文档内容
【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（全国
卷专用）
黄金卷08
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有
一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。单选题每小题3分，多选题
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．如下左图是用于研究光电效应的实验装置，右图是氢原子的能级结构。实验发现
跃迁到 时发出的某种光照射左图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为
零，慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数大于等于 时，电流表读数为零，
下列说法正确的是（ ）
A． 跃迁到 的光电子动能为
B．滑动变阻器触点c向a侧慢慢移动时，电流表读数会增大
C．其他条件不变，一群氢原子处于 能级跃迁发出的光，总共有3种光可以发
生光电效应
D．用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，
根据频率和电压关系可以精确测量普朗克常数
【答案】D
【解析】A． 跃迁到 的光子能量为 ，当电压大于等于 时，溢出
来最大动能的光电子被截止，说明光电子最大初动能为 。根据光电效应方程
可知该材料的逸出功
故A错误；
B．滑动变阻器触点c慢慢向a端移动，增加反向截止电压，电流表读数会减小，甚至
有可能出现电流读数为零，故B错误；C．从 向下跃迁，一共可以发射出 种光，其中 跃迁到 的光子能量
小于逸出功，所以总共5种光可以发生光电效应，故C错误；
D．根据光电效应方程
可知只要记录光子频率、截止电压就能精确测量普朗克常数，故D正确。
故选D。
2．某博物馆举办抓金砖挑战赛，如图为一块质量m=25kg的梭台形金砖，挑战者须戴
博物馆提供的手套，单手抓住金砖的a、b两侧面向上提，保持金砖c面水平朝上，而
且手指不能抠底，在空中保持25s，才是挑战成功。已知金砖a、b两侧面与金砖底面
的夹角均为θ=78.5°，挑战者施加给金砖的单侧握力为F，手套与金砖之间的动摩擦因
数为μ=0.25，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s²。计算时取
sin78.5°≈0.98，cos78.5°≈0.20，若要抓起金砖，力F至少约为（ ）
A．2500N B．2778N
C．1389N D．无论多大的力都无法抓起金砖
【答案】B
【解析】对金块受力分析如图所示
由平衡条件可得
解得
故选B。
3．为缓解宇航员长期在空间站中处于失重状态带来的不适，科学家设想建造一种环形
空间站，如图所示。圆环绕中心匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g，圆环的半
径为r，旋转舱的内径远小于r，宇航员可视为质点，则旋转舱绕其轴线匀速转动的（
）
A．角速度为 B．线速度大小为
C．向心加速度大小为g D．周期应与地球自转的周期相同
【答案】C
【解析】旋转舱中的宇航员做匀速圆周运动，圆环绕中心匀速旋转使宇航员感受到与
地球一样的“重力”是向心力所致，通过受力分析可知提供向心力的是对宇航员的支
持力，则由题意知，宇航员受到和地球表面相同大小的支持力，支持力大小为mg。
由 ，解得：
又因为旋转舱的内径远小于r，故A错误；
B．由 ，解得：
故B错误；
C．由 ，解得：
故C正确；
D．由 ，解得：
由于r与地球半径不一样,故D错误。
所以ABD错误，C正确。
故选C。4．秋天是收获的季节，劳动人民收完稻谷后，有时要把米粒和糠秕分离。如图所示劳
动情景，假设在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止下落的米粒和糠秕落到地面
不同位置，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力做功相同
B．从释放到落地的过程中，米粒的运动时间大于糠秕的运动时间
C．从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力冲量大小相同
