2025届河南省郑州市第四中学高三第二次诊断性检测物理试卷含解析

2025届河南省郑州市第四中学高三第二次诊断性检测物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、下列说法正确的是（）A．光子没有质量，所以光子虽然具有能量，但没有动量B．玻尔认为，原子中电子的轨道是量子化的，能量也是量子化的C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会缩短放射性元素的半衰期D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象称为质量亏损2、一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“Hyperloop（超级高铁）”。据英国《每日邮报》2016年7月6日报道：HyperloopOne公司计划，2030年将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”（Hyperloop），连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩，速度可达每小时700英里（约合1126公里/时）。如果乘坐Hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩，600公里的路程需要40分钟，Hyperloop先匀加速，达到最大速度1200km/h后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于Hyperloop的说法正确的是（）A．加速与减速的时间不相等B．加速时间为10分钟C．加速时加速度大小为2m/s2D．如果加速度大小为10m/s2，题中所述运动最短需要32分钟3、如图，两光滑导轨竖直放置，导轨平面内两不相邻的相同矩形区域Ⅰ、Ⅱ中存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反。金属杆与导轨垂直且接触良好，导轨上端接有电阻（其他电阻不计）。将金属杆从距区域Ⅰ上边界一定高度处由静止释放（）A．金属杆在Ⅰ区域运动的加速度可能一直变大B．金属杆在Ⅱ区域运动的加速度一定一直变小C．金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域减少的机械能一定相等D．金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度可能相等4、如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点，下列说法中正确的是()A．水平拉力先增大后减小B．水平拉力先减小后增大C．水平拉力的瞬时功率先减小后增大D．水平拉力的瞬时功率逐渐增大5、如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是（）A．a、b、c小球带同种电荷 B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷C．a、b小球电量之比为 D．a、b小球电量之比6、下列现象中属于分子斥力的宏观表现的是()A．镜子破碎后再对接无法接起B．液体体积很难压缩C．打气筒打气，若干次后难再打进D．橡皮筋拉伸后放开会自动缩回二、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、如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从O点由静止开始，在不借助其它外力的情况下，自由滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出，落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点，光滑圆弧轨道半径为，斜坡与水平面的夹角，运动员的质量，重力加速度。下列说法正确的是（）A．运动员从O运动到B的整个过程中机械能守恒B．运动员到达A点时的速度为2m/sC．运动员到达B点时的动能为JD．运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为s8、关于热学知识的下列叙述中正确的是（）A．布朗运动可以反映液体分子在做无规则的热运动B．将大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C．只要不违反能量守恒定律的机器都是可以制造出来的D．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加E.某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数NA<9、如图所示，x轴在水平面内，y轴在竖直方向。图中画出了沿x轴正方向抛出的两个小球P、Q的运动轨迹，它们在空中某一点相遇。若不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．球P先抛出 B．两球同时抛出 C．球P的初速度大 D．球Q的初速度大10、一小球从地面竖直上抛，后又落回地面，小球运动过程中所受空气阻力与速度成正比，取竖直向上为正方向．下列关于小球运动的速度v、加速度a、位移s、机械能E随时间t变化的图象中可能正确的有A． B．C． D．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）某同学现要利用气垫导轨来研究匀变速直线运动规律，其实验装置如图甲所示，其实验步骤如下：①用游标卡尺测出挡光片的宽度d。按图甲安装好器材，并调节好气垫导轨，使气垫导轨处于水平位置。然后用跨过轻质定滑轮的轻绳一端与钩码相连，另一端与滑块相连，再将滑块置于气垫导轨的左端，并用手按住滑块不动；②调整轻质滑轮，使轻绳处于水平位置；从气垫导轨上的刻度尺上读出滑块与光电门之间的距离s（钩码到地面的高度大于滑块与光电门之间的距离），同时记下滑块的初始位置；③由静止释放滑块，用光电门测出挡光片经过光电门的时间t；④将滑块重新置于初始位置，保持滑块所挂的钩码个数不变，改变光电门的位置从而改变滑块与光电门之间的距离s，多次重复步骤③再次实验，重物到地面的高度大于滑块与光电门之间的距离；⑤整理好多次实验中得到的实验数据。回答下列问题：(1)挡光片的宽度测量结果，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为d=_______cm；(2)滑块在运动过程中的加速度a可根据匀变速运动的规律__________来求；(3)据实验数据最后得到了如图丙所示的图像，由图像可求得滑块运动时的加速度a=______m/s2。（取g=10m/s2，结果保留三位有效数字）12．（12分）某实验小组想用下图所示装置验证动能定理。垫块的作用是使长木板产生一个合适的倾角来平衡小车运动过程中受到的阻力，小车的凹槽可以添加钩码以改变小车的质量，用小桶以及里面的细沙的重力来替代小车受到的合力，可以改变细沙的多少来改变合力的大小。已知打点计时器的打点频率为f，当地重力加速度为g。(1)要完成实验，必须测量哪些物理量___A．纸带上某两点间的距离x，以及这两点的瞬时速度B．长木板的倾角αC.小车及凹槽内钩码的总质量MD.小桶及里面细沙的总质量m(2)仔细平衡小车受到的阻力，并多次改变小车的质量M和小桶里面细沙的质量m，通过测量和计算发现：合力的功总是大于两点动能的差值，这___（填“符合”或“不符合“）实验的实际情况。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，高L、上端开口的气缸与大气联通，大气压P1．气缸内部有一个光滑活塞，初始时活塞静止，距离气缸底部．活塞下部气体的压强为2P1、热力学温度T．(1)若将活塞下方气体的热力学温度升高到2T，活塞离开气缸底部多少距离？(2)若保持温度为T不变，在上端开口处缓慢抽气，则活塞可上升的最大高度为多少？14．（16分）将轻质弹簧竖立在水平地面上在其顶端将一质量为3m的物体由静止释放当弹簧被压到最短时，弹簧压缩量为l。QN是一水平光滑轨道，N端与半径为l的光滑半圆管道相切，管道的直径MN竖直，如图所示。现将该弹簧水平放置，一端固定在Q点，另一端与质量为m的小球P接触但不连接。用外力缓缓推动小球P，将弹簧压缩后放开，P开始沿轨道运动。已知重力加速度为g，半圆管道的管口略大于小球直径。求：（1）小球P到达M点时对管道的作用力；（2）小球P离开管道后落回到NQ上的位置与N点间的距离。15．（12分）如图所示，放置在水平地面上一个高为48cm、质量为30kg的金属容器内密闭一些空气，容器侧壁正中央有一阀门，阀门细管直径不计.活塞质量为10kg，横截面积为50cm².现打开阀门，让活塞下降直至静止.不考虑气体温度的变化，大气压强为1.0×105Pa，忽略所有阻力。求：(1)活塞静止时距容器底部的高度；(2)活塞静止后关闭阀门，对活塞施加竖直向上的拉力，通过计算说明能否将金属容器缓缓提离地面?

