文档内容
【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05
（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．如图所示为研究光电效应和霍尔效应的装置示意图。光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、宽、高分别
为 、 、 ，该霍尔片放在磁感应强度大小为 、方向平行于 边的匀强磁场中。闭合电键 ，入射光照
到阴极时，电流表A显示的示数为 ，该电流 在霍尔片中形成沿电流方向的恒定电场为 ，电子在霍尔
片中的平均速度 ，其中电子迁移率 为已知常数。电子电量为 ，电子的质量为 。霍尔片单位体
积内的电子数为 ，则（ ）
A．霍尔片前后侧面的电压为
B．霍尔片内的电场强度为
C．通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零
D．当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于
【答案】B
【解析】A．设霍尔片前后侧面的电压为 ，根据洛伦兹力与电场力平衡可得
其中
，
联立解得故A错误；
B．霍尔片内沿前后侧面的电场强度大小为
沿电流方向的恒定电场为
则霍尔片内的电场强度为
故B正确；
C．由于光电管所加的电压为正向电压，则通过调节滑动变阻器，不可以使电流表的示数减为零，故C错
误；
D．若 已经为光电效应达到的饱和电流，则当滑动变阻器滑片右移后，电流 保持不变，则单位时间到达
光电管阳极的光电子数等于 ，故D错误。
故选B。
2．四川一大学生为备战2023年成都大运会跳高项目，在进行摸高跳训练时，为监测腿部肌肉力量的变化，
某次运动员站在接有压力传感器的水平训练台上完成下蹲、起跳和回落动作，甲图中的小黑点表示人的重
心，乙图是训练台所受压力随时间变化的图像，图中ab、bc、cd可视为直线。取重力加速度 ，
下列说法中正确的是（ ）
A．乙图中cd段表示运动员一直处于失重状态B．运动员跳离训练台后，重心上升的最大高度约
C．乙图中bcd段，运动员对训练台的冲量大小为
D．整个过程中，运动员加速度的最大值为
【答案】B
【解析】A．根据题意，由图乙中 点可知，运动员的重力为 ，在 点时，运动员对地板的压力大于
自身的重力，处于超重状态，在 点时，运动员对地板的压力小于自身的重力，处于失重状态，则cd段表
示运动员先超重后失重，故A错误；
B．由图乙可知，运动员在空中的时间为
重心上升的最大高度约
故B正确；
C．运动员对训练台的作用力与训练台对运动员的作用力为相互作用力，大小相等，方向相反，则运动员
对训练台的冲量大小与训练台对运动员的冲量大小相等，由 图像的面积表示冲量，由图可得，bcd段
训练台对运动员的冲量大小为
则运动员对训练台的冲量大小大于 ，故C错误；
D．由图乙可知，运动员对训练台的最大作用力为 ，由牛顿第三定律可知，训练台对运动员的最大
作用力为 ，由牛顿第二定律有
又有
解得
故D错误。
故选B。
3．如图甲所示，两个带有异种电荷的小球穿在绝缘圆环上，a、b、c、d为圆环与坐标轴的四个交点。球2
固定在某位置（图中没有画出），球1从a处开始沿圆环逆时针移到c处，设球1与坐标原点O的连线跟x轴正方向的夹角为θ，图乙和图丙分别为两个小球在坐标原点O产生的电场强度在x方向和y方向的大小
与夹角θ的关系图线，则（ ）
A．球2固定在d处
B．球1带负电荷、球2带正电荷
C．球1与球2的电荷量之比为4：5
D．球1受到的电场力先增大后减小
【答案】A
【解析】AB．根据图乙可知，当球1位于b点时，坐标原点O处在 方向的场强为零，则可知球2一定在
轴上，否则其产生的场强总会在 轴方向上有分量，且随着球1从a到c，坐标原点O处在 方向的场强
先沿着 轴负方向，再沿着 轴正方向，由此可知球1带正电，则球2带负电，而若球2在d处，在其在坐
标原点O处产生的场强与球1在坐标原点O处产生的场强在 轴正方向的场强不为零，但由图丙可知，坐
标原点O处 轴方向上的场强总是沿着 轴负方向的，因此可知球2一定在b处，故A正确，B错误；
C．设圆的半径为 ，由图乙可得，当球1在a点时
可得
故C错误；
D．根据库伦定律可得，小球1受到的电场力
