2024年高考物理最后一卷（新情景题）（山东卷）

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（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
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。
1．一群处于能级（基态）的氢原子吸收频率为、的两种光子后，分别跃迁到和的两能级上（），其对应的能量分别为、，处于m、p两能级的氢原子不稳定会向低能级跃迁。已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A．
B．按照玻尔原子理论的基本假设可知，处于m能级的氢原子的核外电子离原子核远一些
C．、、和之间的关系式为
D．大量处于m、p两能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出种光子
2．如图1所示，原长为的橡皮筋一端固定在竖直放置的相同长度空心细管AB的顶点A，另一端悬挂质量为的重物，此时橡皮筋总长为50cm。现让重物以某一线速度，以O为圆心在水平面内做匀速圆周运动，此时橡皮筋与水平方向的夹角，如图2所示。已知重力加速度g取，管口光滑，忽略所有摩擦，重物可视为质点，橡皮筋满足胡克定律且一直在弹性限度内，则下列说法正确的是（ ）
A．橡皮筋的劲度系数为20N/m
B．图2中橡皮筋的拉力大小为10N
C．图2中重物M到B点的竖直距离大于
D．图2中重物M到B点的竖直距离等于
3．如图甲所示为某透明介质材料制成的长方体棱镜，上下两面为边长为的正方形，棱镜高为，S，O分别为上下面的中心，在上表面挖走一个以O点为球心、R为半径的半球，在S处放置一点光源，已知该材料的折射率为，且只有上表面为光学面，图乙为俯视图，图丙为过S、O两点的剖面图，则上表面被照亮的区域面积（俯视看半球内表面被照亮的部分可等效成水平面）为（ ）
A．B．
C．D．
4．1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。实验基本装置如图所示，单色光源S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个相干光源。设光源S到平面镜所在平面的距离和到光屏的距离分别为a和L，光的波长为。如果仅改变以下条件，关于光屏上相邻两条亮纹间距的描述正确的是（ ）
A．平面镜水平向左移动少许，将变小
B．平面镜竖直向下移动少许，将变小
C．光屏向左移动少许，将变大，
D．点光源S由红色换成绿色，将变大
5．2023年10月26日10时34分，神舟十六号航天员乘组和神舟十七号航天员乘组在“天宫”空间站胜利会师。如图所示，空间站和中轨道卫星在同一轨道平面内分别在近地轨道和半径为2R的中轨道上绕地球做匀速圆周运动，运行方向相同。地球半径为R，自转周期为T，表面重力加速度为g，忽略地球自转。下列说法正确的是（ ）
A．发射“天宫”空间站的最小速度为
B．中轨道卫星的公转周期为
C．中轨道卫星的机械能一定大于“天宫”空间站的机械能
D．中轨道卫星和 “天宫”空间站相邻两次相距最近的时间间隔为
6．如图甲所示，用气体压强传感器“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”，并通过计算机作出了如图乙所示的图像，下列说法正确的是（ ）
A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B．活塞移至某位置时，应立即记录数据
C．图线与纵轴相交的原因可能是没有考虑注射器与压强传感器连接部位气体的体积
D．若升高环境温度，则该图像斜率变大
7．如图甲所示为一列向右传播的简階横波上的两质点m、n，两质点之间的距离为，m、n两质点的振动图像分别如图乙、如图丙所示，已知波长。下列说法正确的是（ ）
A．波长可能为
B．波速为
C．从时刻起内质点m通过的路程为
D．从时刻起内质点n通过的路程为
8．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器组成闭合电路。两个方向均垂直纸面向里的匀强磁场以平行磁场方向且过bc轴的平而为分界线，其中bc左边磁场的磁感应强度大小为，bc右边磁场的磁感应强度大小为，且比大，线圈在这两个磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，线圈的面积为S，转动角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计。下列说法不正确的是（ ）
A．线圈从垂直于磁场方向开始运动，在一个周期内，小灯泡的电流经历了先增大后减小，再增大最后减小四个阶段
B．当将滑片P向上移动时，小灯泡的亮度将变亮
C．该变压器输入电压的有效值为
D．将小灯泡换成发光二极管，若线圈从图示位置开始运动时二极管发光，则当线圈转一周将要回到初始位置时二极管不发光
