2024年山东省济南市高考物理联考试卷（2月份）(含详细答案解析)

这是一份2024年山东省济南市高考物理联考试卷（2月份）(含详细答案解析)，共23页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，某种材料制成太阳能电池的主体部分由P型半导体和N型半导体结合而成。当太阳光照射到该材料上时，材料吸收光子发生内光电效应，自由电子向N型一侧移动，从而在两端形成电势差。已知该材料至少需要吸收能量为E的光子才能发生内光电效应，普朗克常量为h，光束为c，则( )
A. 通过负载的电流方向从上至下
B. 该材料发生光电效应的极限波长为Ehc
C. 太阳光的强度越强，则通过负载的电流越大
D. 光强不变，改用频率高的光照射该材料，则通过负载的饱和电流变大
2.甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，速度随时间的变化图像如图所示。4s时两车同时经过公路旁的同一个路标。5s时乙车停止运动，且此时甲车超前乙车2m。两车均可视为质点，关于两车的运动，下列说法正确的是( )
A. t=0时，两车相距8m
B. 甲、乙两车的加速度大小之比为1：4
C. 在0∼4s内，甲车的位移大小为8m
D. 在3∼5s内，甲车的位移大于乙车的位移
3.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=200匝，原线圈中接一交变电源，交变电源电压u=220 2sin50πt(V)。副线圈中接一电动机，电阻为11Ω，电流表A2示数为1A。电表对电路的影响忽略不计，则下列说法正确的是( )
A. 电动机的输出功率为33WB. 电动机两端的电压为11V
C. 电流表A1示数为5AD. 交变电流的频率为50Hz
4.如图所示，边长为L正方形金属回路(总电阻为R)与水平面的夹角为60∘，虚线圆与正方形边界相切，虚线圆形边界内(包括边界)存在竖直向下匀强磁场，其磁感应强度与时间的关系式为B=kt(k>0且为常量)，则金属回路产生的感应电流大小为( )
A. kL2R
B. πkL24R
C. kL22R
D. πkL28R
5.如图所示，ABC为正三角形的三个顶点，A、B两点固定电荷量为+q的点电荷，C点固定电荷量为−q的点电荷，D、G、H分别为AB、BC和AC边的中点，O为正三角形的中心。下列说法正确的是( )
A. O点的场强大小为零
B. D与H两点的电势相同
C. 电子沿OH方向运动始终克服电场力做功
D. 从O点静止释放的质子将沿OH运动
6.如图所示，倾角α=30∘的斜面固定在水平地面上。质量分别为2kg、1kg的两物块A、B置于斜面上，质量为0.2kg的物块C穿在固定在地面上的光滑竖直杆上，A与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接，滑轮左侧的细线与斜面平行，滑轮右侧的细线与竖直方向的夹角β=60∘，A、B、C均处于静止状态，B的上表面水平，A与B、B与斜面之间的动摩擦因数均为 34，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，则( )
A. 细线对定滑轮的作用力大小为2N，方向竖直向下
B. B对斜面的摩擦力大小为11N，方向沿斜面向上
C. 剪断细线后，B对A的支持力的大小为18.75N
D. 剪断细线后，A、B之间摩擦力的大小为零
7.如图所示，波源O沿y轴做简谐运动，形成两列简谐横波，一列波在介质Ⅰ中沿x轴正方向传播，另一列波在介质Ⅱ中沿x轴负方向传播。t=0时刻完整波形如图所示，此时两列波分别传到x1=6m和x2=−4m处。t=1s时质点M位移不变，振动方向相反，已知波源振动周期大于1s。则( )
A. 波源的起振方向沿y轴负方向B. 介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波速之比为1：1
C. 介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波频率之比为2：3D. 介质Ⅱ中波的周期为1.5s
8.如图所示，绝缘水平面上固定有两根间距为L，足够长的平行光滑导轨(电阻不计)，导轨所在空间存在磁感应强度为B，范围足够大的匀强磁场。长度均为L，质量分别为ma=m、mb=2m两根导体a、b棒静置在导轨上，a的阻值是b的2倍。若在t=0时刻给a一个平行于导轨向左的初速度v0，不计运动过程中a和b的相互作用力，则下列说法错误的是( )
