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03
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
第 I 卷（选择题）
一、单题
1．2023年5月，我国自主三代核电技术“华龙一号”全球首堆示范工程—福清核电5、6号机组正式通过
竣工验收，设备国产化率达到90%，反映了我国建立起了更加成熟完备的核科技工业体系。根据图示的原
子核的比结合能曲线，以下判断中正确的是（ ）
A． 核的结合能比 核的结合能更大
B．两个 核结合成 时要吸收能量
C．两个 结合成 存在能量与质量的相互转化
D． 中核子的平均质量比 中核子的平均质量小
1．【答案】A
【详解】A．由题图可知， 核的比结合能约为5MeV，则 核的结合能约为30MeV。可知 核的比
结合能约为8MeV，则 核的结合能约为128MeV，所以 核的结合能比 核的结合能更大，故A正确；
B．两个 核聚变结合成 核时，有质量亏损，由质能方程可知，两个 核结合成 时要释放能量，
故B错误；
C．能量和质量之间只是相差一个系数，两者都反映物体的属性，彼此之间不存在转化关系，故C错误；
D．由题图可知， 核的比结合能比 核的比结合能小，由于平均质量越小的原子核，其比结合能越大，所以 中核子的平均质量比 中核子的平均质量大，故D错误。
2．交流发电机的示意图如图甲所示（为了方便观察，只画了其中一匝线圈，线圈电阻不计）。图甲中两
磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场。矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 匀
速转动，线圈ABCD通过金属滑环 及两个导体电刷 与外电路连接。从某时刻开始计时，交流发
电机产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A． 时刻，线圈处于中性面位置
B．电流表的示数为22A
C．线圈中交变电流的方向在1 s内改变50次
D．线圈从图甲所示位置转过90°的过程中，流经电阻R的电荷量为
2．【答案】B
【详解】A．由题图乙可知， 时刻，电流具有最大值，线圈处于与中性面垂直的位置，故A错误；
B．由题图乙知，线圈中产生正弦交变电流的最大值
则电流的有效值即电流表的示数为
故B正确；
C．由题图乙可知，正弦交流电的周期
频率由于在一个周期内交变电流的方向改变两次，所以交变电流方向在1s内改变100次，故C错误；
D．线圈从题图甲所示位置转过90°的过程中，流经电阻R的电荷量
又
其中
联立解得
故D错误。
3．如图所示，将静电计与电容器（图中未画出）相连，可检测带电电容器的两极间的电压变化。带电静
电计的金属指针和圆形金属外壳的空间内存在电场，分别用实线和虚线表示电场线和等势面，该空间内有
两点，则（ ）
A．静电计两根金属指针带异种电荷
B．图中实线表示电场线，虚线表示等势面
C．图中 点电势一定高于 点电势
D．当静电计两指针张角减小时，表明电容器在放电
3．【答案】D
【详解】AB．静电计与电容器相连，由图可知静电计金属指针接在电容器的同一个极板上，金属外壳接在
电容器的另一个极板上，所以两根金属针带同种电荷。根据电场线从正电荷发出，到负电荷终止，可知图中虚线表示电场线，则实线表示等势线。故AB错误；
C．题中不知哪一个极板带正电，即不知道电场线的方向，所以P、Q两点电势的高低无法判断。故C错
误；
D．依题意，静电计与电容器两极板相连，则静电计两指针张角可以显示极板间的电压，当静电计两指针
张角减小时，表明电容器极板间的电压减小，正在放电。故D正确。
4．随着科技的发展，人类必将揭开火星的神秘面纱.如图所示，火星的人造卫星在火星赤道的正上方距离
