山東卷2024年高考物理真題含解析

2024年全省普通高中學(xué)業(yè)水平等級考試

物理

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦

干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

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(xù)飛天，部分航天器裝載了具有抗干擾性強的

核電池。已知衰變?yōu)榈陌胨テ诩s為29年；衰變?yōu)榈陌胨テ诩s87年。現(xiàn)用相同數(shù)目

的和各做一塊核電池，下列說法正確的是（）

A.衰變?yōu)闀r產(chǎn)生α粒子

B.衰變?yōu)闀r產(chǎn)生β粒子

C.50年后，剩余數(shù)目大于的數(shù)目

D.87年后，剩余的數(shù)目小于的數(shù)目

【答案】D

【解析】

【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知衰變?yōu)闀r產(chǎn)生電子，即β粒子，故A錯誤；

B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知衰變?yōu)闀r產(chǎn)生，即α粒子，故B錯誤；

CD．根據(jù)題意可知的半衰期大于的半衰期，現(xiàn)用相同數(shù)目的和各做一塊核電池，

經(jīng)過相同的時間，經(jīng)過的半衰期的次數(shù)多，所以數(shù)目小于的數(shù)目，故D正確，C錯誤。

故選D。

2.如圖所示，國產(chǎn)人形機器人“天工”能平穩(wěn)通過斜坡。若它可以在傾角不大于30°的斜坡上穩(wěn)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(shù)不能小于（）

A.B.C.D.

【答案】B

【解析】

1

【詳解】根據(jù)題意可知機器人“天工”它可以在傾角不大于30°的斜坡上穩(wěn)定地站立和行走，對“天

工”分析有

可得

故選B。

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L，通過A點的時間間隔為；若木板長度為2L，通過A點的時間間隔為。為（）

A.

B.

C.

D.

【答案】A

【解析】

【詳解】木板在斜面上運動時，木板的加速度不變，設(shè)加速度為，木板從靜止釋放到下端到達A點的過

程，根據(jù)運動學(xué)公式有

木板從靜止釋放到上端到達A點的過程，當(dāng)木板長度為L時，有

當(dāng)木板長度為時，有

又

，

聯(lián)立解得

故選A。

2

4.檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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

【答案】C

【解析】

【詳解】單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發(fā)生干涉，形成干涉

條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識可知，同一條干涉條紋位置處光的波程差相等，

即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的波程差不同，則滾珠a

的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合格。

故選C。

5.“鵲橋二號”中繼星環(huán)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(wèi)星的軌道半徑

為r，則月球與地球質(zhì)量之比可表示為（）

A.B.C.D.

【答案】D

【解析】

【詳解】“鵲橋二號”中繼星在24小時橢圓軌道運行時，根據(jù)開普勒第三定律

同理，對地球的同步衛(wèi)星根據(jù)開普勒第三定律

又開普勒常量與中心天體的質(zhì)量成正比，所以

聯(lián)立可得

3

故選D。

6.一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)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(nèi)能增加

C.a→b→c過程，氣體從外界吸收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

【答案】C

【解析】

【詳解】A．a(chǎn)→b過程壓強不變，是等壓變化且體積增大，氣體對外做功W<0，由蓋-呂薩克定律可知

即內(nèi)能增大，，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知過程，氣體從外界吸收的熱量一

部分用于對外做功，另一部分用于增加內(nèi)能，A錯誤；

B．方法一：過程中氣體與外界無熱量交換，即

又由氣體體積增大可知，由熱力學(xué)第一定律可知氣體內(nèi)能減少。

方法二：過程為等溫過程，所以

結(jié)合分析可知

所以b到c過程氣體的內(nèi)能減少。故B錯誤；

C．過程為等溫過程，可知

根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功，C正確；

D．根據(jù)熱力學(xué)第一定律結(jié)合上述解析可知：一整個熱力學(xué)循環(huán)過程，整個過程

氣體對外做功，因此熱力學(xué)第一定律可得

故過程氣體從外界吸收的熱量不等于過程放出的熱量，D錯誤。

4

故選C。

7.如圖所示，質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué)，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(zhì)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(shù)均為μ，彈性繩勁度系數(shù)為

k，被拉伸時彈性勢能E=kx2（x為繩的伸長量）?，F(xiàn)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F所做的功等于（）

A.B.

