山东省济南市历城二中高三2024年6月高考打靶考试物理试题及答案

这是一份山东省济南市历城二中高三2024年6月高考打靶考试物理试题及答案，共6页。

历城二中打靶考试物理试题 2024.5
一、单选题（每题只有 1 个正确选项，共 8 题，每题 3 分，共 24 分）
1.扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓，分离仓右端有 一鼓风机提供稳定气流，从而将谷物中的秕粒 a（秕粒为不饱满的谷粒，质量较轻）和饱粒 b 分开。若
所有谷粒进入分离仓时，在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力相同。下图 中 a 、b 谷粒的轨迹和相应谷粒在分离仓内所受的合外力 Fa 、 Fb 可能正确的是 ( )
甲 乙
A.a 、b 两质点振动的相位差为π
A. B. C. D.
B. t = s 时，质点 a 的位移仍为8·i2cm ，且速度方向向下
C.健身者抖动绳子端点，经过 5s 振动恰好传到 P 点
D.健身者增大抖动频率，振动从绳子端点传播到 P 点的时间将会减少
5.物体 A、B 放置在粗糙的水平面上，若水平外力以恒定的功率 P 单独拉着物体 A 运动时，物体 A 的最
2.某同学在室外将一个吸管密封在一空矿泉水瓶瓶口，并在吸管口蘸上肥皂液，将瓶子从寒冷的室外转
移到温暖的室内，他看到在吸管口出现了若干个泡泡。将矿泉水瓶内的气体看作理想气体，不考虑矿泉 水瓶的热胀冷缩。下列说法正确的是 ( )
大速度为 v1 ；若水平外力仍以恒定的功率 P 拉着物体 A 和物体 B 共同运动时，如图所示，物体 A 和物
A.瓶内气体分子做无规则热运动的速率都增大
体B 的最大速度为v2 。空气阻力不计，在物体A 和B 达到最大速度时作用在物体B 上的拉力功率为( )
B.气体从室内吸收的热量等于气体膨胀对外做的功
C.瓶内气体的平均密度变小
D.瓶内气体做等容变化
3.在空间站中，宇航员长期处于失重状态，为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间 站，如图所示。圆环旋转舱绕中心匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表
A. v1 P B. v2 P C. v1 - v2 P D. v1 + v2 P
v2 v1 v1 v1
面时相同大小的支持力，宇航员可视为质点。下列说法正确的是 ( )
A.宇航员相对自身静止释放一小球，小球将悬浮在空间站中相对空间站静止
B.旋转舱的半径大小和转动角速度乘积是定值
C.宇航员在旋转舱与旋转中心之间的连接舱中时和在地球上感受相同
D. 以旋转中心为参考系，宇航员在环形旋转舱的加速度大小等于地球表面重力加速度
4.“战绳 ”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图甲所示，健身者把两根相同绳子的一端固 定在 P 点，用双手分别握住绳子的另一端， 以 2Hz 的频率开始上下抖动绳端， t = 0 时，绳子上形成的
简谐波的波形如图乙所示，a 、b 为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的倍，
此时质点 a 的位移为 82cm 。已知绳子长度为 20m ，下列说法正确的是 ( )
6.琉璃灯表演中有一个长方体玻璃柱，如图所示，底面是边长为 a 的正方形，高为 2a。 在玻璃柱正中央竖直固定一长为 a 的线状光源，向四周发出红光。已知玻璃柱的材料对
红光的折射率为 ·2 ，忽略线状光源的粗细，则玻璃柱一个侧面的发光面积为 ( )
( 4 , ( 8 , ( 4 ,
A. (|1 + π )| a2 B. (|1 + 5π)| a2 C. (|1 + 3π)| a2 D. 2a2
7.如图所示，斜面的倾角为θ, 轻质弹簧的下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位 于 B 点。一质量为 m 的物块从斜面 A 点由静止释放，将弹簧压缩至最低点 C（弹簧在弹性限度内），后 物块刚好沿斜面向上运动到 D 点。已知斜面 B 点上方粗糙，下方光滑，物块可视为质点，
