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2024-2025学年安徽省A10联盟高三最后一卷物理试卷（5月）
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子发生碰撞时，要把一部分动量转移给电子。关于此碰撞，下列说法错误的是( )
A. 碰撞后光子的频率变大 B. 碰撞后光子的波长变大
C. 碰撞过程中动量守恒 D. 碰撞过程中能量守恒
2.2025年大火电影《哪吒之魔童闹海》中，哪吒驾驭风火轮飞行，如图所示，哪吒含装备在风火轮作用下竖直向上先加速再减速到最高点，然后再水平向右匀加速移动一段距离，空气阻力不能忽略。下列说法正确的是( )
A. 加速上升过程中，哪吒处于失重状态
B. 减速上升过程中，哪吒处于超重状态
C. 水平移动过程中，风火轮对哪吒作用力斜向右上方
D. 水平移动过程中，风火轮对哪吒作用力竖直向上
3.中国航天局宣布“天问二号”火星探测器将于2025年5月前后发射，绕火星沿椭圆轨道顺时针运动，假设椭圆轨道如图所示，连线 ac为椭圆轨道的长轴，bd为短轴。设a点和c点到火星中心的距离分别为和，“天问二号”质量为m，在a点和c点运动的速率分别为和，受到火星的引力分别为和，下列关于“天问二号”，说法正确的是( )
A. 在b点和d点的加速度相同 B. ，
C. ， D. 从和运动的时间相等
4.一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形图如图甲所示，平衡位置在处的质点M的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该列简谐横波沿x轴负方向传播
B. 质点M在内做加速运动
C. 该列简谐横波的传播速度大小为
D. 处的质点在内运动的路程为6cm
5.如图所示，竖直平面内固定一光滑圆弧轨道，P点为圆弧轨道的最低点，且切线水平。可视为质点的同一小球先后从圆弧轨道上的M点和N点由静止释放，已知圆弧的半径远大于圆弧的长度，则( )
A. 小球两次在P点对轨道的压力相等 B. 小球两次从释放到P点的时间相等
C. 小球两次到达P点时的动能相同 D. 小球两次到达P点时的加速度相同
6.市场上有一款按压式发电的手电筒，当按照一定频率按压时，内置的微型发电机线圈转动。已知线圈的匝数为N，闭合回路的总电阻为R，穿过线圈的磁通量随时间按照图示正弦规律变化，下列说法正确的是( )
A. 时线圈中电动势最大
B. 线圈中电流的最大值为
C. 在一个周期内克服安培力做功为
D. 在一个周期内通过线圈的总电荷量为
7.如图所示，足够长的斜面体静置于水平地面上，斜面的倾角为，平行于斜面的轻杆一端连接小物块A，另一端连接光滑的小物块B，A、B的质量均为m，小物块A与斜面之间的动摩擦因数。将小物块A、B在斜面上的某一位置同时由静止释放，沿斜面运动的距离为x，在这过程中，斜面体始终处于静止状态。已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
A. 物块A和物块B组成的系统动量守恒 B. 斜面体与地面之间没有相对运动趋势
C. 物块A的加速度大小为 D. 物块B减少的机械能为
8.某游乐园中过山车从倾斜轨道最高点无动力静止滑下后到水平直轨道停下，为保证安全，水平直轨道上安装有磁力刹车装置，其简化示意图如图所示。水平直轨道右侧与定值电阻 R相连，虚线 PQ的右侧有竖直向上的匀强磁场，左侧无磁场。过山车的磁力刹车装置可等效为一根金属棒 ab，其从倾斜轨道上某一位置由静止释放，最终静止在水平轨道上某一位置，忽略摩擦力和空气阻力，水平轨道电阻不计，且与倾斜轨道平滑连接。下列关于金属棒 ab运动过程中速率v、加速度大小a与运动时间t或运动路程s的关系图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.如图所示，在匀强电场中有一个圆心为O的虚线圆，电场方向与圆所在的平面平行，A、B、C、D分别为圆上的四个点，其中AC过圆心，，，。现将一个电子从A点移动到B点，电场力做的功为若将该电子从A点移到C点，电场力做的功为100eV。下列说法正确的是( )
