文档内容
【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（天津卷专用）
黄金卷04
（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）
第 I 卷（选择题）
一、单选题(每题5分，只有一个选项符合题意，共25分)
1．核电站发电原理是核裂变反应所释放的能量通过热力产生电能．铀235是核电站的主要核燃料，核反应
堆在工作时，铀235既发生裂变，也发生衰变．铀235裂变方程为： ，衰变方
程为： ，则下列说法正确的是( )
A．衰变产生的新核Y不再具有放射性
B． 的比结合能小于 的比结合能
C．衰变过程是通过吸收裂变过程释放的能量进行的
D．反应堆中镉棒插入深一些将会加快核反应速度
【答案】B
【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒，Y原子核中含有的电荷数为92-2=90，大于80，是具有放射
性的，故A错误；
B．裂变反应放出核能，生成物更加稳定，则 的比结合能小于 的比结合能，选项B正确；
C．衰变过程也是释放能量的，选项C错误；
D．要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会快一些，故D错误。
故选B。
2．在同一均匀介质中，分别位于坐标原点和 处的两个波源O和P，沿y轴振动，形成了两列相向
传播的简谐横波a和b，某时刻a和b分别传播到 和 处，波形如图所示。下列说法正确的是
（ ）
A. a与b的频率之比为 B. O与P开始振动的时刻相同
C. a与b相遇后会出现干涉现象 D. O开始振动时沿y轴正方向运动
【答案】A
【解析】由同一均匀介质条件可得a和b两列波在介质中传播速度 相同，由图可知，a和b两列波的波长
之比为
根据
可得a与b的频率之比为 ，故A正确；
因a和b两列波的波速相同，由a和b两列波分别传播到 和 处的时刻相同，可知O与P开
始振动的时刻不相同，故B错误；因a与b的频率不同，a与b相遇后不能产生干涉现象，故C错误；
a波刚传到 处，由波形平移法可知， 处的质点开始振动方向沿y轴负方向，而所有质点的开始振动方向都相同，所以O点开始振动的方向也沿y轴负方向，故D错误。
3．由a和b两种频率的光组成的光束，经玻璃三棱镜折射后的光路如图所示。其中a光是氢原子由n = 4
的能级向n = 2的能级跃迁时发出的。下列说法中正确的是（ ）
A. 入射光束绕入射点顺时针旋转时，a光将先发生全反射
B. b光可能是氢原子由n = 3的能级向n = 2的能级跃迁时发出的
C. 用同一双缝干涉装置进行实验，a光的相邻条纹间距比b光的大
D. 用b光照射某金属时能发生光电效应，用a光照射同一金属时也一定能发生光电效应
【答案】C
【解析】A．由题图可知，三棱镜对b光的折射率较大，所以a光的频率小于b光，则说明a光的折射率小
于b光，根据全反射定律有
可知a光的全反射临界角大于b，则b光将先发生全反射，A错误；
B．由于a光的频率小于b光，光是氢原子由n = 4的能级向n = 2的能级跃迁时发出的，而b光的能量大
于a光，b光不可能是氢原子从n = 3的能级向n = 2的能级跃迁时发出的，B错误；
C．由于a光的频率小于b光，a光的波长大于b光的波长，由
可得用同一双缝干涉装置进行实验，a光干涉条纹的间距大于b光干涉条纹的间距，C正确；
D．因b光的频率较大，则若用b光照射某种金属时能发生光电效应现象，则改用 a光照射该种金属时不
一定能发生光电效应现象，D错误。
故选C。
4．列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振，空气弹簧主要由
活塞、气缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时气缸内气
体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来
不及热交换。若气缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中（ ）A. 上下乘客时，气体对外界做功 B. 上下乘客时，气体从外界吸热
C. 剧烈颠簸时，外界对气体做功 D. 剧烈颠簸时，气体的温度不变
