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2024届安徽省高三下学期模拟预测物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份2024届安徽省高三下学期模拟预测物理试题（原卷版+解析版），文件包含2024届安徽省高三下学期模拟预测物理试题原卷版docx、2024届安徽省高三下学期模拟预测物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。
（考试时长：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1.答卷前，务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
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，务必擦净后再选涂其它答案标号。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8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的）
1. 下列说法正确是（ ）
A. 标准状况下，摩尔体积等于气体分子体积乘以阿伏伽德罗常数
B. 气体吸收热量时，其分子的平均动能一定增大
C. 密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）向外界释放热量，而外界对其做功
D. 理想气体的内能只与温度有关
【答案】C
【解析】
【详解】A．标准状况下，气体分子自身体积相对气体体积可以忽略不计，因此摩尔体积不等于气体分子体积乘以阿伏伽德罗常数，故A错误；
B．气体吸收热量时，若气体对外做功则气体内能可能减小，其分子的平均动能可能减少，故B错误；
C．薄塑料瓶为导热容器，气体温度随外界降温内能减少，体积减少过程外界对气体做功，由可知，气体放热，故C正确；
D．理想气体的内能与温度以及物资的量有关，故D错误；
故选C。
2. DUV光刻机是一种使用深紫外（DEEP ULTRAVIOLET，DUV）光源进行曝光的设备。深紫外线具有较短的波长和较高的能量。它通常指的是波长在200纳米到300纳米之间的紫外线。浸没式光刻能降低制程，在镜头与晶圆曝光区域之间，充满对深紫外光折射率为1.44的液体，从而实现在液体中波长变短，实现较短的制程。则与没加入液体相比，下列说法正确的是（ ）
A 深紫外线进入液体后传播速度变大
B. 传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间不变
C. 深紫外线光子的能量进入液体不变
D. 深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率
【答案】C
【解析】
【详解】A．光在真空中传播速度c大于在介质中传播速度v，深紫外线进入液体后传播速度变小，故A错误；
B．设传播L距离，在真空中的时间
在液体中所需的时间
故B错误；
C．深紫外线进入液体频率不变，根据可知光子能量不变，故C正确；
D．深紫外线进入液体频率不变，传播速度变小，波长变短，更不容易发生明显衍射，故D错误。
故选C。
3. 竖直放置的圆环上用甲、乙两细绳一端系着小球，小球位于圆环的中心如图所示。现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢向右滚动至甲绳竖直，在此过程中（ ）
A. 甲绳中的弹力一直增大B. 乙绳中的弹力一直减小
C. 甲绳中的弹力先减小后增大D. 乙绳中的弹力先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】圆环在转动过程中，甲、乙两绳之间的夹角不变，小球受到3个力作用，这三个力可以构成矢量三角形，作辅助圆，小球受力变化如图所示
由正弦定理可知
圆环在竖直平面内，从甲绳水平逆时针缓慢向左滚动至乙绳竖直的过程中，减小，可知F1、F2均减小，故甲绳中的弹力一直减小，乙绳中的弹力一直减小。
故选B。
4. 将一小球斜向上抛出，不计空气阻力。下列小球运动过程中水平方向位移的大小x、竖直方向位移的大小y、动能、重力瞬时功率大小P、与时间t之间关系的图像，可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球做斜抛运动，则
，，
A．根据
故A正确；
B．根据
故B错误；
C．根据
故C错误；
D．根据
故D错误。
故选A。
5. 质量为m神舟载人飞船与天和核心舱进行了对接，如图为飞船发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆过渡轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。已知取无穷远处引力势能为零，物体距地球球心距离为r时的引力势能（M为地球质量）。下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在①轨道上的机械能为