在球1沿着圆环从a到c的过程中，两球之间的距离 先增大，后减小，则可知球1受到的电场力先减小
后增大，故D错误。故选A。
4．如图甲所示同一线圈在磁感应强度不同的磁场中转动，产生图乙所示 三种周期相同，峰值不
同的正弦式交流电，其中峰值 ，图丙为某理想变压器原副线圈匝数之比为 ，
，则下列说法正确的是（ ）
A．产生 和 交流电，线圈的角速度之比为
B．若将电感线圈接入输出端 时，线圈对 交流电的感抗最大
C．若该电源作为丙图电路的输入电源，则电阻 和 产生的热量之比为
D．对交流电 ， 时刻，穿过线圈的磁通量最大
【答案】C
【解析】A．根据题意可知，周期相同，则由公式 可知，产生 和 交流电，线圈的角速度之比为
，故A错误；
B．根据公式 可知，由于交流电 周期相同，即频率相同，则线圈对三种交流电的感抗
相等，故B错误；
C．根据题意，设原线圈中电流为 ，由电流与线圈匝数成反比可得，副线圈中电流为 ，由公式
可知，由于 ，则电阻 和 产生的热量之比为 ，故C正确；
D．由图可知， 时刻，交流电 感应电动势最大，此时线圈与中性面垂直，磁通量为零，故D错误。
故选C。
5．如图所示，某同学将空的玻璃瓶开口向下缓缓压入水中，设水温均匀且恒定，瓶内空气看作理想气体，下降过程中瓶内空气质量不变，则（ ）
A．瓶内气体分子斥力增大
B．瓶内气体对外放出热量
C．瓶内气体分子平均动能增大
D．单位时间与瓶壁碰撞的分子数不变
【答案】B
【解析】BC．被淹没的玻璃瓶在下降过程中，瓶内气体温度不变，压强变大，可知气体体积减小，外界对
气体做正功；由于气体温度不变，气体分子平均动能不变，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气
体向外界放热，故B正确，C错误；
A．分子间斥力只在分子间距离小于分子的半径时才会明显增加，距离稍大则分子间引力大于斥力，气体
分子间距远大于分子半径，瓶内气体分子斥力不会增大，故A错误；
D．气体分子平均动能不变，气体体积减小，则气体的数密度变大，则单位时间与瓶壁碰撞的分子数增多，
故D错误。
故选B。
6．华为mate 60实现了手机卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示三颗赤道
上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球同步卫
星离地高度为6R，地球表面重力加速度为 ，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小相等
B．能实现全球通信时，卫星离地高度至少2RC．其中一颗质量为m的通信卫星的动能为
D．通信卫星和地球自转周期之比为
【答案】C
【解析】A．通信卫星受到的万有引力大小为
由于不知道三颗通信卫星的质量大小关系，所以三颗通信卫星受到地球的万有引力大小不一定相等，故A
错误；
B．三颗通信卫星若要全面覆盖，则其如图所示
由几何关系可知， ， ，其OA为地球半径R，所以由几何关系有
解得
所以解得
所以通信卫星高度至少为R，故B错误；
C．对卫星有，其万有引力提供做圆周运动的向心力，有
在地球表面有其动能为
故C正确；
D．对通信卫星有
地球的自转周期与同步卫星相同，对同步卫星有
整理有
故D错误。
故选C。
7．如图所示是单反相机的重要部件——屋脊棱镜，它可以改变影像的方向。一束红光垂直平面α射入，
分别在平面β和γ上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，最后光束垂直于平面δ射出（ ）
A．屋脊棱镜的最小折射率为2
B．红光从空气进入棱镜后传播速度变大
C．若将红光改为绿光，仍能在平面β和γ上发生全反射
D．若将红光改为白光，则在平面δ射出时色散成彩色光束
【答案】C
【解析】A．作出平面图，如图所示设入射到 面上的入射角为 ,因为光线在 和 上发生全反射，且两次反射的入射角相同，根据几何关系
有
解得
设最小折射率为 ，根据全反射条件有
解得最小折射率为
故A错误；
B．红光从空气进入棱镜后，折射率变大，根据
可知传播速度变小，故B错误；
C．若将红光改为绿光，折射率变大，根据全反射条件
可知全反射角变小，故仍能在平面β和γ上发生全反射，故C正确；
D．若将红光改为白光，其它光的折射率都比红光大，故其它光也会在 和 上发生全反射，在平面δ射
