上海市师范大学附属外国语中学2025年高三下学期第二次诊断考试物理试题含解析

上海市师范大学附属外国语中学2025年高三下学期第二次诊断考试物理试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s.求甲、乙两运动员的质量之比（）A． B． C． D．2、用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取）A． B． C． D．3、2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面开始了对月球背面区域的科学考察之旅。由于月球在绕地球的运行过程中永远以同一面朝向地球，导致地球上的任何基站信号都无法直接穿透月球与嫦娥四号建立联系，为此，我国特意于2018年5月21日成功发射了嫦娥四号中继星“鹊桥”，如下图所示，若忽略除地球和月球外其他天体的影响，运行在地月第二拉格朗日点（L2点）的“鹊桥”的运动可简化为同时参与了以L2点为中心的自转和与月球一起绕地球的公转两个运动，以确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系。以下关于月球和中继星“鹊桥”运动的认识中正确的是：A．月球的自转周期与其绕地球的公转周期一定是相同的B．“鹊桥”的公转周期一定大于月球的公转周期C．“鹊桥”的自转的周期一定等于其绕地球公转的周期D．“鹊桥”绕L2点自转的向心力一定是地球和月球对其万有引力的合力4、如图所示，轨道NO和OM底端对接且。小环自N点由静止滑下再滑上OM。已知小环在轨道NO下滑的距离小于轨道OM上滑的距离，忽略小环经过O点时的机械能损失，轨道各处的摩擦因数相同。若用a、f、v和E分别表示小环的加速度、所受的摩擦力、速度和机械能，这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图。其中能正确反映小环自N点到右侧最高点运动过程的是（）A． B．C． D．5、下列说法中正确的是()A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线弱B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C．已知质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m1+2m2-m3）c2D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核外的电子发生电离产生的6、如图，虛线1、2、3是竖直方向匀强电场中间距相等的等势线。将重力不可忽略、带等量异种电荷的小球、同时以相等的速率分别沿1、3等势线抛出，时刻两小球经过等势线2。不计两小球间的相互作用。下列说法正确的是（）A．的质量比的小B．在时刻，的动能比的大C．在时刻，和的电势能相等D．在时刻，和的动量大小相等二、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，质量分别为的两物块叠放在一起，以一定的初速度一起沿固定在水平地面上倾角为α的斜面上滑。已知B与斜面间的动摩擦因数，则()A．整体在上滑的过程中处于失重状态B．整体在上滑到最高点后将停止运动C．两物块之间的摩擦力在上滑与下滑过程中大小相等D．在上滑过程中两物块之间的摩擦力大于在下滑过程中的摩擦力8、如图所示，在坐标系xoy平面的第I象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场B1，在第IV象限内存在垂直纸面向里的另一个匀强磁场B2，在x轴上有一点、在y轴上有一点P（0,a）。现有一质量为m，电量为+q的带电粒子（不计重力），从P点处垂直y轴以速度v0射入匀强磁场B1中，并以与x轴正向成角的方向进入x轴下方的匀强磁场B2中，在B2中偏转后刚好打在Q点。以下判断正确的是（）A．磁感应强度B．磁感应强度C．粒子从P点运动到Q点所用的时间D．粒子从P点运动到Q点所用的时间9、如图所示，在水平面上放置间距为L的平行金属导轨MN、PQ，导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间的变化规律为B＝kt（k为常数，k>0）。M、N间接一阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，与导轨接触良好，其接入轨道间的电阻为R，与轨道间的动摩擦因数为μ，Pb＝Ma＝L（不计导轨电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g），从t＝0到ab杆刚要运动的这段时间内（）A．通过电阻R的电流方向为M→PB．回路的感应电流I＝C．通过电阻R的电量q＝D．ab杆产生的热功率P＝10、“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置.2018年11月，有“人造太阳”之称的东方超环实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破，获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步，已知“人造太阳”核聚变的反应方程为，关于此核聚变，以下说法正确的是（）A．要使轻核发生聚变，就要利用粒子加速器，使轻核拥有很大的动能B．Z=0，M=1C．1mol氘核和1mol氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV的能量D．聚变比裂变更安全、清洁三、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）某同学设计了一个既可以测电阻又可以测电源电动势与内阻的实验电路，如图甲所示，实验室提供了以下实验器材：电源E（电动势约为6V，内阻约为1Ω）；定值电阻R0（阻值约为5Ω）；电流表A（量程30mA，内阻约为5Ω）；电流表B（量程1A，内阻约为1Ω）；电压表C（量程6V，内阻约为5kΩ）；电压表D（量程3V，内阻约为3kΩ）；滑动变阻器F（阻值0~20Ω）；滑动变阻器G（阻值0~500Ω）根据题中所给信息，请回答以下问题(1)电流表应选________，滑动变阻器应选________；（选填器材代号）(2)该同学操作正确无误，用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，其数据如下表所示：I（A）0.300.350.400.450.500.55U1（V）5.685.615.575.515.485.40U2（V）1.441.691.912.162.392.62根据表中数据求得定值电阻R0=________Ω（保留一位小数），其测量值________真实值（选填“>”、“<”或“=”）；该同学同时利用上表测得的数据求得电动势和内阻，由误差分析可知，电动势的测量值________电动势的真实值（选填“>”、“<”或“=”）。(3)该同学进一步利用了一个辅助电源E′，采用如图乙所示电路测量电源的电动势，测量过程中，调节R后再调节R1，使电流表A1的示数为0，测得多组数据。这样，电源的电动势的测量值________电源电动势的真实值（选填“>”、“<”或“=”）。12．（12分）在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，有如下实验器材：待测干电池一节电流表（量程（0～0.6A，内阻）电压表（量程0～3V，内阻约3k）滑动变阻器开关、导线若干（1）某同学用图甲所示电路进行实验，由于电表内阻的影响产生系统误差，其主要原因是______________；（2）为消除系统误差，结合所给电表参数，另一同学改用图乙所示电路进行实验，根据实验数据得出如图丙所示的图像，则可得电源电动势E=_________V，内阻r=_________。（结果均保留2位有效数字）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）如图所示，两内壁光滑、长为2L的圆筒形气缸A、B放在水平面上，A气缸内接有一电阻丝，A气缸壁绝热，B气缸壁导热．两气缸正中间均有一个横截面积为S的轻活塞，分别封闭一定质量的理想气体于气缸中，两活塞用一轻杆相连．B气缸质量为m，A气缸固定在地面上，B气缸与水平面间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．开始两气缸内气体与外界环境温度均为T0，两气缸内压强均等于大气压强P0，环境温度不变，重力加速度为g，不计活塞厚度．现给电阻丝通电对A气缸内气体加热，求：(1)B气缸开始移动时，求A气缸内气体的长度；(2)A气缸内活塞缓慢移动到气缸最右端时，A气缸内气体的温度TA．14．（16分）如图所示，T形活塞将绝热汽缸内的气体分隔成A、B两部分，活塞左、右两侧截面积分别为S1、S2，活塞与汽缸两端的距离均为L，汽缸上有a、b、c三个小孔与大气连通，现将a、b两孔用细管(容积不计)连接．已知大气压强为p0，环境温度为To，活塞与缸壁间无摩擦．(1)若用钉子将活塞固定，然后将缸内气体缓慢加热到T1，求此时缸内气体的压强；(2)若气体温度仍为T0，拔掉钉子，然后改变缸内气体温度，发现活塞向右缓慢移动了ΔL的距离(活塞移动过程中不会经过小孔)，则气体温度升高还是降低？变化了多少？15．（12分）真空中有如图所示的周期性交变磁场，设磁感应强度B垂直纸面向里为正方向，B0=1T，t0=π×l0-5s，k为正整数。某直角坐标系原点O处有一粒子源，在t=0时刻沿x轴正方向发射速度为v0=103m/s的正点电荷，比荷=1×l06C/kg，不计粒子重力。(1)若k=1，求粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子第3次（从O点出发记为第1次）经过y轴时的时刻；(2)若k=2，求粒子在运动过程中与y轴交点坐标的最大值和最小值；(3)若t0=10-5s，则k取何值时，粒子可做周期性循环运动回到出发点？并求出循环周期的最小值Tmin和相应的k值。

