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2024 年安徽卷物理试题
一、单选题
1．(2024·安徽卷·1)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射
所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图，已知紫
外光的光子能量大于3.11 eV，当大量处于n＝3 能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频
率的紫外光有( )
A．1 种 B．2 种 C．3 种 D．4 种
2．(2024·安徽卷·2)某同学参加户外拓展活动，遵照安全规范，坐在滑板上，从高为h 的粗
糙斜坡顶端由静止下滑，至底端时速度为v。已知人与滑板的总质量为m，可视为质点。重
力加速度大小为g，不计空气阻力。则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为( )
A．mgh
B.mv2
C．mgh＋mv2
D．mgh－mv2
3．(2024·安徽卷·3)某仪器发射甲、乙两列横波，在同一均匀介质中相向传播，波速v 大小
相等。某时刻的波形图如图所示，则这两列横波( )
A．在x＝9.0 m 处开始相遇
B．在x＝10.0 m 处开始相遇
C．波峰在x＝10.5 m 处相遇
D．波峰在x＝11.5 m 处相遇
4.(2024·安徽卷·4)倾角为θ 的传送带以恒定速率v0顺时针转动。t＝0 时在传送带底端无初速
度轻放一小物块，如图所示。t0时刻物块运动到传送带中间某位置，速度达到v0。不计空气
阻力，则物块从传送带底端运动到顶端的过程中，加速度a、速度v 随时间t 变化的关系图
线可能正确的是( )
5.(2024·安徽卷·5)2024 年3 月20 日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当
抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图
所示，轨道的半长轴约为51 900 km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长
轴约为9 900 km，周期约为24 h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时( )
A．周期约为144 h
B．近月点的速度大于远月点的速度
C．近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度
D．近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度
6．(2024·安徽卷·6)如图所示，竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧，它们的一端分别固定
于水平线上的M、N 两点，另一端均连接在质量为m 的小球上。开始时，在竖直向上的拉
力作用下，小球静止于MN 连线的中点O，弹簧处于原长。后将小球竖直向上，缓慢拉至P
点，并保持静止，此时拉力F 大小为2mg。已知重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限
度内，不计空气阻力。若撤去拉力，则小球从P 点运动到O 点的过程中( )
A．速度一直增大
B．速度先增大后减小
C．加速度的最大值为3g
D．加速度先增大后减小
7.(2024·安徽卷·7)在某地区的干旱季节，人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型
如图所示。水井中的水面距离水平地面的高度为H。出水口距水平地面的高度为h，与落地
点的水平距离约为l。假设抽水过程中H 保持不变，水泵输出能量的η 倍转化为水被抽到出
水口处增加的机械能。已知水的密度为ρ，水管内径的横截面积为S，重力加速度大小为
g，不计空气阻力。则水泵的输出功率约为( )
A.(H＋h＋)
B.(H＋h＋)
C.(H＋)
D.(H＋)
8.(2024·安徽卷·8)在某装置中的光滑绝缘水平面上，三个完全相同的带电小球，通过不可伸
长的绝缘轻质细线，连接成边长为d 的正三角形，如图甲所示。小球质量为m，带电量为＋
q，可视为点电荷。初始时，小球均静止，细线拉直。现将球1 和球2 间的细线剪断，当三
个小球运动到同一条直线上时，速度大小分别为v1、v2、v3，如图乙所示。该过程中三个小
球组成的系统电势能减少了，k 为静电力常量，不计空气阻力。则( )
A．该过程中小球3 受到的合力大小始终不变
B．该过程中系统能量守恒，动量不守恒
C．在图乙位置，v1＝v2，v3≠2v1
D．在图乙位置，v3＝
二、多选题
9．(多选)(2024·安徽卷·9)一倾角为30°足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立
Oxy 直角坐标系，如图甲所示。从t＝0 开始，将一可视为质点的物块从O 点由静止释放，
同时对物块施加沿x 轴正方向的力F1和F2，其大小与时间t 的关系如图乙所示。已知物块的
质量为1.2 kg，重力加速度g 取10 m/s2，不计空气阻力。则( )
A．物块始终做匀变速曲线运动
B．t＝1 s 时，物块的y 坐标值为2.5 m
C．t＝1 s 时，物块的加速度大小为5 m/s2
D．t＝2 s 时，物块的速度大小为10 m/s
10．(多选)(2024·安徽卷·10)空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，
电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一质量为m 的带电油滴a，在纸面内做半径为R
的圆周运动，轨迹如图所示。当a 运动到最低点P 时，瞬间分成两个小油滴Ⅰ、Ⅱ，二者带
电量、质量均相同。Ⅰ在P 点时与a 的速度方向相同，并做半径为3R 的圆周运动，轨迹如
