文档内容
【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（全国卷专用）
黄金卷02
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只
有一项是符合题目要求的）
1．党的二十大代表热议科技创新不断塑造发展新动能新优势。二十大报告中提到我国进入创新型国家行
列，一些关键技术如核电技术等取得重大成果。关于核能、核反应，下列说法正确的是（ ）
A. 到目前为止，利用任何物质都能得到核能，因为各种物质的原子里都有原子核
B. 到目前为止，核聚变是人类获得核能的主要方式
C. 太阳内部进行的热核反应属于轻核聚变
D. 原子弹是采用人工核转变制成的核武器
【答案】C
【解析】A．核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源，虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通
常情况下并不能释放能量，只有当原子核发生改变——裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化，故A错误；
B．到目前为止，核裂变是人类获得核能的主要方式，故B错误；
C．太阳内部进行的热核反应属于轻核聚变，故C正确；
D．原子弹是采用核裂变制成的核武器，故D错误。
故选C 。
2．一辆汽车在水平公路上拐弯，其运动可看成匀速圆周运动。沿圆周运动半径方向的汽车轮胎与路面的
最大静摩擦力为 。圆周运动的半径为 ，汽车的质量为 。在汽车做圆周运动过
程中（ ）A. 受重力、支持力、半径方向的静摩擦力、向心力
B. 为避免侧滑，向心加速度不能超过
C. 为避免侧滑，最大速度为
D. 速度为 时，在半径方向轮胎与地面间的摩擦力为
【答案】B
【解析】A．汽车在水平面做圆周运动时，沿圆周半径方向的静摩擦力提供向心力，这不是独立的两个力，
A错误；
的
B．汽车向心力 最大值为 ，对应有最大向心加速度
B正确；
C．汽车达最大速度 时有
则
C错误；
D．速度为 时，对应的向心力
则半径方向轮胎与地面间的静摩擦力为 ，D错误。故选B。
3．沿海建设的核电站可用电磁泵推动氯化钠溶液在管道中运行来冷却反应堆。如图为电磁泵的示意图，
长方体导管的左右表面绝缘，将导管水平放置，让磁场方向与左右表面垂直。因充满导管的氯化钠溶液中
有正、负离子，将导管上、下表面和电源连接后，氯化钠溶液便会流动，速度方向如图所示。则下列说法
正确的是（ ）
A. 若无磁场，则溶液中的负离子向上运动
B. 磁场方向从左表面指向右表面
C. 交换电源正负极，溶液流动方向不变
D. 磁场方向与导管上、下表面垂直时，溶液从左至右流动
【答案】B
【解析】AB．导管下表面电势高于上表面电势，若不存在磁场，则负离子向下运动，正离子向上运动，由
左手定则和图中溶液速度方向可知，磁场方向为从左表面指向右表面，故A错误，B正确；
C．由以上分析可知，交换电源正负极，溶液流动方向反向，故C错误；
D．磁场方向垂直导管上下表面时，磁场方向与离子初始运动方向在条直线上，沿竖直方向，离子不受洛
伦兹力，溶液不会从左至右运动，故D错误。
故选B。
4．如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为a、b两种单色光。则下列说法正确的是（ ）
A. 在真空中传播时，a光的速度大
B. 从玻璃射向空气时，b光发生全反射的临界角小
C. 经过同一双缝干涉实验装置时，观察到a光的相邻亮条纹间距大
D. 若b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能发生光电效应【答案】D
【解析】A．真空中传播时，各种颜色光的光速均相同，A错误；
B．根据光路图可知 光偏折程度小，所以 光折射率小，根据全反射定律 可知 光发生全反射
的临界角大，B错误；
C．根据光路图可知 光折射率大，所以频率大，波长短，根据 可知，经过同一双缝干涉实验装
置时，观察到a光的相邻亮条纹间距小，C错误；
D． 光的频率大于 光，根据 可知 光的光子能量大于 光，所以若b光能使某金属发生光电效应，
则a光也一定能发生光电效应，D正确。
故选D。
5． 、 是两颗相距较远的行星，其卫星的线速度平方 与轨道半径倒数 的关系如图所示， 、
