2024年高考物理最后一卷（安徽卷）含答案.pdf

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1、2024 年高考最后一卷（安徽卷）物理（考试版）注意事项：注意事项：1答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回一、选择题：本题共 10 小题，共 42 分。在每小题给出的四个选项中，第 18 题只有一项符合题目要求，每题 4 分，第 910 题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，有选错或不答的得 0 分。1在光的照射下物体表面

2、能发射出电子的现象，叫做光电效应。实验发现，用紫外线照射金属锌能产生光电效应，而可见光照射不能使锌发生光电效应，这是因为（）A可见光的频率小于金属锌的截止频率B可见光的波长小于金属锌的极限波长C可见光的波长小于紫外线的波长D可见光的强度小于紫外线的强度2正电子发射计算机断层扫描是核医学领域较先进的临床检查影像技术，使用116C作为原料产生正电子，其反应方程式为11110651CBe+。真空中存在垂直于纸面的匀强磁场，某个静止的116C原子核在其中发生衰变，生成的硼核及正电子运动轨迹及方向如图所示，则（）A正电子动量大于硼核动量B空间中磁场方向垂直纸面向外C半径较大的轨迹是正电子轨迹D正电子运动

3、周期大于硼核周期3图（a）为湖面上漂浮着的距离不超过3m的两个浮子 A、B。0=t时刻，湖面形成的水波如图（b）所示，波由A传向B，浮子A处于0.5mx=处。0=t时刻起，浮子AB、的振动图像如图（c）所示。下列判断正确的是（）A浮子 A 经过一段时间后会移动到浮子 B 处B水波的传播速度大小为0.8m/sv=C水波的传播方向沿着 x 轴负方向D浮子B的平衡位置可能位于2.25mx=处4EUV 光刻机是利用波长为 13.5nm 的极紫外光进行曝光来制造芯片。如图为 EUV 光刻机的简化原理图，为提高光刻机的光刻精度，在投影物镜和光刻胶之间填充了折射率为 1.5 的浸没液体，则加上浸没液体后，该

4、极紫外光波（）A在浸没液体中的频率变为原来的 1.5 倍B在浸没液体中的波长变为 9nmC光从真空区域进入浸没液体传播速度不变D在浸没液体中比在空气中更容易发生衍射5“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的 P 点沿地火转移轨道到 Q 点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（）A发射速度介于 7.9km/s 与 11.2km/s 之间B从 P 点转移到 Q 点的时间小于 6 个月C在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度D在停泊轨道的机械能比在调相轨道的机械能小6燃气灶支架有很多种规格和款式。如图所示，这是 a、b 两款不同的燃气灶支架，它们都是在一个圆圈底座上等间距

5、地分布有五个支架齿，每一款支架齿的简化示意图在对应的款式下方。如果将质量相同、尺寸不同的球面锅置于两款支架上，则锅的尺寸越大（）Aa 款每个支架齿受到的压力越大Ba 款每个支架齿受到的压力越小Cb 款每个支架齿受到的压力越大Db 款每个支架齿受到的压力越小7图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的vt-图像。已知工人的质量70kgm=，210m/s=g，则下列说法中错误的是（）

6、A发生险情处离地面的高度为 45mB4st=时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为 630WC加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为 280ND整个过程中工人所受重力做功为 31500J8小明同学设计了一个手动发电式电筒，装置简化如图。装置左侧是一个半径为0.5mR=的水平圆盘，当圆盘绕轴心匀速转动时，固定在圆盘边缘处的小圆柱带动 T 形绝缘支架在水平方向往复运动，T 形支架进而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动，导体棒运动的速度随时间变化的关系为2sin(2)m/s2vt=。导轨间距1md=，导轨间存在垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度2TB=，导轨右端连接一理想变压器，其输出端给两个额定电压为 2V 的

7、灯泡供电，两灯泡刚好正常发光，线圈、导线及导轨电阻不计，电压表为理想电压表。下列说法正确的是（）A当 T 形支架运动到圆盘最左端时，电压表的示数为 0B理想变压器的匝数比为1:2C变压器输出电流的频率为 2HzD圆盘转动的角速度为 2rad/s9如图所示，棱长为 L 的正四面体的四个顶点 A、B、C、D 处分别固定电荷量为qqqq+-+-、的四个点电荷，a、b、c 分别为三条棱的中点，静电力常量为 k。下列说法正确的是（）AA、D 处的点电荷在 a 点产生的合场强为 0BA、B、C 处的点电荷在 b 点产生的合场强大小为243kqLCa、c 两点的电势相同Da、c 两点的电场强度相同10某科研

