2024年高考物理模拟卷(山东卷专用)含答案

2024年高考物理模拟卷（山东卷专用）

（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，第卜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。分。

1.如下左图是用于研究光电效应的实验装置，右图是氢原子的能级结构。实验发现〃=4跃迁到w=2时发

出的某种光照射左图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c,发现电压表

读数大于等于0.8V时，电流表读数为零，下列说法正确的是（）

CV

EO/

54

-O.85

-O.51

-1.

-3.4O

土

.6

A."=4跃迁到"=2的光电子动能为2.55eV

B.滑动变阻器触点c向。侧慢慢移动时，电流表读数会增大

C.其他条件不变，一群氢原子处于"=4能级跃迁发出的光，总共有3种光可以发生光电效应

D.用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，根据频率和电压关系

可以精确测量普朗克常数

【答案】D

【解析】A."=4跃迁至肥=2的光子能量为2.55eV,当电压大于等于0.8V时，溢出来最大动能的光电子

被截止，说明光电子最大初动能为0.8eV。根据光电效应方程

/iv-IV=U

0

可知该材料的逸出功

W=1.75eV

o

故A错误；

B.滑动变阻器触点c慢慢向“端移动，增加反向截止电压，电流表读数会减小，甚至有可能出现电流读数

为零，故B错误；

C.从〃=4向下跃迁，一共可以发射出C?=6种光，其中〃=4跃迁到〃=3的光子能量小于逸出功，所以总

4

共5种光可以发生光电效应，故C错误;

D.根据光电效应方程

加一W=U

o

可知只要记录光子频率、截止电压就能精确测量普朗克常数，故D正确。

故选D。

2.某博物馆举办抓金砖挑战赛，如图为一块质量加=25kg的梭台形金砖，挑战者须戴博物馆提供的手套，

单手抓住金砖的。、6两侧面向上提，保持金砖c面水平朝上，而且手指不能抠底，在空中保持25s,才是

挑战成功。已知金砖服6两侧面与金砖底面的夹角均为月78.5。，挑战者施加给金砖的单侧握力为凡手套

与金砖之间的动摩擦因数为4=0.25,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。计算时

取sin78.5F0.98,cos78.5°«0.20,若要抓起金砖，力尸至少约为（）

A.2500NB.2778N

C.1389ND.无论多大的力都无法抓起金砖

【答案】B

【解析】对金块受力分析如图所示

由平衡条件可得

fF

2fsin0=mg+2Fcos6

解得

F«2778N

故选B。

3.为缓解宇航员长期在空间站中处于失重状态带来的不适，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面时相同大小的支持力。

已知地球表面的重力加速度为g,圆环的半径为r,旋转舱的内径远小于r,宇航员可视为质点，则旋转舱

绕其轴线匀速转动的（）

A.角速度为历B.线速度大小为&

C.向心加速度大小为gD.周期应与地球自转的周期相同

【答案】C

【解析】旋转舱中的宇航员做匀速圆周运动，圆环绕中心匀速旋转使宇航员感受到与地球一样的“重力”是向

心力所致，通过受力分析可知提供向心力的是对宇航员的支持力，则由题意知，宇航员受到和地球表面相

同大小的支持力，支持力大小为mg。

由mg=m—，解得：

又因为旋转舱的内径远小于r,故A错误;

B.由7%g=m(O2r,解得：

(0=

故B错误;

C.由，皑="右，解得:

a=g

故C正确;

47r2

D.由加且=机/一r,解得:

