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物理试题 2024.05
注意事项：
1. 答卷前，先将自己的考生号等信息填写在试卷和答题纸上，并在答题纸规定位置
贴条形码。
2. 本试卷满分 100 分，分为第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，第卷为
第 1 页至第 4 页，第卷为第 5 页至第 8 页。
3. 选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 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。
4. 非选择题的作答：用 0.5mm 黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写
在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
第卷（共 40 分）
一、单选题（本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分）
1．扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓，
分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流，从而将谷物中的秕粒 a（秕粒为不饱满的谷粒，
质量较轻）和饱粒 b 分开。若所有谷粒进入分离仓时，在水平方向获得的动量相同。
之后所有谷粒受到气流的水平作用力相同。下图中 a、b 谷粒的轨迹和相应谷粒在分离
仓内所受的合外力 Fa 、 Fb 可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．某同学在室外将一个吸管密封在一空矿泉水瓶瓶口，并在吸管口蘸上肥皂液，将瓶子
从寒冷的室外转移到温暖的室内，他看到在吸管口出现了若干个泡泡。将矿泉水瓶内
的气体看作理想气体，不考虑矿泉水瓶的热胀冷缩。下列说法正确的是（ ）
45565:uId:45565
物理试题 第 1页 共 8 页
{#{QQABQYAAggggApAAARhCEwXACECQkBECAIoGxEAMIAAAiBFABAA=}#}
A．瓶内气体分子做无规则热运动的速率都增大
B．气体从室内吸收的热量等于气体膨胀对外做的功
C．瓶内气体的平均密度变小
D．瓶内气体做等容变化
3．在空间站中，宇航员长期处于失重状态，为缓解这种
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。圆环旋转舱绕中心匀速旋转，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，宇航员可视为质点。下列说法正确
的是（ ）
A．宇航员相对自身静止释放一小球，小球将悬浮在空间站中相对空间站静止
B．旋转舱的半径大小和转动角速度乘积是定值
C．宇航员在旋转舱与旋转中心之间的连接舱中时和在地球上感受相同
D．以旋转中心为参考系，宇航员在环形旋转舱的加速度大小等于地球表面重力加速度
4．“战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图甲所示，健身者把两根相同
绳子的一端固定在 P 点，用双手分别握住绳子的另一端，以 2Hz 的频率开始上下抖动
绳端，t 0时，绳子上形成的简谐波的波形如图乙所示，a、b 为右手所握绳子上的两
个质点，二者平衡位置间距
离为波长的 2 倍，此时质点
3
a 的位移为8 2cm 。已知绳
子长度为 20m，下列说法正
确的是（ ）
2
A．a、b 两质点振动的相位差为
3
1
B．t s 时，质点 a 的位移仍为8 2cm ，且速度方向向下
8
C．健身者抖动绳子端点，经过 5s 振动恰好传到 P 点
D．健身者增大抖动频率，振动从绳子端点传播到 P 点的时间将会减少
5．物体 A、B放置在粗糙的水平面上，若水平外力以恒定的功率 P 单独拉着物体 A 运动
时，物体 A 的最大速度为 v1 ；若水平外力仍以恒定的功率 P 拉着物体 A 和物体 B 共同
运动时，如图所示，物体 A 和物体 B 的最大速度为 v2 。空气
阻力不计，在物体 A 和 B 达到最大速度时作用在物体 B 上的
拉力功率为（ ）
