文档内容
【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（广东卷专用）
黄金卷03
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、单选题(本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个符合要求)
1．林老师将手机放在叉车的升降机上，利用传感器得到一速度 时间图像，如图所示。手机传感器中速度
向上时为正值，下列说法正确的是（ ）
A． 时手机处于失重状态
B． 时手机处于超重状态
C． 升降机处于匀加速上升阶段
D． 手机对升降机的力等于升降机对手机的力
【答案】D
【详解】A．由图可知 时，手机向上加速，加速度竖直向上，处于超重状态，故A错误；
B．由图可知 时手机速度不变，处于平衡状态，故B错误；
C．由图可知 升降机处于匀速上升阶段，故C错误；
D．手机对升降机的力与升降机对手机的力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D正确。
故选D。
2．最近，我国推出全球首款支持卫星通话的智能手机，该手机的卫星通信功能可以让我们在无信号环境
下，通过“天通一号”卫星与外界进行联系。“天通一号”卫星位于36000公里距离的地球同步轨道，单
颗卫星可以覆盖地球 的面积，目前我国已发射有“天通一号”01、02、03卫星。关于该系列卫星，下列
说法正确的是（ ）A．不同质量的“天通一号”卫星轨道半径不相等
B．它们的运行速度都大于7.9km/s
C．它们可以在北京的上空保持相对静止
D．它们距地面的高度约为地球半径的5倍，则其向心加速度约为地面上物体的重力加速度的
【答案】D
【详解】A．“天通一号”卫星位于36000公里距离的地球同步轨道，所以轨道半径都一样，与卫星质量
无关，故选项A错误；
B．根据
可得地球卫星的环绕速度大小
可知第一宇宙速度7.9km/s是近地卫星的环绕速度，也是地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，
而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，从表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于
第一宇宙速度，故选项B错误；
C．它们若在除赤道所在平面外的任意点实现了“同步”，那它们的运动轨道所在平面与受到地球的引力
就不在一个平面上，这是不可能的，所以同步卫星不可能经过北京的正上空，故选项C错误；
D．根据万有引力提供向心力得
根据地球表面万有引力等于重力得
由以上两等式得 ，所以它们的向心加速度约为地面上物体的重力加速度的 ，故选项D正确。
故选D。
3．不久前，世界首个第四代核能技术的钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电，该反应堆以放射性较低的钍元
素为核燃料。 转变为 的过程为：① ② ③ ，
下列说法正确的是（ ）A．反应①中粒子X为中子
B．反应②③为原子核的裂变反应
C．反应③中的电子来自于 原子的核外电子
D．若升高温度，可使钍原子核衰变速度变快
【答案】A
【详解】A．由核反应中的质量数守恒和电荷数守恒可知，反应①中粒子X为中子，故A正确；
B．反应②③为 衰变，反应③中的电子来自于 原子核的内部，故BC错误；
D．原子核的半衰期与温度无关，故D错误。
故选A。
4．电动汽车无线充电示意图如图，若发射线圈的输入电压为 、匝数为1100匝，接
收线圈的匝数为2200匝。若发射线圈输出功率为13.2kW，变压器为理想变压器，下列说法正确的是（
）
A．采用直流电流电源也能为电动汽车充电
