2023届安徽省1号卷原创信息物理试卷（三）（含解析）

2023届安徽省1号卷原创信息试卷（三）

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．已知氢原子的基态能量为，激发态的能量，其中。用氢原子从能级跃迁到基态辐射的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为。则锌的逸出功为（　　）

A． B． C． D．

2．如图，半径为R、质量为m的半圆柱体A放在粗糙的水平地面上，A与竖直墙面间有一半径为R、质量为m的光滑圆柱体B，A和B的质量分布都均匀。改变半圆柱体A距竖直墙面的距离，使A、B仍保持静止状态，半圆柱体A的圆心距竖直墙面的最远距离为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则半圆柱体A与地面间的动摩擦因数为（　　）

A． B． C． D．

3．天文学家发现了一对被称为“灾难变星”的罕见双星系统，约每51分钟彼此绕行一圈，通过天文观测的数据，模拟该双星系统的运动，推测在接下来的7000万年里，这对双星彼此绕行的周期逐渐减小至18分钟。如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在万有引力作用下，绕O点做匀速圆周运动。不考虑其他天体的影响，两颗星球的质量不变，在彼此绕行的周期逐渐减小的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．每颗星球的角速度都在逐渐变小

B．两颗星球的距离在逐渐的变大

C．两颗星球的轨道半径之比保持不变

D．每颗星球的加速度都在变小

4．坐标原点O处有一波源，时刻，波源开始振动。在，的区域波形如图所示，质点P位于处。下列说法正确的是（　　）

A．波源的振动周期是

B．在的时间内质点P通过的路程为

C．质点P在时以最大速度平行于y轴向上运动

D．一观察者在的位置沿x轴向波源运动，观测到该波的频率将大于

5．如图，一个边长为l的正方形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、带电量为的粒子以某一速度从M点垂直于磁场射入，粒子恰好从的中点射出磁场。已知粒子射入磁场时的速度方向与的夹角为，不计粒子重力，粒子射入磁场的速度大小为（　　）

A． B． C． D．

二、多选题

6．如图，边长为L、粗细均匀的等边三角形金属线框固定在绝缘水平面上，E、F分别为边和边的中点，虚线上方存在着垂直于水平面向外的匀强磁场，虚线下方存在垂直于水平面向里的匀强磁场。已知两磁场的磁感应强度B的大小随时间t的变化关系均为（），等边三角形的每个边电阻均为R。下列说法正确的是（　　）

A．金属线框中有顺时针方向的感应电流

B．金属线框的感应电流始终保持不变

C．在的时间内，通过金属线框某截面的电荷量为

D．金属线框所受的安培力大小不变

7．如图，足够长的光滑细杆水平固定，质量的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量的物块B通过长度的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。现让物块B以初速度水平向右运动，g取，则（　　）

A．物块A的最大速度为

B．物块A、B组成的系统，动量守恒

C．物块B恰好能够到达细杆处

D．物块B从开始运动到最大高度的过程中，机械能减少了

8．规定无限远处的电势为零，真空中离正点电荷距离为r处的电势，其中k为静电力常量，Q为点电荷的电荷量。如图，真空中的M、N为两个半径均为R、电荷量均为的均匀带电细圆环，两圆环竖直、正对固定，B为两圆心A、C连线的中点。已知，则（　　）

A．A点的场强为 B．B点的场强为

C．B点的电势为 D．C点的电势为

三、实验题

9．图甲是某研究性学习小组探究小车加速度与合外力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上。细线一端与小车相连，另一端通过一个定滑轮和一个动滑轮与固定的弹簧测力计相连，动滑轮下悬挂一个沙桶。改变桶中沙的质量进行多次实验，并记录相关数据。请完成下列问题：

（1）某次实验中，小车释放后弹簧测力计示数如图乙所示，其读数为______N；

（2）实验中得到一条纸带，各计数点到A点的距离如图丙所示，相邻计数点间有四个点未标出，电源的频率为。由纸带可知小车的加速度大小为______（结果保留两位小数）；

（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，画出的图像可能正确的是______。

A．     B．  

C．       D．  

10．小明在实验室中精确测量一段金属丝（约）的电阻率。有如下操作：

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径d，示数如图甲，其直径___________；已知金属丝的长度；

（2）本次实验除电源（电动势为，内阻不计）、待测金属丝、导线、开关外，还提供如下的实验器材：

电流表A：量程，内阻；电压表V：量程，内阻约为；定值电阻；滑动变阻器；最大阻值，额定电流。请根据提供的实验器材在方框内画出实验的电路图；___________

（3）按照电路图连接好电路后，小明多次改变滑动变阻器触头位置，得到了多组数据，并作出图像，如图乙，根据图像可知，金属丝的电阻___________，金属丝的电阻率___________（计算结果均保留两位有效数字）。

