2025屆河南省鄭州市高三下學(xué)期二模物理試題 含解析

鄭州市2025年高中畢業(yè)年級第二次質(zhì)量預(yù)測物理試題卷本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分?？荚嚂r間75分鐘，滿分100分。考生應(yīng)首先閱讀答題卡上的文字信息，然后在答題卡上作答，在試題卷上作答無效。交卷時只交答題卡。第Ⅰ卷一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.放射性同位素的氧化物可作為發(fā)電能源為火星車供電。已知的衰變方程為，半衰期為87.7年，則（）A.X是B.的結(jié)合能小于的結(jié)合能C.1mol的經(jīng)過87.7年后剩余0.5mol未衰變D.在太空極寒條件下的半衰期會變長【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)核反應(yīng)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，可知X的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，是，故A錯誤；B．的核子數(shù)大于的核子數(shù)，所以的結(jié)合能大于的結(jié)合能，故B錯誤；C．1mol的經(jīng)過87.7年，恰好一個半衰期，有一半的原子核發(fā)生衰變，所以剩余0.5mol未衰變，故C正確；D．半衰期由原子核自身決定，與外界環(huán)境無關(guān)，故D錯誤。故選C。2.真空中有電荷量為和q的兩個點(diǎn)電荷，分別固定在x軸上和處。設(shè)無限遠(yuǎn)處電勢為零，則x正半軸上各點(diǎn)電勢隨坐標(biāo)x變化的圖像正確的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)點(diǎn)電荷周圍的電勢公式，設(shè)x軸正半軸0~1之間存在電勢為0的坐標(biāo)為x1則有解得設(shè)x軸正半軸存在電勢為0的坐標(biāo)為x2則有解得即x軸正半軸電勢為0的位置存在兩個，分別為和由于沿電場線方向電勢逐漸降低，所以x軸正半軸電勢最高的位置為x=1，由此可知符合條件的圖線為B。故選B。3.圖甲為2025年春晚宇樹機(jī)器人拋接手絹的表演，某同學(xué)對視頻逐幀分析后發(fā)現(xiàn)，拋出后的手絹在細(xì)線拉力的作用下被回收。某段時間內(nèi)，手的位置O點(diǎn)不變，手絹可視為做勻速直線運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡如圖乙中虛線段PQ所示，則手絹從P到Q運(yùn)動過程中受到的（）A.空氣阻力先增大后減小 B.空氣阻力大小不變C.細(xì)線的拉力一直增大 D.細(xì)線的拉力一直減小【答案】D【解析】【詳解】依題意，手絹?zhàn)鰟蛩僦本€運(yùn)動，受力分析如圖所示其中重力豎直向下，細(xì)線拉力沿細(xì)線指向O點(diǎn)，空氣阻力沿PQ連線由Q指向P，三力平衡，做出重力與拉力的合力示意圖，由圖可知，隨著手絹的運(yùn)動，細(xì)線的方向順時針轉(zhuǎn)動，且未轉(zhuǎn)到水平方向，由圖可知，細(xì)線的拉力一直減小，空氣的阻力一直減小，故ABC錯誤；D正確。故選D。4.彩虹是太陽光經(jīng)空氣中水滴折射產(chǎn)生的色散現(xiàn)象，其原理如圖所示，日光以一定角度射入球形水滴，在水滴邊緣發(fā)生兩次折射和一次反射。a、b為光束的兩種色光，O為水滴的中心，則（）A.a光的折射率小于b光B.a光在水滴中傳播的路程小于b光C.a光在水滴中傳播的時間大于b光D.若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定也能【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知，太陽光射入水滴時入射角相同，a光的折射角較小，根據(jù)可知a光的折射率大于b光，故A錯誤；B．