2023屆北京市清華大學(xué)中學(xué)高三下學(xué)期物理試題3月月考試卷

2023屆北京市清華大學(xué)中學(xué)高三下學(xué)期物理試題3月月考試卷注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、“太極球”運動是一項較流行的健身運動。做該項運動時，健身者半馬步站立，手持太極球拍，球拍上放一橡膠太極球，健身者舞動球拍時，保持太極球不掉到地上?，F(xiàn)將太極球簡化成如圖所示的平板和小球，熟練的健身者讓小球在豎直面內(nèi)始終不脫離平板做勻速圓周運動，則（）A．小球的機械能守恒B．平板對小球的彈力在處最大，在處最小C．在兩處，小球可能不受平板的摩擦力D．小球在此過程中做勻速圓周運動的速度可以為任意值2、如圖所示，一飛行器圍繞地球沿半徑為的圓軌道1運動，經(jīng)點時，啟動推進器短時間向后噴氣使其變軌，軌道2、3是與軌道1相切于點的可能軌道，則飛行器（）A．變軌后將沿軌道3運動B．變軌后相對于變軌前運行周期變大C．變軌前、后在兩軌道上運動時經(jīng)點的速度大小相等D．變軌前經(jīng)過點的加速度大于變軌后經(jīng)過點的加速度3、在下列四個核反應(yīng)方程中，x1、x2、x3和x4各代表某種粒子。①②③④以下判斷正確的是（）A．x1是質(zhì)子 B．x2是中子 C．x3是α粒子 D．x4是氘核4、甲、乙兩運動員在做花樣滑冰表演，沿同一直線相向運動，速度大小都是2m/s，甲、乙相遇時用力推對方，此后都沿各自原方向的反方向運動，速度大小分別為1m/s和2m/s。求甲、乙兩運動員的質(zhì)量之比（）A． B． C． D．5、托卡馬克（Tokamak）是一種復(fù)雜的環(huán)形裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示．環(huán)心處有一歐姆線圈，四周是一個環(huán)形真空室，真空室外部排列著環(huán)向場線圈和極向場線圈．當(dāng)歐姆線圈中通以變化的電流時，在托卡馬克的內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的渦旋電場，將真空室中的等離子體加速，從而達到較高的溫度．再通過其他方式的進一步加熱，就可以達到核聚變的臨界溫度．同時，環(huán)形真空室中的高溫等離子體形成等離子體電流，與極向場線圈、環(huán)向場線圈共同產(chǎn)生磁場，在真空室區(qū)域形成閉合磁籠，將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進行．已知真空室內(nèi)等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，下列說法正確的是A．托卡馬克裝置中核聚變的原理和目前核電站中核反應(yīng)的原理是相同的B．極向場線圈和環(huán)向場線圈的主要作用是加熱等離子體C．歐姆線圈中通以恒定電流時，托卡馬克裝置中的等離子體將不能發(fā)生核聚變D．為了約束溫度為T的等離子體，所需要的磁感應(yīng)強度B必須正比于溫度T6、分別用頻率為ν和2ν的甲、乙兩種單色光照射某金屬，逸出光電子的最大初動能之比為1∶3，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，電子電量為e。下列說法正確的是（）A．用頻率為2ν的單色光照射該金屬，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目一定較多B．用頻率為的單色光照射該金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)C．甲、乙兩種單色光照射該金屬，對應(yīng)光電流的遏止電壓相同D．該金屬的逸出功為二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，質(zhì)量均為m的a、b兩小球在光滑半球形碗內(nèi)做圓周運動，碗的球心為O、半徑為0.1m，Oa、Ob與豎直方向夾角分別為53°、37°，兩球運動過程中，碗始終靜止在水平地面上，已知sin37°0.6，g取10m/s2。則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩球做圓周運動的線速度之比為B．a(chǎn)、b兩球做圓周運動的角速度之比為C．a(chǎn)、b兩球相鄰兩次相距最近的時間間隔為sD．a(chǎn)、b兩球運動過程中，碗對地面始終有摩擦力作用8、如圖所示，半徑為R的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，AB、CD是圓環(huán)相互垂直的兩條直徑，C、D兩點與圓心O等高。一個質(zhì)量為m的光滑小球套在圓環(huán)上，一根輕質(zhì)彈簧一端連在小球上，另一端固定在P點，P點在圓心O的正下方處.小球從最高點A由靜止開始沿逆時針方向下滑，已知彈簧的原長為R，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g。下列說法正確的有（）A．小球運動到B點時的速度大小為B．彈簧長度等于R時，小球的機械能最大C．小球運動到B點時重力的功率為D．小球在A、B兩點時對圓環(huán)的壓力差為4mg9、下列說法正確的是（）A．液體表面存在張力是因為液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離B．密閉容器中的理想氣體溫度不變，體積增大，則氣體一定吸熱C．分子間距增大時，分子勢能增大，分子力做負功D．熱量可以從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化E.