A. 整个运动过程中，导体棒b做加速度逐渐减小的加速运动，直至匀速运动
B. 整个运动过程中，通过导体棒b的电荷量为mv03BL
C. 整个运动过程中，导体棒a产生的焦耳热为29mv02
D. 整个运动过程中，导体棒b所受安培力的冲量大小为23mv0
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知( )
A. m甲m乙C. μ甲μ乙
10.如图甲所示，一足够长的木板静止在光滑的水平地面上，质量1kg的滑块(可视为质点)，置于木板中央。木板在一定时间内受到水平方向的恒定拉力F，其v−t图像如图乙所示。已知滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 0∼2s滑块的加速度大小为2m/s2
B. 拉力F的大小2N
C. 木板的质量为0.5kg
D. 为了使滑块不脱离木板，木板的长度至少为3m
11.宇航员飞到一个被稠密气体包围的某行星上进行科学探索。他站在该行星表面，从静止释放一个质量为m的物体，由于运动时气体阻力f(阻力与速度有关)的作用，其加速度随下落位移变化x的关系图象如图所示。已知该星球半径为R，万有引力常量为G，图中a0、x0为已知量。下列说法正确的是( )
A. 该行星的平均密度为3a04πGR
B. 卫星在距该行星表面高R处的圆轨道上运行的周期为8π 2Ra0
C. 阻力f和下落位移x的关系式可表示为f=ma0x0x
D. 物体下落过程中的最大速度为 a0x0
12.如图所示，在倾角为37∘的斜面上，轻质弹簧一端连接固定在斜面底端的挡板C上，另一端连接滑块A，一轻细绳通过斜面顶端的固定轻滑轮，一端系在滑块A上，另一端与小球B相连，细绳与斜面平行，斜面足够长。先用手托住小球B，此时弹簧刚好处于原长，滑块A刚要沿斜面向上运动。现在由静止释放小球B，不计轻绳与滑轮间的摩擦，小球B始终未落地。已知滑块A的质量为3kg，小球B的质量为5kg，弹簧的劲度系数为100N/m，滑块A与斜面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的弹性势能为EP=12kx2(k为劲度系数，x为弹簧的形变量)，取g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。下列说法正确的是( )
A. 释放小球B前手受到的压力为32N
B. 滑块A向上滑行0.32m时速度最大
C. 滑块A向上滑行时最大速度为 22m/s
D. 物体A向上滑行达到最大速度的过程中，细绳对滑块A做的功为8.75J
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某实验小组的同学利用如图1所示的双缝干涉实验装置测量光的波长。
(1)实验过程中，在光屏上得到了明暗相间的红色条纹，则下列说法正确的是______。
A.紧将红色滤光片换成绿色滤光片，条纹间距将变大
B.若取下滤光片在屏上可得到明暗相间的白色条纹
C.若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可以减小单缝到双缝的距离
D.若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可以换用两缝间距更大的双缝
(2)已知实验过程中观察到分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时，手轮的读数如图2所示；转动手轮，分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐时，手轮的读数如图3所示，则相邻两条亮条纹之间的距离为______ mm。
(3)已知双缝到光屏之间的距离为L=500mm，双缝之间的距离为d=0.4mm，则该红色光的波长为λ=______ nm。
14.如图所示，为某校科技社团成员设计的具有5个挡位的多用电表电路。其中E是电池，R1、R2、R3、R4是定值电阻，R5为滑动变阻器，G为灵敏电流计(Ig=100μA,Rg=990Ω)。为了测量多用电表内电池电动势和内阻，还备有电阻箱R。
(1)A端应该接______表笔(选填“红”或“黑”)。
(2)若直流电流挡有1mA和10mA两挡，则定值电阻R1=______Ω、R2=______Ω。
