文档内容
【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（福建卷专用）
黄金卷01
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
第 I 卷（选择题）
一、单选题
1．氢原子能级示意图如图所示，现有大量氢原子处于 能级上，若用其跃迁辐射的光子照射逸出功
的金属，则光电子的最大初动能 的最小值为（ ）
A．0.20eV B．7.00eV C．8.89eV D．10.40eV
【答案】B
【详解】由 可知，大量处于 能级上的氢原子跃迁能辐射3种频率的光子，其辐射光子的
能量分别为1.89eV、10.20eV、12.09eV，根据爱因斯坦光电效应方程 ，当光子能量为10.20eV
时， 取最小值7.00eV，ACD错误，B正确。
故选B。
2．2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的、国
际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地
球圆轨道面间的夹角为20.11度，轨道半长轴为3.18天文单位（日地距离为１天文单位），远日点到太阳
中心距离为4.86天文单位。若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（ ）A．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要2.15年
B．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要3.18年
C．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为
D．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为
【答案】C
【详解】AB．根据开普勒第三定律有
解得
故AB错误；
CD．根据牛顿第二定律可得
解得
可知“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为
故C正确，D错误。
故选C。
3．一个均匀带正电的绝缘球体，单位体积内电荷量为ρ，球心为O，半径为r，内部有一个球形空腔，腔
内的电场为匀强电场，空腔球心为P，半径为0.5r，且OP处于同一水平面上，OP连线延长线上有一点
A， ，静电力常量为k。已知：均匀带电球壳在其内部产生的场强为0。则下列说法正确的是（）
A．空腔内匀强电场方向可能垂直OP向上
B．该球体是一个等势体
C．A处场强大小为
D．空腔内场强大小为
【答案】D
【详解】A．题中含腔带电体可以看成一个完整的大球和一个电荷体密度相等的异种电荷的小球组合而成，
所以空腔内匀强电场方向应沿大球半径向外，故A错误；
D．对球腔中任意一点来说，大球产生的电场为
小球产生的电场为
所以空腔内场强大小为
故D正确；
C．A处场强大小为
故C错误；
B．沿电场方向电势降低，所以该球体电势不相等，不是等势体，故B错误。
故选D。
4．抖空竹是我国传统体育运动之一，在民间流行的历史至少在600年以上。如图所示，若抖空竹者保持一只手不动，另一只手沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和绳子间的摩擦力，且
认为细线不可伸长。下列说法正确的是（ ）
A．沿虚线a向左移动时，细线的拉力将增大
B．沿虚线b向上移动时，细线的拉力将减小
C．沿虚线c斜向上移动时，细线的拉力将增大
D．沿虚线d向右移动时，空竹所受的合力将增大
【答案】C
【详解】A．空竹受力如图所示
由于空竹缓慢移动，则其受力平衡，由平衡条件可知
设绳长为L，由几何关系可知
当一只手沿虚线a缓慢向左移动时，d减小， 减小， 增大，细线拉力F将减小，故A错误；
B．当沿虚线b向上移动时，d不变， 不变， 不变，细线拉力F不变，故B错误；
C．当沿虚线c斜向上移动时，d增大， 增大， 减小，细线拉力F将增大，故C正确。
D．由于空竹缓慢移动，受力平衡，其合力大小始终为零，故D错误。
故选C。
二、双选题5．如图所示为“高温”超导电缆，它能在 左右电阻降为零，其输电损耗主要来自于循环冷却系统，
如果用其替代普通电缆输电，可大大降低电能损失。某小型水电站发电机的输出功率为200kW，发电机的
输出电压为250V，普通电缆总电阻为 。假定该水电站改用超导电缆输电，保持输送电压不变，输电损
失的功率为160W，若该损耗是普通电缆损耗的25%，则（ ）
A．水电站的输送电压为250V
B．超导电缆中的输送电流为8A
C．普通电缆输电电线上损失的电压为8V
D．采用了高压输电，且升压变压器匝数比为1:100
【答案】BD
【详解】C．普通电缆输电电线上损失的功率为
由 ，解得普通电缆输电电线上的电流
普通电缆输电电线上损失的电压为
故C错误；
D．发电机的输出电流为
