文档内容
【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（河北卷专用）
黄金卷01
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
第 I 卷（选择题）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目
要求。
1.根据玻尔理论，电子在第n轨道运动时氢原子的能量 和电子在第1轨道运动时氢原子的能量 满
足关系式 。如图为氢原子的能级图。巴耳末线系的谱线是氢原子的电子从n>2的能级返回n＝2能
级时释放出的谱线，赖曼线系的谱线是氢原子的电子从n>1的能级跃迁至n＝1能级的一系列光谱线。则赖
曼线系能量最小的光子与巴耳末线系能量最大的光子的能量差约为（ ）
A．10.2eV B．6.8eV C．3.4eV D．0.54eV
【答案】B
【解析】赖曼线系的光子中，从 能级跃迁到 基态释放的能量最小，即为
巴耳末线系的光子中，从 能级跃迁至 能级释放的能量最大，即为
所以有 ，B正确，ACD错误；故选B。
2.某同学自己动手为手机贴钢化膜，贴完后发现屏幕中央有不规则的环形条纹，通过查询相关资料得
知，这是由钢化膜内表面未与手机屏幕完全贴合引起的，关于这个现象，下列说法正确的是（ ）
A．这是由钢化膜内、外表面的反射光叠加形成的
B．条纹宽度越大，说明该处钢化膜越厚
C．条纹宽度越大，说明该处钢化膜内表面与手机屏幕间空气隙越厚
D．同一条纹上，钢化膜内表面与手机屏幕间空气隙的厚度相同
【答案】D
【解析】A．干涉条纹是由钢化膜内表面与手机屏幕间空气隙上、下表面的反射光叠加形成的，故A错
误。BC．条纹宽度越大，说明该处钢化膜内表面与手机屏幕间空气隙厚度变化得越慢（几乎不变），并不
能反映该处空气隙的厚度，故BC错误。D．同一条纹上，钢化膜内表面与手机屏幕间空气隙上、下表面反
射光的光程差相同，空气隙的厚度相同，故D正确。
故选D。
3.科学家通过研究双中子星合并的引力波，发现：两颗中子星在合并前相距为 时，两者绕连线上的
某点每秒转 圈；经过缓慢演化一段时间后，两者的距离变为 ，每秒转 圈，则演化前后（ ）
A．两中子星运动周期为之前 倍
B．两中子星运动的角速度为之前 倍
C．两中子星质量之和为之前 倍
D．两中子星运动的线速度平方之和为之前 倍
【答案】C
【解析】A．合并前相距为 时，周期 ，缓慢演化一段时间后，周期 ，故A错误；
B．角速度之比即转速之比，两中子星运动的角速度为之前 倍，故B错误；
C．对 ，根据万有引力提供向心力 ，对 ，根据万有引力提供向心
，得 ， ，转速之比为p且距离变为 ，所以总质量故C正确；
D． 根据 可得：
只有当M=m时 ，两者的距离变为 时，线速度平方之和为之前 倍，但现在质量关系
不确定，则线速度平方之和不一定为之前 倍，故D错误。
故选C。
4.雨滴落在平静水面上的S处，形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B两点与S在同一条
直线上，C、S在另外一条直线上。图示时刻，A在波谷，B、C在不同的波峰上。已知波速为 ，A、B连线
在水平方向的距离为 。则（ ）
A．水波的波长为
B．A点振动频率为
C．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后
D．从图示时刻起，经过 的时间，B、C之间的距离增大了
【答案】C
【解析】AB．图示时刻，A在波谷，B在波峰上，A、B连线在水平方向的距离为 ，可知水波的波长
A点振动频率为 ，故AB错误；C．由图可知到达第一个波峰的时刻，C比A滞后
，故C正确；D．由于质点只是上下振动，不随波传播方向迁移，则B、C之间的距离保持不
变，故D错误。故选C。
5.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的P点出现
亮斑，如图所示。则此时（ ）
A．电极X和Y应带正电 B．电极X′和Y应带正电
C．电极X′和Y′应带正电 D．电极X和Y′应带正电
【答案】A
【解析】根据亮斑的位置可以推断电子在电极Y和Y′之间应受到指向Y的电场力，在电极X和X′之
间应受到指向X的电场力，因此电极X和Y应带正电。
故选A。