各有一颗在表面附近的卫星 、 绕其做匀速圆周运动， 、 的线速度大小均为 ，则（ ）
A. 的质量比 的小
B. 的质量比 的小
C. 的平均密度比 的小
D. 表面的重力加速度比 的大
【答案】C
【解析】AB．根据卫星围绕行星做匀速圆周运动时万有引力提供向心力，有结合图像可知，GM表示图线的斜率，根据图像可知 的质量比 的大，根据图像是无法判断两颗卫星的
质量，AB错误；
C．近地卫星围绕行星做匀速圆周运动时的轨道半径等于行星的半径，有
可得
因为 的质量比 的大，所以 的平均密度比 的小，C正确；
D．根据黄金代换，有
因为 的质量比 的大， 表面的重力加速度比 的小，D错误。
故选C。
6．2022年11月28日，国家航天局发布消息：我国将于2030年前后发射木星的环绕卫星天问四号，并逐
步实现木星车登陆木星，对木星进行科学探测。如果已知木星车在木星表面的重力大小为G，在地球表面
1
的重力大小为G，木星的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略木星的自转，则（
2
）
A. 木星表面的重力加速度为 B. 木星的质量为
C. 木星的平均密度为 D. 木星的第一宇宙速度为【答案】C
【解析】A．设木星车的质量为 ，木星表面的重力加速度为 ，木星车质量不变，在木星表面有
在地球表面有
解得
A错误；
的
B．忽略木星 自转，设木星的质量为 ，在木星表面上有
与上式联立解得
B错误；
C．木星的平均密度为
C正确；
D．对质量为 的木星近地卫星有
解得即木星的第一宇宙速度为 ，D错误。
故选C。
7．如图甲所示，长为12m的均质轻绳一端固定于竖直墙面的Q点，手持另一端P将其水平拉直。在
时刻P端开始做简谐振动，振动图像如图乙所示，在 时绳波恰好传播到Q点，已知绳波被墙面反
射时有半波损失（即相当于Q点为波源，起振方向为竖直向上），不考虑反射时能量损失，下列说法正确
的是（ ）
A. 在 时刻，P处质点运动到绳的中点处
B. 在 时刻，绳中间质点的速度方向竖直向上
C. 稳定后，P、Q之间共有5个质点始终保持静止不动
D. 稳定后，绳上质点在2.0s时间内经过的最大路程为1.6m
【答案】C
【解析】A．绳中的质点在平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移。故A错误；
BC．根据
可知波速为2m/s， 又
解得
依题意，稳定后两列波的振动情况恰好相反，绳上振动减弱点满足又
可知n=0时即绳上中点处的质点，n=1时即绳上距P端4m和8m处的质点，n=2时即绳上距P端2m和
10m处的质点共计5个质点始终保持静止不动。依题意，在 时刻，两列波均已传到绳中间质点处，
所以该时刻该质点的速度为零。故B错误；C正确；
D．稳定后，绳上振动加强点的振幅为0.8m，在2.0s即一个周期的时间内经过的最大路程为
故D错误。
故选C。
8．如图，在竖直平面内固定一光滑的半圆环，圆心为O、半径为R，OA为半圆环的竖直半径，AB为与
OA在同一直线上的光滑固定杆，半圆环上套有一小球a，杆AB上套有另一小球b。两小球之间连接一轻
弹簧，初始时小球a在距圆环A点右侧不远处的P点，小球b固定于杆AB上的Q点，两小球间距离为R。
现用外力使小球b沿杆AB缓慢向上移动一段距离，但未到达A点。在移动过程中弹簧始终在弹性限度内
且在一条直线上，两小球均可视为质点，则下列说法正确的是（ ）
A. 初始时弹簧弹力大于半圆环对小球a的弹力
B. 初始时弹簧弹力大于小球a的重力
C. 小球b沿杆缓慢向上移动过程中，环对小球a的支持力先增大后减小
D. 小球b沿杆缓慢向上移动过程中，弹簧弹力增大
【答案】D
【解析】AB．对小球a进行受力分析，小球a受重力G，半圆环对小球a的支持力 和弹簧弹力F，三力
平移后构成一首尾相连的三角形，如图所示，力的三角形与三角形OPQ相似，根据三角形相似有初始时
，
所以
选项AB错误；
C．小球b缓慢上移过程，小球a处于动态平衡状态，随着小球b上移，OQ减小，OP不变，重力G不变，
的
半圆环对小球 支持力 增大，选项C错误；
的
D．设弹簧 原长为L，弹簧的形变量为x，根据胡克定律有
则
OQ减小，重力G不变，L不变，则弹簧形变量x增大，弹簧弹力F增大，选项D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题包含4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中，至少