AB = 2BC = 2L ， AB = 3BD ，重力加速度为 g，弹簧弹性势能与形变量的关系 Ep = kx2 （其中k
为劲度系数，x 为形变量）。下列说法中正确的是 ( )
A.物块与斜面粗糙部分间的动摩擦因数
B.弹簧的劲度系数 k 为
C.小球动能的最大值为mgL sinθ
D.弹簧弹性势能的最大值为mgLsinθ
8.如图甲，足够长木板静置于水平地面上，木板右端放置一小物块。在 t = 0 时刻对木板施加一水平向右 的恒定拉力 F，作用 1s 后撤去 F，此后木板运动的 v — t 图像如图乙。物块和木板的质量均为1kg ，物
块与木板间及木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g = 10m/s2 ，下列说
法正确的是 ( )
A.拉力 F 的大小为 24N
B.物块与木板间的动摩擦因数为 μ = 0.4
C. t = 2s 时物块的速度减为 0
D.物块最终停止时的位置与木板右端间的距离为 3m
二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中， 有多项符合题目要求。全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
9.如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P3 是可移动的滑动触头，A、 B 端与滑动变阻器 R1 串联后接正弦交流电源，输出端接两个相同的灯泡 L1 、 L2 和滑动变阻器 R2 。当
开关 S 闭合，输入端接u = 220cs100πt (V ) ， P1 、 P2 、 P3 处于如图所在的位置时，两灯均正常
发光。下列说法正确的是 ( )
A.流过灯泡 L1 的电流方向每秒改变 100 次
B.AB 两端电压为 220V
C.若仅将 P1 向左移动， L1 将变暗
D.若 P1 在最左端，然后将 P3 逆时针转动的过程中适当将 P2 向右移动， L1 亮度可能不变
10.如图，容积为V0 的汽缸竖直放置，导热良好，右上端有一阀门连接抽气孔。汽缸内有一活塞，初始
时位于汽缸底部 高度处，下方密封有一定质量、温度为 T0 的理想气体。现将活塞上方缓慢抽至真空 并关闭阀门，然后缓慢加热活塞下方气体。已知大气压强为 p0 ，活塞产生的压强为p0 ，活塞体积不
计，忽略活塞与汽缸之间摩擦。则在加热过程中 ( )
A.开始时，活塞下方体积为V0
B.温度从T0 升至1.5T0 ，气体对外做功为p0 V0
C.温度升至 2T0 时，气体压强为p0
D.温度升至 3T0 时，气体压强为p0
11.如图所示，实线是某实验小组研究平抛运动得到的实际轨迹。实验中，小球的质量为 m ，水平初速度 为v0 ，初始时小球离地面高度为h 。已知小球落地时速度大小为 v ，方向与竖直面成θ角，小球在运动 过程中受到的空气阻力大小与速率成正比，比例系数为k，重力加速度为 g 。下列说法正确的是 ( ) A.小球落地时重力的功率为mgv csθ
B.小球下落的时间为
mv sinθ+ kh
mg
C 小球下落过程中的水平位移大小为 m (v0 — v sinθ)
. k
D.小球下落过程中空气阻力所做的功为 m (v2 — v)— mgh
12.如图，两根足够长的光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为 2L 和 L ， OO, 左侧是电阻不计的金属导轨，右侧是绝缘轨道。 OO, 左侧处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大 小为 B0 ；OO, 右侧以 O 为原点，沿导轨方向建立 x 轴，沿 Ox 方向存在分布规律为 B = B0 + kx(k > 0)
的竖直向下的磁场（图中未标出）。一质量为 m、阻值为 R、三边长度均为 L 的 U 形金属框，左端紧靠 OO, 静置在绝缘轨道上（与金属导轨不接触）。导体棒 a 、b 质量均为 m ，电阻均为 R ，分别静止在立柱左右 两侧的金属导轨上。现同时给导体棒 a ，b 大小相同的水平向右的速度v0 ，当导体棒 b 运动至 OO, 时，