由于r与地球半径不一样，故D错误。

所以ABD错误，C正确。

故选C。

4.秋天是收获的季节，劳动人民收完稻谷后,有时要把米粒和糠枇分离。如图所示劳动情景，假设在恒定

水平风力作用下，从同一高度由静止下落的米粒和糠枇落到地面不同位置，空气阻力忽略不计。下列说法

正确的是（）

A.从释放到落地的过程中，米粒和糠枇重力做功相同

B.从释放到落地的过程中，米粒的运动时间大于糠枇的运动时间

C.从释放到落地的过程中，米粒和糠枇重力冲量大小相同

D.落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠枇重力的瞬时功率

【答案】D

【解析】A.米粒和糠枇的区别是质量不同，由于从同一高度人释放，由

W=mgh

G

可知，米粒和糠枇重力做功不同，故A错误；

B.空气阻力忽略不计，米粒和糠枇在竖直方向都做自由落体运动，由

71

h=—g/2

2

可知，运动时间相同，故B错；

C.由

I=mgt

可知，重力对米粒冲量大于重力对糠枇冲量，故C错；

D.空气阻力忽略不计，米粒和糠枇在竖直方向都做自由落体运动，由

V2=2gh

可知，落地时竖直方向的速度大小相同，而

P=mgv

y

由于米粒质量大，落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠枇重力的瞬时功率，故D正确。

故选D。

5.如图所示，某种光盘利用“凹槽”、“平面”记录信息，激光照射到“凹槽”会产生极小反射光强，下列说法

正确的是（）

A.“凹槽，，产生极小光强是由于衍射现象形成

B.“凹槽，，入射光与“平面，，反射光传播速度相同

C.激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍

D.“凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同

【答案】D

【解析】A.“凹槽”产生极小光强是由于由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后削弱，是干涉现象形成，

故A错误；

B.“凹槽，，中有透明介质，光的速度小于真空中速度，“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度相同，故B错

误；

C.由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后削弱，考虑到“凹槽”反射光的路程，“凹槽”深度的2倍应该为

激光束半波长的奇数倍，故C错误；

D.“凹槽”反射光与“平面，，反射光是同种类型的光，频率相同，故D正确。

故选D。

6.1638年，《两种新科学的对话》著作的出版，奠定了伽利略作为近代力学创始人的地位，书中讨论了自

由落体运动和物体沿斜面运动的问题。依据伽利略在书中描述的实验方案，某实验小组设计了如图所示的

装置，探究物体沿斜面下滑的运动特点。操作步骤如下：

口让滑块从距离挡板,处由静止下滑，同时打开水箱阀门，让水均匀稳定流到量筒中；

□当滑块碰到挡板时关闭阀门；

□记录量筒收集的水量V；

口改变s,重复以上操作。

贝h与V的比例关系为（）

A.5ocV2B.5oc-C.sceVD.LocTv

V2

【答案】A

【解析】滑块在粗糙程度相同的斜面上由静止释放，可知滑块做初速度为零的匀加速直线运动，则有

1

s——at2

2

即S与"成正比；由于水是匀速稳定的流出，可知收集的水的体积V与/成正比，则有

s0C/2OCV2

故选A„

7.保险丝对保护家庭用电安全有着重要作用，如图所示，A是熔断电流为1A的保险丝，理想变压器的原、

副线圈的匝数比为2：1,交变电压。=220V,保险丝电阻IO,R是用可变电阻。当电路正常工作时，则下

列说法正确的是（）

A.可变电阻R不能大于54.75。

B.可变电阻R越大，其消耗的功率越小

C.通过可变电阻R的电流不能超过0.5A

D.增加原线圈匝数，保险丝可能熔断

【答案】B

【解析】AB.将保险丝电阻看成交变电源内阻，则有可变电阻消耗的功率等于理想变压器原线圈消耗的功

率，设原线圈等效电阻为勺，则有

nR=727?