v v v v v v
A． 1 P B． 2 P C． 1 2 P D． 1 2 P
v2 v1 v1 v1
1082268:fId:1082268
物理试题 第 2页 共 8 页
{#{QQABQYAAggggApAAARhCEwXACECQkBECAIoGxEAMIAAAiBFABAA=}#}
6．琉璃灯表演中有一个长方体玻璃柱，如图所示，底面是边长为 a 的正
方形，高为 2a。在玻璃柱正中央竖直固定一长为 a 的线状光源，向四
周发出红光。已知玻璃柱的材料对红光的折射率为 2 ，忽略线状光
源的粗细，则玻璃柱一个侧面的发光面积为（ ）
5 3
A． (1 )a2 B． (1 )a2 C． (1 )a2 D． 2a2
4 8 4
7．如图所示，斜面的倾角为 ，轻质弹簧的下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处
于原长时上端位于 B 点。一质量为 m 的物块从斜面 A 点由静止释放，将弹簧压缩至最
低点 C（弹簧在弹性限度内），后物块刚好沿斜面向上运动到 D 点。已知斜面 B 点上
方粗糙，下方光滑，物块可视为质点， AB 2BC 2L ，
AB 3BD ，重力加速度为 g，弹簧弹性势能与形变量的关
1
系 E kx2 （其中 k 为劲度系数，x 为形变量）。下列说法
p 2
中正确的是（ ）
tan 2mg sin
A．物块与斜面粗糙部分间的动摩擦因数 B．弹簧的劲度系数 k 为
3 L
9
C．小球动能的最大值为 mgLsin D．弹簧弹性势能的最大值为 mgLsin
8
8．如图甲，足够长木板静置于水平地面上，木板右端放置一小物块。在t 0时刻对木板
施加一水平向右的恒定拉力 F ，作用1s 后撤
去 F ，此后木板运动的 v t 图像如图乙。物
块和木板的质量均为1kg ，物块与木板间及木
板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑
动摩擦力，重力加速度 g 10m / s2 ，下列说
法正确的是（ ）
A．拉力 F 的大小为 24N B．物块与木板间的动摩擦因数为 0.4
C．t 2s 时物块的速度减为 0 D．物块最终停止时的位置与木板右端间的距离为 3m
二、多选题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。选对但不全者得 2 分）
9．如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P3 是可移动
的滑动触头，A、B 端与滑动变阻器 R1 串联后接正弦交流电源，输出端接两个相同的
灯泡 L1、L2 和滑动变阻器 R2。当开关 S 闭合，输入端接
u 220 2 cos100t V ，P1、P2、P3 处于如图所在的位置
时，两灯均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．流过灯泡 L1 的电流方向每秒改变 100 次
B．AB 两端电压为 220V
C．若仅将 P1 向左移动，L1 将变暗
D．若 P1 在最左端，然后将 P3 逆时针转动的过程中适当将 P2 向右移动，L1 亮度可能不变
rttyt :uId: rttyt
物理试题 第 3页 共 8 页
{#{QQABQYAAggggApAAARhCEwXACECQkBECAIoGxEAMIAAAiBFABAA=}#}
10．如图，容积为V0 的汽缸竖直放置，导热良好，右上端有一阀门连接抽气孔。汽缸内
有一活塞，初始时位于汽缸底部 1 高度处，下方密封有一定质量、
6
温度为T0 的理想气体。现将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门，然
后缓慢加热活塞下方气体。已知大气压强为 p0 ，活塞产生的压强为
1
p ，活塞体积不计，忽略活塞与汽缸之间摩擦。则在加热过程中
2 0
（ ）
1 1
A．开始时，活塞下方体积为 V0 B．温度从T0 升至1.5T0 ，气体对外做功为 p0V0
2 6
3 3
C．温度升至 2T 时，气体压强为 p0 D．温度升至 3T 时，气体压强为 p0
0 2 0 4
11．如图所示，实线是某实验小组研究平抛运动得到的实际轨迹。实验中，小球的质量
为 m ，水平初速度为 v0 ，初始时小球离地面高度为 h 。已知小球落地时速度大小为 v ，
方向与竖直面成 角，小球在运动过程中受到的空气阻
