文档内容
【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（湖南卷专用）
黄金卷03
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改
动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在
本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项
符合题目要求．
1．一位同学自制一简易气温计：向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明细吸管，接口用
密封胶密封，在吸管内引入一小段染色的液柱（长度可忽略，在吸管上标注温度值）。如果不计大气压的
变化，即形成了一个简易气温计。已知罐的容积为 ，吸管有效长度为 ，横截面积为 ，
当气温为 时，液柱离管口 ，下列说法正确的是（ ）
A．该“气温计”所能测量的最高气温约为 B．该“气温计”所能测量的最高气温约为
C．该“气温计”刻度一定不均匀 D．如果气压降低了，则测量值将较真实值偏小
【答案】 A
【解析】AB．设该“气温计”所能测量的最高气温为 ，根据盖—吕萨克定律可得
其中
联立解得
则有
故A正确，B错误；
C．根据盖—吕萨克定律可得则有
又
联立可得
即温度的变化量与距离的变化量成正比，则该“气温计”刻度分布均匀，故C错误；
D．根据题意可知，罐内气体温度越高，体积越大，染色液柱越靠近吸管的右端；如果气压降低了，则染
色液柱稳定时的位置比真实值对应的位置偏右，测量值将较真实值偏大，故D错误。
故选A。
2．水平面上放置质量为M的物块，通过光滑的定滑轮用一根轻绳与质量为m的小球连接，滑轮到小球的
距离为L，现使小球在水平面内做匀速圆周运动。要使物块保持静止，细绳与竖直方向的最大夹角为 已
知物块与水平面间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，物块和水平面间的动摩擦因数 。重力加速度为
g，不计定滑轮和小球的大小，物块M始终保持静止，则（ ）
A．小球运动的最大周期为
B．小球运动的最大线速度大小为
C．组绳的最大拉力为
D．滑块的质量可能小于小球的质量
【答案】 B
【解析】A．对小球进行受力分析，小球受细绳的拉力F和重力mg，二者的合力提供小球圆周运动的向心
力，设细绳和竖直方向的夹角为 ，根据解得
故 越大周期越短，小球运动的最小周期为
选项A错误；
B．根据
故 越大，线速度越大，小球运动的最大线速度为
选项B正确；
CD．细绳的最大拉力
根据题意
故一定有
选项CD错误。
故选B。
3．如图，理想变压器原线圈与定值电阻 串联后接在电压恒定 的交流电源上，副线圈接理想电
压表、电流表和滑动变阻器 ，原、副线圈匝数比为 。已知 ， 的最大阻值为 。现将滑动
变阻器 的滑片 向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变小，电流表示数变大
B．电源的输出功率变小
C．当 时，电压表示数为
D．当 时， 获得的功率最大
【答案】 A【解析】AB．由理想变压器的特点可知
，
可得
滑动变阻器 的滑片P向下滑动， 减小，所以 变大，则 变大，可知电流表示数变大，而电源的输出
功率为
则电源的输出功率变大，原线圈两端电压
因为 变大，所以 减小， 减小，电压表示数减小，故A正确，B错误；
C．原线圈与副线圈两端电压之比为
电流之比
联立可得
当 时，电压表示数为
故C错误；
D． 获得的功率
当 时， 获得的功率最大，此时
故D错误。
故选A。
4．风云三号系列气象卫星是我国第二代极地轨道气象卫星， 已经成功发射 4 颗卫星， 其轨道在地球上
空 公里之间， 某极地卫星在距离地面 公里高度的晨昏太阳同步轨道， 某时刻卫星刚
好位于赤道正上方的A点向北极运动。已知地球的半径为 ， 地球同步卫星距离地面的高度约
为 ， 已知 ， 则下列说法正确的是（ ）A．该卫星的环绕地球运动的速度可能大于
B．该极地卫星的周期为
C．该卫星与地心连线扫过的面积等于同步卫星与地心连线扫过的面积
D．从卫星刚好经过A点计时，一天11次经过北极
【答案】 B
【解析】A．卫星在极地轨道上环绕地球运行，第一宇宙速度是最大环绕速度，因此卫星的环绕地球运动
的速度小于 ，故A错误；
BD．卫星的轨道半径为
同步卫星的轨道半径为
同步卫星的周期为
由开普勒第三定律
得
从卫星刚好经过A点计时，一天超过12次经过北极，故B正确,D错误；
C．由开普勒第二定律可知，同一卫星在相等时间内与地心的连线扫过的面积相等， 故C错误。
故选B。
5．如图所示，粗细均匀的圆形绝缘环位于空间直角坐标系中的 平面内，其几何中心与坐标原点O重
