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【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01
（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
一、单项选择题（本题包含8 小题，每小题4 分，共32 分。在每小题给出的四个选项中，只
有一项是符合题目要求的）
1．越来越多
人喜欢挑战极限，如图是两位“勇士”参与溜索活动，两倾斜的钢丝拉索分别套有M、N
两个滑轮（滑轮与绳之间有可调节的制动片），两滑轮上用安全带系着两位“勇士”，当他们都沿拉索向
下滑动时，M 上的带子与索垂直， N 上的带子始终竖直向下，则以下判断正确的是（ ）
A. M 情况中，滑轮与索之间有摩擦力
B. N 情况中，滑轮与索之间无摩擦力
C. M 情况中“勇士”做匀速直线运动
D. N 情况中“勇士”做匀速运直线动
【答案】D
【解析】AC．滑轮M 对应的安全带的弹力方向倾斜，对“勇士”受力分析，如图
则加速度大小为
滑轮M 做匀加速运动，对整体分析，有
得
1
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M 情况中，滑轮与索之间没有摩擦力，故AC 错误；
BD．滑轮N 对应的安全带的弹力为竖直方向，可知N 情况中“勇士”合力为零，做匀速直线运动，则滑
轮N 受到沿钢索向上的摩擦力，故B 错误，D 正确。
故选D。
2．“玉兔二号”月球车携带具有放射性的同位素钚
，
不断衰变，释放能量为设备供热，衰变
方程为
，半衰期为88 年。则（ ）
A.
的比结合能比
的比结合能小
B. 若环境温度升高，则
衰变得更快
C. 该衰变为β 衰变
D. 若有100 个
，则经过88 年，一定还剩下50 个
【答案】A
【解析】A．核反应向着比结合能大的方向发生，所以
的比结合能比
的比结合能小，A 正确；
B．放射性元素的半衰期是元素本身的属性，与环境温度无关，B 错误；
C．根据电荷数和质量数守恒，可得该衰变方程为
X 为
，该衰变为α 衰变，C 错误；
D．半衰期为统计规律，对少量核子来说不成立，D 错误。
故选A。
3．如图甲所示是某发电机的示意图。使线圈a 沿轴线做简谐运动，线圈a 中产生的感应电动势随时间变化
的关系如图乙所示。线圈a 连接原、副线圈匝数比为1：10 的理想变压器，其输出端接充电设备。线圈a
及导线的电阻不计。则（ ）
2
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A. 变压器输出电流的频率为10Hz
B. 充电设备两端的电压有效值为5V
C. 其他条件不变，对不同规格的充电设备充电，变压器输入功率可能不同
D. 其他条件不变，仅增大线圈a 简谐运动的频率，充电设备两端的电压最大值不变
【答案】C
【解析】A．根据图像可知线圈产生的交流电的周期为0.2s，所以交流电的频率为
变压器不能改变交流电的频率，所以变压器输出电流的频率为5Hz，A 错误；
B．根据图像可知线圈产生的交流电的最大值为0.5V，有效值为
根据原副线圈匝数与电压的关系，可得充电设备两端的电压有效值为
B 错误；
C．变压器的输出功率由副线圈决定，所以在其他条件不变，对不同规格的充电设备充电，变压器输入功
3
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率可能不同，C 正确；
D．线圈产生的最大电压为
其他条件不变，仅增大线圈a 简谐运动的频率，线圈产生的最大电压变大，所以充电设备两端的电压最大
值变大，D 错误。
故选C。
4．如图，O 为抛物线OM 的顶点，A、B 为抛物线上两点，O 点的切线水平。从A、B 两点分别以初速度
v1，v2水平抛出两质量相等的小球，同时击中O 点，不计空气阻力，则两球（ ）
A. 必须同时抛出
B. 击中O 点时重力的瞬时功率相等
C. 初速度v1与v2相等
D. 击中O 点时速度大小相等
【答案】C
【解析】AC．已知O 为抛物线OM 顶点，则以O 为原点建立xOy 直角坐标系，如图
则设OM 为
则两平抛运动在竖直方向为自由落体运动，有
4
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联立解得
所以在A 点的小球要先抛出才能使两小球同时击中O 点。又由平抛在水平方向为匀速直线运动，有
联立可得
整理可得
故A 错误，C 正确；
D．因
，但竖直方向有
故两分速度合成后可知击中O 点
速度不同，故D 错误；
B．两球在O 点重力瞬时功率为
即击中O 点时重力的瞬时功率不相等，故B 错误。
故选C。
5．拉格朗日点指的是在太空中类似于“地一月”或“日一地”的天体系统中的某些特殊位置，在该位置
处的第三个相对小得多（质量可忽略不计）的物体靠两个天体的引力的矢量和提供其转动所需要的向心力，
进而使得该物体与该天体系统处于相对静止状态，即具有相同的角速度。如图所示是地一月天体系统，在