力大小与速率成正比，比例系数为 k ，重力加速度为 g 。
下列说法正确的是（ ）
A．小球落地时重力的功率为 mgv cos
mvsin kh
B．小球下落的时间为
mg
mv vsin
C．小球下落过程中的水平位移大小为 0
k
1 2 2
D．小球下落过程中空气阻力所做的功为 mv v0 mgh
2
12．如图，两根足够长的光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别
为 2L 和 L ，OO左侧是电阻不计的金属导轨，右侧是绝缘轨道。OO左侧处于竖直向
下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B0 ；OO右侧以 O 为原点，沿导轨方向建立 x 轴，
沿 Ox 方向存在分布规律为 B B0 kx(k 0) 的竖直向下的磁场（图中未标出）。一质量
为 m 、阻值为 R 、三边长度均为 L 的 U 形金属框，左端紧靠OO静置在绝缘轨道上（与
金属导轨不接触）。导体棒 a 、 b 质量均为 m ，电阻均为 R ，分别静止在立柱左右两侧
的金属导轨上。现同时给导体棒 a，b 大小相同的水平向右的速度 v0 ，当导体棒 b 运动
至 OO时，导体棒 a 中已无电流（ a 始终在宽轨上）。导体棒 b 与 U 形金属框碰撞后连
qpiwwyi :fId: qpiwwyi
物理试题 第 4页 共 8 页
{#{QQABQYAAggggApAAARhCEwXACECQkBECAIoGxEAMIAAAiBFABAA=}#}
接在一起构成回路，导体棒 a、b、金属框与导
轨始终接触良好，导体棒 a 被立柱挡住没有进
入右侧轨道。下列说法正确的是（ ）
6
A．导体棒 a 到达立柱时的速度大小为 v
5 0
6
B．导体棒 b 到达 OO时的速度大小为 v0
5
C．导体棒 b 与 U 形金属框碰撞后连接在一起后做匀减速运动
12mv R
D．导体棒 b 与 U 形金属框碰撞后，导体棒 b 静止时与 OO的距离为 0
5k 2 L4
第卷（非选择题，共 60 分）
二、非选择题（本题共 4 小题，共 55 分）
13．（6 分）如图（a）所示，某学生小组设
1 tn tn1
n tn /s t tn tn1 vn / m s t
计了一个测量重力加速度的实验。实验器 2
材主要有光电门、下端悬挂砝码的栅栏、
1 6.4280
安装杆、夹子等。栅栏由不透明带和透明
2 6.4689 0.0409 1.22 6.4485
带交替组成，每组宽度（不透明带和透明
带宽度之和）为 5cm，栅栏底部边缘位于 3 6.5007 6.4848
光电门的正上方。开始实验时，使砝码带
4 6.5275 0.0268 1.87 6.5141
动栅栏从静止开始自由下落，每当不透明
5 6.5513 0.0238 2.10 6.5394
带下边缘刚好通过光电门时，连接的计算
6 6.5730 0.0217 2.30 6.5622
机记下每个开始遮光的时刻 tn ，第 n 组栅
栏通过光电门的平均速度记为 vn ，所得实 7 6.5929 0.0199 2.51 6.5830
验数据记录在右表中。（答题结果均保留 3
位有效数字）
(1)完善表中第 3 行缺失的数据，分别为 和 ；
2
(2)图（b）是根据表中数据所作的 vn t 图线，则当地重力加速度为 m/s 。
RTTYT :uId: RTTYT
物理试题 第 5页 共 8 页
{#{QQABQYAAggggApAAARhCEwXACECQkBECAIoGxEAMIAAAiBFABAA=}#}
14．（8 分）某科技小组设计了一款测量水库水位系统，包括电路系统
和绝缘材料制作的长方体仪器，正视图如图甲所示。仪器内部高
H 10m ，左右两侧壁铺满厚度、电阻均可忽略的电极板 A、B。仪器
底部内侧是边长为 L 20cm 的正方形，中间有孔与水库连通。将仪器
竖直固定在水中，长方体中心正好位于每年平均水位处，此高度定义
为水库水位 0m ，建立如图甲右侧坐标系。每隔一段时间，系统自动用
绝缘活塞塞住底部连通孔。
（1）为了测量水库中水的电阻率，该小组使用多用电表测量水库水位
为 0m 时的电阻。小组同学首先将多用电表的选择开关旋至100 倍率的欧姆挡，欧姆调
零后测量时发现指针偏转角度过大，则应将倍率换为 （填“1k ”或“10 ”）。测
量完成后，再通过电阻定律可得 R （用 、H 表示），最终计算出此处水