【答案】C
【解析】
AB．上下乘客时气缸内气体与外界有充分的热交换，即发生等温变化，温度不变，故气体的内能不变，体
积变化缓慢，没有做功，故没有热交换，故A错误，B错误；
CD．剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，且气体与外界来不及热交换，气体经历绝热过程，外界对气
体做功，温度升高，故C正确，D错误。
故选C。
5．2022年2月27日，长征八号遥二运载火箭搭载22颗卫星发射升空，在达到预定轨道后分12次释放卫
星，将他们分别送入预定轨道。设想某两颗卫星释放过程简化为如图所示，火箭在P点同时将卫星1和卫
星2释放，把卫星1送上轨道1（近地圆轨道），把卫星2送上轨道2（椭圆轨道，P、Q是近地点和远地
点），卫星2再变轨到轨道3（远地圆轨道）。忽略卫星质量变化，下列说法正确的是（ ）
A．卫星1再次回到P点时，若卫星2没有变轨，两星一定会相撞
B．卫星2在P点的加速度大于在Q点的加速度
C．由轨道2变至轨道3，卫星2在Q点应朝运动方向喷气
D．卫星2在P点时的线速度小于卫星1在P点时的线速度
【答案】B
【详解】A．根据开普勒第三定律 ，1、2轨道半径关系为 ，则 ，卫星1再次回到P点
时，由于两卫星周期不等，所以不一定会相撞，故A错误；
B．由万有引力提供向心力
加速度可知近地点加速度大，远地点加速度小，故B正确；
C．要使得卫星从轨道2变轨到轨道3需要在Q点点火加速，需向后喷气，故C错误；
D．轨道1上的卫星要变轨道轨道2，需要加速升轨，则卫星2在P点时的线速度大于卫星1在P点时的线
速度，故D错误。
故选B。
二、多选题(每题5分，有多个选项符合题意，选对每选全得3分，答错不得分，共15分)
6．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n:n:n=2:1:1，a、b两端接u= 的交流电
1 2 3
源，定值电阻R=2Ω，两个完全相同的灯泡L额定电压均为20V，其电阻恒定且均为1Ω，下列说法正确的
是（ ）
A．灯泡L均能正常工作
B．通过电阻R的电流为10A
C．通过灯泡L的电流均为10A
D．交流电源消耗的总功率为
【答案】BC
【详解】根据原副线圈电压与匝数的关系
所以三个线圈两端的电压之比为
原、副线圈消耗电功率相等，即
原线圈回路满足的关系为其中交流电源电压的有效值是
联立可得
， ，
交流电源消耗的总功率为
故选BC。
7．如图所示，两个等量的点电荷分别固定在A、B两点。虚线为 的中垂线，交 于O点。曲线 为
一电子只在电场力作用下的运动轨迹。a、b关于O点对称。则下列说法正确的是（ ）
A．两个点电荷一定是异种电荷
B．电子在a、b两点加速度相同
C．电子在a、b两点动能相同
D．电子在a、b两点电势相同
【答案】CD
【详解】A．电子所受电场力一定指向轨迹的凹侧，所以两个点电荷均带正电，故A错误；
B．根据对称性可知电子在a、b两点所受电场力大小相同，所以加速度大小相同，故B错误；
CD．根据等量同种点电荷周围电势分布规律以及对称性可知a、b两点电势相等，所以电子在a、b两点的
电势能相同，根据能量守恒定律可知电子在a、b两点动能相同，故电势相同，所以CD正确。
故选CD。
8．一质量为 的汽车从 时刻由静止开始沿平直公路运动，其所受的合外力F与位移x的关系如图所
示。则（ ）A．汽车在 这段位移内做匀加速直线运动
B．汽车在 位置时的速度大小为
C．汽车在 的位置F的瞬时功率为
D． 所用时间为
【答案】BD
【详解】A．汽车在 这段位移内所受合外力逐渐增大，汽车做加速度增大的加速直线运动，故A错
误；
B．F-x图像与坐标轴所围的面积表示F的功，所以F在 这段位移内对汽车所作的功为
设汽车在 位置时的速度大小为v，根据动能定理有
1
解得
故B正确；
C．设汽车在 的位置的速度大小为v，根据动能定理有
2解得
汽车在 的位置F的瞬时功率为
故C错误；
D．设 所用时间为t，根据动量定理有
解得
故D正确。
故选D。
第 II 卷（非选择题）
三、实验题(共2个题，共12分)
9．如图，将质量分别为M､m（M>m）的物体甲､乙系于一条跨过定滑轮的轻质细绳两端，这样就组成了阿
特伍德机｡利用此装置验证机械能守恒定律，开始时两物体静止，细绳拉紧，然后释放物体，用秒表和刻
