文档内容
【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（湖北卷专用）
黄金卷03
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
第 I 卷（选择题）
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7
题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选
对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀（ ），并在重核区首次发现强的质子-中子
相互作用导致α粒子形成的概率显著增强的现象，这有助于促进对原子核α衰变过程中α粒子预形成物理
机制的理解。以下说法正确的是（ ）
A. 铀核（ ）发生核反应方程为 ﹐是核裂变反应
B. 与 的质量差等于衰变的质量亏损
C. 产生的新核从高能级向低能级跃迁时，将发射出 射线
D. 新核 的结合能大于铀核（ ）的结合能
【答案】C
【解析】
【详解】A．铀核 发生核反应的方程为
此反应为 衰变，选项A错误；
B．衰变的质量亏损为反应物的总质量减去生成物的总质量，即为 的质量减去 的质量，再减去的质量，选项B错误；
C．产生的新核 从高能级向低能级跃迁时，将发射出 射线，选项C正确；
D．新核（ ）的比结合能大于铀核 的比结合能，新核（ ）的结合能小于铀核 的
结合能，D错误；
故选C。
2. 我国某些农村地区人们仍用手抛撒种子进行水稻播种。某次同时抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图所
示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O、且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为
和 ，其中 方向水平， 方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的
是（ ）
A. 谷粒2在最高点的速度等于 B. 谷粒2在最高点的速度小于
C. 两谷粒同时到达Р点 D. 谁先到Р点取决于谷粒的质量
【答案】B
【解析】
【详解】CD．根据图像可知，谷粒1做平抛运动，谷粒2做斜抛运动，令谷粒2抛出速度与水平方向夹角
为 ，从O到P过程，对谷粒1、2分别有
，
解得
，则有
可知，故粒1先到达P点，运动时间与谷粒质量无关，故CD错误；
AB．结合上述，两谷粒在水平方向做匀速直线运动，则有
，
由于
则有
即谷粒2在最高点的速度小于 ，故A错误，B正确。
故选B。
3. 能够产生正弦式交变电流的发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，
理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为
原来的 ，则（ ）
A. R消耗的功率变为
B. 电压表V的读数变为
C. 电流表A的读数仍为I
D. 通过R的交变电流频率不变
【答案】B
【解析】【详解】发电机线圈的转速变为原来的 ，则角速度变为原来的 ，周期变为原来的2倍，通过R的交变
电流频率变为原来的 ；根据
，
可知发电机电动势有效值变为原来的 ，由于发电机内阻不计，则变压器原线圈输入电压原来的 ，根据
可知副线圈的输出电压原来的 ，则电压表V的读数变为 ；副线圈的输出电流原来的 ，根据
可知R消耗的功率变为 ；根据
可知原线圈电流原来的 ，则电流表A的读数变为 。
故选B。
4。如图（a）所示，野营三脚架由三根对称分布的轻质细杆构成（忽略细杆重力），炊具与食物的总质
量为m，各杆与水平地面的夹角均为60°。盛取食物时，用光滑铁钩缓慢拉动吊绳使炊具偏离火堆，如图
（b）所示。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 拉动吊绳过程中，铁钩对吊绳的作用力沿水平方向B. 拉动吊绳过程中，吊绳上的拉力大小不变
C. 烹煮食物时，细杆对地面的作用力大小均为 mg
D. 烹煮食物时，三根细杆受到地面的摩擦力方向相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．拉动吊绳过程中，节点受到竖直向下的绳子拉力、斜向上的的绳子拉力，以及铁钩对吊绳的
作用力，在拉动吊绳过程中，斜向上的的绳子拉力的方向改变，根据共点力平衡可知铁钩对吊绳的作用力
方向斜向上且不断变化，故A错误；
B．拉动吊绳过程中，炊具与食物受力平衡，故绳子的拉力等于炊具与食物的重力，故大小不变，故B正
确；
C．根据共点力平衡有
可得
烹煮食物时，各杆对地面的压力大小均为 ，故C错误；
D．烹煮食物时，各杆受到地面的摩擦力大小均为
故D错误。