液體不浸潤固體的原因是，附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子稀疏10、利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域?；魻栐Ｓ脙煞N半導(dǎo)體材料制成：一類是N型半導(dǎo)體，其載流子是電子，另一類是P型半導(dǎo)體，其載流子稱為“空穴”，相當(dāng)于帶正電的粒子。把某種材料制成的長方體霍爾元件豎直放在勻強磁場中，磁場B的方向垂直于霍爾元件的工作面，當(dāng)霍爾元件中通有如圖所示方向的電流I時，其上、下兩表面之間會形成電勢差。則下列說法中正確的是（）A．若長方體是N型半導(dǎo)體，則上表面電勢高于下表面電勢B．若長方體是P型半導(dǎo)體，則上表面電勢高于下表面電勢C．在測地球赤道的地磁場強弱時，元件的工作面應(yīng)與所在位置的水平面平行D．在測地球兩極的地磁場強弱時，元件的工作面應(yīng)與所在位置的水平面平行三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某實驗小組采用圖甲所示的裝置“探究動能定理”即探究小車所受合外力做功與小車動能的變化之間的關(guān)系。該小組將細繩一端固定在小車上，另一端繞過定滑輪與力傳感器、重物相連。實驗中，小車在細繩拉力的作用下從靜止開始加速運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況，力傳感器記錄細繩對小車的拉力大?。海?）實驗中為了把細繩對小車的拉力視為小車的合外力，要完成的一個重要步驟是_____；（2）若實驗中小車的質(zhì)量沒有遠大于重物的質(zhì)量，對本實驗______影響（填“有”或“沒有”）；（3）實驗時，下列物理量中必須測量的是______。A．長木板的長度LB．重物的質(zhì)量mC．小車的總質(zhì)量M12．（12分）課外興趣小組在一次拆裝晶體管收音機的過程中，發(fā)現(xiàn)一只發(fā)光二極管，同學(xué)們決定測繪這只二極管的伏安特性曲線。(1)由于不能準確知道二極管的正負極，同學(xué)們用多用電表的歐姆擋對其進行側(cè)量，當(dāng)紅表筆接A端、黑表筆同時接B端時，指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，則可以判斷二極管的正極是_______端(2)選用下列器材設(shè)計電路并測繪該二極管的伏安特性曲線，要求準確測出二極管兩端的電壓和電流。有以下器材可供選擇：A．二極管RxB．電源電壓E＝4V(內(nèi)電阻可以忽略)C．電流表A1(量程0～50mA，內(nèi)阻為r1＝0.5Ω)D．電流表A2(量程0～0.5A，內(nèi)阻為r2＝1Ω)E.電壓表V(量程0～15V，內(nèi)阻約2500Ω)F.滑動變阻器R1(最大阻值20Ω)C．滑動變阻器R2(最大阻值1000Ω)H.定值電阻R3＝7ΩI.開關(guān)、導(dǎo)線若干實驗過程中滑動變限器應(yīng)選___________(填“F”或“G”)，在虛線框中畫出電路圖_______(填寫好儀器符號)(3)假設(shè)接入電路中電表的讀數(shù)：電流表A1讀數(shù)為I1，電流表A2讀數(shù)為I2，則二極管兩瑞電壓的表達式為__________(用題中所給的字母表示)。(4)同學(xué)們用實驗方法測得二極管兩端的電壓U和通過它的電流I的一系列數(shù)據(jù)，并作出I－U曲線如圖乙所示。(5)若二極管的最佳工作電壓為2.5V，現(xiàn)用5.0V的穩(wěn)壓電源(不計內(nèi)限)供電，則需要在電路中串聯(lián)一個電限R才能使其處于最佳工作狀態(tài)，請根據(jù)所畫出的二極管的伏安特性曲線進行分析，申聯(lián)的電阻R的阻值為_______________Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，一不計電阻的導(dǎo)體圓環(huán)，半徑為r、圓心在O點，過圓心放置一長度為2r、電阻為2R的均勻輻條，輻條與圓環(huán)接觸良好?，F(xiàn)將此裝置的一部分置于磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里的有界勻強磁場中，磁場邊界恰好與圓環(huán)的直徑在同一直線上?，F(xiàn)使輻條以角速度ω繞O點順時針轉(zhuǎn)動，右側(cè)電路通過電刷與輻條中心和圓環(huán)的邊緣良好接觸，R1=R，右側(cè)為水平放置的足夠長的光滑平行導(dǎo)軌，間距為2r，導(dǎo)軌之間有垂直導(dǎo)軌平面向里、磁感應(yīng)強度大小也為B的勻強磁場，質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上且接觸良好，不計其他電阻。（1）若S閉合，S1斷開時，求理想電表的示數(shù)；（2）若S、S1都閉合，求出導(dǎo)體棒ab能夠獲得的最大速度vm；（3）在導(dǎo)體棒ab加速過程中通過的電荷量q。14．（16分）一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從A→B→C的變化過程可用如圖所示的p－V圖線描述，氣體在狀態(tài)A時溫度為TA=300K，試求：(1)氣體在狀態(tài)B時的溫度TB和狀態(tài)C時的溫度TC；(2)若氣體在B→C過程中氣體內(nèi)能減少了200J，則在B→C過程吸收或放出的熱量是多少？15．（12分）如圖所示，可沿氣缸壁自由活動的活塞將密封的圓筒形氣缸分割成、兩部分，內(nèi)是真空?；钊c氣缸頂部有一彈簧相連，當(dāng)活塞位于氣缸底部時彈簧恰好無形變。開始時內(nèi)充有一定質(zhì)量、溫度為的氣體，部分高度為。此時活塞受到的彈簧作用力與重力的大小相等?，F(xiàn)將內(nèi)氣體加熱到，達到新的平衡后，內(nèi)氣體的高度等于多少？

