黄金卷02-【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（山东卷专用）（解析版）

【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（山东卷专用）黄金卷02（考试时间：90分钟试卷满分：100分）一、选择题：本题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。单选题每小题3分，多选题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。1．地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路马上报警。如图乙所示，光线放射器内大盘处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子能量范围是1.62eV～3.11eV，下列说法正确的是（）

A．光线放射器中发出的光有两种为可见光B．题述条件下，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54eVC．题述a光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光D．若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能变小【答案】B【解析】A．光线放射器中发出的三种光子的能量分别为：E1=-1.51eV-（-13.6）eV=12.09eVE2=-3.40eV-（-13.6）eV=10.2eVE3=-1.51eV-（-3.40）eV=1.89eV可知光线放射器中发出的光只有一种为可见光，故A错误；B．依据光电效应方程可知E1=W0+Ekm光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为Ekm=12.09eV-2.55eV=9.54eV故B正确；C．a光遏止电压小于b光遏止电压，由E=W0+Ekm，得a光子能量小于b光子能量，则题述a光子能量等于E2，为氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光，故C错误；D．部分光线被遮挡，不转变光子能量，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，故D错误。故选B。2．洛希极限是19世纪法国天文学家洛希在争辩卫星状理论中提出的一个使卫星解体的极限数据，即当卫星与行星的距离小于洛希极限时，行星与卫星间的引力会使卫星解体分散。洛希极限的计算公式其中k为常数，ρ'、ρ分别为行星和卫星的密度，R为行星的半径。若一颗行星的半径为R0，该行星与卫星的近地卫星周期之比为a，则行星与该卫星间的洛希极限为（  ）A． B． C． D．【答案】A【解析】对于质量为m的近地卫星，由万有引力供应向心力有由密度公式联立解得所以密度与其近地卫星环绕周期平方成反比，再由解得故选A。3．如图所示，a、b两束光以相同的入射角射入长方体形玻璃砖中，两束出射光在平行于玻璃砖的屏上形成M、N两个光斑，已知a光折射光线的侧移量大于b光折射光线的侧移量。下列说法正确的是（）