8、小组为了芯片的离子注入而设计了一种新型质谱仪，装置如图所示。直边界 MO 的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，其中以 O 点为圆心、半径为 R 的半圆形区域内无磁场，芯片的离子注入将在半圆形区域内完成。离子源 P 放出的正离子经加速电场加速后在纸面内垂直于 MO 从 M 点进入磁场，加速电场的加速电压 U 的大小可调节，已知 M、O 两点间的距离为 2R，离子的比荷为 k，不计离子进入加速电场时的初速度及离子的重力和离子间的相互作用。下列说法正确的是（）A若加速电压224kB RU=，离子能进入半圆区域B若加速电压22910kB RU，所有离子均不能计入半圆区域C若离子的运动

9、轨迹刚好过 O 点，则该离子的速率为2kBRD能进入到半圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间为23Bk二、非选择题：本题共 5 小题，共 58 分。11（6 分）下图为验证动量守恒定律的实验装置，轨道固定且光滑，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球（12mm）进行实验。(1)若进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是（）A直尺B游标卡尺C天平D弹簧秤E秒表(2)每一次均保证1m由图示位置静止下滑，碰撞前2m在图示位置静止，两球落在下方斜面上的位置 M、P、N到斜槽末端 B 点的距离分别为ML、PL、NL，只要满足关系式 ，就能说明两球碰撞前后系统动量守恒。(3)现调整下方斜面倾角为30，并

10、把1m和2m互换位置，2m由静止释放的位置到斜槽水平面的高度为 2h，反弹上升的最高位置到斜槽水平面的高度为2h，1m落在下方斜面上的位置到斜槽末端 B 点的距离为 l，两小球碰撞前、后若满足表达式123mlmh=，则碰撞过程中两球组成的系统动量守恒。12（8 分）某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度 a，其原理图如图（a）所示。其中，质量1kgm=的滑块 2 可以在光滑的框架 1 中左右平移，滑块两侧各连接一根劲度系数22.0 10 N/mk=的弹簧 3（弹簧始终处于弹性限度内）。4 是固定在滑块 2 上的金属滑动片，与电压表的一端用导线相

11、连，并与一阻值均匀的电阻 AB 相接触，滑动片 4 与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为 0 时，两侧弹簧 3 均处于原长，滑动片 4 位于 AB 中点，AB 全长15cmL=；直流电源电动势15VE=（内阻忽略不计）。现有一量程 03V、内阻V3kR=的电压表VABRR?，其表盘如图（b）所示；另有开关、导线若干。(1)为使滑动片 4 位于 B 点时电压表满偏，需要将电压表量程改为 015V，则电压表应 （选填“串联”或“并联”）一个阻值为 k 的电阻，并将电压表的刻度按新量程做好修改；(2)将改装后的电压表接入图（a）的电路中，此装置可测量加速度的最大值为 2m/s；(3)请在图（c）

12、中画出aU-图像 （规定加速度向左为正方向，U 为改装后电压表的示数）；(4)若要增大加速度的测量范围，可采用的方法有：（答出一条合理措施即可）。13（12 分）如图所示为一压杆式汽缸活塞抽气装置，汽缸导热及密封性能良好，上方活塞 PQ 固定，下方活塞 MN 可沿器壁无摩擦移动。压动轻杆，活塞 MN 在轻绳的牵引下可向上移动，当汽缸内部压强大于外界大气压时，活塞 PQ 上的单向排气阀门 a 便被顶开，当内部气压小于外界大气压时，阀门 a 便闭合，外界大气压强始终为51.0 10 Pa。初始时，两活塞间距为 L，汽缸内部气压与外界大气压相等，环境温度为 7。某次操作中压动轻杆使活塞 MN 缓慢向