112

21

联立可得

R=［幺丫R=4R

当电路正常工作时，原线圈电流（W1A,则

R+R'=—>220Q

即

R=47?>219

所以

R254.75

根据电源输出功率的特点可知可变电阻火越大，输出功率越小，即原线圈消耗的功率越小，可变电阻消耗

的功率越小，故B正确，A错误；

C.设电阻R为r时，原线圈中电流刚好达到熔断电流，即、=1A,根据

In

—I-=-2-

In

21

则副线圈的电流

nI八人

Ir==2A

2n

2

即通过可变电阻R的电流不能超2A；故C错误；

D.当其他条件不变，增加原线圈匝数，根据

可知相当于增加了原线圈的等效电阻，则根据欧姆定律可知原线圈电流减小，保险丝不会熔断，故D错误;

故选B。

8.复兴号电力动车组是由中国铁路总公司牵头组织研制，具有完全自主知识产权，达到世界先进水平的电

力动车组的统称。图为一列质量为加正在高速行驶的动车，最大功率为P,假设启动加速有两种方式，一

种是以恒定的加速度。启动，另一种是以恒定的功率尸启动，经时间t达到该功率下的最大速度v,设动

m

车行驶过程所受到的阻力保持不变，都在平直的轨道上运动，则下列说法正确的是（）

A.以恒定的加速度a启动，加速到v所需时间等于L

ma

B.以恒定的加速度。启动，加速到v所需时间小于二

a

c.动车行驶过程所受到的阻力为土p

at

D.以恒定的功率尸启动达到最大速度v走过的位移是v/-竺t

mm2P

【答案】D

【解析】AB.若动车以恒定的加速度。启动，当功率达到最大值尸时，速度还没有达到v,然后还要做一

m

段功率恒定的加速度减小的加速运动，速度才能达到V,所以加速时间应大于二，所以选项AB错误；

ma

C.当速度达到最大U时，功率

m

P=Fv

牵引力

F=—

V

m

动车阻力等于牵引力二，所以C错误

V

m

D.以恒定的功率P启动，经时间/达到最大速度v,设位移为x,根据动能定理

Pnt--Px=—1mv2

V2m

m

得

mv3

X-Vt-----------m

IP

所以D正确。

故选D。

二、多选题

9.如图所示，一定质量的某种理想气体在状态。时的压强为P。从状态。到状态该气体从外界吸收的

0

热量为Q,在丫-7图像中图线ca反向延长线通过坐标原点。，从状态c到状态。温度不变，则（）

A.气体在状态c的体积为1.5V

0

2

B.气体在状态b的压强为gp。

C.从状态。到状态c,气体对外界做功为-pV

00

D.从状态。到状态b,气体内能的增加量为。-PV

00

【答案】BD

【解析】A.在V-T图像中图线c。反向延长线通过坐标原点0,由。到c为等压过程，有

VV

-0------r-

T2T

00

解得

V=2V

C0

故A错误;

B.从状态c到状态匕温度不变，为等温过程，有

p-3V=p-2V

。000

解得

2

p=­p

b3o

故B正确；

C.从状态。到状态c,气体对外界做功为

W=p-2V-pV=pV

000000

故C错误;

D.从状态a到状态6,由

U=W+Q

可知气体内能的增加量为

U=Q-pV

00

故D正确。

故选BD。

10.如图a所示，下端附有重物的粗细均匀木棒浮在水中，已知水的密度为/>,木棒的横截面积为S,

重力加速度大小为g,将木棒向下按压一段距离后释放，木棒所受的浮力厂随时间周期性变化，如图b

所示，下列说法正确的是（）

A.木棒做简谐运动，重力充当回复力

B.0~0.25s内木棒的加速度逐渐减小

C.木棒和重物的重力之和等于F1-F2

D.木棒所受合外力与偏离初始位置的距离成正比

【答案】BD

【解析】A.木棒做简谐运动的回复力是水的浮力与木棒重力的合力，故A错误；

B.0〜0.25s内木棒的浮力减小，则木棒从最低点向平衡位置运动，其所受合外力逐渐减小，则其加速度逐

渐减小，故B正确；

C.根据简谐运动的特点可知，木棒和重物在最高点和最低点的位置加速度大小相等，故在最低点有：

F-G=ma

1

在最高点有：

G—F=ma

2

联立可得：

G=1(F+F)