采用了高压输电，且升压变压器匝数比为
故D正确；A．对升压变压器 ，解得
故A错误；
B．该水电站改用超导电缆输电，保持输送电压不变，超导电缆中的输送电流为
故B正确。
故选BD。
6．如图所示，某同学从A点以水平方向成60°角沿斜向上的方向投出一篮球，篮球正好垂直击中篮板上的
B点，反弹后下落经过与A等高的C点，已知D点为篮板底下与A等高的点，且AC=CD，篮球质量为m，
被抛出时的速度大小为v，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．篮球与篮板碰撞过程中损失的动能为
B．从A到B过程中（不含B点）篮球的速率均匀变化
C．从A到B到C篮球运动时间之比2︰1
D．从A到B和从B到C篮球速度变化量的绝对值之比
【答案】AD
【详解】AC．篮球被抛出时，水平分速度为
竖直分速度为
篮球正好垂直击中篮板上的B点，说明篮球只有水平方向的速度，此时速度为 ；击中篮板后落回到C点，根据AC=CD，上抛和下落在竖直方向高度相同，根据
可知从A到B到C篮球运动时间相等，根据
可知从篮球反弹后速度变为 ，则篮球与篮板碰撞过程中损失的动能为
故A正确，C错误；
B．从A到B过程中，篮球速度均匀变化，而不是速率均匀变化，故B错误；
D．由于从A到B和从B到C篮球的加速度均为重力加速度，且所用时间相等，根据
可知从A到B和从B到C篮球速度变化量的绝对值之比 ，故D正确。
故选AD。
7．如图甲所示为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为一个质量为M的支架（含电动机）上
由一根长为L的轻杆带动一个质量为m的铁球（铁球可视为质点）在竖直平面内转动，如图乙所示，重力
加速度为g。若在某次打夯过程中，铁球以角速度ω匀速转动，则（ ）
A．铁球转动过程中受到向心力的作用
B．铁球转动到最低点时，处于超重状态
C．铁球做圆周运动的向心加速度始终不变
D．若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则
【答案】BD
【详解】A．向心力是效果力，并不是铁球受到的力，故A错误；
B．铁球转动到最低点时，有竖直向上的加速度，故杆对铁球的拉力大于铁球所受的重力，铁球处于超重
状态，故B正确；C．铁球做圆周运动的角速度和半径均不发生变化，由 可知，铁球做圆周运动的向心加速度大小不
变，但其方向在不断地发生变化，故C错误；
D．以支架和铁球整体为研究对象，铁球转动到最高点时，只有铁球有向下的加速度，由牛顿第二定律得
解得
故D正确。
故选BD。
8．某仓库使用交变电压 ，内阻 的电动机运送货物。如图所示，配重和电
动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满货物的小车以速度 沿斜坡匀速上行，此时电动机电流
，关闭电动机后，小车继续沿斜坡上行路程 到达卸货点，此时速度恰好为零。已知小车质量
，车上货物质量 ，配重质量 ，斜面倾角 ，重力加速度大小 取
，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上货物总重力成正比，比例系数为 ，配重始终未接触地面，
不计滑轮摩擦、电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量，则（ ）
A．比例系数 B．比例系数
C．上行路程 D．上行路程
【答案】AC
【详解】AB．根据交变电压可得电压的有效值为
设电动机的牵引绳张力为T，电动机连接小车的缆绳匀速上行，由能量守恒定律有
1
解得
小车和配重一起匀速，设绳的张力为T，对配重有
2
斜面倾角为θ，可得
对小车匀速有
联立各式解得
故选A正确，B错误；
CD．关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动，设加速度为a，对系统由牛顿第二定律有
根据运动学规律有
联立代入数据解得
故C正确，D错误；
故选AC。
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9．（3分）如图甲所示，“战绳”是在健身房中常见的一种强力减脂运动，人用手握住绳子左端，将绳拉
平后沿竖直方向上下抖动，则可在绳中形成一列机械波．若将此波视为简谐横波，开始抖动为0时刻，
时刻绳中各质点的位置和波形如图乙所示，质点1和5分别位于下方和上方最大位移处，相邻编号质点平衡位置间距离为l，则质点1和5加速度_________（选填“相同”或“相反”），质点3和7速度
_________（选填“相同”或“相反”），该波的传播速度为_________。
9．【答案】[1]相反（1分） [2]相反（1分） [3] （1分）
【详解】[1]由图可知t时刻，质点1处于波谷，加速度方向向上，质点5处于波峰，加速度方向向下；
[2]由图可知t时刻，质点3和7处于平衡位置，速度大小相等方向相反，故B错误；
[3]由图可知
解得