6.如图甲为风速仪的原理结构示意图。在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈
中的感应电流随风速的变化而变化。感应电流随时间变化的关系如图乙所示，图示时刻磁铁左右两端为磁
极S、N极，若风速变大，则（ ）
A．图示时刻线圈中磁通量最小
B．图示时刻线圈中磁通量的变化率最大
C．感应电流的峰值 变大，周期T变小
D．感应电流的峰值 变大，周期T不变
【答案】C
【解析】AB．由图可知，图示时刻线圈中磁通量最大，磁通量的变化率最小，选项AB错误；
CD．根据 ，风速加大，则转动的角速度变大，根据 周期T变小，感应电动势最大值变大，感应电流的峰值 变大，选项C正确，D错误。
故选C。
7.如图所示有竖直平面内的 圆轨道，轨道内外两侧均光滑，半径为 ，质量为 的小滑块以 、
初速度分别在轨道最高点的内侧和外侧运动，以下关于滑块是否脱离轨道的说法正确的是（ ）
A．不管在轨道的内侧还是外侧运动，只要最高点不脱离则其它点一定不会脱离轨道
B．不管在轨道的内侧还是外侧运动，只要最高点的速度大于等于 ，一定不会脱离轨道
C．在轨道的内侧最高点的速度 、外侧最高点的速度 ，都不会脱离轨道
D．在轨道的内侧只要 一定脱离轨道，外侧无论 多大都会脱离轨道
【答案】D
【解析】当小滑块在轨道内侧运动时，受力分析如图
小滑块所受指向轨道圆心的合力提供向心力，故
从最高点滑下来，由机械能守恒定律
联立得
所以当 时，小滑块能够不脱离轨道在轨道内侧运动，需满足
当θ=0°时，cosθ最大，所以需满足解得小滑块在轨道内侧运动不脱离轨道的条件是
当小滑块在轨道外侧运动时，受力分析如图
小滑块所受指向轨道圆心的合力提供向心力，故
从最高点滑下来，由机械能守恒定律
联立得
所以当 时，小滑块能够不脱离轨道在轨道外侧运动，需满足
当θ=90°时，cosθ最小，所以需满足
显然v无解，所以无论小滑块以多大的速度在轨道外侧从最高点滑出，都会脱离轨道，所以A、B、C
2
错误。
故选D。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
8.如图所示，质量为m的物块P与物块Q（质量未知）之间拴接一轻弹簧，静止在光滑的水平地面
上，弹簧恰好处于原长。现给P物体一瞬时初速度 ，并把此时记为0时刻，规定向左为正方向，
内P、Q物块运动的 图像如图所示，其中t轴下方部分的面积大小为 ，t轴上方部分的面积大小为
，则（ ）A．物体Q的质量为
B． 时刻Q物体的速度为
C． 时刻P物体的速度为
D． 时间内弹簧始终对Q物体做正功
【答案】ACD
【解析】AD． 时间内Q所受弹力方向向左，P所受弹力方向始终向右，弹簧始终对Q物体做正
功； 时刻，PQ所受弹力最大且大小相等，由牛顿第二定律可得 ，则物体Q
的质量为 ，故AD符合题意；B．由a-t图像可知， 时刻Q物体的速度为 ，故B不符合题意；
C．由a-t图像可知， 时刻P物体的速度为 ，故C符合题意。
故选ACD。
9．如图所示，半径为2l的圆形金属导轨固定在水平面上，一根长也为2l、电阻为2R的金属棒ab一
端与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴 上，由电动机A带动旋转。在金属导轨区域内存
在垂直于导轨平面、大小为B的匀强磁场，金属导轨区域中心半径为l的区域内磁场竖直向上，其余部分
磁场竖直向下。另有一质量为m、长为l、电阻为R的金属棒MN放置于导轨后面并与固定在竖直平面内的
平行导轨保持良好接触，导轨间距为l，处于大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。从圆形金属导轨引出
导线和通过电刷从转轴引出导线平行导轨连接。MN处于静止状态，MN与竖直平行导轨间的动摩擦因数为
，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（ ）A．MN中电流方向由M到N
B．MN两端电压为
C．MN与平行导轨间的动摩擦因数 至少为
D．电路总电功率为
【答案】AC
【解析】A．MN处于静止状态，竖直方向上受重力和静摩擦力处于平衡，可知MN所受安培力方向垂直
导轨向外，根据左手定则知，通过MN中的电流方向由M到N，A正确；
B．由于金属棒ab被分成两部分位于相反的磁场中，所以产生的感应电动势相反，ab产生的总电动势