B．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相等，均为100Hz
C．副线圈输出电流的有效值为30A
D．副线圈输出电压的峰值为440V
【答案】C
【详解】A．变压器是利用电磁感应原理，必须通过交流电产生变化的磁场，才能产生感应电流，选项A
错误；
B．变压器不改变交变电流的频率，频率应为选项B错误；
CD．根据正弦式交流电中有效值和峰值的关系可知，原线圈的电压有效值
根据变压器的工作原理有
解得副线圈的有效值
峰值为 因为理想变压器原、副线圈的功率相等，则
选项C正确。
故选C。
5．我国科研人员采用全新发电方式——“爆炸发电”，以满足高耗能武器的连续发射需求。其原理如图
所示，爆炸将惰性气体转化为高速等离子体，射入磁流体动力学发生器，发生器的前后有两强磁极N和
S，使得上下两金属电极之间产生足够高电压，下列说法正确的是（ ）
A．上极板电势比下极板电势低
B．仅使L增大，两金属电极间的电动势会变大
C．仅使d增大，两金属电极间的电动势会变大
D．仅使b增大，两金属电极间的电动势会变大
【答案】C
【详解】A．根据题意，由左手定则可知，正离子受向上的洛伦兹力向上偏转，负离子受向下的洛伦兹力
向下偏转，则上极板电势比下极板电势高，故A错误；BCD．根据题意可知，当上下两金属电极之间产生足够高电压时，有
解得
可知，两金属电极间的电动势与 和 无关，与 有关，且仅使d增大，两金属电极间的电动势会变大，
故BD错误，C正确。
故选C。
6．汽车排放尾气时，常发出较大的噪音。在汽车中安装干涉消音器能够有效消除这类噪音。消音器的概
念设计如图，当声波抵达甲点时分别沿着上方虚线和下方点线传播，最终在乙点汇合。假设尾气噪音的主
频率为f，声音传播速度为v，下列选项为两条路径的长度差，其中降噪效果最佳的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】波的波长为
根据波的叠加原理，振动相消是降噪效果最好，即波程差为半波长的奇数倍，有
可知当n=1时，即
此时降噪效果较好。
故选D。
7．如图所示，蚂蚁由静止从高空落下，其受到的空气阻力会随速度的增加而变大，落地前会以一定的速度做匀速直线运动，此速度称为终端速度，由于蚂蚁身体构造特殊，蚂蚁落地时能承受此撞击而不会摔死。
据研究，一只普通蚂蚁的体重约为40mg，从高空落地时的动能大约为 。下列说法正确的是
（ ）
A．蚂蚁落地前先处于失重状态，再处于超重状态
B．整个过程中重力对蚂蚁做的功等于阻力对蚂蚁做的功
C．蚂蚁做匀速直线运动时机械能守恒
D．蚂蚁落地前的终端速度大小约为5m/s
【答案】D
【详解】A．蚂蚁先有向下的加速度，处于失重状态，落地前会以一定的速度做匀速直线运动，此时蚂蚁
处于平衡状态，故A错误；
B．根据功能关系可知，整个过程中重力对蚂蚁做的功等于阻力对蚂蚁做的功和蚂蚁增加的动能之和，故
B错误；
C．蚂蚁做匀速直线运动时，阻力对其做负功，机械能不守恒，故C错误；
D．根据动能的公式有
解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：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，有选错的得0分。
8．图（a）是粮库工作人员通过传送带把稻谷堆积到仓库内的情景，其简化模型如图（b）所示工作人员
把一堆稻谷轻轻地放在以恒定的速度v顺时针转动的传送带的底端，稻谷经过加速和匀速两个过程到达传
送带项端，然后被抛出落到地上，已知传送带长度为L，与地面的夹角为θ，忽略空气阻力，不计传送带两端轮子半径大小及稻谷厚度，重力加速度为g，以地面为零势能面，对于稻谷中一颗质量为m的谷粒P
的说法正确的是（ ）
A．在匀速阶段，其他谷粒对谷粒P的作用力方向竖直向上
