（冲刺高考）2024年山东省高考物理模拟试题（二）

这是一份（冲刺高考）2024年山东省高考物理模拟试题（二），共27页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．三星堆遗址考古入选世界重大田野考古发现。三星堆古遗址距今已有3000至5000年历史，昭示长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体。利用14C衰变测定年代技术进行考古研究，可以确定文物的大致年代，14C衰变方程为，14C的半衰期是5730年，下列说法中正确的是（ ）
A．方程中的X是电子，它是碳原子电离时产生的，是原子的组成部分
B．方程中的X是中子，来源于原子核
C．文物所埋藏的环境会影响的半衰期，进而对推算年代造成影响
D．若、、X的质量分别是、、，一个发生衰变释放能量为
2．如图所示，一种户外野炊便携式三脚架，由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根杆均可绕铰链自由转动。三根杆与竖直方向的夹角均为37°，吊锅和细铁链的总质量为m，支架与铰链之间的摩擦忽略不计，则（ ）
A．每根轻杆中的弹力大小为
B．三角架所受合力大小为
C．每根杆与地面的摩擦力大小为
D．减小杆与竖直方向夹角时，每根杆受地面的作用力增大
3．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AC边的中点D，入射方向与AC边的夹角为，经三棱镜折射后分为a、b两束单色光，单色光a折射到BC边的中点E，单色光b折射到F点，则下列说法中正确的是（ ）
A．若a光是黄光，则b光可能是蓝光
B．若两束光分别通过相同的双缝装置，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
C．入射光线从DC之间且垂直AC边射入，则a光不能从BC边射出
D．用a、b光分别照射同一种金属，若a光能发生光电效应，则b光也一定能发生光电效应
4．如图所示ab端接入电压恒定的正弦交流电，其中电表均为理想电表，变压器为理想变压器，导线电阻不计。将滑动变阻器滑片P向下滑动过程中（ ）
A．两端电压不变B．电流表示数减小
C．电压表示数增大D．消耗的电功率增大
5．华为mate60实现了手机卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小一定相等
B．其中一颗质量为m的通信卫星的动能为
C．能实现赤道全球通信时，卫星离地高度至少为
D．同一卫星在高轨道的动能大于在低轨道的动能
6．一倾角为的绝缘光滑斜面处在与斜面平行的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。质量为m，电荷量为的小球，以初速度从N点沿NM边水平射入磁场。已知斜面的高度为h且足够宽，小球始终未脱离斜面。则下列说法正确的是（ ）
A．小球在斜面上做变加速曲线运动
B．小球到达底边的时间为
C．小球到达底边的动能为
D．匀强磁场磁感强度的取值范围
7．如图甲所示，质量分别为、的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为x，撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的图像如图乙所示，表示0到时间内图线与坐标轴所围面积大小，、分别表示到时间内A、B的图线与坐标轴所围面积大小，A在时刻的速度。下列说法正确的是（ ）
A．0到时间内，墙对A、B系统的冲量等于
B．
C．时刻弹簧的形变量最大且
D．时刻运动后，弹簧的最大形变量等于x
8．如图所示为一乒乓球台的纵截面，AB是台面的两个端点位置，PC是球网位置，D、E两点满足，且E、M、N在同一竖直线上。第一次在M点将球击出，轨迹最点恰好过球网最高点P，同时落在A点；第二次在N点将同一球水平击出，轨迹同样恰好过球网最高点P，同时落到D点。球可看做质点，不计空气阻力作用，则两次击球位置到桌面的高度之比为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