出时的方向相同，仍是白光，故D错误。
故选C。
8．小张同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况而绘制的 图像（如图）。已知机动车运动轨迹是直线，则下列说法合理的是（ ）
A．机动车处于匀加速状态
B．机动车的初速度为-4m /s
C．机动车的加速度大小为20m/s2
D．机动车在前 3秒的位移是25m
【答案】D
【解析】ABC．根据匀变速直线运动的位移—时间公式
变形可得：
可知 的图像斜率
k=v= m/s=20m/s
0
纵轴截距为
b=-4m/s2=
可得
a=-8m/s2
所以机动车处于匀减速状态，加速度大小为8m/s2，初速度为20m/s，故ABC错误；
D．根据速度—时间公式，当速度刚
可得机动车匀减速运动的总时间为
s则机动车在前3秒的位移等于机动车在前2.5秒的位移，可得机动车在前3秒的位移为
m
故D正确。
故选D。
9．如图甲所示，“战绳”是在健身房中常见的一种强力减脂运动，人用手握住绳子左端，将绳拉平后沿
竖直方向上下抖动，则可在绳中形成一列机械波．若将此波视为简谐横波，开始抖动为0时刻，时刻绳中
各质点的位置和波形如图乙所示，质点1和5分别位于下方和上方最大位移处，相邻编号质点平衡位置间
距离为l．则下列说法正确的是（ ）
A．质点1和5加速度相同 B．质点3和7速度相同
C．0时刻人竖直向上抖动绳子左端 D．该波的传播速度为
【答案】CD
【解析】A．由图可知t时刻，质点1处于波谷，加速度方向向上，质点5处于波峰，加速度方向向下，故
A错误；
B．由图可知t时刻，质点3和7处于平衡位置，速度大小相等方向相反，故B错误；
C．由图可知t时刻，质点7开始向上振动，根据波的传播是由前一个质点带动后一个质点可知，起始时向
上抖动轻质弹性绳的左端，故C正确；
D．由图可知
解得
λ=8l
又因
解得该波的传播速度
故D正确。
故选CD。
10．下列说法正确的是（ ）
A．图甲中， 原子核与 原子核相比， 核核子平均质量大， 核结合能大
B．图乙中，若仅增大单色光入射强度，则光电子的最大初动能增大
C．图丙为一定质量的氧气分子在 和 两情况下的速率分布图象，其中图线Ⅱ温度较高
D．图丁为用平行单色光垂直照射一透明薄膜得到的明暗相间的干涉条纹，该区域薄膜厚度随坐标 均
匀变化
【答案】AC【解析】A．由图甲可知， 原子核与 原子核相比， 核比结合能较小，核子的平均质量大；结合
能等于比结合能乘以核子数， 核结合能较大，故A正确；
B．若仅增大该单色光入射的强度，则光电子的最大初动能
不变，故B错误；
C．图丙中，氧气分子在图线Ⅱ温度下速率大的分子所占百分比较多，故图线Ⅱ温度较高,故C正确；
D．图丁中，用平行单色光垂直照射一透明薄膜得到的明暗相间的干涉条纹，由图知从左向右条纹的间距
逐渐增大，根据薄膜的厚度 时对应的条纹为亮条纹，相邻的两个亮条纹处薄膜厚度相差 ，若薄膜
层的厚度随坐标x增大而减小，且薄膜层厚度的变化率随坐标x增大而逐渐减小，则条纹会如图所示，从
左向右条纹的间距逐渐增大，故D错误。
故选AC。
11．图甲为水上乐园水滑梯，人从高处滑下，最后从末端飞出去，可简化如图乙所示。 其中C点为圆弧
的最低点，圆弧轨道的半径为2m，圆弧对应的圆心角θ为 ，AC 的竖直高度差为6m。 质量为50kg
的人在A 点从静止开始下滑，不计空气阻力和轨道摩擦，重力加速度 则下列说法正确的是（
）
A．人滑到 C 点时对圆弧的压力为3500N
B．人从 A 点运动到 C 点一直处于失重状态
C．人滑到 D 点时速度为大小为 10 m/sD．人落入水中时的速度方向与水面夹角大于 60°
【答案】ACD
【解析】A．人从A点运动到C点，根据动能定理
得出
在C点，根据牛顿第二定律，有
根据牛顿第三定律，人滑到 C 点时对圆弧的压力为3500N，A正确；
B．人从 A 点运动到 C 点，先有向下的加速度分量，到C点之前，有向上的加速度分量，到C点时，加
速度向上，不是一直处于失重状态，B错误；
C．人从C点滑到 D 点，根据动能定理
解得
C正确；
D．人从D点沿切线飞出，做斜抛运动，在对称点上速度与水平方向成 ，水面的位置应低于D点，
所以落入水中时的速度方向与水面夹角应大于 60°，D正确。故选ACD。
12．如图甲是游乐园常见的跳楼机，跳楼机的电磁式制动原理如图乙所示。跳楼机主干柱体上交替分布着
