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04
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
第 I 卷（选择题）
一、单选题
1．杭州第19届亚运会，在赛艇项目女子轻量级双人双桨决赛中，中国选手邹佳琪和邱秀萍以7分06秒78
的成绩斩获本届亚运会首金。下列说法正确的是（ ）
A．在比赛中，赛艇能加速前进是由于水推桨的力大于桨推水的力
B．要研究比赛中运动员的划桨技术技巧，可以将运动员视为质点
C．赛艇到达终点后，虽然运动员停止划水，但由于惯性，赛艇仍会继续向前运动
D．赛艇比赛全程的平均速度一定等于冲刺终点时瞬时速度的一半
【答案】C
【详解】A．在比赛中，赛艇能加速前进是由于水推桨的力大于赛艇受到的阻力。水推桨的力和桨推水的
力是作用力与反作用力，大小相等。故A错误；
B．要研究比赛中运动员的划桨技术技巧，运动员的大小和形状对问题研究的影响不能忽略，不能将运动
员视为质点。故B错误；
C．赛艇到达终点后，虽然运动员停止划水，但由于惯性，赛艇仍会继续向前运动，故C正确；
D．比赛过程，赛艇的运动不一定是初速度为零的匀加速直线运动，故赛艇比赛全程的平均速度不一定等
于冲刺终点时瞬时速度的一半。故D错误。
故选C。
2．如图所示，将霍尔式位移传感器置于一个沿 轴正方向的磁场中，磁感应强度随位置变化关系为
（ 且均为常数），霍尔元件的厚度 很小。当霍尔元件通以沿 轴正方向的恒定电
流 ，上、下表面会产生电势差 ，则下列说法正确的是（ ）
A．若霍尔元件是自由电子导电，则上表面电势低于下表面
B．当物体沿 轴正方向移动时，电势差 将变小
C．仅减小霍尔元件上下表面间的距离 ，传感器灵敏度 将变弱
D．仅减小恒定电流 ，传感器灵敏度 将变弱
【答案】D【详解】A．霍尔元件是自由电子导电，受洛伦兹力的是电子，根据左手定则。电子受向下的洛伦兹力，
所以下表面带负电，上表面带正电，上表面电势高于下表面，A错误；
B．设霍尔元件上下表面高度差为 ，电子定向移动速度为 ，电子电荷量为 ，霍尔元件平衡时，有
解得
又因为
其中 为单位体积的自由电子数，可得
则
当物体沿 轴正方向移动时 增大，所以 增大，电势差 也增大，B错误；
CD．传感器灵敏度为
因为
可得
仅减小霍尔元件上下表面间的距离 ，传感器灵敏度 不变，仅减小恒定电流 ，传感器灵敏度 将
变弱，C错误，D正确。
故选D。
3．如图甲，A、B两个物体分别在平行于斜面向上的拉力F作用下在同一斜面上运动，运动过程中加速度
a与F的关系如图乙，由图可知（ ）
A．A与斜面的动摩擦因数大于B与斜面的动摩擦因数
B．A与斜面的动摩擦因数等于B与斜面的动摩擦因数
C．A的质量小于B的质量
D．A的质量大于B的质量
【答案】D
【详解】CD．两个物体在同一斜面上运动，根据牛顿第二定律有
整理得图象的斜率为
由图可知
则
故C错误，D正确；
AB．两图象的纵截距相等，有
可得
故AB错误。
故选D。
4．如图为某种旋转节速器的结构示意图，长方形框架固定在竖直转轴上，重物A套在转轴上，两个完全
相同的小环B、C与轻弹簧两端连接并套在框架上，A、B及A、C之间通过铰链与长为L 的两根轻杆相连
接，A可以在竖直轴上滑动。当装置静止时，轻杆与竖直方向的夹角为53°。现缓慢抬高重物A，当轻杆
与竖直方向的夹角为 弹簧恰好恢复原长。已知 A、B、C质量相同，弹簧弹性势能 （其中k
为劲度系数，x为形变量），重力加速度为g，不计一切摩擦，取 ， 。下列说法正
确的是（ ）
A．装置静止时弹簧弹力与重物重力之比为 2：1
B．装置静止时弹簧弹力与重物重力之比为3：2
C．由弹簧处于原长处释放重物，当夹角恢复为 53°时，重物A 的速度为
D．由弹簧处于原长处释放重物，当夹角恢复为 53°时，重物A 的速度为
【答案】C
【详解】AB．根据对称性可知，平衡时，两轻杆对A的弹力的合力与A的重力大小相等、方向相反，而
弹簧的弹力与框架对B的支持力的合力等于轻杆的作用力，受力分析如图所示则根据平衡条件有
可得，装置静止时弹簧弹力与重物重力之比为
故AB错误；
CD．根据题意，结合几何关系可知，平衡时弹簧的伸长量为
当由弹簧处于原长处释放重物，夹角恢复为 53°时，重物下降的高度为
对于A、B、C及弹簧组成的系统，在A由弹簧处于原长处释放到夹角恢复为 53°的过程，由机械能守恒
定律有
根据速度的关联性可得
，
而根据
解得
联立以上各式解得
故C正确，D错误。
故选C。
二、双项选择题
5．某篮球运动员正在进行投篮训练，篮球的运动轨迹可简化为如图所示的曲线，其中A是篮球的投出点，
