2024年山東普通高中學業水平等級考試（物理）一、單項選擇題:本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.2024年是中國航天大年,神舟十八號、嫦娥六號等已陸續飛天,部分航天器裝載了具有抗干擾性強的核電池。已知

3890Sr衰變為

3990Y的半衰期約為29年;23894Pu衰變為23492U的半衰期約為87年。現用相同數目的38A.3890Sr衰變為B.23894Pu衰變為23492U時產生β粒子C.50年后,剩余的3890Sr數目大于23894D.87年后,剩余的

3890Sr數目小于2382.如圖所示,國產人形機器人“天工”能平穩通過斜坡。若它可以在傾角不大于30°的斜坡上穩定地站立和行走,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則它的腳和斜面間的動摩擦因數不能小于A.12 B.33 C.22 3.如圖所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端與斜面上A點距離為L。木板由靜止釋放,若木板長度為L,通過A點的時間間隔為Δt1;若木板長度為2L,通過A點的時間間隔為Δt2。Δt2∶Δt1為A.(3-1)∶(2-1)B.(3-2)∶(2-1)C.(3+1)∶(2+1)D.(3+2)∶(2+1)4.檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示,將標準滾珠a與待測滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間,用單色平行光垂直照射平板玻璃,形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標準滾珠的直徑相等為合格,下列說法正確的是A.滾珠b、c均合格B.滾珠b、c均不合格C.滾珠b合格,滾珠c不合格D.滾珠b不合格,滾珠c合格5.“鵲橋二號”中繼星環繞月球運行,其24小時橢圓軌道的半長軸為a。已知地球同步衛星的軌道半徑為r,則月球與地球質量之比可表示為A.r3a3 B.a3r3 C6.一定質量理想氣體經歷如圖所示的循環過程,a→b過程是等壓過程,b→c過程中氣體與外界無熱量交換,c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是A.a→b過程,氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功B.b→c過程,氣體對外做功,內能增加C.a→b→c過程,氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功D.a→b過程,氣體從外界吸收的熱量等于c→a過程放出的熱量7.如圖所示,質量均為m的甲、乙兩同學,分別坐在水平放置的輕木板上,木板通過一根原長為l的輕質彈性繩連接,連接點等高且間距為d(d<l)。兩木板與地面間動摩擦因數均為μ,彈性繩勁度系數為k,被拉伸時彈性勢能E=12kx2(x為繩的伸長量)。現用水平力F緩慢拉動乙所坐木板,直至甲所坐木板剛要離開原位置,此過程中兩人與所坐木板保持相對靜止,k保持不變,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度大小為g,則FA.(μmg)22kB.3(μmg)22C.3(μmg)22k+2D.(μmg)22k+8.如圖甲所示,在-d≤x≤d、-d≤y≤d的區域中存在垂直Oxy平面向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場(用陰影表示磁場的區域),邊長為2d的正方形線圈與磁場邊界重合。線圈以y軸為轉軸勻速轉動時,線圈中產生的交變電動勢如圖乙所示。若僅磁場的區域發生了變化,線圈中產生的電動勢變為圖丙所示實線部分,則變化后磁場的區域可能為ABCD二、多項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。每小題有多個選項符合題目要求,全部選對得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。9.甲、乙兩列簡諧橫波在同一均勻介質中沿x軸相向傳播,波速均為2m/s。t=0時刻二者在x=2m處相遇,波形圖如圖所示。關于平衡位置在x=2m處的質點P,下列說法正確的是A.t=0.5s時,P偏離平衡位置的位移為0B.t=0.5s時,P偏離平衡位置的位移為-2cmC.t=1.0s時,P向y軸正方向運動D.t=1.0s時,P向y軸負方向運動10.如圖所示,帶電量為+q的小球被絕緣棒固定在O點,右側有固定在水平面上、傾角為30°的光滑絕緣斜面。質量為m、帶電量為+q的小滑塊從斜面上A點由靜止釋放,滑到與小球等高的B點時加速度為零,滑到C點時速度為零。已知AC間的距離為S,重力加速度大小為g,靜電力常量為k,下列說法正確的是A.OB的距離l=3B.OB的距離l=3C.從A到C,靜電力對小滑塊做功W=-mgSD.AC之間的電勢差UAC=-mgS11.如圖所示,兩條相同的半圓弧形光滑金屬導軌固定在水平桌面上,其所在平面豎直且平行,導軌最高點到水平桌面的距離等于半徑,最低點的連線OO'與導軌所在豎直面垂直。空間充滿豎直向下的勻強磁場(圖中未畫出),導軌左端由導線連接。現將具有一定質量和電阻的金屬棒MN平行OO'放置在導軌圖示位置,由靜止釋放。MN運動過程中始終平行于OO'且與兩導軌接觸良好,不考慮自感影響,下列說法正確的是A.MN最終一定靜止于OO'位置B.MN運動過程中安培力始終做負功C.從釋放到第一次到達OO'位置過程中,MN的速率一直在增大D.從釋放到第一次到達OO'位置過程中,MN中電流方向由M到N12.如圖所示,工程隊向峽谷對岸平臺拋射重物,初速度v0大小為20m/s,與水平方向的夾角為30°,拋出點P和落點Q的連線與水平方向夾角為30°,重力加速度大小取10m/s2,忽略空氣阻力。重物在此運動過程中,下列說法正確的是A.運動時間為23sB.落地速度與水平方向夾角為60°C.重物離PQ連線的最遠距離為10mD.軌跡最高點與落點的高度差為45m三、非選擇題:本題共6小題,共60分。13.(6分)在第四次“天宮課堂”中,航天員演示了動量守恒實驗。受此啟發,某同學使用如圖甲所示的裝置進行了碰撞實驗,氣墊導軌兩端分別安裝a、b兩個位移傳感器,a測量滑塊A與它的距離xA,b測量滑塊B與它的距離xB。部分實驗步驟如下:①測量兩個滑塊的質量,分別為200.0g和400.0g;②接通氣源,調整氣墊導軌水平;③撥動兩滑塊,使A、B均向右運動;④導出傳感器記錄的數據,繪制xA、xB隨時間變化的圖像,分別如圖乙、圖丙所示。圖甲回答以下問題:(1)從圖像可知兩滑塊在t=s時發生碰撞;

