2024年安徽省高考物理押题试卷5
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.美国物理学家康普顿在研究石墨对射线的散射时，用光对静止的电子进行照射，照射后电子获得速度的同时，光的运动方向也会发生相应的改变。如图是射线的散射示意图，下列说法中正确的是( )
A. 光散射后与散射前相比，频率将会变小 B. 光散射后与散射前相比，波长将会变短
C. 光散射后与散射前相比，速度将会变小 D. 散射实验为光的波动学说提供了有力证明
2.如图所示，一个重为的大砝码用细线悬挂在点，在力作用下处于静止状态，要使砝码始终静止在如图所示的位置处，则拉力的最小值为( )
A. B. C. D.
3.用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是( )
A. 取下滤光片，光屏上将不能出现彩色的干涉条纹
B. 若单缝向左平移一小段距离，光屏上相邻两条亮纹中心的距离减小
C. 若将双缝间的距离增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大
D. 若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
4.电源、开关、、定值电阻、光敏电阻和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关、闭合，并且无光照射光敏电阻时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的点．当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，则( )
A. 液滴向下运动
B. 液滴仍保持静止
C. 两端的电势差是否升高无法分析
D. 当光照强度不变时断开，把电容器的上极板向上移一小段距离，则上极板的电势比点的电势高
5.一定质量的理想气体从状态开始。第一次经绝热过程到状态；第二次先经等压过程到状态，再经等容过程到状态。图像如图所示。则( )
A. 过程。气体从外界吸热
B. 过程比过程气体对外界所做的功多
C. 气体在状态时比在状态时的分子平均动能小
D. 气体在状态时比在状态时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少
6.图甲是某人在湖边打水漂的图片，石块从水面弹起到触水算一个水漂，若石块每次从水面弹起时速度与水面的夹角均为，速率损失。图乙甲是石块运动轨迹的示意图，测得石块第次弹起后的滞空时间为，已知石块在同一竖直面内运动，当触水速度小于时石块就不再弹起，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 石块每次弹起后的滞空时间相等 B. 石块最多能在湖面上弹起次
C. 石块每次弹起过程能量损失 D. 石块每次弹起到最高点的速度为零
7.在如图所示的电路中，用一交流电源给理想变压器供电，交流电源电压的瞬时值变化规律为，理想变压器原、副线圈匝数之比为，原线圈回路接有一阻值为的电阻和一理想交流电流表，理想变压器的副线圈回路中接有一个电阻，闭合开关后电流表的示数为，则下列说法正确的是( )
A. 变压器副线圈电流的频率为 B. 变压器副线圈的电压为
C. 变压器副线圈的电流为 D. 电阻的阻值为
8.霍尔效应传感器可用于自行车速度计上，如图甲所示，将霍尔传感器固定在前叉上，磁铁安装在前轮辐条上，轮子每转一圈，磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。霍尔传感器原理如图乙所示，电源电压为，当磁场通过霍尔元件时，在导体前后表面间出现电压。某次行驶时，霍尔传感器测得的电压随时间变化如图丙所示，车轮半径为，霍尔传感器离轮轴距离为，下列说法中正确的是
( )
A. 如图乙所示，霍尔元件前表面电势低于后表面的电势，则载流子带正电
B. 霍尔电压的峰值与电源电压无关，与自行车的车速有关
C. 自行车的速度可表示为
D. 若前轮漏气，不影响速度计测得的骑行速度
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.现有两个边长不等的正方形和，如图所示，且，，，间距相等。在，，，的中点分别放等量的点电荷，其中，的中点放的点电荷带正电，，的中点放的点电荷带负电，取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是( )
A. 点的电场强度和电势均为零
B. 把一正点电荷沿着的路径移动时，电场力所做的总功为零
C. 同一点电荷在、两点所受电场力不同
D. 将一负点电荷由点移到点，电势能增大
10.如图所示，一半径为的竖直光滑圆轨道固定在倾角为的斜面上，圆轨道与斜面相切于点，为圆轨道的直径，整个装置保持静止．一个质量为的小球恰能在圆轨道内侧做圆周运动．重力加速度为，，则( )
A. 小球过点时的速度等于
B. 小球过点时的速度大于
C. 小球从点运动到点过程中重力势能变化量为
D. 小球在点的动能为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，已知重力加速度为，即可验证机械能守恒定律．
下面列举了该实验的几个操作步骤：
A.按照图示的装置安装器件；
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C.用天平测量出重锤的质量；
D.先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．