212

故C错误；

D.设向下为正，则在初始位置时，由平衡条件可得

mg=pgxS

o

在偏离平衡位置X位置时，木棒所受合外力为：

心二-[pg(x+x)5-mg]=-p^x5

合o

则木棒所受合外力大小与偏离初始位置的距离成正比，且比值为PgS,故D正确。

故选BD。

11.如图所示，真空中的正三棱柱MC-AeC,在/点固定一个电荷量为+。的点电荷，C点固定一个电

荷量为-。的点电荷，已知AC=AA'^L，静电力常量为k,选取无穷远处电势为0。则下列说法正确的是()

A,将一负试探电荷从4点移到C'点，其电势能一直增大

B.将一正试探电荷沿直线从2点移到3'点，电场力做正功

C.4、"两点的电势差大于8'、C'两点的电势差

D.点的电场强度大小为叵2

4A

【答案】AD

【解析】A.根据电荷的分布可知，负试探电荷从A点移到C'点，电场力始终做负功，则其电势能增加，

故A正确；

B.因为8点和3'点在等量异种电荷的中垂面上，而其中垂面为零等势面,因此电荷沿直线从B点移到B，点,

电场力不做功，故B错误；

C.A点和C'点关于等量异种电荷的中垂面对称，因此A、B两点的电势差等于8'、C'两点的电势差，故

C错误；

D.根据场强叠加原理，如图所示

可得"场强大小为

E=2£cos0

B'

而

解得

B'4L2

故D正确。

故选AD。

12.如图所示，倾斜光滑金属导轨的倾角为30。，水平导轨粗糙，两平行导轨的间距均为L。质量为机、电

阻为R、长度为L的金属棒。垂直水平导轨放置，两导轨间均存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强

度大小分别为色和色。现把质量为机、电阻为R、长度也为乙的金属棒匕垂直倾斜导轨由静止释放，重力

加速度为g,倾斜导轨无限长，金属棒。始终静止，下列说法中正确的是（）

B.金属棒。受到的最大摩擦力一定为:“g

C.金属棒b的最大速度为m房gR-

2

D.金属棒6减小的机械能等于金属棒。和金属棒b中产生的总焦耳热

【答案】AD

【解析】A.金属棒6沿导轨下滑时，由楞次定律可知，金属棒。中电流从近端流向远端导轨，根据左手定

则，可知金属棒。所受安培力水平向右，又因为金属棒。始终静止，所以其所受摩擦力向左，故A正确;

B.当金属棒6下滑速度最大时，对金属棒b分析，有

mgsin30o=BIL

'2m

对金属棒a分析，有

f=BIL

m1m

可得

,_tngB

J------i■

m2B

2

由于8和4的关系未知，所以金属棒。受到的最大摩擦力,大小不确定，故B错误;

12m

C.由闭合电路欧姆定律可知

rBLv

m2R

解得

_mgR

mB2L2

2

故C错误;

D.由能量守恒定律可知，金属棒6减小的机械能等于金属棒“和金属棒b中产生的总焦耳热，故D正确。

故选AD。

第n卷

二、实验题：本题共2小题，共14分。

13.（6分）某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图如图甲所示，其中D为铁架台，E为固定在