由圖可知，a光在水滴中傳播的路程大于b光，故B錯誤；C．根據(jù)可知a光在水滴中傳播的速度小于b光，根據(jù)可知a光在水滴中傳播的時間大于b光，故C正確；D．a(chǎn)光的折射率大于b光，所以a光的頻率大于b光，由可知a光的能量大于b光，所以若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光不一定能，故D錯誤。故選C。5.甲、乙兩簡諧橫波在同種介質(zhì)中相向傳播，時刻其波形圖分別如圖中實(shí)線和虛線所示，其中甲波沿x軸正方向傳播。兩列波的波源都只完成了一次全振動，振幅均為A，周期均為T，則（）A.甲波源起振方向沿y軸負(fù)方向B.時刻，與之間的質(zhì)點(diǎn)位移都是0C.處的質(zhì)點(diǎn)在內(nèi)的路程為6AD.處的質(zhì)點(diǎn)最大位移大小為2A【答案】B【解析】【詳解】A．甲波沿x軸正方向傳播，根據(jù)同側(cè)法可知，甲波的波前沿y軸正方向運(yùn)動，則甲波源起振方向沿y軸正方向，故A錯誤；B．根據(jù)圖示可知，0時刻，兩列波在與之間任意位置的波形對應(yīng)的位移大小相等，方向相反，根據(jù)矢量疊加可知，0時刻與之間的質(zhì)點(diǎn)位移都是0，介質(zhì)一定，兩列波傳播的速度相等，結(jié)合圖示可知，時刻，列波波各自沿傳播方向傳播的距離為半個波長，則兩列波在與之間任意位置的波形對應(yīng)的位移大小相等，方向相反，根據(jù)矢量疊加可知，0時刻與之間的質(zhì)點(diǎn)位移都是0，故B正確；C．根據(jù)圖示可知，乙波形經(jīng)過0.5T恰好傳播到處，由于波源只完成了一次全振動，則在內(nèi)，處的質(zhì)點(diǎn)在乙波形中振動的時間為1T，則經(jīng)過的路程為4A，故C錯誤；D．將處質(zhì)點(diǎn)與處質(zhì)點(diǎn)等效為兩個波源，處的質(zhì)點(diǎn)到兩個等效波源的距離差值為0，由于兩波源振幅相等，周期相等，即頻率相等，根據(jù)同側(cè)法可知，乙波的波前沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，則乙波源起振方向沿y軸負(fù)方向，由于甲波源起振方向沿y軸正方向，則兩列波振動步調(diào)相反，可知，處應(yīng)為振動減弱點(diǎn)，即處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為0，故D錯誤。故選B6.2024年，“嫦娥六號”圓滿完成了月球背面土壤采樣工作。月壤離開月球的簡化過程如圖所示。第一步“上升器”攜帶月壤離開月球進(jìn)入軌道1，軌道1的Q點(diǎn)與月球表面的距離可忽略。第二步“上升器”在P點(diǎn)進(jìn)入軌道2。在軌道2附近的環(huán)月圓軌道3（未畫出）上有軌道器和返回器的組合體（簡稱“軌返組”）。第三步“軌返組”加速追上軌道2上的“上升器”并對接，“上升器”將月壤交與“軌返組”。第四步“軌返組”帶著月壤進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道，則（）A.“上升器”在軌道1上Q點(diǎn)的速度大于月球的第一宇宙速度B.“上升器”在軌道2上的運(yùn)行周期小于軌道1上的運(yùn)行周期C.“軌返組”所在的環(huán)月圓軌道3的半徑略大于軌道2的半徑D.在軌道1和軌道2上“上升器”與月球中心的連線單位時間內(nèi)掃過的面積相同【答案】A【解析】【詳解】A．月球的第一宇宙速度等于月球近月軌道的運(yùn)行速度，“上升器”要從近月軌道進(jìn)入到軌道軌道1，需要在Q點(diǎn)加速做離心運(yùn)動才能實(shí)現(xiàn)，所以在軌道1上Q點(diǎn)的速度大于月球的第一宇宙速度，故A正確；B．根據(jù)開普勒第三定律，因?yàn)檐壍?的半長軸大于軌道1的半徑，則“上升器”在軌道2上的運(yùn)行周期大于軌道1上的運(yùn)行周期，故B錯誤；C．“軌返組”需要加速才能追上軌道2的“上升器”，則“軌返組”所在的環(huán)月圓軌道3的半徑略小于軌道2的半徑，故C錯誤；D．