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07
（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.“神舟十五号”在“长征二号”F遥十五运载火箭的推动下顺利进入太空。关于运载火箭在竖直方
向加速起飞的过程，下列说法正确的是（ ）
A．火箭加速上升时，航天员对座椅的压力大小与自身受到的重力大小相等
B．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后做自由落体运动
C．火箭加速升空过程中处于失重状态
D．火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力大小相等
【答案】D
【解析】A．火箭加速上升时，航天员处于超重状态，对座椅的压力大于自身受到的重力，选项A错
误；
B．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落时，因为惯性，有向上的速度，所以做竖直上抛运动，选项B错
误；
C．火箭加速升空过程中，加速度向上，处于超重状态，选项C错误；
D．火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力是作用力与反作用力的关系，大小相
等，选项D正确。
故选D。
2. 如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个可以视为质点的带电小球P和Q用相同的绝缘细
绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直．N为PQ连线中点，M点位于N点正上方且MPQ构成
等边三角形．则下列说法正确的是( )A．P带正电，Q带负电
B．P所带电荷量的大小与Q所带电荷量的大小可能不相等
C．在P、Q所产生的电场与匀强电场叠加后形成的场中，N点电势大于M点电势
D．在P、Q所产生的电场与匀强电场叠加后形成的场中，M点的场强为零
【答案】D
【解析】由图可知，两小球均在电场力和库仑力的作用下处于平衡，由于库仑力为相互作用力，大小
相等，方向相反，因此两小球受到的电场力也一定是大小相等，方向相反，两小球一定带异种电荷，P小
球所受库仑力向右，Q小球所受库仑力向左，匀强电场方向向右，因此正电荷受电场力方向向右，其受库
仑力方向一定向左，所以Q带正电荷，P带负电荷，A项错误；由以上分析可知，P所带电荷量的大小与Q
所带电荷量的大小相等，B项错误；
P、Q两小球带等量异种电荷，N点是PQ的中点，M点在N点的正上方，都在中垂线上且与电场方向垂
直，因此M、N两点的电势相等，C项错误；因为MPQ是等边三角形，所以P、Q两小球所带电荷在M点产生
的合场强与匀强电场大小相等，方向相反，因此M点的场强是零，D项正确．故选D．
3．一个质量为M的光滑圆环用轻杆竖直悬挂着，将两质量均为m的有孔小球套在圆环上，且能在环上
无摩擦地滑动。现同时将两小球从环的顶端释放，它们沿相反方向自由滑下，如图所示。圆环半径为R，
当小球下降高度为 时圆环对杆的作用力恰好为零，重力加速度为g，则（ ）
A．M：m=3:1
B．
C．小球滑到圆心等高处时，加速度大小为
D．小球滑到圆心等高处时，加速度大小为
【答案】D
【解析】AB．当小球下降高度为 时圆环对杆的作用力恰好为零，根据几何关系可知
对小球根据机械能守恒定律有根据牛顿第二定律有
对系统有 ，解得 故A、B错误；
CD．小球滑到圆心等高处时，根据机械能守恒定律有
加速度为 故C错误，D正确。
故选D。
4.风云三号系列气象卫星是我国第二代极地轨道气象卫星， 已经成功发射 4 颗卫星， 其轨道在地
球上空 公里之间， 某极地卫星在距离地面 公里高度的晨昏太阳同步轨道， 某时刻卫
星刚好位于赤道正上方的A点向北极运动。已知地球的半径为 ， 地球同步卫星距离地面的高
度约为 ， 已知 ， 则下列说法正确的是（ ）
A．该卫星的环绕地球运动的速度可能大于
B．该极地卫星的周期为
C．该卫星与地心连线扫过的面积等于同步卫星与地心连线扫过的面积
D．从卫星刚好经过A点计时，一天11次经过北极
【答案】B
【解析】A．卫星在极地轨道上环绕地球运行，第一宇宙速度是最大环绕速度，因此卫星的环绕地球
运动的速度小于 ，故A错误；
BD．卫星的轨道半径为 ，同步卫星的轨道半径为同步卫星的周期为 ， 由开普勒第三定律 得
从卫星刚好经过A点计时，一天超过12次经过北极，故B正确,D错误；
C．由开普勒第二定律可知，同一卫星在相等时间内与地心的连线扫过的面积相等， 故C错误。
故选B。
5.真空中有一绝缘正方体 ，M、N分别是 和 的中点，两等量异种电荷在直线
MN上，且与M、N等距，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．M、N连线中点处的场强最大
B．B、D两点场强相同
C．把一试探电荷由A沿直线移到 ，电场力一直不做功
D．把一带负电的试探电荷由D沿直线移到 ，电势能先减小再增大
【答案】B
