2025湖南省九校联盟高三下学期第二次联考物理试题含解析

这是一份2025湖南省九校联盟高三下学期第二次联考物理试题含解析，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.物理学基于观察与实验，建构物理模型，应用数学等工具，通过科学推理和论证，形成系统的研究方法
和理论体系。下列说法中正确的是
A. 图甲：卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的
C. 图丙：当光照射锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器的金属杆带负电荷
D. 图丁：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应
2.一汽车在直线公路段上以 的速度匀速行驶，突然发现在其正前方 24m 处有一辆自行车以
的速度同向匀速行驶。经过 的反应时间后，司机开始刹车，则为了避免相撞，汽车的加速度大小至少
为
A. B. C. D.
3.如图所示，在均匀介质中， 和 为两个完成相同的波源，其振动方向垂直于 xOy 平面，
振动函数表达式为 ，形成的机械波波速为 ，介质中 P 点坐标为 。 时
刻， ， 两波源同时振动，则 内，P 点通过的路程为
A. B. C. D.
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4.某小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 匀速转动，转
动的角速度为 ，线圈的匝数为 N，电阻为 ，线圈所围面积为 S，匀强磁场的磁感应强度为 B。线圈的
两端经滑环和电刷与外电路连接，如图。定值电阻 、 的阻值均为 R，理想变压器原、副线圈的匝数比
为 ，电压表为理想电表。在 时刻，线圈平面与磁场方向平行，下列说法正确的是( )
A. 从图示位置开始计时，电动势的瞬时表达式为
B. 电压表的示数为
C. 线圈从图示位置开始转动 过程中，通过 的电荷量为
D. 发电机的输出功率为
5.如图，底面倾角为 的光滑棱柱固定在地面上，在两侧面上铺一块质量可忽略且足够长的轻质丝绸，并
在外力作用下使质量分别为 2m 和 m 的滑块 A、B 静止在两侧丝绸之上。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，
， 。现同时由静止释放 A、B，则关于 A、B 之后的运动 、B 均未达到棱柱的顶
端或底端 ，下列说法不正确的是( )
A. 若 A、B 与丝绸间的动摩擦因数均为 ，A 与丝绸相对静止，且 A 相对斜面下滑
B. 若 A、B 与丝绸间的动摩擦因数均为 ，B 与丝绸相对滑动，且 B 相对斜面下滑
C. 若 A、B 与丝绸间的动摩擦因数均为 ，A 与丝绸相对静止，且 A 相对斜面下滑
D. 若 A、B 与丝绸间的动摩擦因数均为 ，B 与丝绸相对滑动，且 B 相对斜面下滑
6.如图所示，在竖直方向上 A、B 两物体通过劲度系数为 的轻质弹簧相连，A 放在水平地面
上，B、C 两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，C 放在固定的足够长的传送带上。传送带倾角 为 ，传
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送带始终以 的速度顺时针运动，在外力作用下 C 静止在传送带顶端 E 点，此时 B、C 间细线刚
拉直但无拉力作用，C 与传送带动摩擦因数为 ，已知 A 的质量为 10kg、B 的质量为 2kg，C 的质量为 4kg，
重力加速度为 ，弹簧弹性势能表达式为 ，细线与滑轮之间的摩擦不计，撤去外力
释放 C 后，C 在传送带作用下向下运动，从 C 开始运动到 C 获得最大速度的过程中，下列说法正确的是
A. 从释放 C 物体到 C 速度达到最大过程，A、B、C 组成的系统机械能守恒
B. B 物体的最大速度为
C. 此后 C 物体将以最大速度匀速运动
D. 当 C 的速度最大时弹簧伸长量为
二、多选题：本大题共 4 小题，共 20 分。