有两个选项正确。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）
9．如图，两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B，A以速度v 斜向上抛出，B以速度v 竖直向上抛
1 2
出，当A到达最高点时恰与B相遇。不计空气阻力，A、B质量相等且均可视为质点，重力加速度为g，以
下判断正确的是（ ）A. 相遇时A的速度一定为零
B. 相遇时B的速度一定为零
C. A从抛出到最高点的时间为
D. 从抛出到相遇A、B动量的变化量相同
【答案】BCD
【解析】A分解为竖直向的匀减速直线运动与水平向的匀速直线运动，相遇时A达到最高点则其竖直向的
速度为0，水平向速度不变，合速度不为0，故A错误；
在竖直向的分速度为 ，则相遇时
解得
B的达到最高点，速度为也为0，故B正确；
A与B到达最高点的时间相等为
故C正确；
两者受到的外力为重力，时间相同则冲量相同，动量的变化量相同，故D正确。
故选BCD。
10．在大型物流货场，广泛的应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定速率运
动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的A处，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感
器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度g=10m/s2。由v﹣t图可知（
）A. 货物与传送带的摩擦因数为0.5
B. A、B两点的距离为2.4m
C. 货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功为-11.2J
D. 货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为19.2J
【答案】AC
【解析】A.由图象可以看出货物做两段均做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有：
由图象得到：
代入解得：
选项A正确；
B.货物的位移就是AB两点的距离，求出货物的v-t图象与坐标轴围成的面积即为AB两点的距离。所以有：
选项B错误；
C.传送带对货物做的功即为两段运动中摩擦力做的功：
选项C正确；
D.货物与传送带摩擦产生的热量：
选项D错误。故选AC。
11．如图所示，在空间坐标系xOy上a（0，0，L）、b（0，L，0）、c（L，0，0）三点处分别固定一电荷
量为+q、-q、-q（q>0）的点电荷，M、N、P三点分别为ab、ac、bc的中点。规定无穷远处的电势为0，
下列说法正确的是（ ）
A. M、N两点的电场强度大小相等
B. O点的电场强度方向沿y轴正方向
的
C. 负 试探电荷在M点的电势能大于其在P点的电势能
D. 同一试探电荷在M、N两点的电势能相等
【答案】AD
【解析】A．三个点电荷在M、N两点的电场强度方向如图所
由几何知识可知，在M、N两点合场强大小相等，方向不同，故A正确；
B．三个点电荷在O点的电场强度方向如图所
由几何知识可知，在O点的合场强方向不沿y轴正方向，故B错误；CD．无穷远处的电势为0，沿电场线的方向电势降低，M、N两点的电势相等，M点的电势大于P点的电
势，同一试探电荷在M、N两点的电势能相等，负的试探电荷在M点的电势能小于其在P点的电势能，故
C错误，D正确。
故选AD。
12．如图所示，水平面内固定有光滑不闭合梯形金属导轨 OMNQP，导轨顶点 O 处有一个小缺口，
， ， ，平行导轨足够长且间距为 ，E、F分别为
OM、OP中点，在 之间接有定值电阻 ，在导轨平面有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁
感应强度 。质量为 的足够长金属杆在外力F作用下从EF位置以 初速度向右运
动，此过程中回路中电流大小始终不变；当金属杆到达 MP位置时，撤去外力，金属杆继续向右运动直至
停止。金属杆、导轨电阻均忽略不计，则下列说法正确的有（ ）