9．如图甲所示，a、b两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心O，已知a光刚好发生全反射，b光的折射光线（反射光线未画出）刚好与a光的反射光线重叠。分别将这两束单色光射向图乙所示的装置，仅有一束光能发生光电效应。调节滑片P的位置，当电流表示数恰好为零时，电压表示数为Uc。已知K极板上金属的极限频率为v₀，电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A．若将b光沿a光的光路射向O点，b光也能发生全反射
B．用同一双缝做光的干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光的大
C．a光的光子能量为
D．用图乙测量遏止电压，滑片P应从图示位置向左端滑动
10．位于和处的两波源都只做了一次全振动，形成两列分别沿x轴正方向和负方向传播的简谐横波，振幅均为时刻的波形如图甲所示，此时波刚好传到M、N两点，M、P、Q、N在x轴上的坐标分别为1cm、3cm、5cm、9cm，平衡位置在M处的质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．时，平衡位置在M处的质点刚好运动到P点
B．时，平衡位置在Q处的质点的位移为
C．P处质点振动过程中的最大位移大小为5cm
D．平衡位置坐标为的质点在振动过程中通过的总路程为10cm
11．如图所示，ABCD是正四面体，虚线圆为三角形ABD的内切圆，切点分别为M、N、P，O为圆心，正四面体的顶点A、B和D分别固定有电荷量为，和的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．M、P两点的电场强度相同
B．M、O、N、P四点的电势
C．将带正电的试探电荷由O点沿直线移动到C点，电势能先增大后减小
D．将固定在D点的点电荷移动到C点，电场力做功为零
12．如图所示，一轻质弹簧两端分别栓接甲、乙两木块，并竖直停放在水平桌面上。现用一竖直向下的外力F将木块乙缓慢压至某位置，然后撤去外力F，木块乙由静止向上运动，最终木块甲恰好未离开桌面。已知木块甲质量为m，木块乙质量为2m，弹簧劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．木块乙上升过程中机械能一直增加
B．弹簧的最大压缩量为
C．木块甲对桌面的最大压力大小为5mg
D．外力F对木块乙做的功为
三、实验题
13．某同学设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。左侧铁架台的横杆上固定一拉力传感器，将小球（可视为质点）用不可伸长的细线悬挂在传感器上。右侧有两个竖直杆固定在底座上，杆上分别装有刻度尺和激光笔，激光笔保持水平。实验步骤如下：
①使小球自由静止在最低点，记录此时拉力传感器的示数；
②借助激光束调节刻度尺的零刻线与小球相平；
③借助激光笔测出悬点O与之间的高度差L；
④将激光笔向下移动到某位置，读出此时激光束与高度差h，并记为。把小球拉至该高度处（并使细线处于伸直状态），由静止释放小球，读出小球下摆过程中拉力传感器最大示数F，并记为；
⑤改变激光笔的高度重复步骤④，实验过程中h均小于L；
⑥测出多组F和h的数据，在坐标纸上做出图像如图乙所示。
(1)由题中信息可知，小球从高处摆到最低点的过程中重力势能的减少量为 ，小球动能的增加量为 。（用题中所给物理量符号表示）
(2)测得图像的斜率为k，如果该过程满足机械能守恒定律，则 。（用题中所给物理量符号表示）
14．某学习小组用放电法测量电容器的电容，所用器材如下：
电池（电动势为3V，内阻不计）；
待测电容器（额定电压为5V，电容值未知）；
微安表（量程为200μA，内阻未知）；
滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；
电阻箱、、、（最大阻值均为9999.9Ω）；
定值电阻（阻值为5.0kΩ）；
单刀单掷开关、，单刀双掷开关；
导线若干。
（1）学习小组先测量微安表内阻，按图甲连接电路。
（2）为保护微安表，实验开始前先断开开关、，滑动变阻器R的滑片应置于最 （填“左”或“右”）端。
（3）将电阻箱、、的阻值均置于1000.0Ω，滑动变阻器R的滑片置于适当位置。闭合开关保持、阻值不变，反复调节，使开关闭合前后微安表的示数不变。记录此时的示数为1500.0Ω，则微安表的内阻为 Ω。
（4）按照图乙所示连接电路，将电阻箱阻值调至750.0Ω，开关掷于位置1，待电容器充电完成后，再将开关掷于位置2，记录微安表电流I随时间t的变化情况，得到如图丙所示的图像。图丙每个最小方格面积所对应的电荷量为 C。某同学数得曲线下包含150个这样的小方格，则电容器的电容为 F。
四、解答题
15．2023年12月21日，神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示，气闸舱有两个气闸门，内闸门A与核心舱连接，外闸门B与外太空连接。气闸舱容积，核心舱容积，开始气闸舱和核心舱的气压都为（标准大气压）。航天员要到舱外太空行走，需先进入气闸舱。为节省气体，用抽气机将气闸舱内的气体抽到核心舱内，当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B，该过程中两舱温度不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求：
（1）当气闸舱的压强降至时，从气闸舱抽出的气体与原来气体的质量之比；
（2）内闸门A的表面积是S，每次抽气的体积为，抽气后抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强相等，第1次抽气到核心舱后，两舱气体对内闸门A的压力差大小。
16．跑酷，又称自由奔跑，是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。如图甲所示为一城墙的入城通道，通道宽。一质量的跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙做加速运动，加速到A点斜向上跃起，到达右墙壁B点时竖直速度恰好为零，B点距地面高，然后立即蹬右墙壁，使水平速度变为等大反向，并获得一竖直向上的速度，恰能跃到左墙壁的C点，C点与B点等高，飞跃过程中人距地面的最大高度为，重力加速为g，可认为整个过程中人的姿态不发生变化，如图乙所示，求：
（1）人蹬墙后的水平速度大小；
（2）人加速助跑的距离s。
17．现代科学研究中，经常用磁场和电场约束带电粒子的运动轨迹，如图所示，有一棱长为L的正方体电磁区域abcd-efgh，以棱ef中点为坐标原点建立三维坐标系Oxyz，正方体电磁区域内充满沿z轴负方向的匀强电场和匀强磁场，在O点有一粒子源，沿x轴正方向发射不同速率的带电粒子，粒子质量均为m，电荷量均为。已知速度大小为的粒子，恰从坐标点飞出（图中未标出），不计粒子的重力。求
（1）磁感应强度大小B；
（2）电场强度大小E；
（3）从正方体上表面abcd飞出的粒子速率范围。
18．如图所示，在倾角为的斜面上有一型木板A，在其上表面放有一滑块B，A、B的质量相同，开始保持滑块和木板静止在斜面上，滑块B到木板前端挡板P的距离，木板前端到斜面底端挡板Q的距离为，木板与斜面间的动摩擦因数，木板上表面光滑，释放滑块B，已知滑块与木板间的碰撞为弹性碰撞且时间极短，木板A滑到斜面底端与挡板Q碰撞后速度立即变为零，整个过程滑块未脱离木板，取，，求：
（1）滑块第一次与木板撞击时的速度大小；
（2）经多长时间木板与挡板Q发生碰撞；
（3）木板的长度至少为多长。
参考答案：
1．D
【详解】AB．在核反应方程中，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，它是核反应产生的，来源于原子核，不是电离产生的，A、B错误；