7.假设地球可视为质量均匀分布的球体，且不计地球的自转。已知地球半径为 R，地球的第一宇宙速度为 v
，引力常量为 G，且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，下列说法正确的是( )
A. 地球的质量为 B. 地球表面上方高 处的重力加速度为
C. 地球表面下方深 处的重力加速度为 D. 地球的密度为
8.关于下列光学现象解释正确的是( )
A. 如图甲使用光的干涉法检测物体表面平整度的装置中，M 端与 N 端的间距越大，则干涉条纹间距越大
B. 在沙漠中会出现如图乙所示的蜃景，远处景物发出光线射向地面，光线在靠近地面时发生了全反射，所
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以能够看到倒立的虚像
C. 将两个全反射棱镜配合使用可以制作潜望镜，如图丙所示，物体光线从左侧进入经过两个棱镜，可以在
右侧观察到物体等大正立的像
D. 在折射率为 n 的水面下方 h 处有一点光源 S，人在光源正上方的水面上观察，则他看到点光源的深度
9.如图所示，竖直平面内存在一方向未知的匀强电场，质量为 m，电荷量为 的带电小球从 a 点以速度
与水平方向成 角斜向右上方抛出，先后经过 a、b、c 三点，其中 a、c 两点在同一水平线上，小球运
动至 b 点时速度方向水平大小为 ，且 a 至 b 的时间为 ，已知重力加速度大小为 g，不计空气阻力，
下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为 B. a、c 两点间距离为
C. 粒子在 c 点的速度大小为 D. a、c 两点间电势差为
10.如图所示，倾斜放置的两根足够长的光滑平行金属导轨，倾角为 ，上端接一电阻 R，虚线 、
之间存在垂直斜面向上的匀强磁场， 、 平行且垂直于两导轨， 、 之间的距离
为 d， 上方放置两导体棒 A、B，A、B 均平行于 ，其中导体棒 A 质量为 2m、接入回路电阻为
R，导体棒 B 质量为 m、接入回路电阻为 2R，从图示位置同时静止释放，且都能匀速穿过磁场区域，当 B
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刚穿出磁场时，A 恰好进入磁场，整个过程 A、B 与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计，则( )
A. 导体棒 A、B 进入磁场时速度大小之比为
B. 整个过程中，B 导体棒产生的热量为
C. 导体棒 B 通过磁场的时间为
D. 释放时导体棒 A、B 间的距离为
三、实验题：本大题共 2 小题，共 16 分。
11.某学习小组欲用单摆测量当地的重力加速度和天花板到地面的高度。如图 所示，把轻质细线一端固定
在天花板上，另一端连接一小钢球，自然悬垂时，测量球心到地面高度 h，然后让钢球做小幅度摆动，测量
次全振动所用时间 t。改变小钢球高度，测量多组 h 与 t 的值。在坐标纸上描点连线作图，画出
图如图 所示， 取 。
关于本实验，下列说法正确的是 。
A.应使小钢球在同一竖直面内摆动
B.小钢球可以换成较轻的橡胶球
C.测量时误把小钢球最低点到地面的高度测成 h，对由图 求得的当地重力加速度值无影响
由图 可求得当地重力加速度为 ，天花板到地面的高度 m。 结果均保留 2 位小数
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12.某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提
高实验的精度，需要测量电压表的内阻。实验室中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分
利用这块表，设计了如图甲所示的实验电路，既能实现对该电压表内阻的测量，又能利用该表完成水果电
池组电动势和内阻的测量。实验室提供的器材有：
A.待测水果电池组 电动势约 4V、内阻约
B.双向电压表 量程为 2V、内阻约为
C.电阻箱
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.一个单刀双掷开关及若干导线。