月球外侧的地月连线上存在一个拉格朗日点，发射一颗质量为m 的人造卫星至该点跟着月球一起转动，距
离月球的距离为s。已知地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，地月球心之间的距离为r，月球的公
转周期为T，则由以上数据可以算出（ ）
5
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A. 地球的密度为
B. 在拉格朗日点的卫星的线速度比月球的线速度小
C. 在拉格朗日点的卫星的向心加速度比月球的向心加速度小
D. 月球对该卫星的引力为
【答案】D
【解析】A．因位于拉格朗日点的卫星与月球具有相同的角速度，由
，
解得地球的密度
故A 错误；
BC．因为于拉格日点的卫星与月球具有相同的角速度，由
，
知位于拉格朗日点的卫星的线速度和向心加速度均比月球的大，故BC 错误；
D．位于拉格朗日点的卫星的向心力由地球和月球共同提供，故有
解得
6
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故D 正确。
故选D。
6．如图所示为某种材料制成的半圆环截面图，圆环内半径r1=r0，外半径
，光屏的半径r3=2r0。
位于半圆环内侧的点光源P 向上方发出某种单色光，已知材料对单色光的折射率n=2。不考虑反射光，下
列说法正确的是（ ）
A. 光发生全反射的临界角为60°
B. 环外侧有光射出的弧长为
C. 光屏上有光射到
弧长为
D. 增大折射率n，则屏上有光的弧长将增大
【答案】C
【解析】A．根据临界角与折射率的关系有
解得
故A 错误；
B．设从P 点发出的光线恰好在A 点发生全发射，即∠OAP=C=30°，如图所示
7
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在三角形AOP 中，根据正弦定理，有
解得
所以
所以环外侧有光射出的弧长所对应的圆心角为
所以环外侧有光射出的弧长为
故B 错误；
C．
直角三角形AOB 中，有
所以
所以光屏上有光射到的弧长所对应的圆心角为
所以光屏上有光射出的弧长为
故C 正确；
D．根据以上分析，增大折射率n，则全反射的临界角减小，从而屏上有光的弧长所对圆心角减小，弧长
减小，故D 错误。
故选C。
7．如图所示，平行板电容器与电源连接，下极板
接地，开关
闭合，一带电油滴在电容器中的
点处于
静止状态。下列说法正确的是（ ）
8
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A. 保持开关闭合，
板竖直上移一小段距离，电容器的电容增大
B. 保持开关闭合，
板竖直上移一小段距离，
点的电势将升高
C. 保持开关闭合，
板竖直上移一小段距离过程中，电流计中电流方向向右
D. 开关
先闭合后断开，
板竖直上移一小段距离，带电油滴向下运动
【答案】B
【解析】A．保持开关闭合，则电压恒定不变，A 板竖直上移一小段距离，根据电容的决定式
，
可知电容C 减小，故A 错误。
B．根据
，可知电场强度减小，根据U=Ed 可知，P 点与下极板的距离不变，但E 减小，故P 点与
下极板的电势差减小，下极板带正电，故P 点的电势升高，故B 正确。
C．根据Q=CU 可知，电容减小，电荷量减小，电容器放电，电流计中电流方向向左，故C 错误。
D．开关S 先闭合后断开，则电荷量Q 不变，A 板竖直上移一小段距离，电场强度
恒定不变，故带电油滴静止不动，故D 错误。
故选B。
8．一个质量为100 g 的空心小球，从地面以
的速度竖直向上弹射出去，在空中受到的空气阻力大小
与速度
成正比（即
），它在空中运动的
图像如图所示，2s 后的图线是平行于横轴的直线。
取
，下列说法正确的是（ ）
9
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A. 小球拋出瞬间的加速度大小为
B. 小球上升过程中空气阻力的冲量大小为
C. 空气的阻力系数
D. 小球从抛出到落地瞬间克服空气阻力做的功为
【答案】C
【解析】C．2s 后的图线是平行于横轴的直线，则有
解得空气的阻力系数
选项C 正确；
A．根据牛顿第二定律可知小球拋出瞬间的加速度大小
选项A 错误；
B．小球上升过程中根据动量定理有
解得空气阻力的冲量大小为
选项B 错误；
D．小球从抛出到落地瞬间根据动能定理有
10
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选项D 错误。
故选C。
二、多项选择题（本题包含4 小题,每小题4 分,共16 分。在每小题给出的四个选项中，至少
有两个选项正确。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）
9．如图所示，同一平面内有两根互相垂直且彼此绝缘的长直导线、
，两导线交于
点并通有相同大小、
方向如图中所示的电流。四边形
为正方形，其中心与两导线的交点
重合。已知
点的磁感应强度
大小为
，下列说法正确的是（ ）
A.