C．放射性元素的半衰期非常稳定，不受环境影响，C错误；
D．根据质能方程可知，该反应释放的能量
D正确。
故选D。
2．C
【详解】A．以吊锅和铁链为研究对象，设每根杆的弹力为，在竖直方向，根据平衡条件有
解得
而每根杆受到地面对其的作用力应与平衡，由此可知，每根杆受到地面的作用力大小为，故A错误；
B．三角支架处于静止状态，受力平衡，所受合力为0，故B错误；
C．根据牛顿第三定律可知，每根杆对地面的作用力的大小为，则由平衡条件可得，每根杆与地面间的摩擦力大小
故C正确；
D．对便携式三脚架与吊锅整体进行分析有
解得
根据牛顿第三定律有
即减小杆与竖直方向夹角时，每根杆对地面压力不变，而
，
解得
减小杆与竖直方向夹角时，每根杆对地面摩擦力减小，故每根杆受地面的作用力应减小，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．由图可知，单色光a偏折到BC边的中点E，单色光b偏折到F点，棱镜对a光的偏折程度大于b光，由，可知a光的折射率较大。若a光是黄光，则b光不可能是蓝光，故A错误；
B．棱镜对a光的折射率较大，则a光的波长小于b光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式可知，分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距小，故B错误；
C．根据题意可知a光在AC面上的入射角
，
则棱镜对单色光a的折射率为
根据可知
当入射方向与边AC垂直时，光线在BC边上的入射角
则
所以a光在BC边发生全反射，a光不能从BC边射出，故C正确；
D．根据爱因斯坦光电效应方程
由于a光的折射率大，频率较高，若a光能使某种金属发生光电效应，则b光不一定能使该金属发生光电效应，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】将滑动变阻器滑片P向下滑动过程中，可知滑动变阻器接入电阻阻值减小，则副线圈总电阻减小，把变压器和副线圈全部负载看成一个等效电阻，则等效电阻减小，根据欧姆定律可得
可知原线圈电流增大，则两端电压增大，原线圈输入电压减小，根据
，
可知副线圈输出电压减小，副线圈电流增大；则两端电压减小，电流表示数增大；由于通过的电流减小，则通过的电流增大，消耗的电功率增大；由于两端电压增大，则两端电压减小，即电压表示数减小。
故选D。
5．B
【详解】
A．根据万有引力的公式
可知，由于不知道三颗卫星的质量大小，因此不能确定三颗卫星所受地球万有引力大小的关系，故A错误；
BD．根据万有引力充当向心力有
可得卫星的线速度
则该卫星的动能
而对于环绕地球表面做圆周运动的物体有
可得
则可得该物体的动能
而显然对于同一颗卫星，轨道半径越大，其动能越小，因此同一卫星在高轨道的动能小于在低轨道的动能，故B正确，D错误；
C．若恰能实现赤道全球通信时，此时这三颗卫星两两之间与地心连线的夹角为，每颗卫星与地心的连线和卫星与地表的切线以及地球与切点的连线恰好构成直角三角形，根据几何关系可知，此种情况下卫星到地心的距离为
则卫星离地高度至少为
故C错误。
故选B。
6．B
【详解】
A．小球运动过程中，小球受到的洛伦兹力、重力恒定不变，则小球受到的合力不变，且合力方向与初速度方向不在同一直线上，故小球在斜面上做匀变速曲线运动，故A错误；
B．小球做类平抛运动，在NM方向上，小球做匀速直线运动，在斜面方向上，小球做匀加速直线运动，则
小球的加速度为
解得小球到达底边的时间为
故B正确；
C．根据动能定理，小球到达底边的动能为
故C错误；
D．根据左手定则，小球受到的洛伦兹力垂直斜面向上，为使小球不脱离斜面，则
解得匀强磁场磁感强度的取值范围为
故D错误。
故选B。
7．A
【详解】A．由图像可知，在时刻弹簧恢复到原长，0到时间内，对A、B系统由动量定理
即墙对A、B系统的冲量等于，选项A正确；
