湖北省宜昌金东方高级中学2024届高三第二次诊断性检测物理试卷含解析

湖北省宜昌金东方高级中学2024届高三第二次诊断性检测物理试卷注意事项：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、如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为的磁性圆轨道竖直固定，质量为的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则A．铁球绕轨道可能做匀速圆周运动B．铁球绕轨道运动过程中机械能守恒C．铁球在A点的速度必须大于D．轨道对铁球的磁性引力至少为，才能使铁球不脱轨2、关于卢瑟福的α粒子散射实验和原子的核式结构模型，下列说法中不正确的是（）A．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进B．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上C．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论D．卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了氧原子光谱的实验3、如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．下列说法正确的是()．A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大4、如图所示，竖直平面内两个四分之一圆弧轨道的最低点相切，圆心分别为、，半径分别为和，两个小球P、Q先后从点水平拋出，分别落在轨道上的、两点，已知、两点处于同一水平线上，在竖直方向上与点相距，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（）A．小球P在空中运动的时间较短B．小球Q从抛出到落在轨道上的速度变化量较大C．小球P与小球Q抛出时的速度之比为1∶11D．两小球落在轨道上的瞬间，小球P的速度与水平方向的夹角较小5、如图，a、b两个物块用一根足够长的轻绳连接，跨放在光滑轻质定滑轮两侧，b的质量大于a的质量，用手竖直向上托住b使系统处于静止状态。轻质弹簧下端固定，竖直立在b物块的正下方，弹簧上端与b相隔一段距离，由静止释放b，在b向下运动直至弹簧被压缩到最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内）。下列说法中正确的是（）A．在b接触弹簧之前，b的机械能一直增加B．b接触弹簧后，a、b均做减速运动C．b接触弹簧后，绳子的张力为零D．a、b和绳子组成的系统机械能先不变，后减少6、乒乓球作为我国的国球，是一种大家喜闻乐见的体育运动，它对场地要求低且容易上手。如图所示，某同学疫情期间在家锻炼时，对着墙壁练习打乒乓球，球拍每次击球后，球都从同一位置斜向上飞出，其中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上，不计空气阻力，则球在这两次从飞出到撞击墙壁前（）A．飞出时的初速度大小可能相等B．飞出时的初速度竖直分量可能相等C．在空中的时间可能相等D．撞击墙壁的速度可能相等二、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、如图所示电路中，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头向右移动时，下面判断正确的是()A．电路中总电阻减小 B．L1变亮 C．L2变亮 D．L3变暗8、下列说法正确的（）A．在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少B．凡是能量守恒的过程一定能够自发地发生的C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D．随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气（理想气体）内能减小E.能量转化过程中，其总能量越来越小，所以要大力提倡节约能源9、如图所示，在半径为R的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。P是磁场边界上的一点，大量电荷量为q、质量为m、相同速率的离子从P点沿不同方向同时射入磁场。其中有两个离子先后从磁场边界上的Q点（图中未画出）射出，两离子在磁场边缘的出射方向间的夹角为，P点与Q点的距离等于R。则下列说法正确的是（）A．离子在磁场中的运动半径为B．离子的速率为C．两个离子从Q点射出的时间差为D．各种方向的离子在磁场边缘的出射点与P点的最大距离为10、下列说法正确的是（）A．水亀可以停在水面上是因为液体具有表面张力B．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功C．当两分子间距离大于平衡位置的间离时，分子间的距离越大，分子势能越小D．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点E.气体分子无论在什么温度下，其分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点三、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）某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度以和所受拉力F的关系图象。他们在水平轨道上做了实验，得到了图线，如图（）所示。滑块和位移传感器发射部分的总质量_________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数_________（g取10m/s2）。12．（12分）某同学想利用两节干电池测定一段粗细均匀的电阻丝电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路。ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，R0是阻值为2Ω的保护电阻，导电夹子P与电阻丝接触始终良好（接触电阻忽略不计）。(1)该同学连接成如图甲所示实验电路．请指出图中器材连接存在的问题_________________；(2)实验时闭合开关，调节P的位置，将aP长度x和对应的电压U、电流I的数据记录如下表：x/m0.600.500.400.300.200.10U/V2.182.102.001.941.721.48I/A0.280.310.330.380.430.49/Ω7.796.776.065.104.003.02①请你根据表中数据在图乙上描点连线作和x关系图线；（____）②根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S=1.2×l0-7m2，利用图乙图线，可求得电阻丝的电阻率ρ为_______Ω·m；根据图乙中的图线可求出电流表内阻为___Ω；（保留两位有效数字）③理论上用此电路测得的金属丝电阻率与其真实值相比____（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。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，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端封闭的竖直管相连，气缸和竖直管均导热，气缸与竖直管的横截面积之比为3：1，初始时，该装置底部盛有水银；左右两边均封闭有一定质量的理想气体，左边气柱高24cm，右边气柱高22cm；两边液面的高度差为4cm．竖直管内气体压强为76cmHg，现使活塞缓慢向下移动，使气缸和竖直管内的水银面高度相差8cm，活塞与气缸间摩擦不计．求①此时竖直管内气体的压强；②活塞向下移动的距离．14．（16分）如图甲所示，两竖直同定的光滑导轨AC、A'C'间距为L，上端连接一阻值为R的电阻。矩形区域abcd上方的矩形区域abA'A内有方向垂直导轨平面向外的均匀分布的磁场，其磁感应强度B1随时间t变化的规律如图乙所示（其中B0、t0均为已知量），A、a两点间的高度差为2gt0（其中g为重力加速度），矩形区域abcd下方有磁感应强度大小为B0、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场。现将一长度为L，阻值为R的金属棒从ab处在t=0时刻由静止释放，金属棒在t=t0时刻到达cd处，此后的一段时间内做匀速直线运动，金属棒在t=4t0时刻到达CC'处，且此时金属棒的速度大小为kgt0（k为常数）。金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，空气阻力不计。求：(1)金属棒到达cd处时的速度大小v以及a、d两点间的高度差h；(2)金属棒的质量m；(3)在0－4t0时间内，回路中产生的焦耳热Q以及d、C两点的高度差H。15．（12分）汤姆孙利用磁偏转法测定电子比荷的装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速度、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过B中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块水平正对放置的平行极板D1和D2间的区域。当D1、D2两极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心P1点处，形成了一个亮点；加上图示的电压为U的偏转电压后，亮点移到P2点，再加上一个方向垂直于纸面的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到P1点，去掉偏转电压后，亮点移到P3点。假设电子的电量为e，质量为m，D1、D2两极板的长度为L，极板间距为d，极板右端到荧光屏中心的距离为s，R与P竖直间距为y，水平间距可忽略不计。（只存在磁场时电子穿过场区后的偏角很小，tan≈sin；电子做圆周运动的半径r很大，计算时略去项的贡献）。（1）判定磁场的方向，求加速电压的大小；（2）若测得电子束不偏转时形成的电流为I，且假设电子打在荧光屏。上后不反弹，求电子对荧光屏的撞击力大小；（3）推导出电子比荷的表达式。

