湖南省示范性高中2024-2025学年高二下学期2月联考 物理试卷（含解析）

湖南省示范性高中2024-2025学年高二下学期2月联考物理试卷
一、单选题（本大题共6小题）
1．下列说法正确的是（　　）
A．在中，电场强度与电荷在电场中受到的力及检验电荷无关
B．在电场中，电场线通过的点场强不为零，没有电场线通过的点场强为零
C．由可知，在离电荷很近的地方（趋近于零），场强可达无穷大
D．电场强度、速度和加速度都是采用了比值定义法
2．某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，列车在平直铁轨上向右运动的过程中，细线与竖直方向的夹角为，在一段时间内，下列说法正确的是（　　）
A．列车的加速度向左
B．列车在平直铁轨上做匀速直线运动
C．若细线对小球的拉力大小为，那么拉力的冲量大小为
D．若细线对小球的拉力大小为，则小球所受合力的冲量大小为
3．在2024年巴黎奥运会自由式小轮车女子公园赛决赛中，中国选手邓雅文夺得金牌。现将邓雅文比赛过程简化如图所示，一个光滑弧形凹槽半径为，弧长为，将一小球从凹槽边缘由静止释放，小球以最低点为平衡位置做简谐运动。已知重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　）
A．小球运动至最低点时的回复力为0，所以小球处于平衡状态
B．小球做简谐运动的回复力为重力沿凹槽圆弧切线方向的分力
C．小球做简谐运动，从边缘运动到最低点的时间为
D．小球做简谐运动，从边缘运动到最低点的过程中速度逐渐增大、回复力逐渐增大
4．摄影爱好者小明购买了相机后，发现镜头的颜色呈现蓝紫色，经过上网查询，了解到镜头上涂了一层很薄的氟化镁薄膜。下列说法正确的是（　　）
A．镜头的颜色呈现蓝紫色的原因是氟化镁将其他颜色的光吸收只反射蓝紫光
B．镜头涂氟化镁薄膜利用偏振现象减少进入镜头的光
C．镜头涂氟化镁薄膜利用薄膜干涉原理，反射光中缺失了绿光，镜头呈现蓝紫色
D．镜头涂氟化镁薄膜主要是增加对绿色光的透射，增透膜的厚度为绿光在真空中波长的
5．某同学利用电容式传感器设计了一款水箱水量监测系统，如图所示。极板MN组成的电容器视为平行板电容器，充电后与电源断开，M板固定，N板通过一绝缘轻杆与漂浮在水面上的浮子Q相连，浮子Q上下移动带动N板上下移动，可通过测量电容器极板间的电压来监测水量。下列说法正确的是（　　）
A．如果水箱的水量增加，则该电容器电容变小
B．如果水箱的水量增加，则该电容器极板间的电压变小
C．如果水箱的水量减少，则该电容器极板的电荷量变小
D．如果水箱的水量减少，则该电容器极板间的电场强度变小
6．如图1所示为用多用电表测电压表内阻（图中为连接之前），此时多用电表选择欧姆挡挡位，中间刻度值为15，连接后多用电表与电压表的读数如图2、3所示，以下说法正确的是（　　）
A．多用电表的黑表笔应与1相连，红表笔与2相连
B．多用电表挡位的内阻为
C．电压表的内阻约
D．多用电表中电源的电动势约
二、多选题（本大题共4小题）
7．我国的探月卫星在进入地月转移轨道时，卫星姿势会改变。假设卫星中有一边长为的正方形导线框水平放置，卫星所在位置磁场的磁感应强度大小，方向如图所示，。下列说法正确的是（　　）
A．若以边为轴，导线框从水平位置向下转至竖直位置的过程中，导线框中会产生感应电流
B．导线框在图示位置时，穿过线框的磁通量为
C．若以边为轴，导线框从水平位置向下转至竖直位置的过程中，穿过线框磁通量的变化量大小是
D．若以边为轴，导线框从水平位置向下转至竖直位置的过程中，穿过线框磁通量的变化量大小是
8．光导纤维是一种常见的通讯器材。如图所示，长方形EFHG为一光导纤维的横截面，一细光束以入射角射向界面，经折射后分散成两束不同颜色的光束、。下列说法正确的是（　　）
A．将光束、分别经过同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距大于光的干涉条纹间距
B．在光导纤维中，光发生全反射的临界角小于光发生全反射的临界角
C．逐渐增大到一定值时，入射光可能在面发生全反射
D．两束光线在面不可能发生全反射