方向相反、大小相等的匀强磁场，每块磁场区域的宽度均为0.8m，高度均相同，磁感应强度的大小均为
1T，中间座椅后方固定着100匝矩形线圈，线圈的宽度略大于磁场的宽度，高度与磁场高度相同，总电阻
为8Ω。若某次跳楼机失去其他保护，由静止从高处突然失控下落，乘客与设备的总质量为640kg，重力加
速度g取10m/s2，忽略摩擦阻力和空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈中电流方向始终为逆时针
B．跳楼机的最大速度为8m/s
C．当跳楼机的速度为lm/s时，线圈中感应电流为20A
D．跳楼机速度最大时，克服安培力做功的功率为12800W
【答案】CD
【解析】A．由右手定则可知，电流方向为逆时针与顺时针交替变化，故A错误；
B．跳楼机由静止下落后受安培力与重力，有
跳楼机受到的安培力为
由法拉第电磁感应定律得
且
可得随着速度的增加，加速度减小，当加速度为0时，速度达到最大值，以后跳楼机做匀速运动，当跳楼机速
度最大时，安培力与重力平衡有
解得
故B错误；
C．由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律，当跳楼机的速度为lm/s时，线圈中感应电流为
故C正确；
D．当跳楼机速度最大时，有
克服安培力做功的功率为
故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷
二、实验题：本题共2小题，共14分。
13．（6分）测平抛运动初速度的实验如图（a）所示，在小球的抛出点O处固定有一点光源，它的正前方
水平距离为 处竖直放置一块毛玻璃屏；用弹射器将小球以某一速度从O点水平向右抛出后，在
毛玻璃屏上可以看到小球影子的运动，利用闪光频率为 的频闪相机拍摄了影子的位置照片如图
（b）所示。空气阻力不计，当地的重力加速度 。（1）分析频闪照片，在误差范围内，可认为影子做匀速直线运动，则影子的速度大小为 m/s。
（保留三位小数）。
（2）实验测得小球抛出时的初速度为 m/s。（保留三位小数）。
【答案】 0.814 6.007
【解析】（1）[1]由题意可知，两相邻投影点的时间间隔为
影子的速度大小为
（2）[2]由平抛运动的规律可知
整理可得
竖直方向投影点做匀速直线运动，则有
解得
14．（8分）物理是一门以实验为基础的科学，要学会正确使用基本仪器（如：刻度尺、游标卡尺、螺旋
测微器、打点计时器、气垫导轨、多用电表、电压表、电流表等）进行实验探究，请完成下列问题：
（1）某同学用多用电表粗测某一元件的电阻，选用“×100倍率”挡，红黑表笔短接调零后进行测量，此
时指针如图甲中a所示，为了尽量测量准确，该同学应换用 （“×10倍率”或“×1K倍率”），并进行必要的操作是 ，最终指针如图甲中b所示，则待测元件的电阻为 Ω；
（2）某同学用20分度的游标卡尺测量一物体的长度，如图乙所示（部分示意图），可知其长度为
cm；
（3）某同学用电压表测量一节干电池两端电压时的示数，如图丙所示，可知电压为 V；
（4）某同学用螺旋测微器测量一工件直径，如图丁所示，可知其直径为 mm；
【答案】 ×10倍率 欧姆调零 140 5.440 1.30 1.730
【解析】（1）[1][2][3]从图甲可见指针偏转过大，说明元件电阻很小，所以应该换小的“×10倍率”档。
换倍率档要重新进行欧姆调零。从图甲可知待测电阻的阻值为 。
（2）[4]物体的长度为
（3）[5]测一节干电池电压，应用3V量程的电压表，所以电压为 。
（4）[6]工件直径为
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）2023年7月受台风泰利影响，我省嘉善地区发生极端暴雨天气。当暴雨降临，路面水井盖因
排气水面孔（如图甲）堵塞可能会造成井盖移位而存在安全隐患。如图乙所示，水位以50mm/h的速度上
涨，质量为m=36kg的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为 ，水位
与井盖之间的距离为h=2.018m时开始计时，此时井内密封空气的压强恰好等于大气压强 ，若空气视为理想气体，温度始终不变， 。
（1）若在井盖被顶起前外界对井内密封空气做了650J的功，则该气体 （吸收，放出）的热量为 J；
