安徽省部分地市2024-2025学年高三下学期2月联合考试物理试题（解析版）

这是一份安徽省部分地市2024-2025学年高三下学期2月联合考试物理试题（解析版），共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 以下形式运动的物体机械能一定守恒的是
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C.简谐运动 D.自由落体运动
2. 按黑体辐射理论，黑体单位面积的辐射功率与其热力学温度的四次方成正比，比例系数称为斯特藩-玻尔兹曼常数，由国际单位制中基本单位表示的单位是
A. W/(m2·K4) B.m2·K4/ W C.kg/(s3·K4) D.s3·K4/kg
3．如图所示，a、b两束单色光分别沿半径方向射向圆柱形的玻璃砖，出射光线均沿方向。下列说法正确的是
A．在真空中传播时a光的波速小于b光的波速
B．在真空中传播时a的波长大于b的波长
C．对于同一个很窄的单缝，b光比a光的衍射现象更明显
D．两种点光源位于水下同一深度时，a光在水面形成的光斑面积更大
4. 两质量相同的物体由同一位置同时出发，分别做平抛和竖直上抛运动。两物体抛出时速率相同，则运动过程中两物体满足
A.速度之差保持恒定
B.动能之差始终为零
C.两物体间距离先增后减
D.两物体间高度差先增后减
5．我国农历一个月用月亮的朔望月周期来划分，即从一次满月到下一次满月的时间间隔。如图所示月球绕地球公转与地球绕太阳公转的轨道在同一平面内，月球、地球均做匀速圆周运动且运动方向均为逆时针方向，满月时地球在月球和太阳之间的连线上。已知月球围绕地球的运动周期约为27.3天，地球围绕太阳的运动周期约为365.3天，则我国农历一个月的时间约为

A.14.8天 B.25.4天 C.27.3天 D.29.5天
6.在研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子基态能量为，真空中光速为，则
A．普朗克常量为
B．时，光电子的最大初动能为
C．
D．
7．如图所示，在水平地面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为，弹簧的劲度系数为，现将一个质量也为的物体C从A的正上为一定高度处由静止释放，C和A相碰后的立即粘在一起，之后在竖直方向做简谐运动。在简谐运动过程中，物体B对地面的最小弹力恰好为零，则以下说法正确的是

A．简谐运动的振幅为
B．B对地面的最大弹力为
C．AC整体的最大速度为
D．释放前C、A间高度差
8．核能电池可将衰变释放的核能一部分转换成电能，以保障太空特种设备的长时间稳定运行。的衰变方程为，则
A．此衰变为α衰变
B．的衰变需要外部作用激发才能发生
C．比的比结合能小
D．反应前后原子核质量数不变，因而没有质量亏损
9．如图所示，在理想变压器a、b端输入电压为U0的正弦交流电，原副线圈匝数比。定值电阻、、的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于最左端，向右移动滑片至最右端过程中，下列说法正确的是
A．电流表示数增大
B．电压表示数增大
C．消耗功率变大
D．副线圈输出功率先增大后减小
10．如图所示，左右两部分间距如分别为、2的光滑水平导轨分别放在大小相等、方向相反且与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。两金属棒垂直静置在水平轨道上,已知a、b棒电阻分别为R、2R，质量分别为m，2m，金属导轨电阻忽略不计。对金属棒b施加水平向右的恒力，经过一段时间，两金属棒中的电流达到最大值Im，此时a、b棒加速度大小分别为a1、a2。下列说法正确的是
A．稳定后，两棒速度保持不变
B．
C．
D．
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11．（6分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图甲所示。