13、上移动5L后，活塞 MN 在重力作用下又落回原处。（1）环境温度保持不变，活塞落回原处稳定后，汽缸内部气压为多少？（2）活塞 MN 落回原处后，若把环境温度升高到 32，阀门 a 是否会被顶开？14（14 分）图（a）是水平放置的“硬币弹射器”装置简图，图（b）是其俯视图。滑槽内的撞板通过两橡皮绳与木板相连，其厚度与一个硬币的相同。滑槽出口端的“币仓”可叠放多个相同的硬币。撞板每次被拉动至同一位置后静止释放，与底层硬币发生弹性正碰；碰后，撞板立即被锁定，底层硬币被弹出，上一层硬币掉下补位。底层硬币被撞后在摩擦力作用下减速，最后平抛落到水平地面上。已知每个硬币质量为 m，撞板质量为 3m；每次撞

14、板从静止释放到撞击硬币前瞬间，克服摩擦力做功为 W，两橡皮绳对撞板做的总功为4W；忽略空气阻力，硬币不翻转。（1）求撞板撞击硬币前瞬间，撞板的速度 v；（2）当“币仓”中仅有一个硬币时，硬币被撞击后到抛出过程，克服摩擦力做功 Wf为其初动能的120，求fW；（3）已知“币仓”中有 n（n10）个硬币时，底层硬币冲出滑槽过程中克服摩擦力做功为f(21)nW-；试讨论两次“币仓”中分别叠放多少个硬币时，可使底层硬币平抛的水平射程之比为1:3。15（18 分）如图甲所示，在光滑绝缘水平面内建立 xOy 直角坐标系，在区域 I 内分布着垂直该平面向外的匀强磁场（右边界 EF 的横坐标在2 3aa间某处

15、），其磁感应强度大小随时间变化如图乙所示；在区域56axa内分布着垂直该平面向外、磁感应强度大小为0B的匀强磁场。该平面内有边长为 2a、电阻为R、质量为 m 的正三角形金属框，其 MN 边与 y 轴重合，N 点与坐标原点 O 重合。（1）若金属框不动，在00 2tt的时间内判断框内电流方向，并求出 MN 边上产生的焦耳热 Q；（2）若在0=t时，沿 x 轴正方向给金属框一初速度0v，使其沿 x 轴运动。02tt=时顶点 P 刚好运动到边界EF 处；当顶点 P 运动到5xa=和6xa=处时的速度分别为1v（未知）和2v；框顶点 P 到达6xa=处后，继续向前运动直到停止（此时 MN 边尚未进入

16、区域）。运动中 MN 边始终与 y 轴平行。比较1v与0v的大小；求金属框停止时顶点 P 的横坐标px；若将金属框以初速度大小为02v、方向与 x 轴正方向成 60角斜向上推出，其他条件不变。求当框顶点 P到达6xa=处时的速度 v 的大小。2024 年高考最后一卷（安徽卷）物理全解全析注意事项：注意事项：1答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回一、选择

17、题：本题共 10 小题，共 42 分。在每小题给出的四个选项中，第 18 题只有一项符合题目要求，每题 4 分，第 910 题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，有选错或不答的得 0 分。1在光的照射下物体表面能发射出电子的现象，叫做光电效应。实验发现，用紫外线照射金属锌能产生光电效应，而可见光照射不能使锌发生光电效应，这是因为（）A可见光的频率小于金属锌的截止频率B可见光的波长小于金属锌的极限波长C可见光的波长小于紫外线的波长D可见光的强度小于紫外线的强度【答案】A【详解】AB根据光电效应方程，有km0EhWn=-，可见光的频率小于金属锌的截止频率，所以可见光照

18、射不能使锌发生光电效应。又cnl=联立，解得km0cEhWl=-可知可见光的波长大于金属锌的极限波长，所以可见光照射不能使锌发生光电效应。故 A 正确；B 错误；C可见光的波长大于紫外线的波长。故 C 错误；D根据 AB 选项分析可知，是否发生光电效应与入射光的强度无关。故 D 错误。故选 A。2正电子发射计算机断层扫描是核医学领域较先进的临床检查影像技术，使用116C作为原料产生正电子，其反应方程式为11110651CBe+。真空中存在垂直于纸面的匀强磁场，某个静止的116C原子核在其中发生衰变，生成的硼核及正电子运动轨迹及方向如图所示，则（）A正电子动量大于硼核动量B空间中磁场方向垂直纸面