B. 飞船在②轨道上的运行周期是在轨道①上运行周期的倍
C. 飞船在①轨道的机械能一定大于天和核心舱在③轨道的机械能
D. 若从核心舱发射一探测器，并使探测器恰能完全脱离地球的引力范围，探测器刚离开飞船时的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．飞船在①轨道上运行时，由
可得
飞船的引力势能为
飞船的机械能
故A错误；
B．由开普勒第三定律
可知
故B错误；
C．由于飞船和核心舱的质量关系未知，所以机械能大小不好比较，故C错误；
D．探测器恰能完全脱离地球的引力只需
可得
故D正确；
故选D。
6. 如图为光电倍增管的原理图，管内由一个阴极K、一个阳极A和K、A间若干对倍增电极构成。使用时在阴极K、各倍增电极和阳极A间加上电压，使阴极K、各倍增电极到阳极A的电势依次升高。当满足一定条件的光照射阴极K时，就会有电子射出，在加速电场作用下，电子以较大的动能撞击到第一个倍增电极上，电子能从这个倍增电极上激发出更多电子，最后阳极A收集到的电子数比最初从阴极发射的电子数增加了很多倍。下列说法正确的是（ ）
A. 光电倍增管适用于各种频率的光
B. 保持入射光不变，增大各级间电压，阳极收集到的电子数可能增多
C. 增大入射光的频率，阴极K发射出的所有光电子的初动能都会增大
D. 保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强不影响阳极收集到的电子数
【答案】B
【解析】
【详解】A．只有满足一定频率的光照射时才能发生光电效应，从而逸出光电子，可知光电倍增管并不是适用于各种频率的光，选项A错误；
B．保持入射光不变，增大各级间电压，则打到倍增极的光电子的动能变大，则可能有更多的光电子从倍增极逸出，则阳极收集到的电子数可能增多，选项B正确；
C．增大入射光的频率，阴极K发射出的光电子的最大初动能变大，并不是所有光电子的初动能都会增大，选项C错误；
D．保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强，则单位时间逸出光电子的数目会增加，则阳极收集到的电子数会增加，选项D错误。
故选B。
7. 如图所示，一滑块（可视为质点）在水平力F的作用下由静止沿粗糙水平直轨道AB开始运动，该力的功率恒定，达到最大速度后，撤掉该力，滑块继续前进一段距离后进入竖直光滑半圆轨道BCD，并恰好通过该轨道最高点D，然后进入光滑半圆管道DEF，最终停在粗糙水平直轨道FG上。已知水平力的恒定功率为10W，滑块的质量为0.2kg，滑块与轨道AB的动摩擦因数为0.5，半圆轨道BCD的半径R=0.5m，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 滑块在D点的速度大小为
B. 半圆管道DEF的半径r可能为0.15m
C. 在轨道AB上，滑块的最大速度为10m/s
D. 在轨道AB上，滑块减速过程的距离为2.5m
【答案】C
【解析】
【详解】A．滑块恰好通过该轨道最高点D，则有
解得
故A错误；
B．设从D点刚好到达F点，根据动能定理有
解得
根据题意滑块最终停在粗糙水平直轨道FG上，所以半圆管道DEF的半径r应小于，故B错误；
C．在轨道AB上，滑块的拉力等于摩擦力时，速度最大，有
故C正确；
D．在轨道AB上，滑块减速过程的距离为，从撤去外力到D点，根据动能定理有
解得
故D错误；
故选C。
8. 在光滑绝缘水平面上建立如图所示的数轴，在的范围内存在大小为，方向垂直于纸面向里的匀强磁场I，在的范围内存在大小为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场II，在范围内无磁场。一个均质正方形导线框abcd，以某一初速度从图示位置沿x轴正方向运动，cd边恰好能到处，导线框始终垂直于磁场。则下列说法正确的是（ ）
A. 线框穿出磁场I的过程中和进入磁场II的过程中，线框中产生的感应电流方向反
B. 线框ab边刚穿出磁场I时，ab两点间的电势差为
C. 线框恰好有一半进入磁场II时，ab边受到的安培力大小为
D. 线框穿出磁场I的过程中与进入磁场II的过程中产生的焦耳热之比为9：16
【答案】D
【解析】
【详解】A．线框穿出磁场I的过程中垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流为顺时针方向，线框进入磁场II的过程中，垂直纸面向外的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流为顺时针，两个过程感应电流方向相同，A错误；
B．对全过程，根据动量定理可得
又
，
联立解得线框ab边刚穿出磁场I时的速度
线框ab边刚穿出磁场I时，cd边切割磁感线，cd边相当于电源，则ab两点间的电势差为
B错误；
C．设线框恰好有一半进入磁场II时，线框的速度为，根据动量定理可得
又
联立解得
此时ab切割磁感线，感应电动势的大小
此时感应电流
ab边受到的安培力大小为
联立可得
C错误；
D．根据动量定理
解得
根据能量守恒定律可得线框穿出磁场I的过程中产生的焦耳热
线框穿出磁场II的过程中产生的焦耳热
联立可得
D正确。
故选D。
