文档内容
【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（河北卷专用）
黄金卷05
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
第 I 卷（选择题）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目
要求。
1. 很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况，用手掌托着智能手机，打开加速度
传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，得到如图所示的加速度随时间变化的图像，图中
，重力加速度 ，由此可判断出（ ）
A． 刻手机的速度最大
B． 时刻手机离开手掌
C． 时刻手机处于超重状态
D．手机刚离开手掌时速度为
【答案】D
【解析】A．t时刻手机的加速度最大，速度最大在 t时刻，故A错误；
1 2
B．t时刻加速度不是g，手机没有离开手掌，故B错误；
2
C．t时刻加速度为g，手机处于完全失重状态，故C错误；
3
D．手机在0.66s离开手后做竖直上抛，在1.26s接住，则升的高度为 代入数据解得h=0.45m
根据速度-位移公式可得t时刻手机的速度为 解得v=3m/s故D正确。
3故选D。
2. 某同学利用如图所示装置测量滑块与桌面间的动摩擦因数。滑块上装有宽度为d的遮光条，位置O
处安装光电门，实验时给滑块向左的初速度，记录遮光条通过光电门的时间t、通过光电门后滑块继续滑
行的距离为L，已知当地重力加速度大小为g，则滑块与桌面间的动摩擦因数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】滑块通过光电门时的速度 ，通过光电门后滑块做匀减速运动，有
由牛顿第二定律得 联立解得
故选A。
3.据统计，我国发射的卫星已近600颗，位居世界第二位，这些卫星以导航、遥感、通信为主要类
别，尤其是北斗导航卫星的发射使我国具备了全球精确导航定位、授时和短报文通信等能力。如图，A、
B、C为我国发射的3颗卫星，其轨道皆为圆形，其中卫星A、B的轨道在赤道平面内，卫星C的轨道为太阳
同步卫星轨道，轨道半径r < r < r，下列说法正确的是（ ）
C A B
A．卫星B一定与地球自转同步
B．卫星A的动能比卫星B的动能大
C．卫星C的线速度大小可能为8.0km/s
D．卫星A的加速度比卫星B的加速度大
【答案】D【解析】A．地球同步卫星的轨道除了位于赤道平面内外，距离地面的高度、线速度和角速度的大小
都是固定的，而B不一定是同步卫星，故A错误；
B．根据 可得 ，三颗卫星的质量大小关系不知道，无法比较动能的大
小，故B错误；
C．第一宇宙速度为7.9km/s，是卫星的最大轨道速度，卫星C的线速度大小一定小于7.9km/s，故C
错误；
D．三颗卫星的轨道半径r < r < r，根据 ， 则a > a > a 故D正确。
C A B C A B，
故选D。
4.两个光滑直角斜劈固定在地面上，倾角如图所示，两个质量分别为 、 的小球与轻质弹簧连接
并置于两个斜劈表面，平衡时弹簧与右边斜面夹角为30°，斜面对 、 的支持力分别为 、 。下列
关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】分别对两小球受力分析可知，每个小球受三力平衡，则弹簧应被压缩，如图所示BD．由几何关系可知， 和 的方向平分平行四边形的对角，则弹力和重力合成构成菱形，故有
则有 ，故B正确，D错误；
AC．由合法法可得 ，
联立可得 ，故AC错误。
故选B。
5. 在某次台球比赛中，质量均为m、材料相同的白球和黑球静止在水平台球桌面上，某时刻一青少年
瞬击白球后，白球与一静止的黑球发生了对心碰撞，碰撞前后两球的位置标记如图所示，A、B分别为碰前
瞬间白球、黑球所在位置，C、D分别为碰撞后白球、黑球停止的位置。则由图可知白、黑两球碰撞过程中
损失的动能与碰前时刻白球动能的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】令偏后白球的位移为3x，则黑球碰后位移为12x，碰撞过程，根据动量守恒定律有
0 0
碰撞后两球做匀减速直线运动，利用逆向思维，根据速度与位移关系有
，
白、黑两球碰撞过程中损失的动能
碰前时刻白球动能 解得
故选C。6.如图所示，在竖直平面中，有一根水平放置的，长度为L的不可伸长的轻绳，绳的一端固定在O
点，另一端连有质量为m的小球。现从A点静止释放小球，当小球运动到O点正下方B点时，绳子突然断
裂。B点位于斜面顶端，斜面足够长，倾角为θ，则下面的说法正确的是（ ）
A．小球落至斜面所需的时间为
B．小球落至斜面所需的时间为
C．小球落至斜面C点与B点的距离为
D．小球落至斜面C点与B点的距离为
【答案】D
【解析】AB．小球AB过程，由动能定理得 ，解得
小球BC过程做平抛运动，有
解得
所以从A点静止释放小球，小球落至斜面所需的时间大于 ，故AB错误；
CD．小球BC过程做平抛运动，有
小球落至斜面C点与B点的距离为 ，故C错误，D正确。
故选D。
7. 在一条平直公路上，甲、乙两车分别位于两条平行车道上， 时刻两车车头平齐，运动过程中两车的 图像如图所示，两车出发后到当两车头再次平齐需要的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由图可知，甲做初始度为0，加速度大小为 的匀加速直线运动，位移与时间关系为
乙做初速度为 ，加速度大小为 的匀减速直线运动，位移与时间关系为
当两车出发后到当两车头再次平齐时 ，即
解得
故选D 。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
8.如图所示，质量为M的木板B在光滑水平面上以速度v向右做匀速运动，把质量为m的小滑块A无
0
初速度地轻放在木板右端，经过一段时间后小滑块恰好从木板的左端滑出，已知小滑块与木板间的动摩擦
因数为μ。下列说法正确的是（ ）.