D．落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率
【答案】D
【解析】A．米粒和糠秕的区别是质量不同，由于从同一高度h释放，由
可知，米粒和糠秕重力做功不同，故A错误；
B．空气阻力忽略不计，米粒和糠秕在竖直方向都做自由落体运动，由
可知，运动时间相同，故B错；
C．由
可知，重力对米粒冲量大于重力对糠秕冲量，故C错；
D．空气阻力忽略不计，米粒和糠秕在竖直方向都做自由落体运动，由
可知，落地时竖直方向的速度大小相同，而
由于米粒质量大，落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率，故D正确。
故选D。
5．如图所示，某种光盘利用“凹槽”、“平面”记录信息，激光照射到“凹槽”会产
生极小反射光强，下列说法正确的是（ ）A．“凹槽”产生极小光强是由于衍射现象形成
B．“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度相同
C．激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍
D．“凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同
【答案】D
【解析】A．“凹槽”产生极小光强是由于由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠
加后削弱，是干涉现象形成，故A错误；
B．“凹槽”中有透明介质，光的速度小于真空中速度，“凹槽”入射光与“平面”反
射光传播速度相同，故B错误；
C．由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后削弱，考虑到“凹槽”反射光的路程，
“凹槽”深度的2倍应该为激光束半波长的奇数倍，故C错误；
D．“凹槽”反射光与“平面”反射光是同种类型的光，频率相同，故D正确。
故选D。
6．1638年，《两种新科学的对话》著作的出版，奠定了伽利略作为近代力学创始人
的地位，书中讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题。依据伽利略在书中描述
的实验方案，某实验小组设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑的运动特点。
操作步骤如下：
①让滑块从距离挡板 处由静止下滑，同时打开水箱阀门，让水均匀稳定流到量筒中；
②当滑块碰到挡板时关闭阀门；
③记录量筒收集的水量 ；
④改变 ，重复以上操作。
与 的比例关系为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A【解析】滑块在粗糙程度相同的斜面上由静止释放，可知滑块做初速度为零的匀加速
直线运动，则有
即 与 成正比；由于水是匀速稳定的流出，可知收集的水的体积 与 成正比，则有
故选A。
7．保险丝对保护家庭用电安全有着重要作用，如图所示，A是熔断电流为1A的保险
丝，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，交变电压U=220V，保险丝电阻1Ω，
R是用可变电阻。当电路正常工作时，则下列说法正确的是（ ）
A．可变电阻R不能大于54.75Ω
B．可变电阻R越大，其消耗的功率越小
C．通过可变电阻R的电流不能超过0.5A
D．增加原线圈匝数，保险丝可能熔断
【答案】B
【解析】AB．将保险丝电阻看成交变电源内阻，则有可变电阻消耗的功率等于理想变
压器原线圈消耗的功率，设原线圈等效电阻为R，则有
1
联立可得
当电路正常工作时，原线圈电流 ，则
即所以
根据电源输出功率的特点可知可变电阻R越大，输出功率越小，即原线圈消耗的功率
越小，可变电阻消耗的功率越小，故B正确，A错误；
C．设电阻R为r时，原线圈中电流刚好达到熔断电流，即 ，根据
则副线圈的电流
即通过可变电阻R的电流不能超2A；故C错误；
D．当其他条件不变，增加原线圈匝数，根据
可知相当于增加了原线圈的等效电阻，则根据欧姆定律可知原线圈电流减小，保险丝
不会熔断，故D错误；
故选B。
8．复兴号电力动车组是由中国铁路总公司牵头组织研制，具有完全自主知识产权，达
到世界先进水平的电力动车组的统称。图为一列质量为m正在高速行驶的动车，最大