的实际电阻率为 600 m 。
（2）小组同学设计的测量电路如图乙所示。电源电动
势为 E 1.5V ，电源、电流表内阻均不计，要求能够
测量出最高水位，根据（1）中测量的电阻率计算电流
表量程至少为 mA 。
（3）小组同学对设计电路进行了思考和讨论，以下说
法正确的是
A．若电流表的内阻不可忽略，则测量的水位值比真实值偏大
B．无论电源、电流表内阻是否可以忽略不计，电流表改装的水位刻度都是均匀的
C．若电流表的内阻不可忽略，且水库水位为5m 时电流表满偏，则当电流表半偏时水库
水位高于平均水位
QPIWWYI :fId: QPIWWYI
物理试题 第 6页 共 8 页
{#{QQABQYAAggggApAAARhCEwXACECQkBECAIoGxEAMIAAAiBFABAA=}#}
15．（7 分）极紫外线广泛应用于芯片制造行业，如图甲所示，用波长 110nm 的极紫
外线照射光电管，恰好能发生光电效应。已知普朗克常量 h 6.61034 J s ，
1nm 109 m ,1eV 1.61019 J ， c 3108 m/s 。
（1）求阴极 K 材料的逸出功W0 ；
（2）图乙是氢原子的能级图，若大量处于 n 4 激发态的氢原子发出的光照射阴极 K，
灵敏电流计 G 显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得电流计示数 I 与电压表示数 U
的关系图像如图丙，则图丙中Uc 的大小是多少?
16．（9 分）如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为 k 的轻弹簧一端固定在桌
面左端，另一端与小球 A 拴接。开始时，小球 A 用细线跨过光滑的定滑轮连接小球 B，
桌面上方的细线与桌面平行，系统处于静止状态，此时小球 A 的位置记为 O，A、B 两小
球质量均为 m。现用外力缓慢推小球 A 至弹簧原长后释放，
在小球 A 向右运动至最远点时细线断裂，已知弹簧振子的
m 1 2
振动周期T 2 ，弹簧的弹性势能 Ep kx （x 为弹
k 2
簧的形变量），重力加速度为 g，空气阻力不计，弹簧始终
在弹性限度内。求：
（1）细线断裂前瞬间的张力大小 FT ；
（2）从细线断裂开始计时，小球 A 第一次返回 O 点所用的时间 t ；
（3）细线断裂后，小球 A 到达 O 点时的速度大小。
2024-05-11T09:04:49.551339
物理试题 第 7页 共 8 页
{#{QQABQYAAggggApAAARhCEwXACECQkBECAIoGxEAMIAAAiBFABAA=}#}
17．（14 分）如图所示，xOy 平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场
（未画出），第二象限存在沿 x 轴正方向的匀强电场 E0，第四象限交替分布着沿-y 方向的
匀强电场和垂直 xOy 平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为 L，边界与 y 轴垂直，
mv2
电场强度 E 0 ，磁感应强度分别为 B、2B、3B……，其中
qL
mv
B 0 。一质量为 m、电量为+q 的粒子从点 M（-L，0）以
7qL
平行于 y 轴的初速度 v0 进入第二象限，恰好从点 N（0，2L）
进入第一象限，然后又垂直 x 轴进入第四象限，多次经过电场
和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求：
（1）电场强度 E0 的大小；
（2）粒子在第四象限中第二次进入电场时的速度大小及方向
（方向用与 y 轴负方向夹角的正弦表示）；
（3）粒子在第四象限中能到达距 x 轴的最远距离。
18．（16 分）如图所示，光滑水平轨道上放置质量为 m 的长板 A，质量为 3m 的滑块 B（视
为质点）置于 A 的左端，A 与 B 之间的动摩擦因数为；在水平轨道上放着很多个滑块
（视为质点），滑块的质量均为 2m，编号依次为 1、2、3、4、…、n、…。开始时长板 A
和滑块 B 均静止。现使滑块 B 瞬间获得向右的初速度 v0，当 A、B 刚达到共速时，长板
A 恰好与滑块 1 发生第 1 次弹性碰撞。经过一段时间，A，B 再次刚达到共速时，长板 A
恰好与滑块 1 发生第 2 次弹性碰撞，依次类推…；最终滑块 B 恰好没从长板 A 上滑落。
重力加速度为 g，滑块间的碰撞均为弹性碰撞，且每次碰撞极短，求：