λ=8l
又因
解得
该波的传播速度
10．（3分）如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往水球中央注入空气，形
成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的 点恰好发生全反射，反射角为 ，光在真空中传播速度
为 ，则光从空气进入水球，波长______（选填“变短”“不变”或“变长”），光从空气进入水球，
频率______（选填“变大”“不变”或“变小”），光在水球中的传播速度为____________10．【答案】[1] 变短（1分） [2] 不变（1分）[3] （1分）
【详解】[1] [2]光从空气进入水球，频率不变，波速减小，则波长变短；
[3]入射光在气泡表面的 点恰好发生全反射，则水的折射率
光在水球中的传播速度
11．（3分）一定量的理想气体从状态 经状态 变化到状态 ，其 图像如图所示，则气体由状态a
变化到状态b的过程，气体对外界___________（选填“做正功”“做负功”或“不做功”），由状态
b变化到状态c的过程，气体温度________（选填“升高”“不变”或“降低”），由状态a经状态b
变化到状态c的过程，气体__________（选填“放热”“吸热”或“既不吸热也不放热”）
11．【答案】[1] 做负功（1分） [2] 降低（1分）[3]放热（1分）
【详解】[1]根据理想气体状态方程
可得
可知 图像的斜率为温度，由状态 变化到状态 的过程为等温过程，气体体积减小，外界对气体做正功即气体对外界做负功，温度不变则气体内能不变，由图可知状态 到状态 的过程 的乘积在减小，
气体温度降低；
C．由状态 经状态 变化到状态 的过程，外界对气体一直做正功，始、末状态相比气体内能减小，根据
热力学第一定律
可知气体向外界放热。
四、实验题
12．如图1所示是研究小车加速度与力关系的实验装置，木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过
滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可显示所受拉力的大小 ， 为带滑轮小车的质量， 为砂和砂桶
的总质量。实验时先不挂砂桶，将木板右端垫高，调整垫块的左右位置，平衡摩擦力，然后挂上砂桶，改
变桶中砂的质量，多次进行实验。完成下列问题：
（1）实验中 （填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的总质量 远小于小车的质量 。
（2）以拉力传感器的示数 为横坐标，小车的加速度 为纵坐标，画出的 图像是一条过坐标原点的
直线，如图2所示，则图线的斜率 （用 表示）。
（3）若某同学实验中加垫块过高，采集实验数据作出的图像可能是 。
A． B． C．
【答案】 不需要 A
【详解】（1）[1]本题实验中有拉力传感器，拉力是已知的无需满足满足砂和砂桶的总质量 远小于小车
的质量 ；
（2）[2]根据牛顿第二定律
整理为故斜率为 ；
（3）[3] 加垫块过高既平衡摩擦力过度，当拉力为0时，也有加速度，故A正确。
故选A。
【点睛】本题考查验证牛顿第二定律，注意平衡摩擦时产生的误差。
13．为研究二极管的伏安特性曲线，某研究小组用：恒压电源（电压可调节）、多用电表、滑动变阻器
（最大阻值为 ）、电压表、灵敏电流计 、两个规格相同的二极管（电学符号为“ ”）、导
线若干和开关 连成如图甲所示的电路图。
实验研究如下，请完成相关实验内容：
（1）判断二极管的极性：断开开关 和 ，将多用电表选择开关调至“ ”欧姆挡，将红、黑表笔分
别接 时发现多用电表指针偏角很小；将红、黑表笔分别接 、 时偏角很大。请在图甲中的两个框内
画出二极管的示意图。
（2）结合（1）的研究结果，接着研究二极管的正向特性：调节电源输出电压至适当值，闭合开关 ，将
开关 接在 （选填“1”或“2”）端，由 向 缓慢移动滑动变阻器的滑片P，使二极管两端的
电压由零逐渐增大；某次电压表指针指示如图乙所示，则此时的电压值为 V；记录多组电压表
和对应电流表的读数。根据实验数据得到该二极管的正向伏安特性曲线如图丙所示。
（3）根据图丙的伏安特性曲线，二极管两端所加正向电压大于 后，其正向电阻怎样随电压变化？
。【答案】 2 0.80 其正向电阻随电压的增大而减小，当电压大于某值时，
电阻趋于稳定值4.0（3.8~4.2均可）
【详解】（1）[1] 断开开关 和 ，将多用电表选择开关调至“ ”欧姆挡，将红、黑表笔分别接
时发现多用电表指针偏角很小,说明电流很小，故a端为二极管的正极；将红、黑表笔分别接 、
时偏角很大，说明电流很大，故b端为二极管负极，即两个框中二极管的示意图如图所示
（2）[2][3]由实验可知，探究二极管的正向特性，应接通 、 ，开关S接在2端，电压表示数为 。
（3）[4]由图丙可知，图线的斜率反映了电阻倒数的变化规律，斜率越来越大，说明电阻越来越小，且变