图所示。Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大小为g，不计空气浮力与阻力以及Ⅰ、Ⅱ分开
后的相互作用，则( )
A．油滴a 带负电，所带电量的大小为
B．油滴a 做圆周运动的速度大小为
C．小油滴Ⅰ做圆周运动的速度大小为，周期为
D．小油滴Ⅱ沿顺时针方向做圆周运动
三、实验题
11．(2024·安徽卷·11)某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。
(1)为测量玻璃的折射率，按如图甲所示进行实验，以下表述正确的一项是__________。(填
正确答案标号)
A．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a 和a′
B．在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1
挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、
P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射
点O2
C．实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差
(2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气
与玻璃的分界面。保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图
乙所示。此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关。频率大，折射率
__________(填“大”或“小”)
(3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、
丁所示。保持相同的入射角α1，测得折射角分别为α2、α3(α2<α3)，则玻璃和该介质的折射率
大小关系为n 玻璃__________n 介质(填“>”或“<”)。此实验初步表明：对于一定频率的光，
折射率与介质材料有关。
12．(2024·安徽卷·12)某实验小组要将电流表G(铭牌标示：Ig＝500 μA，Rg＝800 Ω)改装成量
程为1 V 和3 V 的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、
电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图甲所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。
(1)开关S1闭合前，滑片P 应移动到__________(填“M”或“N”)端。
(2)根据要求和已知信息，电阻箱R1 的阻值已调至1 200 Ω，则R2 的阻值应调至________
Ω。
(3)当单刀双掷开关S2与a 连接时，电流表G 和标准电压表V 的示数分别为I、U，则电流表
G 的内阻可表示为__________。(结果用U、I、R1、R2表示)
(4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流
表G 内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要__________即可。(填正确答案标号)
A．增大电阻箱R1的阻值
B．减小电阻箱R2的阻值
C．将滑动变阻器的滑片P 向M 端滑动
(5)校准完成后，开关S2与b 连接，电流表G 的示数如图乙所示，此示数对应的改装电压表
读数为________ V。(保留2 位有效数字)
四、解答题
13．(2024·安徽卷·13)某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气
体的压强有所下降(假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体)。于是在哈
尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强(假
设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变)。已知该轮胎内气体的体积V0
＝30 L，从北京出发时，该轮胎气体的温度t1＝－3 ℃，压强p1＝2.7×105 Pa。哈尔滨的环
境温度t2＝－23 ℃，大气压强p0取1.0×105 Pa。求：
(1)在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小；
(2)充进该轮胎的空气体积。
14．(2024·安徽卷·14)如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨
道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小
车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O 点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细
线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，
物块沿小车上的轨道运动，已知细线长L＝1.25 m。小球质量m＝0.20 kg。物块、小车质量
均为M＝0.30 kg。小车上的水平轨道长s＝1.0 m。圆弧轨道半径R＝0.15 m。小球、物块均
可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g 取10 m/s2。
(1)求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小；
(2)求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小；