火星表面高度为 处环绕火星做匀速圆周运动，已知卫星的运行方向与火星的自转方向相同， 点为火星
赤道上的点，该点有一接收器，可接收到卫星发出信号。已知火星的半径为 ，火星同步卫星的周期为 ，
近火卫星的线速度为 ，引力常量为 ，则下列说法正确的是（ ）
A．火星的质量为
B．卫星的环绕周期为
C． 点连续收到信号的最长时间为
D．火星同步卫星到火星表面的高度为
4．【答案】B
【详解】A.对于近火卫星，由
解得
故A错误；
B.由万有引力提供向心力可得结合
可解得卫星围绕火星做圆周运动的周期
故B正确；
C.以火星为参考系，则卫星围绕火星做圆周运动的角速度为
点能够连续接收到的卫星信号范围如图所示，由几何关系可知圆弧所对应的圆心角为120°，故 点能够
连续接收到卫星信号的最长时间为
解得
故C错误；
D.由于同步卫星的周期与火星自转的周期相同，设同步卫星的轨道半径为 ，则有
又
解得
故D错误。二、多选题
5．2023年7月，中国跳水队在福冈世界游泳锦标赛上取得了优异的成绩。我国的奥运冠军王宗源在此次
比赛勇夺3米板金牌。如图为王宗源在比赛中的3D特效分析图像，b为最高点。将王宗源视为质点，假设
运动员在竖直面内运动，不计空气阻力和其他动作对轨迹的影响，则王宗源在空中运动过程中（ ）
A．上升过程与下落过程中运动员所受合外力的冲量方向相同
B．运动员的运动是匀变速曲线运动
C．运动员上升过程中一直处于超重状态
D．运动员在 a 点时重力的功率小于b点时重力的功率
5．【答案】AB
【详解】A．运动员做抛体运动，上升过程与下落过程中所受合力为重力，所以上升过程与下落过程中运
动员所受合外力的冲量方向相同，A正确；
B．整个过程中，王宗源做抛体运动，加速度不变，所以运动员的运动是匀变速曲线运动，B正确；
C．运动员上升的过程中，加速度为重力加速度，方向向下，一直处于失重状态，C错误；
D．运动员在a点时，重力与速度夹角为钝角
在b点时重力与速度夹角为直角
运动员在 a 点时重力的功率大于b点时的功率
D错误。6．如图所示，叠放在水平转台上的物体A、B、C正随转台一起以角速度ω匀速转动（均未发生相对滑
动）。物体A、B、C的质量分别为m、2m、3m，各接触面间的动摩擦因数都为μ，物体B、C离转台中心
的距离分别为5r，B、C与圆周运动的圆心共线。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。以下
说法正确的是（ ）
A．
B．C相对转台的相对运动趋势为沿着切线方向
C．B对转台的静摩擦力最大可能是3μmg
D．当 时，A所受B的静摩擦力大小为
6．【答案】AD
【详解】AC．对任何一个物体，临界角速度为 ，则
判断出，C的临界角速度最小，代入数值
此时对A与B整体
故A正确，C错误；
B．C相对转台的相对运动趋势为背离圆心向外，故B错误；D．当 时，对A
故D正确。
7．卫星是人类的“千里眼”、“顺风耳”，如图所示两颗卫星某时共线，其对地球的视角分别为120°和
60°（即 ， ）。已知地球半径为R，质量为M，万有引力常量G，则下列说法正确
的是（ ）
A．两颗卫星间距为
B．M卫星周期小于N卫星周期
C．从此时计时，到下次共线最短需经历时间
D．只需3颗N型卫星在同一轨道上均匀分布运行，即可实现地球全覆盖
7．【答案】BC
【详解】A．有几何关系可知，两颗卫星间距为
故A错误；
B．根据开普勒第三定律
M卫星运动半径小于N运动半径，则M卫星周期小于N卫星周期，故B正确；
C．根据，
到下次共线时，两卫星在地球的同侧，则
代入卫星运动半径，联立得到下次共线最短需经历时间为
故C正确；
D．若只有3颗卫星，那么垂直轨道方向上，地球上的部分位置无法接受信号，故D错误。
8．如图所示，以棱长为L的正方体顶点O为原点建立三维坐标系Oxyz，其中顶点P落在x轴上、Q落在y