B．时间内，弹簧从原长位置到伸长到最长，由图可知该过程中
根据
可知
选项B错误；
C．由以上分析可知，时刻弹簧的形变量最大且
选项C错误；
D．时刻运动后，时刻弹簧的形变量最大，由能量关系可知
可知弹簧的最大形变量小于x，选项D错误。
故选A。
8．A
【详解】第一次球做斜抛运动，设，，则根据斜抛运动规律有
联立可得
第二次球做平抛运动，设平抛的初速度为，根据平抛运动规律有
联立可得
则两次击球位置到桌面的高度之比为
故选A。
9．CD
【详解】A．由光路可知
则
即
则若将b光沿a光的光路射向O点，b光不能发生全反射，选项A错误；
B．因，则
用同一双缝做光的干涉实验，根据
可知，a光产生的干涉条纹间距比b光的小，选项B错误；
C．因a光的频率大于b光，则a束光能发生光电效应，则a光的光子能量为
选项C正确；
D．用图乙测量遏止电压，即给光电管加反向电压，则滑片P应从图示位置向左端滑动，选项D正确。
故选CD。
10．BC
【详解】A．根据图甲可知波长为，根据图乙可知周期为，则波速为
则时，左边的波向右传播的距离为
即M点的振动形式刚好传到P点，但质点M只能在平衡位置附近上下振动，质点不能随波迁移，故A错误；
B．两列波的起振点到Q点的距离为，则起振传到Q点需要的时间为
因时间为
剩下的时间Q点同时向下起振，到达波谷，则Q处的质点的位移为两个振幅的的长度，即为，故B正确；
C．根据题意可知，当沿正向传播的波刚离开P点时，沿x轴负方向传播的波刚好传到P点，以后P点只参与沿x轴负向传播的波引起的振动，故P点最大位移为振幅值，即5cm，故C正确；
D．平衡位置坐标为的质点参与两列完整的波振动，则在振动过程中通过的总路程为40cm，故D错误。
故选BC。
11．BD
【详解】A．根据题意，由对称性可知，M、P两点的电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；
B．根据等量同种正点电荷空间等势面的分布特点可知，在A、B两处的正点电荷产生的电场中，M、P两点的电势相等，且N点电势高于O点的电势，O点的电势高于和M、P点的
电势；在D点的负点电荷产生的电场中，N点的电势高于O点的电势，O点的电势高于M、P两点的电势，M、P两点的电势相等，综上所述，可知
故B正确；
C. 根据等量同种正点电荷空间等势面的分布特点可知，在A、B两处的正点电荷产生的电场中，连线为等势线，在D点的负点电荷产生的电场中，从到电势逐渐变大，综上所述，可知从到电势逐渐变大，将带正电的试探电荷由O点沿直线移动到C点，电势能一直增大，故C错误；
D．根据等量同种正点电荷空间等势面的分布特点可知，在A、B两处的正点电荷产生的电场中，C、D两点的电势相等，则将固定在D点的点电荷移动到C点，电场力做功为零，故D正确。
故选BD。
12．BD
【详解】A．木块乙上升过程中，开始时弹簧处于压缩状态，后来弹簧处于伸长状态，则弹簧的弹性势能先减小后增大；而整个系统机械能守恒，弹簧的弹性势能与木块乙的机械能相互转化，所以木块乙的机械能先增大后减小，A错误；
B．当木块乙静止时，弹簧处于压缩状态，其弹力等于木块乙的重力，即
解得
当木块甲恰好未离开桌面，此时弹簧处于伸长状态，弹力等于木块甲重力，即
解得
则木块乙上升的最高位置距开始静止点的距离为
根据对称性可知弹簧的最大压缩量为
B正确；
C．木块甲对桌面的最大压力大小
C错误；
D．选弹簧的最大压缩时为零势能面，根据能量守恒可知
解得
D正确。
故选BD。
13．(1)
(2)
【详解】（1）[1]对小球，根据平衡条件可得
小球从高处摆到最低点的过程中重力势能的减少量
[2]小球在最低点时，根据牛顿第二定律
又
联立可得小球动能的增加量
（2）根据牛顿第二定律可得
若满足机械能守恒定律，则
联立可得
整理可得
若测得图像的斜率为
则该过程满足机械能守恒定律。
14． 左 1500.0
【详解】（2）[1]由题图可知，滑动变阻器为分压式接入电路，为了保护电路在实验开始前，其滑片应该置于左端。
（3）[2]由实验电路图可知，该测量方法属于电桥法测量电阻，由于开关闭合前后，微安表示数不变，所以有