该同学按如图甲所示电路图连线后，首先测量了电压表的内阻。电路中滑动变阻器 应选用 填写
字母代号“D”或“E”
请完善测量电压表内阻的实验步骤：
①将 的滑动触片滑至最左端，将开关 S 拨向 1 位置，将电阻箱阻值调为
②调节 的滑动触片，使电压表示数达到满偏
③保持 的滑动触片不动，调节 ，使电压表的示数达到 ，读出电阻箱的阻值，记为 ，则电压表的
内阻 。
经分析此电压表内阻的测量值应 填“大于”“等于”或“小于” 真实值。
接下来测量水果电池组的电动势和内阻，实验步骤如下：
①将 的滑片移到最左端，且不再移动，将开关 S 拨至 2 位置;
②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值;
③重复第二步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。
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若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为 R，作出 图像，如图乙所示，其中纵轴截距为 b，斜率为 k，
则水果电池组的电动势为 ，内阻为 。 用 b、k 表示
四、计算题：本大题共 3 小题，共 40 分。
13.如图所示，一内壁光滑的横截面积为 的玻璃管内装有长为 的水银，竖直放置平衡时
水银柱下端与玻璃管底部相距为 ，水银柱上端离管口为 ，外界大气温度为 ，已知
大气压强为 。
若给玻璃管缓慢加热，使气体缓慢升温，水银柱上升到管口溢出了 的水银，求此时气体温度 与大气
温度 的比值 结果保留一位小数
把该装有气体和水银的玻璃管水平放置 水银柱如图所示 ，固定在静止的小车上，求此时水银柱与玻璃
管底部的距离
在 条件下现让小车以水平恒定加速度 a 向右加速运动，稳定时发现水银柱相对于玻璃管底部移动了距
离 。设此时水银柱质量 ，大气压强可视为 ，整个过程温度保持不变，
求小车加速度 a 的大小。
14.一小球 A 质量为 ，自 处落在倾角为 的固定光滑斜面上，小球与斜面碰撞时垂直斜
面方向的速度大小变为原来的一半 沿斜面方向可视为速度不变 ，重力加速度 ，求：
小球与斜面碰后瞬间的速度大小;
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当小球碰后上升到最高点时，恰好与光滑平台上静止在长木板 C 上的小物块 B 发生弹性碰撞，小物块 B
的质量为 2m，光滑平台足够长，求 B 碰后速度大小;
在 条件下，C 的质量为 3m，B、C 间动摩擦因数为 ，B 恰好停在 C 的右端，求木板长度 L。
15.如图所示的平面直角坐标系中，第Ⅱ象限内存在沿 x 轴负方向的匀强电场，第Ⅲ象限内存在垂直纸面向
里的有界匀强磁场，下边界是以 为圆心、半径为 2R 的圆弧，上边界是以 为
圆心、半径为 R 的半圆弧，磁感应强度为 ，在 y 轴负半轴上有一线状粒子源 OM、M 点坐标为
，粒子源能沿 x 轴负方向发射质量为 m、电荷量为 、速度大小为 的粒子
束。已知正对圆心 发射的粒子能通过圆心 ，进入电场后从 y 轴上 点进入第Ⅰ象限，第Ⅰ象
限中存在垂直纸面向里的磁场 B，其大小满足 为常量，y 为纵坐标 。不计粒子重力，忽略粒子
间的相互作用及粒子对电磁场的影响。求：
电场强度 E 的大小;
正对圆心 发射的粒子在第Ⅰ象限中运动至速度方向沿 x 轴正方向时，粒子轨迹与坐标轴围成的面积
试证明：OM 发射的所有粒子均能通过 点。
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答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，提出原子的核式结构，卢瑟福发现了质子，查德威克发现
了中子，故 A 错误;
B.玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的，故 B 正确;
C.当光照射锌板时，锌板逸出光电子，与之相连的验电器的金属杆带正电荷，故 C 错误;