(2)滑塊B碰撞前的速度大小v=m/s(保留2位有效數字);

(3)通過分析,得出質量為200.0g的滑塊是(填“A”或“B”)。

14.(8分)某學習小組對兩種型號鉛筆芯的電阻率進行測量。實驗器材如下:學生電源(輸出電壓0~16V);滑動變阻器(最大阻值10Ω,額定電流2A);電壓表V(量程3V,內阻未知);電流表A(量程3A,內阻未知);待測鉛筆芯R(X型號、Y型號);游標卡尺、螺旋測微器,開關S、單刀雙擲開關K,導線若干。回答以下問題:(1)使用螺旋測微器測量鉛筆芯直徑,某次測量結果如圖甲所示,該讀數為mm;

(2)把待測鉛筆芯接入圖乙所示電路,閉合開關S后,將滑動變阻器滑片由最右端向左調節到合適位置,將單刀雙擲開關K分別擲到1、2端,觀察到電壓表示數變化比電流表示數變化更明顯,則測量鉛筆芯電阻時應將K擲到(填“1”或“2”)端;

(3)正確連接電路,得到Y型號鉛筆芯I-U圖像如圖丙所示,求得電阻RY=Ω(保留3位有效數字);采用同樣方法得到X型號鉛筆芯的電阻為1.70Ω;

(4)使用游標卡尺測得X、Y型號鉛筆芯的長度分別為40.68mm、60.78mm。使用螺旋測微器測得X、Y型號鉛筆芯直徑近似相等,則X型號鉛筆芯的電阻率(填“大于”或“小于”)Y型號鉛筆芯的電阻率。