19、向外C半径较大的轨迹是正电子轨迹D正电子运动周期大于硼核周期【答案】C【详解】A静止的116C原子核在其中发生衰变，生成的硼核及正电子，由动量守恒定律可得Be0pp=+，可知正电子动量大小等于硼核动量，故 A 错误；C由2vqvBmr=，解得mvrqB=，可知半径较大的轨迹是电荷量小的正电子轨迹，故 C 正确；B由硼核及正电子运动方向，根据左手定则可知空间中磁场方向垂直纸面向里，故 B 错误；D硼核的mq比正电子的大，由2 mTqBp=可知正电子运动周期小于硼核周期，故 D 错误。故选 C。3图（a）为湖面上漂浮着的距离不超过3m的两个浮子 A、B。0=t时刻，湖面形成的水波如图（b）所示，波

20、由A传向B，浮子A处于0.5mx=处。0=t时刻起，浮子AB、的振动图像如图（c）所示。下列判断正确的是（）A浮子 A 经过一段时间后会移动到浮子 B 处B水波的传播速度大小为0.8m/sv=C水波的传播方向沿着 x 轴负方向D浮子B的平衡位置可能位于2.25mx=处【答案】D【详解】A浮子只会在平衡位置上下振动，不会“随波逐流”，故 A 错误；B由图可知，水波波长为 1.0m，周期为 0.8s，由波速公式可得水波的传播速度大小为1.25vTl=m/s，故B 错误；C浮子 A 处于 x=0.5m，由图丙可知，在 t=0 时刻，浮子 A 由平衡位置沿 y 轴正方向振动，由上下坡法确定水波的传播方

21、向沿着 x 轴正方向，故 C 错误；D由图（c）可知，因浮子 A 先振动，则从 A 传到 B 经历的时间为34tnTT=+（n=1，2，3），则 n=1时0131.444tTT=+=s，A、B 距离001.75svt=m，则 B 浮子的坐标可能为 2.25m，故 D 正确。故选 D。4EUV 光刻机是利用波长为 13.5nm 的极紫外光进行曝光来制造芯片。如图为 EUV 光刻机的简化原理图，为提高光刻机的光刻精度，在投影物镜和光刻胶之间填充了折射率为 1.5 的浸没液体，则加上浸没液体后，该极紫外光波（）A在浸没液体中的频率变为原来的 1.5 倍B在浸没液体中的波长变为 9nmC光从真空区域进

22、入浸没液体传播速度不变D在浸没液体中比在空气中更容易发生衍射【答案】B【详解】A光的频率由光源决定，与介质无关，可知在加入设液体和没有加液体前后，光的频率不变，故 A 错误；B根据0cnvll=，可得9nml=，故 B 正确；C根据cnv=，可知，光从真空区域进入浸没液体传播速度变小，故 C 错误；D由于波长变短，在浸没液体中比在空气中更不容易发生衍射，故 D 错误。故选 B。5“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的 P 点沿地火转移轨道到 Q 点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（）A发射速度介于 7.9km/s 与 11.2km/s 之间B从 P 点转移到 Q 点的时

23、间小于 6 个月C在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度D在停泊轨道的机械能比在调相轨道的机械能小【答案】D【详解】A因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s 与 16.7km/s 之间，故 A 错误；B地球公转周期为 12 个月，根据开普勒第三定律32akT=，可知，天问一号在地火转移轨道的轨道半径大于地球的公转半径，则运行周期大于 12 个月，从 P 点运动到 Q 点的时间大于 6 个月，故 B 错误；C天问一号在 Q 点点火加速进入火星轨道，则在地火转移轨道运动时，Q 点的速度小于火星轨道的速度，根据万有引力提供向心力有22

24、GMmmvrr=，可得GMvr=，可知地球半径小于火星公转半径，则地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，则在地火转移轨道运动时，Q 点的速度小于地球绕太阳的速度，故 C 错误。D因在环绕火星调相轨道变轨到停泊轨道，降轨要点火减速，则停泊轨道机械能小，故 D 正确。故选 D。6燃气灶支架有很多种规格和款式。如图所示，这是 a、b 两款不同的燃气灶支架，它们都是在一个圆圈底座上等间距地分布有五个支架齿，每一款支架齿的简化示意图在对应的款式下方。如果将质量相同、尺寸不同的球面锅置于两款支架上，则锅的尺寸越大（）Aa 款每个支架齿受到的压力越大Ba 款每个支架齿受到的压力越小Cb 款每个支架齿受到的压

