湖南省长沙市某中学2023-2024学年高二年级下册入学考试物理试卷（解析版）

2023-2024学年湖南省长沙市天心区明德中学高二（下）入学物理试

卷

一、单选题：本大题共6小题，共24分。

1.下列有关光学现象说法正确的是（）

A,荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光线会聚而形成的

B.仅将双缝干涉实验中的双缝间距调小，则干涉条纹间距变小

C.肥皂在阳光下呈现彩色条纹是光的衍射现象

D.用加有偏振滤光片的相机拍照，可以拍摄清楚汽车内部的情景

【答案】D

【解析】

【详解】A.荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于光线从水中射向空气时，发生光的全反射，导致其特别

“明亮”，并不是水珠将光线会聚而形成的，故A错误；

B.根据

L,

AAx=—4

d

可知，如果将双缝的间距变小，则屏上的干涉条纹的间距将变大，故B错误；

C.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是来自肥皂膜两个表面的反射光干涉造成的，故C错误；

D.用加有偏振滤光片的相机拍照，偏振片可将车窗的反射光减弱，从而可以拍摄清楚汽车内部的情景，

故D正确。

故选D.

2.现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”，简单说就是在通话时，辅助麦克风收集背景音，与主麦

克风音质信号相减来降低背景噪音。图甲是原理简化图，图乙是理想状态下的降噪过程，实线表示环境噪

声声波，虚线表示降噪系统产生的等幅降噪声波，则下列说法正确的是（）

A,降噪过程应用的是声波的衍射原理

B.理想状态下，降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等，波长相等

C.P点处的质点经过一个周期振动所产生的路程为4A（A为降噪声波的振幅）

D.尸点处的质点经过一个周期向外迁移的距离为一个波长

【答案】B

【解析】

【详解】AB.由图可看出，理想状态下降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产

生干涉现象，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A错误，B正确；

C.图乙所示，此时介质中的质点P处于平衡位置，但因为两列声波等大反向，所以合振幅为零，故质点

P静止不动，速度为零，故C错误；

D.波传播时，质点不随波移动，只在平衡位置附近振动，则尸点并不随波移动，故D错误。

故选B。

3.如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒p、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一

条形磁铁从高处下落接近回路时()

AP、Q将相互远离B.P、Q将相互靠拢

C.磁铁的加速度等于gD.磁铁的加速度大于g

【答案】B

【解析】

【详解】AB.当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流

的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小

一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A错误，B正确；

CD.由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g,故CD错误。

故选B。

4.如图所示，一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为在水池的底部放一点光源S,其中

一条光线以4=30°入射角射到液体与空气的界面上，以折射角仇=45°发生折射。则下列说法正确的是

()

S

A.液体的折射率为上

2

B.从液体到空气，光的频率变小

C.光在液体中的传播速度为走c

2

D.液体表面亮斑的面积为工生

3

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A.液体的折射率

sin45°仄

n=--------=72

sin30°

A错误；

B.从液体到空气，波长变长，波速变大，但光的频率保持不变，B错误;

