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08
（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．“嫦娥五号”返回器将月球土壤成功带回地球。经研究发现月球土壤里富含的氦 是理想的热
核反应原料，即利用一个氘核 和一个氦 发生核反应产生一个质子和一个新核X，并释放能量。关
于氦 与氘核的反应，下列说法正确的是（ ）
A．新核X是
B．是核裂变反应
C．生成物的总质量不变
D．生成物的总质量数减少
【答案】A
【详解】AB．核反应方程为
则新核X是 ，该反应是核聚变反应，选项A正确，B错误；
CD．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，生成物的总质量数不变，但是反应放出核能，则有质量亏损，
选项CD错误。
故选A。
2．如图所示，水下光源S向水面某处A点发射一束光线，出射光线分成a、b两束单色光。下列说法正确
的是（ ）
A．这是光的干涉现象B．a光频率比b光频率小
C．在真空中，a光的传播速度比b光的传播速度大
D．若保持光源位置不变，增大入射角，则从水面上方观察，a光先消失
【答案】B
【详解】A．这是复色光分解成单色光的现象，是折射形成的光的色散，A错误；
B．光线发生折射时，偏折角越大折射率越大，频率越高，波长越短，所以a光频率比b光频率小，B正确；
C．光在真空中速度相同，C错误；
D．根据
b光折射率大，临界角小，b光先发生全反射，最先消失，D错误。
故选B。
3．嫦娥五号探测器（以下简称探测器）经过约112小时奔月飞行，在距月面约400km环月圆形轨道成功
实施3000N发动机点火，约17分钟后，发动机正常关机。根据实时遥测数据监视判断，嫦娥五号探测器
近月制动正常，从近圆形轨道Ⅰ变为近月点高度约200km的椭圆轨道Ⅱ，如图所示。已知月球的直径约为
地球的 ，质量约为地球的 ，请通过估算判断以下说法正确的是（ ）
A．月球表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为4∶81
B．月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为2∶9
C．“嫦娥五号”进入环月椭圆轨道Ⅱ后关闭发动机，探测器从Q点运行到P点过程中机械能增加
D．关闭发动机后的“嫦娥五号”不论在轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ运行，“嫦娥五号”探测器在Q点的速度大小
都相同
【答案】B
【详解】A．月球的表面上的物体受到的万有引力近似等于重力，有可得
月球表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为
故A错误；
B．物体绕星体表面做匀速圆周运动的速度为第一宇宙速度，有
=
可得第一宇宙速度为
v=
则月球与地球的第一宇宙速度之比为
故B正确；
C．“嫦娥五号”进入环月椭圆轨道Ⅱ后关闭发动机，探测器从Q点运行到P点过程中只有引力做功，机
械能守恒，故C错误；
D．从轨道I进入轨道II在Q点需要减速，则沿轨道I运动至Q点时的速度大于沿轨道II运动至Q点时的
速度，故D错误。
故选B。
4．如图所示为一理想变压器，原线圈接在输出电压为u的交流电源两端。电路中 。为定值电阻，测量
电表均为理想电表，导线电阻不计。现使滑动变阻器 R的滑动触头P向上滑动，则下列说法正确的是（
）A．电压表 的示数变大
B．电流表A的示数变大
C．定值电阻 消耗的电功率变大
D．电压表 与电流表A示数的比值不变
【答案】A
【详解】A．输入电压不变，原副线圈匝数比不变，输出电压由输入电压决定，负线圈电压U 不变，滑片
2
向上滑动，电阻R变大，滑动变阻器两端电压变大，V 示数变大，A正确；
2
B．副线圈电路中总电阻电大，电流减小，原副线圈匝数比不变，原线圈电流也减小，B错误；
C．副线圈电流变小，定值电阻R 上消耗的功率变小，C错误；
0
D．输入电压不变，输入电流随输出电流变化而变化，所以电压表V 与A的示数比值变化，D错误；
1
故选A。
5．中国“天眼”（如图）500m口径球面射电望远镜（简称FAST）是当今世界最大、最灵敏的单口径射
电望远镜，可以在无线电波段搜索来自百亿光年之外的微弱信号。截至2023年3月3日，FAST已发现超
过740余颗新脉冲星。馈源支撑系统是FAST的重要组成之一。如图所示，质量为 的馈源舱用对
称的“六索六塔”装置悬吊在球面镜正上方，相邻塔顶的水平距离300m，每根连接塔顶和馈源舱的绳索