A．在真空中，a光的波长更长B．在真空中，a光光子的动量更大C．若a、b两束光在屏上会聚于一点，可发生干涉现象D．若a、b两束光分别通过同一个狭缝，则a光形成的中心亮条纹更宽【答案】B【解析】C．由题意和图可知，玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故a光的频率大于b光的频率，两束光会聚于一点，不行能发生干涉现象，C错误；AD．依据可知，在真空中a光的波长较短，依据条纹间距关系可知，若a、b两束光分别通过同一个狭缝，则a光形成的中心亮条纹更窄，A、D错误；B．由可知，在真空中a光光子的动量更大，B正确。故选B。4．中空的圆筒形导体中的电流所产生的磁场，会对其载流粒子施加洛伦兹力，可用于设计能供应平安核能且燃料不虞匮乏的核融合反应器。如图所示为筒壁很薄、截面圆半径为R的铝制长直圆筒，电流I平行于圆筒轴线稳定流淌，均匀通过筒壁各截面，筒壁可看作n条完全相同且平行的均匀分布的长直载流导线，每条导线中的电流均为，n比1大得多。已知通电电流为i的长直导线在距离r处激发的磁感应强度，其中k为常数。下列说法正确的是（）A．圆筒内部各处的磁感应强度均不为0B．圆筒外部各处的磁感应强度方向与筒壁垂直C．每条导线受到的安培力方向都垂直筒壁向内D．若电流I变为原来的2倍，每条导线受到的安培力也变为原来的2倍【答案】C【解析】A．圆筒轴线处的磁场为n条通电导线激发磁场的矢量和，由安培定则和对称性可知，圆筒轴线处的磁场刚好抵消，磁感应强度为0，故A错误；B．各条通电导线在圆筒外部P处激发的磁场如图所示由对称性可知，合磁场方向在垂直轴线的平面内且与筒壁切线平行，故B错误；C．某条通电导线受到的安培力是受除它之外的条通电导线激发的合磁场施加的，由对称性可知通电导线处合磁场沿圆周切线方向，由左手定则推断，这条通电导线受到的安培力垂直筒壁方向指向轴线，故C正确；D．若电流I变为原来的2倍，由磁场的叠加，某条通电导线所在处的磁感应强度变为原来的2倍，由安培力公式，可知通电导线受到的安培力变为原来的4倍，故D错误。故选C。5．如图所示电路图，电源电动势E=3V，内阻r=1Ω，电阻箱初始电阻值R1=3Ω，定值电阻R2=2Ω，R3=1Ω，电容器电容C=6μF。当开关S闭合时，电容器内的带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是（）A．当电阻箱R1变大时，带电微粒将向下加速运动B．当开关S由闭合到断开时，电容器上的电荷量增加了C．将电容器两极板距离增大时，流过电流表的电流方向从b到aD．R1增大时，R1上的功率肯定减小【答案】D【解析】A．当开关S闭合时，电容器内的带电微粒恰好处于静止状态，则当电阻箱R1变大时,依据“串反并同”，两端的电压变大，电容器的电压变大，依据可知增大，粒子向上加速运动，A错误；B．开关S闭合时，干路电流为路端电压为流过电阻的电流为电容器两端的电压为电容器所带电荷量为开关S断开时，流过电阻的电流为电容器两端的电压为电容器所带电荷量为电容器上的电荷量增加量为B错误；C．将电容器两极板距离增大时，依据可知，电容器的电容减小，依据可知电容器带电量减小，电容器放电，又由于下极板带负电，所以流过电流表的电流方向从a到b，C错误；D．电路的外电阻为由于，依据电源的输出功率与外电阻的关系，如图可知，当增大时，电源的输出功率减小，依据依据“串反并同”，可知路端电压是增大的，、串联支路的功率在增大，所以R1上的功率肯定减小，D正确。故选D。6．利用电磁打点计时器可形成驻波。如图，连接电磁打点计时器的沟通电源频率为50Hz，一条弹性绳左端连接电磁打点计时器的振片，右端过支架的P点挂一重物M。振片的振动能在绳中形成向右传播的一列机械波，该波在P点反射后能产生向左传播的机械波，两列机械波的频率、振幅均相等，此时在绳中形成驻波，如图所示。A、C质点始终静止不动，B、D质点振幅最大，其余各质点振幅依次变化，已知质点平衡位置间距离，E质点的平衡位置在A、B两质点的平衡位置之间。时刻，D质点正处于波谷，下列说法正确的是（

）A．两列波的波长均为2.4mB．两列波的波速均为120m/sC．时，E质点正位于平衡位置向上运动D．时，B质点正位于平衡位置向下运动【答案】D【解析】A．B、D是相邻的振动加强点，若其中一个点是波峰与波峰相遇的位置，则另一个点是波谷与波谷相遇的位置，可知B、D平衡位置间距离为，可得λ=4.8m故A错误；B．依据波速的公式，有v=λf=4.8×50m/s=240m/s故B正确；CD．依据题意可知t=0时刻，D点处于波谷，是波谷与波谷相遇处，则B是波峰与波峰相遇处，再经极短时间E点参与两列波的振动，速度分别为v1，v2，t=0时刻v1、v2大小相等方向相反，合速度为零，E处于波峰，经极短时间后合速度向下，E向下振动，则经时间B和E均正位于平衡位置向下运动，故C错误，D正确。故选D。7．所示，足够长的倾斜传送带与水平方向夹角为37°，以大小为的速率顺时针匀速转动，两质量均为m的物块A、B连接在不行伸长的轻绳两端，并绕过光滑的定滑轮，其中物块A在传送带顶端，物块B竖直悬挂，物块与传送带的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。且给两物块相同速率，A物块初速度沿传送带向下，B物块速度竖直向上，且，下列能正确反映A物块在传送带上运动的图像是（，以沿传送带向下为正方向）（）A． B．C． D．【答案】D【解析】A物块相对传送带向下运动时，由牛顿其次定律可得当与传送带共速后，要保持匀速向上运动，则需要的静摩擦力但最大静摩擦力为故物块会相对传送带向上滑动，此时直到从传送带上端滑出。故选D。8．如图所示，轻弹簧左端固定在墙壁上，右端拴接质量为的物块，初始时弹簧处于原长状态，物块静止在地面上，其左侧地面光滑，右侧地面粗糙．质量为的物块从距离物块为的位置以大小为的初速度向运动，并以大小为的速度与发生碰撞（碰撞时间极短），碰后物块静止。两物块均可视为质点，重力加速度为，则（）

