门的时间，则可估算出滑块经过光电门的速度大小__________。

情境2：某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。显示屏如图乙所示（图乙中标的数据、、t为已知量），已知光速为c。则：

a．当第一个脉冲电磁波遇到汽车时，汽车距雷达的距离为__________。

b．从第一个脉冲遇到汽车的瞬间到第二个脉冲遇到汽车的瞬间，所经历的时间为____________________。

c．若考虑到，，则可写出汽车的速度为__________。

情境3：用霍尔效应制作的霍尔测速仪可以通过测量汽车车轮的转速n（每秒钟转的圈数），进而测量汽车的行驶速度。

某同学设计了一个霍尔测速装置，其原理如图甲所示。在车轮上固定一个强磁铁，用直流电动带动车轮匀速转动，当强磁铁经过霍尔元件（固定在车架上）时，霍尔元件输出一个电压脉冲信号。

当半径为的车轮匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号如图乙所示。求车轮边缘的线速度大小。（取3.14）

20．（11分）利用超导体可以实现磁悬浮，如图甲是超导磁悬浮的示意图。在水平桌面上有一个周长为L的超导圆环，将一块永磁铁沿圆环中心轴线从圆环的正上方缓慢向下移动，由于超导圆环与永磁铁之间有排斥力。结果永磁铁能够悬浮在超导圆环的正上方高处。

（1）从上向下看，试判断超导圆环中的电流方向为__________（填顺时针、逆时针）

（2）若此时超导圆环中的电流强度为。圆环所处位置的磁感应强度为、磁场方向与水平方向的夹角为θ（如图乙），图丙是图乙中A点处的电流元及磁场正面视角的二维平面图。

a．请在图丙上画出该电流元所受安培力的方向

b．图乙中整个超导圆环所受的安培力的合力F的方向是__________。

c．图乙中整个超导圆环所受的安培力的合力F的大小是__________。

（3）在接下来的几周时间内，发现永磁铁在缓慢下移。经过较长时间，永磁铁的平衡位置变为离桌面高处。有一种观点认为超导体也有很微小的电阻率，只是现在一般仪器无法直接测得超导圆环内电流的变化造成了永磁铁下移，若已知永磁铁在高处时，圆环所处位置的磁感应强度大小为，磁场方向与水平方向的夹角为，永磁铁的质量为m，重力加速度为g。

a．永磁铁的平衡位置变为离桌面高处时，求超导圆环内的电流强度；

b．若超导圆环中的电流强度的平方随时间变化的图像如图丁所示，且超导圆环的横截面积为S，求该超导圆环的电阻率。