物理●山东卷丨2024年山东省普通高中学业水平等级考试物理试卷及答案

2024年全省普通高中学业水平等级考试物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。的1.2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强核909023823490SrYPuUSr电池。已知38衰变为39的半衰期约为29年；94衰变为92的半衰期约87年。现用相同数目的38238Pu和94各做一块核电池，下列说法正确的是（）9090A.Sr衰变为Y时产生&alpha;粒子3839238234B.Pu衰变为U时产生&beta;粒子949290238C.50年后，剩余的38Sr数目大于94Pu的数目90238D.87年后，剩余的38Sr数目小于94Pu的数目2.如图所示，国产人形机器人&ldquo;天工&rdquo;能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30&deg;的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于（）1323A.B.C.D.23223.如图所示，固定的光滑斜面上有一木板，其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放，若木板长度L，通过A点的时间间隔为t1；若木板长度为2L，通过A点的时间间隔为t2。t2:t1为（）第1页/共31页学科网（北京）股份有限公司,A.(31):(21)B.(32):(21)C.(31):(21)D.(32):(21)4.检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（）A.滚珠b、c均合格B.滚珠b、c均不合格C.滚珠b合格，滚珠c不合格D.滚珠b不合格，滚珠c合格5.&ldquo;鹊桥二号&rdquo;中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球同步卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（）3333raraA.B.C.D.3333arar6.一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a&rarr;b过程是等压过程，b&rarr;c过程中气体与外界无热量交换，c&rarr;a过程是等温过程。下列说法正确的是（）A.a&rarr;b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功第2页/共31页学科网（北京）股份有限公司,B.b&rarr;c过程，气体对外做功，内能增加C.a&rarr;b&rarr;c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功D.a&rarr;b过程，气体从外界吸收的热量等于c&rarr;a过程放出的热量7.如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d（d<l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉1伸时弹性势能e=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力f缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开2原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则f所做的功等于（）22(mg)3(mg)a.mg(ld)b.mg(ld)2k2k223(mg)(mg)c.2mg(ld)d.2mg(ld)2k2k8.如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直oxy平面向里、磁感应强度大小为b的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（）ab..第3页>0，y&gt;0区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，&ang;OMN=60&deg;，挡板上有一小孔K位于3MN中点。△OMN之外的第一象限区域存在恒定匀强电场。位于y轴左侧的粒子发生器在0＜y＜L的2范围内可以产生质量为m，电荷量为+q的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。（1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压U0；（2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向；22qBL（3）当加速电压为时，求粒子从小孔K射出后，运动过程中距离y轴最近位置的坐标。24m第9页/共31页学科网（北京）股份有限公司,2024年全省普通高中学业水平等级考试物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核909023823490SrYPuUSr电池。已知38衰变为39的半衰期约为29年；94衰变为92的半衰期约87年。现用相同数目的38238Pu和94各做一块核电池，下列说法正确的是（）9090A.Sr衰变为Y时产生&alpha;粒子3839238234B.Pu衰变为U时产生&beta;粒子949290238C.50年后，剩余的38Sr数目大于94Pu的数目90238D.87年后，剩余的38Sr数目小于94Pu的数目【答案】D【解析】9090【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知Sr衰变为Y时产生电子，即&beta;粒子，故A错误；38392382344B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知94Pu衰变为92U时产生2He，即&alpha;粒子，故B错误；2389090238CD．根据题意可知94Pu的半衰期大于38Sr的半衰期，现用相同数目的38Sr和94Pu各做一块核电池，经9090238过相同的时间，Sr经过的半衰期的次数多，所以Sr数目小于Pu的数目，故D正确，C错误。383894故选D。2.如图所示，国产人形机器人&ldquo;天工&rdquo;能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30&deg;的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于（）第10页/共31页学科网（北京）股份有限公司,1323A.B.C.D.2322【答案】B【解析】【详解】根据题意可知机器人&ldquo;天工&rdquo;它可以在倾角不大于30&deg;的斜坡上稳定地站立和行走，对&ldquo;天工&rdquo;分析有mgsin30mgcos30可得3tan303故选B。3.如图所示，固定的光滑斜面上有一木板，其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放，若木板长度L，通过A点的时间间隔为t1；若木板长度为2L，通过A点的时间间隔为t2。t2:t1为（）A.(31):(21)B.(32):(21)C.(31):(21)D.(32):(21)【答案】A【解析】【详解】木板在斜面上运动时，木板的加速度不变，设加速度为a，木板从静止释放到下端到达A点的过程，根据运动学公式有第11页/共31页学科网（北京）股份有限公司,12Lat02木板从静止释放到上端到达A点的过程，当木板长度为L时，有122Lat12当木板长度为2L时，有123Lat22又ttt，&Delta;ttt110220联立解得&Delta;t2:&Delta;t131:21故选A。4.检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（）A.滚珠b、c均合格B.滚珠b、c均不合格C滚珠b合格，滚珠c不合格.D.