A 若只增大M，则小滑块能滑离木板
B. 若只增大v，则小滑块在木板上运动 的时间变长
0
C. 若只减小m，则滑离木板过程中小滑块对地 位的移变小
D. 若只减小μ，则小滑块离开木板的速度变大
【答案】AC
【解析】A．若只增大木板的质量M，根据牛顿第二定律 可知木板的加速度减小，小滑块
的加速度为 不变，以木板为参考系，小滑块运动的平均速度变大，则小滑块能滑离木板，A正
确；
B．若只增大木板的初速度v，小滑块受力情况不变，小滑块的加速度不变，小滑块相对木板的平均
0
速度变大，小滑块在木板上的运动时间变短，B错误；
C．若只减小小滑块的质量m，小滑块的加速度不变，木板的加速度变小，以木板为参考系，小滑块运
动的平均速度变大，小滑块在木板上的运动时间变短，滑离木板过程中小滑块对地的位移变小，C正确；
D．若只减小动摩擦因数，小滑块和木板的加速度都减小，相对位移不变，小滑块滑离木板的过程所
用时间变短，小滑块离开木板的速度变小，D错误。
故选AC。
9.如图所示，内壁光滑的圆形细管固定在倾角为θ的斜面上，其半径为R，A、C分别为细管的最高点
和最低点，B、D为细管上与圆心O处于同一水平高度的两点，细管内有一直径稍小于细管内径的质量为m
的小球，小球可视为质点。开始时小球静止在A点，某时刻对小球施加轻微扰动，使小球自A向B沿着细
管开始滑动。以过直线BOD的水平面为重力势能的参考平面，重力加速度为g，下列说法正确的是
（ ）
A．小球不能返回到A点
B．小球自A点到B点的过程中，重力的瞬时功率一直增大
C．小球在C点时的机械能为2mgRsinθD．小球到达D点时，细管对小球的作用力大小为
【答案】BD
【解析】A．小球在运动过程中，机械能守恒，所以小球能返回到A点，故A错误
B．小球在A点时速度为零，重力的瞬时功率为零，小球从A到B的过程中，速度逐渐增大，速度沿斜
面的分量（v）也逐渐增大，根据瞬时功率表达式 ，可知小球自A点到B点的过程中，重力
1
的瞬时功率一直增大，故B正确；
C．小球在运动过程中，机械能守恒，所以小球在C点时的机械能为mgRsinθ，故C错误；
D．根据机械能守恒可得小球到达D点时的速度为
根据牛顿第二定律可得侧壁对小球的支持力为 解得
管的底部对小球的支持力为
小球到达D点时，细管对小球的作用力大小为 故D正确。
故选BD。
10.水平地面上有一足够长且足够宽的固定斜面，倾角为37°，小明站在斜面底端向斜面上投掷可视
作质点的小石块。若石块出手时的初速度方向与水平方向成45°，出手高度为站立点正上方1.8m，重力加
速度 。下列说法正确的是（ ）
A．若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高，则石块
出手时的初速度为
B．若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高，则石块
出手时的初速度为C．若石块的初速度大小一定，当石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直时，石块飞行时间最短
D．若投出石块的最大初速度为8m/s，则石块在斜面上与出手点等高的所有落点所组成的线段长
度不会超过12m
【答案】ACD
【解析】AB．石块出手时的初速度方向与水平方向成45°，则 可得
石块落在1.8m高的斜面上，则 则石块的水平位移
由石块斜向上运动时 ，
又 ，解得 ，所以石块出手时的初速度为
故A正确，B错误；