C.光在液体中的传播速度

cV2

v=­=—c

n2

C正确；

D.由于

sine=­=—

n2

可得

C=45°

液体表面亮斑的半径为H,因此亮斑的面积

S=7rR2=7TH2

D错误。

故选C。

5.如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中实线所示，。、氏

c、d四点共线，ab=2ac=2ae,*与平行，且ae与ab成60°角。一粒子束在纸面内从c点垂直于改射

入磁场，粒子质量均为机、电荷量均为q（q>0），具有各种不同速率。不计重力和粒子之间的相互作用。

在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为（）

371m47rm57rm6兀m

A.--B.--C.--D.--

2qB3qB4qB5qB

【答案】B

【解析】

【详解】粒子在磁场中运动的时间与速度大小无关，由粒子在磁场中运动轨迹对应圆心角决定，即

粒子垂直ac,则圆心必在ac直线上，将粒子的轨迹半径由零逐渐放大，粒子从ac、bd区域射出，磁场中

的轨迹为半圆，运动时间等于半个周期；根据几何关系可知，粒子从e点射出，对应圆心角最大，为

4

—不，此时圆周半径为长度，周期

3

Inm

1=------

Bq

所以在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为

471m

t=------

3qB

故选B。

6.如图所示为质谱仪结构图，该质谱仪由速度选择器与偏转磁场两部分组成，已知速度选择器中的磁感

应强度大小为稣，电场强度大小为E,荧光屏尸。下方匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为

2线，三个带电荷量均为q,质量不同的粒子沿竖直方向经速度选择器由荧光屏上的狭缝。进入偏转磁场，

最终打在荧光屏上的耳、S-S3处，相对应的三个粒子的质量分别为吗、加2、7%，忽略粒子的重力以

及粒子间的相互作用。则下列说法正确的是（

A.三个粒子均带负电

B.打在邑位置的粒子质量最小

C.如果StS3=Ax,贝U—叫=吟声

E

D.粒子进入偏转磁场的速度是才

【答案】D

【解析】

【详解】A.根据左手定则知三种粒子均带正电，故A错误；

BD.三种粒子在速度选择器中做匀速直线运动，受力平衡，则有

qE=qvB0

解得

叫

E

则粒子进入偏转磁场的速度为丫=M，粒子进入偏转磁场中，由洛伦兹力提供向心力得

■

qvx2B0=m—

联立解得

m=

打在邑位置的粒子半径最大，则打在取位置的粒子质量最大，故B错误，D正确;

C.根据

v2

=m——

r

解得

m^vmiv

【碉，钎瓯

又

Si®=及=2丫3-2丫、

联立解得

q琮Ax

电一叫=---

故C错误。

故选D。

二、多选题：本大题共4小题，共20分。

7.一列简谐横波沿x轴传播，波速为v=4m/s。已知坐标原点（尤=0）处质点的振动图象如图甲所示,

/=0.45s时部分波形图如图乙所示。下列说法正确的是（

A.简谐横波的传播方向沿x轴正方向

B.x=0.5m处的质点比40处的质点振动滞后0.5s

C.x=0处的质点经过0.6s的路程为0.6m

D.仁0.45s时x=0处的质点对应的纵坐标为受m

20

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】A.由图可知，x=0处质点在UO.45s时沿y轴正方向振动，则该波沿无轴正方向传播，故A正

确；

B.简谐波的周期T=0.4s,x=0.5m处的质点比x=0处的质点振动滞后时间为

—=——s=0.125s

v4

故B错误；

C.x=0处的质点经过0.6s的路程

0.6..c/

s=----x4A=0.6m

0.4

故C正确；

D.x=0处的质点的振动方程为

y=0.1sin5/rr(m)

将7=0.45s代入得

故D正确。

故选ACD。

8.A、B两球沿一直线发生正碰，如图所示的x-r图像记录了两球碰撞前后的运动情况，图中的八b分别为

碰撞前A、B两球的尤图线。碰撞后两球粘合在一起,c为碰撞后整体的尤Y图线。若A球的质量加人=2kg,

B.相碰时，B对A所施冲量大小为3N-S

C.碰撞过程中，A、B两球组成的系统损失的动能为10J

D.A、B碰撞前总动量为一3kg-m/s

【答案】AC

【解析】

【详解】A.图像的斜率等于速度可知，碰撞前A球的速度

v=-------m/s=-3m/s

A2

B球的速度为

4，一，

vB=—m/s=2m/s

碰撞后A、B两球的速度相等，为

2-4

=Vg=v=——m/s=-1m/s

对A、B组成的系统，根据动量守恒定律得

WAVA+WBVB=（mA+WB）V

解得

4,

%=jkg

A正确；

B.由动量定理得B对A所施冲量为

I=m^v'A-mAvA=4N-s

B错误；

C.过程中，A、B两球组成的系统损失的动能

=]'〃AVAfnv+777)V-

獗+-BB--(mAB

代入数据解得

鸡=10J

C正确；

D.碰撞前总动量为

10,,

P=mAvA+mBvB=—7kg-m/s

D错误。

故选AC

9.在水平光滑绝缘桌面上有一边长为乙的正方形金属线框"cd,被限制在沿cd方向的水平长直轨道自由

滑动。击边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域蝇，直角边等于L4边与cd边在同一直线上，磁场

方向竖直向下，其俯视图如图所示。线框在水平拉力厂作用下向右匀速穿过磁场区域，若图示位置为仁0

时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右的拉力为正，磁场穿过线框向里时磁通量为正。则穿过线

框的磁通量①、感应电流i、be间的电势差3外力尸随位移尤变化的图像正确的是（）

X.