B是运动轨迹的最高点，C是篮球的投入点。已知篮球在A点的速度方向与水平方向的夹角为45°，在B点
的速度大小为 ，在C点的速度方向与水平方向的夹角为30°，篮球可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．从A点到B点，篮球运动的时间为
B．从B点到C点，篮球运动的时间为
C．A、B两点的高度差为
D．A、C两点的水平距离为
【答案】AD
【详解】A．设篮球在A点的速度 ，则有
解得
从A点到B点，篮球运动的时间为
故A正确；
B．从B点到C点，篮球运动的时间为
故B错误；
C．A、B两点的高度差为
故C错误；
D．A、C两点的水平距离
故 D正确。
故选AD。
6．如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场，P点有一粒子
源，某时刻粒子源向磁场所在区域与磁场垂直的平面内所有方向发射大量质量为m，电荷量为q的带正电
的粒子，粒子的速度大小相等，这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上且Q点为最远点。已知PQ
圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（ ）A．粒子从P点入射的速率是
B．粒子在磁场中运动的最长时间
C．若将磁感应强度的大小增加到 ，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的
D．若将粒子的速率增大为原来的2倍，则粒子在磁场中运动的最长时间
【答案】CD
【详解】A．从 点射人的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为 ，则 之间的距离为轨迹圆的直径，
已知 圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，可知旋转圆的轨迹半径
粒子在匀强磁场中由洛伦兹力提供向心力有
解得
故A正确；
B．当粒子轨迹半径 时，粒子在磁场中运动的最长时间为一个周期
故B错误；
C．根据洛伦兹力提供向心力可得
当将磁感应强度的大小增加到 ，旋转圆半径
此时弧长对应的弦长为 ，因此有粒子射出的边界圆弧对应的圆心角为 ，则粒子射出边界的圆弧长度
变为原来的 。故C正确；
D．若将粒子的速率增大为原来的2倍，则旋转圆的半径变为原来的2倍，即
此时粒子运动轨迹对应的弦最长时，圆心角最大，粒子运动时间最长，磁场圆直径为弦是最长时间，根据
几何关系，此时圆心角为 ，因此粒子在磁场中运动的时间为故D正确。
故选CD。
7．图为深坑打夯机工作示意图．电动机带动两个摩擦轮匀速转动，将夯杆从深坑竖直提起；当夯杆的下
端刚到达坑口时，夯杆被松开，一段时间后又落回坑底；周而复始地这样工作，就可将坑底夯实。已知电
动机皮带运行速率v=4m/s，两摩擦轮对夯杆的压力均为 与夯杆的动摩擦因数均为 夯杆
的质量 坑深 重力加速度 不计空气阻力及夯实坑底引起的深度变化，则
（ ）
A．夯杆在上升阶段经历了加速运动和减速运动
B．夯杆下端离开坑底的最大高度为5m
C．每个打夯周期中，摩擦轮对夯杆做的功为
D．由题目所给信息，可以计算出该深坑打夯机的打夯周期
【答案】BD
【详解】A．夯杆在上升阶段经历了向上加速运动、达到与摩擦轮共速后匀速运动，最后减速运动到最高
点，故A错误；
B．夯杆的下端刚到达坑口时，夯杆被松开，电动机皮带运行速率v=4m/s，夯杆下端离开坑底的最大高度
为
故B正确；
C．根据能量守恒，每个打夯周期中，摩擦轮对夯杆做的功为
故C错误；
D．打夯机向上加速度
加速时间
加速位移
匀速时间减速时间
反向运动时间
解得
运动总时间即周期
故D正确。
故选BD。
8．如图所示，两电阻为零的光滑导轨水平放置在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为 ，导
轨间距最窄处为一狭缝（狭缝宽度不计），取狭缝所在处 点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与 轴夹角均
为 ，导轨左端通过单刀双掷开关 可以与电容 或电阻 相连，导轨上有一足够长且不计电阻的金属棒
与 轴垂直，在外力 （大小未知）的作用下从 点开始以速度 向右匀速运动，若某时刻开关 接1，外
力用 表示，通过金属棒电流的大小用 表示；若某时刻开关 接2，外力用 表示，通过金属棒电流的