，则MN两端的电压 ，B错误；
C．MN恰好处于静止时，有 ，根据闭合电路姆定律得
解得动摩擦因数的最小值 ，C正确；
D．电路的总电功率 ，D错误。
故选AC。
10.内部长度为L、质量为M的木箱静止在光滑的水平面上，木箱内部正中间放置一可视为质点的质量
为m的木块，木块与木箱之间的动摩擦因数为μ.初始时木箱向右的速度为v，木块无初速度．木箱运动
0
的v－t图像如图所示，所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度为g，则在0～t时间内，下
0
列说法正确的是( )A．M＝2m
B．木箱与木块间的相对路程为
C．木箱对地的位移为＋L
D．木块对地的位移为＋L
【答案】BC
【解析】由v－t图像可知木块与木箱最终共速，则Mv＝(M＋m)，解得M＝m，故A项错误；
0
从开始运动到共速的过程，根据能量守恒定律可得Mv2＝(M＋m)＋μmgs，解得两物体的相对路程为s
0
＝，故B项正确；
由图知共碰撞三次，都是弹性碰撞，到共速为止所花总时间为t＝＝，由速度—时间图像的面积含义
0
及碰撞次数可得，木箱运动的位移为x ＝L＋，木块相对地面的位移为x ＝－L，故C项正确，D项错
箱 块
误．
故选B、C两项．
第Ⅱ卷
三、实验题：本题共2小题，共15分。
11. 如图所示的实验装置可以用来验证机械能守恒定律：一端带有气垫导轨固定放置在水平桌面上，桌面
合适位置设置一光电门，带有遮光条的小车放在长木板左端，跨过定滑轮的细线两端分别与小车与钩码相
连。重力加速度为g。
（1）测出小车（连同挡光片）的质量M，钩码的质量m，以及遮光片的宽度d。
（2）按照装置图组装好实验器材，用刻度尺测量________与________之间的距离L，从静止释放小车，记
录遮光条通过光电门所用的时间 。
（3）根据实验测量数据，系统动能的增加量 ________，钩码重力势能的减少量 ________；
在误差允许范围内，若 与 近似相等，则机械能守恒定律得以验证。
（4）多次重复实验，发现 总是稍小于 ，这主要是________________的影响造成的。【答案】 ①. 遮光条 ②. 光电门中心 ③. ④. ⑤. 小车与气垫导轨之
间的摩擦力和空气阻力
【解析】（2）[1][2]按照装置图组装好实验器材，用刻度尺测量遮光条到光电门中心的距离之间的距离
L；
（3）[3]滑块通过光电门的速度大小为
故系统动能的增加量为
[4]钩码重力势能的减少量为
（4）[5]多次重复实验，发现 总是稍小于 ，主要原因是小车与气垫导轨之间的摩擦力和空气阻力
的影响造成的。
12.温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后，利
用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。可供选择的实验器材如下：
A．直流电源，电动势E=6V，内阻不计；
B．毫安表A，量程为600mA，内阻约为0.5 ；
1
C．毫安表A，量程为10mA，内阻R=100 ；
2 A
D．定值电阻R=400 ；
0
E．滑动变阻器R=5 ；
F．被测热敏电阻R，开关、导线若干。
t
(1)实验要求能够在0~5V范围内，比较准确地对热敏电阻的阻值R进行测量，请在图甲的方框中设计
t
实验电路______。
(2)某次测量中，闭合开关S，记下毫安表A 的示数I 和毫安表A 的示数I，则计算热敏电阻阻值的
1 1 2 2
表达式为R=______（用题给的物理量符号表示）。
t
(3)该小组的同学利用图甲电路，按照正确的实验操作步骤，作出的I－I 图象如图乙所示，由图可知，
2 1
该热敏电阻的阻值随毫安表A 的示数的增大而____（填“增大”“减小”或“不变”）。
2(4)该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。将该热敏电阻
接入如图丁所示电路，电路中电源电压恒为9V，内阻不计，理想电流表示数为0.7A，定值电阻R=30 ，
1
则由以上信息可求出定值电阻R的阻值为______ ，此时该金属热敏电阻的温度为______℃。
2
【答案】 增大 17.5 55
【解析】(1)[1]．题目中没有电压表，可用已知内阻的电流表A 与定值电阻R串联构成量程为
2 0
的电压表；滑动变阻器用分压电路，电路如图：