二、选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，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）
9. 真空中有一锥角为的圆锥体，在圆锥顶点处固定一电荷量为的点电荷，在底面圆心O处固定另一电荷量为的点电荷、如图所示。其中C、D分别是母线、O'B的中点，是过C、D两点且与底面平行的圆锥截面圆心，E点在底面圆周上。下列说法正确的是（ ）
A. A、B、E三点的电势相等
B. 过C、D与底面平行的圆锥截面上各点电场强度大小相等，方向不同
C. 在A点将带正电的试探电荷q沿底面圆周切线射入空间，该电荷将做匀速圆周运动
D. 将带负电的试探电荷q从A点沿AE连线移到E点，该电荷电势能先减小后增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．取无穷远处为0势能点，点电荷电势为
因为A、B、E三点到O点和点的距离相等，根据电势的相加可知A、B、E三点的电势相等，故A正确；
B．过C、D与底面平行圆锥截面是等势面，则各点电势相等，场强大小相等，方向相同，故B错误；
C．在A点将带正电的试探电荷q沿底面圆周切线射入空间，因该试探电荷所受的电场力的合力指向OO＇轴线下方的一点，则该电荷不可能做匀速圆周运动，故C错误；
D．将带负电的试探电荷q从A点沿AE连线移到E点时，因试探电荷距离在O处的较近，则电场力做功由在O处的决定，负电的试探电荷q从A点沿AE连线移到E点时，先靠近后远离，则电场力向做正功后做负功，则该电荷电势能先减小后增大，故D正确。
故选AD。
10. 在图示电路中，理想变压器的原、副线圈匝数比为，电阻，。已知通过的电流，下列说法正确的是（ ）
A. 通过的电流为4A
B. a、b两端电压的有效值为52V
C. 若a、b两端电压保持不变，仅减小的阻值，则消耗的电功率增大
D. 若a、b两端电压保持不变，仅减小的阻值，则两端的电压减小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．通过电流的有效值
则通过电流的有效值，通过电流的有效值
两端电压
副线圈两端的电压
原线圈两端的电压
a、b两端电压的有效值
故A错误，B正确；
C．从变压器的原线圈向右看去的等效电阻，而
，，
得
原线圈中的电流
若仅减小的阻值，则消耗的电功率增大，故C正确；
D．若仅减小的阻值，则增大，原线圈两端的电压
将增大，由知，将增大，两端电压将增大，故D错误。
故选BC。
三、非选择题（共5题，共58分）
11. 在用单摆测量重力加速度的实验中:
（1）某同学组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量得从悬点到摆球最顶端的长度，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图甲所示，则摆球直径___________。
（2）实验时，他利用如图乙所示装置记录振动周期，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，光敏电阻与某自动记录仪相连，该仪器显示的光每每电阻阻值随时间的变化图线如图丙所示，则该单摆的振动周期为_______s。
（3）根据以上测量数据可得重力加速度________（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）2.03
（2）2.00 （3）9.66
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的精确度为0.1mm，读数为
20mm+mm=20.3mm=2.03cm
【小问2详解】
由图丙可知该单摆的振动周期为
2.00s
【小问3详解】
单摆的摆长为
根据单摆的周期公式
解得
12. 某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，准备了如下器材：
特测电池，5个完全相同的阻值未知的电阻Rx，一个阻值为R0的定值电阻，一个量程为3V的电压表，两个开关S1、S2，单刀双掷开关S3，导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路，其中c为金属夹。
（1）该同学首先测量未知电阻Rx的阻值，步骤如下：
①断开开关S2，S3接b，c夹在0处，闭合S1，此时电压表示数为U0；
②断开开关S1，闭合S2，S3接a，将金属夹c夹在位置3，闭合S1，电压表示数也为U0；则未知电阻Rx的阻值为__________；（用R0表示）
（2）该同学继续测量电池的电动势和内阻。步骤如下：
①断开开关S2，S3接b，闭合S1；
②将金属夹依次夹在位置1、2、3、4、5处，记录对应的电压表示数U；
③做出电压表示数U和位置编号n的关系图像，如图乙所示：
④求出图乙中图线斜率为k，纵轴截距为b，则电池电动势为__________，内阻为__________；（用b、k、和R0表示）。
（3）该实验中电动势的测量值__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
【答案】（1）
（2） ①. ②.