(1)下列做法正确的是______。
A．电火花计时器应使用8V交流电源
B．先释放小车，后接通电源
C．改变钩码的质量时，不需要重新平衡摩擦力
D．应保证小车质量远小于钩码质量
(2)该同学用打点计时器打出的纸带的一段如图乙所示，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50Hz，则小车的加速度大小是 。（结果保留两位有效数字）
(3)该同学将钩码的重力大小作为小车受到的合力大小，根据测量数据画出图线如图丙所示，从图线可以看出该同学在实验过程中没有按要求操作而出现了错误。该同学的错误可能是__________

A．没有平衡阻力
B．平衡阻力时长木板的倾角偏大
C．平衡阻力时长木板的倾角偏小
D．当钩码的个数增加到一定数量之后未能满足钩码的质量远小于小车的质量
12．（8分）某实验小组欲测定一段粗细均匀的直电阻丝的电阻率，设计电路如图甲所示。实验操作步骤如下：
①测量金属丝的长度L、直径d。
②选取合适的滑动变阻器，按图甲连接电路，将滑动变阻器滑片P1移至c端，电阻丝上的滑片P2移至a端，电阻箱示数调为0。
③闭合开关，调节P1至合适位置，记录电压表的示数U；保持P1不动，将电阻箱阻值调为R，然后调节P2，使电压表示数仍为U，测出此时P2至b的距离x。
④重复步骤③，测出多组相应数据，作出R-x关系图像，计算相应的电阻率。
甲 乙 丙 丁
(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图乙所示，由图可知其长度L= cm；用螺旋测微器测得金属丝的直径如图丙所示，则d= mm。
(2)小组同学作出的R-x关系图像如图丁所示，小组同学测出图像的斜率的绝对值为k，则电阻丝的电阻率ρ= （用题中所给物理量的符号表示）。
(3)电压表的内阻对实验结果的测量 （填“有”或者“没有”）影响。
13．（10分）如图所示，水平地面上有一圆柱形汽缸，汽缸内活塞的质量m=2.0kg、横截面积S=1.0×10−3m2，活塞内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁的摩擦不计。开始时，活塞距汽缸底的距离ℎ1=1.4m，环境温度T1=300K，已知汽缸导热性能良好，外界大气压强p0=1.0×105Pa，g取10m/s2。将一质量M=2.0kg的重物轻置于活塞上方，一段时间后活塞距汽缸底的距离稳定为ℎ2。
求未放置重物时，汽缸内部气体压强大小p1；
放置重物稳定后，求活塞距汽缸底的距离ℎ2的大小；
放置重物后，缓慢改变环境温度，求使活塞又回到原来的位置时的环境温度T2。
14．（12分）如图所示，在光滑水平面上通过锁定装置固定一辆质量M = 1kg的U型槽，U型槽AB、CD部分为半径R = 1m的四分之一光滑圆弧轨道，轨道下端BC平滑连接一长度l=3m的水平粗糙面，动摩擦因数μ=0.1。将一质量m = 1kg的物块（可视为质点）从A点上方距离h = 1m的E点由静止释放，沿切线进入U型槽，最终停在BC上。取重力加速度大小g = 10m/s2。

求物块在整个运动过程中的摩擦生热Q及停止运动时到B的距离d；
若解除U型槽的锁定状态，物块仍由E静止释放，求整个运动的过程中，U型槽发生的位移大小。
15．（18分）如图为研究光电效应的装置示意图，位于坐标原点O的光电效应发生器可产生大量光电子，并沿各个方向进入x轴上方区域，该区域存在垂直xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。x轴下方的分析器由两块相距为d、长度足够的平行金属薄板M和N组成,其中位于x轴的M板上有一小孔C(孔径忽略不计)，N板连接电流表后接地。已知光电效应极限频率为ν0，普朗克常量为h，电子质量为m、电荷量为e。入射光频率逐渐增大至2ν0时，开始有电子射入孔C，未能射入孔C的其他离子被分析器的接地外罩屏蔽(图中没有画出)。不计离子的重力及相互作用，不考虑离子间的碰撞。现以频率为3ν0的光照射实验装置：
(1)求孔C所处位置的坐标x0;
