文档内容
【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（天津卷专用）
黄金卷01
（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）
第 I 卷（选择题）
一、单选题(每题5分，只有一个选项符合题意，共25分)
1．2020年12月4日，中国新一代“人造太阳”装置“中国环流器二号M（HL-2MD装置在四川成都建成
并实现首次放电，这标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为中国核聚
变反应堆的自主设计与建造打下坚实基础。太阳内部发生的一种核聚变反应的方程为 ，
其中X为某种微观粒子，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应原理与原子弹爆炸的原理相同
B． He核的比结合能小于 H核的比结合能
C．X为电子，最早由卢瑟福通过实验发现
D．X为中子，其质量稍大于质子的质量
【答案】D
【详解】A． 该核反应是聚变反应，而原子弹爆炸的原理为核裂变，故A错误；
B．反应过程放出能量，说明反应后的粒子的能量低，更稳定，则 He原子核比 H原子核稳定，原子核的
比结合能更大，故B错误；
CD．根据质量数守恒和电荷数守恒有可知，X为 n，是中子，质量比质子的质量略大，故C错误，D正确。
故选D。
2．某同学从商场购买了一个质量分布均匀的透明“水晶球”，如图甲所示。该同学先测出了“水晶球”
的直径d，并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q，球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射
向球内，当折射光线与水平直径PQ成 角时，出射光线与PQ平行，如图乙所示。已知光在真空中的传播
速度为c，下列说法正确的是（ ）A．该“水晶球”的折射率为
B．光在“水晶球”中的传播时间为
C．若仅改变入射光线与水平方向的夹角（大于 且小于 ），一定可以使其在球内某区域发生全反射
D．若仅换用波长较短的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变大
【答案】A
【详解】A．如图所示，
由几何关系可知，光线射出时的折射角 为 ，折射率
故A正确；
B．光在“水晶球”中传播的距离
时间
故B错误；
C．由图
一定不会在球内发生全反射。故C错误；
D．当入射光的波长变短时，频率变大，光的折射率也变大，由可知光在“水晶球”中的传播速度变小。故D错误。
故选A。
3．气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与椅面固定连
接，柱状汽缸杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与汽缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密
性、导热性能良好，忽略摩擦力。设气体的初始状态为A，某人坐上椅面后，椅子缓慢下降一段距离达到
稳定状态 。然后打开空调，一段时间后，室内温度降低到设定温度，稳定后气体状态为C（此过程人的
双脚悬空）；接着人缓慢离开座椅，直到椅子重新达到另一个稳定状态D，室内大气压保持不变，则气体
从状态A到状态D的过程中，关于p、V、T的关系图正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】从状态A到状态B过程中，气体等温压缩，体积减小，压强增大，温度不变，从B到C，气体等
压降温，温度降低，体积减小，压强不变，从C到D过程中，气体等温膨胀，体积变大，压强减小，且D
状态的压强恢复为原A状态的压强。
故选B。
4．在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交
流电，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。图中各电表均为理想电表。R为热敏电阻（已
t知其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A．变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为u=