15.(8分)某光學組件橫截面如圖所示,半圓形玻璃磚圓心為O點,半徑為R;直角三棱鏡FG邊的延長線過O點,EG邊平行于AB邊且長度等于R,∠FEG=30°。橫截面所在平面內,單色光線以θ角入射到EF邊發生折射,折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均為1.5。(1)求sinθ;(2)以θ角入射的單色光線,若第一次到達半圓弧AMB可以發生全反射,求光線在EF上入射點D(圖中未標出)到E點距離的范圍。16.(8分)圖甲為戰國時期青銅汲酒器,根據其原理制作了由中空圓柱形長柄和儲液罐組成的汲液器,如圖乙所示。長柄頂部封閉,橫截面積S1=1.0cm2,長度H=100.0cm,側壁有一小孔A。儲液罐的橫截面積S2=90.0cm2、高度h=20.0cm,罐底有一小孔B。汲液時,將汲液器豎直浸入液體,液體從孔B進入,空氣由孔A排出;當內外液面相平時,長柄浸入液面部分的長度為x;堵住孔A,緩慢地將汲液器豎直提出液面,儲液罐內剛好儲滿液體。已知液體密度ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度大小g=10m/s2,大氣壓p0=1.0×105Pa。整個過程溫度保持不變,空氣可視為理想氣體,忽略器壁厚度。(1)求x;(2)松開孔A,從外界進入壓強為p0、體積為V的空氣,使滿儲液罐中液體緩緩流出,堵住孔A,穩定后罐中恰好剩余一半的液體,求V。17.(14分)如圖甲所示,質量為M的軌道靜止在光滑水平面上,軌道水平部分的上表面粗糙,豎直半圓形部分的表面光滑,兩部分在P點平滑連接,Q為軌道的最高點。質量為m的小物塊靜置在軌道水平部分上,與水平軌道間的動摩擦因數為μ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。已知軌道半圓形部分的半徑R=0.4m,重力加速度大小g=10m/s2。(1)若軌道固定,小物塊以一定的初速度沿軌道運動到Q點時,受到軌道的彈力大小等于3mg,求小物塊在Q點的速度大小v;(2)若軌道不固定,給軌道施加水平向左的推力F,小物塊處在軌道水平部分時,軌道的加速度a與F對應關系如圖乙所示。(i)求μ和m;(ii)初始時,小物塊靜置在軌道最左端,給軌道施加水平向左的推力F=8N,當小物塊到P點時撤去F,小物塊從Q點離開軌道時相對地面的速度大小為7m/s。求軌道水平部分的長度L。18.(16分)如圖所示,在Oxy坐標系x>0,y>0區域內充滿垂直紙面向里,磁感應強度大小為B的勻強磁場。磁場中放置一長度為L的擋板,其兩端分別位于x、y軸上M、N兩點,∠OMN=60°,擋板上有一小孔K位于MN中點。△OMN之外的第一象限區域存在恒定勻強電場。位于y軸左側的粒子發生器在0<y<32L的范圍內可以產生質量為m、電荷量為+q的無初速度的粒子。粒子發生器與y(1)求使粒子垂直擋板射入小孔K的加速電壓U0;(2)調整加速電壓,當粒子以最小的速度從小孔K射出后恰好做勻速直線運動,求第一象限中電場強度的大小和方向;(3)當加速電壓為qB2L224參考答案1.D2.B3.A4.C5.D6.C7.B8.C9.BC10.AD11.ABD12.BD13.(1)1.0(填“1”也給分,2分)(2)0.20(2分)(3)B(2分)14.(1)2.450(2分)(2)1(2分)(3)1.92(2分)(4)大于(2分)15.(1)設光在三棱鏡中的折射角為α,則根據折射定律有n=sinθ根據幾何關系可得α=30°(1分)代入數據解得sinθ=0.75(1分)(2)作出單色光線第一次到達半圓弧AMB恰好發生全反射的光路圖如圖,則由幾何關系可知FE上從P點到E點以θ角入射的單色光線第一次到達半圓弧AMB都可以發生全反射,根據全反射臨界角公式有sinC=1n設P點到FG的距離為l,則根據幾何關系有l=RsinC(1分)又xPE=R-聯立解得xPE=239故光線在EF上的入射點D到E點的距離范圍為(0,239R16.