C.D.

【答案】B

【解析】

【詳解】當(dāng)甲所坐木板剛要離開原位置時，對甲及其所坐木板整體有

解得彈性繩的伸長量

則此時彈性繩的彈性勢能為

從開始拉動乙所坐木板到甲所坐木板剛要離開原位置的過程，乙所坐木板的位移為

則由功能關(guān)系可知該過程F所做的功

故選B。

8.如圖甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的區(qū)域中存在垂直O(jiān)xy平面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁

場（用陰影表示磁場的區(qū)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(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動

時，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢如圖乙所示。若僅磁場的區(qū)域發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生的電動勢變?yōu)閳D丙所

示實線部分，則變化后磁場的區(qū)域可能為（）

5

A.B.

C.D.

【答案】C

【解析】

【詳解】根據(jù)題意可知，磁場區(qū)域變化前線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

由題圖丙可知，磁場區(qū)域變化后，當(dāng)時，線圈的側(cè)邊開始切割磁感線，即當(dāng)線圈旋轉(zhuǎn)

時開始切割磁感線，由幾何關(guān)系可知磁場區(qū)域平行于x軸的邊長變?yōu)?/p>

C正確。

故選C。

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(zhì)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(guān)于平衡位置在x=2m處的質(zhì)點P，下列說法正確的是（）

6

A.t=0.5s時，P偏離平衡位置的位移為0

B.t=0.5s時，P偏離平衡位置的位移為

C.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

【答案】BC

【解析】

【詳解】AB．在內(nèi)，甲、乙兩列波傳播的距離均為

根據(jù)波形平移法可知，時，處甲波的波谷剛好傳到P處，處乙波的平衡位置振動

剛好傳到P處，根據(jù)疊加原理可知，時，P偏離平衡位置的位移為，故A錯誤，B正確；

CD．在內(nèi)，甲、乙兩列波傳播的距離均為

根據(jù)波形平移法可知，時，甲波的平衡位置振動剛好傳到P處，處乙波的平衡位置

振動剛好傳到P處，且此時兩列波的振動都向y軸正方向運動，根據(jù)疊加原理可知，時，P向y軸

正方向運動，故C正確，D錯誤。

故選BC。

10.如圖所示，帶電量為+q的小球被絕緣棒固定在O點，右側(cè)有固定在水平面上、傾角為30°的光滑絕

緣斜面。質(zhì)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=

B.OB的距離l=

C.從A到C，靜電力對小滑塊做功W=﹣mgS

D.AC之間的電勢差UAC=﹣

【答案】AD

7

【解析】

【詳解】AB．由題意知小滑塊在B點處的加速度為零，則根據(jù)受力分析有沿斜面方向

解得

A正確，B錯誤；

C．因為滑到C點時速度為零，小滑塊從A到C的過程，靜電力對小滑塊做的功為W，根據(jù)動能定理有

解得

故C錯誤；

D．根據(jù)電勢差與電場強度的關(guān)系可知AC之間的電勢差

故D正確。

故選AD。

11.如圖所示，兩條相同的半圓弧形光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，其所在平面豎直且平行，導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)軌左端由導(dǎo)線連接。現(xiàn)將具有一定質(zhì)量和電阻的金屬棒MN平行OO'放置在導(dǎo)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(dǎo)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N

【答案】ABD

【解析】

8

【詳解】A．由于金屬棒MN運動過程切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，回路有感應(yīng)電流，產(chǎn)生焦耳熱，金屬棒