D.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，爱因斯坦成功解释了光电效应，故 D 错误。
故选 B。
2.【答案】A
【解析】设汽车的加速度大小为 a，刹车后经时间 t 与自行车速度相等时刚好追上自行车，
已知：初速度
初始距离 ，则有：自行车的位移为
汽车的位移为 ，且有： ，代入数据解得： ，则 ，
所以，为了避免相撞，汽车的加速度大小至少为 ，A 正确。
3.【答案】B
【解析】【解答】
由题可知， 、 的振动周期 ，波长 ， 传播至 P 点的时间
， 传播至 P 点的时间 ，P 点与 ， 的距离差 ，故 P
为振动减弱点。 内和 内 P 总不动， 内 P 点振动半个周期，故 P 路程为
，故 B 正确，ACD 错误。
故选 B。
4.【答案】C
【解析】从图示位置开始计时，电动势的瞬时表达式应为 ，A 错误;
电压表的示数为定值电阻 两端电压的有效值，电动势的有效值为 ，变压器和 可等效为一个
电阻， ，该等效电阻与 并联， ，则有
，那么 ，B 错误;
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线圈从图示位置开始转动 过程中，通过线圈总的电荷量为 ，通过 的电流与通过
等效电阻的电流之比为 ，故通过 的电荷量为 ，C 正确;
发电机的输出功率为 ，D 错误。
5.【答案】D
【解析】A、B 与丝绸间的动摩擦因数均相同，A 的质量大于 B 的质量，故 A 与丝绸的最大静摩擦力大于 B
与丝绸的最大静摩擦力，轻质丝绸质量为 0，故所受合力为 0，所以 A 给丝绸施加的摩擦力等于 B 的滑动摩
擦力。对 A，无论动摩擦因数为 还是 ，均相对丝绸静止且沿斜面下滑;而对 B，当动摩擦因数为 时，
相对丝绸滑动并沿斜面向上运动，当动摩擦因数为 时，相对丝绸滑动并沿斜面向下运动，故 D 选项不正
确。
6.【答案】B
【解析】A.BC 整体达到最大速度时，重力势能相等，动能增大，机械能增大，A 选项错误；
初始时刻，BC 间无拉力，则 AB 间弹簧处于压缩 ， ，C 沿传送带下滑，C 与传
送带的摩擦力 C ， 。当 BC 整体达到最大速度时，加速度为 0，有弹簧处于伸长状态，
， ，对 BC 物体根据能量守恒定律：
， ，
B 正确，D 错误；
C.由于继续运动，AB 间弹力增大，C 将减速运动，C 错误。
故选 B。
7.【答案】BD
【解析】A、已知地球半径为 R，地球的第一宇宙速度为 v，引力常量为 G，则有： ，得：
，A 错误;
B、地球表面上方高 处有： ，得： ，B 正确;
C、在地球表面下方深 处的重力加速度相当于半径为 的球体在其表面产生的加速度，由球的
体积公式 及 可知，半径为 的球体质量为半径为 R 的球体的 ，故有： ，
得： ，C 错误;
D、地球的密度 ，D 正确。
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8.【答案】BCD
【解析】A.根据干涉原理，可知 MN 间距增大， 角增大，条纹间距 减小，故 A 错误；
B.沙漠中地表湿度高，空气密度小，上层空气湿度低，密度大。形成上下各层空气折射率变化，在光线经过
地表时发生全反射观察到倒立的虚像形成的蜃景，故 B 正确;
C.作光路图可知形成等大正立的像，故 C 正确;
D.根据折射定律可以推导出 ，故 D 正确;
9.【答案】AB
【解析】【解答】
速度变化量 方向如图所示，
由几何关系可知， 方向与竖直方向成 角斜向右下方，且 。a 到 b 时间 ，则加
速度 ，方向与 方向一致。
由几何关系可知： ，故 ，且场强方向与水平方向成 斜向右上方。由类平抛运动知识可
知，水平方向： ， ，竖直方向： ，
，a 至 c 的时间为 a 至 b 时间的两倍，则水平方向位移
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，由动能定理得 a 至 c 过程有：
，解得 ，a、c 间电势差： ，故 AB 正确，CD 错误。
10.【答案】AC
【解析】【解答】
A.设导体棒 B 在磁场中匀速运动速度为 ，此时 B 棒相当于电源，A 棒与 R 并联，此时整个电路的总电阻
