2024年高考物理最后一卷（安徽卷）（全解全析）

2024年高考最后一卷（安徽卷） 物理·全解全析 注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。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，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。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10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每题4分，第9~10题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，有选错或不答的得0分。1．在光的照射下物体表面能发射出电子的现象，叫做光电效应。实验发现，用紫外线照射金属锌能产生光电效应，而可见光照射不能使锌发生光电效应，这是因为（）A．可见光的频率小于金属锌的截止频率 B．可见光的波长小于金属锌的极限波长C．可见光的波长小于紫外线的波长 D．可见光的强度小于紫外线的强度【答案】A【详解】AB．根据光电效应方程，有，可见光的频率小于金属锌的截止频率，所以可见光照射不能使锌发生光电效应。又联立，解得可知可见光的波长大于金属锌的极限波长，所以可见光照射不能使锌发生光电效应。故A正确；B错误；C．可见光的波长大于紫外线的波长。故C错误；D．根据AB选项分析可知，是否发生光电效应与入射光的强度无关。故D错误。故选A。2．正电子发射计算机断层扫描是核医学领域较先进的临床检查影像技术，使用作为原料产生正电子，其反应方程式为。真空中存在垂直于纸面的匀强磁场，某个静止的原子核在其中发生衰变，生成的硼核及正电子运动轨迹及方向如图所示，则（）A．正电子动量大于硼核动量 B．空间中磁场方向垂直纸面向外C．半径较大的轨迹是正电子轨迹 D．正电子运动周期大于硼核周期【答案】C【详解】A．静止的原子核在其中发生衰变，生成的硼核及正电子，由动量守恒定律可得，可知正电子动量大小等于硼核动量，故A错误；C．由，解得，可知半径较大的轨迹是电荷量小的正电子轨迹，故C正确；B．由硼核及正电子运动方向，根据左手定则可知空间中磁场方向垂直纸面向里，故B错误；D．硼核的比正电子的大，由可知正电子运动周期小于硼核周期，故D错误。故选C。3．图（a）为湖面上漂浮着的距离不超过的两个浮子A、B。时刻，湖面形成的水波如图（b）所示，波由传向，浮子处于处。时刻起，浮子的振动图像如图（c）所示。下列判断正确的是（）A．浮子A经过一段时间后会移动到浮子B处B．水波的传播速度大小为C．水波的传播方向沿着x轴负方向D．浮子的平衡位置可能位于处【答案】D【详解】A．浮子只会在平衡位置上下振动，不会“随波逐流”，故A错误；B．由图可知，水波波长为1.0m，周期为0.8s，由波速公式可得水波的传播速度大小为m/s，故B错误；C．浮子A处于x=0.5m，由图丙可知，在t=0时刻，浮子A由平衡位置沿y轴正方向振动，由上下坡法确定水波的传播方向沿着x轴正方向，故C错误；D．由图（c）可知，因浮子A先振动，则从A传到B经历的时间为（n=1，2，3…），则n=1时s，A、B距离m，则B浮子的坐标可能为2.25m，故D正确。故选D。4．EUV光刻机是利用波长为13.5nm的极紫外光进行曝光来制造芯片。如图为EUV光刻机的简化原理图，为提高光刻机的光刻精度，在投影物镜和光刻胶之间填充了折射率为1.5的浸没液体，则加上浸没液体后，该极紫外光波（）A．在浸没液体中的频率变为原来的1.5倍B．在浸没液体中的波长变为9nmC．光从真空区域进入浸没液体传播速度不变D．在浸没液体中比在空气中更容易发生衍射【答案】B【详解】A．光的频率由光源决定，与介质无关，可知在加入设液体和没有加液体前后，光的频率不变，故A错误；B．根据，可得，故B正确；C．根据，可知，光从真空区域进入浸没液体传播速度变小，故C错误；D．由于波长变短，在浸没液体中比在空气中更不容易发生衍射，故D错误。故选B。5．“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（）A．