点的磁感应强度大小为
，方向垂直纸面向外
B.
点的磁感应强度大小为
，方向垂直纸面向外
C. 若撤去直导线，
点的磁感应强度大小为
D. 若撤去直导线
，
点与
点的磁感应强度不同
【答案】CD
【解析】根据题意可知，a 点到直导线1 和直导线2 的距离相等，两导线在a 点产生的磁感应强度大小相等，
方向均垂直纸面向外，由于
点的磁感应强度大小为
，则每条导线在
、
、
、
点产生的磁感应强
度均为
A．
点到直导线1 和直导线2 的距离相等，两导线在
点产生的磁感应强度大小相等，根据安培定则可知，
11
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两导线在
点产生的磁感应强度方向相反，故
点的磁感应强度大小为零，故A 错误。
B．c 点到直导线1 和直导线2 的距离相等，两导线在c 点产生的磁感应强度大小相等，方向均垂直纸面向
里，故c 点的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，故B 错误。
C．由上述分析可知，若撤去直导线，导线2 在
点的磁感应强度大小为
，故C 正确；
D．根据安培定则可知，直导线1 在c 点与a 点产生的磁感应强度方向相反，故D 正确。
故选CD。
10．.一列沿x 轴正方向传播的简谐波，在
时刻的波形图如图所示，波恰好传播到质点Q 处，
时质点
第一次达到彼谷。则（ ）
A. 这列波的频率为2.5Hz
B. 质点
的起振方向沿
轴正方向
C.
时，质点
处在平衡位置且振动方向沿
轴正方向
D. 从
时刻到质点R 第一次到达波峰时，质点Q 通过的路程为
【答案】AD
【解析】AB．根据题意，由图可知，该波的波长为
，在
时刻
点的振动方向沿
轴负方向，即
波源的起振方向为沿
轴负方向，则点
的起振方向沿
轴负方向，
时质点
第一次达到彼谷，
即
处质点的振动形式传播到
，则有
解得
12
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则这列波的频率为
A 正确，B 错误；
C．由图可知，
时刻，质点
在平衡位置，且沿
轴负方向振动，经过时间
即质点
振动了3 个周期，则
时，质点
处在平衡位置且振动方向沿
轴负方向，故C 错误；
D．质点
第一次达到波峰，则
处质点的振动情况传到
处，所用时间为
由于
从平衡位置开始振动，则质点Q 通过的路程为
故D 正确。
故选AD。
11．如图，光滑平行导轨MN 和PQ 固定在同一水平面内，两导轨间距为L，MP 间接有阻值为
的定值电
阻。两导轨间有一边长为
的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，
ad 平行MN。一粗细均匀、质量为m 的金属杆与导轨接触良好并静止于ab 处，金属杆接入两导轨间的电
阻为R。现用一恒力F 平行MN 向右拉杆，已知杆出磁场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽
略空气阻力，则（ ）
13
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A. 金属杆匀速运动时的速率为
B. 出磁场时，dc 间金属杆两端
电势差
C. 从b 到c 的过程中，金属杆产生的电热为
D. 从b 到c 的过程中，通过定值电阻的电荷量为
【答案】BD
【解析】A．设流过金属杆中的电流为
，由平衡条件得
解得
根据欧姆定律有
所以金属杆匀速运动的速度为
故A 错误；
B．由法拉第电磁感应定律得，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为
所以金属杆在出磁场时，dc 间金属杆两端的电势差为
故B 正确；
14
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C．设整个过程电路中产生的总电热为
，根据能量守恒定律得
代入
可得
所以金属杆上产生的热量为
故C 错误；
D．根据电荷量的计算公式可得全电路的电荷量为
故D 正确。
故选BD。
12．如图所示，a、b、c、d 四个质量均为m 的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c 三个完全
相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O 点做半径为R 的匀速圆周运动，三小球所在位置恰