其中没有必要或操作不恰当的步骤是______填写选项对应的字母
如图所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为，并在离点较远的任意点依次选取个连续的点，分别记为、、、、、，量出与点的距离分别为、、、、、，使用交流电的周期为，设重锤质量为，则在打点时重锤的动能为______，在打和点这段时间内的重力势能的减少量为______．
在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是______填“大于”或“小于”重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出问中纸带各点对应的速度，分别记为至，并作图象，如图所示，直线斜率为，则可测出阻力大小为______．
12.某同学要测定电阻约为的某圆柱形金属材料的电阻率，实验室提供了以下器材：
电池组电动势，内阻忽略不计
电流表量程，内阻约为
电流表量程，内阻为
滑动变阻器阻值范围，额定电流
电阻箱阻值范围，额定电流
开关、导线若干
先用螺旋测微器测出该金属材料截面的直径示数如图所示，则直径为______，再用游标卡尺测出该金属材料的长度，示数如图所示，则长度为______。
将电流表
与电阻箱串联，改装成一个量程为的电压表，则电阻箱接入电路的阻值为______。
在如图所示的方框中画出实验电路图，注意在图中标明所用器材的代号。
调节滑动变阻器滑片，测得多组电流表
、
的示数、，作出象，如图所示，求得图象的斜率为，则该金属材料的电阻______结果保留位有效数字
金属材料电阻率的测量值______填“大于”“等于”或“小于”它的真实值。
四、计算题：本大题共2小题，共24分。
13.一质量为的木板静止于光滑水平面上，质量为的物块放在的左端，另一质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与发生正碰，碰后在上滑动，恰好未从的右端滑出，在此过程中，由于摩擦、组成的系统产生的内能，不计空气阻力，物块与小球可视为质点，取，求：
小球与物块碰撞前瞬间轻绳上的拉力的大小。
木板的最终速度是多大？
若之间的动摩擦因数，则从的左端滑到右端所用时间是多少？
14.两列速度大小相等的正弦简谐波在时刻的波形如图所示，它们相向传播，介质中各点位置如图所示，已知时刻，处的质点第一次到达波谷。求：
从时刻到两列波刚好相遇所经过的时间；
时，处的质点的纵坐标。
五、简答题：本大题共1小题，共18分。
15.如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为、方向水平向左的匀强电场，在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。质荷比的带正电的粒子，以初速度从轴上的点垂直轴射入电场，，不计粒子的重力。
求粒子经过轴时的位置到原点的距离；
求粒子经过轴时的速度大小和方向；
若要使粒子不能进入第Ⅲ象限，求磁感应强度的取值范围不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
本题考查康普顿效应，解题关键是要理解康普顿效应，知道康普顿效应的实验现象。
【解答】
用光照射石墨，出射的光中除了有原波长的光外，还有比原波长的光波长要长的光，
根据光子的波长，可知频率变小，但是光速不变，
康普顿效应说明光不但具有能量而且具有动量，证明了光的粒子性，
故A正确，BCD错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】解：以物体为研究对象，根据作图法可知，当拉力与细线垂直时最小；
根据平衡条件得
的最小值为，故D正确，ABC错误。
故选：。
以物体为研究对象，采用作图法分析出在什么条件下拉力最小。再根据平衡条件求解的最小值。
本题是物体共点力平衡中的极值问题，难点在于分析取得最小值的条件；本题解法采用了作图法求解，也可以采用函数法进行分析，求出最小值。
3.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查用双缝干涉；根据双缝干涉条纹间距公式，结合色光波长、双缝间距以及双缝到光屏距离的变化，判断条纹中心间距的变化。
【详解】
A.取下滤光片，不同的色光干涉，在光屏上将出现彩色的干涉条纹，故A错误；
B.若单缝向左平移一小段距离，由于将屏与双缝间距不变，根据知，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离不变，故B错误；
C.根据知，将双缝的距离增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，故C错误；
D.若将滤光片由红色换成绿色，光的波长减小，根据知，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，故D正确。
4.【答案】
【解析】解：、、当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，两端间的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，液滴向上运动；故AB错误；
C、当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，两端间的电压：一定减小，故C错误；