25、力越大Db 款每个支架齿受到的压力越小【答案】B【详解】ABa 款支架对球面锅的支持力方向指向球面锅的球心，如下图锅处于平衡状态N5cosmgFq=，解得支架对球面锅的支持力N5cosmgFq=，由图知，锅的尺寸越大，q越小，则支架对球面锅的支持力越小。又由牛顿第三定律得，锅的尺寸越大，球面锅对支架的压力越小。故 A 错误，B 正确；CDb 款支架对球面锅的支持力方向垂直于接触面，如下图锅处于平衡状态N5cosmgFq=，解得支架对球面锅的支持力N5cosmgFq=，由图知，不论锅的尺寸大小，q不变，则支架对球面锅的支持力大小不变。又有牛顿第三定律得，锅的尺寸无论大小，球面锅对支架的压力不变。

26、故 CD 错误。故选 B。7图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的vt-图像。已知工人的质量70kgm=，210m/s=g，则下列说法中错误的是（）A发生险情处离地面的高度为 45mB4st=时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为 630WC加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为 280ND整个过程中工人所受重力做功为 31500J【答案】B【详解】A发生险情处离地面的高度为15 18m

27、45m2h=，选项 A 正确，不符合题意；B4st=时速度为 v=9m/s，加速度2218m/s9m/s2a=，由牛顿第二定律Tmgma-=，解得 T=1330N，则钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为 P=Tv=11970W，选项 B 错误，符合题意；C加速下滑时加速度2218m/s6m/s3a=，由牛顿第二定律mgTma-=，钢丝绳对工人的拉力大小为 T=280N，选项 C 正确，不符合题意；D整个过程中工人所受重力做功为31500WGWmgh=，选项正确，不符合题意。故选 B。8小明同学设计了一个手动发电式电筒，装置简化如图。装置左侧是一个半径为0.5mR=的水平圆盘，当圆盘绕轴心匀速转动时，固

28、定在圆盘边缘处的小圆柱带动 T 形绝缘支架在水平方向往复运动，T 形支架进而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动，导体棒运动的速度随时间变化的关系为2sin(2)m/s2vt=。导轨间距1md=，导轨间存在垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度2TB=，导轨右端连接一理想变压器，其输出端给两个额定电压为 2V 的灯泡供电，两灯泡刚好正常发光，线圈、导线及导轨电阻不计，电压表为理想电压表。下列说法正确的是（）A当 T 形支架运动到圆盘最左端时，电压表的示数为 0B理想变压器的匝数比为1:2C变压器输出电流的频率为 2HzD圆盘转动的角速度为 2rad/s【答案】B【详解】A导体棒切割磁感线产生的感应电动

29、势的瞬时值 2sin2V=2sin2V22 1edttB v=，则感应电动势的峰值为2V。电压表示数为感应电动势的有效值mV1V2UU=，电压表示数一直为1V不变，故 A 错误；B变压器原线圈电压1V1VUU=，变压器副线圈电压22VU=，理想变压器的匝数比为112212nUnU=，故 B正确；D由速度随时间变化的关系式可知，圆盘转动的角速度2rad/sw=，故 D 错误；C变压器输出电流的周期22s=2 s2Tpppw=，变压器输出电流的频率为112HzHz22fTpp=，故 C错误。故选 B。9如图所示，棱长为 L 的正四面体的四个顶点 A、B、C、D 处分别固定电荷量为qqqq+-+-、

30、的四个点电荷，a、b、c 分别为三条棱的中点，静电力常量为 k。下列说法正确的是（）AA、D 处的点电荷在 a 点产生的合场强为 0BA、B、C 处的点电荷在 b 点产生的合场强大小为243kqLCa、c 两点的电势相同Da、c 两点的电场强度相同【答案】BC【详解】AA、D 处的点电荷在 a 点产生的合场强为1222822qqkqEkkLLL=+=，A 错误；BA、C 处的点电荷在 b 点产生的合场强为122022qqEkkLL=-=A、B、C 处的点电荷在 b 点产生的合场强为B2243cos30qkqEEkLL=，B 正确；Ca 在 A、D 处两等量异种点电荷的连线中点处，电势为零，a