(3)为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因
数μ 的取值范围。
15．(2024·安徽卷·15)如图所示，一“U”形金属导轨固定在竖直平面内，一电阻不计，质
量为m 的金属棒ab 垂直于导轨，并静置于绝缘固定支架上。边长为L 的正方形cdef 区域内，
存在垂直于纸面向外的匀强磁场。支架上方的导轨间，存在竖直向下的匀强磁场。两磁场的
磁感应强度大小B 随时间的变化关系均为B＝kt(SI)，k 为常数(k>0)。支架上方的导轨足够长，
两边导轨单位长度的电阻均为r，下方导轨的总电阻为R。t＝0 时，对ab 施加竖直向上的拉
力，恰使其向上做加速度大小为a 的匀加速直线运动，整个运动过程中ab 与两边导轨接触
良好。已知ab 与导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。不计空气阻力，两磁场互不
影响。
(1)求通过面积Scdef的磁通量大小随时间t 变化的关系式，以及感应电动势的大小，并写出ab
中电流的方向；
(2)求ab 所受安培力的大小随时间t 变化的关系式；
(3)求经过多长时间，对ab 所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。
答案精析
1.答案 B
解析 大量处于n＝3 能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出不同频率光子的种类为C
＝3 种
辐射出光子的能量分别为ΔE1＝E3－E1＝－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV＞3.11 eV
ΔE2＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV＜3.11 eV
ΔE3＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV＞3.11 eV
所以辐射不同频率的紫外光有2 种。
故选B。
2.答案 D
解析 人与滑板在下滑的过程中，由动能定理可得
mgh－W 克f＝mv2－0
可得此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为
W 克f＝mgh－mv2
故选D。
3.答案 C
解析 由题意可知两列波的波速相同，所以相同时间内传播的的距离相同，故两列横波在x
＝11.0 m 处开始相遇，故A、B 错误；
甲波峰的横坐标为x1＝5 m，乙波峰的横坐标为x2＝16 m，由于两列波的波速相同，
所以波峰在x′＝5 m＋ m＝10.5 m 处相遇，故C 正确，D 错误。
4.答案 C
解析 0～t0时间内，物块轻放在传送带上，做加速运动。受力分析可知，物块受重力、支
持力、滑动摩擦力，滑动摩擦力大于重力沿传送带向下的分力，合力不变，故做匀加速运动。
t0之后，物块所受的静摩擦力与重力沿传送带向下的分力大小相等，加速度为零，物块做匀
速直线运动。
C 正确，A、B、D 错误。
5.答案 B
解析 根据开普勒第三定律有＝，可知鹊桥二号在捕获轨道运行周期T2＝T1≈288 h，A 错误；
根据开普勒第二定律可知，近月点的速度大于远月点的速度，B 正确；
从捕获轨道到冻结轨道，鹊桥二号在近月点进行近月制动减速，在捕获轨道运行时近月点的
速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度，C 错误；
鹊桥二号在两轨道的近月点所受的万有引力相同，根据牛顿第二定律可知，在捕获轨道运行
时近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度，D 错误。
6.答案 A
解析 在P 点保持静止，由平衡条件可知此时拉力F 与重力和两弹簧的拉力的合力为零。
此时两弹簧的合力大小为mg。当撤去拉力，则小球从P 点运动到O 点的过程中两弹簧的拉
力与重力的合力方向始终向下，小球一直做加速运动，故A 正确，B 错误；
小球从P 点运动到O 点的过程中，弹簧形变量变小，两弹簧在竖直方向的合力不断变小，
故小球受的合力一直变小，加速度一直减小，加速度的最大值为撤去拉力时的加速度，由牛
顿第二定律可知2mg＝ma，得a＝2g，即加速度的最大值为2g，C、D 错误。
7.答案 B
解析 设水从出水口射出的初速度为v0，取t 时间内的水为研究对象，
该部分水的质量为m＝v0tSρ
根据平抛运动规律v0t′＝l
h＝gt′2
解得v0＝l
根据功能关系得
Ptη＝mv0
2＋mg(H＋h)
联立解得水泵的输出功率为
P＝(H＋h＋)
故选B。
8.答案 D
解析 该过程中系统动能和电势能相互转化，能量守恒，对整个系统分析可知系统受到的合
外力为0，故动量守恒；当三个小球运动到同一条直线上时，根据对称性可知细线中的拉力
相等，此时球3 受到1 和2 的静电力大小相等、方向相反，故可知此时球3 受到的合力为
0，球3 从静止状态开始运动的瞬间受到的合力不为0，故该过程中小球3 受到的合力在改变，
故A、B 错误；
对系统根据动量守恒mv1＋mv2＝mv3
根据球1 和2 运动的对称性可知v1＝v2，
解得v3＝2v1
根据能量守恒mv1
2＋mv2
2＋mv3
2＝
解得v3＝
故C 错误，D 正确。
9.答案 BD
解析 根据题图乙可得F1＝4－t(N)，F2＝3t(N)，故两力的合力为Fx＝4＋2t(N)
物块在y 轴方向受到的力不变，为mgsin 30°，x 轴方向受到的力Fx在改变，合力在改变，故
物块做的不是匀变速曲线运动，故A 错误；
沿y 轴方向物块做匀加速直线运动，加速度为
ay＝＝gsin 30°＝5 m/s2
故t＝1 s 时，物块的y 坐标值为
y＝ayt2＝2.5 m
故B 正确；
t＝1 s 时，Fx＝6 N，故ax＝＝5 m/s2
则a＝＝5 m/s2
故C 错误；
沿x 轴正方向，对物块根据动量定理得
Fxt＝mvx－0
由于Fx与时间t 成线性关系，故可得
×2＝1.2vx
解得vx＝10 m/s
此时y 轴方向速度大小为