大小用 表示。关于外力、电流大小随时间变化的图象关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．【答案】AD
【详解】AB.由题知金属棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为
则产生的感应电动势为
当开关 接1时，通过金属棒的电流为
则可得
由于具有初速度，则开始计时时I、F 不为零，不过原点。故选项A正确，选项B错误；
1 1
CD.当开关 接2时，通过金属棒的电流为
则可得
由于具有初速度，则开始计时时I、F 不为零，不过原点。选项D正确，选项C错误。
2 2
故选AD。
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9．王亚平在“太空课堂”中，演示了精彩的水球实验。水球成标准球形是由于在水球表面层中，水分子
之间的相互作用总体上表现为引力。如图所示，A位置固定一个水分子甲，若水分子乙的分子势能为零的
位置在C位置，则其所受分子力恰为零的位置可能为 （选填“B”“C”“D”）位置，分子势能最
小的位置可能为 （选填“B”“C”“D”）位置。若将水分子乙从D位置沿直线拿至B位置，则分
子势能 （选填“逐渐增大”“逐渐减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”）。
【答案】 D D 逐渐增大
【详解】[1][2]分子力、分子势能与分子间距离的关系图像，如图所示由题意可知，水分子乙的分子势能为零的位置在C位置，结合图可知， 间距离小于 ，分子力为零的
位置到 位置的距离为 ，则该位置可能为 位置，分子力为零的位置分子势能最小且为负值，则该位置
可能为D位置。
[3]由图可知，由D位置至B位置，分子力为斥力，距离减小，分子力做负功，分子势能逐渐增大。
10．某同学用图所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用红光照射光电管时发生了光电效应。若断
开开关S，电流表G的示数将变为___________（填“零”或“不为零”）；若仅减小照射光的强度，光电
子的最大初动能将___________（填“增大”、“不变”或“减小”） ；若将红光改为紫光照射，光电子
的最大初动能将___________（填“增大”“不变”或“减小”）。
【答案】不为零 不变 增大
【详解】[1]根据题意可知，用频率为 的单色光照射光电管时发生了光电效应，电子有初动能，断开开关
S，电流表和变阻器的右部分电阻形成通路，电流表G的示数不为零。
[2]由光电效应方程
可知，光电子的最大初动能与光照强度无关，则光电子的最大初动能不变。
[3]改为紫光，频率增大，光电子的最大初动能增大。
11．如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系小球，现使小球在竖直方向上做简谐运动，小球相对平衡位置
的位移随时间 变化的规律如图乙所示，则小球在 内通过的路程为 ，振动的周期为
，小球的振动方程是 。
【答案】 30 1.2
【详解】[1][2]由图乙知小球在 内通过的路程为 ，小球振动的周期为 ，小球的振幅为
[3]设小球的振动方程为
将 代入上式解得则小球的振动方程是
12．小研同学通过如图所示的装置探究影响物体做圆周运动的向心力的因素。小滑块套在光滑水平杆上，
随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固
定一遮光片，通过遮光片与固定在铁架台上的光电门可测量出滑块的线速度大小。已知小滑块上遮光片的
宽度为d，滑块到转轴的距离为r。（以下结果均用题中所给字母表示）
（1）若遮光片经过光电门的时间为t，则滑块做匀速圆周运动的周期T = 。
（2）若（1）中力传感器示数为F，则滑块质量为 。
（3）该同学通过改变转速，记录多组力传感器示数F和对应的滑块上遮光片通过光电门的时间t。若以F
为纵轴，要得到线性图像，则横轴所代表的物理量为 。[选填“t”、“ ”或“ ”]
【答案】
【详解】（1）[1]滑块运动的线速度 ，滑块做匀速圆周运动的周期
（2）[2]由 ，可得
（3）[3]由
可知若以F为纵轴，要得到线性图像，则横轴所代表的物理量为 。
13．某同学为测定金属丝的电阻率 ，设计了如图甲所示电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的
电阻丝，保护电阻 ，电源的电动势 ，电流表为理想电流表，滑片P与电阻丝始终接触良