根據(jù)開普勒第二定律，只有在同一軌道上“上升器”與月球中心的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積才相等，在軌道1和軌道2上“上升器”與月球中心的連線單位時間內(nèi)掃過的面積不相同，故D錯誤。故選A。7.某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路，使用自制發(fā)電機(jī)經(jīng)過變壓器給用電器供電。發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻為r，變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，副線圈接定值電阻和，，初始時開關(guān)S斷開，發(fā)電機(jī)線圈角速度為，交流電壓表示數(shù)為U。閉合開關(guān)S，若要交流電壓表示數(shù)仍為U，可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)線圈角速度為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】開關(guān)S閉合之前，將變壓器副線圈等效，等效電阻為則變壓器輸入電壓電壓表讀數(shù)與輸入電壓滿足的關(guān)系解得變壓器讀數(shù)開關(guān)S閉合之后，將變壓器副線圈等效，等效電阻為則變壓器輸入電壓電壓表讀數(shù)與輸入電壓滿足的關(guān)系解得由可解得故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.如圖甲為衛(wèi)星反作用輪，是衛(wèi)星調(diào)整飛行姿態(tài)、動力補(bǔ)償?shù)闹髁鞣绞?。圖乙為一種常見的結(jié)構(gòu)圖，環(huán)形磁極固定在衛(wèi)星上，磁極間填充液態(tài)金屬鎵。通過給金屬鎵通入垂直于紙面的電流，來調(diào)整衛(wèi)星飛行姿態(tài)，則（）A.當(dāng)內(nèi)層液態(tài)鎵通入垂直紙面向里的電流時，內(nèi)層液態(tài)鎵將順時針旋轉(zhuǎn)B.當(dāng)兩層液態(tài)鎵順時針旋轉(zhuǎn)時，衛(wèi)星也將順時針旋轉(zhuǎn)C.為獲得最大反作用力，通入內(nèi)外層液態(tài)鎵的電流方向相反D.為獲得最大反作用力，通入內(nèi)外層液態(tài)鎵的電流方向相同【答案】AC【解析】【詳解】A．當(dāng)內(nèi)層液態(tài)鎵通入垂直紙面向里的電流時，結(jié)合圖乙的磁場方向，由左手定則可判斷，內(nèi)層液態(tài)鎵將順時針旋轉(zhuǎn)，故A正確；B．當(dāng)兩層液態(tài)鎵順時針旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)牛頓第三定律可知，液態(tài)鎵和環(huán)形磁極所受到的力方向相反，由于環(huán)形磁極固定在衛(wèi)星上，衛(wèi)星將逆時針旋轉(zhuǎn)，故B錯誤；CD．由于內(nèi)外兩層磁場方向相反，根據(jù)左手定則可知，要想獲得最大反作用力，通入內(nèi)外層液態(tài)鎵的電流方向相反，故C正確、D錯誤。故選AC。9.電子感應(yīng)加速器常用于核物理研究。其簡化原理如圖所示，環(huán)形真空室水平放置，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。╧為大于零的常數(shù)）的變化磁場，該磁場在環(huán)形真空室內(nèi)激發(fā)感生電場使電子加速。真空室內(nèi)存在另一個磁場（未畫出），其作用是約束電子在真空室內(nèi)做圓周運(yùn)動。已知電子的電荷量為e，則（）A.應(yīng)垂直于紙面向里B.應(yīng)為恒定的勻強(qiáng)磁場C.電子沿逆時針方向加速運(yùn)動D.因變化，電子在真空室內(nèi)每轉(zhuǎn)一周動能增加【答案】AD【解析】【詳解】C．