2025届湖南省邵阳市高三下学期第二次联考物理试卷（解析版）

这是一份2025届湖南省邵阳市高三下学期第二次联考物理试卷（解析版），共21页。试卷主要包含了保持答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡上“条形码粘贴区”。
2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.保持答题卡的整洁。考试结束后，只交答题卡，试题卷自行保存。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在物理学发展历程中，众多物理学家的研究推动了科学的进步，以下关于物理学家和他们主要贡献的叙述中正确的是（ ）
A. 汤姆孙发现了电子并测出了电子的电荷量
B. 玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象
C. 爱因斯坦的光子假说认为光的能量是可以连续变化的
D. 卢瑟福通过粒子散射实验发现了质子，并预言了中子的存在
【答案】B
【解析】A．汤姆孙发现了电子，密立根通过油滴实验测出了电子的电荷量，选项A错误；
B．玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象，选项B正确；
C．爱因斯坦的光子假说认为光的能量是一份一份的，不可以连续变化的，选项C错误；
D．卢瑟福通过粒子散射实验得出了原子的 核式结构理论，卢瑟福在用α粒子轰击氮原子核的实验中发现了质子，并预言了中子的存在，故D错误；故选B。
2. 电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色。透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素。如图所示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒。当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色。下列说法正确的有（ ）
A. 像素由黑变白的过程中，白色微粒的电势能变小
B. 像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功
C. 像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势
D. 像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势
【答案】A
【解析】A．像素由黑变白的过程中，白色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对白色微粒做正功，白色微粒电势能变小，故A正确；
B．像素由白变黑的过程中，黑色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对黑色微粒做正功，故B错误；
C．像素呈黑色时，胶囊下方的电极带负电，像素胶囊里电场线方向向下，所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故C错误；
D．像素呈白色时，胶囊下方的电极带正电，像素胶囊里电场线方向向上，所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故D错误。故选A。
3. “弹簧公仔”以其呆萌的表情和摇摇晃晃的可爱姿态赢得人们的喜爱，如图所示，已知“弹簧公仔”头部A的质量为，脚部B的质量为，连接A、B的弹簧质量忽略不计。现对其头部A施加竖直向下的压力使其静止，突然撤去力后，A向上运动，一段时间后B也离开了地面。已知从撤去力到A上升到最高点的过程中，弹簧的形变量始终未超出弹性限度。下列说法正确的是（ ）
A. 撤去力后的瞬间，A的加速度大小为
B. 在B离开地面前的过程中地面对“弹簧公仔”做正功
C. 从B离开地面到A、B相距最远的过程中，A、B的加速度均不断增大
D. 从撤去力到B刚要离开地面的过程中，A一直处于超重状态
【答案】C
【解析】A．撤去力F后的瞬间，A所受重力和弹簧弹力未发生突变，合力大小为F，方向竖直向上，由牛顿第二定律可知A的加速度大小，故A错误；