【解析】A．由等量异种点电荷形成的电场特点可知，两点电荷连线中点处是连线上场强最小的点，A
错误；
B．B、D两点到两点电荷的距离相等，场强大小相等，由于平面 为两电荷连线的中垂面，故
B、D两点的电场方向均垂直于中垂面指向负点电荷，B正确；
C．根据对称性可知A、A点电势相等，但该两点与M点电势不相等，因此移动过程中，电场力做功，
1
但总功为零，C错误；
D．平面 为两点电荷的一个等势面，电荷由D点移到 点，电势能不变，D错误。
故选B。
6. 质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力f均为恒力，如图所示，小车
用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为S时，轻绳从
1物体上脱落。物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为 ，物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气
阻力。则物体在整个过程中克服摩擦力做的功为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据题意，设物体受到的摩擦力为 ，绳子从物体上脱落时，物体的速度为 ，对整体由牛
顿第二定律有
则有
绳子从物体上脱落后，对物体，由牛顿第二定律有
则有
联立解得
则物体在整个过程中克服摩擦力做的功为
故选B。
7. 如图所示，蛇形摆各摆球的摆长从左到右按一定规律递减，现有10个摆球，质量均为 ，从左到
右依次编号为 、1、2、…、9，摆长分别为 ， ， ，… ，摆长满足
，其中 ，编号 的单摆周期为 （为已知量），用一板子把所有摆球由平衡位置垂直于蛇形摆所在平面推起一小段相同的位移，然后同时释放，不考虑空气阻力，摆球开始做简谐运动，下列说法错
误的是（ ）
A. 编号为 的单摆的周期
B. 板子放开后编号 的单摆若完成了5次全振动，编号 的单摆完成了8次全振动
C. 板子放开后最短经过 ，所有摆球又重新回到释放时的状态
D. 若沿垂直于蛇形摆所在平面方向以 为周期去摇晃摆架，经过足够长时间，所有摆球均以 为周
期摆动
【答案】C
【解析】A． 的单摆的摆长为 ，其周期
而编号为 的单摆的摆长
将其代入单摆的周期公式
可得 ，故A正确，不符合题意；
B．根据单摆周期公式的通式可得 ，则可知，板子放开后编号 的单摆若完成了5次全振动，编号 的单摆完成了8次全振动，故B正确，不符合题意；
C．当10个摆球全部都能做完整的全振动时，所有摆球又回到释放状态，假设最短时间为 ，编号为0
的单摆摆动了 次，则其他单摆摆动的次数为
， ， ， ，
显然，若要保证 次数均为整数，则 的最小值应为10次，则最短时间为 ，故C错误，符
合题意；
D．若沿垂直于蛇形摆所在平面方向以 为周期去摇晃摆架，则所有单摆都做受迫振动，因此其振动
周期都将等于驱动力的周期，因此，经过足够长时间，所有摆球均以 为周期摆动，故D正确，不符合题
意。
故选C。
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，有一圆柱形汽缸，上部有固定挡板，汽缸内壁的高度是2L，一个很薄且质量不计的活
塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离底部L高处，外界大气压强为 Pa，温度为27℃，
现对气体缓慢加热，下列说法正确的是（ ）
A．气体加热到127℃的过程，气体吸收的热量大于内能增加量
B．气体加热到227℃的过程，单位时间内气体分子对容器壁单位面积撞击的次数减少
C．气体加热到327℃时，封闭气体的压强为 Pa
D．气体加热到427℃时，封闭气体的压强为 Pa
【答案】ABD【解析】ABC．设汽缸横截面积为S，活塞恰上升到汽缸上部挡板处时，气体温度为 ，气体做等压变
化，则对于封闭气体，初状态
末状态
由
解得 即 ，故A、B正确，C错误。
D．设当加热到427℃时气体的压强变为 ，在此之前活塞已上升到汽缸上部挡板处，气体做等容变
化，则对于封闭气体，初状态
末状态
由 代入数据得 。故D正确。
故选ABD。
9.如图所示，半径为2l的圆形金属导轨固定在水平面上，一根长也为2l、电阻为2R的金属棒ab一端
与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴 上，由电动机A带动旋转。在金属导轨区域内存在
垂直于导轨平面、大小为B的匀强磁场，金属导轨区域中心半径为l的区域内磁场竖直向上，其余部分磁
场竖直向下。另有一质量为m、长为l、电阻为R的金属棒MN放置于导轨后面并与固定在竖直平面内的平
行导轨保持良好接触，导轨间距为l，处于大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。从圆形金属导轨引出导
线和通过电刷从转轴引出导线平行导轨连接。MN处于静止状态，MN与竖直平行导轨间的动摩擦因数为 ，
认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（ ）A．MN中电流方向由M到N