为 ，B 棒中电流 ，由平衡条件可得： ，设导体棒 A 在
磁场中匀速运动速度为 ，此时 a 棒相当于电源，B 棒与 R 并联，此时整个电路总电阻为
。由平衡条件可得： ，解得 ，故 A 正确;
B.当 B 棒穿过磁场时，由能量守恒可知： ，此时 B 棒产生热量
，当 A 棒穿过磁场时，由能量守恒可知： ，此时 B 棒
产生热量 ，全过程 ，故 B 错误;
C.设导体棒 B 在磁场中运动时间为 t，则有： ，又因 B 刚穿出磁场时 A 进入磁场，则有：
，又因 ，解得： ， ，故 C 正确；
D.设释放时，B、A 棒距离 的距离为 ， ， ， ，解得 ，
，故 AB 间距离 ，故 D 错误。
11.【答案】AC
【解析】 本实验应使小钢球在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，A 正确;
单摆是一个理想化模型，若采用质量较轻的橡胶球，空气阻力对摆球运动的影响较大，B 错误;
正确测量时有： ，整理得： ，若误把小钢球最低点到地面的
高度测成 h，则有 ，整理得： ，斜率不变，故得
到的重力加速度值不变，C 正确。
故选 AC。
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由 可得斜率的大小 ，代入数据可得： ，当 时，
有 ，可得天花板到地面的高度为 。
12.【答案】E
大于
【解析】 将开关 S 拨向 1 位置，滑动变阻器采用分压式接法，阻值越小越好，故选
滑动变阻器接入电路的阻值不变，电压表与电阻箱两端电压不变，电压表示数变为 时，则电阻箱分压
为 ，电阻箱接入电路的阻值等于电压表内阻的 倍，则电压表内阻 。
调节电阻箱阻值使电压表示数变为 时，电路总电阻变大，电路总电流变小，滑动变阻器与电源内阻分
压变小，电阻箱与电压表两端总电压变大，当电压表示数变为 时，电阻箱两端电压大于 ，实际上电压
表内阻小于 ，则电压表内阻的测量值偏大。
由电路图可知，在闭合电路中，电源电动势 ，则 ，由图示图像
可知，图像截距 ，图像斜率 ，则电源电动势 ，电源内阻 。
13.【答案】 初始时气体压强
升温后，水银溢出一半时，
根据理想气体状态方程有
水平放置，等温变化，根据玻意耳定律
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小车匀加速时，根据玻意耳定律有
对水银柱受力分析
解得 。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解： 球自由落体、碰到斜面前速度为 由动能定理有
沿斜面和垂直斜面建立坐标轴
碰撞时， 不变，
碰后瞬间
上升至最高点时，竖直分速度为 0，水平分速度
此时 A 速度
AB 弹性碰撞：由动量守恒定律得
系统机械能守恒得
解得
由动量守恒定律得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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15.【答案】解： 设正对圆心 O 射入的粒子，在有界磁场中运动轨迹半径为 r，洛伦兹力提供向心力得：
粒子的轨迹圆心恰好为原点 O，运动轨迹如图：
速度偏转角为 ，可知： ，
从 点进入电场后，由类斜抛可知：
联立得
设粒子到达 P 点时速度为 ，与 y 轴正方向夹角为 ，
粒子在第Ⅰ象限中运动至速度方向沿 x 轴正方向的过程中，由 y 方向动量定理得：
其中 ，
代入得：
又因为
可得：
即
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解得
证明：如图所示，
任意选一入射粒子，从图中 N 点进入有界磁场，从 Q 点射出磁场， 为轨迹圆心，
连接 、 、 、
由题可知：
又因为 垂直于 ，即 平行且等于
故四边形 为平行四边形
可得
连接 、 ，其中
由几何关系可知，
即 为直角三角形，其中 为直角即所有粒子均能通过 点。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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