B．在B离开地面前的过程中地面对“弹簧公仔”的作用力没有位移，所以不做功，故B错误；C．从B离开地面到A、B相距最远的过程中，由牛顿第二定律可知
方向竖直向下，，方向竖直向上，A减速上升，B加速上升，当A和B的速度相等时相距最远，在此过程中，弹簧的伸长量不断增大，拉力不断增大，A和B的加速度均不断增大，故C正确；
D．从撤去力F到B刚要离开地面的过程中，弹簧对A的弹力先是越来越小的支持力，后是越来越大的拉力，由牛顿第二定律可知A的加速度方向先竖直向上，后竖直向下，因此A先处于超重状态，后处于失重状态，故D错误。故选C。
4. 在工程领域起重机等机械的运用十分广泛。如图甲所示，用起重机吊起正方形混凝土板ABCD，已知混凝土板边长为，质量为，且始终呈水平状态，四根钢索、OC、OD的长度均为，某次施工，起重机司机将正方形混凝土板ABCD从地面开始竖直提升，其运动的图像如图乙所示，不计钢索所受重力。已知重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 末建筑材料离地面的距离为
B. 每根钢索所受的拉力大小均为
C. 钢索的拉力小于钢索的拉力
D. 若将4根钢索都替换成长度为，则每根钢索所受的拉力大小均为
【答案】D
【解析】A．根据v-t图像中图线与坐标轴所围面积表示位移，可知末建筑材料离地面的距离为
故A错误；
B．由乙图可知，混凝土板匀速上升，处于平衡状态，设钢索与竖直方向夹角为，则有
因为混凝土板边长及四根钢索OA、OB、OC、OD的长度均为a，则由几何关系可知，每根钢索在土板上的投影均为
则有
解得，
联立，可得
故B错误；
C．由乙图可知，内混凝土板匀加速上升，处于超重状态，有
内混凝土板匀减速上升，处于失重状态，有
可知
故C错误；
D．若将4根钢索都替换成长度为，由几何关系可知
解得，
则每根钢索所受的拉力大小均为
故D正确。
故选D。
5. 依托我国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜，我国科学家发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞LB—1。这个黑洞与一颗恒星形成了一个双星系统，黑洞和恒星都绕两者连线的某点做圆周运动，黑洞的质量约为，恒星距黑洞的距离约为，恒星做圆周运动的周期约为，为太阳的质量、为日地距离，为地球绕太阳的运动周期。由此估算该恒星的质量约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】对黑洞进行分析，由万有引力提供圆周运动的向心力，则有
对恒星进行分析，由万有引力提供圆周运动的向心力，则有
其中
对地球进行分析，由万有引力提供圆周运动的向心力，则有
解得
故选C。
6. 如图所示质量为的某型号双响爆竹的结构简化图，其内部结构分上、下两层，分别装载火药。某次在一水平地面上燃放测试中，点燃引线，下层火药被瞬间引燃后，爆竹获得了竖直升空的初始速度。当爆竹上升到最大高度处时，上层火药恰好被引燃，爆竹瞬间分裂成质量之比为的P、Q两部分。若P、Q均沿水平方向飞出，落地点间的水平距离为，不计空气阻力及爆竹爆炸前后的质量变化，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 下层火药被引燃后爆竹获得的动量为
B. 爆竹分裂后Q获得的速度大小为
C. P、Q着地前瞬间的速度大小之比
D. 上、下两层火药分别被引燃时，爆竹增加的机械能之比为
【答案】D
【解析】A．设下层火药被引燃后爆竹的速度大小为v，则
下层火药被引燃后爆竹获得的动量为
解得
故A错误；
B．引燃上层火药后两部分向相反的方向做平抛运动，竖直方向有
水平方向有
上层火药燃爆时，水平方向动量守恒，取质量较小部分P获得的速度方向为正方向，则有
解得P、Q各自获得的速度大小分别为，
故B错误；
C．P、Q着地前瞬间竖直方向的速度大小均为
P、Q着地前瞬间的速度大小分别为，
因，所以
故C错误；
D．上层火药燃爆后爆竹获得的机械能为
下层火药燃爆后爆竹获得的机械能为
解得
故D正确。
故选D。