(3)将选择开关与“3”相连，R5的滑片到最下端b处，将两表笔A、B接在电阻箱上，调节电阻箱的阻值，采集灵敏电流计的读数I(国际单位)和变阻箱的读数R，在坐标纸上，以R为横轴，以______为纵轴，作出了一条不过原点的直线。若图线斜率为 k、纵截距为b，则多用电表内电池的电动势为______，内阻为______。(用k、b和已知数据表示)
四、简答题：本大题共4小题，共46分。
15.某巨型液化天然气LNG储罐安装穹顶时，为了保证不出现大的形变导致天然气泄漏，采用的是“气升顶”施工方案。如图，质量为m=3.75×105kg的球冠形穹顶与储罐壁间涂有密封材料，使穹顶上升时不漏气且可忽略二者之间的摩擦。施工时，用大功率鼓风机向储罐内泵入空气，使穹顶缓慢上升。安装完成后，储罐内空间可视为截面积S=3.75×103m2，高h=20m的圆柱体。已知大气压强为p0=1.01×105Pa，安装完成后罐内空气温度为27℃，标准状态(p0=1.01×105Pa,T0=273K)下空气密度为1.30kg/m3。
(1)穹顶缓慢上升时，储罐内空气压强为多大？
(2)鼓风机作业时需要泵入罐内空气的质量为多大(结果保留两位有效数字)？
16.如图，在竖直平面内，固定有一半径为R的34光滑圆弧轨道ABC，AB为圆弧轨道的水平直径，O为圆心，C为圆弧轨道的最高点。一质量为m的小球(可看成质点)从A点正上方H高处静止释放，小球运动过程中不计空气阻力，重力加速度大小g，求：
(1)为使小球能在ABC轨道上运动而不脱离轨道，H应该满足的条件；
(2)若H=0.9R，小球刚要脱离轨道时，小球距AB的高度h。
17.如图，水平桌面上有质量分别为mA=3m、mB=2m的两个物体A和B，某时刻A以大小为v0的速度向B匀速运动并与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短。碰撞后，A和B先后从桌面的右端滑出，并落在地面上的同一地点。A和B在运动过程中，速度始终与桌面的右边缘垂直，已知B与桌面间的摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
(1)B滑出桌面时的速度大小；
(2)B在桌面上运动过程中产生的热量；
(3)B与桌面右边缘的距离；
(4)A与B滑出桌面的时间间隔。
18.如图所示，平面直角坐标系xOy中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场。第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里，第二象限内磁场方向垂直纸面向外。第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子甲从点S(−l,−l2)以一定初速度释放，初速度方向与x轴正方向的夹角为θ=45∘，从点K(0,−l)垂直y轴进入第四象限磁场区域，然后从P(l,0)点垂直x轴进入第一象限，同时在p点释放一质量为m3、电量为q(q>0)、速度为3Bqlm的带电粒子乙，且速度方向垂直于x轴向上。不计粒子重力及甲、乙两粒子间的相互作用，求：
(1)甲粒子进入第四象限时的速度v0；
(2)匀强电场的大小E；
(3)粒子甲第n次经过y轴时，甲、乙粒子间的距离d；
(4)当甲粒子第一次经过y轴时在第二象限内施加一沿x轴负方向、电场强度大小与第三象限电场相同的匀强电场，求甲粒子的最大速度vm。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A.自由电子向N型一侧移动，N型一侧电势更低，故电流从P型一侧流出，回到N型一侧，故电流应该从下至上通过负载，故A错误；
B.发生光电效应的极限波长满足
hcλ=E
解得λ=hcE
故B错误；
C.太阳光强度越大，内光电效应释放的电子越多，向N型一侧移动的自由电子越多，两端电势差越大，电路中的电流越大，故增大太阳光的强度，通过负载的电流会变大，故C正确；
D.若要增加饱和电流，则需要增加光照强度，保持照射光的频率不变，故D错误。
故选：C。
A.根据自由电子积累情况判断N型的电势，再判断负载电流方向；
B.根据极限波长的公式进行推导判断；
C.根据光的强度越大，光电效应的电子数多少来判断负载电流的大小；
D.根据饱和光电流的影响因素进行分析解答。
考查光电效应的问题，会根据题意分析解决相关问题。
2.【答案】B