B．在传送带上运动过程中，其他谷粒对谷粒P做的功
C．谷粒P离开传送带后（落地前）的重力势能的减少量小于其动能的增加量
D．在传送带上运动时，谷粒P克服重力做功为
【答案】AB
【详解】A．在匀速阶段，谷粒P受到竖直向下的重力和其他谷粒对谷粒P的作用力，合力为零，所以其
他谷粒对谷粒P的作用力方向竖直向上，大小等于mg，故A正确；
B．在传送带上运动过程中，其他谷粒对谷粒P做的功等于谷粒增加的机械能，所以
故B正确；
C．谷粒P离开传送带后（落地前），只有重力做功，机械能保持不变，即重力势能的减少量等于其动能
的增加量，故C错误；
D．在传送带上运动时，谷粒P克服重力做功为
故D错误。
故选AB。
9．如图所示是明代宋应星所著《天工开物》中记载的我国古代的一种农业机械——水碾，当水冲击下部
水轮时，转动的轮子会带动上部的碾来碾米。假设水流沿水平方向垂直冲击叶片，每秒冲击叶片的水量为
10kg，水速从6m/s减小为1m/s，水流动能的减少量全部用来对叶轮做功，下列说法正确的是（ ）A．水碾每秒从水流中获得的能量为180J
B．水流对该叶片的平均作用力的大小为50N
C．每秒钟水流对叶轮做功175J
D．水流减少的动能全部被用来碾米
【答案】BC
【详解】A．水碾每秒从水流中获得的能量等于水流动能的变化量的大小，即
故A错误；
C．每秒钟水流对叶轮做的功等于水流动能的变化量的大小，即175J，故C正确；
B．由动量定理可得，叶片对水流的平均作用力的冲量等于水流动量的变化
得到
由牛顿第三定律得到水流对该叶片的平均作用力的大小为50N，故B正确；
D．水碾每秒从水流中获得的能量会有一部分损耗，比如摩擦产生的内能等，所以不能都被用来碾米，故
D错误。
故选BC。
10．一种重物缓降装置简化物理模型如图所示，足够长的轻质绝缘细线连接且缠绕在铜轴上，另一端悬挂
着一个重物，一个铜制圆盘也焊接在铜轴上，铜轴的外侧和大圆盘的外侧通过电刷及导线与外界的一个灯
泡相连，整个装置位于垂直于圆盘面的匀强磁场中，现将重物从合适位置由静止释放，整个圆盘将在重物
的作用下一起转动，产生的电流可以使灯泡发光，不计除灯泡电阻外的其余电阻和一切摩擦阻力。下列说
法正确的是（ ）A．此装置是利用电磁感应现象制成的
B．通过灯泡的电流方向由左向右
C．重物下降越快，圆盘的阻尼作用越大
D．重物减小的机械能全部转化为灯泡消耗的电能
【答案】AC
【详解】A．根据题意可知，此装置是利用电磁感应现象制成的，故A正确；
B．根据右手定则可以判断，通过灯泡的电流方向由右向左，故B错误；
C．重物下降速度越快，感应电动势越大，圆盘阻尼作用越大，故C正确；
D．重物减小的重力势能转化为装置的动能和灯泡消耗的电能，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．某物理兴趣小组利用传感器进行“探究向心力大小F与半径r、角速度ω、质量m的关系”实验，实
验装置如图甲所示，装置中水平光滑直杆能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直杆上，用细线将滑块
与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直杆一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动的向心
力，拉力的大小F可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度ω可以通过角速度传感器测得。
（1）小组同学先让一个质量为m的滑块做半径r为0.20m的圆周运动，得到图乙中②图线，然后保持滑块
质量不变。再将运动的半径r分别调整为0.14m、0.16m、0.18m、0.22m，在同一坐标系中又分别得到图乙