度尺测出物体乙由静止开始在t时间内上升的高度为h，重力加速度为g。
（1）由实验测得物体乙在t时间末的速度大小为____；要验证系统的机械能守恒，需要验证的等式为
___； （均用物理量字母表示）（2）实验发现，物体甲减小的机械能总大于乙增加的机械能，请你写出可能的两条原因∶
__ _； __ _｡
【答案】（1） （2）滑轮的轴不光滑 滑轮有质量
【详解】（1）物体乙匀加速上升，则平均速度
可得物体乙在t时间末的速度大小为
系统重力势能减小量
动能增加量
则要验证的关系是
（2）实验发现，物体甲减小的机械能总大于乙增加的机械能，可能的原因：滑轮的轴不光滑；滑轮有质
量，转动时也有动能。
10．图甲为“测量电源的电动势和内阻”实验的电路图，实验器材如下∶
待测电源E；
电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为0.5Ω）；
电阻箱R（最大阻值为999.9Ω）；
开关S，导线若干｡
按照电路图正确连接电路，闭合开关，调节电阻箱的阻值，记录多组电流表的示数I和电阻箱的对应阻值
R，作出 的图像如图乙所示｡（1）若将电流表视为理想表，由图像可得电动势E=___V，内阻r=___Ω。
（2）若忽略偶然误差，依据此方案，电动势E的测量值____真实值，内阻r的测量值___真实值｡（均选填
“大于”“等于”或“小于”）
（3）该方案产生系统误差的主要原因是∶_ ___｡
【答案】（1）3 3 （2）等于 大于 （3）忽略了电流表分压
【详解】（1）[1][2]由闭合电路欧姆定律
可得
可知
所以有
（2）由已知电流表内阻不可忽略，因此由闭合电路欧姆定律
可得
故电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值大于真实值。
（3）该方案产生系统误差的原因主要是电流表有分压作用。四、解答题(11题14分，12题16分，13题18分，要求写出必要的解题依据和推导过程)
11．某冰雪游乐场中，用甲、乙两冰车在轨道上做碰碰车游戏，甲的质量 m=20kg，乙的质量m=10kg。
1 2
轨道由一斜面与水平面通过光滑小圆弧在B处平滑连接。甲车从斜面上的A处由静止释放，与停在水平面
C处的乙车发生正碰，碰撞后乙车向前滑行 18m停止动。已知 A到水平面的高度 H=5m，BC的距离
L=32m，两车受到水平面的阻力均为其重力的 0.1倍，甲车在斜面上运动时忽略阻力作用，重力加速度 g
取10m/s2.求：
（1）甲到达C处碰上乙前的速度大小；
（2）两车碰撞过程中的机械能损失。
【答案】（1） ；（2）
【详解】（1）根据动能定理
解得
（2）乙在摩擦力作用下减速，直到静止，根据动能定理
解得
甲乙碰撞动量守恒定律
碰撞时机械能损失：
解得
12．如图，垂直纸面向里的水平匀强磁场的磁感应强度为B，上下边界宽度为 ，边长为d的正方形金属框在竖直平面内从磁场上边界上方h处由静止释放，并穿过匀强磁场，金属框上下边始终保持与磁场边界
平行。已知金属框下边刚要离开磁场时的速度与它刚进入磁场时速度相同，金属框质量为m、电阻为R，
重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）金属框刚进入磁场时的加速度大小；（2）金属框离开磁场过程中产生的热量。
【答案】（1） ；（2）
【详解】（1）金属框下落h过程有
金属框刚进入磁场时的感应电动势
金属框刚进入磁场时的感应电流
由于金属框下边刚进入磁场时的速度与它刚要离开磁场时速度相同，而金属框全部处于磁场中时存在一段
加速过程，可知，金属框下边刚进入磁场与刚离开磁场时均做减速运动，加速度方向向上，且金属框进入
磁场与离开磁场两个过程的运动完全状态相同，对金属框分析有
解得
（2）由于金属框下边刚进入磁场时的速度与它刚要离开磁场时速度相同，在这一过程中减小的重力势能
转化为金属框进入磁场过程中产生的热量，则有根据上述，金属框进入磁场与离开磁场两个过程的运动完全状态相同，则金属框离开磁场产生的热量
解得
13.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）
【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