A. 取A点电势为零，则O点的电势为15V
B. D点处的电势比B点处的电势高
C. 电场强度大小为，方向由A点指向C点
D. 若将电子从A点移到D点，则其电势能减小64eV
10.如图所示，玩具水枪对着竖直墙壁稳定连续喷水，喷口始终位于a点，水流喷出方向始终沿ab线方向。第一次喷水时水流击中墙壁c点，第二次喷水时速度变为第一次的一半，水流击中墙壁d点。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 图中的距离关系满足 B. 水流在d点速度的反向延长线交于ab中点
C. 第二次水枪喷水的功率是第一次的 D. 第二次空中的水量大于第一次空中的水量
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验小组的同学在实验室利用图示的实验装置完成“探究一定质量气体的压强和体积的关系”实验。
实验时，为判断气体的压强和体积的定性关系， 填“需要”或“不需要”测出针筒内空气柱的横截面积;
关于该实验，下列说法正确的是 填选项前字母序号
A.推拉活塞时，动作要慢
B.实验中要用手握住针筒前端以保持注射器稳定
C.若实验中不慎将活塞拉出针筒，将活塞塞回针筒后可继续实验
若连接注射器与压强传感器的塑料管内的气体体积不能忽略，小组同学测得注射器内气体压强为p，体积为V，为了在直角坐标系中得到直线，应该作 填“”或“”图线，图线与纵轴的截距为 。
12.某实验小组的同学想测量一电源的内阻及一金属丝的阻值，设计的电路如图甲所示。
先用多用电表粗测金属丝的阻值。机械调零后将选择开关拨到“”挡，将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在。将红、黑表笔接在金属丝两端，发现多用电表指针偏角过大，此时应将选择开关拨到 填“”或“”挡，再重新欧姆调零后，将表笔与金属丝相接，读出金属丝的阻值;
实验室中提供的电流表，内阻为，现使其量程变为，需要在电流表上并联一个电阻箱，则的阻值应调为 ，改装后的电流表为甲图中的电流表A，其内阻记为
将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关、，将开关分别与a、b接触，调节滑动变阻器滑片，得到一系列电压表V的读数U和电流表的读数I，做出图像，如图乙中的Ⅰ、Ⅱ所示，则与b相连对应的图像是 填“Ⅰ”或“Ⅱ”
若与a相接，断开、闭合，移动滑动变阻器滑片，得到多组电压表V的读数U和电流表的读数I，做出图线Ⅲ。如果电压表的分流不可忽略，则电源的内阻 ，金属丝的电阻 。均选用、、及表示
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示是半径为R的玻璃半球的截面图，MO为其半径，某平行单色光垂直于半球的平面入射，该单色光柱的横截面半径恰好与该玻璃半球的半径相等。已知光在真空中的传播速度为c，玻璃半球对该单色光的折射率，不考虑反射，求：
从半球面射出的光，在玻璃半球内传播的最长时间;
从半球的平面入射的单色光中，能从球面透射出去的光占入射光的比例。
14.如图所示，半径为R的虚线圆内有垂直纸面向外的匀强磁场，且、分别是虚线圆的竖直半径与水平半径点右侧存在一平行于纸面均匀辐向分布的电场，方向沿径向指向圆心点，半径为R的圆弧PQ的圆心也在点，圆弧PQ处的电场强度大小为E，且水平虚线QH与竖直虚线QG之间存在水平向左、电场强度大小也为E的匀强电场， M点是此区域内的一固定点。现有一质量为m、带电荷量为的粒子重力不计从O点沿方向垂直射入磁场，接着运动到P点，然后沿圆弧PQ运动经Q点进入匀强电场，恰好运动到M点时速度竖直向下，。求：
粒子在P点的速度大小及匀强磁场的磁感应强度大小;
粒子从Q点到M点的运动时间以及粒子从O点运动到M点所受的平均作用力大小。
15.如图所示，固定在水平面上的粗糙斜面倾角，长度为20L。滑块B恰好静止在斜面上，离斜面顶端的距离为L，一光滑的滑块与斜面无摩擦由斜面顶端无初速度释放。已知滑块间的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间忽略不计，滑块 A的质量为m，滑块 B的质量为3m，重力加速度大小为g，两滑块均可视为质点，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