B．在图甲的t=0.01s时，穿过线圈的磁通量为0
C．R处温度升高后，电压表V 与V 示数的比值不变
t 1 2
D．R处温度降低后，电压表V 示数与电流表A 示数的乘积减小
t 1 1
【答案】D
【详解】A．根据图甲可知
，T=0.02s
则
变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
A错误；
B．在图甲的t=0.01s时刻，e=0，此时矩形线圈平面与磁场方向垂直，磁通量最大，B错误；
C．R处温度升高时，电阻减小，电压表V 测量R的电压，则电压表V 示数减小，V 示数不变，则电压表
t 2 t 2 1
V 示数与V 示数的比值变大，C错误；
1 2
D．副线圈电压不变，R处温度降低时，电阻变大，由
t
输出功率变小，输入功率等于输出功率，所以V 与A 示数变小，D正确；
1 1
故选D。
5．目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为早日实现无人驾驶，某公司对某款汽车性能进行了一项测试，让质量为m的汽车沿一山坡直线行驶。测试中发现，下坡时若关掉油门，则汽车
的速度保持不变；若以恒定的功率P上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移s时速度刚好达到最大值
v 。设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变，下列说法正确的是（ ）
m
A．关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒
B．关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力做功不为零
C．上坡过程中，当速度达到v 的一半时的加速度为a
m
D．上坡过程中，汽车速度由0增至v ，所用的时间等于t=
m
【答案】D
【详解】A．关掉油门后的下坡过程，汽车的速度不变、动能不变，重力势能减小，则汽车的机械能减小，
故选项A错误；
B．关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力方向与汽车速度方向垂直，则支持力做功为零，故选项
B错误；
C．下坡时
上坡过程中达到最大速度时
当速度达到最大速度一半时
其中
解得
选项C错误；
D．设汽车速度由0增至v ，所用的时间为 ，根据动能定理可得
m解得
故选项D正确。
故选D。
二、多选题(每题5分，有多个选项符合题意，选对每选全得3分，答错不得分，共15分)
6．如图，是利用高压电场来干燥中药的基本原理图．在大导体板MN上铺一薄层中药材，针状电极O和
平板电极MN接高压直流电源，其间产生非匀强电场E；水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端
带正电荷，另一端带等量负电荷；水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，在鼓风机的作用
下飞离电场区域从而达到快速干燥的目的。已知虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹．
则下列说法正确的是（ ）
A．水分子在B处时，上端带负电荷，下端带正电荷
B．在水分子运动轨迹上，B、C和D三点的电势大小关系为
C．如果把高压直流电源的正、负极反接，此装置达不到干燥的作用
D．水分子在B处时，带负电荷一端受到的电场力大于带正电荷一端受到的电场力
【答案】AD
【详解】AD．因为水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，水分子所受电场力的合力向上，
水分子在B处时，上端电场线密，电场力大，上端带负电荷，下端电场线疏，电场力小，下端带正电荷，
故AD正确；
B．沿着电场线方向，电势逐渐降低，所以在水分子运动轨迹上，B、C和D三点的电势大小关系为
，故B错误；
C．如果把高压直流电源的正负极反接，电场强度方向向上，上端带正电荷所受电场力大，水分子从A处
开始将向上运动，从而达到干燥作用，故C错误。
故选AD。7．如图甲所示，在x轴上有 和 两个波源分别位于 和 处，振动方向与xOy平面
垂直并向周围空间（介质分布均匀）传播，波速为v＝2m/s。t＝0时刻两波源同时开始振动，图像分别如