功率为P，假设启动加速有两种方式，一种是以恒定的加速度a启动，另一种是以恒
定的功率P启动，经时间t达到该功率下的最大速度 ，设动车行驶过程所受到的阻
力保持不变，都在平直的轨道上运动，则下列说法正确的是（ ）
A．以恒定的加速度a启动，加速到 所需时间等于
B．以恒定的加速度a启动，加速到 所需时间小于C．动车行驶过程所受到的阻力为
D．以恒定的功率P启动达到最大速度 走过的位移是
【答案】D
【解析】AB．若动车以恒定的加速度a启动，当功率达到最大值P时，速度还没有达
到 ，然后还要做一段功率恒定的加速度减小的加速运动，速度才能达到 ，所以加
速时间应大于 ，所以选项AB错误；
C．当速度达到最大 时，功率
牵引力
动车阻力等于牵引力 ，所以C错误；
D．以恒定的功率P启动，经时间t达到最大速度 ，设位移为x，根据动能定理
得
所以D正确。
故选D。
二、多选题
9．如图所示，一定质量的某种理想气体在状态 时的压强为 。从状态 到状态 ，
该气体从外界吸收的热量为 ，在 图像中图线 反向延长线通过坐标原点 ，
从状态 到状态 温度不变，则（ ）A．气体在状态 的体积为
B．气体在状态 的压强为
C．从状态 到状态 ，气体对外界做功为
D．从状态 到状态 ，气体内能的增加量为
【答案】BD
【解析】A．在 图像中图线 反向延长线通过坐标原点 ，由a到c为等压过程，
有
解得
故A错误；
B．从状态 到状态 温度不变，为等温过程，有
解得
故B正确；
C．从状态 到状态c，气体对外界做功为
故C错误；
D．从状态 到状态 ，由
可知气体内能的增加量为故D正确。
故选BD。
10．如图a所示，下端附有重物的粗细均匀木棒浮在水中，已知水的密度为 ρ ，木棒
的横截面积为 S ，重力加速度大小为 g ，将木棒向下按压一段距离后释放，木棒所
受的浮力 F 随时间周期性变化，如图b所示，下列说法正确的是（ ）
A．木棒做简谐运动，重力充当回复力
B．0~0.25s 内木棒的加速度逐渐减小
C．木棒和重物的重力之和等于
D．木棒所受合外力与偏离初始位置的距离成正比
【答案】BD
【解析】A．木棒做简谐运动的回复力是水的浮力与木棒重力的合力，故A错误；
B．0~0.25s内木棒的浮力减小，则木棒从最低点向平衡位置运动，其所受合外力逐渐
减小，则其加速度逐渐减小，故B正确；
C．根据简谐运动的特点可知，木棒和重物在最高点和最低点的位置加速度大小相等，
故在最低点有：
在最高点有：
联立可得：
故C错误；
D．设向下为正，则在初始位置时，由平衡条件可得
在偏离平衡位置x位置时，木棒所受合外力为：则木棒所受合外力大小与偏离初始位置的距离成正比，且比值为 ，故D正确。
故选BD。
11．如图所示，真空中的正三棱柱 ，在A点固定一个电荷量为 的点电
荷，C点固定一个电荷量为 的点电荷，已知 ，静电力常量为k，选取
无穷远处电势为0。则下列说法正确的是（ ）
A．将一负试探电荷从 点移到 点，其电势能一直增大
B．将一正试探电荷沿直线从B点移到 点，电场力做正功
C． 、 两点的电势差大于 、 两点的电势差
D． 点的电场强度大小为
【答案】AD
【解析】A．根据电荷的分布可知，负试探电荷从 点移到 点，电场力始终做负功，
则其电势能增加，故A正确；
B．因为B点和 点在等量异种电荷的中垂面上，而其中垂面为零等势面，因此电荷
沿直线从B点移到 点，电场力不做功，故B错误；
C． 点和 点关于等量异种电荷的中垂面对称，因此 、 两点的电势差等于 、
两点的电势差，故C错误；
D．根据场强叠加原理，如图所示
可得 场强大小为而
解得
故D正确。
故选AD。
12．如图所示，倾斜光滑金属导轨的倾角为 ，水平导轨粗糙，两平行导轨的间距
均为 。质量为 、电阻为 、长度为 的金属棒 垂直水平导轨放置，两导轨间均
存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小分别为 和 。现把质量为 、
电阻为 、长度也为 的金属棒 垂直倾斜导轨由静止释放，重力加速度为 ，倾斜导
轨无限长，金属棒 始终静止，下列说法中正确的是（ ）
A．金属棒 受到向左的摩擦力
B．金属棒 受到的最大摩擦力一定为
C．金属棒 的最大速度为
D．金属棒 减小的机械能等于金属棒 和金属棒 中产生的总焦耳热
【答案】AD
【解析】A．金属棒b沿导轨下滑时，由楞次定律可知，金属棒a中电流从近端流向远
端导轨，根据左手定则，可知金属棒a所受安培力水平向右，又因为金属棒 始终静