、B第一次碰撞前瞬间滑块A重力的功率;
第一次碰撞后瞬间滑块A和滑块B的速度大小;
从滑块A开始释放到A、B最后一次在斜面上碰撞的过程中，系统损失的机械能。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】康普顿效应中光子与电子发生弹性碰撞，系统动量守恒、能量守恒， C、D正确，不符合题意;
发生碰撞后，电子能量增加，光子能量和动量都减小，根据知光子的频率变小，根据知光子的波长变大， A错误、B正确。
2.【答案】C
【解析】AB、加速上升过程中，哪吒处于超重状态，减速上升过程中，哪吒处于失重状态，故 AB错误;
CD、水平匀加速移动过程中，根据受力分析和牛顿第二定律知，哪吒受到重力、风火轮的支持力以及阻力，合力水平向右，所以风火轮对哪吒作用力斜向右上方，故 C正确、D错误。
3.【答案】B
【解析】“天问二号”在b点和d点的加速度大小相等、方向不同，A错误;
在a点“天问二号”做离心运动，在c点做向心运动，所以，，B正确、C错误;
由于“天问二号”在ab段运动的平均速率大于在bc段运动的平均速率，所以“天问二号”在ab段运动的时间小于在bc段运动的时间，D错误。
4.【答案】C
【解析】A.时，质点 M向y轴正方向运动，所以该简谐波沿 x轴正方向传播， A 错误；
B.由图乙可知，内质点M远离平衡位置运动，在做减速运动，B错误；
C.由图甲可知，则波长，又质点振动的周期，所以波传播的速度为，C正确；
D.由于时处的质点向y轴负方向运动，在内振动了个周期，此时处的质点在平衡位置下方到之间，故处的质点在内运动的路程大于6cm，D错误。
5.【答案】B
【解析】AC、由于运动的过程中，机械能守恒，从 M点释放的小球到达P点的动能较大，速度较大，对轨道的压力的较大，故 AC错误;
B、由于圆弧的半径远大于圆弧的长度，小球的运动可视为单摆模型，设圆弧的半径为 R，根据单摆的周期公式，可知小球两次同时到达P点，故B正确;
D、设小球离开P点的高度为h，则根据机械能守恒有，到P点时小球的加速度为，则从M点释放的小球到P点的加速度较大，故D错误。
6.【答案】C
【解析】在时穿过线圈的磁通量最大，线圈中感应电动势为零，A错误;
感应电动势的最大值为，所以线圈中电流的最大值为，B错误;
一个周期内克服安培力做功为，，C正确;
由于在一个周期内，通过线圈的感应电动势的平均值为零，感应电流的平均值为零，所以通过线圈的总电荷量为零， D错误。
7.【答案】D
【解析】A、由于AB组成的系统合外力不为零，物块A和物块B组成的系统动量不守恒，A错误;
B、由于A、B整体的加速度沿斜面向下，斜面受到水平向左的静摩擦力，斜面和地面之间有相对运动趋势，B错误;
C、对A、B整体研究，根据牛顿第二定律有，解得，C错误;
D、对物块 B，由于轻杆的拉力做负功，其机械能减少，根据牛顿第二定律有，解得，所以物块B减少的机械能为，D正确。
8.【答案】D
【解析】B、金属棒ab在倾斜轨道上受重力和支持力作用，加速度恒定不变，由知，速度随时间均匀增大。由知，速度v与运动路程s的关系图像为开口向右的抛物线，故B错误;
AC、金属棒ab进入水平轨道后，切割磁感线产生感应电流，受到向左的安培力作用，由知，金属棒ab在水平轨道上做加速度减小的减速运动，由于加速度与速度成正比，因此加速度随时间变化的趋势与速率随时间变化的趋势相同，故 AC错误;
D、水平轨道上，在极短时间内，对金属棒ab由动量定理有，即，则速度随运动路程均匀减小，因此加速度随运动路程也均匀减小，故 D正确。
9.【答案】BD
【解析】A.由结合题意可知，A、C两点的电势差为，A点的电势为0，则C点的电势为，则圆心O点的电势为，A错误；
B.同理可得A、B两点的电势差为，若仍取A点的电势为0，则，根据几何关系可知AB与CD平行且相等，在匀强电场中有，则，即，B正确；
D.根据，说明电子的电势能减小64eV，D正确；