四、解答题

11．如图，粗糙水平面的左端有一挡板，紧靠挡板有一弹射装置P，P距B的距离为，与处于同一高度的水平传送带在B点平滑连接，水平传送带长度，以的速度逆时针匀速运动。质量、可视为质点的小物块以水平向右的初速度从B点滑上传送带，小物块最终返回水平面并到达A端，在A端被弹射装置P弹出，恰好到达传送带的最右端C点并滑离传送带。已知小物块与水平面和传送带间的动摩擦因数均为，重力加速度g取，不计P的形变，求：

（1）小物块从B点滑上传送带到返回B点在传送带上运动的时间t；

（2）弹射装置P对小物块所做的功。

12．如图，两等高、内壁光滑、导热性良好的圆柱形汽缸竖直放置，左、右两侧汽缸的横截面积分别为S、，汽缸顶部由细管（体积不计）连通，右侧汽缸底部带有阀门K，两汽缸中均有一厚度可忽略的活塞a、b，两活塞的质量相同与汽缸密闭且不漏气。初始时，阀门K关闭，活塞b处于左侧汽缸的顶部且与顶部无弹力，封闭着气体C，活塞a处于右侧汽缸的中间位置，将汽缸分成A、B两部分，A中气体的压强为、体积为。现打开阀门K，用打气筒通过K给右侧汽缸下部分充气，每次将体积为、压强为的空气打入汽缸中，直至活塞b下降到整个汽缸高度的处。已知大气压强为，重力加速度为g，整个过程中，周围环境温度不变，其他量均为未知量。求：

（1）初始时，左侧汽缸中封闭的气体C的压强；

（2）充气后，右侧汽缸中封闭的气体A的压强p；

（3）打气次数n。

13．如图，平面直角坐标系位于竖直平面内，y轴竖直向上，在第四象限内有沿x轴负方向的匀强电场，长的非弹性绝缘轻绳一端系于坐标原点O，另一端系一质量、电荷量为q、可视为质点的带正电的小球。现将小球从y轴上处，以水平初速度向左抛出，运动一段时间后轻绳被拉直，轻绳被拉直后小球以O为圆心，L为半径在竖直平面内做圆周运动。已知轻绳刚被拉直时，轻绳与竖直方向的夹角，重力加速度g取，匀强电场的场强大小，。求：

（1）小球水平抛出的初速度大小；

（2）小球运动到最低点时的速度大小v；

（3）小球在第四象限运动到最高点的坐标以及轻绳对小球的拉力大小。

参考答案：

1．A

【详解】根据题意可知

从能级跃迁到基态辐射的光照射锌板，辐射出光子的能量为

由于电子逸出锌板表面的最大初动能为，由光电效应方程有

解得

故选A。

2．D

【详解】对AB整体受力分析如图：

可知地面对A的支持力

摩擦力

对B受力分析如图：

由几何关系可知

则

又

联立解得

故选D。

3．C

【详解】AB．根据题意，由公式可知，由于在彼此绕行的周期逐渐减小，则每颗星球的角速度都在逐渐变大，设双星转动的角速度为，双星间距离为，星球的质量分别为、，由万有引力提供向心力有