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】

A．光子具有能量，也具有动量，A项错误；B．玻尔认为，原子中电子的轨道是量子化的，能量也是量子化的，B项正确；C．元素的半衰期不会因为高温而改变，C项错误；D．原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，D项错误。故选B。2、B【解析】

A．加速与减速的加速度大小相等，加速和减速过程中速度变化量的大小相同，根据：可知加速和减速所用时间相同，A错误；BC．加速的时间为，匀速的时间为，减速的时间为，由题意得：联立方程解得：匀加速和匀减速用时：匀速运动的时间：加速和减速过程中的加速度：B正确，C错误；D．同理将上述方程中的加速度变为，加速和减速的时间均为：加速和减速距离均为匀速运动用时：总时间为：D错误。故选B。3、D【解析】

AB．由于无法确定金属杆进入磁场区域时所受安培力与其重力的大小关系，所以无法确定此时金属杆加速度的方向。若金属杆进入磁场时其所受安培力则有且加速度方向向上，可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变；若金属杆进入磁场时其所受安培力则有且加速度方向向下，可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变；若金属杆进入磁场时其所受安培力则金属杆进入磁场区域后加速度为零且保持不变，故A、B错误；C．根据功能关系得金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域中减少的机机械能等于克服安培力做的功，由于无法确定金属杆经过两区域过程中所受安培力的大小关系，所以无法确定金属杆经过两区域过程中克服安培力做功的关系，故故C错误；D．若金属杆进入磁场时其所受安培力则金属杆在Ⅰ区域中先做减速运动再做匀速运动或一直做减速运动，出Ⅰ区域后在重力作用下再做加速运动，所以金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度有可能相等，故D正确。故选D。4、D【解析】

AB．小球是以恒定速率运动，即做匀速圆周运动，小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T，三者的合力必是沿绳子指向O点，设绳子与竖直方向夹角是θ，F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上，则有(1)球由A点运动到B点θ增大，说明水平拉力逐渐增大，故AB错误；CD．由几何关系可知拉力F的方向与速度v的夹角也是θ，所以水平力F的瞬时功率是(2)联立两式可得从A到B的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的．故C错误，D正确。故选D。5、D【解析】

