1.物理·2024年普通高中学业水平等级考试(山东卷)-【名校强基卷】2020-2024年5年高考物理真题汇编

绝密★启用前 2024 年普通高中学业水平等级考试山东卷 物 理 本试卷满分100分,考试时间90分钟 一、单项选择题:本题共8小题。每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.2024年是中国航天大年,神舟十八号、嫦蛾六号等已陆续飞天,部分航天器装载了具有抗干扰 性强的核电池。已知Sr衰变为Y的半衰期约为29年;Pu衰变为U的半衰期约为87 密 年。现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池,下列说法正确的是 _ ) A.Sr衰变为Y时产生a粒子 B.Pu衰变为U时产生粒子 C.50年后,剩余的Sr数目大于Pu的数目 D.87年后,剩余的Sr数目小于Pu的数目 2.如图所示,国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30{的斜坡上稳定 线 地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于 。 _二 ,E # D _........ 我 阁甲 图乙 第2题图 第3题图 第4题图 答 3.如图所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放,若 木板长度为L,通过A点的时间间隔为△;若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为△。 班 题 △。:△:为 _ ) A.(/③-1):(/②-1) B.(③-/2):(②-1) C.(③十1):(/2十1) D.(③十/②):(/2+1) 4.检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示,将标准滚珠a与待测滚珠、c放置在两块平 板玻璃之间,用单色平行光垂直照射平板玻璃,形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标 准滚珠的直径相等为合格,下列说法正确的是 ) A.滚珠6、c均合格 B.滚珠、c均不合格 C.滚珠6合格,滚珠c不合格 D.滚珠6不合格,滚珠c合格 2024·山东卷 第1页(共8页) 5.“鹊桥二号”中继星环绕月球运行,其24小时圆轨道的半长轴为a。已知地球同步卫星的轨 C 道半径为),则月球与地球质量之比可表示为 ) D 6.一定质量理想气体经历如图所示的循环过程,a→过程是等压过程,b→c过程中气体与外界 无热量交换,c→a过程是等温过程。下列说法正确的是 ) A.a→b过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 # B.b→c过程,气体对外做功,内能增加 C.a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D.a→过程,气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 7.如图所示,质量均为的甲、乙两同学,分别坐在水平放置的轻木板上,本板通过一根原长为 的轻质弹性绳连接,连接点等高且间距为d(d<l)。两木板与地面间动摩擦因数均为;.弹性 所坐木板,直至甲所坐木板刚要离开原位置,此过程中两人与所坐木板保持相对静止,保持 不变,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,则F所做的功等于 _ ) 7777777777777777777 (ng)2} A. -十mg(1-d) B 2 2t 2 8.如图甲所示,在一d<x<d、一d<y<d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为 B的匀强磁场(用阴影表示磁场的区域),边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y 轴为转轴匀速转动时,线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化,线 圈中产生的电动势变为图内所示实线部分,则变化后磁场的区域可能为 ) -3r/2 - -_ - 图甲 图乙 图丙 )# D 2 2 -/③/43d/4 22 -/2 /2 A B C D 2024·山东卷 第2页(共8页) 二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选 对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。 9. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播,波速均为2m/s。/一0时刻二者在 一2m处相遇,波形图如图所示。