9．2025年1月18日，我国西藏日喀则市定结县发生4.6级地震，造成人员财产损失，“地震预警”再次引起大家关注。“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警，科研机构为此对波的特性展开研究。如图1所示为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，处的质点的振动图像如图2所示。下列说法正确的是（　　）
A．该横波沿轴负方向传播
B．该横波传播的速度大小为
C．质点的振动方程是
D．在时间内，质点通过的路程为
10．2025年春节，我国产的烟花火遍全球，新的烟花研发设计层出不穷。现有某烟花筒的结构如图1所示，其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆炸，礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期引线，当礼花弹到达最高点时，延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点炸开成a、b两部分，速度均为水平方向。炸开后a、b的轨迹图如图2所示。忽略空气阻力的作用，则（　　）
A．a、b两部分落地时的速度大小之比为
B．a、b两部分的初动能之比为
C．从炸开到两部分落地的过程中，a、b两部分所受到重力的冲量之比为
D．a、b两部分落地时的重力功率之比为
三、实验题（本大题共2小题）
11．如图所示，某实验小组的同学将长木板沿倾斜方向固定，来验证动量守恒定律，并进行了如下的操作：
a．将斜槽固定在水平桌面上，调整斜槽末端水平且与长木板上端对齐；
b．在长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸；
c．先让入射小球A多次从斜槽上的某位置由静止释放，并落到长木板上的某一点，然后把被碰小球B静置于斜槽的末端点，再将入射小球A从斜槽上同一位置由静止释放，与小球B相撞；
d．多次重复c步骤，用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点，测量出，其中点为小球A单独运动的落点。
（1）为了防止小球A碰撞时被反弹，则应满足小球A的质量 （填“大于”“等于”或“小于”）小球B的质量。
（2）若A、B两球质量分别为、，碰撞的过程中动量守恒，则关系式 （用、、、、表示）成立；若该碰撞为弹性碰撞，则关系式 （用、、表示）成立。
12．某国产新能源汽车电池采用的是刀片电池技术，现将其中一块电芯拆解出来，测量该电芯的电动势E（约3 V）和内阻r（约1 Ω），小南同学设计了如图1、2所示的实验电路图。已知电流表的内阻为，电压表的内阻约，滑动变阻器最大电阻为、额定电流为，定值电阻。请回答下列问题：
（1）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应移至最 （填“左”或“右”）端。
（2）闭合开关S后，移动滑片P改变变阻器的接入阻值，记录几组电压表示数和对应的电流表示数，将实验记录的数据在坐标系内描点作出图像。
（3）若用图1的电路进行实验，则作出图像如图3中的 （填“I”或“Ⅱ”）图线所示。
（4）从减少系统误差角度考虑，该实验宜选用图 （填“1”或“2”）实验电路；用该实验电路测得的电源电动势 ，电源内阻 （用、中的部分字母表示）。
四、解答题（本大题共3小题）
13．如图所示，电阻不计的两平行金属导轨间距，固定在倾角的绝缘斜面上，下端接一电动势、内阻的电源。金属导轨所在的区域加一磁感应强度大小的匀强磁场，磁场方向垂直斜面向下。现把一根质量的金属杆垂直放在导轨上，接入电路的电阻，当开关闭合后处于静止状态。重力加速度取，求：
（1）金属杆受到的安培力大小和方向；
（2）金属杆受到的导轨的摩擦力大小和方向。
14．如图所示，轻绳两端分别系着质量为的圆环A和质量为的小球B，A套在光滑的水平固定横杆上且能自由滑动，A、B静止不动时B球与光滑水平地面接触且无压力。质量为的小球C以的速度向左运动与B球发生弹性正碰，碰后B球未上升到横杆处。均可视为质点，重力加速度取，求：