A．物块与地面间的动摩擦因数为B．两物块第一次碰撞损失的能量为C．弹簧的最大弹性势能为D．物块最终停止在其初始位置的右侧【答案】B【解析】A．依据题意，B运动过程中，由动能定理有解得故A错误；B．由于碰撞时间极短，则碰撞过程系统动量守恒，则有解得则两物块第一次碰撞损失的能量为故B正确；C．依据题意可知，碰撞之后，物块A和弹簧组成的系统机械能守恒，当物块A的动能为0时，弹簧的弹性势能最大，由机械能守恒定律有故C错误；D．依据题意，由上述分析可知，物块B由初位置运动到物块A静止的位置，动能减小了由于碰撞过程中动能损失，则物块B经过2次与物块A的碰撞，动能肯定小于，由动能定理可知，物块最终肯定停止在其初始位置的左侧，故D错误。故选B。9．物理教育家朱正元教授曾说过“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做试验”。同学们用生活中的常见的道具设计了形形色色的小试验，下列关于试验的原理说法正确的有（

）A．如图(a)所示，甲同学制作的“花藤”，书页之间交叉放置，不需要胶水，而下方的书并未由于自身重力而脱离，是由于书本之间具有静摩擦力B．如图(b)所示，乙同学用吸墨纸制作的“纸蛇”，当他在蛇的褶皱上滴一滴水之后，纸蛇渐渐向前动了起来。这是由于纸纤维的毛细作用使得水发生布朗运动现象，从而让纸蛇的褶皱也随之扩开放来C．如图(c)所示，丙同学制作的“彩虹糖旋风”，在玻璃容器里放置少量液体，色素渐渐溶于水，呈现出图片中的状态，这是分子运动引起的集中现象导致的D．如图(d)所示，辉光球在其四周形成了一不均匀的电场，丁同学利用辉光球“点亮”了日光灯灯管，这是感应起电现象。【答案】AC【解析】A．书页之间交叉放置，相互挤压，并产生静摩擦力，从而阻碍下方的书掉落，故A正确；B．纸是由纤维构成的，纤维之间的缝隙很小，形成了大量的毛细管，当纸与水接触后，水通过毛细作用快速浸润到纸的纤维缝隙中，转变纸的张力，从而让纸蛇的褶皱也随之扩开放来，而布朗运动是指悬浮在液体或气体中的布朗微粒的无规章运动，故B错误；C．在玻璃容器里放置少量液体，色素渐渐溶于水，这是分子无规章运动引起的集中现象导致的，故C正确；D．辉光球四周存在强电场，当日光灯靠近辉光球时，在日光灯两端产生高压，使日光灯中的稀有气体电离，从而发光，这种现象和静电感应无关，故D错误。故选AC。10．如下图所示的家用燃气炉架有四个爪，若将总质量为m的锅放在炉架上，忽视爪与锅之间的摩擦力，设锅为半径为R的球面，下列说法正确的是（）

A．每个爪对锅的弹力方向竖直向上B．每个爪与锅之间的弹力大于C．R越大，燃气炉架对锅的弹力越大D．R越大，燃气炉架对锅的弹力越小【答案】BD【解析】A．依据弹力的特点可知每个爪对锅的弹力方向沿接触点指向球心方向，故A错误；B．设每个爪与锅之间的弹力F方向与水平方向夹角为，竖直方向依据平衡条件有解得故B正确；CD．设正对的一对爪之间的距离为，可知结合前面分析得由于d不变，故可知当R越大时，F越小，故C错误，D正确。故选BD。11．如图所示，真空中有一正方体，在正方体的顶点处分别固定一个电荷量相等的正点电荷，则下列说法正确的是（）