D、当光照强度不变时断开，电容器的带电量不变，电势差：，把电容器的上极板向上移一小段距离，变大，故电势差变大，由于下极板电势为零，故上极板的电势比点的电势高，故D正确；
故选：。
该电路和串联，电容器两端间的电压等于两端间的电压，当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，根据闭合电路欧姆定律分析电流的变化，得到两个电阻的电压变化和电容器两端的电压变化，从而知道电场的变化．
本题关键是明确电路结构，根据闭合电路欧姆定律、电容器的定义式和决定式列式分析．
5.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查了热力学第一定律的相关应用，理解图像的物理意义，能根据一定质量的理想气体的状态方程分析出气体状态参量的变化，结合热力学第一定律即可完成分析。
【解答】．过程，气体体积不变，即等容变化过程，气体压强变小，温度降低，故内能减小。该过程气体对外不做功，故气体向外界放热， A错误；
B.由微元法可得图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少，由图像可知，过程比过程气体对外界所做的功多， B正确；
C.过程为绝热过程，气体体积变大对外做功，由热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低。温度是分子平均动能的标志，故气体在状态时比在状态时的分子平均动能大，C错误；
D.过程，气体的压强相等，体积变大温度变高，分子的平均动能变大，由气体压强的微观解释可知，在状态时比在状态时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多，D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题考查斜抛运动，解题关键是掌握运动的合成与分解规律，明确斜抛运动在水平方向是匀速直线运动，竖直方向为竖直上抛运动。
【解答】
B.石块做斜上抛运动，
根据，
运动总时间，
解得，
设石块一共能打 个水漂，则有 ， 取整数，
解得，故B正确；
A.石块每次弹起后竖直方向速度都减小，根据选项分析可知石块每次弹起后的滞空时间减小，故A错误；
D.石块每次弹起到最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，所以石块每次弹起到最高点的速度不为零，故D错误；
C.石块每次弹起过程能量损失，故C错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了变压器问题，该题的突破口是表示出原线圈中的电流和原线圈回路中的电阻的分压，找出原线圈的电压和原线圈回路中的电阻的分压的数值关系。
变压器不改变交流电的频率；
根据变压器的变压比、变压器的变流比结合欧姆定律求出变压器副线圈的电压、电流、电阻阻值。
【解答】
解：原线圈的电流的频率，频率，变压器不改变交流电的频率，副线圈输出交流电的频率为，故A错误；
交流电源电压的有效值；
由，结合欧姆定律：，，其中：，，；
联立解得：，，，故B正确，CD错误。
8.【答案】
【解析】【分析】
本题考查的是霍尔效应，根据左手定则结合已知条件判断霍尔元件的电流是由负电荷定向运动形成；根据霍尔效应的原理和电流的微观式判断影响霍尔电压的峰值的因素；由图像得自行车运动的周期进而得出自行车的速度，本题是一道中档难度问题涉及的知识点是高考的重要知识点，同学们应该掌握牢固。
【解答】
A、如图乙所示，霍尔元件前表面电势低于后表面的电势，霍尔元件的电流是由负电荷定向运动形成故 A错误
B、根据得，根据电流的微观定义式，得，联立解得可知霍尔电压的峰值与电源电压有关，与自行车的车速无关，故B错误
C、根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮的角速度，最后由线速度公式，故C正确；
D、结合车轮半径，即可求解车轮的速度大小， 若前轮漏气，车轮半径为减小，影响速度计测得的骑行速度 故D错误。
9.【答案】
【解析】【分析】
根据点电荷产生的电场特点和矢量合成法则进行分析，分析要结合对称性，当电荷在等势面上移动时，电场力做功为。
本题以点电荷形成电场为背景，考查电场强度的叠加、电势、电场力做功与电势能改变等，关键要熟悉等量异种电荷电场线和等势面的分布情况，根据对称性进行分析。
【解答】
A.上下两个正、负点电荷在点产生的电场强度向下，左右两个电荷正、负点电荷在点的电场强度向右，根据矢量合成法则可知，不为零，方向沿为方向．四个点电荷在点处电势为零，故A错误；
B.根据电场的叠加原理可知，空间的电场关于连线对称，等势面也关于连线对称，则知，、两点的电势相等，把一负点电荷沿着的路径移动时，电场力做功为零，故B正确；
C.按照电场线分布的对称性得知，、两点的场强相同，则同一点电荷在、两点所受电场力相同，故C错误；
D.取无穷远处电势为零，在点的电势为正，、、三点电势相等，均为零，则负电荷从移动到电场力做负功，所以电势能增加，故D正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了圆周运动的向心力。根据小球恰能在圆轨道内侧做圆周运动，可求出最高点的速度，然后根据机械能守恒定律确定变化情况。
【解答】
由于小球恰能在圆轨道内侧做圆周运动，在圆周的最高点有，故
小球在圆轨道上运动时机械能守恒，小球从运动到最高点的过程中重力做负功，速度减小，故点速度大于，故A错误，B正确；
C.两点的高度差为，重力势能变化量为，故C错误；
