2025年安徽省高三物理冲刺卷2(含解析)

2025年安徽省高三物理冲刺卷2
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.一群处于第能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出多种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极的金属上，实验只测得条电流随电压变化的图像，如图乙所示。已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是( )
A. 阴极金属的逸出功有可能小于
B. 、、三种光的波长关系：
C. 图乙中的光是氢原子由能级向基态跃迁发出的
D. 动能为的电子不能使处于能级的氢原子发生跃迁
2.静止在点的原子核发生一次某种衰变的同时，空间中出现如图所示的匀强电场。之后衰变产物、两粒子的运动轨迹、如图虚线所示，已知，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
A. 粒子的核电核数为，质量数为
B. 原子核发生的是衰变，并伴随有射线的产生
C. 经过相等时间、两粒子竖直位移比为
D. 经过相等时间、两粒子水平位移比为
3.如图甲，“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点。图乙是航天控制中心大屏幕上显示卫星的“星下点”在一段时间内的轨迹，已知地球同步卫星的轨道半径为是地球的半径，绕行方向与地球自转方向一致，则下列说法正确的是( )
A. 卫星的轨道半径约为
B. 卫星的轨道半径约为
C. 卫星可以记录到南极点的气候变化
D. 卫星不可以记录到北极点的气候变化
4.如图所示，在足够大的光滑水平面上停放着装有光滑弧形槽的小车，弧形槽的底端切线水平，一小球以大小为的水平速度从小车弧形槽的底端沿弧形槽上滑，恰好不从弧形槽的顶端离开。小车与小球的质量分别为、，重力加速度大小为，不计空气阻力，以弧形槽底端所在的水平面为参考平面。下列说法正确的是
A. 小球的最大重力势能为
B. 小球离开小车后，小球做自由落体运动
C. 在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，小车对小球做的功为
D. 在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，合力对小车的冲量大小为
5.如图所示，实线是沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是，根据图形，则下列说法正确的是( )
A. 经过，处的质点速度最大，方向沿轴正方向
B. 时刻处的质点离开平衡位置位移为
C. 该横波若遇到在障碍物不能发生明显衍射，但能发生明显反射
D. 时刻处的质点向上振动
6.如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面足够长，空间存在方向与斜面平行的匀强电场。质量为，电荷量为的带电小球可视为质点，从固定斜面底端点由静止释放，经时间，小球沿斜面上升到点，此时撤去电场，又经过时间小球恰好回到初始位置，重力加速度为。下列说法正确的是
A. 撤去电场前小球从到电势能逐渐增加
B. 带电小球上滑过程中撤去电场前后的加速度大小之比
C. 小球从底端沿斜面上升到最高点的时间为
D. 撤去电场前、两点间的电势差为
7.在图甲所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电阻，为滑动变阻器。电源电压随时间按正弦规律变化如图乙所示，则下列说法正确的是
A. 滑片向下移动时，电流表示数增大
B. 滑片向上移动时，电阻的电流增大
C. 当时，电流表的示数为
D. 当时，电源的输出功率为
8.如图所示，一束红光和一束黄光，从点以相同角度沿方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从、两点射出，已知，，则下列说法正确的是
A. 是红光，是黄光
B. 玻璃对光束的折射率为
C. 沿路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长
D. 若将光束从点沿着方向射入，可能发生全反射
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示，可视为质点的、两球通过轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，球在外力作用下静止悬空。以地面为重力势能的零势能面，从静止释放球，在球落地前的过程中，、两球的重力势能随时间的变化关系如图所示，图中两图像交点对应时刻，球始终没有与定滑轮相碰，、始终在竖直方向上运动，忽略空气阻力，重力加速度。则
