2025年安徽省A10联盟高考原创夺冠卷（一）物理试卷（解析版）

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满分100分，考试时间75分钟。请在答题卡上作答。
一、单选题：本大题共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. 如图为氢原子的能级图，一束能量子为12.75eV的单色光照射到大量处于基态的氢原子上，产生的谱线照射到金属钨的表面，已知金属钨的逸出功为4.54eV。在产生的谱线中能使金属钨发生光电效应的谱线有（ ）
A. 6种B. 5种C. 4种D. 3种
【答案】D
【解析】基态的氢原子，吸收12.75eV的能量后，跃迁到的激发态，从激发态向低能级跃迁时，共能产生6种不同的谱线，其中到，到和到跃迁时产生的谱线的能量，大于金属钨的逸出功，使金属钨发生光电效应。
故选D。
2. 在2025年亚冬会滑雪项目中我国运动员李心鹏获得自由式滑雪空中技巧男子决赛的金牌。设运动员（可视为质点）的质量为，从离开地面高处以速度离开滑道，到距离地面高处的速度为，已知重力加速度大小为，在这过程中，合外力对运动员所做的功为（ ）
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据动能定理可知，合外力对运动员所做的功
故选A。
3. 一根质量均匀分布的水平弹性绳子一端固定在点，一儿童抓住绳子的另外一个端点上下不停的振动，绳子上形成一简谐波，在时的波形如图所示，以为坐标原点，方向为轴正方向，此时处的质点开始振动，再经过，处的质点也开始振动。下列说法正确的是（ ）
A. 绳子上的波为纵波
B. 该波的波长为1m
C. 点振动的周期为2s
D. 当开始振动时，点处于波峰
【答案】C
【解析】A．由于绳子各质点的振动方向与简谐波的传播方向垂直，所以绳子上的波为横波，故A错误；
B．由图可知
所以，该波的波长为
故B错误；
C．由题意可知，该简谐波的波速为
则周期为
故C正确；
D．该波的波长为，间的距离是
当点开始振动时，图中处的振动情况刚好传到点，所以点位于平衡位置处，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，长木板静置在粗糙水平面上，时与长木板质量相同的小滑块以某一初速度滑上长木板，已知滑块与木板之间的动摩擦因数是木板与地面间动摩擦因数的3倍。设滑块没有离开木板，则下列关于滑块的速度与时间的关系图像以及木板的速度与时间的关系图像，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】规定向右为正，滑块与木板之间存在相对运动，滑块受到木板施加的滑动摩擦力为
根据牛顿第二定律滑块的加速度
因此滑块的速度随时间变化关系
木板受到滑块施加的滑动摩擦力（方向向右）和地面施加的动摩擦力，即
根据牛顿第二定律木板的加速度
因此木板的速度随时间变化关系
则在某时刻，滑块与木板相对静止，一起运动，系统加速度为
因v-t图像的斜率等于加速度，可知只有B正确。
故选B。
5. 如图所示，质量均为m的小球1、2分别固定在长为2L的轻质硬杆的中点以及一端点，硬杆可绕过另外顶端O点的轴在竖直面内转动。若小球1在最低点的速度大小为v，重力加速度大小为g，不计阻力，则轴受到的作用力F1的大小为（ ）
A B.