AB．对a，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，环的支持力以及b对a的库仑力均沿圆环直径方向，故c对a的库仑力为引力，同理可知，c对b的库仑力也为引力，所以a与c的电性一定相反，与b的电性一定相同。即：a、b小球带同种电荷，b、c小球带异种电荷，故AB错误；CD．对c小球受力分析，将力沿水平方向和竖直方向正交分解后可得又解得：故C错误，D正确。故选D。6、B【解析】

镜子破碎后再对接无法接起，并不是因为分子间表现为斥力，而是由于分子间距离大于分子直径的10倍以上，分子间的作用力太小，不足以使碎玻璃片吸引到一起，故A错误．液体难于被压缩是因为液体中分子距离减小时表现为斥力，故B正确．打气筒打气，若干次后难再打进，是因为气体的压强增大的缘故，不是因为分子间存在斥力，故C错误．橡皮筋拉伸后放开会自动缩回，是由于分子间存在引力的缘故，故D错误．故选B.【点睛】本题考查了热学的基础知识，关键要明确分子间同时存在着引力和斥力，二者都随分子间距离的增加而减小，而斥力减小得快，根据现象分析出斥力的表现．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．运动员从O运动到B的整个过程中，只有重力做功，机械能守恒，故A选项正确；B．运动员在光滑圆轨道上运动时，由机械能守恒得所以故B选项错误；D．设运动员做平抛运动的时间为t，水平位移为x，竖直位移为y，则由几何关系联立得故D选项错误；C．运动员从A到B的过程中机械能守恒，所以在B点的动能代入J故C选项正确。故选AC。8、ADE【解析】

A．布朗运动是固体小颗粒的运动，间接反映了液体分子在做无规则的热运动，A正确；B．将大颗粒的盐磨成细盐，不改变固体的微观结构，所以细盐仍为晶体，B错误；C．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，不可能造出，C错误；D．绝热条件下，根据热力学第一定律可知压缩气体，外界对气体做功，气体内能一定增加，D正确；E．对于气体分子而言，气体分子占据的体积大于气体分子实际的体积，则E正确。故选ADE。9、BC【解析】

AB．两球均做平抛运动，竖直方向为自由落体运动。在空中某处相遇则竖直位移y相同。由知二者运动时间t相同，则同时抛出，选项A错误，B正确。CD．由题图知两球运动至相遇点时，球P的水平位移x大，由知球P的初速度大，选项C正确，D错误；故选BC。10、AC【解析】

AB.小球在上升过程中所受重力和阻力，由于所受空气阻力与速度成正比，所以阻力逐渐减小，则加速度逐渐减小，向上做加速度减小的减速运动，上升到最高点再次下落过程中由于空气阻力逐渐增大，所以加速度逐渐减小，做加速度减小的加速运动，故A正确，B错误；C.在s-t图像中斜率表示速度，物体先向上做减速，在反向做加速，故C正确；D.因阻力做负功，且导致机械能减小，机械能的减少量为图像不是一次函数，故D错误；故选AC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、0.5202as=v20.270【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为5mm，游标尺读数为0.05×4mm=0.20mm则读数结果为5.20mm=0.520cm(2)[2]滑块在钩码的作用下沿水平桌面做匀加速直线运动，滑块在运动过程中的加速度a可根据匀变速运动的规律来求。(3)[3]滑块在钩码的作用下沿水平桌面上做匀加速直线运动，经过光电门时的瞬时速度大小为，由匀变速直线运动规律和解得：由上式可得由此可知图像的斜率为由图像可知图像的斜率为k=2.0×104。所以滑块的加速度为12、CD符合【解析】

根据该实验的实验原理、要求和减少误差的角度分析，平衡摩擦力作用后，进行实验过程中需要用刻度尺测量纸带上两点的距离，用天平测出小车及凹槽内钩码的总质量，小桶及里面细沙的总质量，根据实验原理，明确实验现象中产生实验误差的原因即可求解。【详解】(1)[1]以小车及凹槽内砝码为研究对象，根据动能定理可知：其中F可以用小桶以及里面的细沙的重力来代替，x是纸带上某两点间的距，M为小车和凹槽内钩码的总质量，和v为对应两点的速度，因此需要测量的物理量为纸带上某两点间的距离x，小车和凹槽内钩码的总质量M，小桶及里面细沙的总质量m，但速度不是测量处理的，是计算出的结果，故CD正确AB错误。故选