B．MN两端电压为
C．MN与平行导轨间的动摩擦因数 至少为
D．电路总电功率为
【答案】AC
【解析】A．MN处于静止状态，竖直方向上受重力和静摩擦力处于平衡，可知MN所受安培力方向垂直
导轨向外，根据左手定则知，通过MN中的电流方向由M到N，A正确；
B．由于金属棒ab被分成两部分位于相反的磁场中，所以产生的感应电动势相反，ab产生的总电动势
，则MN两端的电压 B错误；
C．MN恰好处于静止时，有
根据闭合电路姆定律得 解得动摩擦因数的最小值 ，C正确；
D．电路的总电功率 D错误。
故选AC。
10.如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接质量为 的小球，小球静止在光滑固定斜面上。给小球一
个沿斜面向下的初速度，小球便沿斜面往复运动，空气阻力可忽略，弹簧始终在弹性限度内。取平衡位置
处为原点，沿斜面向下为正方向，建立坐标系，记小球振动过程中位置坐标为 。规定 处重力势能为
零， 表示小球离开平衡位置的最大距离。图中可能正确反映该小球运动过程中的速度 、加速度 、动
能 以及重力势能 随 的变化关系的是（ ）A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】A．小球做简谐振动，设小球处于平衡状态时弹簧伸长量为 ，初始速度为 ，振动过程小
球和弹簧组成的系统机械能守恒，设斜面倾角为 ，沿斜面向下为正方向则有
整理后得
由平衡位置时有
上式两边同乘以x则有
联立解得 变式后得
因为斜率是定值，可得 图像是直线，而 图像不可能是直线，故A错误；
B．由于据牛顿第二定律 可得 ，得 故B正确；
C．由A得
由上式可知 图像是开口向下，对称轴为 的二次函数图像，故C正确；
D．由A得重力势能
由于
联立解得
明显 图像是二次函数图像，故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题：本题共2小题，共15分。
11.（6分） 某物理兴趣小组利用传感器进行“探究向心力大小F与半径r、角速度 、质量m的关
系”实验，实验装置如图甲所示，装置中水平光滑直杆能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直杆上，
用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直杆一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆
周运动的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。
（1）小组同学先让一个滑块做半径r为0.20m的圆周运动。得到图乙中②图线。然后保持滑块质量不变。再将运动的半径r分别调整为0.14m，0.16m，0.18m，0.22m，在同一坐标系中又分别得到图乙中⑤、
④、③、①四条图线。
（2）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的______
A.探究弹簧的弹力与形变量间的关系 B.探究两个互成角度的力的合成规律
C.探究加速度与物体受力、物体质量的关系 D.探究平抛运动的特点
（3）对②图线的数据进行处理，获得了 图像，如图丙所示，该图像是一条过原点的直线，则图
像横坐标x代表的是_______（用半径r、角速度 、质量m表示）。
（4）对5条 图线进行比较分析，做 图像，得到一条过坐标原点的直线，则该直线的斜率
为_______（用半径r、角速度 、质量m表示）。
【答案】 ①. ACCA ②. ③.
【解析】（2）[1]根据题意及实验原理可知，本实验所采用的实验探究方法为控制变量法
A．根据胡克定律
可知探究弹簧弹力与形变量之间的关系，采用了控制变量法，故A符合题意；
B．探究两个互成角度 的力的合成规律，即两个分力与合力的作用效果相同，采用的是等效替代的思
想，故B不符合题意；
C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系是通过控制变量法进行研究的，故C符合题意；
D．探究平抛运动的特点，例如两球同时落地，两球在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思想，
故D不符合题意。
故选AC。
（3）[2]对②图线的数据进行分析可以看出，当 增大为原来的2倍时， 增大为原来的4倍，当
增大为原来的3倍时， 增大为原来的9倍 可知， 与 成正比，则图像横坐标x代表的是 。
（4）[3]由（3）中分析可知，在 一定时， 与 成正比， 图像又是一条过坐标原点的直线，
与 成正比，同时也应与 成比，归纳可知， 图像的斜率为 。
12.（9分）某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A．电流表 （内阻 ，满偏电流 ）B．电流表 （内阻约为 ，量程为 ）
C．定值电阻
D．滑动变阻器