二、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，有多项符合题目要求，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. 每年夏季随着温度升高，天山和昆仑山上的冰川开始融化，塔里木河里的水便会溢出河道流向河边低洼处，同时河水带来了大量的鱼、虾等生物。当地村民掌握了这样的自然规律，世代居住在这里以捕鱼为生。现有一村民在距离水面高为2m的观察点，看到与水面成角的方向有一条鱼，鱼的实际位置在水面下方处。已知水的折射率为。下列说法正确的是（ ）
A. 光射入水中后波长变长
B. 鱼与村民的实际水平距离为2m
C. 鱼的实际深度比村民观察到的要深
D. 鱼在水中看到岸上所有的景物都会出现在一个顶角为的倒立圆锥里
【答案】CD
【解析】A．光射入水中频率不变，根据
可知，光射入水中后波长变短，故A错误；
B．令图中光路的折射角为，则有
解得
令鱼与村民的实际水平距离为x，根据几何关系有
解得
故B错误；
C．村民看到的鱼的位置位于图中水面上方两条入射光线的延长线的交点，可知，鱼的实际深度比村民观察到的要深，故C错误；
D．根据全反射的条件有
解得
可知，鱼在水中看到岸上所有的景物都会出现在一个顶角为的倒立圆锥里，故D正确。
故选CD。
8. “地震预警”是指在地震发生后，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。地震监测站监测到一列地震横波，某时刻的波形图如图甲所示，已知P点是平衡位置在处的质点，Q点的平衡位置坐标为，以此时刻做为计时起点，质点Q振动的a-t图像如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 质点P沿y轴正方向运动
B. 地震横波的传播波速为9m/s
C. 时，质点Q振动到波谷
D. 0~5s的时间内，质点P所走的路程小于50cm
【答案】BD
【解析】A．质点Q振动的a-t图像如图乙所示的周期为，根据回复力，结合甲图振幅为，可得质点Q振动图像如图所示
由振动图像可知，时刻质点Q沿y轴正方向运动，根据同侧法（质点的振动方向和波的传播方向在波的同一侧）判断地震横波沿x轴负方向传播，故时刻，根据同侧法质点P沿y轴负方向运动，故A错误；
B．由图甲可知
解得
由图乙可知
故地震横波的传播波速为
，故B正确；
C．时，质点Q的加速度为y轴负方向最大值，根据牛顿第二定律，回复力也为y轴负向最大值，根据，质点Q位移为y轴正向的最大值，故质点Q振动到波峰，故C错误；
D．因为振幅，周期，则一个周期内，质点运动的路程为
，而时间
在时P点向下振动，则在经过一个周期后P的速度正在减小，在此后的时间内其路程小于，故0~5s的时间内，质点P所走的路程小于50cm，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示为一电动玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，变压器原线圈中接入瞬时值的正弦交变电流，电动机的内阻为，装置正常工作时，质量为的物体恰好以的速度匀速上升，灯泡正常发光（阻值保持不变），电表均为理想电表，电流表的示数为，设电动机的输出功率全部用来提升物体，不计空气阻力，取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的示数为
B. 小灯泡的额定功率为
C. 电动机正常工作时的发热功率为
D. 若电动机被卡住但未损坏的情况下，原线圈输入的功率为
【答案】BD
【解析】A．变压器原线圈两端电压的有效值为
根据理想变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系
解得变压器副线圈两端电压的有效值为
电压表示数等于变压器副线圈两端电压的有效值，为10V，故A错误；
BC．设通过电动机的电流为，电动机输出功率
又
解得
电动机消耗的热功率
小灯泡的额定功率为
故B正确；C错误；
D．由C选项分析可知，通过小灯泡的电流为
若电动机被卡住但未损坏的情况下，原线圈输入的功率为
故D正确。
故选BD。