(2)[2]．由电流可知
(3)[3]．根据 可得 ，则该热敏电阻的阻值随毫安表A的示数的增大，
2斜率 变大，可知R变大。
t
(4)[4][5]．通过R的电流 ，则通过R和R的电流为0.4A；由I-I图像可知，I=4mA，
1 2 t 2 1 2
此时R两端电压为2V，则R两端电压为7V，则
t 2
根据R-t图像可知
t
解得t=55℃
三、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后
答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13.（9分）2023年2月4日，美国使用战斗机将失控误入该国境内的“流浪气球”击落，该“流浪气
球”如图所示，气球由弹性和导热性能良好的树脂材料制成，气球内充满氦气。当气球位于海平面时，体
积为V，氦气的压强为1.5p，海平面的温度为27℃，当气球升至地球平流层时，气球体积膨胀为 平
0 0
流层的温度为零下63℃。（绝对零度为-273℃）
（1）求气球在平流层时，气球内氦气的压强。
（2）当气球位于平流层时，如果需要控制气球下降，则可通过阀门向外排放部分氦气，当主气囊内
压强变为0.63p，求向外排出氦气质量占原有质量的百分比。
0
【答案】（1）0.84p；（2）
0
【解析】（1）根据理想气体状态方程 解得p=0.84p
2 0
（2）在平流层，根据玻意耳定律 解得
向外排出氦气质量占原有质量的百分比为14.（14分）如图所示，有两条间距为0.5m的平行金属导轨放置在水平面上，每条导轨中间都有一段
不导电的塑料（图中用颜色较浅线段表示）把导轨分为左右两部分。左侧的电容器电容为0.1F，右侧的电
阻阻值为3Ω。两根电阻不计的金属棒ab、cd质量分别为0.1kg和0.2kg，初始时刻静止放在塑料材料上。
金属棒都与导轨垂直。整个装置放在竖直向下的磁感应强度为 2T的匀强磁场中。某时刻给金属棒ab一个
大小为6m/s向右的初速度，使得金属棒ab与cd发生弹性碰撞。运动过程中所有摩擦力不计，金属棒与导
轨接触良好。求：
（1）碰后金属棒ab与cd各自的速度；
（2）碰后金属棒cd在金属导轨上运动1.2m过程中电阻R上产生的焦耳热；
（3）金属棒ab速度不再变化时，电容器C上存储的电荷量。
【答案】（1） ，方向向左， ，方向向右；（2） ；（3）
【解析】（1）取水平向右为正方向，设碰撞前后金属棒ab的速度为 、 ，碰撞后金属棒cd的速
度为 ，由题意可知
根据动量守恒、机械能守恒可得
解得
即金属棒ab速度大小为 ，方向向左，金属棒cd速度大小为 ，方向向右；
（2）设碰后金属棒cd在金属导轨上运动1.2m时速度为 ，此过程中金属棒cd只受安培力作用，由
动量定理可得 而
其中 联合解得故此过程电阻R上产生的焦耳热为
（3）当电容器两端电压与金属棒ab产生的感应电动势大小相等时，金属棒ab不会有电流，速度不再
变化，设此时金属棒ab的速度为 ，此过程根据动量定理可得
而
联合解得
15.（16分）如图所示，一固定斜面长度L=11m，高度 m，A、B两物块的质量分别为 kg和
kg。某时刻，物块B从斜面底端以初速度 m/s滑上斜面，物块A同时从斜面顶端由静止向
下运动。B与斜面间的动摩擦因数 ，A与斜面间无摩擦。两物块均可视为质点，碰撞均为弹性碰撞，
重力加速度g取10 。
（1）求A、B第一次碰撞时距斜面顶端的距离 ；
（2）求A、B第一次碰后瞬间各自速度 、 的大小；
（3）判断A、B能否到达斜面底端？若能，求出B到达斜面底端的速度；若不能，求出B最终静止时
到斜面底端的距离。
【答案】（1） ；（2） ， ；（3）不能，0.4m
【解析】（1）斜面倾角设为 ，由题意知 ，A沿斜面下滑时
对B受力分析，根据牛顿第二定律解得
B减速到零经历的时间
发生的位移
B静止于斜面上距离顶端6m处，A加速到此
解得
说明B与A发生碰撞时，B已经减速到零，A、B第一次碰撞发生在距离顶端 处。
（2）A从斜面顶端下滑过程
A与B发生弹性碰撞，可得
联立解得
A、B第一次碰后瞬间各自速度的大小分别为2m/s，4m/s。
（3）设第二次碰撞前A的速度为 ，两次碰撞之间，
对B
对A
可解得
说明第二次碰前A的速度与上一次碰后B的速度相等，这个结论具有普遍性，可知
故求得总位移
综上，A、B不能到达斜面底端，B最终静止时到斜面底端的距离为0.4m。