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、D【解析】

由动量守恒定律得解得代入数据得故选D。2、A【解析】

本题考查力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．【详解】一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图．绳子与竖直方向的夹角为：θ=60°，绳子长为：L0=1m，则有：mg=2Fcosθ，两个挂钉的间距离：L＝，解得：L=m3、A【解析】

A.月球一面始终朝着地球，说明月球也有自转，其自转周期等于其公转周期，故A正确；B.地月系统的拉格朗日点就是小星体在该位置时，可以与地球和月球基本保持相对静止，故中继星“鹊桥”随拉格朗日点L2绕地球运动的周期等于月球绕地球的周期，故B错误；C.为确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系，所以“鹊桥”的自转的周期要小其绕地球公转的周期，故C错误；D.中继星“鹊桥”绕拉格朗日点L2运动过程，只受到地球和月球万有引力作用，合力不能提供向心力，因此还受到自身的动力作用，故D错误。4、A【解析】

A．小球沿轨道下滑做匀加速直线运动，滑至点速度为，下滑过程中有同理上滑过程中有根据题意可知，所以根据加速度的定义式结合牛顿第二定律，可知加速度大小恒定，且满足A正确；B．小球下滑过程和上滑过程中的摩擦力大小根据题意可知，，则，B错误；C．小球在运动过程中根据速度与位移关系可知，速度与位移不可能为线性关系，所以图像中经过点前后小球与路程的关系图线不是直线，C错误；D．小球运动过程中摩擦力做功改变小球的机械能，所以图像斜率的物理意义为摩擦力，即结合B选项分析可知下滑时图像斜率的绝对值小于上滑时图像斜率的绝对值，D错误。故选A。5、C【解析】A、β射线是电子流，不是电磁波，穿透本领比γ射线弱，故A错误；B、半衰期具有统计意义，对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B错误；C、根据爱因斯坦质能方程可得释放的能量是，故C正确；D、β衰变是原子核的衰变，与核外电子无关，β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子的同时释放出来的，故D错误；故选C．6、B【解析】

