文档内容
【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（北京卷专用）
黄金卷04
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
第 I 卷（选择题）
1．下列说法正确的是（ ）
A．α射线带正电，电离能力较弱，穿透能力较强
B．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外部条件有关
C．热核反应发生后，需要外界不断给它提供能量才能使反应继续下去
D．根据玻尔理论，电子从高能级跃迁到低能级，放出光子的能量由前后两个能级的能量差决定
2．某同学测定玻璃砖的折射率。如图所示，半圆形玻璃砖的直径边界为EF、半圆弧边界为EDF，CD垂
直EF并过圆心O。某次实验中，他沿OA画一条直线，并在OA线上适当位置竖直插上两枚大头针P、
1
P；放上玻璃砖后，在另一侧寻找合适位置竖直插上大头针P，使P 挡住P、P 的像，移走玻璃砖和大头
2 3 3 1 2
针，沿O、P 做直线OB，直线OB可看成沿OA入射的光透过玻璃砖后的折射光线。下列选项正确的是（
3
）
A．找折射光线时，应该在玻璃另一侧插两枚大头针P、P，不能只插一枚大头针P
3 4 3
B．当∠AOC太大时，在玻璃砖的另一侧将看不到P、P 的像
1 2
sin∠BOD
C．光在玻璃中和空气中的传播速度之比为
sin∠AOC
D．该同学在插大头针P 前不小心将玻璃砖以O为圆心逆时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射
3
率将偏大
3．关于以下几幅教材插图，下列说法正确的是（ ）A．甲：静电计的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状可防止尖端放电
B．乙： 通过起电机使人体带电，竖起散开的头发可模拟头部周围的等势线
C．丙：带正电小球靠近用金属网（图中虚线）罩起来的验电器，验电器顶端带负电
D．丁： 水平圆环从条形磁铁上端A运动到下端B的过程中，环内无感应电流
4．质量为m的跳伞运动员做低空跳伞表演。他从离开悬停的飞机后到落地前的运动过程可以大致用如图所
示的v−t图像描述，已知g=10m/s2，由图像可以推测出（ ）
A．打开降落伞时运动员距地面的高度为125m
B．打开降落伞后运动员的加速度小于g
C．5~9s内运动员受到的空气阻力大于2mg
D．0~9s内运动员的机械能先增大后减小
5．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10V，
图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图像。则（ ）A．通过R的电流 随时间t变化的规律是
i i =√2cos100πt(A)
R R
B．通过R的电流最大值是1A
C．R两端的电压 随时间t变化的规律是
u u =5√2cos50πt(V)
R R
D．R两端的电压有效值是10√2V
6．如图所示，在xoy坐标系的第一象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正
方向成60°的方向射入磁场，并沿垂直于y轴的方向射出磁场。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，带电
粒子质量为m，电荷量为q，OP=a，不计粒子的重力。根据上述信息可以得出（ ）
2√3Bqa
A．带电粒子在磁场中运动的速率为
3m
πm
B．带电粒子在磁场中运动的时间为
3Bq
C．带电粒子在磁场中运动轨迹的半径为2a
D．带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心坐标为(0,a)
7．在用单摆测量重力加速度的实验中，用多组实验数据做出周期（T）的平方和摆长（L）的T2-L图线，
可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，
b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是（
）
A．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
B．出现图线c的原因可能是误将51次全振动记为50次C．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L
D．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
8．如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，
N为b、d连线的中点。一电荷量为q（q>0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W ；若该粒子从c
1
点移动到d点，其电势能减小W 。下列说法正确的是（ ）
2
A．此匀强电场的电场强度方向一定与a、b两点连线平行
B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为W +W
1 2
W
C．若c、d之间的距离为L，则该电场的电场强度大小一定为 2
qL
D．若W =W ，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差
1 2
9．如图所示为法拉第圆盘发电机的示意图，半径为L的铜质圆盘安装在竖直铜轴上，电刷P、Q分别与圆
盘的边缘和铜轴接触，圆盘区域内存在垂直于盘面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。圆盘绕铜轴沿
顺时针方向匀速转动，且角速度为ω，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R的电流方向由b到a