MN的機械能不斷減小，由于金屬導(dǎo)軌光滑，所以經(jīng)過多次往返運動，MN最終一定靜止于OO'位置，故A

正確；

B．當(dāng)金屬棒MN向右運動，根據(jù)右手定則可知，MN中電流方向由M到N，根據(jù)左手定則，可知金屬棒MN

受到的安培力水平向左，則安培力做負功；當(dāng)金屬棒MN向左運動，根據(jù)右手定則可知，MN中電流方向由

N到M，根據(jù)左手定則，可知金屬棒MN受到的安培力水平向右，則安培力做負功；可知MN運動過程中安

培力始終做負功，故B正確；

C．金屬棒MN從釋放到第一次到達OO'位置過程中，由于在OO'位置重力沿切線方向的分力為0，可知在

到達OO'位置之前的位置，重力沿切線方向的分力已經(jīng)小于安培力沿切線方向的分力，金屬棒MN已經(jīng)做

減速運動，故C錯誤；

D．從釋放到第一次到達OO'位置過程中，根據(jù)右手定則可知，MN中電流方向由M到N，故D正確。

故選ABD。

12.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

B.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10m

D.軌跡最高點與落點的高度差為45m

【答案】BD

【解析】

【詳解】AC．將初速度分解為沿方向分速度和垂直分速度，則有

，

將重力加速度分解為沿方向分速度和垂直分速度，則有

，

垂直方向根據(jù)對稱性可得重物運動時間為

重物離PQ連線的最遠距離為

9

故AC錯誤；

B．重物落地時豎直分速度大小

則落地速度與水平方向夾角正切值

可得

故B正確；

D．從拋出到最高點所用時間為

則從最高點到落地所用時間為

軌跡最高點與落點的高度差為

故D正確。

故選BD。

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.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(fā)，某同學(xué)使用如圖甲所示的裝置進

行了碰撞實驗，氣墊導(dǎo)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(zhì)量，分別為200.0g和400.0g；

②接通氣源，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平；

③撥動兩滑塊，使A、B均向右運動；

④導(dǎo)出傳感器記錄的數(shù)據(jù)，繪制xA、xB隨時間變化的圖像，分別如圖乙、圖丙所示。

10

回答以下問題：

（1）從圖像可知兩滑塊在t=_________s時發(fā)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(shù)字）；

（3）通過分析，得出質(zhì)量為200.0g的滑塊是________（填“A”或“B”）。

【答案】（1）1.0（2）0.20

（3）B

【解析】

【小問1詳解】

由圖像的斜率表示速度可知兩滑塊的速度在時發(fā)生突變，即這個時候發(fā)生了碰撞；

【小問2詳解】

根據(jù)圖像斜率的絕對值表示速度大小可知碰撞前瞬間B的速度大小為

【小問3詳解】

由題圖乙知，碰撞前A的速度大小，碰撞后A的速度大小約為，由題圖丙可

知，碰撞后B的速度大小為，A和B碰撞過程動量守恒，則有

代入數(shù)據(jù)解得

所以質(zhì)量為200.0g的滑塊是B。

14.某學(xué)習(xí)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(xué)生電源（輸出電壓0~16V）

滑動變阻器（最大阻值10Ω，額定電流2A）；

11

電壓表V（量程3V，內(nèi)阻未知）；

電流表A（量程3A，內(nèi)阻未知）；

待測鉛筆芯R（X型號、Y型號）；

游標(biāo)卡尺，螺旋測微器，開關(guān)S，單刀雙擲開關(guān)K，導(dǎo)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(jié)果如圖甲所示，該讀數(shù)為_______mm；

（2）把待測鉛筆芯接入圖乙所示電路，閉合開關(guān)S后，將滑動變阻器滑片由最右端向左調(diào)節(jié)到合適位

置，將單刀雙擲開關(guān)K分別擲到1、2端，觀察到電壓表示數(shù)變化比電流表示數(shù)變化更明顯，則測量鉛筆

芯電阻時應(yīng)將K擲到________（填“1”或“2”）端；

（3）正確連接電路，得到Y(jié)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(shù)