E．干电池组
F．一个开关和导线若干
G．螺旋测微器，游标卡尺
（1）如图，用螺旋测微器测金属棒直径为________ ：如图用游标卡尺测金属棒长为________ ．
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“ ”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用
________挡（填“ ”或“ ”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图甲所示，则金
属棒阻值约为________ ．
（3）根据提供的器材，为了尽可能精确测量金属棒的阻值，设计出电路图如图乙所示．若实验测得
电流表 示数为 ，电流表 示数为 ，则金属棒电阻的符号表达式为 ________（用 ， ， ，
表示）
【答案】 6.123##6.122##6.124 10.230 10.0
【详解】（1）[1]金属丝的直径为 （6.122 6.124均正确）；[2] 游标卡尺测金属棒长度为
（2）[3]用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“ ”挡时发现指针偏转角度过大，即偏向0刻度线，
所以示数偏小，要增大示数则要倍率减小换成“ ”的倍率；
[3]电阻读数为
（3）[5]由电路连接及欧姆定律可求出金属棒的电阻为
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. （11分）如图所示，一折射率为 的棱镜的横截面为等腰直角三角形 ， ，
BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边
反射后恰好射向顶点A，光速为c。求M点到A点的距离及M点到A点的光传播的时间。
【答案】 ，
【解析】根据题意，由折射定律和反射定律画出光路图，如图所示
光线垂直于BC方向射入，根据几何关系可知入射角为45°；由于棱镜折射率为 ，根据
有：
则折射角为30°； ，因为 ，所以光在BC面的入射角为根据反射定律可知
根据几何关系可知 ，即 为等腰三角形，由正弦定理有
解得
又因为 与 相似，故有
由题知
联立可得
所以M到A点的距离为
由AB分析可知
由折射定律有
解得
则M点到A点的光传播的时间为
14.（12分）2022北京冬奥会后，冰壶运动成为了广大冰雪爱好者热捧的一个运动项目。下图是一个
冰壶大本营的示意图，内环R=0.61m，中环R=1.22m，外环R=1.83m。某次比赛中，红壶以某一速度和停
1 2 3
在Q点的蓝壶发生正碰之后，质量相等的红、蓝两壶分别停在 M和 N点。设红、蓝壶与冰面间的摩擦因数
相同，则：（1）碰后红壶和蓝壶的速度大小之比；
（2）红壶和蓝壶碰撞过程损失的机械能与碰前瞬间红壶动能之比。
【答案】（1）1：2；（2）4：9
【解析】（1）设红、蓝壶碰撞后瞬间的速度分别为v、v，根据动能定理，有
1 2
依题意
联立以上各式可得
（2）设红壶碰前速度为 ，碰撞前后动量守恒，有mv= mv+ mv
0 1 2
v：v=1：2 可得 v： v=3：1
1 2 0 1
碰撞中损失的能量
碰撞过程损失的机械能与碰前瞬间红壶动能之比
15．（16分）图中AB是绝缘水平面上相距 的两点，AB间存在一个水平向右的匀强电场，场强
大小 。一带电量 ，质量 的绝缘滑块Q静置在A点，滑块Q与水平面的
动摩擦因数 。用长 的轻绳将不带电小球P悬挂在A点正上方的O点，保持绳子绷紧，将P
球拉至与点O等高的水平位置，如图所示。现给P球竖直向下的初速度 ，此后P球下摆与Q发生
弹性正碰。已知P球质量也为m，整个过程没有电荷转移，P、Q体积大小均可忽略不计，轻绳不被拉断。（ ）求：
（1）P与Q第一次碰撞后瞬间，P与Q的速度大小；
（2）P与Q第一次碰撞后，滑块Q离A点的最远距离；
（3）若场强E可变，试讨论在轻绳不松弛的前提下，滑块Q在AB段滑行的路程与电场强度E的关系。
【答案】（1） ， ；（2） ；（3）见解析
【解析】（1）小球P运动至与Q碰撞前，有
解得
P与Q发生弹性碰撞，有
解得 ，
（2）设碰撞后，Q没有滑离AB段，当Q减速至0，有
解得
假设成立，即P与Q第一次碰撞后，滑块Q离A点的最远距离为1.5m。
（3）当P与Q第一次碰撞后，Q恰好能滑到B点，则
解得
当 时，Q从B点离开电场，则Q在AB段滑行的路程为
当 时，Q没有从B离开，因为
则Q返回再次与P相碰。设Q第一次在AB段减速至0的位移为 时，返回与P碰撞后，P恰好能回到O点等高位置，则
设Q回到A点时速度为 ，Q从A开始运动到又回到A点时，有
P与Q再次碰撞，质量相等弹性碰撞，交换速度，则碰后P的速度也为v，此后P运动至圆心等高，有
2
解得
当 时，P超过O点等高位置，因为 ，P无法到达最高点，绳子松懈，不满
足条件。
当 时，因为 ，Q无法停在AB段，最终停在A点，全过程，
对系统，由能量守恒，有
解得
则Q在AB段滑行的路程为
综上：为保证绳子不松懈需满足为： ；当 时，Q在AB段滑行的路程
为 ；当 时，Q在AB段滑行的路程为 。