（1）碰后B球的速度大小；
（2）B球摆至A环左侧的最大高度；
（3）碰后到B球摆至A环左侧最大高度的过程中，绳对B球做的功。
15．如图所示，是光滑绝缘的半圆形轨道，固定于竖直平面内，直径竖直，轨道半径为，下端与水平光滑绝缘轨道在点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为、带正电、可视为质点的小球由水平轨道上的点以某一初速度水平向左运动，经过半圆形轨道点后飞出，刚好垂直落在水平轨道上。已知之间的距离，滑块受到的静电力大小为，重力加速度为。求：
（1）小球到达点时的速度大小；
（2）小球从点出发的初速度大小；
（3）小球对半圆轨道的最大压力。
参考答案
1．【答案】A
【详解】是比值定义式，电场强度与电荷在电场中受到的力及检验电荷无关，A正确；在电场中，电场线的疏密表示场强大小，电场线通过的点场强不为零，没有电场线通过的点场强也不一定为零，B错误；由点电荷场强公式可知，在离电荷很近的地方（趋近于零），电荷已经不能看成点电荷，公式不再适用，C错误；电场强度、速度都是采用了比值定义法，加速度是决定式，D错误。
2．【答案】D
【详解】由题图可知，小球受到的合外力方向向右，可知小球加速度向右，则列车的加速度向右，A错误；列车加速度不为零，则在平直铁轨上做匀变速直线运动，B错误；若细线对小球的拉力大小为，那么拉力的冲量大小为，C错误；若细线对小球的拉力大小为，则小球所受合力为，则合外力的冲量大小为，D正确。
3．【答案】B
【详解】小球运动至最低点时的回复力为0，但是有向心加速度，所以小球不是处于平衡状态，A错误；小球做简谐运动的回复力为重力沿凹槽圆弧切线方向的分力，B正确；小球做简谐运动，从边缘运动到最低点的时间为，C错误；小球做简谐运动，从边缘运动到最低点的过程中速度逐渐增大、回复力逐渐减小，D错误。
4．【答案】C
【详解】当光照射氟化镁薄膜的两表面后产生频率相同的反射光，从而出现干涉现象出现光的抵消，最终实现增加透射性，因为人对黄绿光最敏感，所以要使绿光相互抵消，所以膜的厚度一般为绿光在薄膜中波长的四分之一。所以增透膜应增强对黄绿光的透射，这时红光和紫光没有显著消弱，所以透镜通常呈蓝紫色，A、B、D错误，C正确。
5．【答案】B
【详解】充电后与电源断开，则电容器带电量一定，如果水箱的水量增加，则两板间距减小，根据，则该电容器电容变大，根据Q=CU可知，该电容器极板间的电压变小，A错误，B正确；如果水箱的水量减少，因电容器带电量一定，则根据，，可得，该电容器极板的电荷量不变，电容器极板间的电场强度不变，C、D错误。
【方法总结】平行板电容器的两类典型问题 （1）开关S保持闭合，两极板间的电势差U恒定，Q＝CU＝∝，E＝∝ 。 （2）充电后断开S，电荷量Q恒定，U＝＝∝，E＝＝∝ 。
【方法总结】平行板电容器的两类典型问题
（1）开关S保持闭合，两极板间的电势差U恒定， ∝ ∝ 。
（2）充电后断开S，电荷量Q恒定， ∝ ∝ 。
6．【答案】C
【详解】多用电表的红表笔对应欧姆表内电源的负极，所以红表笔应接电压表的负接连柱，故红表笔应与1相连，黑表笔应与2相连，A错误；欧姆表的中值电阻等于内电阻，故欧姆表挡位的内电阻为，B错误；欧姆表读数即为电压表内阻，欧姆表读数=倍率×表盘读数，即，C正确；电压表最小分度值为0.1 V，故读数为3.60 V；根据闭合电路欧姆定律，电动势为，D错误。
7．【答案】AC
【详解】以边为轴，导线框从水平位置向下转至竖直位置的过程中，穿过导线框的磁通量发生了变化，所以导线框中会产生感应电流，A正确；导线框在图示位置时，穿过线框的磁通量为，B错误；若以边为轴，导线框从水平位置向下转至竖直位置的过程中，穿过线框磁通量的变化量大小是，C正确；若以边为轴，导线框从水平位置向下转至竖直位置过程中，穿过线框磁通量的变化量大小是，D错误。
8．【答案】AD