圓形區(qū)域內(nèi)磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，根據(jù)楞次定律可知，感生電場的方向?yàn)槟鏁r針方向，電子所受電場力方向沿順時針方向，電子在電場力作用下加速運(yùn)動，即電子沿順時針方向加速運(yùn)動，故C錯誤；A．結(jié)合上述可知，電子在真空室內(nèi)沿順時針方向做圓周運(yùn)動，電子帶負(fù)電，洛倫茲力方向指向圓心，根據(jù)左手定則可知，方向應(yīng)垂直于紙面向里，故A正確；B．電子做圓周運(yùn)動，由洛倫茲力提供向心力，則有解得結(jié)合上述可知，電子速度增大，則大小增大，故B錯誤；D．圓形區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢電子在真空室內(nèi)每轉(zhuǎn)一周動能增加故D正確。故選AD。10.如圖甲，兩塊豎直擋板正對著固定在水平面上，兩完全相同質(zhì)量均為1kg的物塊a、b（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于兩擋板的中點(diǎn)，中點(diǎn)左側(cè)水平面光滑，右側(cè)水平面粗糙。時，給a向左的初速度。已知b物塊的速度v隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，最終停在中點(diǎn)。所有的碰撞均視為彈性碰撞且碰撞時間極短，取重力加速度大小為，則（）A.兩擋板間距為2mB.a與b相撞2次C.b與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1D.a第2次與擋板碰撞后的動能為4J【答案】AD【解析】【詳解】A．根據(jù)題意，由圖乙可知，時發(fā)生第一次碰撞，根據(jù)質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生彈性碰撞速度互換原理可知，的初速度，中點(diǎn)左側(cè)水平面光滑，則有在第一次碰撞前的路程則兩擋板間距為故A正確；B．由乙圖知，第一次碰撞后，a靜止在中點(diǎn)，b向右運(yùn)動，與右側(cè)擋板碰撞后返回中點(diǎn)，與a第二次碰撞，b靜止，a向左運(yùn)動與左側(cè)擋板碰撞后返回中點(diǎn)，與b第三次碰撞，a靜止，b向右運(yùn)動與右側(cè)擋板碰撞返回到中點(diǎn)靜止，所以a與b發(fā)生了3次碰撞，故B錯誤；C．由B分析可知，運(yùn)動的路程為對整個過程，由動能定理有解得故C錯誤；D．設(shè)與第二次碰撞前的速度大小為，由動能定理有a第2次與擋板碰撞后速度大小與與第二次碰撞前的速度大小相等，則a第2次與擋板碰撞后的動能為聯(lián)立解得故D正確。故選AD。第Ⅱ卷三、非選擇題11.某興趣小組利用智能手機(jī)驗(yàn)證向心加速度與角速度、半徑關(guān)系。如圖甲所示，用雙股細(xì)繩將手機(jī)豎直懸掛，手機(jī)平面與水平面平行，用手搓動細(xì)繩帶動手機(jī)旋轉(zhuǎn)。利用手機(jī)內(nèi)置傳感器得到角速度和向心加速度。圖乙為某次實(shí)驗(yàn)中利用手機(jī)軟件繪制的圖像。（1）僅由圖乙中的圖像可以得到的結(jié)論是：半徑一定時，增大轉(zhuǎn)動的角速度，向心加速度______（選填“增大”“減小”或“不變”）；（2）半徑一定時，為了研究向心加速度和角速度的定量關(guān)系，利用軟件生成了圖丙所示的圖像，則橫坐標(biāo)應(yīng)為______（選填“”或“”）；（3）下列哪種操作，可能對圖丙中直線的斜率產(chǎn)生較大影響（）A.增大手機(jī)的轉(zhuǎn)速 B.更換不同大小的手機(jī)C.改變手機(jī)轉(zhuǎn)動的總時間 D.改變細(xì)繩的長度【答案】（1）增大（2）（3）B【解析】【小問1詳解】由圖乙可知，半徑一定時，增大轉(zhuǎn)動角速度，向心加速度增大?！拘?詳解】由向心力表達(dá)式可得則半徑一定時，圖丙所示的圖線為過原點(diǎn)的直線，則橫坐標(biāo)應(yīng)為?！