（2）求密闭空气的压强为多大时井盖刚好被顶起；
（3）求从图示位置时刻起，水井盖会被顶起所需的时间。
【答案】（1）放出，650；（2） ；（3）
【解析】（1）空气温度始终不变，内能保持不变，在井盖被顶起前外界对井内密封空气做了650J的功，
根据热力学第一定律
可得
可知该气体放出的热量为 。
（2）井盖刚好被顶起时有
此时密闭空气的压强为
（3）气体做等温变化，有
解得
水井盖会被顶起所需的时间为16．（9分）如图所示，一端开口、质量M=2kg的圆筒底部放有一质量m=1kg的球形物体。将圆筒倒置成
如图所示的状态，开口端距水平地面的高度h=0.45m，现由静止释放圆筒，若圆筒和水平地面撞击后不反
弹，马上竖直静止，且球形物体在圆筒内运动时圆筒对球形物体的摩擦力恒为球形物体重力的3倍，球形
物体可视为质点，不计空气阻力，不计圆筒对地面的撞击时间，重力加速度g取 ，求：
（1）圆筒下端刚落地时圆筒的速度大小v；
（2）圆筒落地撞击地面后，地面对圆筒的支持力大小N；
（3）为保证小球不会撞击地面，圆筒的最小长度L。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】（1）设圆筒在下端刚落地时的速度为 ，对圆筒和小球，由自由落体运动规律有
得
（2）对圆筒落地后，设地面对其的支持力为N，由平衡关系有
由题意可知
得
（3）当小球速度刚减为零时刚好与地面接触，此时圆筒的长度最小。对小球，由动能定理
得17．（14分）一种带电粒子束流转向装置的原理简化示意图如图甲所示，真空室中电极K发出的粒子（初
速度不计）经电场加速后，由小孔O沿两平行金属板M、N的中心线 射入板间，加速电压为 ，
M、N板长为L，两板相距 ，加在M、N两板间的电压 随时间t变化的关系图线如图乙所示，图中
大小未知。在每个粒子通过电场区域的极短时间内，两板间电压可视作不变，板间的电场可看成匀强电
场。板M、N右侧存在一范围足够大的有界匀强磁场区域，磁场左边界PQ与M、N板垂直，磁场方向垂
直纸面向里，磁感应强度大小为 ，已知粒子的质量为 ，电荷量为 ，
两极板电场的边缘效应及粒子所受重力均可忽略不计。
（1）求带电粒子进入偏转电场的速度大小；
（2） 时刻从O进入的粒子刚好能从M、N金属板间射出，求 的值；
（3）在满足第（2）问的条件下，粒子在PQ上进磁场与出磁场两点间的距离d的大小。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】（1）粒子加速到O点的过程，由动能定理得
解得
（2）当粒子恰好从板的右端飞出时，偏转电压达最大值 ，设粒子在M、N板间运动的时间为t，加速度大小为a，则：
解得
（3）由（2）分析可知，粒子进入磁场时的速度的水平分量为 ，如图所示，设某时刻进入磁场的粒子速
度与水平方向成 角，则粒子的速度
粒子在磁场中做匀速圆周运动
可得
粒子进磁场与出磁场两点间的距离
解得
18．（16分）如图所示，为某一食品厂家的生产流水线的一部分，轨道AB是半径为R的半圆，产品2加工后以 的速度从A 点沿光滑轨道开始下滑，到达轨道最低点B处时，与静止在此处的产品1发
生弹性碰撞（假设每一个产品的质量均为m），被碰后的产品1 沿粗糙的水平轨道BC滑动，以 的
速度滑上运行速度为v的传送带CD。其中BC段为生产线中的杀菌平台，长度为d，传送带的摩擦因数为
μ，长度为L，求：
2
（1）为了保证产品以最短的时间经过CD，则传送带的速度应满足什么条件?
（2）求BC段杀菌平台的摩擦因数μ；
1
（3）调整产品从A点出发的速度可以调整杀菌的时间，求产品既不脱轨又能到达传送带的最长杀菌时间。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】（1）若产品由C到D一直加速，则传送时间最短。由动能定理
解得
则传送带速度
（2）产品2从A运动到B的过程，由动能定理得
产品2和产品1发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒解得
，
产品1进入杀菌平台后由动能定理得
解得
（3）若要保证不脱轨，则产品在A点的最小速度满足
产品进入杀菌平台的最小速度
产品减速到0的距离为s，由动能定理得
解得
产品进入杀菌平台后由动量定理得
解得