好将圆周等分。小球d 位于O 点正上方h 处，且在外力F 作用下恰好处于静止状态，已知a、b、c 三小球
的电荷量均为q，d 球的电荷量为
，
，重力加速度为g，静电力常量为k，则下列说法正确
的是（ ）
A. 小球d 一定带负电
B. 小球b 的周期为
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C. 外力F 大小等于
D. 小球c 的加速度大小为
【答案】BCD
【解析】A．由题意，已知a、b、c 三小球的电荷量均为q，三小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O
点做匀速圆周运动，可知d 小球与a、b、c 三小球是异性电荷，由于a、b、c 三小球的电性未知，所以小
球d 不一定带负电，A 错误；
BD．设db 的连线与水平方向的夹角为α，则有
可得
α=60°
对b 小球，由库仑定律和牛顿第二定律可得
解得
由于a、b、c 三小球的加速度大小相等，因此小球c 的加速度大小为
，BD 正确；
C．对d 小球，由平衡条件可得外力F 大小为
C 正确。
故选BCD。
16
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三、填空、实验探究题（本题包含2 个小题，共16 分。请按题目要求作答，并将答案填写在
答题纸上对应位置。）
13．（8 分）某同学用图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系．
（1）为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，本实验中小车质量M ________（填
“需要”
“
、不需要”）远大于砂和砂桶的总质量m．
（2）图乙为实验得到的一条清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G 是纸带上7 个连续的点，
sAD=_________cm．已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D 点时纸带的速度 v =_________m/s（保留
两位有效数字）．
（3）该同学画出小车动能变化与拉力对小车所做的功的ΔEk—W 关系图像，由于实验前遗漏了平衡摩擦力
这一关键步骤，他得到的实验图线（实线）应该是____________．
【答案】 ①. 需要 ②. 2.10
.
③0.50
.
④D
【解析】(1) 为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，则绳中拉力要等于砂和砂桶
的总重力，即小车质量M 需要远大于砂和砂桶的总质量m．
(2)由图得
打点计时器在打D 点时纸带的速度
17
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(3)理论线
，由于实验前遗漏了平衡摩擦力，则
令
，则
即
即
由于
，则
则图像中图线的斜率小于理论曲线（
）的斜率，故选D。
14．（8 分）某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻，该电池的电动势E 约为9V、内
阻r 约为2Ω，允许流过的最大电流为0.9A。现有量程为0~2.5V、内阻为2kΩ 的电压表Vl，电阻箱R1、R2
和定值电阻R0=10Ω，开关S，导线若干。请回答下列问题：
（1）将电压表Vl 和电阻箱R1 改装成量程为0~10V 的新电压表V2，电阻箱R1 的阻值应该调节为
______kΩ。
（2）该小组将改装好的新电压表V2（虚线框内）正确接在A、C 之间，如图甲所示。请根据图甲中的电路
18
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图用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接成完整电路________。
（3）正确连接电路后，闭合开关S，调节电阻箱R2，测出多组R2的阻值和原电压表Vl的示数U1，根据实
验数据，用描点法绘出
图像，如图丙所示。依据图像，可得电源的电动势E=______V，内阻
r=______Ω（结果均保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 6 或者6.0
.
②
.
③10
.