化越来越快，其正向电阻随电压增大而减小，当电压大于某值时，电阻趋于稳定值，二极管的正向电阻最
终趋于
五、解答题
14．饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段，其内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号
时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，发生电磁感应，产生电信号，其原理可简化为如图所示。
设线圈的匝数为1000匝，每匝线圈面积均为 ，线圈的总电阻为 ，线圈连接一电阻
，其余部分电阻不计。线圈处磁场的方向不变，其大小按如图所示的规律变化，（垂直纸面向里
为正），
（1）请你判定0~0.1s时间内，流经电阻R的电流方向
（2）求0~0.1s时间内，电阻R产生的焦耳热；
（3）求0.1~0.4s时间内，通过电阻R的电荷量。【答案】（1）从上到下；（2） ；（3）
【详解】（1）根据楞次定律“增反减同”可知0~0.1s时间内，流经电阻R的电流方向从上到下；
（2）由法拉第电磁感应定律有
0～0.1s时间内线圈产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律，则有
根据焦耳定律，可得0～0.1s时间内，电阻R产生的焦耳热为
（3）0.1～0.4s时间内，根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
则通过电阻R的电荷量为
结合图像可得
15．如图所示，直角坐标系 的第一象限内有竖直向上的匀强电场，第二象限内既有沿 轴负方向的匀
强磁场，又有沿 轴负方向的匀强电场，电场强度与第一象限内的电场强度等大。现有一质量为 、电荷量为 的粒子从 轴上的 点，以初速度 沿 轴负方向进入第一象限，经 轴上的 点进入第二
象限内，在以后的运动过程中恰好未从过 轴的水平面飞出电磁场.已知 、 到坐标原点 的距离分别为
、 ，不计粒子重力，求：
（1）电场强度的大小及粒子到达 点时速度的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）粒子在磁场中运动第二次与过 轴的水平面相交时沿 轴方向位移的大小.
【答案】（1） ， ；（2） ；（3）
【详解】（1）由题可知，从P到Q粒子做类平抛运动，则
解得
由动能定理可知
解得
（2）将速度 沿坐标轴分解如图所示故粒子的运动可看成为沿 负方向的匀加速直线运动和竖直反向匀速圆周运动的合运动
由题可知圆周运动的半径为
根据圆周运动的基本规律得
解得
（3）粒子沿 轴负方向做匀加速直线运动，故
粒子在磁场中从进入磁场运动到第二次与过 轴的水平面相交所用的时间为
联立解得
16．如图所示，水平传送带保持v=5m/s的速度沿顺时针做匀速运动，左端与粗糙的弧形轨道平滑对接，右
端与光滑水平凹槽面平滑对接，水平凹槽上间隔放有n个静止相同的小球，每个小球的质量均为
m=0.2kg。质量m=0.1kg的物块从轨道上高h=4.0m的P点由静止开始下滑，滑到传送带上的a点时速度大
0小v=8m/s。物块和传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，传送带ab之间的距离L=4.9m。所有的碰撞都是弹性
0
正碰，取g=10m/s2。求：
（1）物块从P点下滑到a点的过程中，摩擦力对物块做的功：
（2）物块从释放到与小球第一次碰撞过程中，受到传送带的作用力冲量大小；
（3）最终n个小球获得的总动能。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【详解】（1）物块由P到A的过程，由动能定理，有
解得 摩擦力对物块做功
（2）物块滑上传送带后，在摩擦力作用下做匀减速运动加速度大小
减速至与传送带速度相等时所用的时间
匀减速运动的位移
物块与传送带共速后向右匀速运动，匀速运动的时间
从a运动到b的时间
取向右为正方向，水平方向由动量定理，传送带的摩擦力对物块的冲量大小传送带的支持力对物块冲量大小
方向竖直向上，传送带对物块的冲量大小为
（3）物块与小球1发生弹性正碰，取向右为正方向，设物块碰后的速度为v，小球1被撞后的速度大小为
1
u，由动量守恒定律，有
1
由动能守恒，有
解得
，
相邻小球之间相互碰撞进行速度交换，小球1与小球2碰后，小球1的速度为0，而物块被反弹回来后，在
传送带上向左运动的位移是
物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小为零，接下来将再次向右做匀加速运动，直到速度增加到
v，再跟小球1发生弹性正碰，第二次碰后物体和小球的速度大小分别为
1
，
以此类推，物块与小球1经过n次碰撞后，速度分别为
，
相邻小球之间每次相互碰撞都进行速度交换，最终从1号小球开始，到n号小球，它们的速度大小依次为
un、 、 、…、 ，n个小球的总动能为