导体棒 a 中已无电流（a 始终在宽轨上）。导体棒 b 与 U 形金属框碰撞后连接在一起构成回路，导体棒 a 、b 、金属框与导轨始终接触良好，导体棒 a 被立柱挡住没有进入右侧轨道。下列说法正确的是 ( )
A.导体棒 a 到达立柱时的速度大小为 v0
B.导体棒 b 到达 OO, 时的速度大小为 v0
C.导体棒 b 与 U 形金属框碰撞后连接在一起后做匀减速运动
5k2L4
D.导体棒 b 与 U 形金属框碰撞后，导体棒 b 静止时与 OO, 的距离为 12mv0R
三、实验题（13 题 6 分，14 题 8 分，共 14 分）
13.（6 分）如图（a）所示，某学生小组设计了一个测量重力加速度的实验。实验器材主要有光电门、 下端悬挂砝码的栅栏、安装杆、夹子等。栅栏由不透明带和透明带交替组成，每组宽度（不透明带和透 明带宽度之和）为 5cm ，栅栏底部边缘位于光电门的正上方。开始实验时，使砝码带动栅栏从静止开
始自由下落，每当不透明带下边缘刚好通过光电门时，连接的计算机记下每个开始遮光的时刻tn ，第 n
组栅栏通过光电门的平均速度记为vn ，所得实验数据记录在右表中。（答题结果均保留 3 位有效数字）
图（a） 图（b）
（1）完善表中第 3 行缺失的数据，分别为 和 ；
（2）图（b）是根据表中数据所作的 vn — t 图线，则当地重力加速度为 m/s2 。
14.（8 分）某科技小组设计了一款测量水库水位系统，包括电路系统和绝缘材料制作的长方体仪器，正 视图如图甲所示。仪器内部高 H = 10m ，左右两侧壁铺满厚度、电阻均可忽略的电极板 A 、B 。仪器底
部内侧是边长为L = 20cm 的正方形，中间有孔与水库连通。将仪器竖直固定在水中，长方体中心正好 位于每年平均水位处，此高度定义为水库水位 0m ，建立如图甲右侧坐标系。每隔一段时间，系统自动 用绝缘活塞塞住底部连通孔。
甲
（1）为了测量水库中水的电阻率，该小组使用多用电表测量水库水位为 0m时的电阻。小组同学首先 将多用电表的选择开关旋至×100 倍率的欧姆挡，欧姆调零后测量时发现指针偏转角度过大，则应将倍
率换为 （填“ × 1k ”或“ × 10 ”）。测量完成后，再通过电阻定律可得 R =
（用ρ 、H 表示），最终计算出此处水的实际电阻率为 P = 600Ω . m 。
（2）小组同学设计的测量电路如图乙所示。电源电动势为 E = 1.5V ，电源、电流表内阻均不计，要求
能够测量出最高水位，根据（1）中测量的电阻率计算电流表量程至少为 mA 。
乙
（3）小组同学对设计电路进行了思考和讨论，以下说法正确的是
A.若电流表的内阻不可忽略，则测量的水位值比真实值偏大
B.无论电源、电流表内阻是否可以忽略不计，电流表改装的水位刻度都是均匀的
C.若电流表的内阻不可忽略，且水库水位为 5m时电流表满偏，则当电流表半偏时水库水位高于平均水 位
四、解答题（15 题 7 分，16 题 9 分，17 题 14 分，18 题 16 分，共 46 分）
n
tn / s
t = tn — tn — 1
vn / (m . s—1 )
tn + tn — 1
t =
2
1
6.4280
2
6.4689
0.0409
1.22
6.4485
3
6.5007
6.4848
4
6.5275
0.0268
1.87
6.5141
5
6.5513
0.0238
2.10
6.5394
6
6.5730
0.0217
2.30
6.5622
7
6.5929
0.0199
2.51
6.5830
15.（7 分）极紫外线广泛应用于芯片制造行业，如图甲所示，用波长λ= 110nm 的极紫外线照射光电 管，恰好能发生光电效应。已知普朗克常量 h = 6.6 × 10—34 J . s ， 1nm = 10—9 m ， 1eV = 1.6 × 10—19 J ， c = 3 × 108 m / s 。
图甲 图乙 图丙
（1）求阴极 K 材料的逸出功W0 ；