C. D.
【答案】C
【解析】若小球1在最低点的速度大小为v，则小球2在最低点的速度大小为2v，对球2根据牛顿第二定律得

对球1根据牛顿第二定律得
解得
故选C。
6. 2024年5月3日，我国自行研制的嫦娥六号探测器顺利发射。如图所示，该探测器于5月8日实施近月制动。顺利进入半径为的环月轨道。可将探测器的环月轨道飞行视为角速度为的匀速圆周运动。6月2日，着陆器成功着陆月球背面，其着陆过程简化为如下过程：先让着陆器先在距离预选着陆点约百米高度处悬停，接着发动机改变向上的推力大小为。使着陆器开始以恒定的加速度竖直下降，经时间后在月球表面实现“软着陆”。已知着陆器质量为，月球半径为，万有引力常量为。下列说法中正确的是（ ）
A. 探测器发射速度应大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度
B. 着陆器在下降过程中机械能守恒
C. 月球的平均密度为
D. 着陆器“软着陆”时的速度大小为
【答案】D
【解析】A．探测器没有脱离地球引力，所以探测器发射的速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A错误；
B．着陆器在下降过程中，除月球对着陆器的引力做功外，还有发动机的推力做功，所以着陆器在下降过程中机械能不守恒，故B错误；
C．探测器的环月轨道飞行过程中，设探测器的质量为，月球的质量为，根据牛顿第二定律
解得
月球的体积为
则月球的密度为
故C错误；
D．着陆器“软着陆”时，根据牛顿第二定律
解得
则陆器“软着陆”时的速度大小为
故D正确。
故选D。
7. 在真空中有一对等量同种正电荷，带电量均为，两者相距，连线的中点为，为纸面内的中垂线。一带电荷量为的负点电荷（）在中垂线上距离点为处的点由静止释放，第一次沿中垂线运动，如图甲所示；第二次在以为圆心垂直纸面的平面内经过点做匀速圆周运动，如图乙所示。已知静电力常量为，除静电力外不考虑其他力。下列说法正确的是（ ）
A. 点的电场强度的大小为
B. 图甲中负电荷由运动到，其电势能增大
C. 图乙中负电荷运动时受到的电场力不变
D. 图乙中负电荷运动时的动能为
【答案】D
【解析】A．根据几何关系可知，点的电场强度的大小为
故A错误；
B．图甲中负电荷由运动到，电场力对其做正功，其电势能减小，故B错误；
C．图乙中负电荷运动时受到的电场力大小不变，方向时刻发生变化，故C错误；
D．图乙中，以负电荷为对象，根据牛顿第二定律可得
则负电荷运动时的动能为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示，竖直的平面内，一小球从轴上的点沿方向以抛出，同时在竖直面内受到某恒力作用，落到轴上的点时速度大小仍为，方向与轴正方向成角。已知小球仅受重力和恒力作用，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）

A. 点的坐标为
B. 质点所受恒力沿轴负方向
C. 质点运动加速度大小为
D. 质点运动的最小速度大小为
【答案】C
【解析】A．设竖直方向的加速度为，水平方向的加速度为，根据题意可得在点方向的速度为
竖直方向的速度为
竖直方向，根据速度位移关系
可得
运动时间，
水平方向
所以点的坐标为，故A错误；
B．设小球质量为，竖直方向，根据牛顿第二定律
可得
可知恒力在竖直方向的分力不为零，不可能沿x轴负向，故B错误；
C．质点运动的加速度大小为
与水平方向的夹角的正切值
可得
故C正确；
D．当速度方向与加速度方向垂直时，小球的速度最小，根据几何关系可知此时速度与水平方向的夹角为，此时速度大小为
故D错误。
故选C。
二、多选题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分。
9. 如图所示，两根相同轻弹簧一端分别固定在等高的、两点，另外一端均与质量为的小球相连，小球穿在竖直放置的光滑直杆上，杆到、两点的距离恰好等于弹簧的原长。开始时小球从与、等高的点由静止释放，运动到最低点，，是的中点，已知重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在点处于平衡状态