10. 某电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距为，倾角为，导轨上端串接一个阻值为的电阻，下端接有电容为的电容器。在导轨间长为的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为，质量为的金属棒水平置于导轨上，用绝缘绳索（平行导轨）通过定滑轮与拉杆相连，金属棒向上运动时，闭合，断开，向下运动时，断开，闭合。棒的初始位置在磁场下方某位置处，一位健身者用大小为的恒力竖直向下拉动杆，棒运动过程中始终保持与导轨垂直，进入磁场时恰好匀速上升，棒到达磁场处时，撤去拉力，恰好能减速运动到磁场上边界，紧接着棒a从磁场上边界由静止开始下滑，此时电容器电量为零，下滑过程中，拉力始终为零。不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量，金属棒与导轨接触良好，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 棒a向上进入磁场时的速度大小为
B. 棒a减速向上运动的时间为
C. 棒a在磁场中下滑时做加速度减小的加速运动
D. 棒a向下离开磁场时的速度大小为
【答案】ABD
【解析】A．棒进入磁场时有
又
联立解得
A选项正确；
B．减速过程，由动量定理得
又
联立解得
B选项正确
C．导体棒向下运动的过程中，时间内电容器电荷量的变化量
按定义有：
对棒有
联立可得
可知棒做初速度为零的匀加速运动，选项错误；
D．导体棒向下出磁场时的速度为，由运动学公式，解得
选项正确。故选ABD。
三、非选择题：共56分。
11. “祖冲之”研究小组做用单摆测重力加速度的实验。装置如图甲所示：
（1）测量小铁球的直径及摆线长。
（2）使摆球在同一竖直平面内做小角度摆动，摆球到达___________（选填“最低点”或“最高点”）启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过计时起点的次数，。当时停止计时，此时停表的示数如图乙所示，此单摆的周期为___________s（保留两位有效数字）。
（3）某同学测出不同摆长时对应的周期，作出图线，如图丙所示，再利用图线上任意两点、的坐标分别为、，可求得___________。若该同学测摆长时漏加了小铁球半径，其它测量、计算均无误，则用上述方法算得的值和真实值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（2）最低点 1.9 （3） 不变
【解析】[1][2]为减小实验误差，则摆球到达最低点启动秒表开始计时；停表的示数96.7s，此单摆的周期为
[3][4]根据
解得
由图像可知
解得
若该同学测摆长时漏加了小铁球半径，其它测量、计算均无误，根据
可得
则T2-l图像斜率不变，则用上述方法算得的值和真实值相比不变。
12. 新春佳节期间，市民聚会活动增加，“喝酒不开车”应成为基本行为准则。如图甲所示为交警使用的某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图乙所示。某同学利用该酒精气体传感器及以下器材设计一款酒精检测仪。
A.干电池组（电动势为，内阻为）
B.电压表V（满偏电压为，内阻为）
C.电阻箱
D.电阻箱（最大阻值）
E.开关及导线若干
（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将电压表V与电阻箱串联改装成量程为的电压表，则应将电阻箱的阻值调为___________。
（2）该同学将酒精气体浓度为零位置标注在原电压表表盘上处，则应将电阻箱的阻值调为___________。
（3）已知酒精气体浓度在之间属于饮酒驾驶，酒精气体浓度达到或超过属于醉酒驾驶。在完成步骤（2）后，某次模拟测试酒精浓度时，电压表指针如图丁所示，则该次测试酒精气体浓度在___________（选填“酒驾”或“醉驾”）范围内。
（4）使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）3200.0
（2）332.0 （3）醉驾
（4）偏大
【解析】【小问1详解】
电压表V与电阻箱串联改装成量程为3 V的电压表，则有
解得
【小问2详解】
由电表改装可知改装后的电压表内阻为
由图乙可知，当酒精气体浓度为零时，该酒精气体传感器电阻
并联电阻为
解得
电压表读数为0.4 V，则并联电压为
由串联分压原理可知
解得
【小问3详解】
电压表指针如图丁所示，并联电压为
由串联分压原理可知
而
联立代入数据解得此时酒精气体传感器的电阻为
由图乙可知酒精气体浓度大于0.8 mg/mL，在醉驾范围内。
【小问4详解】