关于平衡位置在x一2m处的质点P,下列说法正确的是 ) A.7-0.5s时,P偏离平衡位置的位移为0 B.1-0.5s时,P偏离平衡位置的位移为-2cm C.一1.0s时,P向v轴正方向运动 D./-1.0s时,P向轴负方向运动 /cm 乙 甲_ 2 0C. 3 7777777777777777771 第9题图 第10题图 第11题图 10.如图所示,带电量为士o的小球被绝缘棒固定在Q点,右侧有固定在水平面上、倾角为30*的 光滑绝缘斜面。质量为、带电量为十9的小滑块从斜面上A点由静止释放,滑到与小球等 高的B点时加速度为零,滑到C点时速度为零。已知AC间的距离为S,重力加速度大小为 _ g,静电力常量为,下列说法正确的是 ) 3-^ B.OB的距离1一3mg /③{ A.OB的距离/一 、ng 2 11.如图所示,两条相同的半圆孤形光滑金属导轨固定在水平桌面上,其所在平面竖直且平行,导 轨最高点到水平桌面的距离等于半径,最低点的连线OO与导轨所在竖直面垂直。空间充满 竖直向下的匀强磁场(图中未画出),导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金屈 棒MN平行OO放置在导轨图示位置,由静止释放。MN运动过程中始终平行于OO且与两 _ 导轨接触良好,不考虑自感影响,下列说法正确的是 - A.MN最终一定静止于OO位置 B.MN运动过程中安培力始终做负功 C. 从释放到第一次到达OO位置过程中,MN的速率一直在增大 D. 从释放到第一次到达OO位置过程中,MN中电流方向由M到N 12.如图所示,工程队向峡谷对岸平台抛射重物,初速度v大小为20m/s. 与水平方向的夹角为30{},抛出点P和落点Q的连线与水平方向夹角为 30 30{*,重力加速度大小取10m/s{,忽略空气阻力。重物在此运动过程中, ___.___ ( 下列说法正确的是 ) A.运动时间为2/3s B.落地速度与水平方向夹角为60。 C.重物离PQ连线的最远距离为10m D.轨迹最高点与落点的高度差为45m 2024·山东卷 第3页(共8页) 三、非选择题:本题共6小题,共60分。 13.(6分)在第四次“天宫课堂”中,航天员演示了动量守恒实验。受此启发,某同学使用如图甲 所示的装置进行了碰撞实验,气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器,a测量滑块A与 它的距离x。,测量滑块B与它的距离工。。部分实验步骤如下: ①测量两个滑块的质量,分别为200.0g和400.0g; ②接通气源,调整气垫导轨水平; ③拨动两滑块,使A、B均向右运动 ④导出传感器记录的数据,绘制x、x:随时间变化的图像,分别如图乙、图丙所示。 /cm ./em 12 12 滑块A块B 传感器 传& 2 24 一气 10 I 2/ 0 { 1.0205 1乙 图 1 回答以下问题 (1)从图像可知两滑块在一 s时发生碰撞 (2)滑块B碰撞前的速度大小v一 m/s(保留2位有效数字); (3)通过分析,得出质量为200.0g的滑块是 (填“A”或“B”)。 14.(8分)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下; 学生电源(输出电压0~16V): 滑动变阻器(最大阳值10Q:额定电流2A) 电压表V(量程3V,内阻未知); 电流表A(量程3A,内阴未知) 待测铅笔芯R(X型号。Y型号) 游标卡尺、旋测微器,开关S、单刀双掷开关K,导线若干。 图1 图乙 回答以下问题 (1)使用蝶旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为 mm; (2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到 合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更 明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到 (填“1”或“2”)端 2024·山东卷 第4页(共8页) (3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻R= 2(保 留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.700; A 1.5)1 1 05 1 r2. 30iV 圈; (4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm。 使用旋测微 器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率 (填“大于”或“小 于”)Y型号铅笔芯的电阻率。 15.(8分)某光学组件横截面如图所示,半圆形玻璃砖圆心为O点,半径为R;直角三梭镜FG边 的延长线过O点,EG边平行于AB边且长度等于R,FEG一30{*}。