轴上。质量为m、电荷量为＋q的粒子（重力不计〉由Q点沿x轴正方向以速度 射入。第一次只在正方
体内加沿z轴负方向磁感应强度大小为B的匀强磁场，该粒子恰好能通过OQ的中点；第二次只在正方体
内加沿y轴负方向电场强度大小为E的匀强电场，该粒子恰好能通过OP的中点；第三次在正方体内同时
加上匀强磁场和匀强电场；磁场方向不变，电场方向调整为沿z轴正方向，则（ ）
A．该粒子在正方体内运动的时间第一次小于第二次
B．电场强度和磁感应强度满足
C．第三次该粒子在正方体内的运动为匀变速曲线运动
D．第三次该粒子将从正方体的上表面穿出
8．【答案】BD
【详解】A．第一次粒子在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹为一圆周，运动半径为由洛伦兹力提供向心力得
解得
运动时间
第二次粒子在电场中做类平抛运动，沿+x方向做匀速直线运动，则运动时间为
可知该粒子在正方体内运动的时间第一次大于第二次，故A错误;
B．第二次运动中，粒子在沿-y方向做匀加速直线运动，则有
解得
故B正确；
CD．第三次粒子射入时，所受电场力方向沿z轴正方向，则电场力与洛伦兹力的合力都沿z轴正方向，与
速度不在同一直线，且洛伦兹力不断变化，粒子不会做匀变速曲线运动，且粒子最终会从正方体的上表面
穿出，故C错误，D正确；
第II卷（非选择题）
三、填空题
9．（3分）中国科学院开发核聚变为人类利用新能源奠定了重要的技术基础。已知核聚变的方程为
，则X粒子为_________（选填“中子”“质子”或“电子”），
_______（选填“是”或“不是”） 和 的结合能， 的比结合能 的比结合能 _______
（选填“大于”“等于”或“小于”）。9．【答案】中子（1分） 不是（1分） 大于（1分）
【详解】[1]核聚变反应中电荷数及质量数守恒，方程为
可知X粒子为中子；
[2]反应中释放 的能量是以核能的形式出现的，自由核子结合成原子核的能量才是结合能；
[3]核聚变反应是放能反应，生成物比反应物更稳定， 的比结合能一定比 的比结合能大。
10．（3分）图甲中摆球表面包有一小块橡皮泥，在竖直平面内其振动图像如图乙所示。某时刻橡皮泥瞬
间自然脱落，不考虑单摆摆长的变化。t = 1.5s时，摆球的切线加速度正在________（选填“增大”或
“减小”）若t=0时刻橡皮泥脱落，此后单摆周期T 4s（选填“﹥”，“=”，“<”），若t=1s
时刻橡皮泥自然脱落，此后单摆振幅A 10cm（选填“>”，“=”，“<”），。
10．【答案】=（1分） = （1分） 减小（1分）
【详解】[1]根据单摆周期公式
可知单摆的周期与摆球质量无关，所以橡皮泥脱落，此后单摆周期仍为4s；
[2] 若t=1s时刻单摆处于平衡位置，橡皮泥脱落后摆球的未变，所以单摆的振幅仍为10cm。
[3]由图乙知：t = 1.5s摆球正向平衡位置运动，加速度在减小。
11．（3分）神舟十四号航天员在出舱时，需穿着特殊的绝热航天服。为保护宇航员，航天服内气体的压
强为标准大气压。当航天员到达太空后由于外部气压降低，航天服内部气体体积 （填“增大”“减小”或“不变”）。将航天服中研究气体视为理想气体，航天员出舱后，若不采取任何措施，航天服内气
体内能 （填“增大”“减小”或“不变”），所以为保护宇航员，应在宇航服内部装有 （填
“制冷”或“加热”）装置
11．【答案】增大（1分） 减小（1分） 加热装置（1分）
【详解】[1]当航天员到达太空后由于外部气压降低，航天服内部气压大于外部气压，内部气体将膨胀对外
做功，导致航天服内部气体体积增大；
[2]由于航天服绝热，则有
根据上述，内部气体将膨胀对外做功，则有
根据
可知
即若不采取任何措施，航天服内气体内能减小；
[3]为保护宇航员，需要确保航天服内气体的压强为标准大气压，即发生等压变化，根据
由于内部气体体积增大，则必须升高温度，即应在宇航服内部装有加热装置。