C．若石块的初速度大小一定，当石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直时，石块在斜面上的落点
最高，石块下落时间最短，石块飞行时间最短，故C正确；
D．若投出石块的初速度为8m/s，则
石块在斜面上的落点恰好与出手点等高处，最大运动时间
最大水平位移为
石块在斜面上与出手点等高处与出手点最近点距离x=2.4m，则石块在斜面上与出手点等高的最远点与
最近点的距离
则石块在斜面上与出手点等高的所有落点所组成的线段长度不会超过
故D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题：本题共2小题，共15分。
11.（6分）如图甲所示为某探究小组设计的“用DIS测定动摩擦因数”的实验装置示意图。一长木
板固定在水平桌面上，长木板上表面水平，轻弹簧水平放置在长木板上，其右端固定在长木板的C处，左端连一木块，木块上方固定有窄片P，当弹簧处于原长时，木块在A点处，光电门(未画出，用以测量窄片
的遮光时间)固定在A点。第一次，将木块向右压缩弹簧使木块移到B点处并由静止释放，记下木块通过A
处时窄片的遮光时间t测出木块的质量m；第二次，在木块上方增加砝码后，向右压缩弹簧使木块再次移
1 1
到B点处并由静止释放，木块通过A处记下窄片的遮光时间t。测出木块和砝码的总质量m；如此反复多
2 2
次实验。请回答下列问题：(已知重力加速度大小为g)
(1)为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，实验中还需要测量的物理量有_______。
A．窄片的宽度d
B．A、B两点间的距离x
C．木块从B点运动到A点的时间t
0
D．弹簧的劲度系数k
(2)在坐标纸上作出窄片遮光时间t的平方的倒数随木块质量的倒数变化的关系图象，如图乙所示，根
据图线，求得木块与长木板间的动摩擦因数μ =__________，木块从B点运动到A点的过程，弹簧对木块
做的总功WF=_____________。(用含a、b、g及还需要测量的物理量字母表示)
【答案】 AB
【解析】(1)[1]根据能量转化可知，设窄片的宽度d，A、B两点间的距离x，弹性势能为E，有
p
，故AB正确CD错误。
(2)[2][3]根据以上分析可知
结合图像可知 ，
弹簧对木块做的总功等于弹性势能，结合图像可知
所以12.（9分）实验小组在探究“加速度与物体的受力、物体质量的关系”时，用图甲所示的装置让滑块
做匀加速直线运动来进行；由气垫导轨侧面的刻度尺可以测出光电门 A、B之间的距离 以及遮光片的宽
度 ，遮光片通过光电门A、B的时间 、 可通过计时器（图中未标出）分别读出，滑块质量为 ，钩
码的质量为 ，打开气垫导轨的气源，让滑块在钩码的重力作用下做匀加速直线运动，重力加速度为 ，
回答下列问题：
（1）为了让滑块所受的合力等于钩码的重力， __________ （填“ ”“ ”或“ ”）。
（2）滑块的加速度 __________（用 、 、 、 来表示）；图乙遮光片的宽度在刻度尺上对
应的读数为 __________ 。
（3）图丙是钩码的质量 不变，改变滑块的质量 ，得出不同的 对应的加速度 ，描绘出
函数关系图像为双曲线的一支，图中两矩形的面积__________（填“相等”或“不相等”）。
（4）图丁是滑块的质量 不变，改变钩码的质量 ，得出不同的 对应的加速度 ，描绘出的函数关系图像，图线的斜率等于__________。
【答案】 ①. ②. ③. 2.0 ④. 相等 ⑤.