A. 球质量
B. 球落地时球的动能为
C. 球下落前距地面的高度为
D. 时球离地面的高度为
10.如图所示，质量为、电阻为的正方形金属线框用绝缘细线吊着处于静止状态，边长为，水平边界、间有垂直于线框平面向里的匀强磁场Ⅰ，水平边界下方有垂直于线框平面向外的匀强磁场Ⅱ，与间、与间、与间距离均为，两磁场的磁感应强度大小均为。剪断细线，金属线框运动过程中始终在垂直于磁场的竖直面内，边始终水平，当刚进入磁场Ⅰ的瞬间，线框的加速度为，重力加速度大小为，则下列判断正确的是( )
A. 边进磁场Ⅰ前的瞬间，线框的加速度大小为
B. 边穿过磁场Ⅰ的过程中，通过线框截面的电量为
C. 线框中产生的总焦耳热为
D. 线框完全在磁场Ⅱ中运动时，边有自由电子从向移动
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.小晨同学用如图甲所示的实验装置验证动量定理，其步骤如下：
A.测出小车质量，合理调整木板倾角，让小车能沿木板加速下滑。用轻绳通过滑轮将拉力传感器和小车连接，小车连接纸带，并记录传感器的示数；
B.取下轻绳，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙所示，将打下的第一点记为计数点之后每五个点取一个计数点。已知打点计时器的打点频率为；
C.用刻度尺测量出第个计数点和第个计数点之间的距离、第个计数点和第个计数点之间的距离，、的数值如图乙所示。
相邻两个计数点之间的时间间隔 ；
小晨同学从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带，将纸带沿计数点剪断得到段纸带，由短到长并排贴在坐标中，各段紧靠但不重叠。最后将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图丙。相邻计数点间的距离为，纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔，用横轴表示时间。若纵轴表示，则所连直线的斜率表示 ；若纵轴表示，则所连直线的斜率表示 。
A.各计数点的瞬时速度 相邻计数点的瞬时速度的变化
C.小车运动的加速度 小车运动的加速度的一半即
某次实验测得，拉力传感器的示数为，实验得到的纸带如图乙所示，则从过程中小车所受合外力的冲量为 ，小车动量变化量的大小为 。结果均保留位有效数字
实验操作中 选填“需要”或“不需要”再添加补偿阻力的步骤，合外力对小车的冲量大于小车动量变化量的原因可能是 。
12.某实验室有如下器材：
A.表头；
B.表头，；
C.滑动变阻器；
D.滑动变阻器；
E.电源一个，开关、导线若干；
F.不同定值电阻若干，其中；
G.两个相同的非线性元件
需要一个量程为的电压表，可用串联一个______的电阻改装而成；
利用改装的电压表和电流表测电源的电动势和内阻，用图甲的电路图，滑动变阻器应选用______填“”或“”，得到多组数据，绘出图乙中的图像，则电源电动势为______，内阻为______结果保留两位有效数字。
将两个相同的非线性元件接入电路图丙，图丁是该非线性元件的电压和电流关系，则该电源的效率是______结果保留一位小数。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，上端开口的导热汽缸放置在水平面上，质量为、横截面积为的活塞密封了一定质量的理想气体。当环境温度为时，活塞静止的位置与汽缸底部距离为，离缸口的距离为。已知重力加速度为，活塞厚度及活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，大气压强为。
若缓慢升高环境温度，使活塞刚好上移到气缸口，求此时的环境温度；
若先在缸内壁紧贴活塞上表面固定一小卡环与活塞接触但没有作用力，如图所示，再缓慢升高环境温度到，求升温后卡环对活塞的压力大小；
上问中的升温过程相对于问中的升温过程，气体少吸收的热量为多少？
14.如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于且垂直于磁场方向。一个质量为、电荷量为的带电粒子从孔以初速度沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角，粒子恰好从孔垂直于射入匀强电场，最后打在点，已知，不计粒子的重力，求：
粒子从运动到所用的时间；
电场强度的大小；
粒子到达点时的动能。