A．根据题述可以判断电场方向垂直于题图中等势线，由于两小球同时经过等势线2，所以小球a向下加速运动，小球b向上加速运动，竖直方向上，a的位移大小等于b的位移大小，由可知a的加速度大小等于b的加速度大小，即竖直方向：对小球a，由牛顿第二定律得对小球b，由牛顿第二定律得解以上两式得则故A错误；BD．两小球初速度大小相等，加速度大小相等，时刻两小球合速度大小相等，，根据可知，时刻a的动能比b的动能大，根据可知，时刻a的动量大小大于b的动量大小，故B正确，D错误；C．由于在时刻两小球经过同一等势线，根据可知，此时a和b的电势能不相等，故C错误。故选B。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、AC【解析】

A．在上升和下滑的过程，整体都是只受三个个力，重力、支持力和摩擦力，以向下为正方向，根据牛顿第二定律得向上运动的过程中：（m1+m2）gsinθ+f=（m1+m2）af=μ（m1+m2）gcosθ因此有：a=gsinθ+μgcosθ方向沿斜面向下。所以向上运动的过程中A、B组成的整体处于失重状态。故A正确；B．同理对整体进行受力分析，向下运动的过程中，由牛顿第二定律得：（m1+m2）gsinθ-f=（m1+m2）a′，得：a′=gsinθ-μgcosθ由于μ＜tanθ，所以a′＞0

所以上滑到最高点后A、B整体将向下运动。故B错误；CD．以A为研究对象，向上运动的过程中，根据牛顿第二定律有：m1gsinθ+f′=m1a解得：f′=μm1gcosθ向下运动的过程中，根据牛顿第二定律有：m1gsinθ-f″=m1a′解得：f″=μm1gcosθ所以f″=f′即A与B之间的摩擦力上滑与下滑过程中大小相等；故C正确D错误。8、BC【解析】

AB．粒子运动轨迹如图所示，由几何知识可知解得在B2磁场中根据几何知识有解得粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得将半径代入解得故A错误，B正确；CD．粒子做圆周运动的周期为，粒子的运动时间为解得故C正确，D错误。故选BC。9、AC【解析】

A．由楞次定律可知，通过电阻R的电流方向为M→P，故A正确；B．产生的感应电动势为E＝S＝kL2根据欧姆定律可得电流为故B错误；C．杆刚要运动时μmg－ktIL＝0又因q＝It，联立可得故C正确；D．根据功率公式故D错误。故选AC。10、BD【解析】

A．“人造太阳”是以超导磁场约束，通过波加热，让等离子气体达到上亿度的高温而发生轻核聚变，故A错误。B．根据质量数和核电荷数守恒，可以求出X为中子，即Z=0，M=1，故B正确。C．1个氘核和1个氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV的能量，故C错误。D．轻核聚变产生物为氦核，没有辐射和污染，所以聚变比裂变更安全、清洁，故D正确。故选BD.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、BF4.8<<=【解析】

(1)[1][2]．电源电动势为6V，保护电阻约为5Ω，则电流约为I=A=1A故为了能准确测量，电流表应选择B；因电源内电阻较小，故滑动变阻器应选择阻值较小的F；(2)[3][4][5]．由电路图可知，U2为定值电阻两端的电压，电流表示数为R0中的电流，由图可知电压表示数与电流表示数成正比，则可知，定值电阻的阻值为R0=≈4.8Ω由于采用了电流表外接法，故测量出的电流偏大，则由欧姆定律可知，测量值小于真实值；如果用来测量电动势和内阻，由于采用相对电源的电流表外接法，由于电压表分流作用而使电流表示数偏小，则测出的电动势偏小；(3)[6]．由于电压表支路中电流为零，故电压表不再分流，则此时电流表测出的电流为干路电流，电压表示数为路端电压，因此测量结果是准确的。12、由于电压表分流导致测得电流比实际干路电流偏小1.51.0【解析】

（1）[1]．图甲采用相对电源的电流表外接法，由于电压表内阻不是无穷大，所以电压表分流导致电流表中电流比实际干路电流偏小；

（2）[2][3]．改用图乙实验时，根据闭合电路欧姆定律U=E-I（r+rA），再由图所示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5V，电源电动势E=1.5V，图象的斜率表示电动势，故；故电源内阻r=3.0-2.0Ω=1.0Ω。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、（i）LA=（2-）L（ii）TA=2