拘?詳解】根據(jù)可知，圖像斜率為手機(jī)的尺寸，則更換不同大小的手機(jī)可對圖丙中直線的斜率產(chǎn)生較大影響，故ACD錯誤；B正確。故選B。12.某同學(xué)想通過測繪小燈泡的電流—電壓（）圖像來研究其電阻隨電壓的變化，同時用兩個小燈泡和電流表測量某一電源的電動勢和內(nèi)阻。所用器材如下：兩只待測小燈泡和，額定電壓均為2.5V，電阻約5Ω、電阻約10Ω；電壓表V量程0~3V，內(nèi)阻為3kΩ；電流表A量程0~0.6A，內(nèi)阻為0.5Ω；滑動變阻器，干電池兩節(jié)，待測電源，開關(guān)和導(dǎo)線若干。（1）該同學(xué)先測繪的圖像，要求待測小燈泡兩端電壓從零開始變化，請將虛線框中的實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整；（2）該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)做出小燈泡，的圖像分別如圖甲中①、②所示，則小燈泡正常工作時的電阻為______Ω（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（3）將小燈泡、，待測電源、電流表按圖乙所示的電路連接。分別將開關(guān)K擲于a、b兩端，測量得到通過小燈泡的電流值為0.28A，的電流表示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)為______A；（4）待測電源的電動勢為______V，內(nèi)阻為______Ω。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【答案】（1）（2）10.4（3）0.20（4）①.2.72##2.73##2.74##2.75##2.76##2.77##2.78②.5.72##5.73##5.74##5.75##5.76##5.77##5.78【解析】【小問1詳解】要求待測小燈泡兩端電壓從零開始變化，則滑動變阻器采用分壓式接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示【小問2詳解】由圖甲可知，小燈泡正常工作時的電流為0.24A，由歐姆定律可得【小問3詳解】電流表示數(shù)如圖丙所示，該電流表的最小分度為0.02A，需要讀到本位，其讀數(shù)為0.20A。【小問4詳解】[1][2]由圖甲可知，通過小燈泡的電流值為I1=0.28A時，其兩端電壓為U1=1.0V，的電流表示數(shù)為I2=0.20A，此時其兩端電壓為U2=1.5V，由閉合電路歐姆定律可得，聯(lián)立，解得，13.導(dǎo)熱性能良好的圓柱形汽缸密封一定質(zhì)量的理想氣體。汽缸橫截面積為S，活塞質(zhì)量為m，缸體質(zhì)量為2m。當(dāng)用細(xì)繩系住活塞按圖甲懸掛時，缸內(nèi)氣柱長度為2l；當(dāng)用細(xì)繩系住缸體按圖乙懸掛時，缸內(nèi)空氣柱長度為l。環(huán)境溫度保持不變，不計汽缸與活塞間的摩擦，取重力加速度大小為g，求：（1）大氣壓強(qiáng)；（2）剪斷圖甲中細(xì)繩瞬間，活塞加速度的大小。【答案】（1）（2）【解析】【小問1詳解】對圖甲中缸體受力分析，可得對圖乙中活塞受力分析，可得由玻意耳定律可得聯(lián)立，解得【小問2詳解】圖甲中，剪斷細(xì)繩后，對活塞受力分析可得解得14.某自動秤米機(jī)的原理如圖所示，閥門距秤盤的高度，當(dāng)閥門打開時大米從靜止開始下落，大米與秤盤的碰撞時間極短且不反彈（碰撞過程重力可忽略）。當(dāng)秤米機(jī)的示數(shù)為1kg時，閥門在電機(jī)控制下立即關(guān)閉。已知大米的流量，取重力加速度大小，忽略空氣阻力及大米在秤盤堆積的高度，求：（1）大米落到秤盤前瞬間速度的大小，及閥門關(guān)閉瞬間空中大米的質(zhì)量；（2）大米與秤盤碰撞時對秤盤沖擊力的大小；（3）穩(wěn)定后（空中的大米全部落入秤盤），秤米機(jī)的示數(shù)。【答案】（1）2m/s，0.02kg（2）（3）1kg【