发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间B．从P点转移到Q点的时间小于6个月C．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度D．在停泊轨道的机械能比在调相轨道的机械能小【答案】D【详解】A．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误；B．地球公转周期为12个月，根据开普勒第三定律，可知，天问一号在地火转移轨道的轨道半径大于地球的公转半径，则运行周期大于12个月，从P点运动到Q点的时间大于6个月，故B错误；C．天问一号在Q点点火加速进入火星轨道，则在地火转移轨道运动时，Q点的速度小于火星轨道的速度，根据万有引力提供向心力有，可得，可知地球半径小于火星公转半径，则地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，则在地火转移轨道运动时，Q点的速度小于地球绕太阳的速度，故C错误。D．因在环绕火星调相轨道变轨到停泊轨道，降轨要点火减速，则停泊轨道机械能小，故D正确。故选D。6．燃气灶支架有很多种规格和款式。如图所示，这是a、b两款不同的燃气灶支架，它们都是在一个圆圈底座上等间距地分布有五个支架齿，每一款支架齿的简化示意图在对应的款式下方。如果将质量相同、尺寸不同的球面锅置于两款支架上，则锅的尺寸越大（

）A．a款每个支架齿受到的压力越大 B．a款每个支架齿受到的压力越小C．b款每个支架齿受到的压力越大 D．b款每个支架齿受到的压力越小【答案】B【详解】AB．a款支架对球面锅的支持力方向指向球面锅的球心，如下图锅处于平衡状态，解得支架对球面锅的支持力，由图知，锅的尺寸越大，越小，则支架对球面锅的支持力越小。又由牛顿第三定律得，锅的尺寸越大，球面锅对支架的压力越小。故A错误，B正确；CD．b款支架对球面锅的支持力方向垂直于接触面，如下图锅处于平衡状态，解得支架对球面锅的支持力，由图知，不论锅的尺寸大小，不变，则支架对球面锅的支持力大小不变。又有牛顿第三定律得，锅的尺寸无论大小，球面锅对支架的压力不变。故CD错误。故选B。7．图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量，，则下列说法中错误的是（）A．发生险情处离地面的高度为45mB．时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为630WC．加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为280ND．整个过程中工人所受重力做功为31500J【答案】B【详解】A．发生险情处离地面的高度为，选项A正确，不符合题意；B．时速度为v=9m/s，加速度，由牛顿第二定律，解得T=1330N，则钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为P=Tv=11970W，选项B错误，符合题意；C．加速下滑时加速度，由牛顿第二定律，钢丝绳对工人的拉力大小为T＇=280N，选项C正确，不符合题意；D．整个过程中工人所受重力做功为，选项正确，不符合题意。故选B。8．小明同学设计了一个手动发电式电筒，装置简化如图。装置左侧是一个半径为的水平圆盘，当圆盘绕轴心匀速转动时，固定在圆盘边缘处的小圆柱带动T形绝缘支架在水平方向往复运动，T形支架进而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动，导体棒运动的速度随时间变化的关系为。导轨间距，导轨间存在垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度，导轨右端连接一理想变压器，其输出端给两个额定电压为2V的灯泡供电，两灯泡刚好正常发光，线圈、导线及导轨电阻不计，电压表为理想电压表。下列说法正确的是（）A．当T形支架运动到圆盘最左端时，电压表的示数为0B．理想变压器的匝数比为C．变压器输出电流的频率为2HzD．圆盘转动的角速度为2rad/s【答案】B【详解】A．导体棒切割磁感线产生的感应电动势的瞬时值，则感应电动势的峰值为。电压表示数为感应电动势的有效值，电压表示数一直为不变，故A错误；B．变压器原线圈电压，变压器副线圈电压，理想变压器的匝数比为，故B正确；D．由速度随时间变化的关系式可知，圆盘转动的角速度，故D错误；C．变压器输出电流的周期，变压器输出电流的频率为，故C错误。故选B。9．如图所示，棱长为L的正四面体的四个顶点A、B、C、D处分别固定电荷量为的四个点电荷，a、b、c分别为三条棱的中点，静电力常量为k。下列说法正确的是（