中⑤、④、③、①四条图线。
（2）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的( )A．探究平抛运动的特点 B．探究小灯泡影响电阻阻值大小的因素
C．探究两个互成角度的力的合成规律 D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
（3）对②图线的数据进行处理，获得了F-x图像，如图丙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐
标x代表的是 （填“ω”或“ω2”）。
（4）对5条F-ω图线进行比较分析，做F-r图像，得到一条过坐标原点的直线，则该直线的斜率为
（用题目中符号表示）。
【答案】 BD/DB
【详解】（2）[1]本实验所采用的实验探究方法是控制变量法，与探究小灯泡影响电阻阻值大小的因素、
探究加速度与物体受力、物体质量的关系实验方法是相同的，而探究平抛运动的特点、探究两个互成角度
的力的合成规律采用的是等效的思想。
故选BD。
（3）[2]图线中各图线均为曲线，对②图线的数据进行分析可以看出，当ω增大为原来的2倍时，F增大
为原来的4倍，当ω增大为原来的3倍时，F增大为原来的9倍……可知，F与ω2成正比，以F为纵轴，
ω2为横轴，则图像是一条过原点的直线，故图丙图像横坐标x代表的是ω2。
（4）[3]由（3）中分析知在r一定时，F与ω2成正比；F-r图像又是一条过坐标原点的直线，F与r成正比；
同时F也应与m成正比，归纳可知，F-r图像的斜率为mω2。
12．人造闪电——特斯拉线圈由一个巨大的线圈构成，线圈是用单层漆包线绕在PVC管上制作而成，如图
1所示。某兴趣小组在研究特斯拉线圈制作时，想知道绕制特斯拉线圈所需漆包线的总长度，于是设计了
如下两种方案进行测量：
方案1．利用几何知识测量长度
先用螺旋测微器测出漆包线直径d；再用刻度尺测出PVC水管的直径D和螺线管围有线圈的侧边长度X，
如图2所示；然后使用数学知识长度表达式 ，可算出漆包线的总长度。方案2．利用电学知识测长度
现有装置如下：恒压电源（内阻可忽略）；毫安表（量程100mA，内阻5.0Ω）；定值电阻R（阻值
0
R=100Ω），电阻箱（最大阻值999.9Ω）；开关；待测螺线管；导线若干，请完成下列实验操作和计算。
0
（1）电路连接
该小组设计测量电路如图3所示，根据电路图完成图4中的实物连线。
（2）螺线管的电阻率的测量
①将电阻箱置于最大阻值处；
②闭合开关，逐渐改变电阻箱接入电路的阻值，使毫安表指针有较大角度偏转，此时毫安表示数如图5所
示，为 mA，对应电阻箱读数（如图6所示）为 Ω。
③继续改变电阻箱接入电路的阻值，得出第二组毫安表和电阻箱的读数，分别为88mA，420.0Ω。
④断开开关，据上述数据，计算得到通电螺线管的电阻R= （结果保留三位有效数字）。
x
⑤用螺旋测微器测出漆包线直径d，如图7所示，读数为d= mm，再查出常温下该导线的电阻率ρ，最后使用电阻定律，得漆包线的总长度表达式为L= （用R、ρ、d等字母表示），代入实验数据可
x
得漆包线的总长度。
（3）误差分析
若考虑直流电源的内阻，则方案2测得的电阻比真实值偏 ；简要说明这两种方案的优缺点： 。
【答案】 66 620.0 75.0 0.350
大 第一种方案操作简单，但线圈之间有空隙，误差较大，将导致计算线圈匝数有比较大
的误差，从而影响长度测量；第二种方案精度较高，但实验操作复杂，漆包线漆的厚度、电表读数等会引
起误差
【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图：
（2）②[2][3]根据读数规则可知此时毫安表的读数为66mA，电阻箱读数为620.0 。
④[4]根据闭合电路欧姆定律有，
代入数据得