(2)求电子打在M板上区域的长度L1;
(3)求电子打在N板上区域的长度L2。
【参考答案】
一、选择题:
1．D
【详解】自由落体运动的物体只有重力做功，机械能一定守恒，故D正确。
C
【详解】由题可知，，则的单位是W/(m2·K4) ，由国际单位制中基本单位表示其单位为kg/(s3·K4) ，故C正确。
C
【详解】在真空中传播时两种光的波速相同，故A错误。由折射定律易知，a光在玻璃砖中折射率较大，则a光频率更高，在真空中传播时波长更短，故B错误；对于同一个很窄的单缝，b光衍射现象更明显，故C正确；a光临界角更小，位于水下同一深度时，a光在水面形成的光斑面积更小，故D错误。
A
【详解】两物体加速度均为重力加速度，相对加速度为零，相对运动为匀速直线运动。因此两物体速度之差保持恒定，两物体间距离始终增大，两物体间高度差始终增大，故A正确，C、D错误。两物体初动能相同，竖直上抛物体到达最高点前动能减小，平抛运动物体动能始终增大，故B错误。
D
【详解】根据题意可知，农历一个月的时间t内，月球比地球多转2弧度，再次满月
，解得
带入数据得t=29.5天，故D正确。
B
【详解】根据题意，由爱因斯坦光电效应方程有
又
可知
结合图像可知
当时，，则有
故A错误。
当时，代入
解得
故B正确。
氢原子基态能量为，则n=3能级氢原子能量为/9，n=2能级氢原子能量为/4。由题可知n=3能级向基态跃迁产生的光子能够引发光电效应，n=2能级向基态跃迁产生的光子不能引发光电效应，则：
故CD错误。
7．D
【详解】A、C碰后粘在一起向下运动速度最大的位置，即为A、C处于平衡状态的位置，此时弹力等于A、C的总重力，，解得此时弹簧压缩量。由物体B对地面的最小弹力恰好为零可知，弹簧最大伸长量满足，解得。则简谐运动振幅为，A错误。
由简谐运动对称性可知，弹簧最大压缩量为，此时弹簧弹力为5mg，B对地面的最大弹力为。故B错误。
易知在重力和弹簧弹力共同作用下，系统简谐运动以A、C处于平衡状态的位置作为平衡位置，回复力对应的比例系数仍为k。以该平衡位置作为零势能点，则系统最大势能为，最大动能为，由可得：，故C错误。
AC相碰后，由简谐运动机械能守恒可知：，其中为碰后瞬间AC相对碰后简谐运动平衡位置的位移，；v为AC碰后速度，解得。则由动量守恒可知，AC碰前C的速度满足：mvc=2mv，则。由可知，释放前C、A高度差满足，解得，故D正确。
8．AC
【详解】由核反应方程易知，X为α粒子，故此衰变为α衰变，属于天然放射现象，该核反应可自发进行，故A正确，B错误。由于α衰变释放能量，故存在质量亏损，且反应原料比反应产物的比结合能小，故C正确，D错误。
AD
【详解】由等效电源可知，副线圈电压U2、电流I2满足U2=E’ - I2Er’，其中，，。根据“串反并同”可知，随着滑片向右移动，流过电流表电流增大，A正确。
设滑动变阻器滑片左端电阻为R左，滑片左端电阻为R右，则副线圈电路中R、R2、R3总电阻为。易知，当时，R副取最大值2Ω；当，时，R副为32Ω。当，时，R副为78Ω。则在滑片自左向右移动过程中，R副由32Ω增至2Ω再减至78Ω，由等效电阻知识可知，副线圈中电阻等效至原线圈中后，则等效电阻同样先增后减，电压表示数先增后减，原线圈中电流先减后增，消耗功率先减后增，B、C错误。
根据以上分析可知，等效电源内电阻r’恰好等于R副最大值2Ω，随着滑片移动R副逐渐接近r’又逐渐远离r’，故副线圈输出功率先增后减，D正确。
10.BCD
【详解】两棒运动达到稳定后，电流达到最大值Im且保持恒定，则电路中总电动势保持恒定，则，(1)。由牛顿第二定律可知，(2)，(3)。由(1)、(2)、(3)式可得：，，，故BCD正确。加速度不变，两棒速度均增大，A错误。
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11．（6分，每空2分）（1）C；(2)0.39；(3)BD（全对2分，漏选1分，错选0分）
【详解】(1)电火花计时器应使用220V交流电源，实验时应先接通电源，后释放小车。整个实验只需要进行一次平衡摩擦力，实验过程中应保证钩码质量远小小车于质量。故C正确。