D.最高点与点的高度差为，由机械能守恒定律有，所以小球在点的动能为，故D正确。
故选BD．
11.【答案】 大于
【解析】解：、将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．
C、因为我们是比较、的大小关系，故可约去比较，不需要用天平，故C错误．
D、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．
故选：．
点至点重力势能减小量，在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：，则点的动能．
重锤下落过程中，不可避免的受到阻力作用，因此重力势能的减小量大于动能的增加量；重锤下落过程中，受到重力和阻力作用，由动能定理：，可得：，则斜率，解得：．
故答案为：，，，大于，．
根据实验的原理以及操作中的注意事项确定不恰当货没有必要的操作步骤．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的速度，从而得出点的动能，根据下降的高度求出重力势能的减小量．
由于阻力的影响，重力势能的减小量大于动能的增加量，根据动能定理得出的关系式，结合图线的斜率求出阻力的大小．
解决本题的关键知道实验的原理，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．对于图线问题，一般的解题思路是得出物理量之间的关系式，结合图线的斜率或截距进行分析求解．
12.【答案】；；
；
电路图如图所示：；
；
等于。
【解析】解：由图示螺旋测微器可知，其示数为：；
由图示游标卡尺可知，其示数为：；
把电流表改装成电压表需要串联电阻阻值为：；
待测电阻阻值远大于滑动变阻器阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，电压表电阻远大于待测电阻，电流表应选择外接法，实验电路图如图所示：
由图示电路图可知：，
整理得：
图象的斜率：
代入数据解得：；
由图示电路图可知，电阻两端电压与电流的测量值等于真实值，由欧姆定律可知，电阻测量值等于真实值；
故答案为：；；；电路图如图所示；；等于。
本题考查了螺旋测微器游标卡尺的读数、电路分析、实验器材选择、求电阻与电阻率、实验误差分析等问题；根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是分析电路的关键。
13.【答案】解：设小球下摆至最低点时速度的大小为，则小球下摆的过程，根据动能定理有：
小球到达最低点时有：
联立解得：；
木块在木板上滑行的过程，、组成的系统动量守恒，设与小球碰后的瞬时速度为，最终共同运动的速度为，取向右为正方向，由动量守恒定律得：
由能量守恒守恒有：
解得：，；
对，由动量定理有：
解得：
答：小球与物块碰撞前瞬间轻绳上的拉力的大小是。
木板的最终速度是。
若之间的动摩擦因素，则从的左端滑到右端所用时间是。
【解析】根据动能定理求出小球摆到最低点时的速度，结合牛顿第二定律求出轻绳上的拉力的大小；
碰后在上滑动，恰好未从的右端滑出，、达到共同速度，木板的速度最大，根据系统的动量守恒和能量守恒求出木板的最终速度和碰后瞬间的速度；
对，利用动量定理求出从的左端滑到右端所用时间。
本题是动量守恒定律、能量守恒定律、动能定理、牛顿第二定律的综合运用，要知道小球和碰撞的瞬间，小球和组成的系统动量守恒，在上运动的过程中，、组成的系统动量守恒，能量也守恒。
14.【答案】解：根据题目条件可得：已知时刻，处的质点第一次到达波谷
由此可知，波速
简谐运动在水平方向上做匀速直线运动，则
两列波相遇的时间为
时，向右传播的波的水平位移为：
即此时的质点的纵坐标等于的纵坐标，即为。
向左传播的波的水平位移为：
即此时的质点的纵坐标等于的纵坐标，即为
根据波的叠加原理可知，此时处的质点的纵坐标为
即此时质点的纵坐标为。
答：从时刻到两列波刚好相遇所经过的时间为；
时，处的质点的纵坐标为。
【解析】根据题目条件得出波速，结合波之间的距离计算出相遇的时间；
根据简谐运动在水平方向的运动特点分别计算出两列波在处的纵坐标，最后根据波的叠加原理完成分析。
本题主要考查了简谐横波的相关应用，理解其在不同方向的运动特点，结合矢量合成的特点即可完成分析。
15.【答案】解：
设粒子在电场中运动时间为，粒子经过轴时的位置与原点的距离为，
则： ，
根据位移时间关系：
代入数据解得： ，
竖直方向的位移： ；
粒子经过轴时在电场方向的分速度为：
粒子经过轴时速度为：
与轴正方向夹角大小为，根据几何关系可得：
解得：；
粒子经过轴时的速度大小为， 方向与轴正方向夹角大小为
要使粒子不进入第Ⅲ象限，如图所示，此时粒子做圆周运动的半径为，
则，解得：
由洛伦兹力提供向心力可得：
解得。
答：
粒子经过轴时的位置到原点的距离为；
粒子经过轴时的速度大小为，方向与轴正方向夹角大小为；
若要使粒子不能进入第Ⅲ象限，磁感应强度的取值范围为。
【解析】粒子在电场中做类平抛运动，方向上做匀加速运动，方向做匀速运动，根据平抛运动的基本公式求解粒子经过轴时的位置到原点的距离；
对带电粒子在电场中的运动由平抛运动规律可求得偏角；
设粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出运动的轨迹，结合临界条件和向心力公式可求磁场强度。
对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量；根据周期公式结合轨迹对应的圆心角求时间；对于带电粒子在电场中运动时，一般是按类平抛运动的知识进行解答。