B．圆盘边缘的电势比圆盘中心的电势高
1
C．发电机的电动势大小为 BωL2
2
1
D．若磁场只分布在铜轴左侧半圆盘区域，则发电机产生的电动势大小为 BωL2
4
10．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，吸管的容积远小于饮料罐的容积，二者间的接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱。如果不计大气压强的变化，并依据制作时的气温和气压在吸管
上等间距画出刻度线，这就是一个简易的温度计。下列说法正确的是（ ）
A．图中由左向右刻度线对应的示数减小
B．相邻刻度线对应的示数差值相同
C．为提高测量精度，应该用粗一点的吸管
D．冬天气压比夏天大，若温度计在夏天制作，则冬天使用时测量值会偏大
11．如图所示的天平可用来测定磁感应强度B。天平的右臂下面挂有一个电阻为R的矩形线圈，线圈宽为
L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I时，在天平左、右两边
加上质量各为m 、m 的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，
1 2
天平重新平衡。若在此时剪断细线，矩形线圈将由静止下落，经一段时间，线圈的上边离开磁感应强度为
B的匀强磁场前瞬间的速度为v，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
(m −m )g
A．B大小为 1 2
NIL
mg
B．B大小为
2NIL
C．剪断细线后，线圈上边刚离开磁场前产生的感应电动势为E=BLv
D．线圈离开磁场前瞬间，感应电流的电功率 (BLv) 2
P=
R
12．某同学把电流表、电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接接触时，电流表的读数为5.00mA；两支表笔与300的电阻相连时，电流表的读
数为2.00mA。下列选项正确的是（ ）
A．若将电流表表盘刻度改为相应的电阻值，刻度不均匀且左疏右密
B．用这个装置测小灯泡的阻值比小灯泡在正常电路的电阻大
C．若将被测电阻位置换成一个电阻箱，改变电阻箱的阻值，电流表的示数也会发生变化，若作出
1 1
−R 图像，图像是过原点的直线( 为电流表示数的倒数、R 为电阻箱的阻值)
I x I x
D．若将被测电阻位置换成一个电阻箱，调节电阻箱的阻值当电流表的示数为2.5mA，此时电阻箱的
阻值为这个装置的内阻
13．回旋加速器的工作原理示意图如图所示。D 和D 是中空的两个D形金属盒，分别与一高频交流电源
1 2
两极相接，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心A附近。两盒间的狭缝很
小，粒子在两盒间被电场加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，粒子在D形盒内做匀速圆
周运动，当其到达两盒间的缝隙时，其间的交变电场恰好使粒子被加速。下列说法正确的是（ ）
A．回旋加速器所接交变电压的频率等于带电粒子做匀速圆周运动频率的一半
B．若要增大带电粒子的最大动能，可通过增大交变电压峰值的方式实现
C．粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2:1D．粒子每次经过两D形盒间的狭缝时，电场力对粒子做功一样多
14．科幻电影曾出现太空梯的场景。如图甲所示，设想在赤道上建造一个始终与地表垂直的太空梯，航天
员可通过梯仓P缓慢地到达太空中某一位置，设该位置距地心的距离为r，地球半径为R。图乙中曲线A
为地球引力对航天员产生的加速度大小随r变化的图线；直线B为航天员的向心加速度大小随r变化的图
线。下列说法正确的是（ ）
A．航天员在R处的速度等于地球的第一宇宙速度
B．乙图中的r 小于地球同步卫星的轨道半径
0
C．航天员在r 位置时处于完全失重状态
0
D．在小于r 的范围内，航天员越接近r 的位置对梯仓的压力越大
0 0第Ⅱ卷（非选择题）
15．物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
（1）某同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。将图1中的零件组装成图2中的变压器。
将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压U 随时
2
间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，该同学可能在t~t 时间内进行的操作是 。
1 2
（选填选项前的字母）
A．减少了原线圈的匝数 B．增加了副线圈的匝数
C．降低了交流电源的频率 D．拔掉了变压器铁芯Q
（2）如图所示，取一个半径为r的软木塞，在它的轴心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上。调整大
头针插入软木塞的深度，使大头针露在外面的长度为h。这时从液面上方的各个方向向液体中观察，恰好
看不到大头针。可知该液体的折射率的测量值n= 。（用r、h表示）
（3）用图示电路给电容器C充、放电。开关S接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此反复。下表
记录了充、放电过程中某两个时刻通过电流表的电流方向，根据该信息，在表格内各空格处填上合理的答
案。通过电流表的电流方 电流表中的电流正在增大还是减
时刻 电容器两端的电压正在增大还是减小
向 小
t 向左
1
t 向右
2
16．在“测定金属的电阻率”的实验中：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图所示，则该金属丝直径的测量值d= mm；
（2）有两位同学所设计的测量电路的一部分分别如图甲、乙所示，若分别用这两个电路进行实验，则测