⑤[5]根据螺旋测微器的读数规则可知，直径
[6]根据电阻定律和面积公式可知
，
解得
（3）[7]考虑到电源内阻，则计算得到的是电源内阻和线圈的总电阻，大于螺线管电阻的真实值。
[8]第一种方案操作简单，但线圈之间有空隙，误差较大，将导致计算线圈匝数有比较大的误差，从而影响
长度测量；第二种方案精度较高，但实验操作复杂，漆包线漆的厚度、电表读数等会引起误差。
13．在地质科考工作中，测量矿石的密度是一项经常进行的工作。现有一矿石需测量其密度，其质量可通
过托盘天平测量，现采用气压型（干式）体积测量仪测量其体积，然后通过 测算该矿石的密度。图
甲为一小型便携式气压型体积测量仪，压气筒A和测量罐B均为高L=20cm，横截面积 的连
通导热汽缸。现将待测矿石置于测量罐B内，汽缸内封闭有一定量的理想气体（氮气），C为质量、厚度
均不计且润滑良好的密闭活塞。测量罐外界大气压为p=1.01×105Pa，环境温度为27℃，初始时活塞与缸底
0
间距L=20cm。现在活塞上施加压力F=5.05×103N﹙如图乙所示），活塞缓慢下移，待缸内温度再次和环
0
境温度相等时，测量出活塞与缸底的间距为L'=15cm。求：
（1）加压稳定后封闭汽缸内的气体压强为多少；
（2）矿石的体积为多少。【答案】（1） ；（2）
【详解】（1）初始时刻，活塞保持静止，说明封闭汽缸内、外压强相等。外界大气压为
活塞上施加压力后封闭汽缸内的气体压强为
（2）设不规则物体的体积为V，则初始时缸内气体体积为
x
加压后缸内气体体积为
根据玻意耳定律
解得
14．如图所示为春节期间燃放的“火箭”型爆竹，由上下A、B两部分构成，A的质量为0.1kg，B的质量
为0.2kg，A、B中间夹有少量火药。开始时让“火箭”在距地面1.8m高处自由释放，“火箭”着地瞬间
以原速率反弹，同时火药爆炸，经极短时间后A、B分离，此时B恰好停在地面上。不计空气阻力和“火
箭”的体积，火药爆炸所释放的化学能全部转化为A、B的机械能，重力加速度取10m/s2。求
（1）“火箭”着地时的速度大小；
（2）A上升的最大高度；
（3）火药爆炸所释放的化学能。【答案】（1）6m/s ；（2）16.2m；（3）10.8J
【详解】（1）“火箭”在距地面1.8m高处自由释放，做自由落体运动，则有
解得“火箭”着地时的速度大小为
（2）“火箭”着地瞬间以原速率反弹，同时火药爆炸，经极短时间后A、B分离，此时B恰好停在地面上，
取向上为正方向，根据动量守恒可得
解得
A做竖直上抛运动，则有
解得A上升的最大高度为
（3）根据能量守恒可得
解得火药爆炸所释放的化学能
15．海浪发电是一种应用前景广阔的新能源技术，海浪通过传动装置带动线圈在磁场中做切割磁感线运动
实现海浪动能向电能的转化，某科技小组设计了如下两种发电模型：模型①：如图甲所示，N匝正方形闭合线圈处在垂直于线圈平面的组合磁场中，磁感应强度大小均为B，
线圈和磁场的宽度均为L，设线圈的总电阻为R，线圈在海浪的带动下左右运动时不会超出磁场范围；
模型②：如图乙所示，线圈处在均匀辐向磁场中，机械传动装置将海浪的运动转化为线圈沿水平方向的往
复振动，振动速度随时间的变化图像为如图丙所示的正弦函数，其中 、T已知，若线圈的匝数为 ，半
径为r，其所处位置磁感应强度大小均为 ，线圈内阻及外部电路电阻都为 ，忽略一切摩擦。求：
（1）模型①中线圈水平向右的速度为v时，感应电流的大小和闭合线圈所受安培力的大小；
（2）模型②中感应电动势随时间变化的表达式以及模型②的发电功率。
【答案】（1） ；（2） ，
【详解】（1）单根导线切割磁感线产生的电动势为
整个线圈产生的总电动势为
根据欧姆定律可得
单根导线所受安培力大小为
整个线圈受到的总安培力为
（2）线圈运动的速度时间关系为
单匝线圈切割磁感线产生的电动势为匝线圈产生的总电动势为
电动势的有效值
其中
发电功率为