）A．A、D处的点电荷在a点产生的合场强为0B．A、B、C处的点电荷在b点产生的合场强大小为C．a、c两点的电势相同D．a、c两点的电场强度相同【答案】BC【详解】A．A、D处的点电荷在a点产生的合场强为，A错误；B．A、C处的点电荷在b点产生的合场强为A、B、C处的点电荷在b点产生的合场强为，B正确；C．a在A、D处两等量异种点电荷的连线中点处，电势为零，a在B、C处两等量异种点电荷的连线的中垂线上，电势也为零，综上a点电势为零，同理c点电势为零，所以a、c两点的电势相同，C正确；D．A、D处的点电荷在a点产生的合场强方向为，大小为，B处的点电荷在a点产生的场强方向为，C处的点电荷在a点产生的场强方向为，大小均为，同理A、B处的点电荷在c点产生的合场强方向为，大小为，C处的点电荷在c点产生的场强方向为，D处的点电荷在c点产生的场强方向为，大小均为，故a、c两点的电场强度大小相等，方向不同。故选BC。10．某科研小组为了芯片的离子注入而设计了一种新型质谱仪，装置如图所示。直边界MO的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其中以O点为圆心、半径为R的半圆形区域内无磁场，芯片的离子注入将在半圆形区域内完成。离子源P放出的正离子经加速电场加速后在纸面内垂直于MO从M点进入磁场，加速电场的加速电压U的大小可调节，已知M、O两点间的距离为2R，离子的比荷为k，不计离子进入加速电场时的初速度及离子的重力和离子间的相互作用。下列说法正确的是（）A．若加速电压，离子能进入半圆区域B．若加速电压，所有离子均不能计入半圆区域C．若离子的运动轨迹刚好过O点，则该离子的速率为D．能进入到半圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间为【答案】AD【详解】AB．由动能定理得，由，解得，离子能进入半圆形区域有，，解得，A正确，B错误；C．离子能够经过圆心，则有几何关系，解得，由，可得离子进入磁场的初速度，故C错误；D．离子运动时间最短时，其对应的轨迹圆的圆心角最小。如图，由几何关系，当MN与半圆弧相切时α最大，最大α满足，解得α=30°，可得对应圆心角，由，能进入到半圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间为，故D正确。故选AD。二、非选择题：本题共5小题，共58分。11．（6分）下图为验证动量守恒定律的实验装置，轨道固定且光滑，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球（）进行实验。(1)若进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是（）A．直尺 B．游标卡尺 C．天平D．弹簧秤 E．秒表(2)每一次均保证由图示位置静止下滑，碰撞前在图示位置静止，两球落在下方斜面上的位置M、P、N到斜槽末端B点的距离分别为、、，只要满足关系式，就能说明两球碰撞前后系统动量守恒。(3)现调整下方斜面倾角为，并把和互换位置，由静止释放的位置到斜槽水平面的高度为2h，反弹上升的最高位置到斜槽水平面的高度为，落在下方斜面上的位置到斜槽末端B点的距离为l，两小球碰撞前、后若满足表达式，则碰撞过程中两球组成的系统动量守恒。【答案】(1)AC(2)(3)6【详解】（1）要验证动量守恒定律，需测量小球的质量和三个落点到B点的距离．故提供的测量工具中必需的是直尺和天平。故选AC。（2）碰撞前，小球落在图中的P点，设其水平初速度为，小球、发生碰撞后，的落点在图中的M点，设其水平初速度为，的落点在图中的N点，设其水平初速度为．设斜面与水平间的倾角为，由平抛运动规律，竖直方向有水平方向有解得同理可得只要满足即就可以说明两球碰撞前后动量是守恒的。