故选B。
5. 如图所示，一颗在某中地圆轨道上运行的质量为m的卫星，通过M、N两位置的变轨，经椭圆转移轨道
进入近地圆轨道运行，然后调整好姿态再伺机进入大气层，返回地面。已知近地圆轨道的半径可认为等于
地球半径，中地圆轨道与近地圆轨道共平面且轨道半径为地球半径的3倍，地球半径为R，地球表面的重
力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）A. 卫星在M、N两点处需要加速才能实现题设条件中的变轨
B. 该卫星在近地圆轨道上运行的动能为
C. 该卫星在中地圆轨道上运行的速度
D. 该卫星在转移轨道上从M点运行至N点（M、N与地心在同一直线上）所需的时间
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题设条件知，卫星在向低轨道变轨，故需要减小速度，使卫星做向心运动，故A错误；
B．在近地圆轨道上，有
可得
根据万有引力提供向心力有
解得
则该卫星在近地圆轨道上运行的动能为
故B错误；
C．在中地圆轨道上，根据万有引力提供向心力有结合 ，可得
故C正确；
D．在近地圆轨道上，卫星运行的周期 ，则有
转移轨道是椭圆轨道，其半长轴
根据开普勒第三定律可得
联立得
则该卫星在转移轨道上从M点运行至N点所需的时间
故D错误。
故选C。
6. 一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是t＝1.0s时的波形图，图（b）是x＝3.0m处质点的振动图像，a、b
两质点在x轴上平衡位置分别为x＝0.5m、x＝2.5m，下列说法正确的是（ ）
a bA. 波沿x轴正方向传播
B. 波的传播速度为0.5m/s
C. t＝1.0s时，a、b两质点加速度方向相反
D. 从t＝1.0s到t＝1.5s，质点a的路程10cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图（b）可知，t＝1.0s时x＝3.0m处质点向上振动，根据上下坡法可知波沿x轴负方向传播，
故A错误；
B．由图（a）可知波长为 ，由图（b）可知周期为 ，波的传播速度为
故B错误；
C．a、b两质点的距离为
可知a、b两质点振动步调相反，故t＝1.0s时，a、b两质点加速度方向相反，故C正确；
D．根据
可知从t＝1.0s到t＝1.5s，质点a振动了 ，由于t＝1.0s时质点a不在平衡位置和位移最大处，则从t＝
1.0s到t＝1.5s，质点a的路程
故D错误。
故选C。.7. 图中有一直杆竖直插入水深为1.2m水池池底，恰好有一半露出水面，太阳光以与水平面成37°角射在
水面上，测得直杆在池底的影长EC为2.5m，已知sin37°=0.6，则下列说法正确的是（ ）
A. 直杆在池底的影长中午比早晨更长
B. 直杆在水面的影长为0.9m
C. 水的折射率为
D. 当太阳光和水面的夹角变化时，在水面上有可能发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A．中午比早晨的位置高，光线射入水的入射角小，由 可知折射角也小，所以直杆在池
底的影长中午比早晨更短，故A错误；
B．由图可知
解得
故直杆在水面的影长为1.6m，故B错误；
C．由直杆在池底的影长EC为2.5m，可得
则
由折射率 可得水的折射率故C正确；
D．光从光疏介质射向光密介质时才有可能发生全反射，当太阳光和水面的夹角变化时，在水面上有不可
能发生全反射，故D错误。
故选C。
8. 通用技术课上，某兴趣小组制作了一个电动爬杆小猴，原理如图所示，竖直杆OM与光滑杆ON均固定
在电动机底座上，且ON与水平面间的夹角 ，一弹簧上端固定在OM杆上的P点，下端与穿在ON
杆上质量为m的小猴相连。小猴静止时弹簧与竖直方向间的夹角 ，当电动机非动底座开始转动时，
小猴开始爬杆。已知OP两点间的距离为L，重力加速度为g。则（ ）
A. 小猴静止时杆对小猴的弹力方向垂直杆ON斜向下
B. 小猴静止时弹簧弹力的大小为mg
C. 小猴静止时杆对小猴的弹力大小为
D. 电动机转动后，当小猴稳定在与P点等高的位置时杆的角速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．对小猴受力分析如图
由平衡条件可知，小猴静止时杆对小猴的弹力方向垂直杆ON斜向下，故A正确；
B．小猴静止时弹簧弹力的大小为故B错误；
C．由图可知，小猴静止时杆对小猴的弹力大小为
故C错误；
D．由几何关系可知，小猴稳定在与P点时弹簧的长度与在P点时相等，故弹簧的弹力为
在P点，对小猴受力分析
水平方向由牛顿第二定律
竖直方向由平衡条件
联立解得
故D正确。
故选AD。
9. 由多个点电荷组成的系统的电势能与它们的电荷量和相对位置有关。如图甲所示，a、b、c三个质量均
为m，带等量正电荷的小球，用长度相等不可伸长的绝缘轻绳连接，静置于光滑绝缘水平面上，设此时系统的电势能为 。现剪断a、c两小球间的轻绳，一段时间后c球的速度大小为v，方向如图乙所示。关于