铁架台上的轻质滑轮（质量和摩擦可忽略不计），F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质

量不计），另外，该实验小组还准备了一套总质量纥=0.5kg的祛码和刻度尺。

（1）在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门F之间的距离为鼠取出质量为m的祛码放在A箱

子中，剩余祛码全部放在B箱子中，让A从位置。由静止开始下降，则A下落到尸处的过程中，B箱与B

箱中祛码的整体机械能是（填“增加”、“减少”或“守恒”）的。

（2）测得遮光条通过光电门的时间为加，根据所测数据计算A下落到尸处的速度大小丫=,下落过

程中的加速度大小。=（用心加、〃表示）。

（3）改变机，测得相应遮光条通过光电门的时间，算出加速度。，得到多组m与4的数据，作出图像

如图乙所示，可得A的质量加=kg。（取重力加速度大小g=10m/s2,计算结果保留三位有效数字）

A

dd2

【答案】增加2.17

2/Z(A?)2

【解析】（1）[1]A下落到尸处的过程中，B箱与B箱中的磋码上升，重力势能增大，速度增大，动能增大,

所以B箱与B箱中祛码的整体机械能是增加的。

(2)[2]A下落到歹处的速度大小

d

v=—

Ar

[3]下落过程中，由V2=2M,解得下落过程中的加速度大小

_d2

a-2/z(4)2

(3)[4]把三个物体机.、A、B作为一个系统，根据牛顿第二定律

(加+〃z)g—(m+m—m)g=(jn+m+m)a

AB00AB

解得

2gm-m-m

CI—m+-A--------0---------B-g

m+m+mm+m+m

0AB0AB

可知图像的斜率

2g

k=6=

m+m+m

0AB

纵截距

m—m-m

b=3=-A----e-------&g

m+m+m

0AB

解得

m=2.17kg

AJ

14.(8分)兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下实验器材:

A.两节干电池组成的电池组

B.电流表A-量程/=100mA,内阻R=4Q

1glgl

C.电流表A,：量程/=200mA,内阻R=2。

2g2g2

D.定值电阻R=1。

1

E.定值电阻R=2Q

2

F.定值电阻R=13Q

3

G.滑动变阻器R(0-10Q)

H.导线与开关

（1）实验时设计了如图甲所示电路，需要先将电流表A2改装成量程为3V的电压表，将电流表A】量程扩

大为0.5A,另一定值电阻作为保护电阻,则三个定值电阻选择为:a；b；c（均

填器材前面的字母）。

（2）在图示乙器材中按照电路图连接成测量电路

（3）电路连接准确无误后，闭合开关K，移动滑动变阻器，得到多组电流表ArA2的示数，作出了

图像如图丙所示，则电池组电动势纥=V；内阻莅=Qo（小数点后保留两位）

（4）用本实验电路进行测量，仅从系统误差方面分析，电动势及内阻的测量值均（选填“大于”“小

于”或“等于"）真实值。

【答案】FD1.35

等于

【解析】（1）[1]将电流表A,改装成3V,则有

U=1（R+R）=0.2x（2+13）V=3V

g2g23

即A与定值电阻“串联，故。应选F；

2

⑵电流表A量程扩大到0.5A,扩大倍数为

n=——=5

I

gi

则并联电阻为

R

R=-=1Q

n-1

故b应选D；

[3]保护电阻c应选E。

（2）[4]实物连线如图所示

（3）[5][6]扩大量程后电压表内阻为

R=R+R=15。

Vg23

电流表内阻为

RR

R=gi1=0.8Q

AR+R

gii

由闭合电路欧姆定律可得

E=1xl5+5/(0.8+2+r)

0210

整理可得

rE14+5rr

1=—e------------------e-1

21515i

根据/-/图像可得

21

Es17l194.0-10014+5r

—e-=194.0xl0-3,\k\=------------------------=---------------9-

151168.015

解得

E=2.91V,r=1.35。

00

（4）[7]用本实验电路测量，测量电动势和内阻测量值与真实值相等。

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。只写出最后

答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15.（7分）如图所示，质量为加小球在竖直平面内做抛体运动，先后经过某虚线上N、8两点时的速度大