【详解】由光路图可知，b光偏折程度较大，则b光折射率较大，频率较大，波长较短，根据可知，将光束、分别经过同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距大于光的干涉条纹间距，A正确；根据可知，在光导纤维中，光发生全反射的临界角大于光发生全反射的临界角，B错误；光线从EF面射入是从光疏介质射入光密介质，可知逐渐增大到一定值时，入射光不可能在面上发生全反射，C错误；两束光线在面上的入射角等于EF面的折射角，可知两束光在GH面上不可能发生全反射，D正确。
【关键点拨】本题关键要理解全反射现象及其产生的条件，并掌握临界角公式，同时注意几何几何知识的应用，画出光路图后结合几何知识灵活求解。
9．【答案】ABD
【详解】由振动图像图1可知，时刻质点沿轴正向振动，根据“同侧法”可知波沿轴负方向传播，A正确；由题图1、2可知，，波的传播速度为，B正确；因，可知质点M的振动方程是，C错误；2.5s代入C中的方程可知，质点位移为，3.5s时位移为，所以通过的路程为，D正确。
【知识归纳】振动图像和波的图像的比较
比较项目 振动图像 波的图像
研究对象 一个质点 波传播方向上的所有质点
研究内容 某质点位移随时间的变化规律 某时刻所有质点在空间分布的规律
图像
横坐标 表示时间 表示各质点的平衡位置
物理意义 某质点在各时刻的位移 某时刻各质点的位移
振动方向 的判断 (看下一时刻的位移) (上下坡法)
Δt后的 图形 随时间推移，图像延伸，但已有形状不变 随时间推移，图像沿波的传播方向平移，原有波形做周期性变化
联系 （1）纵坐标均表示质点的位移 （2）纵坐标的最大值均表示振幅 （3）波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动
10．【答案】BD
【详解】a、b两部分水平方向做匀速运动，因为水平位移之比1:3，竖直高度相等，则运动时间相等，可知落地时的水平速度大小之比为1:3，竖直速度相等，根据
可知落地时速度大小之比不是1:3，A错误；a、b两部分在最高点炸开时由动量守恒定律有，根据，则初动能之比为，B正确；由于，根据I=mgt，则从炸开到两部分落地的过程中，a、b两部分所受重力的冲量之比为3:1，C错误；根据P=mgvy=mg2t，可知a、b两部分落地时的重力功率之比为3:1，D正确。
11．【答案】（1）大于；（2），
【详解】（1）为了防止小球A碰撞时被反弹，则应满足小球A的质量大于小球B的质量。
（2）由平抛运动可知，，则，要验证的关系为，即；若该碰撞为弹性碰撞，则关系式为，即或者。
12．【答案】（1）左；（3）II（4）2，U1，
【详解】（1）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应移至最左端。
（2）题图1中满足，题图2中满足，则题图1中对应的U-I图像斜率较小，则对应图线II。
（3）因电流表内阻已知，则从减少系统误差角度考虑，该实验宜选用题图2的实验电路；根据，可得测得的电源电动势，，电源内阻。
13．【答案】（1），方向垂直杆沿斜面向上；（2），方向沿斜面向上
【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律有，
根据安培力大小公式，有，方向垂直杆沿斜面向上。
（2）对金属杆受力分析如图所示，
根据沿斜面方向受力平衡有，
解得，方向沿斜面向上。
14．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）C与B发生弹性正碰，
有，，
解得。
（2）B球与A环水平方向共速时，B球摆至A环左侧最大高度，
则，，
解得。
（3）碰后到B球摆至A环左侧最大高度过程中有，
解得。
15．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球从点飞出后，刚好垂直落在水平轨道上，
竖直方向有，
水平方向有，，
解得。
（2）小球从运动到的过程中，根据动能定理可得，
解得。
（3）当小球运动到等效最低点时，小球对半圆轨道的压力最大，
设电场力与重力的合力与竖直方向夹角为，则有，
解得，
小球从点到该位置的过程，
根据动能定理可得，
在该位置根据牛顿第二定律可得，
解得，
根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为。