横截面所在平面内,单色 光线以0角入射到EF边发生折射,折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三校镜对该单 色光的折射率均为1.5 (1)求sin0: (2)以0角入射的单色光线,若第一次到达半圆狐AMB可以发生全反射,求光线在EF上入 射点D(图中未标出)到E点距离的范围。 2024·山东卷 第5页(共8页) 16.(8分)图甲为战国时期青铜汲酒器,根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲 液器,如图乙所示。长柄顶部封闭,横截面积S三1.0cm},长度H三100.0cm,侧壁有一小孔 A。储液罐的横截面积S。三90.0cm、高度h一20.0cm,罐底有一小孔B。汲液时,将汲液器 竖直浸入液体,液体从孔B进入,空气由孔A排出;当内外液面相平时,长柄浸入液面部分的 长度为x;堵住孔A,缓慢地将汲液器坚直提出液面,储液罐内刚好储满液体。已知液体密度 p=1.0×10{kg/m^{},重力加速度大小g-10m/s{,大气压p。=1.0x10{Pa。整个过程温度保 持不变,空气可视为理想气体,忽略器壁厚度。 (1)求); (2)松开孔A,从外界进入压强为)、体积为V的空气,使满储液罐中液体缓缓流出,堵住孔 A,稳定后罐中恰好剩余一半的液体,求V。 _ {. 雨甲 图乙 2024·山东卷 第6页(共8页) 17.(14分)如图甲所示,质量为M的轨道静止在光滑水平面上,轨道水平部分的上表面粗糙,竖 直半圆形部分的表面光滑,两部分在P点平滑连接,Q为轨道的最高点。质量为的小物块 静置在轨道水平部分上,与水平轨道间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已 知轨道半圆形部分的半径R-0.4m,重力加速度大小g-10m/s{。 a/fm.$-) 6------------ 8F/N 图甲 1乙 (1)若轨道固定,小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q点时,受到轨道的弹力大小等于 3ng,求小物块在Q点的速度大小v; (2)若轨道不固定,给轨道施加水平向左的推力F,小物块处在轨道水平部分时,轨道的加速 度a与F对应关系如图乙所示。 (i)求和n; (lI)初始时,小物块静置在轨道最左端,给轨道施加水平向左的推力F一8N,当小物块到P 点时撤去F,小物块从Q点离开轨道时相对地面的速度大小为7m/s。求轨道水平部分的长 度L。 2024·山东卷 第7页(共8页) 18.(16分)如图所示,在Oxy坐标系x>0,y>0区域内充满垂直纸面向里,磁感应强度大小为B 的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板,其两端分别位于x、y轴上M、N两点, OMN -60{*},挡板上有一小孔K位于MN中点。△OMN之外的第一象限区域存在恒定匀强电场 L.的范围内可以产生质量为n、电荷量为十a的无初 速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场,加速电压大小可调,粒 子经此电场加速后进入磁场。挡板的厚度不计,粒子可沿任意角度穿过小孔,碰撞挡板的粒 子不予考虑,不计粒子重力及粒子间相互作用力。 (1)求使粒子垂直挡板射人小孔K的加速电压U。; (2)调整加速电压,当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动,求第一象限 中电场强度的大小和方向; 247 。2 tn_x i) 2024·山东卷 第8页(共8页)参考答案 2024年普通高中学业水平等级考试 绳的弹性势能为E。一 2 (山东卷) 板到甲所坐木板刚要离开原位置的过程,乙所坐木板的位移 1.D 为工.一x。十l一d,则由功能关系可知该过程F所做的功W一 质量数守恒Sr→Y十e→3衰变,A错 电荷数守恒Pu→U十He一a衰变,B错 2 相同时间,N<N&g。.C错D对。 T<T2a。 8.C 根据题意可知,磁场区域变化前线圈产生的感应电动势 为e一Esinal,由题图丙可知,磁场区域变化后,当Esinal 2.B 斜坡倾角越大,“天工”越容易下滑,只要保证“天工”在 ③E时,线圈的侧边开始切割磁感线,即当线圈旋转吾时开始 30{}倾角的斜坡上不下滑,在小于30{}倾角的斜坡上更不会下 滑,对30{倾角的斜坡上的“天工”受力分析,有mgcos30{} 切割磁感线,由几何关系可知磁场区域平行于工轴的边长变 ngin30,解得_. 3,B正确。 为d'-2dcos--d,C正确。 3.A 对木板由牛顿第二定律可知木板的加速度不变,木板从 9.BC 由于两波的波速均为2m/s,则1-0.5s时,题图所示平 静止释放到下端到达A点的过程,有L--at{},木板从静止 衡位置在x一1m处和1一3m处两质点的振动形式传到P 点处,则由波的叠加可知,1一0.5s时,P偏离平衡位置的位 释放到上端到达A点的过程,当木板长度为I.