好。（1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图丙所示，
（2）实验时闭合开关，调节滑片 的位置，分别测量出每次实验中aP长度 及对应的电流值 ，实验数
据如下表所示：
x（m） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
I（A） 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28
（
2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57
）
①将表中数据描在 坐标纸中，如图乙所示，图像中直线斜率的表达式 （用字母： 、 、
、 表示），由图线求得电阻丝的电阻率 （保留三位有效数字）。
②根据图乙中 关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为 保留三位有效数字）。
【答案】 0.900 1.10
【详解】（1）[1] 电阻丝的直径（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律
而
整理得
因此图像中直线斜率的表达式
利用图像可知斜率
代入数据可得
[4]图像中截距表达式为
利用图像可知截距
代入可得
14．如图所示，水星、地球绕太阳的公转可以看成同一平面内的匀速圆周运动。已知太阳的半径为R，地
球—水星连线与地球—太阳连线夹角的最大值为θ，地球的轨道半径为L，地球的公转周期为T，万有引力
常量为G。求：
（1）太阳的密度 ；
（2）水星的公转周期 。
【答案】（1） ；（2）
【详解】（1）根据题意，由万有引力提供向心力有
解得又有
解得太阳的密度
（2）根据题意可知，由几何关系可得，水星的轨道半径为
由开普勒第三定律有
解得
15．生产小钢球的工厂为提高装配效率设计一款装置，其模型简化如下。ABCD可视为足够大的光滑矩形
斜面，其与水平面夹角为 ，斜面上固定半径为R的光滑圆弧轨道MKN，其中K为圆弧最低点，半径OM
与AD垂直，ON与MO延长线夹角为 ，某质量为m的钢球沿水平管道以大小为v的初速度从斜面左边缘
P点滑上斜面，并恰好沿N点切线方向进入圆弧轨道做圆周运动，钢球滑行的最高点Q处有装配箱（图中
未画出），已知重力加速度为g，求：
（1）钢球在N点的速度大小；
（2）PQ之间的距离 ；
（3）钢球运动到K点受轨道支持力大小。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【详解】（1）钢球在斜面上做类平抛运动，运动到N点时，沿半径方向和切线方向分解速度，可得
（2）依题意，斜面光滑，钢球从P点运动到Q点过程中，只有重力做功，由动能定理可得
解得（3）钢球从N点运动到K点过程中，只有重力做功，由动能定理可得
解得
钢球在K点，沿斜面方向根据牛顿第二定律可得
联立，解得
16．如图所示，两个等高滑板C、D放在粗糙水平面上，相距L=2m。底面粗糙的小物块A带电量为
+0.2C，质量m =2kg，放在C板上某处，A与C、D板间动摩擦因数均为μ=0.5。底面光滑的小物块B放
A 1
在D板左端，B、C、D均不带电且绝缘，质量均为m=1kg，C、D板与地面间动摩擦因数均为μ=0.2。初
2
始时A、B、C、D都静止，现加一水平向右的匀强电场E=110N/C，一段时间后，C与D相碰粘在一起，
同时A与B也正好相碰，A与B碰撞时间极短，且没有机械能损失。之后，A与B能够在D板上再次相碰，
g取10m/s2。求：
（1）碰撞前A、C各自的加速度大小；
（2）碰撞后B的速度大小；
（3）A与B发生两次碰撞时间内，整个系统摩擦产生的热。
【答案】（1） ， ；（2）2m/s，8m/s；（3）160J
【详解】（1）A与C之间的滑动摩擦力大小
碰撞前A的加速度
C板与地面间的滑动摩擦力大小
碰撞前C的加速度
（2）根据
得从C开始运动到C与D相碰需要时间此时A速度
A与B相碰，根据动量守恒
根据能量守恒
联立解得，碰撞后A、B的速度分别为
（3）设C与D碰前的速度为 ，碰后C与D的共同速度为 ，则
得
由于
所以，C、D板碰撞后粘在一起，以共同速度
做匀速直线运动。又由于碰后C与D的共同速度
所以A和B都相对C、D向右滑动。A做初速度为
加速度为
的匀加速运动，B做速度为
的匀速运动。设从A与B第一次碰撞到第二次碰撞经过的时间为 ，通过的距离都是 ，C与D一起通过
的距离是为 ，则
解得A与B第二次碰撞前，A与D板摩擦产生的热为Q，则
C、D板与地面摩擦产生的热
整个系统摩擦产生的热