（3）小于
【解析】
【小问1详解】
断开开关S2，S3接b，c夹在0处，闭合S1，此时电压表示数为U0，由电路图可知此时外电路只有；断开开关S1，闭合S2，S3接a，将金属夹c夹在位置3，闭合S1，电压表示数也为U0，由电路图可知此时外电路有；则有
可得
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知
，
解得电动势和内阻分别为
，
【小问3详解】
由电路图可知，实验误差来源于电压表的分流，设电压表的内阻为RV，根据闭合电路欧姆定律可得
则有
可得
则该实验中电动势的测量值小于真实值。
13. 气垫运动鞋可减低运动时的震荡，降低运动时脚踝和地面撞击造成的损伤，其鞋底上部和鞋底下部之间设置有可形成气垫的储气腔（腔内气体视为理想气体），储气腔与设置在鞋上的进气孔道和出气孔道组成通气装置。已知鞋子未被穿上时，当环境温度为27℃，每只鞋储气腔内气体体积，压强，等效作用面积恒为S，忽略其他结构产生的弹力。大气压强也为，且储气腔内气体与外界温度始终相等，g已知。
（1）当质量为m的运动员穿上该运动鞋，双脚直立时，求单只鞋储气腔内气体体积；
（2）运动鞋未被穿上时，但储气腔存在漏气，当气温从27℃上升到37℃时，气垫缓缓漏气至与大气压相等，求漏出的气体与气垫内剩余气体的质量之比。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）双脚站立时，由平衡条件可得
气体做等温变化，根据玻意耳定律可得
解得单只鞋气垫内气体体积
（2）根据理想气体状态方程
其中，，漏出的气体与气垫内剩余气体的质量之比为
14. 如图所示，在平面内轴左侧存在平行于纸面范围足够大的匀强电场（大小未知）。一质量为、电荷量为的电子（重力不计），从轴上的点以速度、与轴负方向夹角入射，之后电子从轴上的点以的速度沿轴正方向射入第一象限，在第一象限有一垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，分布在一个半径为的圆形区域内（图中未画出），且圆形区域的左侧与轴相切，圆形区域所处的位置恰好能够使得电子穿过圆形区域时速度的偏转角度最大。电子从圆形区域射出后，从轴上点射入轴下方，在轴下方存在范围足够大、方向均沿轴负方向的匀强电场（大小未知）和匀强磁场（大小未知），电子在轴下方运动一段时间后能够恰好返回点，求：
（1）、两点间的电势差；
（2）点的纵坐标；
（3）电子在圆形磁场区域中运动的时间；
（4）的可能值。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）到由动能定理得
解得
（2）将点速度沿水平方向和竖直方向分解得
又
解得竖直位移
则点纵坐标值
（3）由洛伦兹力提供向心力
解得
偏转角最大则圆心角最大
此时运动时间
（4）将点速度分解为
电场力在竖直方向，则水平方向速度不变，则有
绕点垂直于纸面方向做匀速圆周运动，周期为
竖直方向做匀速直线运动，返回点时
且
则有
解得
，（）
15. 质量均为m的光滑小球A，B分别固定在轻杆两端，如图所示。轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动，A球开始沿水平面向右滑动，B球随之下降，此过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l，重力加速度大小为g。
（1）小球A动能最大时，水平面的压力；
（2）求小球A的最大速度及竖直墙面对小球B的冲量；
（3）求小球A、B在运动过程中的最大动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球A动能最大时，其加速度为零，即杆对A球的作用力为零。所以A对水平面的压力
（2）假设小球B能一直沿着墙面向下运动，设轻杆与水平方向的夹角为时，两小球的速度大小分别为、，则有
解得
A球的最大速度为
A球速度达到最大后，B球将离开竖直墙面。从B球开始运动到离开墙面的过程，对A、B球系统，根据动量定理可得，竖直墙面对小球B的冲量
（3）由上问可知，A球的最大动能为
当B球与竖直墙面分离后，两球在水平方向动量守恒，设B球着地时A球的速度大小为，且两球水平速度相等，则有
解得
即B球着地时A球的动能为
B球落地时其动能最大，由A、B系统机械能守恒可知
（考试时长：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1.答卷前，务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
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，务必擦净后再选涂其它答案标号。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8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的）