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图所示，三个物块A、B、C的质量分别为m、2m、m，物块B叠放在C上，物块A与C之间用轻弹簧水平连接，物块A、C与水平地面间的动摩擦因数都为，物块B与C之间的动摩擦因数为。在大小恒为F的水平推力作用下，使三个物块正保持相对静止地一起向右做匀加速直线运动，已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于摩擦力，弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧弹力大小为
B．保持A、B、C三个物块相对静止，F最大值不超过
C．在撤去水平推力的瞬间，物块A的加速度变小
D．若撤去水平推力后，物块B和C仍能保持相对静止
10．除夕夜23点59分广西万炮齐鸣，各式礼花冲上夜空，把天空照耀得五彩缤纷，年味十足。假设某种型号的礼花弹从专用炮筒中以初速度 v₀沿竖直方向射出，到达最高点时炸开，炸开产生的每个小块抛出的速度 v大小相等、方向不同，重力加速度大小为 g。忽略一切空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．礼花弹从专用炮筒中射出至炸开前瞬间，上升的最大高度
B．炸开后向任意方向飞出的小块均做非匀变速运动
C．以最高点为坐标原点，以水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立坐标系。炸开后水平向右飞出的一小块，其落地前的运动轨迹方程为
D．大量小块落地前会形成一个随时间不断扩大的球面
11．如图所示，在正四面体的三个顶点A、B、C分别固定有电荷量为、、的点电荷，M、N、P分别为棱AB、AC、BC的中点，下列说法正确的是（ ）

A．P点的电场强度小于M点的电场强度
B．M、N两点的电场强度相同
C．M点与D点的电势相等
D．一负点电荷在D点的电势能比在N点的电势能大
12．如图所示，MN、PQ两条平行光滑固定金属导轨与水平面的夹角为，两导轨的间距为L，M和P之间接阻值为R的定值电阻。导轨所在的空间有两条宽度均为d的匀强磁场I和Ⅱ，磁场方向垂直于导轨平面向下，大小分别为、，磁场I的下边界与磁场Ⅱ的上边界间距为3d。现将一质量为m，阻值为R的导体棒从距磁场I上边界距离为d处由静止释放，导体棒恰好分别以速度、匀速穿过磁场I和Ⅱ。导体棒穿过磁场I和Ⅱ的过程中通过导体棒横截面的电荷量分别为、，定值电阻R上产生的热量分别为、。导轨电阻不计，重力加速度为g，在运动过程中导体棒始终垂直于导轨且与导轨接触良好，则（ ）
A．B．
C．D．
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）某兴趣小组为了测量电动车上电池的电动势E（约为36V）和内阻r（约为10Ω），需要将一个量程为15V的电压表（内阻约为10kΩ）改装成量程为45V的电压表，然后再测量电池的电动势和内阻。以下是该实验的操作过程。
(1)由于不知道该电压表内阻的确切值，该小组将一个最大阻值为50kΩ的电位器（可视为可变电阻）与电压表串联后，利用如图甲所示的电路进行改装，请完成步骤C的填空。
A．将总阻值较小的滑动变阻器的滑片P移至最右端，同时将电位器的阻值调为零；
B．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P调到适当位置，使电压表的示数为9V；
C．保持滑动变阻器滑片P的位置不变，调节电位器，使电压表的示数为 V；
D．不再改变电位器的阻值，保持电压表和电位器串联，撤去其他电路，即可得到量程为45V的电压表。
(2)该小组利用一个电阻箱R（阻值范围0~999.9Ω）和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，读数记为U）连接成如图乙所示的测量电路来测量该电池的电动势和内阻．该小组首先得出了与的关系式，然后根据测得的电阻值R和电压表的读数U作出图像如图丙所示，则该电池的电动势 V、内阻 。
14．（8分）某同学设计出如图 1 所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门 1 和光电门 2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间 、 ，已知当地的重力加速度为 g。
（1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图 2 所示，则其直径 d= mm。
（2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量 （填选项序号）。
A．小球的质量 m
B．光电门 1 和光电门 2 之间的距离 h
C．小球从光电门 1 到光电门 2 下落的时间t
（3）小球通过光电门 1 时的瞬时速度v1= （用题中所给的物理量符号表示）
（4）保持光电门 1 位置不变，上下调节光电门 2，多次实验记录多组数据，作出—h 变化的图像如图 3 所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率k1= （用题中所给的物理量符号表示），就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
（5）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为 f，根据实际数据绘出的随 h变化的图像的斜率为 k2（k2