这段时间内的电荷系统，下列说法中正确的是（ ）
A. 动量守恒 B. 机械能守恒
C. c球受到的电场力冲量大小为mv D. 图乙时刻系统的电势能为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．系统受合外力为零，则系统的动量守恒，选项A正确；
B．电场力做正功，则系统的机械能增加，选项B错误；
C．根据动量定理，c球受到的电场力和细绳拉力的合力的冲量等于c球动量变化，大小为mv，选项C错
误；
D．由对称性可知，a球的速度大小也为v，方向与ac连线成30°角斜向左下方，因系统动量守恒，则b球
的速度方向垂直ac向上，由动量守恒
解得
则此时三个小球的动能为
因系统的电势能和动能之和守恒，则图乙时刻系统的电势能为
选项D正确。故选D。
的
10. 如图甲是游乐园常见 跳楼机，跳楼机的电磁式制动原理如图乙所示。跳楼机主干柱体上交替分布着
方向相反、大小相等的匀强磁场，每块磁场区域的宽度均为 0.8m，高度均相同，磁感应强度的大小均为
1T，中间座椅后方固定着100匝矩形线圈，线圈的宽度略大于磁场的宽度，高度与磁场高度相同，总电阻
为8Ω。若某次跳楼机失去其他保护，由静止从高处突然失控下落，乘客与设备的总质量为640kg，重力加
速度g取10m/s2，忽略摩擦阻力和空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 线圈中电流方向始终为逆时针
B. 跳楼机的最大速度为8m/s
C. 当跳楼机的速度为lm/s时，线圈中感应电流为20A
D. 跳楼机速度最大时，克服安培力做功的功率为12800W
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，电流方向为逆时针与顺时针交替变化，故A错误；
B．跳楼机由静止下落后受安培力与重力，有
跳楼机受到的安培力为
由法拉第电磁感应定律得
且可得
随着速度的增加，加速度减小，当加速度为0时，速度达到最大值，以后跳楼机做匀速运动，当跳楼机速
度最大时，安培力与重力平衡有
解得
故B错误；
C．由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律，当跳楼机的速度为lm/s时，线圈中感应电流为
故C正确；
D．当跳楼机速度最大时，有
克服安培力做功的功率为
故D正确。
故选CD 。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.实验小组用拉力传感器、细线、小球、刻度尺设计如图1所示的装置来验证动能定理，在天花板上固定
一个拉力传感器 ，传感器连接轻质细线，细线的下端连接一个小球（半径远小于细线的长度），将小球
甲拉到某点 由静止释放，然后运动到最低点 ，用刻度尺测得 、 之间的竖直高度为 ，细线的长度为 ，用天平测得小球的质量为 ，重力加速度为 ，回答下列问题：
（1）当小球到达 点时，拉力传感器的示数为 ，则公式 __________成立时，动能定理得到验证；
（2）改变细线的长度 ，改变小球释放点的位置 ，但保持 、 之间的竖直高度为定值（此定值与 不
同），换上另一小球乙（质量与 不同）多次做实验，作出 关系图像（ 是小球运动到最低点时
传感器的示数）如图2所示，若图像的斜率为 ，纵轴的截距为 ，则小球乙的质量为______， 、 之
间的竖直高度为______。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]小球在最低点，由向心力公式可得
假设动能定理成立
综合解得
（2）[2][3]由可得
结合图乙可得
图像的斜率
综合解得
12.一物理兴趣小组测定某电动自行车电池的电动势E和内阻r，由于电流表和电压表均非理想电表，实验
小组决定先测量电流表A 的内阻。
1
（1）按照如图甲所示的电路图连接好电路，请完善测量步骤：
a．先将滑动变阻器的滑片调至最左端，把单刀双掷开关S 掷于“b”，再闭合开关S，此后调节滑动变阻器
2 1
的滑片使两表均有适当的示数（此时电流表A、A 示数分别记为 、 ）；
1 2
b．保持滑动变阻器的滑片位置不变，把S 掷于“a”，调节电阻箱使_________；
2
c．读出电阻箱的示数为 ，此即电流表A 的内阻。
1
（2）测得电流表A 内阻后，为减小误差应该选择的实验电路是图中的_________（选填“乙”或“丙”）；
1
（3）按所选电路连接线路进行实验，得到多组电压U和电流I的值，并作出 图线如图丁所示，可知
电池的电动势为_________V、内阻为________Ω。（结果均保留一位小数）
（4）本实验中用非理想的电流表和电压表测得的电动势和内阻_________（填“有”或“无”）系统误差。
【答案】 ①. 使电流表A 示数为I ②. 丙 ③. 11.7 ④. 2.6 ⑤. 无