1. 下列说法正确是（ ）
A. 标准状况下，摩尔体积等于气体分子体积乘以阿伏伽德罗常数
B. 气体吸收热量时，其分子的平均动能一定增大
C. 密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）向外界释放热量，而外界对其做功
D. 理想气体的内能只与温度有关
【答案】C
【解析】
【详解】A．标准状况下，气体分子自身体积相对气体体积可以忽略不计，因此摩尔体积不等于气体分子体积乘以阿伏伽德罗常数，故A错误；
B．气体吸收热量时，若气体对外做功则气体内能可能减小，其分子的平均动能可能减少，故B错误；
C．薄塑料瓶为导热容器，气体温度随外界降温内能减少，体积减少过程外界对气体做功，由可知，气体放热，故C正确；
D．理想气体的内能与温度以及物资的量有关，故D错误；
故选C。
2. DUV光刻机是一种使用深紫外（DEEP ULTRAVIOLET，DUV）光源进行曝光的设备。深紫外线具有较短的波长和较高的能量。它通常指的是波长在200纳米到300纳米之间的紫外线。浸没式光刻能降低制程，在镜头与晶圆曝光区域之间，充满对深紫外光折射率为1.44的液体，从而实现在液体中波长变短，实现较短的制程。则与没加入液体相比，下列说法正确的是（ ）
A 深紫外线进入液体后传播速度变大
B. 传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间不变
C. 深紫外线光子的能量进入液体不变
D. 深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率
【答案】C
【解析】
【详解】A．光在真空中传播速度c大于在介质中传播速度v，深紫外线进入液体后传播速度变小，故A错误；
B．设传播L距离，在真空中的时间
在液体中所需的时间
故B错误；
C．深紫外线进入液体频率不变，根据可知光子能量不变，故C正确；
D．深紫外线进入液体频率不变，传播速度变小，波长变短，更不容易发生明显衍射，故D错误。
故选C。
3. 竖直放置的圆环上用甲、乙两细绳一端系着小球，小球位于圆环的中心如图所示。现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢向右滚动至甲绳竖直，在此过程中（ ）
A. 甲绳中的弹力一直增大B. 乙绳中的弹力一直减小
C. 甲绳中的弹力先减小后增大D. 乙绳中的弹力先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】圆环在转动过程中，甲、乙两绳之间的夹角不变，小球受到3个力作用，这三个力可以构成矢量三角形，作辅助圆，小球受力变化如图所示
由正弦定理可知
圆环在竖直平面内，从甲绳水平逆时针缓慢向左滚动至乙绳竖直的过程中，减小，可知F1、F2均减小，故甲绳中的弹力一直减小，乙绳中的弹力一直减小。
故选B。
4. 将一小球斜向上抛出，不计空气阻力。下列小球运动过程中水平方向位移的大小x、竖直方向位移的大小y、动能、重力瞬时功率大小P、与时间t之间关系的图像，可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球做斜抛运动，则
，，
A．根据
故A正确；
B．根据
故B错误；
C．根据
故C错误；
D．根据
故D错误。
故选A。
5. 质量为m神舟载人飞船与天和核心舱进行了对接，如图为飞船发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆过渡轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。已知取无穷远处引力势能为零，物体距地球球心距离为r时的引力势能（M为地球质量）。下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在①轨道上的机械能为
B. 飞船在②轨道上的运行周期是在轨道①上运行周期的倍
C. 飞船在①轨道的机械能一定大于天和核心舱在③轨道的机械能
D. 若从核心舱发射一探测器，并使探测器恰能完全脱离地球的引力范围，探测器刚离开飞船时的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．飞船在①轨道上运行时，由
可得
飞船的引力势能为
飞船的机械能
故A错误；
B．由开普勒第三定律
可知
故B错误；
C．由于飞船和核心舱的质量关系未知，所以机械能大小不好比较，故C错误；
D．探测器恰能完全脱离地球的引力只需
可得
故D正确；
故选D。