止，所以其所受摩擦力向左，故A正确；
B．当金属棒b下滑速度最大时，对金属棒b分析，有对金属棒a分析，有
可得
由于 和 的关系未知，所以金属棒 受到的最大摩擦力 大小不确定，故B错误；
C．由闭合电路欧姆定律可知
解得
故C错误；
D．由能量守恒定律可知，金属棒 减小的机械能等于金属棒 和金属棒 中产生的总
焦耳热，故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷
二、实验题：本题共2小题，共14分。
13．（6分）某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图如图甲所示，其中D为
铁架台，E为固定在铁架台上的轻质滑轮（质量和摩擦可忽略不计），F为光电门，C
为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计），另外，该实验小组还准备了一套
总质量 的砝码和刻度尺。（1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的距离为h。取出质量
为m的砝码放在A箱子中，剩余砝码全部放在B箱子中，让A从位置O由静止开始下
降，则A下落到F处的过程中，B箱与B箱中砝码的整体机械能是 （填“增
加”、“减少”或“守恒”）的。
（2）测得遮光条通过光电门的时间为 ，根据所测数据计算A下落到F处的速度大
小 ，下落过程中的加速度大小 （用d、 、h表示）。
（3）改变m，测得相应遮光条通过光电门的时间，算出加速度a，得到多组m与a的
数据，作出 图像如图乙所示，可得A的质量 。（取重力加速度
大小 ，计算结果保留三位有效数字）
【答案】 增加 2.17
【解析】（1）[1] A下落到F处的过程中，B箱与B箱中的砝码上升，重力势能增大，
速度增大，动能增大，所以B箱与B箱中砝码的整体机械能是增加的。
（2）[2] A下落到F处的速度大小
[3]下落过程中，由 ，解得下落过程中的加速度大小
（3）[4]把三个物体m、A、B作为一个系统，根据牛顿第二定律
0
解得可知图像的斜率
纵截距
解得
14．（8分）兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻，实验室提供
了以下实验器材：
A．两节干电池组成的电池组
B．电流表A：量程 ，内阻
1
C．电流表A：量程 ，内阻
2
D．定值电阻
E．定值电阻
F．定值电阻
G．滑动变阻器 （ ）
H．导线与开关
（1）实验时设计了如图甲所示电路，需要先将电流表A 改装成量程为3V的电压表，
2
将电流表A 量程扩大为0.5A，另一定值电阻作为保护电阻，则三个定值电阻选择为：
1
a ；b ；c （均填器材前面的字母）。（2）在图示乙器材中按照电路图连接成测量电路 。
（3）电路连接准确无误后，闭合开关K，移动滑动变阻器，得到多组电流表A、A
1 2
的示数，作出了 图像如图丙所示，则电池组电动势E= V；内阻r=
0 0
Ω。（小数点后保留两位）
（4）用本实验电路进行测量，仅从系统误差方面分析，电动势及内阻的测量值均
（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】 F D E
2.91 1.35 等于
【解析】（1）[1]将电流表 改装成 ，则有
即 与定值电阻 串联，故 应选F；
[2]电流表 量程扩大到 ，扩大倍数为
则并联电阻为
故 应选D；
[3]保护电阻 应选E。（2）[4]实物连线如图所示
（3）[5][6]扩大量程后电压表内阻为
电流表内阻为
由闭合电路欧姆定律可得
整理可得
根据 图像可得
，
解得
，
（4）[7]用本实验电路测量，测量电动势和内阻测量值与真实值相等。
三、计算题：本题共4小题，共46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。
15．（7分）如图所示，质量为 小球在竖直平面内做抛体运动，先后经过某虚线上A、B两点时的速度大小分别为 ，方向如图分别与 成
角，已知 ，求：
（1）小球运动过程中的最小速度 ；
（2）重力加速度 。
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）小球受重力在竖直方向，故在水平方向上分速度相等，设虚线 与水
平线的夹角为 ，则有
解得
小球的最小速度也就是水平速度，有