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解析】

A．小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，動能不變，但重力勢能變化，機械能變化，故A錯誤；B．對小球受力分析可知，小球在最高點A處時，其重力和平板對它的壓力的合力提供向心力，而在最低點處時，平板對小球的支持力和小球的重力的合力提供向心力，故在A處最小，C處最大，故B錯誤；C．小球在兩處時，若平板的支持力與小球的重力的合力恰好提供向心力，小球相對平板沒有相對運動趨勢，摩擦力為零，故C正確；D．小球在最高點，速度有最小值，其最小值滿足解得故D錯誤。故選C。2、B【解析】

根據(jù)題意，飛行器經(jīng)過點時，推進器向后噴氣，飛行器線速度將增大，做離心運動，則軌道半徑變大，變軌后將沿軌道2運動，由開普勒第三定律可知，運行周期變大，變軌前、后在兩軌道上運動經(jīng)點時，地球?qū)︼w行器的萬有引力相等，故加速度相等，故B正確，ACD錯誤。故選B。3、C【解析】

A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得x1的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，所以x1是中子，故A錯誤；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得x2的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為2，所以x2為氘核，故B錯誤；C．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得x3的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4，所以x3是α粒子，故C正確；D．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得x4的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為1，所以x4是質(zhì)子，故D錯誤；故選C。4、B【解析】

甲、乙相遇時用力推對方的過程系統(tǒng)動量守恒，以甲的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′代入數(shù)據(jù)可得m甲×2+m乙×（-2）=m甲×（-1）+m乙×2解得m甲：m乙=4：3故B正確，ACD錯誤。

故選B。5、C【解析】

A、目前核電站中核反應(yīng)的原理是核裂變，原理不同，故A錯誤；B、極向場線圈、環(huán)向場線圈主要作用是將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進行，故B錯誤；C、歐姆線圈中通以恒定的電流時，產(chǎn)生恒定的磁場，恒定的磁場無法激發(fā)電場，則在托卡馬克的內(nèi)部無法產(chǎn)生電場，等離子體無法被加速，因而不能發(fā)生核聚變，故C正確．D、帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，則，由洛倫茲力提供向心力，則，則有，故D錯誤．6、B【解析】

A．單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與光的強度有關(guān)，由于光的強度關(guān)系未知，故A錯誤；BD．光子能量分別為和根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動能為，逸出光電子的最大初動能之比為1：3，聯(lián)立解得用頻率為的單色光照射該金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確，D錯誤；C．兩種光的頻率不同，光電子的最大初動能不同，由動能定理可知，題目對應(yīng)的遏止電壓是不同的，故C錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BD【解析】