使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若在0.4 V处酒精浓度为0，则酒精气体传感器与改装后的电压表所并联的电阻也增大，酒精气体传感器的电阻也增大，而读出酒精气体传感器的电阻小于真实的电阻，即所测的酒精气体浓度比真实值偏大。
13. 如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置，主体为一个金属罐体。在大气压强为的干燥环境下打开阀门向罐内放入干燥的谷物，谷物占罐内体积的，关闭阀门，将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，当罐内气体温度为时，压强为，当温度达到时打开阀门，因为压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果。
（1）求打开阀门前瞬间罐内气体的压强；
（2）打开阀门后，罐内气体迅速膨胀，谷物全部喷出。当罐内气体温度降为时，求罐内剩余气体质量与打开阀门前罐内气体质量之比。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
对罐内气体，根据查理定律有
可得
【小问2详解】
设罐内空间的体积为，由理想气体状态方程可得
则罐内剩余气体质量与打开阀门前罐内气体质量之比为
14. 某游戏装置简化图如下，游戏规则是玩家挑选出两个完全相同的光滑小球a、b，将球向左压缩弹簧至锁扣位置松手，弹簧恢复原长后，球运动至右侧与静止的球发生碰撞后，结合为。若碰后能完全通过竖直放置的四分之一细圆管道和四分之一圆弧轨道DE，并成功投入右侧固定的接球桶中，则视为游戏挑战成功。已知被压缩至锁扣位置时弹簧弹性势能，圆心及三点等高，点为轨道的最高点，安装有微型压力传感器（未画出）。细圆管道、圆弧轨道半径均为，接球桶的高度，半径，中心线离的距离。、、均可视为质点，不计空气阻力和一切摩擦，取。
（1）若小球、的质量为，求球离开弹簧时的速度大小；
（2）若小球、的质量为，求经过点时对传感器的压力；
（3）若想要挑战成功，求玩家挑选小球的质量范围。
【答案】（1） （2），方向竖直向上 （3）
【解析】【小问1详解】
对球：
解得：
【小问2详解】
a与b相碰，碰后c的速度为，由动量守恒定律：
对，从C到E，由机械能守恒得：
由牛顿第二定律：
得：，
由牛顿第三定律可知，c对传感器的压力大小也为，方向竖直向上；
【小问3详解】
设小球恰好投到接球桶的左、右端点时，在E点水平抛出的速度分别为、
解得
若要挑战成功，则小球需要通过E点，小球恰好经过E点时有：
求得
因，所以小球无法通过E点，挑战成功的速度范围为：
由（1）可知时对应小球、质量；
若在E点以抛出
同理有：，，
解得
综上a，b小球的质量的范围为：
15. 某种离子诊断测量简化装置如图所示，竖直平面内存在边界为矩形MNPQ、方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为的水平匀强磁场，探测板平行于竖直放置，能沿水平方向左右缓慢移动且接地。a、b、c为三束宽度不计、间距均为的离子束，离子均以相同速度持续从边界竖直向上射入磁场，束中的离子在磁场中沿半径为的四分之一圆弧运动后从右边界水平射出，并打在探测板的上边缘点。已知每束每秒射入磁场的离子数均为，探测板的长度为，离子质量均为、电荷量均为，不计重力及离子间的相互作用，。
（1）求离子速度的大小；
（2）a、c两束中同时进入磁场的两个离子，求它们打在探测板上的时间差；
（3）若打到探测板上的离子被全部吸收，求离子束对探测板的平均作用力的水平分量与板到距离的关系。
【答案】（1）
（2）
（3）见解析
【解析】【小问1详解】
离子在磁场中做圆周运动，由牛顿运动定律得
解得离子的速度大小
【小问2详解】
离子在磁场的运动的周期为，
作出粒子的运动轨迹如图
由几何关系可知束中的离子从同一点射出，离开磁场的速度分别与水平方向的夹角为，则
束中的离子在磁场中运动的圆心角分别为
则两离子的在磁场中运动时间的差值为
得
由于两离子出磁场的速度与磁场边界所成的夹角相同，则两离子从磁场到EF板的时间相同，即离子运动的时间差
【小问3详解】
同时探测到三束离子，满足：
解得
同时探测到两束离子同理有：
对离子束由动量定理有：
而或束中每个离子动量的水平分量：
离子束对探测板的平均作用力为：当时，
当时，
当时，