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、B【解析】

AB．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动．故A错误，B正确；C．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于1即可通过最高点，故C错误；D．由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，根据：F＝m可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于1．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为1，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于1．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为1，到达最低点时的速度满足mg•2Rmv2，轨道对铁球的支持力恰好等于1，则磁力与重力的合力提供向心力，即：F﹣mg，联立得：F＝5mg，故D错误．2、D【解析】

A．粒子散射实验的内容是：绝大多数粒子几乎不发生偏转；少数粒子发生了较大的角度偏转；极少数粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过，有的甚至几乎达到，被反弹回来），故A正确；B．粒子散射实验中，只有少数粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量很大的粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小，但不能说明原子中正电荷是均匀分布的，故B正确；C．卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，故C正确；D．玻尔的原子模型与原子的核式结构模型本质上是不同的，玻尔的原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，故D错误；不正确的故选D。3、B【解析】试题分析：根据公式，减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离变大，A错误，根据公式，增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大，B正确，根据公式，将绿光换为红光，频率减小，即波长增大，所以干涉条纹间的距离增大，C错误根据公式，将绿光换为紫光，频率增大，即波长减小，所以干涉条纹间的距离减小，D错误，考点：本题考查光波的干涉条纹的间距公式，点评：应牢记条纹间距的决定因素，不要求定量计算，但要求定性分析．4、C【解析】

A．B、C在同一水平线上，平抛运动的下落时间，由竖直方向的自由落体分运动决定，故故A错误；B．平抛运动的速度变化量，两球的下落时间相等，故大小相等，方向都竖直向下，故B错误；C．球的水平位移为球的水平位移为结合可知，初速度大小之比等于水平分位移大小之比，为1∶11，故C正确；D．小球P落在轨道上的瞬间速度与水平方向的夹角正切小球Q落在轨道上的瞬间速度与水平方向的夹角正切可得小球P的速度与水平方向的夹角较大，故D错误。故选C。5、D【解析】