（2）图乙是氢原子的能级图，若大量处于 n =4 激发态的氢原子发出的光照射阴极 K ，灵敏电流计 G 显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得电流计示数 I 与电压表示数 U 的关系图像如图丙，则图丙中
Uc 的大小是多少？
16.（9 分）如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在桌面左端，另一端 与小球 A 拴接。开始时，小球 A 用细线跨过光滑的定滑轮连接小球 B ，桌面上方的细线与桌面平行，
系统处于静止状态，此时小球 A 的位置记为 O，A 、B 两小球质量均为 m 。现用外力缓慢推小球 A 至弹
簧原长后释放，在小球 A 向右运动至最远点时细线断裂，已知弹簧振子的振动周期T = 2兀 · , 弹簧
的弹性势能 Ep = kx2（x 为弹簧的形变量），重力加速度为 g，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内。
求：
（1）细线断裂前瞬间的张力大小 FT ；
（2）从细线断裂开始计时，小球 A 第一次返回 O 点所用的时间 t；
（3）细线断裂后，小球 A 到达 O 点时的速度大小。
17.（14 分）如图所示， xOy 平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场（未画出）， 第二象限存在沿 x 轴正方向的匀强电场 E0 ，第四象限交替分布着沿 —y 方向的匀强电场和垂直 xOy 平
2
面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为 L ，边界与y 轴垂直，电场强度 E = ，磁感应强度分别
为 B 、2B 、3B … … ，其中B = 。一质量为 m 、电量为+q 的粒子从点M(—L，0) 以平行于y 轴的初
速度v0 进入第二象限，恰好从点 N(0，2L) 进入第一象限，然后又垂直 x 轴进入第四象限，多次经过电 场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求：
（1） 电场强度E0 的大小；
（2）粒子在第四象限中第二次进入电场时的速度大小及方向（方向用与y 轴负方向夹角的正弦表示）；
（3）粒子在第四象限中能到达距 x 轴的最远距离。
18.（16 分）如图所示，光滑水平轨道上放置质量为 m 的长板 A ，质量为 3m 的滑块 B（视为质点）置 于 A 的左端，A 与 B 之间的动摩擦因数为 μ; 在水平轨道上放着很多个滑块（视为质点），滑块的质量
均为 2m ，编号依次为 1 、2 、3 、4 、 …、n 、 … 。开始时长板 A 和滑块 B 均静止。现使滑块 B 瞬间获得 向右的初速度v0 ，当 A 、B 刚达到共速时，长板 A 恰好与滑块 1 发生第 1 次弹性碰撞。经过一段时间， A ，B 再次刚达到共速时，长板 A 恰好与滑块 1 发生第 2 次弹性碰撞，依次类推… ；最终滑块 B 恰好没 从长板 A 上滑落。重力加速度为 g，滑块间的碰撞均为弹性碰撞，且每次碰撞极短，求：
（1）开始时，长板 A 的右端与滑块 1 之间的距离 d1 ；
（2）滑块 1 与滑块 2 之间的距离 d2 ；
（3）长板 A 与滑块 1 第 1 次碰撞后，长板 A 的右端与滑块 1 的最大距离；
（4）长板 A 的长度。
历城二中打靶考试物理试题 参考答案 2024.5
1.B 2.C 3.D 4.B 5.C 6.A 7.C 8.D 9.AD 10.AD
11.ACD 12.BD
13.（6 分）（1）0.0318 1.57 （2）9.69（9.60~9.80）
14.（8 分） × 10 25 C
15.（7 分）（1）设波长为110nm 的极紫外线的波长为λc ，逸出功W0 = hvc 1 分
分频率vc = 1 分
代入数据解得 W0 = 1.8 × 10—18 J 或W0 = 11.25eV 1 分
（2）能量最大的光子 hvm = E4 — E1 = 12.75eV 1 分
由光电效应方程 Ekm = hvm —W0 = 1.5eV 1 分
1 分
遏止光压必须满足 Ekm = eUc
解得 Uc = 1.5V 1 分