AB．小球做勻速圓周運動，由重力和支持力的合力提供向心力，則θ是半徑與豎直方向的夾角，解得則線速度之比為則故A錯誤，B正確。C．a(chǎn)的角速度b的角速度相距最近時滿足解得選項C錯誤；D．a(chǎn)、b兩球運動過程中，兩球?qū)ν氲膲毫Φ乃椒至繛閙gtanθ，因θ不同，則兩球?qū)ν氲膲毫Φ乃椒至坎幌嗟?，對碗來說兩球?qū)ν氲乃椒较虻淖饔昧Σ粸榱悖瑒t碗對地面始終有摩擦力作用，選項D正確。故選BD。8、BD【解析】

A．小球在A點和B點時，彈簧的形變量相同，則彈性勢能的變化量為零，根據(jù)能量守恒得解得故A錯誤；B．除重力以外其它力做功等于機械能的增量，當(dāng)彈簧長度等于R時，彈簧彈力做功最多，則小球的機械能最大，故B正確；C．小球運動到B點時，重力的方向與速度方向垂直，則重力的功率為零，故C錯誤；D．在A點，有在B點，根據(jù)牛頓第二定律得解得可知小球在A、B兩點對圓環(huán)的壓力差為4mg，故D正確。故選BD。9、ABE【解析】

A．液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間距離，分子力表現(xiàn)為引力，故液體表面存在表面張力；故A正確；B．密閉容器中的理想氣體溫度不變，氣體內(nèi)能不變，體積增大，氣體對外界做功，由熱力學(xué)第一定律可得氣體一定要從外界吸熱，故B正確；C．當(dāng)分子間作用力表制現(xiàn)為斥力時，距離增大，分子力做正功，分子勢能減??；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時，距離增大，分子力做負功，分子勢能增大。故C錯誤；D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律的另一種表述可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化，故D錯誤；E．液體不浸潤固體的原因是，附著層的液體分子可能比液體內(nèi)部稀疏，也就是說，附著層內(nèi)液體分子間的距離大于分子力平衡的距離，附著層內(nèi)分子間的作用表現(xiàn)為引力，附著層由收縮的趨勢，就像液體表面張力的作用一樣。這樣的液體與固體之間表現(xiàn)為不浸潤，所以E正確。故選ABE。10、BD【解析】

AB．若長方體是N型半導(dǎo)體，由左手定則可知，電子向上表面偏轉(zhuǎn)，則上表面電勢低于下表面電勢；若長方體是P型半導(dǎo)體，則帶正電的粒子向上表面偏轉(zhuǎn)，即上表面電勢高于下表面電勢，選項A錯誤，B正確；C．赤道處的地磁場是水平的，則在測地球赤道的地磁場強弱時，元件的工作面應(yīng)與所在位置的水平面垂直，選項C錯誤；D．兩極處的地磁場是豎直的，在測地球兩極的地磁場強弱時，元件的工作面應(yīng)與所在位置的水平面平行，選項D正確。故選BD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、平衡摩擦力沒有C【解析】

（1）[1]實驗前調(diào)節(jié)長木板的傾角以平衡摩擦力，以保證細繩的拉力等于小車受的合力；

（2）[2]由于有力傳感器測量繩的拉力，則沒必要使小車質(zhì)量遠大于重物和力傳感器的總質(zhì)量，即對本實驗沒有影響；

（3）[3]實驗中需要測量小車的動能，故需要知道小車的總質(zhì)量M，故AB錯誤，C正確。12、AF119【解析】

(1)[1]當(dāng)紅表筆接端、黑表筆同時接端時，指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，說明電阻很大，二極管反向截止，根據(jù)歐姆表的工作原理可知，黑表筆應(yīng)與歐姆表內(nèi)部電池的正極相連，由二極管的單向?qū)щ娦钥芍?，端?yīng)是二極管的正極；(2)[2]由圖乙可知，實驗中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；所以滑動變阻器應(yīng)選阻值小的，即滑動變限器應(yīng)選F；[3]在測量正向加電壓的伏安特性曲線時，實驗中最大電壓約為3V，所以電壓表V(量程0～15V，內(nèi)阻約2500Ω)不符合題意，故需要電流表A2(量程0～0.5A，內(nèi)阻為