A．B点和点的电势相等B．B点和D点的场强相同C．若有一个电子以某一初速度射入该空间中，可能做匀变速运动D．若有一个电子以某一初速度射入该空间中，可能做匀速圆周运动【答案】AD【解析】A．由两个等量同种点电荷四周电势的对称性可知，顶点、处的电势相等，故A正确；B．由电场叠加和对称性可知，顶点B、D处的电场强度方向不同，则B点和D点的场强不同，故B错误；C．两个正点电荷形成的电场不是匀强电场，电子不受恒定的电场力，不行能做匀变速运动，故C错误；D．只在电场力作用下，电子要做匀速圆周运动，则必需受到大小不变的电场力，由等量同种点电荷电场分布图可知，电子在垂直于并过中心点点的平面内可能绕点做匀速圆周运动，故D正确。故选AD。12．如图所示，ab、cd为固定在水平面上的光滑金属导轨（电阻忽视不计），ab、cd的间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻；一质量为m、长为L的金属棒MN垂直放在导轨上，甲、乙为两根相同的轻质弹簧，弹簧一端均与金属棒MN的中点连接，另一端被固定，两弹簧都处于原长状态；整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给金属棒MN一水平向左的初速度v，使之在导轨上运动，运动过程中MN始终垂直于轨道并与导轨接触良好，其接入电路的有效电阻为R。经过一段时间，金属棒MN第一次速度为零，这一过程中ac间的电阻R上产生的焦耳热为Q。再经过一段时间金属棒MN其次次速度为零，此时，甲弹簧的弹性势能为Ep，弹簧始终处于弹性范围内，且金属棒始终未与弹簧固定处发生碰撞。下列选项正确的是（）A．初始时刻金属棒的加速度大小为B．当金属棒第一次到达最左端时，甲弹簧的弹性势能为C．当金属棒第一次回到初始位置时，动能为D．金属棒由初始位置开头至其次次速度为零的过程中，金属棒MN上产生的总焦耳热为【答案】BD【解析】A．初始时刻，金属棒产生的感应电动势为感应电流为由可得故A错误；B．当金属棒第一次到达最左端时，通过MN的电流始终是R上的两倍，故MN产生的焦耳热为4Q，系统产生的总焦耳热为由动能定理及能量守恒定律可得可得甲弹簧的弹性势能为故B正确；C．当金属棒向左运动后第一次回到初始位置过程中，由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，产生的焦耳热为6Q。棒平均速度最大，平均安培力最大，棒克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热更多，回到平衡位置时产生的焦耳热小于6Q，由动能定理可得解得其中可得故C错误；D．当金属棒由初始位置开头至第一次到达最右端过程中，由能量守恒通过MN的电流始终是R上的两倍，则可得故D正确。故选BD。第Ⅱ卷二、试验题：本题共2小题，共14分。13．（6分）阿特伍德机是有名的力学试验装置。绕过定滑轮的细线上悬挂质量均为M的重锤A和B，在B下面再挂质量为m的重物C时，由于速度变化不太快，测量运动学物理量更加便利。（1）如图1所示，在重锤A下方固定打点计时器，用纸带连接A，测量A的运动状况。下列操作过程正确的是。

A．固定打点计时器应将定位轴置于系重锤A的细线的正下方B．开头时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上C．应先松开重锤让A向上运动，然后再接通打点计时器电源打点D．打点结束后先将纸带取下，再关闭打点计时器电源（2）从静止释放重物C，得到了一条点迹清楚的纸带。其中部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。通过计算可以得到相应的速率，作出图像如图3所示，图像直线的斜率为k，则当地的重力加速度（用表示）。