四、实验题
12．（7分）多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能，还可以探究故障电路。
（1）关于多用电表的使用，下列操作正确的是 。
A．测电压时，图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B．测电流时，应按图乙连接方式测量
C．测电阻时，可以按图丙连接方式测量
D．测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量
（2）某同学发现如下左图所示的实验电路不能正常工作。某同学为排查电路故障，他将滑动变阻器滑片滑到最右端，闭合开关S，用多用电表测量各点间的电压，则应将如下右图所示的选择开关旋至C，用正
确的测量方法得到 ， ，已知只有一处故障，则下列说法正确的是 。
A．可能是 断路 B．可能是 短路
C．可能是R断路 D．可能是R短路
（3）为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻“×1”挡，分别将红黑表笔
接c、e端时，指针指在如下图所示的位置，则该电阻为 ，他将红黑表笔接e、f端时，指针
（填“几乎不偏转”或“偏转很大”），因此电路故障为 。
12．【答案】AB（2分） BC（2分） 18.0（1分） 几乎不偏转（1分） R断路（1分）
【详解】（1）[1]A．根据多用电表的使用方法，测电压时，红表笔应接电势较高的点，故A正确；
B．测电流时，电流从红表笔进入，且串联在电路中，故B正确；
C．测电阻时，应将待测电阻与电源断开，故C错误；
D．测二极管的反向电阻时，红表笔应接二极管正极，黑表笔应接二极管负极，故D错误。
（2）[2]选择开关应置于直流电压挡测电压，选择开关应置于C，
A．若 断路，则 ，故A错误；B．若 短路， ，电压全加在 间，故B正确；
C．若R断路，则电压全加在 间，故C正确；
D．若R短路，则 ，故D错误。
（3）[3][4][5]指针读数为18.0Ω，说明 没有短路，因此是R断路，多用电表几乎不偏转。
13．（6分）小明利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验中将铁架台竖直放置，上端固定电磁
铁，在电磁铁下方固定一个位置可调节的光电门。
（1）用螺旋测微器测量小球的直径，测量结果如图乙所示，则小球的直径 。
（2）闭合电磁铁的开关，吸住小球；测出小球与光电门间的高度差；断开开关，小球由静止自由下落，
记录小球通过光电门的挡光时间。若某次实验中小球通过光电门的挡光时间为 ，则小球此次通过光电门
时的速度大小为 （用d、 表示）。
（3）多次改变光电门的位置，重复实验，测出小球与光电门间的高度差h和记录小球通过光电门的挡光时
间t。以 为纵轴、h为横轴，作出 图像，图像为过原点的直线，直线的斜率为k，若当地的重力加
速度大小 （用d、k表示），则机械能守恒定律得到验证。
13．【答案】5.700（2分） （2分） （2分）
【详解】本题考查机械能守恒定律，目的是考查学生的实验探究能力。
（1）[1]小球的直径（2）[2]小球通过光电门时的速度大小
（3）[3]小球通过光电门时的速度大小
设小球的质量为m，根据机械能守恒定律有
可得
结合题图乙可得
解得
五、解答题
14．（10分）2023年9月21日，中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课，为广大青少年带来一场精彩
的太空科普课。在奇妙“乒乓球”实验中，神舟十六号航天员朱杨柱用“特制”乒乓球拍将静止的水球拍
出，若将该直线运动过程看成水球先做匀加速运动后匀速运动，其中加速时间 ，加速位移为
，匀速阶段用时 ，求：
（1）水球匀速运动时的速度v的大小；