④2.5
【解析】（1）[1]根据电压表改装原理有
解得
（2）[2]实物图连接如图所示
（3）[3][4]根据电路图可知R2两端的电压为
则干路中的电流为
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根据闭合电路欧姆定律有
将电流I 代入得
变形得
对比乙图可得
，
联立解得
，
四、计算题（本题包含3 小题，共36 分。解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式
和重要步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单
位。请将解答过程书写在答卷纸相应位置。）
15．（10 分）某种供水工作原理如图所示。由水泵将水压入罐体，当罐内气体压强增加到
时，水泵停
止抽水。供水时罐内水位下降，罐内气体压强减小到
时，水泵重新启动，可如此反复供水。罐容积
为
，第一次注水前罐内气体压强等于外界大气压强
，此时罐内气体体积与罐容积相等，注水、供水
过程中罐内气体总质量不变，罐内气体可视为理想气体，忽略温度变化。求：
（1）水泵停止注水时罐内气体的体积
；
（2）当水的体积达到罐容积的40%，则此时罐内气体压强
。
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【答案】（1）
；（2）
【解析】（1）对罐内所封气体，根据玻意耳定律可知
（3 分）
解得
（1 分）
（2）当水的体积达到罐容积的40%，则此时罐内气体的体积为
（2 分）
根据玻意耳定律可知
（3 分）
压强
（1 分）
16．（12 分）如图所示，在xOy 平面内，以O'(O， R)为圆心、R 为半径的圆内有垂直于平面向外的匀强
磁场，x 轴下方有足够大的垂直于平面向里的匀强磁场，两区域磁感应强度大小相等．在O"(
R，-R)处，
放置一半径R´=
的半圆弧形接收器EHF，EO"F 与y 轴平行，在圆形磁场的左侧0<y<2R 的区间内均匀分
布着质量为m、电荷量为+q 的一簇带电粒子，当所有粒子均沿x 轴正方向以速度v 射入圆形磁场区域时，
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粒子偏转后都从O 点进入x 轴下方磁场，不计粒子重力、不考虑粒子间相互作用力，粒子离开磁场后不再
回到磁场．求：
（1）磁场的磁感应强度B 的大小；
（2）［-R，（
+1）R］处的粒子经磁场偏转后能否被接收器接收；
（3）打到接收器上的粒子占粒子总数的百分比．
【答案】（1）B=
；（2）不能；（3）50
【解析】（1）粒子在上方磁场中的半径r=R 时，粒子偏转后都从O 点进入，由洛伦茨力充当向心力
qvB=m
（2 分）
解得磁场的磁感应强度B 的大小为B=
．（1 分）
（2）［-R，（
+1）R］处的粒子经上方磁场偏转后与x 轴负方向的角度
=
=
（3 分），
=45°，粒子与x 轴负方向成45°角进入下方磁场运动时，圆心在（
R，-
R）处，轨迹
与接收器不相交，所以不能被接收器接受，（1 分）如下图：
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（3）当粒子运动轨迹与接收器在F 点相内切时，由几何关系可知，运动轨迹的圆心恰好在E 点，根据几
何关系可知，粒子由O 点进入时，粒子的速度方向与y 轴负方向的夹角
=
=
，（1 分）
=30°，粒子进入上方磁场G 时的纵坐标
y1=R+R
=1.5R（1 分）
当粒子运动轨迹在E 点与接收器相外切时，运动轨迹的圆心恰好在（
R，
R）处，根据几何关系可知，
粒子由O 点进入磁场时粒子速度方向与x 轴正方向的夹角
=
=
（1 分），
=60°，粒子进
入上方磁场I 的纵坐标
y2=R- R
=0.5R（1 分）
23
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在上方磁场GI 间射入的粒子能打到接收器上，LGI=y1-y2=R，占粒子总数的百分比
=
100
=50
（1 分）．
答：（1）磁场的磁感应强度B=
；（2）不能；（3）50
17．（14 分）如图所示，光滑水平平台AB 与竖直光滑半圆轨道AC 平滑连接，C 点切线水平，长为L=4m
的粗糙水平传送带BD 与平台无缝对接。质量分别为m1=0.3kg 和m2=1kg 两个小物体中间有一被压缩的轻质
弹簧，用细绳将它们连接。已知传送带以v0=1.5m/s 的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为
。某时剪断细绳，小物体m1向左运动，m2向右运动速度大小为v2=3m/s，g 取10m/s2。
.求：
（1）剪断细绳前弹簧的弹性势能Ep；
（2）从小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送
带多提供的电能E；
（3）为了让小物体m1从C 点水平飞出后落至AB 平面的水平位移最大，竖直光滑半圆轨道AC 的半径R 和
小物体m1平抛的最大水平位移x 的大小。
【答案】（1）19.5J；（2）6.75J；（3）
时水平位移最大为
【解析】（1）对
和
弹开过程，取向左
正方向，由动量守恒定律有
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（1 分）
解得
剪断细绳前弹簧的弹性势能为
（1 分）
解得
（1 分）
（2）设
向右减速运动的最大距离为x，由动能定理得
（1 分）
解得
（1 分）
则
先向右减速至速度为零，向左加速至速度为
，然后向左匀速运动，直至离开传送带。
设小物体
滑上传送带到第一次滑离传送带的所用时间为t。取向左为正方向。根据动量定理得
（1 分）
解得
该过程皮带运动的距离为
（1 分）
故为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能为
（1 分）
解得
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（1 分）
（3）设竖直光滑轨道AC 的半径为R 时小物体
平抛的水平位移最大为x。从A 到C 由机械能守恒定律得
（1 分）
由平抛运动的规律有
（1 分）
（1 分）
联立整理得
（1 分）
根据数学知识知当
即
时，水平位移最大为
（1 分）
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