2 2【解析】
【详解】（1）[1]为了测量电流表A 的内阻，采用替代法，保持滑动变阻器的滑片位置不变，把S 掷于
1 2
“a”，调节电阻箱使电流表A 示数为I，则电阻箱的示数即可反映电流表A 的内阻；
2 2 1
（2）[2]测得电流表A 内阻后，采用图丙的电路时，电流表A 的分压电压可以定量算出来，所以为减小误
1 1
差应该选择的实验电路是图中的丙；
（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律
则
，
（4）[5]由于明确电流表内阻，则测量结果没有误差。
. 13. 2023年2月10日0时16分，我国神舟十五号航天员经过约7小时的出舱活动，圆满完成全部舱外既
定任务。航天员所着的舱外航天服为出舱作业提供了安全保障。出舱前，关闭航天服上的所有阀门，启动
充气系统给气密层充气（可视为理想气体）。假定充气后，气密层内气体的体积为2L，温度为30°C，压
强为 。经过一段时间，气体温度降至27°C，忽略此过程中气体体积的变化。
（1）求27°C时气密层内气体的压强 ；
（2）出舱后启动保温系统，维持气体的温度为27°C。因舱外气压较低，气密层内气体的体积将会膨胀。
试求不放气的情况下，气密层内气体膨胀至3L时的压强 。
【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）气体发生等容变化，则有其中
， ，
联立可得
的
（2）出舱后启动保温系统，维持气体 温度为27°C，根据玻意耳定律可得
其中
，
联立解得
14。由螺杆A和螺母B组成的机械组件因为生锈很难被分离。如图所示为装置剖面示意图，现设想通过
如下操作将其分开：将此组件竖直立于地面，在螺杆A顶端的T形螺帽与螺母B之间的空隙处装入适量火
药并点燃，利用火药爆炸瞬间所释放的一部分化学能转化为系统的机械能E，使其被顺利“炸开”。已知螺
杆A的质量 ，螺母B的质量为 ，火药爆炸所转化的机械能 ，B与A的竖直
直杆间滑动摩擦力大小恒为 ，不计空气阻力，重力加速度 。求：
（1）火药爆炸瞬间螺杆A和螺母B速度的大小；
（2）火药爆炸后瞬间螺杆A和螺母B加速度的大小与方向；
（3）忽略空隙及螺母B的厚度影响，要使A与B能顺利分开，螺杆A的竖直直杆的最大长度L。【答案】（1） ， ；（2） ，方向向下； ，方向竖直向上；
（3）
【解析】
【详解】（1）设火药爆炸瞬间螺杆A和螺母B速度的大小分别为 和 ，以向下为正方向，根据动量守
恒定律
火药爆炸所转化的机械能
联立解得
（2）A相对B向上运动，所受摩擦力向下，则对螺杆A由牛顿第二定律可得
解得
方向向下；
由牛顿第三定律，螺母B所受摩擦力向上，则对螺母B由牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向上。
（3）A先减为零后反向加速，B一直减速，当两者速度相等时刚好分开，则此时直杆的长度最大，以向下
为正方向，可得解得
直杆长度的最大值为
15. 利用电磁场改变电荷运动的路径，与光的传播、平移等效果相似，称为电子光学。如图所示，在xOy
坐标平面上，第三象限存在着方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。在其余象限存在垂直纸
面的匀强磁场，其中第一、二象限向外，第四象限向里，磁感应强度大小均为B（未知）。在坐标点
处有一质量为m、电荷量为q的正电粒子，以初速度 沿着x轴负方向射入匀强电场，粒子
在运动过程中恰好不再返回电场，忽略粒子重力。求：
（1）粒子第一次进入磁场时的速度v；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）现将块长为 的上表面涂荧光粉的薄板放置在x轴上（图中未画出），板中心点横坐标
，仅将第四象限的磁感应强度变为原来的k倍（k>1），当k满足什么条件时，板的上表面会出
现荧光点。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）带电粒子进入电场作类平抛运动，由牛顿第二定律竖直方向
竖直方向速度
进入磁场时速度
联立解得
（2）由已知带电粒子在运动过程中恰好不再返回电场，说明粒子进入第一象限恰好与y轴相切，如图。
带电粒子在电场运动的水平方向位移
由几何关系，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径
洛伦兹力充当向心力
联立解得（3）①当粒子第一次打到薄板的右端时，由几何关系
洛伦兹力充当向心力
联立解得
②当粒子第一次打到薄板的左端时，由几何关系
洛伦兹力充当向心力联立解得
③当第4象限的磁感应强度极大时，其做匀速圆周运动的半径极小，可以认为从哪个位置进入第4象限磁
场再从哪个位置出去进入第1象限磁场，从几何关系看，带电粒子没有机会再打到荧光板上。
因此，板上会出现荧光点的条件为