6. 如图为光电倍增管的原理图，管内由一个阴极K、一个阳极A和K、A间若干对倍增电极构成。使用时在阴极K、各倍增电极和阳极A间加上电压，使阴极K、各倍增电极到阳极A的电势依次升高。当满足一定条件的光照射阴极K时，就会有电子射出，在加速电场作用下，电子以较大的动能撞击到第一个倍增电极上，电子能从这个倍增电极上激发出更多电子，最后阳极A收集到的电子数比最初从阴极发射的电子数增加了很多倍。下列说法正确的是（ ）
A. 光电倍增管适用于各种频率的光
B. 保持入射光不变，增大各级间电压，阳极收集到的电子数可能增多
C. 增大入射光的频率，阴极K发射出的所有光电子的初动能都会增大
D. 保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强不影响阳极收集到的电子数
【答案】B
【解析】
【详解】A．只有满足一定频率的光照射时才能发生光电效应，从而逸出光电子，可知光电倍增管并不是适用于各种频率的光，选项A错误；
B．保持入射光不变，增大各级间电压，则打到倍增极的光电子的动能变大，则可能有更多的光电子从倍增极逸出，则阳极收集到的电子数可能增多，选项B正确；
C．增大入射光的频率，阴极K发射出的光电子的最大初动能变大，并不是所有光电子的初动能都会增大，选项C错误；
D．保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强，则单位时间逸出光电子的数目会增加，则阳极收集到的电子数会增加，选项D错误。
故选B。
7. 如图所示，一滑块（可视为质点）在水平力F的作用下由静止沿粗糙水平直轨道AB开始运动，该力的功率恒定，达到最大速度后，撤掉该力，滑块继续前进一段距离后进入竖直光滑半圆轨道BCD，并恰好通过该轨道最高点D，然后进入光滑半圆管道DEF，最终停在粗糙水平直轨道FG上。已知水平力的恒定功率为10W，滑块的质量为0.2kg，滑块与轨道AB的动摩擦因数为0.5，半圆轨道BCD的半径R=0.5m，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 滑块在D点的速度大小为
B. 半圆管道DEF的半径r可能为0.15m
C. 在轨道AB上，滑块的最大速度为10m/s
D. 在轨道AB上，滑块减速过程的距离为2.5m
【答案】C
【解析】
【详解】A．滑块恰好通过该轨道最高点D，则有
解得
故A错误；
B．设从D点刚好到达F点，根据动能定理有
解得
根据题意滑块最终停在粗糙水平直轨道FG上，所以半圆管道DEF的半径r应小于，故B错误；
C．在轨道AB上，滑块的拉力等于摩擦力时，速度最大，有
故C正确；
D．在轨道AB上，滑块减速过程的距离为，从撤去外力到D点，根据动能定理有
解得
故D错误；
故选C。
8. 在光滑绝缘水平面上建立如图所示的数轴，在的范围内存在大小为，方向垂直于纸面向里的匀强磁场I，在的范围内存在大小为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场II，在范围内无磁场。一个均质正方形导线框abcd，以某一初速度从图示位置沿x轴正方向运动，cd边恰好能到处，导线框始终垂直于磁场。则下列说法正确的是（ ）
A. 线框穿出磁场I的过程中和进入磁场II的过程中，线框中产生的感应电流方向反
B. 线框ab边刚穿出磁场I时，ab两点间的电势差为
C. 线框恰好有一半进入磁场II时，ab边受到的安培力大小为
D. 线框穿出磁场I的过程中与进入磁场II的过程中产生的焦耳热之比为9：16
【答案】D
【解析】
【详解】A．线框穿出磁场I的过程中垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流为顺时针方向，线框进入磁场II的过程中，垂直纸面向外的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流为顺时针，两个过程感应电流方向相同，A错误；
B．对全过程，根据动量定理可得
又
，
联立解得线框ab边刚穿出磁场I时的速度
线框ab边刚穿出磁场I时，cd边切割磁感线，cd边相当于电源，则ab两点间的电势差为
B错误；
C．设线框恰好有一半进入磁场II时，线框的速度为，根据动量定理可得
又
联立解得
此时ab切割磁感线，感应电动势的大小
此时感应电流
ab边受到的安培力大小为
联立可得
C错误；
D．根据动量定理
解得
根据能量守恒定律可得线框穿出磁场I的过程中产生的焦耳热
线框穿出磁场II的过程中产生的焦耳热
联立可得
D正确。
故选D。
二、选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，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）
9. 真空中有一锥角为的圆锥体，在圆锥顶点处固定一电荷量为的点电荷，在底面圆心O处固定另一电荷量为的点电荷、如图所示。其中C、D分别是母线、O'B的中点，是过C、D两点且与底面平行的圆锥截面圆心，E点在底面圆周上。下列说法正确的是（ ）