解得

可知，距离逐渐的变小，故AB错误；

C．根据题意，由万有引力提供向心力有

解得

由于星球质量不变，则两颗星球的轨道半径之比保持不变，故C正确；

D．由万有引力公式提供向心力有

可知，由于距离逐渐的变小，每颗星球的加速度都在变大，故D错误。

故选C。

4．D

【详解】A．根据题意，结合图可得

解得

故A错误；

B．根据题意，由图可知，该波的波长为，则波速为

时刻，波源开始振动，传播到点的时间为

则在的时间内质点P振动的时间为

则在的时间内质点P通过的路程为

故B错误；

C．根据题意，由同侧法可知，质点以最大速度平行于y轴向上运动，时，即经过了半个周期，质点以最大速度平行于y轴向下运动，故C错误；

D．由上述分析可知，波源的频率为

当观察者靠近波源时，由多普勒效应可知，观测到该波的频率将大于，故D正确。

故选D。

5．B

【详解】根据题意作出粒子运动轨迹如图

由题可知，根据几何关系有

则

粒子运动的轨迹半径为

根据洛伦兹力提供向心力有

联立解得

故选B。

6．BC

【详解】A．根据法拉第电磁感应定律有

由于虚线下方有效面积大，则三角形金属线框的总电动势由虚线下方回路决定，根据楞次定律可知，金属线框中有逆时针方向的感应电流，A错误；

B．根据上述，虚线上方回路产生的感应电动势大小为

虚线下方回路产生的感应电动势大小为

则回路总的感应电动势大小为

回路的感应电流大小为

即金属线框的感应电流始终保持不变，B正确；

C．在的时间内，通过金属线框某截面的电荷量为

结合上述解得

C正确；

D．虚线上下两方回路的有效长度相等，均为

根据左手定则可知，安培力方向均垂直于EF向上，大小为

可知，安培力方向不变，大小随时间增大而增大，D错误。

故选BC。

7．AD

【详解】A．当B在A的右侧运动时，细绳弹力对A一直做正功，可知当B再次回到最低点时，A的速度最大，则有

，

解得

A正确；

B．对B分析，可知B在竖直方向有有加速与减速过程，即物块A、B组成的系统存在超重与失重过程，系统所受外力的合力不为0，系统的动量不守恒，但是系统在水平方向上所受外力的合力为0，即系统在水平方向上动量守恒，B错误；

C．令物块B恰好到达最高点上升的高度为h，此时A、B速度相等，则有

，

解得

可知，物块B不能够到达细杆处，C错误；

D．根据上述可知，物块B从开始运动到最大高度的过程中，B减小得机械能与A增加的机械能相等，则有

D正确。

故选AD。

8．CD

【详解】A．根据对称性可知M圆环对A点的电场强度为0，N圆环距A点的距离为

根据点电荷产生的电场的计算公式及微元法可知A点的场强为

故A错误；

B．M、N圆环距B点的距离相等，根据矢量叠加可知B点的场强为0，故B错误；

C．M、N圆环距B点的距离相等，且为

则B点的电势为

故C正确；

D．M圆环距C点的距离为

N圆环在C点的电势为0，则C点的电势为

故D正确；

故选CD。

9．     0.55（0.54~0.57）     1.52     A

【详解】（1）[1]根据弹簧测力计的读数规律，该读数为

（2）[2]由于相邻计数点间有四个点未标出，则相邻计数点之间的时间间隔为

根据逐差法可知，小车的加速度大小为

（3）[3]由于长木板置于水平桌面上，令小车质量为M，对小车进行受力分析有

则有

可知，画出的图像是一条斜率为正值的倾斜直线，图像在a轴上的截距为负值，则只有第一个图像符合题意。

故选A。

10．                     

【详解】（1）[1]由图甲可得，金属丝的直径为

（2）[2]根据题意可知，测量金属丝电阻实验中，为了使电压表能够从零开始连续变化，则滑动变阻器采用分压接发，电路中电流大约为

则需要把定值电阻与电流表并联，扩大电流表量程，由于电流表内阻准确值已知，电压表内阻的准确值未知，则采用电流表内接法，画出电路图，如图所示

（3）[3]根据题意，由欧姆定律有

整理可得

结合图乙可得

解得

[4]由电阻定律可得

代入数据解得

11．（1）2s；（2）9J

【详解】（1）小物块滑动时加速度大小

小物块从B点滑上传送带先减速到0后再以的加速度反向加速，两过程对称，减速时间

则小物块从B点滑上传送带到返回B点在传送带上运动的时间

t=

（2）小物块返回到B点时的速度大小为

从小物块返回到B点到运动到传送带最右端的过程，根据动能定理

代入数据解得

W=9J

12．（1）；（2）；（3）次

【详解】（1）初始时，对活塞b，根据受力平衡有

对活塞a，根据受力平衡有

联立解得

，

（2）对气体C，根据玻意耳定律可知

再次对活塞b和c根据平衡条件有

联立解得

（3）对气体B，根据玻意耳定律可知

解得

可知

对气体A，根据玻意耳定律有

解得

次

13．（1）6m/s；（2）4m/s；（3），

【详解】（1）小球在第三象限内作平抛运动，则有

解得

（2）小球平抛运动竖直方向的分速度为

细绳绷紧后，沿绳方向的分速度突变为0，则垂直于绳的速度为

解得

之后小球做圆周运动，小球运动到最低点过程有

解得

（3）令小球在第四象限运动到最高点时细绳与竖直方向夹角为，则该过程有

结合

解得

根据几何关系有

可知到最高点的坐标为 。小球做圆周运动，在最高点速度为0，则径向合力为0，则有

解得