XXX

L2LC

L2Lx

L2Lx-/

cL2Lx

【答案】BC

【解析】

【详解】A.在的过程中，磁通量

B[L+(£-%)]%

在L<x<2乙的过程中，磁通量

B(2L—x)

故A错误；

B.设线框电阻为R,在尤WL的过程中，由右手定则可知，线框中感应电流的方向是逆时针，为正方向,

电动势

G=B(L-x)v

6c间的电势差

_1._Bv

%TT=/出Di=7(L—%)

在L<x<2L的过程中，由右手定则可知，线框中感应电流的方向是顺时针，为负方向，电动势

e2=B(2L-x)v

be间的电势差为b。、ad、de三条边电阻的电势

TT33Bvcr、

Ube=Z取=工—(2L-x)

故BC正确;

D.在xWL的过程中，线框匀速运动，外力大小等于安培力大小为

2

方向向右始终为正，安培力与X的关系图线为抛物线，故D错误。

故选BC。

10.如图所示，相距L的光滑金属导轨固定于水平地面上，由竖直放置的半径为尺的工圆弧部分和水平平直

4

部分组成。MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab和cd（长度均为L）

垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中；ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接

触；cd离开磁场时的速度是此时ab速度的一半。已知ab的质量为，”、电阻为广，cd的质量为2加、电阻

为2厂。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.cd在磁场中运动时闭合回路感应电流产生磁场与原磁场方向相反

B.“在磁场中运动的速度不断变大，速度的变化率不断变小

C.cd在磁场中运动的过程中流过ab横截面的电荷量q=MgR

2BL

D.从ab由静止释放至cd刚离开磁场时，加上产生的焦耳热为g/ngR

【答案】BC

【解析】

【详解】A.cd在磁场中运动时，。次力回路中磁通量减小，根据楞次定律可知，闭合回路感应电流产生磁

场与原磁场方向相同，故A错误；

B.当ab进入磁场后回路中产生感应电流，则ab受到向左的安培力而做减速运动，cd受到向右的安培力而

做加速运动，由于两者的速度差逐渐减小，可知感应电流逐渐减小，安培力逐渐减小，可知cd向右做加速

度减小的加速运动，cd速度的变化率不断变小，故B正确；

C.。匕从释放到刚进入磁场过程，由动能定理得

mgR—^mvl

cd在磁场中运动的过程中，对和cd组成的系统，合外力为零，取水平向右为正方向，由动量守恒定律

得

mv0=m-2vcd+2mvcd

解得

对cd,由动量定理得

B1L-A/=2mvcd

其中

q=IX

解得

2BL

故C正确;

D.从ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，至cd刚离开磁场时由能量关系得:

1919

mgR^-m(2vcd)+-x2mvcd+Q

cd上产生的焦耳热

Qcd=：Q

解得

Qcd

故D错误。

故选BC。

三、实验题：本大题共2小题，共16分。

11.单摆是能够产生往复摆动的一种装置，将无重细杆或不可伸长的细柔绳一端悬于重力场内一定点，另

一端固结一个重小球构成单摆。

（1）某小组利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程（图），即用在同一张底片上多次曝光的方法，在远

处从与单摆摆动平面垂直的视角拍摄单摆在摆动过程中的多个位置的照片。从摆球离开左侧最高点A时开

始，每隔相同时间曝光一次，得到了一张记录摆球从A位置由静止运动到右侧最高点B的照片，如图所

示，其中摆球运动到最低点。时摆线被一把刻度尺挡住。对照片进行分析可知()

A.A和B位置等高，说明摆球在运动过程中机械能守恒

B.摆球在A点的所受合力大小大于在B点的合力

C.摆球经过。点前后瞬间加速度大小不变

D.摆球从A点到。点的过程中重力做功的功率，等于摆球从O点到B点的过程中克服重力做功的功率

(2)甲乙两位同学利用如图所示的实验器材探究单摆摆长与周期的关系。

(i)关于实验操作，下列说法正确的是；

A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能适当长一些

B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的

C.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大

D.用刻度尺测量摆线的长度/,这就是单摆的摆长

E.释放摆球，从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间则单摆周期T=50f

(ii)如图所示，用游标卡尺测量摆球直径。摆球直径gcm。

(C

_L

(iii)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长工并测出相应的周期T,从而得出一组对应的工与T

的数据，并作出L—72图线，如图所示，图线上A、B两点的坐标分别为（尤1,yi）,（尤2,>2）,则可以得

重力加速度g=;

（iv）同学乙发现计算得到的重力加速度值总是偏大，可能的原因是

A.测摆长时，摆线拉得过紧

B.误将29次全振动记数为30次

C.将摆线长度当着摆长来计算

D.摆动的摆角偏小

E.摆球的质量偏大

/2%一y

【答案】①.A②.AB##BA③.2.06④.4»'——L⑤.AB##BA

x2-x1

【解析】

【详解】（1）[1]A.摆球在A和8位置等高，且速度均为零，说明机械能守恒，A正确；

B.设绳与竖直方向夹角为8,则摆球静止时的合力为

F=mgsin0

由于则摆球在A点绳与竖直夹角小于摆球在B点绳与竖直夹角，则摆球在A点的所受合力大小小于在B点

的合力，B错误；

C.摆球经过。点的向心加速度为

2

V

Q-----

r

摆球经过。点前后瞬间运动半径减小，则加速度变大，C错误;