解得
（4）[3]图中最小放个面积所对应的电荷量为
[4]由题意可知，充电后电容器的电压与电源电动势相同，即3V，由于一个小格代表的电荷量为，图像共150个小格，所以通过微安表的电荷量为
由题意可知，流过的电流是微安表的3倍，则根据电容的定义式可知电容器的电容为
15．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意，设抽出气体的体积为，抽出气体前后，由玻意耳定律有
从气闸舱抽出的气体与原来气体的质量之比
联立解得
（2）第一次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为，由玻意耳定律有
解得
第一次对核心舱充气后，核心舱气压变为，则有
解得
两舱气体对内闸门A的压力差
16．（1）；（2）
【详解】(1)设人蹬墙后的水平速度大小为，从B到C做斜抛运动，水平方向有
竖直方向有
由
联立得
(2)人从A点跳起到B点的过程中，逆过程为平抛运动，则水平方向
，
竖直方向
解得
，
由题意可知,人加速助跑的距离
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）带电粒子在匀强磁场的作用下做匀速圆周运动，粒子从O点开始沿x轴正方向发射，其匀速圆周运动的圆心必定在y轴上。根据几何关系可知，粒子到达点时，和O点的连线与y轴之间的夹角满足
解得
设圆周运动的半径为，则有
解得
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
（2）设带电粒子做圆周运动的周期为，则有
解得
在题述的运动中，粒子的轨迹对应的圆心角为，所以运动时间为
粒子在匀强电场的作用下做类平抛运动，加速度为
沿着电场方向的位移为
联立解得
（3）由上述分析可知当粒子从正方体上表面abcd飞出的，粒子速率越大，粒子的分运动匀速圆周运动的半径越大，图1中的p点越靠近d,轨迹圆心角越小，粒子在电磁场中的运动时间越短，粒子沿z轴负方向的位移越小。当粒子速率最大为vmax时在cd边射出，对应的圆周运动轨迹为1/4圆周，其半径等于L，则有
解得
假设粒子沿z轴负方向的分运动匀加速运动到f点时（其位移大小等于），粒子能够在bc边射出，设粒子在电场中运动时间为t2，则有
解得

粒子的分运动匀速圆周运动的周期为
设此情况粒子的分运动匀速圆周运动轨迹的圆心角为β，则有；
联立解得
β=150°
此情况粒子的运动轨迹在正方体前表面adhe内的投影如图2所示，可知假设成立，此时粒子的速率是从正方体上表面abcd飞出的粒子速率的最小值，设此时圆周运动半径为r2。
由几何关系可得
r2+r2cs30°=L
解得

同理有

解得
从正方体上表面abcd飞出的粒子速率范围为
18．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意，对木板受力分析可知，木板A与斜面间的最大静摩擦力为
可知，木板A开始保持静止，对滑块B有
解得，滑块第一次与木板撞击时的速度大小
（2）根据题意，设经过时间发生第一次碰撞，则有
解得
碰撞过程为弹性碰撞，则第一次碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律有
，
解得
，
碰撞后交换速度，木板A匀速下滑，滑块B加速下滑，设经过时间第二次碰撞，木板A下滑距离为，则有
解得
，，
同理可得，第二次碰撞后交换速度，则有
，
设经过时间第三次碰撞，木板A下滑距离为，则有
解得
，，
由于
发生第三次碰撞，同理可得，交换速度，则有
，
由于
木板A与挡板Q发生碰撞前，滑块B不会与木板A第四次碰撞，设经过时间木板A与挡板Q发生碰撞，则有
则从滑块B开始运动到木板A与挡板Q发生碰撞的时间为
（3）设第三次碰撞后，经过时间，滑块B与木板A发生碰撞，此时，木板A与挡板Q已发生碰撞，则有
此时滑块B的速度为
碰撞后，滑块B原速率弹回，即
设滑块B能上升的最大距离为，即木板A的最小长度，则有
联立解得