长600m。重力加速度为g取 ，不计绳索重力。下列说法正确的是（ ）A．无线电波属于机械波
B．光年是天文研究中常用的时间单位
C．每根绳索承受的拉力约为
D．若同样缩短每根绳索长度，则每根绳索承受的拉力变小
【答案】C
【详解】A．无线电波属于电磁波，A错误；
B．光年是光在一年内的路程，是天文研究中常用的长度单位，B错误；
C．将各塔顶连接起来，得到正六边形，由几何关系可得馈源舱到塔顶的水平距离等于相邻塔顶的水平距
离为300m，则可知每根绳索与竖直方向的夹角为 ，由平衡条件可得
解得
C正确；
D．若同样缩短每根绳索长度，每根绳索与竖直方向的夹角变大，根据 可知每根绳索承受的
拉力变大，D错误。
故选C。
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)
6．19．（2021·北京通州·一模）一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图甲所示，P是介质中的一个质点，
图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）A．该波的振幅为8cm
B．该波沿x轴负方向传播
C．经过1s时间，质点P的路程为8cm
D．t=2s时，质点P的动能最小
【答案】BC
【详解】A．由图可知该波的振幅为4cm，故A错误；
B．由图乙可知从 开始，质点P向上振动，则由图甲可知波沿x轴负方向传播，故B正确；
C．由图乙可知，经过1s时间，质点P的路程为8cm，故C正确；
D．由图乙可知，t=2s时，质点P回到了平衡位置，此时质点的速度最大，动能最大，故D错误。
故选BC。
7．伽利略设计的一种测温装置如图所示，细玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻
璃泡中封闭有一定质量的理想气体。实验时，外界大玻璃泡大气压强保持不变，若观察到玻璃管中的水柱
上升，下列判断正确的是（ ）
A．外界大气的温度降低
B．外界大气的温度升高
C．玻璃泡内气体的压强减小
D．玻璃泡内气体的压强不变
【答案】AC
【详解】设玻璃泡中气体压强为p，外界大气压强为 ，则有且玻璃泡中气体与外界大气温度相同，液柱上升，气体体积V减小，由理想气体的状态方程
可知，V减小，气泡内压强减小，则T减小，即外界大气的温度降低，BD 错误，AC 正确。
故选AC 。
8．当温度从低到高变化时，通常物质会经历固体、液体和气体三种状态，当温度进一步升高，气体中的
原子、分子将出现电离，形成电子、离子组成的体系，这种由大量带电粒子（有时还有中性粒子）组成的
体系便是等离子体。等离子体在宏观上具有强烈保持电中性的趋势，如果由于某种原因引起局部的电荷分
离，就会产生等离子体振荡现象。其原理如图，考虑原来宏观电中性的、厚度为 l的等离子体薄层，其中
电子受到扰动整体向上移动一小段距离（x l），这样在上、下表面就可分别形成厚度均为x的负、正电
薄层，从而在中间宏观电中性区域形成匀强电场E，其方向已在图中示出。设电子电量为-e（e>0）、质量
为m、数密度（即单位体积内的电子数目）为n，等离子体上下底面积为S。电荷运动及电场变化所激发的
磁场及磁相互作用均可忽略不计。（平行板电容器公式 ，其中 为真空介电常量，s为电容器极
板面积，d为极板间距）结合以上材料，下列说法正确的是（ ）
A．上表面电荷宏观电量为
B．上表面电荷宏观电量为
C．该匀强电场的大小为
D．该匀强电场的大小为【答案】AD
【详解】AB．由于单位体积内的电子数目为 ，上表面负电薄层的体积为
所以电荷宏观电量为
故A正确、B错误；
CD．根据题意可知平行板电容器公式
其中
解得
该匀强电场的大小为
故C错误，D正确；
故选AD。
第 II 卷（非选择题）
三、实验题(共2个题，共12分)
9．某同学为测定电源的电动势E和内阻r，从实验室找来电键、定值电阻R、电流表（内阻不计）、一根
0
均匀电阻丝（配有可在电阻丝上移动的金属夹）和导线若干。因缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，他找
到了一个绝缘的圆形时钟表盘。他将电阻丝绕在表盘上，用改变圆心角 （以rad为单位）的方法改变接
入电路中的电阻丝长度。实验方案如下：先将器材连成如图（1），后将金属夹从b端开始不断改变位置，
闭合电键后记录每次从a到金属夹位置所对应的圆心角 和电流表示数I，最后将数据描在坐标纸上、绘得
如图（2）所示图线，已知a、b间单位角度对应电阻丝的阻值为r，则图（2）对应的 的函数关系为