D.根据

T=17l

摆球从A点到。点的过程中摆长较大，则周期较大，运动时间较长，根据

t

则重力做功的功率较大，D错误。

故选A„

(2)(i)[2]A.为减小实验误差，摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能适当长一些，A正确;

B.为减小空气阻力的影响，摆球尽量选择质量大些、体积小些的，B正确；

C.周期与摆角无关，且摆角过大，不可视为简谐运动，C错误；

D.摆线的长度应等于摆线长于摆球半径之和，D错误；

E.单摆周期为

T=—

50

E错误。

故选AB„

(ii)[3]摆球直径为

d=20mm+0.1mmx6=20.6mm=2.06cm

(iii)⑷根据

得

L=-^T2

4/

图像斜率为

g_%一-

472x2-x1

得

g=4/—L

x2-%

(iv)[5]A.测摆长时，摆线拉得过紧，则摆长的测量值大于真实值，根据

4TT2L

S=­T

则重力加速度值偏大，A正确；

B.误将29次全振动记数为30次，则周期的测量值偏小，重力加速度值偏大，B正确；

C.摆线长度小于摆长，则重力加速度值偏小，C错误；

DE.摆角偏小、质量偏大，不影响实验结果，DE错误。

故选ABo

12.（1）在研究自感现象时，自感系数较大的线圈一般都有直流电阻，某同学利用如图（1）所示的电路

采用伏安法测定线圈的直流电阻，在实验测量完毕后，将电路拆去时应

A.先断开开关SiB.先断开开关S2

C.先拆去电流表D.先拆去电阻R

（2）图（2）所示是该同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出在U1X10-3s时断开开关

前后一段时间内各时刻通过线圈工的电流（如图（3）所示）。己知电源电动势E=6V,内阻不计，灯泡的

阻值Ri=6。，电阻R的阻值为2。。

①线圈的直流电阻为Q；

②开关断开时，该同学观察到的现象是：=

【答案】①.B②.2③.灯泡闪亮一下后逐渐熄灭

【解析】

【分析】

【详解】（1）口］若先断开开关Si,或先拆去电流表或先拆去电阻R,由于L的自感作用和电压表组成回路，

原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关

S2,故B正确，ACD错误。

故选B；

（2）①⑵断开开关前，通过线圈的电流为L5A,则

6

R=-------2Q=2Q

L1.5

②［3］由楞次定律可知，断开开关后，线圈产生的感应电流电流向右，则通过灯泡的电流向左，断开开关

前，通过线圈的电流为L5A,断开开关后，通过线圈的最大电流为1.5A,断开开关前，通过灯泡的最大

电流为

/，A=IA

所以断开开关后，灯泡闪亮一下后逐渐熄灭。

四、简答题：本大题共2小题，共26分。

13.如图甲所示，水平放置的平行金属板P和。，相距为d,两板间存在周期性变化的电场或磁场。尸、0

间的电势差UP。随时间的变化规律如图乙所示，磁感应强度8随时间变化的规律如图丙所示，磁场方向垂

直纸面向里为正方向。仁。时刻，一质量为机、电荷量为+q的粒子（不让重力），以初速度W由P板左端

靠近板面的位置，沿平行于板面的方向射入两板之间，q、m、d、vo>Uo为己知量。

（1）若仅存交变电场，要使电荷飞到。板时，速度方向恰好与。板相切，求交变电场周期T;

（2）若仅存在匀强磁场，且满足耳=2等，粒子经一段时间恰能垂直打在。板上（不考虑粒子反弹）,

qd

求击中点到出发点的水平距离。

QB

B。

O

%

甲「「B。

("=1,2,3)；(2)丫=立工

【答案】（1）

2

【解析】

【分析】

【详解】（1）设经时间/粒子恰好沿切线飞到上板，竖直速度为零，加速度为。，则

md

半个周期内,粒子向上运动的距离为

d-2ny

nT

联立得

T=("=1,2,3……)

W叫

（2）仅存在磁场时，带电粒子在匀强磁场中做半径为〃的匀速圆周运动，则有

2

qvB=m-

0Qr

解得

1,

r=—a

2

要使粒子能垂直打到上板上，在交变磁场的半周期，粒子轨迹的圆心角设为90。+，，如图所示由几何关

系得

r+2rsin3=d

解得

sin（9=0.5

则粒子打到上极板的位置距出发点的水平距离为

14.一般的曲线运动，尽管曲线各个位置的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条曲线分割为许多很

短的小段，质点在每小段的运动都可以看作是圆周运动的一部分，该一小段圆周的半径为该点的曲率半

径。这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。

张伟设计了如图所示的过山