vy＝gsin 30°·t＝5×2 m/s＝10 m/s
故此时物块的速度大小为
v＝＝10 m/s
故D 正确。
10.答案 ABD
解析 油滴a 做圆周运动，故重力与电场力平衡，可知带负电，有mg＝Eq
解得q＝，故A 正确；
根据洛伦兹力提供向心力有Bqv＝m
联立解得油滴a 做圆周运动的速度大小为v＝
故B 正确；
设小油滴Ⅰ的速度大小为v1，得
v1B＝·
解得v1＝＝，
周期为T＝＝，
故C 错误；
带电油滴a 分离前后动量守恒，设分离后小油滴Ⅱ的速度为v2，取油滴a 分离前瞬间的速度
方向为正方向，得mv＝v1＋v2，
解得v2＝－，
由于分离后的小液滴受到的电场力和重力仍然平衡，分离后小油滴Ⅱ的速度方向与正方向相
反，根据左手定则可知小油滴Ⅱ沿顺时针方向做圆周运动，故D 正确。
11.答案 (1)B (2)大 (3)>
解析 (1)在白纸上画出一条直线a 作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长
边与a 对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃
砖取下，画出直线a′代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分
别画出直线a 和a′，故A 错误；
B 项实验操作正确；
实验时入射角θ1应尽量大一些，但也不能太大(接近90°)，以减小实验误差，故C 错误。
(2)由题图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律n＝可
知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射
率大。
(3)根据折射定律可知，玻璃的折射率为
n 玻璃＝，
该介质的折射率为n 介质＝，
其中α2＜α3，所以n 玻璃＞n 介质。
12.答案 (1)M (2)4 000 (3)－R1－R2
(4)A (5)0.86
解析 (1)由题图甲可知，该滑动变阻器采用分压式接法，为了保护电路，在开关S1闭合前，
滑片P 应移动到M 端；
(2)当开关S2接b 时，电压表量程为1 V，
根据欧姆定律U1＝Ig(Rg＋R1)
当开关S2接a 时，电压表量程为3 V，
根据欧姆定律U2＝Ig(Rg＋R1＋R2)
其中R1＝1 200 Ω
联立解得R2＝4 000 Ω
(3)当开关S2接a 时，根据欧姆定律
U＝I(Rg＋R1＋R2)
可得电流表G 的内阻可表示为Rg＝－R1－R2
(4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，可知电流表G 内
阻的真实值小于铭牌标示值，根据闭合电路的欧姆定律，可以增大电阻箱R1的阻值，使得
R1＋Rg之和不变。故选A。
(5)根据欧姆定律UG＝IG(Rg＋R1)＝430×10－6×(800＋1 200) V＝0.86 V。
13.答案 (1)2.5×105 Pa (2)6 L
解析 (1)由查理定律可得＝
其中p1＝2.7×105 Pa，T1＝(273－3) K＝270 K，T2＝(273－23) K＝250 K
代入数据解得，在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小为p2＝2.5×105 Pa
(2)由玻意耳定律p2V0＋p0V＝p1V0
代入数据解得，充进该轮胎的空气体积为V＝6 L。
14.答案 (1)6 N (2)4 m/s (3)0.25≤μ<0.4
解析 (1)对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理mgL＝mv0
2－0
解得v0＝5 m/s
在最低点，对小球由牛顿第二定律得
FT－mg＝m
解得小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为FT＝6 N
(2)小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv0＝mv1＋Mv2
mv0
2＝mv1
2＋Mv2
2
解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为v2＝v0＝4 m/s
(3)若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向
动量守恒得Mv2＝2Mv3
由能量守恒定律得
Mv2
2＝×2Mv3
2＋μ1Mgs
解得μ1＝0.4
若物块恰好运动到与圆弧轨道圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平
方向动量守恒得Mv2＝2Mv4
由能量守恒定律得
Mv2
2＝×2Mv4
2＋μ2Mgs＋MgR
解得μ2＝0.25
综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数μ 的取值范围为0.25≤μ<0.4。
15.答案 (1)Φ＝kL2t kL2 从a 流向b
(2)F 安＝ (3) ＋m(g＋a)
解析 (1)通过面积Scdef的磁通量大小随时间t 变化的关系式为Φ＝BS＝kL2t，
根据法拉第电磁感应定律得
E＝n＝＝kL2，
由楞次定律及安培定则可知ab 中的电流从a 流向b。
(2)根据左手定则可知ab 受到的安培力方向垂直导轨面向里，大小为F 安＝BIL，其中B＝
kt，
设金属棒t 时间内向上运动的位移为x，
则根据运动学公式x＝at2
所以支架上方的导轨电阻为R′＝2xr，
由闭合电路欧姆定律得I＝，
联立得ab 所受安培力的大小随时间t 变化的关系式为F 安＝。
(3)由题知t＝0 时，对ab 施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为a 的匀加速直线
运动，则对ab 受力分析，由牛顿第二定律得
F－mg－μF 安＝ma，
其中F 安＝，
联立可得F＝＋m(g＋a)
整理有F＝＋m(g＋a)
根据均值不等式可知，当＝art 时，F 有最大值，故解得t＝
F 的最大值为Fm＝＋m(g＋a)。