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(biāo)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。

【答案】（1）2.450

（2）1（3）1.91

（4）大于

【解析】

【小問1詳解】

根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則可知，其讀數(shù)為

12

【小問2詳解】

由于電壓表示數(shù)變化更明顯，說明電流表分壓較多，因此電流表應(yīng)采用外接法，即測量鉛筆芯電阻時應(yīng)將

K擲到1端；

【小問3詳解】

根據(jù)圖丙的I-U圖像，結(jié)合歐姆定律有

【小問4詳解】

根據(jù)電阻定律

可得

兩種材料的橫截面積近似相等，分別代入數(shù)據(jù)可知

15.某光學(xué)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(nèi)，單色光線以θ角入射到EF邊發(fā)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(fā)生全反射，求光線在EF上入射點D（圖中

未標(biāo)出）到E點距離的范圍。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【詳解】（1）由題意設(shè)光在三棱鏡中的折射角為，則根據(jù)折射定律有

由于折射光線垂直EG邊射出，根據(jù)幾何關(guān)系可知

13

代入數(shù)據(jù)解得

（2）根據(jù)題意作出單色光第一次到達半圓弧AMB恰好發(fā)生全反射的光路圖如圖

則根據(jù)幾何關(guān)系可知FE上從P點到E點以角入射的單色光線第一次到達半圓弧AMB都可以發(fā)生全反

射，根據(jù)全反射臨界角公式有

設(shè)P點到FG的距離為l，則根據(jù)幾何關(guān)系有

又因為

聯(lián)立解得

所以光線在EF上的入射點D到E點的距離范圍為

16.圖甲為戰(zhàn)國時期青銅汲酒器，根據(jù)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(cè)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(dāng)內(nèi)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(nèi)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

P=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?jié)M儲液罐中液體緩緩流出，堵住孔A，穩(wěn)定

后罐中恰好剩余一半的液體，求V。

14

【答案】（1）；（2）

【解析】

【詳解】（1）由題意可知緩慢地將汲液器豎直提出液面過程只能夠，氣體發(fā)生等溫變化，所以有

又因為

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

（2）當(dāng)外界氣體進入后，以所有氣體為研究對象有

又因為

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

17.如圖甲所示，質(zhì)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(zhì)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(shù)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，軌道加速度a與F對

應(yīng)關(guān)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(dāng)小物塊到P點時撤去F，

小物塊從Q點離開軌道時相對地的速度大小為7m/s。求軌道水平部分的長度L。

15

【答案】（1）；（2）（i），；（3）

【解析】

【詳解】（1）根據(jù)題意可知小物塊在Q點由合力提供向心力有

代入數(shù)據(jù)解得

（2）（i）根據(jù)題意可知當(dāng)F≤4N時，小物塊與軌道是一起向左加速，根據(jù)牛頓第二定律可知

根據(jù)圖乙有

當(dāng)外力時，軌道與小物塊有相對滑動，則對軌道有

結(jié)合題圖乙有

可知

截距

聯(lián)立以上各式可得

，，

（ii）由圖乙可知，當(dāng)F=8N時，軌道的加速度為6m/s2，小物塊的加速度為

當(dāng)小物塊運動到P點時，經(jīng)過t0時間，則軌道有

小物塊有

16

在這個過程中系統(tǒng)機械能守恒有

水平方向動量守恒，以水平向左的正方向，則有

聯(lián)立解得

根據(jù)運動學(xué)公式有

代入數(shù)據(jù)解得

18.如圖所示，在Oxy坐標(biāo)系x>0，y>0區(qū)域內(nèi)充滿垂直紙面向里，磁感應(yīng)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?！鱋M