31、在 B、C 处两等量异种点电荷的连线的中垂线上，电势也为零，综上 a 点电势为零，同理 c 点电势为零，所以 a、c 两点的电势相同，C 正确；DA、D 处的点电荷在 a 点产生的合场强方向为AD，大小为1222822qqkqEkkLLL=+=，B 处的点电荷在 a 点产生的场强方向为aB，C 处的点电荷在 a 点产生的场强方向为Ca，大小均为22243cos30qkqEkLL=，同理 A、B 处的点电荷在 c 点产生的合场强方向为AB，大小为3222822qqkqEkkLLL=+=，C 处的点电荷在 c 点产生的场强方向为Cc，D 处的点电荷在 c 点产生的场强方向为cD，大小均为42243

32、cos30qkqEkLL=，故 a、c 两点的电场强度大小相等，方向不同。故选 BC。10某科研小组为了芯片的离子注入而设计了一种新型质谱仪，装置如图所示。直边界 MO 的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，其中以 O 点为圆心、半径为 R 的半圆形区域内无磁场，芯片的离子注入将在半圆形区域内完成。离子源 P 放出的正离子经加速电场加速后在纸面内垂直于 MO 从 M 点进入磁场，加速电场的加速电压 U 的大小可调节，已知 M、O 两点间的距离为 2R，离子的比荷为 k，不计离子进入加速电场时的初速度及离子的重力和离子间的相互作用。下列说法正确的是（）A若加速电压224kB RU

33、=，离子能进入半圆区域B若加速电压22910kB RU，所有离子均不能计入半圆区域C若离子的运动轨迹刚好过 O 点，则该离子的速率为2kBRD能进入到半圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间为23Bk【答案】AD【详解】AB由动能定理得20102qUmv=-，由200vBqvmr=，解得00mvrBqkvB=，离子能进入半圆形区域有min2Rr=，max32Rr=，解得2222988kB RkB RU，A 正确，B 错误；C离子能够经过圆心，则有几何关系22211(2)rRRr+=-，解得134rR=，由111mvvrBqBk=，可得离子进入磁场的初速度134kBRv=，故 C 错误；D离子运

34、动时间最短时，其对应的轨迹圆的圆心角最小。如图，由几何关系，当 MN 与半圆弧相切时 最大，最大 满足1sin22RRa=，解得=30，可得对应圆心角min1802120qa=-=，由22mTBqBk=，能进入到半圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间为min1233tTBk=，故 D 正确。故选 AD。二、非选择题：本题共 5 小题，共 58 分。11（6 分）下图为验证动量守恒定律的实验装置，轨道固定且光滑，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球（12mm）进行实验。(1)若进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是（）A直尺B游标卡尺C天平D弹簧秤E秒表(2)每一次均保证1m由图示位置静止

35、下滑，碰撞前2m在图示位置静止，两球落在下方斜面上的位置 M、P、N到斜槽末端 B 点的距离分别为ML、PL、NL，只要满足关系式 ，就能说明两球碰撞前后系统动量守恒。(3)现调整下方斜面倾角为30，并把1m和2m互换位置，2m由静止释放的位置到斜槽水平面的高度为 2h，反弹上升的最高位置到斜槽水平面的高度为2h，1m落在下方斜面上的位置到斜槽末端 B 点的距离为 l，两小球碰撞前、后若满足表达式123mlmh=，则碰撞过程中两球组成的系统动量守恒。【答案】(1)AC (2)112PMNmLmLmL=+(3)6【详解】（1）要验证动量守恒定律，需测量小球的质量和三个落点到 B 点的距离故提供的

36、测量工具中必需的是直尺和天平。故选 AC。（2）碰撞前，小球1m落在图中的 P 点，设其水平初速度为1v，小球1m、2m发生碰撞后，1m的落点在图中的 M 点，设其水平初速度为1v，2m的落点在图中的 N 点，设其水平初速度为2v设斜面与水平间的倾角为a，由平抛运动规律，竖直方向有21sin2MLgta=水平方向有1cosMLvta=解得21cos2sinMgLvaa=同理可得21cos2sinPgLvaa=22cos2sinNgLvaa=只要满足1 11 1220mvmvm v+=+即112PMNmLmLmL=+就可以说明两球碰撞前后动量是守恒的。（3）碰撞后，对球 2 有222 1122h

37、m gm v=球 1，竖直方向有21sin2lgtq=水平方向有2coslv tq=解得1=vgh232glv=在碰撞前，对球 2 有222 0122m ghm v=解得02vgh=对两球组成的系统，由2 01 22 1m vm vm v=-解得1236mlmh=12（8 分）某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度 a，其原理图如图（a）所示。其中，质量1kgm=的滑块 2 可以在光滑的框架 1 中左右平移，滑块两侧各连接一根劲度系数22.0 10 N/mk=的弹簧 3（弹簧始终处于弹性限度内）。4 是固定在滑块 2 上的金属滑动片，与电压表的