B. 从到小球处于失重状态
C. 若小球的质量为，小球在点加速度方向向上
D. 若小球的质量为，小球到点的速度大小为
【答案】BD
【解析】设弹簧的劲度系数为，以向下为正。
小球处于静止状态时，弹簧的伸长量为，则有
其中为弹簧与竖直方向的夹角，设
整理得
对小球在运动过程中的任一位置进行受力分析，有
其中为弹簧与竖直方向的夹角，设
整理得
其中为小球相对静止位置的位移，则有
故知小球在竖直方向做简谐运动。根据对称性可知，为平衡位置。
A．小球在点，处于位移最大处，加速度方向向上，A错误；
B．从到小球加速，加速度方向向下，处于失重状态，B正确；
C．若小球的质量为，平衡位置要下移，则小球在点加速度方向向下，C错误；
D．当小球质量为，小球运动到点时，速度为零，以点为重力势能的零点
由能量守恒有
若小球质量为，小球运动到点时，有
解得
D正确。
故选BD。
10. 科学研究中经常要利用电场和磁场改变带电粒子运动的轨迹。如图所示，在的区域1存在沿方向的匀强电场，在，的区域2存在沿方向的匀强电场，在，的区域3存在沿方向的匀强电场；在的区域4以及区域1存在垂直平面向外的匀强磁场。1区的磁感应强度为，一比荷为的带负电粒子（不计重力），以速度从轴上的点沿轴正方向进入电、磁场，恰好沿轴运动且第一次通过原点，之后粒子依次经过区域2、4、3后，沿方向第二次通过原点。已知，所有匀强电场的电场强度大小均相同，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度为
B. 粒子离开区域2的速度大小为
C. 区域4中磁感应强度的大小为
D. 粒子在区域3中运动的时间是在区域4中的倍
【答案】ACD
【解析】A．粒子在1中运动时做匀速直线运动，则
解得匀强电场的电场强度为
故A正确；
B．粒子在2中做类平抛运动，则，
其中，
解得
则离开区域2的速度大小为
故B错误；
C．粒子进入区域4时速度与竖直方向夹角为
即
偏离竖直方向的位移为
区域4中粒子的轨道半径
根据
可得磁感应强度的大小为
故C正确；
D．粒子在区域3中运动的时间等于在2中的时间
在区域4中时间
则，故D正确。故选ACD。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11. 利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）实验中透镜的主要作用是______；（填选项前字母）
A. 将复色光变成单色光
B. 获得平行于遮光筒轴线的平行光
C. 减小照射到遮光筒的单色光的强度
（2）若在调节过程中，观察到图乙所示的干涉条纹，则应调节______（填“单缝”“测量头”或“光源的高度”）；
（3）若测量头分划板的中心刻线分别与暗条纹中心对齐，如图丙所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺的读数分别为、（），若双缝之间的距离为，双缝到光屏的距离为，则该单色光波长的表达式为______。
【答案】（1）B （2）光源的高度 （3）
【解析】【小问1详解】
在双缝干涉实验中，凸透镜的主要作用是将光源发出的发散光转换成平行光束，以形成清晰的干涉条纹。
故选B。
【小问2详解】
图乙中镜头内未全部被照亮，是因为设备安装时，没有调节光源高度，使光线把整个光屏都照亮；所以应调节光源的高度。
【小问3详解】
根据，解得
12. 实验小组的同学设计了如图甲所示的电路测量电源的电动势与内阻以及一电压表的内阻。现有的实验器材如下：
A．待测电压表V（量程0～3V，内阻约1000Ω）
B．电流表A（量程0～0.6A，内阻为r0）
C．电阻箱 R1(0～99.9Ω)
D．电阻箱 R2(0～999.9Ω)
E．待测电源（电动势约3V）
F．单刀双掷开关、导线若干
（1）将电阻箱调到较大阻值，将单刀双掷开关与1相连，改变电阻箱的电阻，记录多组电阻箱的阻值R以及对应的电流表的读数I；根据所测的数据，作出图像如图乙所示，根据图像可计算出电源的电动E=______，内阻r=______；