合。处于每个象限的圆环都均匀带有相同电量的电荷，电性如图所示。点 1、2、3、4、5、6分别位于z、
x、y轴上，它们与原点间距相同，以下说法正确的是（ ）A．点1、点2处的场强大小相等，方向相反
B．一质子沿x轴从点4运动到点3的过程中电场力先做负功，再做正功
C．点3、点4处的电势一定相等
D．在点2处由静止释放一质子，质子将在点1、点2之间做往复运动
【答案】 C
【解析】A．根据对称性及电场强度叠加原理，点1和点2的场强都为零，场强相同，A错误；
D．点2的场强都为零，在点2处由静止释放一质子，质子不受电场力作用，将在2处保持静止，D错误；
C．根据微元法和等效法，点3和点4可看作等量异种电荷中垂线上的点，电势跟无穷远处电势相同，C正
确；
B．点3和点4处在与无穷远处相同的等势面上，粒子沿 轴从4运动到3的过程中电场力不做功，B错误。
故选C。
6．如图所示，光滑的圆环固定在竖直平面内，圆心为 O，三个完全相同的小圆环a、b、c穿在大环上，小
环c上穿过一根轻质细绳，绳子的两端分别固定着小环 a、b，通过不断调整三个小环的位置，最终三小环
恰好处于平衡位置，平衡时a、b的距离等于绳子长度的一半.已知小环的质量为m，重力加速度为g，轻绳
与c的摩擦不计.则
A．a与大环间的弹力大小 mg B．绳子的拉力大小为 mg
C．c受到绳子的拉力大小为3mg D．c与大环间的弹力大小为3mg
【答案】 C
【解析】AB、三个小圆环能静止在光滑的圆环上，由几何知识知：abc恰好能组成一个等边三角形，对a
受力分析如图所示：在水平方向上：
在竖直方向上：
解得： ； 故AB错；
c受到绳子拉力的大小为： ，故C正确
以c为对象受力分析得：
在竖直方向上：
解得： 故D错误；
综上所述本题答案是;C
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
7．如乙图所示，一束复色光从空气射向一个球状水滴后被分成了a、b两束单色光，分别将这两束单色光
射向图甲所示的装置，仅有一束光能发生光电效应。调节滑片P的位置，当电流表示数恰为零时，电压变
示数为 。已知该种金属的极限频率为 ，电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A．a光在玻璃中的传播速度比b光小
B．b光的光子能量为
C．保持光强不变，滑片P由图示位置向左移，电流表示数变大
D．用同一双缝做光的干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光的大
【答案】 BD
【解析】A．由乙图知，由于两束光入射角相同，b光的折射角小，根据
可知b光的折射率大于a光的折射率，根据
所以b光在玻璃中的传播速度比a光小，A错误；
B．由折射率和频率的关可知，b光的频率大于a光的频率，故b光发生光电效应，根据光电效应方程
又有
所以b光的光子能量为
B正确；
C．保持光强不变，滑片P由图示位置向左移，则AK两端的电压变小，则电流表示数可能不变，可能变小，
C错误；
D．由于b光的折射率大，所以a光的波长大于b光的波长，根据
用同一双缝做光的干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光的大，D正确。
故选BD。
8．某同学站在观光电梯内的力传感器上，利用力传感器和计算机研究该观光电梯升降过程中的有关情况，根据测得的数据作出电梯从静止开始运动到匀速运动再到电梯恰好停止过程的 图像，如图所示。重力
加速度大小g取 ，则下列说法正确的是（ ）
A．该观光电梯做匀速运动的时间是
B． 内电梯对该同学做的功为零
C．在电梯加速阶段与减速阶段该同学重力的平均功率之比是1：3
D． 内该同学的机械能减少了
【答案】 AD
【解析】由题图知， 内，该同学所受合外力向下，电梯从静止开始运动，故电梯是从上往下运动，
匀速阶段为 后，压力为 时，即该同学的重力
所以该同学的质量
A．设匀速运动的时间为 ，由动量定理得
其中
， ，
解得
A正确；
B．设全程电梯对该同学做的功为 ，由动能定理知
得
内电梯对该同学做的功不为零，B错误；
C．该同学加速阶段与减速阶段的平均速度相同，故重力在这两段的功率之比是 ，C错误；
D．加速阶段加速阶段的末速度
加速阶段位移
匀速阶段位移
减速阶段的位移
下降总高度
内该同学的机械能减少量
D正确。
故选AD。
9．如图所示，水平向左加速运动的车厢内，一根长为l的轻质杆两端分别连接质量均1kg的小球a、b（可
看成质点），a球靠在车厢的光滑竖直侧壁上，距车厢底面的高度为0.8l，b球处在车厢水平底面上且与底
面间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，要使杆与车厢始终保
持相对静止，关于车厢的加速度，下列说法正确的是（ ）
A．若μ=0.5，则车厢的加速度大小可能为3m/s2
B．若μ=0.5，则车厢的加速度大小可能为2m/s2