A. A、B、E三点的电势相等
B. 过C、D与底面平行的圆锥截面上各点电场强度大小相等，方向不同
C. 在A点将带正电的试探电荷q沿底面圆周切线射入空间，该电荷将做匀速圆周运动
D. 将带负电的试探电荷q从A点沿AE连线移到E点，该电荷电势能先减小后增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．取无穷远处为0势能点，点电荷电势为
因为A、B、E三点到O点和点的距离相等，根据电势的相加可知A、B、E三点的电势相等，故A正确；
B．过C、D与底面平行圆锥截面是等势面，则各点电势相等，场强大小相等，方向相同，故B错误；
C．在A点将带正电的试探电荷q沿底面圆周切线射入空间，因该试探电荷所受的电场力的合力指向OO＇轴线下方的一点，则该电荷不可能做匀速圆周运动，故C错误；
D．将带负电的试探电荷q从A点沿AE连线移到E点时，因试探电荷距离在O处的较近，则电场力做功由在O处的决定，负电的试探电荷q从A点沿AE连线移到E点时，先靠近后远离，则电场力向做正功后做负功，则该电荷电势能先减小后增大，故D正确。
故选AD。
10. 在图示电路中，理想变压器的原、副线圈匝数比为，电阻，。已知通过的电流，下列说法正确的是（ ）
A. 通过的电流为4A
B. a、b两端电压的有效值为52V
C. 若a、b两端电压保持不变，仅减小的阻值，则消耗的电功率增大
D. 若a、b两端电压保持不变，仅减小的阻值，则两端的电压减小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．通过电流的有效值
则通过电流的有效值，通过电流的有效值
两端电压
副线圈两端的电压
原线圈两端的电压
a、b两端电压的有效值
故A错误，B正确；
C．从变压器的原线圈向右看去的等效电阻，而
，，
得
原线圈中的电流
若仅减小的阻值，则消耗的电功率增大，故C正确；
D．若仅减小的阻值，则增大，原线圈两端的电压
将增大，由知，将增大，两端电压将增大，故D错误。
故选BC。
三、非选择题（共5题，共58分）
11. 在用单摆测量重力加速度的实验中:
（1）某同学组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量得从悬点到摆球最顶端的长度，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图甲所示，则摆球直径___________。
（2）实验时，他利用如图乙所示装置记录振动周期，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，光敏电阻与某自动记录仪相连，该仪器显示的光每每电阻阻值随时间的变化图线如图丙所示，则该单摆的振动周期为_______s。
（3）根据以上测量数据可得重力加速度________（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）2.03
（2）2.00 （3）9.66
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的精确度为0.1mm，读数为
20mm+mm=20.3mm=2.03cm
【小问2详解】
由图丙可知该单摆的振动周期为
2.00s
【小问3详解】
单摆的摆长为
根据单摆的周期公式
解得
12. 某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，准备了如下器材：
特测电池，5个完全相同的阻值未知的电阻Rx，一个阻值为R0的定值电阻，一个量程为3V的电压表，两个开关S1、S2，单刀双掷开关S3，导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路，其中c为金属夹。
（1）该同学首先测量未知电阻Rx的阻值，步骤如下：
①断开开关S2，S3接b，c夹在0处，闭合S1，此时电压表示数为U0；
②断开开关S1，闭合S2，S3接a，将金属夹c夹在位置3，闭合S1，电压表示数也为U0；则未知电阻Rx的阻值为__________；（用R0表示）
（2）该同学继续测量电池的电动势和内阻。步骤如下：
①断开开关S2，S3接b，闭合S1；
②将金属夹依次夹在位置1、2、3、4、5处，记录对应的电压表示数U；
③做出电压表示数U和位置编号n的关系图像，如图乙所示：
④求出图乙中图线斜率为k，纵轴截距为b，则电池电动势为__________，内阻为__________；（用b、k、和R0表示）。
（3）该实验中电动势的测量值__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
【答案】（1）
（2） ①. ②.