【解析】解：A、设5s时甲车的速度为v，乙车的初速度为v0。
依题意，4s时两车同时经过公路旁的同一个路标，5s时甲车超前乙车2m，可知4−5s内甲车的位移比乙车的大2m，即可有：x甲−x乙=2m
结合速度-时间图像与时间轴所围的面积表示位移，可得：v×12m=2m，可得v=4m/s
由三角形相似法可得：v0v=45−4，可得：v0=16m/s
在0∼4s内，乙车与甲车的位移之差为Δx=16×42m=32m，结合4s时两车同时经过公路旁的同一个路标，则知t=0时，两车相距32m，故A错误；
B、根据v−t图像的斜率表示加速度，可得甲、乙两车的加速度大小之比为a甲：a乙=45：165=1：4，故B正确；
C、在0∼4s内，甲车的位移大小为x甲1=12a甲t2=12×45×42m=6.4m，故C错误；
D、在3∼5s内，两图线与时间轴所围的面积相等，则两车通过的位移相等，故D错误。
故选：B。
速度-时间图像与时间轴所围的面积表示位移，根据4s时两车同时经过公路旁的同一个路标，5s时甲车超前乙车2m，可知4−5s内甲车的位移比乙车的大2m，求出5s时甲车的速度，由几何关系求乙车的初速度，再求0−4s内两车位移之差，即可得到t=0时两车间的距离。根据图像的斜率等于加速度来求解加速度大小之比。根据“面积法”分析在3∼5s内两车位移关系。
解答本题时，要理解v−t图像的物理意义，知道v−t图像与时间轴所围的面积表示位移，图像的斜率表示加速度。
3.【答案】A
【解析】解：AB、根据变压比公式U1U2=n1n2，解得U2=44V，电动机的输出功率为P出=U2I2−I22r=44×1W−12×11W=33W，故A正确，B错误；
C、根据变流比公式I1I2=n2n1，解得I1=0.2A，故C错误；
D、根据f=ω2π=50π2πHz=25Hz，故D错误；
故选：A。
根据变压比公式以及电动机输出功率即可分析AB选项；再根据变流比公式求解原线圈电流；由频率与角速度之间的关系求解频率。
本题关键是明确变压器的变压比公式和变流比公式，知道电动机是非纯电阻电路，输出功率为P出=U2I−I2r，基础题。
4.【答案】D
【解析】解：根据法拉第电磁感应定律可知回路产生的感应电动势为：E=ΔBΔtS=kπ(L2)2cs60∘=kπL28
由闭合电路欧姆定律可知金属回路产生的感应电流大小为：I=ER=kπL28R，故ABC错误，D正确。
故选：D。
先根据法拉第电磁感应定律计算感应电动势，再由闭合电路欧姆定律计算感应电流即可。
本题考查学生对法拉第电磁感应定律的理解，还涉及到闭合电路欧姆定律等相关知识，是一道小型综合题。
5.【答案】C
【解析】解：A、假设在O点放一个正的试探电荷，根据电荷之间的相互作用可知，正试探电荷受到的合力沿OC方向，即O点的场强不为零，故A错误；
B、相对于H点而言，D点离正电荷较近，离负电荷较远，则D点的电势大于H点的电势，故B错误；
C、A、C两个电荷在OH线上产生的电势之和为零，而B点电荷在OH上的电势逐渐降低，电子带负电，所以电子的电势能逐渐增大，根据功能关系可知电子克服电场力做功，故C正确；
D、从O点静止释放的质子会沿着OC的方向运动，故D错误；
故选：C。
理解点电荷周围的场强和电势的分布特点，结合各自的合成特点分析出不同位置的场强和电势的关系，结合电势能的计算公式和功能关系完成分析。
本题主要考查了点电荷周围的场强分布特点，熟悉点电荷周围的场强和电势的特点，结合电势能的计算公式即可完成分析。
6.【答案】C
【解析】解：A.依题意有，以C为研究对象对其受力分析，设绳子张力为T，杆对C的作用力为N，则有
Tcsβ=mCg
解得
T=4N
两绳子的夹角为120*，则细线对定滑轮的作用力大小为
F=T=4N
方向竖直向下，故A错误；
B.对A、B整体，根据共点力平衡条件有
T+f=(mA+mB)gsinα
解得
f=11N
斜面对B的摩擦力方向沿斜面向上，根据牛顿第三定律可知B对斜面的摩擦力沿斜面向下，故B错误；
CD.将A、B视为整体，剪断细线后，假设水平方向上没有相对滑动，则有共同的加速度沿斜面下滑，设为a，
(mA+mB)gsinα−μ(mA+mB)gcsα=(mA+mB)a
解得
a=1.25m/s2
则在竖直和水平方向的分加速度为
ay=asin30∘，ax=acs30∘
设B对A的支持力为N′，根据牛顿第二定律有
mAg−N′=mAay
解得
N′=18.75N
水平方向的摩擦力为
f=mAax=5
解得f=5 34Nk乙，故m甲>m乙
由于μ甲m甲g=μ乙m乙g，故μ甲