小分别为V=v、V=",方向如图分别与AB成a=60。、0=30。角，已知求：

AB

【解析】（1）小球受重力在竖直方向，故在水平方向上分速度相等，设虚线A5与水平线的夹角为P,则有

vcos（a-P）=vcos（0+P）

4B

解得

P=30°

小球的最小速度也就是水平速度，有

v=vcos（a一[3）=3y

minA2

（2）从4到B根据动能定理

mgLsin30°=；mv2一；mv2

解得

16.（9分）如图所示，厚度为的平行玻璃砖水平固定在空中，玻璃传的下表面离地面的高度也为，一

细束单色光斜射到玻璃传上表面的/点，光束与玻璃传表面夹角为30。，光束经玻璃砖两次折射后照射在地

面上的光点与/点间的水平距离为,求：

3

（1）求玻璃砖对该单色光的折射率；

（2）若将光束绕N点在竖直面内沿顺时针转过15。，则此过程照射在地面上的光点移动的距离。

【答案】（1）”=有；（2）口尤=--^-1d

I35J

【解析】（1）光路如图所示

设光在/点入射角为i,根据对称性和光路可逆可知，出射光线的折射角也为i,即，,=60。；设光在/点折

射角为r,由几何关系可知

4>/3

-----aJ=dJtani+aJtanr

3

解得

r=30°

因此，玻璃砖对该单色光的折射率

sin;后

n=-----=

sinr

（2）若将光束绕/点在竖直面内沿顺时针转过15°,则光在4点的入射角力=45。；同样，出射角也为。=45°,

设光在4点的折射角为/,则有

sini'

n=------

sin/

解得

,，娓

sinr=——

设光点到/点的水平距离为V,由几何关系可知

x'=dtan/+dtani

因此光点移动的距离

17.（14分）如图1所示，空间存在着垂直纸面（x0平面）向里的匀强磁场和方向未知的匀强电场（电

场和磁场均未画出）。片0时，一质量为机、带电荷量为+4（4>。）的粒子从坐标原点。以大小为方的速度沿

y轴正方向开始运动，不计粒子重力。

（1）若匀强磁场的磁感应强度大小为练，带电粒子一直沿〉轴运动，求所加匀强电场的电场强度大小；

（2）现将匀强电场和磁场改为如图2、3所示的交变电场和磁场，磁场以垂直纸面向里为正方向、电场以

,3vBm

沿y轴负方向为正方向，图中为已知，£=-o<>,t=YT,带电粒子从。点出发后第2023次经过x轴

0

时的坐标和此过程中粒子运动的总路程。

棺

八%

o--------------------------►.O

£

图1

图3

2530Kmv

【答案】⑴"?⑵---------------e-

3qB

o

【解析】（1）由题意可知，带电粒子做匀速直线运动，则

qvB=qE

oo

匀强电场的电场强度大小为

E=vB

00

(2)根据

V2

qvB=m—

r

得

mv

r=——

qB

07内粒子运动半径为

mv

r=----e-

13qB

0

周期为

T三=2t

i3qB

0

即粒子逆时针运动半轴与X轴相交。

t-4t内粒子运动半径为

mv-

r=—e-=3r

2qBi

0

周期为

T=------=6%

iqB

0

即粒子在3f内运动半轴再次与x轴相交，且速度方向沿V轴正方向。

粒子在电场力作用下，沿y轴正方向做匀减速直线运动，加速度大小为

qE3qvB

a=——e-=----e-0-

mRm

匀减速至零的时间为

vRm

t=-©■=------=t

oa3qB

0

说明在4卜8/内，粒子先沿y轴正方向匀减速运动再反向匀加速运动，与X轴相交后，沿了轴负方向匀减速

运动再反向匀加速运动,与x轴分别第3次和第4次相交。在8f时以的速度到达x轴向y轴正方向运动，

粒子轨迹如图

粒子以8/为一个周期重复运动，每个周期内经过x轴4次，则第2023次经过x轴时，经历506个周期。每

个周期内的路程为

2Hr2nr.v25TImv

s=---i-+----a-+4-0----------

222a3qB

o

此过程中粒子运动的总路程为

18.(16分)如图所示，倾角37。的斜面4B固定在水平地面上，水平段长£=0.8m,与4B段在2点平

滑连接，两段平面与物块动摩擦因数相同N=01。C点右侧水平面光滑，质量M=9kg的;光滑圆弧曲面被

锁定在水平面上，曲面左端与C点对齐，且与地面等高，圆弧半径R=0.5m。质量m=1kg的物块从斜面上

距地面高为=0.9m处由静止释放，在沿圆弧曲面上滑时，设物块和圆心O的连线与竖直方向的夹角为0