0
__________（用R、r、E、r、 表示）；若已知r=3 /rad，R=2 ，则由（2）图可求得电源内阻
0 0 0 0
r=___________ 。【答案】 4
【详解】[1]依题意，根据闭合电路欧姆定律可得
变换可得
[2]由图（2）知图线的斜率
纵截距
代入r=3 /rad，R=2 ，可求得电源内阻
0 0
10．某学习小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒
(1)下列实验器材中，不必要的是_____________ ；A．刻度尺 B．交流电源 C．秒表 D．配套砝码的天平秤
(2)实验中，小白先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点
A、B、C，测得它们到起始点0的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g。打点计时器打点的
周期为T。设重物的质量为m。从打0点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔE=__________动能
p
增加量ΔE=_________；
k
(3)小白同学通过比较得到，在误差允许范围内ΔE 与ΔE 近似相等他又在纸带选取多个计数点。测量它们
p k
到起始点0的距离；计算出各计数点对应的速度v，画出v2—h图像，则该图像斜率的物理意义是
_________；
(4)小白同学又从纸带上读出计数点B到起始点O的时间t，根据v=gt，计算出动能的变化ΔE＇，则ΔE
k k
＇、ΔE、ΔE 的大小关系是__________。
p k
A．ΔE>ΔE>ΔE＇
p k k
B．ΔE>ΔE＇>ΔE
p k k
C．ΔE>ΔE>ΔE＇
k p k
D．ΔE＇>ΔE>ΔE
k p k
【答案】 (1) CD (2) mghB (3) 2g (4) D
【详解】(1) [1]因为打点计时器有计时功能，所以不需要秒表，故选C；因为研究物体变化的势能与变化
的动能，等式关系物体质量可以约掉，无影响，故不要天平秤。
(2)[2]根据重物的重力势能减少量即为重力做的功 ；
[3]B点速度为
根据动能公式
(3)[4]根据动能定理
得 ，所以图像斜率的物理意义是2g。(4)[5]根据
可以看出，影响ΔE＇的只有时间t，时间是通过打点计时器打的点输出来的，相对准确，所以ΔE＇的计
k k
算最准确，误差最小。ΔE 是根据下落的高度计算出来的，由于受到阻力等影响，实际下落高度会略小于
p
ΔE＇中对应的下落高度。根据
k
可知，影响ΔE 有h 和h 两个数据，所以导致误差比ΔE 更大，从而ΔE>ΔE，所以综上得到ΔE＇
k 3 2 p p k k
>ΔE>ΔE，故ABC错误，D正确。
p k
故选D。
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．在竖直平面内，某一游戏轨道由直轨道AB和弯曲的细管道BCD平滑连接组成，如图所示。小滑块以
某一初速度从A点滑上倾角为θ=37°的直轨道AB，到达B点的速度大小为2m/s，然后进入细管道BCD，
从细管道出口D点水平飞出，落到水平面上的G点。已知B点的高度h=1.2m，D点的高度h=0.8m，小滑
1 2
块落到G点时速度大小为5m/s，空气阻力不计，滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ=0.25，sin37°=0.6，
cos37°=0.8。
（1）求小滑块在轨道AB上的加速度和在A点的初速度；
（2）求小滑块从D点飞出的速度；
（3）判断细管道BCD的内壁是否光滑。
【答案】（1）8m/s2，方向沿斜面向下，6m/s；（2）3m/s；（3）不光滑
【详解】（1）设小滑块在轨道AB上的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
解得
a=8m/s2
方向沿斜面向下。
对滑块从A到B的运动过程，根据运动学规律有解得
（2）小滑块从D到G过程中只有重力做功，以水平面为零势能面，根据机械能守恒定律有
解得
vD＝3m/s
（3）滑块在B、D两处的机械能分别为
所以滑块从B到D存在机械能损失，而细管道对滑块的弹力始终与速度方向垂直，所以不做功，则这个过
程中除了重力之外，还有摩擦力对滑块做功，因此细管道BCD不光滑。
12．如图甲，在竖直平面内平行放置了两根完全相同的金属导轨，间距为L=0.2m。其中ab 段和ab 段是
1 1 2 2