C.过B点作AC的垂线交于P点，如图所示，根据几何关系可知，在中，，则 A、P两点的电势差为，而说明 B、P两点等势，且电势高于A点的电势，根据“电场线与等势面处处垂直、沿着电场线方向电势逐渐降低”可知，该电场的电场强度方向由 C点指向A点，大小为，C错误。
10.【答案】BC
【解析】把斜抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和竖直向下的自由落体运动，设a、b间距离为L，有，b点到击中点的距离为h，有，可得，两次高度之比，所以，A错误;
画出速度矢量图和位移矢量图如图所示，反向延长末速度方向与ab交于点e，由相似关系可得，可得，故水流在d点速度的反向延长线交于ab的中点，B正确;
设管口截面积为S，时间喷出水的质量，水枪在时间对水做的功为，水枪的喷水功率，则第二次水枪的喷水功率是第一次的，C正确;
空中水的体积，则两次空中的水量相等，D错误。
11.【答案】不需要；；；。
【解析】由玻意耳定律有，等式两边的面积消去了，所以不需要测出针筒内空气柱的横截面积。
为了保证气体的温度不变，推拉活塞时，动作要慢，A正确；
用手握住注射器，会改变气体的温度，B错误；
若实验中不慎将活塞拉出针筒，气体的质量发生变化，应该重新做实验，C错误。
塑料管中的气体体积为，则，则有，所以应作图，图线与纵轴的截距为：。
12.【答案】；；Ⅱ；；
【解析】多用电表的指针偏角过大，说明欧姆挡的倍率选择过大，所以，应将选择开关拨到“”挡。
根据电流表改装的原理可知。
将电源看作是待测元件，可知接a时，电流表内接，此时电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值等于，当接b时，是电流表外接，电源的电动势和内阻的测量值均偏小，所以与b相连对应的图像是Ⅱ。
由于电流表A的内阻为，则有接a时，由于电流表 A中的电流是电流表中电流的3倍，所以，从而有电源的内阻当接a，断开时，等效内阻为，则。
13.【答案】光在玻璃半球内的传播速度为：
从半球面射出的光，在玻璃半球内传播的最长距离为：
传播的时间为：
解得：
发生全反射时，临界角为：
可得：
由几何关系，刚好发生全反射的光线入射点距离圆心O的距离为：
则能射出球面的光在MO平面入射的面积为：
入射到半球平面上的光的面积为：
则有：
解得：

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】带电粒子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有：
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有：
由几何关系可得粒子在磁场内做圆周运动的半径：
联立解得：
由几何关系可得粒子在Q点时的速度方向与水平方向的夹角为，粒子从 Q点运动到M点，竖直方向做匀速直线运动：
水平方向上做匀减速直线运动，到达M点时速度为0，加速度为a，由牛顿第二定律得：
联立解得：
带电粒子从O点运动到Q点经历的时间：
粒子从O点到M点过程中，由动量定理可得：
联立解得：

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】设碰前A的速度大小为，则有：，解得：，A、B第一次碰撞前瞬间A重力的功率为：，解得：；
第一次碰撞由动量守恒和能量守恒，有：，，得：，；
第一次碰后到第二次碰时，两者位移相等：，可解得：，此段时间B运动的位移：，第二次碰前A的速度：，第二次碰撞：由动量守恒和机械能守恒有：，，解得：，，第二次碰后到第三次碰前位移相同，同理可得：，此段时间B运动的位移：，进一步可以分析得出，相邻两次碰撞时间间隔均为，滑块B相邻两次碰撞之间运动位移为等差数列，依次增加2L则可知发生第4次碰撞时离斜面顶端的距离为：，则可知若发生第5次碰撞时离斜面顶端的距离为：，由知两者在斜面上发生了4次碰撞，系统损失的机械能为：。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】

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