时,有2L.一 移为一2cm,A错误,B正确;与AB项分析同理,/一1s时,题 lar,当木板长度为2L时,有3L-a},又=.-。 图所示平衡位置在x一0处和x一4m处两质点的振动形式 △-。-,联立解得A。:A-(③-1):(v2-1). (均向y轴正方向运动)传到P点处,根据波的叠加可知,1一 1s时,P向y轴正方向运动,C正确,D错误。 A正确。 10.AD 小滑块在B点处的加速度为零,则沿斜面方向有 4.C 单色平行光垂直照射平板玻璃,上、下玻璃上表面的反射 ③,A正确,B错误:小 光在上破璃上表面发生干涉,形成干涉条纹,光程差为两块玻 璃距离的两倍,根据光的干涉知识可知,同一条干涉条纹位置 处光的波程差相等,即滚珠a的直径与滚珠)的相等,即滚珠 滑块从A到C的过程,由动能定理有W十mgSsin30一0. 合格,不同的干涉条纹位置处光的波程差不同,则滚珠a的 解得静电力对小滑块做的功为W--mgS.C错误;根据电 直径与滚珠c的不相等,即滚珠c不合格,C正确。 场力做功与电势差的关系结合C项分析可知,AC之间的电 5.D“鹊桥二号”中继星在24小时圆轨道上运行时,由开普 勒第三定律有一 k,对地球同步卫星由开普勒第三定律有 2 11.ABD 由楞次定律结合左手定则可知,安培力与MN的运 动方向的夹角始终大于90{},则安培力始终做负功,MN最终 一定静止在OO位置,AB正确;根据楞次定律可知,从释放 6.C a→b过程是等压变化且体积增大,则W。0,由盖一吕 到第一次到达OO位置过程中,MN中电流方向由M到N. 克定律可知L,即AL0,根据热力学第一定律AU D正确;从释放到第一次到达OO位置过程中,在即将到达 一Q十W可知a→过程,气体从外界吸收的热量一部分用于 O0位置的时刻,MN所受安培力水平向左,沿速度方向的 对外做功,另一部分用于增加内能,A错误;b→c过程中气体 分力一定大于MN所受重力沿速度方向的分力,处于减速 与外界无热量交换,即Q.一0,又由气体体积增大可知W. 状态,C错误。 0.由热力学第一定律△U一Q十W可知气体内能减少,B错 12.BD对重物从P运动到Q的过程,水平方向上有x一vicos 误;c→a过程为等温过程,可知T一T,AU。-0,根据热力 30”,竖直方向上有y-vo(sin30+gt{),由几何关系有 学第一定律可知a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部 用于对外做功,C正确;由A项分析可知Q一△U一W,由 义-tan30{,联立解得重物的运动时间1-4s,A错误;结合 B项分析可知W.=U.,由C项分析可知0一W.十Q,又 AU+AU=0,联立解得Q-(-Q)一-W-W A项分析可知,重物落地时的水平分速度v一v。cos30{},坚 W。,根据一V图像与坐标轴所围图形的面积表示外界对气 直分速度u--vosin30”+gi,则tan-_、③,所以重物 体做的功,结合题图可知Q一(一Q)0,所以a→b过程气 的落地速度与水平方向夹角为60{*},B正确;对重物从P运动 体从外界吸收的热量Q。不等于c→a过程放出的热量一Q, 到Q的过程,垂直于PQ连线方向有2gh。cos30-(v.sin D错误。 60){,解得重物离PQ连线的最远距离h。-10V/③m.C错 7.B 当甲所坐木板刚要离开原位置时,对甲及其所坐木板整 误;结合B项分析,竖直方向上有2gy.一{,联立解得重物 体有mg-kx。,解得弹性绳的伸长量x。-,则此时弹性 轨迹最高点与落点的高度差y一45m,D正确。 物理答案一1 13.解析:(1)由x一!图像的斜率表示速度可知,两滑块的速度 17.解:(1)对小物块在Q点,由圆周运动知识有 在/一1.08时发生突变,即发生了碰撞;(2)由x一1图像斜 率的绝对值表示速度大小可知,碰撞前瞬间B的速度大小v 一_0 解得-4m/s cm/s-0.20m/s;(3)由题图乙知,碰撞前A (2)(1)根据题图乙分析可知,当外力F4N时,轨道与小 的速度大小v.-0.50m/s,碰撞后A的速度大小约为v'.= 物块一起向左加速运动,对整体由牛顿第二定律有 0.36m/s,由题图丙可知,碰撞后B的速度大小为v'一 F-(M+n)a 0.5m/s,对A和B的碰撞过程由动量守恒定律有mu.十 200.0g的滑块是B。 当外力F4N时,轨道与小物块有相对滑动,对轨道由牛 答案:(1)1.0(2)0.20 (③)B 顿第二定律有 14.解析:(1)根据旋测微器的读数规则可知,其读数为d一 F-ng-Ma 2mm+0.01×45.0mm-2.450mm;(2)由于电压表示数变 交形得a-1- 化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法, 即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端:(3)根据题图丙结合 -m-2n/ 联立解得M-1kg,m-1kg,-0.2 答案:(1)2.450(2)1(3)1.92(4)大于 (lI)根据题图乙可知,当F一8N时,轨道的加速度为a一 15.