竖直放置的足够长的光滑直轨道；bc 和bc 段是半径为R=0.25m的光滑圆弧轨道，圆心角为127°，圆心
1 1 2 2
O 和O 与b、b 在同一高度；cd 和cd 段是粗糙的倾斜直轨道，与水平面成37°角放置，轨道长度足够长。
1 2 1 2 1 1 2 2
图乙是其正面视图。aa 之间连接一阻值为R=0.5Ω的电阻。现有一质量为m=0.1kg，电阻为r=0.5Ω的金
1 2 0
属棒通过两端的小环套在两根轨道上，棒与轨道的cd、cd 段之间的动摩擦因数为μ=0.25.棒从倾斜轨道
1 1 2 2
上离cc 距离s=2m处静止释放，在棒到达bb 瞬间，在竖直轨道区域内出现水平向右的匀强磁场，磁感应
1 2 1 2
强度为B=0.5T，运动中棒始终与导轨垂直。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
（1）求棒在倾斜轨道上运动的时间t；
1
（2）求棒到达bb 处时R 的电功率P；
1 2 0 0
（3）请分析说明棒在磁场区域运动的情况；
（4）若棒刚越过bb 处时的速度设为v，在磁场内运动的时间设为t，求棒刚离开磁场区域时的速度v
1 2 1 2 2【答案】（1）1s；（2）0.06W；（3）见解析；（4）
【详解】（1）金属棒在倾斜轨道上受到重力，轨道对它的支持力和摩擦力，由牛顿第二定律可得
可得
由
可得
（2）金属棒到达cc 时的速度
1 2
在光滑轨道上运动过程中只有重力做功，金属棒机械能守恒，以cc 所在水平面为零势能面，有
1 2
进入磁场时的速度
进入磁场时产生的感应电动势
由闭合回路欧姆定律所以
（3）向上进入磁场后，向上做加速度减小的减速运动，速度为零时到达最高点；然后向下做加速度减小
的加速运动，直至出磁场。
（4）向上进入磁场后，金属棒受到安培力和重力作用做减速运动，速度为v时对应的加速度大小a为
取极短时间Δt，该时间内速度的变化量大小
所以上升过程
可得
其中H为金属棒在磁场中上升的总高度，t 为上升的总时间。
上
在磁场中向下运动时，金属棒受到安培力和重力作用做加速运动，速度为v′时对应的加速度大小a′为
取极短时间Δt，该时间内速度的变化量大小
同理下降过程可得
其中H为金属棒在磁场中下降的总高度，t 为下降的总时间，代入可得
下
13.如图所示是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置中的“偏转系统”原理图。由正离子和中性粒
子组成的多样性粒子束通过两极板间电场后进入偏转磁场。其中的中性粒子沿原方向运动，被接收板接收；
一部分离子打到左极板，其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为L，各
组成粒子均横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为 。已知离子的比荷为
k，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L并紧靠负极板。若离子和中性粒子的
重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则
（1）要使 的离子能沿直线通过两极板间电场，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场 ，求
的大小；
（2）调整极板间磁场 ，使 的离子沿直线通过极板后进入偏转磁场。若 且上述离
子全部能被吞噬板吞噬，求偏转磁场的最小面积和吞噬板的发光长度 ；
（3）若撤去极板间磁场 且偏转磁场边界足够大，离子速度为 、 且各有n个，能进
入磁场的离子全部能被吞噬板吞噬，求 的取值范围及吞噬板上收集的离子个数。【答案】（1） ；（2） ， ；（3） ，
【详解】（1）根据受力平衡
得
（2）洛伦兹力提供向心力上述离子全部能被吞噬板吞噬，分析可知偏转磁场为最小面积矩形时，紧贴负极板射入磁场的粒子射出磁
场时，沿直线运动能恰打在吞噬板的最左端。设该轨迹圆心到磁场左边界的距离为a，由相似三角形的几
何关系得
解得
磁场 的最小面积
发光长度
（3）电场中偏转距离
代入数据得
能进入磁场区域收集的离子个数为进入磁场离子圆周运动半径
在磁场中偏转距离
离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、 ，
设离子恰好打到吞噬板两端，由几何关系得
则
同理 离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、
，设离子恰好打到吞噬板两端，由几何关系得
则
故