（3）碰撞后，对球2有球1，竖直方向有水平方向有解得在碰撞前，对球2有解得对两球组成的系统，由解得12．（8分）某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度a，其原理图如图（a）所示。其中，质量的滑块2可以在光滑的框架1中左右平移，滑块两侧各连接一根劲度系数的弹簧3（弹簧始终处于弹性限度内）。4是固定在滑块2上的金属滑动片，与电压表的一端用导线相连，并与一阻值均匀的电阻AB相接触，滑动片4与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为0时，两侧弹簧3均处于原长，滑动片4位于AB中点，AB全长；直流电源电动势（内阻忽略不计）。现有一量程0~3V、内阻的电压表，其表盘如图（b）所示；另有开关、导线若干。(1)为使滑动片4位于B点时电压表满偏，需要将电压表量程改为0~15V，则电压表应（选填“串联”或“并联”）一个阻值为kΩ的电阻，并将电压表的刻度按新量程做好修改；(2)将改装后的电压表接入图（a）的电路中，此装置可测量加速度的最大值为；(3)请在图（c）中画出图像（规定加速度向左为正方向，U为改装后电压表的示数）；(4)若要增大加速度的测量范围，可采用的方法有：（答出一条合理措施即可）。【答案】(1)串联12(2)30(3)更换两根劲度系数更大的弹簧/换质量更小的滑块【详解】（1）要扩大电压表的量程，需要串联一个电阻，根据解得（2）当滑块处于中点时，加速度为零，当滑块端点A或B时，加速度最大，根据牛顿第二定律解得根据可知加速度与成线性关系，根据串联电路分压规律可知电压表示数与也成线性关系，可知加速度与电压表示数是线性关系，当滑块处于中点时，电压表示数为7.5V，当加速度向右时，滑块在中点的左边，当加速度向左时，滑块在中点的右边，所以图像如图所示滑块所受到的合力最大值由弹簧决定与电压无关，劲度系数越大，加速度的测量范围越大；最大的合力一定的情况下，根据牛顿第二定律可知可以减小滑块的质量增大加速度的测量范围。13．（12分）如图所示为一压杆式汽缸活塞抽气装置，汽缸导热及密封性能良好，上方活塞PQ固定，下方活塞MN可沿器壁无摩擦移动。压动轻杆，活塞MN在轻绳的牵引下可向上移动，当汽缸内部压强大于外界大气压时，活塞PQ上的单向排气阀门a便被顶开，当内部气压小于外界大气压时，阀门a便闭合，外界大气压强始终为。初始时，两活塞间距为L，汽缸内部气压与外界大气压相等，环境温度为7℃。某次操作中压动轻杆使活塞MN缓慢向上移动后，活塞MN在重力作用下又落回原处。（1）环境温度保持不变，活塞落回原处稳定后，汽缸内部气压为多少？（2）活塞MN落回原处后，若把环境温度升高到32℃，阀门a是否会被顶开？【答案】（1）；（2）不能被顶开【详解】（1）设活塞MN的截面积为，活塞MN向上移动后，汽缸内气压与大气压相同，从上升到回到原处，气体做等温变化，则可得（2）活塞MN落回原处后，若把环境温度升高到32℃，内部气体做等容变化，则其中可得可知阀门a不能被顶开。14．（14分）图（a）是水平放置的“硬币弹射器”装置简图，图（b）是其俯视图。滑槽内的撞板通过两橡皮绳与木板相连，其厚度与一个硬币的相同。滑槽出口端的“币仓”可叠放多个相同的硬币。撞板每次被拉动至同一位置后静止释放，与底层硬币发生弹性正碰；碰后，撞板立即被锁定，底层硬币被弹出，上一层硬币掉下补位。底层硬币被撞后在摩擦力作用下减速，最后平抛落到水平地面上。已知每个硬币质量为m，撞板质量为3m；每次撞板从静止释放到撞击硬币前瞬间，克服摩擦力做功为W，两橡皮绳对撞板做的总功为4W；忽略空气阻力，硬币不翻转。（1）求撞板撞击硬币前瞬间，撞板的速度v；（2）当“币仓”中仅有一个硬币时，硬币被撞击后到抛出过程，克服摩擦力做功Wf为其初动能的，求；（3）已知“币仓”中有n（n≤10）个硬币时，底层硬币冲出滑槽过程中克服摩擦力做功为；试讨论两次“币仓”中分别叠放多少个硬币时，可使底层硬币平抛的水平射程之比为。【答案】（1）；（2）；（3）见解析【详解】（1）根据动能定理有解得（2）对撞板与硬币构成的系统，由于发生的是弹性碰撞，则有解得克服摩擦力做功Wf为其初动能的，则有解得（3）平抛运动过程有根据题意有底层硬币冲出滑槽过程中克服摩擦力做功为，根据动能定理有结合上述有由于n≤10，则有，或，或，15．（18