（2）在用甲图测量电压表内阻时，为尽可能精确测量，电阻箱应选择______（填“R1”或“R2”）；将电阻箱调到较大阻值，将单刀双掷开关与2相连，改变电阻箱的电阻，记录多组电阻箱的阻值R以及对应的电压表的读数U；根据所测的数据，作出图像如图丙所示，已知图像的斜率为k，根据图像以及（1）中的结果可计算出电压表的内阻RV=______。
【答案】（1） （2）R2
【解析】【小问1详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律得
整理得
根据图像得 ，
解得 ，
【小问2详解】
[1] 待测电压表V内阻约1000Ω，为了使电压表的读数明显发生变化，减小实验误差，电阻箱应该选择R2；
[2]根据闭合电路欧姆定律得
整理得
根据题意得
解得
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13. 如图所示，横截面积为S、高为h的绝热汽缸直立，汽缸内绝热的活塞封闭一定质量温度为T0的理想气体，在汽缸底部连接一U形细管，（细管内气体的体积忽略不计）细管内装有部分水银，细管的右端开口与大气相通，大气压强为p0。开始时，细管内右侧水银比左侧高h0，活塞距离汽缸底部为。若缓慢升高气体温度至2T0，在这过程中，气体的内能增大了E。在压强为p0、温度为T0时，1摩尔的气体体积恰好为V0。已知水银的密度为ρ，重力加速度大小为g，阿伏伽德罗常数为NA，求：
（1）封闭气体的分子数N；
（2）气体温度升高到2T0的过程中吸收的热量Q。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
初始时，封闭气体的压强为
根据玻意耳定律有
气体的物质的量为
分子数为
联立解得
【小问2详解】
对气体加热时，气体等压变化，则有
气体对外做功，大小为
根据热力学第一定律有
解得
14. 如图甲所示，两平行且间距为的倾斜光滑金属导轨与水平面成角，导轨上端和下端分别用开关、连接电容器和阻值为的电阻。在导轨的正方形区域之间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示（、均为已知量）。金属棒质量为，紧靠放置，断开，闭合，时固定金属棒，待时释放金属棒，金属棒最终在磁场中匀速运动。已知电容器的电容，重力加速度大小为，导轨和金属棒的电阻均不计。求：
（1）在释放金属棒前，金属棒中的电流大小；
（2）金属棒在匀强磁场中运动的最大速度的大小；
（3）若时闭合、断开，再释放金属棒，金属棒克服安培力做的功。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
在释放金属棒前，根据法拉第电磁感应定律可得
金属棒中的电流大小
【小问2详解】
金属棒匀速时，由平衡条件有
因为，联立解得
【小问3详解】
设时间内电容器增加的电荷量
则电路中电流
对金属棒，根据牛顿第二定律，解得
可知金属棒做匀加速直线运动，设金属棒处磁场时速度为v，则有
由动能定理得
联立解得
15. 如图所示，一离地面足够高的光滑长杆水平固定，杆上的点正下方处固定一光滑定滑轮C，滑块A套在长杆上，A的下端用长为的轻绳绕过光滑的定滑轮与小物体相连，用水平拉力缓慢将滑块拉到点右侧的点，此时间的轻绳与竖直方向的夹角为，整个系统处于静止状态。已知A、B的质量分别为、，、、均可视为质点，重力加速度大小为，求：
（1）滑块静止在点时，水平拉力与滑轮受到的压力大小之比；
（2）撤去水平拉力，滑块从点向左运动的过程中，物体离水平长杆的最小距离；
（3）撤去水平拉力，滑块向左运动，当物体速度最大时，杆对滑块A的弹力大小。
【答案】（1）
（2）
（3）4.25mg
【解析】【小问1详解】
滑块静止在点时，绳的拉力T=mg
则水平拉力
滑轮受到的压力
可知
【小问2详解】
当A运动到D点时B的速度为零，此时A的速度为v0，则由能量关系
可得
当A滑过O点后，AB系统水平动量守恒且机械能守恒，则当两者共速时B到达最高点，此时B距离横杆最近，则，
解得
物体B离水平长杆的最小距离
【小问3详解】
当B再次回到最低点时速度最大，则，
解得，
则此时对B分析可知
解得
杆对滑块A的弹力大小