(2)相邻两个计数点间还有4个点未标出，则相邻计数点之间的时间间隔
根据逐差法可知，加速度为
(3)从图像可知，小车所受外力为0时，加速度不为0，则说明平衡阻力时长木板的倾角偏大，B正确，AC错误；D．图像发生弯曲的原因是当钩码的个数增加到一定数量之后未能满足钩码的质量远小于小车的质量，使得小车加速度偏小，D正确。故选择BD。
12．（8分，每空2分）(1)5.020（5.015、5.025均正确）；4.700（4.698~4.702均正确）
(2) (3)没有
【详解】(1)游标卡尺的固定刻度读数为50mm，游标卡尺上第4个刻度游标读数为
所以最终读数为
螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为
所以最终读数为
根据闭合电路欧姆定律定律易知，电压表示数为定值，则电阻丝与电阻箱阻值之和为定值，且等于电阻丝总电阻。调节电阻箱阻值及后，满足
整理得
故关系图像的斜率的绝对值为
解得
(3)由(2)分析可知，电压表的内阻对实验结果的测量没有影响
（10分）(1)p1=1.2×105Pa (2)ℎ2=1.2m (3)T2=350K
【详解】(1)未放置重物时，气缸受力平衡，则
p1S=p0S+mg（2分）
带入数据解得汽缸内部气体压强为
p1=1.2×105Pa（1分）
(2)放置重物稳定后，气缸受力平衡，则
p2S=p0S+(M+m)g（1分）
由气缸导热良好可知，气缸内气体温度不变，则p1ℎ1S=p2ℎ2S（2分）
带入数据解得ℎ2=1.2m（1分）
缓慢升温过程中，易知气缸内气体压强不变，则
ℎ2ST1=ℎ1ST2（2分）
带入数据解得
T2=350K（1分）
（12分）(1)Q = 20J；Δx=2 m (2)x2=1.5 m
【详解】(1)由机械能守恒定律有
mg(R+h) = Q（2分）
解得
Q = 20J（1分）
设物块在U型槽BC面上滑动的总路程为s，则
Q = μmgs（1分）
物块在U型槽上表面来回运动的次数为n，满足
s = nl+Δx（1分）
当n=6时，Δx=2 m，即物块停止运动时到B的距离为2 m。（1分）
解除锁定后，由机械能守恒及摩擦生热可知，物块与BC的相对位移大小不变，物块停止运动时到B的距离仍为2 m。则物块相对U型槽发生的位移为
x总=R+Δx=3 m（2分）
设物块水平向右发生的位移大小为x1，U型槽水平向左发生的位移大小为x2，有
mx1=Mx2（1分）
x1+x2=x总（1分）
解得
x2=1.5 m（1分）
即整个运动的过程中，U型槽发生的位移大小为1.5m。
（18分）(1) (2) (3)L2 = 2d
【详解】（1）易知，光电效应逸出功为
(1分)
入射光频率为2ν0时，逸出光电子的最大初动能
(1分)
对应电子速度为v1，满足：
，——① (1分)
速度为v1、沿y轴正方向射出的电子经磁场偏转后恰好垂直x轴射入孔C，
由洛伦兹力提供向心力,有
(1分)
由几何关系可知,孔C所处位置的坐标
x0=2R(1分)
联立解得
——②(1分)
电子以速度v沿与x轴夹角为θ方向射入磁场，由几何关系可知，电子打到M板的位置距O为
x=2rsinθ (1分)
由洛伦兹力提供向心力,有
(1分)
联立解得
——③ (1分)
入射光频率为3ν0时，逸出光电子的最大初动能
(1分)
对应电子速度为v2，满足

解得
(1分)
则光电子射入磁场区域速度满足
， (1分)
带入③式可知
(1分)
即电子打在M板上区域的长度
(1分)
由②③式易知，能够射入孔C的电子，在射入磁场时速度v与x轴的夹角θ满足
(1分)
由几何关系可知，电子射入孔C时与x轴的夹角也为θ。
电子打在N板上时与孔C的水平距离为
(1分)
当v取最大值时，θ有最小值，l有最大值，即当v2=2v1时,
θmin=45°，lmax=d (1分)
所以电子打在N板上区域的长度L2=2lmax=2d(1分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
C
C
A
D
B
D
AC
AD
BCD