A. 导体杆由EF运动至MP过程中，导轨回路中电动势逐渐变大
B. 导体杆由EF运动至MP过程中，通过电阻R的电荷量为0.375C
C. 导体杆由EF运动至MP过程中，外力做功大小为1.875J
D. 撤去外力F前后，回路中产生的焦耳热之比为
【答案】BD
【解析】A．导体杆由EF运动至MP过程中，回路中电流不变，由 知，导轨回路中电动势不变，
A错误；
B．导体杆由EF运动至MP过程中，通过电阻R的电荷量
代入数据得B正确；
C．撤去F之前
回路中产生的焦耳热
设杆到达MP位置时速度为v，则有
对杆分析，由动能定理
代入数据得外力做功
C错误；
D．撤去F之后，回路中产生的焦耳热
所以撤去外力F前后，回路中产生的焦耳热之比为
D正确。
故选BD。
三、填空、实验探究题（本题包含2个小题，共16分。请按题目要求作答，并将答案填写在
答题纸上对应位置。）
13．（10分）某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置来验证自由落体过程中的动量定理。铁架台竖直放置
在水平面上，上端固定电磁铁M，A、B为位置可调节的光电门，光电门均与数字计时器N相连，重力加速度为g。
实验步骤如下：
①接通M的开关，吸住钢球；
②将A固定在钢球中心正下方的某一位置，调节B的位置并固定；
③断开M的开关，钢球自由下落，记录钢球分别通过A、B的时间 和 ，以及钢球从A运动到B的
时间t，重复测量3次取平均值；
④保持A位置不变而改变B的位置并固定，重复步骤③；
⑤利用游标卡尺测出钢球直径d，读数如图乙所示。
回答下列问题：
（1）钢球直径 ______cm。
（2）钢球从A运动到B的过程中若满足关系式______，即可验证自由落体过程中的动量定理（用题中已
给物理量符号表示）。
（3）实验测量出多组数据，作出 图像，图像斜率为______，纵轴截距为______（用题中已给物理
量符号表示）。
（4）某同学在一次实验过程中发现钢球通过B的速度测量值明显大于 ，试分析实验中出现该现
象的原因：______。【答案】 ①. 1.125 ②. ③. ④. ⑤. 见解析
【解析】（1）[1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为
（2）[2]钢球分别通过A、B的速度
，
若要验证自由落体过程中的动量定理，应满足
解得
（3）[3][4]根据关系式
可知
可知 图像的斜率为 ，纵轴截距 。
（4）[5]根据
解得
实验中测得钢球通过B的速度测量值明显大于 ，说明测量速度明显偏大，应是测量过程中B的位置不在钢球中心正下方，遮光长度小于钢球直径d，造成钢球通过光电门的时间 偏小，故 偏
大。
14．（6分）某实验小组为了测定金属丝的电阻率，用螺旋测微器测量金属丝的直径，用米尺测量金属丝
的长度，用伏安法测出金属丝的电阻 ，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
（1）测量时螺旋测微器示数如图甲所示，金属丝的直径为________mm。
（2）现有电动势为3V的电源、开关和若干导线及下列器材：
A．电压表V（量程3V，内阻约10kΩ）
B．电流表A（量程0.6A，内阻约2Ω）
C．滑动变阻器 （最大阻值为10Ω）
D．滑动变阻器 （最大阻值为100Ω）
用多用电表粗测金属丝的电阻大约为5Ω，采用图乙所示的电路图，要想较准确地测出其阻值，滑动变阻
器应选________（填“ ”或“ ”）；
（3）不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差，某小组按如图丙所示的电路进行测
量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差。利用该电路进行实验的主要操作过程是：第一步：先将 的滑动触头调到最左端，单刀双掷开关 向1闭合，闭合开关 ，调节滑动变阻器 和
，使电压表和电流表的示数尽量大些（不超过量程），读出此时电压表和电流表的示数 、 。
第二步：保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，将单刀双掷开关 向2闭合，读出此时电压表和电流表
的示数 、 。由以上数据可计算出被测电阻 ________。
【答案】 ①. 0.950 ②. R ③.