38、一端用导线相连，并与一阻值均匀的电阻 AB 相接触，滑动片 4 与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为 0 时，两侧弹簧 3 均处于原长，滑动片 4 位于 AB 中点，AB 全长15cmL=；直流电源电动势15VE=（内阻忽略不计）。现有一量程 03V、内阻V3kR=的电压表VABRR?，其表盘如图（b）所示；另有开关、导线若干。(1)为使滑动片 4 位于 B 点时电压表满偏，需要将电压表量程改为 015V，则电压表应 （选填“串联”或“并联”）一个阻值为 k 的电阻，并将电压表的刻度按新量程做好修改；(2)将改装后的电压表接入图（a）的电路中，此装置可测量加速度的最大值为 2m/s；(3)

39、请在图（c）中画出aU-图像 （规定加速度向左为正方向，U 为改装后电压表的示数）；(4)若要增大加速度的测量范围，可采用的方法有：（答出一条合理措施即可）。【答案】(1)串联 12 (2)30 (3)(4)更换两根劲度系数更大的弹簧/换质量更小的滑块【详解】（1）要扩大电压表的量程，需要串联一个电阻，根据VV()UURRR=+解得12kR=W（2）当滑块处于AB中点时，加速度为零，当滑块端点 A 或 B 时，加速度最大，根据牛顿第二定律22Lkma=解得230m/sa=（3）根据22Lkma=可知加速度a与L成线性关系，根据串联电路分压规律可知电压表示数U与L也成线性关系，可知加速度a与电压

40、表示数U是线性关系，当滑块处于AB中点时，电压表示数为 7.5V，当加速度向右时，滑块在AB中点的左边，当加速度向左时，滑块在AB中点的右边，所以aU-图像如图所示（4）滑块所受到的合力最大值由弹簧决定与电压无关，劲度系数越大，加速度的测量范围越大；最大的合力一定的情况下，根据牛顿第二定律可知可以减小滑块的质量增大加速度的测量范围。13（12 分）如图所示为一压杆式汽缸活塞抽气装置，汽缸导热及密封性能良好，上方活塞 PQ 固定，下方活塞 MN 可沿器壁无摩擦移动。压动轻杆，活塞 MN 在轻绳的牵引下可向上移动，当汽缸内部压强大于外界大气压时，活塞 PQ 上的单向排气阀门 a 便被顶开，当内部气

41、压小于外界大气压时，阀门 a 便闭合，外界大气压强始终为51.0 10 Pa。初始时，两活塞间距为 L，汽缸内部气压与外界大气压相等，环境温度为 7。某次操作中压动轻杆使活塞 MN 缓慢向上移动5L后，活塞 MN 在重力作用下又落回原处。（1）环境温度保持不变，活塞落回原处稳定后，汽缸内部气压为多少？（2）活塞 MN 落回原处后，若把环境温度升高到 32，阀门 a 是否会被顶开？【答案】（1）50.8 10 Pa；（2）不能被顶开【详解】（1）设活塞 MN 的截面积为S，活塞 MN 向上移动5L后，汽缸内气压与大气压相同，从上升5L到回到原处，气体做等温变化，则015LpLSp LS-=可得5

42、10.8 10 Pap=（2）活塞 MN 落回原处后，若把环境温度升高到 32，内部气体做等容变化，则1212ppTT=其中17273K280KT=+=132273K305KT=+=可得5520.87 10 Pa1.0 10 Pap可知阀门 a 不能被顶开。14（14 分）图（a）是水平放置的“硬币弹射器”装置简图，图（b）是其俯视图。滑槽内的撞板通过两橡皮绳与木板相连，其厚度与一个硬币的相同。滑槽出口端的“币仓”可叠放多个相同的硬币。撞板每次被拉动至同一位置后静止释放，与底层硬币发生弹性正碰；碰后，撞板立即被锁定，底层硬币被弹出，上一层硬币掉下补位。底层硬币被撞后在摩擦力作用下减速，最后平抛