图乙、丙所示。M为xOy平面内一点， 。下列说法正确的是（ ）
A. （0.2m，0）处的质点开始振动方向沿z轴负方向
B. 两列波相遇后，（0.6m，0）处的质点振动加强
C. 两列波相遇后，（0.5m，0）处的质点振动加强
D. 若 ，从两列波在M点相遇开始计时，M点振动方程为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.（0.2m，0）处的质点，离 波源更近，故该质点先按 波源的振动形式振动， 波源开始向
上振动，故该质点开始振动时也是先向上振动，故A错误；
B．两列波的振动周期，波速均相等，故波长也相等，为
由于两列波的起振方向相反，故质点离两波源距离差为半波长的偶数倍为振动减弱点，奇数倍为振动加强
点，（0.6m，0）处的质点，离两波源的距离差为0.2m，为半波长的奇数倍，故为振动加强点，B正确；
C．（0.5m，0）处的质点，离两波源的距离差为零，为半波长的偶数倍，故为振动减弱点，故C错误；
D．若 ，为半波长的奇数倍，为振动加强点，振幅为
故其振动方程故D正确。
故选BD。
8．某次发射卫星时，先将卫星发射到半径为 的近地圆轨道上，运行速度为 ，当卫星运动到A点时，卫
星上的小型火箭发动机点火，使卫星进入椭圆轨道运行，椭圆轨道的远地点B与地心的距离为 ，卫星经
过B点的速度为 ，其运行轨迹如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．卫星经过B点时的速度 大于卫星在近地圆轨道上的速度
B．卫星在椭圆轨道上运行时经过A点的加速度大于经过B点的加速度
C．卫星在椭圆轨道上的运行周期为
D．卫星在近地圆轨道上运行时的机械能大于在椭圆轨道上运行时的机械能
【多选】BC
【详解】A．若卫星变轨到轨道半径为 的圆轨道时，令该圆轨道的运行速度为 ，是由低轨道到高轨道，
需要在切点加速，则有
根据
解得由于
可知
则有
即卫星经过B点时的速度 小于卫星在近地圆轨道上的速度 ，A错误；
B．根据
解得
由于
可知卫星在椭圆轨道上运行时经过A点的加速度大于经过B点的加速度，B正确；
C．对于近地卫星有
根据
解得
C正确；
D．卫星由低轨道变轨到高轨道时，需要在轨道的切点位置加速，可知卫星在近地圆轨道上运行时的机械
能小于在椭圆轨道上运行时的机械能，D错误。故选BC。
第 II 卷（非选择题）
三、实验题(共2个题，共12分)
9．某同学使用如图甲装置测量滑块与桌面间的动摩擦因数。滑块上装有遮光条，在滑块运动途经位置安
装光电门，实验时给滑块一初速度，遮光条通过光电门时间很短，测量遮光条通过光电门时间 和通过光
电门后滑块继续滑行距离 ，已知当地重力加速度为 。回答下列问题：
（1）用游标卡尺测挡光片的宽度 ，如图乙所示，则 ______cm。
（2）使用题目所给物理量符号表示滑块与桌面间的动摩擦因数 ______。
【答案】（1）0.745 （2）
【详解】（1）游标卡尺是20分度的，则游标卡尺的精确度为0.05mm，由图所示游标卡尺可知，其读数为
（2）因为遮光条通过光电门时间很短，可以用平均速度表示瞬时速度
通过光电门后滑块做匀减速运动，由
得
10．如图所示为某实验小组制作的简易多用电表，该多用电表有量程分别为1.0mA和10.0mA的双量程电
流表、量程为3V和15V的双量程电压表和欧姆表。器材参数如下：电源电动势E约3V，内阻r约1Ω，改
装后量程为1.0mA的电流表等效内阻为 ，电阻箱 和 的最大阻值均为 。（1）该实验小组按图正确连接好电路，其中表笔A应为_______（填“红”或“黑”）表笔，选择旋钮接
通_______（填“1”“2”“3”“4”或“5”）为量程是1.0mA的电流表。
（2）选择旋钮接通3，表笔A、B短接，调整电阻箱 的阻值，记录不同阻值 和对应毫安表的示数I，
当 为2868.5 时，毫安表示数为1.00mA；当 为5818.5 时，毫安表示数为0.50mA，根据上述数据可
得电源电动势 _______V，内阻 _______ 。（保留3位有效数字）
（3）将选择旋钮接通3，将红、黑表笔短接，调节电阻箱 的阻值，使电流表达到满偏，然后红、黑表笔
分别接通 的两端，指针指在表盘中央刻度，则此时 _______ 。
【答案】（1）黑 2 （2）2.95 1.50 （3）2950
【详解】（1）根据欧姆表的内部结构可知，黑表笔连接欧姆表内部电源的正极，即表笔A为黑表笔；