（3）在得到了重力加速度后，试验小组想进一步验证动量定理，图4为得到的另一条清楚纸带，相邻计数点间距离分别为，相邻计数点时间间隔为T，若从运动到的过程中，若满足关系式，说明A、B、C组成的系统动量定理验证成功（g为已知量）。【答案】B【解析】（1）[1]AB．开头时，纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上，从而尽可能减小纸带运动过程中所受的摩擦阻力，所以打点计时器振针应置于系重锤A的细线的正下方，而定位轴位置在复写纸中心，振针旁边，所以定位轴不应在重锤A的细线正下方，故A错误，B正确；C．由于重锤A速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地猎取间距适当的数据点，试验时应先接通打点计时器电源，再释放重锤A，故C错误；D．打点结束后应先关闭打点计时器电源，再取下纸带，故D错误。故选B。（2）[2]依据动能定理有变式可得可知解得（3）[3]利用匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，则由动量定理整理的可知，若满足以上关系式则可知A、B、C组成的系统动量定理验证成功。14．（8分）用如图甲所示的电路争辩压敏电阻应变片Rx的压阻效应。电源的电动势为3V。内阻忽视不计。除图甲中的器材外，试验室还供应了如下器材可供选择：电压表V（量程为0~15V，内阻约为20kΩ，其读数用U表示）电流表A1（量程为0~0.6A，内阻r1=1.5Ω，其读数用I1表示）电流表A2（量程为0~0.6A，内阻约为2Ω，其读数用I2表示）（1）请在选好器材后完成图甲中虚线框内的部分电路；（2）在电阻Rx上施加压力F，闭合开关S，登记电表读数，该电路测量电阻Rx阻值的表达式为Rx=（用题目中给出的字母表示）。转变压力F，得到不同的Rx值，记录数据并绘成Rx—F图像如图乙所示；（3）一同学想把电流表改成简易压力表，他仍旧使用原来的表盘，只是把表盘上标示的数字“0.2、0.4、0.6”改为相应的压力值，试验接受的电路如图丙所示。他在表盘上表示0.1A的刻度线处标上数字0，则电路中滑动变阻器的阻值应为R0=Ω，此压力表能测量的最大压力值为Fm=N。使用这只“压力表”的不便利之处是。【答案】10.512.5刻度线均匀，但压力值不均匀，无法估读【解析】（1）[1]电源的电动势为3V，试验所给电压表量程为0~15V，读数误差较大，不宜使用。由于电流表A1内阻已知，则可用电流表A1作电压表使用，如下图所示（2）[2]依据并串联电路规律和欧姆定律可得，该电路测量电阻Rx阻值的表达式为（3）[3]依据闭合电路欧姆定律有由题可知，当时，压力为零，结合图乙可知，带入解得[4][5]由图乙可知，Rx与所受压力F成一次函数关系，两者关系为则依据闭合电路欧姆定律有可知当取最大值时，可得此压力表能测量的最大压力值为依据电流表示数I与Rx所受压力F的关系式可知，使用这只“压力表”的不便利之处是刻度线均匀，但压力值不均匀，无法估读。三、计算题：本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最终答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位。15．（7分）如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度的抱负气柱。活塞可通过轻绳连接以达到监测重物的目的，当所挂重物为时，刚好触发超重预警，活塞恰好下降至位于离容器底某位置的预警传感器处。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为g，缸内气体内能与热力学温度的关系为，k为常数，不计摩擦阻力。（1）求预警传感器到容器底部的距离；（2）在（1）条件下，若外界温度缓慢降低为，求在刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低为的过程中向外界放出的热量。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设预警传感器到容器底部的距离为，挂重物前，对活塞分析，有挂上重物后，对重物和活塞组成的系统分析，有又气体发生等温变化，则解得（2）气体发生等压变化，则解得外界对气体做功气体内能的变化量为依据热力学第肯定律可得，可知，气体放出的热量为16．如图，水平轨道与圆弧轨道在点相切连接，水平轨道置于圆弧轨道右上方，三轨道位于同一竖直平面内。段圆心为，圆心角，半径，D与点的高度差，轨道长，DE长。用质量的滑块（视为质点）将弹簧压缩后由静止释放，滑块在A点脱离弹簧，从点飞出后恰好沿水平方向进入水平直轨道滑行，与挡板弹性碰撞后（无能量损失，且碰撞时间极短）停在距离点处．轨道和粗糙，其他光滑，不计空气阻力，滑块与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，，求：（1）滑块与轨道间的动摩擦因数及滑块在轨道上因摩擦产生的热量；（2）滑块飞离点时对圆弧轨道的压力大小；（3）弹簧的弹性势能。【答案】（1），；（2）；（3）【解析】（1）滑块从点飞出做抛体运动，设飞出时滑块速度为，如图所示，将分解水平方向竖直方向又由以上三式，解得，，滑块恰好从点沿水平方向进入轨道，运动停下，由动能定理有解得由功能关系知，滑块在点的动能最终都转化为热能，即解得（2）设滑块飞离点时，轨道对滑