43、落到水平地面上。已知每个硬币质量为 m，撞板质量为 3m；每次撞板从静止释放到撞击硬币前瞬间，克服摩擦力做功为 W，两橡皮绳对撞板做的总功为4W；忽略空气阻力，硬币不翻转。（1）求撞板撞击硬币前瞬间，撞板的速度 v；（2）当“币仓”中仅有一个硬币时，硬币被撞击后到抛出过程，克服摩擦力做功 Wf为其初动能的120，求fW；（3）已知“币仓”中有 n（n10）个硬币时，底层硬币冲出滑槽过程中克服摩擦力做功为f(21)nW-；试讨论两次“币仓”中分别叠放多少个硬币时，可使底层硬币平抛的水平射程之比为1:3。【答案】（1）2Wm；（2）980W；（3）见解析【详解】（1）根据动能定理有21432WWm

44、v-=解得2Wvm=（2）对撞板与硬币构成的系统，由于发生的是弹性碰撞，则有1233mvmvmv=+2221211133222mvmvmv=+解得2322Wvm=克服摩擦力做功 Wf为其初动能的120，则有2f211202Wmv=解得f980WW=（3）平抛运动过程有212hgt=11xv t=底2xvt=底2根据题意有1213xx=底层硬币冲出滑槽过程中克服摩擦力做功为f(21)nW-，根据动能定理有f22112112(21)2mvmWvn-=-底f2222112(21)2nWmvmv-=-底2结合上述有12321nn=+由于 n10，则有18n=，23n=或19n=，26n=或110n=，

45、29n=15（18 分）如图甲所示，在光滑绝缘水平面内建立 xOy 直角坐标系，在区域 I 内分布着垂直该平面向外的匀强磁场（右边界 EF 的横坐标在2 3aa间某处），其磁感应强度大小随时间变化如图乙所示；在区域56axa内分布着垂直该平面向外、磁感应强度大小为0B的匀强磁场。该平面内有边长为 2a、电阻为R、质量为 m 的正三角形金属框，其 MN 边与 y 轴重合，N 点与坐标原点 O 重合。（1）若金属框不动，在00 2tt的时间内判断框内电流方向，并求出 MN 边上产生的焦耳热 Q；（2）若在0=t时，沿 x 轴正方向给金属框一初速度0v，使其沿 x 轴运动。02tt=时顶点 P 刚好

46、运动到边界EF 处；当顶点 P 运动到5xa=和6xa=处时的速度分别为1v（未知）和2v；框顶点 P 到达6xa=处后，继续向前运动直到停止（此时 MN 边尚未进入区域）。运动中 MN 边始终与 y 轴平行。比较1v与0v的大小；求金属框停止时顶点 P 的横坐标px；若将金属框以初速度大小为02v、方向与 x 轴正方向成 60角斜向上推出，其他条件不变。求当框顶点 P到达6xa=处时的速度 v 的大小。【答案】（1）逆时针（MNPM），4200a BRt；（2）10vv=；2220364mRvaB a+；22023vv+【详解】（1）根据题意可知，金属框不动，在00 2tt的时间内，穿过线圈

47、的磁通量均匀减小，由楞次定律可知，线圈中电流方向为逆时针（MNPM），由法拉第电磁感应定律有200003122sin602Ba BBENNSaattttDFD=DD感应电流为2003a BEIRRt=MN 边上产生的焦耳热42200013a BQI RtRt=（2）由图乙可知，002t:时间内，线框在磁场内，无论线框中是否有感应电流，整个线框均不受安培力，线框做匀速运动，02t后，区域 I 内磁场为零，线框顶点 P 运动到5xa=过程中，线框继续做匀速直线运动，则有10vv=根据题意，由几何关系可知，顶点 P 到达6xa=处后，线框进入区域的有效长度为2 3sin603aLa=继续向前运动直到停止，由动量定理有020B IL tmv-D=-又有0B L xqI tRD=D=联立解得222034mRvxB aD=则金属框停止时顶点 P 的横坐标2220364PmRvxaB a=+将金属框以初速度大小为02v、方向与 x 轴正方向成 60角斜向上推出，在区域 I 内线框做匀速直线运动，则有002sin30 xvvv=002cos303yvvv=进入区域，y轴方向上，安培力的冲量为 0，则有03yyvvv=x轴方向上，由动量定理有xxFtmvmv-=-又有21Ftmvmv-=-联立解得2xvv=当框顶点 P 到达6xa=处时的速度2222023xyvvvvv=+=+