1
【解析】（1）[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为
（2）[2]由已知待测电阻为5Ω，如果选100Ω的滑动变阻器，两者差值过大，待测电阻分压过小，因此为
了便于测量和读数，应选择与待测电阻阻值相近的R。
1
（3）[3]单刀双掷开关 向1闭合，由闭合电路欧姆定律
保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，将单刀双掷开关 向2闭合，由闭合电路欧姆定律
联立解得
四、计算题（本题包含 3小题，共36分。解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
请将解答过程书写在答卷纸相应位置。）
15．（10分）学校开设太空探索课，某学生小组根据反冲原理制作了一个“水火箭”。“水火箭”主体是
一个容积为2L的饮料瓶，现将其装入0.5L的水，再安装在发射架上，此时瓶内空气压强为 ，用打气筒
通过软管向箭体内充气，打气筒每次能将200mL，压强为 的外界空气压入瓶内，当水火箭内部气压达
到 时可将活塞顶出，向后喷水，箭体发射。设充气过程气体温度不变，瓶体积和水的体积变化不计，
瓶内气体视为理想气体。求：
（1）要使水火箭发射出去，至少需要用打气筒打几次气；
（2）若瓶内的水在极短时间内喷出，则该过程箭体内气体的温度升高还是降低，简要说明理由。
【答案】（1）30；（2）温度降低，见解析
【解析】（1）要使水火箭发射出去，设需要打气筒打气n次，由题意可知，水火箭发射前瓶内气体体积
（1分）
当水火箭发射瞬间，其内部气压为
（1分）
根据玻意耳定律有
（2分）
解得
（1分）
（2）水喷出后，箭体内气体对外界做功，则（1分）
且此过程经历时间很短，气体来不及与外界完全充分的热交换，可视为绝热过程，则
（1分）
根据热力学第一定律
（2分）
可知气体内能将减少，温度降低。（1分）
16．（12分）如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一矩形区域 ， 和 边长度分别为9cm和
8cm，O为矩形的中心。在矩形区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 。在O点把一
带电小球向各个方向发射，小球质量为 、所带电荷量为 。
(1)求小球在磁场中做完整圆周运动时的最大速度 ；
(2)现在把小球的速度增大为 的 倍，欲使小球尽快离开矩形，求小球在磁场中运动的时间。
【答案】（1）2.5m/s（2）
【解析】（1）O点到ad(bc)边的距离为 ，到ab(cd)边的距离为 ，要使小球不离开磁
场，小球与两边相切时，小球做圆周运动的半径最大，如图所示，设最大半径为 ，
由几何知识有（1分）
（1分）
联立解得
（1分）
由 （2分）解得
v=2.5m/s（1分）
0
（2）把小球的速度增大为 的 倍，即v=4m/s（1分），此时小球运动的半径为
（2分）
欲使小球尽快离开矩形，则轨迹如图；由几何关系可知，粒子在磁场中的圆周角为60°，则时间
（3分）
17．（14分）如图所示，小球A质量为m，系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面
的距离为h。物块B和C的质量都是5m，B与C用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物块位于O点
正下方。现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止释放，运动到最低点时与物块B发生正碰（碰撞时间极
短），反弹后上升到最高点时到水平面的距离为 。小球与物块均可视为质点，不计空气阻力，重力加
速度为g，求：（1）小球A与物块B碰撞后各自的速度大小v 、v ；
A B
（2）轻弹簧获得的最大弹性势能E。
p
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）碰撞后球A反弹过程中由动能定理可得
（2分）
解得
（1分）
球A从释放到运动到最低点过程中由动能定理可得
（2分）
解得
碰撞过程中由动量守恒可得
（2分）
解得
（1分）
（2）碰撞结束后至物块B、C速度相等时由动量守恒可得（2分）
解得
（1分）
由能量守恒可得
（2分）
解得
（1分）