【解析】（1）[1]对整体由牛顿第二定律可得
对滑块由牛顿第二定律可得 ，联立解得
由上式分析可知，当 ，则有 即滑块所受的合力等于钩码的重力。
（2）[2]滑块经光电门A、B时的速度分别为
滑块从A到B的运动中，由速度位移关系公式可得 联立解得
[3]由图乙可知，刻度尺最小刻度值为1mm，因此遮光片的宽度在刻度尺上对应的读数为2.0mm。
（3）[4]由图丙可知， 函数关系图像为双曲线的一支，说明a与M成反比，则a与 成正
比，由牛顿第二定律可知
当钩码的质量m不变，则有滑块的质量M与加速度a的乘积不变，恒为mg，把 函数关系图像中
两个矩形补充完整，如图所示，可知两个完整矩形的面积相等，都为mg，再减去补充的共有面积，剩余的面积也相等，即图丙中的两矩形面积相等。
（4）[5]图丁是滑块的质量 不变，改变钩码的质量 ，得出不同的 对应的加速度 ，描绘出
的函数关系图像，由图像可知，说明加速度a与mg成正比，由牛顿第二定律可得
整理可得 可知 图线的斜率等于 。
四、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后
答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13.（9分）抛石机是古代战场的破城重器（如图甲），可筒化为图乙所示。将石块放在长臂A端的半
球形凹槽，在短臂B端挂上重物，将A端拉至地面然后突然释放，石块过最高点P时就被水平抛出。已知
转轴O到地面的距离h=5m，OA=L=15m，质量m=60kg可视为质点的石块从P点抛出后的水平射程为80m，不
计空气阻力和所有摩擦，取g=10m/s2，求：
（1）石块落地时速度的大小；
（2）石块到达P时对凹槽压力的大小及方向。
【答案】（1） ；（2）5800N，方向竖直向上【解析】（1）依题意，石块从P点抛出后做平抛运动，则有 ，
求得石块从P点抛出到到达地面所用时间为
从P点抛出时的速度大小为
则落地时的速度大小为
（2）石块到达P时，根据牛顿第二定律有
代入数据求得，凹槽对石块的弹力为
说明凹槽对石块的弹力方向与重力方向相同，即竖直向下，根据牛顿第三定律可知，石块对凹槽压力
的大小为5800N，方向竖直向上。
14. （13分）如图所示，质量为m、长为2L的长木板静止在光滑的水平面上，一质量也为m、可视为
质点的小物块以水平速度 滑上木板，当物块和木板相对静止时，物块刚好位于长木板中点处，重力加速
度为g。
（1）求物块和长木板之间的动摩擦因数μ；
（2）若水平面不光滑，且长木板与水平面间 的动摩擦因数为 ，小物块仍然以相同的速度滑上长木
板，求经多长时间，小物块和长木板速度相等，并判断此时小物块是否与长木板分离。
【答案】（1） ；（2） ，物块与长木板不分离
【解析】（1）物块和长木板动量守恒可得
得
由能量守恒可得解得
（2）由牛顿第二定律可得物块的加速度为
长木板的加速度为
解得 ，
物块与长木板共速的时间为
解得
共速前物块的位移为
共速前长木板的位移为
由于
故二者不会分离。
15. （17分）如图甲所示，固定在水平面上的滑道由A、B、C三部分组成，其中A部分为“ ”形平
台，其上表面光滑，上方有一与其等长轻质弹簧，弹簧左端固定，右端自然伸长；B 部分为质量
，长 的长木板，其上表面粗糙、下表面光滑；C部分为半径 的竖直光滑半
圆轨道，其直径竖直。现用质量 的小物块将弹簧压缩至 点，由静止释放后，小物块沿滑道运
动至 点水平抛出后恰好落在A的最右端。已知小物块与B上表面的动摩擦因数 ， 。
求：（1）小物块运动至 点时对竖直半圆轨道C的压力；
（2）弹簧压缩至 点时的弹性势能；
（3）如图乙所示，将竖直半圆轨道C向右移动一段较长的距离 后固定，并解除对长木板B的固定。
再次将小物块压缩弹簧至 点由静止释放，改变小物块与B上表面的动摩擦因数使小物块滑上B且恰好未
滑下，此后B与C碰撞，小物块冲上竖直半圆轨道C。求小物块冲上竖直半圆轨道C至落地过程中上升的最
大高度。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】（1）根据题意可知，小物块从 点飞出做平拋运动，设小物块在 点的速度为 ，水平方
向上有
竖直方向上有
小物块 在点，由牛顿第二定律有
联立代入数据解得
由牛顿第三定律可得，小物块运动至 点时对竖直半圆轨道C的压力为
（2）根据题意，设弹簧压缩至 点时的弹性势能为 ，小物块由 点到 点的过程中，由能量守恒
定律有
解得（3）设小物块滑上B的速度为 ，有
解得
之后小物块与B共速由动量守恒定律有
解得
为
根据题意，设小物块脱离轨道时速度大小 ，方向与竖直方向夹角为 ，在脱离位置，由牛顿第二
定律有
小物块冲上C到脱离轨道位置，由动能定理有
解得脱离轨道时 ，
脱离轨道后，小物块做斜抛运动，则上升的最大高度为
则小物块冲上竖直半圆轨道C至落地过程中上升的最大高度
联立代入数据解得