15.如图所示，两平行光滑长直金属导轨固定在水平面上，导轨间距为，电阻不计。金属棒、垂直导轨放置，棒右侧矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，感应强度大小为。棒以大小为的水平速度向右运动，一段时间后与静止的发生弹性碰撞，碰后两棒先后进入磁场区域。已知两棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，、的质量分别为、，电阻均为，长度均为。
求碰撞后瞬间、的速度大小；
若在磁场中运动距离时，还未进入磁场，求此过程中棒产生的焦耳热；
若刚进入磁场时，已经离开磁场区域，要使、不会再次发生碰撞，求磁场区域宽度需满足的条件。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A、根据玻尔理论结合丙的分析，辐射能量第大的光子能量为；由于只测得条电流随电压变化的图像，故阴极金属的逸出功一定大于，故A错误；
B、结合图乙，可知光的遏止电压最大，光是频率最大的光，则波长最小，光波长最大，故B正确；
C、一群第能级的氢原子向低能级跃迁过程能发出种不同频率的光，能量值的大小关系排列从大到小为：，，，，，，但只检测到条电流，所以发生光电效应的能量值分别为：，，；可知光是氢原子由能级向基态跃迁发出的，故C错误；
D、能使基态氢原子发生跃迁，吸收光子能量必须满足能级差，、、等能量值分别为、、，可从实物粒子碰撞中获取能量，只要大于等于能级差即可，故动能为的电子能使处于能级的氢原子发生跃迁，故D错误。
2.【答案】
【解析】根据、两粒子的运动轨迹，可知其所受电场力均与电场方向相同，即两粒子均带正电，可知，原子核发生的是衰变，该衰变的核反应方程为，故AB均错误。
衰变过程动量守恒，则有，可知，质量越大，速度越小，即的初速度小于的初速度，粒子在电场中做类平抛运动，则有，，解得，经过相等时间、粒子竖直位移之比为，水平位移比为，故C正确，D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】由轨迹图可知：地球自转一圈，卫星运动圈，卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，
可得同步卫星的周期为，卫星的周期为，
则卫星的轨道半径与同步卫星的轨道半径关系为，
卫星纬度最高时，，
卫星离地球球心所在水平面的高度为，
已知地球同步卫星的轨道半径为，因此，
即卫星高度大于北极点的高度，卫星可以记录到北极点的气候变化，也可以记录南极点的气候变化，故 C正确。
故选C。
4.【答案】
【解析】A、经分析可知，小球到达弧形槽顶端时，小球与小车的速度相同设共同速度大小为，在小球沿小车弧形槽上滑的过程中，小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，有，根据机械能守恒定律有，解得，故A正确；
B、设小球返回弧形槽的底端时，小球与小车的速度分别为、，在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，以的方向为正方向，有，根据机械能守恒定律有，解得，，小球离开小车后将做平抛运动，故B错误；
C、根据动能定理，在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，小车对小球做的功，故C错误
D、根据动量定理，在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，合力对小车的冲量大小，故D错误。
5.【答案】
【解析】A.分析波形图可知：波长，波速，则周期为，根据时间与周期的关系可知，当时，由波形图像可知，波沿轴负方向传播，此时处质点速度最大，方向沿轴正方向，故A正确
B.由，处的质点振动方程，，当时
，故B错误
C.因为该横波的波长，若遇到的障碍物能发生明显的衍射，故 C错误
D.由分析可知波形图为时间间隔的两个波形图。由波形平移法可知，该波一定沿轴负方向传播，所以根据波动规律可知，当时，处的质点向下振动，故D错误。
6.【答案】
【解析】A、撤去电场前电场力对小球做正功，电势能减少，A错误
B、取沿斜面向上为正方向，撤去电场前小球的加速度大小为，撤去电场后加速度大小为，撤去电场前由匀变速直线运动公式，
撤去电场后由匀变速直线运动公式，
解得，B错误
C、撤去电场后加速度大小，则，刚撤去电场时小球的速度，小球从点到最高点的时间为，小球从底端到最高点的时间为，C正确
D、撤去电场前、间的电势差为，D错误。
7.【答案】
【解析】
A.等效电路如图所示
当滑片向下移动时，导致滑动变阻器阻值减小，则等效电阻阻值减小，则等效电阻分压减小，根据变压器原理可知，副线圈两端电压减小，即电阻 两端电压减小，根据欧姆定律可知，电流表示数减小，故A错误；
B.将 等效为电源内阻，滑片向上移动时，电阻 增大，根据串反并同可知，流过电阻 的电流减小，故B错误；