C．若μ=0.8，则车厢的加速度大小可能为3m/s2
D．若μ=0.8，则车厢的加速度大小可能为7m/s2
【答案】 BCD
【解析】AB．杆长为l，a球靠在车厢的光滑竖直侧壁上，距车厢底面的高度为0.8l，则轻质杆与竖直方向
的夹角
解得对a球受力分析如图甲所示
在竖直方向上，根据平衡条件有
当a球与车厢左壁的弹力刚好为零时，根据牛顿第二定律有
解得
当b球与车厢底面的静摩擦力刚好达到最大值时，对b受力分析如图乙所示
在竖直方向上，根据平衡条件有
在水平方向上，根据牛顿第二定律有
其中
联立解得
若μ=0.5，此时有
则车厢的加速度最大值为故A错误，B正确；
CD．根据上述，若μ=0.8，此时有
则车厢的加速度最大值为
故CD正确。
故选BCD。
10．如图甲所示，一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上，水平面内两条平行直线 MN、QP间存在垂直
水平面的匀强磁场， 时，线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F
随时间t变化的图线如图乙实线所示，已知线框质量 ，电阻 ，则（ ）
A．磁场宽度为4m
B．匀强磁场的磁感应强度为1T
C．线框穿过QP的过程中产生的焦耳热等于4J
D．线框穿过MN的过程中通过导线内某一横截面的电荷量为0.5C
【答案】 AD
【解析】A． 时刻，线框的加速度为
第 末后直到第 末这段时间内，拉力 恒定为 ，此时线框在磁场中不受安培力，可知磁场宽度
为
故A正确；
B．设线框的边长为 ，则进磁场的过程，从 内的位移为
当线框全部进入磁场前的瞬间有其中
联立解得
故B错误；
C．设线框穿过QP的初末速度分别为 、 ，线圈全程做匀加速直线运动，则
由动能定理有
而
可得
即线框穿过OP的过程中产生的焦耳热大于4J，故C错误；
D．线框穿过MN的过程中通过导线内某一横截面的电荷量为
故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共56分．
11. （6分）传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用传感器研究“小车（含拉力传感器）质
量一定时，加速度与合外力关系”，实验步骤如下：
①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上。将小车放在长板的 位置，调整细绳与长板平行，
启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数 ；
②撤去细绳，让小车从 位置由静止开始下滑，设此时小车受到的合外力为 ，通过位移传感器可得到小
车与位移传感器的距离随时间变化的 图像，并求出小车的加速度 。（1）某段时间内小车的 图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为 （计算结果
保留两位小数）。
（2）实验中（不增加实验器材）只需要改变图甲中 ，重复步骤①②可得多组 、 的数据，
就能完成相关实验内容。
（3）某次实验中步骤①拉力传感器的示数 ，小车（含拉力传感器）质量为 ，长板与水平面的夹角为
，重力加速度为 ，则小车与斜面的动摩擦因数表达式为 。（用 、 、 、
表示）
【答案】 （1）2.60 ； （2） 垫块的位置（或长板与水平面的夹角 ）；（3）
【解析】（1）小车 内的位移为
小车相邻相等时间内的位移差为
根据匀变速直线运动的推论
得小车的加速度大小为
（2）垫块的位置（或长板与水平面的夹角 ）
（3）由①中小车匀速下滑时，由平衡条件得
②中小车加速下滑时，由受力分析可得联立可得
又
解得
12. （10分）某实验小组的同学在实验室找到了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，设计了如图甲所示
的电路进行了实验探究，其中MN为电阻丝，其横截面积大小为 ，R 是阻值为 的定值电阻。
0
正确接线后，闭合开关S，调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I以及对应的PN长度x，通过调
节滑片P，记录多组U、I、x的值。
（1）实验室提供“0.6A、3A”双量程电流表，在本实验中该同学选用0.6A挡。实验过程中，测得某次电
流表的示数如图乙所示，则此时电流大小为 A；
（2）根据实验数据绘出的 图像如图丙所示，由图丙可得电池的电动势 V，内阻
。（结果均保留两位有效数字）；由于电表内阻的影响，通过图像法得到的电动势的测
量值 其真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）根据实验数据可进一步绘出 图像如图丁所示，根据图像可得电阻丝的电阻率