（2）从A到 根据动能定理
解得
16．（9分）如图所示，厚度为 的平行玻璃砖水平固定在空中，玻璃传的下表面离地
面的高度也为 ，一细束单色光斜射到玻璃传上表面的A点，光束与玻璃传表面夹角为 ，光束经玻璃砖两次折射后照射在地面上的光点与A点间的水平距离为 ，
求：
（1）求玻璃砖对该单色光的折射率；
（2）若将光束绕A点在竖直面内沿顺时针转过 ，则此过程照射在地面上的光点移
动的距离。
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）光路如图所示
设光在A点入射角为 ，根据对称性和光路可逆可知，出射光线的折射角也为 ，即
；设光在A点折射角为 ，由几何关系可知
解得
因此，玻璃砖对该单色光的折射率
（2）若将光束绕A点在竖直面内沿顺时针转过 ，则光在A点的入射角 ；同
样，出射角也为 ，设光在A点的折射角为 ，则有解得
设光点到A点的水平距离为 ，由几何关系可知
因此光点移动的距离
17．（14分）如图1 所示，空间存在着垂直纸面（xOy平面）向里的匀强磁场和方向
未知的匀强电场（电场和磁场均未画出）。t=0时，一质量为m、带电荷量为
的粒子从坐标原点O以大小为v 的速度沿y轴正方向开始运动，不计粒子重
0
力。
（1）若匀强磁场的磁感应强度大小为B，带电粒子一直沿y轴运动，求所加匀强电场
0
的电场强度大小；
（2）现将匀强电场和磁场改为如图2、3所示的交变电场和磁场，磁场以垂直纸面向
里为正方向、电场以沿y轴负方向为正方向，图中B 已知， ， ，带
0
电粒子从O 点出发后第2023次经过x轴时的坐标和此过程中粒子运动的总路程。【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）由题意可知，带电粒子做匀速直线运动，则
匀强电场的电场强度大小为
（2）根据
得
0~t内粒子运动半径为
周期为
即粒子逆时针运动半轴与x轴相交。
t~4t内粒子运动半径为周期为
即粒子在3t内运动半轴再次与x轴相交，且速度方向沿y轴正方向。
粒子在电场力作用下，沿y轴正方向做匀减速直线运动，加速度大小为
匀减速至零的时间为
说明在4t~8t内，粒子先沿y轴正方向匀减速运动再反向匀加速运动，与x轴相交后，
沿y轴负方向匀减速运动再反向匀加速运动，与x轴分别第3次和第4次相交。在 8t
时以v 的速度到达x轴向y轴正方向运动，粒子轨迹如图
0
粒子以8t为一个周期重复运动，每个周期内经过x轴4次，则第2023次经过x轴时，
经历506个周期。每个周期内的路程为
此过程中粒子运动的总路程为
18．（16分）如图所示，倾角37°的斜面AB固定在水平地面上，水平BC段长L＝
0.8m，与AB段在B点平滑连接，两段平面与物块动摩擦因数相同 。C点右侧水
平面光滑，质量M＝9kg的 光滑圆弧曲面被锁定在水平面上，曲面左端与C点对齐，
且与地面等高，圆弧半径R＝0.5m。质量m＝1kg的物块从斜面上距地面高h＝0.9m处
由静止释放，在沿圆弧曲面上滑时，设物块和圆心O的连线与竖直方向的夹角为 。重力加速度取10m/s2。求：
（1）物块到达曲面最高点D时，对曲面的压力大小；
（2）如果去掉固定装置，求物块能上升到距地面的最大高度H为多少；
（3）如果曲面固定，写出物块沿斜面上滑时对曲面的压力与夹角 间的关系；
（4）如果曲面固定，调整物块释放时的初始高度h，使物块恰好能到达曲面上的D点，
求沿斜面上滑过程中，当 为多少时，固定装置对曲面的水平作用力最大，最大水平
作用力为多少。
【答案】（1）8N；（2）0.63m；（3） ；（4） ，15N
【解析】（1）对AD过程由动能定理得
代入数据得
物块在D点，由牛顿第二定律得
代入数据得
由牛顿第三定律得，在D点物块对曲面的压力是8N。
（2）对AC过程由动能定理得
代入数据得
物块沿曲面上升过程，物块和曲面组成的系统在水平方向动量守恒，当物块从曲面上
的D点抛出到达最高点时，物块速度水平且和曲面共速，对于物块和曲面组成的系统，在水平方向根据动量守恒定律有
代入数据得
对于物块和曲面组成的系统，由机械能守恒定律可得
代入数据得
H＝0.63m
（3）物块从C点到曲面上P点的过程，由动能定理有
物块在P点，由牛顿第二定律得
代入数据得
（4）物块从P到D过程，由机械能守恒有
物块在P点，由牛顿第二定律得
解得
所以曲面对固定装置水平方向的作用力为
分析可知，当夹角 时，水平方向的作用力最大，最大值为