A．在b接触弹簧之前，b除重力外有绳的拉力做负功，则b的机械能减小，故A错误；B．b接触弹簧后，开始阶段弹力较小，b的合力向下，继续向下加速，b的合力减为零，再变为向上，b才开始减速，同样b加速时也会带动a跟着加速，故b接触弹簧后，ab均先做加速运动后做减速运动，故B错误；C．b接触弹簧后，只要b在加速运动，就一定会带着a加速，绳子的拉力一定不为零，只有在b准备减速时，绳无法拉直，此时绳的张力为零，故C错误；D．对a、b和绳子组成的系统而言，弹簧的弹力属于系统的其它力，则接触弹簧前弹力不做功，接触弹簧后弹力做负功，故系统的机械能先不变后减小，故D正确。故选D。6、A【解析】

C．将乒乓球的运动反向处理，即为平抛运动，由题知，两次的竖直高度不同，所以两次运动时间不同，故C错误；B．在竖直方向上做自由落体运动，因两次运动的时间不同，故初速度在竖直方向的分量不同，故B错误；D．撞击墙壁的速度，即可视反向平抛运动的水平初速度，两次水平射程相等，但两次运动的时间不同，故两次撞击墙壁的速度不同，故D错误；A．由上分析，可知竖直速度大的，其水平速度速度就小，所以根据速度的合成可知，飞出时的初速度大小可能相等，故A正确。故选A。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、CD【解析】

A.当滑片右移时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大，故A误差。B.电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流减小，故L1变暗，故B错误。CD.电路中电流减小，故内阻及R0、L1两端的电压减小，而电动势不变，故并联部分的电压增大，故L2变亮；因L2中电流增大，干路电流减小，故流过L3的电流减小，故L3变暗；故CD正确。8、ACD【解析】

A．车胎突然爆炸瞬间，气体膨胀，视为短暂的绝热过程，根据热力学第一定律车胎突然爆裂的瞬间，气体对外做功，气体内能减少，A正确；B．根据热力学第二定律，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，B错误；C．根据气体压强的微观意义可知，气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，C正确；D．根据大气压的变化规律可知，随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气的温度随外界温度的降低而降低，所以氢气的内能减小，D正确；E．能量转化过程中，总能量不变，但能量可以利用的品质降低，能源会越来越少，E错误。故选ACD。9、BCD【解析】

从Q点能射出两个离子，则离子圆周运动半径r小于磁场区域圆半径R，运动轨迹如图所示。为等边三角形。A．由几何关系得又有解两式得①选项A错误；B．在磁场中做圆周运动有②解①②式得选项B正确；C．圆周运动的周期为两离子在磁场中运动的时间分别为则从磁场射出的时间差为选项C正确；D．各种方向的离子从磁场中的出射点与P点的最大距离为选项D正确；故选BCD.10、ADE【解析】

A．水虽可以停在水面上是因为液体具有表面张力的缘故，故A符合题意；B．功可以全部转化为热；而热量也可以全部转化为功，但要引起其他方面的变化，故B不符合题意；C．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子力表现为引力，分子间的距离增大，分子引力做负功，分子势能增加，故C不符合题意；D．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D符合题意；E．气体分子无论在什么温度下，根据统计规律知道气体的分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，故E符合题意。故选ADE。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、0.50.2【解析】

[1]由图形b得加速度a和所受拉力F的关系图象的斜率所以滑块和位移传感器发射部分的总质量[2]由图形b得，在水平轨道上F=1N时，加速度a=0，根据牛顿第二定律得解得12、电压表应接量程，开始实验前开关应断开2.0相同【解析】

(1).[1]．电压表应接量程；开始实验前开关应断开；(2)①[2]．图像如图：②[3][4]．由于即则图像的斜率解得由图像可知，当x=0时，可知电流表内阻为2.0Ω；③[5]．由以上分析可知，电流表内阻对直线的斜率无影响，则理论上用此电路测得的金属丝电阻率与其真实值相比相同。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、①②【解析】试题分析：①先以右侧气体为研究对象，找出初末状态的参量，根据根据玻意尔定律求压强；②再以左侧气体为研究对象，找出初末状态的参量，根据根据玻意尔定律求气柱的长度，然后根据几何关系求解活塞向下移动的距离。①若右侧竖直管