；图丁中所作图线不通过地标原点的原因是 。【答案】（1）0.30 ；（2）1.5；0.60；小于 ；（3） ； 电流表有内阻；
【解析】（1）电流表选用0.6A挡，其最小分度为0.02A，由图可知，此时电流大小为0.30A；
（2）由闭合电路欧姆定律可知
由图乙所示可知，图像与纵坐标间的交点表示电动势，故有
图像的斜率
其中
解得
由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，
当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图像如图所示
由图像可知，电动势测量值小于真实值；
（3）根据图甲所示电路图可知
由 图像可得
则有由
可知，图丁中所作图线不通过地标原点的原因是电流表有内阻。
13. （10分）甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿 轴正向和负向传播，波速均为 ，两列波在
时的部分波形曲线如图所示。求：
（1） 时，介质中偏离平衡位置位移为 的所有质点的 坐标；
（2）从 开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为 的质点的时间。
【答案】 （1） （ ， ， …）；（2）0.1s
【解析】（1）根据两列波的振幅都为 ，偏离平衡位置位移为 的质点即为两列波的波峰相遇。
设质点 坐标为 ，根据波形图可知，甲乙的波长分别为 ， ，则甲、乙两列波的波峰坐
标分别为
综上，所有波峰和波峰相遇的质点坐标为，整理可得
， ， ， ，
（2）偏离平衡位置位移为 是两列波的波谷相遇的点， 时，波谷之差
， ， ， ，
整理可得
波谷之间最小的距离为
两列波相向传播，相对速度为
所以出现偏离平衡位置位移为 的最短时间14. （14分）如图为某物流公司把包裹直接装运到卡车中的自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、
倾斜滑道与水平平台平滑连接组成，滑道高为3h，平台面距车厢底面的高为h。包裹M、N依次被轻放在
以速度v 匀速运动的传送带上，在与传送带达到共速后，从A点滑入倾斜滑道，M刚好滑到平台最右端B
0
点停下，随后滑下的N以2v 的速度与M发生正碰，碰撞时间极短，碰撞后M、N分别落在车厢底板的
0
C、D点。已知M、N的质量分别为m和2m，碰撞过程中损失的能量为碰撞前瞬间总动能的 。M与传送
带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，M、N在滑至B点之前不发生碰撞，忽略空气阻力，将包裹均视
为质点。求：
（1）包裹M在传送带上由静止加速到与传送带共速所用的时间；
（2）N包裹从A点滑至B点的过程中克服阻力做的功；
（3）C、D连线的中点到平台右端B点的水平距离。
【答案】 （1） ；（2） ；（3）
【解析】（1）对M分析可知,
M在传送带上由静止加速到与传送带共速所用的时间
（2）对N，从A到B应用动能定理
求得
（3）M，N碰撞过程中动量守恒定律和能量关系
求得两物体平抛的时间
则
解得
15. （16分）如图所示的xOy坐标系中，第二象限有沿y轴负方向的匀强电场，场强 ，图中有一
个半径为 的绝缘刚性圆环，圆环的O点有一个小孔，OB，AC为互相垂直的直径，圆环区域内有
匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面向外。一个带正电的粒子，以 初速度从P点沿x轴正向射出，
粒子在电场作用下恰好从O孔以速度 进入磁场，已知P点与x轴相距 ，不计带电粒
子的重力。求：
（1）带电粒子的比荷；
（2）若粒子第一次碰撞圆环的点在圆环上的Q点，且弧长OQ是绝缘刚性环周长的 ，求磁场的磁感应强
度的大小；
（3）若粒子在碰撞绝缘刚性圆环时无能量损失，要使粒子与刚性圆环碰撞2次后经O孔射出环，求磁感
应强度的大小和粒子在磁场中运动的时间。
【答案】 （1） ；（2） ；（3） ，
【解析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，加速度为a，运动至O点时速度为v，v 为v在y方向分速度，
y
则解得
（2）由
可知粒子从O点射入磁场的方向与x轴夹角 ，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设磁感应强度为 ，
半径为 ，洛伦兹力提供向心力
由几何关系
解得
（3）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，磁感应强度为 B，半径为r，周期为T，依据轨迹对称性和几何关
2 2
系知
解得
由洛伦兹力提供向心力
解得
由于粒子的运动周期为
所以粒子在磁场中运动时间