（1）开始时，长板 A 的右端与滑块 1 之间的距离 d1；
（2）滑块 1 与滑块 2 之间的距离 d2；
（3）长板 A 与滑块 1 第 1 次碰撞后，长板 A 的右端与滑块 1 的最大距离；
（4）长板 A 的长度。
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绝密启用并使用完毕前
山东省实验中学 2024 届高三 5 月针对性考试
物理答案 2024.05
1.B 2.C 3.D 4.B 5.C 6.A 7.C 8.D 9.AD 10.AD 11.ACD 12.BD
13.（6 分）(1) 0.0318 1.57 (2)9.69（9.60~9.80）
2
14.（8 分） 10 25 C
H
15．（7 分）（1）设波长为 110nm 的极紫外线的波长为 c ，逸出功W0 h c ---------1 分
c
频率 c ---------------------1 分
c
18
代入数据解得W0 1.810 J 或W0 11.25eV --------------1 分
（2）能量最大的光子 h m E4 E1 12.75eV -----------1 分
由光电效应方程 Ekm hm W0 1.5eV ---------1 分
遏止光压必须满足 Ekm eUc ---------1 分
解得U c 1.5V ---------1 分
16．（9 分）（1）A 静止于O 点平衡时 kx0 mg ---------1 分
mg
A、B 组成的简谐振动中，振幅为 A x
0 k
由对称性，小球 A 向右运动至最远点时，对 A 有 k 2x0 FT ma ---------1 分
对 B 有 FT mg ma ---------1 分
3
联立解得 F mg ---------1 分
T 2
2mg
（2）细线断裂后 A 球单独做简谐振动，振幅变为 A 2x
0 k
2 2mg 2
则 A 球单独做简谐振动的振动方程为 x Acos t cos t ---------1 分
A T k T
2mg 2 mg
当小球 A 第一次返回 O 点时，有 x cos t x ---------1 分
A k T 0 k
45565:uId:45565 1082258:fId:1082258
物理答案 第 1页 共 4 页
{#{QQABQYAAggggApAAARhCEwXACECQkBECAIoGxEAMIAAAiBFABAA=}#}
T m
可得 t ---------1 分
6 3 k
1 1 1
（3）细线断裂后，小球 A 到达 O 点时， mv 2 k (2x )2 k (x )2 ---------1 分
2 0 2 0 2 0
3mg 2
解得 v ---------1 分
0 k
1
17．（14 分）（1）粒子在第二象限类平抛，水平方向 L at2 ---------1 分
2
竖直方向有 2L v0t ---------1 分
由牛顿第二定律有 qE0 ma ---------1 分
mv2
联立解得 E 0 ---------1 分
0 2qL
v
x
（2）设粒子经过 N 点时， tan ， vx at ---------1 分
v0
2 2 ， 分
vN v0 vx 2v0 45 ---------1
1 1
穿过 x 轴下方第一个电场过程 EqL mv 2 mv 2 ---------1 分
2 1 2 N
解得 v1 2v0 ---------1 分
2
v1
在 x 轴下方第一个磁场中 Bqv1 m ---------1 分
R1
解得 R1 14L
L 1
根据几何关系可得 sin ---------1 分
R1 14
（3）粒子在第 n 个磁场中下边界时，速度方向平行于 x 方向，由动能定理有
1 1
nEqL mv 2 mv 2 ---------1 分
2 n 2 N
从进入第四象限开始到第 n 个磁场，水平方向上由动量定理累计得
qB(1 2 3 n)L mvn ---------1 分
nn 1
联立解得 2n 2 ， 解得 n 7 ---------1 分
14
则粒子离 x 轴最远距离为 2nL 14L ---------1 分
45565:uId:45565 1082258:fId:1082258
物理答案 第 2页 共 4 页
{#{QQABQYAAggggApAAARhCEwXACECQkBECAIoGxEAMIAAAiBFABAA=}#}