选择开关接通1或2为电压表，根据电压表的改装原理可知2的量程小于1，则选择旋钮接通2为量程是
1.0mA的电流表；
（2）根据闭合电路欧姆定律
带入数据解得（3）中值电阻为电流满偏一半时外接电阻，则
解得
四、解答题(11题14分，12题16分，13题18分，要求写出必要的解题依据和推导过程)
11．如图，长为L的矩形长木板静置于光滑水平面上，一质量为m的滑块以水平向右的初速度v 滑上木板
o
左端。①若木板固定，则滑块离开木板时的速度大小为 ；②若木板不固定，则滑块恰好不离开木板。滑
块可视为质点，重力加速度大小为g。求：
（1）滑块与木板间的动摩擦因数 ；
（2）木板的质量M；
（3）两种情况下，滑块从木板左端滑到右端的过程中，摩擦力对滑块的冲量大小之比I：I。
1 2
【答案】（1） （2） （3）
【详解】
（1）木板固定时，滑块做匀减速直线运动，由动能定理有
（2分）
解得
（1分）
（2）木板不固定时，木板和滑块系统在相互作用过程中动量守恒，设两者共速时的速度为v，由能量守恒
定律有
（2分）对木板和滑块系统，由动量守恒定律有
（2分）
联立两式解得
（1分）
（3）规定水平向右的方向为正方向，木板固定时，由动量定理有
（2分）
木板不固定时滑块末速度由（2）中动量守恒知
（1分）
由动量定理有
（2分）
解得
（1分）
12．如图，在第一、第四象限的 区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，场强大小 ；
在第一象限的 区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场。一个质量 、电荷量
的带正电粒子，以 的速率从坐标原点O沿x轴正方向进入电场。不计粒子的重
力。
(1)求粒子第一次离开电场时的速度；
(2)为使粒子能再次进入电场，求磁感应强度B的最小值。【答案】（1） 方向与x轴正方向成 （或 ）角斜向右上（2）
【详解】
(1)粒子在电场中做类平抛运动，所受电场力为
（1分）
由牛顿第二定律有
（1分）
y方向，由运动学规律有
（1分）
代入数据（其中 ）得
（1分）
粒子离开电场时的速度大小为
（1分）
代入数据得
（1分）
（1分）故所求速度方向与x轴正方向成 （或 ）角斜向右上（1分）
(2)如答图1，在宽度 的磁场中粒子做匀速圆周运动，满足条件下B最小时，轨迹与
磁场上边界相切，设轨道半径为R
由几何关系有
（2分）
代入数据得
（2分）
由牛顿第二定律有
（2分）
代入数据解得所求最小值
（2分）
13. 电和磁有许多相似之处，比如同种电荷相斥，同名磁极也相斥，异种电荷相吸，异名磁极也相吸：变
化的电场激发磁场变化的磁场也能激发电场。著名的英国物理学家狄拉克曾预言磁单极子可以像正负电荷
一样独立存在，所谓磁单极子是指仅带有N极或S极单一磁极的磁性物质，它们的磁感线分布类似于点电
荷的电场线分布（如图甲）。若存在一N极磁单极子如图乙所示，固定于水平桌面上，其上覆盖一半径为
r的半球壳，球心恰好在磁单极子处，球壳表面绝缘光滑。现在半球壳上方轻轻放置一特殊材料制成的质
量为m的弹性导电线圈，线圈开始时半径为 ，电阻为R，线圈在重力作用下沿着半球壳下滑，下
滑过程中线圈平面始终在水平面内，当线圈下滑高度 h=0.2r时速度为v，已知磁单极子距离为d处的磁场强度大小为 ，弹性线圈存储的势能与橡皮筋类似，当线圈长度伸长∆x 时存储的弹性势能为
，上述式中k、k′均为常数，求：
的
（1）半球壳上各处磁场强度大小和穿过半球壳 磁通量（球体表面积计算公式：S=4πr2）；
（2）线圈下落高度h=0.2r时的电流大小和方向（从上往下俯视看）；
（3）线圈下落高度h=0.2r的过程产生的焦耳热Q。
【答案】（1） （2） 顺时针（3）
【详解】
(1)半球壳面上磁感应强度大小相同，都为
（1分）
穿过半球面的磁通量即为磁感应强度与半球壳表面积的乘积
（2分）
(2)根据楞次定律电流方向为俯视顺时针，线圈开始时高度
（2分）
当下落高度h=0.2R时，半径变大为r，由几何关系
1（2分）
此时可等效成长度为 的导线在切割磁感线产生感应电动势
（1分）
代入数据得
（1分）
我们还要注意到此时线圈导线长度变大，导线截面积变为原来 的，有电阻定律 ，可得线圈下落
高度h=0.2R时电阻变为
（1分）
电流大小为
方向顺时针 （2分）
(3)下落过程能量守恒
（2分）
又
（2分）
得
（2分）