滚珠b不合格，滚珠c合格【答案】C【解析】【详解】单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的波程差相等，即滚珠a的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格，不同的干涉条纹位置处光的波程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠c不合格。故选C。第12页/共31页学科网（北京）股份有限公司,5.&ldquo;鹊桥二号&rdquo;中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球同步卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（）3333raraA.B.C.D.3333arar【答案】D【解析】【详解】&ldquo;鹊桥二号&rdquo;中继星在24小时椭圆轨道运行时，根据开普勒第三定律3ak2T同理，对地球的同步卫星根据开普勒第三定律3rk2T又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以Mk月Mk地联立可得3Ma月3Mr地故选D。6.一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a&rarr;b过程是等压过程，b&rarr;c过程中气体与外界无热量交换，c&rarr;a过程是等温过程。下列说法正确的是（）A.a&rarr;b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功B.b&rarr;c过程，气体对外做功，内能增加C.a&rarr;b&rarr;c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功D.a&rarr;b过程，气体从外界吸收的热量等于c&rarr;a过程放出的热量【答案】C【解析】第13页/共31页学科网（北京）股份有限公司,【详解】A．a&rarr;b过程压强不变，是等压变化且体积增大，气体对外做功W&lt;0，由盖-吕萨克定律可知TTba即内能增大，&Delta;Uab0，根据热力学第一定律&Delta;UQW可知ab过程，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误；B．方法一：bc过程中气体与外界无热量交换，即Q0bc又由气体体积增大可知Wbc0，由热力学第一定律&Delta;UQW可知气体内能减少。方法二：ca过程为等温过程，所以TTca结合TT分析可知baTTbc所以b到c过程气体的内能减少。故B错误；C．ca过程为等温过程，可知TT,&Delta;U0caac根据热力学第一定律可知abc过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确；D．根据热力学第一定律结合上述解析可知：abca一整个热力学循环过程&Delta;U0，整个过程气体对外做功，因此热力学第一定律可得UQQW0abca故ab过程气体从外界吸收的热量Qab不等于ca过程放出的热量Qca，D错误。故选C。7.如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d（d<l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉1伸时弹性势能e=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力f缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开2原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则f所做的功等于（）第14页>0，y&gt;0区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，&ang;OMN=60&deg;，挡板上有一小孔K位于3MN中点。△OMN之外的第一象限区域存在恒定匀强电场。位于y轴左侧的粒子发生器在0＜y＜L的2范围内可以产生质量为m，电荷量为+q的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。（1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压U0；（2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向；22qBL（3）当加速电压为时，求粒子从小孔K射出后，运动过程中距离y轴最近位置的坐标。24m第28页/共31页学科网（北京）股份有限公司,222qBLqBL(33)L【答案】（1）U0；（2）E，方向沿x轴正方向；（3）dm8m4m12【解析】【详解】（1）根据题意，作出粒子垂直挡板射入小孔K的运动轨迹如图所示根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为LrxSK2在OMN区域根据洛伦兹力提供向心力有2vqvBmr在匀强加速电场中由动能定理有12Uqmv02联立解得22qBLU08m（2）根据题意，当轨迹半径最小时，粒子速度最小，则作出粒子以最小的速度从小孔K射出的运动轨迹如图所示第29页/共31页学科网（北京）股份有限公司,根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为Lrxcos60NK4在OMN区域根据洛伦兹力提供向心力有2vqvBmr粒子从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，由左手定则可知粒子经过小孔K后受到的洛伦兹力沿x轴负方向，则粒子经过小孔K后受到的电场力沿x轴正方向，又粒子带正电，则OMN之外第一象限区域电场强度的方向沿x轴正方向，大小满足qvBEq联立可得2qBLE4m（3）在匀强加速电场中由动能定理有12Uqmv2可得3qBLv6m在OMN区域根据洛伦兹力提供向心力有2vqvBmr可得粒子在OMN区域运动的轨迹半径3rL6作出从小孔K射出的粒子的运动轨迹如图所示第30页/共31页学科网（北京）股份有限公司,粒子从K射出时，v越偏向y轴，离y轴越近，由几何关系有L43sinr2则有60由配速法将运动分解为y轴方向的匀速直线运动和沿x方向的匀速圆周运动，其中qBLvvsiny4mqBLvvcosx43m匀速圆周运动的半径为mv3xrLyqB12故最小距离为L(33)Ldrmy412第31页/共31页学科网（北京）股份有限公司</l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉1伸时弹性势能e=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力f缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开2原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则f所做的功等于（）第14页></l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉1伸时弹性势能e=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力f缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开2原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则f所做的功等于（）22(mg)3(mg)a.mg(ld)b.mg(ld)2k2k223(mg)(mg)c.2mg(ld)d.2mg(ld)2k2k8.如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直oxy平面向里、磁感应强度大小为b的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（）ab..第3页>