解:(1)设光在三校镜中的折射角为a,则根据折射定律有 6m/s,小物块的加速度为a一g一2m/s,方向均水乎 _ 向左 设经时间!,小物块运动至轨道上的P点,由运动学规律 根据几何关系可得a一30* 可得 代入数据解得sin0-0.75 此时轨道的速度v一a:t。 (2)作出单色光线第一次到达半圆狐 小物块在P点时的速度v。-a:f AMB恰好发生全反射的光路图如图, 小物块从P点运动至Q点的过程,小物块与轨道组成的系 则由几何关系可知FE上从P点到E 统机械能守恒,系统水平方向上动量守恒,取水平向左为速 点以9角入射的单色光线第一次到达 度正方向,则有 半圆弥AMB都可以发生全反射,根据全反射临界角公式有 ##M+u-M+ 2mgR sinC- Mu.十m:-Mu+nv. 设P点到FG的距离为1,则根据几何关系有 联立并代入数据解得1一1.5s(另一解不符合题意,金去) #根据动学规律有### ,-RsinC 又1c30} R-/ 解得L-4.5m 联立解得12R 18.解;(1)根据题意,作出粒子垂直挡板射入小孔K的运动轨 迹如图1所示 故光线在EF上的入射点D到E点的距离范围 。 为(02] 16.解:(1)在缓慢将汲液器竖直提出液面的过程,封闭气体发生 等温变化,根据破意耳定律有 P.(H一c)S=HS 根据题意可知p-,p。+ogh一p 图1 联立解得x-2cm 根据几何关系可知粒子在磁场中做园周运动的轨迹半径为 (2)对新进入的气体和原有的气体整体分析,由玻意耳定 律有 在△OMN区域根据洛伦兹力提供向心力有uB= 2.V+p:HS一p.(H5+s:) 在匀强加速电场中由动能定理有U。c一m ##P:#. 联立解得U-BL 联立解得V-8.92×10-m* 8n 物理答案一2 (2)根据题意,作出粒子以最小的速度从小孔K射出的运动 解得#”一# 轨迹如图2所示 #-220 (勃半径小时) #B 粒子小 一0 B 位置的横坐标为x--,*-3-1,纵坐标为-1+ 12 ##&+#(n+)r一1+ n1(ng+3),其中为自然数 图2 结上,最近位置的坐标为3-1.1+1(40+3)(n为 根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 自然数) 2024年普通高等学校招生选择性考试 在△OMN区域根据洛伦兹力提供向心力有v/B-m (黑吉辽卷) 粒子从小孔K射出后恰好做匀速直线运动,由左手定则可 1.C 质量、速率和动能都是标量,动量p-mv,质量m是标量, 知粒子经过小孔K后受到的洛伦兹力沿工轴负方向,则粒 速度v是矢量,故动量力是矢量,C正确。 子经过小孔K后受到的电场力沿工轴正方向,又粒子带正 2.D 由图可知r.r。,A错误;篮球绕轴转动 电,则八OMN之外第一象限区域电场强度的方向沿工轴正 时,P、Q在相同时间内转过的圆心角相等, 方向 根据-可知,。二。,D正确;根据v= 大小满足q'B一Eq ar可知,线速度v v。,B错误;根据a一o^{}r 联立可得E- 4nt 可知,向心加速度a,<a。,C错误。 3.C 墨条相对于砚台水平向左运动,砚台对 墨条有向右的摩擦力,A错误;根据牛顿第三定律知,墨条对 可得_3BL. 现台有向左的摩擦力,砚台处于平衡状态,故桌面对砚台有向 fn 右的摩擦力,B错误;砚台处于平街状态,水平方向只受桌面 和墨条对其的摩擦力,故这两个力是一对平衡力,C正确;桌 面对砚台的支持力等于砚台的重力与墨条对砚台的压力之 可得粒子在△OMN区域运动的轨迹半径r”- 和,故桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力不是一对平 衡力,D错误。 作出从小孔K射出的粒子的运动轨迹如圈3所示 发丝,d增大,△r减小,A正确:换用红色激光照双缝,入增大, Ar增大,B错误;增大纸板与墙面的距离,l增大,八r增大。 C错误;减小光源与纸板的距离对产生的亮条纹间距无影响, D错误。 5.B 由题图(a)知,溶液浓度降低,相对介电常数e.增大,根据 图3 可T知电容C增大,A错误;由于电容器与恒压电源 设粒子从小孔K射出的速度方向与x轴正方向夹角为0,根 相连,故电容器两极板间的电势差等于电源电压,保持不变, 则粒子从小孔K射出时的速度方向与工轴正方向的夹角为 所带电荷量增大,B正确;溶液浓度降低,电容器所带电荷量 12n 增加,电容器充电,故电流方向是由N→M,D错误 速度和沿y轴正方向,大小-BL的速度 6.D 小球的初速度方向沿虚线,则运动 4n 轨迹沿直线,故小球受到的合力方向沿 结合(2)问分析可知粒子从小孔K射出后的运动可以分解 虚线,由于重力向下,电场方向水平,故 合力方向只能沿虚线向下,如图所示, 12 故初速度垂直于虚线时,小球做类平撤 速圆周运动 运动;从O点出发运动到O点等高处的过程中,合力做正功, 动能增大,电场力与速度方向的夹角始终为锐角,故电场力做 正功,电势能减小,D正确。 物理答案-3