1 分
16.（9 分）（1）A 静止于 O 点平衡时 kx0 = mg
A 、B 组成的简谐振动中，振幅为 A = x0 = 1 分
k. 2x0 — FT = ma
由对称性，小球 A 向右运动至最远点时，对 A 有
对 B 有 FT — mg = ma 1 分
联立解得 FT = mg 1 分
A/ 2 2mg
= x0 = k
（2）细线断裂后 A 球单独做简谐振动，振幅变为
则 A 球单独做简谐振动的振动方程为 xA = A/ cs t = cs t
当小球 A 第一次返回 O 点时 有 x/ = 2mg cs 2兀 t = x = mg
, A k T 0 k
可得 t = T = 兀 m 1 分
6 3 \ k
（3）细线断裂后，小球 A 到达 O 点时， mv = 2x0 )2 — 0 )2 1 分
解得 v0 = · 1 分
17.（14 分）（1）粒子在第二象限类平抛，水平方向 L = at2 1 分
竖直方向有 2L = v0t 1 分
由牛顿第二定律有 qE0 = ma 1 分
2
联立解得 E = mv0 1 分
0 2qL
0
（2）设粒子经过 N 点时， tan α = ， vx = at 1 分
vN = ·v + v = ·v0 ，θ= 45 1 分
穿过 x 轴下方第一个电场过程 EqL = mv — mv 1 分
解得 v1 = 2v0 1 分
2
在 x 轴下方第一个磁场中 Bqv1 = m 1 分
解得 R1 = 14L
根据几何关系可得 sinθ= = 1 分
（3）粒子在第 n 个磁场中下边界时，速度方向平行于 x 方向，
1 2 1 2
由动能定理有 nEqL = 2 mvn — 2 mvN 1 分
从进入第四象限开始到第 n 个磁场，水平方向上
由动量定理累计得 qB(1+ 2 + 3 + …+ n)L = mv n 1 分
联立解得 ·、i2n + 2 = ，解得 n = 7 1 分
则粒子离 x 轴最远距离为 2nL = 14L 1 分
18.（16 分）（1）对 A 、B 系统 3mv0 = (m + 3m)v10 1 分
对 A μ .3mgd1 = mv0 1 分
解得 d1 = 1 分
（2）长板 A 与滑块 1 发生第 1 次弹性碰撞过程有 mv10 = mvA1 + 2mv1 1 分
mv0 = mv1 + × 2mv 1 分 结合上述解得 vA1 = — v0 ， v1 = v0
A 、B 第二次达到相同速度有 3mv10 + mvA1 = (m + 3m)v20 1 分
对 A 分析有 μ .3mgd2 = mv0 — mv1 1 分
解得 1 分
（3）A 、B 发生相对运动过程中的加速度大小分别为 aA = = 3μg aB = = μg 1 分
从 1 第一次被碰后到 1 碰 2 ，历时为 t12 = = 1 分
A 的速度反向减速到 0 ，历时为 tA = = 1 分
tA > t12 ，即 A 的速度减小到 0 时，A 距 1 最远，A
最远距离为 xmax = d2 + 1 分
2
解得 x = v0 1 分
max 24μg
（4）A 与 1 第二次碰撞有 mv20 = mvA 2 + 2mv2
mv0 = mv2 + × 2mv
结合上述解得 vA 2 = — v0 ， v2 = v0 ， v20 = v10
( 2 )n—1
依次类推有 vn = |( 3 ,| v10
n 3 ( 3 ,
vA = — 1 × (| 2 )|n—1 v10 (n = 1, 2, 3…) 1 分
A\B 的相对加速度为 a = 4μg
( 3 , ( 3 , ( 3 ,
第 n 次碰后相对速度为 vn相对 = vn + vAn = |(1 + 1 )| × (| 2 )|n—1 v10 = |( 2 )|n—1 v0
第 n 次碰后，B 在 A 上滑行的路程为
2a 8μg ( 9 ,
ln = v相对 = v (| 4 )|n—1 (n = 1, 2, 3…)
8μg ( 9 , 40μg
第无穷次碰后，B 在 A 上滑行的路程为 l = v (|1 — 4 )|—1 = 9v 1 分
所以，木板的长度为 L = + l
1 分
解得
L = 7v
20