(1)在緩慢將汲液器豎直提出液面的過程,封閉氣體發生等溫變化,根據玻意耳定律有p1(H-x)S1=p2HS1(2分)根據題意可知p1=p0,p2+ρgh=p0(1分)聯立解得x=2cm(1分)(2)對新進入的氣體和原有的氣體整體分析,由玻意耳定律有p0V+p2HS1=p3(HS1+?2S2又p3+ρg·?2=p0聯立解得V=8.92×10-4m3(1分)17.(1)對小物塊在Q點,由圓周運動知識有mg+3mg=mv2解得v=4m/s(1分)(2)(i)根據題圖乙分析可知,當外力F≤4N時,軌道與小物塊一起向左加速運動,對整體由牛頓第二定律有F=(M+m)a(1分)變形得a=1M結合題圖乙可知1M+m=24kg-1=0.當外力F>4N時,軌道與小物塊有相對滑動,對軌道由牛頓第二定律有F-μmg=Ma(1分)變形得a=1MF-結合題圖乙可知1M=6?28?4kg-1=1kg--μmgM=-2m/s2聯立解得M=1kg,m=1kg,μ=0.2(2分)(ii)根據題圖乙可知,當F=8N時,軌道的加速度為a1=6m/s2,小物塊的加速度為a2=μg=2m/s2,方向均水平向左(1分)設經時間t0,小物塊運動至軌道上的P點,由運動學規律可得此時軌道的速度v1=a1t0小物塊在P點時的速度v2=a2t0(1分)小物塊從P點運動至Q點的過程,小物塊與軌道組成的系統機械能守恒,系統水平方向上動量守恒,取水平向左為速度正方向,則有12Mv12+12mv22=12Mv3Mv1+mv2=Mv3+mv4(1分)聯立并代入數據解得t0=1.5s(另一解不符合題意,舍去)根據運動學規律有L=12a1t02-12解得L=4.5m(1分)18.(1)根據題意,作出粒子垂直擋板射入小孔K的運動軌跡如圖1所示圖1根據幾何關系可知粒子在磁場中做圓周運動的軌跡半徑為r=xNK=L2在△OMN區域根據洛倫茲力提供向心力有qvB=mv2在勻強加速電場中由動能定理有U0q=12mv2聯立解得U0=qB(2)根據題意,作出粒子以最小的速度從小孔K射出的運動軌跡如圖2所示圖2根據幾何關系可知粒子在磁場中做圓周運動的軌跡半徑為r'=xNKcos60°=L4在△OMN區域根據洛倫茲力提供向心力有qv'B=mv'粒子從小孔K射出后恰好做勻速直線運動,由左手定則可知粒子經過小孔K后受到的洛倫茲力沿x軸負方向,則粒子經過小孔K后受到的電場力沿x軸正方向,又粒子帶正電,則△OMN之外第一象限區域電場強度的方向沿x軸正方向(1分)大小滿足qv'B=Eq(1分)聯立可得E=qB(3)在勻強加速電場中由動能定理有Uq=12mv″2可得v″=3在△OMN區域根據洛倫茲力提供向心力有qv″B=mv″可得粒子在△OMN區域運動的軌跡半徑r″=36作出從小孔K射出的粒子的運動軌跡如圖3所示圖3設粒子從小孔K射出的速度方向與x軸正方向夾角為θ,根據幾何關系可得sinθ=xNKcos60°則粒子從小孔K射出時的速度方向與x軸正方向的夾角為60°,可將此速度分解為沿x軸正方向、大小v″x=3qBL12m的速度和沿y軸正方向、大小v″y結合(2)問分析可知粒子從小孔K射出后的運動可以分解為沿y軸正方向的勻速直線運動和速度大小為3qBL由洛倫茲力提供向心力有qv″xB=mv″

解得r?=312又T=2πr?v分析可知當運動(n+34)T時,粒子距離y軸最近,此最近位置的橫坐標為x=L4-r?=3?312L,縱坐標為y=34L+r?+v″y(n+34)T=綜上,最近位置的坐標為[3?312L,33L+πL2024年山東普通高中學業水平等級考試（物理）試卷分析一、整體概述2024年山東普通高中學業水平等級考試物理試卷，緊密圍繞高中物理課程標準，體現了對學生物理基礎知識、基本技能以及綜合應用能力的全面考查。試卷內容覆蓋了力學、熱學、電磁學、光學和原子物理等核心知識領域，題目設計科學合理，注重對學生物理觀念、科學思維、科學探究及科學態度與責任的考查。二、試題特點1.基礎性：試卷強調了物理學科的基礎知識，如基本概念、基本規律和基本方法的掌握。通過直接或間接的方式，對物理公式、定理、定律的理解和應用進行了全面考查。2.綜合性：試題設計注重知識的綜合運用，通過多個知識點的有機結合，考查學生