（2）加速过程中加速度大小；
（3）全过程的总位移的大小。14．【答案】（1）0.2m/s；（2）0.2m/s2；（3）0.7m
【详解】（1）水球从静止开始做匀加速直线运动可得
（2分）
代入数据解得 末的速度大小
之后水球做匀速直线运动，速度大小等于 末的速度大小为0.2m/s（1分）
（2）由匀加速直线运动规律得
（2分）
代入数据解得加速过程中加速度大小
（1分）
（3）匀速阶段用时 ，位移大小为
（2分）
水球运动全过程的总位移的大小
（1分）
解得：
（1分）
15．（12分）如图，由薄壁圆管构成的圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径R=0.125m，远大于圆
管内径，轨道底端分别与两侧的水平直轨道相切。质量m=1kg，直径略小于圆管内径的光滑小球A以速度向右运动，与静止在直轨道P处的小滑块B发生弹性碰撞，碰后球A的速度反向，且经过圆轨
道最高点Q时恰好对轨道无作用力。P点右侧由多段粗糙轨道、光滑轨道交替排列组成，每段轨道长度均
为L=0.1m，紧邻P点的第一段轨道为粗糙轨道，滑块B与各粗糙轨道间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加
速度g取 。求：
（1）碰撞后瞬间小球A速度的大小；
（2）碰撞后瞬间滑块B速度的大小；
（3）碰撞后滑块B运动的路程。
15．【答案】（1） ；（2） ， ；（3）
【详解】（1）设碰撞后瞬间小球A速度的大小为 ，碰后小球A经过圆轨道最高点Q时恰好对轨道无作
用力，根据牛顿第二定律有
（1分）
根据能量守恒定律有
（2分）
解得
（1分）
（2）小球A与小滑块B发生弹性碰撞，规定向右为正方形，根据动量守恒定律及能量守恒定律有
（2分）
（2分）
解得（1分）
（3）由（2）问得：
碰后对小滑块B根据功能关系可知
（2分）
解得
m
每段轨道长度均为L=0.1m，则
m
可知共经历了31段粗糙轨道和光滑轨道，最终停在第32段粗糙轨道上，运动的总路程为
（1分）
16．（16分）如图甲所示，两光滑金属导轨 和 处在同一水平面内，相互平行部分的间距为
，其中 上 点处有一小段导轨绝缘。交叉部分 和 彼此不接触。质量均为 、长度均为 的两
金属棒 ，通过长为 的绝缘轻质杆固定连接成“工”形架，将其置于导轨左侧。导轨右侧有一根被锁
定的质量为 的金属棒 ，T与 点的水平距离为 。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，其磁感应强
度大小随时间的变化关系如图乙所示， 均为已知量。 和 的电阻均为 ，其余电阻不计。
时刻，“工”形架受到水平向右的恒力 作用， 时刻撤去恒力 ，此时 恰好运动到 点。
（1）求 时刻，“工”形架速度和 两端电压 ；
（2）求从 到 过程中“工”形架产生的焦耳热；
（3）求 运动至 点时的速度；
（4）当 运动至 点时将 解除锁定，求 从 点开始经时间 后与 的水平距离。（此过程“工”形架
和 均未运动至 交叉部分）。16．【答案】（1） ， ；（2） ；（3） ；（4）
【详解】（1） 过程“工”形架所围回路磁通量磁通量不变，无感应电流，“工”形架合外力为 由
牛顿第二定律得
（1分）
又
（1分）
“工”形架的速度大小
（1分）
由
（1分）
得
（1分）
（2） 的过程，由法拉第电磁感应定律有：
（1分）
焦耳热
（1分）
代入得（1分）
（3） 时刻速度
（1分）
“工”形架穿过 的过程中 和 构成回路，由动量定理有：
（2分）
（1分）
（4）“工”形架等效为电阻为 的一根金属棒，从解锁开始对于“工”形架整体，经任意 时间的速度
为 时间内的平均电流为 ，则
（1分）
棒受安培力向左
（1分）
所以始终有
时间内相对位移为
（1分）
从 点开始经时间 后与 的水平距离
（1分）