量值比真实值偏小的应是 图所示的电路（选填“甲”或“乙”）；这种误差 （填
“能”或“不能”）通过多次测量取平均值来减少。
（3）按图丙所示的电路图测量金属丝的电阻R （阻值约为15Ω）。
x
实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：
电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）；
电流表A （量程0~200mA，内阻约3Ω）；
1
电流表A （量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）；
2
滑动变阻器R （0~50Ω）；
1
滑动变阻器R （0~200Ω）；
2
电源E（电动势为3.0V，内阻不计）。为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选 ，滑动变阻器应选 （选填器材的名
称符号）
（4）请根据图丙所示电路图，用连线代替导线将图丁中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器的滑片P
置于b端时接通电路后的电流最小 ；
（5）在按图丙电路测量金属丝电阻的实验中，将滑动变阻器R 、R 分别接入实验电路，调节滑动变阻器
1 2
的滑片P的位置，以R表示滑动变阻器可接入电路的最大阻值，以R 表示滑动变阻器接入电路的电值，以
P
U表示滑动变阻器两端的电压值。在图中U随R 变化的图像可能正确的是 （图线中实线表示
P
R接入R 时的情况，虚线表示接入R 时的情况）
1 2
A． B．
C． D．17．如图所示，一质量m=2.0kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5。现用一
大小为10N、与水平方向成θ=37°斜向右上方的力F拉物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知
sin37°=0.6，cos37°=0.8，空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2。
（1）物体受到摩擦力f的大小；
（2）物体由静止开始运动4.0s时速度v的大小；
（3）物体由静止开始运动4.0s过程中，拉力F的冲量I的大小。
18．如图所示，一个电阻r=2Ω、匝数N=100（图中只画了1匝）的圆形金属线圈与R=8Ω的定值电阻
连成闭合回路，线圈所围面积S=0.2m2，线圈处在垂直于线圈平面的匀强磁场中，取垂直线圈平面向里为
磁场正方向，磁感应强度B随时间t变化的关系为B=(0.4−0.2t)T。求
（1）通过电阻R的电流大小I和方向；
（2）4s内：
a．通过电阻R的电荷量q；
b．电路中产生的焦耳热Q。
19．某同学设计了一台静电除尘装置，如图1所示，装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面极板使用绝缘材料，上、下面极板使用金属材料．图2是装置的截面图，上、下两极板与电压恒定的
高压直流电源相连．质量为m、电荷量为−q、分布均匀的球形尘埃颗粒以水平速度v 进入矩形通道，当
0
带负电的尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两极板间电压U可以改变收集效率
η（即被收集的尘埃颗粒与总尘埃颗粒数的比值）。忽略一切摩擦、不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作
用力。
（1）求收集效率为100%时，两极板间电压的最小值U ；
m
（2）请推导收集率η与两极板间电压U的函数关系；
（3）已知尘埃颗粒的电荷量与其半径的平方成正比、质量与半径的立方成正比、单位时间内进入矩形通
道的尘埃颗粒个数恒定．两次进入矩形通道的尘埃颗粒的直径不同，当10μm的尘埃颗粒完全被收集时，
高压直流电源消耗的最小功率为P ；当2.5μm的尘埃颗粒完全被收集时，高压直流电源消耗的最小功率
1
为P ，求P :P 。
2 1 220．在一次学校组织团建活动中，老师们参加了一场真人CS游戏，在游戏过程中，物理梁老师发现当敌
人到自己的距离过于远时，无论瞄得多准都无法有效击中敌人，而在射程范围内时，与敌人的距离远近对
瞄准的难度几乎没有影响。梁老师觉得这个规律有点意思，回校就查阅了相关的资料，发现在真人CS中
使用的枪支对外发出的是具有一定散射角的激光，瞄准目标身上的瞄准点实为激光传感器，当传感器接受
到的激光所达的功率足够大时，即可被有效击中。对这一过程简化后可以进行如下建模：一激光源发射功
率为P ，发出的激光波长为λ，散射角为θ（θ是很小的角），激光源在散射范围内向各个方向的发射功率
0
密度都相同，如图所示，图中带虚线的箭头方向为“正中瞄准方向”，该方向为散射激光束的对称方向；
激光传感器有一定的面积，但其几何尺寸远小于激光源和传感器之间的距离，因此可以近似视作一个点，
使激光传感器产生“击中”输出信号的最小功率阈值为P ，假设传感器的接收面始终正对激光源。已知普
m
朗克常数为h，真空中的光速为c。
（1）请直接写出该激光源发射的单个激光光子的能量ε和动量p；
（2）如图所示是一次瞄准时的示意图，A点为激光源，B点为激光传感器（可视作一点且在射程范围内），
为了使激光传感器产生“击中”输出信号，请在图中画出“正中瞄准方向”的可行范围，并就此说明为何
瞄准对象的远近对瞄准难度没有影响；
（3）已知激光传感器的接收面积为ΔS，用激光源射击激光传感器时，为了使激光传感器产生“击中”输
出信号，求激光源和激光传感器之间的最大距离L，假设所有光子都被传感器完全吸收，再求此时激光对
传感器产生的作用力F的大小；（提示：对于小角θ，可以把到激光源一定距离处的局部球面近似视作平
面来进行计算其面积）
（4）根据上面的计算，有人提出可以通过提高激光源功率的方法来增大激光枪的射程，请你评价该建议
的可行性和存在的问题，再给出一条更为合理的建议。