（3）小于
【解析】
【小问1详解】
断开开关S2，S3接b，c夹在0处，闭合S1，此时电压表示数为U0，由电路图可知此时外电路只有；断开开关S1，闭合S2，S3接a，将金属夹c夹在位置3，闭合S1，电压表示数也为U0，由电路图可知此时外电路有；则有
可得
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知
，
解得电动势和内阻分别为
，
【小问3详解】
由电路图可知，实验误差来源于电压表的分流，设电压表的内阻为RV，根据闭合电路欧姆定律可得
则有
可得
则该实验中电动势的测量值小于真实值。
13. 气垫运动鞋可减低运动时的震荡，降低运动时脚踝和地面撞击造成的损伤，其鞋底上部和鞋底下部之间设置有可形成气垫的储气腔（腔内气体视为理想气体），储气腔与设置在鞋上的进气孔道和出气孔道组成通气装置。已知鞋子未被穿上时，当环境温度为27℃，每只鞋储气腔内气体体积，压强，等效作用面积恒为S，忽略其他结构产生的弹力。大气压强也为，且储气腔内气体与外界温度始终相等，g已知。
（1）当质量为m的运动员穿上该运动鞋，双脚直立时，求单只鞋储气腔内气体体积；
（2）运动鞋未被穿上时，但储气腔存在漏气，当气温从27℃上升到37℃时，气垫缓缓漏气至与大气压相等，求漏出的气体与气垫内剩余气体的质量之比。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）双脚站立时，由平衡条件可得
气体做等温变化，根据玻意耳定律可得
解得单只鞋气垫内气体体积
（2）根据理想气体状态方程
其中，，漏出的气体与气垫内剩余气体的质量之比为
14. 如图所示，在平面内轴左侧存在平行于纸面范围足够大的匀强电场（大小未知）。一质量为、电荷量为的电子（重力不计），从轴上的点以速度、与轴负方向夹角入射，之后电子从轴上的点以的速度沿轴正方向射入第一象限，在第一象限有一垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，分布在一个半径为的圆形区域内（图中未画出），且圆形区域的左侧与轴相切，圆形区域所处的位置恰好能够使得电子穿过圆形区域时速度的偏转角度最大。电子从圆形区域射出后，从轴上点射入轴下方，在轴下方存在范围足够大、方向均沿轴负方向的匀强电场（大小未知）和匀强磁场（大小未知），电子在轴下方运动一段时间后能够恰好返回点，求：
（1）、两点间的电势差；
（2）点的纵坐标；
（3）电子在圆形磁场区域中运动的时间；
（4）的可能值。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）到由动能定理得
解得
（2）将点速度沿水平方向和竖直方向分解得
又
解得竖直位移
则点纵坐标值
（3）由洛伦兹力提供向心力
解得
偏转角最大则圆心角最大
此时运动时间
（4）将点速度分解为
电场力在竖直方向，则水平方向速度不变，则有
绕点垂直于纸面方向做匀速圆周运动，周期为
竖直方向做匀速直线运动，返回点时
且
则有
解得
，（）
15. 质量均为m的光滑小球A，B分别固定在轻杆两端，如图所示。轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动，A球开始沿水平面向右滑动，B球随之下降，此过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l，重力加速度大小为g。
（1）小球A动能最大时，水平面的压力；
（2）求小球A的最大速度及竖直墙面对小球B的冲量；
（3）求小球A、B在运动过程中的最大动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球A动能最大时，其加速度为零，即杆对A球的作用力为零。所以A对水平面的压力
（2）假设小球B能一直沿着墙面向下运动，设轻杆与水平方向的夹角为时，两小球的速度大小分别为、，则有
解得
A球的最大速度为
A球速度达到最大后，B球将离开竖直墙面。从B球开始运动到离开墙面的过程，对A、B球系统，根据动量定理可得，竖直墙面对小球B的冲量
（3）由上问可知，A球的最大动能为
当B球与竖直墙面分离后，两球在水平方向动量守恒，设B球着地时A球的速度大小为，且两球水平速度相等，则有
解得
即B球着地时A球的动能为
B球落地时其动能最大，由A、B系统机械能守恒可知
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