C.当时，则副线圈的电阻为
根据图乙可知，电源电压的电压有效值为
则原线圈的电压为
副线圈的电压为
由 可得
原副线圈两边功率相等可得
，解得，，
由可知，电流表的示数为，故C正确；
D.当时，电源的输出功率为，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】A、因红黄，由图可知偏折的小，偏折的大，所以是红光，是黄光，故A错误；
B、玻璃对光束的折射率为，故B错误；
C、由折射率，可得光穿过玻璃柱体所需时间，黄光的折射率大，所以沿路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长，故C正确；
D、根据得光的临界角，将光束从点沿着方向射入，由几何关系可知，其在界面上的入射角为，一定不会发生全反射，故D错误。
9.【答案】
【解析】B、从开始释放球到球落地的过程中，两球组成的系统机械能守恒，根据图像可知，整个过程中球的下落高度和球的上升高度相等，而球总共减小了的重力势能，球增加了的重力势能，则有，由此可知、两球质量之比为：：：，
根据上述分析可知系统的机械能守恒，则
又有：，：：，解得：，故B正确；
C、根据系统牛顿第二定律可得：，解得加速度大小为：
时，离地面高度为：
时，，球的离地高度为，根据：：可知，此时球的离地高度为：，，故C正确，D错误；
可分析出释放时离地高度：，由可知，，故 A错误。
10.【答案】
【解析】、当刚进入磁场的瞬间，线框的加速度为，此时为刚进入磁场时的速度。边进磁场前，线框受重力，边向上安培力，根据牛顿第二定律，，则加速度， A正确；
、根据，，，所以。边穿过磁场的过程中，，则，B错误；
、设线框完全进入磁场Ⅱ时的速度为。从开始下落到完全磁磁场Ⅱ，根据能量守恒定律，重力势能的减少量等于动能的增加量与焦耳热之和，即。当边刚进入磁场时，。线框在磁场Ⅰ中运动时，边和边都切割磁感线，产生的感应电动势，感应电流，边和边受到的安培力，当线框在磁场Ⅱ中匀速运动时，，解得。将代入中：，，C正确；
、线框完全在磁场Ⅱ中运动时，根据右手定则，边切割磁感线产生感应电动势，端为高电势，为低电势，自由电子从向移动， D错误。
11.【答案】
不需要
纸带与计时器之间存在摩擦或存在空气阻力等任意一条合理原因均可

【解析】每五个点取一个计数点，相邻计数点时间间隔；
横轴表示时间，纸带宽度表示相邻计数点时间间隔，纵轴表示相邻计数点距离，则斜率为
因此斜率表示，相邻计数点的瞬时速度的变化，故选B，
若纵轴表示，则斜率为
，故选C；
由动量定理小车所受合外力的冲量为
根据一段时间内的平均速度求解中间时刻的瞬时速度，
，
小车动量变化量的大小为；
实验操作中不需要再添加补偿阻力的步骤，合外力对小车的冲量大于小车动量变化量的原因可能是纸带与计时器之间存在摩擦或存在空气阻力。
12.【答案】；
；；；
。
【解析】将改装成∽的电压表，阻值为；
由于电源内阻较小，为了便于调节，因此滑动变阻器应选择阻值较小的 采用限流式接法接入电路；
根据闭合电路欧姆定律得，可知，
解得：；
根据闭合电路欧姆定律有，
得，在非线性元件的伏安特性曲线图像中作出电源的图线如图所示，交点的横、纵坐标即电路的工作点，此时，则电源的效率是
13.【解析】气体发生等压变化，升高后的温度为，做等压变化，
解得．；
开始时，缸内气体压强，
做等容变化，
解得，
设卡环对活塞的压力大小为，则，
解得；
两个过程中气体内能增量相同一，据热力学第一定律在问中有，
在问中有，
则问中比问中多吸收热量。
14.【解析】画出粒子运动的轨迹如图示的三分之一圆弧
为粒子在磁场中圆周运动的圆心：
设粒子在磁场中圆周运动的半径为，
所以
粒子在磁场中圆周运动的时间
粒子在电场中类平抛运动
粒子从运动到所用的时间
粒子在电场中类平抛运动
解得
由动能定理
解得粒子到达点时的动能为
15.【解析】设碰后瞬间、速度大小分别为．，根据弹性碰撞，
，
解得．，．；
设导体棒在磁场中运动距离为时速度大小为，此过程中、棒中产生的焦耳热分别为、，从进入磁场到运动距离为过程中，
根据动量定理，
闭合电路欧姆定律，
法拉第电磁感应定律，
根据能量守恒定律，
两个导体棒电阻相等，根据焦耳定律知，
联立以上各式解得．；
导体棒、在磁场中做减速运动，当导体棒出场时速度不大于导体棒出磁场时的速度，则与不会再次发生碰撞，取临界状态当磁场区域宽度为时，导体棒、出破场时的速度大小均为，则在场中运动过程由动量定理得，
，
，
联立解得，
同理，导体棒在磁场中运动过程，与其出破场时的速度的关系为：
，
联立以上各式可得，
要使与不会再次发生碰撞，则场区域的宽度需满足条件，即。

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